KR20200078124A - 진동 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 공간을 형성하는 하우징, 하우징에 결합되고, 링 형태로 형성되는 권선부를 포함하는 코일, 코일과의 상호 간에 발생하는 전자기력에 의해 내부 공간에서 왕복 운동하는 진동자 및 하우징과 진동자를 연결하는 탄성체를 포함하고, 진동자는, 권선부의 외주면과 대향되게 위치하는 제1 요크, 적어도 일부가 권선부의 내부에 위치하고, 제1 요크와 결합되는 마그네트 및 권선부의 내부에 위치하고 마그네트와 결합되는 제2 요크를 포함하는 진동 발생기를 제공한다.

Description

진동 발생기{Vibration generator}

본 발명은 진동 발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자계효율을 최대화하기 위한 진동 발생기에 관한 것이다.

진동모터는 고정자와 진동자 사이의 전자기력에 의해 진동을 발생시키는 전자부품으로, 통상적으로 휴대 단말기 등의 알림 등의 용도로 사용된다. 진동모터는 진동자의 운동 방식에 따라 회전 진동모터와 선형 진동모터로 구분될 수 있는데, 최근에는 빠른 반응속도, 잔 진동의 적음 및 소형화 등의 장점이 있는 선형 진동모터가 주로 사용된다. 이러한 선형 진동모터는 진동자가 수직 또는 좌우 등 선형으로 왕복 운동을 한다.

진동 알림을 효과적으로 하기 위해서는 기존의 진동모터보다 강한 진동력을 갖는 진동모터가 필요하다. 이는 통상 중량체의 무게 증가를 수반하며, 중량체의 무게 증가는 중량체의 재료를 비중이 큰 물질로 함으로써 실현될 수 있다. 그리고 중량체의 무게가 증가함에 따라 원하는 주파수의 진동을 발생시키기 위해서는 강한 탄성력을 갖는 탄성부재를 필요로 한다. 그러나 탄성부재가 일정한 크기 이상의 탄성력을 갖도록 제작된다면, 당해 탄성부재는 부피나 재료 등의 요구되는 제원을 만족시키지 못할 수 있다. 따라서 이러한 기술적 문제없이 충분한 탄성력을 제공받으면서 진동할 수 있는 진동모터의 개발이 필요하다.

