KR20040066632A - 편평형 진동 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 편평형 진동모터는 상, 하측을 보호하기 위한 비금속성의 케이스 및 베이스와, 상기 베이스의 대략 중심부에서 융기 형성되는 부쉬와, 상기 부쉬의 내측에 형성되어 회전하는 회전축, 상기 회전축의 상단에 형성되는 로터, 및 상기 로터에 편심되어 형성되는 중량추와, 상기 로터의 하측에 형성되는 다극의 마그네트와, 상기 베이스의 상측면에 형성되어 외부 전원이 인가되고, 상기 전원에 의해서 전기장이 형성되는 코일이 적어도 형성되는 회로기판과, 상기 회로 기판의 하측에 형성되는 자성체를 재질로 하는 백요크가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해서 진동모터에서 코일과 마그네트 사이의 척력을 효과적으로 해소하고, 로터가 회전축을 빠지지 않는 등 안정적으로 동작될 수 있는 효과가 있다.

또한, 진동모터의 동작이 끝났을 때에, 마그네트가 형성되는 로터와 자성체인 백요크 간의 인력에 의해서 정지 위치가 지정될 수 있기 때문에, 진동 모터의 동작이 안정적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

편평형 진동 모터{Flat-type vibration motor}

본 발명은 진동 모터에 관한 것으로서, 상세하게는, 진동 모터의 안정적인 동작을 위하여 자성체의 백요크가 부설되는 편평형 진동모터에 관한 것이다. 특히, 진동 모터의 구동 시에 로터의 부상을 억제할 수 있고, 전원이 인가되어 로터가 동작될 때 로터의 안정적인 회전 동작을 달성할 수 있도록 하는 편평형 진동 모터에 관한 것이다.

근래들어 이동 단말기 또는 비퍼등의 개인 정보 통신 기기의 사용이 늘어나고 있다. 한편, 개인용 정보 통신 단말기는 사용자가 회의 중이나, 영화 상영 중인 경우와 같이 타인에게 소음을 주지 않아야 될 경우에는, 진동모드를 설정하여 착신을 알리는 것이 일반적이다. 이와 같이 특정의 시기에 진동을 발생함으로써, 사용자에게 착신의 사실을 알리기 위한 기기로서 진동 모터는 널리 사용되고 있다.

진동 모터의 일반적인 구성을 제시하면 다음과 같다.

도 1은 종래 진동 모터의 단면도이고, 도 2는 종래 진동 모터의 평면도이다.

종래 진동 모터는 진동 모터의 하측편 및 상측편을 보호하기 위한 베이스(1) 및 케이스(2)와, 상기 베이스(1)의 대략 중심부에서 원통의 형상으로 융기 형성되는 부쉬(bush)(3)와, 상기 부쉬(3)의 내주에 제공되는 베어링(4)과, 상기 베어링(4)의 윤활작용에 의해서 원활히 회전될 수 있는 회전축(5)과, 회전축(5)의 상단에 형성되는 로터(6)과, 상기 로터(6)의 일측에 편심되어 형성되는 중량추(7)와, 상기 로터(6)의 하측에 형성되는 마그네트(10)와, 상기 베이스(1)의 상측면에 형성되어 외부 전원이 인가되는 회로기판(8)과, 회로기판(8)의 상측면에 더 형성되어 인가된 전원에 의해서 전기장이 발생되도록 하기 위한 코일(9)이 포함된다.

상기된 편평형 진동 모터의 동작을 설명하면, 상기 회로기판(8)을 통해서 공급된 전원에 의해서 코일(9)에 자기장이 발생되고, 발생된 자기장과 마그네트(10)와의 인력 및 척력에 의해서 마그네트(10)가 고정되어 있는 로터(6)가 회전하게 된다.

상술된 브러쉬리시 디씨 모터(BrushLess DC Motor)의 경우에는, 상기 회로기판(8)에 형성되어 로터(6)의 위치를 감지하기 위한 홀센서(Hall Sensor)(81)와, 상기 홀센서(81)에서 감지되는 소정의 신호에 따라 코일(9)로 인가되는 전원의 인가방향으로 조정하기 위한 구동 IC(82)가 더 형성된다. 도 2의 종래 편평형 진동모터의 평면도에서는 이와 같은 홀 센서(81) 및 구동 IC(82)가 나타나 있다.

특히, 도면으로 예시되는 편평형 진동모터는 단상으로 구동되는 진동모터로서, 두 개의 코일이 형성되어 있고, 구동 IC(82)의 제어에 의해서 상기 두개의 코일(9)에 전원이 교번되어 인가된다.

