KR100301166B1 - A flat type vibration motor of 2 phase - Google Patents

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KR100301166B1
KR100301166B1 KR1019990024965A KR19990024965A KR100301166B1 KR 100301166 B1 KR100301166 B1 KR 100301166B1 KR 1019990024965 A KR1019990024965 A KR 1019990024965A KR 19990024965 A KR19990024965 A KR 19990024965A KR 100301166 B1 KR100301166 B1 KR 100301166B1
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Abstract

본 발명은 코일 구조의 간소화로 보다 경제적인 제작을 제공하면서 코일에의 쇄교 자속량을 증가시켜 토크가 증대되도록 하는 2상의 평편형 진동모터에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 하부 기판에 구비되는 스테이터 마그네트의 극수를 최소한 2극 이상이 되도록 하고, 상부 기판에 접합되는 아마츄어 코일은 상부 기판에서 전기각으로 π/2의 위상차를 갖는 구조로 구비하며, 정류자의 세그먼트와 접촉되는 한쌍의 브러쉬는 π의 전기각으로 이격되도록 하는 동시에 브러쉬에 의해서는 적어도 하나의 세그먼트에 기본적으로 접속이 되므로서 불기동점의 발생이나 비통전구간이 제거되도록 하면서 코일에 흐르는 쇄교 자속량을 증가시켜 구동 토크가 향상될 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to a two-phase flat vibration motor for increasing torque by increasing the amount of flux linkage to the coil while providing a more economical manufacturing by simplifying the coil structure, and for this purpose, the present invention provides a stator provided on a lower substrate. The number of poles of the magnet is at least two poles, and the amateur coil bonded to the upper substrate has a structure having a phase difference of π / 2 at an electric angle on the upper substrate, and the pair of brushes contacting the segments of the commutator The brush is connected to at least one segment by an electric angle and at the same time, it is possible to improve the driving torque by increasing the amount of magnetic flux flowing through the coil while eliminating the occurrence of starting points and non-conduction sections. will be.

Description

2상의 평편형 진동모터{A flat type vibration motor of 2 phase}A flat type vibration motor of 2 phase

본 발명은 본 발명은 구조의 간소화로 보다 경제적인 제작을 제공하면서 코일에 흐르는 쇄교 자속량을 증가시켜 토크가 증대되도록 하는 2상의 평편형 진동모터에 관한 것이다.The present invention relates to a two-phase flat vibration motor that increases torque by increasing the amount of linkage flux flowing in a coil while providing a more economical manufacturing by simplifying the structure.

서로간의 의사를 전달 및 교환하는 것을 일반적으로 통신이라 하며, 이러한 통신을 위한 수단으로서 주로 사용되고 있는 것 중에 대표적인 것이 전화나 우편 또는 팩시밀리이다.The communication and exchange of intentions with each other is generally called communication, and the representative ones that are mainly used as a means for such communication are telephone, mail, or facsimile.

이와같은 통신수단에서 특히 최근에 괄목할 만한 발전을 이룩하고 있는 분야가 무선 통신 기술이다.In such communication means, the field of remarkable development in recent years is wireless communication technology.

무선 통신 기술은 전선과 같은 통신 연결 수단을 필요로 하지 않기 때문에 아무리 외진 오지라 하더라도 서로의 직접적인 통화나 의사 전달을 가능케 하는 대단히 혁신적인 기술 분야라 할 수 있다.Since wireless communication technology does not require communication connection means such as wires, it is a very innovative technology field that enables direct communication or communication with each other no matter how remote.

이러한 무선 통신 기술에서도 가장 대표적인 것이 개인 휴대 통신이며, 이러한 개인 휴대 통신을 위한 장비로서 주로 사용되고 있는 것이 휴대폰 또는 호출기이다.The most representative of these wireless communication technologies is personal mobile communication, and a mobile phone or a pager is mainly used as equipment for such personal mobile communication.

특히 음성통신이 가능한 휴대폰은 일반 유선 전화기를 대체하면서 최근 전세계적으로 사용자가 폭발적으로 증가하고 있고, 위성을 이용하게 되면서 전세계를 하나의 통신 영역권으로 묶을 수가 있게 되어 가히 통신 혁명이라 할 변화를 주도하고 있다.In particular, mobile phones capable of voice communication have exploded in number of users all over the world in recent years, replacing ordinary landline telephones, and by using satellites, they have been able to bind the world into one area of communication. have.

그리고 호출기는 메시지의 전달을 문자만으로 하게 되므로 휴대폰에 비해서 다소 메시지 전달 효율이 떨어지기는 하나 장비의 구입과 유지 비용이 상대적으로 대단히 저렴한 이점이 있어 휴대폰과 함께 대단히 많은 사용량을 유지하고 있다.In addition, pagers use only text messages to deliver messages, which is less efficient than mobile phones. However, the cost of purchasing and maintaining equipment is relatively low.

이외에도 다양한 기술로서 개인휴대 통신장비가 연구 개발되고 있으며, 이러한 통신 기술은 컴퓨터 분야와 함께 다가올 미래의 첨단 산업으로 주목받을 것이 분명하다.In addition, as a variety of technologies, personal mobile communication equipment is being researched and developed, and this communication technology is obviously attracting attention as a high-tech industry of the future with the computer field.

한편 이러한 통신장비에서 반드시 필요로 되는 기능중의 하나가 음성 또는 메시지를 보내거나 받는 송수신기능이며, 이외에도 신호의 도착을 알리는 착신기능이 있다.On the other hand, one of the necessary functions of such communication equipment is a function of sending or receiving voice or a message, and there is an incoming function notifying the arrival of a signal.

이러한 착신기능으로서 주로 사용되고 있는 것은 멜로디나 벨과 같은 발성기능 또는 기기를 떨게 하는 진동기능이 대부분이다.It is mainly used as such an incoming call function, a voice function such as a melody or a bell, or a vibration function that makes the device tremble.

즉 사용자가 미리 착신에 필요한 기능인 멜로디나 벨 또는 진동을 선택해 놓으면 착신시 선택된 기능이 작동하면서 사용자로 하여금 착신을 감지할 수 있도록 하는 것이다.In other words, if the user selects a melody, bell, or vibration, which is a function required for an incoming call, the selected function is activated while the user is able to detect an incoming call.

이와같은 착신 유형 중에서도 특히 진동기능은 우선 많은 사람들이 운집한 공공장소에서 타인들에게 소음 공해의 피해를 입히지 않도록 하기 위한 배려의 차원에서 제공되도록 하고 있다.Among these types of calls, in particular, the vibration function is intended to be provided as a consideration in order not to cause noise pollution to others in crowded public places.

이는 최근의 휴대폰이나 호출기의 사용자가 급증하면서 이에 따른 소음공해 문제가 사회 문제로까지 발전하고 있어 그 폐해가 대단히 심각하므로 급기야는 법적으로까지 제한하는 상황에까지 이르게 되었다.As the users of mobile phones and pagers have recently increased, the noise pollution problem has developed into a social problem, and since the damage is very serious, the air supply has been limited to the legal situation.

한편 종전에 사용되고 있는 진동기능은 기기내에 별도로 장착되는 진동모터에 의해서 작동하게 되는데 이러한 진동모터의 가장 대표적인 것이 도 1에 도시된 바와같은 편평형 진동모터이다.Meanwhile, the vibration function used in the past is operated by a vibration motor separately mounted in the device. The most representative of such vibration motors is a flat vibration motor as shown in FIG. 1.

이러한 편평형 진동모터는 저부에 하부 케이스(1)가 구비하고, 하부 케이스(1)의 중앙에는 샤프트(1a)가 고정되며, 상부면에는 하부 기판(1b)이 부착되고, 하부 기판(1b)의 상부면에는 중앙이 일정 직경 상하로 관통되게 하면서 N,S극이 교대로 착자되도록 한 다극의 마그네트(2)가 부착되며, 마그네트(2)의 관통된 중앙의 공간부에는 하단이 하부 기판(1b)에 부착되면서 상단은 마그네트(2)보다 높게 위치되도록 한 2개의 브러쉬(3, brush)가 서로 다른 각도에서 구비되는 구성으로 이루어지도록 하고 있다.The flat vibration motor is provided with a lower case 1 at the bottom, a shaft 1a is fixed at the center of the lower case 1, and a lower substrate 1b is attached to the upper surface of the lower case 1b. The upper surface is attached with a multi-pole magnet (2) in which the N and S poles are alternately magnetized while the center penetrates up and down a certain diameter. ) Is attached to the upper end is to be made of a configuration that the two brushes (3, brush) to be positioned higher than the magnet (2) provided at different angles.

