KR101851266B1 - Vibration motor with halbach magnet array - Google Patents

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강진선
최교석
김동은
김화식
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주식회사 블루콤
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Abstract

The present invention relates to a horizontal rectangular vibration motor, and more particularly, to a horizontal rectangular vibration motor capable of further improving the vibration power and a vibration rising time of the vibration motor by including magnets arranged in a Halbach array.

Description

할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터{VIBRATION MOTOR WITH HALBACH MAGNET ARRAY}Technical Field [0001] The present invention relates to a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement,

본 발명은 수평 사각 진동모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하여 구성됨으로써, 진동력 및 진동모터의 진동시작시간(Rising Time)을 더욱 향상시킬 수 있는 수평 사각 진동모터에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a horizontal rectangular vibration motor, and more particularly, to a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement, thereby improving the vibration time of the vibration motor, The present invention relates to a vibration motor.

최근 무선통신기술의 급격한 발달에 따라 휴대용 통신기기는 점점 소형화 및 경량화되고 있으며, 이러한 소형화 및 경량화 추세에 따라 휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 기구장치, IC칩 및 회로를 포함하는 부품들은 고집적화와 고기능화되면서 공간활용도를 높일 수 있도록 사이즈 및 형상의 진화가 필요하게 되었다.2. Description of the Related Art Recently, with the rapid development of wireless communication technology, portable communication devices are getting smaller and lighter, and components including device devices, IC chips, and circuits mounted inside portable communication devices have become highly integrated and high- It has become necessary to evolve the size and shape in order to increase the space utilization.

그리고 휴대용 통신기기 내부에 장착되어 무음 진동으로 착신을 알리는 편평형 진동모터 역시 전술한 추세에 맞추어 많은 연구들이 이루어지고 있다.In addition, a flat vibration motor mounted inside a portable communication device and informing of an incoming call by silent vibration has been studied in accordance with the above-mentioned trends.

휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 진동모터의 초기 모델들은 고정자와 회전자를 기본 구성으로 한 회전형 진동모터 형태였으며, 이러한 회전형 진동모터는 고정자의 브라켓에 샤프트를 고정하고 회전자를 샤프트에지지 회전시킴으로써 진동을 발생시켰으며, 진동력을 향상시키기 위해서 회전자의 체적을 크게 하거나, 회전수를 증가시켜 진동력을 개선하였으나, 구조상의 문제로 소형화에 한계가 있었을 뿐만 아니라 고진동을 발생시키는데 많은 어려움이 있었으며, 일정시간 이상의 수명을 보장할 수 없는 문제점이 있었다.The initial models of the vibration motor mounted inside the portable communication device were in the form of a rotary type vibration motor having a stator and a rotor as a basic constitution. The rotary type vibration motor fixes the shaft to the bracket of the stator, rotates the rotor on the shaft In order to improve the vibration power, the volume of the rotor is increased or the number of revolutions is increased to improve the vibration power. However, due to the structural problem, not only miniaturization but also difficulty in generating high vibration And the lifetime can not be guaranteed over a certain period of time.

전술한 회전형 진동모터의 문제점을 개선하고자 최근에는 수평 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터가 제시되었다.In recent years, a horizontal vibration type actuator type vibration motor has been proposed in order to solve the problems of the above-described rotary type vibration motor.

수평 진동형 엑츄에아터 타입 진동모터는 서로 대합되는 상부케이스 및 하부케이스와, 상부케이스 및 하부케이스의 적어도 한 면에 형성한 자기력 발생수단과, 자기력 발생수단에 대향하는 인력 또는 척력이 작용되는 마그네트와, 마그네트를 장착하여 한 몸체를 이루고 좌우로 움직이면서 진동력을 가중시키기 위한 중량물과, 중량물의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면의 하부에 위치하여 중량물을 탄력적으로 지지하는 탄성수단과, 탄성수단의 타단을 상부케이스 및 하부케이스에 고정시키기 위한 고정부재를 포함하여 이루어진다.The horizontal vibration type actuator type vibration motor includes an upper case and a lower case which are opposed to each other, magnetic force generating means formed on at least one surface of the upper case and the lower case, magnets opposed to the magnetic force generating means, Elastic means for resiliently supporting a heavy object placed on at least one of the upper and lower surfaces of the heavy object so as to increase the vibrational force while moving the left and right bodies with the magnet mounted thereon, And a fixing member for fixing the upper case to the upper case and the lower case.

