KR20180009600A - 진동 발생 장치 - Google Patents

Abstract

진동 발생 장치가 개시된다. 본 발명의 진동 발생 장치는 케이스 내부에 수용된 소정의 부품들로 구성되는 진동 발생 장치에 있어서, 일단이 상기 케이스에 고정된 아마추어(armature), 상기 아마추어의 일부에 감기고, 전기신호가 인가되면 상기 아마추어에 자속을 발생시키는 코일, 상기 아마추어를 사이에 두고 서로 대향하여 이격된 제1 자석 및 제2 자석 및 상기 아마추어의 타단에 결합된 웨이트(weight)를 포함한다.

Description

진동 발생 장치{VIBRATOR}

본 발명은 진동 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 장치 등에 탑재되어 사용자에게 알람을 제공하는 용도로 사용될 수 있는 진동 발생 장치에 관한 것이다.

진동 발생 장치는 휴대전화기, 호출기 및 게임기 등의 전자 장치에 탑재되어 사용자 알림용으로 사용되는 진동을 발생시킨다. 진동 발생 장치는 통상적으로 영구자석과 코일을 포함하고, 영구자석과 코일의 상호작용에 의해 진동자를 이동시켜 진동을 발생시킨다. 종래의 진동 발생 장치는 각운동 진동모터와 선형 진동모터가 널리 사용되었다.

각운동 진동모터는 영구자석과 코일의 상호작용에 의해 진동자가 회전하고, 회전자가 회전함에 따라 회전자의 전극에 반복적으로 접촉하는 브러쉬를 포함하는 구조이다. 이러한 구조의 진동모터는 구성이 간단하고, 진동력을 강하게 할 수 있다는 장점이 있으나 브러쉬가 반복적으로 접촉됨에 따라 내구성이 약하고, 이음이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 형태의 각운동 진동모터는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0074471호(2006년07월03일 공개)에 상세하게 개시되어 있다.

선형 진동모터는 영구자석과 코일의 상호작용에 의해 진동자가 수직 방향으로 왕복 선형운동함에 따라 진동이 발생하는 구조이다. 이러한 선형 진동모터는 별도의 브러쉬 구조가 필요없어 내구성이 뛰어나고, 잔진동이 적어 정교한 진동 패턴의 발생에 유리하다는 장점이 있다. 그러나 선형 진동모터는 상대적으로 구성이 복잡하고, 진동력이 약하다는 단점이 있다. 이러한 형태의 선형 진동모터는 대한민국 등록특허공보 제10-1546442호(2015년08월17일 등록)에 상세하게 개시되어 있다.

종래의 진동 발생 장치에서 충분한 진동력을 확보하기 위해서는 그 크기를 키워야 하지만, 최근의 전자장치가 경박단소화되는 추세에서 진동 발생 장치의 크기를 키우는 것은 매우 난해한 문제이다. 따라서 작은 크기를 유지하면서도 내구성이 보장되고 진동력이 큰 진동모터가 요구되고 있다.

또한, 최근의 전자장치는 사용자에게 향상된 햅틱 경험을 제공하기 위해 진동의 반응성이 빠르면서 잔진동이 없는 것을 요구하고 있다. 선형 진동모터는 각운동 진동모터보다 반응성 및 잔진동 특성이 개선되었지만 최근에는 이보다 향상된 성능을 가지는 진동 발생 장치가 요구되고 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 발란스드 아마추어(balanced armature)의 원리를 이용한 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 진동의 반응성이 빠르면서 잔진동이 최소화된 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 소형이면서 진동력이 크고 내구성이 향상된 진동 발생 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 진동 발생 장치는, 케이스 내부에 수용된 소정의 부품들로 구성되는 진동 발생 장치에 있어서, 일단이 상기 케이스에 고정된 아마추어, 상기 아마추어의 일부에 감기고, 전기신호가 인가되면 상기 아마추어에 자속을 발생시키는 코일, 상기 아마추어를 사이에 두고 서로 대향하여 이격된 제1 자석 및 제2 자석 및 상기 아마추어의 타단에 결합된 웨이트(weight)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 아마추어를 둘러싸도록 형성되고, 내측면에 상기 제1 자석 및 제2 자석이 결합되는 요크부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자석은 서로 다른 극성으로 착자된 면이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코일은 상기 아마추어의 일단 측에 감기고, 상기 자석은 상기 아마추어의 일단과 타단의 중간 부분을 사이에 두고 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 웨이트는 상기 아마추어를 사이에 두고 양측에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 아마추어의 타단은 상기 케이스에 고정되지 않고, 상기 아마추어는 상기 코일에 진기신호가 인가되면 상기 제1 자석 및 제2 자석 방향으로 휨 변형되며 진동하고, 상기 웨이트는 상기 아마추어가 진동함에 따라 함께 진동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 아마추어의 타단은 상기 케이스에 고정되고, 상기 아마추어의 일단과 타단 사이의 중간 부분은 상기 코일에 진기신호가 인가되면 상기 제1 자석 및 제2 자석 방향으로 휨 변형되며 진동하고, 상기 웨이트는 상기 아마추어가 진동함에 따라 함께 진동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 케이스 내부에 결합된 댐퍼를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치는 진동의 반응성이 빠르면서 잔진동이 적다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치는 소형이면서 진동력이 크고 내구성이 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 측단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치가 동작하는 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치는 상부 케이스(110), 하부 케이스(120), 아마추어(amature)(200), 코일(300), 자석(410, 420), 웨이트(weight)(500), 요크부(450) 및 댐퍼(510)를 포함한다.

