KR102667300B1 - 수평 진동 모터 - Google Patents

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KR102667300B1
KR102667300B1 KR1020220026530A KR20220026530A KR102667300B1 KR 102667300 B1 KR102667300 B1 KR 102667300B1 KR 1020220026530 A KR1020220026530 A KR 1020220026530A KR 20220026530 A KR20220026530 A KR 20220026530A KR 102667300 B1 KR102667300 B1 KR 102667300B1
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poles
vibration motor
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소용대
임재화
황상문
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주식회사 이엠텍
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Abstract

실시예의 일 측면에 따르면, 수용 공간이 구비된 하우징; 상기 하우징에 고정되고 전자기장을 형성하는 코일 어셈블리를 포함하는 고정자; 및 상기 코일 어셈블리의 전자기장과 상호 작용에 의해 진동하는 복수의 마그네트를 포함하는 진동자;로 이루어지고, 상기 코일 어셈블리는, 복수의 폴이 배치된 고정 플레이트와, 상기 폴들 중 적어도 하나 이상에 코일이 권선되는 코일 권선체들을 포함하며, 상기 마그네트들은, 상기 코일 권선체들이 구비된 폴들 중 적어도 하나 이상과 대향되는 위치에 배치되는 수평 진동 모터를 제공한다.

Description

수평 진동 모터{HORIZENTAL VIBRATION MOTOR}
실시예는 수평 진동 모터에 관한 것으로서, 특히 제한된 공간에서 상호 전자기력에 의한 진동량을 향상시킬 수 있는 수평 진동 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대용 통신 기기, 휴대용 게임기, 휴대용 MP3 및 소형 가정용 게임기 등과 같은 소형 전자 제품들이 개발되고 있다. 앞서 언급된 소형 전자 제품들은 정보를 영상으로 전달하기 위한 표시장치 및 정보를 음성으로 전달하기 위한 사운드 장치를 포함한다. 최근에는 정보를 진동을 이용하여 전달하기 위한 진동 모터가 소형 전자 제품들에 장착되고 있다.
소형 전자 제품에 장착된 진동 모터는 작은 사이즈를 가질 뿐만 아니라 강력한 진동을 발생시키는 기능이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0094311호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0043909호
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예는 제한된 공간에서 상호 전자기력에 의한 진동량을 향상시킬 수 있는 수평 진동 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 수용 공간이 구비된 하우징; 상기 하우징에 고정되고 전자기장을 형성하는 코일 어셈블리를 포함하는 고정자; 및 상기 코일 어셈블리의 전자기장과 상호 작용에 의해 진동하는 복수의 마그네트를 포함하는 진동자;로 이루어지고, 상기 코일 어셈블리는, 복수의 폴이 배치된 고정 플레이트와, 상기 폴들 중 적어도 하나 이상에 코일이 권선되는 코일 권선체들을 포함하며, 상기 마그네트들은, 상기 코일 권선체들이 구비된 폴들 중 적어도 하나 이상과 대향되는 위치에 배치되는 수평 진동 모터를 제공한다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 진동자는, 관통 홀이 형성된 웨이트 블록과, 상기 관통 홀에 수용되고 상기 마그네트들을 고정시키는 요크 플레이트를 더 포함할 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 코일 어셈블리는, 상기 고정 플레이트에 일체로 형성된 요크부를 더 포함할 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 마그네트들과 대향되게 위치되는 폴들의 중심은, 상기 마그네트들의 극이 반전되는 지점과 일치하도록 배치될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 코일 어셈블리는, 상기 폴들 마다 상기 코일 권선체들의 권선수가 다르게 구성될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 하우징은, 강자성체로 구성될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 마그네트들은, 대향되게 위치되는 하나의 폴에 대해 다극 착자를 가지도록 구성될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 하우징에 상기 진동자를 완충 지지하는 탄성부;를 더 포함하고, 상기 탄성부는, 상기 하우징에 일단이 고정되고 상기 웨이트 블록에 타단이 고정될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 웨이트 블록은, 상기 탄성부의 타단이 장착되는 홈부를 더 포함하고, 상기 홈부와 상기 하우징 사이에 장착 공간이 형성될 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 웨이트 블록은, 상기 탄성부의 변위를 제한하기 위해 상기 하우징을 향하여 돌출되게 형성된 돌출부를 더 포함할 수 있다.
