KR100303882B1 - 단상의 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬와 정류자(commutater)간 간단한 접속구조의 개선에 의해 조립작업 공정수를 축소하는 동시에 부품수의 절감으로 보다 저렴한 제작이 될 수 있도록 하는 단상의 진동모터에 관한 것으로서, 상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은 중앙에 샤프트의 하단부가 고정되게 결합되는 브라켓트와, 상기 브라켓트의 상부면에서 외주연으로 부착되는 마그네트와, 일단이 외부의 전원 공급단자와 연결되고, 타단은 상기 브라켓트의 상부면에서 마그네트의 관통된 중심부에 위치되어 상기 브라켓트에 일체로 접합되며, 상기 마그네트의 중심부에 위치되는 부위에는 복수개의 세그먼트로 이루어지는 정류자가 일체로 패터닝된 플렉시블 기판과, 일부가 절개된 원호형상이며, 상기 샤프트에는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 편심 회전하는 평판의 하드 기판과, 상기 하드 기판의 상부면에서 소정의 각도로 이격되어 배치되는 한쌍의 아마츄어 코일과, 상기 하드 기판의 하부면에 상단이 부착되고, 하단은 상기 플렉시블 기판에 일체로 형성되는 상기 정류자의 세그먼트에 소정의 전기각으로 접촉되는 한쌍의 브러쉬와, 상기 샤프트의 상단부에 결합되는 상부 케이스로서 구비되어 하드 기판에 정류자를 강제 압입하는 공정 및 부품을 생략되게 하므로서 보다 경제적인 제작과 생산성이 향상되도록 하는데 특징이 있다.

Description

단상의 진동모터{A vibration motor of single phase}

본 발명은 휴대폰 또는 호출기등에 내장되어 벨기능과 함께 착신수단으로서 사용되는 진동모터에 관한 것으로서, 특히 브러쉬와 정류자(commutater)간 접속구조의 개선으로 조립작업 공정수를 축소하고, 동시에 부품수가 절감되게 하므로서 저렴한 제작이 될 수 있도록 하는 단상의 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰이나 호출기는 케이블을 사용하지 않는 특성 때문에 이동 중에도 때와 장소에 관계없이 서로의 의사를 전달할 수 있도록 하는 개인휴대 통신수단이다.

이중 휴대폰은 일반 유선 전화기를 대체하는 실질적인 차세대 통신기기로서, 최근에는 컴퓨터의 기능까지 접목시키므로서 휴대용 컴퓨터로까지 급속하게 발전하고 있다.

이에 반해 호출기는 단순히 문자 메시지만을 전달하게 되므로 휴대폰에 비해서는 기능적인 면에서 차이가 많으나 기기 구입과 유지비에서 휴대폰에 비해 대단히 저렴한 이점이 있어 휴대폰과는 별도의 수요계층을 형성하면서 휴대폰과 함께 최근의 첨단 통신분야를 주도하고 있다.

한편 이같은 통신기기들에서 반드시 필요한 기능중에 하나가 발신과 착신기능이다.

즉 한쪽에서 누군가에게 필요한 메시지를 전달하고자 할 때 송신자는 수신자의 호출 또는 메시지의 전달이 제대로 되었는지를 알 수 있어야만 하는데 이러한 기능을 하는 것이 발신기능이고, 이렇게 송신된 호출 또는 메세지를 수신자가 바로 알 수 있도록 하는 기능이 수신 또는 착신기능이다.

발신기능은 휴대폰의 경우 벨이나 멜로디를 사용하는데 비해 호출기는 발신기능은 없고 수신만 하므로 자체적으로는 발신수단이 없다.

한편 송신자로부터 호출 또는 메시지가 도착하였음을 수신자가 바로 알수 있도록 하는 착신기능에는 휴대폰이나 호출기에서 모두 멜로디나 벨과 같은 발성수단 또는 기기를 떨게 하는 진동수단이 동시에 구비되도록 하고 있다.