이와 같은 수평 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터는 회전형 진동모터의 비해 사용 수명을 연장할 수 있고, 크기의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 응답 속도를 얻을 수 있는 장점이 있어 최근에는 널리 사용되고 있다.Such a horizontal vibration actuator type vibration motor is widely used in recent years because it can extend the useful life of the rotary type vibration motor and can overcome the limitation of the size as well as obtain a quick response speed.

한편, 수평 진동모터는, 내부 부품들이 진동체에 의한 충격을 받지 않도록 함으로써, 진동모터의 수명을 향상시킬 수 있고, 진동체의 진동력을 향상시킬수록 보다 우수한 진동모터를 제조할 수 있는 바, 내구성과 진동력이 더욱 향상된 진동모터의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.On the other hand, the horizontal vibration motor can improve the service life of the vibration motor by preventing the internal parts from being affected by the vibration body, and as the vibration power of the vibration body is improved, a better vibration motor can be manufactured, There is a continuing need for the development of vibration motors with improved durability and vibration power.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0073301호(2010. 07. 01.)Korean Patent Publication No. 10-2010-0073301 (2010. 07. 01.)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems,

진동력 및 진동모터의 진동시작시간(Rising Time)을 더욱 향상시킬 수 있는 수평 사각 진동모터를 제공하는 것에 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a horizontal rectangular vibration motor capable of further improving the vibration starting time (rising time) of the vibration power and vibration motor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

마그넷과 코일(30)을 포함하여 구성되는 수평 사각 진동모터에 있어서,In a horizontal rectangular vibration motor including a magnet and a coil 30,

상하로 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81),A first magnet 81 having upper and lower N and S poles arranged,

좌우로 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82),A second magnet 82 having left and right S and N poles arranged,

양극이 상기 제1마그넷(81)의 양극이 배치된 방향과 상하 반전된 방향으로 배치되는 제1반전마그넷(81R),A first reversing magnet 81R having an anode arranged in the direction in which the anode of the first magnet 81 is disposed and a direction in which the anode is reversed in the vertical direction,

양극이 상기 제2마그넷(82)의 양극이 배치된 방향과 좌우 반전된 방향으로 배치되는 제2반전마그넷(82R) 중, 적어도 어느 셋 이상을 포함하여 구성되는 할바흐배열마그넷(80)과;And a second reversing magnet (82R) having an anode disposed in a direction in which the anode of the second magnet (82) is disposed and a second reversing magnet (82R) disposed in the left and right reversed directions;

상기 할바흐배열마그넷(80)과의 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 수평 진동을 발생시키는 코일(30);을 포함하여 구성된다.And a coil (30) generating an electromagnetic force by the action of the bail array magnet (80) to generate horizontal vibration.

