KR20160150096A - 탄성 부재 및 이를 구비한 선형 진동 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 탄성 부재는 코일 인출선을 구비하는 코일을 포함하는 선형 진동 모터에 구비된 탄성 부재로서, 내경부를 가지는 상단부; 및 상기 내경부의 내경을 따라서 연장되며 상기 코일 인출선을 회피하기 위해 형성된 회피용 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성 부재 및 이를 구비한 선형 진동 모터{SPRING AND LINEAR VIBRATION MOTOR THEREWITH}

본 발명은 휴대 단말기에 채용되어 착신 신호 알림이나, 입력 작업 또는 게임 기능에 진동을 제공하는 선형 진동 모터에 관한 것으로서, 특히 진동자를 지지하는 탄성 부재에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기의 무음의 착신장치로 사용되는 선형 진동 모터는 이동부의 행정거리가 짧고, 탄성 부재의 탄성력으로 인해 기존의 편심 회전형 진동 발생장치에 비해, 시작과 정지 시에 빠른 진동 특성을 가진다.

이러한 선형 진동 모터는 자석을 포함하는 진동자와, 코일을 포함하는, 진동자를 지지하는 고정자로 구성되는 것이 일반적이며, 코일에 전류를 인가하여 발생된 전자기력과 자석에서 발생된 자성과의 상호 동작으로 진동자가 이동하여 진동이 발생된다.

종래의 선형 진동 모터는 대한민국 공개특허공보 '제2005-0122101호'에 상세히 개시되었다. 또한, 종래의 선형 진동 모터는 공개특허공보 '제2008-107506호'에 개시되었다.

종래의 선형 진동 모터에서, 선형 진동 모터 내부에 배치되는 코일과 외부 전원을 전기적으로 연결하기 위하여 연성 회로가 사용된다.

종래의 진동 모터에서 코일 단선을 방지하는 종래의 기술이 '대한민국 공개특허번호 10-2011-28960호'에 개시되었다. 그러나, 종래의 진동 모터에서 코일을 연성 회로에 장착하는 구조에서 여전히 코일 단선 현상이 발생되었다.

통상적으로, 선형 진동 모터에 채용되는 코일은 다수 번 코일 선을 권선하여 제작되는 코어리스 코일로서, 시작 인출선과 끝 인출선을 구비하게 되는데, 시작 인출선과 끝 인출선은 연성 회로의 납땜 영역(접속부)에 납땜되기 위하여 중심에서 방사 방향으로 인출되는 것이 일반적이다. 또한, 코어리스 코일 제작은 권심 지그의 형상을 가지고 내경부에서 외경부로 권선이 시작되어, 외경부에서 권선이 마무리되는 구조로 이루어졌다. 따라서 코어리스 코일은 시작 인출선은 코일 내경부에, 끝 인출선은 코일 외경부에 위치하며, 특히, 시작 인출선과 끝 인출선은 코일의 바닥에 위치하며, 바닥에 위치한 시작 인출선과 끝 인출선은 방사방향으로 인출되어서, 납땜 영역에 접촉되는 구조이다.

하지만, 선형 진동 모터 동작 시, 탄성 부재의 상단이 상하로 진동하게 되는데, 탄성 부재 상단이 베이스 바닥에 있는 코일 인출선과 자주 충돌을 하게 되어서, 종종 코일 단선 현상이 발생한다.

