KR20170101551A - 수평으로 진동하는 선형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 선형 진동모터는 브래킷, 상기 브래킷에 마련되는 코일, 상기 브래킷을 덮는 케이스, 상기 케이스 내부에 위치하는 질량체, 일단은 상기 질량체에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링, 상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트, 상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 마그네트 상부에 위치하는 플레이트 및 상기 질량체의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체와 상기 브래킷의 마찰을 저감시키는 마찰저감부를 포함한다.
본 발명에 따르면 질량체가 수평으로 진동하므로 선형 진동모터의 두께가 두꺼워지지 않고 얇게 제작할 수 있다. 이로 인해 선형 진동모터를 휴대폰 내부에 배치하는 경우 공간적으로 유리하다.
그리고 베어링, 롤러 또는 가이드 홈을 이용하여, 질량체가 수평으로 진동함으로써 발생할 수 있는 소음이나 마찰을 최소화할 수 있다. 이로써 선형 진동모터의 내구성을 높일 수 있다.

Description

수평으로 진동하는 선형 진동모터{A linear vibration motor that vibrates in a horizontal position}

본 발명은 수평으로 진동하는 선형 진동모터에 관한 것으로서 보다 상세하게는 모터의 구동부의 마그네트의 자기 불평형을 이용하여 마찰부를 형성하고 이 부분에 슬라이딩 구조 혹은 베어링을 구비하여 모터의 구동 시 인접하는 상대물과의 마찰과 마모뿐만 아니라 그로 인한 소음을 최소화하고 수평방향의 진동을 하는 선형 진동모터에 관한 것이다.

휴대폰으로 대표되는 최근 착신기기의 가장 중요한 기능은 신호의 착신을 알려주는 알림 기능이며 이는 벨소리 또는 진동으로 이루어진다. 특히 진동 알림은 타인에게 피해를 주지 않기 위해서 또는 벨소리를 인지하기 힘든 곳에서 인지하기 위하여 휴대폰의 필수요소로 자리잡았다.

이러한 진동을 일으키는 수단으로, 축이 편심되거나 무게 중심이 일측으로 불균형하게 분배된 모터를 회전시켜 진동을 발생시키는 진동모터가 있는데, 이러한 진동모터의 경우 모터 회전 시 브러쉬가 세그먼트(segment)와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 기계적인 마찰 및 전기적인 스파크가 발생하는 문제점과 그 수명이 길지 않은 단점이 있다. 또한, 모터에 전압 인가 시 회전관성에 의하여 목표 진동량에 도달하는데 시간이 걸리는 단점이 있어서 터치스크린 폰에서 적합한 진동구현에 어려움이 있다.

이러한 진동모터의 단점을 극복하게 위하여 개발된 것이 선형 진동모터인데, 선형 진동모터는 판스프링에 장착된 진동자가 마그네트와 코일 사이의 전자기력에 의해서 진동하기 때문에 기계적인 마찰이 발생하지 않고 소형화가 가능한 장점이 있어 현재 여러 가지 형태로 개발되고 있다. 여기서 전자기력은 운동부에 위치한 마그네트가 고정자에 위치한 코일에 흐르는 직류 또는 교류전류와 상호작용하여 발생한다.

선형 진동모터는 일반적으로 휴대폰의 모서리 부분에 위치하여 LCD 화면에 수직방향으로 진동을 발생시키도록 되어 있다. 수직방향으로 진동하도록 설계되어 있는 선형 진동모터는 진동자가 상하 변위를 확보하여 운동해야 진동을 발생시킬 수 있다. 그러나, 진동량을 크게 하기 위하여 두께를 증가시키는 것은 휴대폰에서 실장 시킬 수 있는 공간의 한계에 따라 제약이 따른다.

이러한 종래기술의 선형 진동모터의 단점을 극복하기 위하여, 선형 진동모터 내부의 질량체가 수평방향으로 운동하는 것이 해결방법이 될 수 있다. 질량체가 수평으로 진동하는 경우 질량체를 감싸는 케이스나 브래킷과 질량체의 마찰로 선형 진동모터의 내구성이나 수명이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 발명은 질량체가 수평으로 진동하면서도 질량체가 다른 구성과 마찰로 인해 마모되는 것을 방지하기 위한 선형 진동모터를 제시한다.

