KR20100113693A

KR20100113693A - 진동모터

Info

Publication number: KR20100113693A
Application number: KR1020090032123A
Authority: KR
Inventors: 김상원; 김용태
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-10-22
Also published as: CN101867277A; US8106552B2; KR101055493B1; US20100259114A1; CN101867277B

Abstract

본 발명의 진동모터는 베이스에 직교하게 삽입설치된 고정축에 회전가능하게 장착된 베어링과, 베어링이 결합되며 테두리부에 편심부재를 구비하는 허브와, 허브에 장착되어 전기장이 형성되는 코일과, 베이스에 장착되며 상기 코일 사이의 전자기력으로 상기 허브를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석과, 허브에 장착되고 상기 자석의 극과 극의 중심에 상기 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비한다.

진동모터, 자석, 디텐트자석, 코일

Description

진동모터{Vibration Motor}

본 발명은 진동모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자석의 극과 극의 중심에 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비함으로써, 항상 최대의 기동토크를 발생시키는 위치에 코일을 배치할 수 있어 기동토크를 최대로 확보할 수 있으며 불기동점을 완벽히 제거할 수 있는 진동모터에 관한 것이다.

최근 이동단말기 또는 휴대전화 등의 개인정보통신기기의 사용이 늘어남에 따라, 대부분 착신신호를 사용자에게 무음으로 전달하여 타인에게 불편함을 주지않는 진동모터를 사용하고 있다. 이와 같이 대부분의 전자기기에서 사용되는 진동모터는 보다 나은 성능과 가격대비 훌륭한 품질을 위해 많은 업체에서 경쟁적으로 생산해내고 있다.

현재의 진동모터는 성능 및 안정된 품질을 위해 2상으로 생산되는바, 단상으로 생산하면 기동이 안되는 불기동점(dead point)이 필연적으로 발생하여 불량을 야기할 수 있기 때문이다. 그러나 단상모터는 부품의 수가 줄어들 뿐 아니라 공정수도 줄어들어 모터 생산자 측면에서나 사용자 측면에서나 단가 및 품질부분에서 많은 이로운 점이 있다. 따라서, 불기동점을 극복하고 디텐드력을 이용하여 자석을 사용하는 편평형 단상모터에 대한 연구가 진행되고 있다.

도 9는 종래기술에 따른 불기동점을 없애기 위한 방법으로 회전자의 멈춤위치를 정확하게 제한하기 위한 종래기술에 따른 진동모터의 디텐트력 발생을 위한 기구배치의 예를 나타낸 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 최대 토크 구간에서 다소 벗어난 지점에 기동위치를 설계하는 방법은 최대의 기동 토크를 발생시킬 수 있는 위치인 N극과 S극 사이에 코일을 멈추게 하는 것이 불가능하다.

따라서, 불기동점을 극복하고 성능저하없이 최대의 토크를 발생할 수 있는 편평형 단상 모터의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 자석의 극과 극의 중심에 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비함으로써, 항상 최대의 기동토크를 발생시키는 위치에 코일을 배치할 수 있어 기동토크를 최대로 확보할 수 있으며 불기동점을 완벽히 제거할 수 있는 진동모터를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 진동모터는 베이스에 직교하게 삽입설치된 고정축에 회전가능하게 장착된 베어링과, 베어링이 결합되며 테두리부에 편심부재를 구비하는 허브와, 허브에 장착되어 전기장이 형성되는 코일과, 베이스에 장착되며 상기 코일 사이의 전자기력으로 상기 허브를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석 및 허브에 장착되고 상기 자석의 극과 극의 중심에 상기 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브는 하부에 회전자 전류의 교번을 발생시키는 정류자가 형성된 PCB 기판과 그에 대응되는 브러시를 베이스측에 더 구비한다.

또한, 자석은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경과 내경을 구비한다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 극성의 개수에 대응되는 개수가 구비된다.

또한, 코일은 모터의 비구동시 상기 디텐트자석에 의한 디텐트력으로 인해 상기 자석의 극과 극의 중심에 위치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 제 2실시예로써 베이스에 직교하게 삽입설치된 고정축에 회전가능하게 장착된 베어링과, 베어링에 결합되며 테두리부에 편심부재를 구비하는 허브와, 베이스에 장착되어 전기장이 형성되는 코일과, 허브에 장착되며 상기 코일 사이의 전자기력으로 상기 허브를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석과, 베이스에 장착되고 상기 자석의 극과 극의 중심에 상기 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 자석은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경과 내경을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 베이스는 상부에 상기 허브의 위치를 감지하는 홀센서에서 감지되는 신호에 따라 상기 코일로 인가되는 전원의 인가방향을 조정하는 구동IC를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 코일은 상기 디텐트자석에 의한 디텐트력으로 인해 상기 자석의 극과 극의 중심에 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석과 대면되는 위치에 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 내경쪽으로 치우쳐서 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 내경에 인접하며, 상기 자석의 폭의 1/3 지점에 근접하여 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 외경쪽으로 치우쳐서 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 외경에 인접하며, 상기 자석의 폭의 1/3 지 점에 근접하여 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 가운데에 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석과 비대면되는 위치에 배치된다.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 내경의 축중심에 근접하게 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.

