KR100447545B1 - 필름코일을 사용한 단상 브러시리스 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 전화기 등에 사용되는 원통형 진동모터에 관한 것으로서, 단상 브러시리스 직류모터를 사용한 원통형 진동모터에 관한 것이다. 본 발명의 원통형 진동모터는, 원통형 단상 브러시리스 진동 모터에 있어서, 자성체로 된 원통형의 하우징으로서, 길이 방향으로 균일한 폭의 슬릿이 형성되는 하우징; 상기 하우징 내벽에 부착된 코일; 상기 필름 코일의 내측에 필름 코일과는 일정거리를 두고 형성되는 이극으로 착자된 영구자석으로 된 원통형의 회전자로서, 상기 회전자는 그 일부가 길이방향으로 균일하게 제거되어 편심을 이루는데 회전자의 횡방향 단면 형상중 부채꼴 형상이 제거되는 형상을 갖어서 진동 모터가 정지할 때에는 상기 회전자가 제거된 부분이 상기 슬릿을 향해서 배치되도록 하는, 회전자; 회전자의 중심에 배치되는 회전축; 회전축 양단에 배치되는 베어링; 베어링이 고정되고 하우징 양단에 부착된 엔드캡; 필름코일에 연결된 단상 브러시리스 직류모터 구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

필름코일을 사용한 단상 브러시리스 진동모터{Single Phase Brushless Vibration Motor Using Film Coils}

본 발명은 휴대용 전화기 등에 사용되는 원통형 진동모터에 관한 것으로서, 특히, 단상 브러시리스 직류모터를 사용한 원통형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 전화기에 사용되는 원통형 진동모터로는 코아리스 모터를 사용하고 있다. 그런데 이러한 코아리스 모터는 브러시를 사용하고 있기 때문에 수명이나 신뢰성에 문제가 있고, 편심된 진동자가 외부에 노출되므로 설치하는데 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 원통형 진동모터를 사용하는데 있어서 코아리스 모터로 인해서 야기되는 상기된 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단상 브러시리스 직류모터를 사용하여 모터의 수명 및 신뢰성을 확보하고, 진동자가 없이 회전자에 편심을 주어서 진동자가 외부에 노출되지 않게 하며, 특히 필름코일을 사용하여 구조를 단순화하고 제작의 용이를 도모하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터의 전체 구성을 도시한 구성도

도2의 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터의 영구자석으로 된 회전자의 구성을 도시한 도면

도3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터의 자성체로 된 하우징의 구성을 도시한 도면

도4는 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터의 고정자인 필름코일의 구성을 설명하기 위한 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 하우징 2: 고정자(필름코일)

3: 회전자(영구자석) 4: 회전축

5: 베어링 6: 엔드캡

11: 슬릿

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터는, 자성체로 된 원통형의 하우징으로서, 길이 방향으로 균일한 폭의 슬릿이 형성되는 하우징; 상기 하우징 내벽에 부착된 필름코일; 상기 필름 코일의 내측에 필름 코일과는 일정거리를 두고 형성되는 이극으로 착자된 영구자석으로 된 원통형의 회전자로서, 상기 회전자는 그 일부가 길이방향으로 균일하게 제거되어 편심을 이루는데 회전자의 횡방향 단면 형상중 부채꼴 형상이 제거되는 형상을 갖어서 진동 모터가 정지할 때에는 상기 회전자가 제거된 부분이 상기 슬릿을 향해서 배치되도록 하는, 회전자; 및 상기 필름코일에 연결된 단상 브러시리스 직류모터 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터에서, 상기 필름코일은 긴 절연막 위에 운동방향과 수직인 회로와 운동방향과 평행한 회로가 폐회로로서 연결된 필름코일을 원통에 감은 구조로 된 것인데, 복수개의 직사각형으로 된 폐회로가 절연막을 사이에 두고 상하의 두 개의 코일층에 번갈아 가며 형성되어 있고, 상하의 코일층에 있는 폐회로는 서로 짝을 이루어 각 폐회로의 시작점과 끝점에서 절연막에 난 구멍을 통하여 직렬 연결되어 있고, 운동방향과 수직인 회로의 간격은 영구자석의 자극의 간격과 같게 하여 자극의 방향이 서로 다른 자석에서 운동방향과 수직방향의 회로에 같은 방향의 힘이 작용하게 하고, 각 코일층의 운동방향과 수직인 회로의 위치를 항상 일치되도록 겹처서, 자극이 바뀔 때마다 모든 코일층에서 같은 방향의 힘이 생기게, 각 코일층에 있는 운동방향과 수직인 회로의 간격이 코일층의 직경에 따라 조절되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터에서, 상기 회전자의 제거되는 부채꼴 형상 부분은 중심각이 120도 인 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터의 전체 구성을 도시한 구성도이다. 전술된 바와 같이, 본 발명의 원통형 단상 브러시리스 진동모터는, 외곽에 자성체로 된 원통형의 하우징(1)을 갖는데 이 하우징에는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 슬릿(11)이 형성된다. 이 슬릿(11)은 도면에서 볼 수 있드시, 원통형 하우징의 길이 방향으로 일정한 간격을 가지고 형성되어 있다. 이러한 슬릿(11)은 원통형 하우징(1)을 형성한 후에 절단에 의해서 형성하는 것이 가능하지만, 필요에 따라서는 직사각형의 자성체를 원통으로 말아서 하우징의 길이 방향으로 슬릿이 형성되게 하는 것도 가능함을 알 수 있다.

