KR20100101927A - 수평형 진동모터 - Google Patents

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KR20100101927A
KR20100101927A KR1020090020373A KR20090020373A KR20100101927A KR 20100101927 A KR20100101927 A KR 20100101927A KR 1020090020373 A KR1020090020373 A KR 1020090020373A KR 20090020373 A KR20090020373 A KR 20090020373A KR 20100101927 A KR20100101927 A KR 20100101927A
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leaf spring
coil
horizontal
magnet
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김춘회
김성철
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동인하이텍주식회사
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Abstract

본 발명은 수평형 진동모터에 관한 것으로서, 특히 진동체가 자석과 코일의 상호 작용에 의해 좌우방향 즉 수평방향으로 이동하여 진동을 발생시키는 수평형 진동모터에 관한 것이다.
본 발명의 수평형 진동모터는, 회로기판이 장착된 베이스부재와; 하방향으로 개방되고 내부에 빈공간이 형성되어 있으며, 상기 베이스부재를 덮는 커버부재와; 상기 베이스부재의 상면에 장착되는 코일과; 자석이 장착되어 있고, 상기 커버부재의 내부에서 상기 코일의 상부에 배치되는 진동체와; 상기 진동체의 양측에 각각 배치되어, 일단이 상기 진동체의 측면에 결합되고, 타단이 상기 커버부재의 측면에 결합되는 판스프링으로 이루어지되, 상기 자석과 코일은 상하방향으로 배치되어 있고, 상기 진동체는 상기 코일과 자석의 상호작용에 의해 상기 판스프링을 가압하면서 좌우방향으로 이동하여 진동하는 것을 특징으로 한다.
수평형 진동모터, 판스프링

Description

수평형 진동모터 { HORIZONTAL TYPE VIBRATION MOTOR }
본 발명은 수평형 진동모터에 관한 것으로서, 특히 진동체가 자석과 코일의 상호 작용에 의해 좌우방향 즉 수평방향으로 이동하여 진동을 발생시키는 수평형 진동모터에 관한 것이다.
일반적으로 통신기기에서 착신을 하기 위해 많이 사용되는 것이 벨소리와 진동이다. 진동을 위해서는 소형의 진동모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기전체가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.
현재 휴대폰과 같이 통신기기에 적용되고 있는 착신수단중 하나인 진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로써, 휴대폰에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다.
그러나, 휴대폰시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되어지는 상황에서 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고, 품질을 획기적으로 개선을시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 일반적인 상하이동식 진동모터의 단면도로써, 도시한 바와같 이, 상기 상하이동식 진동모터(3)는 일정크기의 내부공간을 갖는 케이스(81)와, 하부면에 하부플레이트(83)가 장착되고, 수직으로 착자된 마그네트(82), 상기 하부플레이트(83), 마그네트(82)와 더불어 자기회로를 형성하도록 마그네트(83)가 장착되는 요크(84)및 상기 요크(84)에 장착되는 웨이트(85)를 포함하는 진동체를 상하를 진동시키도록 상기 케이싱(81)과 요크(84)사이에 장착되는 스프링부재(86)및 상기 케이싱(81)의 하부를 밀폐하는 브라켓(88)의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(87)등으로 구성된다.
이러한 구성을 갖는 상하이동식 진동모터(3)의 작동은, 상기 진동발생용 코일(87)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(82), 하부플레이트(83)및 요크(84)로 이루어진 자기회로에서 발생되는 자기장과 상기 진동발생용 코일(87)에서 발생되는 전기장간의 상호작용에 의하여 상기 마그네트(82), 하부플레이트(83), 요크(84)및 웨이트(85)를 포함하는 진동체가 스프링부재(86)를 매개로 하여 케이싱(81)내에 매달려 있기 때문에, 상하방향으로 진동하게 되는 것이다.
그러나, 이러한 상하이동식 진동모터(3)는, 이를 구성하는 구성요소들의 형상이 복잡하여 이를 제조하기가 쉽지 않다.
