KR20140032867A

KR20140032867A - 진동발생장치

Info

Publication number: KR20140032867A
Application number: KR1020130048043A
Authority: KR
Inventors: 김용태; 방제현; 홍정택; 문동수
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-03-17
Also published as: US20140062224A1; US8937411B2; KR102013737B1; CN103683793A

Abstract

본 발명은 진동발생장치에 관한 것으로서 내부공간을 구비하는 하우징과, 상기 내부 공간에 장착되는 샤프트와, 상기 샤프트를 둘러싸고 있는 프레임과, 상기 프레임의 축방향 양측에 장착되고 내부면이 상기 샤프트의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이딩 진동하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 두개의 베어링 부재와, 상기 프레임의 외부면에 장착되고 자계부를 구비하는 진동부와, 상기 진동부의 축방향 양단 방향에 배치되는 탄성부재 및 상기 내부공간에 구비되고 상기 자계부와 상호작용하여 상기 진동부를 진동시키는 코일을 포함하고, 적어도 두개의 상기 베어링 부재는 축방향 단면에서 상기 베어링 부재의 내부면 부분이 각각 원을 형성하며, 상기 프레임의 고정에 의해 상기 각각의 원은 실질적으로 축방향으로 보았을 때 동심원 관계에 있는 것일 수 있다.

Description

진동발생장치{vibratior}

본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.

진동발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 휴대전화 등의 전자장치에 탑재되어 무음 착신 알림용으로 사용되거나 디지타이져 펜 등에 탑재되어 햅틱 피드백 용도로 사용되고 있다.

또한, 휴대전화, 디지타이져 펜 등의 전자장치 시장이 급속도로 팽창되면서 여러 가지 기능이 전자장치에 부가되는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 전자장치 부품의 소형화, 고품질화가 요구되어지는 상황에서 진동발생장치 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선시킬 수 있는 새로운 구조의 제품개발이 요구되고 있다.

최근 몇 년간 LCD 화면이 큰 휴대전화의 출시가 급증하면서, 터치스크린 방식이 채택됨에 따라 터치 시 진동을 발생시키는 용도로도 진동발생장치가 채용되고 있다.

그리고, 터치스크린이 채용된 전자장치에 사용되는 진동발생장치는 첫째, 착신시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많으므로 동작수명시간이 증가되어야 하며, 둘째 터치스크린을 터치하는 속도에 맞추어 빠른 응답속도를 필요로 한다.

이러한 수명 및 응답성의 요구에 맞추어 현재 터치스크린을 채용하는 휴대전화 등의 전자장치에는 리니어 진동자가 사용되고 있다.

리니어 진동자는 모터의 회전원리를 이용한 것이 아니라, 진동자 내부에 설치되는 탄성부재와 상기 탄성부재에 연결된 중량체를 이용하여 결정되는 공진주파수를 갖는 전자기력으로 가진되어 진동을 발생시킨다.

전자장치의 크기가 소형화됨에 따라 상기 리니어 전동자도 소형화가 이루어져야 한다. 하지만, 상기 리니어 진동자 내부에 필수적으로 구비되어야 하는 부품이 있으므로 소형화에는 한계가 있다. 그러므로, 부품의 배치관계를 효율적으로 할 수 있는 새로운 구조의 리니어 진동자가 필요하다.

나아가, 리니어 진동자는 진동 응답성이 뛰어나야 할 뿐 아니라 진동 요인이 사라지면 진동을 곧바로 멈출 수 있어야 한다. 하지만, 종래 리니어 진동자는 이러한 멈춤 성능에 한계가 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 리니어 진동자의 내부 부품 배치를 효율적으로 개선하여 더욱 소형의 리니어 진동자를 제조할 수 있도록 한다.

