KR20030094715A - 진동 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신기기에서 사용하는 신호 발생용 장치의 진동자를 비자성체와 큰 마그네트를 사용하여 강한 진동력을 전달할 수 있도록 한 진동 발생장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 진동력을 방출하는 밀폐형 케이스; 상기 케이스 중앙에 비자성체와 마그네트를 결합한 진동자; 상기 비자성체와 마그네트가 결합된 진동자를 지지하는 이중 탄성 진동판; 및 상기 마그네트 하부의 상기 케이스 하단 중앙 영역에 배치된 단상코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이중 탄성 진동판을 지지하면서 상기 비자성체와 마그네트가 결합한 진동자로부터 전달되는 진동력을 상기 케이스에 전달하도록 하는 고정부가 상기 케이스 양측면에 배치되고, 상기 단상코일은 상기 마그네트에서 발생하는 자기장과 저주파 신호에 의하여 자기장을 발생하는 상기 진도코일의 자기장과 서로 수직으로 쇄교되도록 상기 케이스 하단에 배치하는 것을 특징으로 한다.

Description

진동 발생장치{APPARATUS FOR VIBRATION GENERATION}

본 발명은 통신용 진동 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저주파 신호에 의하여 발생하는 자기력에 의하여 진동하는 진동자에 큰 진동이 발생할 수 있도록 하고, 이러한 진동의 크기를 손실없이 케이스에 전달되도록 하여 큰 진동력을 방출하는 진동 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰등 개인 통신 단말기를 사용자가 공공장소, 회의석상, 음악회 등과 같은 곳에서 사용할 경우 진동모드로 전환하여 단말기의 떨림을 사용자가 감지하여 신호의 수신 여부를 파악한다.

따라서, 개인 이동통신 서비스를 위한 무선 호출기라던지 휴대폰을 포함하는 개인 이동 통신 단말기에는 벨소리에 의한 신호음 발생부와 진동에 의하여 신호를 감지하는 진동 발생장치를 구비하여야 한다.

이와 같은 단말기 경보음을 발생하는 장치는 음향/진동 발생장치로 제조하여 하나의 장치로 두 개의 모드로 동작하도록 하는 데 음향을 발생시키기 위해서는 고주파 신호에 의한 떨림으로 음향을 발생시키고, 진동을 발생시키기 위해서는 저주파 신호에 의한 진동자의 떨림에 의하여 발생한다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 통신용 음향/진동 발생장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(1) 내부 중앙에는 마그네트(7)를 사이에 두고 제 1 자성체(5)와 제 2 자성체(6)가 결합되어 있고, 상기 제 2 자성체(6) 양측 가장자리에는 탄성 진동판(11)이 배치되어 상기 케이스(1) 내부 양측에 고정 배치되어 있다. 즉, 상기 마그네트(7)를 사이에 두고 합착된 상기 제 1 자성체(5)와 제 2 자성체(6)는 음향/진동 발생장치의 케이스(1) 중앙 공간에 위치하게 된다. 2~4kHz의 고주파 신호를 인가 받아 버저 사운드를 발생하는 보이스 코일(4)이 상기 케이스(1) 덮개 역할을 하는 진동판(3) 상에 배치되어 있다.

또한, 상기 케이스(1) 하단 양측에는 50~100Hz의 저주파 신호를 인가 받아 자기장을 형성하여 상기 마그네트(7)를 사이에 두고 상하 합착된 상기 제 1 자성체(5)와 제 2 자성체(6)를 진동시키는 단상코일(9)이 각각 배치되어 있다.

그리고, 상기 진동판(3) 상에 배치되어 있는 상기 보이스 코일(4)에 고주파 신호가 인가되어 발생하는 버저 사운드를 상기 케이스(1) 외부로 전달하기 위하여 상기 케이스(1) 하부 중앙에는 음향홀(10)이 형성되어있다.

상기와 같은 구조를 갖는 통신용 음향/진동 발생장치는 다음과 같은 과정을 통하여 음향과 진동 신호를 외부로 방출하게 된다.

일반적으로 휴대폰, PDA등 개인 휴대 단말기라든지 통신 시스템에 신호들이 송수신될 때, 사용자가 신호를 수신했다는 것을 알리는 경보신호를 발생할 필요가 있다. 신호가 수신되면 음향/진동 발생장치를 통하여 고주파 신호와 저주파 신호가 전달되는데, 고주파 신호가 전달될 경우에는 상기 케이스(1)를 덮고 있는 상기 진동판(3)의 보이스 코일(4)에 인가되어 부저 사운드를 발생한다.

