KR20010047771A - 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 기판을 원형으로 구비하면서 상부 기판을 지지하는 베어링과 로터의 편심력을 증대시키기 위한 분동(counter weight)이 일체로 구비되게 하므로서 편심량이 증대되도록 하는 동시에 부품 제작 공정을 간소화시키게 되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 편평형 진동 모터에 있어서,

저면측 회전 중심부에는 정류자가 구비되며, 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 원형의 상부 기판(80)과;

상기 상부 기판(80)의 상부면 일측에 배치되는 권선 코일(90)과;

하부는 상기 상부 기판(80)의 중심에 끼워지는 베어링부(110)와 상기 베어링부(110)의 상부측 외주면으로부터 상기 권선 코일(90)과 대응되는 타측으로 소정의 각도로서 부채꼴형상으로 연장되어 구비되는 중량부(120)가 일체로 형성되는 편심 수단(100)으로 구비되도록 하는 구성으로 로터 어셈블리를 형성하여 부품 제작 공정의 단축과 제품 생산성 및 제품 성능에 대한 신뢰성이 향상되도록 하며, 특히 모터 및 기기의 박형화와 경량화를 촉진시킬 수 있도록 하는데 특징이 있다.

Description

편평형 진동 모터의 로터 어셈블리{A rotor assembly of flat type vibration motor}

본 발명은 상부 기판을 원형으로 구비하면서 상부 기판을 지지하는 베어링과 로터의 편심력을 증대시키기 위한 분동(counter weight)이 일체로 구비되게 하므로서 편심량이 증대되도록 하는 동시에 부품 제작 공정을 간소화시키게 되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰이나 호출기등에 내장되어 주로 착신기능을 수행하게 되는 편평형 진동 모터는 도 1 에 도시한 바와같은 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 일명 팬 케익 타입(pan cake type), 또는 코일 타입(coin type)이라고도 하는 편평형 진동 모터가 대부분이다.

편평형 진동 모터는 크게 고정부재인 스테이터와 회전부재인 로터로서 이루어지며, 이와같은 스테이터와 로터간의 전기적 연결은 통상 브러쉬(6)에 의해서 이루어지도록 하고 있다.

즉 원형의 평판인 브라켓트(1)의 상부면으로는 판면에 회로가 인쇄된 하부 기판(2)이 접합되고, 이 하부 기판(2)의 외측에는 도넛츠형상의 마그네트(3)가 동일한 방법으로 부착된다.

그리고 브라켓트(1)의 상부는 하향 개방된 캡형상의 케이스(4)에 의해서 커버되면서 브라켓트(1)과 케이스(4)는 이들 중앙을 샤프트(5)에 의해서 견고하게 연결되도록 한다.

한편 브라켓트(1)에 부착되는 하부 기판(2)을 종전에는 하드 기판(hard board)으로 주로 사용하였으나 최근에는 플렉시블 기판(flexible board)을 사용하는 경우가 대부분이다.

이와같은 스테이터의 샤프트(5)에는 도 2 에서와 같이 회전 가능하게 로터를 구비한다.

로터는 베어링(7)과, 상부 기판(8)과 정류자(9), 권선 코일(10)과 분동(11) 및 절연물(12)로서 이루어진다.

베어링(7)은 로터를 샤프트(5)로부터 회전 가능하게 지지하는 수단으로서, 대개는 메탈 베어링을 사용하고 있다.

상부 기판(8)은 원형의 평판을 소정의 각도로서 절개하여 편심되게 구비되는 인쇄회로기판이며, 정류자(9)는 상부 기판(8)의 저면에서 회전 중심부측 주연부에 다수개의 세그먼트가 일정한 간격으로 원형을 이루면서 접촉면이 노출되게 매립되도록 한 것이다.

권선 코일(10)은 미세한 직경을 갖는 와이어를 일정한 형태로 권선시킨 것으로서, 저부의 마그네트(3)와 대응되는 상부 기판(8)의 상부면에 적어도 하나 이상으로 구비하게 된다.

