KR20100108963A - 리니어 진동 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 리니어 진동 모터는 내부 홈이 형성되는 질량체를 수용하는 케이스; 상기 질량체와 고정되는 가동부; 전자기장의 상호 작용에 의해서 상기 질량체와 함께 상기 가동부를 수평이동시키도록 전류가 흐르는 코일; 일단이 상기 케이스에 고정되고 타단이 상기 내부 홈으로 연장되며, 상기 내부 홈을 구획하기 위한 커넥터; 및 상기 커넥터를 기준으로 상기 내부 홈의 양측으로 배치되어 상기 질량체의 수평이동의 한계를 정하는 탄성부재;를 포함한다.

Description

리니어 진동 모터{Linear Type Vibration Motor}
본 발명은 리니어 진동 모터에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 개인휴대단말기에 장착되어 수평한 방향으로 진동하도록 설계되는 리니어 진동 모터에 관한 것이다.
일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신 기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 멜로디나 벨과 같은 발성 기능과 기기에 진동을 전달하는 진동 기능 등이 있다.
이러한 기능 중에서 진동 기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우 주로 사용된다. 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동 모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.
특히, 최근에는 휴대폰의 소형화, 고품질화에 의해서 터치 스크린 방식등의 엘시디가 채택되고 있으며, 터치 시에 진동이 발생되는 기능이 요구되는 등 점차적으로 진동 모터의 개선이 중요해지고 있다.
현재 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 회전력을 발생시켜 불평형 질량의 회전부를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 회전력은 대부분이 브러쉬와 정류자의 접점을 통하여 정류작용을 거쳐 회전자 코일에 전류를 공급하는 구조로 발생시킨다.
그러나, 이러한 정류자를 사용한 브러쉬타입(brush type)구조는 모터 회전 시 브러쉬가 정류자의 세그먼트(Segment)와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 기계적인 마찰과 전기적인 스파크를 유발하고, 상기 브러쉬와 정류자를 마모시킴으로써 모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
또한, 모터에 전압 인가 시에 회전 관성을 이용하므로 목표진동량에 도달하는 시간이 걸리는 단점이 있어서 터치 스크린을 적용한 개인휴대단말기 등에 적합한 진동을 구현하기에 어려움이 있다.
본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 일차원적으로 직선 경로를 따라 리니어 진동을 하고 개인휴대단말기의 두께를 줄이는 데 적합한 리니어 진동 모터를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 리니어 진동 모터는 내부 홈이 형성되는 질량체를 수용하는 케이스; 상기 질량체와 고정되는 가동부; 전자기장의 상호 작용에 의해서 상기 질량체와 함께 상기 가동부를 수평이동시키도록 전류가 흐르는 코일; 일단이 상기 케이스에 고정되고 타단이 상기 내부 홈으로 연장되며, 상기 내부 홈을 구획하기 위한 커넥터; 및 상기 커넥터를 기준으로 상기 내부 홈의 양측으로 배치되어 상기 질량체의 수평이동의 한계를 정하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 가동부는 상기 질량체의 수평 이동을 위한 자기력을 제공하는 마그네트 및, 상기 마그네트의 자기력 방향을 결정하는 요크를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 요크는 상기 마그네트 및 상기 질량체 사이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 케이스는 상기 질량체의 이동 경로를 안내하는 가이드 바를 포함하고, 상기 질량체에는 상기 가이드 바에 대응되는 가이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성 부재는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성 부재는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성 부재는 토션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 질량체는 상기 요크를 내측에 안착하도록 형성되는 안착부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터의 상기 코일은 기판에 다수개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 리니어 진동 모터는 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 수평 방향으로 리니어 진동하므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화하는 효과가 있으며 단말기 두께와 상관 없이 진동 방향으로 길게 형성시킬 수 있으므로 진동 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 진동 모터는 질량체의 일면에 탄성 부재 및 케이스에 고정되는 커넥터를 수용하기 위한 내부 홈이 형성되므로 질량체에서 전달되는 진동을 케이스에 효과적으로 전달할 수 있으며, 탄성 부재가 질량체의 내부 홈에 용이하게 장착되므로 탄성 부재를 고정할 별도의 고정 구조가 필요 없다.
본 발명에 따른 리니어 진동 모터에 관하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 리니어 진동 모터에서 결합된 모습을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 리니어 진동 모터의 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 리니어 진동 모터에서 지지판를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 리니어 진동 모터(100)는 지지판(110), 가동부(120), 질량체(130), 탄성 부재(140) 및 케이스(150)를 포함한다.
지지판(110)은 내부에 기판(114)을 수용하며, 내측에 장착되는 구성들을 보호하며 그 구성들을 실장하는 역할을 한다. 지지판(110)은 케이스(150)의 형상과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계되는 것도 가능하다.
