KR101079409B1

KR101079409B1 - 수평 진동자

Info

Publication number: KR101079409B1
Application number: KR1020090090626A
Authority: KR
Inventors: 최준근; 오화영; 김용진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: KR20110032891A; US20110068641A1; CN102029255A

Abstract

본 발명에 따른 수평 진동자는 중공이 형성된 코일부가 구비된 브라켓; 상기 코일부를 내부에 수용하는 수용 공간과 상기 수용 공간으로 통과되도록 통과 홀이 형성되는 요크부를 구비하는 진동부; 및 상기 통과 홀을 통해서 상기 수용 공간으로 배치되는 마그네트를 구비하며, 상기 코일부 및 상기 마그네트의 상호 작용에 의해서 상기 진동부가 수평 이동하도록 전자기력을 제공하는 자계부;를 포함할 수 있다.

Description

수평 진동자{horizontal linear vibrator}

본 발명은 수평 진동자에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 개인휴대단말기에 장착되어 진동하도록 설계되는 수평 진동자에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신 기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 멜로디나 벨과 같은 발성 기능과 기기에 진동을 전달하는 진동 기능 등이 있다.

이러한 기능 중에서 진동 기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우에 많이 사용되고 있다.

이러한 진동 기능을 구현하기 위해서는 소형의 진동 모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

특히, 최근에는 휴대폰의 소형화, 고품질화에 의해서 터치 스크린 방식 등의 디스플레이 장치가 많이 채택되고 있으며, 터치 시에 진동이 발생되는 기능이 요구되는 등 점차적으로 진동 모터의 개선이 요구되고 있다.

현재 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 회전력을 발생시켜 불평형 질량의 회전부를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 회전력은 대부분이 브러쉬와 정류자의 접점을 통한 정류 작용을 거쳐 회전자 코일에 전류를 공급하는 구조로 발생시킨다.

그러나, 이러한 정류자를 사용한 브러쉬타입(brush type)구조는 모터 회전 시 브러쉬가 정류자의 세그먼트(Segment)와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 기계적인 마찰과 전기적인 스파크를 유발하고, 상기 브러쉬와 정류자를 마모시킴으로써 모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

또한, 모터에 전압 인가 시에 회전 관성을 이용하므로 목표진동량에 도달하는 시간이 걸리는 단점이 있어서 터치 스크린을 적용한 개인휴대단말기 등에 적합한 진동을 구현하기에 어려움이 있다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 개인휴대단말기의 길이 방향인 수평 방향으로 진동하며, 간단하게 조립이 가능한 수평 진동자를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 통과 홀은 원형으로 형성되며, 상기 마그네트는 상기 통과 홀과 대응되는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓의 외측면에는 상기 통과 홀과 대응되는 위치에 삽입 홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 마그네트는 자성체 코어의 양 측부에 극성이 마주보도록 대향되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 진동부는 상기 자계부를 내부에 수용하는 요크부를 포함하고, 상기 요크부는 상기 진동부에 일정한 질량을 부가하기 위한 질량체의 외측면에 밀착되도록 절곡되도록 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓의 상부에는 상기 코일부가 삽입되도록 보빈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 코일부는 사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓의 상부에는 외부입력단자와 연결되는 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 수평 진동자는 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 길이 방향인 수평 방향으로 진동하도록 개인휴대단말기에 장착되므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화할 수 있으며, 개인휴대단말기의 길이방향을 따라 진동부의 운동변위를 길게 형성시켜서 진동부의 운동변위 확보가 가능하므로 진동 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자는 코일부를 수용하는 수용 공간으로 통과되도록 통과 홀이 형성되는 요크부 및, 상기 통과 홀과 대응되는 삽입 홀이 형성된 브라켓을 포함하므로 상기 요크부에 브라켓을 조립한 이후에 외부에서 마그네트를 용이하게 내부로 삽입할 수 있으며, 이에 따라 용이한 조립 공정이 가능하다.