벨이나 멜로디 기능은 통상 IC칩등에 내장된 다양한 종류의 벨이나 멜로디를 동작시켜 작동하게 되며, 진동기능은 별도의 진동모터에 의해서 작동하게 된다.

이와같은 기능중에서 특히 진동모터는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 샤프트에 편심지지되는 회전자를 편심 회전시켜 이때의 편심구동력이 샤프트에 전달되므로서 진동을 발생시키게 되는 것이다.

도 1은 현재 일반적으로 사용되고 있는 진동모터의 측단면도를 도시한 것으로서, 저부에 구비되는 평판의 브라켓트(1)는 기기의 케이스에 고정되는 고정수단이며, 이 브라켓트(1)의 중앙에는 샤프트(1a)가 끼워진다.

그리고 샤프트(1a)가 끼워지는 브라켓트(1)의 상부면 중앙부위와 이 중앙부위로부터 일측으로 미세하게 요홈이 형성되도록 하여 플렉시블 기판(1b)이 부착되도록 한다.

이와같이 플렉시블 기판(1b)이 부착되는 브라켓트(1)의 상부 외주연부에는 링형상의 마그네트(2)를 부착하되 이 마그네트(2)에는 N,S극이 교대로 다극으로 착자되도록 한다.

따라서 마그네트(2)의 관통된 중앙의 공간부에는 플렉시블 기판(1b)이 위치하게 되며, 이러한 플렉시블 기판(1b)에는 2개의 브러쉬(3, brush) 하단이 부착되도록 하되 이들은 서로 소정의 전기각을 이루게 하며, 그 상단은 마그네트(2)의 상단부 보다 높게 위치되도록 한다.

그리고 샤프트(1a)에는 베어링에 의해 편심 지지되게 회전자를 장착한다.

회전자는 일부가 절개된 원호형상의 하드 기판(4)에 고비중의 절연체(6)가 상부면에 접합되면서 이 절연체(6)의 사이로 하드 기판(4)에는 2개의 아마츄어 코일(5)이 소정의 각도로 이격되면서 배치되도록 한 것이다.

이와같은 회전자의 하드 기판(4)에는 베어링에 의해 지지되는 저면으로 도 2에서와 같이 등간격이 되게 복수개의 세그먼트들로 이루어지는 정류자(7, commutater)가 구비되며, 이 정류자(7)의 각 세그먼트들 중 서로 대응되는 방향에 위치하는 세그먼트들끼리는 하드 기판(4)에 패터닝된 인쇄회로에 의해 서로 연결되도록 하고. 이 인쇄회로는 하드 기판(4)의 상부에 배치되는 아마츄어 코일(5)과 연결되도록 한다.

또한 정류자(7)의 세그먼트에는 플렉시블 기판(1b)에 하단이 고정된 브러쉬(3)의 상단이 접촉되도록 한다.

한편 샤프트(1a)의 상단부에는 브라켓트(1)의 상부로 구비되는 마그네트(2) 와 회전자를 동시에 커버시킬 수 있는 형상인 상부 케이스(8)가 결합되도록 한다.

따라서 이와같은 진동모터는 플렉시블 기판(1b)에 접속된 한쌍의 브러쉬(3)에 의해 정류자(7)의 적어도 2개의 세그먼트와 접속되고, 이들 세그먼트는 기판(4)에 인쇄된 패턴을 따라 하드 기판(4)의 상부에 배치되는 한쌍의 아마츄어 코일(5)과 연결되므로서 단상의 통전특성을 나타내게 된다.