따라서, 본 발명은 선형 진동 모터 동작 시, 코일과 탄성 부재 간의 충돌에 의한 코일 단선을 방지한 탄성 부재 및 이를 구비한 선형 진동 모터를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 코일과 탄성 부재 간의 결합 구조를 보강하면서, 코일 단선 현상, 특히, 코일의 시작 및 끝 인출선 단선 현상을 최소화한 탄성 부재 및 이를 구비한 선형 진동 모터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄성 부재는 코일 인출선을 구비하는 코일을 포함하는 선형 진동 모터에 구비된 탄성 부재로서, 내경부를 가지는 상단부; 및 상기 내경부의 내경을 따라서 연장되며 상기 코일 인출선을 회피하기 위해 형성된 회피용 개구를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 탄성 다리에 의하여 상기 상단부와 연결되는 하단부를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선형 진동 모터는 코일과, 상기 코일의 인출선에 의해 상기 코일과 전기적으로 연결되는 연성 회로를 포함하는 고정자; 상기 코일의 둘레를 둘러싸는 자석을 포함하는 진동자; 및 내경부를 구비한 상단부, 상기 코일 인출선이 상기 코일에서 인출되는 부분에서 상기 코일 인출선이 연성 회로 기판과 연결되는 부분까지의 영역에 대응되는 회피용 개구를 가지는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서 본 발명의 상기 탄성부재는 하나 이상의 탄성 다리에 의하여 상기 상단부와 연결되는 하단부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 탄성 다리는 상기 상단부에서 상기 하단부로 갈수록 내경 크기가 점차적으로 커지는 나선형 형상을 이루도록 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 본 발명은 상기 코일의 가운데 부분에 위치하는 요크를 더 포함여 구성될 수 있다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 선형 진동 모터에 채용된 탄성 부재에서, 코일과 충돌하는 내경부 소정 위치에 회피용 개구를 형성함으로서, 코일 인출선과 탄성 부재 상단부간의 충돌을 최소화하여, 코일의 시작 인출선 단선 현상을 미연에 방지하게 되었다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탄성 부재가 채용된 선형 진동 모터의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 코일과 탄성 부재가 연성 회로에 장착된 상태를 일부 절개하여 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 탄성 부재가 장착된 상태를 나타내는 평면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 모터에 구비된 탄성 부재 및 이를 구비한 선형 진동 모터(30)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명은 휴대 가능한 사용자 기기에 채용되는 선형 진동 모터를 일례로 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서, “대략(substantially)”이라는 용어는, 인용된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없으며, 허용오차, 측정 오류, 측정 정확성 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소들을 포함하는 편차 또는 변화, 특성이 제공하고자 하는 효과를 제외하지 않는 정도로 발생할 수 있다.

본 실시 예들은 “휴대 가능한 사용자 기기”에 적용되는 것으로 설명된다. 상기 휴대 단말기는 휴대 가능한 사용자 기기를 지칭한다. 그러나, 이는 단지 일반적인 용어이며, 본 실시 예는 이동 전화기, 손바닥 크기(palm sized) 개인용 컴퓨터(PC), 개인용 통신 시스템(PCS: Personal Communication System), 개인용 디지털 어시스턴트(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대용 PC(HPC: Hand-held PC), 스마트 폰(smart phone), 무선 LAN(Local Area Network) 단말기, 랩탑 컴퓨터, 넷북(netbook), 태블릿 피씨(tablet personal computer) 등 중 어느 것에도 동일하게 적용 가능함을 이해할 것이다. 따라서, “휴대가능한 사용자 기기”라는 용어를 이용하는 것은 본 실시 예의 적용을 특정 유형의 장치로 한정하는데 이용되어서는 안 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 모터(30)는 셀룰러 폰이나, 스마트 폰 등을 포함하는 휴대 단말기의 소정 위치에 채용되어 무음의 착신 장치의 하나로 사용되는 소형의 진동 발생 모터로서, 슬림한 코인형으로 구성된다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 탄성 부재(37)가 채용된 진동 모터(30)의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선형 진동 모터(30)는 셀룰러 폰이나 스마트 폰 등 보편적으로 사용되는 정보 통신 기기의 소정 위치에 채용되어 무음의 착신장치로 사용되는 부품으로서, 고정자와, 진동자, 탄성 부재(37) 및 연성 회로(20)를 포함한다.

상기 고정자는 외형 케이스(33)와, 베이스(31)와, 상기 베이스(31) 상에 구비된 코일(32)을 포함한다. 상기 진동자는 요크(34)와, 자석(35)과, 중량체(36)를 포함한다. 상기 고정자와 진동자는 서로 상대적인 개념으로서, 상기 고정자는 상기 진동자에 대해 고정되는 부분을 의미하고, 상기 진동자는 상기 고정자에 대해서 진동하는 부분을 의미한다.

상기 외형 케이스(33)는 상기 베이스(31)와 함께 선형 진동 모터(30)의 코인 외형을 이루는 부재로서, 단순한 덮개 형상으로 구성되고, 자성체 또는 비 자성체로 구성될 수 있다. 상기 베이스(31)는 상기 외형 케이스(33)의 바닥에 결합되는 부재이다. 상기 코일(32)은 코어리스 코일(coreless coil)로서, 상기 베이스(31) 상에 상기 자석(35)과 함께 배치되어서 구동힘을 제공한다. 특히, 상기 코일(32)과 동축(진동 중심축)으로 요크(34)와 자석(35)이 배치되어서 진동힘을 형성한다.

