KR20110109213A - 막대형 리니어 진동 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 기기에 내부에 장착되어 진동을 일으켜 전자기기의 사용 시 진동을 느낄 수 있는 막대형 리니어 진동모터에 관한 것으로 상 케이스 내부에는 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기신호를 입력받을 수 있도록 내부 벽면에 PCB가 구비된다,
또, PCB 윗면에는 코일을 구비하여 외부 신호에 따른 교번자계를 발생시킨다.
또, 코일 위에는 진동자와의 마찰을 우려하여 완충판을 구비한다.
또, 상 케이스 내부 윗면에는 진동을 발생시킬 진동자를 구비한다.
또, 진동자 하단부에는 코일에서 발생한 교번 자계와의 인력과 척력으로 인한 진동의 발생을 원활히 하기 위해 영구자석을 구비하고 반대면 에는 강한 진동을 발생 시키고자 무게 추를 구비한다.
또, 상 케이스 내부의 코일이 구비된 면의 반대 면에는 진동자와의 마찰을 우려하여 벽면용 완충판을 구비한다.
또, 상 케이스 하단부에는 하 케이스를 구비한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 막대형 리니어 진동 모터는 외부에서 전달된 신호에 따라 가변 된 크기와 방향의 자계를 발생하는 코일과 항상 고정된 크기와 방향을 가진 영구 자석 간에 인력과 척력이 발생하면서 상 케이스 내부 윗면에 구비된 진동자가 떨리기 시작하면서 진동을 발생시켜 전자기기 등에 상기 진동력을 전달할 수 있다.
이에 본 발명은, 기존 코인형 브러쉬 진동 모터의 구조상의 문제점을 해결하고자, 브러쉬와 정류자를 제거하여 진동 모터의 기계적 마모를 줄임으로써, 진동 모터의 수명을 반영구적으로 보존하는데 그 목적을 두었으며,
또한, 리니어 진동 모터에 삽입되는 스프링 모양의 탄성 부재를 제거하고 새로운 형태의 막대형 진동자를 사용함에 따라 스프링 형태의 탄성 부재를 사용 한, 기존 리니어 진동 모터에서 발생하는 탄성 부재의 특성변화 문제를 해결하였다.
또한, 스프링 모양의 탄성 부재를 제거하여 리니어 진동 모터 자체의 크기와 모양 변화를 손쉽게 할 수 있다.
또한, 기존 스프링형태의 탄성 부재를 사용한 리니어 진동 모터에 비해 본 발명품, 막대형 리니어 진동모터는 구조가 단순하여 제작 비용 및 제작시간을 단축할 수 있다.

Description

막대형 리니어 진동 모터{Stick type Linear Vibration Motor}

본 발명은 전자 기기에 내부에 장착되어 진동을 일으켜 전자기기의 사용 시 진동을 느낄 수 있는 막대형 리니어 진동모터에 관한 것으로 기존, 스프링 형태의 탄성 부재를 사용하여 진동을 만들어내는 기존의 리니어 진동 모터와 달리 강판 자체의 탄성력을 가진 진동자를 이용한 것으로, 상기 케이스 내측 벽면에 배치된 코일에 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기 신호에 따라 교번자계를 발생시켜 자석이 부착된 진동자와 코일 사이에 인력과 척력이 발생하여 진동자가 떨리기 시작하면서 진동을 일으키는 막대형 리니어 진동 모터에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서는 전화나 문자 수신시 사용자에게 알리기 위해 소리를 이용하여 정보를 전달하였으나 소음문제 발생을 염려하여 진동 장치를 개발, 휴대용 통신기기에 널리 사용되게 되었다.

기존 진동 장치로는 도면 5 에 도시한 코인형 브러쉬 진동모터가 있는데, 상기 코인 타입(Coin Type)의 진동 모터는 통상적으로 고정부재인 고정자(101)와, 회전 부재인 회전자(102)로 구성 되었다.

또한, 상기 코인 타입의 진동 모터에 갖추어진 고정자(101)에는 원형 평판 모양으로 만들어졌으며, 중앙 상단 면에 원기둥 형태의 샤프트(103)를 갖춘 브라켓(104)과, 상기 샤프트(103)에 관통된 상태로 상기 브라켓(104)의 상단 면에 안착 되었다.

