KR20110011117A - 선형 진동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기 등에서의 착신기능 유형 중 하나인 진동기능을 발생시키는 장치에 관한 것이다. 근래에 들어 단말기가 더욱더 슬림화되고 있는데, 종래의 진동장치는 이렇게 슬림화되면 진동량이 현격히 줄어드는 특성이 있다. 이에

새로운 제품 개발 방향으로 운동부의 운동을 종래의 두께 방향 직선 왕복 운동에서 폭 또는 길이 방향으로 왕복 운동하도록 구성함으로써, 이동거리를 확장할 수 있어 고진동을 구현할 수 있도록 하였다. 특히 진동량을 증가시키기 위해 운동부를 지지하는 지지축이 없이 돌기 부분을 두어 마찰을 최소화하면서 진동을 발생시키는 구조를 가진 제품도 있다. 이때 지지축이 없이 운동부를 동작시키면 운동 방향이 일정하지 않고 다양하게 움직인다. 이때 운동부가 운동부를 감싸고 있는 케이스나 하우징부에 불규칙적으로 부딪히면서 소음을 발생시킨다. 본 고안은 운동부가 불규칙적으로 운동하면서 발생시키는 소음을 줄이기 위해 탄성체를 사용하여 운동부의 운동 방향을 안정시켜 원하는 방향으로 운동할 수 있도록 하며, 운동부의 기본적인 운동 방향과 직각 방향으로 불규칙적으로 진동해서 발생되는 소음을 최소화하는 구조이다.

선형 진동기, 바이브레이터, 이동통신 단말기, 진동발생장치, 액츄에이터

Description

선형 진동기 {Linear vibrator}

본 발명은 이동통신 단말기 등에서 착신기능 유형 중 하나인 진동기능을 발생시키는 장치에 관한 것으로, 안정되고 균일한 진동량을 전달시키며, 초소형이면서 선형으로 진동하는 진동기로 소음을 줄이는 구조에 관한 것이다.

도 1은 종래의 진동기 단면도로, 이에 대한 설명은 다음과 같다.

특허등록번호 (제)10-0593900에 도시된 바와 같이, 마그네트(14)와 상기 마그네트(14)를 감싸는 요크(15) 및 상기 요크(15)의 양 측면에 부착된 소정 크기의 질량을 갖는 질량체(16)로 이루어진 운동부(20)와 상기 운동부(20)의 하부에 배치된 코일어셈블리(13)를 구비하는 베이스어셈블리(12), 상기 베이스어셈블리(12)와 그 상측에 구비된 상기 운동부(20)를 덮는 케이스(11) 및 상기 케이스(11)의 상면 내측에 고정되는 판 스프링(17)인 탄성부재를 포함하고, 상기 마그네트(14)에 의한 자기력과 상기 코일어셈블리(13)에서 발생한 소정 주파수의 전자기력의 상호작용으로 상기 운동부(20)가 상하 공진을 일으키는 것을 특징으로 하는 공진주파수를 이용한 진동기이다. 종래의 구조에는 소음을 줄이기 위해 자성 유체 등을 사용하여 운동부와 베이스 어셈블리 사이에 두어 운동부의 진동을 완충하여 소음을 줄이고 있다.

근래에 들어 이동통신 단말기의 두께가 얇아지는 슬림화 기기의 보급이 확대되고 있다. 이에 따라 단말기용 진동기도 슬림화되어야 되는 데, 상기 종래의 선형진동기는 두께를 슬림화시키면 진동량이 급격히 저하되는 단점이 있다. 그 이유는 다음과 같다. 종래의 선형진동기의 진동량은 운동부의 이동거리에 비례하는 특성이 있는 데, 상기와 같이 두께가 슬림화되면 이동거리의 축소비율이 급격히 떨어지게 되고 이에 따라 진동량도 두께가 슬림화됨에 따라 급격히 떨어지게 되는 것이다.

그리고, 종래의 선형진동기는 운동부가 스프링에 매달려 있는 구조로 되어 있어 외부충격 등 여러 가지 요인에 의해 이상 진동이 발생할 때, 운동부가 케이스에 부딪혀 소음이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 해결하고자 한다.

본 발명은 종래 진동기의 단점을 해결하기 위해 다음과 같은 수단을 이용하였다.

먼저, 이동통신 단말기가 슬림화되더라도 진동량이 급격히 떨어지는 것을 해결하기 위해, 운동부의 운동을 두께방향이 아닌 폭 또는 길이 방향으로 왕복 운동하도록 구성함으로써, 이동거리를 확장할 수 있어 고진동을 구현할 수 있도록 구성하였다.