따라서 플렉시블 기판(1b)에 전원이 공급되어 브러쉬(3)와 정류자(7)와 기판(4)을 통해서 단상의 아마츄어 코일(5)에 전류가 전달되면 아마츄어 코일(5)과 마그네트(2)간에는 상호 전자기력이 발생되면서 회전 가능하게 지지되어 있는 하드기판(4)을 회전시키게 되며, 이때의 하드 기판(4)은 외측으로 무게 중심이 편중되게 샤프트(1a)에 편심지지되므로 회전시의 편심 하중이 샤프트(1a)에 전달되면서 측압을 유발하게 되고, 이러한 측압이 샤프트(1a)를 통해 브라켓트(1)에 전달되므로서 기기를 진동시키게 되는 것이다.

그러나 이와같은 진동모터에서 정류자(7)는 인서트 사출에 의해서 하드 기판(4)에 일체로 구비되고, 정류자(7)로 유도되는 전원을 아마츄어 코일(5)에 전달하기 위해서는 하드 기판(4)에 복잡한 회로패넌을 형성시켜야만 한다.

따라서 회전자 제작이 매우 난해할 뿐만 아니라 그만큼 제작 비용이 상승되는 단점이 있다.

또한 정류자(7)를 하드 기판(4)에 인서트 사출에 의해서 일체로 성형시키다 보면 정류자(7)의 변형이 초래되기도 하고, 브러쉬(3)와 접촉하게 되는 면에 미세한 손상이 다수 발생되면서 모터 구동시 브러쉬(3)의 튀는 현상이 유발되기도 하고, 이로서 노이즈를 발생시키기도 한다.

특히 모터 구동에 의한 하드 기판(4)의 회전시 베어링으로부터 비산되는 오일이 베어링의 하단부와 인접한 정류자(7)에 묻게 되면서 심하게 오염되어 브러쉬(3)와의 접속이 불안정해지기도 하므로 모터의 성능 및 신뢰성을 저하시키게 되는 심각한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 정류자는 플렉시블 기판에 일체로 형성되도록 하고, 그와 대향하는 하드 기판에는 한쌍의 브러쉬가 부착되게 하므로서 부품제작 및 조립이 용이하게 수행될 수 있도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 정류자의 면손상을 방지시켜 브러쉬와의 안정된 접속과 불필요한 소음이 감소되도록 하는데 다른 목적이 있다.

도 1 은 종래 단상의 진동모터를 도시한 정단면도,

도 2 는 도 1의 a-a선 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 진동모터의 정단면도,

도 4 는 도 3의 b-b선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 브라켓트 11 : 샤프트

20 : 마그네트 30 : 플렉시블 기판

31 : 정류자 40 : 하드 기판

50 : 아마츄어 코일 60 : 브러쉬

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중앙에 샤프트의 하단부가 결합되는 브라켓트와,

브라켓트의 상부면 외주연에 부착되는 링형상의 마그네트와,

브라켓트와 마그네트의 사이에 부착되며, 마그네트의 관통된 중심부측으로 노출되는 면에는 복수개의 세그먼트로 이루어지는 정류자가 일체로 형성되는 플렉시블 기판과,

일부가 절개된 원호형상이며, 샤프트에는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 편심 회전하는 평판의 하드 기판과,

기판의 상부면에서 소정의 각도로 이격되어 배치되는 한쌍의 아마츄어 코일과,

기판의 하부면에 상단이 부착되고, 하단은 플렉시블 기판에 일체로 형성되는 정류자의 세그먼트에 접촉되는 한쌍의 브러쉬와,

샤프트의 상단부에 결합되는 상부 케이스로서 이루어지는 구성이 특징이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 단면 구조도로서, 본 발명은 종전과마찬가지로 크게 고정자와 회전자로서 이루어진다.

다만 본 발명에서는 플렉시블 기판(30)에 정류자(31)가 일체로 구비되고, 하드 기판(40)에는 브러쉬(60)의 일단이 부착되도록 하는 것이 가장 두드러진 특징이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 본 발명에서의 고정자는 브라켓트(10)와 마그네트(20)와 플렉시블 기판(30) 및 상부 케이스(70)로서 이루어지며, 회전자는 하드 기판(40)과 한쌍의 아마츄어 코일(50) 및 브러쉬(60)로서 이루어진다.