상기 진동자는 요크(34)와, 상기 요크(34)와 함께 자기 회로를 제공하고, 상기 코일(32)과 함께 진동힘을 제공하는 자석(35)과, 상기 자석(35)에 구비된 중량체(36)를 포함한다. 상기 요크(34)는 자석(35)이 장착되는 곳이고, 상기 자석(35)과 함께 자기 회로를 형성하는 금속, 즉, 자성체 재질의 부재이다.

상기 자석(35)은 링 형상으로 구성되는데, 저면은 후술하는 플레이트(38)와 면접촉으로 구성된다. 또한, 상기 진동 모터의 자기 회로가 중심쪽으로 집중하도록 상기 자석(35) 외경면은 비자성체 재질이 구비된다.

상기 자석(35)과 베이스(31) 사이에는 플레이트(38)가 더 구비될 수 있고, 특히 상기 플레이트(38)와 상기 베이스(31) 사이에는 탄성 부재(37)가 더 구비된다. 상기 플레이트(38)는 상기 자석(35) 저면에 장착되어 상기 탄성 부재(37)와 밀착된 상태를 유지한다. 상기 플레이트(38)는 자성체 재질로 되어 있어서 외부 자계 누설 방지 및 자기 폐회로를 구성한다. 즉, 상기 플레이트(38)는 자성체 재질이기 때문에 상기 요크(34)와 자석(35)에 의해 발생되는 자기 회로가 코일(32)이 있는 중심쪽으로 집중되도록 한다. 상기 플레이트(38)는 링 형상인데, 내경부가 원형 또는 다각형으로 구성될 수 있고, 외경부는 상기 자석(35)의 외경보다 같거나 작게 구성된다. 상기 플레이트(38)가 구비되지 않는다면, 상기 탄성 부재(37)는 상기 자석(35) 저면과 밀착된 상태로 구성될 수 있다.

이하에서는 도 2, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 탄성 부재(37)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 앞서 도 1을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 요크(34)가 진동자에 포함되어 진동자의 다른 구성과 함께 선형 이동하는 형태의 실시예임에 반해, 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시예는 요크(34)가 베이스(31)의 가운데 부분에 상방향으로 돌출되는 형태, 베이스(31)에 끼움 결합되는 형태, 삽입되는 형태 등의 방법으로 코일 내측 가운데에 위치하는 실시예 즉, 요크(34)가 고정자에 포함되는 실시예에 해당한다.

본 발명의 기술 사상은 탄성 부재(37)에 형성되는 회피용 개구(370a)에 의하여 코일 인출선(320, 322) 자체와 코일 인출선(320, 322)이 연성 회로(20)에 연결되는 부분이 탄성 부재(37)에 물리적으로 충돌하지 않도록 하는 것이므로 요크 및 다른 구성의 구조, 형태 등과는 무관히 진동자와 고정자가 구비된 다양한 실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2, 도 3을 참조하면, 상기 탄성 부재(37)는 반 원추형으로 외형이 형성되고, 상단부(370)보다 하단부(372)가 직경 크기가 크게 구성되어서 상기 베이스(31;도 1에 도시됨) 상에 안정적으로 배치된다. 아울러, 상기 탄성 부재(37)는 상기 상단부(370)와 하단부(372)가 서로 멀어지는 방향으로 탄성력이 발생된다.

또한, 상기 상단부(370)(top portion)와 하단부(372)(bottom portion)는 각각 폐곡선형으로, 대략적으로 링-형상으로 구성된다. 상기 하단부(372)는 상기 상단부(370)로부터 상기 내경 크기가 점차적으로, 나선형으로 커지게 형성된 다수개의 탄성 다리(371)(spring bridge)에 의해 상기 상단부(370)에 연결된다. 상기 상단부(370)는 상기 내경부(inner diameter portion)의 내경(inner diameter)을 따라서 연장되며, 외주방향(방사 방향)으로 돌출되게 형성된 적어도 두 개 이상의 회피용 개구(370a,370b,370c)(opening)를 포함한다. 도 3에는 3개의 탄성 다리(371)와, 3개의 회피용 개구(370a,370b,370c)가 도시되었다.

상기 회피용 개구(370a,370b,370c)는 상기 상단부(370)의 내경부에 대칭으로 형성된다. 즉, 상기 회피용 개구는 탄성 다리(371)가 2개이면 2개 형성될 수 있고, 탄성 다리(371)가 4개이면 4개 형성될 수 있다. 이는 상기 탄성 부재(37)의 동작 시에 진동자의 진동 균형을 최소화하기 위함이다.

