KR100867415B1 - Commutator structure for coin type vibration motor - Google Patents

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박세용
홍정완
이성군
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Abstract

A commutator structure of a coin type vibration motor is provided to reduce a manufacturing cost and improves conductivity by using a silver alloy layer instead of a gold alloy layer. In a commutator structure of a coin type vibration motor formed in a printed circuit board, the commutator structure includes a plurality of commutator pieces. Each commutator includes a copper layer(20) prepared in a resin layer and a silver alloy layer(30) which does not contain the gold and is laminated to contact the copper layer. The silver alloy layer is the alloy of the copper and the silver. The silver composition of the silver alloy layer is between 50 wt% and 70 wt%.

Description

코인형 진동모터의 정류자 구조체{Commutator structure for coin type vibration motor}Commutator structure for coin type vibration motor

본 발명은 휴대폰 등에 사용되는 코인형 진동모터의 회전자에 적용되는 정류자 구조체에 관한 것으로서, 특히 브러시와 접촉하는 정류자의 전기전도도를 향상시키고 제조원가를 현저하게 절감하도록 구조가 개선된 도금층을 가지는 코인형 진동모터의 정류자 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a commutator structure applied to the rotor of a coin-type vibration motor used in a mobile phone, etc., in particular a coin type having a plated layer having an improved structure to improve the electrical conductivity of the commutator in contact with the brush and to significantly reduce manufacturing costs A commutator structure of a vibration motor.

일반적으로 휴대폰이나 호출기 등에 내장되어 진동 착신기능을 제공하는 진동 모터에는 바(bar)형과 코인(coin)형이 있으며, 도 1에는 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 코인형 진동모터를 도시하였다.In general, a vibration motor that is built into a mobile phone or pager and provides a vibration reception function includes a bar type and a coin type, and FIG. 1 illustrates a coin type vibration motor having an external shape having a diameter larger than the thickness thereof. It was.

도 1을 참조하면, 코인형 진동모터(1)는 고정부재인 고정자(3)와, 회전부재인 회전자(4), 및 상기 고정자(3)와 회전자(4)를 전기적으로 연결하는 브러시(5)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the coin-type vibration motor 1 includes a stator 3 as a fixing member, a rotor 4 as a rotating member, and a brush for electrically connecting the stator 3 and the rotor 4 to each other. It consists of (5).

상기 회전자(4)에는 정류자(6)가 설치되어 있으며 그 정류자(6)는 다수개의 정류자편(7)이 미세한 간격으로 이격되어 전체적으로 원형을 이루는 형상으로 배열되어 있다.The rotor 4 is provided with a commutator 6, the commutator 6 is arranged in a shape of a plurality of commutator pieces 7 are formed in a circular shape as a whole spaced apart at fine intervals.

도 1 에서의 괄호 내의 참조번호 10은 후술하는 본 발명의 설명을 위해 부여해 둔 것이다.Reference numeral 10 in parentheses in FIG. 1 is provided for explanation of the present invention described later.

상기 정류자편(7)들은 상기 브러시(5)와 슬라이딩 접촉되면서 회전하게 된다. The commutator pieces 7 are rotated in sliding contact with the brush 5.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 정류자편(7)들은 전기적으로 부도체인 수지층(8) 위에 전기적으로 전도성을 가지는 도체의 도금층을 형성한 다음 그 도금층을 정류자편(7) 형상만을 남겨두고 나머지 부분을 에칭 등의 방법으로 제거함으로써 형성되도록 되어 있다. 2 and 3, the commutator pieces 7 form a plating layer of an electrically conductive conductor on the resin layer 8, which is electrically insulator, and then leave only the shape of the commutator piece 7 in the plating layer. It is formed by removing the remaining part by a method such as etching.

상기 정류자편(7)은 수지층(8)위에 마련된 구리층(9a)에 접하도록 니켈층(9b)이 도금되고 그 니켈층(9b) 위에 금(9c)이 도금되어 있는 구조이다.The commutator piece 7 has a structure in which a nickel layer 9b is plated so as to contact the copper layer 9a provided on the resin layer 8, and gold 9c is plated on the nickel layer 9b.

그런데 이러한 구조로 이루어진 정류자편(7)들을 포함하는 코인형 진동모터(1)는 인쇄회로기판 형태로 이루어진 상기 회전자(4) 하부면에 영구자석(3a)이 포함된 고정자(3)가 위치하고 그 인쇄회로기판에 마련된 정류자(6) 표면에는 그 정류자(6)에 전류를 공급하는 브러시(5)가 접촉되어 설치되어 있다. 상기 코인형 진동모터(1)는 그 브러시(5)를 통하여 구획된 정류자편(7)들에 각각 +와 - 전류가 공급되면 상기 회전자(4)가 회전하여 진동을 발생시킨다. However, the coin-type vibration motor 1 including the commutator pieces 7 having such a structure includes a stator 3 including a permanent magnet 3a on a lower surface of the rotor 4 formed of a printed circuit board. On the surface of the commutator 6 provided on the printed circuit board, a brush 5 for supplying current to the commutator 6 is provided in contact with it. When the coin type vibration motor 1 is supplied with + and − currents to the commutator pieces 7 partitioned through the brush 5, the rotor 4 rotates to generate vibration.

