KR100616628B1 - 편평형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편평형 진동모터에 관한 것이다.

본 발명은 적어도 하나이상의 권선코일을 감싸는 성형수지물을 상부기부의 상부면에 일체로 구비하는 로터; 상기 권선코일과 대응하는 마그네트를 갖추고, 상기 상부기부의 코뮤테이터와 상단이 접촉하는 브러쉬를 갖추며, 상기 브러쉬의 하단이 전기적으로 연결되는 하부기부를 갖추고, 상기 브러쉬에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 스테이터; 상기 하부기부가 상부면에 탑재되는 브라켓에 의해 하향개방된 하부가 밀폐되는 상부케이스 ; 및 상기 상부케이스와 브라켓에 양단이 고정되는 샤프트를 갖추고, 상기 하부기부의 베어링장착공으로 삽입되는 몸체외부면에 상기 성형수지물과 접촉하면서 상기 베어링장착공에 걸리는 걸림부를 적어도 하나이상 돌출형성하여 상기 샤프트의 길이중간에 장착되는 베어링을 갖는 축계부;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 베어링과 성형수지물간의 결합력을 향상시켜 낙하시 이들간의 이탈을 방지하여 제품의 낙하신뢰성을 높일 수 있다.

진동모터, 로터,스테이터, 베어링, 샤프트, 걸림부, 성형수지물

Description

편평형 진동모터{flat type vibration motor}

도 1은 일반적인 편평형 진동모터를 도시한 단면도이다.

도 2는 일반적인 편평형 진동모터에 구비되는 로터를 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 편평형 진동모터에 구비되는 로터를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 편평형 진동모터에 구비되는 베어링을 도시한 것으로써,

a)는 일체형 걸림턱을 갖는 베어링,

b)는 분할형 걸림턱을 갖는 베어링이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 로터 111 : 상부기부

111a : 베어링장착공 112 : 권선코일

113 : 중량체 114 : 성형수지물

120 : 스테이터 121 : 하부기부

122 : 마그네트 123 : 전원공급부

125 : 브러쉬 130 : 상부케이스

140 : 축계부 141 : 샤프트

142 : 베어링 143 : 걸림부

본 발명은 편평형 진동모터에 관한 것으로, 보다 상세히는 로터를 구성하는 베어링과 성형수지물간의 결합력을 향상시켜 낙하시 이들간의 이탈을 방지하여 제품의 낙하신뢰성을 높일 수 있도록 개선한 편평형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 착신을 하기 위해 많이 사용되는 것이 벨소리와 진동이다. 진동을 위해서는 소형의 진동모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

현재 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 모터의 형상에 따라 편평형(flat type)과 실린더형(cylinder type)으로 구분되거나 브러쉬의 유무에 따라 브러쉬타입(brush type)과 브러쉬리스타입(brushless type)으로 구분된다. 이들 중에서 편평형 진동모터의 경우 두께를 얇게 제조하는 것이 가능하여 휴대폰 부품의 소형화에 유리한 점 등의 여러 장점이 있기 때문에, 그 사용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 편평형 진동모터를 도시한 단면도로써, 도시한 바와같이, 종래의 진동모터(1)는 저부에 브라켓트(11)가 구비되고, 상기 브라켓트(11)의 중앙에는 일정길이를 갖는 샤프트(12)의 하단이 견고하게 끼워져 수직하게 배치된다.

그리고, 상기 브라켓트(11)의 상부면에는 미세한 두께를 갖는 플렉시블 기판(13)이 부착되며, 상기 플렉시블 기판(13)의 외주연에는 주연부에 N,S극이 교대로 착자되도록 구성된 다극의 환고리형 마그네트(14)가 부착된다.

상기 마그네트(14)의 관통된 중앙의 공간부에는 상기 플렉시블 기판(13)에 하단이 부착되어 전기적으로 연결되는 한쌍의 브러쉬(15)가 소정의 각도로 구비되어 있다.

또한, 상기 샤프트(12)에는 상부로 베어링(21)이 결합되고, 상기 베어링(21)의 외주면에는 회전부재인 로터(20)가 편심 지지되도록 구성된다.

이러한 로터(20)는 도 2에 도시한 바와같이, 원형의 평판을 소정의 각도로 절개한 하드기판(24)에 상부면으로는 소정의 전기각을 갖도록 하여 복수개의 권선 코일(27)이 접합되도록 올려지고, 상기 권선코일(27)의 주위는 성형수지물(26)로서 채워지게 하는 구성이다.