나아가, 진동 요인이 사라지는 경우에 리니어 진동자의 진동을 곧바로 멈출 수 있는 리니어 진동자를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 내부 공간에 장착되는 샤프트; 상기 샤프트를 둘러싸고 있는 프레임; 상기 프레임의 축방향 양측에 장착되고 내부면이 상기 샤프트의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이딩 진동하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 두개의 베어링 부재; 상기 프레임의 외부면에 장착되고 자계부를 구비하는 진동부; 상기 진동부의 축방향 양단 방향에 배치되는 탄성부재; 및 상기 내부공간에 구비되고 상기 자계부와 상호작용하여 상기 진동부를 진동시키는 코일;을 포함하고, 적어도 두개의 상기 베어링 부재는 축방향 단면에서 상기 베어링 부재의 내부면 부분이 각각 원을 형성하며, 상기 프레임의 고정에 의해 상기 각각의 원은 실질적으로 축방향으로 보았을 때 동심원 관계에 있는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 내부 공간에 장착되는 샤프트; 상기 샤프트를 둘러싸고 있는 프레임; 상기 프레임에 장착되고 내부면이 상기 샤프트의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이딩 진동하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 하나의 베어링 부재; 상기 프레임의 외부면에 장착되고 자계부를 구비하는 진동부; 상기 진동부의 축방향 양단 방향에 배치되는 탄성부재; 및 상기 내부공간에 구비되고 상기 자계부와 상호작용하여 상기 진동부를 진동시키는 코일;을 포함하고, 적어도 하나의 상기 베어링 부재는 적어도 일부가 상기 샤프트의 축방향으로 중앙부와 접촉되어 있는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 탄성부재는 상기 베어링 부재에 의해 위치가 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 코일은 축방향으로 일측에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 코일의 축방향 양단 중 적어도 어느 일단에는 자성체 재질의 요크가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 코일은 상기 내부공간에 위치하도록 상기 하우징의 내측면에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 코일은 제1 코일 및 제2 코일을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 제1 코일 및 제2 코일의 축방향 양단 중 적어도 어느 일단에는 자성체 재질의 요크가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 제1 코일 및 제2 코일은 축방향으로 연속하게 배치되고, 상기 제1 코일 및 제2 코일의 사이에는 요크가 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 베어링 부재는 외부면이 상기 프레임의 내부면에 접하고 내부면은 상기 샤프트에 접촉하도록 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 진동부는 중량체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 하우징은 축방향으로 길이가 긴 원기동 또는 다각기둥 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 프레임은 상기 샤프트와 일정 간격 이격된 상태로 진동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 자계부는 마그네트를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 마그네트의 양단 중 적어도 일단에는 자성체 재질의 요크를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 상기 코일에 인가되는 전류가 중단되면 상기 진동부의 진동이 멈추도록 도와주는 진동멈춤수단을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 진동멈춤수단은 상기 코일의 적어도 일단에 구비되는 자성체 재질의 요크일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 결합 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 반단면 분해 사시도이며,
도 3 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치의 결합 단면도이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탄성부재의 고정부(안내부)를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 결합 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

먼저, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향(길이 방향)은 도 1에서 볼 때, 상,하 방향, 즉 하우징(110)의 일측에서부터 타측을 향하는 방향 또는 하우징(110)의 타측에서 일측을 향하는 방향을 의미하고, 반경 방향(폭 방향)은 도 1에서 볼 때, 좌,우 방향을 의미한다.

또한, 원주방향은 길이 방향 중심축을 기준으로 소정 부재의 내주면 또는 외부면을 따라 하는 회전하는 방향을 의미한다.

하우징(110)은 내부공간을 가지며, 진동발생장치(100)의 외형을 형성한다. 상기 하우징(110)은 일측이 개구되며 내부 공간을 가지는 케이스(112)와, 케이스(112)의 일측에 결합되어 내부 공간을 밀폐하는 브라켓(114)로 구성될 수 있다.

케이스(112)는 자기 폐회로를 형성하는 동시에 외부 자기누설을 방지할 수 있도록 자성체 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 케이스(112)는 비자성체 재질로 이루어질 수도 있다.

상기 케이스(112)는 강판의 소성 가공에 의해 형성될 수 있으며(가령, 프레스 가공 등), 다이캐스팅 방식에 의해 제조될 수도 있다.

또한, 내부공간을 형성하는 상기 하우징(110)의 내면 양단에는 끼움부(112a)(114a)가 구비될 수 있다. 상기 끼움부(112a)(114a)는 홈 또는 홀 형상으로 구비될 수 있다. 상기 끼움부(112a)(114a)에는 각각 샤프트(130)의 양단이 끼움되어 고정될 수 있다.

또한, 내부공간을 형성하는 상기 하우징(110)의 내면 양단에는 탄성부재(180)의 위치를 안내하는 안내홈(112b)(114b)이 구비될 수 있다. 케이스(112)에는 탄성부재(180)의 단부가 삽입되는 안내홈(112b)이 형성되고, 브라켓(114)에는 탄성부재(180)의 단부가 삽입되는 안내홈(114b)이 형성될 수 있다. 상기 케이스(112)의 안내홈(112b)은 강판의 소성 과정 또는 다이캐스팅 과정에서 간단하게 형성될 수 있다.

