KR101071316B1 - 충격발생모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격발생모듈에 관한 것으로, 자성체로 이루어진 하부플레이트의 상면에 부착 또는 근접하여 설치되고, 외부에서 전기에너지를 공급받을시 자기장을 형성하는 자장형성유닛; 상하방향으로의 탄성력을 제공하도록 상기 자장형성유닛의 상부에 이격되어 고정설치된 탄성력제공수단; 상기 탄성력제공수단에 연결되되, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 하부플레이트에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단의 탄성복원력에 의해 상기 하부플레이트로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 되는 영구자석; 상기 영구자석의 일측에 고정되어, 상기 영구자석의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터; 상기 하부플레이트의 외주면을 따라 상방으로 연장되어 형성된 케이스; 및 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단과 부딪쳐 충격을 발생하도록 상기 케이스의 상면에 근접 또는 부착되어 구비된 충격전달패널;을 포함하여 구성된다.

충격, 발생, 모듈, 간극

Description

충격발생모듈{A module for generating impulse}

본 발명은 충격발생모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충격전달패널에 진동발생모듀을 조립 시 간단하게 부착하는 작업만으로 컨택터와 충격전달패널 간의 간극이 유지될 수 있는 구조이므로, 대량생산에 적합한 충격발생모듈에 관한 것이다.

휴대폰으로 결제를 하고, TV를 시청하고, 인터넷을 사용하는 등의 모습은 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있다.

한편, 장소의 제한 없이 인터넷을 쉽게 접속할 수 있게 됨에 따라, 사용자들은 더 이상 제한된 데스크톱 컴퓨터에만 의존하지 않고, PDA, 핸드폰 등의 모바일장치를 통해 언제, 어디에서나 원하는 정보를 얻으려 하고 있다.

이러한 사실은 시공간적 한계를 뛰어 넘어 모든 곳에 정보가 편재되어 있는 '유비쿼터스(Ubiquitous) 시대'로 접어들고 있음을 보여준다.

이와 같은 유비쿼터스 시대에 대응할 수 있는 유비쿼터스 장치(또는 U-단말 기)를 개발하는 것은 유비쿼터스 네트워크(Ubiquitous Network), 즉, 언제 어디서나 컴퓨터에 연결될 수 있는 네트워킹 환경을 이용한 사회시스템의 보급을 촉진하는 원동력이 될 수 있으며, 국민의 대다수가 사회시스템의 시장이 더욱 용이하게 출현할 수 있도록 한다.

유비쿼터스 네트워크 환경을 통해 전달된 다양한 정보를 모바일장치에서 사용자에게 효과적으로 전달하기 위해선 사람의 오감을 통해 전달하여야 하지만, 우리가 이제까지 접할 수 있는 모바일장치는 인간의 다섯 가지 감각 중 주로 시각과 청각에 의존해왔다.

하지만, 최근 들어 시각, 청각과 함께 또 하나의 매우 중요한 감각인 촉감을 전달하는 기술에 대한 연구가 활발해지고 있으며, 이러한 촉감을 이용하는 장치를 햅틱 장치라고 한다.

햅틱 장치(Haptic Device)는 가상현실, 시뮬레이션(Simulation), 착용용 컴퓨터(Wearable Computers), 로보틱스(Robotics), 의료용 등 다양한 분야에 활용되고 있으며, 햅틱인터페이스(Haptic Interface)라고도 한다.

이러한 햅틱 장치는 근육, 관절에 물리적인 힘을 전달해 주는 힘반력장치(Force Feedback Device)와, 피부에 내재되어 있는 기계수용체(Mechano Receptor)를 통하여 질감, 온도, 압력, 진동, 통증 등과 같은 피부 자극을 전달하는 촉감장치(또는 촉감제시장치(Tactile Display))로 구분된다.

여기서, 촉감장치는 피부 자극에 의하여 사용자에게 실제 물체의 질감과 같은 사실적인 힘(Realistic Force)을 구현하는 촉감기술(Tactile Technology)을 구 비하는 것이 중요하다.