이때 샤프트(1a)에는 상부로 베어링(1c)이 결합되고, 베어링(1c)의 외주면에는 로터가 구비되도록 하고 있는바 이러한 로터는 크게 상부 기판(4)과 이 상부 기판(4)의 상부면에 접합되는 복수개의 권선 코일(5) 및 절연물(6)로서 이루어지며, 상부 기판(4)은 특히 원형의 평판을 소정의 각도로 절단한 형상이므로 베어링(1c)에는 편심지지되는 구조로 결합되도록 한 것이다.At this time, the bearing (1c) is coupled to the shaft (1a) at the top, and the rotor is provided on the outer circumferential surface of the bearing (1c) such a rotor is largely on the upper substrate 4 and the upper surface of the upper substrate (4) It is made of a plurality of winding coils 5 and the insulator 6 to be bonded, the upper substrate 4 is a shape that is cut in particular a circular plate at a predetermined angle so that the bearing 1c is coupled to the structure eccentrically supported will be.

또한 상부 기판(4)의 저면으로는 베어링(1c)에 지지되는 내측단부로부터 등간격으로 복수개의 세그먼트(segment)들이 형성된 정류자(7)가 부착되고, 정류자(7, commutator)의 세그먼트에는 하부 기판(1b)에 일단이 부착된 브러쉬(3)의 타단이 접촉되도록 하고 있다.In addition, the bottom surface of the upper substrate 4 is attached with a commutator 7 formed with a plurality of segments at equal intervals from the inner end supported by the bearing 1c, and the lower substrate to the segment of the commutator The other end of the brush 3 having one end attached thereto is in contact with 1b.

한편 샤프트(1a)의 상단부에는 하향 개방되는 캡형상의 상부 케이스(8)가 결합되어 하부 케이스(1)의 상부로 구비되는 부품들이 커버되게 하므로서 외부의 간섭으로부터 내부를 보호하게 된다.Meanwhile, a cap-shaped upper case 8 coupled to the upper end of the shaft 1a is coupled to cover parts provided to the upper portion of the lower case 1 to protect the interior from external interference.

이상과 같은 진동모터는 하부 기판(1b)을 통해 입력되는 전원이 한쌍의 브러쉬(3)를 통해서 정류자(7)에 전달하고, 정류자(7)에 입력되는 전원은 다시 상부 기판(4)을 통해서 권선 코일(5)에 전달되며, 권선 코일(5)과 하부 케이스(1)에 부착시킨 마그네트(2)간 상호작용에 의해 전자기력이 발생되면서 샤프트(1a)를 중심으로 로터를 편심회전시켜 진동이 발생되도록 하는 것이다.In the vibration motor as described above, power input through the lower substrate 1b is transmitted to the commutator 7 through a pair of brushes 3, and power input to the commutator 7 is again supplied through the upper substrate 4. Transmitted to the winding coil 5, the electromagnetic force is generated by the interaction between the winding coil 5 and the magnet (2) attached to the lower case (1) while rotating the rotor eccentrically around the shaft (1a) to vibrate To be generated.

이때 로터의 진동력은 샤프트(1a)를 통해서 하부 케이스(1)와 상부 케이스(8)에 전달되어 케이스를 통한 착신감지가 가능하게 되는 것이다.At this time, the vibration force of the rotor is transmitted to the lower case 1 and the upper case 8 through the shaft (1a) it is possible to detect the incoming through the case.

이같은 진동모터의 대부분은 도 2에 도시된 바와같은 3상 구동방식이나, 최근에는 보다 구조를 간소화하므로서 소형화가 가능토록 하는 연구가 다방면에서 이루어지고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 제안된 것이 단상 구동 모터와 2상 구동 모터이다.Most of these vibration motors are three-phase driving method as shown in FIG. 2, but in recent years, researches that can be miniaturized by simplifying the structure have been conducted in various fields, and as a part of this research, a single-phase driving motor has been proposed. And a two-phase drive motor.

단상 구동 모터는 상부 기판에 단상의 코일만을 형성하고, 이 코일과 서로 대향하는 마그네트간 상호작용에 의해서 코일이 안착되어 있는 상부 기판이 편심 회동하면서 진동이 발생되도록 하는 것으로서, 이러한 방식에서는 코일이 마그네트의 어느 한 자극의 범위내에 위치하게 될 때 구동력이 제로가 되면서 토크가 발생되지 않는 불기동점(death point)을 갖게 된다.The single phase drive motor forms only a single phase coil on the upper substrate, and the vibration is generated when the upper substrate on which the coil is seated rotates eccentrically by the interaction between the coil and the magnets facing each other. When it is located within the range of any magnetic pole, the driving force becomes zero and has a death point at which no torque is generated.

이러한 구동력 상실을 해소시키기 위해서 제안된 것이 적절한 위치에 별도의 코깅발생수단이 구비되도록 하는 것인바 하지만 모터내에서의 공간적인 제약과 불기동점의 정확한 위치 설정등에 어려움이 있어 현실적으로 적용은 거의 이루어지지 않고 있다.In order to solve such a loss of driving force, the proposed proposal is to provide a separate cogging generating means at an appropriate position. However, there are difficulties in spatial constraints and exact positioning of the starting point. have.

한편 2상 구동 모터는 3상 구동 방식에서의 코일을 3상에서 2상으로 줄이는 방식에서 출발하여 다양하게 제안되고 있고, 이러한 2상 구동 방식으로서 최근에 알려진 기술 중에 하나가 도 3에서 도시한 바와같은 일본 특허공개 평9-9596호 공보이다.On the other hand, the two-phase drive motor has been proposed in various ways starting from the method of reducing the coil in the three-phase drive method from three phase to two phase, one of the techniques known recently as such a two-phase drive method as shown in FIG. Japanese Patent Laid-Open No. 9-9596.

일본 특허공개 평9-9596호 공보에서의 가장 주된 특징은 제1,2의 u상 전기자 코일(5a)(5b)과 제1,2의 v상 전기자 코일(5c)(5d)이 서로 전기각으로 2π의 위상이 되게 배치하고, 각 u상 전기자 코일(5a)(5b)과 각 v상 전기자 코일(5c)(5d)간에는서로 전기각이 π/2의 위상으로 배치되도록 하여 합계가 4개인 전기자 코일이 회전자에 편심 배치되도록 하는 것이다.The most important feature of Japanese Patent Laid-Open No. 9-9596 is that the first and second u-phase armature coils 5a and 5b and the first and second v-phase armature coils 5c and 5d are electrically angled with each other. 4 phases are arranged so that the electric angles are arranged in a phase of π / 2 between each u-phase armature coils 5a and 5b and each v-phase armature coils 5c and 5d. The armature coils are arranged eccentrically on the rotor.

즉 제1의 u상 전기자 코일(5a)과 제1의 v상 전기자 코일(5c)은 π/2의 위상 각도를 갖고 축방향으로 서로 겹쳐지게 형성되며, 제2의 u상 전기자 코일(5b)과 제2의 v상 전기자 코일(5d)도 π/2의 위상 각도를 갖고 축방향으로 서로 겹쳐지게 형성되도록 하되 같은 위상을 갖는 코일끼리는 전기각으로 2π의 위상을 갖도록 하여서 되는 구성이다.That is, the first u-phase armature coil 5a and the first v-phase armature coil 5c are formed to overlap each other in the axial direction with a phase angle of π / 2, and the second u-phase armature coil 5b. The second v-phase armature coils 5d also have a phase angle of π / 2 and overlap each other in the axial direction, but coils having the same phase have a phase of 2π at an electrical angle.

따라서 제1의 u상 전기자 코일(5a)을 기준으로 하였을 때 순차적으로 제1의 u상 전기자 코일(5a)로부터 전기각으로 π/2의 각도에는 제1의 v상 전기자 코일(5c)이 배설되고, 이 제1의 v상 전기자 코일(5c)로부터 전기각으로 3π/2의 각도에는 제2의 u상 전기자 코일(5b)이 배설되며, 제2의 u상 전기자 코일(5b)로부터전기각으로 π/2의 각도에는 제2의 v상 전기자 코일(5d)이 배설되게 하는 구성이다.Accordingly, when the first u-phase armature coil 5a is used as a reference, the first v-phase armature coil 5c is disposed at an angle of π / 2 from the first u-phase armature coil 5a to the electric angle. The second u-phase armature coil 5b is disposed at an angle of 3π / 2 from the first v-phase armature coil 5c to the electric angle, and the electric angle from the second u-phase armature coil 5b. Thus, the second v-phase armature coil 5d is disposed at an angle of? / 2.

이때 서로 전기각으로 π/2의 위상각으로 배설되는 제1의 u상 전기자 코일(5a)과 제1의 v상 전기자 코일(5c), 그리고 제2의 u상 전기자 코일(5c)과 제2의 v상 전기자 코일(5d)은 서로 일부가 겹쳐지면서 상부에는 제1의 v상 전기자 코일(5c)과 제2의 u상 전기자 코일(5b)이 위치하고, 하부에는 제1의 u상 전기자 코일(5a)과 제2의 v상 전기자 코일(5d)이 위치되도록 한다.At this time, the first u-phase armature coil 5a, the first v-phase armature coil 5c, and the second u-phase armature coil 5c and the second, which are disposed at a phase angle of? The v-phase armature coils 5d of the second phase armature coil 5c and the second u-phase armature coil 5b are positioned on top of each other, and the first u-phase armature coil 5b is disposed on the upper portion thereof. 5a) and the second v-phase armature coil 5d are positioned.

