KR20080075617A - 편평형 브러시리스 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편평형 브러시리스 진동모터에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 모터의 외형을 이루는 케이스와 브라켓은 외력으로부터 모터 내부를 보호하도록 하고, 브라켓의 내측에 구비되어 있는 인쇄기판의 상면에는 권선코일과 구동 IC를 소정의 위치에 배치시켜 구동 IC로 회전자의 위치를 검출하여 코일에 적절한 전류를 공급하도록 하며, 인쇄기판의 하면에는 저면부를 형성하여 자성체인 정지요크를 수용하도록 함으로써, 모터 구동시에 보다 원활한 구동이 가능하도록 회전자의 정지 위치를 제한하되 정지요크의 삽입으로 인한 모터 두께의 손실을 최소화하도록 이루어져 있고, 회전자를 구성하는데 있어 자력을 공급하는 영구자석을 코일과 대면되게 배치하고 상기 영구자석을 포함하도록 회전자 요크의 외주면에 밴딩부를 형성하여 영구자석의 측면으로 누설되는 자속을 차단하고 코일에 자속을 집중시킴으로써, 모터의 특성 편차를 줄여 제품을 안정화시키며, 회전자 요크의 축 중심에 관통홀을 형성하여 회전자 일측에 배치되어 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와 샤프트에 회전 지지하기 위한 메탈베어링을 사출수지로 일체로 보강하도록 이루어져 외력으로부터의 충격 등에 의한 내구성을 향상시켜 전반적인 제품의 신뢰도를 극대화시킬 수 있는 편평형 브러시리스 진동모터에 관한 것이다.

상기 본 발명인 편평형 브러시리스 진동모터는 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 동시에 외부로부터의 간섭을 방지하는 케이스와; 상기 케이스와의 공간을 형성하고 외형을 이루는 브라켓과; 코일과 대면하여 자력을 공급하는 영구자석 과; 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 인가 받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과; 상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

브러시리스 진동모터, 구동 IC, 메탈베어링, 사출수지, 와셔, 정지요크, 샤프트, 영구자석, 회전자, 고정자, 고비중 웨이트, 모터 두께 손실 최소화, 내구성 향상, 제품 안정화.

Description

편평형 브러시리스 진동모터{plate type BLDC vibration motor}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동모터의 분해사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동모터의 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 상부면과 하부면의 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자의 사시도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄기판과 정지요크의 상부면과 하부면의 사시도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 분해사시도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 요크와 고비중 웨이트의 사시도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 어레이 상태의 정지요크와 인쇄기판을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 케이스 2 : 고비중 웨이트

3 : 회전자 요크 4 : 사출수지

5 : 메탈베어링 6 : 마찰저감부재

7 : 영구자석 8 : 코일(권선코일)

9 : 인쇄기판 10 : 샤프트

11 : 와셔 12 : 구동IC

13 : 정지요크 14 : 브라켓

20 : 회전자 30 : 고정자

9-1: 인쇄기판 저면부 13-1: 정지요크 돌극부

13-2: 정지요크 연결부 15: 어레이 상태의 정지요크(어레이 프레임)

15-1: 위치 결정홈 16: 어레이 상태의 인쇄기판(어레이 프레임)

