KR100780837B1 - 소형 모터 - Google Patents

Abstract

(과제) 낙하 충격에 의해 가해지는 트러스트 방향 축받이로의 힘에 의해 모터 하우징 끼워맞춤부로부터 축받이가 빠지는 사고를 방지하고, 소형 모터의 출력 특성을 저하시키지 않고, 부품갯수를 줄이고, 소경 소형화를 도모한 소형 모터를 제공한다.

(해결수단) 소형 모터에 있어서, 모터 하우징 소경부의 자석 수납부의 일부에 회전축과 직교하는 단차가 형성됨과 아울러, 상기 단차에는 상기 자석이 회전축 트러스트 방향으로 맞닿음되는 것에 의해 상기 축받이에 대해 상기 자석을 비접촉 위치에 유지하는 자석지면을 구비한다.

모터, 진동, 자석

Description

소형 모터{MINIATURE MOTOR}

본 발명은 코어리스(coreless) 타입의 소형 모터에 관한 것으로, 특히 회전축의 일단에 편심 분동(偏心分銅)이 부착된 진동발생용의 소형 모터에 관한 것이다.

최근에 우리들의 일상생활에 있어서는, 여러가지 전자기기에 소형 모터가 탑재되어 있고, 각각의 기기에 대하여 목적에 따른 모터의 소형화, 경량화 및, 고출력화 등의 기술개발이 되고 있다.

무선통신기기인 휴대전화에 있어서도 이 소형 모터가 탑재되어 있어, 예를 들면, 미술관, 콘서트홀 등의 사람이 모이는 정숙한 공공 장소나, 상담 혹은 중요한 회의의 자리에 있어서, 휴대전화의 갑작스런 착신음이 주위의 사람에게 큰 폐가 되는 경우가 있을 때에는 착신알림을 진동(vibration)에 의해 체감진동으로 알리는 진동 발생용의 소형 모터가 이용되고 있다.

상기 진동발생용의 소형 모터(이하, 필요에 따라 진동모터라 함)의 경우, 구동하는 회전축에 편중심(偏重心)의 분동을 부착해서, 로우터부의 회전동작시에 분동 등의 편중심 위치가 흔들려 도는 불균등한 원심력을 이용해서 휴대전화기 전체를 진동시키는 것으로, 그들 휴대전화의 보급이 증가함에 따라, 그 탑재율 및 사용빈도도 나날이 높아지고 있다.

하기 특허문헌1에 기재된 소형 모터는, 원통형의 모터 하우징의 일단부에 가는 외경의 자석 수납부가 형성되어, 축받이와, 자계를 발생시키는 원통형 자석과는, 상기 가는 외경의 자석 수납부의 동일면에 함께 배치되어 고정되도록 되어 있다. 그 때문에 원통형 자석의 중심구멍에 삽입되어 모터 하우징에 대해서 원통형 자석을 소정의 위치에 고정하는 슬리브를 설치할 필요가 없어 소형 모터의 직경방향의 치수를 작게 하여 소형 모터의 소형화를 더욱더 도모할 수 있는 구조로 되어 있다.

또, 하기 특허문헌2에 기재된 소형 모터의 모터 하우징에는, 경량화와 부품갯수를 줄이기 위해 금속부분을 수지로 대체한 수지몰드체가 부착되어 있다. 이 수지 몰드체는, 회전축을 지지하기 위한 축받이부와, 원통형 자석을 모터 하우징의 소정의 위치에 고정하는 슬리브부와, 수지 몰드체를 모터 하우징으로부터 빠지지 않도록 하는 유지부를 수지에 의해 일체로 형성한 부재이다.

특허문헌1: 특개2001-009372호 공보

특허문헌2: 특개2001-136704호 공보

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

상기 특허문헌1에 기재된 소형 모터는, 가는 외경의 수납부의 선단측에 장착된 축받이에 대해서 원통형 자석을 상기 축받이와 동일 유지면에 위치하여, 트러스트(thrust) 방향으로 접해 대향하도록 장착한 것이다. 그때문에 낙하충격 등으로 원통형 자석이 트러스트 방향으로 이동하도록 하는 강한 힘이 가해진 경우에는, 자중이 큰 원통형 자석이 이동하여 축받이에 접촉해 누르는 힘이 작용되고, 눌려진 축받이가 상기 가는 외경의 수납부로부터 빠져버리는 문제가 있다.

