KR101416971B1 - 편심요크가 브라켓에 장착된 고정자 및 bldc 진동모터 - Google Patents

편심요크가 브라켓에 장착된 고정자 및 bldc 진동모터 Download PDF

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KR101416971B1
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박태복
최충규
이수웅
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Abstract

본 발명은 휴대폰, 스마트 폰 등의 이동통신 단말에 장착되어 착신 또는 알람으로 사용되는 고정자 및 BLDC 진동모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정자는 중앙부가 돌출되어 좌우 동형을 이루는 적어도 하나 이상의 편심요크와 장착홈을 구비하여 상기 편심요크가 장착되는 브라켓을 포함하며, BLDC 진동모터는 상기 고정자와 로터가 장착되며, 로터는 코일과 상호 작용하여 회전 진동력을 발생시키는 복수 개의 극을 가진 영구자석과 상기 영구자석의 상부에 위치하며, 편심을 발생시키는 편심중량체를 포함한다.

Description

편심요크가 브라켓에 장착된 고정자 및 BLDC 진동모터{A stator including bracket with eccentric york and a BLDC vibration motor}
본 발명은 휴대폰, 스마트 폰 등의 이동통신 단말에 장착되어 착신 또는 알람으로 사용되는 고정자 및 BLDC 진동모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편심요크를 브라켓에 장착시켜 회전 진동력을 향상시킨 고정자 및 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 종래기술인 한국특허등록번호 10-0853239의 진동모터의 분해사시도이다.
제1 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 12는 제2 종래기술인 한국실용신안등록번호 20-0456934의 진동모터의 분해사시도이다.
제2 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 13은 제3 종래기술인 한국특허등록번호 10-0979720의 진동모터의 분해사시도이다.
제3 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 제3 종래기술의 진동모터는 다극 착자의 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 제3 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 10-0853239 (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, 장착홈을 구비하여 편심요크가 장착되는 브라켓을 구비하여 진동 모터에서 편심요크가 차지하는 부피를 최소화함으로써 전체적으로 슬림화가 가능하며, 회로기판의 두께만큼 코일의 두께를 증가시킬 수 있는 고정자 및 BLDC 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 중앙부가 돌출된 편심요크를 구비하여 외부전원을 인가하면 회전자의 기동을 용이하게 하는 고정자 및 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 고정자 및 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동 칩과 복수 개의 코일을 병렬 구조로 연결하여 전류인가로 인한 기동시에 코일에 전류가 동시에 인가되어 진동모터의 기동이 향상된 고정자 및 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 편심요크를 회로기판에 장착함으로써 재료비를 절감시키며, 진동모터의 제조공정을 단순화시킬 수 있는 고정자 및 BLDC 진동모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 BLDC 진동모터의 고정자는 중앙부가 돌출되어 좌우 동형을 이루는 적어도 하나 이상의 편심요크와 장착홈을 구비하여 상기 편심요크가 장착되는 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 돌출된 중앙부는 상기 편심요크의 일측 단부에서 상기 편심요크의 중심부 방향으로 일정거리만큼 인입된 부분에서 돌출되기 시작한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 BLDC 진동모터의 고정자는 브라켓의 상면에 고정되는 PCB 기판과 PCB 기판의 상면에 소정각도로 배치된 적어도 하나 이상의 코일을 더 포함하며, PCB 기판에는 상기 코일에 전류를 인가하기 위한 구동 칩(IC)이 부착되어 있다.
이때 코일의 수가 2k+1(k=0, 1, 2)개의 경우에는 편심요크의 적어도 하나는 정중앙 코일의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하며, 코일의 수가 2k(k=1, 2)개의 경우에는 편심요크는 쌍으로 존재하며, 대칭되는 상기 코일의 하부에서 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 BLDC 진동모터의 고정자는 편심요크가 쌍으로 존재하며, 쌍을 이루는 하나의 편심요크의 일측은 브라켓의 중심부와 가까이 위치하며, 상기 하나의 편심요크의 타측은 브라켓의 중심부와 멀리 위치하며, 쌍을 이루는 다른 하나의 편심요크는 쌍을 이루는 하나의 편심요크와 브라켓의 중심에서 대칭형태로 위치하는 것을 특징으로 한다.