(특허문헌 1) KR10-1284545 B1

(특허문헌 2) KR10-2010-0120894 A

본 발명이 해결하려는 과제는, 진동을 이용하여 음향을 전달하기 위한 진동 발생기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 진동자의 중량을 적절하게 조절하여 보다 넓은 주파수 대역에서 효과적인 진동 효율을 낼 수 있는 진동 발생기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 가청 주파수 대역의 거의 모든 대역에서 적절한 진동을 형성하여 골전도용 진동을 효과적으로 발생시킬 수 있는 진동 발생기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 코일의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 제1 요크 및 제1 요크와 대향하도록 제2 요크를 배치함에 따라 자계 효율을 최대화하는 진동 발생기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 제1,2 요크를 연결하면서 무게 조절용 중량체를 대체하는 마그네트를 적용하여 음향 진동 특성을 개선하는 진동 발생기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 하우징의 내측에 단턱부를 형성하여 진동 공간이 형성됨에 따라 탄성체의 상하 왕복 운동을 위한 공간을 확보하는 진동 발생기를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 진동 발생기는, 내부 공간을 형성하는 하우징, 상기 하우징에 결합되고, 링 형태로 형성되는 권선부를 포함하는 코일, 상기 코일과의 상호 간에 발생하는 전자기력에 의해 상기 내부 공간에서 왕복 운동하는 진동자 및 상기 하우징과 상기 진동자를 연결하는 탄성체를 포함하고, 상기 진동자는, 상기 권선부의 외주면과 대향되게 위치하는 제1 요크, 적어도 일부가 상기 권선부의 내부에 위치하고, 상기 제1 요크와 결합되는 마그네트 및 상기 권선부의 내부에 위치하고 상기 마그네트와 결합되는 제2 요크를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 요크는 상기 권선부의 외주면과 대향하는 측면 및 상기 측면의 상단에서 연장되는 상면을 포함하고, 상기 마그네트는 상기 상면과 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 요크는 상기 상면과 상기 마그네트를 사이에 두고, 평행하게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마그네트의 상면은 상기 제1 요크와 결합되고, 하면은 상기 제2 요크와 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성체는 상기 제1 요크와 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 요크는 상기 권선부의 외주면과 대향하는 측면 및 상기 측면의 상단에서 연장되는 상면을 포함하고, 상기 탄성체는 상기 상면과 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성체는 중심부 및 테두리부를 포함하는 판 스프링으로 형성되고, 상기 중심부 및 상기 테두리부 중 어느 하나는 상기 제1 요크와 결합되고, 상기 중심부 및 상기 테두리부 중 다른 하나는 상기 하우징과 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성체는 상기 진동자와 결합되는 중심부 및 상기 하우징에 결합되는 테두리부를 포함하고, 상기 중심부는 상기 진동자가 왕복 운동함에 따라 일부 시점에 상기 테두리부보다 상부에 위치하고, 다른 일부 시점에 상기 테두리부보다 하부에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하우징은 상기 테두리부보다 상부에 위치하는 진동 공간을 포함하고, 상기 중심부는 상기 일부 시점에 상기 진동 공간에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하우징의 측면에는 단턱부가 형성되고, 상기 탄성체의 테두리부는 상기 단턱부에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진동자는 상기 제1 요크의 상기 마그네트가 결합된 면의 반대면에 결합된 연결부를 더 포함하고, 상기 연결부는 상기 탄성체와 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결부는 상기 제1 요크에서 돌출된 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기는 진동을 이용하여 음향을 보다 효과적으로 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기는 보다 넓은 주파수 대역에서, 특히 가청 주파수 대역에 해당하는 보다 넓은 주파수 대역에서 진동을 효과적으로 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기는 코일의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 제1 요크 및 제1 요크와 대향하도록 제2 요크를 배치함에 따라 자계 효율을 최대화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기는 제1,2 요크를 연결하면서 무게 조절용 중량체를 대체하는 마그네트를 적용하여 음향 진동 특성을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기는 하우징의 내측에 단턱부를 형성하여 진동 공간이 형성됨에 따라 탄성체의 상하 왕복 운동을 위한 공간을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동 발생기를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 진동자가 하방으로 이동한 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 발생기를 나타낸 도면이다.

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.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동 발생기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기(100)에 대해서 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생기(100)는 하우징(110), 코일(120), 진동자(130) 및 탄성체(140)를 포함한다.

하우징(110)는 내부 공간을 형성한다. 하우징(110)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 케이스(111) 및 브라켓(112)을 포함할 수 있다.

케이스(111)는 브라켓(112)이 결합되는 부분이 개방된 통 형태를 가질 수 있다. 케이스(111)의 상면은 원형의 판으로 형성될 수 있고, 케이스(110)의 측면은 곡면으로 형성될 수 있다. 케이스(111)의 상면에는 탄성체(140)의 중심부가 결합될 수 있다.

상기한 케이스(111)의 내부에는 코일(120), 진동자(130) 및 탄성체(140)가 위치할 수 있다.

브라켓(112)은 케이스(111)의 개방된 하부와 결합되는 판 형태를 지닐 수 있다. 브라켓(112)은 케이스(111)의 개방된 하부와 상응하도록 원판일 수 있다.

브라켓(112)과 케이스(111)는 다양한 종류의 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 브라켓(112)과 케이스(111)는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 인청동 등 다양한 종류의 금속 재질로 형성될 수 있다.

브라켓(112)의 상면에는 코일(120)이 결합될 수 있다. 상기한 브라켓(112)은 케이스(111)와 결합함에 따라 코일(120), 진동자(130) 및 탄성체(140)를 실장할 수 있는 공간을 만든다.

