KR101246824B1 - 바타입 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분동을 케이스 내부에 장착함으로써 영구자석과 코일 간의 자기력선을 요크를 통해 공극을 줄여 전자기력을 극대화할 수 있으며 전자기력을 발생하는 코일의 진원도를 높이고 조립성을 향상시킬 수 있도록 한 바타입 진동모터에 관한 것으로서;
일 측면이 개방된 원통형의 케이스와, 상기 케이스 안쪽에 결합 된 영구자석과, 상기 영구자석의 외곽에 일정공간을 유지하면서 위치하여 전자기력을 발생하는 코일과, 상기 코일의 외곽에 결합 되어 영구자석에 발생한 자기력선의 통로가 되는 요크와, 상기 요크와 결합 되어 편심을 유도하는 분동과, 상기 분동과 결합 되어 샤프트와, 상기 샤프트 및 분동과 결합 되는 정류자조립체와, 외부에서 전원을 공급할 수 있도록 정류자조립체와 결합 되는 브러시조립체로 구성하여;
분동을 내장함으로써 외부에 돌출된 분동이 아닌 는 목적 달성이 가능하다.

Description

바타입 진동모터{BAR TYPE VIBRATION MOTOR}

본 발명은 바타입 진동모터에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 케이스 내부에 위치한 코일부의 외경을 잡아주면서 자기적 차폐역할을 하는 링요크와 결합 되고, 링요크의 외경부위에 원통형의 반원모양의 분동을 위치시켜 외부에 돌출된 진동자가 아닌 내부에 진동자를 위치시켜 안정적인 진동을 유발할 수 있도록 한 요크를 갖춘 분동 내장형 바타입 진동모터의 제공에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰에서는 착신상태를 알려주기 위해 벨 또는 멜로디를 많이 상용하고 있으나 이는 주변에 소음을 발생하여 타인에게 불쾌감을 줄 수가 있다.

이를 해결하고자 소리가 아닌 진동으로 착신상태를 알려주도록 고안된 것이 진동모터이며, 상기와 같은 진동모터에는 직경이 두께보다 상대적으로 큰 외형을 갖는 코인 타입 진동모터와 외부에 돌출된 샤프트에 편심분동을 부착된 바형 진동모터로 대별된다.

이중 상기 바형 진동모터는 코인 타입의 진동모터에 비하여 외부의 돌출된 진동자를 통해 상하 회전 진동함에 따라 보다 우수한 진동특성을 보유함에 따라 대부분의 이동통신 단말기에 탑재되고 있으나 외부에 돌출된 편심분동에 의해 취급상의 어려움과 함께 회전 편심이 모터 상측에 집중됨으로써 상측 메탈베어링에 무리한 힘이 가해지고 축 흔들림 및 중심축을 형성한 샤프트의 휨 발생 등의 우려가 크다.

종래의 일반적인 바형 진동모터의 구조를 보면, 원통성형된 코일과 정류자가 결합하여 전자기력을 발생하는 회전체를 형성하는 방식으로써 원형의 영구자석과 케이스로 이루어진 자기력을 발생하는 고정체의 공극 사이를 정류자와 외부전원이 공급되는 브러시를 통해 정류자와의 기계적인 접촉을 하면서 전자기력을 발생하는 코일에 전원을 공급하여 플레밍의 왼손법칙에 의해 코일로 형성된 회전체가 회전하고 회전체 중심부에 결합 된 샤프트에 돌출된 진동자를 결합하여 회전진동하게 된다.

이때 외부에 돌출된 편심분동에 의해 취급상의 어려움과 함께 회전 편심이 모터 상측에 집중됨으로써 상측 메탈베어링에 무리한 힘이 가해지고 축 흔들림 및 중심축을 형성한 샤프트의 휨 발생 등의 문제점이 있다.

