KR20010082106A - 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터 - Google Patents

Abstract

평탄한 장착부를 갖는 지지체(1)와, 상기 지지체에 일단이 지지됨과 동시에 타단이 개방되어 있는 원통형 코어리스 스테이터 코일(9)과, 상기 지지체에 의해 지지된 축(4)과, 상기 지지체에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 단말을 결선한 복수개의 단자부(3a)와, 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 내측에 공극을 통하여 격납된 원통형 회전 요크(6)와, 상기 원통형 회전 요크에 일단을 고정시키고, 일부를 길이 방향으로 노치(7b)를 설치함으로써 편심시킨 로우터 케이스(7)와, 이 로우터 케이스의 내측에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일에 외측으로부터 공극을 통하여 대향시킨 마그넷(8)을 구비하며, 센서리스 방식으로 구동된다.

Description

직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터{Radial gap, rotary yoke type brushless vibration motor}

본 발명은 휴대전화기 등의 휴대용 이동체 통신 기기의 사일런트콜 수단에 바람직한 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터의 개량된 구조에 관한 것이다.

종래, 페이저 등의 사일런트콜 수단으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 원통 코어리스 직류모터(M)의 출력축(S)에 텅스텐 합금제의 편심웨이트(W)를 배치하고, 회전시 이 편심웨이트(W)의 원심력의 차를 이용하여 진동을 발생시키도록 한 것이 있다.

그러나, 상기 종래의 출력축에 편심웨이트(W)를 부가하는 경우, 탑재측에 있어서, 이 편심웨이트의 선회공간을 배려하지 않으면 안되는 등 설계적 제약이 있고, 편심웨이트의 재질로서 고가인 텅스텐 합금을 사용하기 때문에 생산 단가가 높았다.

더욱이, 원통 코어리스 직류 모터에서는, 브러시, 정류자 등의 접촉형 급전부재를 사용하므로, 급전부재의 마모에 따라 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 개선하기 위해, 본 출원인은 먼저 일본국 특개평 6-284662호의 도 1에 개시한 바와 같이 원통형 마그넷의 일부를 길이방향으로 잘라 편심 로우터로 한 브러시리스 진동 모터를 제안하고 있다. 이 제안된 구조는 마그넷을 잘라서 편심시키므로 모터의 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 출력축과 이에 부착된 편심웨이트를 삭제함으로써 코스트를 절감하고, 축고정형으로 하여 베어링 홀더 등의 불필요한 부재를 제거하여 구조의 간단화와 소형화를 꾀하며, 인쇄배선판에 용이하게 탑재할 수 있도록 하여 탑재할 기기측에서 편심웨이트의 선회공간을 설계시 고려할 필요가없으며, 모터의 특성이 저하되지 않는 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 직경 방향 공극 방식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터의 일실시의 형태의 축방향 종단면도이다.

도 2는 도 1의 진동모터의 횡단면도이다.

도 3은 도 1의 진동모터의 우측면도이다.

도 4는 도 1의 진동모터의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 직경 방향 공극 방식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터의 다른 실시의 형태의 축방향 종단면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 직경 방향 공극 방식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터에 대한 구동원리의 설명도이다.

도 7은 일반적인 편심웨이트 부착형 직류 모터의 사시도이다.

상기 과제를 해결하기 위해서는, 평탄 부분을 갖는 지지체와, 상기 지지체에 일단이 지지됨과 동시에 타단이 개방되어 있는 원통형 코어리스 스테이터 코일과, 상기 지지체에 고정된 축과, 상기 지지체에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 단말을 결선한 복수개의 단자부와, 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 내측에 공극을 통하여 격납되고, 베어링으로 지지된 원통형 회전 요크와, 상기 원통형 회전 요크에 일단을 고정시키고, 컷아웃(cut out)부를 마련함으로써 편심시킨 로우터 케이스와, 이 로우터 케이스의 내측에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일에 외측으로부터 공극을 통하여 대향시킨 마그넷을 구비하며, 센서리스 방식으로 구동하도록 한 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터에 의해 달성할 수 있다.

이와 같이 하면, 인쇄배선판 등에 올려 놓을 수 있고, 축고정형으로 하였으므로, 구조가 간단한 원통형 브러시리스 진동 모터를 얻을 수 있고, 회전 요크형을 위해 로스가 적고, 센서리스로 하였으므로 구조가 간단해진다.

구체적으로, 상기 지지체에는 인쇄배선판에 납땜 고정하기 위한 단자부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 리플로우 납땜이 가능해진다.