상기 탄성 부재(37)는 상기 진동자의 진동 시, 상기 코일(32)의 인출선(320,322)과 접촉하는 내경부에, 상기 내경부의 내경을 따라서 연장되며, 상기 코일 인출선(320,322)의 인출 방향(연성 회로가 있는 방향)으로 돌출되게 형성되어서, 상기 코일 인출선과 접촉을 방지한다. 통상적으로 상기 코일(32) 인출선은 시작선(320)과 끝선(322)으로 구성되고, 상기 시작선(320)과 끝선(322)은 코일(32) 바닥에서 각각 인출된다. 상기 시작선(320)과 끝선(322)은 인출 방향, 즉, 상기 연성 회로(20)의 접속부 방향으로 인출된다. 따라서, 상기 3개의 회피용 개구(370a,370b,370c)들 중, 하나의 회피용 개구(370a)는 상기 코일 인출선 방향/연성 회로 배치된 방향으로 돌출된다.

상기 언급된 '회피'는 선형 진동 모터 동작 시에 상기 탄성 부재(37)의 상단부(370)가 코일 인출선(320,322)과 충돌을 미연에 방지하기 위해서 형성되어서, 상기 코일(32) 단선을 방지한다는 의미로 정의한다. 이러한 구성에 따라서 상기 코일 인출선(320,322)은 상기 회피용 개구(370a) 내에 각각 배치된다. 상기 코일 인출선이 있는 회피용 개구(370a) 이외의 나머지 회피용 개구(370b,370c)는 탄성 부재의 동작 시의 균형을 위해 형성된다.

또한, 상기 회피용 개구(370b,370c)는 상기 탄성 다리(371) 사이에 배치되되, 상기 탄성 다리(371) 시작점 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 상기 탄성 부재(37)의 고유기능은 중량체의 상하 행정에 의해 발생한 진동을 외부로 전달하는데, 이러한 탄성 부재 또는 진동자의 동작의 균형 상태를 고려한 것이다.

이러한 상태로, 상기 코일 시작선(320)과 끝선(322)은 회피용 개구(370a)에 배치된 채로, 상기 연성 회로(20) 접속부에 납땜되어서, 상기 코일(32)은 미도시된 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

아울러, 상기 코일(32)은 고정자에 배치, 다시 말해서 베이스에 고정되는 유형(코일 고정형 선형 진동 모터)의 선형 진동 모터에 한정될 필요는 없으며, 코일이 진동자에 배치되는 유형(코일이 진동자에 배치되는 선형 진동 모터)에 동일하게 적용할 수 있다.

선형 진동 모터 : 30 탄성 부재 ; 37
연성 회로 : 20 외형 케이스 ; 33
베이스 ; 31 코일 : 32
요크 : 34 자석 : 35
중량체 ; 36 회피용 개구; 370a,370b,370c
코일 인출선 ; 320,322

Claims (5)

1. 코일 인출선을 구비하는 코일을 포함하는 선형 진동 모터에 구비된 탄성 부재에 있어서,
   내경부를 가지는 상단부; 및
   상기 내경부의 내경을 따라서 연장되며 상기 코일 인출선을 회피하기 위해 형성된 회피용 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 부재.
2. 제 1항에 있어서,
   하나 이상의 탄성 다리에 의하여 상기 상단부와 연결되는 하단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 부재.
3. 코일과, 상기 코일의 인출선에 의해 상기 코일과 전기적으로 연결되는 연성 회로를 포함하는 고정자;
   상기 코일의 둘레를 둘러싸는 자석을 포함하는 진동자; 및
   내경부를 구비한 상단부, 상기 코일 인출선이 상기 코일에서 인출되는 부분에서 상기 코일 인출선이 연성 회로 기판과 연결되는 부분까지의 영역에 대응되는 회피용 개구를 가지는 탄성부재를 포함하는 선형 진동 모터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 탄성부재는,
   하나 이상의 탄성 다리에 의하여 상기 상단부와 연결되는 하단부를 더 포함하고,
   상기 탄성 다리는 상기 상단부에서 상기 하단부로 갈수록 내경 크기가 점차적으로 커지는 나선형 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 선형 진동 모터.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 코일의 가운데 부분에 위치하는 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선행 진동 모터.

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