본 발명에 따른 수평 진동자에 관하여 도 1 내지 도 5를 참조하여 좀 더 구 체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 수평 진동자의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수평 진동자(100)는 브라켓(110), 진동부(120), 자계부(130) 및 커버부(140)를 포함할 수 있다.

브라켓(110)은 커버부(140)와 대응되도록 상부 및 길이 방향의 측면부가 개방된 구조이며, 즉 브라켓 하판(112) 및 너비방향 측면부(114)를 갖도록 형성되어 커버부(140)와 조립되어 내부 공간을 구획하게 된다.

이때, 브라켓 하판(112) 상부에는 원통형 코일(134)을 삽입 고정하기 위한 보빈(150)이 형성되고, 그 보빈(150)의 주변에 위치하도록 회로기판(170)이 장착될 수 있다.

그리고, 측면부(114)는 그 내주면에 스프링 부재(180)가 삽입 고정되도록 브라켓 하판(112)에 수직하게 절곡 형성되는 것이다. 따라서, 브라켓(110)의 양측부는 브라켓 하판(112)에 수직하게 절곡되어 U-자 형상일 수 있으나, 다만 이러한 형상에 한정되지는 않는다.

이때, 브라켓(110)의 측면부에는 요크부(124)에 형성되는 통과 홀(125b)과 대응되는 위치에 삽입 홀(116)이 제조될 수 있다. 이때, 삽입 홀(116)의 크기는 마그네트(132)의 크기와 대응될 수 있으며, 이에 따라 마그네트(132)가 삽입 홀(116)과 통과 홀(125b)을 통과하여 조립되게 된다.

보빈(150)은 브라켓 하판(112) 상부 중앙에 위치하고, 브라켓 하판(112)에 수직하게 절곡되는 수직판부(152) 및 수직판부(152)로부터 브라켓 하판(112)과 수평하도록 연장된 원통부(154)를 포함할 수 있다.

이때, 수직판부(152) 및 원통부(154)는 마그네트(132)가 왕복 운동하는 중공부를 구비할 수 있다.

여기서, 보빈(150)은 외주면에 원통형 코일(134)이 삽입 고정되고, 그 내부에 마그네트(132)가 왕복 운동할 수 있도록 중공부를 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 보빈(150)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 생략되는 것도 가능하다.

그리고, 회로기판(170)은 외부입력단자와 연결되어 인가되는 전원을 원통형 코일(134)로 전달하기 위한 것으로서 패턴부(172)를 상면에 구비하고, 그 내부에 보빈이 관통하기 위한 오픈부를 가질 수 있다.

그러나, 회로기판(170)은 브라켓(110)과 별도로 형성되는 것에 한정되지 않으며 설계자의 의도에 따라 회로기판(170)과 브라켓(110)이 서로 일체화되도록 설계되는 것도 가능하다.

여기서, 코일부는 원통형 코일(134)을 포함할 수 있다. 원통형 코일(134)은 외부로부터의 전원 인가시 일정세기의 전기장을 발생시키기 위한 것으로서, 원통형으로 형성되어 보빈(150)의 원통부(154)의 외주면에 삽입 고정될 수 있다.

또한, 원통형 코일(134)은 그 코일선을 회로기판(170)의 패턴부(172)와 솔더링(soldering) 연결함으로써 외부로부터 전원이 인가되게 된다. 그러나, 코일부는 원통형에 한정되지 않으며 사각형 형상의 코일을 적용하는 것도 가능하다.

진동부(120)는 원통형 코일(134)과 마그네트(132)를 내부에 수용하는 요크부(124) 및 마그네트(132)와 요크부(124)를 내부에 수용하는 질량체(126)를 구비하고, 마그네트(132)와 원통형 코일(134)의 상호 작용에 의해서 수평 진동방향으로 이동되게 된다.

그리고, 자계부(130)는 보빈(150)에 장착되는 원통형 코일(134)과 원통형 코일(134)에 인접하게 배치되는 마그네트(132)를 구비한다.

이때, 진동부(120)는 원통형 코일(134)에서 발생한 주파수의 전기력과 마그네트(132)에서 요크부(124)를 향하는 방향으로 발생하는 자기장의 방향에 의해서 로렌츠 힘에 따라 진동 방향이 결정된다.

