KR101090680B1 - 편평형 진동 모터 - Google Patents

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Abstract

편평형 진동 모터가 개시된다. 상기 편평형 진동 모터는 회전자와 작용하여 회전자를 회전시키는 마그네트가 2개 마련되어 회전자의 일면 및 타면과 각각 대향되게 설치된다. 따라서, 마그네트에서 발생되는 자기력이 크므로, 큰 토크를 얻을 수 있다. 이로인해, 슬림화에 영향을 주지 않으면서 큰 진동력을 얻을 수 있고, 넓은 회전수 대역에 걸쳐 빠른 응답속도를 얻을 수 있다. 또한, 회전자와 베어링 사이에 금속제의 베어링요크가 개재되어, 회전자에 베어링요크가 결합된다. 그러면, 회전자와 베어링요크의 결합면적이 상대적으로 넓으므로 베어링요크는 회전자에 견고하게 결합되고, 금속제의 베어링요크에 금속제의 베어링이 결합되므로, 베어링요크와 베어링 사이의 결합력이 강하다. 따라서, 베어링은 회전자로부터 이탈되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다. 또한, 베어링의 상단부 및 하단부측을 회전자의 상하측으로 돌출시켜 길게 형성하므로, 지지축에 지지되는 베어링의 지지면적이 넓어진다. 따라서, 베어링에 결합되어 베어링과 함께 회전하는 회전자의 흔들림이 감소되어 진동이 저감된다.

Description

편평형 진동 모터{FLAT TYPE VIBRATION MOTOR}
본 발명은 편평형 진동 모터에 관한 것이다.
편평형 진동 모터는 휴대용 통신기기에 착신수단용 등으로 널리 사용되고 있다.
도 1a는 종래의 편평형 진동 모터의 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 회전자의 지지부재를 제거한 상태의 평면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 상호 결합된 브라켓(11)과 케이스(13)가 마련되고, 브라켓(11) 및 케이스(13)에는 지지축(15)의 하단부측 및 상단부측이 각각 지지된다.
지지축(15)의 외주면에는 베어링(17)이 회전가능하게 설치되고, 베어링(17)에는 베어링(17)과 일체로 회전하면서 진동을 발생하는 편심된 회전자(21)가 고정된다. 회전자(21)는 회전자기판(21a), 회전자기판(21a)에 설치된 코일(21b)과 웨이트(21c) 및 지지부재(21d)를 가진다.
브라켓(11)에는 회전자(21)와 작용하여 회전자(21)를 회전시키는 고정자인 마그네트(23)가 설치된다. 그리고, 브라켓(11)에는 기판(25)이 설치되고, 기판(25)에는 외부의 전원을 코일(21b)로 전달하기 위한 브러시(27)가 설치된다.
그리하여, 외부의 전원이 코일(21b)로 공급되면, 코일(21b)과 마그네트(23) 사이에 형성되는 전자기력에 의하여 회전자(21)가 회전하면서 진동을 발생한다.
휴대용 통신기기가 슬림화됨에 따라 진동 모터도 슬림화된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 편평형 진동 모터는 슬림화로 인하여 토크가 약하다. 이로인해 진동력이 약하고 응답속도가 늦은 단점이 있다. 특히, 스크린을 터치하여 조작하는 터치 폰(Touch Phone)의 경우에는 100㎐의 저 회전수 대역에서 250㎐의 고 회전수 대역까지 모터가 구동하여야 하는데, 종래의 편평형 진동 모터는 저전압이 인가되는 저 회전수 대역에서 특히 토크가 약하여 응답속도가 더욱 늦은 단점이 있다.