즉 단상의 모터에서 권선 코일(10)은 하나로 구비되지만 2상 이상의 모터에서는 통상 2개 이상으로 구비되는 것이 일반적이며, 각각의 권선 코일(10)은 상부 기판(8)에서 회전 중심을 기준으로 서로 대응되는 방향에 구비되도록 하고 있다.

그리고 권선 코일(10)은 상부 기판(8)에 접착제를 이용한 접합에 의해 부착되며, 권선 코일(10)의 끝단부는 상부 기판(8)에 인쇄된 회로 단자와 납땜에 의해서 연결되도록 하고 있다.

분동(11)은 통상 고비중의 재질로서 이루어지는 중량체이며, 이는 편심 형상인 상부 기판(8)의 편심량이 대단히 미약하므로 진동을 유발시키기에 충분한 편심량을 얻을 수 있도록 하기 위해 구비하게 되는 구성이다.

이러한 분동(11)은 대개 상부 기판(8)에서 서로 대응되는 방향에 구비되는 권선 코일(10)간으로 배치되게 하여 권선 코일(10)과 같이 접착제를 이용하여 접합되도록 하고 있다.

한편 절연물(12)은 권선 코일(10)과 분동(11)을 상부 기판(8)과 보다 견고하게 결합될 수 있도록 하면서 권선 코일(10)과 분동(11)을 제외한 공간을 채우고, 특히 상부 기판(8)을 샤프트(5)로부터 회전 가능하게 지지하게 되는 베어링(7)도 동시에 일체로 결합될 수 있도록 한다.

즉 절연물(12)은 상부 기판(8)에 억지 끼워진 베어링(7)과 권선 코일(10) 및 분동(11)이 상부 기판(8)에서 견고하게 일체로 결합되도록 하면서 동시에 절연이 되도록 한다.

이와같은 절연물(12)은 상부 기판(8)에 베어링(7)과 권선 코일(10)과 분동(11)이 결합되게 한 상태에서 인서트 사출에 의해 성형하게 된다.

하지만 로터를 제작하면서 특히 절연물(12)을 성형하게 될 때에는 이때의 과도한 사출압에 의해 권선 코일(9)과 분동(11)의 납땜이나 접합 부위가 손상되면서 접합 및 접속 불량을 초래하기도 하고, 특히 권선 코일(9)이 심하게 변형되기도 하는 문제가 있다.

또한 최근에는 기기를 첨단화 및 소형화하는 추세에 있으므로 그에 맞게 모터를 박형화 및 소형화시키기 위해서는 스테이터나 로터를 축소시켜야만 하는데 현재의 구성에서는 현실적으로 축소가 거의 불가능한 한계가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정 보완하기 위한 것으로서, 본 발명은 로터를 지지하는 베어링과 분동을 일체로 제작하여 조립 구성을 간소화하는 동시에 로터의 제작 효율이 향상되도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 상부 기판의 형상을 개선하므로서 로터의 편심량을 결정하는 중량체의 형성 면적을 극대화시킬 수 있도록 하여 진동 성능이 증대되도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 비록 로터의 두께를 축소시키면서 중량체의 두께를 줄이게 되더라도 중량체의 평단면적을 극대화시켜 진동을 유발시키는데 필요로 하는 편심량을 최대한 유지할 수 있도록 하여 모터의 박형화를 촉진시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 편평형 진동 모터의 측단면도,

도 2 는 종래 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리를 도시한 사시도,

도 3 은 본 발명에 따른 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리를 도시한 분리 사시도,

도 4 는 본 발명에 따른 로터 어셈블리의 평면도,

도 5 는 본 발명에 따른 중량부의 다른 실시예를 도시한 저면 사시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 상부 기판 11 : 삽입홀

20 : 권선 코일 30 : 편심 수단

31 : 베어링부 32 : 중량부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 편평형 진동 모터에 있어서,

저면의 회전 중심부에 연하는 주면으로 정류자를 형성하며, 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 원형의 상부 기판과;

상부 기판의 상부면 일측에 배치되는 권선 코일과;

하부의 외경면이 상부 기판의 삽입홀에 맞춤 끼워지는 베어링부와 베어링부의 상부측 외경면으로부터 권선 코일과 대응되는 타측으로 소정의 각도로서 상부 기판의 외주연 단부에 이르는 부채꼴형상으로 연장시킨 중량부가 일체로 형성되는 편심 수단이 구비되도록 하는데 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 적용되는 편평형 진동 모터의 구성은 종래와 거의 유사하다.