또한, 종래의 바형 진동모터의 구조를 보면 영구자석과 케이스로 구성된 고정체의 공극 사이를 원통 성형한 코일이 회전하므로 영구자석과 코일 간의 1차공극과 코일과 케이스 간에 또 다른 공극인 2차 공극이 발생 되어 결과적으로 이중 공극이 발생함으로 이에 따른 코일 원통성형의 진원도와 함께 내 외경관리가 중요하게 되고 이에 따른 관리적인 문제 및 불량 등 품질 비용이 상대적으로 높을 수밖에 없다.

또한, 도 1에서 보여주듯이 종래의 방식의 또 다른 형태인 분동 내장된 방식인 등록특허 10-0699412가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 종래 기술을 살펴보면, 외부의 케이스(11)와, 케이스(11)의 중심축선에 설치된 고정자(10)와, 케이스(11)의 내부에서 고정자(10)의 외측에 회전가능하게 설치된 회전자(20)로 이루어진 기본 구성을 갖는다.

상기 고정자(10)는 케이스(11)의 내부에 중공관체의 형태로 고정결합된 부시(12)와, 부시(12)의 외면에 부착되는 마그네트(13)로 구성되며, 상기 부시(12)의 내부에는 후술될 샤프트(21)의 회전을 위한 베어링(14)이 설치됨이 당연하며, 안정적인 회전을 위해 2개 이상이 장착된다.

상기 회전자(20)는 부시(12)의 내부에 결합되어 회전되는 샤프트(21)와, 샤프트(21)의 일측에 결합 된 허브(22)와, 허브(22)의 외면에 결합되어 고정자(10)의 마그네트(13)와 대향 되는 코일결합체(23)로 구성된다.

여기서, 상기 허브(22)에는 회전자(20)가 회전되기 위해 공급되는 전류를 정류하는 평편형 정류자(24)가 결합 되며, 상기 코일결합체(23)의 일측 외면에는 편심중량을 제공하기 위한 분동(25)이 결합 되어 구성된다.

상기와 같은 종래 기술에서는, 코일외곽에 편심분동을 장착하는 것으로 충분한 진동을 전달하기 위해 편심분동을 크게 할 수가 없으며, 편심분동을 크게 하면 자기회로 구간인 영구자석과 코일을 거쳐서 케이스 간에 자기회로 공극 거리가 증대되어 결과적으로 자기회로 손실이 크게 되어 원하는 충분한 회전력을 얻을 수가 없다.

또한, 견고하지 못한 코일부에 무거운 편심 분동을 장착하여 회전체를 형성함으로써 분동의 이탈로 인한 코일부의 휨등 구조적으로 안정된 회전 진동이 어렵게 되는 등의 문제점이 발생한다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 일 측면이 개방된 원통형의 케이스와, 상기 케이스 안쪽에 결합 된 영구자석과, 상기 영구자석의 외곽에 일정공간을 유지하면서 위치하여 전자기력을 발생하는 코일과, 상기 코일의 외곽에 결합 되어 영구자석에 발생한 자기력선의 통로가 되는 요크와, 상기 요크와 결합 되어 편심을 유도하는 분동과, 상기 분동과 결합 되어 샤프트와, 상기 샤프트 및 분동과 결합 되는 정류자조립체와, 외부에서 전원을 공급할 수 있도록 정류자조립체와 결합 되는 브러시조립체로 구성하여;

분동을 내장함으로써 외부에 돌출된 분동이 아닌 분동을 케이스 내부에 장착할 수 있으며 영구자석과 코일 간의 자기력선이 요크를 통해 공극을 줄여 전자기력을 극대화할 수 있으며 전자기력을 발생하는 코일을 별도의 원통성형 없이 진원도가 용이하도록 조립성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 분동 내장형 바형 진동모터는 편심을 유발하면서 진동을 발생하는 분동이 외부에 돌출된 방식이 아닌 케이스 내부에 위치하여 취급이 용이한 장점이 있다.