따라서, 본 발명은, 진동력 및 진동모터의 진동시작시간(Rising Time)을 더욱 향상시킬 수 있는 수평 사각 진동모터를 제공하는 효과를 갖는다.Therefore, the present invention has an effect of providing a horizontal rectangular vibration motor capable of further improving the vibration starting time (rising time) of the vibration power and the vibration motor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 결합단면도이다.
도 3 내지 도 5는 할바흐 배열의 배열구조 및 할바흐 배열에 따른 자계의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷과 코일의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7은 한 쌍의 마그넷을 포함하여 구성되는 종래의 수평진동모터의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 구성에 따른 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7 및 도 8의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 3개로 구성하였을 때의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 3개로 구성하였을 때의 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 10 및 도 11의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 5개로 구성하였을 때의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 5개로 구성하였을 때의 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13 및 도 14의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면이다.
도 16 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터에서, 3개의 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 구성되고, 마그넷의 하부에 1개의 코일이 구성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 18 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터에서, 5개의 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 구성되고, 마그넷의 하부에 1개의 코일이 구성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 20 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터에서, 5개의 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 구성되고, 마그넷의 하부에 2개의 코일이 구성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터에서, 3개의 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 구성되고, 마그넷의 하부에 1개의 코일이 구성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터에서, 5개의 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 구성되고, 마그넷의 하부에 2개의 코일이 구성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 24 내지 도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 코일의 하부에 자성체가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 코일의 하부에 자성체가 결합되지 않고 구성되었을 때의 전자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이다.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 코일의 하부에 자성체가 결합되어 구성되었을 때의 전자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이다.1 is an exploded perspective view of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention.
2 is an assembled cross-sectional view of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3 to 5 are conceptual diagrams showing the arrangement of the magnetic field in accordance with the arrangement structure of the Halbach arrangement and the Halbach arrangement.
6 is a view showing a configuration example of a magnet and a coil of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing analysis data of the magnetic field force of a conventional horizontal vibration motor including a pair of magnets.
Fig. 8 is a view showing a configuration direction of the magnetic field in accordance with the configuration of Fig. 7. Fig.
FIG. 9 is a diagram showing data values of the analysis results of FIGS. 7 and 8. FIG.
FIG. 10 is a view showing analysis data of magnetic field forces when three magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are constructed.
11 is a view showing a configuration direction of a magnetic field when three magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are formed.
12 is a diagram showing the analysis result data values in Figs. 10 and 11. Fig.
13 is a view showing analysis data of a magnetic field force when five magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are constructed.
FIG. 14 is a view showing a configuration direction of a magnetic field when five magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are used.
Fig. 15 is a diagram showing data values of the analysis results of Figs. 13 and 14. Fig.
16 to 17 are diagrams illustrating a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention, wherein three magnets are configured to have a Halbach arrangement, and one In which the coils are formed.
18 to 19 are diagrams illustrating a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention, wherein five magnets are configured to have a Halbach arrangement, and one In which the coils are formed.
20 to 21 are diagrams illustrating a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention, wherein five magnets are configured to have a Halbach arrangement, and two In which the coils are formed.
22 is a perspective view of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention, wherein three magnets are configured to have a Halbach arrangement structure, and one coil is formed at a lower portion of the magnet Fig.
23 is a perspective view of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention, in which five magnets are configured to have a Halbach arrangement, and two coils are formed at the bottom of the magnet Fig.
24 to 25 are views showing a state where a magnetic body is coupled to a lower portion of a coil of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention.
26 is a view showing analysis data of an electromagnetic field force when a magnetic body is not coupled to a lower portion of a coil of a horizontal square vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention .
FIGS. 27 to 29 are graphs showing the analysis data of the force of the electromagnetic field when the magnetic material is coupled to the lower part of the coil of the horizontal rectangular vibration motor including the magnet arranged in the Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention FIG.

이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be described by way of example only and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The embodiments are provided to explain the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. .

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, the term "comprises" or "having ", etc. is intended to specify that there is a feature, number, step, operation, element, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

우선 본 발명은, 수평 사각 진동모터에 관한 것으로서, 브라켓(10), F-PCB(20), 코일(30), 스토퍼(40), 서포트(50), 스프링(60), 웨이트(70), 플레이트(90), 케이스(100) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있으며, 본원발명의 브라켓(10), F-PCB(20), 스토퍼(40), 서포트(50), 스프링(60), 웨이트(70), 플레이트(90), 케이스(100)는 본 출원인이 출원하였던 종래의 사각진동모터와 동일한 기능을 하도록 구성될 수 있으므로 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략하도록 한다.The present invention relates to a horizontal rectangular vibration motor and more particularly to a horizontal rectangular vibration motor which includes a bracket 10, an F-PCB 20, a coil 30, a stopper 40, a support 50, a spring 60, The bracket 10, the F-PCB 20, the stopper 40, the support 50, the spring 60 (see FIG. 1) The weight 70, the plate 90, and the case 100 may be configured to have the same functions as those of the conventional quadrature vibration motor applied by the applicant of the present invention, so that a detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참조하면,Referring to Figures 1 to 6,

일 실시예에 따른 본 발명은,According to an embodiment of the present invention,

마그넷과 코일(30)을 포함하여 구성되는 수평 사각 진동모터에 있어서,In a horizontal rectangular vibration motor including a magnet and a coil 30,

상하로 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81),A first magnet 81 having upper and lower N and S poles arranged,

좌우로 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82),A second magnet 82 having left and right S and N poles arranged,

양극이 상기 제1마그넷(81)의 양극이 배치된 방향과 상하 반전된 방향으로 배치되는 제1반전마그넷(81R),A first reversing magnet 81R having an anode arranged in the direction in which the anode of the first magnet 81 is disposed and a direction in which the anode is reversed in the vertical direction,

