KR20160149044A

KR20160149044A - 브러시리스 진동모터

Info

Publication number: KR20160149044A
Application number: KR1020150086012A
Authority: KR
Inventors: 심순구; 최천; 정경양; 유한호
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-12-27

Abstract

브러시 사용을 배제한 브러시리스 진동모터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터는, 하나 이상의 공심 코일을 상면에 실장한 회로 기판을 지지하는 자성 재질의 브라켓, 브라켓에 지지되는 회전축에 회전 가능하게 배치되는 로터 및 회전축과 로터 사이에 개재되어 상기 회전축에 대한 로터의 회전운동을 지지하는 베어링을 포함하며, 브라켓은 적어도 하나 이상의 개구부와, 개구부로부터 로터 측으로 연장된 코깅 토크 증대부를 포함하며, 코깅 토크 증대부의 높이는 공심 코일의 높이와 같거나 낮게 형성된 것을 구성의 요지로 한다.

Description

브러시리스 진동모터{Brushless Vibration Motor}

본 발명은 휴대 단말기 등에 장착되는 소형 진동모터에 관한 것으로, 특히 브러시 사용을 배제한 브러시리스 진동모터에 관한 것이다.

착신수단으로서 휴대 단말기 등에 적용되는 진동 발생장치에는 여러 가지 타입이 있다. 그 중에서도 중량체를 편심 장착한 로터(rotor)가 코일과 상호 작용으로 회전하여 진동을 일으키는 편심 회전형 브러시리스 진동모터(일반적으로 'BLDC(Brushless Direct Current) 모터'라 함)가 보편적으로 사용되고 있다.

브러시리스 진동모터는 크게, 상부 케이스(Case)와 하부 브라켓(Bracket)으로 구성되는 본체와, 본체 내부에 고정되는 고정자(stator)와, 고정자와의 상호작용에 의해 회전하는 회전자(rotor) 및 회전자의 중앙의 회전축으로 구성되고, 상기 고정자는 다시 PCB(이하 '회로 기판'이라 한다)와 코일, 홀 센서와 구동 IC로 구성된다.

회전자는 금형 프레임에 백 요크(Back Yoke)와 마그넷(Magnet) 및 웨이트(Weight)를 인서트(Insert)한 후 합성 수지재를 압입하여 일체로 형성한 구성일 수 있고, 브라켓에는 회전자 초기 구동 및 회전자 정지 시 원활한 초기 구동과 정지 구현을 위한 코깅 토크(cogging torque) 발생수단으로서 스토퍼(Stopper)를 형성하고 있다.

그러나 코깅 토크 발생수단으로서 스토퍼를 적용한 구성은, 마그넷의 자극 중심과 스토퍼 간 작용하는 인력(引力)으로 회전자를 정지시키는 구조이므로, 회전자의 정지 위치가 달라지는 문제가 있고, 특히 마그넷의 자극 경계가 홀 센서 직상부에 위치하는 데드 포인트(dead point)에 의한 불기동 문제를 명확하게 해소하지 못하는 문제가 있다.

데드 포인트(dead point)에 의한 불기동은 마그넷의 자극 경계가 홀 센서 바로 위에 위치하여 자극 검출이 어렵고, 이로 인해 기동 명령을 출력할 수 없는 상태를 일컫는 것으로, 이러한 불기동 문제를 해소하고자 스토퍼를 적용하기도 하였으나 회전자의 정지 위치가 달라지는 현상에 의해 그 기능이 온전히 발휘되지 못하였다

코일에 대한 마그넷의 정지 각을 일정하게 규제하여 데드 포인트에 의한 불기동 문제가 해소될 수 있도록, 브라켓과 코일이 실장된 회로 기판 사이에 플럭스 플레이트를 배치시킨 기술도 있으나, 이는 최근 휴대 단말기의 소형화에 수반하여 날로 박형화되는 추세에서 수요자 요구를 충족시키기 어렵다는 문제가 있다.

