KR101267785B1 - 편심요크를 갖춘 2상 bldc 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰, 스마트 폰 등의 이동통신 단말에 장착되어 착신 또는 알람으로 사용되는 BLDC 진동모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심요크에 의해 기동시 일측 방향으로 회전자의 회전이 용이하도록 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 케이스와 상기 케이스의 내부에 삽입되어 편심을 발생시키는 진동자와 자력을 발생시키는 영구자석을 포함하는 회전자와 상기 케이스와 동시에 외형을 이루는 브라켓과 상기 브라켓 중앙에 결합되어 중심 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 브라켓의 상부에 고정결합되며 외부전원을 연결하는 회로기판과 상기 영구자석과 상호 작용하는 코일을 포함하는 고정자를 포함하여 구성되는 2상 BLDC 진동모터에 있어서, 상기 고정자는 상기 영구자석의 위치를 감지하여 코일의 전원방향을 결정하는 구동 IC와 상기 영구자석과 코일에 의해 발생된 전자기력을 수평방향으로 발산하며, 상기 영구자석이 일측 회전방향으로 편심을 유도하는 편심요크편이 구비된 제1 편심요크와 제2 편심요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터이다.

Description

편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터{A two-phase BLDC vibration motor with eccentric yorks}

본 발명은 휴대폰, 스마트 폰 등의 이동통신 단말에 장착되어 착신 또는 알람으로 사용되는 BLDC 진동모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심요크에 의해 기동시 일측 방향으로 회전자의 회전이 용이하도록 일측 회전방향으로 영구자석의 편심을 유도하는 편심요크편이 구비된 것을 특징으로 하는 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터이다.

일반적으로 최근 통신기술 발달과 함께 대중들에게 가장 널리 보급된 것 중에 하나가 이동통신단말기이다.

이와 같은, 이동통신단말기는 일반 유선전화기와는 달리 공공장소에서도 통 신이 가능하기 때문에 벨(Bell)소리 등과 같은 소리신호 외에 사용자만 알 수 있도록 하는 진동모드와 같은 별도의 착신신호가 필요하다.

진동모드는 편심된 로터를 가지는 진동모터를 통해 이루어진다. 현재 휴대폰에 사용되고 있는 진동모터로는 주로 바 타입(bar type)과 코인 타입(coin type)의 브러시 또는 브러시리스 진동모터가 많이 사용되고 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 종래에 사용되는 진동모터에 대하여 설명한다.

도 11은 제1 종래 기술인 한국특허등록번호 10-0512301에 나타난 진동모터의 분해사시도이다.

제1 종래기술의 진동모터는 상부 방향으로 돌출된 버링부를 형성하고 상기 버링부에 샤프트의 일측이 삽입되어 고정되는 고정플레이트와 상기 고정플레이트의 상부면에 배치되어 소정의 전류가 유입되는 적어도 하나 이상의 코일로 이루어지는 스테이터와 상기 스테이터의 코일과 공극을 형성하여 회전 전자기력을 발생시키는 링 타입의 다극착자 마그네트가 하부에 설치되고 상부에는 편심회전을 일으키는 중량체(count weight)를 반경방향으로 구속되도록 고정 설치하는 요크와, 하향으로 연장되어 내주면에 상기 샤프트의 타측과 미끄럼 운동을 하는 베어링이 압입되고 외주면으로 압입에 의해 요크가 결합되는 베어링홀더를 구비하고 상기 샤프트의 타측 끝단에 회전 가능하게 지지되는 로터와 상기 스테이터와 로터가 보호되도록 감싸면서 상기 고정플레이트와 결합되는 커버와 상기 고정플레이트 또는 커버의 소정 지점에 설치되어 로터의 회전 시 단상 구동방식에 의한 불기동점이 제거되도록 하

는 코킹토크 발생수단을 포함하여 구성되어 있다.

도 12는 제2 종래기술인 한국특허등록번호 10-0828649에 나타난 진동모터의 횡단면도이다.