또한, 진동체가 회전함에 있어서 영구자석과 자기적 통로가 되는 링요크의 내측에 결합 되도록 코일이 위치하게끔 하여 한쪽 공극만 유지함으로 자기력선의 손실을 최소화하면서 별도의 원통 성형이 필요 없고 진원도가 용이하도록 조립성이 향상될 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 기술이 적용된 분동 내장 바형 타입 진동 모터를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터를 도시한 단면 상태의 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터를 도시한 분해 상태의 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터의 A - A선을 따라서 취한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터의 코일부에 인가되는 전기적 전원단의 구동회로를 설명한 도면.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터에 적용되는 분동을 발췌한 도면.
도 7은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터에 적용되는 케이스를 발췌한 도면.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터를 도시한 단면 상태의 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터를 도시한 분해 상태의 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터의 코일부에 인가되는 전기적 전원단의 구동회로를 설명한 도면, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터에 적용되는 분동을 발췌한 도면, 도 7은 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터에 적용되는 케이스를 발췌한 도면으로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 바타입 진동모터(100)는, 일 측면이 개방된 원통형의 케이스(101)와, 상기 케이스(101) 안쪽에 결합 된 영구자석(102)과 상측메탈베어링(103), 상기 케이스(101) 바깥쪽에 결합 되어진 하측메탈베어링(104)으로 고정체(105)를 구성한다.

상기 영구자석(102)의 외곽에 일정공간을 유지하면서 위치하여 전자기력을 발생하는 코일(106)과, 상기 코일(106)의 외곽에 영구자석(102)에 발생한 자기력선의 통로가 되는 링 타입의 요크(107)가 결합 된다.

상기 요크(107)에 편심을 유도하는 분동(110)이 결합 되고, 상기 분동(110)과 결합되어진 샤프트(111)와, 상기 샤프트(111) 및 분동(110)과 결합되어진 정류자편을 구비한 정류자조립체(112)로 구성하여 회전체(113)를 형성하고, 상기 고정체(105)에 회전체(113)를 결합한 후에 외부에서 전원을 공급할 수 있는 브러시 조립체(114)를 결합하여 구성한다.

또한, 상기 케이스(101)에는 영구자석(102)의 고정 위치를 정확하게 안착 고정할 수 있도록 내부에 고정턱(115)을 갖추는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분동(110)에는 링 타입의 요크(107)와 결합이 용이하도록 중앙에 반원통형 요크결합홈(116)과 샤프트(111)와 고정이 용이하도록 샤프트홈(117)을 갖추는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 기술이 적용된 바타입 진동모터(100)는 회전체(113)와 고정체(105)를 포함한다.

회전체(113)는 원통형상이며 자기력의 통로가 되는 요크(107)와 요크(107)의 안쪽에 전자기력을 발생하는 3상 델타결선(-결선)된 코일(106)과 결합되고 요크(107)의 외곽면에 편심진동을 유발하는 분동(110)을 결합한 후에 중심축을 형성하는 샤프트(111)와 결합되어진 3개의 세그먼트를 포함한 정류자조립체(112)에 코일(106)을 결합한다.

상기 회전체(113)는 케이스(101) 안의 회전공간 내에서 회전가능하게 배치된다.

상기 고정체(105)는 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 원통형 케이스(101)와 케이스(101) 내부에 일정높이로 버링되어진 고정턱(115)에 영구자석(102)을 결합하고 중앙부위에 상측메탈베어링(103)과 내부에 중심 축선을 따라 하측버링부위에 하측메탈베어링(104)을 결합하여 완성하며 케이스(101) 내부에는 영구자석(102)이 결합되어지며 영구자석(102) 외측면과 케이스(101) 내측면 사이에 회전체(113)가 회전할 수 있는 회전공간이 마련된다.

또한, 케이스(101)는 상측 부위는 원통으로 개방되어 브러시(120)와 브러시홀더(121)가 결합된 브러시조립체(114)로 최종 결합되어 진다.