따라서 제1의 u상 전기자 코일(5a)과 제2의 v상 전기자 코일(5d)은 서로 전기각으로 5π/2의 각도로 위상차를 갖게 되며, 이를 기계각으로 보면 150°가 된다.Therefore, the first u-phase armature coils 5a and the second v-phase armature coils 5d have phase differences at angles of 5π / 2 as electrical angles, which are 150 ° when viewed from a mechanical angle.

그리고 전기한 구조와는 달리 코일간 겹쳐지는 구조가 상부에는 제1,2 u상 전기자 코일(5a)(5b)이 위치되도록 하고, 하부에는 제1,2 v상 전기자 코일(5c)(5d)이 위치되도록 하는 구성으로도 가능하다.Unlike the structure described above, the structure in which the coils overlap is positioned so that the first and second u-phase armature coils 5a and 5b are positioned at the upper portion, and the first and second v-phase armature coils 5c and 5d are positioned at the lower portion. It is also possible to have a configuration such that this position.

한편 마그네트의 극수와 정류자의 세그먼트 수 및 브러쉬의 각도는 3상 구동 모터에서와 동일하므로 대개의 3상 구동 모터가 마그네트를 6극으로 하고, 정류자의 세그먼트 또한 자극수와 동일수로서 6개가 되도록 하며, 브러쉬는 전기각으로 π로 형성되므로 기계각으로는 60°의 각도폭을 갖도록 한다.On the other hand, the number of poles of the magnet, the number of segments of the commutator and the angle of the brush are the same as those of the three-phase drive motor, so that most three-phase drive motors have six poles, and the number of segments of the commutator is six as the number of poles. Since the brush is formed by π as the electrical angle, the brush should have an angular width of 60 °.

따라서 전기각으로 π/2의 위상을 갖는 2개의 전기자 코일이 서로 상하로 일부 겹쳐지게 하고, 이러한 한쌍의 전기자 코일이 양측에 서로 대응되게 형성되도록 하면서 특히 상부에 구비되는 전기자 코일간은 전기각으로 3π/2의 간격으로 이격되게 하여 4개의 코일이 배치되게 하므로서 결국 모터는 2상으로 구동되는 특성을 갖도록 하는 것이다.Therefore, two armature coils having a phase of π / 2 at an electric angle are partially overlapped with each other up and down, and a pair of armature coils are formed to correspond to each other on both sides. The four coils are arranged to be spaced apart at intervals of 3π / 2, so that the motor is driven in two phases.

하지만 위의 구조는 3상 구동 모터에서 단순히 한상의 코일을 생략하고, u상 전기자 코일과 v상 전기자 코일만으로 이루어지도록 하면서 이들 u상 전기자 코일과 v상 전기자 코일은 전기각으로 π/2의 위상차를 가지며, 동일한 위상을 갖는 전기자 코일간은 전기각으로 2π의 간격으로 이격되도록 하는 구성이므로 서로 다른 위상을 갖는 전기자 코일간은 서로 일부가 겹쳐지는 적층구조로서의 형성이 불가피하다.However, the above structure simply omits the one-phase coil from the three-phase drive motor, and consists of only the u-phase armature coil and the v-phase armature coil, and the u-phase armature coil and the v-phase armature coil have a phase difference of π / 2 at an electric angle. Since the armature coils having the same phase are configured to be spaced apart at intervals of 2π at an electrical angle, the armature coils having different phases are inevitably formed as a laminated structure in which portions overlap each other.

따라서 3상의 코일 중 한상의 코일만을 생략하게 되는 구성의 특성상 구동 토크가 저하될 수밖에 없고, 모터에 장착될 수 있는 코일의 장착공간에는 한계가 있으므로 코일의 권선수가 작아져야만 할 뿐만 아니라 코일의 형성 작업 또한 매우 난해한 문제가 있다.Therefore, due to the characteristic that only one coil of the three-phase coil is omitted, the driving torque is inevitably lowered, and there is a limit in the mounting space of the coil that can be mounted on the motor. There is also a very difficult problem.

또한 브러쉬가 세그먼트간을 지나게 될 때에는 일측의 세그먼트에 브러쉬가 충돌하면서 튀는 현상이 발생되어 시끄러운 소음이 유발되기도 하며, 이를 위해 브러쉬의 만곡부의 반경을 크게 하는 구조도 제안되었으나 이때에는 브러쉬에 가해지게 되는 텐션의 저하를 초래하게 되면서 동시에 비통전 구간이 생기게 되는 문제점도 있다.In addition, when the brush passes between segments, the brush collides with one side of the segment, causing a popping noise. To this end, a structure that increases the radius of the curved portion of the brush has been proposed, but at this time, it is applied to the brush. At the same time, the tension is reduced, and at the same time, a non-conduction section is generated.

본 발명은 상기한 문제점을 시정 보완하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 각 상의 코일 권선수가 많아지게 하여 코일에 흐르게 되는 쇄교 자속량을증가시키므로서 구동 토크가 보다 증대되도록 하는 것이다.The present invention is intended to correct the above problems, the main object of the present invention is to increase the number of coil windings of each phase to increase the amount of linkage flux flowing through the coil to increase the drive torque.

본 발명의 다른 목적은 모터 제작이 용이하게 수행될 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to facilitate the production of the motor.

본 발명의 또 다른 목적은 모터 구동시 불기동점과 비통전구간이 제거되게 하므로서 안정된 구동성이 보장될 수 있도록 하는 것이다.Still another object of the present invention is to ensure stable driveability by removing the starting point and non-conduction section when driving the motor.

도 1 은 일반적인 편평형 진동 모터의 구조를 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing the structure of a general flat vibration motor,

도 2 는 일반적인 3상 구동 모터에서의 코일과 마그네트의 조립도,2 is an assembly view of a coil and a magnet in a typical three-phase drive motor,

도 3 은 종래 2상 구동 모터의 일실시예를 도시한 코일 배치도,3 is a coil layout showing an embodiment of a conventional two-phase drive motor,

도 4 는 본 발명에 따른 일실시예를 보인 코일과 마그네트의 배치도,4 is a layout view of a coil and a magnet showing an embodiment according to the present invention;

도 5 는 도 4의 구조에 따른 정류자의 세그먼트와 브러쉬의 접속상태를 도시한 배치도,FIG. 5 is a layout view illustrating a connection state between a segment of a commutator and a brush according to the structure of FIG. 4; FIG.

도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 정류자의 세그먼트와 브러쉬의 접속 구조를 도시한 저면도,6 to 10 is a bottom view showing a connection structure of the brush and the segment of the commutator according to the present invention,

도 11 은 본 발명에 따른 토크 파형도,11 is a torque waveform diagram according to the present invention,

도 12 는 본 발명에 따른 코일에 전류 통전 상태도,12 is a current conduction state diagram of the coil according to the present invention;

도 13 은 본 발명에 따른 합성 토크 파형도.Figure 13 is a synthetic torque waveform diagram according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20 : 마그네트 30 : 브러쉬20: magnet 30: brush

40 : 상부기판 50 : 아마츄어 코일40: upper substrate 50: amateur coil

70 : 정류자 71 : 세그먼트70: commutator 71: segment

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하부 기판에 구비되는 스테이터 마그네트의 극수를 최소한 2n극 이상이 되도록 하고, 상부 기판에 접합되는 아마츄어 코일은 상부 기판에서 전기각으로 π/2의 위상차를 갖는 구조로 구비되며, 정류자의 세그먼트와 접촉되는 한쌍의 브러쉬는 π의 전기각으로 이격되도록 하므로서 상부 기판에 접합되는 아마츄어 코일의 수를 감소시키면서 불기동점의 발생 또는 비통전구간이 제거될 수 있도록 하는데 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention allows the number of stator magnets provided on the lower substrate to be at least 2 n poles, and the amateur coil bonded to the upper substrate has a phase difference of π / 2 at an electrical angle in the upper substrate. A pair of brushes provided in contact with the segments of the commutator is characterized in that the occurrence of the starting point or the non-conduction section can be eliminated while reducing the number of amateur coils bonded to the upper substrate while being spaced at an electrical angle of π.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 2상의 진동 모터에 관한 것으로서, 특히 스테이터 마그네트의 극수와 아마츄어 코일의 피치 및 서로 다른 위상을 갖는 코일간 위상각, 그리고 정류자의 세그먼트수를 적절히 조합하므로서 코일을 통한 자속량을 증대시켜 토크의 효율이 향상될 수 있도록 하는 동시에 안정된 2상 평형 구동이 가능토록 하는 2상의 진동 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a two-phase vibration motor, and in particular, by increasing the amount of magnetic flux through the coil by appropriately combining the number of poles of the stator magnet, the pitch of the amateur coil, the phase angle between the coils having different phases, and the number of segments of the commutator The present invention relates to a two-phase vibrating motor capable of improving the efficiency of the system and enabling stable two-phase balanced driving.