그리고, 운동부가 케이스와 일정한 간격을 유지하도록 운동부에 가이드를 구성하여 정상적인 진동 상태일 때는 운동부가 자유롭게 진동하도록 함과 동시에, 외부충격등의 요인에 의해 운동부의 진동경로가 변경되더라도 가이드의 이동구간에 해당하는 곳에 소음방지부재를 케이스에 구성함으로써, 케이스와 부딪치면서 발생하는 소음을 방지하도록 하였다. 그리고, 상기 가이드와 소음방지부재는 정상진동상태일 때는 마찰이 발생하기 않고, 이상 진동일 때만 미끄럼 마찰이 발생하도록 일정한 간격을 유지함으로써, 기구적인 마찰을 최소화 하여 성능 저하없이 장시간 사용가능하도록 하였다. 특히 운동부가 수평으로 왕복운동을 할 때 지지축이 없이 돌기로

지지되는 구조에서는 상하로도 불규칙적으로 부딪히면서 소음을 발생시킨다. 본 발명은 상하의 불규칙운동을 억제하고 소음을 감쇄시키기 위해 탄성체를 사용하였다.

본 발명은 상기와 같이 운동부의 운동을 두께방향이 아닌 폭 또는 길이 방향으로 왕복운동하도록 구성함으로써, 이동통신 단말기가 슬림화됨에 따라 진동기가 슬림화 되더라도 고진동을 구현할 수가 있다. 그리고, 본 발명은 앞서 기술한 것처럼, 운동부와 케이스에 각각 가이드와 소음방지부재를 일정간격으로 구성하면서, 운동 부 또는 케이스에 운동방향과 수직 방향으로 불규칙적으로 발생되는 진동을 억제하고, 이상진동에 따른 소음 발생을 방지하며, 기구적인 마찰을 최소화하여 성능저하 없이 장시간 사용가능하도록 하였다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선형 진동기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 선형 진동기의 단면도이고, 도 3은 사시도 이다.

본 발명에 따른 선형 진동기는 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(61)가 구성되어 있고, 상기 케이스(61)는 상부케이스(62), 하부케이스(63), 그리고, 덮개(64)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 케이스(62,63)의 중앙부에 일정한 공간을 가지고, 서로 마주보고 배치된 영구자석(65)이 고정되어 있다. 이 때 상기 영구자석(65) 중 한쪽은 자성체로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 케이스(61)와 영구자석(65)과 서로 간섭이 없도록 운동부(69)가 배치되어 있는 데, 상기 운동부(69)는 먼저 상기 영구자석(65)과 전자기적인 힘이 작용하도록 서로 마주보고 배치된 영구자석 사이에 코일(66)이 배치되며, 상기의 영구자석과 코일의 전자기적인 힘에 의해 운동하는 질량체(67)가 코일(66)의 일측에 배치된다. 그리고, 상기 코일(66)과 질량체(67)는 연결부재(68)를 이용하여 서로 연결하게 된다. 이 때, 상기 연결부재(68)는 접착부재를 이용하여 코일과 질량체를 연결할 수 있다. 그리고, 상기 연결부재(68)와 질량체(67)는 진동량을 증가시키기 위해 질량체 일체형으로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 운동부(69)의 일부에 일체로 고정되면서 상기 코일(66)에 전원을 공 급하는 전원연결부(70)가 구성되어 있으며, 상기 코일(66)의 전원연결부(70)와 전기적으로 연결되면서, 상기 케이스(63)의 외부로부터 전원이 공급 가능하도록 연결된 회로기판(71)이 구성되어 있으며, 상기 회로기판(71)에 전원이 공급되면 상기 전원 연결부(70)와 미끄럼 접촉을 통해 상기 코일(66)에 전원이 전달되어 전자기력이 발생하게 된다. 이 때 상기 운동부(69) 일부에 운동부와 일체로 회로기판(71)이 연결되고, 상기 케이스(61)에 전원연결부(70)를 배치할 수 있다.

그리고, 상기 운동부(69)와 케이스(61) 내측 사이에 적어도 하나 이상의 스프링(72)이 배치되어 있는 데, 이 때 상기 케이스(61)의 일부와 운동부(69) 일부에 상기 스프링(72)이 지지 되도록 홈과 돌기(76)를 형상이 구성되어 있다.

