KR102492590B1 - 수평형 진동모터 - Google Patents

Abstract

수평형 진동모터가 개시된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수평형 진동모터는 함체 형상의 하우징; 하우징의 내부에 배치되는 코일; 하우징의 내부에 코일과 상하 방향으로 대향하여 이격 배치되는 자석; 코일 및 자석 중 어느 하나와 함께 수평 방향으로 진동가능하게 구비되는 중량체; 하우징의 내측면과 중량체 사이에 배치되어 중량체를 지지하는 한 쌍의 스프링 및 하우징의 내측면과 중량체 사이에 소정 이격 거리가 확보되도록 중량체에 형성되는 하나 이상의 스토퍼를 포함한다.

Description

수평형 진동모터{HORIZONTAL TYPE VIBRATION MOTOR}

본 발명은 수평형 진동모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일과 자석의 상호작용에 의해 중량체가 수평 방향으로 진동하는 수평형 진동모터에 관한 것이다.

수평형 진동모터는 전자기적 힘의 원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 일례로 휴대폰과 같은 개인용 단말기에 장착되어 착신 알림용으로 사용되고 있다.

일반적으로 수평형 진동모터는 일본 특허공보 제2018-019459 A 호에 개시된 바와 같이 중량체를 구비하며, 코일과 자석 사이의 상호작용에 의해 생성된 전자기력에 기초하여 중량체가 운동을 시작한 후, 중량체의 양측에 배치된 스프링을 통해서 진동 운동을 일정 시간 지속하게 된다.

이와 같은 수평형 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.

한편 수평형 진동모터는 사용자에게 착신을 알리는 경우에는 스프링이 중량체의 진동에 따라 예측 범위 내에서 변형되지만, 사용자가 수평형 진동모터를 지면에 떨어트리는 등 과대한 외력이 인가되는 경우에는 중량체를 지지하는 스프링이 과도하게 변형될 수 있다. 이와 같은 스프링의 과도한 변형은 수평형 진동모터의 내구성을 약화시키는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예는 외부 충격으로 인해 스프링이 과도하게 변형되는 것을 방지할 수 있는 수평형 진동모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 코일과 자석 사이의 접촉을 방지할 수 있는 수평형 진동모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 비용의 증가 또는 공정상 불리함 없이도 제품의 내구성을 확보할 수 있는 수평형 진동모터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 함체 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 코일; 상기 하우징의 내부에 상기 코일과 상하 방향으로 대향하여 이격 배치되는 자석; 상기 코일 및 상기 자석 중 어느 하나와 함께 수평 방향으로 진동가능하게 구비되는 중량체; 상기 하우징의 내측면과 상기 중량체 사이에 배치되어 상기 중량체를 지지하는 한 쌍의 스프링 및 상기 하우징의 내측면과 상기 중량체 사이에 최소 이격 거리가 확보되도록 상기 중량체에 형성되는 하나 이상의 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 하우징의 내측면과 마주보는 상기 중량체의 일측면 중에서 상기 내측면에 보다 인접하도록 부분적으로 돌출된 수평 돌출부를 구비하는수평형 진동모터가 제공된다.

이 때, 상기 하우징 내부의 상면 또는 하면 중 어느 한 면 상에 회로기판이 실장되며, 상기 코일은 상기 회로기판의 일면 상에 설치되고, 상기 자석은 상기 중량체에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 중량체의 일면 상에 회로기판이 실장되며, 상기 코일은 상기 회로기판의 일면 상에 설치되고, 상기 자석은 상기 하우징 내부의 상면 또는 하면 중 어느 한 면 상에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 스토퍼는 상기 하우징의 내측면과 마주보는 상기 중량체의 일측부로부터 상기 내측면 방향으로 돌출된 수평 돌출부를 구비할 수 있다.

이 때, 상기 스프링의 일단부는 상기 하우징의 내측면에 고정되며, 타단부는 상기 중량체 일측부에 고정되고, 상기 수평 돌출부가 상기 스프링의 일단부와 접촉됨으로써 상기 하우징의 내측면과 상기 중량체의 일측부 사이에서 상기 스프링의 소성 변형 범위가 제한될 수 있다.

이 때, 상기 스프링의 타단부는 상기 중량체의 일측부 중 상기 수평 돌출부와 인접한 위치에 고정될 수 있다.

