KR20020029338A - 편평형 진동 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자코일을 2개로 해서 제조단가를 감소시킴과 동시에 기동사점이 없는 편평형 진동모터를 제공하는 것으로서 모터로의 전압이 공급을 중단시켜 로터가 정지해도, 브러시는 계속 콘미테이터에 접촉한 상태이고, 더욱이 고정자의 자계에 의해서 전기 코일에 동일 방향으로 작용하는 힘이 일정의 트러크로 발생 할 수 있도록 전기 코일에 전류를 흘러 보내는 것이 가능하므로, 로터의 정지 위치를 규제하지 않고 로터를 확실히 일정 방향에 기동 및 회전 시키는 것이 본 발명에 의해 가능하여 졌다.

Description

편평형 진동 모터{THE FLAT VIBRATION MOTOR}

본 발명은 휴대 전화나 호출기등에 착신을 진동으로하는 경우 이용되는 소형의 편평형 진동 모터에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 편평형 진동 모터는 일반적으로 편평철심 레스 진동모터가 이용되어 왔다. 이 편평철심 레스 진동모터는 케이싱의 하부에 고정되어 있는 마그네트부와 이 마그네트부와 정면으로 향할 수 있도록 배치되어 있는 회전자재의 원형상의 로터와 상기 로터의 허리부분에 배치된 샤프트로 구성되어, 로터에는 3개의 전기자 코일을 배설하고 수지재와 함께 형성된 것으로 로터 자신을 편심시켜 로터의 회전시에 발생하는 원심력이 진동을 발생시키는 동시에 3개의 전기자 코일을 로터상에 장비하도록 해서 기동사점이 발생하지 않도록 설계되어 있다.

종래 기술의 편평형 진동 모터에는 전류가 흐르는 방향이 상호 교환되는 3개의 코일에 대해 마그네트와 자계에 의하여 토르크가 발생하므로 적어도 3개의 코일이 필요하다. 이것은 회전각이 약 90도 이하의 전기코일에서 로터가 정지한 경우, 마그네트 극성의 중간에 위치한 전기자 코일에는 회전력이 발생하지 않으므로, 종래 기술의 편평형 진동 모터는 3개의 전기자코일을 준비한 로터로부터 단순히 전기자코일을 줄이는 것은 불가능 하였다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 해결하고, 전기자코일을 2개로 해서 제조단가를 감소시킴과 동시에 기동사점이 없는 편평형 진동모터를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관계된 편평형 진동모터는 이하의 요건을 갖춘 것을 특징으로 한다.

편평한 원통상의 케이싱 내에는 링형태의 고정자가 설치되어 그 고정자는 주변 방향에 8등분되는 동시에 N극과 S극으로 상호 착자(着磁)되어 있으며;

상기 케이싱 내에는 원형상의 로터가 상기 고정자에 정면으로 향하는 동시에 회전자체에 축지되어 그 로터에는 코일을 감는 각도가 60도로 형성된 제1, 제2 두개의 전기자 코일이 배치 위치를 150도로 하여 설치되어 있는 동시에 상기 2개의 전기자 코일의 간격에는 비자성체의 추부재가 설치되어 있으며;

상기 로터에는 주변 방향에 12개의 콘미테이터가 배설된 콘미테이터 기판이 설치되어 제1, 제4 , 제7 , 제10의 콘미테이터는 제1의 도전체에 제3, 제6, 제9, 제12의 콘미테이터는 제2의 전도체에 제2, 제5, 제8, 제 11의 콘미테이터는 제3의 전도체에 제각기 단락되어 제1의 도전체에는 제1의 전기 코일을 감기 시작하고 제2의 도전체에는 제2의 전기코일을 감기 시작하여 제3의 도전체에는 제1 및 제2의 전기코일의 감기가 끝나 결선되어 있으며;

상기 전기자 코일에 전력을 공급하는 1대의 브러시는 전기각 135도에 상기 콘미테이터에 접촉 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.

