KR100401097B1 - 편평형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편평형 진동모터에 관해 개시한다.

본 발명은 하부 케이스와; 상기 하부 케이스의 일측을 커버하는 상부 케이스와; 상기 하부 케이스와 상부 케이스의 내부 중심간을 연결 및 지지하는 샤프트와; 상기 하부케이스의 상측면에 부착되는 마그네트와; 상기 샤프트에 편심되면서 회전 가능하게 지지되며 저면에 다수개의 세그먼트로 이루어진 정류자가 구비된 상부기판과; 상기 상부기판의 일면에 소정각도로 이격 배치되는 복수의 권선코일 및 이들을 고정시키는 수지재의 절연체와; 상기 하부케이스를 감싸도록 구비되며 일단에는 정류자에 접촉되는 브러쉬가 연결되고 케이스의 하측으로 노출된 타단부에는 등간격으로 솔더랜드가 형성된 하부기판으로 구성된 것으로서, 자동화에 의한 전원연결 구조를 제공할 수 있게 됨에 따라 작업성 개선에 따른 제품의 균일한 품질 보장과 생산성을 증대시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

편평형 진동모터{FLAT TYPE VIBRATION MOTOR}

본 발명은 브러쉬가 구비되는 하부기판의 일부를 외부로 노출되도록 하면서 전류 인가를 받을 수 있도록 하여 제품의 생산성을 증대시킬 수 있도록 하는 편평형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요로 하는 기능중의 하나가 착신기능이며, 이러한 착신기능을 위해 가장 많이 사용되고 있는 유형이 멜로디나 벨과 같은 발성과 기기를 떨게 하는 진동이다.

다시 말해 사용자가 미리 착신에 필요한 기능을 선택해 놓으면 착신시 선택된 기능이 작동하면서 사용자로 하여금 착신을 감지할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 착신 유형 중에서도 특히 진동기능은 많은 사람들이 운집한 장소에서 타인들에게 소음 공해의 피해를 입히지 않도록 하기 위한 배려에서 주로 사용된다.

착신 유형 중 멜로디나 벨과 같은 발성기능은 주로 내부에 미리 입력시킨 다양한 종류의 멜로디나 벨을 소형의 스피커를 통해 외부로 전달하므로서 착신을 감지할 수 있도록 하며, 진동기능은 소형의 진동모터를 구동시켜 진동력이 기기의 케이스로 전달되므로서 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

한편, 종전에 사용되고 있는 진동기능은 기기내에 별도로 장착되는 진동모터에 의해서 작동하게 되는데, 이러한 진동모터의 가장 대표적인 것이 도 1에 도시된바와 같은 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 일명 팬케익(pan cake) 또는 코인타입(coin type)이라고 하는 편평형 진동모터이다.

이와 같은 편평형 진동모터는 크게 고정부재인 마그네트(3) 및 케이스로 구성되는 스테이터와 회전부재인 로터(r)로 구성되며, 스테이터와 로터(r)간의 전기적 연결은 브러쉬(7b)에 의해서 이루어지도록 하고 있다.

즉, 원형의 평판인 하부 케이스(1)의 상부면으로는 판면에 회로가 인쇄된 하부기판(2)이 접합등에 의해 부착되도록 하고, 이 하부기판(2)의 상측에는 도넛츠 형상의 마그네트(3)가 동일한 방법으로 부착되도록 하고 있다.

이때, 상기 하부기판(2)은 하부 케이스(1)의 상부면 일부에 부착되므로, 상기 마그네트(3)는 하부 케이스(1)와 하부기판(2)에 폭넓게 부착된다.

그리고 하부 케이스(1)의 상부에는 하향 개방된 캡형상의 상부 케이스(4)에 의해서 커버되고, 하부 케이스(1)와 상부 케이스(4)는 이들 중앙을 샤프트(5)에 의해서 견고하게 연결되도록 한다.

한편 하부 케이스(1)에 부착되는 하부기판(2)은 통상 하드 기판(hard board)을 주로 사용하고 있으며, 이러한 하부기판(2) 상에는 소정의 회로패턴이 형성된다.

또한, 상기 하부기판(2)의 패턴으로는 전원 공급을 받기 위한 리드선(2a)이 연결되며, 이 리드선(2a)은 도시되지 않은 외부전원 장치에 납땜이나 별도의 콘넥터로 연결되어 진다.