특히, 상기 스프링부재(86)의 형상이 복잡하여 이를 제작하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 상기 스프링부재(86)가 다수개로 분할되어 있어서 지속적인 반복운동을 할 경우 상기 스프링부재(86)의 소성 변형에 의해 공진주파수가 변경되어 특성이 좋지 않게 되는 문제점이 있다.
또한, 마그네트(82)와 코일(87)의 배치방향과 상기 진동체의 이동방향이 동 일하여, 상기 진동체의 이동변위가 작아 큰 진동력을 확보하기가 곤란한 단점이 있다.
본 발명은 구성요소의 전체적인 구조 특히 스프링의 구조를 간단하게 하여 가공 및 생산이 용이하고, 스프링을 판형상으로 제작하여 반복운동에 의한 피로에 강하여 공진주파수의 변경을 최소화하며, 진동체의 변위를 크게 하여 보다 큰 진동력을 발생하도록 하는 수평형 진동모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수평형 진동모터는, 회로기판이 장착된 베이스부재와; 하방향으로 개방되고 내부에 빈공간이 형성되어 있으며, 상기 베이스부재를 덮는 커버부재와; 상기 베이스부재의 상면에 장착되는 코일과; 자석이 장착되어 있고, 상기 커버부재의 내부에서 상기 코일의 상부에 배치되는 진동체와; 상기 진동체의 양측에 각각 배치되어, 일단이 상기 진동체의 측면에 결합되고, 타단이 상기 커버부재의 측면에 결합되는 판스프링으로 이루어지되, 상기 자석과 코일은 상하방향으로 배치되어 있고, 상기 진동체는 상기 코일과 자석의 상호작용에 의해 상기 판스프링을 가압하면서 좌우방향으로 이동하여 진동하는 것을 특징으로 한다.
상기 진동체는, 하방향으로 삽입홈이 형성되고, 상기 판스프링의 일단이 측면에 결합되는 요크와; 상기 삽입홈에 삽입 장착되는 중량체와; 상기 코일과 이격된 상태로 상기 중량체의 하부에 장착되는 자석으로 이루어지되, 상기 요크의 측면은 상기 자석의 측면을 감싸면서 접한다.
상기 코일은 중공원판형상으로 권취되어, 하면이 상기 베이스부재에 결합되고 상면이 상기 자석의 하부에 배치되며, 상기 자석은 수평방향과 수직방향으로 각각 분극되어 4극 구조로 분극되어 있으며, 상기 코일의 지름은, 상기 요크의 수평방향 길이보다 같거나 크다.
상기 코일의 중심부에는 상기 베이스부재에 결합되는 댐퍼부재가 장착되되, 상기 댐퍼부재의 두께는 상기 코일부재의 두께보다 크고, 상기 댐퍼부재와 상기 진동체는 상호 이격되어 있다.
상기 판스프링은, 상기 진동체의 일측면에 접하는 제1판스프링과; 상기 진동체의 타측면에 접하는 제2판스프링으로 이루어지고, 각각의 상기 판스프링은, 상기 진동체의 측면에 면접촉하여 상기 판스프링의 일단을 형성하는 제1수평부와; 상기 커버부재의 내측면에 면접촉하여 상기 판스프링의 타단을 형성하는 제2수평부와; 상기 제1수평부와 제2수평부를 경사지게 연결하는 경사부로 이루어지며, 상기 제2판스프링은 상기 제1판스프링을 180도 회전한 상태와 동일하고, 상기 진동체에 대한 상기 제1판스프링의 접촉위치와, 상기 진동체에 대한 상기 제2판스프링의 접촉위치는, 상기 진동체를 상부에서 봤을 때 상기 진동체의 이동방향과 평행한 상기 진동체의 수평중심선을 기준으로 상호 반대방향으로 위치하며, 그 거리가 동일하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 수평형 진동모터에 따르면, 구성요소의 전체적인 구조 특히 분할되지 않은 판스프링을 사용함으로써 구조를 간단하게 하여 가공 및 생산이 용이하고, 반복운동에 의한 피로에 강하여 공진주파수의 변경을 최소화할 수 있다.