종래에 사용되는 코인형 진동모터(1)의 정류자 구조체의 도금층은 수지층(8)에 마련된 구리층(9a) 위에 접하도록 하지도금으로 니켈(Ni) 도금을 한 후, 금-코발트(Au-Co)합금 도금을 시행하고 있다.The plating layer of the commutator structure of the coin-type vibration motor 1 used in the related art is plated with nickel (Ni) with a base plating so as to contact the copper layer 9a provided in the resin layer 8, and then gold-cobalt (Au-). Co) Alloy plating is performed.

이러한 구조에서 금-코발트 합금층의 주성분은 금으로서 금이 80% 이상 함유 되어 있는 것이 일반적이다. 그런데 최근에 금의 원자재 가격이 급격히 상승함에 따라 상기 합금층의 제조 비용은 무시할 수 없을 만큼 상승하였다. 따라서 상기 합금층의 제조원가를 적정한 수준 이하로 낮추지 못할 경우 제조기업의 채산성이 심각하게 악화되는 문제점이 있다. 또한, 금 합금층의 전기 전도도가 구리나 은보다는 나쁘기 때문에 상기 금 합금층을 경제성이 높으면서도 동일하거나 유사한 성능을 발휘하는 새로운 합금층을 가지는 정류자 구조체의 개발이 필요하게 되었다.In this structure, the main component of the gold-cobalt alloy layer is gold, which contains 80% or more of gold. However, as the price of raw materials for gold has risen in recent years, the manufacturing cost of the alloy layer has risen to a negligible rate. Therefore, if the manufacturing cost of the alloy layer can not be lowered below the appropriate level, there is a problem that the profitability of the manufacturing company is seriously deteriorated. In addition, since the electrical conductivity of the gold alloy layer is worse than that of copper or silver, it is necessary to develop a commutator structure having a new alloy layer having the same or similar performance as the gold alloy layer with high economical efficiency.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은 상술한 코인형 진동모터의 정류자 구조체에서 제조원가의 경제성에 치명적인 문제를 유발하는 금 합금층을 보다 경제적인 제조원가로 대체 제조가 가능하도록 도금층의 구조를 개선하여 경제성이 높은 도금층을 가지는 코인형 진동모터의 정류자 구조체를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is a plated layer to enable the replacement of the gold alloy layer in the commutator structure of the coin-type vibration motor described above, which causes a fatal problem in the economics of manufacturing cost to a more economical manufacturing cost An object of the present invention is to provide a commutator structure of a coin-type vibration motor having a plating layer having high economical efficiency by improving its structure.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 코인형 진동모터의 정류자 구조체는, 인쇄회로기판상에 형성되는 코인형 진동모터의 정류자 구조체에 있어서,In order to achieve the above object, the commutator structure of the coin-type vibration motor according to the present invention, in the commutator structure of the coin-type vibration motor formed on a printed circuit board,

상기 정류자 구조체는 복수의 정류자편을 포함하며,The commutator structure includes a plurality of commutator pieces,

상기 각 정류자편은 수지층에 마련된 구리층; 및Each commutator piece is a copper layer provided in the resin layer; And

상기 구리층에 접하도록 적층되며 금을 함유하지 않는 은 합금층;을 포함하는 점에 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a; a silver alloy layer laminated to contact the copper layer and does not contain gold.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 코인형 진동모터의 정류자 구조체는, 인쇄회로기판상에 형성되는 코인형 진동모터의 정류자 구조체에 있어서,On the other hand, the commutator structure of another coin-type vibration motor of the present invention for achieving the above object, in the commutator structure of the coin-type vibration motor formed on a printed circuit board,

상기 정류자 구조체는 복수의 정류자편을 포함하며,The commutator structure includes a plurality of commutator pieces,

상기 각 정류자편은 수지층에 마련된 구리층; 및Each commutator piece is a copper layer provided in the resin layer; And

상기 구리층에 접하도록 적층되는 니켈층; 및A nickel layer laminated to contact the copper layer; And

상기 니켈층에 접하도록 적층되며 금을 함유하지 않는 은 합금층;을 포함하 는 점에 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a; a silver alloy layer laminated to contact the nickel layer and does not contain gold.

상기 은 합금층의 은 조성은 50wt% 내지 70wt%이며 나머지는 구리 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 것이 바람직하다.The silver composition of the silver alloy layer is 50wt% to 70wt% and the remainder is preferably made of copper and other unavoidable impurities.

상기 은 합금층에 접하도록 적층되는 금 합금층을 더 포함하며,Further comprising a gold alloy layer laminated to contact the silver alloy layer,

상기 금 합금층은 금과 코발트의 합금층 또는 금과 은과 인듐의 합금층인 것이 바람직하다.The gold alloy layer is preferably an alloy layer of gold and cobalt or an alloy layer of gold, silver and indium.