또한, 외부에서 입력된 전기 신호를 내부회로로 인가시켜주는 브러쉬(105)를 갖춘 하부기판(106)과 상기 샤프트(103)에 관통된 상태로 하부 기판(106)의 상부 면에 안착 되는 링 형태의 영구자석(107)으로 구성되어 진다.

또한, 상기 회전자(102)는 샤프트(103)에 관통될 수 있는 베어링(108)과, 상기 베어링(108)의 바깥 방향으로 장착된 코일 어셈블리(109a,109b), 및 웨이트(110)를 구비한다.

또한, 상기 회전자(102)의 저면으로는 상기 브러쉬(105)와 접촉되어 상기 브러쉬(105)로 부터 전달된 외부 전기신호를 전달받을 수 있는 정류자(111)가 설계되었으며, 상기 브라켓(104)에는 상기 회전자(102)와, 영구자석(107)및 하부기판

(106)을 덮을 수 있는 상 케이스(112)가 로 구성되었다.

또한, 상기 코인형 진동 모터는 한쪽으로 편중된 웨이트(110)를 가진 회전자(102)를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻을 수 있는 방식인데, 이때 상기 회전력의 대부분은 브러쉬(105)와 정류자(111)를 거쳐 회전자(102)의 코일 어셈블리

(109a,109b)에 전류를 공급하는 방식으로 설계되었다.

그러나 이러한 브러쉬(105)와 정류자(111)를 이용한 상기 진동 모터는 모터의 회전 시 상기 브러쉬(105)와 정류자(111)간에 기계적 마찰로 인해 모터의 수명이 단축된다는 문제점이 있었다.

또한, 기계적인 회전으로 인해 정격rpm 까지 도달하는데 소정의 시간을 필요로 하였으며, 그로 인해 외부 신호 인가 시 정상적인 진동을 발생시키는데 까지 시간차 가 존재하였다.

그리하여 이런 문제점을 해결하고자, 특허 출원 번호 10-2004-0021673호로 출원된 "공진 주파수를 이용한 선형 진동 모터"와 같은 발명이 있다.

또한, 상기 발명에 따른 공진 주파수를 이용한 선형 진동 모터는 도면 6 에 도시한 바와 같이, 상기 마그네트(113)를 감싸는 요크(114), 및 상기 요크(114)의 양측 면에 부착되어 있으면서, 소정 크기의 질량을 가진 질량 체(115)를 구비한 운동부(116), 상기 운동부(116)의 하부에 장착되어 코일 어셈블리(117)를 갖추고 있는 베이스 어셈블리(118), 및 상기 운동부(116)와, 베이스 어셈블리(118)를 감쌀 수 있는 케이스(119)를 구비한다.

또한, 상기 케이스(119)와 운동부(116)의 사이에는 탄성 부재(120)가 개재되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기와 같은 구조로 이루어진 공진 주파수를 이용한 선형 진동 모터는 마그네트(113)에 의한 자계와, 코일 어셈블리(117)로부터 발생 된 소정 주파수의 자계를 상호 작용시켜 운동부(116)를 상, 하 이동시킬 수 있다.

그러나 이런 구조로 이루어진 상기 공진 주파수를 이용한 선형 진동 모터는 외부로부터 인가되는 전기적인 신호가 없음 에도 불구하고, 운동부(116)에 갖추어진 마그네트(113)와 베이스 어셈블리 (118)와의 인력으로 인해 상기 마그네트(113)가 베이스 어셈블리(118) 방향으로 이동하려 함에 따라 상기 마그네트(113)와 결합 된 탄성 부재(120)의 탄성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 선형 진동 모터에 인가되는 전기적인 신호가 없음 에도 불구하고, 마그네트(113)가 장착된 운동부(116)의 상, 하 움직임으로 인해 선형 진동 모터의 내부 자기가 지속적으로 변동될 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 스프링 형태의 탄성 부재(120)로 인하여 리니어 진동모터의 형태 및 크기 변경에 큰 걸림돌이 되었다.

또한, 스프링 형태의 탄성 부재를 구비함에 따라 진동모터의 제작비용이 기존 코인형 브러쉬 진동모터에 비해 2배 이상 증가하였다.

또한, 상기 리니어 진동 모터는 구조가 복잡하여 총 제작시간이 코인형 브러쉬 진동모터의 제작 시간보다 증가하였다.