상기 하드기판(24)의 저면에는 상기 베어링(21)에 지지되는 내측단부로 복수개의 세그먼트(segment)들로 이루어지는 코뮤테이터(commutator)(25)가 인쇄회로의 형성시 동시에 형성되도록 하며, 상기 코뮤테이터(25)는 상기 브러쉬(15)의 상단과 탄력적으로 접촉되어 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 샤프트(12)의 상단부에는 하향 개방되는 캡형상의 상부케이스(19)가 결합되어 상기 브라켓트(11)의 상부로 구비되는 부품들을 외부의 간섭으로부터 차단시키게 된다.

이와같은 진동모터(1)는 외부로부터 입력되는 전원을 플렉시블 기판(13), 브 러쉬(15), 코뮤테이터(25), 하드기판(24)을 통해서 권선코일(27)에 통전되게 하면, 상기 권선코일(27)에서 발생되는 전기장과 상기 마그네트(14)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의한 전자기력의 발생에 의해 상기 로터(20)가 회전되도록 한다.

이때, 상기 로터(20)는 상기 샤프트(12)를 회전중심으로 하여 상기 샤프트(12)에 편심지지되어 있기 때문에, 편심회전구동되는 로터(20)의 편심 구동력이 샤프트(12)를 통해 상기 브라켓트(11)및 상부케이스(19)에 전달되므로서 기기전체를 진동시키는 작용을 하게 된다.

따라서, 상기 진동모터(1)에 의한 진동작용은 한쪽으로 편중되는 로터의 무게에 의해서 유발되는 로터(20)의 편심력에 의해 수행됨을 알 수가 있으며, 결과적으로 보다 큰 진동량을 얻기 위해서는 로터(20)의 편심량을 증대시키는 것이 반드시 필요하다.

한편, 현재 사용되고 있는 진동모터(1)의 로터(20)는 하드기판(24)의 상부면에 권선코일(27)을 배치한 상태에서, 상기 권선코일(27)과 베어링(21)의 주위에는 성형수지물(26)을 채워 편심구조를 갖는 로터(20)를 구성하게 된다. 이때의 성형수지물(26)은 통상 텅스텐과 같은 비중이 높은 금속분말이 함유되는 고비중의 수지재이며, 상기 성형수지물(26)은 하드기판(24)과 권선 코일(27)을 배치한 상,하부금형(미도시)내로 주입하는 인서트 사출에 의해서 이들과 일체로 결합되도록 한다.

그러나, 상기 베어링(21)과 성형수지물(26)은 사출성형조건에 따라 완전히 일체가 되지 않고, 특히 상기 베어링(21)과 성형수지물(26)은 서로 다른 재질로 이루어져 재질차이에 의한 부재간의 밀착결합력이 낮고, 걸림력을 발생시키는 별도의 수단이 없기 때문에 이들은 성형후 완전히 일체화되지 않는다.

이러한 경우, 인서트사출후 상기 진동모터(1)에 조립구성된 베어링(21)과 성형수지물(26)은 상기 로터(20)의 상,하부에서 일정이상의 외력이나 외부충격이 가해지면, 상기 베어링(21)과 성형수지물(26)간의 경계면이 서로 분리되면서 상기 베어링(21)이 성형수지물(26)로부터 이탈되는 제품불량을 유발하고, 이는 모터제품의 낙하 신뢰성을 저하시키는 원인이 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 서로 다른 재질로 이루어진 베어링과 성형수지물간의 결합력을 상승시키고, 외부충격및 낙하충격시 베어링이 성형수지물로부터 이탈되는 것을 방지하여 제품의 내구성및 낙하신뢰성을 향상시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

적어도 하나이상의 권선코일을 감싸는 성형수지물을 상부기부의 상부면에 일체로 구비하는 로터;

상기 권선코일과 대응하는 마그네트를 갖추고, 상기 상부기부의 코뮤테이터와 상단이 접촉하는 브러쉬를 갖추며, 상기 브러쉬의 하단이 전기적으로 연결되는 하부기부를 갖추고, 상기 브러쉬에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 스테이터;

상기 하부기부가 상부면에 탑재되는 브라켓에 의해 하향개방된 하부가 밀폐되는 상부케이스 ; 및

상기 상부케이스와 브라켓에 양단이 고정되는 샤프트를 갖추고, 상기 하부기부의 베어링장착공으로 삽입되는 몸체외부면에 상기 성형수지물과 접촉하면서 상기 베어링장착공에 걸리는 걸림부를 적어도 하나이상 돌출형성하여 상기 샤프트의 길이중간에 장착되는 베어링을 갖는 축계부;를 포함함을 특징으로 하는 편평형 진동모터를 제공한다.