또한, 편평형 진동 모터의 슬림화로 인하여 회전자(21)의 두께가 얇아진다. 그러면, 회전자(21)의 지지부재(21d)와 베어링(17)의 결합면적이 작아지므로 회전자(21)와 베어링(17)의 결합력이 약하다. 특히, 베어링(17)에는 오일이 함침되어 있으므로, 베어링(17)의 오일이 합성수지제인 지지부재(21d)와 결합력을 저하시켜 베어링(17)과 지지부재(21d)의 결합력이 더욱 약해진다. 이로인해, 소정 이상의 충격에 의하여 베어링(23)이 회전자(10)로부터 이탈되어, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 슬림화에 영향을 주지 않으면서 큰 진동력 및 빠른 응답속도 를 얻을 수 있는 편평형 진동 모터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 회전자와 베어링의 결합강도를 향상시킬 수 있는 편평형 진동 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편평형 진동 모터는, 상호 결합된 브라켓과 케이스; 일단부측은 상기 브라켓에 지지되고, 타단부측은 상기 브라켓과 대향하는 상기 케이스의 부위에 지지되어 설치된 지지축; 상기 지지축에 회전가능하게 설치된 베어링; 상기 지지축의 반경방향과 평행하는 고정부와 상기 고정부에서 상기 케이스의 일면측으로 돌출된 제 1 돌출부를 가지는 웨이트를 구비하며, 상기 베어링측에 결합되어 상기 베어링과 함께 회전하면서 진동을 발생하는 회전자; 상기 회전자에 결합되며 상기 베어링이 압입 결합되는 베어링요크; 상기 브라켓 및 상기 케이스의 일면에 상호 대향되게 설치되어 상기 회전자와 각각 대향하며 상기 회전자를 회전시키는 링형상의 제 1 마그네트 및 제 2 마그네트를 포함하며, 상기 웨이트의 상기 제 1 돌출부는 상기 제 2 마그네트의 외주면과 대향한다.
본 발명에 따른 편평형 진동 모터는 회전자와 작용하여 회전자를 회전시키는 마그네트가 2개 마련되어 회전자의 일면 및 타면과 각각 대향되게 설치된다. 따라서, 마그네트에서 발생되는 자기력이 크므로, 큰 토크를 얻을 수 있다. 이로인해, 슬림화에 영향을 주지 않으면서 큰 진동력을 얻을 수 있고, 넓은 회전수 대역에 걸쳐 빠른 응답속도를 얻을 수 있다.
또한, 회전자와 베어링 사이에 금속제의 베어링요크가 개재되어, 회전자에 베어링요크가 결합된다. 그러면, 회전자와 베어링요크의 결합면적이 상대적으로 넓으므로 베어링요크는 회전자에 견고하게 결합되고, 금속제의 베어링요크에 금속제의 베어링이 결합되므로, 베어링요크와 베어링 사이의 결합력이 강하다. 따라서, 베어링은 회전자로부터 이탈되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.
또한, 베어링의 상단부 및 하단부측을 회전자의 상하측으로 돌출시켜 길게 형성하므로, 지지축에 지지되는 베어링의 지지면적이 넓어진다. 따라서, 베어링에 결합되어 베어링과 함께 회전하는 회전자의 흔들림이 감소되어 진동이 저감된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 편평형 진동 모터를 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 단면도이고, 도 2b은 도 2a에 도시된 회전자의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 하우징(110)이 마련된다. 하우징(110)은 상호 결합되어 내부에 소정 공간을 형성하며 상대적으로 수직방향 하측에 위치된 브라켓(111)과 수직방향 상측에 위치된 케이스(115)를 가진다.
이하, 브라켓(111) 및 케이스(115)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 하우징(110)의 수직방향 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측", 하측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.
브라켓(111)은 원판형상으로 마련되고, 케이스(115)는 하면이 개방된 원통형상으로 마련되어 개방된 하면측에 브라켓(111)이 결합된다.
브라켓(111)의 중앙부측 및 케이스(115)의 상면 중앙부측에는 상호 대향되게 지지관(112) 및 지지홈(116)이 각각 형성되고, 지지관(112) 및 지지홈(116)에는 지지축(120)의 하단부측 및 상단부측이 각각 삽입 지지되어 하우징(110)에 대하여 수직으로 기립 설치된다.
지지축(120)의 외주면에는 베어링(130)이 회전가능하게 설치되고, 베어링(130)측에는 베어링(130)과 일체로 회전하면서 진동을 발생하는 편심된 회전자(140)가 결합 고정된다. 베어링(130)은 오일이 함침된 메탈베어링으로 마련된다.
회전자(140)는 대략 원판형으로 형성되어 베어링(130)을 감싸는 회전자기판(141), 회전자기판(141)의 상면에 접속 설치된 코일(143), 회전자기판(141)의 상면에 설치되며 큰 진동력을 발생하기 위한 웨이트(145) 및 회전자기판(141)과 코일(143)과 웨이트(145)를 일체로 결합하며 베어링(130)측에 결합되는 지지부재(147)를 가진다. 지지부재(147)는 합성수지제로 사출에 의하여 회전자기판(141)과 코일(143)과 웨이트(145)에 일체로 형성된다.
