KR20110048113A - 진동모터 - Google Patents

Abstract

진동모터가 개시된다. 베이스, 왕복운동하는 진동부, 베이스 및 진동부 중 적어도 어느 하나에 돌출형성된 결합부, 결합부에 결합되어 있으며 결합부가 형성된 베이스 또는 진동부에 이격되게 배치된 프레임 및 프레임에서 연장되어 있으며 진동부를 탄성지지하는 탄성부를 구비한 판스프링을 포함하는 진동모터는, 판스프링에서의 응력집중 및 이에 의한 판스프링의 파손을 방지하여, 판스프링의 수명을 향상시킬 수 있다.

진동모터, 판스프링, 결합

Description

진동모터{Vibration Motor}

본 발명은 진동모터에 관한 것이다.

진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 휴대전화에 탑재되어 무음 착신 알림 용으로 사용되고 있다. 휴대전화 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되고 있는 상황에서 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선을 시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있다.

최근 몇 년간 LCD화면이 큰 휴대폰의 출시가 급증하면서, 터치스크린 방식이 채택됨에 따라 터치 시 진동을 발생시키는 용도로 채용이 증가되어 왔다. 터치스크린에서의 터치 시 진동에 있어서 특히 요구되는 성능은, 첫째 착신 시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라서 동작수명시간의 증가를 요구하게 되고, 둘째 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동의 응답속도도 빨라져야 사용자가 터치 시 진동을 체감하는데 있어서 만족감을 높일 수 있다.

이러한 수명 및 응답성의 단점을 극복하여 현재 터치 스크린 폰의 진동기능 구현을 위하여 많이 사용되고 있는 것이 리니어 진동모터이다. 리니어 진동모터는 모터의 회전원리를 이용한 것이 아니라, 진동모터 내부에 설치되는 스프링과 스프링에　매달린 질량을 이용하여 결정되는　공진주파수를 갖는 전자기력으로 가진되어 진동을 발생시키게 된다. 리니어 진동모터에서 전자기력은 운동부에 위치한 마그넷이 고정자에 위치한 코일의 일정한 주파수를 갖는 직류 또는 교류전류와 상호작용하여 발생한다.

여기서, 리니어 진동모터의 스프링으로 판스프링이 사용될 수 있다. 그런데, 종래기술에 따른 판스프링은 베이스 등의 지지부에 면접되어 결합된 부분과 운동부를 탄성지지하여 변형되는 부분을 연결하는 지점에 응력이 집중되어 판스프링이 파손되는 문제가 있다.

본 발명은 판스프링의 응력집중 및 이에 의한 파손을 방지하는 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스, 왕복운동하는 진동부, 상기 베이스 및 상기 진동부 중 적어도 어느 하나에 돌출형성된 결합부, 상기 결합부에 결합되어 있으며 상기 결합부가 형성된 상기 베이스 또는 상기 진동부에 이격되게 배치된 프레임 및 상기 프레임에서 연장되어 있으며 상기 진동부를 탄성지지하는 탄성부를 구비한 판스프링을 포함하는 진동모터가 제공된다.

상기 결합부는, 상기 판스프링이 상기 베이스 또는 상기 진동부에 이격되도록 상기 프레임을 지지하는 지지돌기와 상기 지지돌기에서 돌출된 결합돌기를 포함하며, 상기 판스프링의 프레임에는 상기 결합돌기가 삽입되는 관통부가 형성될 수 있다.

상기 판스프링은 복수 개이며, 상기 복수의 판스프링은 탄성부가 서로 결합되도록 서로 대향되게 배치될 수 있다.

상기 판스프링은 복수 개이며, 상기 진동부의 양단부와 상기 베이스 사이에 각각 개재될 수 있다.

상기 베이스는 대향된 한 쌍의 지지부를 포함하고 있으며, 상기 복수의 판스프링은 상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에 개재될 수 있다.

상기 베이스에 배치된 중공형의 코일부를 더 포함하고, 상기 진동부는, 상기 코일부에 삽입된 마그넷 및 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 진동부는, 상기 중량부의 적어도 일측면을 커버하고 있으며, 적어도 일단부에 상기 결합부가 형성된 측면요크를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 판스프링에서 응력집중 및 이에 의한 판스프링의 파손이 방지되어, 판스프링의 수명이 향상될 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터는 베이스(100), 진동부, 결합부(105, 335) 및 판스프링(400)을 포함한다. 그리고, 베이스(100)에는 코일부(130)가 배치되어 있으며, 진동부는 마그넷(200), 중량부(500) 및 요크부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.

