KR20150108459A - 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자 - Google Patents

진동부 조립성이 향상된 선형 진동자 Download PDF

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KR20150108459A
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Abstract

본 발명은 영구 자석, 탑 플레이트, 요크 및 질량 부재와 같은 진동부를 조립할 때, 끼워맞춤에 의한 형상 결합을 이용함으로써 별도로 본드를 도포하는 공정을 생략할 수 있어 조립성이 개선된 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 원통형의 측벽과 원판형의 상면으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하부에 결합되는 커버 케이스, 케이스와 커버 케이스로 정의되는 공간 내에 설치되는 영구 자석, 영구 자석과 끼워맞춤되는 질량 부재, 질량 부재와 끼워맞춤되는 요크, 영구 자석, 요크, 질량 부재를 포함하는 진동부를 탄성적으로 지지하도록 일단은 진동부, 타단은 케이스의 상면에 고정되는 스프링 및 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.

Description

진동부 조립성이 향상된 선형 진동자{LINEAR VIBRATOR HAVING A VIBRAING PART WITH EASY ASSEMBLY}
본 발명은 선형 진동자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본드와 같은 접착제를 사용하지 않고 영구 자석, 요크, 질량 부재와 같은 진동부를 조립할 수 있도록 조립성이 향상된 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.
종래의 선형 진동자는, 내륜 자석 구조를 사용한 구조에 더미 매스인 텅스텐 질량 부재를 사용한 구조로서, 영구 자석(20)에 요크(24)가 부착되고, 요크(24)에 질량 부재(26)가 부착되기 때문에 진동시에 요크(24)와 보이스 코일(30)이 간섭되지 않을 정도의 높이로만 보이스 코일(30)의 전고와 지름을 결정하여야 하였기 때문에 코일의 길이를 늘리는데 한계를 가지고 있었다. 따라서 선형 진동자의 진동 강도를 높이는 데 한계가 있었다.
또한, 영구 자석(20), 탑 플레이트(22), 요크(24) 및 질량 부재(26)를 서로 결합할 때 본드를 도포하고 부착하는 방식을 취함으로써, 부착 시에 각 부품의 동심을 맞추어야 하는 등의 조립 공정이 복잡하다는 단점이 있었다.
본 발명은 코일의 길이를 늘여 진동 강도를 높일 수 있는 구조를 가지는 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 영구 자석, 탑 플레이트, 요크 및 질량 부재와 같은 진동부를 조립할 때, 끼워맞춤에 의한 형상 결합을 이용함으로써 별도로 본드를 도포하는 공정을 생략할 수 있어 조립성이 개선된 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 원통형의 측벽과 원판형의 상면으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하부에 결합되는 커버 케이스, 케이스와 커버 케이스로 정의되는 공간 내에 설치되는 영구 자석, 영구 자석과 끼워맞춤되는 질량 부재, 질량 부재와 끼워맞춤되는 요크, 영구 자석, 요크, 질량 부재를 포함하는 진동부를 탄성적으로 지지하도록 일단은 진동부, 타단은 케이스의 상면에 고정되는 스프링 및 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 질량 부재는, 링형의 외주부 및 외주부보다 하부로 돌출된 원판형의 중앙부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 영구 자석은 링 형이며, 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 영구 자석의 하부에 적층되며, 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 탑 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 질량 부재의 외주부가 영구 자석의 외주를 감싸도록 하부로 돌출된 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 요크는 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 홀을 구비하며, 영구 자석과 질량부재 사이에 조립되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 요크는 원통형의 측벽, 원판형의 상판을 구비하며, 질량 부재의 외주부가 요크 내에 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 요크의 측벽은 영구 자석의 하면보다 더 하부로 연장된 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 보이스 코일의 상단부는, 영구 자석과 요크의 측벽 사이의 간격부에 위치하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.
