KR20110009477A

KR20110009477A - 선형 진동모터

Info

Publication number: KR20110009477A
Application number: KR1020090066892A
Authority: KR
Inventors: 이광형; 최준근; 전재우; 오화영; 이지성; 방제현; 김용진; 이경호; 박석준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-01-28
Also published as: CN101964578B; CN101964578A; KR101084800B1

Abstract

본 발명의 선형 진동모터는 모터의 상부와 너비방향의 측부를 감싸게 장착되는 케이스와, 상기 모터의 하부와 길이방향의 측부를 감싸는 형상의 브라켓과, 상기 브라켓의 중앙에 돌출되게 형성된 브라켓 중앙부와, 상기 브라켓 중앙부의 내부에 길이방향으로 삽입장착된 마그넷과, 상기 브라켓 중앙부의 외주면을 감싸며 장착되고 상기 마그넷과 상호작용하여 자기력을 발생시키는 하나 이상의 코일과, 상기 브라켓 중앙부를 전체적으로 감싸게 장착되고 상기 마그넷과 함께 자기회로를 구성하며 질량체가 장착되도록 측부와 하부의 모서리에 돌기부가 일체로 형성된 요크와, 상기 요크의 상기 돌기부에 안착되어 상기 요크를 감싸며 장착되고 상기 코일의 전원신호를 인가하여 상기 마그넷과 상호작용함으로써 수평방향의 진동을 발생시키는 질량체 및 상기 브라켓과 상기 요크를 연결하는 하나 이상의 탄성부재를 포함한다.

선형 진동모터, 요크, 탄성부재, 인장강성, 압축강성

Description

선형 진동모터{Linear Vibration Motor}

본 발명은 선형 진동모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수평방향의 진동을 하는 질량체와 서로 다른 제 1, 2스프링이 구비됨으로써, 질량체의 진동량이 증가될 뿐 아니라 제 1, 2스프링의 서로 다른 강성이 보완되어 모터의 처짐성 및 직진성을 개선하고 일정한 진동을 유지하는 선형 진동모터에 관한 것이다.

휴대폰으로 대표되는 최근 착신기기의 가장 중요한 기능은 신호의 착신을 알려주는 착신기능이며 이는 벨소리 또는 진동으로 이루어진다. 특히 진동은 타인에게 피해를 주지 않기 위해서 또는 벨소리를 인지하기 힘든 곳에서 인지하기 위하여 휴대폰의 필수요소로 자리잡았다.

이러한 진동을 일으키는 수단으로, 축이 편심되거나 무게 중심이 일측으로 불균형하게 분배된 모터를 회전시켜 진동을 발생시키는 진동모터가 있는데, 이러한 진동모터의 경우 모터 회전시 브러쉬가 세그먼트(segment)와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 기계적인 마찰 및 전기적인 스파크가 발생하는 문제점과 그 수명이 길지 않은 단점이 있다. 또한, 모터에 전압 인가시 회전관성에 의하여 목표진동량에 도달하는데 시간이 걸리는 단점이 있어서 터치스크린 폰에서 적합한 진동구현에 어려움이 있다.

이러한 진동모터의 단점을 극복하게 위하여 개발된 것이 선형 진동모터인데, 선형 진동모터는 판스프링에 장착된 진동자가 마그네트와 코일 사이의 전자기력에 의해서 진동하기 때문에 기계적인 마찰이 발생하지 않고 소형화가 가능한 장점이 있어 현재 여러가지 형태로 개발되고 있다. 여기서 전자기력은 운동부에 위치한 마그네트가 고정자에 위치한 코일의 일정한 주파수를 갖는 직류 또는 교류전류와 상호작용하여 발생한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 선형 진동모터(10)는 케이스(11)의 내부에 구비된 진동자(12), 코일(13), 마그네트(14), 플레이트(15), 요크(16)로 이루어지며 코일(13)과 마그네트(14) 사이의 전자기력에 의해 진동자(12)가 상하진동한다.