상기에서와 같이 상기 보이스 코일(4)로부터 발생한 부저 사운드는 케이스 하단에 형성된 상기 음향홀(10)을 통하여 외부로 전달된다.

그리고, 진동발생을 위해서는 50~100Hz의 저주파 신호가 상기 음향/진동 발생장치 케이스(1) 하단 양측에 배치되어 있는 상기 단상코일(9)에 인가되어 자기장을 형성한다. 상기 단상코일(9)로부터 발생하는 자기장은 상기 마그네트(7)를 사이에 두고 합착된 상기 제 1 자성체(5)와 제 2 자성체(6)까지 형성되는데, 상기 마그네트(7)로부터 형성된 자기장의 영향을 받아 상기 제 1 자성체(5)와 제 2자성체(6)는 자화 상태가 되어 전체적으로 하나의 마그네트 역할을 하게 되면서 마찬가지로 자기장을 형성하게된다.

상기 단상코일(9)에서 발생되는 자기장과 상기 마그네트(7)로부터 발생하는 자기장의 인력과 척력에 의한 힘에 의하여 상기 마그네트(7), 제 1 자성체(5) 및 제 2 자성체(6)가 일체로 진동하게 된다. 상기 마그네트(7), 제 1 자성체(5) 및 제 2 자성체(6)의 진동은 상기 제 2 자성체(6) 양측 가장자리에 배치되어 있는 상기 탄성 진동판(11)을 통하여 상기 케이스(1)에 전달되어 상기 케이스(1) 전체가 진동하게된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도 1에서와는 다른 구조를 갖는 통신용 음향/진동 발생장치로서, 케이스(21) 중앙에 마그네트(27)와 한 개의 자성체(25)가 결합되어 배치되어 있다. 상기 자성체(25)와 마그네트(27)가 일체로 결합되어 있고, 상기 마그네트(27) 양측에는 고정부(28)가 각각 배치되어 있고, 상기 고정부(28)에는 탄성 진동판(31)의 일측이 결합되어 있고, 타측은 상기 케이스(21)와 고정되어 있다. 상기 케이스(21)를 덮는 진동판(23) 상에는 각각 보이스 코일(24)이 배치되어 있고, 상기 케이스(21) 하단 양측에는 단상코일(29)이 각각 배치되어 있다.

상기와 같은 통신용 음향/진동 발생장치는 상기 도 1 에서 도시된 바와 같이, 유사한 구조를 하고 있으나, 상기 자성체(25)를 하나만 배치하였고, 상기 탄성 진동판(31)을 상기 마그네트(27)에 고정하여 보다 탄성 진동판(31)의 길이를 확장시켰다.

따라서, 상기 단상코일(29)에 인가되는 저주파 신호에 의하여 자기장이 형성되면, 상기 자성체(25)와 마그네트(27)로부터 발생하는 자기장에 의하여 일체로 진동하게 되는데 상기 탄성 진동판(31)의 길이가 보다 길게 확장되어 떨림의 폭이 크게 된다.

그리고, 상기 진동판(23)에 부착된 보이스 코일(24)에 고주파 신호가 인가되어 부저 사운드를 발생하면 상기 케이스(21) 하단에 형성된 음향홀(30)을 통하여 외부로 전달된다.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 음향/진동 발생장치는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 도 1에 도시된 통신용 음향/진동 발생장치의 경우에는 마그네트를 사이에 두고 두 개의 자성체가 상하에서 합착된 구조를 하고 있는데, 상하 자성체에 의하여 삽입되는 마그네트의 크기가 얇고 작아져서 강하 자기장을 발생하기 어렵게된다.

따라서, 마그네트의 자기장이 작으면 단상코일에서 발생하는 자기장과의 인력, 척력이 약해져서 진동력이 약해지는 문제가 있다.

또한, 하부에 자성체에 연결되어 진동력을 케이스에 전달하는 탄성 진동판의 길이가 짧아 두 개의 자성체와 마그네트가 흔들리는 폭이 작아져 케이스에 약한 진동력 만이 전달되는 단점이 있다.

둘째, 도 2에서와 같이 하나의 자성체와 마그네트를 결합한 구조를 하고 있는 경우에는, 마그네트의 크기를 다소 크게 형성할 수 있고 탄선진동판의 크기를길게 형성하여 배치할 수 있지만 단상코일에서 발생되는 자기장이 수직으로 마그네트에 전달되지 않아 큰 자기력을 생성할 수 없게된다.

