KR20190109010A

KR20190109010A - 수평 사각 진동모터

Info

Publication number: KR20190109010A
Application number: KR1020180030820A
Authority: KR
Inventors: 강진선; 최교석; 김화식; 김동은
Original assignee: 주식회사 블루콤
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2019-09-25
Also published as: KR102049335B1

Abstract

본 발명은 수평 사각 진동모터에 관한 것으로 특히, 할바흐 배열 마그넷을 갖는 웨이트의 아우터 마그넷에 자성체로 이루어진 요크 플레이트가 대향되게 구비됨으로서 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보될 수 있는 수평 사각 진동모터에 관한 것이다.

Description

수평 사각 진동모터{RECTANGULAR VIBRATION MOTOR WITH HORIZONTAL SHAPE}

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.

그리고 휴대용 통신기기 내부에 장착되어 무음 진동으로 착신을 알리는 편평형 진동모터 역시 전술한 추세에 맞추어 많은 연구들이 이루어지고 있다.

휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 진동모터의 초기 모델들은 고정자와 회전자를 기본 구성으로 한 회전형 진동모터 형태였으며, 이러한 회전형 진동모터는 고정자의 브라켓에 샤프트를 고정하고 회전자를 샤프트에지지 회전시킴으로서 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.

회전형 진동모터의 문제점을 개선하고자 최근에는 수평 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터가 제시되었고, 제안된 수평 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터는서로 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.

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.

한편, 수평 진동모터는, 내부 부품들이 진동체에 의한 충격을 받지않도록 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.

공개특허공보 제10-2010-0073301호(2010.07. 01.)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보될 수 있는 수평 사각 진동모터를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

할바흐 배열 마그넷(80)과의 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 수평 진동을 발생되는 코일(30) 및 요크 플레이트(110)를 포함하여 구성되는 수평 사각 진동 모터에 있어서,

상기 할바흐 배열 마그넷(80)은 웨이트(70)에 의하여 커버되고,

상기 웨이트(70)에 아우터 마그넷(82)이 구비되고,

상기 웨이트(70)에 대향되는 요크 플레이트(110)가 자성체로 이루어짐으로서 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보되도록 구성된다.

따라서, 본 발명은 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보될 수 있는 수평 사각 진동모터를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터의 결합 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 진동전의 정지상태와 가동상태의 전자계 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접된 상태에서의 전자계 흐름과 자계의 구성 방향을 나타내는 도표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접시 요크 플레이트와의 인력에 따른 전자계 포스의 증감을 나타내는 그래프이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접된 상태에서의 전자계 흐름과 자계의 구성 방향에 따른 전자계 포스의 해석 결과를 나타내는 도표이다.
도 7은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도이다.
도12a 내지 12d는 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 스프링의 다양한 형태를 나타내는 평면도면이다.
도 13a는 종래 수평진동모터에 있어 자계 힘의 해석자료 및 자계의 구성 방향을 나타내는 도표이고, 도 13b는 종래 수평진동모터에 있어 해석 결과 데이터값을 나타내는 도표이다.

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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

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.

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.

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, 본원

발명의 브라켓(10), F-PCB(20), 스토퍼(40), 서포트(50), 스프링(60), 웨이트(70),

플레이트(90), 케이스(100)는, 본 출원인이 출원하였던 종래의 사각 진동 모터와 동일한 기능을 하도록 구성될 수 있으므로, 본 발명에서는, 이에 대한 상세한 설명을 생략하도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면,

일 실시예에 따른 본 발명은,

상기 할바흐 배열 마그넷(80)은 웨이트(70)에 의하여 커버되고, 상기 웨이트 (70)에 아우터 마그넷(82)이 구비되고, 상기 웨이트(70)에 대향되는 요크 플레이트(110)가 자성체로 이루어짐으로서 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보되도록 하는 것을 포함하여 구성된다.