선형 진동모터는 일반적으로 휴대폰의 모서리 부분에 위치하여 LCD 화면에 수직방향으로 진동을 발생시키도록 되어 있다. 수직방향으로 진동하도록 설계되어 있는 선형 진동모터는 진동자(12)가 상하 변위를 확보하여 운동해야 진동을 발생시킬 수 있다. 그러나, 진동량을 크게 하기 위하여 두께를 증가시키는 것은 휴대폰에서 실장시킬 수 있는 공간의 한계에 따라 제약이 따른다.

이러한 종래기술의 선형 진동모터(100)의 단점을 극복하기 위하여, 선형 진동모터 내부의 질량부가 휴대폰 LCD에 수직방향이 아닌 수평방향으로 운동하는 것이 해결방법이 될 수 있다. 즉, 8~12mm 내외의 여유공간이 확보되는 수평방향으로 의 진동량은 4mm 정도의 공간이 확보되는 수직방향으로의 진동량에 비하여 훨씬 크다.

따라서, 두께는 종래의 선형 진동모터와 동등한 치수를 가지면서, 수평방향으로 질량부를 움직여서 진동이 수평방향으로 발생되게 하고 휴대폰의 체감진동량을 향상시킬 수 있는 선형 진동모터의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 수평방향의 진동을 하는 질량체와 서로 다른 제 1, 2스프링이 구비됨으로써, 질량체의 진동량이 증가될 뿐 아니라 제 1, 2스프링의 서로 다른 강성이 보완되어 모터의 처짐성 및 직진성을 개선하고 일정한 진동을 유지하는 선형 진동모터를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 선형 진동모터는 모터의 상부와 너비방향의 측부를 감싸게 장착되는 케이스와, 상기 모터의 하부와 길이방향의 측부를 감싸는 형상의 브라켓과, 상기 브라켓의 중앙에 돌출되게 형성된 브라켓 중앙부와, 상기 브라켓 중앙부의 내부에 길이방향으로 삽입장착된 마그넷과, 상기 브라켓 중앙부의 외주면을 감싸며 장착되고 상기 마그넷과 상호작용하여 자기력을 발생시키는 하나 이상의 코일과, 상기 브라켓 중앙부를 전체적으로 감싸게 장착되고 상기 마그넷과 함께 자기회로를 구성하며 질량체가 장착되도록 측부와 하부의 모서리에 돌기부가 일체로 형성된 요크와, 상기 요크의 상기 돌기부에 안착되어 상기 요크를 감싸며 장착되고 상기 코일의 전원신호를 인가하여 상기 마그넷과 상호작용함으로써 수평방향의 진동을 발생시키는 질량체 및 상기 브라켓과 상기 요크를 연결하는 하나 이상의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 요크는 상기 탄성부재가 연결되도록 길이방향으로 마주보는 측면 외부에 두 개씩 돌출되어 형성된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 일단이 상기 연결부에 연결되고 타단이 상기 브라켓의 내벽에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 요크를 사이에 두고 한 방향의 두 개의 연결부에 제 1스프링이 연결되고, 타 방향의 두 개의 연결부에 제 2스프링이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 요크를 사이에 두고 같은 방향의 연결부에 제 1스프링과 제 2스프링이 구비되되 대각선 방향으로 같은 종류의 스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 질량체가 수평방향의 진동을 할 때 제 1스프링과 제 2스프링의 서로 다른 인장강성과 압축강성이 보완되어 상기 질량체의 일정한 진동을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1스프링은 코일(coil) 스프링, 토션(torsion) 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2스프링은 코일(coil) 스프링, 토션(torsion) 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 수평방향의 진동을 하는 질량체와 서로 다른 제 1, 2스프링이 구비됨으로써, 질량체의 진동량이 증가될 뿐 아니라 제 1, 2스프링의 서로 다른 강성이 보완되어 모터의 처짐성 및 직진성을 개선하고 일정한 진동을 유지하는 선형 진동모터를 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 선형 진동모터(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 진동모터(100)는 케이스(110)와, 브라켓(120), FPC(130), 코일(140), 마그넷(150), 요크(160), 질량체(170), 제 1스프링(180), 제 2스프링(190)으로 이루어진다.

