KR20040068652A - Two phase excitation type coreless motor - Google Patents

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KR20040068652A
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Abstract

PURPOSE: A two phase excitation type coreless motor is provided to perform stably a driving operation by using the first coil and the second coil without an asymmetric core. CONSTITUTION: A shaft(20) is installed at a center of a housing(10). A rotor(30) is rotated around the shaft. A first coil(50) and a second coil(51) are installed along a circumference of the rotor. A rotating PCB(40) is rotated when the rotor is rotated. A plurality of commutators(61,64) are installed in a predetermined interval on the rotating PCB. A magnet(70) is installed at the housing. The rotor is rotated by the interaction between the magnet and the first and the second coils. A fixing PCB is installed on the housing. A first brush(80) is installed on the fixing PCB. The first brush includes a first terminal and a second terminal, which are connected to the commutators. A second brush(90) includes a first and a second terminal, which are connected to the commutators. The first and the second terminals of the first brush and the first and the second terminals of the second brush are connected to one of the commutators or two neighboring commutators.

Description

2상 여자방식 코어레스 모터{TWO PHASE EXCITATION TYPE CORELESS MOTOR}TWO PHASE EXCITATION TYPE CORELESS MOTOR

본 발명은 2상 여자방식 코어레스 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 코일을 이용한 2상 여자방식에 의하여 구동시킬 수 있는 2상 여자방식 코어레스 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a two-phase excitation type coreless motor, and more particularly, to a two-phase excitation type coreless motor that can be driven by a two-phase excitation method using two coils.

주지하고 있는 바와 같이, 모터는 고정자측 코일의 상수에 따라 단상(1상), 2상, 3상, 4상, 5상 등으로 구분하고 있으며, 여자방식에 따라 1상 여자방식, 2상 여자방식, 1-2상 여자방식으로 분류하고 있다. 1상 여자방식은 1상에만 전원을 인가하여 펄스를 생성하고, 2상 여자방식은 2상 모두에 전원을 인가하여 펄스를 생성하며, 1-2상 여자방식은 1개의 상과 2개의 상에 교대로 전원을 인가하여 펄스를 생성하여 구동한다.As is well known, the motor is classified into single phase (1 phase), 2 phase, 3 phase, 4 phase, 5 phase, etc. according to the constant of the stator coil. Method, 1-2 phase excitation method. The 1-phase excitation method generates a pulse by applying power to only one phase, and the 2-phase excitation method generates a pulse by applying power to both phases. The 1-2-phase excitation method uses one phase and two phases. Alternately applies power to generate and drive pulses.

일반적으로 직류모터, 브러시레스 직류모터(Brushless direct current motor), 스테핑모터(Stepping motor) 등의 2상 여자방식 코어레스 모터에 있어서는 비대칭 코어(Core)를 사용하여 전원을 인가하기 전에 일정한 방향으로 동작할 수 있는 방향성을 부여하고 있다. 그런데 2상 여자방식 코어레스 모터의 경우 비대칭코어의 사용에 의하여 전기적·기계적 노이즈가 발생하는 문제가 있기 때문에 고속회전수가 요구되거나 전기적 노이즈에 민감한 제품, 예를 들어 휴대전화기 등에는 채택하기 곤란하였다.Generally, two-phase excitation coreless motors such as DC motors, brushless direct current motors, and stepping motors operate in a certain direction before applying power using an asymmetric core. The direction that can be given is given. However, in the case of a two-phase excitation coreless motor, electrical and mechanical noise is generated due to the use of an asymmetric core. Therefore, it is difficult to adopt a high speed rotation speed or a product sensitive to electrical noise, for example, a mobile phone.

한편으로, 휴대전화기의 진동모터는 8,000rpm 정도의 고속회전을 구현하고 전기적 노이즈의 발생을 방지할 수 있도록 코어가 없는 코어레스 모터(Coreless motor)를 주로 사용하고 있으나, 코어레스 모터의 경우 2상 여자방식은 적용할 수 없었다. 최근 휴대전화기의 소형화와 슬림화에 기인한 모터의 경박단소화를 위하여 3상 모터의 변형된 형태로 1개의 코일을 삭제하여 2개의 코일을 사용하는 모터가 개발되어 있으나, 이 모터는 1개 코일의 삭제에 따라 전원리플(Current ripple)의 발생이 심하고, 입력이 상승하는 단점을 가지고 있다.On the other hand, the vibration motor of the mobile phone mainly uses a coreless motor without a core to realize high-speed rotation of about 8,000 rpm and to prevent the generation of electrical noise. The female method was not applicable. Recently, in order to reduce the light and small size of the motor due to the miniaturization and slimming of the mobile phone, a motor using two coils by deleting one coil as a modified form of a three-phase motor has been developed. As a result, the current ripple is severe and the input rises.

또한, 일반적인 직류모터는 정류자와 브러시 사이의 스위칭(Switching) 관계로 순간적인 전원단락에 따라 코일에 누적되는 에너지는 역기전력에 의하여 스파크 (Spark)를 발생시키며, 스파크는 브러시의 수명 저하와 전기적 노이즈를 발생시키는 문제를 수반하고 있다. 이러한 직류모터의 스파크를 방지하기 위하여 콘덴서나 저항을 델타 결선(Delta connection), 와이 결선(Y-connection), 델타-와이 결선에 의하여 접속하고 있다. 그러나 콘덴서나 저항의 사용에 따른 부품수의 증가로 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 생산비를 상승시키는 문제가 있다. 특히, 소형·슬림화에 역행하는 문제를 수반하고 있다.In addition, the general DC motor is a switching relationship between the commutator and the brush, the energy accumulated in the coil due to the instantaneous power supply short-circuit generates spark due to back EMF, and the spark reduces the life of the brush and electrical noise. It involves a problem that arises. In order to prevent sparking of the DC motor, a capacitor or a resistor is connected by a delta connection, a Y-connection, or a delta-wire connection. However, the increase in the number of parts due to the use of a capacitor or a resistor not only lowers the productivity, but also increases the production cost. In particular, it is accompanied with the problem which goes against miniaturization and slimming.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비대칭 코어 없이도 2개의 코일을 이용한 2상 여자방식에 의하여 고속으로 구동시킬 수 있는 2상 여자방식 코어레스 모터를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is a two-phase excitation method that can be driven at a high speed by a two-phase excitation method using two coils without an asymmetric core To provide a coreless motor.