이에 본 발명은 위에 상기한 바와 같은 기존의 코인형 브러쉬 진동 모터의 구조상의 문제점을 해결하고자, 브러쉬와 정류자를 제거하여 진동 모터의 기계적 마모를 줄임으로써, 진동 모터의 수명을 반영구적으로 보존하는데 그 목적을 두었다.

또한, 기존 리니어 진동 모터에 삽입되는 스프링 모양의 탄성 부재를 제 거 함으로서 탄성 부재의 특성변화 문제를 해결하는데 목적을 두었다.

또한, 스프링 모양의 탄성 부재를 제거함 으로서 진동 모터 자체의 크기와 모양 경을 용이하게 하는데 목적을 두었다.

또한, 기존 리니어 진동 모터에 비해 구조가 간단하고, 스프링 모양의 탄성 부재를 구비하지 않 음으로서 제작비용 및 제작 시간을 단축하는데 목적을 두었다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 막대형 리니어 진동 모터는 기존의 리니어 진동모터에서 사용되던 스프링 모양의 탄성 부재 사용 대신, 얇은 막대모양의 평편한 진동자를 상 케이스 윗면 중앙부에 구비한다.

또한, 상 케이스 옆면에는 외부로부터 인가되는 특정주파수의 전기신호를 입력받기 위해 PCB가 장착되며, PCB위에는 자계를 만들어낼 코일을 PCB회로에 구비한다.

또, 코일 위에는 진동자가 떨림 운동을 할 시 오류에 의한 일시적인 강한 자계 발생으로 인한 코일과 진동자의 마찰을 우려하여 완충 판을 코일 위에 구비한다.

또, 진동자에는 코일에서 발생한 자계와의 인력과 척력의 상호작용을 원활히 하기위해 영구자석을 코일과 마주 보는 방향으로 코일과 같은 높이에 진동자에 구비한다.

또한, 그 반대편에는 진동을 증가시키기 위한 소정질량의 무게 추를 구비한다.

또한, 무게 추를 구비한 방향의 상 케이스 옆면에도 오류에 의한 일시적인 강한자계로 인해 상 케이스 옆면과 진동자의 마찰을 우려하여 벽면용 완충판을 진동자의 무게 추와 마주보는 방향의 상 케이스 옆면에 구비한다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 막대형 리니어 진동 모터는 외부로부터 입력되는 전기 신호에 따라 가변 된 세기와 방향의 자계를 발생하는 코일과, 항상 고정된 세기와 방향의 자계를 발생하는 영구자석을 맞대응시켜 코일과 영구자석 간에 발생되는 인력과 척력을 이용하여 진동자를 떨게 만든 다음 진동자로 부터 진동력을 얻어 전자기기 등에 상기 발명품의 진동 력 전달한다.

또한, 본 발명에 따른 막대형 리니어 진동 모터는 기존의 코인형 브러쉬 진동 모터에 적용되는 브러쉬와 정류자를 구비하지 않음으로써 진동 모터의 수명을 반영구적으로 보존할 수 있으며,

또한, 기존 리니어 진동 모터에서 사용되는 스프링 형태의 탄성 부재를 이용한 진동 발생 방식이 아닌 진동자를 이용한 진동 발생 원리이기에 진동 모터 자체의 크기와 형태 변경이 용이하며,

또한, 기존 리니어 진동 모터에서 사용되는 스프링 형태의 탄성 부재를 이용한 진동 방식이 아니라 진동자를 이용한 진동 발생 방식이기에 스프링 형태의 탄성부재에서 발생하는 특성변화문제를 해결할 수 있다.

또한. 기존 리니어 진동모터에 비해 구조가 간단하고, 스프링 형태의 탄성 부재를 구비하지 않 음으로서 제작 시간 및 제작 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 막대형 리니어 진동 모터는 기존 코인형 브러쉬 진동모터의 브러쉬와 정류자를 사용하지 않음으로써, 기계적 마모에 의한 진동모터의 수명 단축 문제를 해결 하였다.

또한, 공진 주파수를 이용함으로써 주파수에 변화에 따른 진동량 제어가 가능하다.

또한, 기존 리니어 진동 모터에서 사용되는 스프링 형태의 탄성 부재를 사용하지 않고 막대 모양의 진동자를 이용하여 진동을 발생 시킴으로서 스프링 형태의 탄성 부재에서 발생하는 탄성 부재의 특성변화 문제를 제거하였다.

