KR100993661B1 - 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터 - Google Patents

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Abstract

증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터는, 진동기(1), 경질 회로 기판(2), 로터(3), 축(5), 하부 케이스(9), 자석(8), 가요성 회로 기판(11), 브러시(10) 및, 권취 코일(a,b)을 포함한다. 상기 로터(3)는 진동기(1)를 사출 성형에 의하여 형성한다. 상기 권취 코일(a,b)과 상기 경질 회로 기판(2)은 둘다 상기 진동기(1)위에 장착됨으로써, 상기 진동기(1)의 외부 에지는 권취 코일(a,b)과 경질 회로 기판(2) 넘어서의 위치로 연장될 수 있다.
평판형 진동 모터, 경질 회로 기판, 로터, 축, 하부 케이스, 자석, 가요성 회로 기판

Description

증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터{A FLAT TYPE VIBRATION MOTOR WITH INCREASED VIBRATION AMOUNT}
본 발명은 휴대폰 및 비프 페이저(Beep Pager)(BBs)와 같은 통신 디바이스에 적용가능한 DC 영구 자석 진동 모터에 관한 것으로서, 여기에서 평판형 진동 모터(flat type vibration motor)는 벨울림이 부적절한 경우에 사용자에게 신호 수신을 알려주거나 또는 경고(prompt or warn)하기 위하여 진동을 발생시킬 수 있다.
종래 기술의 평판형 진동 모터의 구조는 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있고, 여기에서 편심 진동기(eccentric vibrator)(1) 및 권취 코일(winding coil)(a,b)는 접착제에 의해 회로 기판(2)에 접착되고, 그 다음 로터(rotor)(3)를 형성하기 위하여 중심의 오일-보유 베어링(center oil-retaining bearing)(4)과 함께 사출 성형되며; 중심축(5)은 하부 케이스(9)에 고정되며, 상기 로터는 베어링 구멍을 통하여 축위에 장착되며, 자석(8)은 자속(magnetic flux)을 제공하기 위하여 상기 하부 케이스(9)에 접착된다. 브러시(brush)(10)는 가요성 회로 기판(11)에 용접되고, 상부 케이스(7)는 상기 로터 및 하부 케이스를 덮으며, 가스켓(6a,6b)은 로터 베어링의 상부측 및 하부측에 각각 장착된다.
도 2a 및 2b는 중국 특허 공개번호 CN1206240A에 기재된 평판형 진동 모터의 기술적인 해결책을 도시하고 있다. 진동량을 증가시키기 위하여, 권취 코일(a,b,c)은 한쪽에 편심으로 장착되며, 고밀도의 합성 엔지니어링 플라스틱(1)의 피스(piece)는 상기 편심 로터의 외부측에 장착되며, 편심 중량을 증가시키기 위하여 상기 로터의 저부로부터 돌출되며, 여기에서 상기 돌출 부분은 자석(8) 및 상부 케이스(7)사이의 원형 공간에 위치된다. 중간 부분은 1.8 Kg/m3보다 더 작은 밀도의 수지로 제조된다.
도 3a 및 도 3b는 한국 특허출원 제 20-0333424호에 기재된 진동량을 증가시키기 위한 기술적인 해결책을 도시하고 있고, 여기에서 편심 진동기(1)는 상기 로터의 에지로 외부를 향하여 이동되며, 경질 회로 기판(hard circuit board)(2)에 권취 코일로써 함께 접착되며, 그 다음 상기 로터 및 상기 권취 코일은 중심 베어링(4)과 함께 사출 성형된다.
상술된 제 1의 기술적인 해결책에서, 진동기를 탈락(releasing)으로 부터 방지하기 위하여, 상기 진동기는 플라스틱 재료로 사출성형되며, 이것은 진동기 및 편심 거리 크기의 증가를 제한한다.
상술된 제 2의 기술적인 해결책에서, 상기 편심 중량이 합성 엔지니어링 플라스틱에 의하여 제공되며, 상기 편심 중량의 증가는 제한되며, 상기 자석 크기는 로터의 돌출 부분으로 인하여 크게 감소되어야만 하고, 결과적으로, 상기 모터에 제공되는 자속은 크게 감소되며, 모터 성능은 심하게 훼손될 것이다.
비록 상기 제 3의 기술적인 해결책이 상기 편심량을 어느 정도 증가시킬 수 있을지라도, 상기 진동기 크기의 증가는 매우 제한된다.
상술된 모든 기술적인 해결책은 다음과 같은 단점을 가지고 있다: 상기 모터 크기가 감소됨에 따라서 상기 진동량은 크게 감소되며; 모터 로터가 사출 성형되기 이전에, 상기 권취 코일 및 편심 진동기는 접착에 의해서 고정되어야만 하고, 따라서 이들이 잘 고정되지 않는다면 상기 로터가 사출 성형시에 변위될 수 있다.