바람직하게는 상기 걸림부는 원주방향으로 연속되는 일체형 걸림턱으로 구성된다.

바람직하게는 상기 걸림부는 원주방향으로 간격을 두고 다수개로 분할되는 분할형 걸림턱으로 구성된다.

바람직하게는 상기 상부기부에는 상기 권선코일과 더불어 성형수지물에 의해서 일체로 몰딩되는 고비중의 중량체를 구비한다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발 명에 따른 편평형 진동모터에 구비되는 로터를 도시한 단면도이다.

본 발명의 진동모터(100)는 도 3과 4에 도시한 바와같이, 회전지지부재인 베어링과 성형수지물간의 결합접촉력을 증대시켜 외부충격및 낙하충격시 베어링이 성형수지물로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 것으로써, 이는 로터(110), 스테이터(120), 상부케이스(130)및 축계부(140)로 구성된다.

즉, 상기 로터(110)는 상기 스테이터(120)에 대하여 상기 축계부(140)를 중심으로 하여 편심회전가능하게 구비되는 편심회전구조물로써, 이는 상부기부(111), 권선코일(112), 성형수지물(114)및 코뮤테이터(115)로 구성된다.

상기 상부기부(111)는 원형의 평판을 소정의 각도로 편심지게 절개하고, 상기 축계부(140)와 대응하는 상부면에 베어링장착공(111a)이 관통형성된 하드기판부재로 구성된다.

이러한 상부기부(111)의 패턴회로가 형성되지 않는 상부면에 적어도 하나이상의 권선코일(112)을 구비하고, 상기 권선코일(112)의 근방에는 텅스텐과 같이 비중이 높은 소재로 이루어진 고비중의 중량체(113)를 편심배치한다.

그리고, 상기 상부기부(111)의 하부면에는 원주방향으로 일정간격을 두고 다수개로 분할된 세그먼트(segment)로 이루어지고, 접촉면이 하부로 노출되는 코뮤테이터(115)를 구비하며, 상기 코뮤테이터(115)는 금, 은과 같은 금속소재로 구성되고, 0.05mm 내외의 두께를 갖도록 패턴인쇄되거나 도금처리될 수 있다.

상기 상부기부(111)와 권선코일(112)및 중량체(113)는 인서트 사출성형되는 성형수지물(114)의 내부에 외부환경으로부터 보호될 수 있도록 몰딩되며, 상기 상부기부(111)는 상기 성형수지물(114)의 사출성형시 상기 권선코일(112)과 중량체(113)와 더불어 일체로 구비된다.

여기서, 상기 성형수지물(114)은 텅스텐과 같은 비중이 높은 금속분말이 함유되는 고비중의 수지재로 구성될 수도 있다.

이에 따라, 상기 로터(110)의 무게중심은 편심지게 절개된 상부기부(111)의 상부면에 몰딩되고, 비중이 높은 금속분말이 함유된 고비중의 성형수지물(114) 또는 상기 상부기부(111)에 편심배치된 중량체(113)에 의하여 일측으로 중심이 편중되어 상기 로터(110)의 회전시 진동을 발생시키게 된다.

그리고, 상기 스테이터(120)는 하향개방된 상부케이스(130)의 하부를 밀폐하도록 조립되는 브라켓(135)상에 구비되는 고정구조물로써, 이는 하부기부(121), 마그네트(122), 전원공급부(123)및 브러쉬(125)로 구성된다.

상기 하부기부(121)의 상부면에는 상기 권선코일(112)과 대응하는 마그네트(122)가 장착되며, 상기 마그네트(122)는 원주방향으로 N,S극이 교대로 착자된 환고리형상으로 구비되며, N,S극이 2n개 즉, 2개, 4개, 6개 .... 씩 교대로 착자되는 영구자석이다.