제2 종래기술의 진동모터는 중앙에 축수부가 구비된 하부케이스와 상기 하부케이스의 축수부에 하단이 삽입 고정되는 지지축과 상기 하부케이스의 상면에 고정되고 콘트롤러 집적회로와 다수의 코일이 연결되는 인쇄회로기판과 상기 지지축과 베어링으로 결합되고 코일과의 상호작용으로 편심 회전하는 로터와 상기 지지축과 하부케이스에 결합되고 상기 코일과 로터를 보호하는 상부케이스와 상기 하부케이스에 고정되어 로터의 회전 불기동점을 제거하는 다수의 코깅플레이트를 포함하며, 상기 인쇄회로기판에는 상기 코일과 코깅플레이트가 삽입 고정되는 삽입홀이 형성되어 있다.

도 13은 제3 종래기술인 한국특허등록번호 10-0853239의 진동모터의 분해사시도이다.

제3 종래기술의 진동모터는 편평형 브러시리스 진동모터에 있어서, 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 동시에 외부로부터의 간섭을 방지하는 케이스와 상기 케이스와의 공간을 형성하고 외형을 이루는 브라켓과 코일과 대면하여 자력을 공급하는 영구자석과 상기 영구자석과 적층되어 자로를 형성하는 회전자 요크와 일측에 배치되어 편심을 발생시키는 고비중 웨이트로 구성되는 회전자와 일단이 브라켓의 버링부에 압입 고정되어 회전자를 회전 지지시키고, 타단이 케이스 내측에 형성된 샤프트 안착부에 안착되어 케이스를 지지하여 회전자의 원활한 회전되게 하는 샤프트와 인쇄회로 기판의 상면에 형성되며, 전자력을 발생시키는 1개 이상의 코일과 홀센서로부터 입력된 신호를 해당 권선 코일에 전류를 공급하는 구동IC와 상기 브라켓의 내측 상면에 위치되어 모터 외부 전원으로부터 모터 외경에서 돌출되어 있는 외부단자로 전원을 인가받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과 상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자로 이루어져 있다.

도 14는 제4 종래기술인 한국실용신안등록번호 20-0456934의 진동모터의 분해사시도이다.

제4 종래기술의 진동모터는 케이스와, 상기 케이스에 수용되어 일측면에 마그넷이 부착되는 편심회전자와, 상기 편심회전자의 마그넷 측에 이격 배치되며 표면에 원주방향으로 이격된 복수의 코일과 회로기판이 형성된 고정자와, 상기 고정자를 수용 지지하고 상기 고정자를 관통하여 상기 편심회전자에 결합되는 회전축을 가지며 상기 케이스와 결합하여 상기 편심회전자와 상기 고정자를 수용하는 브래킷을 포함하는 BLDC 진동모터에 있어서, 상기 브래킷은 띠 모양의 요홈부가 형성된 모재부와, 상기 모재부의 요홈부에 삽입되어 상기 모재부와 일체화된 띠 모양의 클래드부로 이루어져 있다.

도 15는 제5 종래기술인 한국특허등록번호 10-0979720의 진동모터의 분해사시도이다.

제5 종래기술의 진동모터는 하부에 브라켓이 구비되고, 상부에 로터 및 케이스가 순차 적층되는 스테이터에 있어서,상기 브라켓의 상면에 고정되어 상기 로터가 회전되도록 전자기력을 발생하는 적어도 하나의 코일 상기 코일과 중첩되지 않으면서 상기 브라켓의 상면에 직접 고정되는 회로기판 및 상기 브라켓의 저면에 구비되어 상기 코일의 중심과 소정의 각도로 배치되는 코깅토크 절편을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 제1 종래기술 내지 제5 종래기술의 진동모터는 다극착자의 마그네트(또는 영구자석, 이하 '영구자석'이라 한다.)을 사용하고 있으며, 복수의 코일이 한쪽 방향에 치우쳐 있기 때문에 케이스 내의 공간을 적절히 활용하고 있지 못할 뿐만 아니라, 제조원가가 비싸고 구조가 복잡하였다.