한국공개특허공보 제2015-0132947호(2015년 11월 27일 공개)

본 발명은 수직방향으로 질량체가 진동하는 선형 진동모터의 단점을 극복하기 위하여 질량체가 수평으로 진동하며, 질량체가 수평으로 진동하면서도 질량체가 다른 구성과 마찰로 인해 마모되는 것을 방지하기 위한 선형 진동모터를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형 진동모터는 브래킷, 상기 브래킷에 마련되는 코일, 상기 브래킷을 덮는 케이스, 상기 케이스 내부에 위치하는 질량체, 일단은 상기 질량체에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링, 상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트, 상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 마그네트 상부에 위치하는 플레이트 및 상기 질량체의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체와 상기 브래킷의 마찰을 저감시키는 마찰저감부를 포함한다.

상기 질량체는 텅스텐 재질로 이루어지고 상기 브래킷은 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 마찰저감부는, 상기 질량체와 상기 브래킷 사이에 볼 베어링이 마련되는 것을 특징으로 하고, 상기 질량체는 볼 베어링이 안착될 수 있도록 함몰된 볼 안착부를 포함하고, 상기 브래킷은 상기 볼 베어링이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 브래킷은 볼 베어링이 안착될 수 있도록 함몰된 볼 안착부를 포함하고, 상기 질량체는 상기 볼 베어링이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 마찰저감부는, 상기 질량체와 상기 브래킷 사이에 봉 형상의 롤러가 마련되고, 상기 질량체는 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하고, 상기 브래킷은 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 밑면이 부분적으로 돌출되어 상기 브래킷과 접하고, 상기 브래킷은 상기 질량체의 돌출된 부분이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 마찰저감부는, 상기 브래킷의 윗면이 부분적으로 돌출되어 상기 질량체와 접하고, 상기 질량체는 상기 브래킷의 돌출된 부분이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 롤러는 상기 스프링과 나란한 방향으로 상기 질량체의 모서리에 위치하고, 상기 질량체는 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르는 선형 진동모터는 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되는 코일, 상기 케이스 내부에 위치하는 질량체, 일단은 상기 질량체에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링, 상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트 및 상기 질량체의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체와 상기 케이스의 마찰을 저감시키는 마찰저감부를 포함한다.

상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 밑면이 부분적으로 돌출되어 상기 케이스와 접하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 윗면이 상기 케이스와 접하도록 부분적으로 돌출될 수 있으며,

상기 질량체의 옆면이 상기 케이스와 접하도록 부분적으로 돌출되는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면 질량체가 수평으로 진동하므로 선형 진동모터의 두께가 두꺼워지지 않고 얇게 제작할 수 있다. 이로 인해 선형 진동모터를 휴대폰 내부에 배치하는 경우 공간적으로 유리하다.

그리고 베어링, 롤러 또는 가이드 홈을 이용하여, 질량체가 수평으로 진동함으로써 발생할 수 있는 소음이나 마찰을 최소화할 수 있다. 이로써 선형 진동모터의 내구성을 높일 수 있다.

도 1은 종래기술에 따라 질량체가 수직으로 움직이는 진동모터를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형 진동모터를 사시도로 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 나타낸 선형 진동모터의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 볼 베어링 및 질량체에 볼 베어링 안착부를 포함하는 선형 진동모터를 나타낸 것이다.
도 5는 볼 베어링 및 브래킷에 볼 베어링 안착부를 포함하는 선형 진동모터를 나타낸 것이다.
도 6은 롤러 및 질량체에 롤러 안착부를 포함하는 질량체를 나타낸 것이다.
도 7은 롤러 및 브래킷에 롤러 안착부를 포함하는 질량체를 나타낸 것이다.
도 8은 질량체에 돌출부를 포함하는 질량체를 나타낸 것이다.
도 9는 브래킷에 돌출부를 포함하는 질량체를 나타낸 것이다.
도 10은 롤러를 슬라이드 시키는 질량체를 나타낸 것이다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 질량체에 돌출부를 포함하는 질량체를 나타낸 것이다
도 12는 또 다른 실시 예에 따른 롤러 및 롤러 안착부를 포함하는 진동모터를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따라 질량체가 수직으로 움직이는 진동모터를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 선형 진동모터는 케이스(1)의 내부에 구비된 진동자(2), 코일(3), 마그네트(4), 플레이트(5), 요크(6)로 이루어지며 코일(3)과 마그네트(4) 사이의 전자기력에 의해 진동자(2)가 상하 진동한다.

