KR100783538B1 - 편평형 진동 모터 - Google Patents

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Abstract

편평형 진동모터에 있어서, 회전지지축 주위로 배치되는 다수의 주 코일과, 상기 주 코일 중 어느 하나와 직렬 연결된 보조코일을 포함하는 편평형 진동 모터가 개시된다. 코일의 전체 저항이 증가함으로써 소모 전류를 줄일 수 있어 이에 따른 배터리 소모량을 줄일 수 있어 진동 모터를 적용한 기기를 장시간 구동할 수 있으며, 소모 전류를 줄였어도, 권선 턴수가 증가하므로 토크는 기존과 동등한 수준으로 유지할 수 있다는 효과를 갖는다.
토크, 슬림, 소모전류, 배터리 수명, 배치각

Description

편평형 진동 모터{FLAT TYPE VIBRATION MOTOR}
도 1은 일본특허등록번호 제3568521호에 개시된 편평형 진동 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 횡방향 절단 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 횡방향 절단 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 횡방향 절단 단면도이다.
도 5는 도 3의 코일의 등가회로도이다.
도 6은 도 4의 코일의 등가회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 회로기판
110: 제어 IC
120, 120a: 주 코일
130, 130a: 코깅발생유닛
122, 124: 보조코일
140, 140a: 코깅발생유닛
150: 회전지지축
본 발명은 이동통신기기에 적용되는 편평형 진동 모터에 관한 것이다.
최근, 이동통신기기의 슬림화 및 소형화 추세에 따라, 일반적으로 적용되는 진동 모터의 사양은 점차 슬림화되고 있다.
도 1은 일본특허등록번호 제3568521호에 개시된 편평형 진동 모터의 단면도이고, 도 2는 도 1의 횡방향 절단 단면도이다.
도시된 바와 같이, 진동모터(10)는 상호 결합하여 내부에 소정 공간을 형성하는 요크브라켓(11)과 커버(13)를 구비하며, 요크브라켓(11) 및 커버(13)에는 축(15)의 하단부 및 상단부가 각각 지지된다.
요크브라켓(11)의 상면에는 스테이터 베이스(17)가 마련되고, 스테이터 베이스(17)의 상면에는 코일(19)이 접착된다. 그리고, 축(15)의 외주면에는 베어링(21)이 마련되고, 베어링(21)의 외주면에는 편심된 로터요크(23)가 고정된다. 그리고, 로터요크(23)의 저면에는 마그네트(25) 및 웨이트(27)가 마련된다.
이러한 구성에 의하면, 코일(19)에 전류가 공급되어 코일(19)과 마그네트(25)의 상호 작용에 의하여 마그네트(25), 웨이트(27) 및 로터요크(23)가 회전하면서 웨이트(27)에 의한 편심으로 진동이 발생된다.
이와 같은 편평형 진동 모터는 제어 IC(30)와 홀 소자(20)가 스테이터 베이스(17) 상에서 케이스 내부에 배치됨으로 인해 6극의 마그네트와 2개의 코일을 직렬 연결한 구동방식을 적용하고 있다.
또한, 슬림화에 따라 코일의 두께는 0.5 ~ 0.6T이고, 특히 마그네트의 두께는 0.4 ~ 0.5T로 얇기 때문에 Nd-F-B 소결 마그네트 대신에 Nd-F-B 본딩 마그네트가 적용되고 있다.
그러나, Nd-Fe-B 본딩 마그네트는 Nd-Fe-B 소결 마그네트 보다 자속밀도가 낮기 때문에 2 코일 구동방식에서는 토크가 약하여 소모 전류를 낮출 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 토크는 코일의 권선 수와 소모 전류의 곱에 비례하는데 토크를 낮춤으로써 소모 전류를 낮출 수 있지만, 상기한 바와 같이, 종래에는 토크가 약하기 때문에 토크 자체를 낮출 수는 없으며, 이에 따라 소모 전류를 낮출 수 없다.
이로 인해, 대략 80mA ~ 85mA 정도 필요한 모터의 구동 전류는 배터리 소모를 가속화시켜 진동 모터를 적용한 기기의 장시간 구동을 어렵게 한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 토크는 그대로 유지하면서 모터의 소모 전류를 낮출 수 있는 구조를 갖는 편평형 진동 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적과 다른 목적, 이점 및 특징들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 편평형 진동모터에 있어서, 회전지지축 주위로 배치되는 다수의 주 코일과, 상기 주 코일 중 어느 하나와 직렬 연결된 보조코일을 포함하는 편평형 진동 모터가 개시된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 편평형 진동모터에 있어서, 회전지지축 주위로 배치되는 다수의 주 코일과, 상기 주 코일 각각에 직렬 연결된 한 쌍의 보조코일을 포함하는 편평형 진동 모터가 개시된다.