즉 하부 케이스의 상부면에는 하부 기판이 고정되고, 이 하부 기판의 상부에는 스테이터 마그네트가 구비되며, 하부 케이스의 중앙에는 샤프트가 지지되도록 하면서 샤프트의 상단에는 상부 케이스가 결합되어 하부 케이스의 상부에 구비되는 부품들이 외부로부터 안전하게 보호되도록 하고 있다.That is, the lower substrate is fixed to the upper surface of the lower case, and the stator magnet is provided on the upper portion of the lower substrate, and the upper case is coupled to the upper end of the shaft while the shaft is supported at the center of the lower case and provided on the upper portion of the lower case. The parts to be protected are protected from the outside.

그리고 샤프트에는 회전 가능하게 상부 기판이 편심되게 결합되도록 하고, 상부 기판의 상부면에는 아마츄어 코일이 부착되며, 그 저면에는 다수개의 세그먼트로서 이루어지는 정류자를 구비하면서 하부 기판과 정류자의 세그먼트간은 한쌍의 브러쉬에 의해서 연결되게 하여 전기적 신호가 원활하게 전달될 수 있도록 한다.The upper substrate is rotatably coupled to the shaft, and an upper side of the upper substrate has an amateur coil attached thereto, and a lower portion of the upper substrate has a commutator composed of a plurality of segments, and a pair of brushes between the lower substrate and the segments of the commutator. Connected by so that the electrical signal can be transmitted smoothly.

이와같은 구성에서 본 발명은 스테이터 마그네트를 2n극(n은 1이상의 정수) 이상으로 형성하면서 이 스테이터 마그네트와 상호 작용하는 아마츄어 코일은 서로 다른 위상을 갖는 2상의 코일로 구비되도록 하며, 각 코일의 피치는 π/2 ~ π의 전기각을 이루고, 서로 다른 위상을 갖는 코일간은 전기각으로 π/2의 위상차를 갖도록 하며, 이때 각 코일에 전기적으로 연결되는 정류자는 스테이터 마그네트의 극수에 2배수인 세그먼트로 형성되게 하고, 하부 기판과 정류자간을 연결하는 브러쉬는 π의 전기각으로 이격되는 한쌍의 구조로 형성되도록 하는데 주된 특징이 있다.In this configuration, the present invention forms an stator magnet with 2n poles (n is an integer of 1 or more), and the amateur coils interacting with the stator magnet are provided with two-phase coils having different phases, and the pitch of each coil Is an electrical angle of π / 2 to π, and coils having different phases have a phase difference of π / 2 as an electrical angle, and the commutator electrically connected to each coil is twice the pole number of the stator magnet. The main feature is to form a segment, and the brush connecting the lower substrate and the commutator is formed in a pair of structures spaced at an electrical angle of π.

다시말해 본 발명은 스테이터 마그네트를 2n개 이상의 극수 즉 2극, 4극, 6극, 8극등으로 형성되도록 하면서 스테이터 마그네트와 상호 작용하게 되는 아마츄어 코일은 각 코일의 피치가 π/2 ~ π의 전기각을 이루면서 서로의 위상을 달리하는 코일간에는 전기각으로 π/2의 위상차를 갖는 2상의 구조를 갖도록 하는 것이다.In other words, in the present invention, the stator magnet is formed with at least 2n poles, that is, two poles, four poles, six poles, and eight poles, and the amateur coils interacting with the stator magnet have an electric pitch of π / 2 to π. It is to have a two-phase structure having a phase difference of π / 2 as an electric angle between coils having different angles while forming angles.

이는 스테이터 마그네트의 극수에 따라서 한 극에 대한 전기각과 기계각이 달라지는 특성을 감안하여 아마츄어 코일의 각 코일 피치를 전기각으로 π/2 ~ π의 범위로 형성되도록 하되 이들 위상이 다른 코일간에는 동일하게 π/2의 전기각으로 위상차를 갖도록 하므로서 2상 반파 구동 특성을 갖도록 하는 것이다.This allows each coil pitch of the amateur coil to be formed in an electric angle range of π / 2 to π in consideration of the characteristic that the electrical and mechanical angles of one pole vary depending on the number of poles of the stator magnet. It is intended to have a two-phase half-wave driving characteristic by having a phase difference at an electrical angle of π / 2.

그리고 이러한 스테이터 마그네트와 아마츄어 코일의 구성에 따라서 정류자의 단자인 각 세그먼트들의 갯수가 각각 달리 형성되게 하되 그 수는 스테이터 마그네트의 극수에 2배수로서 형성되도록 한다. 따라서 정류자의 세그먼트는 스테이터 마그네트가 2극일 때는 4개의 세그먼트가 되고, 4극일 때는 8개의 세그먼트가 되며, 6극일 때는 12개의 세그먼트로 이루어지게 되는 것이다.According to the configuration of the stator magnet and the amateur coil, the number of segments, which are terminals of the commutator, is formed differently, but the number is formed as twice the number of poles of the stator magnet. Therefore, the segment of commutator has four segments when the stator magnet is two poles, eight segments when four poles, and twelve segments when six poles.

이와같이 형성되는 정류자의 각 세그먼트는 서로 전기각으로 π/2의 위상각을 갖는 아마츄어 코일에 전기적으로 연결되며, 서로 다른 위상각을 갖는 아마츄어 코일과는 정류자의 회전방향으로 교호로 접속된다.Each segment of the commutator thus formed is electrically connected to an amateur coil having a phase angle of π / 2 at an electrical angle of each other, and alternately connected to an amateur coil having a different phase angle in a rotational direction of the commutator.

즉 서로 다른 위상각의 코일을 a코일과 b코일이라고 할 때, 정류자는 a코일의 +단자에서 b코일의 +단자 그리고 a코일의 -단자와 b코일의 -단자의 순으로 접속되는 세그먼트의 구조로 되는 것이다.That is, when coils of different phase angles are called coil a and coil b, the commutator has a structure of a segment in which the + terminal of coil a is connected to the + terminal of coil b and the-terminal of coil a and the terminal of coil b to terminal-coil b. It becomes.

한편 정류자에 전원을 공급하는 수단을 브러쉬라고 하며, 이러한 브러쉬는 하부 기판에 하단이 고정되고 상단은 정류자의 세그먼트와 접촉이 가능하게 단부를 세그먼트측으로 만곡지게 형성되도록 한 것으로서 이같은 브러쉬는 한쌍의 입력단자와 출력단자로 구비된다.Meanwhile, a means for supplying power to the commutator is called a brush. The brush is fixed at the lower end of the lower substrate and the upper end is formed to be bent toward the segment side so as to be in contact with the segment of the commutator. Such a brush has a pair of input terminals. And an output terminal.

이렇게 구비되는 한쌍의 브러쉬를 본 발명에서는 π의 전기각으로서 이격되도록 한다.The pair of brushes provided in this way is spaced apart by the electric angle of π in the present invention.

즉 스테이터 마그네트가 2극인 경우에는 하나의 극에 해당하는 전기각 π가 기계각으로는 180°가 되고, 4극인 경우에는 하나의 극에 해당하는 전기각 π가 기계각으로는 90°이며, 6극인 경우에는 하나의 극에 해당하는 전기각 π가 기계각으로 60°가 되고, 8극인 경우 하나의 극에 해당하는 전기각 π는 기계각으로 45°가 되므로 결국 한쌍의 브러쉬의 간격은 전기각으로는 동일한 π이면서도 실질적인 기계각은 180°, 90°, 60°, 45°로서 각기 다른 각도로 나타난다.That is, when the stator magnet is two poles, the electric angle π corresponding to one pole becomes 180 ° for the mechanical angle, and for the four poles, the electric angle π corresponding to one pole is 90 ° for the mechanical angle. In the case of a pole, the electric angle π corresponding to one pole becomes 60 ° as the mechanical angle, and in the case of 8 poles, the electric angle π corresponding to one pole becomes 45 ° as the mechanical angle. Although the same π, the actual mechanical angles are 180 °, 90 °, 60 °, and 45 °, and appear at different angles.

한편 본 발명의 다양한 실시 가능한 구조에서 특히 성능 실험에 의해 가장 안정된 구동성을 나타내는 것이 스테이터 마그네트를 4극으로 하였을 경우이므로 이에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보기로 한다.On the other hand, in the various possible structures of the present invention, since the stator magnet has 4 poles, which shows the most stable driveability by performance experiments, a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 것으로서, 본 실시예에서는 스테이터 마그네트(20)를 4극으로 하면서 아마츄어 코일(50)은 서로 다른 위상을 갖는 2개의 코일(50a)(50b)로서 형성하되 이들 각 코일(50a)(50b)의 피치는 기계각으로 90°(전기각으로 π)를 이루면서 각 코일(50a)(50b)간은 중심각이 기계각으로 135°(전기각으로 3π/2)로 이격되어 형성되도록 하는 것이다.FIG. 4 shows a first embodiment according to the present invention. In this embodiment, the armature coil 50 has four phases with the stator magnet 20 as four poles, and two coils 50a and 50b having different phases. The pitch of each of these coils 50a and 50b forms 90 ° (π) as the mechanical angle, while the center angle is 135 ° (3π as the electrical angle) between the coils 50a and 50b. / 2) to be formed spaced apart.

