KR101797099B1 - 편평형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터 및 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 샤프트를 구비하는 스테이터를 포함하는 편평형 진동모터로서, 상기 로터는 상기 샤프트의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 베어링과, 상기 베어링의 외주면에 결합되고 하부에 상기 스테이터와 대향되는 마그네트가 결합되는 금속편 및 상기 샤프트로부터 편심되도록 상기 금속편에 결합되고, 회전에 의해 진동을 발생시키는 중량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터를 제공한다.

Description

편평형 진동모터{Flat Type Vibration Motor}

본 발명은 편평형 진동모터에 관한 것이다.

근래 이동통신단말기는 점점 박형화되고 디스플레이부는 대형화되고 있는 실정이다. 이러한 추세는 당분간 계속 유지될 것으로 보이고, 기기의 경량화 추세 또한 계속될 것으로 보인다. 또한, 착신 시 진동을 발생시키는 진동모터 역시 박형화가 요구되고 있다. 특히 인력감축을 위해 진동모터가 SMD(Surface Mountable Device)타입으로 전환되면서 메인 기판상에 진동모터가 장착됨으로 인해 박형화가 더욱 요구되고 있는 실정이다.

이와 같은 요구에 따라 초슬림 편평형 진동모터를 개발함에 있어, 높이의 제한이 발생하는 문제점을 지니고 있다.

또한, 편평형 진동모터의 박형화와 더불어 진동량을 향상시켜야 하는 문제점이 있다.

이하, 도면을 참고하여 종래기술에 따른 편평형 진동모터의 문제점에 대해 보다 자세히 살펴본다.

도 1은 종래기술에 따른 편평형 진동모터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 편평형 진동모터는 상부 및 하부 하우징에 해당되는 케이스(140)와 브라켓(150)에 샤프트(110), 베어링(111), 중량체(120), 코일(130), 마그네트(160), 상부기판(170), 브러시(180) 및 하부기판(190)을 포함한다. 그리고, 상기 베어링(111), 중량체(120), 코일(130) 및 상부기판(170)으로 이루어진 회전자부의 회전운동에 따라 진동이 발생된다.

그러나, 케이스(140)와 브라켓(150)에 의한 제한된 공간 내에서는 중량체(120)의 체적과 편심거리, 그리고 마그네트(160)의 체적이 고려되어 설계되어야 함에 따라, 앞서 언급한 설계대상의 설계 값이 작아질 수밖에 없으며, 설계자유도에 많은 제약이 발생하는 문제점을 지니고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 편평형 브러시리스 진동모터는 샤프트(220)를 포함하는 고정자부와 상기 고정자부에 회전 가능하도록 지지되는 회전자부를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 고정자부는 브라켓(221), 회로기판(222), 코일(223), 구동 IC(미도시) 및 케이스(225)를 더 포함한다.

또한 상기 회전자부는 상기 샤프트(220)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 베어링(210), 요크(211), 마그네트(212) 및 중량체(213)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 요크(211)의 하부에는 마그네트(212)가 결합되고 상기 요크(211)의 상부에는 상기 중량체(213)가 설치된다.

하지만, 상기와 같은 종래의 편평형 브러시리스 진동모터는 현재 휴대용 기기 및 이동통신단말기에 사용되는 부품들의 소형화 경향에 따라서, 편평형 브러시리스 진동모터의 두께 제한에 따른 중량체의 체적과 형상, 편심거리 및 마그네트의 체적이 제약받게 되어 편평형 브러시리스 진동모터의 진동량 및 반응속도를 감소시키는 문제가 발생한다.

