WO2014061888A1

WO2014061888A1 - 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터

Info

Publication number: WO2014061888A1
Application number: PCT/KR2013/004117
Authority: WO
Inventors: 박태복
Original assignee: 주식회사 영진하이텍
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-04-24
Also published as: KR101237027B1

Abstract

본 발명은 고정축의 중심이 정확하게 분동과 수직을 이루어 작동할 때 마찰음 및 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있게 한 편평형 진동모터에 관한 것으로써, 상세하게는 분동의 홀에 메탈 베어링을 압입하여 고정함으로써 분동과 베어링의 고정축공이 수직도를 높이고, 사출시 발생될 수 있는 코일의 단선이나 뒤틀림, 중량물의 위치 변형에 따른 불균일한 진동을 방지할 수 있는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터에 관한 것이다.

Description

메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터

본 발명은 진동모터에 관한 것으로, 상세하게는 축의 중심이 정확하게 분동과 수직을 이루어 작동할 때 마찰음 및 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있게 한 편평형 진동모터에 관한 것이다.

보다 상세하게는 분동의 홀에 메탈 베어링을 압입하여 고정함으로써 분동과 베어링의 축공이 수직도를 높이고, 사출시 발생될 수 있는 코일의 단선이나 뒤틀림, 중량물의 위치 변형에 따른 불균일한 진동을 방지할 수 있는 중앙홀이 구비된 편심 분동을 갖춘 편평형 진동모터에 관한 것이다.

(특허문헌 1) 1. 대한민국 특허공개 제2005-0087547호

(특허문헌 2) 2. 대한민국 특허등록 제0439002호

(특허문헌 3) 3. 대한민국 특허공개 제2005-0087546호

(특허문헌 4) 4. 대한민국 특허공개 제2011-0027495호

편평형 진동모터는 진동을 발생시키는 수단으로 핸드폰, 스마트폰 등의 이동통신 단말기에 설치되어 음성이나 문자의 수신을 알리는 역할을 한다. 이러한 편평형 진동모터와 관련된 기술로는 특허문헌 1내지 4가 있다. 이중 특허문헌 1은 회로의 연결과 하측 지지를 위한 회로기판과, 자계 형성을 위한 코일과, 편심 진동량을 증가시키기 위한 분동과, 축계의 원활한 회전을 위한 베어링과, 상기 전체의 구조를 지지하기 위한 합성수지로 이루어진 진동모터의 로터구조에 있어서, 상기 베어링의 외경면에 하나 이상의 요철을 형성하고, 상기 요철이 형성된 베어링을 합성수지로 인서트 사출하는 것이고, 특허문헌 2는 상부케이스와, 하부케이스와, 상기 하부케이스에 배치되며 N, S자극을 번갈아 복수개 가진 계자 마그넷과, 외부로부터 전원을 공급받는 브러쉬와, 상기 하부케이스에 고정되는 축을 포함하는 고정자조립체와, 상기 축에 결합되는 베어링 및 복수의 코일과 분동이 설치된 코일조립체와, 상기 브러쉬와 접촉되며 상기 브러쉬로부터의 전원을 상기 코일에 공급하는 정류자 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판이 일체로 몰딩된 회전자조립체를 포함하는 편평형 코아리스 진동모터에 있어서, 상기 코일조립체가 단선구조로 형성된 적어도 하나 이상의 단선코일과, 복선구조로 중첩하여 권선된 복선코일을 포함하고, 상기 인쇄회로기판이 상기 복선코일과 전기적으로 직렬로 연결되어 함께 한 개의 전기자 코일로 동작하기 위하여 상기 복선 코일과 대응하는 위치에 형성된 제1 패턴코일과 상기 단선코일과 대응하는 위치에 형성된 제2 패턴코일이 인쇄되어 회전자조립체 회전시 토크 불균일에 의하여 전기적 진동이 발생되는 것이다.