마그네트(132)는 일정 세기의 자기장을 발생시켜 원통형 코일(134)과의 상호 작용에 의해 진동부가 선형 진동할 수 있도록 하기 위한 것으로써, 자성체 코어(133)의 양측에 부착된 구조를 갖는다.

여기서, 자성체 코어(133)의 양측에 부착된 마그네트(132)들은 서로 같은 극성이 마주보도록 배치될 수 있다.

이때, 마그네트(132)의 외주면에는 질량체(126)의 수평 진동 시 보빈(150)의 원통부(154)의 내주면과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있도록 자성유체가 도포될 수 있다.

여기서, 자성유체란 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정하게 분산시킨 다음 중력이나 자기장 등에 의한 자성분말의 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 것으로, 그 예로는 사산화삼철, 철-코발트합금 미분자를 기름 또는 물 속에 분산시킨 것과 최근에는 톨루엔 속에 코발트를 분산시킨 것등이 있다.

이러한 자성 분말은 0.01~0.02㎛의 초미립자 분말이며, 초미립자 특유의 브라운 운동을 하며, 외부자기장, 중력 원심력 등이 가해져도 유체 속의 자성분말 입자의 농도는 일정하게 유지되는 특성을 갖는다.

요크부(124)는 마그네트(132)의 자속을 원활하게 형성하도록 자기 폐회로를 구성하기 위한 것으로서, 그 중앙에 원통형 코일(134)과 마그네트(132)가 수용되는 내부 공간을 구비할 수 있다.

이러한 내부 공간을 구비하기 위해서, 마그네트(132) 및 보빈(150)을 수용하 는 크기의 측벽들이 형성되는 데, 그 측벽에는 내부 공간으로 마그네트(132)가 삽입되도록 통과 홀(125b)이 마련될 수 있다.

그리고, 요크부(124)의 양측면은 브라켓 하판(112)과 수직하게 위치하도록 절곡되어 상기 질량체의 외측면에 밀착되는 연장되는 연장부(125a)를 포함할 수 있다. 따라서, 질량체(126)의 수용 공간에 요크부(124)의 중앙부가 수용되는 데, 연장부(125a)가 질량체(126)의 외측면에 밀착되면서 질량체(126)와 연장부(125a)가 서로 안정적으로 결속될 수 있다.

질량체(126)는 선형 진동을 위해서 진동부(120)에 일정한 질량을 부가하기 위한 것으로서, 요크부(124)의 중앙부를 내부에 수용하도록 수용 공간이 형성되게 된다. 따라서, 질량체(126)는 상기 수용 공간에 의해서 마그네트(132)를 수용하는 요크부(124)의 중앙부를 수용하며, 요크부(124)에서 절곡 형성되는 연장부(125a)가 외측면에 접촉되도록 서로 조립된다.

또한, 질량체(126)는 일정 크기의 질량을 갖는 것이 바람직하며 마그네트(132)와 원통형 코일(134)의 상호 작용에 의해서 수평 방향으로 진동방향으로 진동하게 된다. 여기서, 진동방향은 원통형 코일(134)과 수평한 방향을 의미하게 된다.

그리고, 스프링 부재(180)는 진동부(120)가 수평 선형방향으로 운동하도록 탄성지지하기 위한 것으로서, 일측이 브라켓(110)의 너비방향 측면부(114)에 고정된 상태에서 타측이 진동부(120)에 고정됨으로써 진동부(120)를 탄성지지하게 된다.

여기서, 스프링 부재(180)는 진동부(120)의 양측에 쌍으로 대응되는 위치에 구비되며, 브라켓(110) 상부에 배치되게 된다. 스프링 부재(180)로는 예를 들어 코일 스프링 또는 판 스프링등이 이용될 수 있다.