또한, 중심축을 수평으로 하여 재치한 편심로터를 구비하는 회전 요크형 브러시리스 진동 모터로서, 상기 지지체에는 자세를 낮추기 위해 선회 외주 리세스부를 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 횡으로 누운 저자세형을 얻을 수 있다.

또한, 중심축을 수직으로 하여 재치한 편심로터를 구비한 회전 요크형 브러시리스 진통 모터에 있어서는 상기 지지체는 측부에 단자부가 설치되고, 상기 회전 요크는 자성체를 포함하는 베어링으로 구성한 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 특별히 회전 요크를 설치할 필요가 없어진다.

그리고, 로우터를 덮는 커버가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 편심 로우터를 특별히 지지할 필요가 없고, 이탈될 염려가 없어진다.

본 발명은 상기와 같이 축고정형으로 하여 출력축을 없애고 편심웨이트를 삭제함으로써 구조가 간단하고 코스트가 절감되며, 인쇄배선판에 간단히 탑재할 수 있도록 하여 편심웨이트의 선회공간을 설계적으로 배려할 필요가 없으며, 편심시키기 위해 마그넷의 일부를 제거할 필요가 없기 때문에 특성이 저하됨이 없이 브러시리스 진동 모터로서 구동된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에 있어서, 1은 양철판(tin plate)으로 이루어진 지지체의 일부에서 일단을 구부려 레이징부(2)를 설치함과 동시에 타단에 합성수지제의 스테이터 홀더(3)를 아웃서트 성형 또는 압입시켜 지지체를 구성하고 있다. 이 스테이터 홀더(3)를 포함하는 지지체(1)는 저면이 평탄하게 되어 있어 인쇄배선판에 올려놓을 수 있게 되어 있다. 샤프트(4)의 일단은 상기 스테이터 홀더(3)에 배치한삽입공(33)에 고정됨과 동시에 타단은 후술하는 편심로우터나 스테이터 코일을 장착한 후, 상기 레이징부(2)에 배치되고, 도 4에 상세히 도시된 U자형 홈(2a)에 상방으로부터 끼워 넣고, 양측에 쐐기를 사용하여 고정시키게 되어 있다. 이 샤프트(4)에는 한 쌍의 베어링(5)을 통하여 가늘고 긴 파이프 모양의 회전 요크(6)가 회전 가능하게 배치되며, 그 바깥쪽의 일단에는 원통형 로우터 케이스(7)의 가는 네크부(7a)가 설치되어 있다. 이 원통형 로우터 케이스(7)에는, 본 발명의 특징이 되는 것으로 단면이 도 3에 도시된 바와 같이 축(4)을 중심으로 약 150도 개각으로 컷아웃부(7b)가 마련되어, 편심로우터(R)를 구성하고 있다. 8은 원통형 마그넷으로 외경은 상기 편심시킨 로우터 케이스(7)에 고정되고, 상기 가늘고 긴 파이프 모양의 회전 요크(6)와 함께 자기회로를 구성하고 있다.

이 편심로우터(R)를 구동하는 스테이터가 되는 원통형 코어리스 코일(9)은 자기(自己)융착선을 권회 성형하여 이루어지는 것으로, 상기 회전 요크(6)와 마그넷(8)과의 사이에 소정의 공극을 통하여 수납되도록 기부가 상기 지지체의 일부에 삽입 고정된다.

스테이터를 이루는 원통형 코어리스 코일(9)의 각 단말은 유니폴라형 센서리스 방식으로 하는 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 스테이터 홀더(3)에 배치한 4개의 단자핀(3a)에 홈(3b)을 통하여 결선된다.

도 4는 본 모터의 사시도로서, 10, 11은 인쇄배선기판(미도시) 등에 본 모터를 납땜 고정하기 위한 지지체와 일체로된 장착부이다. 또한, 12는 지지체(1)에 설치한 로우터의 리세스부로서, 이와 같이 하면 저자세로 할 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 회전 반경을 크게 할 수 있어 편심량 및 진동이 커지게 된다.

도 5는 기기측에 세워 탑재할 수 있게 한 편평한 직경 방향 공극 방식형 회전 요크를 나타내고 있다. 즉, 지지체(34)는 저면이 인쇄배선판(B)에 올려 놓을 수 있도록 평탄화되어 있고, 그 측면에는 복수개의 단자(34a)를 일체 성형하고, 중앙에 상기 단자(34a)와 같은 재료로, 또한 이 단자(34a)로부터 절연시킨 보강부(34b)를 통하여 축(44)을 고정 지지하고, 또한 그 외방으로 얕은 원통형 코어리스 스테이터 코일(99)의 일단을 지지하고 있다.