이 때, 상기 스토퍼는 상기 코일과, 상기 코일에 대향하는 중량체의 대향면 사이에 최소 이격 거리가 확보되도록 상기 중량체의 상측 또는 하측 방향으로 돌출되는 수직 돌출부를 구비할 수 있다.

이 때, 상기 수직 돌출부는 상기 수평 돌출부의 상측 또는 하측 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

이 때, 상기 수직 돌출부가 상기 하우징의 상면 또는 하면과 접촉됨으로써 상기 중량체가 상기 코일을 파손시키지 않는 최소 이격 거리가 확보될 수 있다.

이 때, 상기 수직 돌출부로부터 상기 수직 돌출부가 접촉되는 상기 하우징의 상면 또는 하면까지의 거리는 상기 코일과 상기 자석 사이의 이격 거리보다 짧을 수 있다.

이 때, 상기 수평 돌출부로부터 상기 하우징의 내측면까지의 거리는 코일로부터 수직 돌출부까지의 거리보다 짧을 수 있다.

이 때, 상기 스토퍼는 상기 중량체의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 배치되는 제 1 스토퍼와 제 2 스토퍼를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 하우징은 직육면체 형상으로 이루어지고, 상기 스토퍼는 상기 하우징의 대각선 방향 양측 모서리에 인접하게 위치될 수 있다.

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본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 수평 돌출부를 포함하는 스토퍼를 통해 예측 불가능한 외부 충격 시에도 하우징과 중량체 사이에 소정 이격 거리를 확보함으로써 스프링의 과도한 소성변형을 예방할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 수직 돌출부를 포함하는 스토퍼를 통해 코일과 자석 간 접촉을 방지함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 중량체 중심부의 중량 일부를 외측의 스토퍼로 분배함으로써 중심부 두께가 얇은 중량체의 설계가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 중량체와 일체로 형성되는 스토퍼를 도입함으로써 별도의 스토퍼 형성을 위한 비용과 공정을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 외측에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 상부에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터가 'V'자 형상의 스프링을 포함하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 스토퍼의 수직 돌출부가 하우징의 일면에 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 스토퍼의 수평 돌출부가 하우징의 내측면에 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터가 'ㄷ'자 형상의 스프링을 포함하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 수평형 진동모터를 상부에서 바라본 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 하우징의 일부를 제외하고 내부를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 하우징의 일부와 자석을 제외하고 상부에서 바라본 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터를 측면에서 바라본 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 코일과 자석 사이의 상호작용에 의해 중량체가 수평 방향으로 진동할 수 있는 장치이다. 이 때, 상기 중량체는 스프링에 의해 일측 또는 타측이 지지되어 진동할 수 있으며, 상기 스프링은 중량체의 진동에 따라 변형되면서 탄성력을 중량체에 인가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 일 예로, 휴대 단말기 내부에 설치될 수 있는데, 사용자가 실수로 휴대 단말기를 떨어트리는 등 허용 범위를 초과하는 외력이 발생되더라도, 특유의 스토퍼 구조를 구비함으로써 상기 중량체의 진동 범위를 허용 범위 내로 제한할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터는 중량체를 지지하는 스프링의 과도한 소성변형을 방지하거나 완화할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터의 주요 구성 및 효과에 대하여 보다 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 외측에서 바라본 도면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 분해하여 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 측면에서 바라본 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터를 상부에서 바라본 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터가 'V'자 형상의 스프링을 포함하는 것을 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터가 'ㄷ'자 형상의 스프링을 포함하는 것을 도시한 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 수평형 진동모터를 상부에서 바라본 도면이다.

본 명세서에서 방향을 규정함에 있어서, 도 2를 참조하면, 수평 방향은 X축 방향 또는 Y축 방향으로 규정되며, 상하 방향 또는 수직 방향은 Z축 방향으로 규정된다. 또한 상부 또는 상측은 +Z축 방향을 향하는 것으로 규정되며, 하부 또는 하측은 -Z축 방향을 향하는 것으로 규정된다. 그리고, 중량체의 진동 방향은 +Y축 방향과 -Y축 방향을 번갈아 가며 방향을 전환하며 진동하는 것으로 규정된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 함체 형상으로 형성되는 하우징(10)을 포함한다.

이 때, 하우징(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)의 외형을 이루는 것으로서, 내부에 공간을 구비하여 중량체(50), 코일(30) 및 회로기판(20) 등의 구성요소를 수용할 수 있다.