또, 상기 특허문헌2에 기재된 소형 모터는, 원통형 자석에 대해 축받이측으로 이동하도록 하는 힘이 가해진 경우에 있어서도, 축받이부와 일체적으로 형성된 수지몰드체는 모터 하우징의 내외를 연결하는 유지부에 의해 모터 하우징으로부터 빠지지 않도록 구성되어 있다. 그러나 수지 몰드체에는 슬리브 부분이 구비되어 있기 때문에, 모터의 좀더 소형화를 위해서는 원통형 자석의 외경 치수를 작게 할 필요가 있다. 이 경우, 동시에 원통형 자석의 표면 자속 밀도도 저감되어 소형 모터의 출력을 저하시키는 문제가 있어 모터 소형화에의 장해가 되고 있다.

본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 원통형 자석에 대해 트러스트 방향 축받이측으로 이동하도록 하는 강한 힘이 가해진 경우에 있어서도, 축받이가 자석 수납부로부터 빠져버리는 것을 방지할 수 있고, 또한 소형 모터의 출력을 저하시키지 않으면서, 좀더 작은 직경과 소형화를 도모할 수 있는 소형 모터를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위하여 청구항 1에 기재된 발명에서는,

스테이터부로서, 일단부가 개구됨과 아울러, 타단부가 상기 일단부 개구 직경보다 작은 직경으로 개구된 소경부(小徑部)를 갖는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 적어도 소경부측 단부 내경에 수납되어 로우터부 중심의 회전축을 축지지하는 축받이부와, 상기 모터 하우징내에 위치해 자계를 발생시키는 자석과, 상기 모터 하우징의 상기 소경부측 단부 근방의 내경에, 상기 자석을 유지 고정하는 자석수납부를 구비한 소형 모터에 있어서,

상기 자석 수납부의 일부에, 상기 회전축과 직교하는 단차(段差)가 형성됨과 아울러, 상기 단차에는, 상기 자석이 회전축 트러스트 방향에 맞닿음되는 것에 의해, 상기 축받이에 대해서 상기 자석을 회전축 트러스트 방향으로 비접촉위치에 유지하는 자석지면(磁石止面)을 구비하고 있다.

요컨대, 모터 하우징의 내부에, 회전축을 지지하는 축받이와, 자계를 발생시키는 자석이 구비된 소형 모터에 있어서, 상기 모터 하우징의 소경부측 단부 근방에는, 상기 자석을 상기 축받이와 비접촉상태의 위치에 고정 배치하는 자석 지면을 가지는 자석 수납부의 단차가 구비되어 있다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 소형 모터에 있어서, 상기 자석 수납부의 직경방향의 일부에, 상기 자석의 외형 외주면과 맞닿아 상기 자석을 모터 하우징의 동심 위치에 유지 고정하는 자석 고정면을 구비하는 소형 모터로 하고 있다.

또, 청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 소형 모터에 있어서, 상기 모터 하우징의 자석 수납부가, 상기 소경부측 단부 내경의 축받이 수납부와 다른 내경 치수 위치에 배치된 소형 모터로 하고 있다.

또, 청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 1 ∼청구항 3항의 기재의 소형 모터에 있어서, 상기 로우터부 회전축의 일단에 편심 분동이 장착되어 있는 진동 모터로 하고 있다.

(발명의 효과)

이와 같이, 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 예를 들면 낙하 충격 등에 의해 자중이 있는 자석에 대해서 강한 힘이 가해진 경우에 있어서도, 자석의 이동(자석측에서 단부 축받이 방향에 대해 직접적으로 힘이 가해진 것)을 자석지면의 단차에서 완전하게 받아낼 수 있기 때문에, 축받이가 자석에 눌려져 모터 하우징 단부 외측의 트러스트 방향으로 빠져 버리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 모터 하우징에 대해 자석을 강고하게 고정할 수 있어 내충격성이 뛰어난 소형 모터를 얻을 수 있다.

또, 청구항 2 기재의 발명에 의하면, 모터하우징의 동심위치에, 원통형 자석을 배치하는 고정 구조로서, 자석 수납부를 모터 하우징 내경면의 일부, 즉 모터 하우징의 소경부측 원통부에 상기 자석 고정면으로서 형성하는 것에 의해, 상기 원통형 자석의 외형 외주부와 상기 모터 하우징의 소경부측 원통부 내경의 자석고정면을 끼워맞춰 고정시킬 수 있다. 따라서, 모터 하우징에 대해서 자석을 중심위치에 고정하는 슬리브 등의 고정부재를 별개로 구비할 필요가 없게 된다. 그 때문에 원통형 자석의 외경치수를 작게 한 경우에 있어서도, 동시에 내경측 치수도 작게 할 수 있기 때문에, 표면 자속 밀도를 실질적으로 저하시키지 않아, 소형 모터의 출력도 저하시키지 않고, 모터의 특성을 유지 또는 향상시킨다라고 하는 효과가 있다. 또, 동시에 자석을 중심 위치에 고정하는 슬리브 등의 고정부재를 별개로 구비할 필요가 없기 때문에 부품수를 줄일 수 있다.