최근 들어, 전자장치, 예컨대, 핸드폰과 같은 전자장치는 SKT사의 "3G+"나 KTF사의 "SHOW"와 같이 청각적인 정보뿐만 아니라 시각적인 정보까지 전달하게 되었으며, 이처럼 시각적인 정보를 전달하기 때문에 사용자들은 좀더 커다란 디스플레이를 요구하게 되었고, 이에 따라 "햅틱폰, 터치웹폰" 등과 같이 조작 버튼이 없이 전면이 터치스크린 형태로 구성되는 핸드폰으로 바뀌어 가고 있다.

종래의 핸드폰과 같은 전자장치에 구비된 조작 버튼이 없어짐에 따라 사용자들은 터치스크린만을 이용하여 핸드폰을 조작하게 되었고, 이에 따른 단점으로는 사용자가 터치스크린을 조작 시 자신이 터치스크린을 터치하여 조작이 제대로 이루어졌는지를 인식하기 힘들게 되었고, 이로 인한 터치스크린의 오조작 발생률이 높아지게 되었다.

상술한 바와 같은 단점을 극복하기 위해 터치스크린이 터치되어 조작이 이루어진 경우에 진동모터가 구동되어 진동을 발생하거나 터치스크린 화면 자체가 떨림 동작하는 등의 접근이 시도되고 있다.

그러나 터치스크린의 조작 시 진동모터가 구동되어 진동을 발생하는 경우에는 사용자로 하여금 진동 느낌이 깔끔하지 못하고, 진동의 종류를 한가지로만 구현할 수밖에 없다는 단점이 있으며, 핸드폰 전체가 흔들리게 되어 오조작을 일으킬 수 있다는 문제점이 있다.

터치패널에 충격을 가하여 햅틱피드백을 제공해주는 충격량제공액츄에이터를 장착시, 컨택터와 터치패널의 간극을 조절하기가 힘들어 대량생산에 문제가 있다

또한, 터치스크린의 조작 시 터치스크린 화면 자체가 떨리는 것은 사용자로 하여금 핸드폰을 조작하는 데 있어 혼란을 일으킬 수 있고, 화면이 떨림으로 인한 눈의 피로감이 증대되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 터치스크린에 진동을 발생하는 진동모터는 장치 내에 조립하기가 번거럽고 어려운 단점으로, 대량생산에 부적합한 문제점이 있다.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 충격전달패널에 진동발생모듈을 조립 시 간단하게 부착하는 작업만으로 컨택터와 충격전달패널 간의 간극이 유지될 수 있는 구조이므로, 대량생산에 적합한 충격발생모듈을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 충격발생모듈은, 자성체로 이루어진 하부플레이트의 상면에 부착 또는 근접하여 설치되고, 외부에서 전기에너지를 공급받을시 자기장을 형성하는 자장형성유닛; 상하방향으로의 탄성력을 제공하도록 상기 자장형성유닛의 상부에 이격되어 고정설치된 탄성력제공수단; 상기 탄성력제공수단에 연결되되, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 하부플레이트에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단의 탄성복원력에 의해 상기 하부플레이트로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 되는 영구자석; 상기 영구자석의 일측에 고정되어, 상기 영구자석의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터; 상기 하부플레이트의 외주면을 따라 상방으로 연장되어 형성된 케이스; 및 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단과 부딪쳐 충격을 발생하도록 상기 케이스의 상면에 근접 또는 부착되어 구비된 충격전달패널;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 영구자석이 초기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 케이스의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 케이스의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탄성력제공수단은 플레이트의 형태로서, 상기 자장형성유닛의 상부에 이격되어 고정설치되기 위한 고정평면부 및 상기 고정평면부에서 수평하게 연장되어 나선형상으로 이루어져 탄성력을 제공하기 위한 나선평면부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 고정평면부는 상기 하부플레이트의 일측에서 상방으로 연장된 고정유닛;의 상단부에 고정설치된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 고정유닛은 비자성체로 이루어져 상호 적층된 다수개의 스페이서;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 고정유닛의 상단부에 고정설치된 고정평면부에는 비자성체로 이루어진 간극용 스페이서;가 적층된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 영구자석이 초기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 간극용 스페이서의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 간극용 스페이서의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탄성력제공수단과 상기 영구자석의 사이에 개재되되, 하면이 개구된 원통형으로 형성되어 내측 상면에 상기 영구자석이 고정장착되고, 외측 상면에 상기 탄성력제공수단이 고정설치되며, 자성체로 이루어진 자석홀더;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 영구자석은 원통형으로 형성되되, 상부의 반경이 하부의 반경보다 크도록 대자석부의 하측에 소자석부가 다단으로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 대자석부와 상기 소자석부는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 대자석부와 상기 소자석부는 분리형으로 이루어지되 상호 고정부착된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 영구자석과 대향되는 상기 하부플레이트의 대향면에는 상방으로 돌출된 자성체의 코어가 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 하부플레이트는 상기 자장형성유닛의 외주를 따라 형성된 원호형 슬릿홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 충격전달패널에 진동발생모듀을 조립 시 간단하게 부착하는 작업만으로 컨택터와 충격전달패널 간의 간극이 유지될 수 있는 구 조이므로, 대량생산에 적합한 이점이 있다.

