KR101521941B1 - 편평형 모터용 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편평형 모터에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 개인휴대 단말기나 태블릿PC, 게임기 또는 리모콘 등에 장착되어 진동하도록 설계되는 편평형 진동모터 등에 적용될 수 있는 새로운 구조의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 관한 것이다.

Description

편평형 모터용 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터{ Rotor for flat type motor and flat type motor comprising the same}

본 발명은 편평형 모터에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 개인휴대 단말기나 태블릿PC, 게임기 또는 리모콘 등에 장착되어 진동하도록 설계되는 편평형 진동모터 등에 적용될 수 있는 새로운 구조의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능이다. 이러한 착신기능으로 소리 또는 진동으로 알려주는 기능이 있다. 이중 진동기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우에 주로 사용되는데, 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동자를 구동시켜, 그 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

이러한 진동모터는 그 형상에 따라 실린더형과 편평형 등이 있으며, 그 중 편평형 진동모터는 두께를 얇게 만드는 것이 가능하여 제품의 소형화에 유리하고 선형 진동모터에 비하여 가격이 저렴하여 널리 사용되고 있다.

도 1a는 일반적으로 알려진 편평형 진동모터의 구조를 도시한 전단면도로서, 편평형 진동모터는 저부에 브라켓트(1)가 구비되고, 이 브라켓트(1)의 중앙에는 샤프트(1a)의 하단이 견고하게 끼워지며, 브라켓트(1)의 상부면으로는 중앙부위와 이 중앙부위로부터 브라켓트(1)의 일측으로 연장되게 한 미세한 두께의 플렉시블 기판(1b)이 부착되도록 하고 있다. 또한, 중앙의 플렉시블 기판(1b)의 외주연에는 주연부에 N,S극이 교대로 착자되도록 한 다극의 마그네트(2)가 부착되며, 마그네트(2)의 관통된 중앙의 공간부에는 플렉시블 기판(1b)에 하단이 부착된 한쌍의 브러쉬(3, brush)가 소정의 각도로 구비되어 있다. 샤프트(1a)에는 상부로 베어링(1c)이 결합되고, 베어링(1c)의 외주면에는 회전자가 편심 지지되도록 하고 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이 회전자는 원형의 평판을 소정의 각도로 절개한 하드 기판(4)에 상부면으로는 소정의 전기각을 갖도록 하여 복수개의 권선 코일(5)이 접합되도록 하고, 이 권선 코일(5)의 주위는 성형물(6)로서 채워지게 한 구성이다. 또한 하드 기판(4)의 저면에는 베어링(1c)에 지지되는 내측단부로 복수개의 세그먼트(segment)들로 이루어지는 코뮤테이터(7)가 인쇄회로의 형성시 동시에 형성되도록 한다. 한편 샤프트(1a)의 상단부에는 하향 개방되는 캡형상으로 상부 케이스(8)가 결합되어 브라켓트(1)의 상부로 구비되는 부품들을 외부의 간섭으로부터 차단시키게 된다.

이러한 구성의 편평형 진동모터는 외부로부터 입력되는 전원을 플렉시블 기판(1b)과 브러쉬(3)와 코뮤테이터(7)와 하드기판(4)을 통해서 권선 코일(5)에 통전되게 함으로써 권선 코일(5)과 마그네트(2)간 상호작용에 의한 전자기력의 발생에 의해 회전자가 회전되도록 하고, 이때 회전자는 샤프트(1a)에 편심지지되므로 편심 구동하게 되며, 이러한 편심 구동력이 샤프트(1a)를 통해 브라켓트(1)에 전달되므로서 기기를 진동시키는 작용을 하게 된다.

이러한 편평형 진동모터의 편심량을 극대화하기 위해 국내특허 제10-0321870호는 하드 기판의 타면 상에 권선 코일들과 중량체를 고정시키어 비중이 낮은 수지재로 인서트 사출에 의해 일체로 형성시켜 구성하되, 복수의 권선코일과 그 사이의 중량체측에 상기 수지재의 의해 충진된 부분이 하드 기판의 외주부와 실질적으로 정렬되도록 구성된 로터를 구비하는 편평형 진동모터를 개시한 바 있고, 국내공개특허 제10-2011-0027495호는 코일과 중량체와 회로기판을 일체 구조로 형성한 절연체 외측의 외주연이 회로 기판의 외주연과 위치에 따라 간격이 다르게 형성되어 회전자의 무게 대비 편심량을 극대화 할 수 있도록 형성된 회전자를 구비하는 편평형진동모터를 개시한 바 있다.