또한, 진동체가 코일과 자석의 적층 위치와 다른 방향으로 이동하게 하여, 진동체의 변위를 크게 할 수 있으며, 이로 인해 큰 진동력을 발생하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 일방향 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 타방향 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 요크와 판스프링의 결합상태를 도시한 평면도이며, 도 6은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수평형 진동모터는, 베이스부재(110)와, 커버부재(120)와, 코일(112)과, 댐퍼부재(113)와, 진동체(130)와, 판스프링(141,142) 등으로 이루어진다.
상기 베이스부재(110)는 평판형상으로 이루어지고, 상면에는 회로기판(111)이 장착되어 있다.
상기 커버부재(120)는 육면체 형상으로 이루어져 하방향으로 개방되어 있고, 내부에 빈공간이 형성되어 있으며, 상기 베이스부재(110)를 덮어 결합된다.
상기 코일(112)은 상기 베이스부재(110)의 상면 자세하게는 상기 회로기판(111)의 상면에 장착된다.
상기 코일(112)은 중공원판형상으로 권취되어 있고, 하면이 상기 베이스부재(110)의 회로기판(111)에 결합되고, 상면이 상기 진동체(130)의 하부에 배치된다.
상기 댐퍼부재(113)는 스폰지, 고무 등으로 이루어지고, 상기 코일(112)의 중심부에서 상기 베이스부재(110)의 상면에 장착된다.
상기 댐퍼부재(113)의 두께는 상기 코일(112)의 두께보다 크게 형성되고, 상기 진동체(130)와 이격되어 있다.
이러한 상기 댐퍼부재(113)는 상기 진동체(130)가 상하방향의 충격에 의해 상하방향으로 이동할 경우, 상기 댐퍼부재(113)가 상기 코일(112)보다 상기 진동체(130)에 먼저 접하여, 상기 진동체(130)에 의한 상기 코일(112)의 손상을 방지하는 역할을 한다.
상기 진동체(130)는 상기 커버부재(120)의 내부에서 상기 코일(112)의 상부에 배치되고, 요크(131)와, 중량체(133)와, 자석(134)으로 이루어진다.
상기 요크(131)는 육면체 형상으로 이루어지고, 하방향으로 삽입홈(132)이 형성되어 있으며, 양측면에 상기 판스프링(141,142)이 결합되어 있다.
상기 중량체(133) 및 자석(134)은 상기 삽입홈(132)이 장착되고, 상기 자석(134)은 상기 코일(112)과 이격된 상태로 상기 중량체(133)의 하부에 장착되어 있다.
상기 자석(134)은 도 6에 도시된 바와 같이, 수평방향과 수직방향으로 각각 분극되어 4극 구조로 분극되어 있다.
그리고, 상기 요크(131)는 상기 중량체(133)뿐만 아니라 상기 자석(134)의 측면을 감싸면서 접하고 있다.
또한, 상기 코일(112)의 지름은 상기 요크(131)의 수평방향 길이와 같거나 크게 형성된다.
상기 판스프링(141,142)은 절곡된 판재형상으로 이루어지고, 상기 진동체(130)의 양측에 각각 배치되어, 외팔보 형태 즉 일단이 상기 진동체(130)의 측면에 결합되고 타단이 상기 커버부재(120)의 내측면에 결합되어, 상기 진동체(130)를 탄성 지지한다.
위와 같이 판스프링(141,142)을 외팔보 형태로 형성함으로써, 제작 및 조립이 용이하고, 탄성계수의 조정이 용이하고, 안정된 공진점을 확보할 수 있으며 제품의 특성이 안정적이다.
상기 판스프링(141,142)은, 상기 진동체(130)의 일측면에 접하는 제1판스프링(141)과, 상기 진동체(130)의 타측면에 접하는 제2판스프링(142)으로 이루어지며, 상하방향이 아닌 수평방향으로 탄성변형될 수 있도록 장착된다.