케이스(110)는 선형 진동모터(100)의 상부와 너비방향의 측부를 감싸게 장착되어 외부로부터의 충격을 보호하는 역할을 한다.

브라켓(120)은 선형 진동모터(100)의 하부와 길이방향의 측부를 감싸는 형상이다. 브라켓(120)은 구동부에 영향을 주지않도록 비자성 또는 약자성체로 만들어지며 내부 밑면에 입력단자와 연결되는 FPC(130)가 장착된다. FPC(130)는 외부에서 인가되는 전원을 코일(140)로 연결시키는 패턴을 포함한다.

브라켓(120)의 중앙에는 자계부를 형성하도록 원통형상으로 돌출된 브라켓 중앙부(121)가 형성된다.

브라켓 중앙부(121)의 원통형상 외주면에는 코일(140)이 감싸 장착되며 브라켓 중앙부(121)의 내부 공간에는 실린더 형상의 마그넷(150)이 삽입장착된다.

코일(140)은 마그넷(150)과 상호작용하여 전자기적 힘을 발생시키며, 마그넷(150)의 중앙부에는 코어(미도시)가 구비된다.

요크(160)는 코일(140)과 마그넷(150)이 구비된 브라켓 중앙부(121)를 전체 적으로 감싸는 직사각형상으로 FPC(130)의 상부에 장착되고, 질량체(170)가 안착되기 용이하도록 4개의 측부 모서리와 2개의 하부 모서리에 돌출부(162,163)가 일체로 형성된다. 또한, 요크(160)의 길이방향으로 마주보는 측면의 외부에는 제 1, 2스프링(180,190)이 연결되도록 연결부(161)가 두 개씩 돌출되게 형성된다.

요크(160)는 마그넷(150)과 함께 자기회로를 구성하여 코일(140)에 쇄교되는 마그넷(150)의 자속이 최적화되도록 한다. 또한, 질량체(170)가 요크(160)의 돌출부(162, 163)에 안착됨으로써 별도의 조립구조물이 필요없이 질량체(170)와 요크(160)가 고정된다.

질량체(170)는 코일(140)의 전원신호를 인가하여 마그넷(150)과 상호작용함으로써 수평방향의 진동을 발생시키는 것으로, 요크(160)의 돌출부(162,163)에 안착됨으로써 요크(160)를 전체적으로 감싸며 장착된다.

질량체(170)는 철(Fe)보다 무거운 비중을 갖는 것이 바람직하다.

일반적으로 공진주파수(F)를 이용하는 선형 진동모터에 있어서, 공진주파수(F)는 아래[수학식 1]에서 보듯이 질량체(170)의 질량(m)과 스프링의 탄성계수(k)로 결정된다. 코일(140)에 이 공진주파수(F)를 갖는 전원이 인가되어 전류가 흐를 때 질량체(170)가 좌우로 움직이는 변위는 최대가 되고 진동량도 최대가 된다.

[수학식 1]

제 1스프링(180)과 제 2스프링(190)은 브라켓(120)과 요크(160)를 연결하는 서로 다른 종류의 탄성부재로서 서로 다른 탄성계수(k)를 가진다.

제 1스프링(180)과 제 2스프링(190)은 일단이 요크(160)의 마주보는 측면의 외부에 구비된 연결부(161)에 연결되고, 타단은 브라켓(120)의 측부 내면에 구비된 돌출부(미도시)에 끼워 연결된다.

연결된 후, 용접을 실시하거나 접착제를 도포하는 등의 방법을 사용하여 제 1, 2스프링(180,190)이 요크(160) 또는 브라켓(120)과 분리되는 것을 방지한다.

제 1실시예로, 요크(160)의 한쪽면의 두 개의 연결부(161)에 제 1스프링(180)의 일단이 각각 연결되고 타단이 브라켓(120)의 측부 내면에 연결된다. 또한, 다른쪽면의 두 개의 연결부(161)에는 제 2스프링(190)의 일단이 연결되고 타단은 브라켓(120)의 내면에 연결된다.