이와 같이 지금까지 알려진 종래의 편평형 진동모터는 회전에 의하여 진동을 발생시켜주는 회전자의 구성을 위해 웨이트, 코일, 베어링 및 회로기판을 조립 후 사출을 이용하여 절연체로 고정시켜주는 방법을 사용하였는데, 이 때 사출 공정의 높은 압력과 높은 온도로 인해 코일 등의 부품이 손상되는 불량이 발생할 수 있고, 베어링의 오일이 소손될 수 있으며, 제품을 한 개씩 사출하여 그 제조공정이 까다로우며, 사출을 위해 절연체를 수지로 구성하여 파손되기 쉬운 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점이 해결된 새로운 구조의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다.

본 발명자들은 다수의 연구 결과 사출을 이용하여 절연체로 고정시키지 않는 새로운 고정구조를 갖는 회전자를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 지금까지 사용되던 사출을 이용하여 절연체로 회전자의 각 구성요소를 고정시키는 방법이 아니라 새로운 구조의 지지부재를 통해 회전자의 각 구성요소를 접착제를 이용하여 견고하게 고정하는 구성의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사출공정이 아니라 접착제를 이용함으로써 생산공정이 단순해질 뿐만 아니라 생산 공정의 자동화가 가능하여 제조가 용이하고 원가가 절감될 수 있는 구조의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사출공정이 아니라 접착제를 이용함으로써 사출의 높은 압력에 의한 코일 등의 부품 파손이 적고, 사출 공정의 높은 온도로 인한 베어링의 오일 소손이 없을 뿐만 아니라 정류자 표면의 오염으로 인한 불량이 발생하지 않는 구조의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 상세한 설명의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 목적 역시 당연히 포함될 수 있을 것이다.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 정류자를 포함하고 관통홀이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상면에서 일정 높이로 돌출되도록 상기 회로기판에 배치되는 베어링; 상기 돌출된 베어링을 내부에 수용하여 고정하는 베어링고정부 및 상기 베어링고정부의 하단에서 수직하게 연장되어 형성되고 상기 회로기판의 상면에 결합되는 베어링고정부지지판을 포함하는 지지부재; 및 상기 회로기판의 상면 또는 상기 지지부재의 상면에 결합되는 코일;을 포함하는 편평형 모터용 회전자를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재의 상면에 결합되는 중량체를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 베어링고정부는 상기 베어링고정부지지판의 상부면에서 수직하게 돌출되어 형성되고 상기 베어링이 억지끼움으로 그 내부에 수용되어 고정되는 통형상측벽부, 및 지지축이 통과하는 구멍이 형성되고 상기 베어링의 상부면을 감싸도록 상기 통형상 측벽부의 상단에서 일체로 연장되어 형성되는 상면부 또는 상기 측벽부에 수직하게 형성되어 상기 베어링의 상부면을 감싸도록 형성되는 코킹부를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재에 포함된 베어링고정부지지판은 상기 베어링고정부의 후단에 위치한 일단에서 상기 베어링고정부가 위치한 부분까지는 폭이 좁은 밴드 형상이고, 상기 베어링고정부의 전단에 위치한 타단까지는 상기 베어링고정부가 위치한 부분에서 일정길이까지 폭이 좁은 밴드 형상을 이루다가 상기 베어링고정부지지판의 타단까지 폭이 점진적으로 확장되는 부채꼴형상을 이룬다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재에 포함된 베어링고정부지지판은 상기 회로기판의 모든 상면과 결합되는 형상을 갖도록 형성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 베어링고정부지지판은 그 일면과 타면을 관통하여 형성되는 코일 용접홈을 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재는 그 강도를 보강하기 위해 상기 베어링고정부지지판과 일체로 형성되는 리브를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재가 강자성체로 형성되면, 상기 지지부재는 상기 베어링고정부지지판의 일부에 형성된 맴돌이전류 차단 홈부를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재는 외주연 일부에 상기 베어링고정부지지판과 수직하게 형성되는 중량체 고정돌기를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 회로기판과 결합되는 상기 지지부재 및 코일 또는 상기 지지부재와 결합되는 중량체 및 코일은 접착제로 결합된다.