도 1은 본 발명의 편평형 진동 모터의 분해사시도

도2은 도1의 편평형 진동 모터의 중요부 종단면도

도3은 본 발명의 브러시의 평면도

도4의 (a)~(c)는 로터의 평면도, 저면도 및 평면도의 X-X'선 단면도

도5의 (a)(b)는 콘미테이터 기판의 평면도 및 저면도

도6의 (a)(b)는 로터의 결선도와 로터, 콘미테이터, 고정자 및 브러시 접점의 위치를 나타내는 모터의 전개상태도

도7의 (a)~(d)는 로터가 0˚~45˚에 위치 할 때 모터의 회전원리를 나타내는 작동 상태도

도8의 (a)~(d)는 로터가 60˚~105˚에 위치 할 때 모터의 회전원리를 나타내는 작동 상태도

도9의 (a)~(d)는 로터가 120˚~165˚에 위치 할 때 모터의 회전원리를 나타내는 작동 상태도

도10은 본 발명의 전기자 코일의 배치 위치를 165˚로 설정 했을 때의 모터의 작동 상태도

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

3 : 케이싱 4 : 고정자

5 : 로터 10 : 콘미테이터

11 : 전기자 코일 12 : 브러시

14 : 콘미테이터 기판 20a :제1의 도전체(프린트 배선)

20b : 제2의 도전체 (프린트 배선) 20c : 제3의 도전체(프린트 배선)

21: 추부재

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.

도1 및 도2에 있어서, 이 모터는 상단이 막힌 편평한 원통상의 케이스(1)과 상기 케이스(1)의 하단부의 개부구(17)에 감합하는 원판상의 브래킷(2)으로 구성된 케이싱(3)의 내부에 링형태의 고정자(4)와 원형상의 로터(5)가 배치되어 있는 구성을 가지고 있다.

상기 브래킷(2)에는 링형태의 고정자(4)와 로터(5)가 하단에 설치되어 있고,

뒤에 서술하게 될 콘미테이터(10)에 접속하여 전기자코일(11)에 전류를 흘리는 일대의 브러시(12a)(12b)가 배치되어 상기 브러시(12a)(12b)는 단부에 표시하지 않는 리드선을 핸더부착해서 전원에 접속할 수 있도록 형성된 브로시베이스(13) 위에 핸더부착되어, 정극의 브러시(12a)와 부극의 브러시(12b)와는 도3에 도시된 것과 같이 접촉점 a,b,c가 전기각 135도에서 상기 콘미테이터(10)에 접속할 수 있도록 형성된 구성을 가지고 있다.

또한, 상기 고정자(4)는 주변방향에 8등분 되어 각각 확개 45도의 약선에 형성된 8개의 고정자(4a~4h)가 되어, 각 고정자는 N극과 S극으로 상호 착자되어 자극의 경계에 2개의 브러시(12a)(12b)가 콘미테이터(10)에 접촉하는 접점부분이 일치할 수 있도록 브래킷(2) 위에 접착제 등의 적선수단으로 고정된 구성을 가지고 있다.

로터(5)는 도4의 (a),(b),(c)에 나타난 것 처럼 로터(5)의 중심 부분에 회전축(16)을 끼워 설치하고 배치피치가 120도에 배치된 확개도 60도의 약선형태의 평편한 제1, 제2 2개의 전기자 코일(11a)(11b)와 상기 제1의 전기자 코일(11a)와 제2의 전기자 코일(11b)와의 사이에 배치된 비자성체의 금속으로, 확개도 90도의 약선 형태로 형성된 평편한 추부재(21)가 원형상의 콘미테이터기판(14) 위에 수지(15)로 고정되어 함께 형성된 것으로 도1 및 도2에 도시된 것과 같이 회전축(16)이 케이스(1)의 중심에 형성된 개부구(17)에 감합하는 금속(18)과 브래킷(2)의 중심에 형성된 개구부(19)에 감합하는 금속(18')에 콘미테이터기판(14)이 고정자(4)에 면 대항하는 동시에 케이싱(3)의 회전 자재에 축지되어 있는 구성을 가진다.