또한, 탄성력제공수단이 탄성복원력을 보유하는 초기상태에서 상기 탄성복원력을 이용하여 응답속도가 빠른 진동을 발생할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 탄성력제공수단이 탄성복원력을 보유하는 초기상태에서 작은 전력을 인가하여도 상기 탄성복원력과 함께 동작되므로, 응답속도가 빠른 진동을 발생할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 영구자석이 자중에 의해 무접촉한 상태로 상하진동함에 따른 관성력에 의해 진동이 발생하므로, 부드러운 진동을 발생할 수 있음과 더불어 소음이 발생하지 않는다는 이점이 있다.

또한, 대자석부와 소자석부로 구성된 영구자석의 형상에 의해 자기력선을 루프로 만들어 주게 되어 자력이 증폭될 수 있다는 이점이 있다.

또한, 진동을 발생하는 영구자석의 상승시간(Rising Time)/하강시간(Falling Time)을 기존의 선형진동모터보다 크게 줄여줄 수 있어, 더욱 다양한 진동패턴을 만들어 낼 수 있으므로 사용자의 촉감을 다양하게 자극할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 충격발생모듈은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 크게, 하부플레이트(10), 자장형성유닛(100), 탄성력제공수단(200), 고정유닛(500), 영구자석(300), 자석홀더(400), 컨택터(404), 케이스(20), 충격전달패널(30)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 자장형성유닛(100)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 자장형성유닛(100)은 자성체로 이루어진 하부플레이트(10)의 상면에 부착 또는 근접하여 설치되고, 외부에서 전기에너지를 공급받을시 자기장을 형성하는 구성요소이다.

상기 하부플레이트(10)는 자성체(磁性體, magnetic substance)로서, 자성을 지닌 물질, 즉, 자기장 안에서 자화하는 재질로 이루어진다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(10)의 상면에는, 상기 영구자석(300)과 대향되는 위치에 상방으로 돌출되어 형성된 코어(C)가 구비된다. 상기 코어(C)는 상기 하부플레이트(10)와 일체형으로 형성될 수도 있고, 상기 하부플레이트(10)의 상면에 고정장착되는 분리형으로 형성될 수도 있다.

상기 코어(C)는 상기 하부플레이트(10)와 함께 상기 영구자석(300)의 하강운동을 유도하기 위한 부분으로서, 본 실시예의 작동에 대한 설명 시 상세하게 설명하도록 한다.

한편, 상기 하부플레이트(10)는 상하면을 관통하는 원호형 슬릿홀(h)이 형성되는데, 상기 원호형 슬릿홀(h)은 후술하게 될 자장형성유닛(100)의 외주를 따라 형성되는 것이 바람직하다.

상기 원호형 슬릿홀(h)은 상기 영구자석(300)에서 발생하는 자기력선의 흐름을 유도하기 위한 부분으로서, 본 실시예의 작동에 대한 설명 시 상세하게 설명하도록 한다.