또한, 본 발명은 상술된 회전자를 포함하는 편평형 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 내부에 공간을 형성하며 하부가 개방된 케이스; 상기 케이스의 하부에 결합되어 상기 개방된 하부를 폐쇄하는 하부기판; 상기 하부기판 또는 상기 케이스에 회전되지 않도록 수직방향으로 고정된 지지축; 상기 지지축을 중심으로 회전가능하게 고정되는 베어링; 상기 베어링을 내부에 수용하여 고정하는 베어링고정부 및 상기 베어링고정부의 상단에서 수직하게 연장되어 회로기판과 평행하게 형성되는 베어링고정부지지판을 포함하는 지지부재; 상면은 상기 지지부재의 하면과 결합되고 하면은 회로기판과 결합되는 코일; 및 정류자를 포함하고 상기 베어링고정부가 관통하는 관통홀이 형성된 회로기판;을 포함하는 회전자; 상기 코일과 마주보도록 배치되는 마그네트; 상기 정류자와 접촉하도록 형성된 한 쌍의 브러시; 및 상기 브러시에 전원을 공급하는 전원공급장치;를 포함하는 편평형 모터를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 베어링고정부는 상기 베어링고정부지지판의 하부면에서 수직하게 돌출되어 형성되고 상기 베어링이 억지끼움으로 그 내부에 수용되어 고정되는 통형상측벽부, 및 상기 지지축이 통과하는 구멍이 형성되고 상기 베어링의 하부면을 감싸도록 상기 통형상 측벽부의 하단에서 일체로 연장되어 형성되는 하면부 또는 상기 측벽부에 수직하게 형성되어 상기 베어링의 하부면을 감싸도록 형성되는 코킹부를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상면은 상기 지지부재의 하면과 결합되고 하면은 회로기판과 결합되는 중량체를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재는 외주연 일부에 상기 베어링고정부지지판과 수직하게 형성되는 중량체 고정돌기를 더 포함한다. 하

바람직한 실시예에 있어서, 상기 회로기판 또는 상기 지지부재와 결합되는 코일 및 중량체는 접착제로 결합된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지축상부와 상기 케이스 사이에 설치되는 와셔를 더 포함한다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.

먼저, 본 발명의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 의하면 지금까지 사용되던 사출을 이용하여 절연체로 회전자의 각 구성요소를 고정시키는 방법이 아니라 새로운 구조의 지지부재를 통해 회전자의 각 구성요소를 접착제를 이용하여 견고하게 고정할 수 있는 구성을 갖는다.

또한, 본 발명의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 의하면 사출공정이 아니라 접착제를 이용함으로써 생산공정이 단순해질 뿐만 아니라 생산 공정의 자동화가 가능하여 제조가 용이하고 원가가 절감될 수 있다.

또한, 본 발명의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 의하면 사출공정이 아니라 접착제를 이용함으로써 사출의 높은 압력에 의한 코일 등의 부품 파손이 적고, 사출 공정의 높은 온도로 인한 베어링의 오일 소손이 없을 뿐만 아니라 정류자 표면의 오염으로 인한 불량이 발생하지 않는다.

본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.

도 1a 종래 편평형 진동모터의 정단면도이고, 도 1b는 도 1a에 포함된 회전자의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자의 분해사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 회전자의 분해사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자에서 지지부재와 베어링의 결합을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자에 포함된 지지부재의 다른 구현예를 각각 도시한 도면들이다.
도 6 중 (a)는 도 5b에 도시된 지지부재를 사용하는 경우 발생될 수 있는 맴돌이전류를 도시한 것이고, (b)는 맴돌이전류를 차단하기 위한 홈부를 도시한 도면이다.
도 7a는 도 2b에 도시된 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이고, 도 7b는 단면도이며, 도 7c는 평면도이다.
도 8a는 도 3b에 도시된 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이이고, 도 8b는 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이이고, 도 9b는 단면도이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 갖는 통상의 의미와 본 발명의 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 토대로 해석되어야 한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 기술적 특징은 새로운 구조의 지지부재를 통해 회전자의 각 구성요소를 접착제를 이용하여 견고하게 고정할 수 있는 구성의 회전자 및 이를 포함하는 편평형 모터에 있다.

즉, 지금까지 알려진 편평형 모터는 사출을 이용하여 절연체로 회전자의 각 구성요소를 고정시키는 방법을 사용해 왔는데, 이와 같이 사출공정을 통해 회전자의 각 구성요소를 고정시키게 되면 사출시 높은 압력에 의한 코일 등의 부품 파손, 사출 공정의 높은 온도로 인한 베어링의 오일 소손 및 정류자 표면의 오염으로 인한 불량 발생 등의 다양한 문제점이 발생할 뿐만 아니라 생산공정이 복잡하여 자동화가 가능하지 않기 때문이다.