이러한 마그네트(122)의 극수는 배치되는 극수에 따라서 내부의 부품수도 증가됨을 감안하여 부품구성이 간소화될 수 있도록 대략 2 내지 6개로 하는 것이 바람직하다.

상기 하부기부(121)의 상부면에는 상기 상부기부(111)의 하부면에 구비되는 코뮤테이터(115)와 상부단이 탄력적으로 접촉하여 전기적으로 연결되는 한쌍의 브러쉬(125)를 고정설치하며, 상기 한쌍의 브러쉬(125)는 상기 코뮤테이터(115)의 세그먼트에 서로 극성의 전류를 공급하도록 양극(+), 음극(-)이 각각 흐르는 양극, 음극단자로 이루어진 전원공급부(123)와 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 브러쉬(125)와 전원공급부(123)는 상기 하부기부(121)의 상부면에 인쇄되는 도전성 패턴라인(미도시)을 통하여 전기적으로 연결되며, 상기 전원공급부(123)의 단자부와 패턴라인의 연결부위는 밀봉수지제(123a)에 의해서 밀봉된다.

또한, 상기 로터(110)와 스테이터(120)는 하향개방된 컵상의 상부케이스(130)와 그 하부에 조립되는 브라켓(135)사이에 형성되는 내부공간에 수용되며, 상기 로터(110)는 샤프트(141)와 베어링(142)로 이루어진 축계부(140)에 의해서 상기 스테이터(120)에 대하여 회전가능하게 지지된다.

즉, 상기 샤프트(141)의 상,하부 양단은 상기 상부케이스(130)와 브라켓(135)사이에 고정되는바, 상기 샤프트(141)의 상부단은 상부케이스(130)의 저면중심에 함몰형성된 상부축지부(141a)에 지지되고, 하부단은 상기 브라켓(135)의 상부면 중심에 돌출형성된 하부축지부(141b)에 지지된다.

그리고, 상기 상부축지부(141a)에는 상기 베어링(142)과 상부케이스(130)간의 직접적인 마찰을 방지하면서 상기 상부케이스(130)와 로터(110)간의 접촉을 방지할 수 있도록 상부와셔(145a)가 구비되며, 상기 하부축지부(141b)에도 상기 베어 링(142)과 브라켓(135)간의 직접적인 접촉을 방지하도록 하부와셔(145b)가 구비된다.

상기 베어링(142)은 상기 권선코일(112)을 외부환경으로부터 보호하도록 상기 상부기부(111)에 일체로 사출성형되는 성형수지물(114)에 매입되어 위치고정되는데, 상기 상부기부(111)에 관통형성된 베어링장착공(111a)으로 삽입되는 베어링(142)의 몸체외부면에는 상기 베어링장착공(111a)에 걸려 상부기부의 하부로 빠지는 것을 방지하면서 상기 성형수지물과 일체화되도록 접촉되는 걸림부(143)를 적어도 하나이상 돌출형성한다.

이러한 걸림부(143)는 도 5(a)에 도시한 바와같이, 원주방향으로 연속되는 일체형 걸림턱으로 구성될 수 도 있다.

또한, 상기 걸림부(143a)는 도 5(b)에 도시한 바와같이, 상기 성형수지물(114)과의 접촉면적을 넓혀 결합력을 증대시킬 수 있도록 원주방향으로 간격을 두고 다수개로 분할되는 분할형 걸림턱으로 구성되어도 좋다.

상기한 구성을 갖는 진동모터(100)에서 착신신호인 진동이 발생되는 작용은 다음과 같다.

외부전원이 전원공급부(123),하부기부(121)를 통하여 브러쉬(125)에 공급되면, 음극, 양극용 브러쉬부재가 한쌍으로 이루어진 브러쉬(125)의 각 상부단은 로터(110)와 스테이터(120)간의 상하간격을 유지하도록 상방으로 탄력지지됨과 동시에 상부기부(111)의 하부면에 구비된 코뮤테이터(115)와 탄성적으로 접하도록 접촉 하기 때문에, 다수개로 분할된 코뮤테이터(115)의 세그먼트와 양극,음극용으로 분할구성된 브러쉬(125)와의 전기적인 접촉에 의해서 상기 코뮤테이터(115)에 전기적으로 연결된 권선코일(112)측으로 전류가 번갈아 가면서 공급된다.