이와 같은 구성에 의해 고정자인 스테이터를 구비하고, 이 스테이터에는 샤프트(5)를 중심으로 회전되는 로터(r)가 구비된다.

로터(r)는 대개 원형의 평판을 소정의 각도로 절개하여 샤프트(5)에 편심 지지되도록 하는 상부기판(6)과 이 상부기판(6)의 샤프트(5)에 지지되는 회전 중심부의 저면 주연부로 복수의 세그먼트들로 이루어지는 정류자(7a)가 마련된다.

그리고, 로터(r)의 상부면에는 권선코일(8a)과 분동(8b)이 부착되고, 이 권선코일(8a)과 분동(8b)의 부착면을 제외한 상부기판(6)의 상부면에는 일반 수지재의 절연체(9)가 사출 성형에 의해 일체로 형성되도록 하고 있다.

이와 같이 스테이터와 로터(r)로 이루어지는 모터에서 외부로부터 입력되는 전원은 우선 리드선(2a)을 통해 하부기판(2)으로 유도되며, 이 하부기판(2)으로 유도되는 전원은 브러쉬(7b)를 통해 정류자(7a)에 전달된다.

이때 브러쉬(7b)는 전원 입력측 브러쉬(7b)와 전원 출력측 브러쉬(7b)의 한쌍으로 이루어지고, 이들 브러쉬(7b)는 서로 일정한 각도로서 이격되도록 하고 있는바 각 브러쉬(7b)의 하단은 각각 하부기판(2)의 회로에 고정된 상태로 연결되도록 하며, 상단은 정류자(7a)의 세그먼트에 미끄럼 접촉되는 상태로서 유지되도록 하고 있다.

따라서 하부기판(2)을 통해 유도되는 전류는 일측의 브러쉬(7b)를 통해 정류자(7a)와 상부기판(6)을 거쳐서 권선코일(8a)에 전달되고, 권선코일(8a)로부터는 다시 상부기판(6)과 정류자(7a)와 타측의 브러쉬(7b)를 통해 전류가 흐르게 되면서 권선코일(8a)에는 항상 통전되는 상태가 유지되며, 이때의 권선코일(8a)과 그 저부측으로 구비되는 마그네트(3)와의 상호 작용에 의해서 전자기력을 발생시켜 구동력을 얻게 되는 것이다.

이때 상기 로터(r)는 샤프트(5)에 편심 지지되어 있으므로 편심 구동하게 되며, 이러한 편심 구동력이 샤프트(5)를 통해 외부로 전달되므로서 기기를 진동시키는 작용을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 진동모터에 있어서, 상기 로터(r)에 마련된 권선코일(8a)에 전류를 인가하기 위해서는 하부기판(2)에 납땜 등으로 리드선(2a)의 일단을 연결시킨 상태에서, 리드선(2a)의 타단을 진동모터가 장착되는 장치(미도시)의 전원단자(미도시)에 다시 납땜을 통해 연결해야 하므로 잦은 납땜공정에 의한 작업성 불량의 문제점이 있다.

특히, 작업자가 수작업에 의해 리드선(2a)을 납땜 시켜야 하므로 작업효율이 크게 저하되는 것은 물론이고 생산성 역시 낮아지는 문제점을 초래하였다.

한편, 종래에는 상기 납땜 작업에 따른 작업성 불량을 개선하기 위하여 리드선(2a)의 일측에 별도의 콘넥터를 구성시키고, 이 리드선(2a)이 연결되는 대상 장치에는 리드선(2a)의 콘넥터가 접속될 수 있는 컨넥터를 구성시키는 방법이 제안되기도 하였으나, 이는 별도의 부품을 추가적으로 필요로 하기 때문에 제조원가가 상승될 뿐만 아니라 컨넥터 구성에 따른 작업공수의 증가로 생산성이 크게 저하되는 문제점을 초래한다.