브라켓트(10)는 기기의 케이스에 부착되는 평판의 고정부재로서, 중앙에는 샤프트(11)의 하단이 끼워지게 된다.

그리고 마그네트(20)는 링형상으로 형성되면서 주연부에는 N,S극이 교대로 착자되게 한 것으로, 이 마그네트(20)는 브라켓트(10)의 상부면에서 외주연부에 부착된다.

플렉시블 기판(30)은 브라켓트(10)의 상부면을 일부 요입시킨 가이드 홈에 끼워져 견고하게 접합되는 구성으로서, 인쇄회로가 패터닝되게 하여 외부로부터 입력되는 전원을 내부로 전달되도록 하는 구성이다.

특히 플렉시블 기판(30)에는 도 4에서와 같이 마그네트(20)의 상하로 관통된 중앙부위로 노출되는 면에 복수개의 세그먼트로 이루어지는 정류자(31)가 일체로 형성되도록 하는데 특징이 있다.

따라서 플렉시블 기판(30)에 인쇄된 회로를 통해 입력되는 전원은 일체로 형성되게 한 정류자(31)의 각 세그먼트에 동시에 전달된다.

한편 플렉시블 기판(30)에서 정류자(31)는 통전성이 좋은 재질로서 도금하는 방법에 의해 일체로 형성되게 하는 것이 가장 바람직하다.

그리고 샤프트(11)의 상단에는 브라켓트(10)의 상부로 구비되는 부품들이 외부로부터 전혀 간섭받지 않도록 하기 위해 캡 형상의 상부 케이스(70)가 조립되도록 한다.

한편 샤프트(11)에 편심지지되는 회전자를 이루는 하드 기판(40)은 종전과 마찬가지로 견고한 재질로서 이루어지며, 일부가 절개된 원호형상으로서 샤프트(11)에는 베어링을 개입시켜 편심 지지되도록 한다.

이와같은 하드 기판(40)에는 상부면으로 한쌍의 아마츄어 코일(50)이 소정의 각도로 이격되어 배치되도록 하며, 그 이외의 면은 종전과 마찬가지로 고비중의 절연체가 채워지도록 한다.

그리고 하드 기판(40)의 하부면에는 2개가 한쌍으로 이루어지는 브러쉬(60)의 상단이 견고하게 부착되도록 하며, 이렇게 부착되는 브러쉬(60)의 상단부와 하드 기판(40)의 상부면에 접합되는 한쌍의 아마츄어 코일(50)간은 하드 기판(40)에 패터닝시킨 인쇄회로에 의해 서로 접속되는 상태가 되도록 한다.

따라서 브러쉬(60)와 아마츄어 코일(50)은 각각 직렬로 연결되도록 하고, 한쌍의 아마츄어 코일(50)간도 직렬로 연결하게 되면 결국 한쌍의 브러쉬(60)는 각각 입력단자와 출력단자가 되므로 아마츄어 코일(50)에 의해서는 단상의 통전구조를 구현하게 되는 것이다.

한편 하드 기판(40)에 상단이 부착되는 브러쉬(60)의 만곡지게 형성한 하단은 마그네트(20)의 상하로 관통된 중앙부위에 구비되는 플렉시블 기판(30)의 중앙에 일체로 형성한 정류자(31)의 2개의 세그먼트에 접속되도록 한 구성이다.

이상의 구성에 따른 본 발명의 작용은 일단 플렉시블 기판(30)을 통해 외부로부터 전원이 입력되면 플렉시블 기판(30)에 인쇄된 회로를 통해 플렉시블 기판(30)에 일체로 형성시킨 정류자(31)의 각 세그먼트에 동시에 전달된다.

