KR100347176B1 - 편평형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편심로터와 하부케이스에 착자된 마그네트간의 누설자속을 억제시키면서 자속집중을 증대시킬 수 있도록 상부케이스에 보조마그네트를 마련함으로써 박형화에 따른 진동모터의 회전수 및 진동특성을 증대시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하기 위한 것이다.

이러한 편평형 진동모터는 상면에 마그네트와 브러쉬가 각각 착자되는 기판을 구비한 하부케이스와;

상기 하부케이스와 결합되어 내부에 소정크기의 공간부를 형성하는 상부케이스와;

상기 상,하부케이스의 내측면 중앙에 양단이 각각 고정되는 샤프트와;

상기 샤프트에 베어링으로 축지지되며 상면에는 절연물로 감싸지는 전기자코일이 권선되고, 하면에는 브러쉬와 접하는 정류자가 형성된 인쇄회로기판이 부착되는 편심로터와;

상기 상부케이스의 평탄부에 구비되어 마그네트의 자기력선을 유도하는 보조마그네트를 포함하여 이루어진다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 하부케이스에 착자된 마그네트와 대응되는 극성을 갖는 보조마그네트를 상부케이스에 마련함으로써, 마그네트의 자기력선을 상방향으로 집중되도록 유도시킴과 동시에 자속의 누설을 억제시킬 수 있게 된다.

따라서, 마그네트와 편심로터 사이의 자속특성이 강화되므로 즉, 공극에서의 에너지를 최대한 활용할 수 있게되므로 편심로터의 회전력을 한층 향상시킬 수 있게 되며, 특히 편심로터의 회전력 향상에 따른 편심량을 증대시킬 수 있으므로 진동세기를 강화시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

편평형 진동모터{Flat type-vibration motor}

본 발명은 소형 전자기기에 탑재되어 진동특성을 발휘하는 편평형 진동모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자속을 효율적으로 집중시켜 누설자속을 차단함과 동시에 모터의 토크성을 증대시킬 수 있도록 하는 편평형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 편평형 진동모터는 로터가 편심된 상태로 샤프트를 중심으로 회전되는 과정에서 진동이 발생되는 것으로 대개 소형으로 제작되어 진동을 필요로 하는 전자제품에 탑재되어 사용되고 있으며, 이러한 편평형 진동모터는 근래에 들어 이동통신 단말기의 사일런트 콜(silent call)수단으로 사용되면서 그 수요가 폭발적으로 증가되고 있는 추세에 있다.

이와 같은 종래의 편평형 진동모터는 도 1에 나타낸 단면도에서와 같이 저부에는 중앙에 샤프트(115)를 축고정시킨 하부케이스(120)를 구비하고, 이 하부케이스(120)는 상면에 기판(121)이 부착되며, 기판(121) 위에는 다수개의 극으로 착자되는 마그네트(122)가 고정 안착된다.

특히 상기 마그네트(122)의 내주면 공간부로는 하단이 기판(121)에 착자되면서 상단은 마그네트(122)의 상단면보다 높게 위치되는 한쌍의 브러쉬(123)가 소정각도로 이격되어 구비되도록 하고 있다.

그리고, 상기 브러쉬(123)의 상부에는 샤프트(115)로부터 편심되게 반원형 절연수지체(131')가 일체로 형성되는 편심로터(130)가 샤프트(115)에 회동가능하게 축지지된다.

상기 편심로터(130)는 한쪽편으로 복수개의 전기자코일(131)이 구비되며, 이전기자코일(131)은 편심로터(130) 저면에 부착되는 인쇄회로기판(132)에 의해서 서로 다른 극성의 전원이 공급된다.

상기 인쇄회로기판(132)은 저면에 부착되는 정류자(133)로부터 전원이 인가되며, 이 정류자(133)로부터 공급된 전원은 인쇄회로기판(132)의 상면과 저면에 형성시킨 패턴을 통해 편심로터(130)에 구비시킨 복수개의 전기자코일(131)중 적어도 한쌍의 전기자코일(131)에 서로 다른 전원을 공급되도록 하고 있다.