베이스(100)는 후술할 진동부가 진동할 수 있도록 지지하는 부분이다. 본 실시예의 베이스(100)에는 진동모터를 구성하고 있는 부품이 수용될 수 있는 공간이 내부에 마련될 수 있다. 그리고, 베이스(100)의 중앙에 후술할 코일부(130)가 배치되어 있다. 또한, 진동부의 양단부와 베이스(100) 사이에 후술할 판스프링(400)을 개재하기 위하여, 베이스(100)의 양단에는 대향된 한 쌍의 지지부(102)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 베이스(100)에는 코일부(130)를 지지할 수 있는 보닌(110)이 형성되며, 보닌(110)은 그 내부에 중공부(112)가 형성되는 실린더 형상 을 가진다. 또한, 한 쌍의 지지부(102)는 베이스(100)의 양단에는 대향된 한 쌍의 격벽의 형태로 형성된다. 이에 따라, 후술할 판스프링(400)은 한 쌍의 지지부(102)와 진동부 사이에 개재될 수 있다.

한편, 베이스(100)에는 베이스(100)를 커버하며 진동모터의 외관을 이루는 케이스(600)가 결합될 수 있다.

코일부(130)는 가진에 필요한 전자기력을 발생시키는 부분으로, 코일이 권선되어 그 내부에 중공부를 가지는 실린더 형상을 이룬다. 이에 따라, 보닌(110)이 코일의 중공부에 삽입됨으로써, 코일부(130)는 베이스(102)에 설치된다.

기판(120)은 코일부(130)에 전기적 연결을 제공하는 부분이다. 기판(120)의 일면에는 회로패턴이 형성되어 있다. 기판(120)은 베이스(100) 상에 설치되며, 그 중앙에 형성되는 개구부를 통해 보닌(110)이 베이스(100)의 상측으로 노출된다.

진동부는 진동모터의 진동발생에 필요한 왕복운동을 하는 부분으로, 코일부(130)의 전자기력에 의해 가진된다. 본 실시예의 진동부는 마그넷(200), 중량부(500)및 요크부(300)를 포함한다.

마그넷(200)은 코일부(130)의 전자기력에 의해 힘을 받는 자력부재로 이루어지며, 길이 방향으로 연장되는 원통형 형상을 가진다. 마그넷(200)은 보닌(110)의 중공부에 삽입된다. 따라서, 마그넷(200)은 보닌(110)의 중공부에 수평 방향으로 이동이 가능하다.

또한, 요크부(300)는 마그넷(200)의 자속의 누설을 방지하고, 자속을 집속 시킨다. 구체적으로, 요크부(300)는 커버요크(310), 백요크(320) 및 측면요크(330)를 포함한다. 커버요크(310)는 전체적으로 마그넷(200)을 둘러싸는 직육면체의 형태를 가진다. 백요크(320)는 마그넷(200)의 양단 및 커버요크(310)의 양단에 결합된다.

그리고, 측면요크(330)는 후술할 중량부(500)의 측면을 커버한다. 여기서, 본 실시예의 진동부에 후술할 판스프링(400)이 결합될 수 있도록, 측면요크(330)의 적어도 일단부에는 후술할 결합부(335)가 형성될 수 있다.

중량부(500)는 전체적으로 마그넷(200)를 둘러싸는 직육면체의 형태를 가진다. 중량부(500)는 마그넷(200) 및 커버요크(310)의 외측에 설치되어, 마그넷(200)과 함께 반복적인 수평운동을 통해 진동을 강하게 유발시킬 수 있다.

결합부(105, 335)는 베이스(100) 및 진동부 중 적어도 어느 하나에 돌출되게 형성되어서, 후술할 판스프링(400)를 베이스(100) 및 진동부 중 적어도 어느 하나에 결합시키는 부분이다. 특히, 본 발명의 결합부(105, 335)는 판스프링(400)이 베이스(100) 또는 진동부에 면접촉되지 않도록, 판스프링(400)의 프레임(410)을 베이스(100) 또는 진동부에서 이격시켜 지지하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 결합부 및 판스프링의 결합상태를 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 결합부를 나타 낸 사시도이다.

도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 판스프링(400)이 결합되는 베이스(100)의 한 쌍의 지지부(102) 및 진동부의 측면 요크에 결합부(105, 335)가 형성되어 있다. 여기서, 결합부(105, 335)는 판스프링이 베이스(100) 또는 진동부에 이격되도록 프레임(410)을 지지하는 지지돌기(106)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 판스프링(400) 중에서 결합부(105, 335)에 결합되는 프레임(410)의 일부분을 제외한 나머지 부분은 베이스(100) 또는 진동부에 이격된다. 따라서, 프레임(410)의 거동이 베이스(100) 또는 진동부에 제약되지 않는다.

또한, 결합부(105, 335)는 지지돌기(106)에서 돌출된 결합돌기(107)를 포함하며, 판스프링(400)의 프레임(410)에는 결합돌기(107)가 삽입되는 관통부가 형성될 수 있다. 이에 따라, 결합돌기(107)에 의해 판스프링(400)의 결합위치가 정확하게 결정될 수 있다.

판스프링(400)는 진동부가 공진할 수 있도록, 진동부를 탄성지지하는 부분이다. 이를 위해, 베이스(100)와 진동부 사이에 개재되어 있다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 판스프링을 나타낸 사시도이다.