상기 원통형의 하우징(1) 내측에는, 상기 하우징과 접촉하여 코일(2)이 형성된다. 본 발명에서는 이 코일(2)로서 필름 코일을 사용하게 된다. 상기 필름 코일(2)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 긴 절연막 위에 운동 방향과 수직인 회로와 운동 방향과 평행한 회로가 폐회로으로서 연결된 필름코일을 원통에 감은 구조로 되어 있다. 상기 필름 구조에서, 복수개의 직사각형으로 된 폐회로가 절연막을 사이에 두고 상하의 두 개의 코일층에 번갈아 가며 형성되어 있고, 상하의 코일층에 있는 폐회로는 서로 짝을 이루어 각 폐회로의 시작점과 끝점에서 절연막에 난 구멍을 통하여 직렬 연결되어 있다. 또한, 운동 방향과 수직인 회로의 간격은 영구자석의 자극의 간격과 같게 하여 자극의 방향이 서로 다른 자석에서 운동 방향과 수직 방향의 회로에 같은 방향의 힘이 작용하게 한다. 또한, 각 코일층의 운동 방향과 수직인 회로의 위치를 항상 일치되도록 겹처서, 자극이 바뀔 때마다 모든 코일층에서 같은 방향의 힘이 생기도록 하기 위해서, 각 코일층에 있는 운동 방향과 수직인 회로의 간격이 코일층의 직경에 따라 조절되도록 한다.

상기 필름 코일(2)의 내측에는 필름 코일(2)과 일정한 거리를 두고 2극으로착자된 원통형의 회전자(3)가 형성된다. 상기 회전자(3)는 그 중심에 회전축이 형성되어 있어서 상기 회전축이 베어링 및 엔드캡에 부착되어 하우징 내에서 회전 운동을 하게 된다. 상기 회전자의 형상은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 횡단면을 볼 때 그 일부 즉, 부채꼴 형상인 일부가 제거되어 있음을 알 수 있다. 이처럼 제거된 부분은 회전자의 길이 방향 전체에 걸쳐서 동일하게 이어진다. 본 실시 예에서는 횡단면의 1/3인 120도에 해당하는 부분이 제거되어 있는 것을 알 수 있다. 이와같이 회전자의 일부가 제거됨으로 인해서 회전자는 편심을 갖게 된다. 즉, 이처럼 편심을 가지므로 인해서 회전자가 회전할 때 회전 불균형을 이루게 되어 진동력을 발생하게 된다. 본 발명의 진동 모터는 이러한 진동력을 이용하게 되는 것이다.