무엇보다도, 진동을 위한 구동 IC가 특정 극성을 가진 마그네트 밑에 있어야 회전자의 기동시 회전이 용이할 수 있으나, 제1 종래기술 내지 제5 종래기술의 진동모터는 회전자가 회전을 멈추었을 때 영구자석이 정확하게 편심되어 있지 않아 회전자의 기동시 회전이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 코일과 영구자석에 의해 발생되는 전자기력의 방향이 상하방향으로 이루어져 진동모터 내의 다른 소자에 의해 전자기력의 방향이 영향을 받거나, 진동모터 내의 자성체에 의해 영구자석이 하향방향으로 하중을 받게 되어 영구자석이 정상위치를 벗어나는 경우가 발생하였다.

그 외에도, 영구자석의 크기를 조절하거나, 편심의 효과를 극대화하기 위한 진동자(또는 중량체, 이하 '진동자'라 한다.)의 크기나 위치 설정에 한계가 있어 진동모터의 설계에 많은 제약이 있었다.

한국특허등록번호 10-0512301 (등록일 2005.8.26.) 한국특허등록번호 10-0828649 (등록일 2008.05.02.) 한국특허등록번호 10-0853239 (등록일 2008.08.13.) 한국실용신안등록번호 20-0456934 (등록일 2011.11.21.) 한국특허등록번호 10-0979720 (등록일 2010.08.27.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 진동모터에서 코일과 영구자석에 의해 발생되는 전자기력의 방향이 수평방향으로 인가되어 진동모터 내의 자성체에 의해 영구자석이 받게 되는 하중을 감소시킴으로서 내구성 증가와 진동의 안정성을 향상시킨 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 외부전원의 인가가 차단되면 편심요크에 의해 일측 방향으로 영구자석이 편심되어 정지될 수 있도록 편심요크를 구비하여 외부전원이 인가되면 회전자의 기동이 용이하도록 사점(Dead Point 또는 불기동점, 이하 '사점'이라 한다.)을 제거한 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코일을 한쪽 방향이 아닌 원형(1개) 또는 반원형(2개)으로 대향 방향에 설치되도록 함으로서 전자기력에 의한 진동을 더욱 용이하게 발생시키며, 2극 착자의 영구자석을 사용함으로서 제조원가와 설계공정을 감소시킨 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 편심진동을 높이기 위해 반달형태의 진동자에서 외곽하측면에 하측돌출면을 구비함으로서 편심효과를 극대화시키며, 영구자석 또는 진동자가 샤프트에서 이탈되지 않도록 플레이트를 설치하여 회전자가 회전시에도 샤프트에 안정적으로 지지될 수 있는 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 추가적인 목적은 영구자석의 크기를 감소시켜도 코일과의 전자기력의 발생을 향상시키며, 영구자석이 안정되게 회전할 수 있도록 영구자석의 좌, 우에 요크를 구비하여 영구자석을 지지하는 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터는 상기 목적을 달성하기 위한 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 케이스와 상기 케이스의 내부에 삽입되어 편심을 발생시키는 진동자와 자력을 발생시키는 영구자석을 포함하는 회전자와 상기 케이스와 동시에 외형을 이루는 브라켓과 상기 브라켓 중앙에 결합되어 중심 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 브라켓의 상부에 고정결합되며 외부전원을 연결하는 회로기판과 상기 영구자석과 상호 작용하는 코일을 포함하는 고정자를 포함하여 구성되는 2상 BLDC 진동모터에 있어서,

상기 고정자는 상기 영구자석의 위치를 감지하여 코일의 전원방향을 결정하는 구동 IC와 상기 영구자석과 코일에 의해 발생된 전자기력을 수평방향으로 발산하며, 일측 회전방향으로 영구자석의 편심을 유도하는 편심요크편이 구비된 제1 편심요크와 제2 편심요크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 상기 회전자는 상기 진동자와 결합하는 플레이트와 상기 플레이트 중앙부위에 결합되어 상기 회전자의 진동을 원활하게 하는 메탈베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크에서 단층되게 형성되며, 상기 편심요크편의 일측부에서 타측부까지의 각도인 편심각도는 5~65도 각도를 유지하는 것을 특징으로 하며, 상기 제1 편심요크는 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제1 결합홀을 구비하며 상기 제2 편심요크도 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제2 결합홀을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 구동 IC는 상기 제1 편심요크와 제2 편심요크의 일측 경계면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하며, 진동자는 편심진동을 높이기 위해 상기 샤프트의 중심 회전축을 중심으로 반원 형상을 이루며, 외곽 하측면에 편심중량을 높이기 위한 하측 돌출면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 플레이트는 진동자가 수평회전 운동시 상기 샤프트의 중심 회전축에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 돌출편자를 구비하며, 상기 진동자는 상기 돌출편자가 안착되기 위한 결합 함몰면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 플레이트는 상기 메탈베어링과의 체결력을 높이고, 상기 메탈베어링이 정확한 위치에 안착되기 위한 결합 깊이단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 케이스의 중앙에는 상기 메탈베어링과의 회전마찰을 줄이기 위하여 슬림와샤가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 코일은 원형 형상을 이루는 1개의 코일로 구성되며, 상기 코일의 외경은 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크 내부에 설치되도록 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크의 내경보다 작은 것을 특징으로 한다.