즉, 상기 판스프링(141,142)의 평면은 좌우방향으로 배치되어, 상하방향으로 휘어지지 않고, 이로 인해 상기 판스프링(141,142)이 별도의 구성없이 상기 진동체(130)를 잘 지지할 수 있다.
각각의 상기 판스프링(141,142)은, 상기 진동체(130)의 측면에 면접촉하여 상기 판스프링(141,142)의 일단을 형성하는 제1수평부(143)와 ,상기 커버부재(120)의 내측면에 면접촉하여 상기 판스프링(141,142)의 타단을 형성하는 제2수평 부(144)와, 상기 제1수평부(143)와 제2수평부(144)를 경사지게 연결하는 경사부(145)로 이루어진다.
종래의 진동모터에 사용된 스프링은 내부에 복수개의 연결통로가 형성되어 있어 그 형상이 복잡하고 가공이 힘들었으며, 주파수 특성을 맞추기 위해 복수개의 연결통로가 정확하게 가공되어야만 하였다.
특히, 반복 진동시 집중적으로 스트레스를 받는 특정부위의 형상 변경시 연결통로의 개수만큼 비용이 들어가게 되는 단점이 있다.
그러나, 본원발명과 같이 연결통로없이 판재형상을 절곡하여 이루어진 판스프링(141,142)을 이용함으로써, 형상이 간단하여 가공 및 용이하고, 연결통로가 없어 공진주파수가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2판스프링(142)은 상기 제1판스프링(141)을 180도 회전한 상태와 동일하게 배치된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 진동체(130)에 대한 상기 제1판스프링(141)의 제1수평부(143)의 접촉위치와, 상기 진동체(130)에 대한 상기 제2판스프링(142)의 제1수평부(143)의 접촉위치는, 상기 진동체(130)를 상부에서 봤을 때 상기 진동체(130)의 이동방향과 평행한 상기 진동체(130)의 수평중심선(C-C)을 기준으로 상호 반대방향으로 위치하며, 그 거리가 동일하다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
상기 코일(112)에 전원이 인가되면, 상기 코일(112)과 자석(134)의 상호작용 즉 플레밍의 왼손법칙에 의해 상기 진동체(130)는 상기 판스프링(141,142)의 방향인 좌우방향으로 이동한다.
이때, 상기 요크(131)는 상기 자석(134)에서 발생하는 자기장의 흐름을 원활하게 해준다.
특히, 상기 코일(112)의 지름이 상기 요크(131)의 수평방향 길이보다 크기 때문에, 상기 자석(134)에서 발생한 자기장은 상기 요크(131)의 하부를 통해 상기 코일(112)에 잘 전달될 수 있다.
상기 진동체(130)가 좌우방향으로 이동함에 따라 상기 제1판스프링(141) 및 제2판스프링(142)은 압축 또는 팽창되어 진동을 발생하게 된다.
진동력은 다음과 같다.
진동력 = 진동체의 중량 × 변위 × 주파수
본원발명의 수평형 진동모터는 수평방향으로 이동하여 진동을 발생하는바, 수직형보다 변위가 커 종래의 수직형 진동모터와 동일한 중량체(133)를 갖더라도 훨씬 큰 진동력을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제1판스프링(141)의 제1수평부(143)와 상기 제2판스프링(142)의 제2수평부(144)가 수평중심선(C-C)을 기준으로 서로 반대방향으로 상기 요크(131)의 측면에 결합되어 있어, 상기 진동체(130)는 좌우방향으로 이동하면서 회전력도 발생하여 보다 큰 진동을 발생시킬 수 있다.
