KR20100021987A - 수직 선형 진동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부케이스와 상기 상부케이스와 결합하여 내부에 공간을 형성하는 하부케이스와 구동부을 포함하며, 상기 구동부는 상기 상부·하부케이스 내부에서 수직 왕복운동하는 질량체와 상기 질량체의 하부에 결합되어 상기 질량체와 같이 수직 왕복운동하는 마그네트와 상기 하부케이스의 내측에 상기 마그네트와 마주보고 결합되는 코일과 상기 하부케이스의 내측에 결합되어 코일에 전원을 공급하는 회로기판과 상기 상부케이스와 상기 질량체 사이에 결합되는 상부스프링 및 상기 하부케이스와 상기 질량체 사이에 결합되는 하부스프링을 포함하는 수직진동기를 제공한다.

선형 진동기, 바이브레이터, 이동통신 단말기, 진동발생장치

Description

수직 선형 진동기{vertical linear vibrator}

본 발명은 이동통신 단말기나 게임기 등의 전자 제품에 내장되는 진동모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 질량체가 수직 왕복운동하면서 진동을 발생토록 한 수직진동기에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 멜로디나 벨과 같은 발성 기능과 기기를 떨게 하는 진동기능이 있다. 이 중 특히 진동기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우 주로 사용되는데, 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동기를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다. 또한, 최근에는 터치스크린 휴대폰의 보급이 늘어나면서 진동기는 단순히 멜로디를 대신한 착신기능을 넘어 가상의 터치감을 사용자에게 제공하는 기능이 요구되고 있다.

종래의 수직 선형 진동기는 판 스프링을 이용하고 있는데, 이는 특허공개공보 10-2005-0083528에 제안된 바 있다. 이러한 수직 선형 진동기는 판 스프링이 케 이스 및 운동부에 용접되어 있는 구조로, 제품의 용접 불량이 빈번히 발생하고, 제품의 낙하 충격 등 외부 충격에 의해 상기 판 스프링이 변형되거나 케이스와의 용접이 분리되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 스프링을 돌기 또는 홈을 이용하여 케이스 및 질량체에 결합함으로써 제품불량을 줄이고 외부충격에 강한 수직진동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 스프링만으로 질량체를 지지하고 왕복운동시킴으로써 조립·제조 공정을 간단히 하여 생산효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 가이드 및 가이드 홈을 구비함으로써 질량체가 원활히 왕복운동을 할 수 있게 하며, 케이스의 마찰소음 및 마찰에 의한 마모를 방지하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 복수의 운동부와 이를 각각 제어하는 제어부를 이용하여 다양한 진동패턴을 구현할 수 있는 진동기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 상부케이스와 상기 상부케이스와 결합하여 내부에 공간을 형성하는 하부케이스와 구동부을 포함하며, 상기 구동부는 상기 상부·하부케이스 내부에서 수직 왕복운동하는 질량체와 상기 질량체의 하부에 결합되어 상기 질량체와 같이 수직 왕복운동하는 마그네트와 상기 하부케이스의 내측에 상기 마그네트와 마주보고 결합되는 코일과 상기 하부케이스의 내측에 결합되어 코일에 전원을 공급하는 회로기판과 상기 상부케이스와 상기 질량체 사이에 결합되는 상부스프링 및 상기 하부케이스와 상기 질량체 사이에 결합되는 하부스프링을 포함하는 수직진동기를 제공한다.

상기 질량체의 측면에는 돌기 형태의 가이드가 형성될 수 있다.

상기 상부케이스의 측면에는, 상기 가이드의 위치와 대응되는 위치에 가이드 홈이 형성될 수 있다.

상기 가이드 홈에는 가이드와 마찰로 인한 소음과 마모를 방지하기 위해 코팅이 될 수 있다.

상기 질량체, 상부케이스의 상부 내측면 및 상기 하부케이스의 하부 내측면에 스프링 연결부가 형성될 수 있다.

상기 질량체가 수직 왕복운동하는 경우, 상기 상부·하부케이스와의 충돌 및 소음을 방지하는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 질량체를 관통하여 결합되어 상기 질량체의 수직 왕복운동을 원활히 하는 지지축을 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 지지축에 삽입되는 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 상부케이스의 상면 내측 및 상기 하부케이스의 내측면에 지지축 연결부가 형성될 수 있다.

상기 질량체에 복수 개의 지지축이 결합될 수 있다.

상기 상부스프링 또는 상기 하부스프링은 복수 개일 수 있다.