또한, 기존 리니어 진동 모터에서 사용하는 스프링 형태의 탄성부재로 인해 진동모터의 크기와 형태 변경에 많은 걸림돌이 되어 왔는데, 본 발명의 막대형 리니어 진동모터는 진동자를 사용하여 진동을 발생시킴 으로서 진동모터의 크기 및 형태변경이 용이 해졌다.

또한, 스프링형태의 탄성 부재를 사용한 기존 리니어 진동 모터에 비해 본 발명품은 구조가 간단하여 제작비용 및 제작시간 단축이 기대된다.

도면 1은 막대형 리니어 진동모터의 투시도이다.
도면 2 a 는 막대형 리니어 진동모터의 상 케이스의 입체도 이다.
도면 2 b 는 막대형 리니어 진동모터의 입체도 이다.
도면 2 c 는 막대형 리니어 진동모터의 하 케이스의 측면도이다.
도면 3 a은 직각형 진동자의 측면도이다.
도면 3 b은 굴곡형 진동자의 측면도이다.
도면 3 c은 경사형 진동자의 측면도이다.
도면 3 d은 물결형 진동자의 측면도이다.
도면 3 e은 톱니형 진동자의 측면도이다.
도면 4는 막대형 리니어 진동모터의 PCB의 단면도 이다.
도면 4 a은 막대형 리니어 진동모터의 코일 단면도 이다.
도면 4 b는 막대형 리니어 진동모터의 진동자 정면도 이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명
1. PCB 2. 코일
2a. 입력단 2b. 출력단
3. 코일용 완충판 4. 영구자석
5. 진동자 5a. 진동자고정부
6. 무게추 7. 벽면용 완충판
8. 상케이스 9. 하케이스
4-1a. 플러스 코일 접합단자
4-1b. 마이너스 코일 접합단자
4-1c. 외부신호 입력단자
4-1d. 외부신호 입력단자
4-1e. 코일 접합부

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 막대형 리니어 진동 모터를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명에 따른 막대형 리니어 진동 모터는 도면 2 a 에 도시한 바와 같이 직사각형 모양의 내부가 비어있고 한쪽 면이 반대 편 면보다 조금 더 길고 끝 부분이 경사진 상 케이스(8)와 도면 2c 에 도시한 바와 같이 끝 부분이 경사진 하 케이스(9)로 내부 부품을 보호 케이스로 구비되었다.

또한, 상 케이스(8)에는 도면 1에서 도시 한 바와 같이 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기신호를 입력 받을 수 있도록 상 케이스(8) 안쪽 옆면에 PCB(1)가 구비 된다.

또한, PCB(1) 윗면에는 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기신호로부터 자계를 만드는 코일(2)이 구비된다.

또한, 도면 4a 에 도시한 바와 같이 코일(2)의 입력단(2a)과 출력단(2b)은 도면 4에 도시한 PCB(1)의 상세 도면에서 PCB(1)의 플러스 코일 접합 단자(4-1a)와 마이너스 코일 접합 단자(4-1b)에 납 땜 된 후 그 주변을 절연용 본드로 코일을 고정시켜 구비한다.

또한, 고정된 코일(2) 위에는 푹신푹신한 소재로 얇게 만들어진 완충판(3)을 구비한다.

또한, 상 케이스(8) 안쪽 윗면에는 도면 3a 에 도시한 바와 같이 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 직각형 진동자,

또는 도면 3b 에 도시한 바와 같이 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 굴곡형 진동자,

또는 도면 3c 에 도시한 바와 같이 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 경사형 진동자,

또는 도면 3d에 도시한 바와 같이 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 물결형 진동자,

또는 도면 3e 도시한 바와 같이 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 톱니형 진동자를 도면 1에 도시한 바와 같이 진동자고정부(5a)를 상 케이스(8) 윗면에 구비한다.

또한, 도면 4b 에 도시한 바와 같이 진동자(5)의 하단부의 도면 1에 도시한 바와 같은 위치에 표시된 점에 영구자석(4)을 구비하고, 반대 면에는 무게 추(6)를 구비한다.

또한, 상 케이스(8)의 코일(2)이 부착된 안쪽 면으로부터 반대편 상 케이스(8) 안쪽 면에는 도면 1 에 도시한 바와 같이 푹신푹신한 소재로 만들어진 벽면용 완충판(7)을 구비한다.