비제한적인 일례로서, 하우징(10)은 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 하우징(10)의 내부 공간은 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 제 1 면(11), 제 2 면(12), 제 3 면(13) 및 제 4 면(14)을 포함하는 내측면과, 수직 방향으로 상면(15) 및 하면(16)을 포함하여 구성될 수 있다.

이 중, 제 1 면(11)과 제 2 면(12)은 후술될 중량체(50)의 진동 방향과 서로 수직하는 면으로서, 편의상 제 1 내측면(11, 12)으로 지칭될 수 있으며, 제 3 면(13)과 제 4 면(14)은 중량체(50)의 진동 방향과 서로 나란한 면으로서, 제 2 내측면(13, 14)으로 지칭될 수 있다.

이 때, 제 1 내측면(11, 12)과 제 2 내측면(13, 14)은 서로 수직하는 관계로 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 면(11) 및 제 2 면(12), 제 3 면(13) 및 제 4 면(14)은 서로 마주보는 관계로 평행할 수 있다. 또한 상면(15)과 하면(16)의 한 쌍도 서로 평행할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에서, 하우징(10)의 상면(15) 또는 하면(16) 중 어느 하나에는 회로기판(20)이 실장될 수 있다. 그러나, 설명의 편의를 위해 본 명세서에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 회로기판(20)이 하우징(10)의 하면(16)에 실장된 상태를 기준으로 먼저 설명하기로 한다.

이 때, 회로기판(20)의 일부는 하우징(10)의 일측에 형성된 슬릿 형태의 개구를 통해 하우징(10)의 외부로 노출될 수 있다. 회로기판(20)은 이처럼 하우징(10)의 외부로 노출된 부분을 통해 외부전원과 결선됨으로써, 전기에너지를 공급받아 코일(30)에 전달할 수 있다.

이 때, 회로기판(20)의 재질은 연성인 플렉서블(Flexible) 기판이 적용될 수도 있고, 강성인 하드기판이 적용될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 도 2 및 도 4를 참조하면, 회로기판(20)의 일면에는 회로기판(20)으로부터 특정 주파수의 전기 신호를 입력 받아 자기장을 형성할 수 있는 코일(30)이 설치될 수 있다. 여기서, 코일(30)은 상기 전기 신호의 변화에 따라 세기와 방향이 가변되는 자기장을 발생시킬 수 있다.

이 때, 코일(30)은 회로기판(20)의 일면 중에서도, 자석(40)과의 원활한 상호작용을 위해서 자석(40)과 정면으로 마주보는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

이 때, 코일(30)은 수회의 턴수를 가지도록 권취되어 내부에 중공이 형성되는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 코일(30)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니며, 목적하는 자기장의 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 코일(30)과 인접한 영역에는 자석(40)이 배치될 수 있다. 상세하게, 자석(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 코일(30)과 대향하되, 코일(30)과의 사이에 소정 간격이 형성되도록 코일(30)로부터 이격 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 자석(40)이 생성하는 자기장과, 코일(30)에 의해 생성된 자기장이 서로 상호작용함으로써 전자기력이 발생될 수 있으며, 이와 같은 전자기력이 자석(40) 및 이를 포함하는 중량체(50)를 수평 방향으로 진동시키는 외력으로 작용할 수 있다.

상세하게, 중량체(50)에 배치되는 자석(40)은 코일(30)을 포함한 일정 영역에 자기장을 형성한다. 이처럼 자기장이 형성된 상태에서, 상기 자기장 내에 배치되는 코일(30)에 전류를 인가하면 자기장의 방향과 전류의 방향의 직각인 방향으로 힘(로렌츠 힘: Rorentz Force)이 발생된다. 그런데, 상기 코일(30)은 회로기판(20)을 통해 하우징(10)의 일면에 고정되어 있으므로, 상대적으로 이동이 가능한 자석(40) 및 이를 포함하는 중량체(50)가 상기 로렌츠 힘에 의해 수평 이동하게 되는 것이다.

이 때, 코일(30)에 인가되는 전류의 방향을 바꾸어 발생되는 로렌츠 힘의 방향을 반대로 전환시킴으로써, 중량체(50)의 이동 방향을 변환하여 진동을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 자석(40)은 할바흐 배열구조(Halbach Magnet Array)로 배열될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서, 자석(40)은 각기 다른 착자 방향을 가진 다수의 마그넷을 결합함으로써, 전자계의 힘을 증가시키도록 배치될 수 있다.