상기 금 합금층의 금 조성은 48wt% 내지 53wt%인 것이 바람직하다.The gold composition of the gold alloy layer is preferably 48wt% to 53wt%.

상기 금 합금층의 은 조성은 45wt% 내지 51wt%인 것이 바람직하다.The silver composition of the gold alloy layer is preferably 45wt% to 51wt%.

상기 금 합금층의 인듐 조성은 1.0wt% 내지 2.5wt%인 것이 바람직하다.Indium composition of the gold alloy layer is preferably 1.0wt% to 2.5wt%.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 코인형 진동모터의 정류자 구조체는 종래의 금이 함유된 도금층을 은을 주성분으로 하는 도금층으로 변경함으로써 전기전도도가 향상되고 제조원가가 현저하게 절감되어 경제성이 향상된 정류자 구조체를 제공하는 효과가 있다.As described above, the commutator structure of the coin-type vibration motor according to the present invention changes the conventional gold-containing plating layer into a plating layer containing silver as a main component, thereby improving electrical conductivity and significantly reducing manufacturing costs, thereby improving economic efficiency. Has the effect of providing.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코인형 진동모터의 정류자 구조체를 보여주는 개략적 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 코인형 진동모터의 정류자 구조체의 은 합금층을 전기도금 하는 조건을 나타낸 표이다. 도 7은 도 4에 도시된 정류자편의 은 합금층을 주사전자현미경으로 관찰한 표면 사진(1000배 확대)이다. 도 8은 도 4에 도시된 정류자편의 은 합금층을 주사전자현미경으로 관찰한 표면 사진(2000배 확대)이다. 도 9는 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터가 작동하는 동안의 전류변화를 보여주는 도면이다. 도 10은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 분당 회전수(RPM) 변화량을 나타낸 것이다. 도 11은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험 전후의 전류량 변화를 보여주는 실험결과이다. 도 12는 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험 전후의 전압 변화를 보여주는 실험결과이다. 도 13은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험 후의 정류자면과 브러시면의 상태를 보여주는 사진이다. 도 14는 본 발명에 따른 코인형 진동모터의 정류자와 브러시의 내마모 상태를 비교하기 위한 사진이다.Figure 4 is a schematic perspective view showing the commutator structure of the coin-type vibration motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4. 6 is a table showing conditions for electroplating the silver alloy layer of the commutator structure of the coin-type vibration motor shown in FIG. 7 is a surface photograph (1000 times magnified) of observing the silver alloy layer of the commutator piece shown in FIG. 4 with a scanning electron microscope. 8 is a surface photograph (2000 times magnified) of observing the silver alloy layer of the commutator piece shown in FIG. 4 with a scanning electron microscope. FIG. 9 is a view illustrating a current change during operation of a coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor illustrated in FIG. 4 is applied. FIG. 10 illustrates a change in revolutions per minute (RPM) of a coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor illustrated in FIG. 4 is applied. 11 is an experimental result showing a change in the amount of current before and after the test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG. 12 is an experimental result showing the voltage change before and after the test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG. 4 is applied. FIG. 13 is a photograph showing a state of a commutator surface and a brush surface after a test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG. 4 is applied. 14 is a photograph for comparing the wear resistance of the commutator and the brush of the coin-type vibration motor according to the present invention.

도 1 및 도 4 내지 도 5를 참조하면 본 실시예의 코인형 진동모터의 정류자 구조체(10)는 환형으로 서로 이격되도록 배열된 복수의 정류자편(12)이 구비된 정류자를 포함하고 있다. 본 발명에 따른 코인형 진동모터의 정류자 구조체(10)는 인쇄회로기판상에 마련되어 있다. 1 and 4 to 5, the commutator structure 10 of the coin-type vibration motor of the present embodiment includes a commutator having a plurality of commutator pieces 12 arranged to be spaced apart from each other in an annular shape. The commutator structure 10 of the coin-type vibration motor according to the present invention is provided on a printed circuit board.

더 구체적으로, 상기 정류자편(12)들은 수지층(15)위에 마련되어 있다. 일반적으로 상기 수지층(15)은 플라스틱 등과 같이 전기적으로 전도성을 가지지 않는 소재로 이루어져 있다. 상기 정류자편(12)들 각각은 구리층(20)과 은 합금층(30)을 포함하고 있다. 상기 구리층(20)은 상기 수지층(15)위에 접착 또는 도금 등의 방법 으로 마련되어 있다. 상기 은 합금층(30)은 상기 구리층(20)에 접하도록 적층되어 있다. 본 발명에 따른 은 합금층(30)은 종래와 달리 금(Au)을 전혀 함유하지 않는 점에 특징이 있다.More specifically, the commutator pieces 12 are provided on the resin layer 15. In general, the resin layer 15 is made of a material that is not electrically conductive, such as plastic. Each of the commutator pieces 12 includes a copper layer 20 and a silver alloy layer 30. The copper layer 20 is provided on the resin layer 15 by bonding or plating. The silver alloy layer 30 is laminated to contact the copper layer 20. The silver alloy layer 30 according to the present invention is characterized in that it does not contain any gold (Au) unlike the prior art.