결국, 종래기술에 따른 편평형 진동모터는 공간활용에 많은 제약을 지니고 있어 설계자유도가 떨어지고, 높이제약 및 진동량이 적은 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 편평형 진동모터에 있어서 스테이터를 커버하는 상부케이스를 제거함으로써, 공간활용 및 설계자유도를 향상시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 편평형 진동모터에 있어서 길이방향 및 높이방향에 대하여 상기 중량체를 최대한 최외곽으로 위치시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 중량체의 편심 설계를 다양하게 변경함으로써, 편심거리의 극대화로 인해 향상된 진동량, 토크 및 정격특성을 얻을 수 있는 편평형 진동모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 로터 및 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 샤프트를 구비하는 스테이터를 포함하는 편평형 진동모터로서, 상기 로터는 상기 샤프트의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 베어링과, 상기 베어링의 외주면에 결합되고 하부에 상기 스테이터와 대향되는 마그네트가 결합되는 금속편 및 상기 샤프트로부터 편심되도록 상기 금속편에 결합되고, 회전에 의해 진동을 발생시키는 중량체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금속편은 상기 베어링의 외주면에 결합되는 커버부 상기 커버부의 외주부의 끝단에서 하부 방향으로 절곡 형성된 단차부 및 상기 단차부로부터 상기 스테이터와 수평하도록 일측으로 연장된 지지부를 포함하고, 상기 중량체는 상기 지지부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중량체는 하부는 상기 지지부의 외측 상면에 결합되고, 일측면은 상기 단차부의 외측면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중량체는 상기 커버부의 상면보다 돌출되게 형성되도록 상기 지지부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마그네트는 상기 커버부의 내측 상면에 결합 되거나 또는 상기 커버부의 내측 상면과 상기 단차부의 내측면에 동시에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스테이터는 상기 샤프트의 하부와 끼움 결합하여 상기 샤프트를 고정 지지하는 결합홀더를 구비하는 브라켓, 외부전원이 인가되는 코일과 구동 IC가 설치되는 인쇄회로기판 및 상기 샤프트의 상부에 결합되어 상기 베어링의 부상을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 브라켓의 일측면에 결합되어, 상기 브라켓의 상부면과 상기 인쇄회로기판의 상부면의 높이는 서로 평행인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스테이터는 상기 코일과 구동 IC를 커버하기 위하여 상기 인쇄회로기판 및 브라켓의 상부에 도포되는 레진 재질로 이루어지는 수지부 및 상기 샤프트를 내부에 수용하고, 상기 베어링의 하부와 상기 수지부의 상부 사이에 결합되어 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 편평형 진동모터는 상부케이스를 별도로 포함하지 않기 때문에 상기 편평형 진동모터를 세트 부품 내부에 실장 할 경우 세트 부품 안에서의 내부 공간활용 및 설계자유도를 향상시키게 된다.

또한, 중량체를 편평형 진동모터의 길이방향 및 높이방향에 대하여 최대한 최외각에 위치시킴에 따라 상기 중량체에 대한 편심거리를 극대화하여 향상된 진동량, 토크 및 정격특성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 상기 중량체를 지지하는 지지부를 제공함으로써, 상기 중량체를 길이 방향 및 높이방향에 대한 결합력을 증대시킬 뿐만 아니라 상기 중량체의 조립 편차 또는 외부로부터 가해지는 충격에 의해 코일과 같은 하부 구조물과의 마찰 및 간섭에 따른 파손과 소음을 방지하는 효과가 있다.

또한, 편평형 진동모터의 스테이터를 커버하는 금속편을 제공함으로써, 외부로부터 이물질이 편평형 진동모터의 내부로 유입되는 것을 방지하고, 자기장의 누출을 줄이는 효과가 있다.

또한, 스테이터에 결합되는 하부 구조물을 커버하는 수지부를 제공함으로써, 하부 구조물들의 결합력 및 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 발명에 따른 편평형 진동 모터의 단면도.
도 2는 종래 발명에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편평형 진동모터의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 편평형 진동모터(300)는 로터 및 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 샤프트(310)를 구비하는 스테이터를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 로터는 베어링(320), 마그네트(340), 금속편(360) 및 중량체(380)를 포함한다.

상기 베어링(320)은 내부에 상기 샤프트(310)를 수용하는 중공부가 형성되어 있으며 이에 따라 상기 샤프트(310)의 외주면에 회전 가능하게 결합된다.

또한, 상기 베어링(320)의 외주면에는 상기 금속편(360)이 고정되게 결합되어 상기 베어링(320)과 상기 금속편(360)은 일체로 회전하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금속편(360)은 커버부(361), 단차부(362) 및 지지부(363)를 포함하고, 상기 금속편(360)의 하부에는 상기 스테이터와 대향되는 마그네트(340)가 결합된다.

보다 구체적으로, 내부에 중공부(364)가 형성된 상기 커버부(361)는 상기 베어링(320)의 외주면에 고정되게 결합된다.

또한, 상기 단차부(362)는 상기 커버부(361)의 외주부의 끝단에서 상기 스테이터를 향하는 하부 방향으로 절곡되어 형성된다.

그리고, 상기 지지부(363)는 상기 단차부(362)로부터 상기 스테이터와 수평 되도록 일측으로 연장되어 형성되고, 상기 지지부(363)의 상부에는 상기 중량체(380)가 결합된다.