본 발명의 주된 목적은 하부케이스에 구비되는 하부기판의 일부를 외부로 노출시키고 전원을 인가받을 수 있도록 구성함으로써 별도의 납땜 공정을 수반하지않고도 전기적으로 연결될 수 있도록 하여 작업성을 개선시킬 수 있는 편평형 진동모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 편평형 진동모터의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 편평형 진동모터를 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 5는 도 4의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

20 : 하부케이스 21 : 하부기판

21a : 단자판부 21b : 솔더랜드

22 : 마그네트 23 : 상부케이스

24 : 샤프트 25 : 상부기판

26a : 정류자 26b : 브러쉬

27 : 권선코일 28 : 절연체

30 : 분동 r : 로터

p : 프린트 회로기판

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명의 편평형 진동모터는 하부 케이스와; 상기 하부 케이스의 일측을 커버하는 상부 케이스와; 상기 하부 케이스와 상부 케이스의 내부 중심간을 연결 및 지지하는 샤프트와; 상기 하부케이스의 상측면에 부착되는 마그네트와; 상기 샤프트에 편심되면서 회전 가능하게 지지되며 저면에 다수개의 세그먼트로 이루어진 정류자가 구비된 상부기판과; 상기 상부기판의 일면에 소정각도로 이격 배치되는 복수의 권선코일 및 이들을 고정시키는 수지재의 절연체와; 상기 하부케이스를 감싸도록 구비되며 일단에는 정류자에 접촉되는 브러쉬가 연결되고 케이스의 하측으로 노출된 타단부에는 등간격으로 솔더랜드가 형성된 하부기판으로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 상기 하부기판은 플렉시블 회로기판(Flexible printed circuits

board)인 것에 있다.

본 발명의 상기 하부기판은 솔더랜드에 대응되는 형상 및 배열을 갖는 전원 인가용 단자가 구비된 시스템보드에 전기적으로 연결되는 것에 있다.

본 발명의 상기 솔더랜드는 전원공급을 받기 위하여 양극 및 음극으로 구성되며 최소 2개 이상으로 분할되는 것에 있다.

이하 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3내지 도 5는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 일실시예를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 도면에서 바라보면 하부기판(21)은 일단이 외부로 연장되어 하부케이스(20)의 저면에 부착되도록 구성된다.

이러한 하부기판(21)은 굴곡성이 양호한 연성을 가진 플렉시블 회로기판(Flexible printed circuits board)이 사용되며, 본 발명에서는 일단이 하부케이스(20)의 상면 일부에 부착되고 타단은 모터의 외부로로 연장되어 하부케이스(20)의 저면에 부착되도록 구성된다.

한편, 상기 하부케이스(20)와 하부기판(21)의 상부에는 통상 도넛츠 형상을 갖는 마그네트(22)가 구비된다.

그리고 상기 하부 케이스(20)의 중앙에는 샤프트(24)가 지지되도록 하면서 샤프트(24)의 상단에는 상부 케이스(23)가 결합되어 하부 케이스(20)의 상부에 구비되는 부품들이 외부로부터 안전하게 보호되도록 하고 있다.

그리고 샤프트(24)에는 회전 가능하게 상부기판(25)이 편심되게 결합되도록 하고, 상부기판(25)의 상부면에는 권선코일(27)이 부착되며, 그 저면에는 다수개의 세그먼트로서 이루어지는 정류자(26a)를 구비하면서 하부기판(21)과 정류자(26a)의 세그먼트간은 한쌍의 브러쉬(26b)에 의해서 연결되게 하여 전기적 신호가 원활하게 전달될 수 있도록 한다.

이와 같은 구성에서 본 발명의 로터(r)는 종전과 마찬가지로 인쇄회로기판인 상부기판(25)과, 이 상부기판(25)에 각각 부착 또는 일체로 인서트 사출(insert injection)되는 권선코일(27) 및 분동(30) 그리고 정류자(26a) 및 절연체(28)로서이루어진다.

이때, 상기 상부기판(25)은 통상 원형상의 평판을 소정 각도로 절개하여 샤프트(24)를 중심으로 편심되도록 형성되며, 이러한 상부기판(25)에는 일측으로 편심되게 권선코일(27)이 배치된다.

여기서, 상기 권선코일(27)은 진동 모터의 구동 특성에 따라서 단상 또는 2상 및 3상등으로 형성될 수 있으며 상부기판(25)에 접합 등에 의해 부착된다.

이와 같은 권선코일(27)은 통상 소정간격을 두고 한쌍 이상으로 구성되며, 이들 권선코일 간의 이격된 공간부에는 도 4에서 나타낸 바와 같은 고비중의 분동이 개재됨으로써 진동량을 증대시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 분동(30)은 로터(r)에서 편심량을 결정하게 되는 주된 요소로서, 주로 재질로는 고비중의 텅스텐을 사용하는 것이 일반적이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 전술한 하부기판(21)을 연성을 갖는 플렉시블 회로기판(fpcb)으로 성형하 되, 도 4에 나타낸 바와 같이 일단은 하부케이스(20)의 상면에 부착되도록 하여 브러쉬(26b)와 연결되도록 하고 타단은 굽힘되어 도 3 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 하부케이스(20)의 저면에 부착되도록 하는데 구조적인 특징이 있다.