한편, 이와 같은 종래의 편평형 진동모터의 동작 중에는, 로터(6)가 위로 들려지는, 즉 부상하는 힘이 발생되어 진동력을 떨어뜨리게 된다. 또한, 진동 모터의 동작이 멈추어진 경우에 회전축(5)의 길이 방향으로 로터(6)가 움직일 수 있기 때문에, 다음 번의 동작 시에 로터(6)가 안정되게 동작되지 않은 문제가 발생될 수도 있다.

이 뿐만 아니라, 한번의 동작이 끝난 진동모터에서 상기 로터(6)의 위치가 특정되어 있지 못하고 무작위한 방향으로 결정되기 때문에, 코일(9)과 마그네트(10)가 정확히 일렬로 정렬되는 구간과 같이 특정 구간에서는, 전원이 인가되어 발생되는 토크가 양방향으로 균등하게 분배되어 진동모터가 회전하지 못하는 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 진동 모터가 신뢰성있게 동작되도록 할 수 있는 진동모터의 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 진동모터의 동작이 끝났을 때에, 로터의 위치가 항상 동일한 위치에 결정될 수 있도록 하여, 진동모터의 동작이 계속해서 신뢰성있게 이루어질 수 있도록 하는 진동모터의 구조를 제안한다.

도 1은 종래 진동 모터의 단면도.

도 2는 종래 진동 모터의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 편평형 진동모터에서 백요크의 평면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보이는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 21 :베이스 2, 22 : 케이스 3, 23 : 부쉬

4, 24 : 베어링 5, 25 : 회전축 6, 26 : 로터

7, 27 : 중량추 8, 28 : 회로기판 9, 29 : 코일

10, 20 : 마그네트 30 : 백요크 31 : 위치 고정홀

32 : 고정부 33 : 연장부 81 : 홀센서

82 : 구동 IC

본 발명은 상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편평형 진동모터는 상, 하측을 보호하기 위한 비금속성의 케이스 및 베이스와, 상기 베이스의 대략 중심부에서 융기 형성되는 부쉬와, 상기 부쉬의 내측에 형성되어 회전하는 회전축, 상기 회전축의 상단에 형성되는 로터, 및 상기 로터에 편심되어 형성되는 중량추와, 상기 로터의 하측에 형성되는 다극의 마그네트와, 상기 베이스의 상측면에 형성되어 외부 전원이 인가되고, 상기 전원에 의해서 전기장이 형성되는 코일이 적어도 형성되는 회로기판과, 상기 회로 기판의 하측에 형성되는 자성체를 재질로 하는 백요크가 포함되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 의한 본 발명에 다른 편평형 진동모터는 브러쉬리시 타입의 진동 모터에 있어서, 하측에 마그네트가 배설되는 로터와, 상기 로터의 하측에 형성되고 마그네트의 위치를 감지하기 위한 홀 센서 및 구동 신호를 조정하기 위한 구동 IC가 형성되는 회로기판과, 상기 회로 기판의 하측에 형성되어 상기 마그네트의 위치를 가이드하기 위한 자성체의 백 요크가 포함되는 것을 특징으로 한다.

제시되는 바와 같은 구성에 의해서, 진동모터가 안정적이고 신뢰성있게 동작되도록 할 수 있다. 그리고, 계속되는 진동모터의 동작에 있어서 초기 동작에 있어 정지되는 구간없이 진동모터의 안정적인 동작을 이끌어 낼 수 있게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 제안한다.

도 3은 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 진동모터는 진동 모터의 하측편을 보호하기 위한 비자성체의 베이스(21)와, 편평형 진동모터의 상측편을 보호하기 위해서 상측의 덮게로 형성되는 비자성체의 케이스(22)와, 상기 베이스(21)의 대략 중심부에서 원통의 형상으로 융기 형성되는 부쉬(23)와, 상기 부쉬(23)의 내주에 형성되는 베어링(24)과, 상기 베어링(24)의 윤활작용에 의해서 원활히 회전될 수 있는 회전축(25)과, 회전축(25)의 상단에 고정되는 로터(26)와, 상기 로터(26)의 일측에 편심되어 배치되는 중량추(weight)(27)와, 상기 로터(26)의 하측에 형성되는 마그네트(20)와, 상기 베이스(21)의 상측면에 형성되어 외부 전원이 인가되는 회로기판(28)과, 회로기판(28)의 상측면에 더 형성되어 인가된 전원에 의해서 전기장이 발생되도록 하기 위한 코일(29)과, 상기 회로기판(28)의 상측면에 형성되어, 로터(26)의 회전위치 및 회전속도등을 감지하기 위한 홀센서(도 4의 281참조)와, 코일(29)에 인가되는 전원의 인가방향이 조정되기 위한 구동 IC(도 4의 282참조)가포함된다.