한편 상기의 정류자(133)는 인쇄회로기판(132)의 저면에 부착되는 원형의 접속단자로서, 이러한 접속단자는 미세한 간격을 두고 다수 등분되도록 하여 서로 대응되는 한쌍의 세그먼트(segment)들이 동일한 극성을 갖도록 하고 있으며, 따라서 대응되는 위치의 세그먼트들은 2쌍이 서로 다른 극성을 갖게되면서 나머지 다른 한쌍의 세그먼트들은 극성이 없는 상태가 된다.

끝으로 로터(130)가 축지지되는 그 상부에는 하부케이스(120)의 외주연에 안착되게 결합되며 내측면이 로터(130)의 편심로터(130)의 상부면과 소정간격으로 이격되면서 샤프트(115)의 상부면을 지지하는 상부케이스(110)가 씌워져 조립되는 구성이다.

이와 같이 구성되는 편평형 진동모터(100)는 외부로부터 공급된 전원이 기판(121)으로 인가되면, 기판(121)의 중앙부에 부착된 한쌍의 브러쉬(123)를 통해 각각 서로 다른 극성의 전류로 유도되어 정류자(133)의 세그먼트 중 서로 다른 극성을 갖게되는 한쌍의 세그먼트를 통해서 인쇄회로기판(132)의 패턴을 따라 편심로터(130)의 한쌍의 전기자코일(131)에 전원을 공급하게 된다.

이어서, 상기 전기자코일(131)에 유도되는 전류의 흐름방향과 마그네트(122)간 상호작용에 의해 생성된 전자기력에 의해서 편심로터(130)가 일방향으로 회전하게 되는데, 이때 편심로터(130)가 회전될 때마다 브러쉬(123)에 의한 정류자(133)와의 접점 세그먼트들이 변하면서 전원의 극성이 계속해서 바뀌게 되므로 인쇄회로기판(132)과 정류자(133)가 결합된 편심로터(130)가 지속적으로 회전할 수 있게 된다.

따라서, 편심로터(130)는 샤프트(115)에 대해서 편심 축지지되어 있으므로, 무게가 편중된 상태에서 회전하게 되므로 진동을 유발하게 되는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 편평형 진동모터(100)는 이동통신 단말기 등과 같은 전자제품이 소형화 및 경량화를 지향함에 따라 진동모터(100) 역시 컴팩트화 되면서 진동특성이 약해지는 문제점이 있다.

즉, 진동모터(100)의 내부에 구성되는 마그네트(122)의 크기 소형화됨에 따라 편심로터(130)와 마그네트(122)간의 자속특성이 약해지게 되므로 이 상태에서는 편심로터(130)가 원활한 회전을 이룰 수 없게 되는 문제점이 발생한다.

이러한, 문제점은 편심로터(130)의 편심량을 줄임으로써 즉, 편심로터(130)가 샤프트(115)에 부담시키는 부하량을 줄임으로써 해결할 수 있지만 결과적으로 편심로터(130)가 가벼워지게 되므로 진동모터의 특성인 진동력이 약해지게 되는 또다른 문제점을 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 편심로터와 하부케이스에 착자된 마그네트간의 누설자속을 억제시키면서 자속집중을 증대시킬 수 있도록 상부케이스에 보조마그네트를 마련함으로써 박형화에 따른 진동모터의 회전수 및 진동특성을 증대시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 편평형 진동모터를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 편평형 진동모터를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 진동모터 10 : 상부케이스

12 : 보조마그네트 15 : 샤프트

16 : 베어링 20 : 하부케이스

21 : 기판 22 : 마그네트

23 : 브러쉬 30 : 편심로터

31 : 전기자코일 32 : 인쇄회로기판

33 : 정류자

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 상면에 마그네트와 브러쉬가 각각 착자되는 기판을 구비한 하부케이스와,

상기 하부케이스와 결합되어 내부에 소정크기의 공간부를 형성하는 상부케이스와,

상기 상,하부케이스의 내측면 중앙에 양단이 각각 고정되는 샤프트와,

상기 샤프트에 베어링으로 축지지되며 상면에는 절연물로 감싸지는 전기자코일이 권선되고 하면에는 브러쉬와 접하는 정류자가 형성된 인쇄회로기판이 부착되는 편심로터와,

상기 상부케이스의 평탄부에 구비되어 마그네트의 자기력선을 유도하는 보조마그네트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편평형 진동모터를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 편평형 진동모터를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 분해 사시도이다.