또, 청구항 3 기재의 발명에 의하면, 상기 모터 하우징의 자석 수납부가 상기 소경부측 단부 내경의 축받이 수납부와 다른 내경치수로 배치되는 것에 의해, 모터 하우징 내경에 대해 자석과 축받이를 각각 별개로 안정하게 고정배치할 수 있다.

또, 청구항 4 기재의 발명에 의하면, 회전축에 편심 분동이 부착된 소형 모터로서 사용 조건이 엄격한 상태의 진동 모터라 해도 모터 하우징에 대해 자석을 강고하게 또한 안정하게 고정배치할 수 있어 내충격성에 있어서 상기와 동일한 효과를 얻는다.

예를 들면, 낙하 등의 충격에 의해, 편심 분동을 구비한 회전축에 대해 트러스트 방향으로 큰 힘이 발생된 경우, 모터 하우징에 형성된 자석 수납부의 자석 지면이, 편심 분동을 장착한 회전축에 눌려서 트러스트 방향 자석측으로부터 축받이 방향에 대해 강한 힘이 가해져도 자석의 이동 및 어긋남을 방지할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관한 소형 모터를 나타낸 단면도이다.

도 2 는 본 발명에 관한 소형 모터의 모터 하우징부분을 나타낸 단면도이다.

도 3 은 본 발명에 관한 소형 모터의 모터 하우징과, 축받이 및 원통형 자석의 배치를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 소형 모터 2: 회전축

3: 모터 하우징 4: 엔드캡

5: 원통형 자석 6: 축받이

7: 축받이 8: 권선 코일

9: 브러쉬부 10: 코일 홀더

11: 정류자 12: 편심 분동

31: 하우징 본체부 32: 자석 수납부

32a: 자석 고정면 32b: 자석지면

33: 축받이 수납부 40: 접착제

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 본 발명에 관한 실시형태의 구성을 도 1∼도 3 을 참조하면서 설명한다.

이 실시형태에서는 소형 모터의 일형태로서, 회전축에 편심 분동을 구비한 코어리스 타입의 원통형 진동 모터를 예로 들어 설명한다.

도 1 에, 본 발명의 최선의 실시형태의 일예를 개략 단면도로 나타낸다. 도면에 나타내는 바와 같이, 소형 모터(1)의 본체는 일단부가 개구됨과 동시에 타단부가 상기 일단부 개구 직경보다 소경으로 단계를 거쳐 개구된 소경부를 갖는 대략 원통형상으로 형성된 모터 하우징(3)으로 구성된다. 이 모터 하우징(3)에는, 도 2에 상세하게 나타낸 바와 같이, 도 1 의 소형 모터(1)의 구동기구의 대부분을 수납하는 하우징 본체부(31)가 구비되고, 이 하우징 본체부(31)의 일단측은 도면과 같이 큰 개구형태로 형성되어 있다.

또, 하우징 본체부(31)의 타단측에는, 상기 하우징 본체부(31) 보다도 더욱 작은 직경의 자석 수납부(32)가 설치되고, 이 자석 수납부(32)의 단부측에는, 단차(段差)로 이루어지는 자석 지면(32b)이 형성되어 있다.

또, 자석 수납부(32)의 단부 선단측에는, 상기 자석 수납부(32)보다도 더욱 한층 소경으로 개구되도록 형성된 축받이 수납부(33)가 설치되어 있다.

이렇게 모터 하우징(3)의 소경부측 단부는, 도면에 나타낸 형상으로 단계적으로 직경방향의 단차가 설치되어 있다.

더욱이 상기 자석 수납부(32)의 내경측에는 도3에 나타낸 바와 같이, 모터 하우징(3)의 내부에서 자계를 발생시키는 원통형 자석(5)의 일단이 수납되어 있다.

이 원통형 자석(5)의 일단은, 상기 자석 지면(32b)과 맞닿음되도록 배치되어 있고, 맞닿음됨에 의해 원통형자석(5)은 축받이 수납부(33) 방향으로 더 이상 이동되지 않는 구조로 되어 있다.