상기 은 합금층(30)은 전기적으로 금(Au)보다 전기 전도성이 더 좋은 은(Ag)과 구리(Cu)의 합금이다. 상기 은 합금층(30)의 은 조성은 50wt% 내지 70wt%이며 나머지는 구리 및 기타 불가피한 불순물로 이루어져 있다. 상기 은 합금층(30)의 은 조성이 50wt% 미만인 경우에는 내마모성이 나빠지는 문제점이 있다. 한편, 상기 은 합금층(30)의 은 조성이 70wt%를 초과하는 경우에는 제조원가가 지나치게 높아지므로 경제성이 악화되는 문제점이 있다. 또한, 상기 은 합금층(30)은 자기적으로는 자성을 가지지 않는다. 따라서, 니켈(Ni)층이 존재하고 있는 종래의 도금층과 비교하여 정류자가 자화되어 생기는 문제점이 발생하지 않는 효과가 있다. The silver alloy layer 30 is an alloy of silver (Ag) and copper (Cu), which are more electrically conductive than gold (Au). The silver composition of the silver alloy layer 30 is 50wt% to 70wt% and the rest is made of copper and other unavoidable impurities. If the silver composition of the silver alloy layer 30 is less than 50wt%, there is a problem that wear resistance is worse. On the other hand, when the silver composition of the silver alloy layer 30 exceeds 70wt%, the manufacturing cost is too high, there is a problem that the economic deterioration. In addition, the silver alloy layer 30 is not magnetically magnetic. Therefore, compared with the conventional plating layer in which the nickel (Ni) layer exists, there is an effect that the problem caused by magnetization of the commutator does not occur.

이와 같은 구성을 가지는 은 합금층(30)의 도금을 위한 도금액은 은 화합물로서 시안화은칼륨(KAg(CN)2)과 시안화은(AgCN)을 사용하였다. 구리 화합물로는 시안화제1구리(CuCN)을 사용하였다. 또한, 전해질로는 아황산 암모늄((NH4)2SO4)을 사용하였다. 습윤제는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, 분자량 600 ~ 60,000)을 사용하였다.As the plating solution for plating the silver alloy layer 30 having such a structure, silver cyanide (KAg (CN) 2 ) and silver cyanide (AgCN) were used as silver compounds. Copper cyanide (CuCN) was used as a copper compound. As the electrolyte, ammonium sulfite ((NH 4 ) 2 SO 4 ) was used. Wetting agent was used polyethyleneimine (polyethyleneimine, molecular weight 600 ~ 60,000).

상기 은 합금층(30)을 형성하기 위한 도금액의 제조방법은 다음과 같다.The method of manufacturing a plating solution for forming the silver alloy layer 30 is as follows.

먼저, 증류수 500㎖에 아황산암모늄 40g을 완전히 용해한다. 이 용액에 시안화은칼륨(KAg(CN)2) 1g/ℓ와, 시안화은(AgCN) 0.5g/ℓ, 시안화제1구리(CuCN) 5g/ℓ 를 넣고 용해한 후, 충분히 교반한다. 그런 다음 교반된 용액에 상기 폴리에틸렌이민을 0.3g 추가한다. 수산화칼륨(KOH)을 사용하여 수소이온농도(pH)를 조정하고 증류수를 추가하여 전체 용액(은 합금층 도금액)의 양이 1ℓ가 되게 한다. 이와 같이 제조된 도금액을 사용하여 도 6에 도시된 표와 같은 전해도금 조건으로 도금작업을 실시한다. 도 6에서 비중은 보메 비중계(Baumes' hydrometer)를 사용하여 측정한 도금액의 비중이다. 이와 같은 조건에 의해 도금된 상기 은 합금층(30)의 은 조성은 57wt% 내지 65wt%의 분포를 보였고, 그 은 합금층(30)의 구리 조성은 29wt% 내지 37wt%의 분포를 보였다. 상기 은 합금층(30)의 경도는 100 내지 150 Hv의 경도분포를 보였다. 상기 은 합금층(30)의 색깔은 백색으로서 은-구리 합금 도금층이었다. 본 발명에서 사용된 합금원소 은(Ag)과 구리(Cu)의 전기 저항값은 각각 1.59μΩ-㎝와, 1.67μΩ-㎝로서 금(Au)의 전기 저항값 2.35μΩ-㎝ 보다 낮은 값을 가지므로 은 합금층(30)의 전기 전도성이 종래의 금(Au)과 구리(Cu) 또는 금(Au)과 코발트(Co)의 합금층에 비하여 우수한 전기 전도성을 보여준다.First, 40 g of ammonium sulfite is completely dissolved in 500 ml of distilled water. 1 g / l of potassium cyanide (KAg (CN) 2 ), 0.5 g / l of silver cyanide (AgCN), 5 g / l of copper cyanide (CuCN) were added to this solution, and then stirred sufficiently. Then 0.3 g of the polyethyleneimine is added to the stirred solution. Potassium hydroxide (KOH) is used to adjust the hydrogen ion concentration (pH) and distilled water is added so that the total solution (silver alloy layer plating solution) is 1 liter. The plating operation is performed under the electroplating conditions as shown in Table 6 using the plating solution prepared as described above. In Figure 6, the specific gravity is the specific gravity of the plating solution measured using Baumes' hydrometer. The silver composition of the silver alloy layer 30 plated under such conditions showed a distribution of 57 wt% to 65 wt%, and the copper composition of the silver alloy layer 30 showed a distribution of 29 wt% to 37 wt%. The hardness of the silver alloy layer 30 showed a hardness distribution of 100 to 150 Hv. The silver alloy layer 30 was white in color as a silver-copper alloy plating layer. The electrical resistance values of the alloy elements silver (Ag) and copper (Cu) used in the present invention are 1.59 µΩ-cm and 1.67 µΩ-cm, respectively, which are lower than those of the gold (Au). Therefore, the electrical conductivity of the silver alloy layer 30 shows excellent electrical conductivity compared to the alloy layer of gold (Au) and copper (Cu) or gold (Au) and cobalt (Co).