본 발명의 목적은 모터 크기가 감소될 때에 평판형 진동 모터의 진동량이 크게 감소되지 않으며, 상기 모터 제조 프로세스를 간략하게 하며, 또한 증가된 진동량을 가진 평판형 진동 모터를 제공하는 것을 보장하는 것이다.
본 발명의 기술적 해결책으로서, 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터는, 진동기, 경질 회로 기판(hard circuit board), 로터, 상기 로터를 회전되도록 지지하기 위하여 상기 로터에 정렬되는 축(shaft), 상기 축을 고정하도록 설계되는 하부 케이스, 자기력을 제공하기 위하여 상기 하부 케이스에 고정되는 자석, 동력 입력(power input)을 제공하기 위하여 상기 하부 케이스에 부착되는 가요성의 회로 기판, 상기 가요성의 회로 기판 및 로터 사이에 연결되는 브러시 및, 권취 코일을 포함하고; 상기 로터는 상기 진동기를 사출 성형함으로써 형성되며; 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판은 둘다 진동기에 장착됨으로써, 상기 진동기의 외부 에지는 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판 넘어서의 위치로 연장된다.
양호하게는, 본발명은 다음과 같은 특징을 부가로 포함한다:
상기 진동기의 한쪽상에 상기 권취 코일을 장착하기 위하여 설계되는 벌지(bulge)를 가진다.
상기 진동기의 다른 쪽 상에 상기 경질 회로 기판을 장착하기 위한 장착 채널(mounting channel)을 가지며, 여기에서 상기 경질 회로 기판의 반경은 상기 진동기의 반경보다 더 작으며, 상기 경질 회로 기판은 상기 진동기의 장착 채널에 직접 장착된다.
상기 진동기는 텅스텐 합금을 포함하는 15 Kg/m3 보다 더 큰 밀도의 합금 재료로 제조된다.
상기 진동기의 표면은 니켈 도금이 됨으로써, 상기 권취 코일의 중심에서의 자기 도전성과, 상기 권취 코일 및 자석사이의 자기 도전성을 증가시킨다.
상기 로터용 경질 회로 기판은 양면 기판(double-side board)이며, 상기 경질 회로 기판 위의 브러시와 접촉하는 부분은 정류자(communtator)로 제조되며, 상기 회로 기판의 반경은 외부 에지로부터 상기 진동기의 중심까지의 반경보다 더 작게 된다.
상기 로터 부분은 2Kg/m3 보다 더 작은 밀도의 합성 수지 재료를 사용하여서 중심에서 구멍을 가지고 최종적으로 함께 사출 성형되며, 상기 수지 재료는 자체 윤활성 및 내마모성(self-lubricant and wear resistant)이다.
상술된 기술적인 해결책을 가지고, 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판은 특정의 진동기를 형성하기 위하여 먼저 상기 진동기에 장착되며, 그 다음 권취 코일 및 경질 회로 기판을 가지는 특정의 진동기는 상기 로터로 사출 성형된다. 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판이 상기 진동기에 장착되기 때문에, 이들은 진동기가 외향으로 연장되는 것을 방해하기 위한 요소가 더 이상 아니며, 따라서 상기 진동기의 외부 에지는 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판 넘어서의 위치로 연장될 수 있다. 이때문에, 상기 모터의 전체 크기가 감소되는 반면에 진동기의 크기는 증가될 수 있으며, 따라서 상기 모터의 진동량은 증가될 수 있다. 또한, 상기 자석 및 권취 코일의 성능은 영향을 받지 않게 된다.
도 1a는 일반적인 진동 모터의 구조적인 다이아그램이다.
도 1b는 상기 일반적인 진동 모터의 로터의 구조적인 다이아그램이다.
도 2a는 중국 특허 공보 CN1206240A에 기재된 상기 진동 모터의 구조적인 다이아그램이다.
도 2b는 중국 특허 공보 CN1206240A에 기재된 진동 모터의 로터의 구조적인 다이아그램이다.
도 3a는 한국 특허 출원 20-0333424에 기재된 진동 모터의 구조적인 다이아그램이다.
도 3b는 한국 특허 출원 20-0333424에 기재된 진동 모터의 로터의 구조적인 다이아그램이다.
도 4a는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 구조적인 다이아그램이다.
도 4b는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 단부 캡 조립체(end cap assembly)의 구조적인 다이아그램이다.
도 5a는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 진동기의 정면도이다.
도 5b는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 진동기의 3차원 도면이다.
도 6a는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 로터 구조체의 정면도이다.