본 발명의 다른 목적은 역기전력에 의한 스파크와 전기적 노이즈의 발생을 효과적으로 방지하여 수명을 보장하고, 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 2상 여자방식 코어레스 모터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a two-phase excitation type coreless motor that can effectively prevent the generation of sparks and electrical noise due to counter electromotive force, which can ensure the life and greatly improve the reliability.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조에 의하여 소형·슬림화 제작이 간편하고, 회전자의 편심 구조에 의하여 진동을 발생시킬 수 있는 2상 여자방식 코어레스 모터를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a two-phase excitation type coreless motor that is simple in size and slimmer in manufacturing due to a simple structure, and which can generate vibration by an eccentric structure of a rotor.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 하우징과; 하우징의 중앙에 장착되는 샤프트와; 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는 회전자와; 회전자의 원주방향을 따라 전원의 인가에 의하여 자계를 형성할 수 있도록 장착되는 제1 코일 및 제2 코일과; 회전자에 일체형으로 회전할 수 있도록 장착되는 회전측 인쇄회로기판과; 인쇄회로기판에 등간격을 이루도록 장착되고, 제1 코일과 제2 코일 각각이 교번적으로 배선되어 있는 다수의 정류자들과; 하우징에 제1 코일과 제2 코일과 대향되도록 장착되며, 제1 코일과 제2 코일의 자계와 상호작용에 의하여 회전자를 회전시킬 수 있도록 장착되는 마그네트와; 하우징에 장착되는 고정측 회로기판과; 고정측 회로기판에 장착되고, 정류자들 각각에 접촉할 수 있는 제1 터미널과 제2 터미널을 갖는 제1 브러시와; 고정측 회로기판에 제1 브러시와 서로 대칭되도록 장착되며, 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널이 접촉되는 정류자들 중 어느 하나에 대하여 회전운동방향으로 두번째의 정류자에 접촉할 수 있는 제1 터미널과 제2 터미널을 갖는 제2 브러시로 이루어지고, 제1 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널, 제2 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널 각각은 회전자의 회전에 따라 정류자들 중 어느 하나에 접촉하거나 서로 인접하는 2개의 정류자들에 접촉하여 전원을 인가할 수 있도록 구성되는 2상 여자방식 코어레스 모터에 있다.Features of the present invention for achieving the above object, the housing; A shaft mounted at the center of the housing; A rotor mounted to rotate about the shaft; A first coil and a second coil mounted to form a magnetic field by application of power along the circumferential direction of the rotor; A rotating side printed circuit board mounted to the rotor so as to be integrally rotated; A plurality of commutators mounted on the printed circuit board at equal intervals, the first and second coils being alternately wired; A magnet mounted to the housing so as to face the first coil and the second coil, the magnet being mounted to rotate the rotor by interaction with the magnetic fields of the first coil and the second coil; A fixed side circuit board mounted to the housing; A first brush mounted to the fixed side circuit board and having a first terminal and a second terminal capable of contacting each of the commutators; A first terminal mounted on the fixed side circuit board so as to be symmetrical with the first brush and capable of contacting the second commutator in a rotational movement direction with respect to any one of the commutators in contact with the first terminal and the second terminal of the brush; A second brush having a second terminal, each of the first terminal and the second terminal of the first brush, the first terminal and the second terminal of the second brush contacting any one of the commutators in accordance with the rotation of the rotor Or a two-phase excitation type coreless motor configured to apply power by contacting two commutators adjacent to each other.

도 1은 본 발명에 따른 2상 여자방식 코어레스 모터의 전체 구성을 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a two-phase excitation type coreless motor according to the present invention;

도 2는 본 발명의 코어레스 모터에서 회전자, 제1 및 제2 코일의 구성을 나타낸 평면도,2 is a plan view showing the configuration of the rotor, the first and second coil in the coreless motor of the present invention,

도 3은 본 발명의 코어레스 모터에서 제1 및 제2 코일, 회전측 인쇄회로기판과 제1 내지 제8 정류자의 구성을 나타낸 저면도,Figure 3 is a bottom view showing the configuration of the first and second coil, the rotating side printed circuit board and the first to eighth commutator in the coreless motor of the present invention,

도 4는 본 발명의 코어레스 모터에서 브러시의 구성을 나타낸 평면도,4 is a plan view showing the configuration of the brush in the coreless motor of the present invention,

도 5는 본 발명의 코어레스 모터에서 브러시의 구성을 부분적으로 나타낸 사시도,Figure 5 is a perspective view partially showing the configuration of the brush in the coreless motor of the present invention,

도 6a 내지 도6e는 본 발명의 코어레스 모터에서 제1 및 제2 코일, 제1 내지 제8 정류자와 제1 및 제2 브러시의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 시퀀스도이다.6A to 6E are sequence diagrams for explaining operations of the first and second coils, the first to eighth commutators, and the first and second brushes in the coreless motor of the present invention.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