비제한적인 일례로서, 도 2를 참조하면, 자석(40)은 상하로 N, S극이 배치되는 제 1 자석(41), 좌우로 S, N극이 배치되는 제 2 자석(42) 및 상하로 S, N극이 배치되는 제 3 자석(43)을 포함하여 할바흐 배열구조로 배치될 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 복수의 자석의 착자 방향을 각기 달리함으로써 전자계의 힘을 배가시키기 위한 것이라면, 상술한 예시 외에도, 개별 자석의 개수 및 착자 방향을 변경함으로써 다양한 할바흐 배열구조를 적용할 수도 있을 것이다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 진동력 및 진동시작시간(Rising Time)을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상술한 수평 방향 진동운동을 극대화하기 위해 중량체(50)를 도입할 수 있다.

구체적으로, 전술한 바와 같이 코일(30)과 자석(40)간 상호작용에 의해 발생된 외력을 통해 자석(40)이 진동할 수 있는데, 자석(40)의 진동 시 자석(40)의 중량을 보조하기 위해서 소정 중량을 가지는 중량체(50)에 자석(40)을 설치할 수 있다. 따라서, 중량체(50)는 소정 밀도 이상을 가지는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 중량체(50)는 내부에 자석(40)이 삽입될 수 있도록 자석(40)의 형상에 대응되는 삽입공간(18)이 형성될 수 있다. 이와 같은 삽입공간(18)은 도 2에 도시된 바와 같이 중량체의 상부와 하부를 관통시키는 중공 형태로 형성될 수도 있고, 자석(40)이 삽입되기에 적합한 깊이를 가지는 홈 형태로 형성될 수도 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 자석(40)을 중량체(50)에 일부 또는 전부를 매설함으로써 전체 높이를 감소시켜 장치를 소형화할 수 있다.

일례로, 중량체(50)는 중공을 형성하기 위해서 도 5에 도시된 것과 같이 'ㄱ'자 형상을 가지는 두개의 부재, 즉 제 1 중량체(51)와 제 2 중량체(53)가 자석(40)을 함께 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 중량체(51)와 제 2 중량체(53)의 일단부는 하우징(10)의 제 1 내측면에 인접하도록 돌출되어 후술될 스토퍼(60)로 이용될 수 있다.

그러나, 중량체(50)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니며, 별도의 중공 또는 홈 없이 형성됨으로써, 단지 중량체(50)의 일면에 자석(40)과 코일(30)이 서로 대향하도록 설치될 수도 있을 것이다.

한편, 중량체(50)와 하우징(10)의 내측면 중 진동 방향에 수직하는 제 1 내측면(11, 12) 사이에는 중량체(50)가 진동할 수 있는 공간(17)이 형성이 형성될 수 있다. 즉, 중량체(50)는 하우징(10)의 제 1 내측면(11, 12)으로부터 이격되도록 배치된다.

이를 위해, 도 2 및 도 4를 참조하면, 스프링(70, 80)이 중량체(50)와 하우징(10)의 제 1 내측면(11, 12) 사이에 개재되어 중량체(50)를 지지함으로써 중량체(50)가 하우징(10)의 제 1 내측면(11, 12)으로부터 이격되어 위치될 수 있다.

이 때, 스프링(70, 80)은 중량체(50)의 일측부에 배치되는 제 1 스프링(70)과, 중량체(50)를 기준으로 상기 제 1 스프링(70)과 반대되는 위치에 배치되는 제 2 스프링(80)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)이 중량체(50)의 좌우 양측을 각각 지지함으로써, 중량체(50)가 어느 한 방향으로 치우침이 없이 수평 방향으로 진동할 수 있다. 여기서, 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)의 작동 원리 및 기능은 서로 동일하거나 유사하므로 중복되는 설명은 피하기 위해 제 1 스프링(70)을 위주로 설명하기로 한다.

먼저 제 1 스프링(70)은 탄성이 있는 소재로 형성되어 중량체(50)의 진동 방향으로 중량체(50)에 탄성력을 인가할 수 있다. 구체적으로, 중량체(50)의 진동에 따라 중량체(50)를 하우징의 제 1 내측면(11, 12) 방향으로 당기거나, 반대로 미는 형태로 외력을 작용할 수 있다.

일례로, 제 1 스프링(70)은 도면에 도시된 바와 같이, 일부에 굽힘부를 가지는 통상의 판 스프링 형태로 형성될 수 있다. 그러나 이것은 일 예시에 불과하며, 제 1 스프링(70)은 판 스프링이 아닌 코일 스프링, 토션 스프링 등 다양한 형태의 스프링으로 형성될 수 있음을 밝혀 둔다.