그러나 하우징(110)은 상술한 형태 또는 도면에 도시된 형태 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 육면체 형태, 일 방향으로 길게 연장된 바(bar) 형태 또는 다각 기둥 형태로 형성될 수도 있다.

코일(120)은 하우징(110)에 결합되고, 링 형태로 형성되는 권선부를 포함한다. 코일(120)은 브라켓(112)의 상면에 결합되고, 브라켓(112)의 상면으로부터 소정의 높이를 가지도록 형성될 수 있다.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만 코일(120)은 권선부로부터 연장되는 인출선을 포함할 수 있다. 인출선은 하우징(110)의 외부와 연결되는 회로기판 등을 통해 외부의 신호를 인가받아 권선부로 전달할 수 있다.

본 발명에서의 코일(120)은 고정자의 역할을 수행한다.

진동자(130)는 코일(120)과의 상호 간에 발생하는 전자기력에 의해 하우징(110)의 내부 공간에서 왕복 운동하고, 제1 요크(131), 제2 요크(132) 및 마그네트(133)를 포함한다.

제1 요크(131)는 코일(120)의 권선부의 외주면과 대향되게 위치한다. 또한, 제1 요크(131)는 코일(120)의 권선부의 외주면과 대향하는 측면 및 측면의 상단에서 연장되는 상면을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 요크(131)의 측면은 권선부와 일정한 간격을 유지하고 대향하는 형태로 형성되므로, 권선부의 형태와 유사한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 권선부가 링 형태로 형성되면 제1 요크(131)의 측면은 곡면으로 형성될 수 있고, 제1 요크(131)의 상면은 원판일 수 있다. 그러나, 상기한 형상에 제한되지 않는다.

제1 요크(131)의 측면은 코일(120)의 측부를 적어도 일부를 둘러싸면서 코일(120)과 소정거리 이격되어 배치된다.

제1 요크(131)의 상면은 코일(120)의 상부와 소정거리 이격되면서 코일(120)의 상부에 위치한다. 여기서, 제1 요크(131)의 상면과 코일(120)의 상부까지의 거리는 진동자(130)가 상하방향으로 왕복운동할 수 있는 거리보다 거의 동일하거나 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 진동자(130)가 상하방향으로 왕복운동하는 동안 제1 요크(131)의 상면이 코일(120)의 상부에 접촉되지는 않는 것이 바람직하다.

상기한 제1 요크(131)의 상면은 탄성체(30)와 결합된다. 또한, 제1 요크(131)는 탄성체(130)의 중심부 및 테두리부 중 어느 하나와 결합된다. 탄성체(130)의 중심부 및 테두리부 중 다른 하나는 하우징(110)과 결합된다.

제2 요크(132)는 코일(120)의 권선부의 내부에 위치하고 마그네트(133)와 결합된다. 또한, 제2 요크(132)는 제1 요크(131)의 상면과 마그네트(133)를 사이에 두고, 평행하게 형성될 수 있다.

마그네트(133)는 적어도 일부가 코일(120)의 권선부의 내부에 위치하고, 제1 요크(131)와 결합된다.

마그네트(133)는 제1 요크(131)의 상면과 결합된다. 구체적으로 마그네트(133)의 상면은 제1 요크(131)와 결합되고, 마그네트(133)의 하면은 제2 요크(132)와 결합된다.

정리하면, 마그네트(133)는 제1 요크(131)와 제2 요크(133) 사이에 위치하면서 제1 요크(131)와 제2 요크(133)에 결합된다. 이로서, 마그네트(133)는 제1 요크(131)와 제2 요크(133)를 연결시킨다.

탄성체(140)는 진동자(130)와 결합되는 중심부 및 하우징(110)에 결합되는 테두리부를 포함한다. 구체적으로 탄성체(140)는 중심부 및 테두리부를 포함하는 판 스프링으로 형성되고, 중심부 및 테두리부 중 어느 하나는 진동자(130)와 결합되고, 다른 하나는 하우징(110)과 결합된다.