기판(114)은 지지판(110)의 상부에 실장되며 연성회로기판을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 기판(114) 상면에는 다수의 코일(112)이 전기적으로 연결되며 중앙부에는 외측의 기판과 연결되기 위해서 길게 연장된 형상으로 형성된다.
그리고, 코일(112)은 평면으로 넓게 권선된 형상으로 형성되며 기판(114)에 다수개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 한다. 이렇게 나란하게 배치되는 것은 기판(114)의 상면에 넓게 배치되는 것을 의미한다. 이때, 코일(112)에는 교류 전류가 흐르는 것이 바람직하며 이러한 구조에 의해서 가동부(120)는 질량체(130)를 진동시키게 된다.
가동부(120)는 질량체(130) 및 코일(112) 사이에 구비되며, 가동부(120)는 마그네트(122) 및 요크(124)를 포함한다.
이때, 가동부(120)는 코일(112)에서 발생한 주파수의 전기력과 마그네트(122)에서 요크(124)를 향하는 방향으로 발생하는 자기장의 방향에 의해서 로렌츠 힘에 따른 이동 방향이 결정된다.
마그네트(122)는 코일(112)의 상부에 위치하고 그 형상은 육면체 형상으로 형성된다. 이때, 마그네트(122)에 의한 자기력과 코일(112)에서 발생한 소정 주파수의 전자기력의 상호작용으로 인해, 가동부(120)가 코일(112)과 수평한 방향으로 진동하게 된다(화살표).
요크(124)는 마그네트(122) 및 질량체(130) 사이에 배치되며 마그네트(122)가 저면에 부착되는 것이 바람직하다. 그리고, 요크(124)는 질량체(130)의 저면에 형성된 안착부(132)에 안착되어 고정될 수 있다. 그러나, 요크(124)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
따라서, 가동부(120)는 질량체(130)에 고정되므로 가동부(120)의 이동 방향과 동일하게 질량체(130)가 함께 이동하게 된다.
질량체(130)는 일정 크기의 질량을 갖는 것이 바람직하며 마그네트(122)와 코일(112)의 상호 작용에 의해서 진동방향으로 진동하게 된다. 여기서, 진동방향은 코일(112)과 수평한 방향을 의미하게 된다(화살표).
질량체(130)의 상면에는 탄성 부재(140) 및 커넥터(152)가 수용되기 위한 내부 홈(136)이 마련된다. 그리고, 질량체(130)의 양 측면에는 가이드 바(154)를 수용하기 위한 가이드 홈(134)이 측면을 따라 길게 제공된다.
가이드 홈(134)은 질량체(130)의 내측으로 사각 모양으로 형성되는데 이에 한정되지 않으며 가이드 바(154)의 외면을 따라 둥근 형상으로 형성될 수 있다.
가이드 바(154)는 케이스(150)의 내측에 고정되도록 형성되며, 2개의 가이드 바(154)가 서로 대칭적으로 케이스(150) 내측에 배치된다. 가이드 바(154)는 긴 원통형으로 형성되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 가이드 바(154)는 접착제나 오링등을 사용하여 케이스(150)에 고정시키는 것이 바람직하다.
따라서, 질량체(130)는 가동부(120)에 의해서 지면과 수평한 방향으로 이동하는 데, 이때 가이드 바(154)를 따라 이동하므로 보다 안정적인 구동을 할 수 있다.
그리고, 질량체(130)의 상부에는 내부 홈(136)이 형성되며 내부 홈(136)에는 탄성 부재(140) 및 커넥터(152)가 삽입된다.
이때, 커넥터(152)는 정육면체 형상으로 형성되어 케이스(150)의 내부 상면 에 고정되는 것이 바람직하다. 그러나, 커넥터의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 커넥터가 케이스와 일체로 형성되는 것도 가능하다.
또한, 커넥터(152)가 질량체(130)의 내부 홈(136) 중앙에 삽입되면 커넥터(152)를 중심으로 양측으로 탄성 부재(140)가 삽입된다.
따라서, 질량체(130)가 이동하면 탄성 부재(140)가 수축 및 인장되면서 커넥터(152)에 이동되는 힘을 전달할 수 있다.
그리고, 질량체(130)의 내부 홈으로 탄성 부재(140)가 삽입되어 고정되므로 탄성 부재를 고정할 별도의 구조가 없어도 되므로 구조를 보다 간소화할 수 있으며, 탄성 부재가 질량체(130)의 내부 홈에서 어떠한 변형없이 수축 및 인장되어 보다 효과적으로 진동을 전달할 수 있다.