상기 자장형성유닛(100)은 보빈리스(bobbinless) 솔레노이드로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 보빈리스 솔레노이드에 전류가 미인가되는 경우에는 보빈리스 솔레노이드는 자화되지 않고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보빈리스 솔레노이드에 전류가 인가되는 경우에 상부가 N극이 되고, 하부가 S극이 되도록 자화된다. 이러한 자력의 방향은 임의대로 변경하여 적용할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 하부플레이트(10)의 상면에 돌출되어 형성된 코어(C)는 상기 보빈리스 솔레노이드의 중심축선상에 위치되도록 형성되고, 상기 하부플레이트(10)의 상하면을 관통하여 형성된 원호형 슬릿홀(h)과 상기 보빈리스 솔레노이드는 상호 동심원을 이루도록 배열되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 탄성력제공수단(200) 및 고정유닛(500)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 탄성력제공수단(200)은 상기 자장형성유닛(100)의 상부에 이격되어 설치되며, 상세하게, 상기 영구자석(300)과 연결되어 상기 영구자석(300)이 상하방향으로 탄성이동가능하도록 탄성력을 제공하게 된다.

예컨대, 상기 탄성력제공수단(200)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 플 레이트의 형태로서, 상기 자장형성유닛(100)의 상부에 이격되어 고정설치되기 위한 고정평면부(210) 및 상기 고정평면부(210)에서 수평하게 연장되어 나선형상으로 이루어져 탄성력을 제공하기 위한 나선평면부(220)를 포함하여 구성된다.

상기 고정평면부(210)는 상기 하부플레이트(10)의 일측에서 상방으로 연장된 고정유닛(500)의 상단부에 고정설치될 수 있으며, 상기 고정유닛(500)은 비자성체로 이루어져 상호 적층된 다수개의 스페이서(510)로 구성될 수 있다.

즉, 상기 하부플레이트(10)의 일측에 상기 스페이서(510)가 다수개 상호 적층되고, 상기 적층된 스페이서(510)의 최상단면에 상기 탄성력제공수단(200)의 고정평면부(210)가 적층되어 고정설치되는 것이다.

한편, 상기 탄성력제공수단(200)의 고정평면부(210)는 상기 케이스(20)의 내측면에 일체로 연장되어 형성될 수도 있다.

다음으로, 상기 영구자석(300) 및 자석홀더(400)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 영구자석(300)은 상기 탄성력제공수단(200)에 연결되되, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 하부플레이트(10)에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단(200)이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛(100)의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단(200)의 탄성복원력에 의해 상기 하부플레이트(10)로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 된다.

한편, 상기 자석홀더(400)는 자성체로 이루어지고, 상기 탄성력제공수단(200)과 상기 영구자석(300)의 사이에 개재되되, 하면이 개구된 원통형으로 형성되어 내측 상면에 상기 영구자석(300)이 고정장착되고, 외측 상면에 상기 탄성력제공수단(200)이 고정설치된다.

즉, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탄성력제공수단(200)의 나선평면부(220)의 하면에 상기 자석홀더(400)의 외측 상면이 고정되고, 상기 자석홀더(400)의 내측 상면에 상기 영구자석(300)이 고정장착된다.

따라서, 상기 영구자석(300)은 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 자석홀더(400)와 함께 상기 하부플레이트(10)에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단(200)이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛(100)의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단(200)의 탄성복원력에 의해 상기 자석홀더(400)와 함께 상기 하부플레이트(10)로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)은 원통형으로 형성되되, 상부의 반경이 하부의 반경보다 크도록 대자석부(310)의 하측에 소자석부(320)가 다단으로 형성된다.

상술한 바와 같이 형성된 영구자석(300)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 대자석부(310)에서 상기 소자석부(320)로 자기력선이 향하고, 상기 소자석부(320)에서 상기 코어(C)를 통해 상기 하부플레이트(10)로 자기력선이 향하며, 상기 하부 플레이트(10)의 원호형 슬릿홀(h)에 의해 상기 하부플레이트(10)에서 상기 자석홀더(400)의 하단부로 자기력선이 향하고, 상기 자석홀더(400)의 하단부에서 상기 자석홀더(400)의 상단부로 자기력선이 향하며, 상기 자석홀더(400)의 상단부에서 상기 대자석부(310)로 자기력선이 향하도록 자기력선의 루프가 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 대자석부(310)와 상기 소자석부(320)는 일체형으로 이루어지거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 대자석부(310)와 상기 소자석부(320)는 분리형으로 이루어지되 상호 고정부착될 수 있다.