양극이 상기 제2마그넷(82)의 양극이 배치된 방향과 좌우 반전된 방향으로 배치되는 제2반전마그넷(82R) 중, 적어도 어느 셋 이상을 포함하여 구성되는 할바흐배열마그넷(80)과,And a second reversing magnet (82R) having an anode arranged in a direction in which the anode of the second magnet (82) is disposed and a second reversing magnet (82R) arranged in the left and right reversed directions, and a Hall element

상기 할바흐배열마그넷(80)과의 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 수평 진동을 발생시키는 코일(30)을 포함하여 구성된다.And a coil 30 for generating horizontal vibration by generating an electromagnetic force by the action of the bail array magnet 80.

상기 할바흐배열마그넷(80)은, 상하로 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우로 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하로 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우로 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R)와 이러한 마그넷 중, 연속된 세 개의 마그넷 또는 연속된 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성된다.The bobbin arrangement magnet 80 includes a first magnet 81 having upper and lower N and S poles arranged, a second magnet 82 having left and right S and N poles arranged, A second inversion magnet 82R in which N and S poles are arranged to the left and right, and three consecutive magnets or consecutive five magnets of the magnets are sequentially coupled in the horizontal direction do.

상기 코일(30)은, 상기 할바흐배열마그넷(80)에 대향하여 구성된다.The coil (30) is configured to oppose the Halbach magnet (80).

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 할바흐배열마그넷(80)에 적용되는 할바흐배열은, 각기 다른 착자 방향을 가진 다수의 마그넷을 결합함으로써, 전자계의 힘을 증가시키는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.3 to 5, the Halbach arrangement applied to the Halbach array magnet 80 of the present invention is understood to increase the force of the electromagnetic field by combining a plurality of magnets having different magnetization directions desirable.

한편, 도 7 내지 도 9를 참조하면,7 to 9,

도 7은 한 쌍의 마그넷을 포함하여 구성되는 종래의 수평진동모터의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 구성에 따른 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이며, 도 9는 도 7 및 도 8의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면으로서,Fig. 7 is a view showing analysis data of the magnetic field force of a conventional horizontal vibration motor constituted by a pair of magnets, Fig. 8 is a view showing a constitutional direction of the magnetic field according to the configuration of Fig. 7, 7 and Fig. 8,

도 9에서의 B는 자속밀도[Wb/m^2,T], I는 전류의 세기[A], L은 자계 내에 위치한 도체의 유효 길이[m]를 나타내고 있다.In FIG. 9, B denotes the magnetic flux density [Wb / m ^ 2, T], I denotes the current intensity [A] and L denotes the effective length [m] of the conductor located in the magnetic field.

이때, 로렌츠의 힘(Lorentz force)의 공식, F=BIL [N] 을 적용하였을 때, 마그넷이 한 쌍으로 구성될 경우, 전자계 힘이 0.05076 [N], 자속밀도(B)는 1.6171 [mT], 전류의 세기와 자계 내에 위치한 도체의 유효길이와의 곱은 266 [m·A]로 나오게 됨을 알 수 있다.When the magnets are constructed as a pair, the magnetic field strength is 0.05076 [N] and the magnetic flux density (B) is 1.6171 [mT] when the Lorentz force formula, F = BIL [N] , It can be seen that the product of the current intensity and the effective length of the conductor in the magnetic field is 266 [m · A].

또한, 도 10 내지 도 12를 참조하면,10 to 12,

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 3개로 구성하였을 때의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 3개로 구성하였을 때의 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이며, 도 12는 도 10 및 도 11의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면으로써,FIG. 10 is a view showing analysis data of the magnetic field force when three magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are formed, and FIG. FIG. 12 is a view showing a configuration direction of a magnetic field when three magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are formed. As a figure showing the result data value,

도 12에서의 B는 자속밀도[Wb/m^2,T], I는 전류의 세기[A], L은 자계 내에 위치한 도체의 유효 길이[m]를 나타내고 있다.In Fig. 12, B denotes the magnetic flux density [Wb / m ^ 2, T], I denotes the current intensity [A] and L denotes the effective length [m] of the conductor placed in the magnetic field.