도 7 내지 도 14에는 이와 같은 방법에 의해 형성된 은 합금층(30)의 시험결과를 보여주는 자료이다.7 to 14 are data showing the test results of the silver alloy layer 30 formed by the above method.

도 7 및 도 8은 상기 은 합금층(30)을 구비한 코인형 진동모터의 인쇄회로기판에 마련된 정류자면의 표면을 주사전자현미경(SEM,scanning electron microscope)으로 관찰한 사진이다. 도 7은 1000배로 확대된 사진이며, 도 8은 2000배로 확대된 사진이다.7 and 8 are photographs of the surface of the commutator surface provided on the printed circuit board of the coin-type vibration motor having the silver alloy layer 30 under a scanning electron microscope (SEM). 7 is a photograph enlarged 1000 times, and FIG. 8 is a photograph enlarged 2000 times.

상기 은 합금층(30)을 가지는 코인형 진동모터의 정류자 조립체가 채용된 코 인형 진동모터의 회전자 10개를 무작위로 추출하여 진동모터 시험기준에 따라 인가전압 3.3V에서 2초 작동 후 1초 정지 특성시험을 72시간 동안 수행되었으며, 10개의 샘플은 모두 시험 규정인 72시간 동안 정지되지 않고 작동하였다.Randomly extracts 10 rotors of the nose doll vibration motor employing the commutator assembly of the coin-type vibration motor having the silver alloy layer 30, and then operates for 1 second after 2 seconds at an applied voltage of 3.3 V according to the vibration motor test standard. The static characterization test was performed for 72 hours, and all 10 samples were operated without stopping for 72 hours, the test rule.

도 9는 상기 코인형 진동모터가 작동하는 동안 나타나는 전류 변화를 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면 브러시에 의해 전류가 상기 코인형 진동모터에 공급되면 인쇄회로기판에 마련된 정류자가 회전함에 따라 규칙적인 전류변화 특성값을 얻는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 상기 코인형 진동모터가 정상적으로 작동하고 있음을 보여주고 있다.Figure 9 shows the current changes appearing while the coin-type vibration motor is operating. 9, it can be seen that when a current is supplied to the coin-type vibration motor by a brush, a regular current change characteristic value is obtained as the commutator provided on the printed circuit board rotates. These results show that the coin-type vibration motor is operating normally.

도 10은 시험 시작과 그 시험시작 72시간 경과 후의 정류자의 분당 회전수(RPM) 변화량을 나타낸 것이다. 10개 시료의 분당 회전수(RPM) 변화율은 2 ~ 7.1%까지 나타났으며, 분당 회전수는 시험 초기 1030 ~ 1180 RPM, 72시간 이후 1090 ~ 1230 RPM으로 나타나 시험 기준치 1200±250 RPM에 모두 만족하는 것으로 나타났다.Figure 10 shows the amount of revolutions per minute (RPM) of the commutator after the test start and 72 hours after the start of the test. The rate of change of revolutions per minute (RPM) of the 10 samples was shown to be 2 ~ 7.1%, and the revolutions per minute were 1030 ~ 1180 RPM at the beginning of the test and 1090 ~ 1230 RPM after 72 hours, satisfying all of the test standard 1200 ± 250 RPM. Appeared to be.

도 11은 시험 초기와 그 시험시작 72시간 경과 후의 상기 코인형 진동모터의 전체 전류값의 변화를 나타낸 것이다. 도 11을 참조하면 시험 초기에는 평균 55.6mA, 72시간 경과 후에는 평균 50.7mA의 전류 값을 나타내었다. 10개 시료의 전류량 변화율은 7.6 ~ 14.8% 감소하여 나타났다. 이러한 전류값의 변화는 시험이 진행되는 동안 상기 은 합금층(30)이 마모되어 나타나는 것으로서, 시험 기준치 80mA 이하의 값을 모두 만족시키는 것으로 나타났다.11 shows the change of the total current value of the coin-type vibration motor after the initial test and 72 hours after the start of the test. Referring to FIG. 11, the average current value was 55.6 mA at the beginning of the test and 50.7 mA was average after 72 hours. The rate of change of the amount of current of 10 samples decreased by 7.6 ~ 14.8%. This change in the current value appears as the silver alloy layer 30 is worn out during the test, it was found to satisfy all the values of the test reference value of 80mA or less.