케이스(100)는 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)를 포함한다. 상부 케이스(110)는 하면이 개방된 형태의 육면체로 형성될 수 있다. 하부 케이스(120)는 평판 형태로 형성되어 상부 케이스(110)의 하면에 결합되어 내부 공간을 한정한다. 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 케이스(100)의 내부 공간에는 소정의 부품들이 수용될 수 있다. 구체적으로, 케이스(100)의 내부 공간에는 상술한 아마추어(200), 코일(300), 자석(410, 420), 웨이트(500), 요크 및 댐퍼(510)가 수용될 수 있다.

아마추어(200)는 일단에서 타단까지 연장된 금속 재질의 판형으로 형성될 수 있다. 아마추어(200)는 양면이 케이스(100) 내부에서 상방과 하방을 향하도록 눕혀진 형태로 배치될 수 있다. 아마추어(200)는 외력에 의해 휨 변형될 수 있다. 구체적으로, 아마추어(200)는 상방과 하방으로 휨 변형될 수 있다.

아마추어(200)의 일단은 케이스(100)의 내측에 고정되어 결합된다. 아마추어(200)의 타단은 케이스에 결합되지 않아, 아마추어(200)가 휨 변형됨에 따라 상하 방향으로 움직일 수 있다.

코일(300)은 아마추어(200)의 일부에 감기게 형성된다. 구체적으로, 코일(300)은 아마추어(200)의 일단에서 타단 방향을 중심축으로 하여 권취될 수 있다. 코일(300)은 아마추어(200)의 일단 측에 감길 수 있다. 또한, 경우에 따라서 코일(300)의 일부는 아마추어(200)의 일단 부근의 케이스(100) 내측에 결합될 수 있다.

코일(300)의 양단은 인출선으로 연장되어 신호입력단(미도시)까지 연결된다. 신호입력단은 케이스(100)의 외측에 형성되어 외부에서 전기신호가 인가될 수 있다. 전기신호가 인가되면 코일(300)에는 전류가 흐르게 되고, 아마추어(200)에 자속을 발생시킨다. 코일(300)에는 교류신호가 인가될 수 있으며, 아마추어(200)는 교류신호의 주파수에 따라 다른 방향의 자속이 생성될 수 있다.

자석(410, 420)은 한 쌍의 서로 이격된 제1 자석(410) 및 제2 자석(420)을 포함한다. 아마추어(200)는 제1 자석(410)과 제2 자석(420) 사이에 위치한다. 구체적으로, 자석(410, 420)은 아마추어(200)의일단과 타단의 중간 부분을 사이에 두고 배치될 수 있다. 아마추어(200)를 사이에 두고 배치된 제1 자석(410) 및 제2 자석(420)의 양면은 서로 다른 극성으로 착자된 면일 수 있다. 따라서 제1 자석(410) 및 제2 자석(420)의 양면 사이에는 자계가 형성된다. 코일(300)에 전기신호가 인가되지 않아 아마추어(200)에 자속이 발생하지 않은 상태에서는 아마추어(200)는 제1 자석(410) 및 제2 자석(420) 사이에서 각각의 자석과 이격된 상태로 균형을 이루게 된다.

요크부(450)는 제1 자석(410) 및 제2 자석(420)에 결합된다. 요크부(450)는 아마추어(200)를 둘러싸는 환형으로 형성성될 수 있다. 제1 자석(410) 및 제2 자석(420)은 요크부(450)의 내측면에 결합될 수 있다.

웨이트(500)는 아마추어(200)의 타단에 결합된다. 웨이트(500)는 일정 수준 이상의 밀도를 가지는 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 웨이트(500)는 텅스텐 등과 같이 금속 재질로 형성될 수 있다. 웨이트(500)는 아마추어(200)를 사이에 두고 양측에 결합될 수 있다. 이 때, 양측에 결합된 웨이트(500)는 각각 동일한 질량을 가질 수 있다.