종래기술에 따라 수직방향으로 진동하도록 설계되어 있는 선형 진동모터는 진동자가 상하 변위를 확보하여 운동해야 진동을 발생시킬 수 있다. 그러나, 진동량을 크게 하기 위하여 두께를 증가시키는 것은 휴대폰에서 실장 시킬 수 있는 공간의 한계에 따라 제약이 따른다.

이러한 종래기술의 선형 진동모터의 단점을 극복하기 위하여, 선형 진동모터 내부의 질량체가 수평방향으로 운동하는 것이 해결방법이 될 수 있다. 질량체가 수평으로 진동하는 경우 질량체를 감싸는 케이스나 브래킷과 질량체의 마찰로 선형 진동모터의 내구성이나 수명이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다. 이하에서는 질량체가 수평으로 진동하면서도 질량체가 다른 구성과 마찰로 인해 마모되는 것을 방지하기 위한 선형 진동모터를 제시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형 진동모터를 사시도로 나타낸 것이다. 도 3은 도 2에 나타낸 선형 진동모터의 단면도를 나타낸 것이다.

도 2와 도 3을 참조하여 설명한다. 도면에는 브래킷(10), 코일(20), 케이스(40), 질량체(50), 스프링(60), 마그네트(70), 플레이트(80) 및 베어링이 도시되어 있다. 도면에는 설명상 편의를 위해 기준이 되는 좌표축을 설정하여 나타내었다. 도 3에 나타낸 단면도는 도 2에 나타낸 선형 진동모터를 y축에 수직하게 자른 단면을 나타낸 것이다. 종래기술에 따른 진동모터는 질량체(50)가 z축을 기준으로 움직이지만, 본 발명에 따른 선형 진동모터 내부의 질량체(50)는 x축을 기준으로 변위를 갖는다.

브래킷(10)과 케이스(40)는 선형 진동모터의 외형을 형성한다. 케이스(40)는 직육면체 형상으로 밑면이 개방된 형태이고, 브래킷(10)은 케이스(40)와 결합하여 케이스(40)의 개방된 면을 채우는 형태를 이룬다. 케이스(40)는 브래킷(10)을 덮는 형태로 브래킷(10)과 결합하며, 반드시 직육면체의 형상에 한정되는 것은 아니다. 케이스(40) 내부에 위치하는 질량체(50)가 x축 방향으로 운동하기에 적절한 형태이면 조건을 충족하는 것으로 다양한 변형이 가능하다. 도 2에서는 케이스(40) 내부의 구성을 나타내기 위하여 케이스(40)의 모서리를 점선으로 표시하였다.

브래킷(10)에는 코일(20)이 마련된다. 코일(20)이 마련되는 면은 선형 진동모터의 내부를 구성하는 면에 해당한다. 코일(20)은 브래킷(10)에 고정되며, 코일(20)에 전류를 흐르게 하기 위한 전력선 또한 브래킷(10)에 마련된다. 전력선은 주로 FPCB(30)(Flexible Printed Circuit Board)을 이용한다. FPCB(30)란 유연성 있는 절연기판을 사용한 배선판을 의미한다.

케이스(40) 내부에는 질량체(50)가 존재한다. 질량체(50)는 x축 방향으로 진동하는 구성으로 선형 진동모터의 진동을 구현한다. 따라서 질량체(50)는 적절한 질량을 갖는 물질로 이루어져야 하며, 철보다 무거운 비중을 갖는 것이 바람직하다. 일반적으로 진동을 극대화 하기 위하여 텅스텐 재질을 이용한다.

질량체(50)는 케이스(40) 내부에서 x축 방향으로만 진동하는 것이 바람직하다. 이를 위해서 스프링(60)을 사용한다. 스프링(60)은 질량체(50)의 움직임을 x축 방향에 대해 구속하는 역할을 한다. 이를 위해 스프링(60)의 일단은 질량체(50)와 연결되고 타단은 케이스(40)의 일면과 연결되어야 한다. 이때 케이스(40)의 일면은 x축에 수직한 일면인 것이 바람직하다. 스프링(60)의 개수는 특별히 제한되는 것은 아니지만 질량체(50)를 양 측면에서 x축에 대해 구속시켜야 하므로 적어도 두 개 이상이어야 한다. 도면에서는 대표적으로 두 개의 스프링(60)을 사용하는 경우를 나타내었으며, 각 스프링(60)은 케이스(40)를 이루는 면 중 x축에 수직한 두 개의 면에 각각 고정된다.