다만 본 발명은 편평형 진동 모터에서 특히 회전 수단으로 구비되는 로터 어셈블리를 개선시킨 것으로서, 주된 특징은 상부 기판을 회전 가능토록 지지하는 베어링과 로터의 편심량을 결정하는 분동이 일체로 형성되도록 하는 것이다.

도 3 은 이와같은 본 발명에 따른 로터 어셈블리의 실시예를 도시한 것으로서, 도면 부호 80은 상부 기판이다.

본 발명에서 상부 기판(80)은 일면으로 회로가 인쇄되도록 한 원형의 인쇄회로기판이다.

이러한 원형의 상부 기판(80)에는 회전 중심부에 삽입홀(81)이 형성된다.

그리고 상부 기판(80)의 저면에는 삽입홀(81)에 연하는 주연부로 종전과 같이 다수개의 세그먼트가 일정한 간격으로 원형을 이루는 정류자(도시되지 않음)가 구비되도록 한다.

한편 상부 기판(80)의 상부면에는 삽입홀(81)을 기준으로 서로 대응되게 각각 권선 코일(90)이 배치되도록 하며, 이러한 권선 코일(90)은 접착제에 의해서 견고하게 접합되는 동시에 상부 기판(80)측 회로 단자와 납땜에 의해서 연결되도록 한다.

이때 권선 코일(90)은 상부 기판(80)에서 일측으로 약간 편심되어 형성되도록 한다.

이와같은 구성에서 상부 기판(80)에는 도 4 에서와 같이 편심 수단(100)이 결합되도록 하는데 이때의 편심 수단(100)은 크게 베어링부(110)와 중량부(120)가 일체로 결합되도록 한 구성이다.

즉 편심 수단(100)의 베어링부(110)는 하부의 외주면이 상부 기판(80)의 회전 중심부인 삽입홀(81)에 마춤 끼워지고, 중앙에는 샤프트가 회전 가능하게 끼워지도록 하는 수직의 관통홀을 형성한 구성이다.

이때 베어링부(110)는 샤프트가 삽입되는 내경면이 별도로 가공되게 하여 주면에 오일이 함침되게 한다.

한편 베어링부(110)는 도 5 에서와 같이 외경면 하부가 상부 기판(80)의 삽입홀(81)에 마춤 끼워지도록 하되 상부의 외주면은 상부 기판(80)의 삽입홀(81)보다는 더 큰 외경을 갖도록 하는 구성으로도 실시가 가능하다.

중량부(120)는 상부 기판(80)의 상부로 돌출되는 베어링부(110)의 외주면 일부를 권선 코일(90)이 구비되는 방향과 대응되는 방향으로 상부 기판(80)의 외주연 단부에까지 연장되도록 하면서 소정의 각도를 갖는 부채꼴형상으로 형성되는 구성이다.

이때 중량부(120)는 저면이 상부 기판(80)에 접착제에 의해서 접합되는 동시에 권선 코일(90)과 인접하게 되는 단부간에도 접착제가 도포되도록 하여 권선 코일(90)과 항상 일정한 거리의 유격을 갖도록 한다.

이상과 같은 구성으로 구비되는 본 발명의 작용은 종전과 동일하다.

즉 본 발명의 로터는 샤프트에 회전 가능하게 지지되어 한쌍으로 구비되는 브러쉬의 상부로 안착된다.

이때 브러쉬의 단부는 본 발명의 상부 기판(80)의 저면에 구비한 정류자와 접촉되는 상태를 유지하게 되며, 이와같은 상태에서 스테이터의 하부 기판으로 전원이 유도되면 브러쉬를 통해 브러쉬와 면접촉된 정류자로 흐르게 되고, 이렇게 정류자에 유도되는 전원은 상부 기판(80)에 인쇄된 회로를 통해 상부면측으로 구비한 권선 코일(90)에 전달하게 된다.