그리고, 도 4는 본 발명이 적용된 편평형 진동모터의 다른 실시예를 나타낸단면도이다.

본 발명의 편평형 진동모터(1)는 원통형상으로 결합되는 상,하부케이스(10),(20)와, 이 상,하부케이스(10),(20)의 내부에 입설되는 샤프트(15) 및 이 샤프트(15)의 외주연에 편심 축지지되는 편심로터(30)와, 이 편심로터(30)를 중심으로 상,하부케이스(10),(20)의 내측면에 각각 고정 안착되는 자력발생수단으로 구성된다.

상부케이스(10)와 하부케이스(20)는 내측면 중앙에 샤프트(15)의 양단을 축고정시키기 위한 플랜지가 형성되며, 특히 하부케이스(20)의 상면에는 기판(21)이 부착된다. 그리고, 이 기판(21) 위에는 일단이 고정되고 상단은 후술할 편심로터(30)측을 향해 상향연장되는 한쌍의 브러쉬(23)가 구비된다.

샤프트(15)는 편심로터(30)가 회전될 수 있도록 하는 일종의 고정축으로서, 양단이 상,하부케이스(10),(20)의 플랜지에 각각 고정되며, 중앙 일단에는 베어링(16)이 끼워진다.

편심로터(30)는 일측편에 축구멍이 형성되어 있으며, 이 축구멍에는 샤프트(15)의 외주연에 결합된 베어링(16)이 삽입되어 축고정을 이룸으로써 편심로터(30)가 샤프트(15)를 중심으로 회전되도록 구성된다.

이러한, 편심로터(30)는 상면에는 절연수지체(31')로 감싸진 복수개의 전기자코일(31)이 마련되고, 저면에는 한쌍의 브러쉬(23)와 접촉되는 정류자(33)가 형성된 인쇄회로기판(32)이 부착된다.

자력발생수단은 상기 전술한 편심로터(30)와의 상호작용에 의한 전자기력을발생시키는 것으로, 하부케이스(20)와 상부케이스(10)에 각각 착자된다.

이러한, 자력발생수단은 실질적으로 본 발명의 특징적인 요소를 갖고 있는 것으로 하부케이스(20)에 구비되는 마그네트(22)와, 상부케이스(10)에 구비되는 보조마그네트(12)로 구분된다.

상기 하부케이스(20)에 마련되는 마그네트(22)는 종전과 마찬가지로 기판(21)의 상면에 다수개의 극으로 착자되는 것으로 샤프트(15)를 중심으로 그 둘레로 배치 고정된다.

상기 상부케이스(10)에 구비되는 보조마그네트(12)는 상기 기판(21)에 구비되는 마그네트(22)와 상호작용을 유도할 수 있도록 대응되는 극으로 착자된다.

즉, 하부케이스(20)의 마그네트(22)가 N극이면 상부케이스(10)의 보조마그네트(12)는 S극의 극성을 가지며, 하부케이스(20)의 마그네트(22)가 S극이면 상부케이스(10)의 보조마그네트(12)는 N극의 극성을 갖는 식으로, 서로 대응되는 극성으로 이루어져 보조마그네트(12)와 마그네트(22)간의 소정의 자기력이 작용되도록 이루어진다.

여기서, 상기 상부케이스(10)는 보조마그네트(12)의 구성을 용이하게 하기 위하여 하부케이스(20)의 기판(21)에 구비되는 마그네트(22)의 상측부에 해당하는 평탄부에 소정크기의 설치구멍(11)이 형성되며, 보조마그네트(12)는 상기 설치구멍(11) 크기에 대응되는 크기로 제작되어 끼워진 뒤 접착제 등을 통해 결합될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 작용을 설명하면다음과 같다.