케이스(101)의 중앙부위에 결합 된 영구자석(102)은 중심축의 수평방향으로 2극으로 착자 되면 영구자석(102)에서 출발한 전자기력선 "Ｎ"극은 코일(106)과 영구자석(102)의 공극을 지나 코일(106) 외곽에 결합되어진 자기력의 통로가 되는 요크(107)를 통해 반대편의 코일(106)과 영구자석(102)의 공극을 지나 "Ｓ"극으로 돌아와 자기적 폐 회로를 형성하게 된다.

이때 자기력선이 지나가는 통로에 위치한 코일(106)은 플레밍의 왼손법칙에 의해 움직이려는 힘이 발생하게 되고 이때 발생 된 힘은 코일(106)에 결합 된 중심축인 샤프트(111)를 중심으로 분배되어진 각도만큼 회전동작 하게 된다.

도면 5에서 보여주는 것과 같이 정류자(122)와 브러시조립체(114)와의 각도편차에 의해 60도 간격으로 전원의 위치가 바뀌게 되어 고정된 자계부에 코일부의 전원을 변경하면서 플레밍의 왼손법칙에 의해 회전력을 얻어 코일부와 결합되어진 회전체는 회전하게 되고 회전체에 결합되어진 편심분동에 의해 진동이 발생 되며 발생 된 진동은 중심축의 샤프트와 메탈베어링과 케이스를 통해 외부로 전달하게 된다.

이때 자기적 폐회로를 형성하는 링 타입의 요크(107)는 코일(106) 외곽 원통면과 결합 되어 수월하게 코일(106)을 원통성형 가능하게 된다.

또한 자기적 폐 회로를 형성하는 요크(107)는 영구자석(102)에서 발생하는 자기력선의 통로가 되어 자기력과 전자기력을 발생하는 코일(106)과의 공극을 줄여 높은 회전력을 발생할 수가 있다.

또한, 자기적 폐 회로를 형성하는 요크(107)는 자기적 폐 회로를 구성하기 위해 연자성체로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도면의 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100; 바타입 진동모터
101; 케이스
102; 영구자석
106; 코일
107; 요크
110; 분동
111; 샤프트
113; 회전체

Claims (3)

1. 일 측면이 개방된 원통형의 케이스와;
   상기 케이스 안쪽에 결합 된 영구자석과;
   상기 영구자석의 외곽에 일정공간을 유지하면서 위치하여 전자기력을 발생하는 코일과;
   상기 코일의 외곽에 결합 되어 영구자석에 발생한 자기력선의 통로가 되는 요크와;
   상기 요크와 결합 되어 편심을 유도하는 분동과;
   외부에서 전원을 공급할 수 있도록 정류자조립체와 결합 되는 브러시조립체로 바타입 진동모터를 구성하고;
   상기 분동과 결합 되는 샤프트와, 상기 샤프트 및 분동과 결합 되는 정류자조립체를 더 포함하고;
   상기 영구자석이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 케이스 내부에 고정턱을 더 형성하고;
   상기 분동에는 요크와 결합이 용이하도록 하는 요크결합홈과, 샤프트와 고정이 용이하도록 하는 샤프트홈을 더 형성하며,
   상기 샤프트 및 상기 분동과 결합되어진 상기 정류자 조립체로 형성된 회전체는 원통 형상이며, 자기력의 통로가 되는 상기 요크와 상기 요크의 안쪽에 전자기력을 발생하는 3상 델타결선된 상기 코일과 결합되고
   상기 요크의 외곽면에 편심을 유도하는 분동을 결합한 후에 중심축을 형성하는 상기 샤프트와 결합되어진 3개의 세그먼트를 포함하는 상기 정류자 조립체에 상기 코일이 결합되며,
   상기 영구자석 외측면과 상기 케이스 내측면 사이에 회전체가 회전할 수 있는 회전공간이 마련된 것을 특징으로 하는 바타입 진동모터.
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