10: 하우징 20: 샤프트10: housing 20: shaft

30: 회전자 33: 절취부30: rotor 33: cutout

40: 회전측 인쇄회로기판 42: 절취부40: printed circuit board of the rotating side 42: cutout

50: 제1 코일 51: 제2 코일50: first coil 51: second coil

61∼68: 제1 내지 제8 정류자 70: 마그네트61 to 68: first to eighth commutator 70: magnet

80: 제1 브러시 83: 제1 터미널80: first brush 83: first terminal

84: 제2 터미널 90: 제2 브러시84: second terminal 90: second brush

93: 제1 터미널 94: 제2 터미널93: first terminal 94: second terminal

이하, 본 발명에 따른 2상 여자방식 코어레스 모터에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a two-phase excitation type coreless motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 2상 여자방식 코어레스 모터는 외관을 구성하는 하우징(Housing: 10)을 구비하며, 하우징(10)은 케이스(11)의 하부에 커버 (12)가 조립되어 구성된다. 케이스(11)의 중앙에 형성되어 있는 구멍(13)에는 샤프트(20)가 압입에 의하여 고정되어 있으며, 샤프트(20)에는 원판형 회전자(30)의 보스(31)에 형성되어 있는 축구멍(32)이 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 그리고 케이스(11)와 회전자(30) 사이에는 회전자(30)의 회전을 보조할 수 있도록 와셔(14)가 장착되어 있다.First, referring to Figure 1, the two-phase excitation type coreless motor of the present invention has a housing (Housing 10) constituting the appearance, the housing 10 has a cover 12 in the lower portion of the case 11 It is assembled and configured. The shaft 20 is fixed to the hole 13 formed in the center of the case 11 by press-fitting, and the shaft 20 formed in the boss 31 of the disc-shaped rotor 30 in the shaft 20. (32) is mounted so that it can rotate freely. The washer 14 is mounted between the case 11 and the rotor 30 to assist the rotation of the rotor 30.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 회전자(30)의 하면에는 원판형 회전측 인쇄회로기판(40)이 일체형으로 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 회전자(30)와 인쇄회로기판(40) 각각은 수평중심축선(S1)을 중심으로 일측이 절취되는 절취부(33, 42)에 의하여 전체의 무게중심이 편심되어 진동을 발생하는 진동자로 구성되어 있다. 회전자(30)와 인쇄회로기판(40)은 절취부(33, 42)의 형성에 의한 무게중심의 편심에 의하여 샤프트(20)를 중심으로 불균형 회전되어 진동을 발생하며, 이 진동은 하우징 (10)을 매개로 본 발명의 코어레스 모터가 설치되는 장치, 예를 들어 휴대전화기에 전달된다.1 to 3, a disk-shaped rotating side printed circuit board 40 is mounted on the lower surface of the rotor 30 so as to be integrally rotated. Each of the rotor 30 and the printed circuit board 40 is a vibrator that generates vibration by eccentricity of the entire center of gravity by the cutouts 33 and 42 having one side cut about the horizontal center axis line S 1 . Consists of. The rotor 30 and the printed circuit board 40 are unbalancedly rotated about the shaft 20 by the eccentricity of the center of gravity due to the formation of the cutouts 33 and 42, and the vibration is generated by the housing ( 10) is transmitted to the device in which the coreless motor of the present invention is installed, for example, a cellular phone.

또한, 회전자(30)에는 트로이덜형(Troidal type)으로 감겨져 있는 제1 코일 (50)과 제2 코일(51)이 원주방향을 따라 장착되어 있고, 제1 코일(50)과 제2 코일 (51)은 회전자(30)에 매립형으로 장착되어 있다. 도 2와 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 회전자(30)의 중심(C1)을 기준으로제1 코일(50)과 제2 코일(51)의 중심 (C2, C3)은 125∼155°의 제1 각도(Θ1)를 이루도록 장착되어 있으며, 바람직하기로 제1 각도(Θ1)는 135°로 설정된다. 회전측 인쇄회로기판(40)의 하면에는 제1 코일 (50)과 제2 코일(51) 각각이 교번적으로 배선되는 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들이 원주방향을 따라 45°의 등간격을 이루도록 구성되어 있고, 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들은 간격(69)을 두고 등분배되어 있다. 본 실시예에 있어서 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들의 숫자 및 위치는 적절하게 변경할 수 있다.In addition, the first coil 50 and the second coil 51 wound around the rotor 30 in a troidal type are mounted along the circumferential direction, and the first coil 50 and the second coil ( 51 is mounted to the rotor 30 embedded. As shown in FIGS. 2 and 3, the centers C 2 and C 3 of the first coil 50 and the second coil 51 are 125 based on the center C 1 of the rotor 30. the ~155 ° is equipped to fulfill a first angle (Θ 1) of, preferably the first angle (Θ 1) a is set to 135 °. The first to eighth commutators 61 to 68 in which the first coil 50 and the second coil 51 are alternately wired on the lower surface of the rotatable printed circuit board 40 have a 45 ° angle along the circumferential direction. The first to eighth commutators 61 to 68 are equally distributed at intervals 69. In the present embodiment, the numbers and positions of the first to eighth commutators 61 to 68 can be appropriately changed.