따라서, 본 발명의 편평형 모터용 회전자는 정류자를 포함하고 관통홀이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상면에서 일정 높이로 돌출되도록 상기 회로기판에 배치되는 베어링; 상기 돌출된 베어링을 내부에 수용하여 고정하는 베어링고정부 및 상기 베어링고정부의 하단에서 수직하게 연장되어 형성되고 상기 회로기판의 상면에 결합되는 베어링고정부지지판을 포함하는 지지부재; 및 상기 회로기판의 상면 또는 상기 지지부재의 상면에 결합되는 코일;을 포함한다. 필요한 경우 본 발명의 편평형 모터용 회전자는 편심력을 향상시키기 위해 지지부재의 상면에 결합되는 중량체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 편평형 모터용 회전자에 대해 도 2a 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도 2a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자의 분해사시도이고, 도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자에서 지지부재와 베어링의 결합을 설명하는 도면이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예들에 따른 회전자에 포함된 지지부재의 다른 구현예를 각각 도시한 도면들이고, 도 6 중 (a)는 도 5b에 도시된 지지부재를 사용하는 경우 발생될 수 있는 맴돌이전류를 도시한 것이고, (b)는 맴돌이전류를 차단하기 위한 홈부를 도시한 도면이다.

도 2a 및 도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명의 회전자(100)는 회로기판(110), 베어링(120), 지지부재(130) 및 코일(140)을 포함한다. 필요한 경우 도 2b 및 도 3b에 도시된 바와 같이 중량체(150)를 더 포함할 수 있다.

회로기판(110)은 일측면에 코일(140)과 연결하기 위한 코일단자를 구비하고 있으며, 다른 측면에는 브러시(250)와 접촉되는 정류자를 포함하여 전원공급장치(260)를 통하여 외부로부터 공급되는 전원을 코일(140)에 인가하여 주는 기능을 수행하는데, 일 구현예로서 PCB기판일 수 있다. 도시된 바와 같이 회로기판(110)은 지지축(230), 베어링(120), 베어링고정부 중 하나 이상이 관통될 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다.

베어링(120)은 회로기판(110)의 회전중심에 결합되는 구성요소로서, 회로기판 상면에서 일정 높이로 돌출되도록 상기 회로기판에 배치될 수 있는데, 특히 회로기판에 형성된 관통홀 내에 삽입되거나, 관통홀을 덮도록 위치될 수 있을 것이다. 베어링(120)의 중심에는 지지축(230)이 배치될 수 있다.

지지부재(130)는 베어링(120)을 회로기판(110)에 고정시키는 구성요소로서, 베어링고정부(131)와 베어링고정부지지판(132)으로 구성되는데 베어링고정부(131)는 회로기판(110) 상에 배치된 베어링(120)을 내부에 수용하여 고정하는 구성요소이고, 베어링고정부지지판(132)은 회로기판(110)과 면접하여 회로기판(110)의 상면과 결합되는 구성요소이므로, 베어링고정부(131)과 베어링고정부지지판(132)은 서로 수직하게 연결될 수 있다. 따라서 지지부재(130)를 구성하는 베어링고정부(131)와 베어링고정부지지판(132)은 도시된 바와 같이 베어링고정부(131)의 하단에서 수직하게 일체로 연장되어 형성되는 베어링고정부지지판(132)과 같이 일체로 이루어질 수도 있으나 별개 구성요소로 이루어져 서로 결합되는 구조를 가질 수도 있을 것이다.

베어링고정부(131)는 도시되지는 않았지만 통형상측벽부(131a)만으로 이루어질 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 통형상측벽부(131a)와 상면부(131b), 또는 통형상측벽부(131a)와 코킹부(131c)를 포함하여 구성될 수도 있다.

즉, 통형상측벽부(131a)는 베어링고정부지지판(132)의 상부면에서 수직하게 돌출되어 형성되고 베어링(120)이 억지끼움으로 그 내부에 수용되어 고정되는 구성요소인데, 필요한 경우 상면부(131b) 또는 코킹부(131c)와 같이 통형상측벽부(131a)와 일체로 또는 별개로 형성되어 통형상측벽부(131a) 내에 삽입된 베어링(120)이 지지축(230)을 따라 낙하운동시 가해지는 힘에 의해 통형상측벽부(131a)의 상부측 개구방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 역할을 수행할 수 있는 구성요소를 더 포함할 수 있기 때문이다.

상면부(131b)는 지지축(230)이 통과하는 구멍이 형성되고 베어링(120)의 상부면 즉 베어링(120)의 중심에 배치되는 지지축(230)이 삽입되는 내부공간을 형성하는 측벽의 상부면을 감싸도록 통형상 측벽부(131a)의 상단에서 일체로 수직하게 연장되어 형성되는 구성요소로서 일 구현예로서 지지축(230)의 직경과 동일한 관통홀이 형성된 베어링(120)의 직경과 동일한 원형평판일 수 있다. 코킹부(131c)는 통형상측벽부(131a)에 수직하게 형성되어 베어링의 상부면을 감싸도록 형성되는 구성요소로서 통형상측벽부(131a)와 일체로 형성되지 않고 통형상측벽부(131a) 내에 삽입된 베어링(120)의 측벽 상부면에 형성되어 베어링(120)이 통형상측벽부(131a)의 상부측 개구방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있기만 하면 공지된 모든 구성이 사용될 수 있다.