질량체(50) 내부에는 마그네트(70)와 플레이트(80)가 위치한다. 마그네트(70)는 코일(20)과 상호작용을 하며 전자기력을 받아 질량체(50)를 움직이는 역할을 한다. 따라서 코일(20)과 상호작용을 효과적으로 하기 위해 코일(20)과 가깝게 위치하고 코일(20)과 마주하도록 위치하는 것이 바람직하다. 도면에 나타낸 마그네트(70)는 코일(20)의 상부에 위치한다. 마그네트(70)의 개수는 특별히 제한되는 것은 아니지만 도면에는 대표적으로 두 개의 마그네트(70)를 나타내었다.

플레이트(80)는 질량체(50) 내부에 위치하는 구성으로 마그네트(70) 상부에 위치한다. 질량체(50)는 케이스(40) 내부에서 x축 방향으로 구속되어 있지만 질량체(50)는 스프링(60)으로만 움직임이 구속되어 있으므로, z축 방향에 대해서도 움직일 수 있다. 선형 진동모터를 포함하는 기기는 다양한 방향으로 놓여질 수 있을 것이므로, 선형 진동모터는 경우에 따라 뒤집힌 형태로도 위치할 수 있다. 따라서 질량체(50)가 받는 중력 및 선형 진동모터가 뒤집히거나 충격을 받는 경우 등을 고려하면, 질량체(50)를 z축에 대하여 구속시키는 것이 바람직하다.

이를 위해 본 발명은 코일(20)에서 발생하는 자속을 이용하여 질량체(50)를 브래킷(10) 쪽으로 당기는 원리를 채택하였다. 인력을 발생시키기 위해서는 자속의 불평형을 일으켜야 하므로, 브래킷(10)은 자성체를 이용하여 -z축 방향으로 누설자속을 극대화 시키고, 마그네트(70) 상부에 플레이트(80)를 마련하여 +z축 방향으로 누설되는 자속을 차단하였다. 이로써 z축에 대해 누설자속의 자기불평형을 일으켜 질량체(50)가 +z축 방향으로 인력을 받게 된다. 즉 플레이트(80)는 마그네트(70) 상부로 누설되는 자속을 차단하는 역할을 한다. 도면에서는 두 개의 마그네트(70)의 상부에 각각 위치하는 플레이트(80)를 나타내었다.

질량체(50)가 받는 인력의 세기는 질량체(50)와 브래킷(10) 사이에 일정한 간격을 유지할 수 있는 정도가 바람직하다. 또한 선형 진동모터가 뒤집어 지더라도 질량체(50)가 케이스(40)와 마찰을 일으키지 않을 수 있어야 한다. 그러나 질량체(50)가 받는 인력의 세기가 적절하더라도, 선형 진동모터가 충격을 받거나 선형모터의 케이스(40) 자체가 진동하게 되면 질량체(50)와 브래킷(10)이 마찰을 일으킬 수 있다. 질량체(50)와 브래킷(10)이 마찰을 일으키게 되면 선형 진동모터의 구동부가 손상될 수 있고, 질량체(50)나 브래킷(10)이 마모되어 선형 진동모터의 수명이 단축될 수 있다.

도 4는 볼 베어링(100) 및 질량체(50)에 볼 베어링(100) 안착부를 포함하는 선형 진동모터를 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 설명하면, 질량체(50)와 브래킷 사이의 마찰이나 마모를 줄이기 위해 볼 베어링(100)을 이용할 수 있다.

도 4의 (a)는 질량체(50)를 아래 방향에서 전체적으로 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 질량체(50)를 밑에서 올려다 본 것을 나타낸 것이다. 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 나타난 절단선 A를 따라 절단한 면을 나타낸 것이다. 도 4의 (d)는 도 4의 (a)에 나타난 절단선 B를 따라 절단한 면을 나타낸 것이다. 도 4의 (e)는 볼 안착부(110)를 포함하는 질량체(50)와 대응되는 브래킷을 나타낸 것이다.