일본공개특허 제2003-180050호(공개일 2003. 06. 27)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 박형화에 유리하면서도 데드 포인트(dead point) 문제를 명확하게 해소할 수 있는 브러시리스 진동모터를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

브러시리스 진동모터에 있어서,

하나 이상의 공심 코일을 상면에 실장한 회로 기판을 지지하는 자성 재질의 브라켓;

상기 브라켓에 지지되는 회전축에 회전 가능하게 배치되는 로터; 및

상기 회전축과 로터 사이에 개재되어 상기 회전축에 대한 로터의 회전운동을 지지하는 베어링;을 포함하며,

상기 브라켓은 적어도 하나 이상의 개구부와, 상기 개구부로부터 상기 로터 측으로 연장된 코깅 토크 증대부를 포함하며, 상기 코깅 토크 증대부의 높이는 상기 공심 코일의 높이와 같거나 낮게 형성됨을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터를 제공한다.

본 발명에서 상기 로터는, 중앙의 관통홀을 상기 베어링이 관통하여 베어링 상부 외연에 고정되는 요크와; 상기 요크의 하부면에 부착 고정되는 마그넷과; 상기 요크 일측에 설치되며, 로터 회전 시 편심 회전을 일으키는 중량체;를 포함하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 코깅 토크 증대부 위치에 대응하여 상기 회로 기판에 마킹 홀이 형성되며, 상기 코깅 토크 증대부는, 상기 브라켓과 동일한 평면상에서 상기 개구부 중심을 향해 소정 길이 수평 연장되는 평면부와, 상기 평면부 말단에서부터 상기 마킹 홀을 관통하여 로터와 마주하도록 수직으로 연장된 절곡부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 개구부는 개구부 중앙을 지나는 중심선이 회전축 중심을 기준으로 120˚ 피치로 이격되게 위치하도록 3개소에 형성될 수 있으며, 상기 로터를 이루는 마그넷은 회전축 중심을 기준으로 60˚ 피치로 N극과 S극이 교대로 배치되는 환형의 6극 자석일 수 있다.

또한, 상기 개구부의 중심각은 상기 로터를 이루는 마그넷의 N극 또는 S극의 중심각보다 크게 형성될 수 있다.

이때, 상기 코깅 토크 증대부가 형성된 개구부의 중심각은 다른 개구부의 중심각보다 1 ~ 6˚ 작게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 코깅 토크 증대부의 높이는 상기 브라켓과 상기 로터에 구비된 마그넷 간 거리의 1/9 ~ 1/7 일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 회로 기판에 실장되어 자극을 감지하는 홀 센서;를 더 포함하며, 상기 홀 센서의 중심을 지나는 중심선이 홀 센서에 가장 가까운 개구부의 중앙을 지나는 중심선에 대하여 소정 각 어긋나게 위치하도록 홀 센서가 배치될 수 있다.

이때, 상기 소정 각은 14 ~ 16˚일 수 있다.

또한, 상기 베어링과 브라켓 사이의 회전축에 설치되는 하나 이상의 와셔;를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 와셔 중 적어도 하나는 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyether Ether Ketone) 재질로 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 베어링은 중심부 직경이 가장 크고, 중심부 위쪽의 베어링 상부 직경이 상기 중심부에 비해 작게 형성되어, 상기 중심부와 베어링 상부 경계부 외연에 상기 로터에 구비된 요크가 조립되는 단턱을 형성한 메탈 베어링(Metal Bearing)일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 플럭스 플레이트와 같은 별도의 데드 포인트 회피를 위한 부품이 필요 없는 단순한 구조로서, 휴대 단말기 소형화 추세에 부합하는 진동모터의 박형화를 달성할 수 있다. 즉 소형화 및 경량화에 매우 유리한 구조로서 수요자의 요구를 충족시킬 수 있는 보다 콤팩트한 구성의 진동장치를 제공할 수 있다.

또한, 브라켓이 자성체로 구성되고, 브라켓 상에 등간격으로 유지되는 개구부를 통해 코깅 토크(cogging torque)가 발생하도록 구성됨으로써, 로터 정지 동작 시 불기동 문제를 유발하는 데드 포인트를 회피하여 로터가 정지될 수 있어 회전 토크 향상과 초기 기동 성능의 개선을 도모할 수 있고 제품 신뢰도를 높일 수 있다.