댐퍼(510)는 케이스(100) 내부에 결합된다. 댐퍼(510)는 스폰지 또는 고무 재질 등 완충 기능을 수행할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 댐퍼(510)는 아마추어(200)가 휨 변형되며 진동함에 따라 웨이트(500)가 진동하는 경우, 웨이트(500)가 케이스(100)의 내측에 충돌하는 것을 완충한다. 댐퍼(510)는 아마추어(200)를 기준으로 케이스(100)의 내측 중 대칭되는 부분에 두 개 이상 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 동작 상태에 대해 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 장치가 동작하는 상태를 도시한 측면도이다.

외부에서 전기신호가 인가되어 코일(300)에 전류가 흐르면 아마추어(200)에는 자속이 발생하게 된다. 자속이 발생함에 따라, 아마추어(200)와 자석 사이에는 인력이 발생한다. 아마추어(200)는 인력에 의해 휨 변형되어 자석(410, 420) 쪽으로 움직이게 된다. 여기서 아마추어(200)는 일정 수준 이상의 강성을 가져서 자석(410, 420)에 가깝게 휨 변경되지만 자석(410, 420)과 접촉되지는 않는 것이 바람직하다.

코일(300)에 인가되는 전기신호는 교류신호이고, 아마추어(200)에는 교류신호의 주파수에 따라 자속의 방향이 변화하게 된다. 이에 따라, 아마추어(200)와 인력이 발생되는 자석도 제1 자석(410)과 제2 자석(420) 사이에서 주기적으로 변하게 된다. 아마추어(200)는 제1 자석(410)과 가깝게 휨 변형되었다가 제2 자석(420)과 가깝게 휨 변형되는 것을 반복하게 된다.

웨이트(500)는 아마추어(200)가 휨 변형되는 것에 맞춰 움직이며 진동을 발생시키게 된다. 경우에 따라 웨이트(500)는 케이스(100) 내측의 댐퍼(510)와 충돌하며 진동을 발생시킨다. 아마추어(200)의 일단은 케이스(100)에 고정되고, 아마추어(200)의 일단과 타단의 중간 부분에 자석(410, 420)이 배치되고, 아마추어(200)의 타단에 웨이트(500)가 결합되기 때문에, 웨이트(500)가 결합된 아마추어(200)의 타단 부분은 변위가 가장 클 수 있다. 코일(300)에 인가되는 전기신호의 주파수가 아마추어(200)의 공진 주파수와 일치하게 되면 진동력을 극대화할 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진동 발생 장치에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 진동 발생 장치의 측단면도이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예를 설명하는데 있어서 설명의 편의성을 위해 도 1 내지 도 4를 참조하여 살술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 진동 발생 장치는 아마추어(200)의 타단이 케이스(100) 내측에 결합되어 있는 것이 다르다. 아마추어(200)의 일단과 타단은 모두 케이스(100)의 내측에 결합되어 있고, 아마추어(200)의 타단 부분은 코일(300)에 전기 신호가 인가되면 반복 운동하게 된다.

이상, 본 발명의 진동 발생 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 케이스 110: 상부 케이스
120: 하부 케이스 200: 아마추어
300: 코일 410: 제1 자석
420: 제2 자석 450: 요크부
500: 웨이트 510: 댐퍼

Claims (8)

1. 케이스 내부에 수용된 소정의 부품들로 구성되는 진동 발생 장치에 있어서,
   일단이 상기 케이스에 고정된 아마추어(armature);
   상기 아마추어의 일부에 감기고, 전기신호가 인가되면 상기 아마추어에 자속을 발생시키는 코일;
   상기 아마추어를 사이에 두고 서로 대향하여 이격된 제1 자석 및 제2 자석; 및
   상기 아마추어의 타단에 결합된 웨이트(weight)를 포함하는 진동 발생 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 아마추어를 둘러싸도록 형성되고, 내측면에 상기 제1 자석 및 제2 자석이 결합되는 요크부를 더 포함하는 진동 발생 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 자석은 서로 다른 극성으로 착자된 면이 서로 마주보도록 배치되는 진동 발생 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 코일은 상기 아마추어의 일단 측에 감기고,
   상기 자석은 상기 아마추어의 일단과 타단의 중간 부분을 사이에 두고 배치되는 진동 발생 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 웨이트는 상기 아마추어를 사이에 두고 양측에 결합되는 진동 발생 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 아마추어의 타단은 상기 케이스에 고정되지 않고,
   상기 아마추어는 상기 코일에 진기신호가 인가되면 상기 제1 자석 및 제2 자석 방향으로 휨 변형되며 진동하고,
   상기 웨이트는 상기 아마추어가 진동함에 따라 함께 진동하는 진동 발생 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 아마추어의 타단은 상기 케이스에 고정되고,
   상기 아마추어의 일단과 타단 사이의 중간 부분은 상기 코일에 진기신호가 인가되면 상기 제1 자석 및 제2 자석 방향으로 휨 변형되며 진동하고,
   상기 웨이트는 상기 아마추어가 진동함에 따라 함께 진동하는 진동 발생 장치.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 케이스 내부에 결합된 댐퍼를 더 포함하는 진동 발생 장치.

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