실시예의 일 측면에 따르면, 상기 진동자의 변위를 제한하기 위해 상기 장착 공간에 설치되는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 복수의 폴 중 일부 또는 전체에 코일 권선체를 구비하고, 코일 권선체가 구비된 폴들과 대응되도록 마그네트들을 설치하기 때문에 상호 전자기력에 의해 척력 및 인력을 일으키지 못하는 구간을 감소시켜 진동량을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일 실시예의 수평 진동 모터가 도시된 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시예의 수평 진동 모터가 도시된 측단면도이다.
도 3은 일 실시예에 적용된 코일 어셈블리의 일예가 도시된 측면도이다.
도 4는 일 실시예에 적용된 코일 어셈블리의 다른 일예가 도시된 측면도이다.
도 5는 일 실시예에 적용된 마그네트의 일예가 도시된 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 적용된 마그네트의 다른 일예가 도시된 사시도이다.
도 7 내지 도 8은 일 실시예에 적용된 웨이트 블록의 일예를 상/하측에서 각각 본 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 적용된 탄성부의 일예가 도시된 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 적용된 탄성부의 다른 일예가 도시된 사시도이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 일 실시예의 수평 진동 모터가 도시된 분해 사시도이고, 도 2는 일 실시예의 수평 진동 모터가 도시된 측단면도이다.
일 실시예의 수평 진동 모터는 수용 공간을 형성하는 하우징(100)과, 하우징(100)에 고정되고 복수의 폴(211a,211b,211c)이 구비된 고정 플레이트(210)와, 복수의 폴(211a,211b,211c)에 선택적으로 코일이 권선된 코일 권선체(220)와, 코일 권선체(220)에 전류를 공급하는 F-PCB(230)와, 코일 권선체(220)가 구비된 폴들(211a,211c)과 대향되게 설치된 복수의 마그네트(311,312)와, 마그네트들(311,312)이 수용되는 웨이트 블록(320)과, 웨이트 블록(320)에 마그네트들(311,312)을 고정시키는 요크 플레이트(330)와, 웨이트 블록(320)을 하우징(100)에 완충 지지하는 탄성부(410) 및 스토퍼(S)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 직육면체 형상으로서, 상면과 복수의 측면을 형성하는 상부 케이스(110)와, 바닥면을 형성하는 하부 케이스(120)로 구성되며, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120) 내측에 수용 공간이 구비될 수 있다. 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)는 강자성체로 구성됨으로서, 자력이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
복수의 폴(211a,211b,211c)이 소정 간격을 두고 일렬로 고정 플레이트(210) 위에 형성되고, 코일 권선체(220)가 폴들(211a,211b,211c) 중 일부 또는 전체에 구비된 형태로 코일 어셈블리(210,220)를 구성할 수 있다.
F-PCB(230)는 코일 권선체(220)와 전기적으로 연결되는 회로 기판으로서, 고정 플레이트(210) 일측에서 하우징(100) 외부까지 연장되게 설치될 수 있다. 외부에서 F-PCB(230)를 통하여 전류를 코일 권선체(220)에 공급함으로서, 코일 어셈블리(210,220)에 전자기력을 형성시킬 수 있다.
고정 플레이트(210)는 강자성체로 구성되고, 요크부(212)가 고정 플레이트(210)에 일체로 하향 돌출되게 구비됨으로서, 코일 권선체(220)에서 발생되는 자속을 유효하게 끌어낼 수 있다. 요크부(212)는 하부 케이스(120) 중심에 구비된 홀(121) 내측에 위치되고, 고정 플레이트(210)는 하부 케이스(120)의 상면에 고정될 수 있다. 복수의 폴(211a,211b,211c)과 요크부(212)가 고정 플레이트(210)에 일체로 형성될 수 있다.
이와 같이, 고정자(200)는 고정 플레이트(210)와 코일 권선체(220) 및 F-PCB(230)의 조립체로 구성될 수 있고, 코일 권선체(220)에 전류가 공급됨에 따라 고정자(200)는 자기장을 형성할 수 있다.