또한 특허문헌 3은 회로기판과; 상기 회로기판에 설치되는 자계를 형성하는 적어도 2개의 코일과; 상기 코일사이에 제공되어 편심력을 증가시키는 분동과; 상기 회로기판 상에 몰딩되어 코일 및 분동을 고정하는 수지를 포함하며, 상기 분동에는 수지가 채워지는 요철부가 형성된 것이고, 특허문헌 4는 케이스 및 상기 케이스에 장착되는 마그네트를 포함하는 스테이터; 상기 스테이터에 고정되게 삽입되어 있는 샤프트; 상기 샤프트에 회전하도록 연결되고, 상기 마그네트와 상호작용하여 전자기력을 형성하는 코일을 포함하는 회전자; 및 상기 회전자에 절연물로 고정되며 회전자의 편심량을 증대시키기 위해 구성된 중량체에 있어서, 회전자에 사용되는 회로기판의 외주연과 인서트 사출된 사출물의 외주연 간의 상호 간격을 불균일하게 편심 무게가 극대화되는 방향으로 배치함으로써 회로기판의 원가절감과 진동모터의 진동량을 극대화하는 방향으로 구성되어 있는 것이다.

즉, 이러한 종래의 편평형 진동모터는 공통적으로 도 4에 도시한 바와 같이, 브라켓(100b)의 상부면에 고정된 하부기판(100p)의 위에 자석(100m)이 고정 설치되어 있고, 자석의 상부에 회동가능하게 편심로터(200)를 설치하여 편심로터의 저면에 설치된 상부기판(미도시)을 통해 로터에 공급되는 전기에 의해 발생된 코일의 자력 변화에 따라 편심로터가 소정 각으로 진동하도록 구성되어 있다.

이러한 편평형 진동모터를 구성하는 편심로터(200)는 도시한 바와 같이 중앙에 축(100s)이 끼워져 결합되는 베어링(200b)을 중심으로 편심된 부분에 중량체(200w)를 포함하는 분동에 코일(200c)를 설치하여 구성되어 있으며, 저면에는 상기 코일(200c)에 전원을 공급하기 위한 회로가 구성된 상부기판(미도시)이 설치되어 있으며, 상기기판과 하부기판(100p) 사이에는 브러쉬가 설치되어 하부기판을 통해 공급되는 전기가 상부기판으로 전달될 수 있게 하였다.

이러한 편심로터는 전술한 바와 같이 축에 고정된 베어링을 회전중심으로 소정 각의 범위에서 수평으로 회동하여 진동이 발생하므로 축과 베어링이 견고하게 결합되지 못하거나, 축 또는 베어링이 브라켓과 수직을 이루지 못할 경우 편심로터가 브라켓과 접촉되어 소음이 발생함은 물론 서로 접촉되는 면이 마모되어 쉽게 손상되는 문제가 있으므로 베어링과 축이 브라켓과 수직을 이룬 상태로 결합되어야 한다. 그러나 전술한 특허문헌 1내지 4의 편심로터는 사출방식으로 제작되므로 분동의 평면과 베어링의 축공이 수직을 이루지 못하여 편심로터가 축에 결합된 상태에서 동작할 때 서로 접촉되어 마찰음과 마모가 발생하는 문제가 있었다.