아울러, 상기 케이스(112)는 일단부로 연장 구비되어 인쇄회로기판(50)이 안착되는 연장부(113)를 구비할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 연장부(113)는 상기 케이스(112)에 브라켓(114)이 고정되는 부분으로 연장 구비될 수 있다. 상기 연장부(113)는 상기 인쇄회로기판(50)이 안착되지 용이하도록 판 형상으로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(50)은 상기 연장부(113)에 안착될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(50)은 플랙서블 인쇄회로기판일 수 있다. 상기 인쇄회로기판(50)은 일단은 상기 하우징(110)의 내부에 구비되는 코일(120)과 전기적으로 연결되고, 타단은 외부의 단자(60)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부의 단자(60)를 통해 전원이 공급되어 상기 코일(120)에 공급될 수 있는 것이다.

브라켓(114)은 케이스(112)에 단단하게 고정할 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 소성 가공 또는 다이캐스팅 등에 의해 제조될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 브라켓(114)은 합성수지를 이용하여 사출에 의해 제조될 수도 있다. 한편, 브라켓(114)에도 탄성부재(180)의 단부가 삽입되는 안내홈(114b)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 내부공간을 형성하는 하우징(110)의 내면 양단 및 이하 설명할 자계부(140) 및 중량체(150)를 포함하는 진동부의 양단 중 적어도 어느 하나의 양단에는 댐퍼(미도시)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 진동부가 상기 내부공간 내부에서 좌우 방향으로 진동하는 과정에서 상기 하우징(110)의 내부공간과 접촉하는 경우를 대비하여 충격을 흡수할 수 있는 부재를 배치할 수 있다.

코일(120)은 하우징(110)의 내부공간에 배치될 수 있다. 일예로서, 코일(120)은 케이스(112)의 내주면에 원주방향을 따라 설치될 수 있다. 즉, 케이스(112)의 내주면을 감싸는 형상으로 설치될 수 있다.

또한, 코일(120)은 원통 형상을 가질 수 있으며, 자계부(140) 및 중량체(150)를 포함하는 진동부의 진동시 마그넷(141)은 코일(120)의 내측에서 축방향으로 진동될 수 있다.

즉, 코일(120)은 자계부(140)(-마그네트)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 진동부를 진동시키는 구동력을 발생시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 코일(120)은 외부의 전원과 연결되어 전원의 공급이 이루어질 수 있어야 한다.

또한, 상기 코일(120)은 상기 하우징(110)의 내부공간에 배치되도록 축방향으로 일측에 배치될 수 있다. 즉, 이하 설명하겠지만, 본 발명의 실시예에서 마그네트를 포함하는 자계부(140)는 축방향으로 일측에 배치될 수 있다. 이에, 상기 자계부(140)와 상호작용이 용이하도록 상기 코일(120)을 배치할 수 있다.

또한, 상기 코일(120)의 양단 중 적어도 일단에는 자성체 재질의 요크(125)가 배치될 수 있다. 특히, 코일(120)의 양단 중 상기 마그네트와 축방향으로 겹치는 부분이 형성되는 단부에는 요크(125)가 배치될 수 있다. 상기 요크(125)는 자성체 재질로 구비되어 상기 코일(120)에의 전원 인가가 멈추면 마그네트를 포함하는 상기 자계부(140)와 사이에 마그네틱 포스가 형성되어 상기 자계부(140) 및 중량체(150)를 포함하는 진동부의 진동을 멈추는데 도움을 주는 진동멈춤수단의 역할을 할 수 있다. 즉, 잔류 진동 발생을 최대한 억제하고 리니어 진동자의 멈춤 응답속도를 최대로 할 수 있다.

샤프트(130)는 상기 하우징(110)의 내부 공간을 축방향(즉, 도 1의 상,하 방향)으로 가로질러 길이 방향으로 상기 하우징(110)에 장착될 수 있다. 즉, 상기 하우징(110)에 구비되는 끼움부(112a)(114a)에 양단이 끼움 고정될 수 있다. 그리고, 상기 샤프트(130)는 베어링 부재(170)가 외부면에 슬라이딩 되게 되므로 직경이 일정한 원기둥 형상으로 구비될 수 있다.

상기 샤프트(130)는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동자에서 진동부의 진동을 안내하는 역할을 수행할 수 있다.