이러한 경우, 상기 로터(110)의 권선코일(112)에서 발생되는 전기장과 상기 스테이터(120)의 마그네트(122)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의해서 상기 로터(110)는 상기 샤프트(141)를 회전중심으로 하여 일방향으로 회전된다.

이때, 상기 로터(110)에는 고비중의 분말이 함유된 성형수지물(114)이 편심배치되거나, 고비중의 중량체(113)가 일측에 편심배치되어 있기 때문에, 상기 샤프트(141)에 발생되는 측압이 상기 로터(110)를 내부수용하는 상부케이스(130),브라켓(135)및 기기전체에 전달되어 착신감지용 진동을 발생시키게 되는 것이다.

한편, 상기 로터(110)의 상부기부(111)에 구비되는 권선코일(112)과 더불어 성형수지물(114)로 인서트사출되는 베어링(142)은 몸체외부면에 환고리형의 걸림부(143)가 돌출형성되어 있기 때문에, 인서트사출전 상기 상부기부(111)의 베어링장착공(111a)으로 삽입되는 베어링(142)은 상기 걸림부의 하부턱이 상기 베어링장착공(111a)에 걸려 걸림력을 유발시키기 때문에 하부로 빠지지 않고 위치고정된다.

이러한 상태에서, 상기 상부기부(111), 권선코일(112)및 베어링(142)을 배치한 상,하부금형(미도시)의 캐비티내로 주입공을 통하여 사출용 수지를 고압으로 주입할때, 상기 걸림부(143)에 의해서 상기 상부기부(111)에 배치된 베어링(142)의 위치가 이동되는 것을 방지하고, 이로 인하여 사출불량을 예방할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 베어링(142)에 형성된 걸림부(143)의 하부턱은 상부기부(111) 의 상부면에 접하고 있기 때문에, 모터의 상부로부터 하부로 전달되는 외력에 의해서 베어링장착공(111a)과 샤프트(141)로부터 상기 베어링(142)이 분리이탈되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이와 더불어, 상기 걸림부(143)의 상부턱은 성형수지물(114)에 의해서 고정되기 때문에, 모터의 하부로부터 상부로 전달되는 외력에 의해서 상기 성형수지물(114)과 샤프트(141)로부터 상기 베어링(142)이 분리이탈되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 로터의 상부기부에 권선코일과 더불어 성형수지물에 의해서 일체화되도록 몰딩되는 베어링의 외부면에 환고리형 걸림부를 돌출형성함으로써, 걸림부와 접하는 상부기부와 성형수지물과의 결합력을 종래에 비하여 향상시킬 수 있기 때문에, 외부충격및 낙하충격시 베어링이 로터의 성형수지물, 상부기부및 샤프트로부터 분리되어 이탈되는 것을 방지하고, 이로 인하여 모터제품의 내구성및 낙하신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (4)

1. 적어도 하나이상의 권선코일을 감싸는 성형수지물을 상부기부의 상부면에 일체로 구비하는 로터;

   상기 권선코일과 대응하는 마그네트를 갖추고, 상기 상부기부의 코뮤테이터와 상단이 접촉하는 브러쉬를 갖추며, 상기 브러쉬의 하단이 전기적으로 연결되는 하부기부를 갖추고, 상기 브러쉬에 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하는 스테이터;

   상기 하부기부가 상부면에 탑재되는 브라켓에 의해 하향개방된 하부가 밀폐되는 상부케이스 ; 및

   상기 상부케이스와 브라켓에 양단이 고정되는 샤프트를 갖추고, 상기 상부기부의 베어링장착공으로 삽입되는 몸체외부면에 상기 성형수지물과 접촉하면서 상기 베어링장착공에 걸리는 걸림부를 적어도 하나이상 돌출형성하여 상기 샤프트의 길이중간에 장착되는 베어링을 갖는 축계부;를 포함함을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 걸림부는 원주방향으로 연속되는 일체형 걸림턱으로 구성됨을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 걸림부는 원주방향으로 등간격을 두고 다수개로 분할되는 분할형 걸림턱으로 구성됨을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부기부에는 상기 권선코일과 더불어 성형수지물에 의해서 일체로 몰딩되는 고비중의 중량체를 구비함을 특징으로 하는 편평형 진동모터.

Images