도 6a 내지 도 6e를 참조하면, 제1 코일(50)의 제1 리드와이어(Lead wire: 50a)는 제1 정류자(61)에 배선되어 있으며, 제2 리드와이어(50b)는 제3 정류자(63)에 배선되어 있다. 제1 리드와이어(50a)는 제3 리드와이어(50c)에 의하여 제5 정류자(65)에 병렬로 배선되어 있고, 제2 리드와이어(50b)는 제4 리드와이어(50d)에 의하여 제7 정류자(67)에 병렬로 배선되어 있다. 제2 코일(51)의 제1 리드와이어(51a)는 제2 정류자(62)에 배선되어 있으며, 제2 리드와이어(51b)는 제4 정류자 (64)에 배선되어 있다. 제1 리드와이어(51a)는 제3 리드와이어(51c)에 의하여 제6 정류자(66)에 병렬로 배선되어 있고, 제2 리드와이어(51b)는 제4 리드와이어(51d)에 의하여 제8 정류자(68)에 병렬로 배선되어 있다.6A to 6E, the first lead wire 50a of the first coil 50 is wired to the first commutator 61, and the second lead wire 50b is connected to the third commutator ( 63). The first lead wire 50a is wired in parallel to the fifth commutator 65 by the third lead wire 50c, and the second lead wire 50b is connected to the seventh commutator by the fourth lead wire 50d. It is wired in parallel to (67). The first lead wire 51a of the second coil 51 is wired to the second commutator 62, and the second lead wire 51b is wired to the fourth commutator 64. The first lead wire 51a is wired in parallel to the sixth commutator 66 by the third lead wire 51c, and the second lead wire 51b is the eighth commutator by the fourth lead wire 51d. It is wired in parallel to (68).

도 1, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 커버(12)의 상면에는 제1 코일(50)과 제2 코일(51)과 면대향방식으로 환상의 마그네트(70)가 장착되어 있으며, 커버(12)의 상면 중앙에는 고정측 인쇄회로기판(71)이 장착되어 있다. 인쇄회로기판(71)의 상면에는 그 수직중심축선(S2)의 좌우에 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들을 통하여 제1 코일(50)과 제2 코일(51) 각각에 전원을 공급하는 수단으로 제1 브러시(80)와 제2 브러시(90)가 서로 대칭되도록 장착되어 있다.1, 3 to 5, the upper surface of the cover 12 is mounted with an annular magnet 70 in a face-to-face manner with the first coil 50 and the second coil 51, the cover ( A fixed side printed circuit board 71 is mounted at the center of the upper surface of the 12). The upper surface of the printed circuit board 71 supplies power to each of the first coil 50 and the second coil 51 through the first to eighth commutators 61 to 68 on the left and right of the vertical center axis line S 2 . As a means for supplying, the first brush 80 and the second brush 90 are mounted to be symmetrical with each other.

도 4와 도 5에 자세히 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 브러시(80, 90) 각각은 인쇄회로기판(71)의 상면에 고정되는 고정부(81, 91)의 선단으로부터 원호형을 이루도록 형성되어 있는 연장부(82, 92)를 갖추고 있다. 제1 브러시(80)의 연장부(82)의 선단에는 원호형의 제1 터미널(83)과 제2 터미널(84)이 슬릿(Slit: 85)에 의하여 두 갈래로 분할되도록 형성되어 있으며, 제1 및 제2 터미널(83, 84)은 탄성력을 갖는다. 제2 브러시(90)의 연장부(92)의 선단에는 원호형의 제1 터미널 (93)과 제2 터미널(94)이 슬릿(95)에 의하여 두 갈래로 분할되도록 형성되어 있고, 제1 및 제2 터미널(93, 94)은 탄성력을 갖는다. 본 실시예에 있어서 제1 브러시 (80)의 제1 및 제2 터미널(83, 84)과 제2 브러시(90)의 제1 및 제2 터미널(93, 94)각각은 원호형의 연장부(82, 92)에 형성된 것이 도시되어 있으나, 연장부(82, 92)는 직선형의 절곡부로 형성할 수 있다.As shown in detail in FIGS. 4 and 5, each of the first and second brushes 80 and 90 has an arc shape from the tip of the fixing parts 81 and 91 fixed to the upper surface of the printed circuit board 71. The extension parts 82 and 92 which are formed so that it is comprised are provided. At the distal end of the extension portion 82 of the first brush 80, an arc-shaped first terminal 83 and a second terminal 84 are formed to be divided into two by a slit 85. The first and second terminals 83 and 84 have elastic force. At the distal end of the extension portion 92 of the second brush 90, an arc-shaped first terminal 93 and a second terminal 94 are formed so as to be divided into two branches by the slit 95. The second terminals 93 and 94 have an elastic force. In the present embodiment, the first and second terminals 83 and 84 of the first brush 80 and the first and second terminals 93 and 94 of the second brush 90 are arcuate extensions ( 82 and 92 are shown, the extension portion 82, 92 may be formed of a straight bent portion.

도 4와 도 6a를 참조하면, 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)과 제2 터미널 (84) 각각은 제1 내지 제8 정류자(61∼68) 각각에 접촉하는 접촉점(83a, 84a)을 가지며, 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)과 제2 터미널(94) 각각은 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들 각각에 접촉하는 접촉점(93a, 94a)을 갖는다. 제1 및 제2 터미널 (83, 84)의 접촉점(83a, 84a)이 제1 내지 제8 정류자(61∼68)들 중 어느 하나, 예를 들어 제1 정류자(61)에 접촉할 때, 제3 및 제2 터미널(93, 94)의 접촉점(93a, 94a)은 제1 정류자(61)에 대하여 회전운동방향으로 두번째의 제3 정류자(63)에 접촉한다.4 and 6A, each of the first terminal 83 and the second terminal 84 of the first brush 80 contacts each of the first to eighth commutators 61 to 68. 84a) and each of the first terminal 93 and the second terminal 94 of the second brush 90 has contact points 93a and 94a contacting each of the first to eighth commutators 61 to 68. Have When the contact points 83a, 84a of the first and second terminals 83, 84 contact any one of the first to eighth commutators 61 to 68, for example, the first commutator 61, Contact points 93a and 94a of the third and second terminals 93 and 94 contact the second third commutator 63 in the rotational movement direction with respect to the first commutator 61.