도 12는 시험 초기와 그 시험시작 72시간 경과 후의 상기 코인형 진동모터의 전압변화를 나타낸 것이다. 도 12를 참조하면 상기 코인형 진동모터의 정류자편(12)의 은 합금층(30)이 마모됨에 따라, 전압은 초기에는 평균 1.05V에서 72시간 이후 평균 1.21V까지 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 전압은 시험기준치 2.3V 이하의 값을 모두 만족시키는 것으로 나타났다. Figure 12 shows the voltage change of the coin-type vibration motor after the initial test and 72 hours after the start of the test. Referring to FIG. 12, as the silver alloy layer 30 of the commutator piece 12 of the coin-type vibration motor is worn out, the voltage increases from an average of 1.05V to 1.21V after 72 hours. These voltages were found to satisfy all values below the test threshold of 2.3V.

도 13은 시험 후 상기 코인형 진동모터의 정류자 구조체(10)의 은 합금층(30)과 브러시 사진을 나타낸 것이다. 도 13을 참조하면 72시간 시험 후 상기 은 합금층(30)운 브러시와의 접촉에 의한 마모 흔적이 관찰되었다.FIG. 13 shows a brush photograph of the silver alloy layer 30 of the commutator structure 10 of the coin-type vibration motor after the test. Referring to FIG. 13, after 72 hours of testing, wear traces of the silver alloy layer 30 by contact with the brush were observed.

도 14는 본 발명에 따른 은 합금층(30)과 종래의 금 합금층(Au-Co 또는 Au-Cu 합금층)의 시험 전과 시험 후의 사진을 비교한 것으로서 본 발명에 따른 은 합금층(30)의 내마모 특성은 종래의 금 합금층에 비하여 우수하거나 적어도 동일한 수준을 보여준다는 것을 알 수 있다.Figure 14 is a comparison of the silver alloy layer 30 according to the present invention before and after the test of the conventional gold alloy layer (Au-Co or Au-Cu alloy layer), the silver alloy layer 30 according to the present invention It can be seen that the abrasion resistance of is excellent or at least the same level as the conventional gold alloy layer.

이와 같은 시험결과로부터 본 발명에 따른 은 합금층(30)이 구비된 코인형 진동모터의 정류자 구조체(10)는 일반적인 진동모터의 성능규격을 만족시키고, 브러시와의 접촉에 의한 마모 과정에서 종래의 금 합금층과 큰 차이가 없는 특성을 보여 줌으로써 경제성이 현저하게 향상된 코인형 진동모터의 정류자 구조체(10)를 제공할 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 은(Ag)을 주성분으로 하는 상기 은 합금층(30)의 전기전도성이 종래의 금(Au)을 주성분으로 하는 합금층에 비하여 향상되는 효과가 있다.From such test results, the commutator structure 10 of the coin-type vibration motor provided with the silver alloy layer 30 according to the present invention satisfies the performance specifications of the general vibration motor, and is conventionally worn in contact with a brush. It can be seen that there is an effect that can provide the commutator structure 10 of the coin-type vibration motor with significantly improved economic efficiency by showing a characteristic that is not significantly different from the gold alloy layer. In addition, there is an effect that the electrical conductivity of the silver alloy layer 30 containing silver (Ag) as a main component is improved as compared with an alloy layer containing gold (Au) as a main component.

본 실시예에 있어서, 상기 은 합금층(30)은 구리층(20)에 접하도록 그 구리층(20) 위에 직접 적층되도록 구성할 수도 있으나, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 은 합금층(30)과 구리층(20) 사이에는 종래와 같이 니켈층(50)이 존재하도록 구성할 수도 있다.In the present embodiment, the silver alloy layer 30 may be configured to be directly stacked on the copper layer 20 to contact the copper layer 20, but as shown in FIG. 15, the silver alloy layer 30 ) And the copper layer 20 may be configured such that the nickel layer 50 exists as in the prior art.