이때 권선 코일(90)과 함께 직하부로 대응되게 구비되는 마그네트와의 상호작용에 의해서 구동력이 발생하게 되면 로터가 회전하게 되고, 로터의 회전시 브러쉬에 접촉되는 정류자의 위치가 이동하면서 지속적으로 회전하게 되는 것이다.

한편 본 발명은 전술한 바와같이 상부 기판(80)을 원형으로 형성하면서 이 원형의 상부 기판(80)의 상부로 종전의 베어링 기능과 함께 분동의 기능을 동시에 수행하는 편심 수단(100)이 구비되도록 하는데 특징이 있다.

또한 본 발명은 상부 기판(80)에 형성되는 권선 코일(90)과 편심 수단(100)을 단순히 접착제를 사용하여 접합되게 하므로서 종전과 같은 절연체의 사출 성형 공정이 생략되도록 한다.

이와같은 구성에 따라 상부 기판(80)에 구비되는 중량부(120)의 크기는 보다 확장되면서 상부 기판(80)에서의 보다 여유있는 공간 활용을 제공하게 된다.

또한 종전에는 상부 기판을 샤프트에 회전 가능하게 지지되도록 하기 위해 베어링을 구비하면서 이와는 별도로 서로 대응되게 형성한 한쌍의 권선 코일 사이로 고비중의 중량체인 분동을 구비하였으나 본 발명에서는 이러한 베어링과 분동을 고비중의 재질을 갖는 단일의 부품으로 형성시켜 부품 제작 공정이 보다 단축될 수 있도록 한다.

이와함께 상부 기판(80)에는 종전과 같은 절연체의 형성이 생략되므로 절연체의 사출 성형에 따른 과도한 사출압에 의한 권선 코일(90)과 편심 수단(100)의 접합력 저하 및 권선 코일(90)의 변형을 방지시키게 되어 모터 제작에 따른 불량률을 저감시키게 된다.

상술한 바와같이 본 발명은 상부 기판(80)의 간단한 구조 개선과 이 상부 기판(80)에 베어링부(110)와 중량부(120)를 일체로 형성하는 편심 수단(100)을 구비하는 구성에 의해 부품 제작 공정을 단축시킬 수가 있게 되며, 동시에 절연체의 사출 성형 공정을 생략하게 되므로서 제품의 생산성을 증대시켜 생산된 제품에 대한 신뢰성을 향상시키게 된다.

또한 상부 기판(80)에서의 중량부(120)가 차지하는 평단면적의 극대화로 편심량을 증대시킬 수가 있게 되므로 모터의 진동 성능을 대폭적으로 향상시킬 수가 있게 된다.

특히 본 발명은 로터의 두께를 축소시키게 되더라도 적정한 진동 성능을 바발휘할 수 있는 편심량을 갖게 되므로 모터의 박형화를 가능케하는 동시에 기기의 소형화 및 경량화를 촉진시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

Claims (5)

1. 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 편평형 진동 모터에 있어서,

   저면측 회전 중심부에는 정류자가 구비되며, 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 원형의 상부 기판(80)과;

   상기 상부 기판(80)의 상부면 일측에 배치되는 권선 코일(90)과;

   하부의 외주면이 상기 상부 기판(80)의 회전 중심부에 형성한 삽입홀(81)에 맞춤 끼워지는 베어링부(110)와 상기 베어링부(110)의 상부측 외주면으로부터 상기 권선 코일(90)과 대응되는 타측으로 소정의 각도로서 부채꼴형상으로 연장되어 구비되는 중량부(120)가 일체로 형성되도록 한 편심 수단(100);

   으로 구비되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 수단(100)은

   고비중의 금속 재질로 구비되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 수단(100)의 베어링부(110)는

   샤프트가 삽입되는 내경면으로 오일이 함침되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 수단(100)의 중량부(120)는

   상기 베어링부(110)의 외주면으로부터 90°이상의 각도를 갖는 부채꼴형상으로 형성되는 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 수단(100)의 상기 베어링부(110)는

   하부의 외경면이 상기 상부 기판(80)의 삽입홀(81)에 맞춤 끼워지고, 상부는 하부의 외경보다 더 크게 형성되게 하여 단층지도록 한 편평형 진동 모터의 로터 어셈블리.