특히, 상기 마그네트(20)의 하측에는 철(Fe)로 예시되는 자성체를 재질로 하고, 특정의 형상으로 안착되는 백요크(30)가 더 형성된다. 상세하게, 상기 백요크(30)의 형성위치는 회로기판(28)과 베이스(21)의 사이에 형성되는 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 편평형 진동모터의 평면도이다.

도 4를 참조하면, 백요크(30)의 형상은 상기 부쉬(23)에 삽입되기 위하여 중심부에 개구된 부위가 형성되고, 상기 개구된 부위의 외측으로 세 개의 이격된 구간에서 외측으로 연장 형성되는 날개부가 포함되는 것을 알 수 있다. 상기된 날개부와 마그네트(20)의 상호위치 관계에 의해서 로터(26)의 초기 위치는 결정될 수 있고, 로터(26)의 동작은 신뢰성있게 이루어질 수 있다.

도 3내지는 도 4를 참조하여, 상술된 본 발명의 편평형 진동 모터의 동작을 설명하면, 상기 회로기판(28)을 통해서 공급된 전원에 의해서 코일(29)에 자기장이 발생되고, 발생된 자기장과 마그네트(20)와의 인력 및 척력에 의해서 마그네트(20)가 고정되는 로터(26)가 회전하게 된다. 이 부분에 있어서는 종래와 동일한 작동을 하게 된다.

그리고, 이에 더해서, 진동모터가 회전 중인 때에는, 백요크(30)와, 마그네트(20)사이의 소정 인력에 의해서 로터(26)가 상측으로 변위되는 것을 억제할 수 있다. 상세히는, 회전시 발생되는 로터의 부상력은 마그네트(20)와 자성체의 백요크(30)사이의 인력에 의해서 상쇄되어, 로터(26)가 상승되지 않게 된다.

그리고, 진동모터가 정지 중인 때에는, 백요크(30)와, 마그네트(20)사이의 인력에 의해서 로터(26)가 자유로이 움직이는 것을 억제한다.

또한, 코일(29)과 백요크(30)의 상호 간의 위치 관계에 의해서, 마그네트(20)의 정지위치는 특정의 위치로 제한되고, 특정의 정지위치에 놓이는 로터(26)는 코일(29)에 전원이 인가되는 경우에 지체없이 신속하게 회전을 시작할 수 있다. 상기 로터(26)의 정지위치는 마그네트(20)와 백요크(30)가 정렬되는 위치일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 편평형 진동모터에서 백요크의 평면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에서 백요크는 중심 부분이 개구되어 부쉬(23)가 삽입되는 고정부(32)와, 상기 고정부(32)에서 외주방향으로 연장 형성되는 연장부(33)와, 상기 연장부(33)의 소정 위치에 형성되어 상기 백요크(30)가 베이스(21)의 정위치에 장착되기 위한 위치 고정홀(31)이 포함된다. 그리고, 베이스(21)의 소정 위치에는 상기 위치 고정홀(31)이 삽입될 수 있는 돌기가 형성될 수 있다.

상세하게, 상기 연장부(33)는 고정부(32)의 중심에서 방사상으로 형성되어 상기 마그네트(20)의 외형과 대략 일치하여 로터(26)의 정지 위치가 안정되게 놓이도록 한다. 그리고, 상기 연장부(33)는 적어도 하나 이상만 형성되면, 마그네트(20)와의 인력관계에 의해서 로터(26)가 정위치에 놓일 수 있다.

다만, 마그네트(20)의 착자된 극의 수에 따라 증감되도록 하여 로터(26)가 보다 안정된 위치에 놓일 수 있다.

또한, 상기 연장부(33)가 형성되는 각은 마그네트(20)의 각 극이 형성되는 각보다는 작게 하여 초기 동작시에 백토크(Back Torque)에 의해서 로터(26)가 움직이지 않는 것을 막도록 한다. 바람직하게 제시될 수 있는 상기 연장부(33)의 형성각(도 4의 B참조)은, 마그네트(20)의 착자가 6극으로 극의 각이 60도인 경우에는 연장부(33)가 세개 형성되는 경우로서, 마그네트(20)보다 작은 50°±5°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 위치 고정홀(31)은 하나의 연장부(33)에만 형성되면 백요크(30)의 장착이라는 소정의 목적은 달성할 수 있으나, 보다 편리하게 백요크(30)가 장착되기 위해서는 모든 연장부(33)에는 다 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이 형성되는 코일(29)과 마그네트(20)의 위치 관계에 의해서 코일(29)에 전원이 인가되더라도, 로터(26)가 회전을 시작하지 못하는 특정구간은 발생되지 않게 된다. 그러므로, 백요크(30)와 마그네트(30)의 인력에 의해서 미리 지정되는 특정의 위치, 예를 들면 연장부(33)의 직근 상측에서 로터(26)가 멈추도록 함으로써, 로터(26)의 초기동작이 신뢰성있게 이루어질 수 있다.

