KR20150107921A - 선형 진동자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링과 케이스를 일체화한 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 원통형 측벽과 상면으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하면에 결합되는 커버 케이스, 케이스 내에 위치하는 영구 자석 및 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 프로텍터에 부착되는 보이스 코일을 포함하며, 커버 케이스의 중앙부는 영구 자석의 하면에 부착되어 영구 자석을 탄성적으로 지지하는 스프링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

Description

선형 진동자 {LINEAR VIBRATOR}

본 발명은 선형 진동자에 관한 것이다.

휴대폰과 같은 전자기기의 가장 중요한 특징 중 하나인 진동을 발생시키는 수단으로 축이 편심되거나 무게중심이 일측으로 불균형하게 분배된 모터를 회전시켜 진동을 발생시키는 진동모터가 있다. 그러나, 진동모터는 모터 회전시 브러쉬가 세그먼트와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 마찰 및 스파크가 발생되며 이에 따라 수명이 감소되는 등 많은 문제점들이 있었다.

이러한 진동모터의 단점을 극복하기 위하여 개발된 것이 선형 진동자이다. 선형진동자는 스프링에 장착된 진동자가 마그네트와 코일 사이의 전자기력에 의하여 상하 또는 좌우로 직선운동을 하며 진동하기 때문에 진동모터에 비하여 마찰과 마모가 없어 수명이 길다. 또한 소형화가 가능하여 현재 여러 형태로 개발되고 있다.

도 1은 종래의 선형 진동자의 일 예를 도시한 도면이다. 선형진동자는 크게 고정부와 진동부로 나뉘며, 고정부는 비자성재질로 이루어지며 일면이 개방된 원통형의 케이스(10), 케이스(10)의 개방면을 덮는 프로텍터(50), 프로텍터(50)에 부착된 보이스 코일(30) 및 진동부의 진동 시에 공진이 일어나도록 복원력을 제공하는 스프링(40)을 포함한다. 진동부는 영구자석(20), 영구자석(20) 상부에 부착되는 탑 플레이트(22), 요크(24), 요크(24)의 외측에 부착되어 진동 중량을 늘려주는 질량 부재(26)를 포함한다.

또한, 프로텍터(50) 상에 보이스 코일(30)로 전기적인 신호를 전달하기 위한 FPCB(60)가 부착되었다.

선형 진동자는 공진주파수의 응답을 이용하여 진동부를 가진시키기 때문에, 진동부가 큰 진폭으로 진동하게 된다. 이러한 큰 진폭 때문에 스프링(40)이 이탈하거나 스프링(40)의 동심과 케이스(10)의 동심이 일치하지 않을 경우 불량이 다소 발생한다. 또한 스프링(40)과 케이스(10)를 부착할 때 용접을 이용하는데, 용접 시 불량이 발생할 수도 있고, 공정이 복잡해진다는 단점이 있었다.

본 발명은 스프링과 케이스를 일체화한 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 원통형 측벽과 상면으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하면에 결합되는 커버 케이스, 케이스 내에 위치하는 영구 자석 및 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 프로텍터에 부착되는 보이스 코일을 포함하며, 커버 케이스의 중앙부는 영구 자석의 하면에 부착되어 영구 자석을 탄성적으로 지지하는 스프링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 커버 케이스의 일 단에 케이스 외부로 인출되도록 연장부가 형성되며, 연장부 상에 보이스 코일로 전기적인 신호를 전달하기 위한 FPCB 터미널이 설치되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 커버 케이스의 스프링 형상의 중앙부를 커버하여 이물질의 유입을 막는 커버 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 커버 케이스는, 외주부에 커버 필름을 부착하기 위한 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 영구 자석의 상, 하부에 부착되는 탑 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 영구 자석을 탄성적으로 지지하도록 일단은 영구 자석, 타단은 케이스의 상면에 부착되는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명은 원통형 측벽으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하면에 결합되는 하부 커버 케이스, 케이스의 상면에 결합되는 상부 커버 케이스, 케이스 내에 위치하는 영구 자석, 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 하부 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일을 포함하며, 하부 커버 케이스 및 상부 커버 케이스의 중앙부는 영구 자석에 부착되어 영구 자석을 탄성적으로 지지하는 스프링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

본 발명이 제공하는 선형 진동자는 스프링과 케이스가 일체화된 형태이기 때문에, 스프링과 케이스의 결합시키는 공정을 생략할 수 있어, 공정이 단순화되고, 결합 시 발생하는 불량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명이 제공하는 선형 진동자는 스프링과 케이스가 일체화된 형태이기 때문에 진동부의 큰 진폭에 의해 스프링이 원래의 위치에서 이탈하여 스프링과 케이스의 동심이 틀어지는 사후 불량을 예방할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 선형 진동자는 보이스 코일의 길이를 극대화할 수 있어 선형 진동자의 크기를 키우지 않고도 진동 강도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 선형 진동자를 도시한 분해도,
도 2는 종래의 선형 진동자를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 분해도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 스프링 일체형 프로텍터를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