상기한 탄성체(140)는 전기가 인가되는 진동자(130)가 상하 왕복운동할 수 있도록 지원한다.

제1 실시예에 따른 본 발명은 컨택부 및 신호입력단을 포함하는 회로기판을 더 포함할 수 있다.

회로기판은 대부분이 하우징(110)의 내부에 위치하되, 적어도 일부는 하우징(110)의 외부로 연장될 수 있다. 회로기판의 적어도 일부에는 신호입력단이 형성될 수 있다.

회로기판의 상면에는 도전체로 구성된 컨택부가 형성되고, 컨택부는 코일(120)의 인출선과 연결된다.

신호입력단에 전기가 인가되면, 전기는 회로기판을 통하여 컨택부와 연결된 인출선으로 인가된다. 그에 따라 코일(120)과 진동자(140)는 상호 간에 발생하는 전자기력에 의해 하우징(110)의 내부 공간에서 상하 왕복 운동하여 진동을 발생시킨다.

도 2는 도 1에서 진동자가 하방으로 이동한 것을 나타낸 도면이다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 진동자가 상하 왕복 운동하는 것에 대하여 설명하도록 한다.

최초, 진동 발생기(100)는 도 1에 도시된 상태에서 코일(120)에 전기가 인가되면, 진동자(130)와의 상호 작용으로 인한 전자기력이 발생한다. 그에 따라 진동자(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 도 1에 도시된 위치보다 더 하부로 이동하게 된다. 나아가, 진동자(130)는 최초 위치에서 더 상부로 이동할 수 있고, 상기한 과정이 반복되면서 진동자(130)는 상하 왕복 운동을 하게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 발생기를 나타낸 도면이다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 발생기(100')에 대해서 설명하도록 하되, 제1 실시예의 구성요소와 다르거나 추가된 구성요소를 중심으로 설명하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 발생기(100')는 하우징(110')와 탄성체(140')가 제1 실시예와 형상 및 연결관계에 있어서 다르고, 제1 실시예보다 연결부(150')를 더 포함한다.

하우징(110')은 탄성체(140')의 테두리부보다 상부에 위치하는 진동 공간을 포함할 수 있고, 케이스(111), 브라켓(112) 및 단턱부(113')를 포함한다.

케이스(111) 및 브라켓(112)은 제1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 전술한 바를 참고하도록 한다.

단턱부(113')는 하우징(110')의 측면에 형성될 수 있고, 케이스(111)의 내측 상부 모서리에 돌출형성될 수 있다. 이와 같은 단턱부(113')의 구조에 따라 하우징(110)은 그 내측 상부에 형성되는 진동 공간을 포함할 수 있다.

탄성체(140')는 중심부 및 테두리부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 탄성체(140')의 중심부는 연결부(150')에 결합되고, 테두리부는 하우징(110')에 결합될 수 있다. 구체적으로, 탄성체(140')의 테두리부는 단턱부(113')에 결합될 수 있다.

한편, 탄성체(140')의 중심부는 진동자(130)가 왕복 운동함에 따라 일부 시점에 테두리부보다 상부에 위치하고, 다른 일부 시점에 테두리부보다 하부에 위치할 수 있다. 중심부는 일부 시점에 진동 공간에 위치할 수 있다.

연결부(150')는 제1 요크(131)의 마그네트(133)가 결합된 면의 반대면에 결합된다.

또한, 연결부(150')는 탄성체(140')와 결합될 수 있다. 구체적으로 연결부(150')는 탄성체(140')의 중심부와 인접한 탄성체(140')의 면과 결합된다. 다르게 설명하면, 연결부(150')는 제1 요크(131)에서 돌출된 형태로 형성될 수 있다.

연결부(150')는 탄성체(140')와 제1 요크(131)를 연결하면서 진동자(130)로부터 발생하는 진동을 탄성체(140')로 전달하고, 그에 따라 진동자(130)가 상하 왕복 운동하도록 지원한다.