도 6b는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 로터 구조체의 배면도이다.
이후에는, 본 발명을 첨부된 도면 4a 내지 6b를 참조로 하여서 몇몇 실시예에 따라 설명하고, 첨부도면에서 동일한 도면부호는 동일하거나 또는 유사한 구성품을 나타낸다.
본 발명에 제공되는 상기 평판형 진동 모터는 동력 입력 및 이송 유닛(transfer unit)을 가지는 단부 캡 조립체와, 회전하여서 편심 진동을 발생시키는 로터 및, 상부 케이스 및 슬라이딩 블레이드(sliding blade)로 구성되는 스테이터(stator)를 포함한다. 상기 스테이터 부분은 상부 케이스의 중심에 접착되고 원형 부분으로부터 돌출하며 진동 및 마찰을 감소시키도록 설계되는 상부 케이스 및 슬라이딩 블레이드를 포함한다. 상기 단부 캡 조립체는 하부 케이스, 전력을 수용하기 위하여 상기 하부 케이스에 접착되는 가요성 회로 기판, 상기 가요성 회로 기판에 용접되는 브러시, 상기 단부 캡의 중심내로 프레스되는 축, 상기 로터 아래에서 상기 축 위에 결합되는 가스켓을 포함한다. 상기 로터 부분은 15Kg/m3보다 더 큰 밀도를 가지는 진동기를 기초로하며, 상기 진동기의 타원 형상에서 돌출 부분위에 결합되는 권취 코일을 포함하며, 2Kg/m3보다 더 작은 밀도로 사출 성형하기 위하 여 사용되는 플라스틱 재료를 포함한다.
도 4a는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 구조적인 다이아그램이고; 도 4b는 본 발명에 제공되는 진동 모터의 단부 캡 조립체의 구조적인 다이아그램이다.
본 발명 실시예의 진동량을 증가시키는 평판형 진동 모터에서, 동력 입력 및 자속을 제공하는 상기 단부 캡 조립체는: 하부 커버(9); 양면 점착식(double-sided glue)으로 하부 케이스에 접착되는 가요성 회로 기판(11); 높은 탄성 재료로 제조되며 상기 가요성 회로 기판에 용접되는 한 쌍의 브러시(10)를 포함하고, 전력은 가요성 회로 기판 및 브러시를 통하여 상기 로터로 도입되며, 높은 자기력을 가지는 자석(8)은 하부 케이스에 접합되며 평면의 4중극 자기 충전(planar quadrupole magnetic charging)을 사용한다.
상기 로터 부분은 도 5a 및 도 5b에 도시된 진동기(1)를 포함하고, 여기에서 상기 진동기(1)는 권취 코일의 내부 구멍에 결합되는 2개의 타원형 벌지(elliptical bulge)(e,f)를 구비한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 권취 코일(a,b)은 진동기의 벌지(e,f)에 장착되며, 경질 회로 기판(2)은 상기 진동기의 다른 측부위의 채널에 장착된다. 상기 경질 회로 기판(2)은 이것의 전방쪽 위에 불규칙하게 분포되는 정류자(commutator)와, 이것의 후방쪽위에 형성되며 상기 정류자와 연결되는 땜납 점(solder point)을 가지며, 상기 권취 코일의 탭(tap)은 상기 땜납 점에 납땜된다. 그 다음, 전체 조립체는 로터를 형성하기 위하여 자체 윤활성 및 내마모성 수지를 사용하여서 사출 성형되고, 상기 사출 성형으로 형성되는 중심 구멍(3a)은 상기 베어링을 장착하기 위하여 사용된다. 상기 벌지(e,f)가 존재하기 때문에, 진동기 중량은 증가되며; 또한, 이전에 진동기 중량의 증가를 제한했던 권취 코일의 고정 트러블은 현재 진동기 중량을 증가시키기 위한 바람직한 요인이 된다. 상기 권취 코일 및 경질의 회로 기판이 장착된 이후에 플라스틱 재료가 사출되기 때문에, 상기 진동기는 플라스틱 재료에 잘 고정될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 케이스 부분은 양면 점착을 가지고 상기 하우징(7)에 접착되는 가스켓(6a)을 포함하고; 상기 하우징이 상기 하부 케이스와 조립된 이후에, 상기 전체 조립체는 밀봉 또는 레이저 용접에 의하여 함께 고정된다.
상기 진동 모터가 작동될 때에, 전류는 상기 가요성 회로 기판(11) 내로 흘러서, 브러시(10)를 통하여 상기 경질 회로 기판(2)위의 정류자로 흐르며, 그 다음에 권취 코일(a 또는 b)로 흐르게 된다. 상기 전기가 흐르는 권취 코일은 자석(8)에 의하여 제공되는 자속에서 축(5)에 대한 회전 토크(torque)를 발생시킨다. 상기 정류자의 작용하에서, 권취 코일(a,b)에서의 전류는 교대로 변하고, 따라서 지속적인 회전 토크를 발생시키며, 그래서 편심 로터가 회전할 때에 이것은 진동을 발생시킨다.