더욱이 본 발명의 BLDC 진동모터의 고정자에서 코일이 복수 개 존재하는 경우에는 구동 칩과 복수 개의 코일은 병렬 구조로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 BLDC 진동모터는 중앙부가 돌출되어 좌우 동형을 이루는 적어도 하나 이상의 편심요크와 장착홈을 구비하여 상기 편심요크가 장착되는 브라켓을 포함하는 고정자와 코일과 상호 작용하여 회전 진동력을 발생시키는 복수 개의 극을 가진 영구자석과 상기 영구자석의 상부에 위치하며, 편심을 발생시키는 편심중량체를 포함하는 로터가 장착된 것을 특징으로 한다.
이때 영구자석은 2극, 4극, 6극 또는 8극 중 어느 하나의 극 수로 착자된 다극 착자인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 장착홈을 구비하여 편심요크가 장착되는 브라켓을 구비하여 진동 모터에서 편심요크가 차지하는 부피를 최소화함으로써 전체적으로 슬림화가 가능하며, 회로기판의 두께만큼 코일의 두께를 증가시킬 수 있다.
본 발명은 편심요크의 돌출된 중앙부에 의해 외부전원이 인가되면 회전자의 기동이 용이하며, 또한 외부전원의 인가가 차단되면 편심요크에 의해 사점이 제거되도록 영구자석이 편심되어 있으므로 외부전원이 인가되면 회전자의 기동이 용이하다.
본 발명은 또한 구동 칩과 복수 개의 코일을 병렬 구조로 연결하여 전류인가로 인한 기동시에 코일에 전류가 동시에 인가되어 진동모터의 기동이 향상된다.
본 발명은 편심요크를 회로기판에 장착함으로써 재료비를 절감시키며, 진동모터의 제조공정이 단순화되어 제조원가와 설계공정이 감소된다.
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 브라켓의 결합도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 브라켓과 코일의 결합도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 코일과 구동 칩 IC의 연결도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 편심요크의 형상도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 회전자 기동 설명도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 브라켓의 결합도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 브라켓과 코일의 결합도.
도 10은 본 발명의 진동모터의 편심요크 좌우각도의 예시도.
도 11은 제1 종래기술의 진동모터의 분해사시도.
도 12는 제2 종래기술의 진동모터의 분해사시도.
도 13은 제3 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 브라켓의 결합도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 브라켓과 코일의 결합도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 코일과 구동 칩 IC의 연결도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 편심요크의 형상도이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 회전자 기동 설명도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 브라켓의 결합도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 브라켓과 코일의 결합도이며 도 10은 본 발명의 진동모터의 편심요크 좌우각도의 예시도이다.
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 BLDC 진동모터의 각 구성요소를 보여준다.
PCB 기판(303)에 부착된 구동 칩(IC)을 통해 유입된 전류에 의해 코일(302)에는 일정 전류가 흐르게 된다. 상기 전류는 코일(302)을 여자시키는데, 전류가 흐르는 주위공간에는 플레밍의 전자기 법칙에 의해 자속이 발생되며, 상기 자속은 코일(302)의 외측면에 설치된 영구자석(203)이 발생하는 자속과 쇄교되면서 회전 전자기력이 생성된다.
코일(302)과 영구자석(203)간의 전자기력으로 회전자는 회전을 시작하게 되며, 구동 칩에 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 내부 일측에 삽입되어 회전하는 로터(200)와 로터(200) 하부에서 로터가 회전하도록 전류가 인가되는 고정자(300)으로 구분된다.
로터(200)는 편심을 발생시키는 편심중량체(201)와 자력을 발생시키는 영구자석(203)과 이를 감싸고 있는 플레이트(202)와 메탈 베어링을 포함하여 구성된다.
고정자(300)는 와셔(301)와 적어도 하나 이상의 코일(302)과 외형을 이루는 브라켓(3068)과 상기 브라켓 중앙에 결합되어 중심 회전축을 형성하는 샤프트(304)와 상기 브라켓의 상부에 고정결합되며 외부전원을 연결하는 PCB 기판(303)과 편심을 일으키는 편심요크(305)로 구성된다.
케이스(100)과 브라켓(306)은 전체적으로 진동모터의 외형을 이루게 되며, PCB 기판(303)이 외부로 돌출된다.
케이스(100)과 로터(200) 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이 슬림 와샤(101)가 부착되어 케이스(100)와 로터(200)를 고정시킬 수 있다. 또한, 슬림와샤(101)는 메탈베어링과의 회전마찰을 줄여준다.
로터(200)의 편심 중량체(201)는 영구자석(203)의 상부에 설치되며 로터의 일측 편에 편심을 주어 진동모터가 진동을 줄 수 있도록 일측 편에만 부착된다.