16-1: 위치 결정홈 10-1: 샤프트 안착부

17: 단자 받침부 17-1: 외부단자

3-1: 회전자 요크 밴딩부 3-2: 관통 홀

3-3: 회전자 요크 절개부 2-1: 고비중 웨이트 돌출부

2-2: 고비중 웨이트 저면부 10-2: 버링부

본 발명은 편평형 브러시리스 진동모터에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 모터의 외형을 이루는 케이스와 브라켓은 외력으로부터 모터 내부를 보호하도록 하고, 브라켓의 내측에 구비되어 있는 인쇄기판의 상면에는 권선코일과 구동 IC 를 소정의 위치에 배치시켜 구동 IC로 회전자의 위치를 검출하여 코일에 적절한 전류를 공급하도록 하며, 인쇄기판의 하면에는 저면부를 형성하여 자성체인 정지요크를 수용하도록 함으로써, 모터 구동시에 보다 원활한 구동이 가능하도록 회전자의 정지 위치를 제한하되 정지요크의 삽입으로 인한 모터 두께의 손실을 최소화하도록 이루어져 있고, 회전자를 구성하는데 있어 자력을 공급하는 영구자석을 코일과 대면되게 배치하고 상기 영구자석을 포함하도록 회전자 요크의 외주면에 밴딩부를 형성하여 영구자석의 측면으로 누설되는 자속을 차단하고 코일에 자속을 집중시킴으로써, 모터의 특성 편차를 줄여 제품을 안정화시키며, 회전자 요크의 축 중심에 관통홀을 형성하여 회전자 일측에 배치되어 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와 샤프트에 회전 지지하기 위한 메탈베어링을 사출수지로 일체로 보강하도록 이루어져 외력으로부터의 충격 등에 의한 내구성을 향상시켜 전반적인 제품의 신뢰도를 극대화시킬 수 있는 편평형 브러시리스 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로, 통신기기 등에서 사용되고 있는 무음 착신장치는 편심을 갖는 회전자의 회전에 의해 진동을 발생시키는 진동모터로 크게 긴 원통형인 실린더 (Bar) 타입 진동모터와 편평형인 코인(Coin) 타입 진동모터가 있고, 또는 권선코일에 전원을 공급하는 브러시의 유무에 따라 브러시 타입 진동모터와 브러시리스 타입 진동모터로 분류된다.

이에, 상기 진동모터의 필수 구성요소인 영구자석의 위치를 센싱하기 위한 홀센서와 홀센서 신호에 따라 권선코일에 전류를 공급하는 구동IC가 고가이어서 현재 통신기기 등에 적용되는 예가 적으나, 점차적으로 고기능을 요하는 진동모터의 수요가 증가하게 되고, 고가인 통신기기에 장착되는 진동모터의 신뢰도를 극대화할 필요성이 제기되고 있는 실정이다.

종래의 편평형 브러시 진동모터는 브라켓 내측에 마련되어 있는 플렉시블 기판(Flexible PCB)의 외측 단자로부터 외부 전원이 인가되고 외부 단자와 도체로 연결되어 있는 내측단자에 납땜 고정되어 있는 한 쌍의 브러시를 통해 회전자의 인쇄회로기판 하면에 구비되어 있는 정류자와 직접 접촉하여 전자력을 발생시키는 권선코일에 전류를 통전하고 있는 것으로, 이는 브러시와 정류자가 직접 접촉하여 회전함으로 브러시와 정류자의 접촉면 마모가 불가피할 뿐만 아니라 브러시의 형상 및 정류자 표면 상태에 따라 브러시와 정류자의 접촉면 마모를 가속화시킴으로써 수명(Life Cycle)등의 내구성 시험에서 고장의 직접적인 원인으로 제공되고 있으며, 회전자의 정류자 편간에 이물질이 발생되는 경우 양극과 음극의 쇼트가 발생되게 되고 이때 서지 전류의 유입에 의해 통신기기 및 브러시 진동모터의 소손이 발생되며, 브러시 텐션에 따라 정류자와의 마찰력 증가로 인해 기동전압을 상승시키는 문제점들이 발생되게 된다.

또한, 편평형 브러시 진동모터에서 브러시와 정류자의 마모를 줄이기 위해 인쇄회로기판 상에 인쇄저항이나 커패시터(Capacitor)를 삽입하여 수명(Life Cycle)등의 내구성을 높이고 있으나, 상기 브러시와 정류자의 마모를 저감하는데 한계가 있고, 제조공정에 있어서도 브러시를 납땜 고정하는데 어려움이 있으며, 브러시 높이에 따라 진동모터의 특성 편차가 발생됨으로 인해 브러시 높이의 정밀관리가 필요하게 되고, 공정 중에 작업자의 미숙으로 인해 브러시 형상이 변경되는 불량이 발생되는 등의 여러 문제가 있다.