또한 제 2실시예로, 요크(160)의 한쪽면의 두 개의 연결부에 제 1스프링(180)과 제 2스프링(190)이 각각 구비되되 대각선 방향으로 같은 종류의 스프링이 구비된다.

제 1스프링(180) 또는 제 2스프링(190)은 코일 스프링(coil spring), 토션 스프링(torsion) 또는 판스프링 중 서로 다른 임의의 두 개로 구비된다.

제 1, 2스프링(180,190)은 요크(160)에 장착된 질량체(170)가 수평방향의 진동을 할 때 인장과 압축을 반복하여 케이스(110)와 브라켓(120)에 진동력을 전달한다. 이때 제 1, 2스프링(180,190)의 서로 다른 탄성계수, 즉 서로 다른 인장강성과 압축강성이 서로 보완되어 질량체(170)가 일정한 수평진동을 유지할 수 있게 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 선형 진동모터(100)는 수평방향의 진동을 하는 질량체(170)와 서로 다른 제 1, 2스프링(180,190)이 구비됨으로써, 질량체(170)의 진동량이 증가될 뿐 아니라 제 1, 2스프링(180,190)의 서로 다른 강성이 보완되어 모터의 처짐성 및 직진성을 개선하고 일정한 진동을 유지시킨다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 선형 진동모터에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 발명에 따른 선형 진동모터의 제 1실시예를 나타낸 전체도;

도 2는 본 발명에 따른 선형 진동모터의 부분도;

도 3은 본 발명에 따른 선형 진동모터의 부분도;

도 4는 본 발명에 따른 선형 진동모터의 요크를 나타낸 부분도;

도 5는 본 발명에 따른 선형 진동모터의 제 2실시예를 나타낸 전체도;

도 6는 종래 기술에 따른 선형 진동모터의 전체도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 선형 진동모터 110: 케이스

120: 브라켓 130: FPC

140: 코일 150: 마그넷

160: 요크 170: 질량체

180: 제 1스프링 190: 제 2스프링

Claims

모터의 상부와 너비방향의 측부를 감싸게 장착되는 케이스와, 상기 모터의 하부와 길이방향의 측부를 감싸는 형상의 브라켓;

상기 브라켓의 중앙에 돌출되게 형성된 브라켓 중앙부;

상기 브라켓 중앙부의 내부에 길이방향으로 삽입장착된 마그넷;

상기 브라켓 중앙부의 외주면을 감싸며 장착되고 상기 마그넷과 상호작용하여 자기력을 발생시키는 하나 이상의 코일;

상기 브라켓 중앙부를 전체적으로 감싸게 장착되고 상기 마그넷과 함께 자기회로를 구성하며 질량체가 장착되도록 측부와 하부의 모서리에 돌기부가 일체로 형성된 요크;

상기 요크의 상기 돌기부에 안착되어 상기 요크를 감싸며 장착되고 상기 코일의 전원신호를 인가하여 상기 마그넷과 상호작용함으로써 수평방향의 진동을 발생시키는 질량체; 및

상기 브라켓과 상기 요크를 연결하는 하나 이상의 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 1에 있어서,

상기 요크는 상기 탄성부재가 연결되도록 길이방향으로 마주보는 측면 외부 에 두 개씩 돌출되어 형성된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 탄성부재는 일단이 상기 연결부에 연결되고 타단이 상기 브라켓의 내벽에 연결되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 3에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 요크를 사이에 두고 한 방향의 두 개의 연결부에 제 1스프링이 연결되고, 타 방향의 두 개의 연결부에 제 2스프링이 연결되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 3에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 요크를 사이에 두고 같은 방향의 연결부에 제 1스프링과 제 2스프링이 구비되되 대각선 방향으로 같은 종류의 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 3에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 질량체가 수평방향의 진동을 할 때 제 1스프링과 제 2스프링의 서로 다른 인장강성과 압축강성이 보완되어 상기 질량체의 일정한 진동을 유지시키는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1스프링은 코일(coil) 스프링, 토션(torsion) 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 2스프링은 코일(coil) 스프링, 토션(torsion) 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.