또, 동시에 원통형 자석(5)의 일단 외주면은, 상기 자석 수납부(32)의 내주면(도 2 또는 도 3 참조)인 자석 고정면(32a) 둘레에 끼워맞춤되고, 접착제(40)에 의해 고착된다. 이것에 의해 원통형 자석(5)은, 원통형 자석(5)의 중심축이 모터 하우징(3)의 중심축과 동일축상의 배치 위치가 되도록 모터 하우징(3)측에 고정된다.

한편, 이것에 대해 상기 축받이 수납부(33)에는, 출력축 전방쪽에 위치하는 축받이(6)가 상기 원통형 자석(5)의 일단면과 실질적으로 비접촉되도록 장착되어 있다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 원통형 자석(5)의 중심구멍의 내부에는 로우터부 의 중심축이 되는 회전축(2)이 관통하고, 상기 전방측 축받이(6) 및 후방측 축받이(7)에 의해 로우터를 회전자유롭게 축지지하고 있다.

후방측의 축받이(7)는, 상기 하우징 본체부(31)의 개구측에 부착된 덮개체형상의 엔드캡(4)의 관통구멍(4a)에 장착된다.

회전축(2)의 일부에는, 회전축(2)과 동일 축상에 정류자(11)를 몰드한 수지성형재로 이루어지는 코일 홀더(10)를 이용해서 원통형 자석(5)의 외주면과 하우징 본체(31) 내주면의 사이에 공기층(air gap)을 통해서 대향하는 위치에 권선 코일(8)이 배치되어, 컵형상의 로우터부를 구성하고 있다.

한편, 상술의 엔드캡(4)에는, 상기 정류자(11)에 외부로부터의 전류를 공급하는 브러쉬(9)가 장착 고정되어 있고, 이 브러쉬(9)에는 도시하지는 않았지만 급전단자를 통해서 전류가 공급된다.

또, 이 소형 모터(1)에는, 모터 하우징(3)의 외측의 출력축이 되는 회전축(2)의 일단에, 텅스텐 등의 고비중 소결합금으로 형성된 반원기둥형의 편심 분동(12)이 장착되어 소위 진동 모터로서 동작하는 구조를 가지고 있다. 이 진동 모터는, 회전축(2)으로 편심 분동(12)을 회전 구동시키는 것에 의해, 편중심 위치가 흔들려 도는 힘이 발생하여 모터 전체가 진동한다.

이어서, 본 실시의 형태에 있어서 작용 효과에 대해 설명한다.

예를 들면, 편심 분동(12)이 부착된 소형 모터(1)(진동모터)를 휴대전화기에 탑재한 경우는, 착신 모드 선택에 의해 소형 모터(1)가 동작하고, 편심 분동(12)이 고속회전하여 휴대전화기에 진동이 가해지는 것을 이용하여 휴대전화기의 사용자에 체감진동에 의한 착신을 알려 준다. 또, 마찮가지로 게임기의 콘트롤러나 손목시계형 자명종 시계 등에 상기 소형 모터(1)를 탑재한 경우에 있어서도, 진동체감발생장치로서 기능한다. 그런데, 이들 휴대전화기 또는 상기 진동 모터를 탑재한 장치류는 사람이 손에 쥐고 사용하는 것이 때문에, 잘못하여 떨어뜨리는 것도 생각할 수 있다. 예를 들면, 진동발생장치로서의 소형 모터(1)를 탑재한 휴대전화기가 종종 편심 분동(12)의 측에서 지면 등에 떨어진 때에는, 트러스트 방향으로 강한 충격력이 가해진다. 이때, 비중이 큰 편심 분동(12)을 장착한 회전축(2)에 당연하게 강한 트러스트 방향의 힘이 가해져 일체로 된 로우터부 전체가 원통형 자석(5)에 접하는 라이너(20)(도1참조)를 강하게 누르게 된다. 이에 따라, 원통형 자석(5)은 전방측 축받이(6)쪽의 트러스트 방향으로 이동하는 힘이 순간적으로 가해지게 된다.

그러나, 원통형 자석(5)은, 그의 일단면을 자석 지면(32b)에 의해 자석 수납부(32)의 선단측, 즉 축받이(6)측 트러스트 방향으로의 이동을 제한하고, 또 한편 축받이(6)는, 원통형 자석(5)의 일단면과 비접촉되도록 축받이 수납부(33)에 장착되어 있기 때문에, 상기 낙하 사고때에 있어서도, 원통형 자석(5)에 생긴 상기 강한 힘을 자석 지면(32b)에서 막아낼 수 있다.