도 6에 나타난 바와 같이, 판스프링(400)은 결합부(105, 335)에 결합되는 프레임(410)과, 프레임(410)에서 연장되어 있으며 탄성변형에 의해 진동부를 탄성적으로 지지하는 탄성부(420)를 구비한다.

특히, 상술한 바와 같이, 본 실시예의 판스프링(400)은 베이스(100) 또는 진동부에 면접촉되지 않도록, 프레임(410)이 베이스(100) 또는 진동부에서 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 프레임(410)의 거동이 베이스(100) 또는 진동부에 제약되지 않게 되어서, 탄성부(420)의 변형이 발생하여도 프레임(410)과 탄성부(420)의 경계영역에서 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.

도 7은 종래기술에 따른 진동모터에서 판스프링의 응력해석 결과를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 판스프링의 응력해석 결과를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 9는 종래기술에 따른 진동모터 및 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 판스프링의 최대응력 및 수명을 나타낸 비교표이다.

도 7 내지 도 9에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 프레임(410)은 베이스(100) 또는 진동부에서 이격되어 거동이 자유롭게 됨으로써 탄성부(420)의 변형을 받아주는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 프레임(410)과 탄성부(420)의 경계영역에서 응력이 집중되는 현상이 완화될 수 있다. 따라서, 판스프링(400)에서 응력집중 및 이에 의한 파손이 방지되어, 판스프링의 수명이 향상될 수 있다.

여기서, 판스프링(400)은 복수 개가 일체로 결합되어 진동부를 지지할 수 있다. 구체적으로, 도 6에 나타난 바와 같이, 복수의 판스프링(400)은 탄성부(420)가 서로 결합되도록, 서로 대향되게 배치되어 결합될 수 있다.

복수의 판스프링(400)이 결합된 판스프링 결합체의 탄성계수는 각각의 판스프링(400) 탄성계수 보다 작아지게 된다. 따라서, 보다 큰 탄성계수를 가지는 판스 프링(400)을 사용할 수 있어서, 진동모터의 설계 시에 판스프링(400)의 탄성계수의 선택 폭이 넓어질 수 있고, 이로써, 설계 자유도가 향상될 수 있다.

그리고, 보다 큰 탄성계수를 가지는 판스프링(400)을 사용할 수 있음으로 인해, 보다 두꺼운 판스프링(400)을 사용할 수 있다. 이에 따라, 판스프링(400)의 강성이 증가될 수 있어 판스프링(400)의 제조 시 판스프링(400)의 취급이 용이하며, 제조 시에 발생할 수 있는 판스프링(400)의 탄성계수 산포를 줄일 수 있다.

또한, 복수 개의 판스프링(400)을 사용함으로 인해, 판스프링 결합체 전체가 가질 수 있는 변위량이 증가될 수 있어서, 보다 큰 진동모터의 진동량을 구현할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 분해사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 결합부 및 판스프링의 결합상태를 확대도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 결합부를 나타낸 사시도.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 판스프링을 나타낸 사시도.

도 7은 종래기술에 따른 진동모터에서 판스프링의 응력해석 결과를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 판스프링의 응력해석 결과를 나타낸 도면.

도 9는 종래기술에 따른 진동모터 및 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 판스프링의 최대응력 및 수명을 나타낸 비교표.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이스 102: 지지부

105, 325: 결합부 120: 기판

130: 코일부 200: 마그넷

300: 요크부 400: 판스프링

500: 중량부 600: 케이스

Claims (7)

1. 베이스;

   왕복운동하는 진동부;

   상기 베이스 및 상기 진동부 중 적어도 어느 하나에 돌출형성된 결합부; 및

   상기 결합부에 결합되어 있으며 상기 결합부가 형성된 상기 베이스 또는 상기 진동부에 이격되게 배치된 프레임 및 상기 프레임에서 연장되어 있으며 상기 진동부를 탄성지지하는 탄성부를 구비한 판스프링을 포함하는 진동모터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 결합부는, 상기 판스프링이 상기 베이스 또는 상기 진동부에 이격되도록 상기 프레임을 지지하는 지지돌기와 상기 지지돌기에서 돌출된 결합돌기를 포함하며,

   상기 판스프링의 프레임에는 상기 결합돌기가 삽입되는 관통부가 형성된 것을 특징으로 하는 진동모터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 판스프링은 복수 개이며,

   상기 복수의 판스프링은 탄성부가 서로 결합되도록 서로 대향되게 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
4. 제1항에 있어서,

   상기 판스프링은 복수 개이며,

   상기 진동부의 양단부와 상기 베이스 사이에 각각 개재되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 베이스는 대향된 한 쌍의 지지부를 포함하고 있으며, 상기 복수의 판스프링은 상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 진동모터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 베이스에 배치된 중공형의 코일부를 더 포함하고,

   상기 진동부는, 상기 코일부에 삽입된 마그넷 및 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
7. 제5항에 있어서,

   상기 진동부는,

   상기 중량부의 적어도 일측면을 커버하고 있으며, 적어도 일단부에 상기 결합부가 형성된 측면요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.

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