만약 판 스프링으로 구성될 경우, 그 형상은 도 5에 도시된 것처럼 일단부와 타단부가 서로 평행하도록 'U'자 형상 스프링(70')으로 형성되거나, 또는 도 6에 도시된 것과 같이 일단부와 타단부 사이의 거리가 점차 멀어지도록 'V'자 형상 스프링(70'')으로 형성될 수 있다. 원하는 중량체(50)의 진동 정도에 따라 다양한 탄성계수를 가지는, 다양한 형태의 스프링이 적용될 수 있을 것이다. 또한 도 7에 도시된 것과 같이, 'ㄷ'자 형태의 판 스프링(70''')이 적용될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 1 스프링(70)의 일단부(71)는 내측면(11, 12, 13, 14) 중 일부에 고정될 수 있고, 타단부(73)는 중량체(50)에 고정될 수 있다.

구체적인 일 예시로서, 도 5를 다시 참조하면, 제 1 스프링(70)의 일단부(71)는 내측면(11, 12, 13, 14) 중 중량체(50)의 일측부(55)와 마주보며 중량체(50)의 진동 방향에 수직하는 제 1 내측면(11, 12)에 고정될 수 있고, 타단부(73)는 중량체(50)의 일측부(55)에 고정될 수 있다. 여기서, 중량체(50)의 일측부(55)는 중량체(50)의 외주면 중 특정한 미소 영역을 의미하는 것이 아니라, 중량체(50) 중에서 하우징(10)의 제 1 내측면(11, 12)에 대향하는 부분으로서, 중량체(50)의 양 측부(55, 57) 중 어느 한 부분을 의미하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다.

그러나 이와는 달리, 도 7 및 도 8을 참조하여, 'ㄷ'자 형태의 판 스프링이 하우징 내부에 설치되는 경우, 제 1 스프링(70)의 일단부는 하우징(10)의 제 2 내측면(13, 14)에 고정되고, 타단부는 중량체(50) 중 중량체(50)의 일측부(55)가 아닌 다른 영역에 고정될 수도 있다. 그리고, 'ㄷ'자 형태의 판 스프링의 일단부와 타단부 사이의 굽힘부는 하우징(10)의 내측면 중 제 1 내측면(11, 12)에 접할 수 있다.

이처럼 스프링의 고정 위치는 특정 위치에 한정되는 것이 아니라, 스프링의 형태에 따라 하우징(10)과 중량체(50)의 다양한 영역에 고정될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 스프링(80)은 제 1 스프링(70)과 중량체(50)에 대하여 서로 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 만약 제 1 스프링(70)이 중량체(50)의 일측부(55)에 배치되었다면, 제 2 스프링(80)은 타측부(57)에 배치될 수 있다. 여기서, 대칭은 도 5에 도시된 것과 같이 중량체(50)의 무게 중심에 대하여 회전대칭 되는 것에 제한되는 것이 아니라, 좌우대칭 등 다양한 대칭의 형태를 포함할 수 있다. 이와 같이 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)이 중량체(50)에 대하여 대칭이 되도록 배치됨으로써, 보다 균형감 있게 중량체(50)를 지지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 스토퍼의 수평 돌출부가 하우징의 내측면에 접촉된 상태를 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 스토퍼의 수직 돌출부가 하우징의 일면에 접촉된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)은 코일과 자석의 상호 작용에 의하여 진동하는 경우, 중량체(50)는 미리 정해진 운동 거리 내에서 진동할 수 있다. 즉, 중량체(50)가 미리 정해진 운동 거리 내에서 운동하도록 코일(30)에 공급되는 전류가 제어됨에 따라, 특별한 사정이 없는 한 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)도 허용된 범위 내에서 압축과 인장을 반복할 수 있다.

그러나, 이와 달리, 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)가 내장된 휴대 단말기를 떨어트리는 등의 상황이 발생될 경우, 통상의 경우보다 큰 외력이 인가됨으로써 중량체(50)가 미리 정해진 운동 거리를 벗어나 운동하게 되고, 그 결과 제 1 스프링(70)과 제 2 스프링(80)은 허용 범위를 초과하여 변형될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 이러한 상황의 발생에도 불구하고, 스프링(70, 80)이 허용 범위를 초과하여 변형되지 않도록 특유의 스토퍼(60)를 형성할 수 있다.