특히, 상기 하부기판은 외부로 노출되는 면 즉, 하부케이스(20)의 저면측에 부착되는 단자판부(21a)에는 일정 등간격을 두고 솔더랜드(21b)가 형성된다.

여기서, 상기 하부기판(21)의 단자판부(21a)는 하부케이스(20)의 저면에 접착제(b) 또는 접착 테잎 등에 의해 부착될 수 있다.

한편, 상기 단자판부(21a)에 형성되는 솔더랜드(21b)는 외부로부터 전원을 공급받기 위한 일종의 전원단자로서 일정량의 납이 도포되어 이루어진다.

이러한 솔더랜드(21b)는 도 4에 나타낸 바와 같이 일정간격을 두고 다수개가 배열 형성되도록 이루어지며, 이때의 솔더랜드(21b)는 전원을 공급받을 수 있도록 양극 및 음극으로 구성되며 최소 2개 이상으로 분할된다.

즉, 상기 솔더랜드(21b)는 도 4에 나타낸 바와 같이 일정간격을 두고 6개로 분할 형성될 수 있으며, 이들 각각의 솔더랜드(21b)는 최소 한쌍 이상이 전기적으로 연결되어 브러쉬(26b)측으로 전원을 공급하도록 이루어진다.

물론, 상기 솔더랜드(21b)는 전술한 바와 같이 일정 등간격을 두고 다수개가 형성되는 것에 제한되지 않으며 전원을 공급받기 위한 최소의 접점 개수 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이 2개의 솔더랜드로 구성될 수 있다.

이와 같이 솔더랜드(21b)는 전원을 공급받을 수 있는 구조적인 특징을 갖는다면 그 형상이나 간격 및 위치는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 편평형 진동모터에서 하부기판(21)은 도 5에 나타낸 바와 같이 진동모터가 장착되는 장치 일예로, 본 발명의 진동모터가 이동통신 단말기에 장착되는 경우, 이 이동통신 단말기의 프린트 회로기판(p)에 전기적으로 연결된다.

이때의 이동통신 단말기의 프린트 회로기판(p)은 하부기판(21)에 형성된 솔더랜드(21b)와의 접속시 전원을 공급할 수 있도록 구성된 것으로서, 특히 솔더랜드(21b)에 대응되는 접속단자(pa)가 구비된다.

즉, 여기서 이동통신 단말기의 프린트 회로기판(p)은 단자판부(21a)에 형성된 솔더랜드(21b)에 대응되는 형상 및 배열을 갖는 접속단자(pa)가 형성됨으로써 상기 솔더랜드(21b)를 통해 하부기판(21)측으로 전원을 인가하게 된다.

보다 상세하게는 도 4에 나타낸 총 6개의 솔더랜드(21b)가 형성된 하부기판(21)은 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 솔더랜드(21b)와 동일한 형상 및 배열을 갖는 접속단자(pa)가 형성된 프린트 회로기판(p)에 접속됨으로써 전원을 인가받게 되는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 전류 인가를 위한 구조를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 편평형 진동모터를 탑재하기 위한 장치로는 통상 진동모터가 주로 탑재되는 이동통신 단말기로 예를 들어 설명하 되, 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

여기서, 상기 이동통신 단말기는 배터리로부터 전원을 공급받도록 구성되면서 송수화를 비롯한 각종 전장품이 탑재되는 프린트 회로기판(p)을 구비하게 된다.

이러한 프린트 회로기판(p)에는 도 5에 나타낸 바와 같이 일정 등간격을 두고 접속단자(pa)가 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 전술한 바와 같은 이동통신 단말기의 프린트 회로기판(p)에 다음과 같이 전기적으로 연결될 수 있게 된다.

우선, 편평형 진동모터는 도 3에 나타낸 바와 같이 조립이 완료된 상태에서 도 5에 나타낸 프린트 회로기판(p)의 상측부 즉, 접속단자(pa)의 상측에 위치되도록 한다.