정류자(31)에는 2개의 세그먼트에 브러쉬(60)의 하단이 접촉되므로 이들 브러쉬(60)와 하드 기판(40)에 인쇄된 회로를 통해서 아마츄어 코일(50)에 전달되면서 통전되고, 이러한 통전에 의해 아마츄어 코일(50)로부터는 자속을 발생한다.

이때 발생되는 아마츄어 코일(50) 자속과 그 저부에 배치되는 마그네트(20)간에는 전자기력이 발생되면서 하드 기판(40)을 회전시키게 되며, 하드 기판(40)은 샤프트(11)에 편심지지되므로 하드 기판(40)에 의해 샤프트(11)에는 편심 구동력이 전달되는 것이다.

한편 하드 기판(40)의 편심 구동시 한쌍의 브러쉬(60)도 동시에 회전하게 되며, 이때 세그먼트를 통해 계속 다른 극성의 전류가 아마츄어 코일(50)에 흐르게 되면서 마그네트(20)와의 상호작용에 의해 지속적으로 회전력을 얻게 되는 작용에 의해 모터를 구동시키게 되는 것이다.

이와같은 작용을 하게 되는 본 발명은 전기한 바와같이 정류자(31)를 하드 기판(40)에 인서트 사출에 의해 형성시키지 않고 플렉시블 기판(30)에 간단히 일체로 형성시키게 되므로 정류자(31)의 형성 공정을 보다 간소화된다.

즉 플렉시블 기판(30)을 제작시 인쇄회로를 형성하게 될 때 중앙의 동박부위를 정류자(31)의 세그먼트와 동일한 형상으로 패터닝하거나 도금에 의해 형성이 가능하므로 별도로 정류자를 구비하지 않아도 되는 부품의 절감 및 공정 단축의 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 하드 기판(40)의 회전시 베어링으로부터 비산되는 오일이 더 이상 정류자(31)에 묻지 않게 되므로 정류자의 오염에 따른 불안정한 구동을 방지하면서 정류자의 인서트 성형에 따른 브러쉬와의 접촉면 손상이 방지되면서 구동 소음을 발생시키게 되는 문제를 간단히 해결할 수가 있게 된다.

그러므로 본 발명에 따른 진동모터는 부품 절감 및 조립 공정의 단축으로 제품 생산성을 향상시키게 되면서 제작비용을 절감할 수가 있는 경제적인 이점이 있으며, 특히 베어링 오일에 의한 오염을 방지하게 되어 안정된 구동이 제공되면서 구동 소음을 대폭적으로 저감시켜 제품의 신뢰성을 증대시키게 되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 중앙에 샤프트의 하단부가 고정되게 결합되는 브라켓트와,

   상기 브라켓트의 상부면에서 외주연으로 부착되는 마그네트와,

   일단이 외부의 전원 공급단자와 연결되고, 타단은 상기 브라켓트의 상부면에서 마그네트의 관통된 중심부에 위치되어 상기 브라켓트에 일체로 접합되며, 상기 마그네트의 중심부에 위치되는 부위에는 복수개의 세그먼트로 이루어지는 정류자가 일체로 패터닝된 플렉시블 기판과,

   일부가 절개된 원호형상이며, 상기 샤프트에는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 편심 회전하는 평판의 하드 기판과,

   상기 하드 기판의 상부면에서 소정의 각도로 이격되어 배치되는 한쌍의 아마츄어 코일과,

   상기 하드 기판의 하부면에 상단이 부착되고, 하단은 상기 플렉시블 기판에 일체로 형성되는 상기 정류자의 세그먼트에 소정의 전기각으로 접촉되는 한쌍의 브러쉬와,

   상기 샤프트의 상단부에 결합되는 상부 케이스;

   로서 구비되는 단상의 진동모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기의 정류자는 패터닝된 세그먼트의 상부로 고효율의 도전성을 갖는 재질의 귀금속을 도금에 의해 형성시킨 단상의 진동모터.