로터의 영구자석(203)은 코일과 상호 작용을 통해 회전기동력을 발생시키며, 다극 착자를 가진 것으로, 상호 쌍을 이루어 자력선을 발생시키도록 2극, 4극, 6극 또는 8극 중 어느 하나의 극 수를 갖는 것이 바람직하다.
특히, 편심중량체(201)는 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.
브라켓의 상면에는 PCB 기판이 고정되어 있으며, PCB 기판의 상면에 배치된 하나 이상의 코일이 설치된다. 만일 코일이 복수로 있는 경우에는 코일은 소정각도로 배치된다.
예를 들어, 코일이 홀수 개 있는 경우에는 정중앙의 코일을 중심으로 나머지 쌍을 이루는 코일이 대칭되게 구성되며, 코일이 복수 개 있을 경우에는 브라켓의 리브 축을 중심으로 쌍을 이루는 코일이 대칭되도록 구성된다.
PCB 기판에는 코일에 전류를 인가하기 위한 구동 칩(IC)이 부착되어 있다.
도 3 (a), (b)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 브라켓의 결합도이다.
브라켓의 중앙에는 샤프트가 장착되어 진동모터 전체를 지지할 수 있도록 리브가 형성되어 있으며, 브라켓에는 편심요크가 장착될 수 있는 장착홈이 구비되어 있다.
장착홈은 편심요크의 수와 동일하며, 편심요크는 적어도 하나 이상이므로 장착홈도 적어도 하나 이상이다. 도 3에서는 편심요크가 2 개인 것을 예시하였으며, 이러한 편심요크의 수는 하나에서부터 5개까지가 바람직하다.
편심요크는 두께가 적어도 브라켓의 두께와 같거나 적기 때문에 도 3(b)에서와 같이 브라켓에 장착되면 브라켓과 동일 평면 또는 브라켓의 상부면보다 낮게 된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 브라켓(306)과 코일(302)이 결합된 고정자이다. 외부 케이스를 이루는 브라켓(306)과 편심요크(305)가 PCB 기판(303)의 하부에 위치하며, PCB 기판의 상부에는 코일(302)과 구동 칩(IC)(303-1)이 부착된다.
브라켓의 리브에는 샤프트(034)가 설치되어 고정자의 PCB 기판(303)과 로터의 편심중량체(201), 플레이트(202), 영구자석(203)이 고정될 수 있도록 하여주며, 와셔는 메탈베어링(204)와의 마찰을 없애준다.
편심요크(305) 가 PCB 기판(303)의 하부에 위치하며, 브라켓과 적어도 동일 평면을 이루기 때문에 진동모터에서 편심요크가 차지하는 부피가 그만큼 감소되어 코일 또는 자석의 크기를 더욱 크게 할 수 있다.
코일 또는 자석의 크기가 커지게 되면 그만큼 진동모터의 회전 진동력이 커지게 되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 코일과 구동 칩 IC의 연결도이다.
통상적으로 복수 개의 코일과 구동 칩(IC)는 직렬로 구성되나, 이렇게 직렬로 구성될 경우에는 먼저 전하가 입력되는 코일부터 전기가 인가되어 코일마다 전기를 인가하는 시간에 차이가 있게 된다. 즉, 코일과 구동 칩이 직렬로 연결될 경우에는 비록 이러한 시간 차이가 거의 없다고 하더라도 코일마다 전기의 구동이 다르게 되어 회전 기동에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
본 발명에서는 복수 개의 코일과 구동 칩(IC)를 병렬로 구성하였으며, 이렇게 병렬로 구성하게 되면 구동 칩으로부터 전류를 코일에 인가하는 시간이 동일하게 되어 전류를 인가하였을 때 회전 기동이 훨씬 향상된다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터 편심요크의 형상도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 편심요크(305)는 편심요크의 외측부(305-1), 편심요크의 측면부(305-2), 편심요크의 내측부(305-3), 편심요크의 절곡부(305-4), 편심요크 돌출부의 측면부(305-5) 및 편심요크 돌출부의 내측 단면부(305-6)을 갖는다.
편심요크의 외측부, 내측부, 측면부, 내측 단면부는 유선형으로 표시되어 있으나 직선형태여도 무방하다.