더욱이, 코깅 토크를 발생시키는 개구부에 회전자의 로터의 마그넷을 향하도록 소정의 높이로 코깅 토크 증대부를 형성하여 마그넷과 브라켓 사이의 코깅 토크를 증대시킴으로써, 데드 포인트(dead point)에 의한 모터의 불기동 문제를 보다 확실하고 명확하게 해결할 수 있는 구조적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터의 결합 단면도.
도 3은 도 2의 브러시리스 진동모터의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 브라켓을 평면에서 바라본 도면.
도 5는 도 4의 'A'부를 확대 도시한 본 발명의 요부 확대 사시도.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 마그넷, 코일, 개구부의 위치 관계를 보여주기 위한 평면 구성도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

설명에 앞서 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향(수직방향)은 도 2를 기준으로 진동모터의 회전축 중심선을 따른 상하방향으로 정의하며, 반경방향(수평방향)은 도 2에서 볼 때 진동모터의 회전축 중심선에 대한 반경방향으로 정의하기로 한다. 그리고 회전방향은 도 2의 회전축의 중심을 기준으로 회전하는 방향으로 정의하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터의 결합 단면도이다. 그리고 도 3은 도 2의 브러시리스 진동모터를 Ⅰ-Ⅰ선 방향에서 바라본 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 브러시리스 진동모터는 크게, 외장을 구성하며 상부의 케이스(10)와 하부의 브라켓(12)으로 구성된 하우징(1), 하우징(1) 내부의 스테이터(stator, 2), 스테이터(2)와의 상호작용으로 하우징(1) 내에서 회전하는 로터(rotor, 3) 및 로터(3) 중앙의 회전축(4)으로 구성된다.

스테이터(2)는 다시 소정 패턴으로 회로가 형성된 회로 기판(20)과, 회로 기판(20) 상면의 소정 위치에 실장되는 하나 이상의 공심 코일(22)과 홀 센서(23)를 탑재한 구동 IC(24)로 구성되며, 로터(3)는 요크(30)와 요크(30)에 설치되는 마그넷(32), 로터(3) 회전 시 편심 회전이 발생하도록 상기 요크(30) 일측으로 편심 설치되는 중량체(weight, 34)를 포함한다.

브라켓(12)은 자기장 안에서 자화하는 성질을 가진 자성체(예컨대, 철)일 수 있으며, 하나 이상의 공심 코일(22)을 상면에 실장한 상기 회로 기판(20)을 하부에서 지지한다. 브라켓(12)은 그 중앙에 원통형 보스(120)를 일체로 구비하며, 상기 원통형 보스(120)의 축홀(부호 생략)에 회전축(4)이 압입되어 고정되고, 회전축(4)에 상기 로터(3)가 회전 가능하게 배치된다.

회전축(4)과 로터(3) 사이에는 회전축(4)에 대한 로터(3)의 회전운동을 지지하는 베어링(5)이 개재된다. 베어링(5)은 중심부 직경이 가장 크고, 중심부 위쪽의 베어링(5) 상부 직경이 상기 중심부에 비해 작게 형성되어, 상기 중심부와 베어링(5) 상부 경계부 외연에 로터(3)를 이루는 상기 요크(30)가 조립되는 단턱(50)을 형성한 메탈 베어링(Metal Bearing)일 수 있다.

브라켓(12)과 상기 베어링(5) 사이의 회전축(4)에는 와셔(6a, 6b)가 설치된다. 와셔(6a, 6b)는 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 상기 브라켓(12)과 베어링(5) 사이의 마찰 저감을 위한 스러스트 베어링 역할과 함께 베어링 스토퍼(stopper)로서 기능한다. 이때 둘 이상인 경우 상기 와셔(6a, 6b) 중 적어도 하나는 경량화와 내구성을 동시에 충족하는 합성수지 재질로 구성될 수 있다.

경량화와 내구성을 충족할 수 있는 상기 합성수지 재질은 바람직하게, 매우 강건하며 내열성이 우수하고 화학적 저항력이 높은 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyether Ether Ketone)일 수 있다. 물론 이는 하나의 바람직한 예로서 이에 국한되는 것은 아니며, 내열성과 내마모성을 만족하는 합성수지 재질이면 특별한 제한은 없다.