도 4의 (a)에는 질량체(50), 볼 베어링(100) 및 볼 안착부(110)가 나타나 있다. 볼 베어링(100)은 질량체(50)와 브래킷 사이에서 구름으로써, 질량체(50)와 브래킷의 마찰을 감소시키는 역할을 한다. 볼 베어링(100)은 질량체(50)와 브래킷 사이에 위치하며 개수는 특별히 제한되지 않는다. 도 4에서는 바람직한 실시 예로서 네 개의 볼 베어링(100)을 이용하는 것을 나타내었다.

볼 안착부(110)는 질량체(50)가 함몰되어 생긴 구성으로 볼 베어링(100)이 삽입 또는 안착된다. 볼 베어링(100)이 볼 안착부(110)에 안착됨으로써, 볼 베어링(100)은 선형 진동모터 내부에서 무작위로 움직이는 것이 아니고 일정한 방향으로 구속된다. 질량체(50)는 앞서 설명하였듯이 x축 방향으로 진동하는 것이므로 볼 베어링(100) 또한 질량체(50)와 같은 방향으로 움직이도록 구속된다. 볼 안착부(110)는 도 4의 (c) 또는 도 4의 (d)와 같이 볼 베어링(100) 전부가 삽입되지 않고 볼 베어링(100)의 일부는 질량체(50) 외부로 돌출되는 것이 바람직하다. 볼 안착부(110)의 형상은 볼 베어링(100)의 일부를 안착시킬 수 있는 것이면 충분하다. 도 4에 도시된 볼 안착부(110)는 구배를 갖는 형상이다. 볼 안착부(110)의 함몰된 부분은 질량체의 아래부분으로 갈수록 넓어진다. 볼 안착부(110)는 구배가 형성됨으로써, 볼 베어링(100)이 유격이나 충돌 없이 안정적으로 안착되도록 유도할 수 있다.

볼 베어링 가이드 홈(120)은 질량체(50)의 진동에 따라 볼 베어링(100)이 브래킷과 접하는 경로를 따라 형성되는 것으로서, 일정한 깊이로 파여진 구성이다. 볼 베어링(100)은 볼 안착부(110)와 가이드 홈(120)을 따라 움직이며 움직일 수 있는 범위가 구속된다. 도 4의 (e)는 볼 베어링(100)이 네 개인 것에 대응하여 가이드 홈(120)이 네 개가 형성된 브래킷을 나타낸 것이다. 가이드 홈(120)은 질량체(50)의 진동 범위에 대응하여 길게 형성된다.

도 5는 볼 베어링(100) 및 브래킷에 볼 베어링(100) 안착부를 포함하는 선형 진동모터를 나타낸 것이다. 도 5의 (a)는 가이드 홈(120a)이 형성된 질량체(50)를 아래 방향에서 전체적으로 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 가이드 홈(120a)을 포함하는 질량체(50)와 대응되는 브래킷을 나타낸 것이다.

볼 베어링(100)을 이용하는 경우 도 4와 같이 볼 안착부가 질량체에 형성될 수도 있지만 브래킷에 형성되는 것도 가능하다. 볼 안착부(110a)가 브래킷에 형성되는 경우 가이드 홈(120a)은 질량체(50)에 형성될 수 있다. 볼 안착부(110a)와 가이드 홈(120a)의 역할은 볼 베어링(100)의 움직임을 적절히 구속하는 것이기 때문이다.

도 6은 롤러(200)를 포함하는 질량체(50)를 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 설명하면, 질량체(50)와 브래킷 사이의 마찰이나 마모를 줄이기 위해 롤러(200)를 이용할 수 있다. 도 6에는 롤러(200) 및 롤러 안착부(210)가 나타나 있다.

롤러(200)는 질량체(50)와 브래킷 사이에서 구름으로써, 질량체(50)와 브래킷의 마찰을 감소시키는 역할을 한다. 롤러는 질량체(50)와 브래킷 사이에 위치하며 개수는 특별히 제한되지 않는다. 도 6에서는 바람직한 실시 예로서 두 개의 롤러(200)를 이용하는 것을 나타내었다.