그리고, 상기 운동부(69)가 일정하게 운동하도록 운동부에 고정되면서, 운동부(69)가 왕복 운동을 하는 동안 케이스(61) 또는 소음 방지 부재(74)에 최소 접촉을 통해 원활한 운동을 할 수 있도록 상기 케이스(61)와 운동부(69) 사이에 일정한 간격을 유지시키는 하나 이상의 가이드(73)가 구성되어 있다. 이 때 상기 가이드(73)는 형상을 다양하게 구성할 수 있다. 먼저, 도 3에 도시된 것처럼, 축 형상으로 구성되어 있고 운동부(69)와 일체로 조립될 수 있으며, 또한 상기 가이드(73)가 돌기 형상으로 운동부 일부에 일체로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 탄성체(88)를 사용하여 소음을 억제하는 예이다. 도 4에 도시된 것처럼, 운동부(84)에 코일(83)이 있고 코일에 전원을 공급하기 위해 전원연결부(70)로서 탄성체의 일종인 브러시(88)를 사용한 구조이다. 외부에서 전원이 인 가되면 기판(85)을 통해 전원이 공급되고, 기판(85)과 마주보는 브러시(88)가 운동부(84)에 고정되어 왕복운동을 하면서도 기판(85)과 접촉되도록 되어 있다

따라서 항상 미끄럼 마찰을 통해서 왕복운동 중에도 전원이 코일(83)에 공급된다.

특히 이 스프링(88)은 왕복운동 방향과 직각방향으로 운동부를 기판(85)에 지지함으로써 운동부(84)가 왕복운동 중에 불규칙적으로 왕복운동 방향과 직각방향으로 진동하는 운동부(84)를 억제하여 운동부가 케이스(81) 등의 외벽에 부딪혀서 나는 소음을 줄여준다. 따라서 탄성체의 일종인 이 스프링(88)은 전원을 공급하는 기능 외에 소음을 줄여주는 기능을 한다. 보통 소형 선형 모터에서는 박판으로 된 스프링(88)을 사용하며 구조에 따라 박판 두께를 20~200마이크로미터 정도를 사용하고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 소음을 줄이는 선형진동기의 다른 실시 예이다. 도 5에 도시된 것 처럼, 왕복 운동 중에도 운동부(84)를 지지하면서 소음을 줄이기 위해 복수 개의 탄성체(88,91)를 사용한 예이다. 탄성체(88)를 1개만 사용시에는 구조적인 불평형 지지구조로 인해 운동부(84)가 왕복운동 중에 왕복운동과 직각방향으로 불규칙적으로 진동을 발생시켜 소음을 발생시킬 수 있다. 이에 구조적인 안정성을 향상시켜 소음을 억제하기 위해 복수 개의 탄성체(91)를 사용한 구조이다. 전원공급용 탄성체와 별도로 추가된 탄성체(91)는 전원을 공급하는 기능 없이 단순히 운동부를 지지하도록 미끄럼판(90)에 지지되는 구조로 구성되어 있다.

도 1은 종래의 선형 진동기의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 선형 진동기의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 선형 진동기의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 실시 예1의 단면도

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예2의 단면도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

61 : 케이스 62 : 상부케이스

63 : 하부케이스 64 : 덮개

65 : 영구자석 66 : 코일

67 : 질량체 68 : 연결부재

69 : 운동부 70 : 전원연결부

71 : 회로기판 72 : 스프링

73 : 가이드 74 : 소음방지부재

75 : 지지축 76 : 홈과 돌기

81 : 케이스 83 : 코일

84 : 운동부 85 : 기판

88 : 탄성체 (스프링) 90 : 미끄럼판

91 : 탄성체

Claims (5)

1. 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스,

   상기 케이스의 일부에 일정한 공간을 가지면서 배치된 영구자석,

   상기 영구자석과 전자기적인 힘이 작용하도록 배치된 코일,

   상기 영구자석과 코일의 전자기적인 힘에 의해 운동하는 질량체,

   상기 코일과 질량체를 연결하는 연결부재로 이루어진 운동부

   상기 운동부의 일부에 일체로 고정되어 상기 코일에 전원을 공급하는 전원연결부,

   상기 코일의 전원연결부와 전기적으로 연결되면서

   상기 케이스의 외부로부터 전원이 공급 가능하도록 연결된 회로기판,

   상기 운동부와 케이스 내측 사이에 적어도 하나 이상 배치된 스프링 구조에 있어서,

   상기 운동부 항상 지지하는 탄성체를 두어 소음을 감소시키는 것을 특징으로 하는 선형진동기.
2. 제 1항에 있어서,

   탄성체로 박판 스프링을 사용하는 구조
3. 제 1항에 있어서,

   상기 케이스 일부 또는 운동부 일부에 복수 개의 탄성체를 사용한 구조
4. 제 1항에 있어서,

   전원연결부를 탄성을 가진 스프링을 사용하면서도 소음을 억제하도록 설계된 구조
5. 제 1항에 있어서,

   복수 개의 탄성체를 사용하는 경우 그 탄성체를 운동부의 무게 중심을 기준으로

   서로 반대편에 배치하여 가능한 운동부를 평형으로 지지하는 구조

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