또한, 제1 브러시(80)와 제2 브러시(90) 각각의 바깥쪽에 위치되는 제1 터미널(83)의 접촉점(83a)과 제1 터미널(93)의 접촉점(93a)은 제1 터미널(83)과 제1 터미널(93)의 중심(C4)에 대하여 92∼100°의 제2 각도(Θ2)를 이루도록 설계되어 있으며, 바람직한 제2 각도(Θ2)는 95°로 설계되어 있다. 제1 브러시(80)와 제2 브러시(90) 각각의 안쪽에 위치되는 제2 터미널(84)의 접촉점(84a)과 제2 터미널(94)의 접촉점(94a)은 제2 터미널(84)과 제2 터미널(94)의 중심(C4)에 대하여 80∼88°의 제3 각도(Θ3)를 이루도록 설계되어 있고, 바람직한 제3 각도(Θ3)는 85°로 설계되어 있다. 제2 각도(Θ2)와 제3 각도(Θ3) 사이의 각도 편차는 4∼20°로 되며, 바람직한 각도 편차는 10°로 설계되어 있다. 따라서, 제1 브러시(80)의 제1 터미널 (83)과 제2 터미널(84)은 회전자(30)의 회전에 따라 제1 내지 제8 정류자(61∼68) 중 서로 인접하는 2개의 정류자들, 예를 들어 제1 정류자(61)와 제2 정류자(62)에 각각 접촉하여 전원을 인가하며, 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)과 제2 터미널 (94) 각각은 제3 정류자(63)와 제4 정류자(64)에 각각 접촉하여 전원을 인가한다.In addition, the contact point 83a of the first terminal 83 and the contact point 93a of the first terminal 93, which are positioned outside the first brush 80 and the second brush 90, respectively, are formed in the first terminal 83. ) And a second angle θ 2 of 92 to 100 ° with respect to the center C 4 of the first terminal 93, and the preferred second angle Θ 2 is designed to be 95 °. The contact point 84a of the second terminal 84 located inside each of the first brush 80 and the second brush 90 and the contact point 94a of the second terminal 94 are connected to the second terminal 84. It is designed to achieve a third angle θ 3 of 80 to 88 ° with respect to the center C 4 of the second terminal 94, and the preferred third angle Θ 3 is designed to be 85 °. The angle deviation between the second angle Θ 2 and the third angle Θ 3 is 4 to 20 degrees, and the preferred angle deviation is designed to be 10 degrees. Therefore, the first terminal 83 and the second terminal 84 of the first brush 80 are two commutators adjacent to each other among the first to eighth commutators 61 to 68 according to the rotation of the rotor 30. For example, the first commutator 61 and the second commutator 62 respectively contact and apply power, and each of the first terminal 93 and the second terminal 94 of the second brush 90 has a first power supply. The third commutator 63 and the fourth commutator 64 are respectively contacted to apply power.

지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 2상 여자방식 코어레스 모터에 대한 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the two-phase excitation type coreless motor according to the present invention having such a configuration will be described.

도 1과 도 6a를 참조하면, 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)과 제2 터미널 (84)은 제1 정류자(61)에 접촉되어 있고, 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)과 제2 터미널(94)은 제3 정류자(63)에 접촉되어 있다. 제1 터미널(83)과 제2 터미널(84)을 통하여 제1 정류자(61)에 (+)전원을 인가하고, 제1 터미널(93)과 제2 터미널 (94)을 통하여 제3 정류자(63)에 (-)전원을 인가하면, 제1 코일(50)에 전원이 흐르면서 자계가 발생된다. 제1 코일(50)의 자계와 마그네트(70)의 자계가 상호작용하여 샤프트(20)를 중심으로 회전자(30)를 회전시킨다. 이와 같이 제1 정류자(61)에 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)과 제2 터미널(84)이 동시에 접촉하고, 제3 정류자(63)에 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)과 제2 터미널(94)이 동시에 접촉한 상태에서 제1 코일(50)에 전원이 인가되어 회전자(30)가 회전을 시작하는 시점을 0°로 한다.1 and 6A, the first terminal 83 and the second terminal 84 of the first brush 80 are in contact with the first commutator 61 and the first terminal of the second brush 90. The terminal 93 and the second terminal 94 are in contact with the third commutator 63. (+) Power is applied to the first commutator 61 through the first terminal 83 and the second terminal 84, and the third commutator 63 through the first terminal 93 and the second terminal 94. When (-) power is applied, the magnetic field is generated while power is supplied to the first coil 50. The magnetic field of the magnet 70 and the magnetic field of the first coil 50 interact to rotate the rotor 30 about the shaft 20. In this way, the first terminal 83 and the second terminal 84 of the first brush 80 contact the first commutator 61 at the same time, and the first commutator 63 of the second brush 90 contacts the third commutator 63. When the terminal 93 and the second terminal 94 are simultaneously in contact with each other, power is applied to the first coil 50 so that the time at which the rotor 30 starts to rotate is 0 °.

한편, 회전자(30)의 절취부(33)와 회전측 인쇄회로기판(40)의 절취부(42)에 의하여 회전자(30)와 인쇄회로기판(40)은 샤프트(20)를 중심으로 불균형 회전되면서 진동을 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 코어레스 모터는 예를 들어 휴대전화기의 진동모터로 사용할 수 있다.Meanwhile, the rotor 30 and the printed circuit board 40 are centered on the shaft 20 by the cutout 33 of the rotor 30 and the cutout 42 of the rotating side printed circuit board 40. Unbalanced rotation generates vibration. Therefore, the coreless motor of the present invention can be used, for example, as a vibration motor of a mobile phone.