자계부(140)는 상기 하우징(110)의 내부공간 일측에 배치될 수 있다. 이에, 상술한 바와 같이 상기 코일(120)도 상기 하우징(110)의 일측에 배치되도록 구비될 수 있다. 나아가, 상기 자계부(140)의 타측에는 중량체(150)가 결합될 수 있다. 상기 자계부(140)는 이를 구비하는 마그네트(141)와 상기 하우징(110)에 구비되는 코일(120)과의 전자기적 상호작용에 의해 진동 구동력을 발생시킨다.

한편, 마그네트(141)은 원통형상을 가지며, 축 방향으로 일측에 N극 타측에 S극이 착자될 수 있다.

여기서, 마그네트(141)에 의한 구동력 발생에 대한 메카니즘에 대하여 간략하게 살펴보기로 한다.

먼저, 코일(120)에 전원이 공급되면, 코일(120)과 마그네트(141)의 전자기적 상호작용으로 구동력이 발생된다. 이때, 코일(120)에는 교류전류가 공급되며, 이에 따라 코일(120)과 마그네트(141)에 의해 발생되는 구동력은 축 방향으로 일측을 향하는 힘과 타측을 향하는 힘이 교번적으로 발생된다. 따라서, 마그네트(141)가 축 방향으로 진동될 수 있다.

상기 마그네트(141)를 포함하는 자계부(140)의 일단(- 상기 자계부(140)가 상기 하우징(110)의 내부공간에 장착되는 방향인 일측의 반대측)에는 중량체(150)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 자계부(140) 일단에는 중량체(150)가 배치되어 상기 자계부(140)와 함께 진동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 중량체(150)는 코일(120)과 구동 마그네트(141)의 전자기적 상호작용에 의해 구동력이 발생되는 경우 진동이 증가되도록 하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 중량체(150)는 비중이 큰 재질로 이루어질 수 있으며, 일예로서 비자성 재질인 황동 등의 동계나 텅스텐 재질로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 마그네트(141)는 적어도 일부가 상기 하우징(110)의 내주면과의 사이에 코일(120)을 구비한다. 하지만, 상기 중량체(150)는 직접 하우징(110)의 내주면과 대면하고 있으므로, 상기 중량체(150)의 직경이 상기 마그네트(141)의 직경보다 크게 구비될 수 있다.

여기서, 상기 자계부(140) 및 중량체(150)는 상기 고정부에 상대적으로 진동하는 진동부일 수 있다. 나아가, 이하 설명하는 프레임(160)은 상기 진동부를 외부면에 구비한 상태로 상기 진동부와 함께 진동하므로 진동부에 포함시킬 수 있다.

프레임(160)은 내주면에 상기 자계부(140) 및 중량체(150)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 프레임(160)은 진동부를 외부에 일체로 구비하여 선형 진동자의 조립이 용이하도록 할 수 있으며, 진동부를 견고하게 지지하여 외부충격에도 진동부가 분리되지 않도록 내구성을 높여줄 수 있다. 상기 프레임(160)은 원기둥 형상일 수 있다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며 내부에 샤프트(130)가 끼움될 수 있는 형상이라면 다양한 형상의 변형이 가능하다. 상기 프레임(160)은 자성체 또는 비자성체 재질로 이루어질 수 있다.

상기 프레임(160)은 외부면에 상기 자계부(140) 및 상기 중량체(150)가 장착되고, 내주면은 상기 샤프트(130)의 외부면과 대면하도록 할 수 있다. 이에 상기 프레임(160)은 길이방향(축방향)으로 축공(161)을 구비할 수 있다. 한편, 상기 프레임(160)은 상기 샤프트(130)와 직접 접촉하는 부재는 아니므로 상기 축공(161)의 직경은 상기 샤프트(130)의 직경보다 클 수 있다.

베어링 부재(170)는 상기 프레임(160)에 구비될 수 있다. 상기 베어링 부재(170)는 상기 샤프트(130)의 외부면과 접촉한 상태로 진동할 수 있다. 즉, 상기 베어링 부재(170)는 상기 샤프트(130)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 베어링 부재(170)는 마그네트(141)와 코일(120)의 상호작용에 의해 샤프트(130)를 따라 축 방향으로, 다시 말해 도 1의 상,하 방향으로 이동될 수 있다.