상술된 설명으로 부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 제공되는 상기 평판형 진동 모터는 진동기의 중량 및 편심을 최대로 하며, 상기 모터 로터의 조립에서의 어려움을 감소시키며, 모터의 진동량을 최대로 하며, 제조 효율을 향상시킨다.
본 발명은 다음과 같은 장점을 가진다:
상기 진동기는 고밀도의 텅스텐 합금으로 제조되기 때문에, 유닛 부피에서의 중량은 최대로 된다;
상기 진동기의 표면 위에서의 니켈 도금은 상기 권취 코일과 자석 사이의 자기 도전성을 향상시키며, 특히 상기 권취 코일의 중심에서 자기 도전성을 향상시키고, 따라서 동일한 상태 하에서 상기 권취 코일을 통한 자속을 증가시킨다.
상기 로터가 진동기를 기초로 하여서 형성되기 때문에, 상기 진동기는 가능한 멀리 외향으로 연장되고 상기 권취 코일 및 경질 회로 기판에 의하여 방해되지 않을 것이며; 따라서, 상기 진동기의 크기는 가능한 크게 증가될 수 있으며; 상기 권취 코일 및 상기 경질 회로 기판은 상기 진동기의 적절한 위치로 장착될 수 있으며, 그 다음 일체화된 로터를 형성하기 위하여 상기 진동기와 함께 사출 성형된다.
상기 로터는 자체 윤활성 및 내마모성 합성 수지 재료를 사용하여서 성형되며, 사출 성형으로 형성되는 상기 중심 구멍(3a)은 베어링에 장착되도록 사용될 수 있으며; 따라서 오일 보유 베어링(oil-retaining bearing)은 요구되지 않는다. 또한, 오일 충전이 요구되지 않으므로, 모터의 사용기간에 영향을 미치는 정류자의 표면으로 흐르지 않게 된다.

Claims (7)

  1. 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터로서, 진동기(1), 경질 회로 기판(2), 로터(3), 상기 로터를 회전되게 지지하기 위하여 로터(3)에 정렬된 축(5), 상기 축(5)을 고정하도록 설계된 하부 케이스(9), 자기력을 제공하기 위하여 상기 하부 케이스(9)위에 고정된 자석(8), 동력 입력을 제공하기 위하여 상기 하부 케이스(9)에 부착된 가요성 회로 기판(11), 상기 가요성 회로 기판(11) 및 로터(3)사이에 연결된 브러시(10) 및, 권취 코일(a,b)을 포함하고, 상기 로터(3)는 사출 성형에 의하여 상기 진동기(1)로 형성되며, 상기 권취 코일(a,b)과 상기 경질 회로 기판(2)은 상기 진동기(1)에 장착됨으로써, 상기 진동기(1)의 외부 에지는 권취 코일(a,b)과 경질 회로 기판(2) 넘어서의 위치로 외향으로 연장되는 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동기(1)는 상기 권취 코일(a,b)을 장착하기 위하여 설계된 하나의 측부위에서 벌지(bulge)(e,f)를 구비하는 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 진동기(1)는 상기 경질 회로 기판(2)을 장착하기 위하여 설계되는 다른 측부위에서 장착 채널을 가지며, 상기 경질 회로 기판의 반경은 상기 진동기(1)의 반경보다 더 작으며, 상기 경질 회로 기판은 상기 진동기의 장착 채널에 직접 장착되는 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동기(1)는 텅스텐 합금을 포함하는 15 Kg/m3보다 더 큰 밀도의 합금 재료로 제조되는 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동기(1)의 표면은 상기 권취 코일의 중심에서, 그리고 상기 권취 코일 및 자석사이의 자기 도전성을 증가시키기 위하여 니켈 도금되는 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 로터(3)용 경질 회로 기판(2)은 양면 기판이며, 상기 경질 회로 기판(2)위에서 브러시와 접촉하는 부분은 정류자 내로 제조되며, 상기 회로 기판(2)의 반경은 상기 진동기(1)로부터 상기 진동기 중심으로의 반경보다 더 작은 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 로터(3)의 부분들은 2 Kg/m3보다 더 작은 밀도인 합성 수지 재료를 사용하여서 상기 진동기 중심에서의 구멍(3a)과 함께 사출 성형되며, 상기 수지 재료는 자체 윤활성이며 내마모성인 증가된 진동량을 가지는 평판형 진동 모터.
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