선형 진동자는 상, 하 방향성이 없는 부품이나, 이하에서 편의상 도면에 도시된 바를 따라, 상, 하로 지칭한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자는 원통형의 측벽(110)과 상면(120)으로 이루어지는 케이스(100)를 구비한다. 측벽(110)과 소정 간격을 두고, 케이스(100)의 내부에 영구 자석(200)이 설치된다. 영구 자석(200)의 상면과 하면에는 각각 탑 플레이트(210, 220)가 부착된다. 또한 상부 탑 플레이트(210)와 케이스(100)의 상면(110) 사이에는 영구 자석(200)을 탄성적으로 지지하기 위한 스프링(400)이 설치된다. 스프링(400)은 일 단은 영구 자석(200) 측에 부착되고, 일 단은 케이스의 상면(120)에 부착된다. 엄밀히 말하면 스프링(400)은 영구 자석(200)에 부착된 상부 탑 플레이트(210)에 부착된다.

케이스의 상면(120)의 중앙에는 홀(130)이 형성된다. 이 홀(130)은, 스프링(400)과 상부 탑 플레이트(210)를 서로 부착 시에 이용되는 레이저 결합을 위해, 레이저가 지나가는 통로를 형성하기 위한 것이다. 이후, 홀(130)을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 홀(130)을 덮는 커버(150)가 결합된다. 커버(150)의 결합을 용이하게 하기 위해, 홀(130) 주위로 단차가 진 안착부(140)를 구비할 수도 있다. 한편 홀(130)을 통해 자성 유체를 영구 자석(200)과 케이스(100)의 측벽(110) 사이의 에어 갭에 뿌려줄 수 있으며, 커버(150)는 자성 유체가 빠져나가는 것을 방지해준다. 자성 유체는 선형 진동자의 잔진동을 억제하며 보이스 코일(300)과 자기회로 간의 접촉을 방지하기 위해 보이스 코일(300)이 위치하는 영구 자석(200)과 케이스(100)의 측벽(110) 사이의 에어 갭에 뿌려준다.

케이스(100)의 하부에는 커버 케이스(500)가 결합된다. 커버 케이스(500)에는 보이스 코일(300)이 부착되며, 보이스 코일(300)은 측벽(110)과 영구 자석(200) 사이의 간격부에 위치된다. 또한 보이스 코일(310, 320)로 전기적인 신호를 전달하기 위한 FPCB 터미널(600)이 커버 케이스(500)의 상면에 부착된다. 측벽(110)이 자성 재질로 이루어지는 내외륜 마그넷 타입의 자기 회로를 가져, 측벽(110)과 영구 자석(210) 사이에 보이스 코일(300)이 위치되기 때문에, 영구 자석(200)의 크기를 케이스의 측벽(110)과 보이스 코일(300)의 설치를 위한 에어갭 만큼의 차이만 두면 될 정도로 키울 수 있다. 따라서 자기장의 세기를 충분히 키울 수 있다는 장점이 있다. 또한 보이스 코일(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 진동부인 영구자석(200)과 탑 플레이트(210, 220)와 간섭되지 않기 때문에, 보이스 코일(300)의 전고를 측벽(110)의 크기가 허용하는 한도에서 최대한 키울 수 있으며, 보이스 코일(300)의 지름도 영구 자석(200)의 지름보다 크게 키울 수 있다. 따라서 보이스 코일(300)의 길이를 최대화할 수 있기 때문에, 선형 진동자의 진동 강도 역시 높일 수 있다.

또한, 요크(24: 도 1 및 도 2 참조)나 질량 부재(26: 도 1 및 도 2 참조)와 같은 부품들을 생략할 수 있기 때문에, 제조 공정이 단순해진다는 장점이 있다.