브라켓(111)과 대향하는 회전자기판(141)의 하면에는 코일(143)과 접속된 정류자(141a)가 형성된다.
브라켓(111)의 상면 대략 중앙부측에는 기판(150)이 접착 고정되고, 테두리부측에는 지지축(120)을 감싸는 형태로 설치되어 회전자(140)와 대향하는 링형상의 제 1 마그네트(161)가 고정된다. 제 1 마그네트(161)가 고정자이다.
그리고, 기판(150)에는 브러시(170)의 하부측이 접속 설치되는데, 브러시(170)의 상단부측은 정류자(141a)에 탄성 접촉된다. 브러시(170)는 기판(150)과 회전자(140)를 전기 접속시킬 뿐만 아니라, 회전자(140)를 지지축(120)의 축방향으로 탄성 지지한다.
그리하여, 외부의 전원이 기판(150)→브러시(170)→정류자(141a)를 통하여 코일(143)로 공급되면, 코일(143)과 제 1 마그네트(161)의 작용에 의하여 회전자(140)가 회전하면서 진동을 발생한다.
제 1 마그네트(161)에서 발생되는 자속은 코일(143)을 통과하여 백요크의 기능을 하는 케이스(115)로 유입된 후, 다시 제 1 마그네트(161)로 유입되는 루프를 이룬다.
본 실시예에 따른 편평형 진동 모터에는 큰 토크를 얻기 위하여 제 2 마그네트(165)가 더 설치되고, 큰 진동력을 얻기 위하여 웨이트(145)의 일측이 돌출 형성된다.
상세히 설명하면, 제 2 마그네트(165)는 케이스(115)의 상면에 설치되어 회전자(140) 및 제 1 마그네트(161)와 대향한다. 그러면, 제 1 마그네트(161)에서 발생된 자속은 누설되거나 지지축(120)의 반경방향으로 휘지 않고 대부분 회전자(140)를 통과하여 제 2 마그네트(165)로 유입된다. 그후, 케이스(115)로 유입된 후, 다시 제 1 마그네트(161)로 유입되는 루프로 흐른다.
그러면, 제 1 및 제 2 마그네트(161,165)로 인하여 큰 자기력이 발생되므로, 큰 토크를 얻을 수 있다.
자속은 제 2 마그네트(165)→회전자(140)→제 1 마그네트(161)→케이스(115)→제 2 마그네트(165)의 루프로 흐를수 도 있다.
웨이트(145)는 지지축(120)을 중심으로 코일(143)의 반대방향에 위치되어 회전자기판(141)에 설치된다. 그리고, 웨이트(145)는 지지축(120)의 반경방향과 평행을 이루며 회전자기판(141)에 설치 고정되는 고정부(145a)와 고정부(145a)에서 케이스(115)의 상면측으로 돌출된 제 1 돌출부(145b)를 가진다. 이때, 제 1 돌출부(145b)는 지지축(120)에서 멀리 이격된 고정부(145a)의 외측부위에서 상측으로 돌출 형성된다. 이는, 회전중심에서 최대한 멀리 이격된 부분에 제 1 돌출부(145b)를 형성함으로써, 더욱 큰 진동력을 얻기 위함이다.
고정부(145a)의 상면과 지지부재(147)의 상면은 동일 평면을 이루고, 제 1 돌출부(145b)는 고정부(145a) 및 지지부재(147)의 상측으로 돌출되어 제 2 마그네트(165)의 외주면과 대향한다. 즉, 제 1 돌출부(145b)는 제 2 마그네트(165)의 외측에 위치된다.
그러면, 제 1 돌출부(145b)로 인하여 웨이트(145)의 중량이 무거워지므로, 큰 진동력을 얻을 수 있다.
지지축(120)과 가깝게 위치된 웨이트(145)의 고정부(145a)의 내면(145aa)은 굴곡지게 형성되며, 지지부재(147)가 결합된다. 이는 웨이트(145)와 지지부재(147)의 결합면적을 넓게하여 웨이트(145)와 지지부재(147)의 결합력을 향상시키기 위함이다.