브라켓(12)에 지지되는 회로 기판(20)에는 상기 회전축(4)을 중심으로 2 개의 공심 코일(22)이 대칭을 이루도록 실장된다. 또한 2개의 공심 코일(22) 중심을 잇는 선분과 회전축(4) 중심(C)에서 직교하는 선 상에 홀 센서(hall sensor, 23)를 탑재한 구동 IC(24)가 실장된다. 이때 2 개의 공심 코일(22)은 단상의 고정자를 구성하도록 직렬로 접속될 수 있고, 홀 센서(23)는 회전운동하는 마그넷(32)의 자극을 감지한다.

홀 센서(23)가 감지한 마그넷(32)의 자극 정보가 구동 IC(24)에 전달되며, 구동 IC(24)는 홀 센서(23)에서 보내온 정보에 기초하여 상기 공심 코일(22)에 전류가 공급되는 것을 단속한다. 즉, 홀 센서(23) 정보에 기초하여 공심 코일(22)에 공급되는 전류로 인해 코일(22)에 전기장이 형성되고, 전기장이 상기 마그넷(32)의 자기장과 상호 작용을 일으켜 로터(3)가 회전하게 되는 것이다.

로터(3)의 상기 요크(30)에 의해 상기 공심 코일(22)이 발생시킨 전기장이 마그넷(32) 측으로 집중될 수 있으며, 이러한 요크(30) 일측에 상기한 중량체(weight, 34)가 편심 설치됨으로써 로터(3) 회전 시 편심 회전으로 진동이 발생하게 되는 것이다. 여기서 중량체(34)는 전기장으로부터 자유로운 비자성체이면서 비중이 큰 재질, 예컨대 황동이나 텅스텐일 수 있다.

요크(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 관통홀(300)을 형성한 자성체 재질의 원형 플레이트일 수 있으며, 요크(30) 중앙의 상기 관통홀(300)을 회전축(4)에 회전 가능하게 끼워진 상기 베어링(5)이 관통한다. 구체적으로는, 베어링(5) 외연의 상기 단턱(50)에 지지되고 단턱(50) 상부의 베어링(5) 외연부에 상기 관통홀(300)이 압입되어 고정될 수 있도록 요크(30)가 조립된다.

본 발명의 실시 예에 적용된 로터(3)를 이루는 마그넷(32)은 회전축(4) 중심을 기준으로 60˚ 피치로 N극과 S극이 교대로 배치되는 환형의 6극 마그넷(32)일 수 있다(도 6 참조). 그리고 브라켓(12)에는 상기 마그넷(32)의 자극에 대응하여 코깅 토크(cogging torque) 발생을 위한 개구부(14)가 하나 이상, 바람직하게는 3개 형성된다.

도 1과 도 2에서 도면부호 7은 로터(3) 편심 회전 시 상기 베어링(5)이 케이스(10)에 직접적으로 충격을 가하여 발생하는 기계적인 소음을 저감할 목적으로 회전축(4)과 케이스(10) 사이에 개재하는 댐퍼(damper)를 가리킨다. 댐퍼(7)는 베어링(5) 충격을 흡수/완화하면서 베어링(5)과의 마찰을 최소화하여 로터(3)의 원활한 회전을 도모할 수 있는 재질, 예컨대 표면에 윤활제를 도포한 고무일 수 있다.

본 발명에 적용된 브라켓에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 60˚ 피치로 N극과 S극 교대되는 6극 마그넷을 적용한 경우를 예로 들어 살펴보기로 한다.

도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 브라켓을 평면에서 바라본 도면이며, 도 5는 도 4의 'A'부를 확대 도시한 본 발명의 요부 확대 사시도이다.