한편 케이스의 측벽(110)은, 커버 케이스(500)의 결합을 용이하게 하기 위해, 측벽(110)에 복수 개의 요홈(160, 170)이 형성된다. 요홈(160)은 후술할 커버 케이스(500)의 결합부(540) 자연스럽게 맞물리도록 함으로써 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한 요홈(170) 중 하나는 후술할 커버 케이스(500)의 연장부(550) 및 연장부 상에 형성된 FPCB 터미널(600)이 맞물리며 수용되도록 되어 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 커버 케이스(500)를 도시한 도면이다. 커버 케이스(500)는 중앙부에 외주부보다 더 상부로 이격되어 위치하며 영구자석(200) 측에 부착되는 부착부(510), 부착부(510)를 지지하는 연결부(520), 연결부(520)보다 바깥쪽에 위치하는 외주부(530)를 포함한다. 부착부(510)가 영구자석(200)의 하부 탑 플레이트(220)에 부착되고, 연결부(520)가 탄성적으로 부착부(510)를 지지함으로써, 커버 케이스(500)의 중앙부가 스프링 역할을 동시에 수행하게 된다. 또한 외주부(530)는 케이스(100)와 결합되는 부분으로, 외주부(530)보다 외측으로 돌출된 결합부(540)가 두 개 구비되며, 결합 후에도 케이스(100)보다 외측으로 인출될 수 있을 정도로 길게 연장된 연장부(550)가 하나 구비된다. 연장부(550) 상에는 상기한 바와 같이 FPCB 터미널(600)이 설치된다. 보이스 코일(300)은 커버 케이스(500)의 외주부(530)에 부착되며, 보이스 코일(300)의 인출선은 다른 부품과 간섭 없이 FPCB 터미널(600)의 일 단부에 연결될 수 있다.

중앙부가 스프링 형상으로 형성됨에 따라, 연결부(520) 사이의 천공된 부분으로 이물질이 유입될 가능성이 있기 때문에, 중앙부를 커버하기 위한 커버 필름(700)이 커버 케이스(500)의 하부에 부착된다. 커버 필름(700)의 부착을 용이하게 하고, 마감성을 높이기 위해 외주부(530)에는 단차가 형성된다. 단차를 위해 완만하게 절곡된 경사부(534)를 구비하며, 경사부(534)의 내측부(532)가 외측부(536)보다 위로 융기되어 있다. 내측부(532)에 커버 필름(700)이 부착되어 이물질의 유입을 막는다.

커버 케이스(500)의 중앙부가 스프링 역할을 수행하기 때문에, 공진 시에 케이스(100)와 스프링의 동심이 어긋나거나 스프링이 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커버 케이스(500)와 스프링을 서로 부착하기 위해 용접하는 과정을 생략할 수 있어, 제조 공정 시에 공정 수를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에서는, 케이스(100)가 원통형 측벽(110)과 상면(120)을 구비하고, 영구 자석(200)과 상면(120) 사이에 스프링(400)이 설치되며, 케이스(100) 하부에 스프링 일체형의 커버 케이스(500)가 결합되어 있다. 그러나, 영구 자석(200) 상부의 스프링(400)을 구성에서 생략하고, 커버 케이스(500)의 중앙부의 스프링 형상만을 이용하여 영구 자석(200)을 탄성적으로 부착 지지할 수 있다. 뿐만 아니라, 케이스(100)를 원통형 측벽(110)만을 구비하고, 케이스(100)의 상, 하면에 스프링 일체형의 상부 커버 케이스와 하부 커버 케이스를 구비하여, 상, 하부 모두 용접이 필요없고 공진 시 스프링의 이탈 및 동심 이탈 우려가 없는 선형 진동자를 실시할 수도 있다.

100: 케이스 200: 영구 자석
210: 상부 탑 플레이트 220: 하부 탑 플레이트
300: 보이스 코일 400: 스프링
500: 커버 케이스 600: FPCB 터미널
700: 커버 필름

Claims (7)

1. 원통형 측벽과 상면으로 이루어지는 케이스;
   케이스의 하면에 결합되는 커버 케이스;
   케이스 내에 위치하는 영구 자석;
   케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일;을 포함하며,
   커버 케이스의 중앙부는 영구 자석의 하면에 부착되어 영구 자석을 탄성적으로 지지하는 스프링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
2. 제1항에 있어서,
   커버 케이스의 일 단에 케이스 외부로 인출되도록 연장부가 형성되며, 연장부 상에 보이스 코일로 전기적인 신호를 전달하기 위한 FPCB 터미널이 설치되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
3. 제1항에 있어서,
   커버 케이스의 스프링 형상의 중앙부를 커버하여 이물질의 유입을 막는 커버 필름;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
4. 제3항에 있어서,
   커버 케이스는, 외주부에 커버 필름을 부착하기 위한 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
5. 제1항에 있어서,
   영구 자석의 상, 하부에 부착되는 탑 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
6. 제1항에 있어서,
   영구 자석을 탄성적으로 지지하도록 일단은 영구 자석, 타단은 케이스의 상면에 부착되는 스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
7. 원통형 측벽으로 이루어지는 케이스;
   케이스의 하면에 결합되는 하부 커버 케이스;
   케이스의 상면에 결합되는 상부 커버 케이스;
   케이스 내에 위치하는 영구 자석;
   케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 하부 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일;을 포함하며,
   하부 커버 케이스 및 상부 커버 케이스의 중앙부는 영구 자석에 부착되어 영구 자석을 탄성적으로 지지하는 스프링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.

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