다만, 편심요크는 중앙부가 돌출되어 좌우 동형을 이루며, 편심요크의 일측 단부에서 편심요크의 중심부 방향으로 일정거리만큼 인입된 부분에서 돌출되기 시작하여 절곡부를 형성하여 전체적인 형상이 망치 또는 영문자 T와 유사한 모양을 이루게 된다.
이렇게 중앙부가 돌출된 형태를 이루게 되면, 전류를 인가할 때 돌출된 중앙부분으로 인하여 전류를 인가하였을 때 회전자의 회전 기동이 좋아지게 되며, 편심요크로 인한 코킹토크의 세기가 강화된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동모터의 회전자 기동의 설명도로서, 코킹토크의 동작을 보여준다.
전류를 인가하지 않은 상태에서 영구자석은 편심요크는 N극과 S극이 접하는 부분의 중앙에 위치하게 되며, 이때 영구자석은 일정 각도로 회전되어 위치하게 된다.
이는 영구자석이 구동 칩과 일정 각도편차를 이루여야만 구동 칩이 영구자석의 N극 또는 S극 밑에 있게 되어 확실하게 전류를 인가할 수 있게 되기 때문이다. 만일 구동 칩이 영구자석의 N극과 S극 사이에 있으면 전원인가 방향을 결정하지 못하고 모터가 회전하지 않으므로 기동불량이 발생하는 사점(Dead Point)이 발생한다.
코일에 전류를 인가하면 코일 전원의 인가방향에 따라 플레밍의 전자기 법칙에 따라 영구자석에 회전 기동력이 발생하게 되어 편심요크는 S극 또는 N극의 하부에 위치하게 된다.
본 발명의 편심요크는 중앙부가 돌출되어 있기 때문에 진동모터의 외측보다 내측의 편심요크가 더 좁은 면적을 가지고 있으며, 이러한 좁은 면적으로 인하여 더 빨리 회전 기동이 일어나게 되는 것이다.
만일, 코일의 수가 2k(k=1, 2)개의 경우에는 편심요크는 쌍으로 존재하여야 하며, 대칭되는 코일의 하부에 대칭되게 편심요크가 위치하도록 코일과 영구자석이 설치된다.
편심요크가 쌍으로 존재하는 경우에 쌍을 이루는 하나의 편심요크의 일측과 다른 편심요크이 일측이 브라켓의 중심부인 리브에서 동일 거리에 위치할 수도 있다.
바람직하게는 편심요크로 인한 회전 기동이 더 좋아질 수 있도록 쌍을 이루는 하나의 편심요크의 일측은 브라켓의 중심부와 가까이 위치하며, 상기 하나의 편심요크의 타측은 브라켓의 중심부와 멀리 위치하며, 쌍을 이루는 다른 하나의 편심요크는 쌍을 이루는 하나의 편심요크와 브라켓의 중심에서 대칭형태로 위치하여 바람개비 형태와 같이 위치하면 회전기동이 좋아진다.
도 6 및 도 7에서는 편심요크가 쌍으로 복수 개 존재하는 예를 들었으나, 도 8 및 도 9는 하나의 편심요크로도 회전 기동을 빨리 할 수 있음을 보여 준다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 편심요크와 브라켓의 결합도로서 편심요크가 홀수 개인 것을 보여 준다.
만일 편심요크가 홀수 개인 경우에는 코일의 수도 홀수 개 존재하여야 하여야 하며, 편심요크의 수는 코일의 수보다 적거나 동일 개수로 구성된다.
코일이 한 개인 경우에는 편심요크는 한 개가 존재하며 코일의 하부에 위치하도록 설치된다. 코일이 3개 또는 5개, 즉 2k+1(k=1, 2)개의 경우에 코일은 정중앙의 코일을 중심으로 나머지 쌍을 이루는 코일이 소정 각도로 펼쳐지게 된다.
이때 편심요크가 한 개라면 편심요크는 정중앙의 코일 하부에 존재하게 되며, 편심요크가 3개 또는 5개라면 하나의 편심요크는 정중앙의 코일 하부에 존재하게 되며, 나머지 편심요크는 브라켓의 리브를 중심으로 서로 대칭되는 코일의 하부에 위치한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동모터의 브라켓과 코일의 결합도이며, 코일의 개수가 하나인 경우에는 편심요크도 하나만 존재하며 코일의 하부에 위치하게 된다.