베어링고정부지지판(132)은 도 2a 및 도 2b에 일예로 도시된 바와 같이 회로기판(110)의 상면 일부와만 면접하여 결합되는 제1타입과, 도 3a 및 도 3b에 일예로 도시된 바와 같이 회로기판(110)의 상면 대부분과 면접하여 결합되는 제2타입으로 분류될 수 있다. 제1타입은 회로기판(110)에 베어링(120)이 지지부재(130)에 의해 결합되어 고정된 상태에서 회로기판(110)의 상면 일부 특히 관통홀이 위치한 중심부 상면만 베어링고정부지지판(132)과 면접하게 되므로 원가가 절감될 수 있다. 또한 제2타입에 비해 회로기판(110)과 코일(140)이 면접하여 결합되므로 코일두께를 더 두껍게 하여 편평형 모터 성능이 더 향상될 수 있다. 반면 제2타입은 회로기판(110)에 베어링(120)이 지지부재(130)에 의해 결합되어 고정된 상태에서 회로기판(110)의 상면 대부분과 결합되므로 베어링(120)을 보다 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

제1타입의 베어링고정부지지판(132)의 일 구현예가 도시된 도 2a 및 도 2b 및 도 5a로부터 알 수 있듯이, 베어링고정부(131)를 중심으로 베어링고정부(131)의 후단에 위치한 베어링고정부지지판(132)의 일단 즉 전단부(132b)에서 베어링고정부(131)가 위치한 부분까지는 폭이 좁은 밴드 형상이고, 베어링고정부(131)의 전단에 위치한 베어링고정부지지판(132)의 타단 즉 후단부(132a)까지는 베어링고정부(131)가 위치한 부분에서 일정길이까지는 폭이 좁은 밴드 형상을 이루다가 베어링고정부지지판(132)의 타단 즉 후단부(132a)까지 폭이 점진적으로 확장되는 부채꼴형상을 이루는 형상이 제안될 수 있다. 이와 같은 형상을 갖게 되면 부채꼴형상 부분이 회로기판(110)과 넓게 면접하여 베어링(120)의 고정력을 향상시키면서 동시에 코일이 배치되는 부분은 노출되어 코일의 두께를 두껍게 가져갈 수 있을 뿐만 아니라 부채꼴형상부분의 상면에 중량체(150)를 결합시킴으로써 베어링(120)을 보다 견고하게 회로기판(110)에 결합시킬 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만 부채꼴형상부분의 외주연에 베어링고정부지지판(132)과 수직방향으로 벤딩되어 형성된 중량체고정돌기를 구비하여 지지부재(130)와 중량체(150)를 견고하게 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전자(100)의 회전시 원심력에 의해 중량체(150)에 가해지는 분리력을 약화시킬 수 있다.

제2타입의 베어링고정부지지판(132)은 일 구현예가 도시된 도 3a 및 도 3b와 도 5b에 도시된 바와 같이, 회로기판(110)의 거의 대부분의 상면과 결합되는 형상을 갖도록 회로기판(110)과 거의 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

이 경우 도 5b에 도시된 바와 같이 베어링고정부지지판(132)의 그 일면과 타면을 관통하여 형성되는 코일 용접홈(132c)을 더 포함할 수 있다. 이와 같이 베어링고정부지지판(132)의 일면에 형성된 코일 용접 홈(132c)은 베어링고정부지지판(132)의 상부면에 결합되는 코일(140)과 하부면에 결합되는 회로기판(110)을 전기적으로 연결할 수 있도록 공간을 제공할 수 있다.

또한, 베어링고정부지지판(132)은 그 강도를 보강하기 위해 일부에 베어링고정부지지판(132)과 일체로 형성되는 리브(132d)를 더 포함할 수 있는데, 일 구현예로서 도시된 바와 같이 리브(132d)는 베어링고정부지지판(132)의 하부에 결합되는 회로기판(110)의 두께 이하로 형성될 수 있을 것이다.

또한, 베어링고정부지지판(132)은 외주연 일부에 베어링고정부지지판(132)과 수직하게 형성되는 중량체고정돌기(132f)를 더 포함할 수 있는데, 상술된 바와 같이 중량체고정돌기(132f)는 지지부재(130)와 중량체(150)를 견고하게 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 회전자(100)의 회전시 원심력에 의해 중량체(150)에 가해지는 분리력을 약화시킬 수 있다.