편평형 진동 모터의 슬림화로 회전자(140)의 지지부재(147)의 두께는 얇다. 그리고, 합성수지제인 지지부재(147)가 금속제인 베어링(130)에 직접 결합되면, 지지부재(147)와 베어링(130)의 결합력이 약하여 베어링(130)이 지지부재(147)로부터 이탈될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 본 실시예에 따른 편평형 진동 모터에는 회전자(140)의 지지부재(147)와 베어링(130) 사이에 금속제의 베어링요크(149)가 개재된다.
상세히 설명하면, 베어링요크(149)는 결합관(149a)과 결합관(149a)의 상단면(上端面)측 외주면에서 외측으로 연장된 걸림테(149b)를 가진다.
결합관(149a)의 하단면(下端面)은 회전자기판(141)에 접촉 지지되고, 외주면은 지지부재(147)에 결합되며, 내주면에는 베어링(130)이 압입 결합된다. 이때, 결합관(149a)은 지지부재(147)에 압입되어 결합될 수도 있고, 지지부재(147)의 사출시 지지부재(147)와 일체로 형성될 수도 있다. 그리고, 걸림테(149b)는 지지부재(147)의 상면에 접촉된다.
그러면, 베어링(130)의 외경 보다 큰 외경을 가지는 베어링요크(149)의 결합관(149a)의 외주면에 지지부재(147)가 결합되므로, 결합관(149a)과 지지부재(147)의 결합면적이 넓어 결합관(149a)은 지지부재(147)에 견고하게 결합된다. 그리고, 금속제의 베어링요크(149)의 결합관(149a)에 금속제의 베어링(130)이 결합되므로, 베어링(130)은 베어링요크(149)로부터 이탈되지 않는다.
본 실시예에 따른 편평형 진동 모터는 베어링(130)의 상단면 및 하단면이 회전자(140)의 상측 및 하측으로 돌출된다. 그러면, 베어링(130)의 길이가 길어지므로, 지지축(120)에 지지되는 베어링(130)의 지지면적이 넓어진다. 이로인해, 베어링(130)에 결합되어 베어링(130)과 함께 회전하는 회전자(140)가 지지축(120)의 축방향으로 흔들리는 런아웃(Run Out)이 감소되므로, 진동이 저감된다.
이때, 베어링(130)의 상단부측은 제 2 마그네트(165)의 내측에 위치된다.
지지관(112)과 베어링(130)의 하단면(下端面) 사이 및 케이스(115)의 상면과 베어링(130)의 상단면(上端面) 사이에는 베어링(130)과 각각 접촉되어 베어링(130)이 마모되는 것을 방지하는 제 1 및 제 2 와셔(181,183)가 각각 설치된다. 그리고, 제 2 와셔(183)와 케이스(115)의 상면 사이에는 제 3 와셔(185)가 더 설치될 수 도 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 회전자의 지지부재를 제외한 분해 사시도로서, 도 2a 및 도 2b와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 웨이트(245)의 고정부(245a)에는 케이스(215)의 상면측으로 돌출된 제 1 돌출부(245b) 및 브라켓(211)측으로 돌출된 제 2 돌출부(245c)가 형성된다. 이때, 제 2 돌출부(245c)는 지지축(220)에서 멀리 이격된 고정부(245a)의 외측부위에서 하측으로 돌출 형성된다. 이 또한, 회전중심에서 최대한 멀리 이격된 부분에 제 2 돌출부(245c)를 형성함으로써, 더욱 큰 진동력을 얻기 위함이다.
그러면, 제 1 돌출부(245b) 및 제 2 돌출부(245c) 만큼 웨이트(245)의 중량이 무거워지므로, 큰 진동력을 얻을 수 있다.
웨이트(245)와 회전자기판(241)의 안정된 결합을 위하여, 웨이트(245)의 고정부(245a)와 제 2 돌출부(245c)의 경계면(245cc)은 회전자기판(241)의 일측 테두리면(241b)에 걸린다. 그리고, 경계면(245cc) 및 경계면(245cc)이 걸리는 회전자기판(241)의 테두리면(241b)은 대응되게 각각 직선으로 형성된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1a는 종래의 편평형 진동 모터의 단면도.