도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 각도(Θ2)와 제3 각도(Θ3) 사이의 각도 편차가 10°로 설계되어 있을 경우, 회전자(30)의 회전에 따라 35°지점에서는 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)은 제1 정류자(61)에 접촉되어 있으며, 제2 터미널(84)은 제1 정류자(61)과 제2 정류자(62) 사이의 간격(69) 사이에 위치되어 오프(Off)되어 있다. 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)은 제3 정류자(63)와 제4 정류자(64) 사이의 간격(69) 사이에 위치되어 오프되어 있고, 제2 터미널(94)은 제3 정류자(63)에 접촉되어 있다. 전원은 제1 터미널(83)과 제1 정류자(61), 제2 터미널(94)과 제3 정류자(63)를 통하여 제1 코일(50)에 인가되며, 제1 코일(50)의 기전력이 지속되면서 회전자(30)의 회전을 지속시킨다.As shown in FIG. 6B, when the angle deviation between the second angle Θ 2 and the third angle Θ 3 is designed to be 10 °, at 35 ° according to the rotation of the rotor 30, The first terminal 83 of the first brush 80 is in contact with the first commutator 61, and the second terminal 84 is the gap 69 between the first commutator 61 and the second commutator 62. It is located between and is off. The first terminal 93 of the second brush 90 is located between the third commutator 63 and the fourth commutator 64 and is off, and the second terminal 94 is third It is in contact with the commutator 63. Power is applied to the first coil 50 through the first terminal 83, the first commutator 61, the second terminal 94, and the third commutator 63, and the electromotive force of the first coil 50 is applied. It continues and the rotation of the rotor 30 is continued.

도 6c를 참조하면, 회전자(30)가 38.5°에 도달, 즉 도 6b의 상태에서 3.3°더 회전하면, 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)은 제1 정류자(61)에 접촉되고, 제2 터미널(84)은 제2 정류자(62)에 접촉된다. 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)은 제3 정류자(63)에 접촉되며, 제2 터미널(94)은 제4 정류자(64)에 접촉된다. 전원은 제1 터미널(83)과 제1 정류자(61), 제1 터미널(93)과 제3 정류자(63)을 통하여 제1 코일(50)에 인가되고, 제2 터미널(84)과 제2 정류자(62), 제2 터미널(94)과 제4 정류자(84)를 통하여 제2 코일(51)에 인가된다. 즉, 전원은 제1 코일(50)과 제2 코일 (51)에 양분되어 인가되며, 제1 코일(50)과 제2 코일(51)의 자계와 마그네트(70)의자계가 상호작용하여 회전자(30)의 회전을 지속시킨다.Referring to FIG. 6C, when the rotor 30 reaches 38.5 °, ie, rotates 3.3 ° further in the state of FIG. 6B, the first terminal 83 of the first brush 80 is connected to the first commutator 61. And the second terminal 84 is in contact with the second commutator 62. The first terminal 93 of the second brush 90 is in contact with the third commutator 63, and the second terminal 94 is in contact with the fourth commutator 64. Power is applied to the first coil 50 through the first terminal 83, the first commutator 61, the first terminal 93, and the third commutator 63, and the second terminal 84 and the second commutator. It is applied to the second coil 51 via the commutator 62, the second terminal 94 and the fourth commutator 84. That is, the power is bisected and applied to the first coil 50 and the second coil 51, and the magnetic field of the first coil 50 and the second coil 51 and the magnetic field of the magnet 70 interact to each other. The rotation of 30 is continued.

한편, 제1 코일(50)과 제2 코일(51)에 분배되어 인가되는 전원의 역기전력( rho )(v)는,On the other hand, the counter electromotive force rho (v) of the power source distributed and applied to the first coil 50 and the second coil 51,

에 의하여 구할 수 있다. 여기에서, L은 인덕턴스(H), di는 전류(A)의 미분값, dt는 시간의 미분값을 나타낸다.Can be obtained by Where L is the inductance (H), di is the derivative of the current (A), and dt is the derivative of time.

수학식 1을 보면, 역기전력은 전류의 시간에 대한 미분값이므로, 인가되는 전류의 감소에 의하여 역기전력이 감소되는 것을 알 수 있다. 또한, 수학식 1에 의하여 제1 코일(50)과 제2 코일(51)에 전원이 분배되어 인가되는 것에 따라 전류의 양이 감소되므로, 역기전력에 의한 스파크와 전기적 노이즈의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 코어레스 모터는 제1 코일(50)과 제2 코일(51)에 전원을 분배하여 인가함으로써, 스파크와 전기적 노이즈의 발생을 기존에 사용되었던 콘덴서와 저항의 배제에 의해서도 방지할 수 있는 간단한 구조에 의하여 부품수를 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 코어레스 모터의 소형·슬림화 제작을 간편하게 실시할 수 있다.Referring to Equation 1, since the counter electromotive force is a derivative value with respect to the time of the current, it can be seen that the counter electromotive force is reduced by decreasing the applied current. In addition, since the amount of current decreases as power is distributed and applied to the first coil 50 and the second coil 51 by Equation 1, the generation of sparks and electrical noise due to counter electromotive force can be effectively prevented. I can confirm that there is. In this way, the coreless motor of the present invention distributes and applies power to the first coil 50 and the second coil 51, thereby preventing the generation of sparks and electrical noise by eliminating the capacitors and resistors that were previously used. It is possible to reduce the number of parts and reduce the manufacturing cost by the simple structure that can be used, as well as to simplify and manufacture the coreless motor.