한편, 이러한 회전자의 일부가 제거되어 편심을 이루게 되는 것은 또 다른 목적에도 응용되게 된다. 즉, 회전자(3)와 하우징(1)은 각각 자성체로 이루어져 있으므로, 이들 상호간에는 자력이 작용하게 된다. 결국 이러한 상호간에 작용하는 자력에 의해서 회전자가 회전하게 된다. 그런데, 하우징이 종래의 형태대로 슬릿이 없는 원통형으로 이루어지고 회전자 역시 일부가 제거되지 않은 채로 원통형으로 이루어지게 되면, 모터에 단상 직류가 인가될 때 시동이 어렵게 되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 진동 모터에서는 원통형 회전자의 일부를 제거하여 모터가 정지하여 회전자가 회전을 정지할 때 회전자의 일부가 제거된 부분이 항상 하우징의 슬릿 부분에 마주보도록 배치된다. 따라서 진동 모터를 재 구동하고자 전원을 인가할 때 영구자석으로 된 회전자의 일부가 제거된 부분 및 슬릿이 형성된 부분과 회전자의 다른 부분과의 자속의 불균형에 의하여 시동이 원활하게 이루어 진다.

도 3의 (b)는 이상 설명한 바와같이, 본 발명의 진동 모터가 정지될 때, 하우징의 슬릿과 회전자의 제거된 부분이 서로 마주보고 배치되어 있는 형상을 도시한 것이다. 이처럼 회전자가 하우징에 대해서 일정 위치에 배치되는 것은 진동 모터가 정지하여 회전자가 정지할 때 마다 항상 같은 위치를 점유하게 된다.

도 3의 (a)는 본 발명에 따른 진동 모터의 하우징에 슬릿이 형성되어 있는 형상을 도시한 것이며, 회전자는 자세히 도시되지는 않았지만, 하우징 내에 배치되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 원통형 단상 브러시리스 진동모터는 종래의 원통형 진동모터인 코아리스 모터에 비해서 수명이나 신뢰성에 문제가 없고, 진동자가 없이 회전자에 편심을 주어서 진동자가 외부에 노출되지 않음으로 설치하는데 제한이 없으며, 특히 필름코일을 사용하여 구조가 단순하고 제작이 용이하게 된다. 또한, 본 발명에 따라서 슬릿이 형성된 원통형 하우징 및 일부가 제거된 원통형 회전자를 사용함으로서, 진동 모터가 정지하여 회전자가 정지할 때 마다 회전자가 하우징에 대해서 항상 정해진 위치를 점유하게 됨으로서, 재구동하게 될 때 원활하게 구동할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 원통형 단상 브러시리스 진동 모터에 있어서,

   자성체로 된 원통형의 하우징으로서, 길이 방향으로 균일한 폭의 슬릿이 형성되는 하우징,

   상기 하우징 내벽에 부착된 필름코일,

   상기 필름 코일의 내측에 필름 코일과는 일정거리를 두고 형성되는 이극으로 착자된 영구자석으로 된 원통형의 회전자로서, 상기 회전자는 그 일부가 길이방향으로 균일하게 제거되어 편심을 이루는데 회전자의 횡방향 단면 형상중 부채꼴 형상이 제거되는 형상을 갖어서 진동 모터가 정지할 때에는 상기 회전자가 제거된 부분이 상기 슬릿을 향해서 배치되도록 하는, 회전자,및

   상기 필름코일에 연결된 단상 브러시리스 직류모터 구동부을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 단상 브러시리스 진동모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필름코일은 긴 절연막 위에 운동방향과 수직인 회로와 운동방향과 평행한 회로가 폐회로로서 연결된 필름코일을 원통에 감은 구조로 된 것인데, 복수개의 직사각형으로 된 폐회로가 절연막을 사이에 두고 상하의 두 개의 코일층에 번갈아 가며 형성되어 있고, 상하의 코일층에 있는 폐회로는 서로 짝을 이루어 각 폐회로의 시작점과 끝점에서 절연막에 난 구멍을 통하여 직렬 연결되어 있고, 운동방향과수직인 회로의 간격은 영구자석의 자극의 간격과 같게 하여 자극의 방향이 서로 다른 자석에서 운동방향과 수직방향의 회로에 같은 방향의 힘이 작용하게 하고, 각 코일층의 운동방향과 수직인 회로의 위치를 항상 일치되도록 겹처서, 자극이 바뀔 때마다 모든 코일층에서 같은 방향의 힘이 생기게, 각 코일층에 있는 운동방향과 수직인 회로의 간격이 코일층의 직경에 따라 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 원통형 단상 브러시리스 진동모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전자의 제거되는 부채꼴 형상 부분은 중심각이 120도 인 것을 특징으로 하는 원통형 단상 브러시리스 진동모터.