상기 베어링 부재(170)는 상기 프레임(160)의 양단에 각각 구비되는 제1 베어링 부재(171)와 제2 베어링 부재(172)로 구비될 수 있으며, 상기 베어링 부재(171)(172)에 의해 상기 프레임(160)이 상기 샤프트(130)와 소정 간격 이격된 상태를 유지하도록 할 수 있다. 그리고, 양단에 구비되는 상기 제1 및 제2 베어링 부재(171)(172)의 내부면은 직경이 동일한 원통의 내부면 형상일 수 있다. 즉, 도 1의 도시에서 각각 제1 베어링 부재(171)의 직경인 'D1'과 제2 베어링 부재(172)의 직경인 'D2'는 길이가 같게 구비될 수 있다.

나아가, 적어도 두개의 상기 베어링 부재(171, 172)의 축방향 단면에서 상기 베어링 부재의 내부면 부분이 각각 원을 형성하며, 상기 각각의 원은 실질적으로 축방향으로 연장된 동일 가상선을 중심으로 할 수 있다. 즉, 상기 제1 베어링 부재(171)와 상기 제2 베어링 부재(172)의 축방향 단면에서 내부면 부분은 각각 원을 형성하고, 상기 각각의 원은 축방향으로 연장된 동일 가상선, 가령, 중심선 'C'를 중심으로 하는 원일 수 있다. 즉, 상기 각각의 원들은 축방향에 수직한 면에 투영했을 때 실질적으로 동심원을 형성하도록 할 수 있다. 다시 말해, 축방향에서 보았을 때 각각의 베어링 부재(170)의 내부면이 원을 형성하고, 이들은 동심원 관계에 있을 수 있다.

이는 상기 프레임(160)의 양단에 상기 베어링 부재(170)가 고정됨으로써 가능하다. 즉, 축방향으로 긴 형태의 진동부에서는 서로 다른 부품에 두개 이상의 베어링이 고정되고 축방향에서 보았을 때 두개 이상의 베어링 부재(170)의 내부원이 동심원을 맞추기가 어렵다. 그러나 내부 프레임(160)을 이용해 각각의 부품을 고정하면 외부충격에 내구성을 높일수 있을 뿐만 아니라 축방향에서 보았을 때 각각의 베어링 부재(170)의 내부원이 동심원을 맞추기가 용이해진다.

상기 베어링 부재(170)는 샤프트(130)의 외부면을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 내주면이 원 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 베어링 부재(170)는 상기 프레임(160)에 장착되고 내부면이 상기 샤프트(130)의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이드 되도록 축 방향으로 배치될 수 있다. 상기 베어링 부재(170)는 적어도 하나가 구비될 수 있다.

한편, 상기 베어링 부재(170)는 상기 자계부(140) 및 중량체(150)와 함께 고정자에 상대적으로 진동하는 진동자를 구성할 수 있다.

그리고, 적어도 하나의 상기 베어링 부재(170-171, 172)의 내부면은 상기 샤프트(130)의 외부면과 축방향으로 동일 위치에서의 단면이 동심원 관계에 있을 수 있다. 즉, 적어도 하나의 상기 베어링 부재(170-171, 172)의 내부면과 상기 샤프트(130)의 외부면은 축 방향으로 소정 위치에서의 축 방향 단면이 반경방향 중심선(C)을 동심으로 하는 원들일 수 있다.

더하여, 상기 샤프트(130)의 외부면은 상기 베어링 부재(170-171, 172)의 내부면보다 직경이 작게 구비될 수 있다. 즉, 상기 베어링 부재(170-171, 172)는 상기 샤프트(130)의 외부면을 따라 슬라이드 이동해야 하므로 직경이 상기 샤프트(130)보다 미소하게 클 수 있다.

탄성부재(180)는 상기 진동부의 양단방향에 일단이 각각 고정되고, 타단이 상기 하우징(110)의 양단에 고정되어 상기 진동부의 진동력을 추가로 제공할 수 있다.

상기 탄성부재(180)는 축방향으로 탄성력이 형성될 수 있는 것일 수 있다. 이에 상기 탄성부재(180)는 코일 스프링 또는 판 스프링일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며 축방향으로 탄성력을 확보할 수 있는 것이라면 어느 것이든 사용할 수 있다.

상기 탄성부재(180)는 상기 샤프트(130)가 축방향 중심을 관통하도록 배치될 수 있다. 이는 상기 진동부의 진동에 있어서 축방향 진동이 발생하는 경우 반경 방향으로의 진동이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

상기 탄성부재(180)는 일단이 상기 하우징(110)의 안내홈(112b)(114b)에 끼움되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 탄성부재(180)의 타단은 상기 베어링 부재(170)를 감싸고 상기 베어링 부재(170)에 단부가 지지될 수도 있다. 다만, 도면의 도시는 생략하나 상기 베어링 부재(170)를 감싸고 상기 진동부(자계부(140) 또는 중량체(150))에 단부가 지지되도록 배치될 수도 있다.