도 1b는 도 1a에 도시된 회전자의 지지부재를 제거한 상태의 평면도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 회전자의 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 회전자의 지지부재를 제외한 분해 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
111 : 브라켓 115 : 케이스
120 : 지지축 130 : 베어링
140 : 회전자 145 : 웨이트
149 : 베어링요크 161,165 : 제 1,2 마그네트

Claims (20)

  1. 상호 결합된 브라켓과 케이스;
    일단부측은 상기 브라켓에 지지되고, 타단부측은 상기 브라켓과 대향하는 상기 케이스의 부위에 지지되어 설치된 지지축;
    상기 지지축에 회전가능하게 설치된 베어링;
    상기 지지축의 반경방향과 평행하는 고정부와 상기 고정부에서 상기 케이스의 일면측으로 돌출된 제 1 돌출부를 가지는 웨이트를 구비하며, 상기 베어링측에 결합되어 상기 베어링과 함께 회전하면서 진동을 발생하는 회전자;
    상기 회전자에 결합되며 상기 베어링이 압입 결합되는 베어링요크;
    상기 브라켓 및 상기 케이스의 일면에 상호 대향되게 설치되어 상기 회전자와 각각 대향하며 상기 회전자를 회전시키는 링형상의 제 1 마그네트 및 제 2 마그네트를 포함하며,
    상기 웨이트의 상기 제 1 돌출부는 상기 제 2 마그네트의 외주면과 대향하는 편평형 진동 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자는 상기 웨이트의 고정부가 설치되는 회전자기판, 상기 회전자기판에 설치된 코일, 상기 회전자기판과 상기 코일과 상기 웨이트를 일체로 결합하며 상기 베어링요크가 결합되는 지지부재를 가지는 편평형 진동 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 웨이트는 상기 지지축을 중심으로 상기 코일의 반대 방향에 배치된 편평형 편평형 진동 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 웨이트의 상기 제 1 돌출부는 상기 지지축과 멀리 이격된 상기 고정부의 외측 부위에 형성된 편평형 진동 모터.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지축과 가까이 위치된 상기 웨이트의 상기 고정부의 내면은 굴곡지게 형성되어 상기 지지부재가 결합되는 편평형 진동 모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 웨이트의 고정부에는 상기 브라켓측으로 돌출된 제 2 돌출부가 더 형성된 편평형 진동 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 웨이트의 상기 제 2 돌출부는 상기 지지축과 멀리 이격된 상기 고정부의 외측 부위에 형성된 편평형 진동 모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 웨이트의 상기 고정부와 상기 제 2 돌출부의 경계면은 상기 회전자기판의 테두리면에 걸리는 편평형 진동 모터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 웨이트의 상기 고정부와 상기 제 2 돌출부의 경계면 및 상기 고정부와 상기 제 2 돌출부의 경계면이 걸리는 상기 회전자기판의 테두리면은 상호 대응되게 직선인 편평형 진동 모터.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링요크는 일단면(一端面)은 상기 회전자기판에 지지되고 외주면은 상기 지지부재에 결합되며 내주면에는 상기 베어링이 압입 결합되는 결합관과 상기 결합관의 타단면(他端面)측 외주면에서 연장 형성되어 상기 지지부재와 접촉하는 걸림테를 가지는 편평형 진동 모터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 베어링요크는 금속제인 편평형 진동 모터.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링요크는 상기 지지부재에 압입 고정된 편평형 진동 모터.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링요크는 사출로 형성되는 상기 지지부재에 일체로 형성된 편평형 진동 모터.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 브라켓과 대향하는 상기 회전자기판의 면에는 상기 코일과 접속된 정류자가 형성되고,
    상기 브라켓에는 기판이 설치되며,
    상기 기판에는 상기 정류자에 탄성 접촉되는 브러시가 접속 설치된 편평형 진동 모터.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 일단면(一端面) 및 타단면(他端面)은 상기 회전자의 외측으로 각각 돌출된 편평형 진동 모터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 베어링의 타단부측은 상기 제 2 마그네트의 내측에 위치된 편평형 진동 모터.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 브라켓 및 상기 케이스의 일면에는 상기 지지축의 일단부측 및 타단부측이 각각 삽입 지지되는 지지관 및 지지홈이 형성된 편평형 진동 모터.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지관과 상기 베어링 사이 및 상기 케이스의 일면과 상기 베어링 사이에는 상기 베어링의 일단면(一端面) 및 타단면(他端面)이 각각 지지되는 제 1 및 제 2 와셔가 개재된 편평형 진동 모터.
  20. 제 19 항에 있어서.
    상기 제 2 와셔와 상기 케이스의 일면 사이에는 제 3 와셔가 더 개재된 편평형 진동 모터.
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