또 다른 본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 코일은 상기 제1 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제1 코일과 상기 제2 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제2 코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 영구자석의 내경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외측면에 구비되며, 상기 영구자석의 외경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내측면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

특히, 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 제1 편심요크는 상기 코일을 하부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제1 결합홀이 상기 제1 편심요크의 하부면에서 연장되어 형성되며,상기 제2 편심요크는 상기 코일을 상부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제2 결합홀이 상기 제2 편심요크의 상부면에서 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 진동모터에서 코일과 영구자석에 의해 발생되는 전자기력의 방향이 수평방향으로 인가되어 진동모터 내의 자성체에 의해 영구자석이 받게 되는 하중이 감소됨으로서 내구성 증가와 진동의 안정성이 향상된다.

또한, 본 발명은 외부전원의 인가가 차단되면 편심요크에 의해 일측 방향으로 영구자석이 편심되어 정지될 수 있도록 편심요크를 구비하여 사점을 제거하였음으로 외부전원이 인가되면 회전자의 기동이 용이하다.

게다가 본 발명은 코일을 한쪽 방향이 아닌 원형(1개) 또는 반원형(2개)으로 대향 방향에 설치되도록 함으로서 전자기력에 의한 진동이 더욱 용이하게 발생시키며, 2극 착자의 영구자석을 사용함으로서 제조원가와 설계공정이 감소된다.

특히, 본 발명은 편심진동을 높이기 위해 반달형태의 진동자에서 외곽하측면에 하측돌출면을 구비함으로서 편심효과가 증대되고, 영구자석 또는 진동자가 샤프트에서 이탈되지 않도록 플레이트를 설치하여 회전자가 회전시에도 샤프트에 안정적으로 지지된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 종단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 전자기력 발생 설명도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크 특성 설명도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 구동 IC 위치 설명도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 고정자의 분해사시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 회전자의 분해사시도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도.
도 11은 제1 종래 기술의 진동모터의 분해사시도.
도 12는 제2 종래기술의 진동모터의 횡단면도.
도 13은 제3 종래기술의 진동모터의 분해사시도.
도 14는 제4 종래기술의 진동모터의 분해사시도.
도 15는 제5 종래기술의 진동모터의 분해사시도.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 도면의 순서에 관계없이 동일한 부품에 대하여는 동일 부호와 동일 용어를 사용될 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 진동모터를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 종단면도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 전자기력 발생 설명도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크 특성 설명도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 구동 IC 위치 설명도이고 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 고정자의 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 회전자의 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도이며 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도이다.

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

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 종단면도로서, 본 발명의 편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터의 각 구성요소를 보여준다.

회로기판(207)을 통해 유입된 전류에 의해 코일(203)에는 일정 전류가 흐르게 된다. 상기 전류는 코일(203)을 여자시키는데, 전류가 흐르는 주위공간에는 플레밍의 전자기 법칙에 의해 자속이 발생되며, 상기 자속은 코일(203)의 외측면에 설치된 영구자석(304)이 발생하는 자속과 쇄교되면서 회전 전자기력이 생성된다.

코일(203)과 영구자석(304)간의 전자기력으로 회전자는 회전을 시작하게 되며, 구동IC(206)에 의해 회전 전자기력이 변화되어 회전자는 계속 회전을 유지하는 것이다.