상기 할바흐 배열 마그넷(80)은, 제1마그넷(801), 제2마그넷(802), 제1

반전마그넷(801R), 제2반전마그넷(802R), 제1마그넷(801) … 의 순으로 순차적으로 배열되고, 배열된 각각의 마그넷 중, 연속된 어느 세 개의 마그넷 또는 연속된 어느 다섯 개의 마그넷이 수평 방향으로 순차적으로 결합되어 구성된다.

본 발명의 할바흐 배열 마그넷(80)에 적용되는 할바흐 배열은, 각기 다른 착자 방향을 가진 다수의 마그넷을 결합함으로써, 전자계의 힘을 증가시키는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

상기 코일(30)은, 할바흐 배열 마그넷(80)에 대향하여 구성된다.

상기 요크 플레이트(110)는 수평형태를 갖는 플랜지 요크편(111)에 수직형태를 갖는 플랜지 웹부편(112)이 상부를 향하여 수직으로 절곡되게 형성되어 구성된다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 진동전의 정지상태와 가동상태의 전자계 흐름을 나타내는 도면이다.

도 3a는 수평 사각 진동 모터에 있어 진동전의 정지상태에서의 전자계 흐름은 변화가 없는 상태로 흐름을 알 수 있고, 도 3b는 수평 사각 진동 모터에 있어 가동상태일 경우, 요크 플레이트(110)와 웨이트(70)에 구비된 아우터 마그넷(82)과의 인력이 작용함으로서 전자계 포스(Force)가 크게 형성됨을 알 수 있다.

도 4 내지 도6을 참조하면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접된 상태에서의 전자계 흐름과 자계의 구성 방향을 나타내는 도표이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접시 요크 플레이트와의 인력에 따른 전자계 포스의 증감을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 요크 플레이트에 웨이트가 인접된 상태에서의 전자계 흐름과 자계의 구성 방향에 따른 전자계 포스의 해석 결과를 나타내는 도표로서,

도 4에서는 2개의 코일(30)이 5개로 배열된 할바흐 배열 마그넷(80) 구조에서 요크 플레이트(110)와의 인력확보를 하기 위한 방안으로 상기 웨이트(70)에 아우터 마그넷(82)이 구비된 것이다.

이와 같이 요크 플레이트(110)에 웨이트(70)가 인접됨과 동시에 요크 플레이트(110)와 아우터 마그넷(82)에서 인력이 발생됨에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 전자계 포스가 증가되는 것을 알 수 있다. 즉, 기존에는 0.9mm 증가시 포스가 낮아지는 경향을 보이나, 요크 플레이트(110)와 아우터 마그넷(82)에서 인력이 발생하면 전자계 포스가 높게 형성되는 것을 알 수 있다. 이는 인력의 의한 포스의 증가로 볼 수 있다.

도 6에서는 변위는 [mm], 토탈 포스 [N], 인력 [N]을 나타낸 것으로 정지상태에서 변위는 0.00mm, 토탈 포스는 0.0594N, 인력은 0.0125N에서 웨이트가 인입된 상태에서의 변위 0.85mm에 대하여 토탈 포스는 0.3847N, 인력은 0.2506N으로 증가됨을 할 수 있다.

도면 7을 참조하면,

도 7은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도로서,

상기 요크 플레이트(110)는 아우터 마그넷(82)과 대향하여 1:1로 대칭되는 형태를 가지며, 2개 이상 형성되어 구성된다.

도면 8을 참조하면,

도 8은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도로서,

상기 요크 플레이트(110)는 자성체로 이루어진 스토퍼(40)와 일체 형태를 갖도록 구성된다.

도면 9를 참조하면,

도 9는 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도로서,

상기 코일(30)은

일측 또는 양측으로 아우터 마그넷(82)이 구비되며, 내부로 3개의 마그넷이 배열된 할바흐 배열 마그넷(80)이 상부 중앙에 위치되고, 상기 요크 플레이트(110)는 별도 마그넷(120)이 구비됨으로서 아우터 마그넷(82)과 별도 마그넷(120) 사이로 전자계 포스가 더 증가되는 것이 포함된다.

도면 10을 참조하면,

도 10은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도로서,

상기 코일(30)은

이때, 상기 아우터 마그넷(82)과 별도 마그넷(120) 사이에 자성유체(130)가 더 포함된다.