본 실시예에서 있어서, 상기 은 합금층(30)은 코인형 진동모터의 정류자면의 최상층에 위치할 수도 있으나, 상기 구리층(20)에 접하도록 적층되는 니켈층(50); 및 상기 니켈층(50)에 접하도록 적층되는 은 합금층(30)이 구비되도록 구성할 수도 있다. 도 16에 도시된 바와 같이 상기 은 합금층(30) 위에 0.1㎛ 정도의 Au-Co 합금이나 Au-Ag-In 합금이 금 합금층(40)으로서 더 적층될 수도 있다. 이는 상기 은 합금층(30)의 색상이 변색되는 것을 억제하는 부가적인 효과가 있다. 도 16을 참조하면 상기 금 합금층(40)에서 금(Au)의 조성은 그 금 합금층(40) 전체를 기준으로 할 때, 48wt% 내지 53wt%인 것이 바람직하다. 나머지 부분은 대부분 코발트(Co), 또는 은(Ag)과 인듐(In)으로 채워지며 그 밖에 불순물이 미세하게 포함될 수 있다. 본 출원인의 실험에 의하면 상기 금의 조성이 48wt% 미만이 되는 경우에는 금 합금층(40)의 전기 전도성이 나빠지는 문제점이 있다. 한편, 상기 금 조성이 53wt%를 초과하는 경우에는 제조원가가 상승되며 금 합금층(40)의 내마모성이 떨어지는 문제점이 있다.In the present embodiment, the silver alloy layer 30 may be located on the top layer of the commutator surface of the coin-type vibration motor, but a nickel layer 50 stacked to contact the copper layer 20; And a silver alloy layer 30 stacked to be in contact with the nickel layer 50. As shown in FIG. 16, Au-Co alloy or Au-Ag-In alloy of about 0.1 μm may be further stacked as the gold alloy layer 40 on the silver alloy layer 30. This has the additional effect of suppressing discoloration of the silver alloy layer 30. Referring to FIG. 16, the composition of gold (Au) in the gold alloy layer 40 is preferably 48 wt% to 53 wt% based on the entire gold alloy layer 40. Most of the remainder is filled with cobalt (Co) or silver (Ag) and indium (In), and other impurities may be finely contained. According to the applicant's experiment, when the composition of gold is less than 48wt%, the electrical conductivity of the gold alloy layer 40 is deteriorated. On the other hand, when the gold composition exceeds 53wt%, the manufacturing cost is increased and the wear resistance of the gold alloy layer 40 is inferior.

상기 금 합금층(40)의 은 조성은 그 합금층 전체를 기준으로 할 때, 45wt% 내지 51wt%인 것이 바람직하다. 나머지 부분은 대부분 금과 인듐으로 채워지며 그 밖에 불순물이 미세하게 포함될 수 있다. 본 출원인의 실험에 의하면 상기 은의 조성이 45wt% 미만이 되는 경우에는 금 합금층(40)의 금 조성이 높아지기 때문에 제조원가가 증가하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.  The silver composition of the gold alloy layer 40 is preferably 45wt% to 51wt% based on the entire alloy layer. The remainder is mostly filled with gold and indium, and other impurities may be finely contained. According to the applicant's experiment, when the composition of silver is less than 45wt%, since the gold composition of the gold alloy layer 40 is increased, there is a problem in that the manufacturing cost increases and economic efficiency is lowered.

상기 금 합금층(40)의 인듐 조성은 그 합금층 전체를 기준으로 할 때, 1.0wt% 내지 2.5wt%인 것이 바람직하다. 나머지 부분은 대부분 금과 은으로 채워지며 그 밖에 불순물이 미세하게 포함될 수 있다. 상기 인듐은 은과 금합금에 첨가되어 그 합금의 경도 및 강도를 증가시키는 역할을 한다. 본 출원인의 실험에 의하면 상기 인듐의 조성이 1.0wt% 미만이 되는 경우에는 금 합금층(40)의 경도 및 강도가 낮아지는 문제점이 있다. 한편, 상기 인듐 조성이 2.5wt%를 초과하는 경우에는 경도 및 강도의 증가효과가 그리 크지 않았다.Indium composition of the gold alloy layer 40 is preferably 1.0wt% to 2.5wt% based on the entire alloy layer. The remainder is mostly filled with gold and silver, and other impurities may be finely contained. The indium is added to the silver and gold alloys and serves to increase the hardness and strength of the alloy. According to the applicant's experiment, when the composition of the indium is less than 1.0wt%, there is a problem that the hardness and strength of the gold alloy layer 40 are lowered. On the other hand, when the indium composition exceeds 2.5wt%, the effect of increasing the hardness and strength was not so great.

이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시예가 구체화될 수 있을 것이다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above examples, and various forms of embodiments may be embodied without departing from the technical spirit of the present invention.

도 1은 일반적인 코인형 진동모터의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining the structure of a general coin-type vibration motor.

도 2는 도 1에 도시된 코인형 진동모터의 정류자 구조체를 보여주는 개략적 사시도이다.FIG. 2 is a schematic perspective view showing a commutator structure of the coin-type vibration motor shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코인형 진동모터의 정류자 구조체를 보여주는 개략적 사시도이다.Figure 4 is a schematic perspective view showing the commutator structure of the coin-type vibration motor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 4.

도 6은 도 4에 도시된 코인형 진동모터의 정류자 구조체의 은 합금층을 전기도금하는 조건을 나타낸 표이다.6 is a table showing conditions for electroplating the silver alloy layer of the commutator structure of the coin-type vibration motor shown in FIG.

도 7은 도 4에 도시된 정류자편의 은 합금층을 주사전자현미경으로 관찰한 표면 사진(1000배 확대)이다.7 is a surface photograph (1000 times magnified) of observing the silver alloy layer of the commutator piece shown in FIG. 4 with a scanning electron microscope.

