KR200335365Y1 - 편평형 코아리스 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 편평형 코아리스 진동모터에 관련된 것으로서, 상부케이스와, 하부케이스와, 상기 하부케이스에 배치되며 N,S자극을 번갈아 복수개 가진 계자 마그넷과, 외부로부터 전원을 공급받는 브러쉬와, 상기 하부케이스에 고정되는 축을 포함하는 고정자조립체와, 상기 축에 결합되는 베어링 및 복수의 코일과 분동이 설치된 코일조립체와, 상기 브러쉬와 접촉되며 상기 브러쉬로부터의 전원을 상기 코일에 공급하는 정류자 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판이 일체로 몰딩된 회전자조립체를 포함하는 편평형 코아리스 진동모터에 있어서, 상기 코일조립체가 단선구조로 형성된 적어도 하나 이상의 단선코일과, 복선구조로 중첩하여 권선된 복선코일을 포함하고, 상기 인쇄회로기판이 상기 복선코일과 전기적으로 직렬로 연결되어 함께 한 개의 전기자 코일로 동작하는 패턴코일이 인쇄되어 회전자조립체 회전시 토크 불균일에 의하여 전기적 진동이 발생되는 것을 특징으로 한다.

Description

편평형 코아리스 진동모터{Flat coreless vibrating motor}

본 고안은 편평형 코아리스 진동모터에 관련되며, 특히, 이동통신단말기 등의 진동호출모드를 지원하기 위한 편평형 코아리스 진동모터에 관련된다.

최근 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 각 개인은 이동통신단말기를 휴대하면서 언제, 어디서나 통화를 할 수 있다. 이러한 통신 장비를 사용함에 있어서 반드시 필요한 기능 중에 하나가 착신기능이다. 현재 대표적인 상기 착신 기능은 멜로디나 벨과 같은 소리호출모드와 기기를 떨게 하는 진동호출모드가 있다. 여기서, 상기 진동호출모드는 많은 사람이 모인 공공장소 예를 들면, 지하철, 극장, 도서실 등에서 타인에게 피해를 주지 않기 위한 배려로 주로 사용된다.

현재 이동통신단말기에 진동기능을 지원하기 위해 일반적으로 사용되는 것은 편평형 코아리스 진동모터이다. 종래 기술에 따른 편평형 코아리스 진동모터는 3개 또는 2개의 코일결선 방식으로 토크가 일정한 상태에서 분동의 무게 및 편심량에 의해서 진동을 발생한다. 그런데 이동통신단말기가 소형화 및 슬림화되면서 분동의 무게 및 회전자조립체의 크기가 작아질수록 진동력이 감소되는 문제점이 있었다.

이에 본원 고안자는 회전자조립체의 구조와 코일의 결선방식에 변화를 주어 회전자조립체의 회전시 토크의 불균일을 극대화시켜 전기적 진동을 발생시키므로 진동력 증가가 가능한 편평형 코아리스 진동모터를 생각하게 되었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 회전자조립체의 구조와 코일의 결선방식에 변화를 주어 회전자조립체의 회전시 토크의 불균일을 극대화시켜 전기적 진동을 발생시키므로 진동력 증가가 가능한 편평형 코아리스 진동모터를 제공함을 그 목적으로 한다.

도1 은 본 고안에 따른 편평형 코아리스 진동모터의 단면도.

도2 는 본 고안에 따른 정류자가 형성된 인쇄회로기판.

도3 은 본 고안에 따른 코일 결선도.

도4 는 본 고안에 따른 전류 파형도.

<도면의 간단한 설명>

10:하부케이스

20:고정자조립체

22:계자 마그넷 23a,23b:전력선

24a,24b:브러쉬 25:축

30:회전자조립체

31:인쇄회로기판

311:제1 패턴코일 312:제2 패턴코일

313:동박패턴 314:정류자

32:코일조립체

321:베어링 322,323:코일

324:분동

40:상부케이스

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 양상에 따른 편평형 코아리스 진동모터는 상부케이스와, 하부케이스와, 상기 하부케이스에 배치되며 N,S자극을 번갈아 복수개 가진 계자 마그넷과, 외부로부터 전원을 공급받는 브러쉬와, 상기 하부케이스에 고정되는 축을 포함하는 고정자조립체와, 상기 축에 결합되는 베어링 및 복수의 코일과 분동이 설치된 코일조립체와, 상기 브러쉬와 접촉되며 상기 브러쉬로부터의 전원을 상기 코일에 공급하는 정류자 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판이 일체로 몰딩된 회전자조립체를 포함하는 편평형 코아리스 진동모터에 있어서, 상기 코일조립체가 단선구조로 형성된 적어도 하나 이상의 단선코일과, 복선구조로 중첩하여 권선된 복선코일을 포함하고, 상기 인쇄회로기판이 상기 복선코일과 전기적으로 직렬로 연결되어 함께 한 개의 전기자 코일로 동작하는 패턴코일이 인쇄되어 회전자조립체 회전시 토크 불균일에 의하여 전기적 진동이 발생되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록상세히 설명하기로 한다.