상기 구동부는 복수 개로 구성될 수 있다.

상기 상부케이스 내측에는 가이드 홈이 형성된 격벽이 구비될 수 있다.

상기 복수의 질량체를 각각 별도로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 가이드 및 가이드 홈을 구비함으로써 질량체가 원활히 왕복운동을 할 수 있게 하며, 케이스의 마찰소음 및 마찰에 의한 마모를 방지하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 스프링만으로 질량체를 지지하고 왕복운동시킴으로써 조립·제조 공정을 간단히 하여 생산효율을 향상되는 효과가 있다.

또한, 스프링을 돌기 또는 홈을 이용하여 케이스 및 질량체에 결합함으로써 제품불량을 줄이고 외부충격에 강한 이점이 있다.

또한, 복수의 운동부와 이를 각각 제어하는 제어부를 이용하여 다양한 진동패턴을 구현할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직진동기의 단면도이며, 도 2는 분해사시도이다.

상부케이스(100)는 하부케이스(200)와 결합하여 내부에 소정의 공간을 형성한다. 상기 상부케이스(100)의 상면 내측과 상기 하부케이스(200)의 내측에는 스프링(351)(352)이 결합되는 스프링 연결부(120)(220)가 형성되어 있다. 상기 스프링 연결부(120)(220)는 돌기 또는 홈일 수 있다.

상기 상부케이스(100)의 측면에는 질량체(310)에 형성된 가이드(311)가 삽입되는 가이드 홈(110)이 형성되어 있다. 상기 가이드 홈(110)에는 상기 가이드(311)와 마찰로 인한 소음과 마모를 방지하기 위해 코팅이 되어 있다. 상기 코팅은 얇은 피막층으로 윤활유 또는 불소수지 코팅일 수 있다. 또는 폴리이미드 계열의 불소수지 테잎을 이용할 수 있다. 또는, 피막층을 형성한 후 오일(oil)이나 그리스(grease)를 도포하는 방법을 이용할 수 있다.

구동부(300)는 질량체(310), 마그네트(320), 회로기판(330), 코일(340), 상부스프링(351) 및 하부스프링(352)으로 구성된다.

질량체(310)는 코일(340)과 마그네트(320)의 전자기적 작용으로 인해 케이스(100)(200) 내부에서 수직 왕복운동을 한다. 상기 질량체(310)의 재질은 텅스텐 인 것이 바람직하다. 텅스텐은 일반적인 다른 물질에 비해 밀도가 높아 관성질량이 높다. 따라서, 다른 물질에 비해 큰 진동량을 얻을 수 있다.

상기 질량체(310)의 상면과 하면에는 상기 스프링(351)(352)의 일단이 결합된다. 상기 스프링(351)(352)은 상기 질량체(310)에 접착제 등을 이용하여 결합될 수 있으며, 바람직하게는 상기 질량체(310)의 상면과 하면에는 상기 스프링(351)(352)이 고정결합되도록 스프링 연결부(312a)(312b)가 형성되어 있다. 상기 스프링(351)(352)은 상기 스프링 연결부(312a)(312b)에 결합되는 것이 제품의 신뢰성 확보를 위해 바람직하다. 상기 스프링 연결부(312a)(312b)는 돌기 또는 홈일 수 있다.

상기 질량체(310)의 측면에는 돌기 형태의 가이드(311)가 형성되어 있다. 상기 가이드(311)는 상기 가이드 홈(110)에 삽입되어, 상기 질량체(310)에 지지축이 결합되지 않은 상태에서도 상기 질량체(310)가 이동경로를 이탈하지 않고 왕복운동할 수 있도록 한다.

마그네트(320)는 자기장을 발생시키며, 상기 질량체(310)의 하부에 고절결합되어 상기 질량체(310)와 같이 수직 왕복운동을 한다. 상기 질량체(310)의 편심운동을 방지하기 위해 상기 마그네트(320)와 상기 질량체(310)의 무게중심은 동심이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

회로기판(330)은 외부전원을 코일(340)에 공급하는 역할을 하며, 상기 하부케이스(200)의 내측면에 고정결합된다. 상기 회로기판(330)은 하드기판 또는 플렉 서블(flexible)한 기판일 수 있다. 상기 회로기판(330)에는 상기 하부케이스(200)에 형성된 스프링 연결부(220)가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있다.

코일(340)은 상기 회로기판(330) 위에 고정결합되며, 상기 마그네트(320)와 마주보도록 배치된다. 상기 코일(340)은 상기 마그네트(320)와 전자기적 작용을 하여 상기 마그네트(320)를 운동시킨다.