또한, 디텐트자석은 상기 자석의 외경을 벗어난 바깥쪽에 배치된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 자석의 극과 극의 중심에 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석을 구비함으로써, 항상 최대의 기동토크를 발생시키는 위치에 코일을 배치할 수 있어 기동토크를 최대로 확보할 수 있으며 불기동점을 완벽히 제거할 수 있는 진동모터를 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 진동모터에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동모터(100)는 베이스(110)에 직교하게 삽입설치된 고정축(120)에 회전가능하게 장착된 베어링(130)과, 베어링(130)에 결합되며 테두리부에 편심부재(141)를 구비하는 허브(140)와, 허브(140)에 장착되어 전기장이 형성되는 코일(150)과, 베이스(110)에 장착되며 코일(150) 사이의 전자기력으로 허브(140)를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석(160)과, 허브(140)에 장착되고 자석(160)의 극과 극의 중심에 코일(150)을 정지시킬 수 있는 디텐트력을 발생시키는 디텐트자석(170)을 구비한다.

또한, 본 발명의 제 1실시예에 따른 진동모터(100)는 허브(140)의 하부에 회전자 전류의 교번을 발생시키는 정류자가 형성된 PCB 기판(142)과 베이스(110) 측에 형성된 브러시(143)를 더 구비한다.

허브(140)는 PCB 기판(142)의 상부에 코일(150)과 디텐트자석(170)과 편심부재(141)을 장착하고 플라스틱과 같은 주조물로 주조된다. 코일(150)의 중앙부 아래의 PCB 기판(142)에는 홀이 형성되어 코일(150)과 자석(160) 사이의 원활한 전자기력 형성에 기여한다. 편심부재(141)는 철과 같은 중량체를 사용한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 진동모터(100)의 자석(160)은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경(161)과 내경(162)을 구비한다.

디텐트자석(170)은 자석(160)의 극성의 개수에 대응되는 개수를 구비하며, 코일(150)은 디텐트자석(170)에 의한 디텐트력으로 인해 자석(160)의 극과 극의 중심에 위치된다.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 브러쉬없는 BLDC 진동모터(200)를 도시한 것으로, BLDC 진동모터(200)는 베이스(210)에 직교하게 삽입설치된 고정축(220)에 회전가능하게 장착된 베어링(230)과, 베어링(230)에 결합되며 테두리부에 편심부재(241)를 구비하는 허브(240)와, 베이스(210)에 장착되어 전기장이 형성되는 코일(250)과, 허브(240)에 장착되며 코일(250) 사이의 전자기력으로 허브(240)를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석(260)과, 베이스(210)에 장착되고 자석(260)의 극과 극의 중심에 코일(250)을 정지시킬 수 있는 디텐트력을 발생시키는 디텐트자석(270)을 구비한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2실시예에 따른 진동모터(200)의 자석(260)은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경(261)과 내경(262)을 구비한다.

디텐트자석(270)은 자석(260)의 극성의 개수에 대응되는 개수를 구비한다.

베이스(210)는 상부에 허브(240)의 위치를 감지하는 홀센서에서 감지되는 신호에 따라 코일(250)로 인가되는 전원의 인가방향을 조정하는 구동IC(211)를 더 구비한다. 홀센서가 매립된 구동IC(211)는 브러쉬가 있는 진동모터의 브러쉬의 역할을 한다.

코일(250)은 디텐트자석(270)에 의한 디텐트력으로 인해 자석(260)의 극과 극의 중심에 위치된다.

이와 같이 본 발명에 따른 진동모터(100,200)의 디텐트자석(170, 270)은 자석(160, 260)과 대면되는 위치에 배치되거나, 자석(160,260)의 가운데에 배치되거나, 비대면위치에 배치된다.

디텐트자석(170,270)이 자석(160,260)과 대면되는 위치에 배치되는 경우, 디텐트자석(170,270)은 자석(160,270)의 내경(162, 262)쪽으로 치우쳐서 배치되거나 외경(161,261)쪽으로 치우쳐서 배치된다.