계속해서, 도 6d에 도시되어 있는 바와 같이, 회전자(30)가 42°에 도달, 즉 도 6c의 상태에서 3.3°더 회전하면, 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)은 제1 정류자(61)와 제2 정류자(62) 사이의 간격(69)에 위치되어 오프되고, 제2 터미널(84)은제2 정류자(62)에 접촉된다. 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)은 제3 정류자(93)와 제4 정류자(94) 사이의 간격(69)에 위치되어 오프되고, 제2 터미널(94)은 제4 정류자(94)에 접촉되어 있다. 전원은 제2 터미널(84)과 제2 정류자(62)와, 제2 터미널 (94)와 제4 정류자(64)를 통하여 제2 코일(51)에 인가되고, 제2 코일(51)의 기전력이 지속되면서 회전자(30)의 회전을 지속시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 6D, when the rotor 30 reaches 42 °, i.e., rotates 3.3 ° further in the state of FIG. 6C, the first terminal 83 of the first brush 80 is removed. It is located in the gap 69 between the first commutator 61 and the second commutator 62, and the second terminal 84 is in contact with the second commutator 62. The first terminal 93 of the second brush 90 is located in the gap 69 between the third commutator 93 and the fourth commutator 94, and the second terminal 94 is turned off by the fourth commutator ( 94). The power is applied to the second coil 51 through the second terminal 84 and the second commutator 62, the second terminal 94 and the fourth commutator 64, and the electromotive force of the second coil 51. This continues and the rotation of the rotor 30 is continued.

도 6e를 참조하면, 샤프트(20)를 중심으로 회전하는 회전자(30)가 77°에 도달, 즉 도 6d의 상태에서 35°더 회전하면, 제1 브러시(80)의 제1 터미널(83)과 제2 터미널(84)은 제2 정류자(62)에 접촉되고, 제2 브러시(90)의 제1 터미널(93)과 제2 터미널(94)은 제4 정류자(64)에 접촉된다. 제1 터미널(83)과 제2 터미널(84)을 통하여 제2 정류자(62)에 (+)전원을 인가하고, 제1 터미널(93)과 제2 터미널(94)을 통하여 제4 정류자(64)에 (-)전원을 인가하면, 제2 코일(51)에 전원이 흐르면서 자계가 발생된다. 제2 코일(51)의 자계와 마그네트(70)의 자계가 상호작용하여 샤프트(20)를 중심으로 회전자(30)를 회전시킨다.Referring to FIG. 6E, when the rotor 30 rotating about the shaft 20 reaches 77 °, that is, rotates further 35 ° in the state of FIG. 6D, the first terminal 83 of the first brush 80 is rotated. ) And the second terminal 84 are in contact with the second commutator 62, and the first terminal 93 and the second terminal 94 of the second brush 90 are in contact with the fourth commutator 64. (+) Power is applied to the second commutator 62 through the first terminal 83 and the second terminal 84, and the fourth commutator 64 through the first terminal 93 and the second terminal 94. When (-) power is applied, the magnetic field is generated while power is supplied to the second coil 51. The magnetic field of the second coil 51 and the magnetic field of the magnet 70 interact to rotate the rotor 30 about the shaft 20.

이후, 도 6b와 도 6e에서 설명한 시퀀스동작을 반복하여 제1 코일(50)과 제2 코일(51)의 폐회로를 형성함으로써, 회전자(30)의 회전을 지속시킬 수 있다. 이 결과, 본 발명에 따른 코어레스 모터의 구동을 2상 여자방식에 의하여 안정적이고 원활하게 구현할 수 있으며, 회전자(30)는 8,000rpm 정도의 고속으로 회전시킬 수 있다.Thereafter, by repeating the sequence operation described with reference to FIGS. 6B and 6E to form a closed circuit of the first coil 50 and the second coil 51, the rotation of the rotor 30 can be continued. As a result, the drive of the coreless motor according to the present invention can be stably and smoothly implemented by the two-phase excitation method, and the rotor 30 can be rotated at a high speed of about 8,000 rpm.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 2상 여자방식 코어레스 모터에 의하면, 비대칭 코어 없이도 제1 코일과 제2 코일을 이용한 2상 여자방식에 의하여 안정적이고 원활하게 구동시킬 수 있으며, 회전자를 고속으로 회전시킬 수 있다. 또한, 역기전력에 의한 스파크와 전기적 노이즈의 발생을 효과적으로 방지하여 수명을 보장하고, 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 그리고 간단한 구조에 의하여 소형·슬림화 제작이 간편하며, 회전자의 편심 구조에 의하여 휴대전화기 등의 진동모터로 활용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the two-phase excitation type coreless motor according to the present invention, the two-phase excitation method using the first coil and the second coil can be driven stably and smoothly without using an asymmetric core, and the rotor can be driven at high speed. Can be rotated. In addition, it is possible to effectively prevent the generation of sparks and electrical noise due to the back electromotive force to ensure the life and greatly improve the reliability. In addition, it is easy to manufacture small size and slim by a simple structure, and the eccentric structure of the rotor has an effect that can be utilized as a vibration motor of a mobile phone.

Claims (7)