그리고, 커버부(140)는 브라켓(110)의 상부를 덮도록 형성되며, 외부의 충격으로부터 내부의 구성들을 보호하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 수평 진동자는 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 길이 방향인 수평 방향으로 진동하도록 개인휴대단말기에 장착되므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화할 수 있으며, 개인휴대단말기의 길이방향을 따라 진동부의 운동변위를 길게 형성시켜서 진동부의 운동변위 확보가 가능하므로 진동 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 조립하는 과정과 효과를 설명하기 위한 사시도들이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 브라켓(110)의 상부에는 회로기판(170)을 접착하게 된다. 여기서, 회로기판(170)은 외부입력단자와 연결되어 인가되는 전원을 원통형 코일(134)로 전달하게 된다.

그리고, 보빈(150)을 둘러싸도록 원통형 코일(134)이 배치될 수 있으며, 이러한 구조에 의해서 보빈(150)과 원통형 코일(134)의 중앙에는 빈 공간이 제공될 수 있다.

그리고, 도 4에서 도시된 바와 같이, 브라켓(110)의 내부 면에는 요크 부(124)가 원통형 코일(134)을 수용하도록 배치되게 된다.

여기서, 마그네트(132) 및 보빈(150)을 내부에 수용하는 요크부(124)의 측벽에는 통과 홀(125b)이 마련될 수 있다.

이때, 브라켓(110)의 측면부에는 요크부(124)에 형성되는 통과 홀(125b)과 대응되는 위치에 삽입 홀(116)이 형성될 수 있다. 그리고, 통과 홀(125b)과 삽입 홀(116)은 서로 일직선 상에 위치하도록 형성되게 된다.

따라서, 도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 자성체 코어(133)의 양측에 부착된 구조를 갖는 마그네트(132)를 삽입 홀(116)과 통과 홀(125b)을 통과시켜서 원통형 코일(134)의 중공에 배치시키게 된다. 따라서, 마그네트(132)는 일정 세기의 자기장을 발생시켜 원통형 코일(134)과의 상호 작용에 의해 진동부가 선형 진동할 수 있도록 하게 된다.

결과적으로, 본 실시예에 따른 수평 진동자는 코일부를 수용하는 수용 공간으로 통과되도록 통과 홀(125b)이 형성되는 요크부(124) 및, 통과 홀(125b)과 대응되는 삽입 홀(116)이 형성된 브라켓(110)을 포함하므로 요크부(124)에 브라켓(110)을 조립한 이후에 외부에서 마그네트(132)를 삽입할 수 있으며, 이에 따라 보다 용이한 조립 공정이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 도 1의 수평 진동자의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110.... 브라켓 112.... 브라켓 하판

114.... 측면부 120.... 진동부

124.... 요크부 125a.... 연장부

125b.... 통과 홀 126.... 질량체

130.... 자계부 133.... 자성체 코어

134.... 원통형 코일 132.... 마그네트

140.... 커버부 150.... 보빈

152.... 수직판부 154.... 원통부

170.... 회로기판 172... 패턴부

180.... 스프링 부재

Claims

중공이 형성된 코일부가 구비된 브라켓;

상기 코일부를 내부에 수용하는 수용 공간과 상기 수용 공간으로 통과되도록 통과 홀이 형성되는 요크부를 구비하는 진동부; 및

상기 통과 홀을 통해서 상기 수용 공간으로 배치되는 마그네트를 구비하며, 상기 코일부 및 상기 마그네트의 상호 작용에 의해서 상기 진동부가 수평 이동하도록 전자기력을 제공하는 자계부;

를 포함하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 통과 홀은 원형으로 형성되며, 상기 마그네트는 상기 통과 홀과 대응되는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓의 외측면에는 상기 통과 홀과 일직선 상에 위치하도록 삽입 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 마그네트는 자성체 코어의 양 측부에 극성이 마주보도록 대향되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 진동부는 상기 자계부를 내부에 수용하는 요크부를 포함하고, 상기 요크부는 상기 진동부에 일정한 질량을 부가하기 위한 질량체의 외측면에 밀착되도록 절곡되도록 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓의 상부에는 상기 코일부가 삽입되도록 보빈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 코일부는 사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓의 상부에는 외부입력단자와 연결되는 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.