KR20180039040A - 진동 발생장치 - Google Patents

Abstract

진동 발생장치가 개시된다. 본 발명에 따른 진동 발생장치에 의하면, 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.
그리고 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있으며, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.

Description

진동 발생장치{vibration actuator}

본 발명은 진동 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 케이스와 중량체의 충돌을 억제하여 진동 및 소음을 방지할 수 있는 진동 발생장치에 관한 것이다.

최근에 휴대 단말기의 무음의 착신장치로 사용되는 선형 진동 발생장치는 행정거리가 짧고, 탄성부재의 탄성력으로 인해 기존의 편심 회전형 진동 발생장치에 비해, 시작과 정지 시에 빠른 진동 특성을 가지므로, 휴대 단말기의 슬림화 추세에 부응하여 왔다.

이러한 선형 진동 발생장치는 영구자석을 포함하는 진동자와, 진동자를 지지하는 고정자로 구성되는 것이 일반적이며, 고정자에 배치된 코일에 전류를 인가하여 발생한 전자기력과 영구자석에서 발생된 자성과의 상호 동작으로 영구자석이 상하로 이동하여 진동이 발생한다.

구체적으로, 종래의 선형 진동 발생장치는 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 이러한 영구자석이 탄성적으로 지지되어 진동을 발생시키도록 탄성부재가 구비되었다.

물론 전술한 구조 이외에도 영구자석이 고정자에 구비되고, 코일이 중량체에 결합되어 진동자에 구비되는 진동 발생장치의 구조도 적용되고 있다. 이러한 종래의 진동 발생장치는 한국등록특허 10-1354867호 또는 한국등록특허 10-1046044호에 기재되어 있다.

그런데 선형 진동 발생장치가 진동을 발생시킬 때, 탄성 부재의 특성과 잔진동 발생에 의해 진동자가 상하 운동만 하는 것이 아니라 회전하거나 좌우로 흔들리는 현상이 발생하여 진동 특성이 나빠지고, 케이스 등과 충돌함으로써 소음이 발생할 수 있다.

또한, 중량체는 선형 진동 발생장치의 진동력 발생의 중요한 인자로서 중량이 낮을 경우에는 진동력이 감소하지만, 일정 형상 및 크기로 제한된 케이스 내에서 체적을 증가하는데 한계가 있어 진동력을 향상시키는데 어려움이 따르게 된다.

따라서 이러한 문제를 해결하여 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 케이스와 중량체의 충돌을 억제하여 진동 및 소음을 방지할 수 있는 진동 발생장치의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명의 실시예들은 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시키고자 한다.

또한, 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보하고자 한다.

또한, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓; 상기 브라켓 상면에 결합하는 회로기판과, 상기 회로기판과 연결되는 코일을 구비하는 고정자; 상기 코일 외측에 배치되는 영구자석과, 상기 영구자석 외주 측에 결합하는 중량체를 구비하여 상하 운동하는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자를 연결하며 상기 진동자를 탄성 지지하고, 외측은 사각 형상으로 이루어지되, 내측은 나선형 형상으로 이루어지는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치가 제공될 수 있다.

이 경우 본 발명의 탄성부재는 상기 고정자와 연결되며 외주가 사각 형상으로 이루어지는 베이스; 및 진동자와 연결되며 상기 베이스의 내측에 형성되되, 나선형 형상으로 이루어지는 바디부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 중량체는 사각형 또는 팔각형으로 이루어질 수 있다.

나아가 본 발명의 상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어질 수 있으며, 상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 브라켓은 가운데 부분이 상향 돌출되고, 이 경우 상기 코일은 상기 상향 돌출된 브라켓의 일부를 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 중량체의 외측 상면 모서리 부분에는 모따기 또는 단차가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓; 상기 브라켓 상면에 결합되는 회로기판과, 상기 브라켓 또는 상기 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자; 상기 회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 영구자석에 대응하는 자기력을 생성하는 코일과, 상기 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자를 연결하며 상기 진동자를 탄성 지지하고, 외측은 사각 형상으로 이루어지되, 내측은 나선형 형상으로 이루어지는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있다.

또한, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량체 형상을 도시한 평면구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도,
도 8은 중량체의 단부 구성을 도시한 부분 단면도,
도 9는 도 2 및 도 6에 도시된 본 발명에 의한 탄성부재의 구성을 도시한 도면이다.