도2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 분해사시도로서, 본 발명의 진동모터는 크게 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 케이스(100)와

상기 케이스의 내부에 삽입되어 편심을 발생시키는 진동자(303)와 자력을 발생시키는 영구자석(304)을 포함하는 회전자와 상기 케이스와 동시에 외형을 이루는 브라켓(208)과 상기 브라켓 중앙에 결합되어 중심 회전축을 형성하는 샤프트(205)와 상기 브라켓의 상부에 고정결합되며 외부전원을 연결하는 회로기판(207)과 상기 영구자석(304)과 상호 작용하는 코일(203)을 포함하는 고정자를 포함하여 구성된다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 회전자의 분해사시도이다. 본 발명의 회전자는 영구자석(304)과 진동자(303)와 메탈베어링(301)을 포함하여 구성된다.

상기 회전자는 진동자와 결합하는 플레이트(302)와 회전자의 진동을 원활하게 하는 메탈베어링(301)을 포함하며, 도1 또는 도2에 나타난 바와 같이 상기 케이스의 중앙에는 상기 메탈베어링과의 회전마찰을 줄이기 위하여 슬림와샤(101)가 결합되어 있다.

도 10은 플레이트가 결합되지 않은 진동자를 나타내고 있으나, 바람직하게는 진동자의 회전이탈을 방지하기 위하여 플레이트를 진동자 상부에 결합할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 고정자의 분해사시도로서, 브라켓(208)의 상부에 회로기판(207)이 결합되어 있다.

또한 브라켓(208)의 중앙에는 샤프트를 지지하기 위하여 리브 또는 버링부(도면부호 미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.

회로기판의 상부에는 구동 IC(206)가 결합되어 있으며, 회전자의 중심회전축이면서 회전자와 고정자를 지지하기 위하여 샤프트(205)가 설치되어 있다.

연자성체로 이루어진 제1 편심요크(204)와 제2 편심요크(202)가 서로 대향되는 방향으로 구비되어 있으며, 제1 편심요크(204)와 제2 편심요크(202)의 내부에는 코일(203)이 안착되어 있고, 코일(203)과 제1 편심요크(204) 및 제2 편심요크(202)의 이탈을 방지하기 위하여 와셔(201)가 고정자의 상부에서 샤프트와 고정결합된다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크(204, 202)와 코일(203)의 결합도이다.

본 발명에 따른 편심요크(204,202)는 영구자석(304)과 코일(203)에 의해 발생된 전자기력을 수평방향으로 발산하며, 영구자석이 일측 회전방향으로 편심을 유도하는 편심요크편(209, 210)이 구비된 제1 편심요크(204)와 제2 편심요크(202)를 포함한다.

상기 제1 편심요크는 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제1 결합홀을 구비하며, 상기 제2 편심요크도 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제2 결합홀을 구비되어 있다.

특히, 제1 편심요크는 상기 코일을 하부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제1 결합홀이 상기 제1 편심요크의 하부면에서 연장되어 형성되며, 제2 편심요크는 상기 코일을 상부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제2 결합홀이 상기 제2 편심요크의 상부면에서 연장되어 형성되어 있다.

편심요크편은 편심요크의 일측면에서 단층지게 형성되며, 편심요크편에 의해 편심요크의 두께가 상이하게 됨으로서 회전자가 회전하지 않을 때에는 영구자석을 편심되게 하는 것이다.

편심요크의 내부에는 코일이 원형 형상으로 형성되어 있다. 이렇게 내부에 코일이 형성되려면 상기 코일의 외경은 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크 내부에 설치되도록 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크의 내경보다 작아야 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 전자기력 발생 설명도이다.

코일의 전원 인가 방향에 따라 전자기력의 방향이 바뀌며, 코일 전원의 인가방향이 순방향이면 플레밍의 전자기 법칙에 따라 도면에 표시된 바와 같이 좌측이 S극이며, 우측은 N극이 된다. 그러나 역방향이라면 괄호안에 기재된 바와 같이 극성이 반대로 될 것이다.

회전자가 회전하지 않을 때에는 도 4의 하단부에 도시된 바와 같이 편심요크의 편심요크편에 의해 영구자석이 편심되게 된다.