롤러 안착부(210)는 질량체(50)가 함몰되어 생긴 구성으로 롤러(200)가 삽입 또는 안착된다. 롤러(200)가 롤러 안착부(210)에 안착됨으로써, 롤러(200)는 선형 진동모터 내부에서 무작위로 움직이는 것이 아니고 일정한 방향으로 구속된다. 질량체(50)는 앞서 설명하였듯이 x축 방향으로 진동하는 것이므로 롤러(200) 또한 질량체(50)와 같은 방향으로 움직이도록 구속된다. 롤러 안착부(210)는 롤러(200) 전부가 삽입되지 않고 롤러(200)의 일부는 질량체(50) 외부로 돌출되는 것이 바람직하다. 롤러 안착부(210)의 형상은 롤러(200)의 일부를 안착시킬 수 있는 것이면 충분하다.

도 7은 롤러(200) 및 브래킷에 롤러 안착부(210a)를 포함하는 질량체(50)를 나타낸 것이다. 롤러(200)를 이용하는 경우 도 6과 같이 롤러 안착부가 질량체에 형성될 수도 있지만 브래킷에 형성되는 것도 가능하다. 롤러 안착부(210a)의 역할은 롤러의 움직임을 적절히 구속하는 것이기 때문이다.

도 8은 질량체(50)에 돌출부(300)를 포함하는 질량체(50)를 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 설명하면, 질량체(50)와 브래킷 사이의 마찰이나 마모를 줄이기 위해 질량체(50)에 돌출부(300)를 형성할 수 있다.

도 8의 (a)는 질량체(50)를 아래 방향에서 전체적으로 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 돌출부(300)를 포함하는 질량체(50)와 대응되는 브래킷을 나타낸 것이다.

도 8의 (a)에는 질량체(50) 및 돌출부(300)가 나타나 있다. 돌출부(300)는 질량체(50)와 브래킷의 접촉면적을 줄이는 역할을 한다. 돌출부(300)는 표면을 매끄럽게 가공하거나 마찰계수가 작은 재질을 이용하여 형성할 수 있다. 돌출부(300)의 개수는 특별히 제한되지 않는다. 도 8에서는 바람직한 실시 예로서 네 개의 돌출부(300)를 포함하는 질량체(50)를 나타내었다.

가이드 홈(310)은 질량체(50)의 진동에 따라 돌출부(300)가 브래킷과 접하는 경로를 따라 형성되는 것으로서, 일정한 깊이로 파여진 구성이다. 돌출부(300)는 가이드 홈(310)을 따라 움직이며 움직일 수 있는 범위가 구속된다. 도 8의 (b)는 돌출부(300)가 네 개인 것에 대응하여 가이드 홈(310)이 네 개가 형성된 브래킷을 나타낸 것이다. 가이드 홈(310)은 질량체(50)의 진동 범위에 대응하여 길게 형성된다.

도 9는 브래킷에 돌출부(300a)를 포함하는 질량체(50)를 나타낸 것이다. 도 9의 (a)는 돌출부 가이드 홈(310a)이 형성된 질량체(50)를 아래 방향에서 전체적으로 나타낸 것이고, 도 9의 (b)는 돌출부 가이드 홈(310a)을 포함하는 질량체(50)와 대응되는 브래킷을 나타낸 것이다.

돌출부(300a)를 이용하는 경우 도 8과 같이 돌출부가 질량체에 형성될 수도 있지만 브래킷에 형성되는 것도 가능하다. 돌출부(300a)가 브래킷에 형성되는 경우 돌출부 가이드 홈(310a)은 질량체(50)에 형성될 수 있다. 돌출부 가이드 홈(310a)의 역할은 돌출부(300a)의 움직임을 적절히 구속하는 것이기 때문이다.

도 10은 롤러를 슬라이드 시키는 질량체를 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 설명하면, 질량체(50)와 브래킷 사이의 마찰이나 마모를 줄이기 위해 롤러(200a)를 이용할 수 있다. 도 10에는 롤러(200a) 및 롤러 안착부(210b)가 나타나 있다.

롤러(200a)는 스프링과 나란한 방향으로 질량체(50)의 모서리에 위치하고, 질량체(50)와 브래킷 사이에서 슬라이드 됨으로써, 질량체(50)와 브래킷의 마찰을 감소시키는 역할을 한다. 롤러는 질량체(50)와 브래킷 사이에 위치하며 개수는 특별히 제한되지 않는다. 도 10에서는 바람직한 실시 예로서 네 개의 롤러(200a)를 이용하는 것을 나타내었다.