편심로우터(R1)는 하나의 함유(含油) 베어링(56)을 통하여 상기 축(44)에 회전 가능하게 장착된다. 이 함유 베어링(56)은 철을 포함하는 소결체로 이루어지며, 상기 원통형 스테이터 코일(99)에 내측으로부터 직경 방향 공극을 통하여 대향하게 함과 동시에, 일단에 상기 원통형 스테이터 코일(99)에 외측으로부터 직경 방향 공극을 통하여 대향하게 한 원통형 마그넷(88)을 갖는 로우터 케이스(77)를 고정한 것이다. 이 로우터 케이스(77)는 일측을 잘라서 편심시키고 있다.

이와 같이 한 편심로우터(R1)는 단열 효과가 있는 스텐레스제 커버(K)에 의해 트러스트 워셔(S)를 통하여 덮히게 되어 있으며, 단자(34a)를 인쇄배선판(B)에 리플로우 납땜시켜 모터가 마운팅된다.

따라서, 여기서는 상기 함유 축수(56)는 철을 포함하는 소결체로 이루어져 있으므로, 자기 경로를 구성하는 회전요크로서의 기능을 함으로써 히스테리시스 손실이 경감된다.

도 6a 및 도 6b는 본 모터를 유니폴라형 센서리스로 구동시키기 위한 3 전자코일, 4극 마그넷형과, 6전기자코일 8극 마그넷형의 개략적인 동작설명도이다. 도 6a 및 도 6b에서 센서리스 방식으로서 공개 기술인 역기전압 검지방식이 이용되므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 각 상의 전기자 코일 중에서 적어도 1 코일은 반드시 항상 토크 발생에 기여하므로 기동 에러가 발생하는 일 없이, 확실히 기동할 수 있다.

또한, 상기는 유니폴라형 센서리스 방식으로 설명하였지만, 공지된 바이폴라형 센서리스 방식으로 해도 무방함은 물론이다.

본 발명은 그 기술적 사상, 특징으로부터 벗어나지 않고, 다른 여러 실시의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 상술한 실시의 형태는 단순한 예시에 불과하며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구의 범위에 따라 나타낸 것으로 명세서 본문에는 구속받지 않는다.

본 발명은 상기와 같이 축고정형으로 하여 출력축을 없애고 편심웨이트를 삭제함으로써 모터 구조가 간단하고 비용면으로도 유리하며, 탑재측에 있어서 인쇄배선판에 리플로우 솔더링하여 간단히 탑재할 수 있도록 하여 편심웨이트의 선회공간을 설계적으로 배려할 필요가 없으며, 편심시키기 위해 마그넷의 일부를 제거하는 것이 아니므로 모터의 특성이 희생되지 않는 브러시리스 진동 모터로 할 수 있다.

Claims (5)

1. 평탄한 장착부를 갖는 지지체와,

   상기 지지체에 일단이 지지됨과 동시에 타단이 개방되어 있는 원통형 코어리스 스테이터 코일과,

   상기 지지체에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 단말을 결선한 복수개의 단자부와,

   상기 지지체의 중앙에서 지지되는 축과,

   상기 축에 지지되는 편심 로우터를 포함하며, 상기 편심 로우터는 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일의 내측에 공극을 통하여 격납된 원통형 회전 요크와, 상기 원통형 회전 요크에 일단을 고정시키고, 컷아웃부를 마련함으로써 편심시킨 로우터 케이스와, 상기 로우터 케이스의 내측에 배치되어 상기 원통형 코어리스 스테이터 코일에 외측으로부터 공극을 통하여 대향시킨 마그넷을 구비하여 센서리스방식으로 구동하도록 함을 특징으로 하는 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지체에는 인쇄배선판에 납땜 고정하기 위한 단자부가 설치되어 있는 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 편심로터는 중심축을 수평으로 하여 재치된 것으로서, 상기 지지체에는 자세를 낮추기 위해 선회 외주 리세스부가 설치되어 있는 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 편심 로우터는 중심축을 수직으로 하여 재치된 것으로서, 상기 지지체는 측부에 단자부가 설치되고, 상기 회전 요크는 자성체를 포함하는 베어링으로 구성한 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 로우터를 덮는 커버가 배치되어 있는 직경 방향 공극식 회전 요크형 브러시리스 진동 모터.