한편, 상기의 브러시 진동모터의 구조적인 문제점들을 해결하기 위하여 편평형 브러시리스 진동모터가 제시되었으나, 회전자의 기동사점을 해결하기 위하여 대칭 형상의 돌기를 갖는 자성체를 브라켓 내측에 적층하거나 인쇄기판 상면에 자성체를 부착하는 것이 필요로 하여 두께를 축소하는데 한계가 있고, 회전자를 구성하는데 있어서도 회전자요크와 고비중 웨이트 내지 영구자석을 용접 또는 사출수지로 일부 일체 성형하는 방법으로 고정하고 있으나 제조공정의 간소화에 어려움이 있고 내충격 등에 의한 제품의 안정성을 높이는데 어려움이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 종래에 실시하고 있는 진동모터는 휴대폰 단말기를 소형화 및 경량화를 이루는데 어느 정도 한계가 있어 전체적인 생산성 및 경제성이 저하되는 동시에 휴대폰 단말기와 같은 통신기기의 가치를 최대화하지 못하고, 사용상의 신뢰도 및 만족도가 극소화되는 문제점들이 있다.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 모터의 외형을 이루는 케이스와 브라켓은 외력으로부터 모터 내부를 보호하도록 하고, 브라켓의 내측에 구비되어 있는 인쇄기판의 상면에는 권선코일과 구동 IC를 소정의 위치에 배치시켜 구동 IC로 회전자의 위치를 검출하여 코일에 적절한 전류를 공급하도록 하는 편평형 브러시리스 진동모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 브라켓의 내측에 회전자의 시동 위치를 제한하여 기 동 편차를 개선하기 위한 정지요크를 포함하되 인쇄기판 하면에 저면부를 형성하고 정지요크를 수용함으로써, 회전자 영구자석과의 흡인력에 의한 정지요크의 일탈을 방지하는 동시에 정지요크 삽입에 의한 모터 조립두께의 손실이 없어 슬림화 추세에 있는 휴대 단말기기 채용에 용이하도록 이루어진 편평형 브러시리스 진동모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정자 조립에 있어 정지요크와 인쇄기판을 1개 이상의 어레이로 형성하고 어레이 상태로 고정자 조립을 실행함으로써, 개별 부품을 조립하는 것에 비해 생산성을 향상시킬 수 있고, 조립 시 발생될 수 있는 공정 편차를 최소화할 수 있도록 이루어진 편평형 브러시리스 진동모터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전자를 구성하는데 있어 사출수지로 회전자 요크와 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와 메탈베어링을 견고하게 외주부까지 보강하고 회전자 요크의 외측면부에 밴딩부를 형성하여 영구자석을 포함하도록 구성함으로써, 외측면부로 누설되는 자속을 방지하고 코일에 자속을 집중시켜 회전 속도 등의 모터 특성편차를 줄이는 동시에 전체적인 제조공정의 간소화 및 외력으로부터 내구성을 향상시켜 제품의 신뢰도를 극대화시키는 편평형 브러시리스 진동모터를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편평형 브러 시리스 진동모터는 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 인가 받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과; 상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 인쇄기판의 하면 또는 상기 브라켓의 내면의 적어도 어느 하나에는 상기 정지요크와 중첩되는 일면에 저면부를 형성하여 정지요크의 적어도 일부가 수용되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 정지요크는 적어도 1개 이상의 돌극부와 돌극부 사이를 연결하는 연결부로 이루어지되 연결부의 일측이 절개되어 비대칭 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 정지요크와 인쇄기판은 1개 이상의 어레이로 형성되어 어레이 상태로 조립되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동모터는 내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 동시에 외부로부터의 간섭을 방지하는 케이스와; 상기 케이스와의 공간을 형성하고 외형을 이루는 브라켓과; 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 인가 받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과; 상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자와; 코일과 대면하여 자력을 공급하는 영구자석과; 상기 영구자석의 상면에 위치하고 축 중심에는 관통홀을 갖는 동시에 외측면부가 상기 영구자석을 포함하도록 굽어진 밴딩부를 갖는 회전자 요크와; 상기 회전자 요크의 일측에 위치하여 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와; 상기 회전자 요크의 중심에 위치하여 샤프트에 지지 회전하는 메탈베어링과; 회전자의 외형을 이루며 상기 회전자 요크의 관통홀을 통해 상기 회전자 요크와, 상기 고비중 웨이트와, 상기 메탈베어링을 보강하는 사출수지; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 사출수지는 상기 회전자 요크의 밴딩부와, 영 구자석의 측면부 사이에 유입되어 소정의 거리만큼 이격시킴으로써 상기 회전자 요크의 밴딩부로 누설되는 자속을 저감시키는 동시에 상기 영구자석을 보강하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 회전자 요크는 외측면의 일부가 절개된 절개부를 구비하고, 상기 고비중 웨이트는 상기 회전자 요크에 안착되는 고비중 웨이트 저면부와 상기 회전자 요크 절개부로 진출하는 고비중 웨이트 돌출부로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 메탈베어링의 일단은 상기 회전자의 하면보다 돌출되도록 이루어져 상기 메탈베어링의 일단과 상기 브라켓의 버링부 사이에 개재된 와셔에 접촉 지지되도록 이루어지며, 오일이 함유되어 있어 샤프트와 접촉 마찰력을 감소시켜 소음과 마모를 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