이때 각 코일(50a)(50b)의 피치와 각 코일(50a)(50b)간 중심각의 거리를 전기각으로 변환하면 피치는 π가 되고, 위상각은 전기각으로 π/2의 위상차를 갖게 되는 것이다.At this time, if the distance between the pitch of each coil 50a and 50b and the center angle between each coil 50a and 50b is converted into an electrical angle, the pitch becomes π, and the phase angle has a phase difference of π / 2 as the electrical angle. will be.

한편 코일(50a)(50b)간 위상각을 단순히 전기각으로 π/2로서만 하게 되면 이를 단순히 기계각으로 바꾸었을 때 각도는 45°가 되므로 상부 기판(40)에서 코일(50a)(50b)은 결국 서로 다른 위상을 갖는 2개의 코일(50a)(50b)이 서로 겹쳐지는 현상이 생기게 되므로 이는 구조적으로도 제작이 곤란할 뿐만 아니라 구동효율을 반감시키는 작용을 하게 된다.On the other hand, if the phase angle between the coils 50a and 50b is simply π / 2 as the electric angle, the angle becomes 45 ° when the angle is simply changed to the mechanical angle. Therefore, the coils 50a and 50b are formed on the upper substrate 40. Since the two coils (50a, 50b) having a different phase eventually overlap each other, this is not only structurally difficult to manufacture but also serves to reduce the driving efficiency.

따라서 본 실시예에서는 2개의 코일(50a)(50b)간을 전기각으로는 동일한 π/2이지만 일측의 코일을 기계각으로 180°로 반전시키게 되면 일측의 코일과 동일한 전기적 특성을 갖는 위치가 되며, 이 위치에서 전기각으로 π/2만큼 이동시키게 되면 서로 다른 위상을 갖는 코일이 전기각으로는 π/2의 위상을 갖는 구성이 될 수가 있다.Therefore, in the present embodiment, the two coils 50a and 50b have the same π / 2 as the electric angle, but when one coil is inverted by 180 ° with the mechanical angle, the coil has the same electrical characteristics as the coil of the one side. In this position, when the electric angle is moved by π / 2, the coils having different phases may have a π / 2 phase as the electric angle.

이때 위상을 달리하는 양측의 코일(50a)(50b)의 중심각 거리를 측정하게 되면 기계각으로 135°가 된다.At this time, if the center angle distance of the coils 50a and 50b on both sides of different phases is measured, the mechanical angle is 135 °.

이와같은 스테이터 마그네트(20)와 아마츄어 코일(50)을 형성한 구성에서 서로 다른 위상을 갖는 2개의 코일(50a)(50b)과 연결되는 정류자(70)의 세그먼트(71)는 도 5에서 보는바와 같이 스테이터 마그네트(20)의 극수에 2배수인 8개로서 형성되도록 하고, 이러한 세그먼트(71)와 접촉되는 단자인 한쌍의 브러쉬(30)는 기계각으로 90°(전기각으로는 π)로서 이격되는 형상으로 배치되게 한다.In the configuration in which the stator magnet 20 and the amateur coil 50 are formed, the segment 71 of the commutator 70 connected to the two coils 50a and 50b having different phases is as shown in FIG. 5. Likewise, the number of the stator magnets 20 is formed as eight times the number of poles, and the pair of brushes 30, which are terminals in contact with the segment 71, are separated by 90 ° (π in electrical angles) at a mechanical angle. To be arranged in such a shape.

이때 8개의 세그먼트(71)는 상부 기판(40)이 회전하는 방향으로 서로 다른 위상각을 갖는 코일(50a)(50b)의 +단자와 -단자가 순차적으로 교호로 연결되게 하여 도 5에서 예시한 바와같이 아마츄어 코일(50)의 위상각이 서로 다른 2개의 코일(50a)(50b)을 각각 a코일(50a)과 b코일(50b) 이라고 하였을 때 이들 코일(50a)(50b)에는 각각 입력단과 출력단이 있으므로 a코일(50a)의 입력단을 +a라고 하고, 그의 출력단을 -a라고 하며, b코일(50b)의 입력단을 +b이라 하고, 그의 출력단을 -b라고 하면 세그먼트(71)는 회전하는 방향으로 +a, +b, -a, -b의 순으로 배열되도록 한다.In this case, the eight segments 71 are alternately connected to the + and-terminals of the coils 50a and 50b having different phase angles in the direction in which the upper substrate 40 rotates. As described above, when two coils 50a and 50b having different phase angles of the armature coils 50 are a coil 50a and b coil 50b, respectively, these coils 50a and 50b are respectively provided with an input terminal and Since there is an output stage, the input of a coil 50a is + a, its output is -a, the input of b coil 50b is + b, and its output is -b. The segment 71 rotates. In the order of + a, + b, -a, and -b.

따라서 한쌍의 브러쉬(30)를 90°의 각도로 형성시킨 상태에서 스테이터 마그네트(20)와 아마츄어 코일(50)간의 상호작용에 의해 상부 기판(40)이 회전하게 되면 한쌍의 브러쉬(30)는 최소한 a코일(50a) 또는 b코일(50b)의 어느 한쪽 또는 양 코일(50a)(50b)에 동시에 전원을 공급되도록 하면서 연속적인 구동이 가능토록 한다.Therefore, when the upper substrate 40 is rotated by the interaction between the stator magnet 20 and the amateur coil 50 in a state where the pair of brushes 30 are formed at an angle of 90 °, the pair of brushes 30 is at least Continuous driving is enabled while power is supplied to either or both coils 50a and 50b of a coil 50a or b coil 50b simultaneously.

즉 2개의 코일(50a)(50b) 중 적어도 어느 한 코일의 입력단과 출력단에 전원이 공급되기만 하면 항상 스테이터 마그네트(20)와의 상호작용에 의해 전자기력을 발생시키면서 연속적인 구동성을 갖게 되므로 모터의 안정된 구동성을 유지할 수가 있게 된다.In other words, as long as power is supplied to the input and output terminals of at least one of the two coils 50a and 50b, the motors are continuously driven while generating electromagnetic force by interaction with the stator magnet 20. Driveability can be maintained.

한편 세그먼트(71)에 접촉되는 한쌍의 브러쉬(30)는 세그먼트(71)에서 세그먼트(71)로 넘어가는 그 사이가 분리되어 있으므로 이 사이를 브러쉬(30)가 지나게 될 때에는 세그먼트(71)와의 접촉이 순간적으로 단절되는 경우가 발생된다.On the other hand, the pair of brushes 30 in contact with the segment 71 are separated between the segments 71 and the segments 71 passing therethrough, so that when the brush 30 passes between them, the pair of brushes 30 contacts the segments 71. This momentary disconnection occurs.

또한 일측의 세그먼트(71)에서 떨어지면서 타측의 세그먼트(71)에 접촉될 때에는 세그먼트(71)와의 충돌 충격에 의해 브러쉬(30)의 접촉단부가 심하게 튀면서 시끄러운 소음을 유발시키게 되는 문제가 있게 된다.In addition, when contacting the segment 71 on the other side while falling from the segment 71 on one side, the contact end of the brush 30 is severely bounced by the impact impact with the segment 71 to cause a loud noise.

이러한 현상은 브러쉬(30)의 접촉단부가 서로 다른 단층 구조로 형성되는 양측의 세그먼트(71)와 이러한 세그먼트(71)들간을 소정의 간격으로 이격되도록 한슬롯부(72)를 지나면서 순간적으로 양측의 세그먼트(71)로부터 동시에 떨어지는 순간에 발생되는 구조적인 문제이다.This phenomenon is caused by instantaneous passing of the segments 71 on both sides where the contact ends of the brushes 30 are formed in different monolayer structures and one slot 72 so as to be spaced apart at predetermined intervals between the segments 71. This is a structural problem that occurs at the same time away from the segment 71.

이를 위해서 본 실시예에서는 도 6에서와 같이 브러쉬(30)의 만곡진 접촉단부(31)를 브러쉬(30)의 길이방향에 대해서 크로스되는 방향으로 형성되는 슬롯부(72)에 대해 사선방향으로 경사지면서 적어도 일측의 세그먼트(71)와 접촉되거나 양측의 세그먼트(71)에 동시에 접촉되는 형상으로 형성되게 할 수가 있다.To this end, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the curved contact end 31 of the brush 30 is inclined in an oblique direction with respect to the slot portion 72 formed in a direction crossing the longitudinal direction of the brush 30. It can be formed in a shape that is in contact with at least one segment 71 or at the same time in contact with both segments (71).

또한 도 7에서와 같이 브러쉬(30)의 단부를 요크형상으로 형성되게 하고, 양측으로 갈라진 단부에 각각 만곡지는 접촉단부(31)가 형성되도록 하면서, 이들 접촉단부(31)는 슬롯부(72)를 중심으로 양측에서 서로 이격되게 하여 형성되도록 하므로서 적어도 일측의 세그먼트(71)와 접촉되거나 양측의 세그먼트(71)에 동시에 접촉되는 형상으로 형성되게 할 수도 있다.Also, as shown in FIG. 7, the ends of the brush 30 are formed in the shape of a yoke, and the contact ends 31 which are curved at both ends thereof are formed, and the contact ends 31 are the slots 72. In order to be formed so as to be spaced apart from each other on both sides of the center may be formed in a shape that is in contact with at least one segment 71 or at the same time in contact with the segment 71 on both sides.