상술한 진동 발생기(100, 100')는 진동자(130)가 별도의 중량체를 포함하지 않고, 마그네트(133)의 크기를 조절하여 진동자(130)의 중량을 조절하게 된다. 이러한 진동 발생기(100, 100')는 보다 넓은 주파수 대역에서 효과적인 진동 효율을 낼 수 있다는 장점이 있다. 특히, 이러한 진동 발생기(100, 100')는 가청 주파수 대역의 거의 모든 대역에서 적절한 진동을 형성하여 골전도용 진동을 효과적으로 발생시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 진동 발생기의 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 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100, 100': 진동 발생기
110, 110': 하우징
111: 케이스
112: 브라켓
113': 단턱부
120: 코일
130: 진동자
131: 제1 요크
132: 제2 요크
133: 마그네트
140, 140': 탄성체
150': 연결부

Claims (12)

1. 내부 공간을 형성하는 하우징;
   상기 하우징에 결합되고, 링 형태로 형성되는 권선부를 포함하는 코일;
   상기 코일과의 상호 간에 발생하는 전자기력에 의해 상기 내부 공간에서 왕복 운동하는 진동자; 및
   상기 하우징과 상기 진동자를 연결하는 탄성체를 포함하고,
   상기 진동자는,
   상기 권선부의 외주면과 대향되게 위치하는 제1 요크;
   적어도 일부가 상기 권선부의 내부에 위치하고, 상기 제1 요크와 결합되는 마그네트; 및
   상기 권선부의 내부에 위치하고 상기 마그네트와 결합되는 제2 요크를 포함하는 진동 발생기.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 요크는 상기 권선부의 외주면과 대향하는 측면 및 상기 측면의 상단에서 연장되는 상면을 포함하고,
   상기 마그네트는 상기 상면과 결합되는 진동 발생기.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 요크는 상기 상면과 상기 마그네트를 사이에 두고, 평행하게 형성되는 진동 발생기.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 마그네트의 상면은 상기 제1 요크와 결합되고, 하면은 상기 제2 요크와 결합되는 진동 발생기.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 탄성체는 상기 제1 요크와 결합되는 진동 발생기.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 요크는 상기 권선부의 외주면과 대향하는 측면 및 상기 측면의 상단에서 연장되는 상면을 포함하고,
   상기 탄성체는 상기 상면과 결합되는 진동 발생기.
   
7. 제5 항에 있어서,
   상기 탄성체는 중심부 및 테두리부를 포함하는 판 스프링으로 형성되고,
   상기 중심부 및 상기 테두리부 중 어느 하나는 상기 제1 요크와 결합되고,
   상기 중심부 및 상기 테두리부 중 다른 하나는 상기 하우징과 결합되는 진동 발생기.
   
8. 제1 항에 있어서,
   상기 탄성체는 상기 진동자와 결합되는 중심부 및 상기 하우징에 결합되는 테두리부를 포함하고,
   상기 중심부는 상기 진동자가 왕복 운동함에 따라 일부 시점에 상기 테두리부보다 상부에 위치하고, 다른 일부 시점에 상기 테두리부보다 하부에 위치하는 진동 발생기.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 테두리부보다 상부에 위치하는 진동 공간을 포함하고,
   상기 중심부는 상기 일부 시점에 상기 진동 공간에 위치하는 진동 발생기.
   
10. 제8 항에 있어서,
    상기 하우징의 측면에는 단턱부가 형성되고,
    상기 탄성체의 테두리부는 상기 단턱부에 결합되는 진동 발생기.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 진동자는 상기 제1 요크의 상기 마그네트가 결합된 면의 반대면에 결합된 연결부를 더 포함하고,
    상기 연결부는 상기 탄성체와 결합되는 진동 발생기.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제1 요크에서 돌출된 형태로 형성되는 진동 발생기.

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