마그네트들(311,312)은 코일 권선체(220)가 구비된 폴들(211a,211c)의 상측에 구비되는데, 소정 간격을 두고 상하 방향으로 대향되게 구비될 수 있다.
요크 플레이트(330)는 강자성체로서, 마그네트들(311,312)이 서로 이격된 상태로 요크 플레이트(330)의 하측에 고정될 수 있다. 요크 플레이트(330)는 마그네트들(311,312)에서 발생된 자기장이 상측으로 누설을 방지하는 동시에 그 자기장이 하측의 코일 권선체(220)들을 향하도록 하여 수평 진동 모터의 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
웨이트 블록(320)은 중심에 상하 방향으로 단차진 형태의 관통 홀(321)이 구비되고, 마그네트들(311,312)과 요크 플레이트(330)가 관통 홀(321)에 고정될 수 있다. 웨이트 블록(320)은 마그네트들(311,312)과 결합되어 진동량을 증가시키는 역할을 한다.
이와 같이, 진동자(300)는 마그네트들(311,312)과 웨이트 블록(320) 및 요크 플레이트(330)의 조립체로 구성될 수 있다.
탄성부(410)는 진동자(300)를 하우징(100)에 완충 지지하는 형태로서, 하부 케이스(120)와 웨이트 블록(320)에 고정될 수 있으며, 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
스토퍼(S)는 외부 충격에 의한 진동자(300)의 과도한 변위를 제한하기 위하여 구비될 수 있다. 스토퍼(S)는 웨이트 블록(320) 하측에 장착되고, 하부 케이스(120)와 소정 간격을 유지하도록 구비될 수 있다. 따라서, 외부 충격에 의해 스토퍼(S)가 하부 케이스(120)와 먼저 충돌함으로서, 진동자(300)를 구성하는 부품들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 수평 진동 모터에 따르면, 복수의 폴(211a,211b,211c)에 감긴 코일 권선체(220)로부터 발생된 전자기장과 마그네트들(311,312)의 극성 사이에 인력 및 척력이 발생되고, 이로 인하여 고정자(200)에 대하여 진동자(300)가 좌측 또는 우측으로 이동되면서 진동할 수 있다. 코일 권선체(220)과 마그네트들(311,312)의 설치 위치를 다양하게 구성할 수 있으므로, 인력과 척력을 일으키는 구간을 폭넓고 다양하게 구성할 수 있고, 진동량을 보다 향상시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 적용된 코일 어셈블리의 일예가 도시된 측면도이다.
코일 어셈블리의 일예에 따르면, 제1,2,3폴(211a,211b,211c)이 고정 플레이트(210) 상측에 양측 방향으로 일정 간격을 두고 구비되고, 코일 권선체(220)가 제1,3폴(211a,211c)에만 구비될 수 있다. 제1,2,3폴(211a,211b,211c)은 동일한 두께와 높이를 가지도록 구성되고, 제1,3폴(211a,211c)에 구비된 코일 권선체(220)는 동일한 권선수를 가지도록 구성될 수 있다.
제1,2마그네트(311,312)는 코일 권선체(220)가 구비되는 제1,3폴(211a,211c)의 상측에만 대향되게 구비될 수 있다. 제1폴(211a)의 축 방향 중심선(L)은 제1마그네트(311)의 중심선 즉, 극이 반전되는 지점과 일치하도록 배치되고, 제3폴(211c)의 축방향 중심선(L)도 제2마그네트(312)의 중심선 즉, 극이 반전되는 지점과 일치하도록 배치되며, 제1,2마그네트(311,312) 사이에 제2폴(211b)이 위치될 수 있다.
코일 어셈블리의 일예는 복수의 폴 중 일부에만 코일이 권선된 형태로서, 폴들과 코일 권선체들과 마그네트들의 상대적인 배치, 코일 권선체들의 권선수 등이 다양하게 구성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 적용된 코일 어셈블리의 다른 일예가 도시된 측면도이다.
코일 어셈블리의 다른 일예에 따르면, 코일 권선체(220)가 제1,2,3폴(211a,211b,211c) 전체에 각각 구비되지만, 제1,2마그네트(311,312)는 제1,3폴(211a,211c)의 상측에만 대향되게 구비될 수 있다.