그리고 브러쉬(30)는 종전과 같은 구조가 그대로 유지되도록 하면서 도 8에서와 같이 세그먼트(71)간 슬롯부(72)를 세그먼트(71)의 외측에서 내측으로 직선형상으로 형성되도록 하되 브러쉬(30)에 접촉되는 부위를 기준으로 슬롯부(72)가 서로 다른 선상 즉 외측으로부터 형성되는 슬롯부(72)와 내측으로부터 형성되는 슬롯부(72)가 서로 다른 직선상에 위치되게 형성되도록 하면서 브러쉬(30)의 접촉단부(31)에 접촉되는 부위에서 외측으로부터 형성되는 슬롯부(72)와 내측으로부터 형성되는 슬롯부(72)의 단부간이 브러쉬(30)의 길이방향으로 만나도록 하여 적어도 일측의 세그먼트(71)와 접촉되거나 양측의 세그먼트(71)에 동시에 접촉되는 형상으로 형성되게 할 수도 있다.And the brush 30 is to maintain the same structure as before, while forming the slot portion 72 between the segments 71 in a straight line form from the outside of the segment 71 as shown in Figure 8 brush 30 The brush part 30 is formed so that the slot part 72 is formed on a different line, that is, the slot part 72 formed from the outside and the slot part 72 formed from the inside are positioned on different straight lines. At least a segment (at least one side) is formed between the end of the slot portion 72 formed from the outside and the end of the slot portion 72 formed from the inner side in contact with the contact end portion 31 of the brush 30 in the longitudinal direction of the brush 30. It may be formed in a shape that is in contact with the 71 or at the same time in contact with the segments 71 on both sides.

또한 슬롯부(72)는 도 9에서와 같이 세그먼트(71)의 외측에서 내측으로 브러쉬(30)의 만곡진 접촉단부(31)에 사선으로 만나는 형상으로 경사지게 형성되도록 하는 것도 보다 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 9, the slot portion 72 may be formed to be inclined in a shape that meets the curved contact end portion 31 of the brush 30 diagonally from the outside to the inside of the segment 71.

이상의 실시예 구성에 의해서 한쌍의 브러쉬(30)를 통해서 공급되는 전류는 a코일(50a) 또는 b코일(50b) 및 양 코일(50a)(50b)에 동시에 흐르게 되면서 스테이터 마그네트(20)와의 상호 작용에 의한 전자기력이 지속적으로 발생되며, 이때 발생되는 전자기력에 의해서 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 상부 기판(40)이 회전하게 되므로 상부 기판(40)의 편심 회동에 의한 진동작용이 안정되게 수행된다.According to the above-described configuration, the current supplied through the pair of brushes 30 flows to the a coil 50a or the b coil 50b and both coils 50a and 50b simultaneously, and interacts with the stator magnet 20. The electromagnetic force is continuously generated, and since the upper substrate 40 rotatably supported by the shaft is rotated by the generated electromagnetic force, the vibrating action by the eccentric rotation of the upper substrate 40 is stably performed.

한편 도 10은 본 발명의 제2실시예를 도시한 것으로서, 본 실시예에서는 스테이터 마그네트(20)를 전술한 제1실시예와 동일한 4극으로 형성하면서 아마츄어 코일(50)을 서로 다른 위상을 갖는 2상의 코일(50a)(50b)인 a코일(50a)과 b코일(50b)이 각각 입력측 코일인 +a코일과 +b코일 그리고 출력측 코일인 -a코일과 -b코일인 4개의 코일로서 이루어지도록 하는 것이 가장 두드러진 특징이다.FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the stator magnet 20 is formed in the same four poles as in the first embodiment, and the amateur coil 50 has different phases. A coil 50a and b coil 50b, which are two-phase coils 50a and 50b, are respectively composed of four coils: + a coil and + b coil as input coils and -a and -b coils as output coils. The most prominent feature is the ability to lose.

이때 각 코일(50a)(50b)의 피치는 전기각으로 π/2이며, 이를 기계각으로 보면 45°가 되고, 각 코일(50a)(50b)간 중심각은 기계각으로 45°의 간격으로 배열되도록 한다.At this time, the pitch of each coil 50a, 50b is π / 2 in electrical angle, which is 45 ° when viewed in mechanical angle, and the center angle between each coil 50a, 50b is arranged at intervals of 45 ° in mechanical angle. Be sure to

다시말해 일측으로부터 우선 입력측 코일인 +a코일, +b코일이 권선방향이 서로 반대가 되게 나란하게 배열되도록 하고, 이어서 출력측 코일-a코일, -b코일이 권선방향이 서로 반대가 되게 배열되도록 하되 이때 동일한 위상을 갖는 +a코일과 -a코일 그리고 +b코일과 -b코일끼리는 서로 같은 방향의 권선구조를 가지면서 직렬로 연결되는 구조로 배열되도록 한다.In other words, the coils + a and + b of the input coils are arranged side by side so that the winding directions are opposite to each other, and then the output coils -a and -b coils are arranged so that the winding directions are opposite to each other. At this time, + a coil and -a coil and + b coil and -b coil having the same phase are arranged in a structure connected in series with the winding structure in the same direction.

이렇게 아마츄어 코일(50a)(50b)을 4개가 나란하게 배열되도록 하면 결국 서로 다른 위상을 갖는 a코일(50a)과 b코일(50b)간 위상차는 전술한 제1실시예와 동일하게 π/2의 전기각을 이루게 된다.Thus, if four armature coils 50a and 50b are arranged side by side, the phase difference between a coil 50a and b coil 50b having different phases is the same as that of the first embodiment described above. Electric angle is achieved.

이와같은 코일 구조를 갖는 제2실시예에서 정류자(70)의 세그먼트(71) 수와 한쌍의 브러쉬(30)간 간격은 제1실시예와 동일하다.In the second embodiment having such a coil structure, the number of segments 71 of the commutator 70 and the interval between the pair of brushes 30 are the same as in the first embodiment.

또한 제2실시예에서 정류자(70)의 세그먼트(71)와 브러쉬(30)의 접촉단부(31)간 안정된 접속이 유지될 수 있도록 하기 위해서 앞에서 예시한 도 6 또는 도 7 과 같이 브러쉬(30)의 접촉단부(31) 형상을 개선시키거나 도 8 또는 도 9에서와 같이 세그먼트(71)간 슬롯부(72)의 형상을 개선하는 구조에 의해 통전이 안정적으로 수행될 수 있도록 한다.Also, in the second embodiment, in order to maintain a stable connection between the segment 71 of the commutator 70 and the contact end 31 of the brush 30, the brush 30 as shown in FIG. By the structure of improving the contact end portion 31 of the shape or improving the shape of the slot portion 72 between the segments 71 as shown in Figure 8 or 9 so that the energization can be performed stably.

도 11은 본 발명에 의한 2상의 코일에서의 토크 파형의 특성을 도시한 것으로서, 이때 발생되는 2상의 코일인 a코일과 b코일의 토크 파형은 제1실시예와 제2실시예에서 모두 동일하다.Fig. 11 shows the characteristics of the torque waveform in the two-phase coil according to the present invention, in which the torque waveforms of coils a and b which are two-phase coils generated at this time are the same in the first and second embodiments. .

도면부호 Ea와 Eb는 코일 a와 b에 걸리는 전압의 파형을 도시한 것으로써, 모터의 특성상 코일에 걸리는 전압의 세기는 물리적인 토크발생을 유발하게 되므로 결국 Ea와 Eb의 파형은 토크 파형과 같다.Reference numerals Ea and Eb show the waveforms of the voltage applied to the coils a and b. In the characteristic of the motor, the voltage applied to the coil causes the physical torque generation. Therefore, the waveforms of the Ea and Eb are the same as the torque waveform. .

따라서 a코일에서의 파형과 b코일에서의 토크 파형에 비추어 양 코일간은 전기각으로 π/2의 위상차를 갖는 구성임을 알 수가 있으며, 이러한 각 코일에 흐르게 되는 전류는 도 12 에서와 같이 서로 교호로 흐르면서 특히 전류의 흐름이 a코일에서 b코일로 또는 b코일에서 a코일로 전환될 때에는 각 코일에 동시에 전류가 흐르게 되는 순간이 존재하게 되는바 이로서 각 코일에는 전류의 통전이 전혀 단절됨이 없이 안정된 통전성이 유지되는 특성을 갖게 되는 것이다.Therefore, in view of the waveforms in the coil a and the torque in the coil b, it can be seen that the two coils have a phase difference of π / 2 at an electric angle, and the currents flowing through the coils alternate with each other as shown in FIG. In particular, when the current flows from coil a to coil b or coil b to coil a, there is a moment when current flows in each coil simultaneously. It will have the characteristics that maintain electricity.