한편, 진동모터에 상하방향으로 충격이 가해져 상기 진동체(130)가 상기 코일(112)방향으로 이동할 경우, 상기 댐퍼부재(113)의 두께가 상기 코일(112)의 두 께보다 크기 때문에 상기 댐퍼부재(113)가 상기 진동체(130)에 먼저 접하여 상기 진동체(130)에 의한 상기 코일(112)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명인 수평형 진동모터는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 상하이동식 진동모터의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 일방향 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평형 진동모터의 타방향 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 요크와 판스프링의 결합상태를 도시한 평면도,
도 6은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 베이스부재, 111 : 회로기판, 112 : 코일, 113 : 댐퍼부재, 120 : 커버부재, 130 : 진동체, 131 : 요크, 132 : 삽입홈, 133 : 중량체, 134 : 자석, 141 : 제1판스프링, 142 : 제2판스프링, 143 : 제1수평부, 144 : 제2수평부, 145 : 경사부, C-C :수평중심선

Claims (5)

  1. 회로기판이 장착된 베이스부재와;
    하방향으로 개방되고 내부에 빈공간이 형성되어 있으며, 상기 베이스부재를 덮는 커버부재와;
    상기 베이스부재의 상면에 장착되는 코일과;
    자석이 장착되어 있고, 상기 커버부재의 내부에서 상기 코일의 상부에 배치되는 진동체와;
    상기 진동체의 양측에 각각 배치되어, 일단이 상기 진동체의 측면에 결합되고, 타단이 상기 커버부재의 측면에 결합되는 판스프링으로 이루어지되,
    상기 자석과 코일은 상하방향으로 배치되어 있고,
    상기 진동체는 상기 코일과 자석의 상호작용에 의해 상기 판스프링을 가압하면서 좌우방향으로 이동하여 진동하는 것을 특징으로 하는 수평형 진동모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진동체는,
    하방향으로 삽입홈이 형성되고, 상기 판스프링의 일단이 측면에 결합되는 요크와;
    상기 삽입홈에 삽입 장착되는 중량체와;
    상기 코일과 이격된 상태로 상기 중량체의 하부에 장착되는 자석으로 이루어 지되,
    상기 요크의 측면은 상기 자석의 측면을 감싸면서 접하는 것을 특징으로 하는 수평형 진동모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코일은 중공원판형상으로 권취되어, 하면이 상기 베이스부재에 결합되고 상면이 상기 자석의 하부에 배치되며,
    상기 자석은 수평방향과 수직방향으로 각각 분극되어 4극 구조로 분극되어 있으며,
    상기 코일의 지름은, 상기 요크의 수평방향 길이보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 수평형 진동모터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 코일의 중심부에는 상기 베이스부재에 결합되는 댐퍼부재가 장착되되,
    상기 댐퍼부재의 두께는 상기 코일부재의 두께보다 크고,
    상기 댐퍼부재와 상기 진동체는 상호 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 수평형 진동모터.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판스프링은,
    상기 진동체의 일측면에 접하는 제1판스프링과; 상기 진동체의 타측면에 접하는 제2판스프링으로 이루어지고,
    각각의 상기 판스프링은,
    상기 진동체의 측면에 면접촉하여 상기 판스프링의 일단을 형성하는 제1수평부와; 상기 커버부재의 내측면에 면접촉하여 상기 판스프링의 타단을 형성하는 제2수평부와; 상기 제1수평부와 제2수평부를 경사지게 연결하는 경사부로 이루어지며,
    상기 제2판스프링은 상기 제1판스프링을 180도 회전한 상태와 동일하고,
    상기 진동체에 대한 상기 제1판스프링의 접촉위치와, 상기 진동체에 대한 상기 제2판스프링의 접촉위치는, 상기 진동체를 상부에서 봤을 때 상기 진동체의 이동방향과 평행한 상기 진동체의 수평중심선을 기준으로 상호 반대방향으로 위치하며, 그 거리가 동일한 것을 특징으로 하는 수평형 진동모터.
KR1020090020373A 2009-03-10 2009-03-10 수평형 진동모터 KR20100101927A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120035500A (ko) * 2010-10-05 2012-04-16 엘지전자 주식회사 이동 단말기
KR101217772B1 (ko) * 2011-03-07 2013-01-03 주식회사 모아텍 진동 발생기
CN103157591A (zh) * 2011-12-15 2013-06-19 三星电机株式会社 振动器
KR101462970B1 (ko) * 2013-05-03 2014-11-21 주식회사 예일전자 진동모터 및 진동모터의 진동 지지 스프링

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