상하 운동을 탄성 지지하는 탄성부재(120)가 개재된다. 이때 상기 진동자와 탄성부재(120)를 연결하도록 플레이트(150)가 구비될 수 있다. 이와 같이 구성된 진동 발생장치(100)는 교류전원이 회로기판(200)을 통해 인가됨에 따라 진동자가 상하로 진동하게 된다.

여기서 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 상기 케이스(103)는 사각형상으로 이루어지고, 그에 따라 중량체(160)도 다면체로 이루어질 수 있다. 특히 본 실시예에서는 상기 중량체(160)의 형상은 케이스(103)와 같은 사각형으로 이루어질 수 있다.

기존에는 상기 케이스(103)가 원형으로 이루어지고 그에 따라 중량체(160)의 형상도 원형으로 이루어졌다. 그런데 휴대 단말기의 내부에 진동 발생장치(100)가 설치되는 공간은 대개 사각 형상으로 이루어지기 때문에 진동 발생장치(100)가 원형으로 이루어지는 경우 사체적(dead volume)이 발생할 수밖에 없으며, 그만큼 진동력과 응답속도의 감소를 초래하게 된다.

그러나 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)는 케이스(103)가 사각형으로 이루어지고, 중량체(160)가 사각형으로 이루어지므로 사체적을 줄일 수 있고 중량체(160)의 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 중량체(160)를 케이스(103)와 대응되는 사각형 등의 형상으로 구현하되, 도 4에 도시된 바와 같이 면부를 기준으로 한 케이스(103)와의 이격 거리(D2)보다 모서리 부분을 기준으로 한 케이스(103)와의 이격 거리(D1)가 더 크도록(D1>D2) 중량체(160)의 형상을 구현하여 모서리 부분에 상대적으로 더 큰 공간(S1)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

중량체(160)의 형상을 이와 같이 구현하는 경우 중량체(160)의 상하 이동 시 수반될 수 있는 흔들림, 회전 등에 의하여 중량체(160)가 케이스(103)에 충돌하여 진동 특성이 저하되거나 소음이 발생되는 현상을 개선시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량체 형상을 도시한 평면구성도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)의 경우 케이스(103)는 이전 실시예와 동일하게 사각형상으로 이루어지지만, 중량체(160)는 다면체 특히, 팔각형으로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 중량체(160)의 변측 내각(α)은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 중량체(160)의 모서리측 내각(β)은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에서 탄성부재(120)는 나선형으로 이루어지는데, 이러한 탄성부재(120)의 형상으로 인해 상기 중량체(160)가 상하 진동하는 중에도 회전하는 방향으로 움직임이 발생하며, 그에 따라 중량체(160) 단부가 케이스(103) 측면에 충돌하여 진동 특성을 저하시키고 소음을 발생시킬 수 있다.

그러나 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)는 상기 중량체(160)의 변측 내각(α)을 135°보다 크고 180°보다 작은 범위에서 결정하고, 모서리측 내각(β)은 90°보다 크고 135°보다 작은 범위에서 결정함으로써 회전 방향의 움직임이 발생하더라도 중량체(160)가 케이스(103)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 중량체(160)가 회전하더라도 케이스(103)와 충돌하지 않도록 일정 부분 마진(margin)을 둠으로써 충돌을 방지하는 것이다. 이때, 상기 중량체(160)의 내각의 범위는 사각형의 케이스(103) 내에서 충돌을 방지하면서도 최대한의 체적을 확보할 수 있는 수치이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 진동자를 이루는 중량체(160)의 내측에는 일정한 내경의 중공(162)이 형성되어 코일(130)이나 요크(140) 등의 고정자 구성과 정합성을 유지하고, 중량체(160)의 외측은 팔각형 등의 다면체로 이루어져 체적을 증가시킬 수 있다.

도 8은 중량체의 단부 구성을 도시한 부분 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)의 중량체(160)는 외측 상면 모서리 부분에 모따기(C) 또는 단차(S)가 형성될 수 있다.

상기 중량체(160)가 상하 운동하는 중에 잔진동의 영향으로 중량체(160)가 좌우로 흔들리면서 중량체(160) 단부가 케이스(103) 상부와 충돌할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 것처럼 중량체(160) 외측 단부 상부측에 모따기(C) 또는 단차(S)를 형성함으로써 좌우로 흔들리더라도 중량체(160)가 케이스(103)와 부딪히는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명은 케이스(103)를 원형에서 다면체로 변경함으로써 세트 조립 시 공간의 활용도를 향상시키고, 동시에 중량체(160) 형상을 케이스(103) 내면에 대해서 경사지게 형성함으로써 선형 진동 시 케이스(103)와 중량체(160) 간 충돌 소음을 최소화시킬 수 있다. 그 외에 중량체(160)의 경사면, 모따기 단차 등이 형성된 위치 또는 그에 대응하는 케이스(103) 측에 댐퍼가 부착된 구조가 적용될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 탄성부재(120)의 상세 구성을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 탄성부재(120)의 도면은 도 2 및 도 6에 도시된 탄성부재(120)를 확대한 도면에 해당한다.