이와같이 서로 다른 위상을 갖는 코일에 전류가 흐르게 되면서 모터로부터는 도 13에서 보는바와 같은 합성 토크가 발생하게 되는데 이는 단상의 모터에서 출력되는 합성 토크에 비해 구동 토크가 안정적이면서 지속적으로 수행됨을 알 수가 있다.As the current flows through the coils having different phases, the combined torque is generated from the motor as shown in FIG. 13, which shows that the driving torque is stable and continuously performed compared to the combined torque output from the single-phase motor. .

즉 단상의 모터에서는 전류의 흐름이 변환되는 시점에서 구동력을 상실하게 되는 불기동점이 발생되는데 반해 본 발명에서는 이러한 불기동점이 완전 제거되면서 항상 안정된 구동성을 나타내는 특성을 갖게 되는 것이다.That is, in the single-phase motor, a starting point is generated in which the driving force is lost at the time when the flow of current is converted, whereas in the present invention, such starting point is completely removed, and thus it has a characteristic of always showing stable driving performance.

그리고 정류자의 세그먼트와 브러쉬의 접속 구조를 개선시키므로서 전류의 흐름이 변환되는 시점에서 전류 공급이 단절되는 비통전구간의 발생이 제거되므로 지속적으로 안정적인 통전성을 유지할 수가 있게 된다.In addition, by improving the connection structure between the segment of the commutator and the brush, the generation of the non-conduction section where the current supply is disconnected at the time of the flow of current is eliminated, so that it is possible to maintain stable electricity continuously.

특히 종전의 3상 구동 모터를 개선한 2상 구동 모터는 코일 피치가 기계각으로 60°를 유지하여야만 하고, 서로 다른 위상을 갖는 코일을 서로 일부가 겹쳐지면서 상하로 적층되게 하므로서 모터의 공간적인 제약에 의해 코일의 두께가 얇아질 수밖에 없는 문제가 있는데 반해 본 발명은 코일 피치를 기계각으로 90°또는 45°가 되도록 하면서 2개의 코일 또는 4개의 코일이 동일 평면상에 나란히 배치되게 하므로서 하나의 코일이 갖는 두께가 보다 두꺼워지는 동시에 동일한 위상을 갖는 코일의 코일 권선수가 보다 증가되면서 코일에 흐르게 되는 쇄교 자속량을 증가시키게 되는 이점이 있다.In particular, the two-phase drive motor, which has been improved from the conventional three-phase drive motor, has to maintain a coil pitch of 60 ° at a machine angle, and allows the coils having different phases to be stacked on top of each other with overlapping parts. The problem is that the thickness of the coil is inevitably reduced due to the present invention. In the present invention, two coils or four coils are arranged side by side on the same plane while the coil pitch is 90 ° or 45 ° at a mechanical angle. As the thickness of the coil becomes thicker and the number of coil windings of the coil having the same phase is increased, there is an advantage of increasing the amount of linkage flux flowing through the coil.

즉 3상 구동 모터의 변형인 2상 구동 모터에서의 코일은 각 코일의 피치가 기계각으로 60°이고, 이러한 동일 위상의 코일을 2개로 형성하게 되므로 총 120°를 갖는 구성인데 비해서 본 발명의 구성에서는 제1실시예의 경우 코일의 피치가 기계각으로 90°이고, 두께는 종전과 동일한 공간으로 형성된다고 보았을 때 종전에는 상하로 2개의 코일이 적층되는 구성인데 반해 본 실시예에서는 하나의 코일로만 형성되므로 결국 기계각으로 90°의 피치를 갖는 코일이 2개인 것과 동일하므로 총 180°의 피치를 갖는 형상이며, 제2실시예의 경우 코일의 피치는 기계각으로 45°이나 두께는 제1실시예에서와 같은 방법으로 보았을 때 기계각으로 45°의 피치를 갖는 코일이 2개인 것과 동일하며, 이같은 동일한 위상을 갖는 코일이 2개이므로 결국 기계각으로 45°의 피치를 갖는 코일이 4개인 것과 마찬가지가 되므로 총 180°의 피치를 갖는 형상이 된다.In other words, the coil of the two-phase drive motor, which is a variation of the three-phase drive motor, has a pitch of 60 ° at each machine angle and forms two coils of the same phase so that the coil has a total of 120 °. In the first embodiment, when the pitch of the coil is 90 ° in the mechanical angle and the thickness is formed in the same space as before, two coils are stacked up and down, whereas in this embodiment, only one coil is used. Since it is formed, it is the same as two coils having a pitch of 90 ° at the end of the mechanical angle, and thus has a total pitch of 180 °. In the second embodiment, the pitch of the coil is 45 ° at the mechanical angle, but the thickness is the first embodiment. In the same way as in the example, two coils with a pitch of 45 ° in the mechanical angle are the same, and two coils with the same phase have a pitch of 45 ° in the mechanical angle. Since it has the same thing as four coils which have, it becomes a shape with pitch of 180 degrees in total.

따라서 코일의 권선 범위가 종전에는 120°에 한정이 되나 본 발명에서는 180°로 확대시키게 되는 이점이 있으므로 결과적으로는 동일 위상을 갖는 코일의 권선수가 더욱 많아지게 됨을 알 수가 있고, 이로서 코일에 흐르게 되는 쇄교 자속량이 증가되면서 모터의 구동 토크를 증대시키는 효과가 있다.Therefore, the winding range of the coil was previously limited to 120 °, but in the present invention, there is an advantage of expanding to 180 °, and as a result, the number of windings of the coil having the same phase becomes larger, thereby flowing into the coil. As the amount of linkage flux increases, there is an effect of increasing the driving torque of the motor.

또한 종래의 3상 구동 모터를 개선한 구조에 의해서는 하나의 위상 코일을 제거하게 되므로서 불완전한 불평형 구동 특성을 나타내게 되는데 반해 본 발명의 2상 구동 모터에서는 보다 안정된 2상의 평형 구동 특성을 나타내는 이점이 있다.In addition, the structure of the conventional three-phase drive motor is improved by removing one phase coil, resulting in incomplete unbalanced drive characteristics, whereas the two-phase drive motor of the present invention has a more stable two-phase balanced drive characteristic. have.

이상에서 서술한 바와같이 본 발명은 전기적으로 상호 작용하는 스테이터 마그네트의 극수와 아마츄어 코일의 각 코일 피치 및 각 코일간 위상차를 일정하게 설정되게 하므로서 2상 반파 구동 특성을 나타내도록 하면서 정류자의 세그먼트 또한 마그네트 극수에 2배수로 형성되게 하여 서로 다른 위상을 갖는 코일에서의 쇄교 자속량을 증가시켜 구동 토크가 향상되도록 하는 동시에 외부로부터의 전원을 각 코일과 연결되도록 하는 정류자와 브러쉬의 간단한 개선으로 비통전구간이 제거되게 하므로서 코일에의 안정된 전원 공급과 그로인한 안정되고 지속적인 구동을 제공하게 되는 유용한 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the number of poles of the stator magnets and the coils of the amateur coils and the phase difference between the coils are set constant so that the two-phase half-wave driving characteristics can be exhibited while the segments of the commutator are also magnets. The non-conductive section is eliminated by the simple improvement of the commutator and brush, which is formed by double the number of poles to increase the amount of flux linkage in coils with different phases, thereby improving driving torque, and connecting power from outside to each coil. This has the beneficial effect of providing a stable power supply to the coil and thereby providing a stable and continuous drive.

Claims (11)