다음으로, 컨텍터, 케이스(20), 충격전달패널(30), 간극용 스페이서(520)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 컨택터(404)는 상기 영구자석(300)의 일측에 고정되어, 상기 영구자석(300)의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하게 되는데, 상세하게는, 상기 자석홀더(400)를 개재해서 상기 영구자석(300)의 상측 부분에 고정된다.

상기 컨택터(404)는 상기 탄성력제공수단(200)의 나선평면부(220)의 중앙부에 형성된 홀(h1)을 통해 상기 자성홀더(400)의 상부면(402)에 고정되어 설치될 수 있다.

상기 케이스(20)는 상기 하부플레이트(10)의 외주면을 따라 상방으로 연장되어 형성되고, 상기 충격전달패널(30)은 상기 케이스(20)의 상단면에 부착되어 고정되며, 상기 하부플레이트(10), 상기 케이스(20), 상기 충격전달패널(30)에 의해 소정의 밀폐공간이 형성될 수 있다. 상기 케이스(20)와 상기 충격전달패널(30)은 비 자성체로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 충격전달패널(30)은 전자기기의 터치패널이 될 수도 있다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 초기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 케이스(20)의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 후기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 케이스(20)의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 영구자석(300)이 초기상태시 상기 컨택터(404)의 선단과 상기 케이스(20)의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치됨에 따라 상기 충격전달패널(30)의 하면에서 이격되어 간극이 형성된 상태가 되는 것이다.

따라서, 상기 영구자석(300)이 후기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 충격전달패널(30)의 하면과 부딪쳐 충격을 발생할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 구조에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 충격발생모듈을 충격전달패널(30)이 설치함에 있어서, 충격발생모듈의 케이싱 상단면을 상기 충격전달패널(30)의 하면에 부착하여 설치하는 간단한 방법으로 설치가능하고, 이에 따라 상기 컨택터(404)와 상기 충격전달패널(30) 간의 간극이 적절하게 형성되어 상기 영구자석(300)이 후기상태로 작동시 상기 컨택터(404)와 상기 충격전달패널(30) 사이에 충격이 발생되어 충격진동이 발생될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 초기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 케이스(20)의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되어 간극을 형성하는 방법 이외에 하기의 방법으로도 간극을 형성할 수 있다.

즉, 다수개의 스페이서(510)로 이루어진 고정유닛(500)의 상단부에 고정된 탄성력제공수단(200)의 고정평면부(210)의 상면에 간극용 스페이서(520)를 적층하는 것이다.

예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 초기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 간극용 스페이서(520)의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 후기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 간극용 스페이서(520)의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것이다.

다시 말하면, 상기 영구자석(300)이 초기상태시 상기 컨택터(404)의 선단과 상기 간극용 스페이서(520)의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치됨에 따라 상기 충격전달패널(30)의 하면에서 이격되어 간극이 형성된 상태가 되는 것이고, 상기 영구자석(300)이 후기상태시 상기 컨택터(404)의 선단이 상기 충격전달패널(30)의 하면과 부딪쳐 충격을 발생할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 구조에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 충격발생모듈을 충격전달패널(30)이 설치함에 있어서, 충격발생모듈의 간극용 스페이서(520)의 상단면을 상기 충격전달패널(30)의 하단면에 부착하여 설치하는 간단한 방법으로 설치가능하고, 이에 따라 상기 컨택터(404)와 상기 충격전달패널(30) 간의 간극이 적절하게 형성되어 상기 영구자석(300)이 후기상태로 작동시 상기 컨택터(404)와 상기 충격전달패널(30) 사이에 충격이 발생되어 충격진동이 발생될 수 있게 된다.

이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 탄성반력을 이용한 진동발생모듈의 작동에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 탄성반력을 이용한 진동발생모듈의 구성을 요약하면 다음과 같다.

1. 자성체의 하부플레이트(10) - 플레이트형상으로 형성되어 중심에 코어(C)가 돌출되어 설치되고, 원호형 슬릿홀(h)이 형성된 하부플레이트(10)로 구성됨.

2. 자장형성유닛(100) - 자성체의 상면에 부착 또는 근접하여 설치되고, 외부에서 전기에너지를 공급받을시 자기장을 형성되는 보빈리스 솔레노이드로 구성됨.