구체적으로, 도 2 및 도 9를 참조하면, 하우징(10)과 중량체(50) 사이에 소정 이격 거리를 확보하기 위해, 중량체(50)의 일부에 하우징(10)의 내측면(11, 12, 13, 14) 또는 상, 하면(15, 16)을 향해 돌출된 스토퍼(60)가 형성될 수 있다.

이 때, 스토퍼(60)는 중량체(50)의 일측부(55)로부터 제 1 면(11)에 가장 인접하도록 돌출된 수평 돌출부(61)를 구비할 수 있다. 이러한 수평 돌출부(61)는 상술한 외부 충격 시 스프링(70, 80)이 과다하게 변형되기 전에 하우징(10)의 제 1 면(11)에 먼저 접촉할 수 있다. 따라서, 중량체(50)는 미리 정해진 운동 거리 내에서만 진동하는 것이 가능하며, 또한 스프링(70, 80)의 변형 범위를 제한할 수 있다. 이를 통해 급격한 소성변형에 의하여 스프링(70, 80)의 내구성이 약화되는 것을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로, 수평 돌출부(61)는 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징의 제 1 면(11)에 고정된 스프링의 일단부(71)와 접촉됨으로써 하우징(10)과 중량체(50) 사이에 소정 이격 거리가 확보될 수 있다.

이 때, 수평 돌출부(61)는 하우징(10)에 고정된 제 1 스프링(70)의 일단부(71)에 대응되는 위치, 즉 제 1 내측면(11, 12)과 제 2 내측면(13, 14)이 서로 만나서 형성되는 수직 방향 모서리 부분에 인접한 위치에서 제 1 면(11)을 향해 돌출될 수 있다. 이 경우, 스토퍼(60)의 수평 돌출부(61)가 중량체(50)의 일측부(55) 중에서 중간 부분에 위치되는 경우와 비교하여, 스프링(70, 80)의 타단부(73, 83)측 연장 길이를 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 스토퍼(60)가 도면에 도시된 바와 같이 상기 수직 방향 모서리 부분과 인접한 위치에 형성되는 것은 본 발명의 일 예시에 불과하다. 즉, 스토퍼(60)는 스프링(70, 80)의 움직임을 방해하지 않는 위치라면, 중량체(50)의 다양한 위치에 형성될 수 있음을 밝혀 둔다. 일례로, 상기 수직 방향 모서리 부분과 이격된 위치로서, 중량체(50)의 일측부(55) 중 중간 부분에 스토퍼(60)가 형성되는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 도 4를 참조하면, 수평 돌출부(61)로부터 하우징(10)의 제 1 면(11)까지의 거리(A)는 코일(30)로부터 후술될 수직 돌출부(63)까지의 거리(B)보다 짧은 것이 바람직하다. 그렇지 않을 경우, 수평 돌출부(A)가 제 1 면(11)에 닿기 전에, 수직 돌출부(B)가 코일(30)과 충돌하여 코일(30)의 파손을 야기할 수 있기 때문이다.

이 때, 제 1 스프링(70)의 타단부는 수평 돌출부(61)의 상측에서 상기 중량체(50)의 일측부(55)에 고정될 수 있다. 그 결과, 제 1 스프링(70)의 일단부(71) 보다 상측에 타단부(73)가 고정될 수 있다. 이와 관련하여, 제 1 스프링(70)의 타단부(73)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 스프링(70)에 결착되어 고정되기 유리한 구조를 가질 수 있다.

그러나, 중량체(50) 중 제 1 스프링(70)의 고정 위치가 이에 제한되는 것은 아니며, 제 1 스프링(70)의 타단부(73)는 필요에 따라 수평 돌출부(61)에 해당하는 부분에 고정될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 스토퍼(60)는 코일(30)과 자석(40) 사이에 소정 이격 거리가 확보되도록 중량체(50)의 상측 또는 하측 방향으로 돌출되는 수직 돌출부(63)를 가질 수 있다.

상세하게, 중량체(50)는 수평 방향으로 진동하는 것이 원칙이나, 외부 충격에 의한 외력 인가 또는 중량체(50) 자체의 자중에 의하여 도 10에 도시된 것처럼 중량체(50)가 하우징(10)의 상면(15) 또는 하면(16) 방향으로 운동할 수 있다.