도5 (a),(b)에 도시된 것과 같이 제1의 전기자 코일(11a) 제2의 전기자 코일(11b) 및 추부재(21)가 수지(15)로 고정되어 있고 저면에 형성된 콘미테이터기판 (14)의 평면도 및 저면도를 표시하고, 상기 콘미테이터기판(14)의 표면에는 제1의 전기자 코일(11a)과 제 2의 전기자 코일(11b)의 시단과 종단을 각각 핸더를 부착하기 위한 도전체인 프린트배선(20a)(20b)(20c)가 형성되어 제1의 전기자 코일(11a)의 시단이 제1의 도전체인 프린트배선(20a)의 반전 부착부(23)에, 제1의 전기자 코일(11a)과 제2의 전기자 코일(11b)의 종단이 제3의 도전체인 프린트 배선(20c)의 반전부착(24)에 각각 반전 부착되어져 있는 구성을 가지고 있다.

또한, 도 5(b)에 도시된 것과 같이 콘미테이터기판(14)의 표면에는 콘미테이터(10a~10l)이 방사 형태로 설치되어 콘미테이터(10a)(10d)(10g)(10j)는 스루홀 (30a~30d)을 통해 프린트배선(20a)에 단락되고, 콘미테이터(10c)(10f)(10i)(10l)는 스루홀(31a~31d)을 통해 프린트배선(20b)에 단락되며, 콘미테이터(10b)(10e)(10h) (10k)는 링형상의 스루홀(33)을 통해 프린트배선(20c)에 단락되므로 도 4(b)에 도시한 것과 같이 제1과 제2의 전기자 코일(11a)(11b)에 대응해서 콘미테이터 (10a~10l)와 전기자 코일(11a)(11b)은 도6의 결선도에 도시된 것과 같이 결선된 구성을 가진다.

도6(a)의 부호 35는 전기노이즈 방지용 저항이고, 도6(b)는 로터(5), 콘미테이터(10a~10l), 고정자(4a~4h) 및 브러시(12a)(12b)의 접점a,b의 상대위치를 표시하는 표개도를 나타내고 있다.

도 7, 8, 9는 본 발명의 작동 상태를 나타낸 것으로서 로터(5)와 고정자(4) 사이에 브러시(12a)(12b)를 위치되게 하므로 전기자 코일(11a)(11b)에 인가되어 있는 간격은 상기 전기자 코일(11a)(11b)에 흐르는 전류의 방향과 고정자(4)의 자계에 의한 프레밍의 왼손의 법칙에 의해 전기자 코일(11a)(11b)에 일정방향의 힘을 작용시켜, 이 작용이 회전력이 되어 로터(5)가 회전하고, 전압이 흐르지 않으면 잔기자 코일(11a)(11b)에 전류가 흐르지 않기 때문에 고정자(4)의 자계에 의한 힘이 작용을 받지 못하여 로터(5)의 회전이 정지하게 되나 그 정지하는 위치는 특별히 정해져 있지 않다.

따라서, 뒤에 서술되는 예시들은 정지 위치와 무관하게 구성되어 기동사점이 발생되지 않게 하는 방법을 서술한 것이다.

도 7(a)는 로터(5)가 0도인 경우의 위치를 표시하고, 전류는 브러시(12a)→콘미테이터(10h) →전기자 코일(11b) →콘미테이터(10f)→콘미테이터(10c)→브러시 (12b)의 순으로 실인(失印)의 방향으로 흐르기 때문에 프레밍의 왼손의 법칙에 의해 고정자(4d)(4e)와 전기자 코일(11b)와의 사이에 실인 A,A' 방향에 2F의 회전력이 발생하여 로터(5)를 기동시키는 것이다.