도1 은 본 고안의 실시예에 따른 편평형 코아리스 진동모터의 분해 사시도이고, 도2 는 본 고안에 따른 정류자가 인쇄된 인쇄회로기판(PCB)를 도시한 것이다.

도1 에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 진동모터는 하부케이스(10)에 고정되는 고정자조립체(20)와 회전자조립체(30)와 상기 회전자조립체(30)를 감싸는 상부케이스(40)를 포함한다.

고정자조립체(20)는 계자 마그넷(22)과 브러쉬(24a,24b)와 상기 하부케이스 (10)의 중앙에 고정된 축(25)을 포함한다.

상기 계자 마그넷(22)은 N,S 자극을 번갈아 복수개 가진 편평형 마그넷으로 바람직한 실시예에서 상기 계자 마그넷(22)은 NSNS의 4극이 원형으로 배열된 마그넷이다.

상기 브러쉬(24a,24b)는 외부로부터 공급되는 전원을 상기 회전자조립체(30)에 인가한다.

본 고안의 추가적인 양상에 따르면, 상기 고정자조립체(20)는 상기 계자 마그넷(22)과 하부케이스(10) 사이의 공간부에 배치되며, 그 일단에 외부 전원을 공급하는 전력선(23a,23b)이 연결된 기판(23)을 포함한다. 이때, 상기 브러쉬 (24a,24b)는 상기 기판(23)의 타단에 접합된다. 바람직하게는, 상기 기판(13)은 상기 전력선(23a,23b)으로부터의 전원을 통전시키는 동박패턴이 형성된 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB)으로 구현된다.

회전자조립체(30)는 인쇄회로기판(31)과 코일조립체(32)를 포함한다.

상기 인쇄회로기판(31)은 도1, 도2에 도시된 바와 같이 그 상부면에 동박패턴(313)으로 연결된 제1, 제2 패턴코일(311,312)이 인쇄되고, 그 하부면에 상기 브러쉬(24a,24b)를 통해 입력되는 전원을 복수의 코일(도1의 322,323,323)에 공급하는 정류자 패턴(도2의 314)이 인쇄된다. 상기 정류자 세그먼트 A,A와 B,B와 C,C는 동박패턴(313)으로 서로 연결된다. 여기서, 상기 도2에 도시된 참조번호 315는 정류자 세그먼트와 동박패턴으로 연결되는 단자이다. 참조번호 316은 칩저항이다.

상기 코일조립체(32)는 그 하면에 상기 인쇄회로기판(31)이 부착되며, 상기 계자 마그넷(22)과 공극을 게재하여 자유롭게 회전되도록 상기 축(25)과 베어링 (321)에 의해 편심 지지되고, 복수의 코일(322,323,323)과 분동(324)이 부설된다.

본 고안의 양상에 따르면, 상기 복수의 코일(322,323,323)중 두 코일이 복선구조로 동일한 위치에 중첩되어 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 고안은 공간적으로 코일을 2개만 배치함에 따라 여유 공간이 충분히 확보되어 상기 여유 공간에 상기 분동(324)을 배치할 수 있고, 상기 분동(324)에 의해 회전자조립체 (30)의 원심력을 크게 할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 복선코일(323,323)과 단선코일 (322)의 배치각()을 135도로 구성한다. 이는 회전자조립체가 전기자코일과 마그넷과의 상호작용 시 불기동점이 없도록 최적화된 배치각이다.

본 고안의 추가적인 양상에 따르면 인쇄회로기판(31)의 제1 패턴코일(311)은 코일조립체(32)의 단선코일(322)과 대응하는 위치에 형성되고, 인쇄회로기판의 제2 패턴코일(312)은 상기 복선코일(323,323)과 대응하는 위치에 형성된다. 이에 따라 상기 코일과 패턴코일에 전류가 인가되면 회전자조립체는 코일과 패턴코일에 동일한 방향으로 전기력이 작용되어 회전력을 증가시킬 수 있다.

도3 은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 코일 결선도이고, 도 4 는 본 고안에 따른 전류 파형도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 복선 구조로 배치된 코일B,C는 인쇄회로기판(31)에 인쇄된 제1,제2 패턴코일(311,312)과 직렬로 연결되도록 결선되며, 단선 구조로 배치된 코일A는 그 일단이 정류자 세그먼트 B에, 복선 구조로 배치된 코일 B,C의 각 일단은 정류자 세그먼트 A에, 상기 코일A,B,C의 각 타단은 정류자 세그먼트 C에 연결되도록 구현된다. 이에 따라 본 발명에 따른 전기자 코일은 통상적인 3상 120도 정전류 구동방식으로 구동된다.