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, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 편평형 브러시리스 진동모터를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동모터의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편평형 브러시리스 진동모터의 단면도 이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 상부면과 하부면의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정자의 사시도이다. 또한 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄기판과 정지요크의 상부면과 하부면의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전자 요크와 고비중 웨이트의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 어레이 상태의 정지요크와 인쇄기판을 나타낸 도면이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 대해 바람직한 일실시예를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 편평형 브러시리스 진동모터의 기술적 수단들의 기능을 일실시예와 관계시켜 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 편평형 브러시리스 진동모터는 크게 회전자(20), 고정자(30) 및 케이스(1)로 구성되어 이루어진다.

상기 케이스(1)는 편평형 브러시리스 진동모터에서 외형을 형성하는 동시에 외부로 부터의 간섭을 방지하는 역할을 수행하는 것으로 회전자(20)의 영구자석(7)과 고정자(30)의 정지요크(13)간의 자력 또는 케이스 외부로의 허용 누설 자속에 따라 비자성체, 연자성체, 자성체의 재질을 선정할 수 있다.

상세하게 설명하면, 회전자의 영구자석(7)과 고정자의 정지요크(13) 간에 발생하는 흡인력이 과도할 경우, 상기 케이스(1)의 재질을 연자성체 또는 자성체의 재질을 선정하여 회전자 영구자석과 고정자 정지요크 사이에서 발생되는 흡인력의 일부를 상쇄시키는 것이 가능하고, 케이스 외부로 소정의 누설자속이 허용되는 경 우 비자성체의 재질을 선정하는 것도 가능하다.

상기 케이스(1)의 중심에는 고정자(30)에 고정되는 샤프트(10)의 일단이 안착될 수 있도록 홈 또는 홀과 같이 형성된 샤프트 안착부(10-1)가 구비되어 있고, 상기 회전자(20)의 회전시 소음을 방지하고 원활한 회전을 위한 폴리에틸렌 수지와 같은 부재가 회전자의 상면과 대면하여 접착 고정되거나 와셔와 같은 부재를 삽입하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 케이스(1)를 고정자(30)의 브라켓(14)과 조립 고정시키기 위해서, 상기 케이스(1)의 끝단부와 브라켓(14)의 끝단부와의 억지끼움 상태에서 용접 또는 코킹(Caulking) 작업에 의해 조립 고정시킬 뿐만 아니라 상기 케이스(1)의 끝단부에서 돌출하는 귀부를 형성시켜 브라켓(14)에 접힘 고정되도록 이루어질 수 있는 것이다.

상기의 고정자(30)는 브라켓(14), 샤프트(10), 인쇄기판(9), 정지요크(13), 권선코일(8) 및 구동IC(12) 등으로 이루어져 회전자(20)를 지지하게 되고, 외부 단자(17-1)로부터 전원을 공급받아 회전자(20)의 영구자석(7) 위치에 따라 권선코일(8)에 전류를 통전하도록 하여 원활한 회전이 가능하도록 이루어지는 것이다.

그리고, 상기의 브라켓(14)은 회전자(20)의 원활한 회전이 가능하도록 케이스(1)와의 공간을 형성하고 외형을 이루며, 모터 외경보다 돌출되는 귀부를 형성하여 외부 단자(17-1)와 결선하는데 용이하도록 단자 받침부(17)를 형성시켜 이루어진다.