결국, 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160) 및 베어링 부재(170)로 구성되는 진동자가 상기 하우징(110)의 내부에서 양단이 탄성부재(180)에 매달린 상태로 축 방향으로 진동될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 도 1 내지 도 9에 도시된 탄성부재의 고정부(안내부) 이외에도 다양한 형상으로 변형된 탄성부재의 고정부(안내부)를 구비할 수 있다.

도 10의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 다양한 방식의 탄성부재 고정부가 도시된다.

먼저, 도 10의 (a)는 탄성부재(180)의 고정부가 단조를 통해 일체형으로 제조되거나 별도의 부품으로 만들어서 추가로 끼움고정된 안내돌기(112c, 114c)일 수 있다. 이 구조에서는, 상기 탄성부재(180)의 내부면이 상기 안내돌기(112c, 114c)의 외부면에 끼움될 수 있다. 여기서, 상기 안내돌기(112c, 114c)는 상기 탄성부재(180)의 끼움이 용이하도록 축방향으로 탄성부재(180) 측으로 갈수록 직경이 작아지도록 테이퍼진 형상일 수 있다.

다음으로, 도 10의 (b)는 도 1의 실시예와 동일하게 탄성부재(180) 고정부가 안내홈(112d, 114d)일 수 있다. 다만, 도 10의 (b)에 도시된 안내홈(112d, 114d)은 상기 탄성부재(180)의 끼움이 용이하도록 측벽부가 반경방향 외측으로 경사진 형상일 수 있다.

다음으로, 도 10의 (c)는 탄성부재(180)의 고정부가 케이스(112) 또는 브라켓(114)을 소성 가공한 것일 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 것과 비교할 때, 하우징(110)의 외부에서 내부공간 방향으로 역드로잉돌기(112e, 114e)가 형성되도록 소성가공했다는 점이다. 이에 의해, 도 1과는 달리 도 10의 (c) 구조에서는, 상기 탄성부재(180)의 내부면이 상기 역드로잉돌기(112e, 114e)의 외부면에 끼움될 수 있다. 또한, 상기 역드로잉돌기(112e, 114e)는 상기 탄성부재(180)의 끼움이 용이하도록 축방향으로 탄성부재(180) 측으로 갈수록 직경이 작아지도록 테이퍼진 형상일 수 있다.

도 3 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치의 결합 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)는, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와는 요크(125)가 코일(120)의 양측에 구비된다는 차이가 있다. 그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

또한, 상기 코일(120)은 상기 하우징(110)의 내부공간에 배치되도록 축방향으로 일측에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서 마그네트를 포함하는 자계부(140)는 축방향으로 일측에 배치될 수 있다. 이에, 상기 자계부(140)와 상호작용이 용이하도록 상기 코일(120)을 배치할 수 있다.

또한, 상기 코일(120)은 단부가 상기 하우징(110)의 축방향 단부에서 소정 간격 이격되도록 내부공간에 장착될 수 있다.

또한, 상기 코일(120)의 양단에는 자성체 재질의 요크(125)가 각각 배치될 수 있다. 상기 요크(125)는 자성체 재질로 구비되어 자기력을 증가시킬뿐만 아니라 상기 코일(120)에의 전원 인가가 멈추면 마그네트를 포함하는 상기 자계부(140)와 사이에 마그네틱 포스가 형성되어 상기 자계부(140) 및 중량체(150)를 포함하는 진동부의 진동을 멈추는데 도움을 주는 진동멈춤수단의 역할을 할 수 있다. 즉, 잔류 진동 발생을 최대한 억제하고 리니어 진동자의 멈춤 응답속도를 최대로 할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)(400)(500)는, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)(300)(400)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와는 코일(120) 및 요크(126)의 구비 구조에 차이가 있다. 그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

또한, 상기 코일(120)은 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)을 포함할 수 있다. 즉, 축방향으로 인접하게 상기 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)을 배치할 수 있다(도 4 참조). 즉, 상기 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)은 소정 간격 이격하여 배치되거나 상호 접촉된 상태로 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)의 축방향 양단 중 적어도 어느 일단에는 자성체 재질의 요크(126)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)은 축방향으로 인접하도록 배치되고, 상기 제1 코일(121) 및 제2 코일(122)의 사이에는 요크(126)가 배치될 수 있다(도 5 참조).