상부스프링(351)은 상기 질량체(310)와 상부케이스(100)의 상부면 사이에 결합된다. 상기 상부스프링(351)의 일단은 상기 상부케이스(100)의 스프링 연결부(120)에 결합되고, 타단은 상기 질량체(310)의 상부면에 형성된 스프링 연결부(312a)에 결합되는 것이 바람직하다.

하부스프링(352)은 상기 질량체(310)와 하부케이스(200) 사이에 결합된다. 상기 하부스프링(200)의 일단은 상기 하부케이스(200)의 스프링 연결부(220)에 결합되고, 타단은 상기 질량체(310)의 하부면에 형성된 스프링 연결부(312b)에 결합되는 것이 바람직하다.

상기 상부스프링(351)과 하부스프링(352)의 크기는 사용환경에 따라 달라질 수 있다. 특히, 상기 코일(340)이 하부케이스(200)에 결합되어 있어 상기 하부스프링(352)의 크기 변화의 폭은 좁으므로, 상기 상부스프링(351)의 크기를 변화시킴으로써 탄성력을 변화시킬 수 있으며 최종적으로 질량체(310)의 진동량을 조절할 수 있다.

댐퍼(400)는 상기 상부케이스(100)의 상면 내측과 상기 회로기판(330)의 상부에 결합된다. 상기 댐퍼(400)는 외부충격 등에 의해 상기 질량체(310)가 상기 상부케이스(100) 및 하부케이스(200)에 충돌하는 것을 방지한다.

도 3을 참조하면, 상기 수직진동기의 구동부(300)는 지지축(360)과 베어링(370)을 더 포함할 수 있다.

지지축(360)은 질량체(310)의 중앙에 삽입되어 상기 질량체(310)의 수직 왕복운동을 보장한다. 상기 베어링(370)은 상기 질량체(310)에 삽입되어 질량체(310)와 지지축(360) 사이의 마찰을 줄여 질량체(310)가 원활히 운동할 수 있도록 한다.

상기 상부케이스(100)의 상면 내측과 하부케이스(200)의 내측에는 상기 지지축(360)이 결합되는 지지축 연결부가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 상기 지지축 연결부는 홈 또는 돌기일 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 수직진동기의 상부스프링(351)은 복수 개로 구성될 수 있다. 복수 개의 상부스프링(351)을 사용함으로써 스프링의 탄성력을 조절할 수 있는 이점이 있다.

상기 상부스프링(351) 뿐만 아니라 하부스프링(352)도 복수 개로 구성될 수 있음은 물론이다.

도 5를 참조하면, 상기 수직진동기의 케이스(100)(200) 및 내부 구성의 형상 이 사각형이며, 복수 개의 지지축(360)이 질량체(310)의 대각선 상에 결합될 수 있다. 또한, 상기 지지축(360)이 내부에 삽입되는 상부스프링(351)도 복수 개로 구성될 수 있다.

상기 실시예에서는 마그네트가 질량체의 하부에 결합되고 코일 및 회로기판이 하부케이스에 결합된 예를 설명하였으나, 상기 마그네트가 질량체의 상부에 결합하고 코일 및 회로기판이 상부케이스에 결합될 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직진동기의 단면도를 나타낸 도면이며, 도 7은 분해사시도이며, 도 8은 상부케이스의 상면 내부를 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직진동기는 복수의 구동부(300)를 포함하며, 상부케이스(100)는 가이드 홈(110')이 형성된 격벽(130)을 구비하고 있다.

상기 격벽(130)은 상기 상부케이스(100)의 내측 중앙에 형성되어 있으며, 좌측 질량체(310)의 우측 가이드(311) 및 우측 질량체(310)의 좌측 가이드(311)가 상기 격벽(130)에 형성된 가이드 홈(110')에 삽입된다.

이는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예와 케이스의 형상, 이에 따른 케이스 내부의 구성의 형상 및 구동부의 개수를 달리한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직진동기는 복수의 구동부(300)를 구비하여 다양한 진동모드를 발생시킬 수 있다. 복수 개의 질량체(310)는 상호 간섭없 이 별개로 운동할 수 있다. 이 경우 복수의 질량체(310)를 각각 별도로 제어하는 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부는 각 구동부(300)의 진동특성(진폭, 주파수 등)을 개별적으로 제어함으로써 다양한 진동모드를 발생시킬 수 있다. 즉, 이동통신 단말기의 수신모드, 터치모드 또는 게임모드 등에서 각각 다른 진동모드를 발생시킬 수 있다.