또한, 마그네트를 크게 할 수 있는 공간이 확보되어 있어 비중이 큰 마그네트를 배치하더라도 탄성 진동판의 길이가 확장됨으로써 하중을 견디지못하고 파손될 우려가 있다.

본 발명은, 마그네트가 강한 자기장을 발생할 수 있도록 하면서, 단상코일에서 발생하는 자기장이 수직으로 마그네트 영역에 형성되도록 하여 큰 진동력을 케이스에 전달할 수 있는 진동발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 통신용 음향/진동 발생장치의 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 진동 발생장치의 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 진동 발생장치의 진동자의 진동을 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

50: 케이스51a: 제 1 탄성 진동판

51b: 제 2 탄성 진동판55: 비자성체

57: 마그네트58: 고정부

59: 단상코일

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 진동 발생장치는,

진동력을 방출하는 밀폐형 케이스;

상기 케이스 중앙에 비자성체와 마그네트를 결합한 진동자;

상기 비자성체와 마그네트가 결합된 진동자를 지지하는 이중 탄성 진동판; 및

상기 마그네트 하부의 상기 케이스 하단 중앙 영역에 배치된 단상코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이중 탄성 진동판을 지지하면서 상기 비자성체와 마그네트가 결합한 진동자로부터 전달되는 진동력을 상기 케이스에 전달하도록 하는 고정부가 상기 케이스 양측면에 배치되고, 상기 단상코일은 상기 마그네트에서 발생하는 자기장과 저주파 신호에 의하여 자기장을 발생하는 상기 진도코일의 자기장과 서로 수직으로 쇄교 되도록 상기 케이스 하단에 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비자성체의 재질은 비중이 큰 텅스텐 계열의 금속을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 비자성체와 큰 마그네트로 구성되어진 진동자와 이중 탄성 진동판을 부착함으로써, 자기장에 의한 강한 진동력을 케이스 전면에 전달할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 진동 발생장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(50) 내부 중앙에는 마그네트(57)를 둘러싸고 결합되어 있는 비자성체(55)가 배치되어 있고, 상기 비자성체(55)와 마그네트(57)는 진동 발생장치의 진동자 역할을 하며 상기 비자성체(57) 양측 가장자리에는 제 1 탄성 진동판(51a)과 제 2 탄성 진동판(51b)으로 되어 이중 탄성 진동판(51a, 51b)에 의하여 상기 케이스(50)에 고정되어 있다.

상기 마그네트(57)를 둘러싸는 상기 비자성체(55)는 상기 마그네트(57)의 자기장에 의하여 자화되어 자기장을 발생시키는 기능을 하지 않고, 상기 마그네트(57)를 고정하면서 비중이 큰 비자성체(55)를 결합함으로써 진동력을 크게하는 역할을 한다.

또한, 상기 비자성체(55)의 형상을 다양하게 변화시킴으로써 결합되는 상기마그네트(57)의 두께를 크게 할 수 있는 이점이 있다.

상기 비자성체(55)와 마그네트(57)의 크기와 비중이 커짐에 따라 상기 비자성체(55)의 양측을 견고히 고정하면서 진동력을 전달할 수 있도록 이중 구조 탄성 진동판(51a, 51b)을 상기 케이스(50)와 결합하였다.

본 발명의 진동 발생장치는 보이스 코일을 제거하여 고주파 신호인가에 의한 부저 사운드를 제거하고, 순수한 진동력 만을 케이스 외부로 전달하도록 하였다.

따라서, 상기 보이스 코일에 의한 부저 사운드의 방출이 필요 없으므로, 상기 케이스 공간을 확보할 수 있다. 상기 비자성체(55)와 마그네트(57)의 결합 구조를 갖는 진동자의 진동력은 이중 탄성 진동판(51a, 51b)을 따라 상기 케이스(50)에 전달되어 진다.

상기 진동자를 포함하는 케이스(50)를 완전 밀폐형으로 형성함으로써 외부 충격이나 이 물질 유입을 방지하여 안전한 작동을 가능하게 하였다. 또한, 상기 비자성체(55)와 마그네트(57)로 구성된 진동자 하부 즉, 상기 케이스(50) 하단 중심 영역에 저주파 신호에 의하여 자기장을 형성하는 단상코일(59)을 각각 배치한다.

상기와 같은 구조를 갖는 진동 발생장치는 다음과 같은 과정을 통하여 진동 신호를 발생하게 된다.