또한, PCB(1), 코일(2), 완충판(3), 영구자석(4), 진동자(5), 무게 추(6), 벽면용 완충판(7)이 구비된 상 케이스(8)에 하 케이스(9)의 경사진 끝 면과 상 케이스(8)의 경사진 끝 면을 맞추어 고정시켜 구비한다.

이러한 구조로 이루어진 막대형 리니어 진동 모터는 외부에서 입력되는 특정 주파수의 전기 신호에 따라 세기와 방향이 가변 되는 자기장을 발생하는 코일(2)과 항상 고정된 세기와 방향을 발생하는 영구자석(4) 간에 인력과 척력이 발생하면 진동자가 떨기 시작하면서 진동이 극 대화 됨과 동시에, 전자기기 등에 진동력을 전달한다.

따라서 본 발명에 따른 상기 막대형 리니어 진동 모터는 기존 코인형 브러쉬 진동 모터와 달리 브러쉬와 정류자를 사용하지 않음으로써, 기계적 마모에 의한 진동 모터의 수명 단축 문제를 해결하였다.

또한, 공진 주파수를 이용함으로써 주파수에 변화에 따른 진동량 제어가 가능하다.

또한, 기존 리니어 진동 모터에서 이용되는 스프링 형태의 탄성부재를 사용한 진동발생 원리가 아닌 막대모양의 진동자를 떨게 함으로서 진동을 발생시키는 원리이기에 스프링 형태의 탄성 부재를 사용한 기존 리니어 진동 모터의 탄성 부재의 특성변화 문제를 제거하였다.

또한, 기존 리니어 진동 모터는 스프링 형태의 탄성 부재 사용으로 인해 진동모터의 크기와 형태 변경에 많은 걸림돌이 되어 왔는데, 본 발명의 막대형 리니어 진동모터는 막대 형태의 진동자를 사용하여 진동을 발생시키는 원리 이기에 진동모터의 크기 및 형태변경이 용이 해졌다.

또한, 본 발명의 막대형 리니어 진동모터는 기존 스프링형태의 탄성 부재를 사용한 리니어 진동모터에 비해 구조가 간단하여 제작비용 및 제작시간 단축이 기대된다.이상에서 설명한, 본 발명은 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것이 아니다.

Claims (2)

1. 직 사각형 모양의 내부가 비어있고 한쪽 면이 반대편 면보다 조금 더 길고 끝 분이 경사 진 상 케이스(8)와;
   끝 부분이 경사진 하 케이스(9)로 내부 부품을 보호하는 케이스로 구비된 케이스;
   상기 상 케이스(8) 내부에는 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기신호를 입력 받을 수 있도록 안 측 옆면에 PCB(1)를 구비;
   부착된 PCB(1) 윗면에는 외부로부터 전달된 특정 주파수의 전기신호로부터 자계를 만드는 코일(2)을 구비;
   상기 코일(2) 위에는 완충판(3)을 구비;
   상기 상 케이스(8) 안쪽 윗면에는 진동을 발생시키기 위해 탄성 반발력을 함유한 금속으로 만들어진 직각형 진동자;
   또는 굴곡형 진동자;
   또는 경사형 진동자;
   또는 물결형 진동자;
   또는 톱니형 진동자 모양에 한정되지 않은 모양의 진동자(5)를 진동자 고정부(5a)를 이용하여 상 케이스(8) 안 쪽 윗면에 구비;
   상기 진동자(5)의 하단부에 상기 영구자석(4)을 구비;
   반대 면에는 상기 무게 추(6)를 구비하고, 무게 추(6)를 마주보는 상 케이스(8) 내부 옆면에는 벽면용 완충판(7)을 구비;
   PCB(1), 코일(2), 완충판(3), 영구자석(4), 진동자(5), 무게추(6), 벽면용 완충판(7)이 모두 구비 된 상 케이스(8)에 하 케이스(9)의 경사진 끝 면과 상 케이스(8)의 경사진 끝 면을 결합하여 이루어진 막대형 리니어 진동 모터.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 직각형 진동자(3 a), 굴곡형 진동자(3 b), 경사형 진동자(3 c), 물결형 진동자(3 d), 톱니형 진동자(3 e) 모양에 한정되지 않은 모양의 진동자를 구비한 막대형 리니어 진동 모터
   

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