디텐트자석(170,270)이 자석(160,270)의 내경(162,262)쪽으로 치우칠 경우 자석(160,260)의 폭의 1/3 지점에 근접하여 배치된다.

디텐트자석(170,270)이 자석(160,270)의 외경(161,261)쪽으로 치우칠 경우 자석(160,260)의 폭의 1/3 지점에 근접하여 배치된다.

또한, 디텐트자석(170,270)이 자석(160,260)과 비대면되는 위치에 배치되는 경우, 디텐트자석(170,270)은 자석(160,260)의 내경(162,262)의 축중심에 근접하게 배치되거나, 자석(160,260)의 외경(161,261)을 벗어난 바깥쪽에 배치된다.

도 8은 본 발명에 따른 진동모터(100,200)의 디텐트자석(170,270)의 배치와 코일(150,250)의 배치를 나타낸 위치관계도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 디텐트자석(170,270)이 2n극의 극성을 가지면 코일(150,250)이 멈추는 위치는 항상 극과 각의 중심이다.

따라서 코일(150,250)을 항상 정확한 위치에 정지시킬 수 있으며 오차 또한 자성체 절편 또는 돌기에 비해 월등하다. 이로 인해 본 발명의 진동모터(100,200)는 항상 최대의 기동토크를 발생시키는 위치에 코일(150,250)을 배치함으로써 기동토크를 최대로 확보할 수 있으며 불기동점을 완벽히 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진동모터를 나타낸 전체도;

도 2는 본 발명에 따른 진동모터의 자석을 나타낸 상세도;

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 진동모터의 자석에 대한 또다른 실시예를 나타낸 상세도;

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 전체도;

도 6과 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 진동모터의 자석에 대한 또다른 실시예를 나타낸 상세도;

도 8은 본 발명의 진동모터에 대한 자석배치를 나타낸 그래프;

도 9는 종래기술의 진동모터에 대한 자석배치를 나타낸 그래프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100,200: 진동모터 110,210: 베이스

120,220: 고정축 130,230: 베어링

140,240: 허브 150,250: 코일

160,260: 자석 170,270: 디텐트자석

Claims

베이스에 직교하게 삽입설치된 고정축에 회전가능하게 장착된 베어링;

상기 베어링이 결합되며 테두리부에 편심부재를 구비하는 허브;

상기 허브에 장착되어 전기장이 형성되는 코일;

상기 베이스에 장착되며 상기 코일 사이의 전자기력으로 상기 허브를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석; 및

상기 허브에 장착되고 상기 자석의 극과 극의 중심에 상기 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석;을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1에 있어서,

상기 허브는 하부에 회전자 전류의 교번을 발생시키는 정류자가 형성된 PCB 기판과 상기 베이스측에 장착된 브러시를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1에 있어서,

상기 자석은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경과 내경을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 극성의 개수에 대응되는 개수가 구비되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1에 있어서,

상기 코일은 모터의 비구동시 상기 디텐트자석에 의한 디텐트력으로 인해 상기 자석의 극과 극의 중심에 위치되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
베이스에 직교하게 삽입설치된 고정축에 회전가능하게 장착된 베어링;

상기 베어링에 결합되며 테두리부에 편심부재를 구비하는 허브;

상기 베이스에 장착되어 전기장이 형성되는 코일;

상기 허브에 장착되며 상기 코일 사이의 전자기력으로 상기 허브를 회전시키는 2n개의 극을 가지는 자석; 및

상기 베이스에 장착되고 상기 자석의 극과 극의 중심에 상기 코일을 정지시킬 수 있는 디텐트자석;을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 6에 있어서,

상기 자석은 2n개의 극을 가지는 고리형상이며, 외경과 내경을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 6에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 극성의 개수에 대응되는 개수가 구비되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 6에 있어서,

상기 베이스는 상부에 상기 허브의 위치를 감지하는 홀센서에서 감지되는 신호에 따라 상기 코일로 인가되는 전원의 인가방향을 조정하는 구동IC를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 6에 있어서,

상기 코일은 상기 디텐트자석에 의한 디텐트력으로 인해 상기 자석의 극과 극의 중심에 위치되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1 또는 6에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석과 대면되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 11에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 내경쪽으로 치우쳐서 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 12에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 내경에 인접하며, 상기 자석의 폭의 1/3 지점에 근접하여 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 11에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 외경쪽으로 치우쳐서 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 14에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 외경에 인접하며, 상기 자석의 폭의 1/3 지점에 근접하여 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 11에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 가운데에 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 1 또는 6에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석과 비대면되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 17에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 내경의 축중심에 근접하게 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
청구항 17에 있어서,

상기 디텐트자석은 상기 자석의 외경을 벗어난 바깥쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.