상기 진동 발생장치로 50~200Hz의 저주파 신호가 인가되면, 상기 단상코일(59)에 저주파 신호에 의하여 자기장이 형성된다. 상기 단상코일(59)은 상기 마그네트(57)와 비자성체(55)가 결합되어 있는 진동자(55, 57) 하단에 배치되어 있으므로 상기 단상코일(59)에서 발생하는 자기장은 수직으로 상기 마그네트(57)영역에 형성된다.

그런 다음, 상기 마그네트(57)에서 형성되는 자기장에 의하여 상기 단상코일(59)에서 발생하는 자기장과의 인력과 척력이 주기적으로 발생하여 상기 비자성체(57)와 마그네트(55)가 결합된 진동자가 상하 진동운동을 하게된다.

상기 단상코일(59)에 의하여 발생하는 자기장은 상기 마그네트(57)에 수직하게 형성되고, 상기 마그네트(57)의 크기도 종래 보다 크게 형성하여 큰 자기장이 서로 수직하게 쇄교함으로써 상기 진동자(55, 57)는 크게 진동하게 된다.

상기 비자성체(55)와 마그네트(57)의 진동은 상기 비자성체(55) 양측 가장자리에 각각 결합되어 있는 제 1 탄성 진동판(51a)과 제 2 탄성 진동판(51b)에 전달되고, 상기 제 1 및 제 2 탄성 진동판(51a, 51b)은 상기 케이스(50)에 진동을 전달한다. 상기 케이스(50)와 상기 제 1 및 제 2 탄성 진동판(51a, 51b))이 고정되는 영역에는 진동의 전달과 상기 진동자(55, 57)의 지지를 위하여 상기 고정부(58)가 배치되어 있으므로, 진동력을 최대한 상기 케이스(50)에 전달될 수 있도록 하였다.

도 4는 본 발명에 따른 진동 발생장치의 진동자의 진동을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 진동 발생장치의 진동자(55, 57)는 비자성체(55)가 마그네트(57)를 상부와 양측면을 둘러싼 모형을 하여 일체형으로 구성되어 있다. 상기 비자성체(55)의 두께를 줄이거나 형상을 변화시켜 삽입되는 상기 마그네트(57)의 크기를 변화시킬 수 있다.

상기 비자성체(55)의 비중과 상기 마그네트(57)의 비중을 크게하여진동자(55, 57)가 자기장에 의하여 큰 진동력을 갖도록 하였다.

또한, 상기 비자성체(55) 내부에 삽입되어 있는 상기 마그네트(57)는 저주파 신호에 의하여 자기장을 발생시키는 단상코일(59)과 수직으로 교차되도록 되어 있다. 도면에서 도시된 것과 같이, 상기 마그네트(57)의 N형 자극으로부터 발생하는 자속선이 수직으로 상기 단상코일(59)에 쇄교되도록 하였고, 상기 단상코일(59)에서 발생되는 자속선도 상기 마그네트(57)와 수직으로 교차되어 강한 자기력에 의한 인력과 척력이 발생한다.

그리고, 비중이 큰 상기 비자성체(55)의 형태를 변형시키고 상기 마그네트(57)의 크기를 크게하여 진동자(55, 57)의 전체적 비중을 커졌고, 상기 단상코일(59)의 하단에 배치하여 수직적인 자속선을 형성하도록 하여 큰 진동력을 받기 때문에 이를 견고히 지지하면서 진동력을 전달될 수 있도록 탄성 진동판을 이중 구조로 하였다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 진동 발생장치의 진동자를 비자성체를 사용하고, 마그네트를 크게하여 진동력을 크게한 효과가 있다.

아울러, 단상코일을 마그네트 하단에 배치하여 자속선이 수직으로 쇄교하도록하여 큰 자기력이 발생하도록 하였다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 진동력을 방출하는 밀폐형 케이스;

   상기 케이스 중앙에 비자성체와 마그네트를 결합한 진동자;

   상기 비자성체와 마그네트가 결합된 진동자를 지지하는 이중 탄성 진동판; 및

   상기 마그네트 하부의 상기 케이스 하단 중앙 영역에 배치된 단상코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이중 탄성 진동판을 지지하면서 상기 비자성체와 마그네트가 결합한 진동자로부터 전달되는 진동력을 상기 케이스에 전달하도록 하는 고정부가 상기 케이스 양측면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 단상코일은 상기 마그네트에서 발생하는 자기장과 저주파 신호에 의하여 자기장을 발생하는 상기 진도코일의 자기장과 서로 수직으로 쇄교되도록 상기 케이스 하단에 배치하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 비자성체의 재질은 비중이 큰 텅스텐 계열의 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.