본 고안의 추가적인 양상에 따르면, 상기 복선 구조로 배치된 전기자 코일 B,C의 크기와 단선 구조로 배치된 전기자 코일 A의 크기가 같도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 전류가 정류자 세그먼트 A,C로 흐를 때(도4에서 2)의 전류파형과 정류자 세그먼트 B,C로 흐를 때(도4에서 3)의 전류파형을 상기 패턴코일A,B에 의해서 변화시켜 준다. 이에 따라 본 발명의 회전자조립체(도1 의 30)는 도4에 도시된 바와 같이 회전 시 각 위상별로 서로 다른 전류파형을 갖도록 구동되어 토크의 불균일을 발생시켜 고진동을 얻을 수 있는 것이다.

전원이 인가된 브러쉬(도1의 24a,24b)가 상기 정류자 세그먼트 A,B에 접촉되면, 상기 전원전류는 상기 복선 구조로 배치된 코일B,C와 패턴코일 PA, PB 및 단선 구조로 배치된 코일A를 통해 흐르게 되며 이때 전류파형은 도4에 도시된 1과 같다. 이에, 상기 코일 A,B,C에 전류가 흐르면서 전자기력이 발생하게 되며, 이 힘은 계자 마그넷(도1의 22)과 상호작용하여 상기 회전자조립체(도1의 30)를 이동시키는 회전력으로 작용하게 된다. 이어서, 상기 회전자조립체(도1의 30)가 회전하여 상기 브러쉬(도1의 24a,24b)가 상기 정류자 세그먼트 B,C에 접촉되면, 상기 전원전류는 단선 구조로 배치된 코일A와 정류자 세그먼트 C를 통해 흐르게 되며 이때 전류파형은 도4에 도시된 2와 같다. 계속해서, 상기 회전자조립체(도1의 30)가 회전하여 브러쉬(도1의 24a,24b)가 정류자 세그먼트 C, A에 연결되면, 전원전류는 코일 B,C 및 패턴코일 PA,PB를 통해 흐르게 되며 이때 전류파형은 도4에 도시된 3과 같다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 편평형 코아리스 진동모터는 도4에 도시된 전류파형과 같이, 회전자조립체의 회전시 서로 다른 전류파형을 갖도록 구동되어 토크의 불균형을 가져오게 되며 이를 통해 분동의 크기 및 편심량이 작아지더라도 고진동력을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이 본 고안에 따른 편평형 코아리스 진동모터는 복선코일과 단선코일을 통상적인 3상 120도 정전류 구동방식으로 구동되도록 결선하고 상기 복선코일과 패턴코일을 전기적으로 직렬로 연결함으로써, 회전자조립체가 3상 통전시에 각 위상별로 서로 다른 전류파형을 갖도록 구동되어 토크의 불균일을 발생시켜 전기적 진동을 발생시키므로 고진동을 얻을 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따르면 복선코일과 단선코일 각각에 대응하는 위치에 패턴코일을 형성함으로써, 회전자조립체에 전류는 코일과 패턴코일에 의해 더 큰 전기력이 작용되어 회전력을 증가시킬 수 있다.

본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 실용신안등록청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 상부케이스와;

   하부케이스와;

   상기 하부케이스에 배치되며 N,S자극을 번갈아 복수개 가진 계자 마그넷과, 외부로부터 전원을 공급받는 브러쉬와, 상기 하부케이스에 고정되는 축을 포함하는 고정자조립체와;

   상기 축에 결합되는 베어링 및 복수의 코일과 분동이 설치된 코일조립체와, 상기 브러쉬와 접촉되며 상기 브러쉬로부터의 전원을 상기 코일에 공급하는 정류자 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판이 일체로 몰딩된 회전자조립체;

   를 포함하는 편평형 코아리스 진동모터에 있어서,

   상기 코일조립체가:

   단선구조로 형성된 적어도 하나 이상의 단선코일과;

   복선구조로 중첩하여 권선된 복선코일을 포함하고,

   상기 인쇄회로기판이:

   상기 복선코일과 전기적으로 직렬로 연결되어 함께 한 개의 전기자 코일로 동작하는 패턴코일이 인쇄된 것을 특징으로 하는 편평형 코아리스 진동모터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 패턴코일이:

   상기 복선코일과 대응하는 위치에 형성된 제1 패턴코일과;

   상기 단선코일과 대응하는 위치에 형성된 제2 패턴코일;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 편평형 코아리스 진동모터.
3. 청구항 1또는 청구항 2에 있어서, 상기 복선코일이 단선코일과 동일한 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 편평형 코아리스 진동모터.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 브러쉬가:

   상기 계자 마그넷과 하부케이스 사이의 공간부에 배치되며 그 일단에 외부 전원을 공급하는 전력선이 연결된 기판의 타단에 접합되는 것을 특징으로 하는 편평형 코아리스 진동모터.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 브러쉬에 전원을 공급하는 기판이 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB)인 것을 특징으로 하는 편평형 코아리스 진동모터.