즉, 종래의 편심로터를 제작하는 방법은 베어링과 코일을 사출용 형틀에 고정시킨 후 사출 재료를 형틀에 부어 사출하는 방식으로 이루어지고, 이러한 사출 과정에서 베어링의 중심축이 기울어짐은 물론 코일이 뒤틀리거나 손상되고, 중량체의 위치가 정확하게 정렬되지 않아 진동이 불균일하거나 작동할 때 소음을 발생하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 메탈베어링과 편심분동이 수직으로 결합되어 작동할 때 중심축이 흔들리지 않아 진동 효율이 높아질 수 있을 뿐만 아니라, 구성요소간의 불필요한 접촉에 의한 마찰음이나 마모를 방지할 수 있게 한 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터를 제공하는 것을 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 사출하지 않고 각각 만들어진 것을 조립하여 일체화시킴으로써, 사출시 발생되는 코일의 흐트러짐이나 변형 및 단선을 방지할 수 있고, 분동과 메탈베어링의 직각도를 유지할 수 있게 한 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 전원을 공급받아 자력이 발생하는 코일을 구비한 편심로터와, 상기 편심로터에 설치된 코일에 전원을 공급하기 위한 고정회로기판을 구비한 고정체를 포함하는 진동모터에 있어서, 상기 편심로터는, 상기 고정체와 수직방향으로 결합홀이 형성되고, 결합홀을 중심으로 양측에 코일안치부가 형성된 편심분동; 상기 분동의 코일안치부에 안치된 코일; 상기 편심분동과 코일의 일측에 설치된 회동회로기판; 및 상기 결합홀에 고정되고 고정체에 설치된 고정축에 끼워지는 축공이 형성되고 상기 결합홀에 고정되는 메탈베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 회동회로기판의 반대 면에는 코일의 풀림 및 변형을 방지하기 위해 덮개판을 더 설치할 수 있고, 고정체에는 착탈 가능하게 결합되는 케이스를 설치하고, 메탈베어링의 단부와 대향되는 케이스의 내면에는 마찰소음을 줄이기 위해 슬림와셔를 설치할 수 있다.

또한 상기 편심분동의 결합홀에는 메탈베어링과 결합할 때 결합높이를 결정하도록 높이고정턱을 형성하고, 상기 덮개판은 코일의 외곽보다 넓게 제작하며, 메탈베어링은 편심분동과의 결합을 용이하게 할 수 있도록 일측 방향으로 돌출날개를 갖추는 것이 바람직하다.

본 발명은 편심로터를 구성하는 각 구성요소를 기능을 수행함에 적절할 재질로 따로 제작하여 조립함으로써 사출시 발생할 수 있는 코일의 흐트러짐이나 변형 및 단선을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수직도에 맞게 가공된 메탈베어링을 수직도를 갖도록 형성된 편심분동의 결합홀에 결합함으로써 편심분동과 메탈베어링의 축공이 수직도를 유지하여 진동모터가 작동할 때 회전중심이 유지되어 원하는 진동을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 회전축이 기울어짐에 의해 발생될 수 있는 구성요소 간의 마찰에 의한 소음과 마모를 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

더욱이, 조립이 완료된 편심로터에 덮개판을 설치하여 코일을 잡아줌으로써 코일이 풀리거나 변형되는 것을 방지할 수도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 진동모터의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 진동모터의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 진동모터를 구성하는 편심분동의 저면사시도.

도 4는 종래 진동모터의 분해사시도.

1: 편심로터

11: 편심분동 11c: 코일안치부 11h: 결합홀

11f: 기판안치턱 11s: 높이고정턱

12: 코일 13: 회동회로기판

14: 메탈베어링 14a: 돌출날개 14h: 축공

15: 덮개판

2: 고정체

20: 케이스 20w: 슬림와셔

21: 브라켓 21s: 고정축 21w: 슬림와셔

22: 고정회로기판 22b: 브러쉬

23: 자석 23h: 중앙홀

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 메탈베어링의 중심축과 편심분동과의 수직도를 높여 작동할 때 소음이 발생하는 것을 방지하고 고정축이 기울어짐에 의해 발생될 수 있는 접촉마찰에 의한 마모를 방지할 수 있게 한 것으로서, 메탈베어링을 분동에 압입하여 고정된 편심로터(1)를 구비하고 있다.

이러한 본 발명에 의한 진동모터는 통상의 편평형 진동모터와 동일하게 작동부의 역할을 하는 편심로터(1)의 일측에 고정체(2)를 구비하고 있다.

상기 고정체(2)는 편심로터(1)에 전원을 공급하여 편심로터(1)가 소정 각도 범위 내에서 반복하여 회동하여 진동되게 하기 위한 것으로 도 1에 도시한 바와 같이, 통상의 진동모터를 구성하는 것과 동일 유사하게 구성되어 있는 것으로 이에 대하여는 필요할 경우에만 설명하고, 편심로터(1)에 대하여만 상세하게 설명한다.