이때, 상기 브라켓(14)의 중심에는 버링부(10-2)를 형성하여 회전자(20)와 접촉 지지하는 샤프트(10)의 일단이 압입 고정되도록 이루고, 브라켓(14)의 재질은 비자성체 또는 연자성체를 필요에 따라 선택적으로 채택하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 사출수지로 성형하여 형성하는 것도 가능하다.

상기 샤프트(10)는 일단이 브라켓(14)의 버링부(10-2)에 압입 고정되어 회전자(20)를 회전 지지시키고, 샤프트(10)의 타단은 케이스(1) 내측에 형성된 샤프트 안착부(10-1)에 안착되어 케이스(1)를 지지함으로써 외부의 충격과 같은 외력이 케이스 상단에 가해지더라도 케이스의 변형을 막는 동시에 회전자에 외력이 전달되는 것을 방지시켜 전체적으로 회전자의 원할한 회전이 가능하게 된다.

상기 인쇄기판(9)은 브라켓(14)의 내측 상면에 위치되어 모터 외부 전원으로부터 모터 외경에서 돌출되어 있는 외부단자(17-1)로 전원을 인가 받아 권선코일(8)까지 전원을 공급하도록 내부 회로 결선된 것으로, 이는 브라켓(14)의 강도가 충분할 경우에 두께가 얇은 플레시블기판(F-PCB)을 사용하는 것이 바람직하고, 브라켓(14)의 강도가 약하거나 구동IC(12) 등을 리플로우 납땜할 시 인쇄회로기판의 변형이 발생될 수 있어 이때 하드기판과 같은 경도가 큰 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 인쇄기판(9)의 상면에는 전자력을 발생시키기 위한 코일(8)과 코일에 전류를 통전하기 위한 구동IC(12)가 고정 배치되고 하면에는 정지 요크(13)의 적어도 일부가 수용되도록 저면부가 형성되어 있다.

상기 인쇄기판의 저면부(9-1)는 인쇄기판(9)의 하면에 중첩 구성되는 커버레이의 일부를 절개하여 형성시키거나 인쇄기판의 베이스에 단차부를 마련하는 것으 로 형성 가능하다.

상기 코일(8)은 외부 전원을 인가받고 내부 회로 결선되어 있는 인쇄기판 상에 구동IC(12)와 서로 중첩되지 않도록 납땜 고정되는 것으로, 이는 구동방식(단상 유니폴라, 단상 바이폴라, 2상 유니폴라 등에 따라 코일 폭 및 코일피치가 결정된다.

이때, 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이, 편평형 진동모터와 같이 외경 및 두께가 작은 모터에 적용되는 경우에는 구동IC 등을 배치할 수 있는 공간이 협소함으로 인해 인쇄기판 상에 1개의 코일 또는 2개의 권선코일을 기계각으로 90°이격시켜 구동IC(12)가 배치될 공간을 마련하게 된다.

한편, 편평형 브러시 진동모터에서 전류의 극을 전환하여 코일에 전류를 공급해주는 역할을 수행하는 한 쌍의 브러시와 정류자의 기능을 편평형 브러시리스 진동모터에서는 구동IC 및 홀센서(미도시)가 대신하는 것으로, 상기 홀센서는 회전자의 위치를 센싱하여 구동IC에 신호를 전달하게 되고, 이때 전류의 극을 전환하는 구간을 알려주는 역할을 수행하게 되며, 상기 구동IC는 홀센서로부터 입력된 신호로 해당 권선코일에 적절한 전류를 공급하도록 역할을 수행하게 된다.

이에 대한, 상기의 홀센서는 권선코일과 중첩되지 않도록 이루어지고, 회전자의 영구자석 극수 및 권선코일의 피치를 고려한 상대 위치의 인쇄기판상에 납땜 고정하는 것이 가능하게 되고, 상기의 구동IC에 내장시키는 것도 가능하다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 권선코일을 직렬로 결선하고 양극의 전류와 음극의 전류를 교대로 통전시키는 단상 바이폴라 방식이 주로 사용하나 단 상 바이폴라 구동방식을 적용하는데 있어 양극의 전류와 음극의 전류가 바뀌는 구간에서는 회전력이 현저히 감소하여 회전자의 구동 편차가 증가하게 되고 심하게는 구동이 되지 않는 불량이 발생됨으로 회전자의 시동 위치를 제한하여 회전력이 감소하는 구간을 회피할 수 있도록 하는 정지 요크를 포함하도록 이루어져 있다.