이렇게 영구자석이 구동 IC와 각도편차를 이루어야만 구동 IC가 영구자석의 N극 또는 S극 밑에 있게 되어 확실하게 전원인가를 할 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크 특성 설명도이다.

도 5의 왼편에 나타난 바와 같이 구동 IC가 영구자석의 N극과 S극 사이에 있으면 전원인가 방향을 결정하지 못하고 모터가 회전하지 않으므로 기동불량이 발생하는 사점(Dead Point)이 발생한다.

따라서, 구동 IC가 영구자석 N극 또는 S극 밑에 있어야 확실하게 전원인가를 할 수 있으므로 영구자석이 편심될 수 있도록 편심요크에 편심을 주어야 한다.

편심요크에 편심을 주는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명의 편심요크는 편심요크의 일측면에서 단층지게 형성된 편심요크편을 구비하며, 이렇게 구비된 편심요크편에 의해 편심요크의 두께가 상이하게 됨으로서 회전자의 기동을 위해 영구자석이 편심되는 것이다.

구동 IC가 정상적으로 전원을 인가할 수 있도록 구동 IC와 영구자석이 각도편차를 이루어 편심되어야 하며, 이를 위하여 편심요크에서 단층되게 형성되는 편심각도는 편심요크의 두께에 따라 상이할 수 있으나, 편심에 의한 진동을 고려할 때 5~65도 각도를 유지하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 편심각도는 편심요크에서 단층지게 형성된 편심요크편의 일측부에서 타측부까지의 각도를 의미하는 것으로서, 이러한 각도로 편심요크편을 이루고 있어야 구동IC와 영구자석이 편차를 이루어 회전자의 기동시 사점이 없이 회전이 용이하게 이루어진다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 구동 IC 위치 설명도이다.

도 6에서 보여지는 바와 같이 상기 구동 IC는 상기 제1 편심요크와 제2 편심요크의 일측 경계면 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이렇게 제1 편심요크와 제2 편심요크의 경계면 또는 사이에 위치하면 편심각도가 5~65도 각도를 유지하는 편심요크편에 의하여 영구자석이 일측방향으로 편심하게 된다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 회전자의 분해사시도이다.

도 8에 나타난 바와 같이 플레이트는 진동자가 수평회전 운동시 상기 샤프트의 중심 회전축에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 돌출편자를 구비하며, 상기 진동자는 상기 돌출편자가 안착되기 위한 결합 함몰면을 구비하는 것이 바람직하다.

특히, 진동자는 편심진동을 높이기 위해 상기 샤프트의 중심 회전축을 중심으로 반원 형상을 이루며, 외곽 하측면에 편심중량을 높이기 위한 하측 돌출면을 구비할 수 있다.

또한 플레이트는 상기 메탈베어링과의 체결력을 높이고, 상기 메탈베어링이 정확한 위치에 안착되기 위한 결합 깊이단을 구비하는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도이다.

본 발명의 제1 실시예는 원형 형상의 코일로 구성된 진동모터를 가지고 설명하였으나, 코일은 상기 제1 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제1 코일과 상기 제2 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제2 코일로 구성되어 있어도 동일한 효과를 발생한다.

코일의 위치는 영구자석과의 전자기력 발생을 높이기 위하여 서로 반대방향에 설치되어야 하며, 자력이 수평방향으로 발생하고, 연자성체인 요크와의 배치 등을 고려할 때 제1 코일은 제1 편심요크의 근처거나 바람직하게는 결합되어 장착되어야 하며, 제2 코일은 제2 편심요크의 근처거나 바람직하게는 결합되어 장착되어야 한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 코일의 결합도이다.

도 10에서와 같이 영구자석의 외경은 편심요크의 내경보다 작을 수도 있으며, 영구자석의 내경이 편심요크의 외경보다 클 수도 있다.

이때 편심요크편의 위치가 편심요크의 외측 또는 내측 중 어느 곳에 위치하여도 편심의 각도를 5~65도로 유지한다면 영구자석과 구동 IC가 일정 각도의 편차를 이루어 회전자가 회전하지 않을 때에도 영구자석이 편심을 이루게 된다.