코일의 개수가 홀수 개 존재하는 경우에도 편심요크는 하나, 또는 코일의 개수보다 적거나 같은 개수로 홀수 개 존재하며, 적어도 하나의 편심요크는 정중앙 코일의 하부에 위치하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르는 편심요크는 연자성체로 만들어지는 것이 바람직하며, 편심에 의한 진동을 고려할 때 구동 칩과 편심요크의 각도는 5~65도 각도를 유지하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 편심요크의 각도 또는 편심요크의 좌우각도는 편심요크의 일측부에서 타측부까지의 각도를 의미하는 것으로서, 이러한 각도로 편심요크편을 이루고 있어야 구동IC와 영구자석이 편차를 이루어 회전자의 기동시 사점이 없이 회전이 용이하게 이루어진다.
특히, 편심요크의 좌우 각도는 자석 극수의 각도의 2/3을 유지할 때 회전자의 기동시 사점이 없이 회전이 가장 용이하게 이루어지는 것으로 나타났다.
예를 들면, 도 10(a)에 도시된 바와 같이 자석 극수가 4개인 경우에는 자석 극수의 각도는 360도를 4개의 자석으로 나눈 것과 같이 되어 자석극수는 90도이며, 이때 편심요크의 좌우각도는 90 * 2/3 = 60 도일 때 기동시 사점이 없이 회전이 가장 용이하게 이루어진다.
또한, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 자석 극수가 6개인 경우에는 자석 극수의 각도는 360도를 6개의 자석으로 나눈 것과 같이 되어 자석극수는 60도이며, 이때 편심요크의 좌우각도는 60 * 2/3 = 40 도일 때 기동시 사점이 없이 회전이 가장 용이하게 이루어진다.
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
200 : 로터 어셈블리
201: 중량체 202: 플레이트 203: 자석
204: 메탈베어링
300: 고정자 어셈블리
301: 와셔 302: 코일 303: PCB 어셈블리
303-1: 구동 칩(IC)
304: 샤프트 305: 편심요크 306: 브라켓
305-1: 편심요크의 외측부 305-2: 편심요크의 측면부
305-3: 편심요크의 내측부 305-4: 편심요크의 절곡부
305-5: 편심요크 돌출부의 측면부
305-6: 편심요크 돌출부의 내측 단면부

Claims (8)

  1. 중앙부가 돌출되어 좌우 동형을 이루는 적어도 하나 이상의 편심요크;와
    장착홈을 구비하여 상기 편심요크가 장착되는 브라켓;을 포함하며
    상기 돌출된 중앙부는 상기 편심요크의 일측 단부에서 상기 편심요크의 중심부 방향으로 일정거리만큼 인입된 부분에서 돌출되기 시작한 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터의 고정자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편심요크가 쌍으로 존재하며,
    쌍을 이루는 하나의 편심요크의 일측은 브라켓의 중심부와 가까이 위치하며,
    상기 하나의 편심요크의 타측은 브라켓의 중심부와 멀리 위치하며,
    쌍을 이루는 다른 하나의 편심요크는 쌍을 이루는 하나의 편심요크와 브라켓의 중심에서 대칭형태로 위치하는 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터의 고정자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 편심요크의 좌우 각도는 자석 극수의 각도의 2/3을 유지하는 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터 고정자.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 브라켓의 상면에 고정되는 PCB 기판과,
    상기 PCB 기판의 상면에 소정각도로 배치된 적어도 하나 이상의 코일을 더 포함하며,
    상기 PCB 기판에는 상기 코일에 전류를 인가하기 위한 구동 칩(IC)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터의 고정자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 코일이 복수 개 존재하는 경우에는
    상기 구동 칩과 상기 복수 개의 코일은 병렬 구조로 연결된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터의 고정자.
  7. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항의 고정자를 포함하는 BLDC 진동모터에 있어서,
    코일과 상호 작용하여 회전 진동력을 발생시키는 복수 개의 극을 가진 영구자석과 상기 영구자석의 상부에 위치하며, 편심을 발생시키는 편심중량체를 포함하는 로터가 장착된 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 영구자석은 2극, 4극, 6극 또는 8극 중 어느 하나의 극 수를 갖는 것을 특징으로 하는 BLDC 진동모터.
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KR101586355B1 (ko) * 2015-04-01 2016-01-19 주식회사 영진하이텍 자기적인 폐회로 구성을 통해 빠른 멈춤 기능을 갖는 bldc 진동모터 및 그 고정자
KR20190121470A (ko) 2018-04-18 2019-10-28 주식회사 오리엔텍 로터를 사용하는 진동모터 및 그 제조방법

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