도 9를 참조하면, 복수 개의 구동부(300)를 포함하되, 상기 격벽(130)을 구비하는 대신 복수의 질량체(310)에 지지축(360)을 삽입한 것이다. 격벽을 구비하지 않으므로 복수의 질량체(310)의 일측에만 가이드(311)가 형성되어 있다.

상기 지지축(360)은 좌측 질량체(310)의 우측과 우측 질량체(310)의 좌측에 삽입되어 상기 두 질량체(310)가 원활히 수직 왕복운동을 할 수 있도록 한다.

상기 지지축(360)과 질량체(310) 사이의 마찰을 방지하기 위해 상기 지지축(360)에는 베어링(370)이 삽입되는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직진동기의 단면도이며, 도 2는 분해사시도이다.

도 3은 도 1의 지지축이 포함된 수직진동기의 단면도이다.

도 4는 도 1의 상부스프링이 복수로 구성된 수직진동기의 단면도이다.

도 5는 도 1의 케이스 및 내부 구성의 형상이 사각형인 수직진동기의 분해사시도이다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직진동기의 단면도이며, 도 7은 분해사시도, 도 8은 상부케이스의 상면 내부를 나타낸 도면이다.

도 9는 복수 개의 구동부에 지지축이 포함된 수직진동기의 분해사시도이다.

< 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 >

100 상부케이스 110, 110' 가이드 홈

120 스프링 연결부 130 격벽

200 하부케이스 220 스프링 연결부

300 구동부 310 질량체

311 가이드 312a, 312b 스프링 연결부

320 마그네트 330 회로기판

340 코일 351 상부스프링

352 하부스프링 360 지지축

370 베어링 400 댐퍼

Claims (14)

1. 상부케이스(100)와 상기 상부케이스(100)와 결합하여 내부에 공간을 형성하는 하부케이스(200)와 구동부(300)을 포함하며,

   상기 구동부(300)는

   상기 상부·하부케이스(100)(200) 내부에서 수직 왕복운동하는 질량체(310);

   상기 질량체(310)의 하부에 결합되어 상기 질량체(310)와 같이 수직 왕복운동하는 마그네트(320);

   상기 하부케이스(200)의 내측에 상기 마그네트(300)와 마주보고 결합되는 코일(340);

   상기 하부케이스(200)의 내측에 결합되어 코일(340)에 전원을 공급하는 회로기판(330);

   상기 상부케이스(100)와 상기 질량체(310) 사이에 결합되는 상부스프링(351);

   상기 하부케이스(100)와 상기 질량체(310) 사이에 결합되는 하부스프링(352);을 포함하는 수직진동기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 질량체(310)의 측면에는 돌기 형태의 가이드(311)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 상부케이스(100)의 측면에는, 상기 가이드(311)의 위치와 대응되는 위치에 가이드 홈(110)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가이드 홈(110)에는 가이드(311)와 마찰로 인한 소음과 마모를 방지하기 위해 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 질량체(310), 상부케이스(100)의 상부 내측면 및 상기 하부케이스(200)의 하부 내측면에 스프링 연결부(312a)(312b)(120)(220)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 질량체(310)가 수직 왕복운동하는 경우, 상기 상부·하부케이스(100)(200)와의 충돌 및 소음을 방지하는 댐퍼(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 구동부(300)는

   상기 질량체(310)를 관통하여 결합되어 상기 질량체(310)의 수직 왕복운동을 원활히 하는 지지축(360)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 구동부(300)는 상기 지지축(360)에 삽입되는 베어링(370)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
9. 제7항에 있어서,

   상기 상부케이스(100)의 상면 내측 및 상기 하부케이스(200)의 내측면에 지지축 연결부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
10. 제7항에 있어서,

    상기 질량체(310)에 복수 개의 지지축(360)이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
11. 제1항에 있어서,

    상기 상부스프링(351) 또는 상기 하부스프링(352)은 복수 개인 것을 특징으로 하는 수직진동기.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 구동부(300)는 복수 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직진동기.
13. 제12항에 있어서,

    상기 상부케이스(100) 내측에는 가이드 홈(110')이 형성된 격벽(130)이 구비된 것을 특징으로 하는 수직진동기.
14. 제12항에 있어서,

    상기 복수의 질량체(310)를 각각 별도로 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직진동기.

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