본 발명은 원통형의 측벽과 원판형의 상면으로 이루어지는 케이스, 케이스의 하부에 결합되는 커버 케이스, 원통형의 측벽, 원판형의 상판으로 이루어지는 요크, 요크의 상판과 결합되는 질량 부재, 질량 부재와 결합되는 영구 자석, 영구 자석, 요크, 질량 부재를 포함하는 진동부를 탄성적으로 지지하도록 일단은 진동부, 타단은 케이스의 상면에 고정되는 스프링 및 케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 질량 부재는 중앙에 홀을 구비하며, 영구 자석은 질량 부재의 홀 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 질량 부재와 영구 자석의 하면에 부착되는 탑 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 질량 부재는 요크의 측벽과 간격이 생기도록 요크의 측벽보다 작은 외지름을 가지는 링 형상이며, 보이스 코일의 상단부는 질량 부재와 요크의 측벽 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자를 제공한다.
본 발명이 제공하는 선형 진동자는 영구 자석이 질량 부재의 바깥 쪽에 위치함으로써 보이스 코일의 길이를 극대화할 수 있어 선형 진동자의 크기를 키우지 않고도 진동 강도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명이 제공하는 선형 진동자는 진동부가 끼워맞춤에 의한 형상 결합을 이용함으로써 별도로 본드를 도포하는 공정을 생략할 수 있어 조립성이 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 선형 진동자를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자의 분해도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선형 진동자의 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.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자의 분해도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선형 진동자는 원통형의 측벽(110)과 상면(120)으로 이루어지는 케이스(100)를 구비한다. 케이스(100)의 하부에는 커버 케이스(500)가 결합된다.
케이스(100)와 커버 케이스(500)로 정의되는 공간의 내부에 영구 자석(200), 탑 플레이트(210), 요크(220) 및 질량 부재(230)로 이루어지는 진동부가 설치된다. 또한 진동부와 케이스(100)의 상면(110) 사이에는 영구 자석(200)을 탄성적으로 지지하기 위한 스프링(400)이 설치된다. 스프링(400)은 진동부와 결합하는 중앙부(410), 케이스(100)의 상면(120)과 결합하는 외주부(430), 중앙부(410)와 외주부(430)를 탄성적으로 연결하는 연결부(420) 및 케이스(100)의 상면(120)과의 체결을 위한 체결홀(440)을 포함한다.
케이스(100)의 상면(120)의 중앙에는 홀(130)이 형성된다. 이 홀(130)은, 스프링(400)과 진동부를 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. 또한, 케이스(100)의 상면(120)의 가장자리에는 복수 개의 체결홀(160)이 형성되는데, 이는 스프링(400)의 체결홀(440)과 대응하는 위치에 형성되며, 체결 부재(미도시)에 의해 스프링(400)을 케이스(100)에 고정하기 위한 것이다.
본 발명의 선형 진동자가 구비하는 진동부는 영구 자석(200), 탑 플레이트(210), 요크(220) 및 질량 부재(230)와 같은 부재가 본드와 같은 접착제의 도움 없이, 그 자체의 형상만으로 끼워맞춤됨으로써 형상 결합하는 것에 기술적 특징이 있다.
요크(220)는 원통형의 측벽(222)과 측벽(222)과 수직인 상판(224)을 포함한다. 요크(220)의 측벽(222)은 케이스(100)의 측벽(110)과 동심을 이루며, 케이스(100)의 측벽(110)과 소정 간격을 두고 위치한다. 또한 상판(224)은 케이스(100)의 상면(120)과 평행하며, 케이스(100)의 상면(120)과 소정 간격을 두고 위치한다. 즉, 요크(220)는 원통형의 캡 형상이다.
질량 부재(230)는 원판형의 외주부(232)와, 외주부(232)와 단차가 지도록 하부로 돌출된 원판형의 중앙부(234)를 포함한다. 외주부(232)가 요크(220)의 측벽(222)에 끼워맞춤된다. 즉, 질량 부재(230)는 요크(220) 내부에 끼워맞춤 결합된다.
영구 자석(200) 및 탑 플레이트(210)는 중앙이 천공된 링 형상으로, 질량 부재(230)의 중앙부(234)에 끼워맞춤된다.