3. 탄성력제공수단(200) - 영구자석(300)에 상하방향으로의 탄성력을 제공하도록 상기 자장형성유닛(100)의 상부에 이격되어 고정설치되며, 고정설치를 위한 고정평면부(210)와 탄성력을 제공하기 위한 나선평면부(220)로 구성됨.

4. 영구자석(300) - 상기 탄성력제공수단(200)에 고정설치되되, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 자성체에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단(200)이 탄성력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛(100)의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단(200)의 탄성력에 의해 상기 자성체로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 됨.

5. 자석홀더(400) - 상기 탄성력제공수단(200)과 상기 영구자석(300)의 사이 에 개재되되, 하면이 개구된 원통형으로 형성되어 내측 상면에 상기 영구자석(300)이 고정장착되고, 외측 상면에 상기 탄성력제공수단(200)이 고정설치되며, 자성체로 이루어짐.

6. 고정유닛(500) - 상기 하부플레이트(10)의 일측에 상기 스페이서(510)가 다수개 상호 적층되고, 상기 적층된 스페이서(510)의 최상단면에 상기 탄성력제공수단(200)의 고정평면부(210)가 적층되어 고정설치됨.

7. 컨택터(404) - 상기 자석홀더(400)를 개재해서 상기 영구자석(300)의 일측, 즉, 상부측에 고정되어 설치되고, 상기 영구자석(300)의 상하 운동에 따라 함께 상하 운동하여 상기 충격전달패널(30)을 타격하여 충격진동을 발생하게 함.

상술한 바와 같이 구성된 탄성반력을 이용한 진동발생모듈에 있어서, 상기 영구자석(300)에서 발생하는 자기력선은, 상기 영구자석(300)의 하측, 상기 하부플레이트(10), 상기 원호형 슬릿홀(h), 상기 자석홀더(400), 상기 영구자석(300)의 상측을 순차적으로 따라 흐르도록 형성된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지가 공급되지 않아 자장이 형성되지 않는 경우에는, 1차적으로 상기 영구자석(300)의 대자석부(310)에서 소자석부(320)로 자기력선이 형성되고, 2차적으로 상기 소자석부(320)에서 상기 코어(C)로 자기력선이 형성되며, 3차적으로 상기 코어(C)에서 상기 하부플레이트(10)로 자기력선이 형성되고, 4차적으로 상기 원호형 슬릿홀(h)에 의해 상기 하부플레이트(10)에서 상기 자석홀더(400)의 하단부로 자기력선이 형성되며, 5차적으로 상기 자석홀더(400)의 하단부에서 상기 자석홀더(400)의 상단부를 통해 상기 영구자석(300)의 대자석부(310)로 자기력선이 형성된다.

상술한 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 대자석부(310)와 소자석부(320)로 형성됨에 따라서 상기 영구자석(300)에서 발생하는 자기력선의 루프가 용이하게 형성될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지가 공급되지 않아 자장이 형성되지 않는 경우에는, 상기 영구자석(300)이 상기 하부플레이트(10) 및 상기 코어(C)에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단(200)이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 자장형성유닛(100)에 전기에너지가 공급되어 자장이 형성된 경우에는, 상기 영구자석(300)에 의해 형성된 자기력선의 형성 방향과 반대가 되는 방향으로 상기 자장형성유닛(100)의 자장이 형성된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)의 좌측을 기준으로 할 때 상기 영구자석(300)에서 발생한 자기력선의 방향이 시계방향이면, 상기 자장형성유닛(100)에서 발생한 자기력선의 방향이 반시계방향이 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 영구자석(300)에서 발생한 자기력선과 상기 자장형성유닛(100)에서 발생한 자기력선의 방향이 서로 반대 방향이 됨에 따라 상기 영구자석(300)은 상기 자장형성유닛(100)과의 척력에 의해 상방으로 상승하려는 힘이 발생하게 되고, 이때, 상기 탄성력제공수단(200)의 탄성복원력이 추가적으로 발생함에 따라 상기 영구자석(300)이 상승하게 되어 후기상태가 되며, 이때, 상기 컨택터(404)가 상기 충격전달패널(30)을 타격하여 충격량을 발생시킴에 따라 충격진동 이 발생하게 된다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(300)이 상기 하부플레이트(10) 및 상기 코어(C)에 근접되도록 하강한 초기상태 및 상기 영구자석(300)이 척력과 탄성복원력에 의해 상승한 후기상태가 반복적으로 지속됨에 따라 상기 충격전달패널(30)에서 충격진동이 발생할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충격발생모듈을 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 충격발생모듈을 보여주는 분해사시도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 충격발생모듈을 보여주는 조립사시도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 충격발생모듈을 보여주는 단면도.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 충격발생모듈의 작동을 보여주는 단면도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 충격발생모듈의 작동을 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:하부플레이트 20:케이스