도 4를 참조하면, 회전축(4) 중심을 기준으로 60˚ 피치로 N극과 S극이 교대되는 6극 마그넷(32)인 경우, 브라켓(12)에 형성되는 코깅 토크 발생용 상기 개구부(14)는, 개구부(14) 중앙을 지나는 중심선(L1)이 회전축(4) 중심(C)을 기준으로 120˚ 피치로 이격되게 위치하도록 3개소에 형성될 수 있다. 참고로, 마그넷(32)의 자극이 4극인 경우에는 180˚ 피치로 2개소에 형성될 수 있다.

개구부(14) 중 적어도 하나 이상은 그 개구부(14) 가장자리(도 4와 같이 브라켓(12)을 평면에서 봤을 때 개구부(14)의 좌우 폭을 규정하는 가장자리 변 중 하나)에는 상기 로터(3) 측, 바람직하게는 마그넷(32)을 향하여 연장되는 코깅 토크 증대부(15)가 구비된다. 코깅 토크 증대부(15)는 마그넷(32)과 브라켓(12) 사이의 인력을 다른 부분보다 크게 하여 코깅 토크를 증대시킨다.

코깅 토크 증대부(15)의 높이(H1)는 상기 공심 코일(22)의 높이(H2)와 같거나 낮게 형성될 수 있다(도 2 참조). 보다 바람직하게는, 상기 코깅 토크 증대부(15)의 수직방향 높이(H1)는 브라켓(12)의 상면과 상기 로터(3)를 구성하는 마그넷(32)의 하면 사이의 직선거리(D)의 1/9 ~ 1/7 높이로 형성될 수 있다. 물론 브라켓(12)의 재질에 따라 다소 차이는 있을 수 있다.

코깅 토크 증대부(15)의 높이(H1)가 상기 직선거리(D)의 1/9 미만이면, 코깅 토크 증대부(15)와 마그넷(32) 사이의 인력(引力)이 코깅 토크를 증대시킬 수 있을 정도로 충분하지 못해 코깅 토크 증대 효과가 미미하고, 직선거리(D)의 1/7을 초과하면 코깅 토크 증대부(15)와 마그넷(32) 사이의 너무 강한 인력(引力)으로 코깅 토크가 지나치게 강해져 오히려 로터(3) 초기 기동을 어렵게 할 수 있다.

본 발명에서 코깅 토크 증대부(15)가 형성된 개구부(14)는, 그 개구부(14)의 중심각(α1, 평면에서 봤을 때 회전축(4) 중심(C)에서 시작해 개구부(14)의 좌우 폭을 규정하는 가장자리 변에 접하는 두 선 사이의 각도)이 다른 개구부(14)의 중심각(α2, α3)에 비해 1 ~ 6˚ 작게 형성되도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 데드 포인트(dead point)를 확실히 회피할 수 있다.

코깅 토크 증대부(15)에 대응하여 회로 기판(20)에는 마킹 홀(200, 도 1 및 도 3 참조)이 형성되고, 마킹 홀(200)을 코깅 토크 증대부(15)가 관통하여 마그넷(32) 측으로 연장된다. 즉 마킹 홀(200)은 브라켓(12)에 형성된 코깅 토크 증대부(15)가 마그넷(32)과 직접 대면하도록 하는 동시에, 브라켓(12) 상면에 조립되는 회로 기판(20)의 정확한 조립 위치를 안내하는 마커로써 기능한다.

코깅 토크 증대부(15)는 바람직하게 도 5의 (a)와 같이, 상기 브라켓(12)과 동일한 평면상에서 개구부(14, 코깅 토크 증대부가 형성된 개구부)의 중심을 향해 소정 길이 수평 연장되는 평면부(150)와, 상기 평면부(150) 말단에서부터 상기 마킹 홀(200)을 관통하여 로터(3)와 마주하도록 수직으로 연장된 절곡부(152)로 이루어진 구성일 수 있다.

바람직한 다른 예로서 도 5의 (b)와 같이, 절곡부(152) 선단에서 수평방향으로 연장되어 브라켓(12) 상의 회로 기판(20)과 대면하도록 수평부(154)를 형성시킨 형태로 변형이 가능하며, 이 경우 상기 수평부(154)에 하나 이상 구멍(155)을 형성하여 코깅 토크로 인한 효과(회전 토크 증대와 초기 기동성 확보)가 더욱 효과적으로 발휘되도록 할 수도 있다.