상기 정지 요크(13)는 외주의 일부가 절개된 비대칭의 형상으로 소정의 면적을 갖는 1개 이상의 돌극부(13-1)와 돌극부를 연결하는 연결부(13-2)로 구성되며, 회전자의 영구자석에서 발생하는 자속의 자로를 형성하도록 자성체의 재질로 이루어져 회전자의 영구자석(7)과 정지 요크(13) 사이에서 발생되는 흡인력으로 회전자(20)의 원활한 회전을 방해하는 축 방향의 유동을 방지하는 동시에, 회전자(20)가 1회전 할 때 회전자의 영구자석과 대면하는 상기 돌극부와 연결부의 면적 차이로 인해 회전자의 1회전시 흡인력 편차를 발생시킴으로써 흡인력이 큰 구간에서 회전자가 정지되도록 이루어져 있다.

또한, 상기 정지 요크(13)는 인쇄기판(9)의 하면과 브라켓(14)의 내부에 개재하되 인쇄기판(9)의 하면 또는 브라켓(14)의 내부 상면에 형성된 저면부에 수용되도록 이루어져 정지 요크(13)의 삽입으로 인한 모터 두께의 손실을 없도록 함으로써 슬림화 추세에 있는 휴대폰에도 채용 가능하도록 이루어져 있다.

한편, 상기 인쇄기판(9)과 정지 요크(13)를 조립하는데 있어 인쇄기판과 정지 요크를 개별로 조립하는 것도 가능하나 다수의 인쇄기판과 정지 요크를 어레이로 구성하고 어레이 프레임(15, 16)에 위치 결정 홈(15-1, 16-1)을 마련하여 어레이 상태로 이송 및 조립되도록 함으로써 조립 공차의 관리 및 제조 공정의 간소화 가 가능하도록 이루어져 있다.

상기 회전자(20)는 고정자(30)에 구비된 샤프트(10)에 지지되어 회전함에 따라 진동을 발생시키는 진동원으로 회전자 요크(3), 고비중 웨이트(2), 사출수지(4), 메탈베어링(5) 및 영구자석(7)으로 구성되어 있다.

상기 회전자 요크(3)는 회전자(20)의 골격을 이루는 것으로 상측에는 고비중 웨이트(2)가 중첩되고 중심에는 사출수지(4)로 회전자 요크(3)의 상부와 하부를 연결하기 위한 관통홀(3-2)이 형성되어 있으며 외측면부는 영구자석을 포함하도록 굽어진 밴딩부(3-1)로 이루어져 있다.

또한, 상기 회전자 요크(3)의 일측면에는 고비중 웨이트(2)의 일부가 진입되도록 회전자 요크 절개부(3-3)가 마련되어 있다.

상기 고비중 웨이트(2)는 텅스텐과 같이 비중이 높은 중량체로 상기 회전자 요크(3)의 일면에 위치되어 회전자(20)에 편심을 발생시켜 회전시 진동을 발생시키는 것으로, 회전자 요크(3)에 안착되는 고비중 웨이트 저면부(2-2)와 상기 회전자 요크 절개부(3-3)로 진출하는 고비중 웨이트 돌출부(2-1)로 이루어져 있으나, 이는 제한된 모터 외경과 두께에서 진동력를 극대화하기 위한 것으로 모터의 치수에 따라 보다 유연하게 고비중 웨이트(2)의 형상을 변형하는 것이 가능하다.

또한, 상기 고비중 웨이트(2)의 내주연에는 사출수지(4)로 일체성형 할 때 외력 또는 충력에 의해 회전자에서 일탈되는 것을 방지하기 위해 사출수지로 보강되는 오목부가 형성되어 있다.