하부 케이스의 상부면에 부착되는 하부 기판;A lower substrate attached to an upper surface of the lower case; 이 하부 기판의 상부로 구비되는 최소한 2n극(n은 1이상의 정수)의 스테이터 마그네트와;A stator magnet having at least 2 n poles (n is an integer of 1 or more) provided above the lower substrate; 상기 하부 케이스와 상부 케이스간에 지지되는 샤프트와;A shaft supported between the lower case and the upper case; 상기 샤프트에 편심되게 지지되어 회전 가능하게 결합되는 상부 기판과;An upper substrate eccentrically supported and rotatably coupled to the shaft; 상기 상부 기판에서 각 상이 전기각으로 π/2의 위상차를 가지도록 부착되는 2상의 아마츄어 코일과;A two-phase amateur coil attached to the upper substrate such that each phase has a phase difference of π / 2 at an electric angle; 상기 상부 기판의 상기 샤프트가 결합되는 주연부에 부착되며, 마그네트의 자극수에 2배수인 세그먼트로 이루어지는 정류자 ; 및A commutator attached to a peripheral portion to which the shaft of the upper substrate is coupled, the commutator comprising a segment twice the magnetic pole number of the magnet; And 하단은 하부 기판에 부착되고, 상단은 정류자의 세그먼트에 접촉되게 전기각으로 π의 간격으로서 형성되는 한쌍의 브러쉬;A lower end is attached to the lower substrate, and the upper end is a pair of brushes formed at intervals of π at an electrical angle to contact the segments of the commutator; 로서 이루어지는 2상의 평편형 진동모터.Two-phase flat vibration motor. 하부 케이스의 상부면에 부착되는 하부 기판과;A lower substrate attached to an upper surface of the lower case; 상기 하부 기판의 상부로 구비되는 4극의 스테이터 마그네트와;A 4-pole stator magnet provided above the lower substrate; 상기 하부 케이스와 상부 케이스간에 지지되는 샤프트와;A shaft supported between the lower case and the upper case; 상기 샤프트에 편심되게 지지되어 회전 가능하게 결합되는 상부 기판과;An upper substrate eccentrically supported and rotatably coupled to the shaft; 상기 상부 기판에서 각 코일의 피치가 기계각으로 90°이고, 서로 다른 위상을 갖는 2개의 코일간 중심각이 기계각으로 135°이며, 양 코일간은 전기각으로 π/2의 위상차를 갖는 2개의 아마츄어 코일과;In the upper substrate, the pitch of each coil is 90 ° in the mechanical angle, the center angle between two coils having different phases is 135 ° in the mechanical angle, and the two coils have a phase difference of π / 2 in the electrical angle. An amateur coil; 상기 상부 기판의 상기 샤프트가 결합되는 주연부에 부착되며, 8개의 세그먼트로 이루어지는 정류자; 및A commutator attached to a peripheral portion to which the shaft of the upper substrate is coupled and composed of eight segments; And 하단은 하부 기판에 부착되고, 상단은 정류자의 세그먼트에 접촉되게 전기각으로 90°의 간격으로 형성되는 한쌍의 브러쉬;A lower end is attached to the lower substrate, and the upper end is a pair of brushes formed at intervals of 90 ° at an electrical angle to contact a segment of the commutator; 로서 이루어지는 2상의 평편형 진동모터.Two-phase flat vibration motor. 제 2 항에 있어서, 상기 브러쉬는The method of claim 2, wherein the brush 만곡진 접촉단부가 브러쉬의 길이방향에 대해서 크로스되는 방향으로 형성되는 슬롯부에 대해 사선방향으로 경사지면서 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.A two-phase flat vibration motor having a shape in which the curved contact end portion is inclined in an oblique direction with respect to the slot portion formed in a direction crossing with respect to the longitudinal direction of the brush and is in contact with at least one segment or simultaneously with both segments. 제 2 항에 있어서, 상기 브러쉬는The method of claim 2, wherein the brush 단부를 요크형상으로 형성되게 하고, 양측으로 갈라진 단부에 각각 만곡지는 접촉단부가 슬롯부를 중심으로 양측에서 서로 이격되게 형성되도록 하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.Two-phase shaped to be formed in the shape of the yoke, and the curved end portion at each of the split ends on both sides so that the contact ends are formed spaced apart from each other on both sides with respect to the slot portion so as to be in contact with at least one segment or simultaneously with both segments Flat vibration motor. 제 2 항에 있어서, 상기 세그먼트간 슬롯부는The method of claim 2, wherein the inter-segment slot portion 상기 세그먼트의 외측에서 내측으로 직선형상으로 형성되도록 하되 브러쉬에 접촉되는 부위를 기준으로 외측으로부터 형성되는 상기 슬롯부와 내측으로부터 형성되는 상기 슬롯부가 서로 다른 직선상에 위치되게 하면서 상기 브러쉬의 접촉단부에서는 외측으로부터 형성되는 상기 슬롯부와 내측으로부터 형성되는 상기 슬롯부의 단부간이 상기 브러쉬의 길이방향으로 만나도록 하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.In the contact end of the brush to be formed in a straight line from the outside of the segment to the slot portion formed from the inside and the slot portion formed from the inside on the basis of the portion in contact with the brush on a different straight line A two-phase flat vibration motor having a shape in which the end portion of the slot portion formed from the outside and the end portion of the slot portion formed from the inner side meet in the longitudinal direction of the brush to be in contact with at least one segment or simultaneously with both segments. 제 2 항에 있어서, 상기 세그먼트간 슬롯부는The method of claim 2, wherein the inter-segment slot portion 세그먼트의 외측에서 내측으로 브러쉬의 만곡진 접촉단부에 사선으로 만나는 형상으로 경사지게 형성하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.A two-phase flat vibration motor, which is formed to be inclined in a shape that meets the curved contact end of the brush in a diagonal direction from the outside to the inside of the segment and is in contact with at least one segment or simultaneously with both segments. 하부 케이스의 상부면에 부착되는 하부 기판과;A lower substrate attached to an upper surface of the lower case; 상기 하부 기판의 상부로 구비되는 4극의 스테이터 마그네트와;A 4-pole stator magnet provided above the lower substrate; 상기 하부 케이스와 상부 케이스간에 지지되는 샤프트와;A shaft supported between the lower case and the upper case; 상기 샤프트에 편심되게 지지되어 회전 가능하게 결합되는 상부 기판과;An upper substrate eccentrically supported and rotatably coupled to the shaft; 상부 기판에서 코일의 피치는 기계각으로 45°이고, 각 코일은 기계각으로 45°로 이격되면서 전기각으로 π/2의 위상차를 가지며, 동일한 위상을 갖는 코일끼리는 직렬로 연결되도록 하면서 서로 다른 위상을 갖는 입력측 코일과 서로 다른 위상을 갖는 출력측 코일이 연속적으로 배열되는 4개의 아마츄어 코일과;In the upper substrate, the pitch of the coils is 45 ° at the mechanical angle, and each coil is spaced at 45 ° at the mechanical angle, having a phase difference of π / 2 at the electrical angle, and coils having the same phase are connected in series with each other in series. Four armature coils in which an input side coil having an output side and an output side coil having a different phase are sequentially arranged; 상기 상부 기판의 샤프트가 결합되는 주연부에 부착되며, 8개의 세그먼트로 이루어지는 정류자; 및A commutator attached to a periphery of which the shaft of the upper substrate is coupled and composed of eight segments; And 하단은 상기 하부 기판에 부착되고, 상단은 상기 정류자의 세그먼트에 접촉되게 전기각으로 90°의 간격으로 형성되는 한쌍의 브러쉬;A lower end is attached to the lower substrate, and the upper end is a pair of brushes formed at intervals of 90 ° at an electrical angle to contact a segment of the commutator; 로서 이루어지는 2상의 평편형 진동모터.Two-phase flat vibration motor. 제 7 항에 있어서, 상기 브러쉬는The method of claim 7, wherein the brush 만곡진 접촉단부가 브러쉬의 길이방향에 대해서 크로스되는 방향으로 형성되는 슬롯부에 대해 사선방향으로 경사지면서 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.A two-phase flat vibration motor having a shape in which the curved contact end portion is inclined in an oblique direction with respect to the slot portion formed in a direction crossing with respect to the longitudinal direction of the brush and is in contact with at least one segment or simultaneously with both segments. 제 7 항에 있어서, 상기 브러쉬는The method of claim 7, wherein the brush 단부를 요크형상으로 형성되게 하고, 양측으로 갈라진 단부에 각각 만곡지는 접촉단부가 슬롯부를 중심으로 양측에서 서로 이격되게 형성되도록 하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.Two-phase shaped to be formed in the shape of the yoke, and the curved end portion at each of the split ends on both sides so that the contact ends are formed spaced apart from each other on both sides with respect to the slot portion so as to be in contact with at least one segment or simultaneously with both segments Flat vibration motor. 제 7 항에 있어서, 상기 세그먼트간 슬롯부는The method of claim 7, wherein the slot between the segments 상기 세그먼트의 외측에서 내측으로 직선형상으로 형성되도록 하되 브러쉬에 접촉되는 부위를 기준으로 외측으로부터 형성되는 상기 슬롯부와 내측으로부터 형성되는 상기 슬롯부가 서로 다른 직선상에 위치되게 하면서 상기 브러쉬의 접촉단부에서는 외측으로부터 형성되는 상기 슬롯부와 내측으로부터 형성되는 상기 슬롯부의 단부간이 상기 브러쉬의 길이방향으로 만나도록 하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.In the contact end of the brush to be formed in a straight line from the outside of the segment to the slot portion formed from the inside and the slot portion formed from the inside on the basis of the portion in contact with the brush on a different straight line A two-phase flat vibration motor having a shape in which the end portion of the slot portion formed from the outside and the end portion of the slot portion formed from the inner side meet in the longitudinal direction of the brush to be in contact with at least one segment or simultaneously with both segments. 제 7 항에 있어서, 상기 세그먼트간 슬롯부는The method of claim 7, wherein the slot between the segments 세그먼트의 외측에서 내측으로 브러쉬의 만곡진 접촉단부에 사선으로 만나는 형상으로 경사지게 형성하여 적어도 일측의 세그먼트와 접촉되거나 양측의 세그먼트에 동시에 접촉되는 형상인 2상의 평편형 진동모터.A two-phase flat vibration motor, which is formed to be inclined in a shape that meets the curved contact end of the brush in a diagonal direction from the outside to the inside of the segment and is in contact with at least one segment or simultaneously with both segments.
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