외부로부터 공급된 전원이 기판(21)으로 공급되면, 기판(21)의 중앙부에 부착된 한쌍의 브러쉬(23)를 통해 각각 서로 다른 극성의 전류로 유도되며, 이러한 전류는 브러쉬(23)와 접하는 정류자(33)를 통해서 인쇄회로기판(32)의 전기자코일(31)에 인가된다.

이어서, 상기 전기자코일(31)에 유도되는 전류의 흐름방향과 자력발생수단간의 상호 작용에 의해 전자기력이 생성되고, 이 전자기력에 의해서 편심로터(30)가 샤프트(15)를 중심으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 편심로터(30)는 샤프트(15)에 대해서 편심 축지지된 상태이므로 즉, 무게가 편중된 상태에서 회전하게 되므로 진동을 발생시키게 된다.

여기서, 상기 편심로터(30)는 자력발생수단에 의해 종전에 비하여 한층 향상된 회전력과 회전수를 얻게 되는데, 이는 상기 자력발생수단인 마그네트(22)와 보조마그네트(12)가 하부케이스(20)와 상부케이스(10)에 상호 대응되는 극성으로 착자되어 있어 상호작용에 의해 자속력이 편심로터(30)에 집중되기 때문이다.

즉, 하부케이스(20)의 마그네트(22)가 지닌 자력은 상부케이스(10)에 구비된 보조마그네트(12)에 의해 상방향으로 집중적으로 진행될 수 있도록 유도되므로 편심로터(30)가 받는 자속이 종전에 비하여 한층 증대되고 반면 마그네트(22)의 누설자속은 억제된다.

그러므로 상기 편심로터(30)는 마그네트(22)로부터 강한 자속력을 받게 되므로, 샤프트(15)를 중심으로 한층 강화된 회전수와 회전력을 얻을 수 있게 되며, 따라서 상기 편심로터(30)의 편심량을 크게 한다면 보다 큰 진동발생을 기대할 수 있다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 하부케이스에 착자된 마그네트와 대응되는 극성을 갖는 보조마그네트를 상부케이스에 마련함으로써, 마그네트의 자기력선을 상방향으로 집중되도록 유도시킴과 동시에 자속의 누설을 억제시킬 수 있게 된다.

따라서, 마그네트와 편심로터 사이의 자속특성이 강화되므로 즉, 공극에서의 에너지를 최대한 활용할 수 있게되므로 편심로터의 회전력을 한층 향상시킬 수 있게 되며, 특히 편심로터의 회전력 향상에 따른 편심량을 증대시킬 수 있으므로 진동세기를 강화시킬 수 있는 이점이 있다.

그러므로 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 회전력과 회전수 증대에 따른 정격전류의 감소와 최소기동 전압 향상과 같은 효과를 기대할 수 있는 것은 물론이고, 특히 제품의 설계 자유도를 한층 증대시킬 수 있으므로 진동모터의 소형화를 더욱 가속시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 상면에 마그네트와 브러쉬가 각각 착자되는 기판을 구비한 하부케이스와;

   상기 하부케이스와 결합되어 내부에 소정크기의 공간부를 형성하는 상부케이스와;

   상기 상,하부케이스의 내측면 중앙에 양단이 각각 고정되는 샤프트와;

   상기 샤프트에 베어링으로 축지지되며 상면에는 절연물로 감싸지는 전기자코일이 권선되고, 하면에는 브러쉬와 접하는 정류자가 형성된 인쇄회로기판이 부착되는 편심로터와;

   상기 상부케이스의 평탄부에 구비되어 마그네트의 자기력선을 유도하는 보조마그네트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조마그네트는 하부케이스의 기판에 착자되는 마그네트와 대응되는 극성을 지닌 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부케이스는 마그네트와 대향하는 방향에 위치된 평탄부에 소정의 설치구멍이 형성되고, 이 구멍에 판재형의 보조마그네트가 결합되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.