상기 편심로터(1)는 공급되는 전원에 의해 자력을 발생하는 코일(12)을 포함하고 있으며, 작동 시 보다 강한 힘으로 진동할 수 있도록 편심분동(11)을 구비하고 있다.

상기 편심분동(11)은 도 1에 도시한 바와 같이 편심된 일측에 결합홀(11h)이 형성되어 있고, 결합홀(11h)을 중심으로 서로 대칭을 이루면서 코일안치부(11c)가 형성되어 있다. 편심분동(11)은 비중이 높은 텅스텐 또는 동을 포함하는 고비중, 비자성 재료로 만들어지고, 결합홀(11h)을 회전중심을 중심축으로 하여 수평으로(도면상) 일정 각도 내에서 회동하여 진동을 일으킨다.

상기 코일(12)은 통상의 모터에 사용되는 것과 동일한 것으로 전원을 공급받아 자화됨에 의해 고정체에 설치된 자석(23)과 상호작용하여 편심로터(1)를 작동시키는 것으로 소정 형상으로 감겨진 상태에서 편심분동(11)에 형성된 코일안치부(11c)에 각각 대응되게 설치된다.

편심분동(11)과 코일(12)을 일체로 결합하고 코일(12)에 전원을 공급하기 위한 회로가 배선된 회동회로기판(13)이 편심분동(11)의 일측에 설치되어 있으며, 이 회동회로기판(13)이 편심분동(11)의 표면과 수평을 이루게 하기 위하여 편심분동(11)의 기판이 설치되는 면에는 다른 부분보다 낮게 기판안치턱(11f)이 형성되어 있다.(도 3 참조) 물론, 상기 기판안치턱(11f)은 반드시 형성하는 것이 아니고 필요에 따라 형성할 수 있다.

*상기와 같이 구성된 편심로터(1)는 편심분동(11)에 형성된 결합홀(11h)에 직접 고정축을 결합하여 고정체에 결합할 수 있으나, 결합홀(11h)과 고정체의 고정축(21s) 사이의 마찰에 의해 진동이 원활하게 이루어지지 못하므로 결합홀(11h)에 메탈베어링(14)을 설치하였다.

메탈베어링(14)은 중앙을 관통하여 축공(14h)이 형성되어 고정체(2)의 브라켓(21)의 고정축(21s)에 끼워져 결합된다.

상기 고정체(2)는 편심로터(1)를 회동 가능하게 지지하고, 코일(12)에 전원을 공급하기 위한 수단으로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 브라켓(21)의 중앙에 고정축(21s)이 고정 설치되어 있고, 고정축(21s)을 중심으로 고정회로기판(22)이 설치되어 있으며, 고정회로기판(22)의 상부에는 자석(23)이 설치되어 있다.

또한, 고정회로기판(22)에는 브러쉬(22b)가 설치되어 있어, 고정회로기판과 회동회로기판(13) 사이의 전기적 접속이 이루어진다.

즉, 상기 고정회로기판(22)은 회동되는 회동회로기판(13)에 전원을 공급하기 위한 브러쉬(22b)를 지지하는 역할을 하며, 회동회로기판(13)의 저면에 형성된 회로패턴이 브러쉬(22b)의 일측 단부에 접촉된 상태에서 회동함으로서 회동회로기판(13)에 지속적으로 전원을 공급할 수 있게 하는 것이다.

또한, 상기 편심분동(11)의 결합홀(11h)에는 메탈베어링(14)과 결합할 때 결합높이를 결정하도록 높이고정턱(11s)을 형성하였다. 도 2에 도시한 바와 같이 상기 높이고정턱(11s)은 메탈베어링(14)의 단부가 편심분동(11)의 표면으로부터 돌출되어 케이스(20)와 접촉된 상태가 되게 하여 메탈베어링(14)은 견고하게 지지되고 편심분동(11)은 자유롭게 회동될 수 있게 하기 위한 턱이다.

이렇게 높이고정턱(11s)에 의해 메탈베어링(14)이 지지되게 하기 위해서는 도 1에 도시한 바와 같이 일측에 다른 부분 보다 큰 외경을 갖는 돌출날개(14a)를 형성하였으며, 이 돌출날개 부분이 높이고정턱(11s)에 걸리고 일부는 외부로 노출되도록 높이고정턱(11s)의 높이가 돌출날개(14a)의 두께보다 적게 형성하였다.