커버 케이스(500)에는 보이스 코일(300)이 부착되며, 보이스 코일(300)의 상단부는 측벽(110)과 영구 자석(200) 사이의 간격부에 위치된다. 또한 보이스 코일(310, 320)로 전기적인 신호를 전달하기 위한 FPCB(600)가 커버 케이스(500)의 상면에 부착된다. 원형의 영구 자석(20)과 링 형상의 질량 부재(26)가 요크(22)에 의해 결합되며, 영구 자석(20)과 요크(22) 사이에 보이스 코일(30)의 상단부가 위치하는 종래 기술에 비해 보이스 코일(300)의 크기를 훨씬 크게할 수 있다. 그에 따라 보이스 코일(300)을 형성하는 코일의 길이를 최대화할 수 있기 때문에, 선형 진동자의 진동 강도 역시 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 요크(220a)의 형상을 제외한 다른 부품의 형상 및 설치 관계는 제1 실시예와 모두 동일하다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 요크(220a)는 측벽(222a)이 영구 자석(200)의 하면보다 더 하부까지 연장된다. 즉, 도시된 바와 같이 요크(220a)의 측벽(222a)의 하단부는 탑 플레이트(210)과 같은 높이까지 연장된다. 그에 따라 보이스 코일(300)의 상단부는, 요크(220a)의 측벽(222a)과 영구 자석(200) 사이에 위치하게 되고, 요크(220a)와 영구 자석(200) 사이에 형성되는 자기장에 의해 보이스 코일(300)과 진동부 사이의 상호 전자기력이 더 강해져 진동부의 진동을 더 강하게 할 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 질량 부재(230a)의 형상 및 질량 부재(230a)와 다른 부품의 결합 관계를 제외한 다른 부품의 형상 및 설치 관계는 제2 실시예와 모두 동일하다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 질량 부재(230a)는 원판형의 외주부(232a), 중앙에 외주부(232a)보다 더 하부까지 돌출된 중앙부(234a), 외주부(232a)의 외주에 영구 자석(200)의 외주부를 감싸도록 하부로 돌출된 가이드(236a)를 포함한다. 가이드(236a)에 의해 영구 자석(200) 및 탑 플레이트(210)와 질량 부재(230a)의 접촉면이 2개소로 증가함에 따라 영구 자석(200)과 탑 플레이트(210)의 결합성을 높일 수 있다는 장점이 있다. 한편, 질량 부재(230a)와 요크(220a)의 측벽(222a)과의 결합성도 향상된다. 도 5에 도시된 제3 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 요크(220a)는 제2 실시예와 마찬가지로 측벽(222a)이 하부로 연장된 형태이나, 제2 실시예와 마찬가지로 측벽(222a)이 영구 자석(200)의 하면보다 하부까지 연장되지 않은 형태로도 실시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 요크(220b)의 형상 및 요크(220b)와 다른 부품의 결합 관계를 제외한 다른 부품의 형상 및 설치 관계는 제1 실시예와 모두 동일하다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 선형 진동자는, 요크(220b)가 측벽(222b)과 상판(224b)을 구비하고, 상판(224b)의 중앙에 질량 부재(230)의 중앙부(234)와의 결합을 위한 홀(226b)을 구비한다. 요크(220b)는 질량 부재(230)의 외주부(232)의 하면에 결합되며, 질량 부재(230)의 중앙부(234)가 홀(226b)과 끼워맞춤된다. 요크(220b)의 하부에 링 형상의 영구 자석(200)과 탑 플레이트(210)가 질량 부재(230)의 중앙부(234)에 끼워맞춤된다. 즉, 요크(220b)는 질량 부재(230)와 영구 자석(200) 사이에 개재되어, 질량 부재(230)와 끼워맞춤된다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 영구 자석(200a) 및 탑 플레이트(210a)과 질량 부재(230b)의 형상 및 결합 관계를 제외한 다른 부품의 형상 및 설치 관계는 제1 내지 제4 실시예와 모두 동일하다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 질량 부재(230b)는 제1 실시예와 마찬가지로 외주부(232b) 및 중앙부(234b)를 구비한다. 그러나 중앙부(234b)의 중앙에 천공된 홀(236b)을 구비하며, 영구 자석(200a)은 홀(236b) 내에 끼워맞춤된다. 한편, 탑 플레이트(210a)는 원판형으로, 영구 자석(200a)과 질량 부재(230b)의 하면을 모두 덮는 형태이다. 탑 플레이트(210a)는 영구 자석(200a)과 질량 부재(230b)의 하면에 본드에 의해 부착된다. 질량 부재(230b)가 요크(220) 내에 끼워맞춤되는 것은 제1 실시예와 동일하다. 