이때, 로렌츠의 힘(Lorentz force)의 공식, F=BIL [N] 을 적용하였을 때, 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 3개로 구성될 경우, 전자계 힘이 0.07625 [N], 자속밀도(B)는 2.4292 [mT], 전류의 세기와 자계 내에 위치한 도체의 유효길이와의 곱은 266 [m·A]로 나오게 됨을 알 수 있다.In this case, when the magnet is composed of three pieces to have a Bragg arrangement, when the electromagnetic force is 0.07625 [N] and the magnetic flux density is B, when the formula of Lorentz force, F = BIL [N] Is 2.4292 [mT], and the product of the current intensity and the effective length of the conductor located in the magnetic field is 266 [m · A].

또한, 도 13 내지 도 15를 참조하면,13 to 15,

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 5개로 구성하였을 때의 자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 마그넷을 5개로 구성하였을 때의 자계의 구성 방향을 나타내는 도면이며, 도 15는 도 13 및 도 14의 해석 결과 데이터값을 나타내는 도면으로서,FIG. 13 is a view showing analysis data of a magnetic field force when five magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention are used. FIG. FIG. 15 is a view showing a configuration direction of a magnetic field when five magnets of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach array structure according to an embodiment of the present invention are used, and FIG. As a drawing showing the result data value,

도 15에서의 B는 자속밀도[Wb/m^2,T], I는 전류의 세기[A], L은 자계 내에 위치한 도체의 유효 길이[m]를 나타내고 있다.15, B represents the magnetic flux density [Wb / m ^ 2, T], I represents the current intensity [A], and L represents the effective length [m] of the conductor located in the magnetic field.

이때, 로렌츠의 힘(Lorentz force)의 공식, F=BIL [N] 을 적용하였을 때, 마그넷이 할바흐 배열구조를 갖도록 5개로 구성될 경우, 전자계 힘이 0.08991 [N], 자속밀도(B)는 2.8646 [mT], 전류의 세기와 자계 내에 위치한 도체의 유효길이와의 곱은 266 [m·A]로 나오게 됨을 알 수 있다.In this case, when the magnet is composed of five magnetic poles having a Bach arrangement, when the electric field force is 0.08991 [N] and the magnetic flux density is B, when the formula of Lorentz force, F = BIL [N] Is 2.8646 [mT], and the product of the current intensity and the effective length of the conductor in the magnetic field is 266 [m · A].

즉, 도 9, 도 12, 도 15의 자속밀도(B)를 비교하였을 때, 한 쌍으로 구성되는 마그넷 대비, 본원발명의 일 실시예에 따라 3개의 마그넷이 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷은, 한 쌍의 마그넷 대비 자속밀도가 약 50.2% 증가하고, 본원발명의 일 실시예에 따라 5개의 마그넷이 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷은, 한 쌍의 마그넷 대비 자속밀도가 약 77.1% 증가하게 되고, 동일 조건에서의 자속밀도(B)가 증가함에 따라, 전자계의 힘이 더욱 강해지게 됨을 알 수 있다.In other words, when comparing the magnetic flux density (B) of FIGS. 9, 12 and 15, the magnets having three magnets arrayed in a stripe arrangement structure according to an embodiment of the present invention, , The magnetic flux density is increased by about 50.2% with respect to the pair of magnets, and the magnets in which five magnets are arranged in the magnetic stripe arrangement structure according to an embodiment of the present invention have a magnetic flux density increased by about 77.1% And as the magnetic flux density B under the same conditions increases, the force of the electromagnetic field becomes stronger.

도 16 내지 도 17을 참조하면,16 to 17,

상기 할바흐배열마그넷(80)은, 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N 극이 배치되는 제1반전마그넷(81R)의 순으로 연속된 세 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고,The Bach arrangement magnet 80 includes a first magnet 81 in which upper and lower N and S poles are arranged, a second magnet 82 in which left and right S and N poles are arranged, a first magnet 82 in which upper and lower S and N poles are arranged, And three inverted magnets 81R are sequentially connected in the horizontal direction,

상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 상기 코일(30)은, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 단일로 구성될 수 있다.The coil 30, which is smaller than the width of the coil 30 and to which the magnetic substance 31 is attached at the center of the coil 30, is coupled to the upper plane of the F-PCB 20, And may be formed as a single unit at a position spaced apart from the lower portion of the magnet 80 and opposed to the hob array magnet 80.