이때, 상기 편평형 진동모터의 하부기판(21)에 형성된 솔더랜드(21b)와 프린트 회로기판(p)에 형성된 접속단자(pa)는 서로 대향하는 방향으로 일치되는 배열을 갖도록 위치되어야 한다.

이어서, 상기 하부기판(21)의 솔더랜드(21b)를 프린트 회로기판(p)의 접속단자(pa)에 접속되도록 하면 상기 하부기판(21)은 프린트 회로기판(p)과 전기적으로 연결되어 전원을 인가받게 된다.

여기서, 상기 하부기판(21)과 프린트 회로기판(p)의 접촉되는 부분 즉, 솔더랜드(21b)와 접속단자(pa)의 상호 접촉되는 부분에 고온의 열을 가하면 솔더랜드(21b) 도는 접속단자(pa)에 도포된 납이 녹게 되고, 이 상태에서 상기 편평형 진동모터를 프린트 회로기판(p)측으로 소정의 힘으로 누르면 하부기판(21)의 솔더랜드(21b)와 프린트 회로기판(p)의 접속단자(pa)가 납의 경화에 의해 전기적으로 연결됨과 동시에 결합된다.

따라서, 상기와 같은 전류인가 구조를 갖는 편평형 진동모터는 전원공급을 위한 장치로부터 전류를 공급받을 수 있게 된다.

따라서 상기 하부기판(21)을 통해 인가되는 전류는 일측의 브러쉬(26b)를 통해 정류자(26a)와 상부기판(25)을 거쳐서 권선코일(27)에 전달되고, 권선코일(27)로 부터는 다시 상부기판(25)과 정류자(26a)와 타측의 브러쉬를 통해 전류가 흐르게 되면서 권선코일(27)은 항상 통전된 상태가 유지된다.

이때의 권선코일(27)과 그 저부측으로 구비되는 마그네트(22)는 상호 작용에의해서 전자기력을 발생시키게 되고, 이러한 전자기력에 의해 샤프트(24)에 편심지지된 로터(r)가 편심 구동하게 되며, 이러한 편심 구동력이 샤프트(24)를 통해 외부로 전달되므로서 기기를 진동시키는 작용을 하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 종래와 같이 전원을 인가받기 위하여 리드선을 필요로 하지 않으므로 결과적으로 리드선을 납땜하기 위한 작업공정을 필요로 하지 않으므로 작업성이 개선됨에 따라 생산성이 증대되는 이점이 있다.

즉, 본 발명에 따른 진동모터는 외부로 노출된 하부기판의 단자판부에 형성된 솔더랜드를 진동모터가 탑재되는 프린트 회로기판에 안착시킨 상태에서 소정의 열을 가하는 작업공정만으로도 진동모터를 프린트 회로기판과 전기적으로 연결시킬 수 있게 되므로, 결과적으로 자동화에 의한 전원연결 구조를 제공할 수 있게 되어 작업성 개선에 따른 제품의 균일한 품질 보장과 생산성을 증대시킬 수 있는 이점을 제공하게 되는 것이다.

Claims (5)

1. 자성체의 하부 케이스와;

   상기 하부 케이스의 일면을 커버하는 상부 케이스와;

   상기 하부 케이스와 상부 케이스를 연결 지지하는 샤프트와;

   상기 하부 케이스의 상면에 부착되는 마그네트와;

   상기 샤프트에 편심되면서 회전되게 지지되며 저면에 복수의 세그먼트를 갖는 정류자가 구비된 상부 기판과;

   상기 상부 기판의 일면에 서로 소정각도로 이격 배치되는 권선코일 및 이들을 고정시키는 수지재의 절연체와;

   상기 하부 케이스를 감싸도록 구비되며 일단에는 정류자에 접촉되는 브러쉬가 연결되고 케이스의 하측으로 노출된 타단부에는 등간격으로 솔더랜드가 형성된 플렉시블 기판으로 된 하부 기판;

   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 하부 기판은 시스템보드에 전기적으로 연결되어 전원을 인가받기 위한 단자가 구비되며, 이 단자는 공간적으로 솔더랜드와 일치되게 구비된 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
4. 제 1항에 있어서, 상기 솔더랜드는 전원을 인가받기 위하여 양극과 음극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
5. 제 1항에 있어서, 상기 하부 기판은 일단과 다른 끝단 사이에 샌드위치 모양으로 하부 케이스가 구비될 수 있도록 하부 케이스를 감싸는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.