이때, 탄성 부재(140)는 코일 스프링을 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며 탄성력을 제공할 수 있는 다양한 구성을 선택 적용할 수 있다. 그리고, 커넥터(152)를 기준으로 양측으로 배치되어 수평방향 진동되는 질량체(130)의 수평이동의 한계를 정하는 역할을 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 탄성 부재의 움직임을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 질량체(130)의 일면에 내부 홈(136)에는 중앙에 위치하도록 커넥터(152)가 배치된다. 그리고, 커넥터(152)의 좌우편에 두개의 탄성 부재(140)가 양단이 고정되도록 내부 홈(136)에 삽입된다.
그리고, 도 5b에서 도시된 바와 같이, 질량체(130)가 우측으로 이동하게 되 면, 좌측에 있는 탄성 부재(140)가 수축하게 되며, 우측에 위치한 탄성 부재(140)는 인장하게 된다.
또한, 도 5c에서 도시된 바와 같이, 질량체(130)가 좌측으로 이동하게 되면, 좌측에 있는 탄성 부재(140)는 인장하게 되며, 우측에 위치한 탄성 부재(140)는 수축하게 된다. 이에 따라, 탄성 부재(140)의 탄성력에 의해서 질량체(130)의 진동에 대한 힘을 보다 효과적으로 전달할 수 있다. 그리고, 커넥터(152)를 기준으로 양측으로 배치되어 수평방향 진동되는 탄성 부재(140)는 질량체(130)의 수평이동의 한계를 정하는 역할을 한다.
본 실시예에서 리니어 진동 모터는 지면에 수평한 방향으로 진동하도록 설계되므로 개인휴대단말기에 장착 시에 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 수평 방향으로 진동하므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화하는 효과가 있다. 이에 따라, 리니어 진동 모터의 길이를 수평한 방향으로 길게 형성시킬 수 있으므로 진동 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 리니어 진동 모터(200)는 지지판(110), 가동부, 질량체(130), 탄성 부재(240) 및 케이스(150)를 포함한다.
본 실시예에서 지지판(110), 가동부, 질량체(130) 및 케이스(150)은 실질적으로 제1 실시예와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
탄성부재(240)는 질량체(130)의 내부 홈으로 삽입되어 고정되며 탄성 부재(240)는 토션 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예에서 탄성 부재를 고정할 별도의 구조가 없어도 되므로 구조를 보다 간소화할 수 있으며, 탄성 부재(240)가 질량체(130)의 내부 홈에서 어떠한 변형없이 수축 및 인장되어 보다 효과적으로 진동을 전달할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 리니어 진동 모터(300)는 지지판(110), 가동부, 질량체(130), 탄성 부재(340) 및 케이스(150)를 포함한다.
본 실시예에서 지지판(110), 가동부, 질량체(130) 및 케이스(150)은 실질적으로 제1 실시예와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
탄성부재(340)는 질량체(130)의 내부 홈으로 삽입되어 고정되며 탄성 부재(340)는 판 스프링을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 탄성 부재를 달리하여 구성하는 이유는 스프링 상수 및 질량체의 무게에 따라서 공진 주파수가 결정되기 때문이며, 이러한 상수에 의해서 질량체의 진동에 큰 영향을 미친다.
따라서, 본 실시예에서 탄성 부재를 고정할 별도의 구조가 없어도 되므로 구조를 보다 간소화할 수 있으며, 탄성 부재(340)가 질량체(130)의 내부 홈에서 어떠한 변형없이 수축 및 인장되어 보다 효과적으로 진동을 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 리니어 진동 모터에서 결합된 모습을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 리니어 진동 모터의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 리니어 진동 모터에서 지지판를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 탄성 부재의 움직임을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리니어 진동 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110.... 지지판 120.... 가동부
130.... 질량체 140.... 탄성 부재
150.... 케이스

Claims (9)

  1. 내부 홈이 형성되는 질량체를 수용하는 케이스;
    상기 질량체와 고정되는 가동부;
    전자기장의 상호 작용에 의해서 상기 질량체와 함께 상기 가동부를 수평이동시키도록 전류가 흐르는 코일;
    일단이 상기 케이스에 고정되고 타단이 상기 내부 홈으로 연장되며, 상기 내부 홈을 구획하기 위한 커넥터; 및
    상기 커넥터를 기준으로 상기 내부 홈의 양측으로 배치되어 상기 질량체의 수평이동의 한계를 정하는 탄성부재;
    를 포함하는 리니어 진동 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동부는,
    상기 질량체의 수평 이동을 위한 자기력을 제공하는 마그네트 및, 상기 마그네트의 자기력 방향을 결정하는 요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 요크는 상기 마그네트와 상기 질량체 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는,
    상기 요크를 내측에 안착하도록 형성되는 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 양 측면에 상기 질량체의 이동 경로를 안내하는 가이드 바를 더 포함하고, 상기 질량체에는 상기 가이드 바에 대응되는 가이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 토션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코일은,
    기판에 다수개가 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
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