또한, 상기 제1 및 제2 코일(121)(122) 중 축방향으로 외측에 위치하는 상기 제2 코일(122)의 단부가 상기 하우징(110)의 축방향 단부에서 소정 간격 이격되도록 내부공간에 장착될 수 있다.

또한, 상기 재1 코일(121)의 내측단 및 상기 제2 코일(122)의 외측단에는 자성체 재질의 요크(126)가 각각 배치될 수 있다. 상기 요크(126)는 자성체 재질로 구비되어 자기력을 증가시킬뿐만 아니라 상기 코일(120)에의 전원 인가가 멈추면 마그네트를 포함하는 상기 자계부(140)와 사이에 마그네틱 포스가 형성되어 상기 자계부(140) 및 중량체(150)를 포함하는 진동부의 진동을 멈추는데 도움을 주는 진동멈춤수단의 역할을 할 수 있다. 즉, 잔류 진동 발생을 최대한 억제하고 리니어 진동자의 멈춤 응답속도를 최대로 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(600)는, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(600)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와는 상기 마그네트(141)와 인접하는 요크(142)가 구비된다는 차이가 있다. 그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

자계부(140)는 상기 하우징(110)의 내부공간 일측에 배치될 수 있다. 상기 자계부(140)는 이에 구비되는 마그네트(141)와 상기 하우징(110)에 구비되는 코일(120)과의 전자기적 상호작용에 의해 진동 구동력을 발생시킨다.

상기 마그네트(141)는 양단 또는 축방향 중심 부분에 요크(142)를 구비할 수 있다. 상기 요크(142)는 자성체 재질일 수 있다.

도 7의 도시에서는 요크(142)가 마그네트(141)의 양단에 구비되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 요크(142)는 마그네트(141)의 축방향 중심에 배치될 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(700)는, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 중량체(150), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(700)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와는 베어링 부재(173)의 배치에 차이가 있다. 그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

상기 베어링 부재(173)는 상기 프레임(160)에 구비될 수 있다. 상기 베어링 부재(173)는 상기 샤프트(130)의 외부면과 접촉한 상태로 진동할 수 있다. 즉, 상기 베어링 부재(173)는 상기 샤프트(130)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 베어링 부재(173)는 마그네트(141)와 코일(120)의 상호작용에 의해 샤프트(130)를 따라 축 방향으로, 다시 말해 도 1의 상,하 방향으로 이동될 수 있다.

상기 베어링 부재(173)는 상기 프레임(160)의 내부면에 구비될 수 있다. 즉, 상기 베어링 부재(173)는 외부면이 상기 프레임(160)의 내부면에 고정 장착되고 내부면은 상기 샤프트(130)에 접촉하도록 장착될 수 있다.

상기 프레임(160)이 상기 샤프트(130)와 소정 간격 이격된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

상기 베어링 부재(173)는 샤프트(130)의 외부면을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 내주면이 원 형상을 가질 수 있다.

한편, 상기 베어링 부재(173)는 상기 자계부(140), 중량체(150) 및 프레임(160)과 함께 고정자에 상대적으로 진동하는 진동자를 구성할 수 있다.

그리고, 상기 베어링 부재(173)는 축 방향으로 내경(D3)이 일정한 원통 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 베어링 부재(173)의 내부면과 상기 샤프트(130)의 외부면은 축 방향으로 소정 위치에서의 단면이 동심원의 관계에 있을 수 있다. 즉, 반경방향 중심선(C)을 중심으로 하는 동심원의 관계에 있을 수 있다.

도 9 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(800)는, 하우징(110), 코일(120), 샤프트(130), 자계부(140), 프레임(160), 베이링 부재(170) 및 탄성부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 구성에서 일부를 제외하거나 추가로 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(800)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와 비교할 때 중량체(150)를 구비하지 않는다는 점에서 차이가 있다. 본 실시예의 경우는 디지타이져 펜 등의 햅틱 피드백 용도와 같이 과도한 진동량이 요구되지 않는 전자장치 등에 탑재되어 사용될 수 있다.