롤러 안착부(210b)는 질량체(50)의 모서리가 함몰되어 생긴 구성으로 롤러(200a)가 삽입 또는 안착된다. 롤러(200a)가 롤러 안착부(210b)에 안착됨으로써, 롤러(200a)는 선형 진동모터 내부에서 무작위로 움직이는 것이 아니고 일정한 방향으로 구속된다. 질량체(50)는 앞서 설명하였듯이 x축 방향으로 진동하는 것이므로 롤러(200a) 또한 질량체(50)와 같은 방향으로 슬라이드 되도록 구속된다. 롤러 안착부(210b)는 롤러(200a) 전부가 삽입되지 않고 롤러(200a)의 일부는 질량체(50) 외부로 돌출되는 것이 바람직하다. 롤러 안착부(210b)의 형상은 롤러(200a)의 일부를 안착시킬 수 있는 것이면 충분하다.

도 11은 또 다른 실시 예에 따른 질량체(50)에 돌출부(300b)를 포함하는 질량체(50)를 나타낸 것이다. 도 11에 나타난 실시 예에 따른 선형 진동모터는, 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되는 코일, 상기 케이스 내부에 위치하는 질량체(50), 일단은 상기 질량체(50)에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링, 상기 질량체(50)와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트 및 상기 질량체(50)의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체(50)와 상기 케이스의 마찰을 저감시키는 돌출부(300b)를 포함한다.

앞서 언급된 실시 예와 구별되는 점은, 질량체(50)를 z축에 대하여 구속시키지 않는다는 것이다. 앞선 실시 예에서는 코일에서 발생하는 자속을 이용하여 질량체(50)를 브래킷 쪽으로 당기는 원리를 채택하였다. 이를 위해 마그네트 상부에 플레이트가 구비되었고, 브래킷은 자성체로 이루어진 것을 이용하였다.

그러나 도 11에 도시된 실시 예는 질량체(50)를 z축에 대하여 구속시키지 않는 것이므로 별도의 플레이트가 필요 없고, 브래킷이 자성을 띄는 물질로 이루어지지 않아도 무방하다.

이로 인해 질량체(50)는 양측이 스프링과 연결되어 있지만 x축, y축 및 z축 중 어느 축에 대해서도 구속되지 않고 움직일 수 있다. 즉 질량체(50)는 케이스 내부에서 케이스의 모든 면과 마찰을 일으킬 수 있는 것이다.

질량체(50)와 케이스의 마찰을 저감시키기 위해 질량체(50)의 돌출부(300b)는 케이스에서 스프링이 연결되는 면을 제외한 나머지 면에 대응되어 형성된다. 도 11의 (b) 및 (c)는 돌출부(300b)가 질량체(50)의 하부, 상부 및 측부에 형성된 것을 나타낸 것이다.

도 12는 또 다른 실시 예에 따른 롤러 및 롤러 안착부를 포함하는 진동모터를 나타낸 것이다. 도 12에 나타난 실시 예에 따른 선형 진동모터는, 케이스, 상기 케이스 내부에 마련되는 코일, 상기 케이스 내부에 위치하는 질량체(50), 일단은 상기 질량체(50)에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링, 상기 질량체(50)와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트, 롤러(200b) 및 상기 질량체(50)의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체(50)와 상기 케이스의 마찰을 저감시키는 돌출부(300c) 및 롤러 안착부(210c, 210d)를 포함한다.

도 12의 (a)는 질량체(50)와 롤러(200b)가 결합되는 모습을 나타낸 것이고, 도 12의 (b)는 롤러(200b)가 질량체(50)에 안착되는 부분을 뒤집어서 나타낸 것이다. 도 12의 (c)는 질량체(50)와 롤러(200b) 및 케이스의 밑면이 결합되는 모습을 사시도로 나타낸 것이고, 도 12의 (d)는 이를 스프링과 나란한 방향에서 바라본 모습을 나타낸 것이다.

롤러(200b)는 스프링과 나란한 방향으로 질량체(50)의 모서리에 위치하고, 질량체(50)와 브래킷 사이에서 슬라이드 됨으로써, 질량체(50)와 브래킷의 마찰을 감소시키는 역할을 한다. 롤러는 질량체(50)와 브래킷 사이에 위치하며 개수는 특별히 제한되지 않는다. 도 12에서는 바람직한 실시 예로서 네 개의 롤러(200b)를 이용하는 것을 나타내었다.