이 때, 중량체(50)의 운동 범위를 제한하지 않는다면 중량체(50)에 설치된 자석(40)이 자석(40)과 이격 배치된 코일(30)과 접촉할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 이와 같은 상황을 방지하기 위해서 중량체(50)의 수직 방향 운동량을 제한할 수 있는 수직 돌출부(63)를 중량체(50)에 형성할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 진동모터(100)는 코일(30)과, 코일(30)에 대향하는 중량체(50)의 대향면 사이에 최소 이격 거리를 확보할 수 있다.

이 때, 다시 도 4를 참조하면, 중량체(50)의 일면으로부터 수직 돌출부(63)와 하우징(10)의 일면까지의 거리(C)는 코일(30)과 자석(40) 사이의 이격 거리(D) 보다 짧은 것이 바람직하다. 그렇지 않을 경우, 수직 돌출부(63)가 하우징(10)의 일면에 닿기도 전에, 코일(30)과 자석(40)이 서로 충돌함으로써 파손될 수 있기 때문이다.

스토퍼(60)를 구성하는 수평 돌출부(61)와 수직 돌출부(63)는 별개의 위치에 형성될 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 단일한 스토퍼(60) 중에서 하우징의 내측면(11, 12, 13, 14) 방향으로 돌출된 부분이 수평 돌출부(61) 기능을 수행하고, 하우징의 상면 또는 하면(15, 16) 방향으로 돌출된 부분이 수직 돌출부(63) 기능을 수행할 수도 있다. 달리 말하면, 스토퍼(60)의 수직 돌출부(63)는 수평 돌출부(61)의 상측 또는 하측 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 스토퍼(60)의 개수를 최소화하면서도 중량체(50)의 수평 방향 및 수직 방향 변위를 모두 제한할 수 있어서 경제적인 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예와 같이, 중량체(50)와 일체화된 구조의 스토퍼(60)를 도입할 경우, 별도의 스토퍼 형성을 필요치 않아 비용을 절감하고 공정을 단순화시킬 수 있는 장점이 있다. 왜냐하면, 별도로 스토퍼(60)를 제작하여 수평형 진동모터에 장착하는 경우, 별도의 스토퍼 제작 비용 및 적절한 위치에 고정하는 공정 등이 요구될 것이기 때문이다.

또한, 중량체(50)의 중심부에 포함된 일부 중량을 외곽의 스토퍼(60) 부분으로 배분할 수 있다. 그 결과 기존 대비, 중량체(50) 중심부의 두께를 약 30% 정도 감소되도록 설계할 수 있으며, 이를 통해 수평형 진동모터의 소형화를 도모할 수도 있다.

이상의 설명에서는 코일(30)을 포함하는 회로기판(20)이 하우징(10)의 상면(15) 또는 하면(16)에 실장되고, 이에 대응되는 자석(40)이 중량체(50)에 설치되는 구조를 가지는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였다. 이하의 설명에서는, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예와 비교하여 주요 구성간 배치 관계를 다소 달리하는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 하우징의 일부를 제외하고 내부를 도시한 도면이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터에서, 하우징의 일부와 자석을 제외하고 상부에서 바라본 도면이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터를 측면에서 바라본 도면이다.

도 11 및 도 13를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터(200)는 자석(40)이 하우징(10)의 상면(15) 또는 하면(16)에 설치될 수 있다. 그리고, 이에 대응되는 회로기판(20) 및 코일(30)의 경우, 중량체(50)와 함께 진동이 가능하도록 중량체(50)의 일면에 실장될 수 있다. 이 때, 코일(30)과 자석(40) 사이는 서로 이격되도록 배치됨은 물론이다.

이 때, 코일(30)과 자석(40) 간 상호작용에 의해 전자기력이 발생될 경우, 하우징(10)에 고정된 자석(40)은 이동이 불가한 대신 중량체(50)에 고정된 회로기판(20)과 코일(30)이 중량체(50)와 함께 진동할 수 있다.

그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평형 진동모터(200)는 앞서 설명한 실시예와 비교하여 회로기판(20)과 자석(40)간 상호 배치관계만 달리할 뿐, 중량체(50) 및 스토퍼(60) 등 주요 구성의 형태 및 기능은 서로 유사하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

살펴본 바와 같이 본 발명의 여러 실시예에 따른 수평형 진동모터(100, 200)는 수평 돌출부(61)를 포함하는 스토퍼(60)를 형성함으로써, 예측 불가능한 외부 충격 시에도 하우징(10)과 중량체(50) 사이의 소정 이격 거리를 확보할 수 있다. 이를 통해 스프링(70, 80)의 과도한 소성변형을 예방하여 수평형 진동모터의 내구성을 높일 수 있다.