또한, 도시된 바와 같이 상기 지지부(363)의 반대측 방향 즉, 상기 중량체(380)가 결합되지 않는 상기 금속편(360)으로는 상기 커버부(361)의 외주부의 끝단에서 상기 스테이터를 향하는 하부 방향으로 절곡되어 형성되는 단차부(362')와 상기 단차부(362')의 끝단으로부터 일측 방향으로 연장되어 형성되는 연장부(363')가 형성되어 상기 스테이터를 커버한다.

보다 구체적으로, 상기 중량체(380)의 하부는 상기 지지부(363)의 외측 상면에 결합되고, 상기 중량체(380)의 일측면은 상기 단차부(362)의 외측면에 결합된다.

이에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 상기 편평형 진동모터(300)는 종래의 편평형 진동모터를 구성하는 중량체와 동일한 체적을 이용하더라도 상기 중량체(380)가 상기 샤프트(310)로부터 최대한 편심되게 위치되는 극대화된 편심 설계를 제공함에 따라 종래의 편평형 진동모터에 비해 향상된 진동량을 제공한다.

즉, 상기 중량체(380)가 상부에 결합되고, 상기 단차부(362)의 일측으로부터 연장되어 형성되는 상기 지지부(363)의 길이를 설계 변경함에 따라 다양한 편심 설계를 제공할 수 있다.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 상기 중량체(380)는 상기 금속편(360)을 구성하는 상기 단차부(362) 및 지지부(363)에 결합되기 때문에 길이방향 및 높이방향에 대한 결합 면적이 증대되어 상기 로터의 회전 구동시 상기 편평형 진동모터(300)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 지지부(363)가 상기 중량체(380)를 지지하고 있기 때문에 상기 금속편(360)과 상기 중량체(380)의 조립 편차 또는 외부로부터 가해지는 충격에 의해 상기 스테이터를 구성하는 하부 구조물과의 마찰 및 간섭에 따른 소음과 파손을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 금속편(360)은 상기 스테이터를 외부로부터 커버하기 때문에 종래의 편평형 진동모터에 있어서 스테이터를 커버하는 상부케이스를 대체함으로써 상기 편평형 진동모터(300)의 전체적인 높이를 줄이게 된다.

이에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 편평형 진동모터가 세트 부품 내부에 실장 될 경우 세트 부품 안에서의 내부 공간활용 및 설계 자유도를 향상시키게 된다.

또한, 상기 단차부(362) 및 지지부(363)는 상기 스테이터를 커버하기 때문에 외부로부터 이물질 유입을 방지하고, 자기장의 누출을 줄이게 된다.

그리고, 상기 마그네트(340)는 상기 커버부(361)의 내측 상면에 결합되어 상기 금속편(360)과 일체로 회전한다.

또한, 상기 마그네트(340)는 상기 커버부(361)와의 결합력을 향상시키기 위하여 상기 마그네트(340)의 일측면이 상기 단차부(362)의 내측면에 결합 될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 스테이터는 브라켓(330), 인쇄회로기판(350), 수지부(370), 스토퍼(390) 및 베어링 지지부(391)를 더 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 브라켓(330)은 상기 샤프트(310)의 하부와 끼움 결합하여 상기 샤프트(310)를 고정 지지하는 결합홀더(331)를 구비한다.

또한, 상기 마그네트(340)와 대향되는 위치, 즉 상기 인쇄회로기판(350)의 상부에 외부전원이 인가되는 코일(351)과 상기 편평형 진동모터(300)를 구동시키기 위한 구동센서(미도시)를 포함하는 구동 IC(353)가 설치된다.

이에 따라서, 상기 코일(351)에 전원을 인가하게 되면 상기 코일(351)과 상기 마그네트(340)는 전자기적 반응을 하여 상기 편평형 진동모터(300)를 회전시키는 회전 토크를 발생시키게 된다.

그리고, 상기 브라켓(330)의 상부면과 상기 인쇄회로기판(350)의 상부면의 높이가 서로 평행하게 일치되도록 상기 인쇄회로기판(350)은 상기 브라켓(330)의 일측면에 결합된다.

이에 따라, 상기 편평형 진동모터(300) 내부의 공간을 증대시키게 된다.

또한, 상기 브라켓(330)의 상부와 상기 인쇄회로기판(350)의 상부 및 일측면으로는 상기 코일(351)과 구동 IC(353)를 커버하기 위하여 레진(regin) 재질로 이루어지는 상기 수지부(370)가 도포된다.

그리고, 상기 스토퍼(390)는 상기 샤프트(310)의 상부에 결합되어 상기 베어링(320)의 부상을 방지한다.

보다 구체적으로, 상기 스토퍼(390)의 상부면은 상기 금속편(360)을 구성하는 상기 커버부(361)의 상부면과 일치하거나 낮게 형성되어 상기 샤프트(310)의 상부에 결합 되는 것이 바람직하다.