도 7(b)는 로터(5)가 15도인 경우의 위치를 표시하고, 전류는 브러시(12a)→콘미테이터(10g)→콘미테이터(10d)→전기자 코일(11a)→콘미테이터(10h)→콘미테이터(10b)→브러시(12b)의 순으로 실인(失印)의 방향으로 흐르기 때문에 프레밍의 왼손 법칙에 의해 고정자(4a)(4b)와 전기자 코일(11a)과의 사이에 실인 B, B'의 방향에 2F의 회전력이 발생하여 로터(5)를 기동시키는 것이다.

도 7(c)는 로터(5)가 30도인 경우의 위치를 표시하고, 전류는 브러시(12a)→콘미테이터(10f)→전기자 코일(11b) →콘미테이터(10h)→콘미테이터(10b)→브러시 (12b) 및 콘미테이터(10g)→콘미테이터(10d)→전기자 코일(11a)→콘미테이터(10h)→콘미테이터(10b)→브러시(12b) 순으로 실인(失印)의 방향으로 전류가 흐르기 때문에 프레밍의 왼손의 법칙에 의해 고정자(4a)와 전기자 코일(11a) 및 고정자(4f)와 전기자 코일(11b)의 사이에 실인 C, C'의 방향으로 2F의 회전력이 발생하여 로터(5)를 기동시키는 것이다.

도 7(d)는 로터(5)가 45도인 경우의 위치를 표시하고, 전류는 브러시(12a)→콘미테이터(10f)→전기자 코일(11b) →콘미테이터(10h)→콘미테이터(10b)→브러시 (12b)의 순으로 실인(失印)의 방향으로전류가 흐르기 때문에 프레밍의 왼손 법칙에의해 고정자(4e)(4f)와 전기자 코일(11b)의 사이에 실인 D, D'의 방향으로 2F의 회전력이 발생하여 로터(5)를 기동시키는 것이다.

마찬가지로, 도 8(a)~(d)는 로터(5)가 60도, 75도, 90도, 105도에 위치해 있을 때를 도시해 보인 것이고, 도 9(a)~(d)는 로터(5)가 120도, 135도, 150도, 165도에 위치한 것을 도시한 것으로서, 상기와 같이 로터(5)가 위치해 있어도 기동시키는 것이 가능하고 도면상 표시되어 있지는 않으나 로터(5)가 165도~360도의 어떠한 위치에 있더라도 기동이 원활하게 이루어진다.

상기와 같이 로터(5)가 어떤 위치에 정지해도 브러시(12a)(12b)는 반드시 콘미테이터(10)에 접촉되어 있으므로 브러시(12a)(12b)를 개체로 하여 공급되는전류는 고정자(4)의 자계에 의해서 전기자 코일(11a)(11b)의 한 방향 혹은 쌍방향으로 동일 방향에 작용하는 힘이 일정의 트러크(2F)로 발생할 수 있도록 전기자 코일(11a)(11b)의 한방향 혹은 쌍방향에 선택적으로 흐르기 때문에 로터(5)의 정지 위치를 미리 결정한 위치에 규제하지 기동사점이 없는 진동모터가 되다.

또한, 도 7(a)~(d)와 도 8(a)~(d) 및 도 9(a)~(d)는 로터(5)가 어떤 위치에 있어도 기동 가능한 것을 설명하고 있는 동시에, 로터(5)가 동일방향에 계속적으로 회전하고 있는 것을 나타내는 것으로서 브러시(12a)(12b)에 전압이 공급되고 있는 사이에 전기자 코일(11a)(11b)의 한방향 혹은 쌍방향에는 고정자(4)에 대응해 일정방향에 일정의 회전 토오크(2F)가 발생할 수 있도록 전류가 흐르기 때문에 회전을 지속할 수 있는 것이다.