하우징과;A housing; 상기 하우징의 중앙에 장착되는 샤프트와;A shaft mounted at the center of the housing; 상기 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되는 회전자와;A rotor mounted to rotate about the shaft; 상기 회전자의 원주방향을 따라 전원의 인가에 의하여 자계를 형성할 수 있도록 장착되는 제1 코일 및 제2 코일과;A first coil and a second coil mounted to form a magnetic field by application of power along the circumferential direction of the rotor; 상기 회전자에 일체형으로 회전할 수 있도록 장착되는 회전측 인쇄회로기판과;A rotating side printed circuit board mounted to the rotor so as to rotate integrally therewith; 상기 인쇄회로기판에 등간격을 이루도록 장착되고, 상기 제1 코일과 제2 코일 각각이 교번적으로 배선되어 있는 다수의 정류자들과;A plurality of commutators mounted on the printed circuit board at equal intervals and each of which the first coil and the second coil are alternately wired; 상기 하우징에 상기 제1 코일과 제2 코일과 대향되도록 장착되며, 상기 제1 코일과 제2 코일의 자계와 상호작용에 의하여 상기 회전자를 회전시킬 수 있도록 장착되는 마그네트와;A magnet mounted to the housing so as to face the first coil and the second coil, the magnet being mounted to rotate the rotor by interaction with the magnetic fields of the first coil and the second coil; 상기 하우징에 장착되는 고정측 회로기판과;A fixed side circuit board mounted to the housing; 상기 고정측 회로기판에 장착되고, 상기 정류자들 각각에 접촉할 수 있는 제1 터미널과 제2 터미널을 갖는 제1 브러시와;A first brush mounted to the fixed side circuit board, the first brush having a first terminal and a second terminal capable of contacting each of the commutators; 상기 고정측 회로기판에 상기 제1 브러시와 서로 대칭되도록 장착되며, 상기 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널이 접촉되는 상기 정류자들 중 어느 하나에 대하여 회전운동방향으로 두번째의 정류자에 접촉할 수 있는 제1 터미널과 제2 터미널을 갖는 제2 브러시로 이루어지고,Mounted on the fixed side circuit board so as to be symmetrical with the first brush and capable of contacting a second commutator in a rotational movement direction with respect to any one of the commutators in contact with the first terminal and the second terminal of the brush; A second brush having a first terminal and a second terminal, 상기 제1 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널, 상기 제2 브러시의 제1 터미널과 제2 터미널 각각은 상기 회전자의 회전에 따라 상기 정류자들 중 어느 하나에 접촉하거나 서로 인접하는 2개의 정류자들에 접촉하여 전원을 인가할 수 있도록 구성되는 2상 여자방식 코어레스 모터.The first terminal and the second terminal of the first brush, each of the first terminal and the second terminal of the second brush are two rectifiers in contact with or adjacent to any one of the commutators in accordance with the rotation of the rotor A two-phase excitation type coreless motor that is configured to be in contact with the power supply. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자와 회전측 인쇄회로기판 각각은 수평중심축선을 중심으로 일측이 절취되는 절취부에 의하여 무게중심이 편심되어 진동을 발생하는 진동자로 이루어지는 2상 여자방식 코어레스 모터.2. The two-phase excitation type coreless motor according to claim 1, wherein each of the rotor and the rotatable printed circuit board includes a vibrator that generates vibration by eccentric center of gravity by a cutout portion of which one side is cut about a horizontal center axis line. . 제 1 항에 있어서, 상기 제1 코일과 제2 코일은 상기 회전자의 원주방향을 따라 125∼155°의 제1 각도를 이루도록 장착되어 있는 2상 여자방식 코어레스 모터.The two-phase excitation type coreless motor according to claim 1, wherein the first coil and the second coil are mounted to form a first angle of 125 to 155 ° along the circumferential direction of the rotor. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 정류자들은 8개가 45°의 등간격을 이루도록 장착되어 있고, 상기 제1 코일의 제1 리드와이어는 제1 정류자에 배선되며, 상기 제1 코일의 제2 리드와이어는 제3 정류자에 배선되고, 상기 제1 코일의 제1 리드와이어와 제2 리드와이어 각각은 제3 리드와이어과 제4 리드와이어에 의하여 제5 정류자와 제7 정류자에 병렬로 배선되며, 상기 제2 코일의 제1 리드와이어는 제2 정류자에 배선되고, 제2 코일의 제2 리드와이어는 제4 정류자에 배선되며, 상기 제2코일의 제1 리드와이어와 제2 리드와이어 각각은 제3 리드와이어와 제4 리드와이어에 의하여 제6 정류자와 제8 정류자에 병렬로 배선되는 2상 여자방식 코어레스 모터.2. The plurality of commutators of claim 1, wherein eight of the plurality of commutators are mounted at equal intervals of 45 degrees, the first lead wire of the first coil is wired to the first commutator, and the second lead wire of the first coil. Is wired to a third commutator, each of the first lead wire and the second lead wire of the first coil is wired in parallel to the fifth commutator and the seventh commutator by the third lead wire and the fourth lead wire, and the second The first lead wire of the coil is wired to the second commutator, the second lead wire of the second coil is wired to the fourth commutator, and each of the first lead wire and the second lead wire of the second coil is a third lead wire. And a four-phase commutation type coreless motor wired in parallel to the sixth and eighth commutators by a fourth lead wire. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 브러시 각각의 제1 및 제2 터미널의 중심에 대하여 상기 정류자들에 접촉되는 상기 제1 및 제2 브러시 각각의 제1 터미널의 접촉점이 이루는 제2 각도와 상기 제1 및 제2 브러시 각각의 제2 터미널의 접촉점이 이루는 제3 각도의 각도 편차는 4∼20°로 이루어지는 2상 여자방식 코어레스 모터.2. The second angle of claim 1, wherein the second angle forms a contact point of a first terminal of each of the first and second brushes, which is in contact with the commutators, with respect to a center of the first and second terminals of the first and second brushes, respectively. And a third angle of the third angle formed by the contact point of each of the second terminals of the first and second brushes is 4 to 20 degrees. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 각도와 제3 각도의 각도 편차는 10°로 이루어지는 2상 여자방식 코어레스 모터.6. The two-phase excitation type coreless motor according to claim 5, wherein an angle deviation between the second angle and the third angle is 10 degrees. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제2 각도는 92∼100°로 이루어지며, 상기 제3 각도는 80∼88°로 이루어지는 2상 여자방식 코어레스 모터.The two-phase excitation type coreless motor according to claim 5 or 6, wherein the second angle is 92 to 100 degrees, and the third angle is 80 to 88 degrees.
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