이에 따라, 축받이 수납부(33)에 배치된 축받이(6)는, 상기 낙하에 의해 모터 전체로의 충격력을 받게 된다 해도 원통형 자석(5)으로부터는 직접 트러스트 방향으로의 강한 힘이 가해지지 않는다.

또, 동시에 원통형 자석(5)은 그의 일단의 원통형 외주면에서 모터 하우징(3)의 자석 고정면(32a)과 끼워맞춤 되고, 모터 하우징(3)의 중심축과 동일 축상의 위치가 되도록 접착고정되어 있기 때문에, 원통형 자석(5)의 중심구멍에 고정용의 슬리브를 배치할 필요가 없어진다.

이와 같이 본 실시의 형태에 의하면, 원통형 자석(5)의 트러스트 방향 축받이(6)측으로의 이동을 자석 지면(32b)에 의해 제한하고, 더욱이 축받이(6)를 원통형 자석(5)의 일단면과 항상 비접촉되도록 축받이 수납부(33)에 장착하는 것으로서, 낙하 충격 등에 의해 축받이(6)가 축받이 수납부(33)의 개구부로부터 빠져버리는 원인의 하나였던 원통형 자석(5)으로부터 축받이(6) 방향에 가해지는 힘을 방지할 수 있다.

이때문에, 낙하 충격에 강하고, 신뢰성이 높은 편심 분동을 장착한 소형 모터를 제공할 수 있다.

또한, 소형 모터(1)는, 상술의 종래의 슬리브를 구비할 필요가 없이 구성되어 있기 때문에, 슬리브를 구비하는 소형 모터보다도 모터 하우징의 직경 치수를 작게 설계할 수 있다.

또한, 마찬가지로 상기 슬리브를 구비할 필요가 없는 구성으로 되어 있기 때문에 부품갯수를 줄일 수 있음은 물론, 소형 모터(1)의 외경 치수를 변경하지 않고, 슬리브가 배치되어 있던 영역분만큼 원통형 자석(5)의 내경 치수를 작게 설정하고, 표면 자속 밀도가 커지도록 원통의 두께를 증가시켜, 체적이 큰 원통형 자석(5)을 적용할 수 있어 고출력의 소형 모터를 설계할 수 있는 효과가 있다.

주로 진동기능이 필요로 되는 휴대전화를 비롯하여 다기능형 휴대전화, 손목 시계형 PHS, 구내형 소형 무선 통신기 등의 모바일 통신기기 및, 휴대형의 PDA 등의 각종 정보통신 단말기기 및, 체감 진동을 수반하는 게임기 콘트롤러나, 포켓 게임기 등의 전자 완구를 포함한 전자기기 전반에 탑재된다.

Claims (5)

1. 스테이터부로서,

   일단부가 개구됨과 아울러, 타단부가 상기 일단부 개구 직경보다 작은 직경으로 개구된 소경부를 갖는 모터 하우징과,

   상기 모터 하우징의 적어도 소경부측 단부 내경에 수납되어 로우터부 중심의 회전축을 축지지하는 축받이와,

   상기 모터 하우징내에 위치해 자계를 발생시키는 원통형 자석과,

   상기 모터 하우징의 상기 소경부측 단부 근방의 내경에, 상기 자석을 유지 고정하는 자석수납부를 구비한 소형 모터에 있어서,

   상기 자석 수납부의 일부에, 상기 회전축과 직교하는 단차가 형성됨과 아울러,

   상기 단차에는, 상기 자석이 회전축 트러스트 방향으로 맞닿음되는 것에 의해, 상기 축받이에 대해서 상기 자석을 회전축 트러스트 방향으로 비접촉위치에 유지하는 자석지면(磁石止面)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 소형 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자석 수납부의 직경방향의 일부에, 상기 자석의 외형 외주면과 맞닿음되어 상기 자석을 모터 하우징의 동심 위치에 유지 고정하는 자석고정면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 소형 모터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 모터 하우징의 자석 수납부가 상기 소경부측 단부 내경의 축받이 수납부와 다른 내경 치수 위치에 배치된 것을 특징으로 소형 모터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 로우터부의 회전축의 일단에 편심 분동이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 모터.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 로우터부의 회전축의 일단에 편심 분동이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 모터

Images