도 10(a)~(d)는 전기자 코일(11a)(11b)의 배치각을 165도로 한 경우를 나타낸 것으로서, 도 10(a)의 경우에는 전기자 코일(11b)과 고정자(4d)와의 사이에서 실인(失印) V방향으로 F의 회전력이 발생하고, 도 10(b)는 전기자 코일(11a)과 고정자(4a)(4b)와의 사이에 실인(失印) W, W'방향으로 2F의 회전력이 발생하며, 도 10(c)는 전기자 코일(11a)과 고정자(4a) 및 전기자 코일(11b)과 고정자(4e)(4f)와의 사이에 실인(失印) X, X', X"방향으로 3F의 회전력이 발생하고, 도 10(d)는 전기자 코일(11b)과 고정자(4e)와의 사이에 실인(失印) Y방향에 F의 회전력이 발생하게 되고, 그 회전력은 F ~ 3F와 안정되지 않는 경우에 회전력이 F에서는 기동되지 않을 염려가 있어 본 발명의 배치 위치를 150도로 한 모터가 같은 회전력(2F)인 것과 결과를 달리하는 다른 안정된 토오크로 회전시키는 것은 불가능하다.

본 발명에 의하면 모터로의 전압이 공급을 중단시켜 로터가 정지해도, 브러시는 계속 콘미테이터에 접촉한 상태이고, 더욱이 고정자의 자계에 의해서 전기 코일에 동일 방향으로 작용하는 힘이 일정의 트러크로 발생 할 수 있도록 전기 코일에 전류를 흘러 보내는 것이 가능하므로, 로터의 정지 위치를 규제하지 않고 로터를 확실히 일정 방향에 기동 및 회전 시키는 것이 본 발명에 의해 가능하여 졌다.

그러므로, 상기 원형상의 로터로 인해 부수적 장치에 의한 저항이 감소하여 소음발생을 방지하여 모터의 수명을 연장하였고, 전체로 보면 큰 추부재를 설치 하였기 때문에 그 크기가 소형이고, 종래의 모터보다 강한 진동을 발생 시킬 수 있다.

또한, 코일의 수를 2개로 한 것에 의해 모터의 제조 단가가 감소되며 로터의정지 위치를 특정하기 위한 특수 가공된 코일을 설치하고 특수 부품을 추가 할 필요가 없기 때문에 제조 공정의 간략화와 제품보유의 향상을 도모할 수 있고, 생산 효율이 높은 모터를 만들 수 있다.

Claims (1)

1. 편평한 원통상의 케이싱내에는 링형태의 고정자가 설치되어 그 고정자는 주변 방향에 8등분되는 동시에 N극과 S극으로 상호 착자(着磁)되어 있으며;

   상기 케이싱 내에는 약선 형태의 로터가 상기 고정자에 정면으로 향하는 동시에 회전자체에 축지되어 그 로터에는 코일을 감는 각도가 60도에 형성된 제1과 제2의 두개의 전기자 코일의 배치 위치를 150도로 설치되어 있는 동시에 상기 2개의 전기자 코일의 간격에는 비자성체의 추부재가 설치되어 있으며;

   상기 로터에는 주변 방향에 12개의 콘미테이터가 배설된 콘미테이터 기판이 설치되어 제1, 제4 , 제7 , 제10의 콘미테이터는 제1의 도전체에 제3, 제6, 제9, 제12의 콘미테이터는 제2의 전도체에 제2, 제5, 제8, 제 11의 콘미테이터는 제3의 전도체에 제각기 단락되어 제1의 도전체에는 제1의 전기 코일을 감기 시작하고 제2의 도전체에는 제2의 전기코일을 감기 시작해서 제3의 도전체에는 제1및 제2의 전기코일의 감기가 끝나 결선되어 있으며;

   상기 전기자 코일에 전력을 공급하는 1대의 브러시는 전기각 135도에 상기 콘미테이터에 접촉되도록 형성되어 있는것을 특징으로하는 편평형 진동 모터.