상기 사출수지(4)는 회전자 요크(3)와 고비중 웨이트(2)와 메탈베어링(5)과 영구자석(7)을 포함하며 회전자(20)의 외형을 이루는 것으로 회전자 요크(3)의 상부에는 고비중 웨이트(2)의 적어도 일부를 보강하고 회전자 요크(3)의 하부에는 영구자석(7)을 수용하도록 이루어져 있으며 회전자 중심에는 회전자 요크(3)의 관통홀(3-2)을 통해 회전자의 상부와 하부를 연결하는 동시에 메탈베어링(5)의 외측면을 견고하게 보강함으로써 낙하 또는 충격 등에 의한 고장을 미연에 방지하고 있다.

또한, 상기 사출수지(4)는 상기 회전자 요크의 밴딩부(3-1)와 상기 영구자석의 측면부 사이에 유입되어 회전자 요크와 영구자석을 소정의 거리만큼 이격시킴으로써 상기 회전자 요크의 밴딩부(3-1)로 누설되는 자속을 저감시키는 동시에 상기 영구자석(7)을 보강하도록 이루어져 있다.

한편, 상기 사출수지(4)로 회전자(20)를 일체 성형하는데 있어 편심을 발생시키는 고비중 웨이트(2)를 보강하는 사출물의 형상을 반원형으로 형성하고, 사출수지의 비중을 크게 하면 회전자(20)의 무게를 증가시키는 동시에 고비중 웨이트(2)에 의해 발생되는 편심량이 부가되어 전체적인 편심량의 증가로 외경 및 두께가 축소되더라도 진동력의 저감이 최소화되고 체감 진동을 크게 할 수 있으나, 상기 사출수지(4)의 비중이 3이하인 경우에는 사출 성형이 좋으나 편심량 증가의 효과가 적고, 비중이 10이상인 사출수지는 사출 성형성이 떨어지는 문제가 있기 때문에 사출 조건 및 회전자(20)의 형상에 따라 결정하는 것이 바람직하다.

상기 링 형상의 영구자석(7)은 사출수지(4)에 의해 일체 성형되거나 성형된 회전자(20)에 고정 조립되어 고정자(30)의 권선코일(8)에 자력을 공급함으로써, 상 기 권선코일(8)에서 발생하는 전자력과의 흡인력 및 반발력으로 회전자(20)를 회전시키는 역할을 하는 것으로 영구자석(7)을 이루는 자성 재료에 따라 자석의 세기를 결정할 수 있다.

상기 메탈베어링(5)은 오일이 함유되어 있어 샤프트(10)와 접촉 마찰력을 감소시켜 소음과 마모를 줄일 수 있도록 한 것으로, 상기 메탈베어링(5)의 하면을 회전자의 하면 보다 돌출시켜 버링부(10-2) 상면에 삽입되어 있는 와셔(11)와 직접 접촉되게 지지 회전되도록 함으로써, 회전자(20)의 원활한 회전이 가능하게 되고, 상기 메탈베어링(5)의 상면도 회전자(20)의 상면 보다 돌출되게 이루어 회전자(20)의 회전시 케이스(1) 내측에 마련되어 있는 폴리에틸렌과 같은 소음방지 부재와 직접 접촉할 경우에 소음 및 부하의 변화를 최소화시킬 수 있는 것이다.

상기 메탈베어링(5)을 제거하고 오일이 함유된 사출수지(4) 등으로 샤프트(10)와 접촉 회전하도록 회전자(20)를 형성할 수도 있으나, 이는 장기간 회전할 경우 오일의 비산으로 마모가 발생되어 회전자의 마찰력을 증가시킴으로써 회전수의 저하 및 기동전압의 상승을 야기하는 것으로 부품수를 줄일 수는 있으나 모터의 신뢰도를 저하시킬 수 있다.

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.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 편평형 브러시리스 진동모터는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 모터의 외형을 이루는 케이스와 브라켓은 외력으로부터 모터 내부를 보호하도록 하고, 브라켓의 내측에 구비되어 있는 인쇄기판의 상면에는 권선코일과 구동 IC를 소정의 위치에 배치시켜 구동 IC로 회전자의 위치를 검출하여 코일에 적절한 전류를 공급한다.