다음은 브라켓의 개구부에 대한 마그넷과 코일의 위치 관계에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 마그넷, 코일, 개구부의 위치 관계를 보여주기 위한 평면 구성도이다.

도 6을 참조하면, 브라켓(12)에 형성되는 개구부(14)는 회전축(4)의 중심(C)을 기준으로 회전방향을 따라 소정의 등간격을 유지하면서 마그넷(32)의 극수가 n(n은 짝수)일 때 'n/2'의 개수로 형성될 수 있으며, 각 개구부(14)의 중심을 지나는 반경방향 중심선(L1)이 공심 코일(22)의 중심선(L2)과 어긋난 각도에 위치하도록 형성될 수 있다.

이처럼 구성하면, 마그넷(32)의 자극과 대향하는 위치의 공심 코일(22) 측의 토크에 의한 자속과 코깅 토크 증대부(15)에 의해 증대된 코깅 토크에 의한 자속이 합성되고, 이로 인해 마그넷(32)의 자극 경계(B)와 공심 코일(22)의 중심이 상호 어긋나게 됨으로써, 마그넷(32)의 자극 경계(B)와 공심 코일(22) 중심선(L2)이 일치함에 따른 로터(3)의 불기동 문제가 명확하게 해소될 수 있다.

개구부(14)의 중심각(α1, α2, α3)은 상기 로터(3)를 이루는 마그넷(32)의 N극 또는 S극의 중심각(β, 6극 자석의 경우 60˚)보다 크게 형성될 수 있다. 즉 개구부(14)의 중심각(α1, α2, α3)을 마그넷(32)의 N극 또는 S극의 중심각(β)보다 큰 각으로 형성함으로써, 개구부(14)의 회전방향 폭이 자극의 회전방향 폭에 비해 큰 폭으로 형성되도록 구성할 수 있다.

이처럼 개구부(14)의 회전방향 폭을 자극의 회전방향 폭에 비해 큰 폭으로 형성하면, 개구부(14)의 중심선(L1)에서 빗겨난 위치라면 홀 센서(23)가 어디에 위치하더라도 로터(3) 정지 시 홀 센서(23) 직상부에는 항상 N극 또는 S극이 위치하게 되므로, 데드 포인트(dead point, 자극 경계가 홀 센서 직상부에 위치하여 자극이 검출되지 않는 지점)를 확실하게 회피할 수 있다.

바람직하게는, 홀 센서(23)의 중심을 지나는 중심선(L3)이 홀 센서(23)에 가장 가까운 개구부(14)의 중앙을 지나는 중심선(L1)에 대하여 소정 각(θ) 어긋나게 위치하도록 홀 센서(23)가 배치될 수 있다(도 3 참조). 이때 소정 각(θ)은 14 ~ 16˚일 수 있으며, 이 경우 로터(3) 정지 시 항상 N극 또는 S극의 회전방향 자극 경계로부터 대략 1/4되는 지점을 홀 센서(23)가 감지하게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시 예에 의하면, 플럭스 플레이트와 같은 별도의 데드 포인트 회피를 위한 부품이 필요 없는 단순한 구조로서, 휴대 단말기 소형화 추세에 부합하는 진동모터의 박형화를 달성할 수 있다. 즉 소형화 및 경량화에 매우 유리한 구조로서 수요자의 요구를 충족시킬 수 있는 보다 콤팩트한 구성의 진동장치를 제공할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 :하우징 2 : 스테이터
3 : 로터 4 : 회전축
5 : 베어링 6a, 6b : 로터
7 : 댐퍼 10 : 케이스
12 : 브라켓 14 : 개구부
15 : 코깅 토크 증대부 20 : 기판
22 : 공심 코일 23 : 홀 센서
24 : 구동 IC 30 : 요크
32 : 마그넷 34 : 중량체
50 : 단턱 120 : 보스
150 : 평면부 152 : 절곡부
154 : 수평부 300 : 관통홀
B : 자극 경계 L1 : 개구부 중심선
L2 : 공심 코일 중심선 L3 : 홀 센서 중심선
H1 : 코깅 토크 증대부 높이 H2 : 공심 코일 높이
α1, α2, α3 : 개구부 중심각 β : 마그넷 중심각