이와 함께 스토퍼(60)의 수직 돌출부(63)를 형성함으로써, 코일(30)과 자석(40) 간 접촉도 미연에 방지하여 수평형 진동모터의 성능과 관련된 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 여러 실시예에 따른 수평형 진동모터(100, 200)는 수평 돌출부(61)와 수직 돌출부(63)가 일체로 형성된 스토퍼(60)를 구비할 경우, 제한된 개수의 스토퍼(60) 만으로도 수평 방향뿐만 수직 방향으로 중량체의 이동 범위를 제한할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 여러 실시예에 따른 수평형 진동모터(100, 200)는 복잡한 구조나 기구를 요하지 않고, 단지 중량체의 형상 자체를 통해 상술한 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 따라서 별도의 스토퍼 제작과 관련된 비용을 절감할 수 있으며, 공정상 효율을 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10 하우징 11,12,13,14 하우징의 내측면
15,16 하우징의 상면, 하면 17 공간
20 회로기판 30 코일
40 자석 50 중량체
60 스토퍼 61 수평 돌출부
63 수직 돌출부 70 제 1 스프링
80 제 2 스프링 100 수평형 진동모터

Claims (17)

1. 함체 형상의 하우징;
   상기 하우징의 내부에 배치되는 코일;
   상기 하우징의 내부에 상기 코일과 상하 방향으로 대향하여 이격 배치되는 자석;
   상기 코일 및 상기 자석 중 어느 하나와 함께 수평 방향으로 진동가능하게 구비되는 중량체;
   상기 하우징의 내측면과 상기 중량체 사이에 배치되어 상기 중량체를 지지하는 한 쌍의 스프링 및
   상기 하우징의 내측면과 상기 중량체 사이에 최소 이격 거리가 확보되도록 상기 중량체에 형성되는 하나 이상의 스토퍼를 포함하고,
   상기 스토퍼는 상기 하우징의 내측면과 마주보는 상기 중량체의 일측면 중에서 상기 내측면에 보다 인접하도록 부분적으로 돌출된 수평 돌출부 및 상기 코일과 상기 코일에 대향하는 중량체의 대향면 사이에 최소 이격 거리가 확보되도록 상기 중량체의 상측 또는 하측 방향으로 돌출되는 수직 돌출부를 구비하고,
   상기 스토퍼는 한 쌍으로 구비되되 상기 중량체의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 배치됨으로써 상기 하우징의 대각선 방향 양측 모서리에 인접하게 위치되는 수평형 진동모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징의 내부의 상면 또는 하면 중 어느 한 면 상에 회로기판이 실장되며, 상기 코일은 상기 회로기판의 일면 상에 설치되고,
   상기 자석은 상기 중량체에 설치되는, 수평형 진동모터.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 중량체의 일면 상에 회로기판이 실장되며, 상기 코일은 상기 회로기판의 일면 상에 설치되고,
   상기 자석은 상기 하우징의 내부의 상면 또는 하면 중 어느 한 면 상에 설치되는, 수평형 진동모터.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링의 일단부는 상기 하우징의 내측면에 고정되며, 타단부는 상기 중량체의 일측부에 고정되고,
   상기 수평 돌출부가 상기 스프링의 일단부와 접촉됨으로써 상기 하우징의 내측면과 상기 중량체의 일측부 사이에서 상기 스프링의 소성 변형 범위가 제한되는, 수평형 진동모터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 스프링의 타단부는 상기 중량체의 일측부 중 상기 수평 돌출부와 인접한 위치에 고정되는, 수평형 진동모터.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 수직 돌출부는 상기 수평 돌출부의 상측 또는 하측 방향으로 돌출 형성되는, 수평형 진동모터.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 수직 돌출부가 상기 하우징의 상면 또는 하면과 접촉됨으로써 상기 중량체가 상기 코일을 파손시키지 않는 최소 이격 거리가 확보되는, 수평형 진동모터.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수직 돌출부로부터 상기 수직 돌출부가 접촉되는 상기 하우징의 상면 또는 하면까지의 거리는 상기 코일과 상기 자석 사이의 이격 거리보다 짧은, 수평형 진동모터.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 돌출부로부터 상기 하우징의 내측면까지의 거리는 코일로부터 수직 돌출부까지의 거리보다 짧은, 수평형 진동모터.
12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 직육면체 형상으로 이루어지는, 수평형 진동모터.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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