둘째, 본 발명은 브라켓의 내측에 회전자의 시동 위치를 제한하여 기동 편차를 개선하기 위한 정지요크를 포함하되 인쇄기판 하면에 저면부를 형성하고 정지요크를 수용함으로써, 회전자 영구자석과의 흡인력에 의한 정지요크의 일탈을 방지하는 동시에 정지요크 삽입에 의한 모터 조립두께의 손실이 없어 슬림화 추세에 있는 휴대 단말기기 채용에 용이하다.

셋째, 본 발명은 고정자 조립에 있어 정지요크와 인쇄기판을 1개 이상의 어레이로 형성하고 어레이 상태로 고정자 조립을 실행함으로써, 개별 부품을 조립하는 것에 비해 생산성을 향상시킬 수 있고, 조립 시 발생될 수 있는 공정 편차를 최소화할 수 있도록 이루어진다.

넷째, 본 발명은 회전자를 구성하는데 있어 사출수지로 회전자 요크와 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와 메탈베어링을 견고하게 외주부까지 보강하고 회전자 요크의 외측면부에 밴딩부를 형성하여 영구자석을 포함하도록 구성함으로써, 외측면부로 누설되는 자속을 방지하고 코일에 자속을 집중시켜 회전 속도 등의 모터 특성편차를 줄이는 동시에 전체적인 제조공정의 간소화 및 외력으로부터 내구성을 향상시켜 제품의 신뢰도를 극대화시킨다.

Claims (8)

1. 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 인가 받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과;

   상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 인쇄기판의 하면 또는 상기 브라켓의 내면의 적어도 어느 하나에는 상기 정지요크와 중첩되는 일면에 저면부를 형성하여 정지요크의 적어도 일부가 수용되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 정지요크는 적어도 1개 이상의 돌극부와 돌극부 사이를 연결하는 연결부로 이루어지되 연결부의 일측이 절개되어 비대칭 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 정지요크와 인쇄기판은 1개 이상의 어레이로 형성되어 어레이 상태로 조립되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
5. 편평형 브러시리스 진동모터에 있어서,

   내부에 공간을 형성하며 외형을 이루는 동시에 외부로부터의 간섭을 방지하는 케이스와;

   상기 케이스와의 공간을 형성하고 외형을 이루는 브라켓과;

   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 인가 받아 권선코일까지 전원을 공급하도록 내부 회로가 결선되어 있는 인쇄기판과;

   상기 인쇄기판과 상기 브라켓 사이에 중첩 배치하여 회전자와의 흡인력으로 시동위치를 제한하는 정지요크로 구성되는 고정자와;

   코일과 대면하여 자력을 공급하는 영구자석과;

   상기 영구자석의 상면에 위치하고 축 중심에는 관통홀을 갖는 동시에 외측면부가 상기 영구자석을 포함하도록 굽어진 밴딩부를 갖는 회전자 요크와;

   상기 회전자 요크의 일측에 위치하여 편심을 발생시키는 고비중 웨이트와;

   상기 회전자 요크의 중심에 위치하여 샤프트에 지지 회전하는 메탈베어링과;

   회전자의 외형을 이루며 상기 회전자 요크의 관통홀을 통해 상기 회전자 요크와, 상기 고비중 웨이트와, 상기 메탈베어링을 보강하는 사출수지; 로 이루어지 는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 사출수지는 상기 회전자 요크의 밴딩부와, 영구자석의 측면부 사이에 유입되어 소정의 거리만큼 이격시킴으로써 상기 회전자 요크의 밴딩부로 누설되는 자속을 저감시키는 동시에 상기 영구자석을 보강하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 회전자 요크는 외측면의 일부가 절개된 절개부를 구비하고, 상기 고비중 웨이트는 상기 회전자 요크에 안착되는 고비중 웨이트 저면부와 상기 회전자 요크 절개부로 진출하는 고비중 웨이트 돌출부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 메탈베어링의 일단은 상기 회전자의 하면보다 돌출되도록 이루어져 상기 메탈베어링의 일단과 상기 브라켓의 버링부 사이에 개재된 와셔에 접촉 지지되 도록 이루어지며, 오일이 함유되어 있어 샤프트와 접촉 마찰력을 감소시켜 소음과 마모를 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 편평형 브러시리스 진동모터.

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