이에 따라서, 상기 스토퍼(390)가 상기 금속편(360)를 구성하는 상기 커버부(361)의 상부면 보다 돌출되지 않기 때문에 앞서 언급한 바와 같이 상기 편평형 진동모터(300)의 전체적인 높이를 줄이게 된다.

그리고, 상기 베어링(320)과 일체로 회전하는 상기 금속편(360)과 상기 스토퍼(390)가 접촉되어 상기 로터가 파손되는 것을 방지하기 위하여 상기 스토퍼(390)의 외경은 상기 샤프트(310)의 외경보다는 크고 상기 금속편(360)의 내부에 형성된 중공부(364)의 내경보다는 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 베어링 지지부(391)는 내부에 중공부가 형성되어 상기 샤프트(310)를 내부에 수용하고, 상기 베어링(320)의 하부와 상기 수지부(370)의 상부 사이에 결합되어 상기 베어링(320)을 지지한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 중량체(580)는 상기 커버부(361)의 상면보다 소정의 높이(h) 만큼 돌출되게 형성된다.

이로써, 상기 중량체(580)의 체적을 상기 금속편(360)의 상부 방향으로 증대시킴으로써, 진동력을 더 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 상기 편평형 진동모터(300)는 종래의 스테이터를 커버하는 상부케이스를 대체하는 상기 금속편(360)를 제공하기 때문에 세트 부품 안에서의 내부 공간활용 및 설계자유도가 향상된 만큼 상기 중량체(580)의 체적을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동 모터의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 중량체(780)는 상기 지지부(363)의 개방된 일측면을 감싸도록 결합된다.

이에 따라서, 상기 중량체(780)의 체적을 외곽으로 더 증대시켜 상기 편평형 진동모터(300)의 편심거리 및 체적을 길이 방향으로 더 증대시킴으로써, 진동량을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 중량체(780) 또한 앞선 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금속편(360)의 상부 방향으로 돌출되게 형성되어 상기 중량체(780)의 체적을 높이방향으로 더 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 중량체(780)가 상기 지지부(363)의 일측면과도 결합되기 때문에 상기 금속편(360)과의 결합력을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

300: 편평형 진동모터 310: 샤프트
320: 베어링 330: 브라켓
340: 마그네트 350: 인쇄회로기판
360: 금속편 370: 수지부
380, 580, 780: 중량체 390: 스토퍼

Claims (7)

1. 로터 및 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 샤프트를 구비하는 스테이터를 포함하는 편평형 진동모터로서,
   상기 로터는
   상기 샤프트의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 베어링과, 상기 베어링의 외주면에 결합되고 하부에 상기 스테이터와 대향되는 마그네트가 결합되는 금속편 및 상기 샤프트로부터 편심되도록 상기 금속편에 결합되고, 회전에 의해 진동을 발생시키는 중량체를 포함하되,
   상기 금속편은 상기 베어링의 외주면에 결합되는 커버부, 상기 커버부의 외주부의 끝단에서 하부 방향으로 절곡 형성된 단차부 및 상기 단차부로부터 상기 스테이터와 수평하도록 일측으로 연장된 지지부를 포함하고,
   상기 중량체의 하부는 상기 지지부의 외측 상면에 결합되고, 일측면은 상기 단차부의 외측면에 결합하며,
   상기 마그네트는 상기 커버부의 내측 상면에 결합 되거나 또는 상기 커버부의 내측 상면과 상기 단차부의 내측면에 동시에 결합되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 중량체는
   상기 커버부의 상면보다 돌출되게 형성되도록 상기 지지부에 결합되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 스테이터는
   상기 샤프트의 하부와 끼움 결합하여 상기 샤프트를 고정 지지하는 결합홀더를 구비하는 브라켓;
   외부전원이 인가되는 코일과 구동 IC가 설치되는 인쇄회로기판; 및
   상기 샤프트의 상부에 결합되어 상기 베어링의 부상을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고,
   상기 인쇄회로기판은 상기 브라켓의 일측면에 결합되어, 상기 브라켓의 상부면과 상기 인쇄회로기판의 상부면의 높이는 서로 평행인 것을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스테이터는
   상기 코일과 구동 IC를 커버하기 위하여 상기 인쇄회로기판 및 브라켓의 상부에 도포되는 레진 재질로 이루어지는 수지부; 및
   상기 샤프트를 내부에 수용하고, 상기 베어링의 하부와 상기 수지부의 상부 사이에 결합되어 상기 베어링을 지지하는 베어링 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.

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