그에 따라 보이스 코일(300)의 상단부는 질량 부재(230b)의 중앙부(234b)와 요크(220)의 측벽(222) 사이에 위치한다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 질량 부재(230c)의 형상 및 요크(210)와의 결합 관계를 제외한 다른 부품의 형상 및 설치 관계는 제5 실시예와 모두 동일하다. 본 발명의 제6 실시에에 따른 선형 진동자가 구비하는 질량 부재(230c)는 바깥 지름이 요크(220)의 측벽(222)의 지름보다 작아 요크의 측벽(222)과 소정 간격을 가지는 링 형상이다. 그에 따라 보이스 코일(300)의 상단부가, 질량 부재(230c)와의 간섭을 피할 수 있어, 진동부의 진동 공간이 충분히 확보된다는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 원통형의 측벽과 원판형의 상면으로 이루어지는 케이스;
    케이스의 하부에 결합되는 커버 케이스;
    케이스와 커버 케이스로 정의되는 공간 내에 설치되는 영구 자석;
    영구 자석과 끼워맞춤되는 질량 부재;
    질량 부재와 끼워맞춤되는 요크;
    영구 자석, 요크, 질량 부재를 포함하는 진동부를 탄성적으로 지지하도록 일단은 진동부, 타단은 케이스의 상면에 고정되는 스프링; 및
    케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  2. 제1항에 있어서,
    질량 부재는, 링형의 외주부 및 외주부보다 하부로 돌출된 원판형의 중앙부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  3. 제2항에 있어서,
    영구 자석은 링 형이며, 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  4. 제3항에 있어서,
    영구 자석의 하부에 적층되며, 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 탑 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  5. 제3항에 있어서,
    질량 부재의 외주부는, 영구 자석의 외주를 감싸도록 하부로 돌출된 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  6. 제2항에 있어서,
    요크는, 질량 부재의 중앙부에 끼워맞춤되는 홀을 구비하며, 영구 자석과 질량부재 사이에 조립되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  7. 제2항에 있어서,
    요크는 원통형의 측벽, 원판형의 상판을 구비하며, 질량 부재의 외주부가 요크 내에 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  8. 제7항에 있어서,
    요크의 측벽은 영구 자석의 하면보다 더 하부로 연장된 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
  9. 제8항에 있어서,
    보이스 코일의 상단부는, 영구 자석과 요크의 측벽 사이의 간격부에 위치하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
  10. 원통형의 측벽과 원판형의 상면으로 이루어지는 케이스;
    케이스의 하부에 결합되는 커버 케이스;
    원통형의 측벽, 원판형의 상판으로 이루어지는 요크;
    요크의 상판과 결합되는 질량 부재;
    질량 부재와 결합되는 영구 자석;
    영구 자석, 요크, 질량 부재를 포함하는 진동부를 탄성적으로 지지하도록 일단은 진동부, 타단은 케이스의 상면에 고정되는 스프링; 및
    케이스의 측벽과 영구 자석 사이에 위치하며, 커버 케이스에 부착되는 보이스 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  11. 제10항에 있어서,
    질량 부재는 중앙에 홀을 구비하며, 영구 자석은 질량 부재의 홀 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  12. 제11항에 있어서,
    질량 부재와 영구 자석의 하면에 부착되는 탑 플레이트;를 더 포함하는 것을 트징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
  13. 제10항에 있어서,
    질량 부재는 요크의 측벽과 간격이 생기도록 요크의 측벽보다 작은 외지름을 가지는 링 형상이며,
    보이스 코일의 상단부는 질량 부재와 요크의 측벽 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 진동부 조립성이 향상된 선형 진동자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113747317A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 歌尔股份有限公司 发声装置和电子设备

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