도면 11를 참조하면,

도 11은 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터의 다른 실시예를 나타내는 결합 단면도로서,

상기 요크 플레이트(110)는 별도 마그넷(120)이 구비되고, 상기 할바흐 배열 마그넷(80)을 포함하는 웨이트(70)에 "

"형태를 갖는 자성캡(72)이 덮여지도록 구비되는 것이 더 포함된다.

도12a 내지 12d를 참조하면,

도12a 내지 12d는 본 발명에 따른 수평 사각 진동 모터에 있어 스프링의 다양한 형태를 나타내는 평면도면으로서,

상기 스프링(60)은 "

","

" 및 "

" 중 어느 하나의 형태를 갖도록 하는 것이 포함된다.

한편, 도 13a 및 도13b를 참조하면,

도 13a는 종래 수평진동모터에 있어 자계 힘의 해석자료 및 자계의 구성 방향을 나타내는 도표고, 도 13b는 종래 수평진동모터에 있어 해석 결과 데이터값을 나타내는 도표로서,

도4 내지 도5의 전자계힘을 비교하였을 때,

도 13b에서 변위는 [mm], 토탈 포스 [N], 인력 [N]을 나타낸 것으로 정지상태에서 변위는 0.00mm, 토탈 포스는 0.0650N, 인력은 0.0037N에서 웨이트가 인입된 상태에서의 변위 0.85mm에 대하여 토탈 포스는 0.133N, 인력은 0.0037N로 증가됨을 할 수 있다.

따라서, 단순한 요크 플레이트 대비, 본원 발명의 일실시예에 따라 자성체로 이루어진 요크 플레이트는 구동시 토탈 포스가 0.3847N로 약 65.42% 정도가 증가됨에 따라 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보됨을 알 수 있다.

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.

30:코일
70:웨이트
80:할바흐 배열 마그넷
82:아우터 마그넷
110:요크 플레이트

Claims

할바흐 배열 마그넷(80)과의 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 수평 진동을 발생되는 코일(30) 및 요크 플레이트(110)를 포함하여 구성되는 수평 사각 진동 모터에 있어서,
상기 할바흐 배열 마그넷(80)은 웨이트(70)에 의하여 커버되고, 상기 웨이트(70)에 아우터 마그넷(82)이 구비되고, 상기 웨이트(70)에 대향되는 요크 플레이트(110)가 자성체로 이루어짐으로서 전자계 포스를 증가시켜 진동력과 주파수 대역이 넓게 확보되도록 구성됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는
아우터 마그넷(82)과 대향하여 최소 1개 이상 형성되는 것이 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는
아우터 마그넷(82)과 대향하여 1:1로 대칭되도록 형성되는 것이 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는
아우터 마그넷(82)과 대향하여 1:1로 대칭되는 형태를 가지며, 2개 이상 형성되는 것이 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는
수평형태를 갖는 플랜지 요크편(111)에 수직형태를 갖는 플랜지 웹부편(112)이 상부를 향하여 수직으로 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는
자성체로 이루어진 스토퍼(40)와 일체 형태를 갖도록 구성되는 것이 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 코일(30)은
아우터 마그넷(82)이 구비된 할바흐 배열 마그넷(80)이 상부 중앙에 위치되고,
상기 요크 플레이트(110)는 별도 마그넷(120)이 구비됨으로서
아우터 마그넷(82)과 별도 마그넷(120) 사이로 전자계 포스가 더 증가되는 것이 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제7항에 있어서,
상기 아우터 마그넷(82)과 별도 마그넷(120) 사이에 자성유체(130)가 더 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.
제1항에 있어서,
상기 요크 플레이트(110)는 별도 마그넷(120)이 구비되고, 상기 할바흐 배열 마그넷(80)을 포함하는 웨이트(70)에 "
"형태를 갖는 자성캡(72)이 덮여지도록 구비되는 것이 더 포함됨을 특징으로 하는 수평 사각 진동 모터.