또한, 상기와 같이 메탈베어링(14)의 단부는 케이스(20)의 내면에 접촉된 상태로 설치될 경우 케이스(20)와 메탈베어링(14) 사이에 마찰이 발생될 수 있으므로 케이스 내면의 메탈베어링의 단부와 대향되는 케이스의 내면에는 마찰소음을 줄이기 위해 슬림와셔(20w)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 케이스(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 편심로터를 덮도록 고정체(2)의 상부에 착탈 가능하게 설치된다.

상기 슬림와셔(20w)는 마찰을 줄이고, 케이스(20)와 메탈베어링(14)이 견고하게 결합하게 하는 틸팅베어링(tilting bearing)의 역할을 하는 것으로 메탈베어링(14)과 동일한 재질의 금속으로 제작될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 진동모터는 전술한 바와 같이 코일(12)을 구비하고 있고, 이 코일은 권선에 의해 이루어진 것으로 장시간 진동할 경우 권선이 풀리거나 변형이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 편심로터(1)의 회동회로기판(13)의 반대 면에는 코일의 풀림 및 변형을 방지하기 위해 덮개판(15)을 설치하여 코일(12)을 눌러 고정시키는 것이 바람직하다. 상기 덮개판(15)은 코일을 보호하는 역할을 하는 것으로 최소한 가장자리가 코일의 가장자리를 덮을 수 있도록 코일의 외곽보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다.

Claims

전원을 공급받아 자력을 발생하는 코일을 구비한 편심로터(1)와, 상기 편심로터에 설치된 코일에 전원을 공급하기 위한 고정회로기판을 구비한 고정체(2)를 포함하는 진동모터에 있어서,

상기 편심로터(1)는 상기 고정체와 수직방향으로 결합홀(11h)이 형성되고, 결합홀을 중심으로 양측에 대칭을 이루며 코일안치부(11c)가 형성된 편심분동(11)과, 상기 편심분동(11)의 코일안치부(11c)에 안치된 복수의 코일(12)과, 상기 편심분동(11)과 코일(12)의 일측에 설치된 회동회로기판(13)과, 상기 고정체(2)에 설치된 고정축에 끼워지는 축공(14h)이 형성된 메탈베어링(14)을 포함하여 구성되되,

상기 회동회로기판(13)은 그 표면이 편심분동(11)의 표면과 수평을 이루게 하기 위하여 편심분동(11)의 기판이 설치되는 면에는 다른 부분보다 낮게 형성된 기판안치턱(11f)에 설치되고,

상기 메탈베어링(14)은 편심분동(11)에 형성된 결합홀(11h)에 압입 설치되며,

상기 편심분동(11)의 회동회로기판(13)의 반대 면에는 코일의 풀림 및 변형을 방지하기 위해 덮개판(15)이 설치된 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터.
제1항에 있어서,

상기 고정체(2)에는 착탈 가능하게 결합되는 케이스(20)가 설치되고, 메탈베어링(14)의 단부와 대향되는 내면에는 마찰소음을 줄이기 위해 슬림와셔(20w)가 설치된 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터
제1항에 있어서,

상기 편심분동(11)의 결합홀(11h)에는 메탈베어링(14)과 결합할 때 결합높이를 결정하도록 높이고정턱(11s)을 갖추는 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터
제1항에 있어서,

상기 덮개판(15)은 코일(12)의 외곽보다 넓은 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터
제1항에 있어서,

상기 메탈베어링(14)은 편심분동(11)과의 결합을 용이하게 할 수 있도록 일측 방향으로 돌출날개(14a)를 갖춘 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터
제1항에 있어서,

편심분동(11)은 텅스텐 또는 동을 포함하는 고비중, 비자성 재료로 만들어진 것을 특징으로 하는 메탈베어링이 압입 조립된 편심분동을 갖춘 편평형 진동모터