도 18 내지 도 19를 참조하면,18 to 19,

상기 할바흐배열마그넷(80)은, 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R), 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R)의 순으로 연속된 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고,The Bach arrangement magnet 80 includes a second magnet 82R on which the left and right N and S poles are disposed, a first magnet 81 on which the upper and lower N and S poles are disposed, Two magnets 82, a first inverting magnet 81R in which the upper and lower S and N poles are arranged and a second inverting magnet 82R in which the left and right N and S poles are arranged are sequentially arranged in the horizontal direction Respectively,

상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 상기 코일(30)은, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 단일로 구성될 수 있다.The coil 30, which is smaller than the width of the coil 30 and to which the magnetic substance 31 is attached at the center of the coil 30, is coupled to the upper plane of the F-PCB 20, And may be formed as a single unit at a position spaced apart from the lower portion of the magnet 80 and opposed to the hob array magnet 80.

도 20 내지 도 21을 참조하면,20 to 21,

상기 할바흐배열마그넷(80)은, 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R), 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R)의 순으로 연속된 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고,The bobbin arrangement magnet 80 includes a first reversing magnet 81R in which upper and lower S and N poles are arranged, a second reversing magnet 82R in which left and right N and S poles are arranged, and upper and lower N and S poles Five magnets that are consecutively arranged in the order of the first magnet 81, the second magnet 82 on which the left and right S and N poles are disposed, the first inverted magnet 81R on which the upper and lower S and N poles are arranged, Respectively,

상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 상기 코일(30)은, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 한 쌍으로 구성될 수 있다.The coil 30, which is smaller than the width of the coil 30 and to which the magnetic substance 31 is attached at the center of the coil 30, is coupled to the upper plane of the F-PCB 20, And may be configured as a pair at a position spaced apart from the lower portion of the magnet 80 and opposed to the hob array magnet 80.

도 22 내지 도 23을 참조하면,22 to 23,

상기 코일(30)은, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 구성될 수 있다.The coil 30 may be coupled to an upper plane of the F-PCB 20 and may be spaced apart from the lower portion of the H-B arrange magnet 80 and oppose the H-B arrange magnet 80 .

도 24 내지 도 25를 참조하면,24 to 25,

상기 코일(30)은, 하부에 자성체(31)가 결합되어 구성될 수 있다.The coil 30 may be constructed by coupling a magnetic body 31 to a lower portion thereof.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 코일의 하부에 자성체가 결합되지 않고 구성되었을 때의 전자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면이고, 도 27 내지 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터의 코일의 하부에 자성체가 결합되어 구성되었을 때의 전자계의 힘의 해석자료를 나타내는 도면으로서,26 is a view showing analysis data of an electromagnetic field force when a magnetic body is not coupled to a lower portion of a coil of a horizontal rectangular vibration motor including a magnet arranged in a Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention And FIGS. 27 to 29 show analytical data of the force of the electromagnetic field when the magnetic material is coupled to the lower part of the coil of the horizontal rectangular vibration motor including the magnet arranged in the Halbach arrangement according to an embodiment of the present invention Fig.

도 26 내지 도 29를 참조하며, 도 27 내지 도 29의 상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되었을 때의 전자계의 힘은 도 26의 코일(30)의 하부에 자성체(31)가 부착되지 않았을 때의 전자계의 힘에 비해 증가되는 것을 알 수 있다.26 to 29, the force of the electromagnetic field when the magnetic substance 31 is attached to the lower portion of the center of the coil 30, which is smaller than the width of the coil 30 shown in Figs. 27 to 29, It can be seen that the force of the electromagnetic field is increased when the magnetic substance 31 is not attached to the lower portion of the coil 30.

따라서, 이와 같은 할바흐 배열구조를 갖는 할바흐마그넷(80)이 수평 사각 진동모터에 포함되어 구성됨에 따라, 진동력 및 진동모터의 진동시작시간(Rising Time)을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Accordingly, since the Halbach magnet 80 having the Halbach arrangement is included in the horizontal rectangular vibration motor, the vibration power and the vibration starting time of the vibration motor can be further improved.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not.