지지부재는 공지된 모든 재질이 사용될 수 있으나, 일 구현예로서 금속이면서 비자성체인 재질일 수 있을 것이다. 한편, 지지부재가 강자성체로 형성되고, 지지부재(130)가 제2타입의 베어링고정부지지판(132)을 포함하는 경우에는 도 6 (a)에 도시된 바와 같이 맴돌이 전류가 발생될 수 있다. 즉, 코일(140)에 전류가 흘러서 회전자(100)의 회전이 발생하고 지지부재(130)가 철판 등의 강자성체로 이루어져 있다면 코일(140)에 의한 자기력이나 마그네트(240)에 의해서 지지부재(130)의 일부에 국부적으로 맴돌이 전류가 발생하게 되기 때문이다. 이와 같이 맴돌이 전류가 발생하게 되면 코일(140) 및 지지부재(130)의 회전을 방해하는 방향으로 자력을 발생시킨다. 따라서 회전자(100)의 원활한 회전을 얻기 위해서 도 6(b)와 같이 제2타입의 베어링고정부지지판(132)의 일부에 맴돌이전류차단홈부(132e)를 더 포함하게 되면 맴돌이 전류를 방지할 수 있게 된다.

코일(140)은 회로기판(110)의 상면 또는 지지부재(130)의 상면에 결합되는 회전자(100)의 구성요소로서, 특히 회전자(100)가 편평형 모터에 배치된 상태에서 마그네트와 마주보게 배치되어 전원이 인가되면 전자기력을 발생시켜 회전자(100)가 회전운동을 하게 하는데, 공지된 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

중량체(150)는 코일(140)과 마그네트(240)에 의해 발생되는 회전운동에 편심을 주어 진동력을 발생시키는 역할을 하므로 편평형 진동모터에 적용되는 회전자에 포함되는 구성요소로서, 진동력을 극대화 시키기 위해 텅스텐 등의 비중이 큰 재질을 사용하여 질량을 크게 하여주는 것이 바람직할 수 있다.

이상에서 살펴본 회전자(100)에 포함되는 구성요소인 회로기판(110), 지지부재(130), 코일(140) 및 중량체(150)는 접착제에 의해 서로 결합될 수 있다. 즉 회로기판(110)과 지지부재(130)가 면접하는 부분에 접착제층을 형성하여 견고하게 부착하게 되면 베어링(120)이 자연스럽게 견고하게 부착될 수 있으므로, 도 2a 및 도 3a에 도시된 회전자(100)는 코일(140)을 각각 회로기판(110) 또는 지지부재(130)에 접착제로 결합하여 완성할 수 있고, 도 2b 및 도 3b에 도시된 회전자(100)는 상술된 코일(140)의 접착에 더하여 지지부재(130)에 중량체를 접착제로 더 결합하여 완성할 수 있게 되기 때문이다.

이와 같이 본 발명의 회전자(100)는 사출공정을 전혀 수행할 필요가 없고, 접착제만을 이용하여 견고하게 각 구성요소들을 부착하여 제조할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 편평형 모터용 회전자를 포함하는 편평형 모터에 대해 도 7a 내지 도 9b를 참조하여 구체적으로 살펴본다.

도 7a는 도 2b에 도시된 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이고, 도 7b는 단면도이며, 도 7c는 평면도이다. 도 8a는 도 3b에 도시된 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이이고, 도 8b는 단면도이다. 도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 회전자를 포함하는 편평형 모터의 분해사시도이이고, 도 9b는 단면도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 모터(10)는 케이스(210), 하부기판(220), 지지축(230), 회전자(100), 마그네트(240), 브러시(250) 및 전원공급장치(260)를 포함한다.

케이스(210)는 내부에 소정의 공간을 형성하며 하부가 개방된 형태로 하부기판(220)과 함께 편평형 모터(10)의 구성요소를 수용하는 하우징으로 작용한다.

하부기판(220)은 케이스(210)의 하부에 결합되어 개방된 하부를 폐쇄하는 기능을 수행하는데 하부기판(220)의 일 구현예로 브라켓이 있을 수 있다. 필요한 경우 케이스(210)와 하부기판(220)은 하나의 구성요소로 형성될 수도 있을 것이다.