도 8은 도 4에 도시된 정류자편의 은 합금층을 주사전자현미경으로 관찰한 표면 사진(2000배 확대)이다.8 is a surface photograph (2000 times magnified) of observing the silver alloy layer of the commutator piece shown in FIG. 4 with a scanning electron microscope.

도 9는 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터가 작동하는 동안의 전류변화를 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a current change during operation of a coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor illustrated in FIG. 4 is applied.

도 10은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 분당 회전수(RPM) 변화량을 나타낸 것이다.FIG. 10 illustrates a change in revolutions per minute (RPM) of a coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor illustrated in FIG. 4 is applied.

도 11은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험전후의 전류량 변화를 보여주는 실험결과이다.11 is an experimental result showing a change in the amount of current before and after the test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG.

도 12는 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험전후의 전압 변화를 보여주는 실험결과이다.12 is an experimental result showing the voltage change before and after the test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG. 4 is applied.

도 13은 도 4에 도시된 진동모터의 정류자 구조체가 적용된 코인형 진동모터의 시험후의 정류자면과 브러시면의 상태를 보여주는 사진이다.FIG. 13 is a photograph showing a state of a commutator surface and a brush surface after a test of the coin-type vibration motor to which the commutator structure of the vibration motor shown in FIG. 4 is applied.

도 14는 본 발명에 따른 코인형 진동모터의 정류자와 브러시의 내마모 상태를 비교하기 위한 사진이다.14 is a photograph for comparing the wear resistance of the commutator and the brush of the coin-type vibration motor according to the present invention.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도면으로서 도 5에 대응하는 단면도이다.15 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 as a view according to another embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도면으로서 도 5에 대응하는 단면도이다.16 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 as a view according to still another embodiment of the present invention.

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

10...코인형 진동모터의 정류자 구조체10.Commutator structure of coin type vibration motor

15...수지층 20...구리층15 ... resin layer 20 ... copper layer

30...은 합금층 40...금 합금층30 ... silver alloy layer 40 ... gold alloy layer

50...니켈층50 ... nickel layer

Claims (4)

인쇄회로기판상에 형성되는 코인형 진동모터의 정류자 구조체에 있어서,In the commutator structure of the coin-type vibration motor formed on a printed circuit board, 상기 정류자 구조체는 복수의 정류자편을 포함하며,The commutator structure includes a plurality of commutator pieces, 상기 각 정류자편은 수지층에 마련된 구리층; 및Each commutator piece is a copper layer provided in the resin layer; And 상기 구리층에 접하도록 적층되며 금을 함유하지 않는 은 합금층;을 포함하며,And a silver alloy layer laminated to contact the copper layer and containing no gold. 상기 은 합금층은 은과 구리의 합금이며,The silver alloy layer is an alloy of silver and copper, 상기 은 합금층의 은 조성은 50wt% 내지 70wt%인 것을 특징으로 하는 코인형 진동모터의 정류자 구조체.The commutator structure of the coin-type vibration motor, characterized in that the silver composition of the silver alloy layer is 50wt% to 70wt%. 인쇄회로기판상에 형성되는 코인형 진동모터의 정류자 구조체에 있어서,In the commutator structure of the coin-type vibration motor formed on a printed circuit board, 상기 정류자 구조체는 복수의 정류자편을 포함하며,The commutator structure includes a plurality of commutator pieces, 상기 각 정류자편은 수지층에 마련된 구리층; 및Each commutator piece is a copper layer provided in the resin layer; And 상기 구리층에 접하도록 적층되는 니켈층; 및A nickel layer laminated to contact the copper layer; And 상기 니켈층에 접하도록 적층되며 금을 함유하지 않는 은 합금층;을 포함하며,And a silver alloy layer laminated to contact the nickel layer and not containing gold. 상기 은 합금층은 은과 구리의 합금이며,The silver alloy layer is an alloy of silver and copper, 상기 은 합금층의 은 조성은 50wt% 내지 70wt%인 것을 특징으로 하는 코인형 진동모터의 정류자 구조체.The commutator structure of the coin-type vibration motor, characterized in that the silver composition of the silver alloy layer is 50wt% to 70wt%. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 은 합금층에 접하도록 적층되는 금 합금층을 더 포함하며,Further comprising a gold alloy layer laminated to contact the silver alloy layer, 상기 금 합금층은 금과 코발트의 합금층 또는 금과 은과 인듐의 합금층인 것을 특징으로 하는 코인형 진동모터의 정류자 구조체.The gold alloy layer is a commutator structure of a coin-type vibration motor, characterized in that the alloy layer of gold and cobalt or an alloy layer of gold, silver and indium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60134750A (en) * 1983-11-29 1985-07-18 フアウ・エー・ベー・エレクトロマシイネンバウ・ドレスデン Slide contact piece adapted particularly for commutator
KR100722526B1 (en) * 2007-01-08 2007-05-28 정창술 Commutator structure for coin type vibration motor

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