이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 진동발생장치(100)와 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

본 실시예와 같이 진동발생장치(800)가 별도의 중량체를 구비하지 않는 경우에는 프레임(160)의 외부면에 구비되는 자계부(140) - 즉, 마그네트 - 가 길이방향으로 더욱 길게 구비될 수 있다. 아울러, 케이스(112)의 내부면에 구비되어 상기 자계부(140)와 상호작용하는 코일(120)도 상기 자계부(140)의 대략 중간 부분까지 연장되도록 구비될 수 있다. 물론, 요크(125)는 상기 자계부(140)의 대략 중간 부분에 위치할 수 있다.

한편, 도면의 도시와 상세한 설명은 생략하나, 본 실시예와 같이 중량체(150)가 구비되지 않는 진동발생장치(800)는 도 3 내지 도 7에서 설명하는 자계부(140) 및 요크(142)와 코일(120) 및 요크(125)(126)의 상대 배치 구성에 해당하는 것도 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예와 같이 중량체(150)가 구비되지 않는 진동발생장치(800)는 도 8에 도시된 바와 같이 베어링 부재(143)가 중앙부분에 하나로 구비되는 것도 모두 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 : 진동발생장치
110 : 하우징
120 : 코일
130 : 샤프트
140 : 자계부
150 : 중량체
160 : 프레임
170 : 베어링 부재
180 : 탄성부재

Claims

내부공간을 구비하는 하우징;
상기 내부 공간에 장착되는 샤프트;
상기 샤프트를 둘러싸고 있는 프레임;
상기 프레임의 축방향 양측에 장착되고 내부면이 상기 샤프트의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이딩 진동하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 두개의 베어링 부재;
상기 프레임의 외부면에 장착되고 자계부를 구비하는 진동부;
상기 진동부의 축방향 양단 방향에 배치되는 탄성부재; 및
상기 내부공간에 구비되고 상기 자계부와 상호작용하여 상기 진동부를 진동시키는 코일;을 포함하고,
적어도 두개의 상기 베어링 부재는 축방향 단면에서 상기 베어링 부재의 내부면 부분이 각각 원을 형성하며, 상기 프레임의 고정에 의해 상기 각각의 원은 실질적으로 축방향으로 보았을 때 동심원 관계에 있는 진동발생장치.
내부공간을 구비하는 하우징;
상기 내부 공간에 장착되는 샤프트;
상기 샤프트를 둘러싸고 있는 프레임;
상기 프레임에 장착되고 내부면이 상기 샤프트의 외부면에 접촉한 상태로 슬라이딩 진동하도록 축 방향으로 배치되는 적어도 하나의 베어링 부재;
상기 프레임의 외부면에 장착되고 자계부를 구비하는 진동부;
상기 진동부의 축방향 양단 방향에 배치되는 탄성부재; 및
상기 내부공간에 구비되고 상기 자계부와 상호작용하여 상기 진동부를 진동시키는 코일;을 포함하고,
적어도 하나의 상기 베어링 부재는 적어도 일부가 상기 샤프트의 축방향으로 중앙부와 접촉되어 있는 것인 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 베어링 부재에 의해 위치가 고정되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 코일은 축방향으로 일측에 배치되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 코일의 축방향 양단 중 적어도 어느 일단에는 자성체 재질의 요크가 구비되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 코일은 상기 내부공간에 위치하도록 상기 하우징의 내측면에 구비되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 코일은 제1 코일 및 제2 코일을 포함하는 진동발생장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 코일 및 제2 코일의 축방향 양단 중 적어도 어느 일단에는 자성체 재질의 요크가 구비되는 진동발생장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 코일 및 제2 코일은 축방향으로 연속하게 배치되고,
상기 제1 코일 및 제2 코일의 사이에는 요크가 배치되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 베어링 부재는 외부면이 상기 프레임의 내부면에 장착되고 내부면은 상기 샤프트에 접촉하도록 장착되는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 진동부는 중량체를 포함하는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 하우징은 축방향으로 길이가 긴 원기동 또는 다각기둥 형상인 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 프레임은 상기 샤프트와 일정 간격 이격된 상태로 진동하는 진동발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 자계부는 마그네트를 포함하는 진동발생장치.
제14항에 있어서,
상기 마그네트의 양단 중 적어도 일단에는 자성체 재질의 요크를 구비하는 진동발생장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 코일에 인가되는 전류가 중단되면 상기 진동부의 진동이 멈추도록 도와주는 진동멈춤수단을 구비하는 진동발생장치.
제16항에 있어서,
상기 진동멈춤수단은 상기 코일의 적어도 일단에 구비되는 자성체 재질의 요크인 진동발생장치.