지지축(230)은 회전자(100)에 포함된 베어링(120)의 중심에 위치하여 베어링(120)과 회전가능하게 결합되어 지지축(230)을 중심으로 회전자(100)가 편심 지지되게 하는 구성요소로서, 하부기판(220) 또는 케이스(210)에 회전되지 않도록 수직방향으로 고정될 수 있다. 지지축(230)의 일 구현예로서 샤프트가 사용될 수 있다.

회전자(100)는 상술된 바와 같이 도 2b에 도시된 회전자를 포함하게 되므로 상세한 설명은 상술된 내용으로 대신하기로 한다.

마그네트(240)는 회전자(100)에 포함된 코일(140)과 마주보도록 배치되어 전원이 인가되면 전자기력을 발생시켜 회전자(100)가 회전운동을 하게 하는 구성요소이다.

브러시(250)는 전원공급자이(260)와 결합되게 한 쌍이 구비되고 회전자(100)에 포함된 회로기판(110)의 정류자와 접촉하여 전원공급장치(260)를 통해 외부로부터 공급되는 전원을 코일(140)에 인가하여 주는 구성요소이다.

전원공급장치(260)는 외부로부터 전원을 회전자(100)의 코일(140)에 공급하기 위한 것으로 도시된 바와 같이 하부기판(220)의 일측면에 형성될 수 있다. 이 때 전원공급장치(260)는 하부기판(120)에 포함하여 일체로 사출하여 구비할 수 있으며, 금속 재질의 단자 또는 인쇄회로기판으로 구성할 수 있다. 경우에 따라서는 전원공급장치(260)를 하부기판(120)에 일체로 포함하여 형성하지 않고 별도로 구성하여 하부기판(120)의 일측면에 결합할 수도 있다.

와셔(270)는 회전자(100)를 보호하기 위한 구성요소로서, 필요한 경우 와셔(270) 및 와셔케이스(280)는 제외하여도 무방할 수 있다.

도 7b 및 도 7c를 통해 본 발명의 편평형 모터(10)에서 회로기판(110)의 노출된 부분을 관찰할 수 있는 것으로부터 본 발명의 회전자의 각 구성요소들이 사출공정을 통해 고정되지 않으므로 수지층이 형성되지 않음을 더욱 분명하게 알 수 있다.

도 8a에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 모터(10)는 케이스(210), 하부기판(220), 지지축(230), 회전자(100), 마그네트(240), 브러시(250) 및 전원공급장치(260)를 포함한다.

도 7a와 비교하여 차이점은 도 3b에 도시된 회전자를 포함하는 점에서만 상이할 뿐 나머지 구성요소는 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 편평형 모터(10)는 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(210), 케이스(210) 내부에 배치된 코일(140), 코일(140)과 결합된 지지부재(130), 지지부재(130)의 일측면에 결합된 웨이트(150), 지지부재(130)의 하부면에 결합된 회로기판(110), 지지부재(130)의 회전 중심에 결합된 베어링(120), 베어링(120)의 중심에 배치된 지지축(230), 지지축(230)을 고정하며 케이스(210)의 개방된 하부를 밀폐시켜주는 하부기판(220), 하부기판(220)의 일측면에 코일(140)과 마주보고 결합된 영구자석(240), 하부기판(220)의 일측면에 결합되며 외부로부터 전원을 공급하는 전원공급장치(260), 전원공급장치(260)에 결합되어 회로기판(110)과 접촉하여 외부의 전원을 연결시켜주는 브러시(250)을 포함하는 구성이기 때문이다.

도 9a에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편평형 모터(10)는 케이스(210), 하부기판(220), 지지축(230), 회전자(100), 마그네트(240), 브러시(250) 및 전원공급장치(260)를 포함한다.

도 8a와 비교하여 차이점은 도 3b에 도시된 회전자의 구성요소는 그대로 포함하나 각 구성요소 중 일부 구성요소의 결합순서를 달리한 점에서 상이하므로 이에 대해 살펴본다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 편평형 모터(10)는 내부에 공간을 형성하며 하부가 개방된 케이스(210), 케이스의 하부에 결합되어 상기 개방된 하부를 폐쇄하는 하부기판(220), 하부기판(220) 또는 케이스(210)에 회전되지 않도록 수직방향으로 고정된 지지축(230), 지지축(230)을 중심으로 회전가능하게 고정되는 베어링(120)과, 베어링(120)을 내부에 수용하여 고정하는 베어링고정부(131)와, 베어링고정부(131)의 상단에서 수직하게 연장되어 회로기판과 평행하게 형성되는 베어링고정부지지판(132)을 포함하는 지지부재(130)과, 상면은 지지부재(130)의 하면과 결합되고 하면은 회로기판과 결합되는 코일(140)과, 정류자를 포함하고 베어링고정부(131)가 관통하는 관통홀이 형성된 회로기판(110)을 포함하는 회전자(100), 코일(140)과 마주보도록 배치되는 마그네트(240), 정류자와 접촉하도록 형성된 한 쌍의 브러시(250), 및 브러시에 전원을 공급하는 전원공급장치(260)를 포함한다.