바람직하기로는 영구자석의 내경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외측면에 구비되며, 상기 영구자석의 외경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내측면에 구비한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

100: 케이스 101: 슬림와샤
201: 와셔 204: 제1 편심요크 203: 코일
202: 제2 편심요크 205: 샤프트 206: 구동 IC
207: 회로기판 208: 브라켓 209: 제1 편심요크편
210: 제2 편심요크편
301: 메탈베어링 302: 플레이트 303: 진동자
304: 영구자석 305: 결합깊이단 306: 돌출편자
307: 결합 함몰면 308: 하측돌출면

Claims (13)

1. 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 케이스;와
   상기 케이스의 내부에 삽입되어 편심을 발생시키는 진동자와 자력을 발생시키는 영구자석을 포함하는 회전자;와
   상기 케이스와 동시에 외형을 이루는 브라켓과 상기 브라켓 중앙에 결합되어 중심 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 브라켓의 상부에 고정결합되며 외부전원을 연결하는 회로기판과 상기 영구자석과 상호 작용하는 코일을 포함하는 고정자;를 포함하여 구성되는 2상 BLDC 진동모터에 있어서,
   상기 고정자는 상기 영구자석의 위치를 감지하여 코일의 전원방향을 결정하는 구동 IC;와
   상기 영구자석과 코일에 의해 발생된 전자기력을 수평방향으로 발산하며, 일측 회전방향으로 영구자석의 편심을 유도하는 편심요크편이 구비된 제1 편심요크와 제2 편심요크;를 포함하며
   상기 영구자석의 내경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 외측면에 구비되며,
   상기 영구자석의 외경이 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내경보다 큰 경우에는 상기 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크의 내측면에 구비되는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전자는 상기 진동자와 결합하는 플레이트;와
   상기 플레이트 중앙부위에 결합되어 상기 회전자의 진동을 원활하게 하는 메탈베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 영구자석의 편심을 유도하는 편심요크편은 상기 제1 편심요크 및 제2 편심요크에서 단층되게 형성되며, 상기 편심요크편의 일측부에서 타측부까지의 각도인 편심각도는 5~65도 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 편심요크는 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제1 결합홀을 구비하며,
   상기 제2 편심요크도 상기 샤프트가 통과할 수 있도록 중앙이 관통된 원통형의 제2 결합홀을 구비하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 구동 IC는 상기 제1 편심요크와 제2 편심요크의 일측 경계면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
6. 제 2항에 있어서,
   상기 플레이트는 진동자가 수평회전 운동시 상기 샤프트의 중심 회전축에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 돌출편자를 구비하며,
   상기 진동자는 상기 돌출편자가 안착되기 위한 결합 함몰면을 구비하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 진동자는 편심진동을 높이기 위해 상기 샤프트의 중심 회전축을 중심으로 반원 형상을 이루며, 외곽 하측면에 편심중량을 높이기 위한 하측 돌출면을 구비하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
8. 제 2항 또는 제 6항에 있어서, 상기 플레이트는 상기 메탈베어링과의 체결력을 높이고, 상기 메탈베어링이 정확한 위치에 안착되기 위한 결합 깊이단을 구비하는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 회전자는 회전자의 진동을 원활하게 하는 메탈베어링;을 포함하며,
   상기 케이스의 중앙에는 상기 메탈베어링과의 회전마찰을 줄이기 위하여 슬림와샤가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는
   편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 코일은 원형 형상을 이루는 1개의 코일로 구성되며, 상기 코일의 외경은 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크 내부에 설치되도록 상기 제1 편심요크 및 상기 제2 편심요크의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는
    편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 제1 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제1 코일과 상기 제2 편심요크와 결합되어 전자기력을 발생시키는 제2 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는
    편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터
    
12. 삭제
13. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 편심요크는 상기 코일을 하부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제1 결합홀이 상기 제1 편심요크의 하부면에서 연장되어 형성되며,
    상기 제2 편심요크는 상기 코일을 상부에서 지지할 수 있도록 상기 원통형의 제2 결합홀이 상기 제2 편심요크의 상부면에서 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는
    편심요크를 갖춘 2상 BLDC 진동모터

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