제1,2,3폴(211a,211b,211c)은 동일한 두께와 높이를 가지도록 구성되지만, 제1,2,3폴(211a,211b,211c)에 구비된 코일 권선체(220)는 다른 권선수를 가지도록 구성될 수 있다. 제1,2마그네트(311,312)와 대향되는 제1,3폴(211a,211c)에 구비된 코일 권선체(220)의 권선수가 제2폴(211b)에 구비된 코일 권선체(220)의 권선수 보다 더 많게 구성될 수 있다.
코일 어셈블리의 다른 일예는 복수의 폴 전체에 각각 코일이 권선된 형태로서, 다양하게 구성될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 적용된 마그네트의 일예가 도시된 사시도이고, 도 6은 일 실시예에 적용된 마그네트의 다른 일예가 도시된 사시도이다.
마그네트(311)의 일예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 일측 상하에 N극과 S극이 착자되고, 타측 상하에 S극과 N극이 착자된 형태로 구성될 수 있다. 마그네트(311)의 중심선에서 극이 반전될 수 있다.
마그네트(311)의 다른 일예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이 제1,2마그네트 유닛(311a,311b)이 양측에서 결합된 형태로서, 제1마그네트 유닛(311a)은 상하에 N극과 S극이 착자되고, 제2마그네트 유닛(311b)은 상하에 S극과 N극이 착자될 수 있다. 제1,2마그네트 유닛(311a,311b)의 결합면에서 극이 반전될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 마그네트(311)의 극이 반전되는 지점과 코일 권선체가 구비된 폴의 중심선이 일치하도록 마그네트(311)의 설치 위치가 한정됨으로서, 상호 전자기력을 크게 유도하여 진동을 크게 발생시킬 수 있다.
도 7 내지 도 8은 일 실시예에 적용된 웨이트 블록을 상/하측에서 각각 본 사시도이다.
웨이트 블록(320)은 하우징(100, 도 2에 도시)의 내부 공간에 내장될 수 있는 사각 블록 형태로서, 웨이트 블록(320)의 중심에 상하 방향으로 관통되는 단차진 형상의 관통 홀(321)이 구비될 수 있다. 관통 홀의 하부 공간(321a)은 비교적 넓게 형성되어 코일 권선체들(220 : 도 2에 도시)이 내장될 수 있고, 관통 홀(321)의 상부 공간(321b,321c)은 단차지게 형성되어 마그네트들(311,312 : 도 2에 도시)이 안착된 요크 플레이트(330 : 도 2에 도시)가 고정될 수 있다.
웨이트 블록(320)의 하면 중 가장 양측에 각각 홈부(322)가 구비될 수 있다. 홈부(322)는 사각 형태로서, 웨이트 블록(320)의 측면으로 개방되게 형성될 수 있으며, 하기에서 설명될 탄성부(410, 도 1에 도시)의 일단이 용접 고정될 수 있고, 스토퍼(S, 도 1에 도시)의 장착 공간을 제공할 수 있다.
웨이트 블록(320)의 하면 중 관통홀(321)과 홈부(322)들 사이에 각각 돌출부(323)가 구비될 수 있다. 돌출부(323)는 얇고 넓게 돌출되는 형태로서, 탄성부(410, 도 1에 도시)의 변위를 제한할 수 있고, 홈부(322)와 돌출부(323) 사이에 스토퍼(S, 도 1에 도시)의 장착 공간을 효과적으로 확보할 수 있다.
상기와 같이 구성된 웨이트 블록(320)에 마그네트들(311,312 : 도 2에 도시)과 요크 플레이트(330 : 도 2에 도시)가 고정된 형태로 진동자를 구성함으로서, 진동자의 무게를 증가시켜 진동을 강력하게 구현할 수 있고, 탄성부(410, 도 1에 도시)와 스토퍼(S, 도 1에 도시)의 장착 공간을 웨이트 블록(320) 내측에 확보할 수 있어 수평 진동 모터를 소형화시킬 수 있다.
도 9는 일 실시예에 적용된 탄성부의 일예가 도시된 사시도이고, 도 10은 일 실시예에 적용된 탄성부의 다른 일예가 도시된 사시도이다.