도시된 바와 같이 베어링고정부(131)는 베어링고정부지지판(132)의 하부면에서 수직하게 돌출되어 형성되고 베어링(120)이 억지끼움으로 그 내부에 수용되어 고정되는 통형상측벽부(131a), 및 지지축(230)이 통과하는 구멍이 형성되고 베어링(120)의 하부면을 감싸도록 통형상 측벽부(131a)의 하단에서 일체로 연장되어 형성되는 하면부 또는 측벽부에 수직하게 형성되어 베어링(120)의 하부면을 감싸도록 형성되는 코킹부(132c)를 포함할 수 있다.

중량체(150)가 더 포함되는 경우 중량체(150)의 상면은 지지부재(130)의 하면과 결합되고 하면은 회로기판(110)과 결합되도록 배치될 수 있다.

사실상 도 9a에 도시된 편평형 모터(10)는 도 8a에 도시된 편평형 모터(10)의 회전자(100)의 구성요소 중 지지부재(130)를 뒤집어서 베어링고정부지지판(132)의 하면이 케이스(110)와 대향하도록 배치하여 다른 구성요소 들의 결합순서도 같이 변화된 것일 뿐 회전자(100)의 구성요소까지 달라진 것은 아니다.

이와 같이 도 8a와 같이 구성하는 것이 아니라 도 9a에 같이 구성하게 되면 코일을 더 두껍게 감을 수 있어서, 도 8a와 비교하여 내구성은 동등하지만 성능은 좀더 향상될 수 있는 장점이 있을 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10 : 편평형 모터
100 : 회전자　　　　　　 110 : 회로기판
120 : 베어링 130 : 지지부재
131 : 베어링고정부 131a : 통형상측벽부
131b: 상면부 131c : 코킹부
132 : 베어링고정부지지판 132a : 후단부
132b: 전단부 132c : 코일용접홈
132d: 리브 132e : 맴돌이전류차단홈부
140 : 코일 150 : 중량체
210 : 케이스 220 : 하부기판
230 : 지지축 240 : 마그네트
250 : 브러시 260 : 전원공급장치

Claims (17)

1. 원형의 평판을 소정 각도로 절개하여 편심된 형상을 갖고 정류자를 포함하며 관통홀이 형성된 회로기판;
   상기 회로기판의 상면에서 일정 높이로 돌출되도록 상기 회로기판에 배치되는 베어링;
   상기 돌출된 베어링을 내부에 수용하여 고정하는 베어링고정부 및 상기 베어링고정부의 하단에서 수직하게 연장되어 형성되고 상기 회로기판의 상면에 결합되는 베어링고정부지지판을 포함하는 지지부재;
   상기 회로기판의 상면 또는 상기 지지부재의 상면에 결합되는 코일; 및
   상기 지지부재의 상면에 결합되는 중량체를 포함하는데,
   상기 베어링고정부는 상기 베어링고정부지지판의 상부면에서 수직하게 돌출되어 형성되고 상기 베어링이 억지끼움으로 그 내부에 수용되어 고정되는 통형상측벽부를 포함하고,
   상기 베어링고정부지지판은 상기 베어링고정부의 후단에 위치한 일단에서 상기 베어링고정부가 위치한 부분까지는 폭이 좁은 밴드 형상이고, 상기 베어링고정부의 전단에 위치한 타단까지는 상기 베어링고정부가 위치한 부분에서 일정길이까지 폭이 좁은 밴드 형상을 이루다가 상기 베어링고정부지지판의 타단까지 폭이 점진적으로 확장되는 부채꼴형상을 이루며,
   상기 회로기판, 상기 지지부재, 상기 코일 및 상기 중량체는 서로 접착제로 결합되고,
   상기 베어링고정부는 지지축이 통과하는 구멍이 형성되고 상기 베어링의 상부면을 감싸도록 상기 통형상 측벽부의 상단에서 일체로 연장되어 형성되는 상면부 또는 상기 통형상 측벽부에 수직하게 형성되어 상기 베어링의 상부면을 감싸도록 형성되는 코킹부를 더 포함하며,
   상기 지지부재는 외주연 일부에 상기 베어링고정부지지판과 수직하게 형성되는 중량체 고정돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편평형 모터용 회전자.
   
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11. 제 1 항의 회전자를 포함하는 편평형 모터.
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