본 발명의 탄성부재(120)는 상기 고정자와 진동자 사이에 구비되어 상기 진동자를 탄성 지지하면서 상기 고정자와 진동자를 상호 연결한다. 본 발명의 탄성부재(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 그 외측은 사각 형상으로 이루어지며, 내측은 나선형 형상으로 이루어진다.

구체적으로 본 발명의 탄성부재(120)는 상기 고정자(구체적으로 브라켓(101))와 용접 등과 같은 접합에 의하여 연결되며 외주가 사각 형상으로 이루어지는 베이스(121)를 포함하며 또한, 상기 베이스(121) 내측에 형성되어 진동자와 연결되며 나선형 형상으로 이루어지는 바디부(122)를 포함한다.

상기 베이스(121)와 바디부(122)는 일체형으로 이루어질 수 있으며, 바디부(122)는 베이스(121)에 해당하는 플레이트의 내부를 도면에 도시된 형태로 절개하고, 나머지 나선형 부분을 절곡하거나 입설시키는 방법으로 형성될 수 있다.

이와 같이 탄성부재(120)의 하부를 이루는 베이스(121)를 사각 형상으로 구현하는 경우 브라켓(101)과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어 탄성부재(120)가 물리적으로 더욱 안정적으로 지지될 수 있으며 접합(용접) 부위를 자유롭게 설정할 수 있어 공정의 효율성을 높일 수 있다.

이와 같이 탄성부재(120)가 더욱 안정적으로 지지되는 경우 탄성부재(120)의 탄성 지지를 받으며 상하 이동하는 중량체(160)에서 발생되는 불필요한 회전 현상이나 틸트 형상이 더욱 억제될 수 있어 중량체(160)의 거동 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 실시예들은 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 이러한 영구자석이 탄성적으로 지지되어 진동을 발생시키도록 탄성부재가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어 전술한 구조 이외에도 영구자석이 고정자에 구비되고, 코일이 중량체에 결합되어 진동자에 구비되는 진동 발생장치의 구조에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있다.

구체적으로, 브라켓 또는 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자와, 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자를 포함하는 진동 발생장치에서도 전술한 본 발명의 특징들이 동일하게 적용될 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 의한 진동 발생장치에 따르면, 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.

그리고 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있으며, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 진동 발생장치 101 : 브라켓
103 : 케이스 110 : 제1 댐퍼
120 : 탄성부재 130 : 코일
140 : 요크 150 : 플레이트
160 : 중량체 170 : 영구자석
180 : 제2 댐퍼

Claims (8)

1. 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓;
   상기 브라켓 상면에 결합하는 회로기판과, 상기 회로기판과 연결되는 코일을 구비하는 고정자;
   상기 코일 외측에 배치되는 영구자석과, 상기 영구자석 외주 측에 결합하는 중량체를 구비하여 상하 운동하는 진동자; 및
   상기 고정자와 진동자를 연결하며 상기 진동자를 탄성 지지하고, 외측은 사각 형상으로 이루어지되, 내측은 나선형 형상으로 이루어지는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성부재는,
   상기 고정자와 연결되며 외주가 사각 형상으로 이루어지는 베이스; 및
   진동자와 연결되며 상기 베이스의 내측에 형성되되, 나선형 형상으로 이루어지는 바디부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 중량체는 사각형 또는 팔각형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
5. 제 6항에 있어서,
   상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 브라켓은,
   가운데 부분이 상향 돌출되고,
   상기 코일은 상기 상향 돌출된 브라켓의 일부를 둘러싸는 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중량체의 상면에는 모따기 형상 또는 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
8. 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓;
   상기 브라켓 상면에 결합되는 회로기판과, 상기 브라켓 또는 상기 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자;
   상기 회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 영구자석에 대응하는 자기력을 생성하는 코일과, 상기 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자; 및
   상기 고정자와 진동자를 연결하며 상기 진동자를 탄성 지지하고, 외측은 사각 형상으로 이루어지되, 내측은 나선형 형상으로 이루어지는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.

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