30 : 코일
80 : 할바흐배열마그넷30: Coil
80: Halbach arrangement magnet

Claims (7)

마그넷과 코일(30)을 포함하여 구성되는 수평 사각 진동모터에 있어서,
상하로 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81),
좌우로 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82),
상하로 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우로 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R)와,
이러한 마그넷 중 수평 방향으로 연속해서 순차적으로 결합된 셋 이상을 포함하여 구성되는 할바흐배열마그넷(80)과;
F-PCB(20)의 상부에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 구성되며, 상기 할바흐배열마그넷(80)과의 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 수평 진동을 발생시키고,
상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 구성을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터.
In a horizontal rectangular vibration motor including a magnet and a coil 30,
A first magnet 81 having upper and lower N and S poles arranged,
A second magnet 82 having left and right S and N poles arranged,
A first reversing magnet 81R in which S and N poles are arranged in the up and down directions, a second reversing magnet 82R in which N and S poles are arranged in the right and left,
Among these magnets A Hahbach array magnet (80) including at least three consecutive serially connected in a horizontal direction;
The magnet array 80 is coupled to an upper portion of the F-PCB 20 and is spaced apart from a lower portion of the magnet array 80 to face the magnet array 80. Generates an electromagnetic force to generate horizontal vibration,
And a magnetic body (31) attached to a lower portion of the center of the coil (30), the magnetic body (31) being smaller than the width of the coil (30) motor.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 할바흐배열마그넷(80)은, 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N 극이 배치되는 제1반전마그넷(81R)의 순으로 연속된 세 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 코일(30)이 단일로 구성되는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터.
The magnetron according to claim 1, wherein the Halbach array magnet (80) comprises a first magnet (81) in which upper and lower N and S poles are arranged, a second magnet (82) in which left and right S and N poles are arranged, And the first reversing magnet 81R in which the poles are arranged in that order, are successively joined in the horizontal direction, (30) at a position opposite to the lower half of the H-B arrange magnet (80) so as to be opposed to the H-B arrange magnet (80) A coil 30, to which a magnetic substance 31 is attached at the center of the coil 30, Wherein the magnet is arranged in a Zigbee arrangement.
제1항에 있어서, 상기 할바흐배열마그넷(80)은, 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R), 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R)의 순으로 연속된 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 코일(30)이 단일로 구성되는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터.
The magnetron according to claim 1, wherein the Halbach array magnet (80) comprises a second inversion magnet (82R) in which left and right N and S poles are arranged, a first magnet (81) in which upper and lower N and S poles are arranged, A second magnet 82 in which N poles are arranged, a first inverted magnet 81R in which upper and lower S and N poles are arranged, and a second inverted magnet 82R in which the left and right N and S poles are arranged, The magnets are constituted by being sequentially coupled in the horizontal direction, (30) at a position opposite to the lower half of the H-B arrange magnet (80) so as to be opposed to the H-B arrange magnet (80) A horizontal rectangular vibration motor comprising a magnet arranged in a Halbach arrangement, characterized in that a coil (30) to which a magnetic body (31) is attached is arranged at a central lower portion of the coil (30).
제1항에 있어서, 상기 할바흐배열마그넷(80)은, 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R), 좌우 N, S극이 배치되는 제2반전마그넷(82R), 상하 N, S극이 배치되는 제1마그넷(81), 좌우 S, N극이 배치되는 제2마그넷(82), 상하 S, N극이 배치되는 제1반전마그넷(81R)의 순으로 연속된 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성되고, F-PCB(20)의 상부 평면에 결합되고, 상기 할바흐배열마그넷(80)의 하부로부터 이격되어 상기 할바흐배열마그넷(80)과 대향하는 위치에 상기 코일(30)의 폭보다 작고, 상기 코일(30)의 중앙 하부에 자성체(31)가 부착되는 코일(30)이 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 할바흐 배열구조로 배열된 마그넷을 포함하는 수평 사각 진동모터.The magnetron according to claim 1, wherein the Halbach array magnet (80) comprises a first reversing magnet (81R) in which upper and lower S and N poles are arranged, a second reversing magnet (82R) A first magnet 81 in which S poles are arranged, a second magnet 82 in which left and right S and N poles are arranged, and a first reverse magnet 81R in which upper and lower S and N poles are arranged, A magnet is arranged to be sequentially coupled in the horizontal direction and is coupled to the upper plane of the F-PCB 20 and is spaced apart from the lower portion of the Habachi magnet 80 and opposed to the Habachi magnet 80 And a coil (30) having a width smaller than the width of the coil (30) and having a magnetic body (31) attached to the lower center of the coil (30) are formed as a pair. Including horizontal square vibration motors. 삭제delete
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