Claims

브러시리스 진동모터에 있어서,
하나 이상의 공심 코일(22)을 상면에 실장한 회로 기판(20)을 지지하는 자성 재질의 브라켓(12);
상기 브라켓(12)에 지지되는 회전축(4)에 회전 가능하게 배치되는 로터(3); 및
상기 회전축(4)과 로터(3) 사이에 개재되어 상기 회전축(4)에 대한 로터(3)의 회전운동을 지지하는 베어링(5);을 포함하며,
상기 브라켓(12)은 적어도 하나 이상의 개구부(14)와, 상기 개구부(14)로부터 상기 로터(3) 측으로 연장된 코깅 토크 증대부(15)를 포함하며, 상기 코깅 토크 증대부(15)의 높이(H1)는 상기 공심 코일(22)의 높이(H2)와 같거나 낮게 형성됨을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 로터(3)는,
중앙의 관통홀(300)을 상기 베어링(5)이 관통하여 베어링(5) 상부 외연에 고정되는 요크(30)와;
상기 요크(30)의 하부면에 부착 고정되는 마그넷(32)과;
상기 요크(30) 일측에 설치되며, 로터(3) 회전 시 편심 회전을 일으키는 중량체(34);를 포함함을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 코깅 토크 증대부(15) 위치에 대응하여 상기 회로 기판(20)에 마킹 홀(200)이 형성되며,
상기 코깅 토크 증대부(15)는, 상기 브라켓(12)과 동일한 평면상에서 상기 개구부(14) 중심을 향해 소정 길이 수평 연장되는 평면부(150)와, 상기 평면부(150) 말단에서 상기 마킹 홀(200)을 관통하여 로터(3)와 마주하도록 수직으로 연장된 절곡부(152)로 구성됨을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 개구부(14)는 개구부(14) 중앙을 지나는 중심선(L1)이 회전축(4) 중심(C)을 기준으로 120˚ 피치로 이격되게 위치하도록 3개소에 형성되며,
상기 로터(3)를 이루는 마그넷(32)은 회전축(4) 중심(C)을 기준으로 60˚ 피치로 N극과 S극이 교대로 배치되는 환형의 6극 자석인 것을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 개구부(14)의 중심각(α1, α2, α3)이 상기 로터(3)를 이루는 마그넷(32)의 자극 중심각(β)보다 큰 것을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
코깅 토크 증대부(15)가 형성된 개구부(14)의 중심각(α1)이 다른 개구부(14)의 중심각(α2, α3)보다 1 ~ 6˚ 작게 형성됨을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 코깅 토크 증대부(15)의 높이(H1)는 상기 브라켓(12)과 상기 로터(3)에 구비된 마그넷(32) 간 거리(D)의 1/9 ~ 1/7인 것을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 회로 기판(20)에 실장되어 자극을 감지하는 홀 센서(23);를 더 포함하며,
상기 홀 센서(23)의 중심을 지나는 중심선(L3)이 홀 센서(23)에 가장 가까운 개구부(14)의 중앙을 지나는 중심선(L1)에 대하여 소정 각(θ) 어긋나게 위치하도록 홀 센서(23)가 배치됨을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 8 항에 있어서,
상기 소정 각(θ)은 14 ~ 16˚ 것을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링(5)과 브라켓(12) 사이의 회전축(4)에 설치되는 둘 이상의 와셔(6a, 6b);를 더 포함하는 브러시리스 진동모터.
제 10 항에 있어서,
상기 와셔(6a, 6b)들 중 적어도 하나는 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyether Ether Ketone) 재질로 구성됨 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링(5)은 중심부 직경이 가장 크고, 중심부 위쪽의 베어링 상부 직경이 상기 중심부에 비해 작게 형성되어, 상기 중심부와 베어링 상부 경계부 외연에 상기 로터(3)에 구비된 요크(30)가 조립되는 단턱(50)을 형성한 메탈 베어링(Metal Bearing)인 것을 특징으로 하는 브러시리스 진동모터.