제1실시예의 탄성부(410)는 일종의 판 스프링으로서, 도 9에 도시된 바와 같이 일단을 형성하는 하우징 고정부(411)와, 타단을 형성하는 진동자 고정부(412)와, 하우징 고정부(411)와 진동자 고정부(412) 사이에 연결된 연결부(413)로 이루어질 수 있다.
하우징 고정부(411)는 진동자 고정부(412) 보다 낮은 위치에 서로 평행하게 위치되고, 연결부(413)는 하우징 고정부(411)와 진동자 고정부(412)에 대해 직교하는 면에 진동이 전달되는 경로를 길게 형성하도록 위치될 수 있다.
이와 같이 구성된 제1실시예의 탄성부(410)에 따르면, 하우징 고정부(411)가 하부 케이스(120, 도 2에 도시)의 바닥면에 용접 고정되고, 진동자 고정부(412)가 웨이트 블록의 홈부(322 : 도 7에 도시)에 용접 고정되며, 연결부(413)가 상부 케이스(110 : 도 2에 도시)의 일 측면과 근접하게 대향됨으로서, 하우징 내부에 탄성부(410)의 설치 공간을 최소화할 수 있다.
제2실시예의 탄성부(420)는 도 10에 도시된 바와 같이 제1실시예에 비해 간단하게 만곡된 판 스프링으로서, 하우징 고정부(421)와 진동자 고정부(422)로만 구성될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 상부 케이스 120 : 하부 케이스
200 : 고정자 210 : 고정 플레이트
211a,211b,211c : 폴 212 : 요크부
220 : 코일 권선체 230 : F-PCB
300 : 진동자 311,312 : 마그네트
320 : 웨이트 블록 330 : 요크 플레이트
410,420 : 탄성부

Claims (11)

  1. 수용 공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징에 고정되고 전자기장을 형성하는 코일 어셈블리를 포함하는 고정자; 및
    상기 코일 어셈블리의 전자기장과 상호 작용에 의해 진동하는 복수의 마그네트를 포함하는 진동자;로 이루어지고,
    상기 코일 어셈블리는,
    셋 이상의 폴이 배치된 고정 플레이트와,
    상기 폴들 중 최외곽 폴들을 포함한 적어도 둘 이상에 코일이 권선되는 코일 권선체들을 포함하며,
    상기 폴들 중 최외곽 폴들을 제외한 폴들 중 하나 이상의 폴은 코일이 권선되지 않으며,
    상기 마그네트들은,
    상기 코일 권선체들이 구비된 폴들 중 적어도 하나 이상과 대향되는 위치에 배치되는 수평 진동 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동자는,
    관통 홀이 형성된 웨이트 블록과,
    상기 관통 홀에 수용되고 상기 마그네트들을 고정시키는 요크 플레이트를 더 포함하는 수평 진동 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리는,
    상기 고정 플레이트에 일체로 형성된 요크부를 더 포함하는 수평 진동 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트들과 대향되게 위치되는 폴들의 중심은,
    상기 마그네트들의 극이 반전되는 지점과 일치하도록 배치되는 수평 진동 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리는,
    상기 폴들 마다 상기 코일 권선체들의 권선수가 다르게 구성되는 수평 진동 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    강자성체로 구성되는 수평 진동 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트들은,
    대향되게 위치되는 하나의 폴에 대해 다극 착자를 가지도록 구성되는 수평 진동 모터.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 하우징에 상기 진동자를 완충 지지하는 탄성부;를 더 포함하고,
    상기 탄성부는,
    상기 하우징에 일단이 고정되고 상기 웨이트 블록에 타단이 고정되는 수평 진동 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 웨이트 블록은,
    상기 탄성부의 타단이 장착되는 홈부를 더 포함하고,
    상기 홈부와 상기 하우징 사이에 장착 공간이 형성되는 수평 진동 모터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 웨이트 블록은,
    상기 탄성부의 변위를 제한하기 위해 상기 하우징을 향하여 돌출되게 형성된 돌출부를 더 포함하는 수평 진동 모터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 진동자의 변위를 제한하기 위해 상기 장착 공간에 설치되는 스토퍼를 더 포함하는 수평 진동 모터.
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