30:충격전달패널 100:자장형성유닛

200:탄성력제공수단 210:고정평면부

220:나선평면부 300:영구자석

310:대자석부 320:소자석부

400:자석홀더 404:컨택터

500:고정유닛 510:스페이서

520:간극용 스페이서

C:코어 h:원호형 슬릿홀

Claims (13)

1. 자성체로 이루어진 하부플레이트의 상면에 부착 또는 근접하여 설치되고, 외부에서 전기에너지를 공급받을시 자기장을 형성하는 자장형성유닛;

   상하방향으로의 탄성력을 제공하도록 상기 자장형성유닛의 상부에 이격되어 고정설치되기 위한 고정평면부 및 상기 고정평면부에서 수평하게 연장되어 나선형상으로 이루어져 탄성력을 제공하기 위한 나선평면부를 포함하여 플레이트의 형태로 구성된 탄성력제공수단;

   상기 탄성력제공수단에 연결되되, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 미공급시 자체자력에 의해 상기 하부플레이트에 근접되도록 하강함에 따라 상기 탄성력제공수단이 탄성복원력을 보유하는 초기상태가 되고, 상기 자장형성유닛에 전기에너지 공급시 상기 자체자력과 상기 자장형성유닛의 자기장 사이에 발생한 척력 및 상기 탄성력제공수단의 탄성복원력에 의해 상기 하부플레이트로부터 이격되도록 상승함에 따라 후기상태가 되는 영구자석;

   상기 영구자석의 일측에 고정되어, 상기 영구자석의 운동에 따라 함께 상승 또는 하강하는 컨택터;

   상기 하부플레이트의 외주면을 따라 상방으로 연장되어 형성된 케이스; 및

   상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단과 부딪쳐 충격을 발생하도록 상기 케이스의 상면에 근접 또는 부착되어 구비된 충격전달패널;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 영구자석이 초기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 케이스의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 케이스의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 고정평면부는 상기 하부플레이트의 일측에서 상방으로 연장된 고정유닛;의 상단부에 고정설치된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 고정유닛은 비자성체로 이루어져 상호 적층된 다수개의 스페이서;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 고정유닛의 상단부에 고정설치된 고정평면부에는 비자성체로 이루어진 간극용 스페이서;가 적층된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
7. 제6항에 있어서,

   상기 영구자석이 초기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 간극용 스페이서의 상단면에 대응하는 수평면에서 이격되어 내부로 함몰되어 위치되고, 상기 영구자석이 후기상태시 상기 컨택터의 선단이 상기 간극용 스페이서의 상단면에 대응하는 수평면과 동일하거나 이격되어 외부로 돌출되어 위치되는 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
8. 제1항에 있어서,

   상기 탄성력제공수단과 상기 영구자석의 사이에 개재되되, 하면이 개구된 원통형으로 형성되어 내측 상면에 상기 영구자석이 고정장착되고, 외측 상면에 상기 탄성력제공수단이 고정설치되며, 자성체로 이루어진 자석홀더;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
9. 제1항에 있어서,

   상기 영구자석은 원통형으로 형성되되, 상부의 반경이 하부의 반경보다 크도록 대자석부의 하측에 소자석부가 다단으로 형성된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제9항에 있어서,

    상기 대자석부와 상기 소자석부는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제9항에 있어서,

    상기 대자석부와 상기 소자석부는 분리형으로 이루어지되 상호 고정부착된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
12. 제1항에 있어서,

    상기 영구자석과 대향되는 상기 하부플레이트의 대향면에는 상방으로 돌출된 자성체의 코어가 구비된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.
13. 제1항에 있어서,

    상기 하부플레이트는 상기 자장형성유닛의 외주를 따라 형성된 원호형 슬릿홀이 형성된 것을 특징으로 하는 충격발생모듈.

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