롤러 안착부(210c)는 질량체(50)의 모서리가 질량체(50)의 아래방향으로 돌출 및 함몰되어 생긴 구성으로 롤러(200b)가 삽입 또는 안착된다. 또한 브래킷에도 롤러 안착부(210d)가 형성되어 질량체(50)의 롤러 안착부(210c)와 함께 롤러(200b)를 안착시킨다. 롤러(200b)가 롤러 안착부(210c, 210d)에 안착됨으로써, 롤러(200b)는 선형 진동모터 내부에서 무작위로 움직이는 것이 아니고 일정한 방향으로 구속된다. 롤러 안착부(210c, 210d)는 롤러(200b) 전부가 삽입되지 않고 롤러(200b)의 일부는 질량체(50) 외부로 돌출되는 것이 바람직하다. 롤러 안착부(210c, 210d)의 형상은 롤러(200b)의 일부를 안착시킬 수 있는 것이면 충분하다

본 발명의 볼 베어링, 볼 안착부, 볼 베어링 가이드 홈, 롤러, 롤러 안착부, 돌출부 및 돌출부 가이드 홈은 마찰을 저감시키기 위해 수지로 이루어질 수 있다. 일 예로, 볼 베어링 및 롤러는 세라믹으로 이루어질 수 있고, 이와 마찰하는 볼 안착부, 볼 베어링 가이드 홈, 롤러 안착부, 돌출부 및 돌출부 가이드 홈은 POM 수지(Poly Oxy Methylene)로 이루어질 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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.

10 : 브래킷
20 : 코일
30 : FPCB
40 : 케이스
50 : 질량체
60 : 스프링
70 : 마그네트
80 : 플레이트
100 : 볼 베어링
110, 110a : 볼 안착부
120, 120a : 볼 베어링 가이드 홈
200, 200a, 200b : 롤러
210, 210a, 210b, 210c, 210d : 롤러 안착부
300, 300a, 300b, 300c : 돌출부
310, 310a : 돌출부 가이드 홈

Claims (20)

1. 브래킷;
   상기 브래킷에 마련되는 코일;
   상기 브래킷을 덮는 케이스;
   상기 케이스 내부에 위치하는 질량체;
   일단은 상기 질량체에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링;
   상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트;
   상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 마그네트 상부에 위치하는 플레이트; 및
   상기 질량체의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체와 상기 브래킷의 마찰을 저감시키는 마찰저감부;
   를 포함하는 선형 진동모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 질량체는 텅스텐 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 브래킷은 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 마찰저감부는, 상기 질량체와 상기 브래킷 사이에 볼 베어링이 마련되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 질량체는 볼 베어링이 안착될 수 있도록 함몰된 볼 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 브래킷은 상기 볼 베어링이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 브래킷은 볼 베어링이 안착될 수 있도록 함몰된 볼 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 질량체는 상기 볼 베어링이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 마찰저감부는, 상기 질량체와 상기 브래킷 사이에 봉 형상의 롤러가 마련되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 질량체는 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 브래킷은 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 밑면이 부분적으로 돌출되어 상기 브래킷과 접하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 브래킷은 상기 질량체의 돌출된 부분이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰저감부는, 상기 브래킷의 윗면이 부분적으로 돌출되어 상기 질량체와 접하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 질량체는 상기 브래킷의 돌출된 부분이 움직이는 경로를 따라 형성된 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
16. 청구항 9에 있어서,
    상기 롤러는 상기 스프링과 나란한 방향으로 상기 질량체의 모서리에 위치하고, 상기 질량체는 상기 롤러가 안착될 수 있도록 함몰된 롤러 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
17. 케이스;
    상기 케이스 내부에 마련되는 코일;
    상기 케이스 내부에 위치하는 질량체;
    일단은 상기 질량체에 연결되고 타단은 상기 케이스의 일면과 연결되는 적어도 두 개 이상의 스프링;
    상기 질량체와 결합하여 일체를 이루고 상기 코일과 마주하는 마그네트; 및
    상기 질량체의 적어도 일면에 형성되고 상기 질량체와 상기 케이스의 마찰을 저감시키는 마찰저감부;
    를 포함하는 선형 진동모터.
    
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 밑면이 부분적으로 돌출되어 상기 케이스와 접하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 윗면이 상기 케이스와 접하도록 부분적으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
    
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 마찰저감부는, 상기 질량체의 옆면이 상기 케이스와 접하도록 부분적으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.

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