상세하게, 마그네트(30)와 코일(29)과의 상호관계에서 백토크의 발생을 줄이기 위한 로터(26)의 정치위치가 정확하게 설정되도록 하기 위해서는, 일차적으로 상기 연장부(33)의 중심이 코일(29)의 중심과 일치하지 않도록 만 하면 된다. 바람직하게는, 상기 연장부(33)의 중심이 코일(29)의 중심과 이루는 각(도 4의 A참조)이 15°±5°가 되도록 한다. 이러한 각은 로터(26)의 올바른 정지 위치의 설정을 위해서 요구되는 각이다.

다만, 상기된 각(A)은 6극을 가지는 마그네트(20)또는 연장부(33)가 3개 형성되는 경우에 적합한 것으로서, 마그네트(20)의 극 수가 늘어나는 경우에는 또 다른 형성 위치가 제안될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보이는 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 마그네트가 4극인 경우에는, 마그네트의 극의 형성각(C)은 90도가 되고, 이 때, 연장부는 두개가 형성되고, 각 연장부의 형성각(D)은 80°±5°가 되도록 한다.

한편, 상기 설명된 진동 모터는 단상의 경우로서, 한 쌍의 코일이 형성되는 것을 예로 들어 설명을 하고 있으나, 3상의 경우에도 동일한 사상의 범위 내에서 형성될 수 자성체의 백요크가 형성될 수도 있다.

본 발명은 진동모터에서 코일과 마그네트 사이의 척력을 효과적으로 해소하고, 로터가 회전축을 빠지지 않는 등 안정적으로 동작될 수 있는 효과가 있다.

또한, 진동모터의 동작이 끝났을 때에, 마그네트가 형성되는 로터와 자성체인 백요크 간의 인력에 의해서 정지 위치가 지정될 수 있기 때문에, 진동 모터의 동작이 안정적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 상, 하측을 보호하기 위한 비금속성의 케이스 및 베이스와,

   상기 베이스의 중심부에서 융기 형성되는 부쉬와,

   상기 부쉬의 내측에 제공되어 회전하는 회전축, 상기 회전축의 상단에 형성되는 로터, 및 상기 로터에 편심되어 제공되는 중량추와,

   상기 로터의 하측에 형성되는 다극의 마그네트와,

   상기 베이스의 상측면에 형성되어 외부 전원이 인가되고, 상기 전원에 의해서 전기장이 형성되는 코일이 적어도 형성되는 회로기판과,

   상기 회로 기판의 하측에 형성되는 자성체를 재질로 하는 백요크가 포함되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터,
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 백요크의 외주는 대략 가운데의 고정부의 일정 부분에서 외측으로 방사상으로 연장되는 연장부를 이루는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 백요크는 상기 부쉬에 삽입되기 위하여 대략 가운데 부분이 개구되는 고정부와,

   상기 고정부에서 외측으로 연장되는 상기 마그네트의 착자극 수의 절반의 개수로 형성되는 연장부가 포함되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 백요크의 외주는 대략 가운데의 고정부에서 외측으로 방사상으로 연장되고, 그 중심부는 상기 코일의 중심과 어긋나는 다수의 연장부를 이루는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 백요크의 외주는 대략 가운데의 고정부에서 외측으로 방사상으로 연장되고 방사상의 폭은 상기 마그네트의 각 착자각의 폭보다 작은 다수의 연장부를 이루는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
6. 브러쉬리스 타입의 진동 모터에 있어서,

   하측에 마그네트가 배설되는 로터와,

   상기 로터의 하측에 제공ㅇ되고 마그네트의 위치를 감지하기 위한 홀 센서 및 구동 신호를 조정하기 위한 구동 IC를 포함하는 회로기판과,

   상기 회로기판에 장착되어 전기장을 형성하는 코일과,

   상기 회로 기판의 하측에 형성되어 상기 마그네트의 위치를 가이드하기 위한 자성체의 백 요크가 포함되는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 백요크의 외주는 방사상으로 연장되는 다수의 연장부가 포함되고, 상기 연장부중 어느 하나의 중심은 상기 코일의 중심과 15°±5°도의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 백요크의 외주는 방사상으로 연장되는 다수의 연장부를 포함하고, 상기 마그네트가 6극인 경우에, 상기 각 연장부는 50°±5°도의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 편평형 진동모터.