바람직하게, 보조코일의 중심은 상기 주 코일의 중심에서 기계각으로 실질적으로 60도 아래에 위치한다.
바람직하게, 상기 보조코일은 상기 회전지지축을 중심으로 상호 대향한다.
또한, 주 코일은 제어 IC를 중심으로 기계각으로 실질적으로 90도 아래에 배치될 수 있다.
바람직하게, 회로기판상에 유지 토크(Detent Torque)를 발생하기 위하여 코깅발생유닛이 상기 주 코일과 관련되어 설치될 수 있다.
상기 코깅발생유닛은 상기 주 코일 외부에 인접하여 설치되거나 상기 주 코일이 이루는 내부 공간에 설치된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 진동 모터를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 횡방향 절단 단면도이다.
도 3을 참조하면, 회로기판(100) 위에는 제어 IC(110)가 실장되고, 제어 IC(110)를 중심으로 기계각 90도 아래, 즉 회전지지축(150) 양측으로 주 코일(120, 120a)이 배치된다. 또한, 회로기판상에 유지 토크(Detent Torque)를 발생하기 위해 주 코일(120, 120a)의 위쪽과 아래쪽에 인접하여 각각 코깅 발생유닛(130, 130a)이 설치된다.
본 발명에 따르면, 보조코일(122)이 주 코일(120)과 직렬 연결되어 설치된다. 바람직하게, 보조코일(122)의 중심은 주 코일(120)의 중심으로부터 기계각으로 실질적으로 60도 아래에 위치하도록 보조코일(122)이 배치된다.
이와 같이 주 코일(120, 120a)과 보조코일(122)의 결선에 의해 등가회로는 도 5와 같게 된다. 이때, 주 코일(120, 120a)의 저항을 A(Ω)이라 하고, 보조코일(122)의 저항을 B(Ω)이라 하면, 전체 저항은 2A+B(Ω)이 되어 소모 전류는 감소된다.
또한, 다음의 식 1과 같이 토크는 도체의 수와 전류의 곱에 비례한다.
T ∝ Z × I
여기서, T는 토크이고, Z는 도체의 수이고, I는 전류이다. 상기 도체의 수는 권선 턴수의 2배이다.
따라서, 상기한 바와 같이, 소모 전류가 줄어들어도 도체의 수, 즉 권선 턴수가 증가하기 때문에 결과적으로 토크는 기존과 동등한 수준으로 유지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편평형 진동 모터의 횡방향 절단 단면 도이다.
이 실시예에 따르면, 주 코일(120, 120a)의 중심으로부터 각각 기계각으로 60도 아래에 그 중심이 위치하도록 주 코일(120, 120a)과 직렬 연결된 보조코일(122, 124)이 설치된다. 또한, 주 코일(120, 120a)이 이루는 내부 공간에 각각 코깅 발생유닛(140, 140a)이 설치된다.
이와 같이 주 코일(120, 120a)과 보조코일(122, 124)의 결선에 의해 등가회로는 도 6과 같게 된다. 이때, 주 코일(120, 120a)의 저항을 A(Ω)이라 하고, 보조코일(122, 124)의 저항을 B(Ω)이라 하면, 전체 저항은 2A+2B(Ω)이 되어 소모 전류는 상기의 일 실시예보다 감소된다.
따라서, 상기한 바와 같이, 소모 전류가 줄어들어도 권선 턴수가 증가하기 때문에 결과적으로 토크는 기존과 동등한 수준으로 유지될 수 있다.
상기한 실시예들에 의하면, 코일의 전체 저항이 증가함으로써 소모 전류를 줄일 수 있어 이에 따른 배터리 소모량을 줄일 수 있어 진동 모터를 적용한 기기를 장시간 구동할 수 있다.
또한, 소모 전류를 줄였어도, 권선 턴수가 증가하므로 토크는 기존과 동등한 수준으로 유지할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예를 중심으로 기술적 특징을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형을 가할 수 있으며, 이러한 변경이나 변형은 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 본 발명에 속함은 당연하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 코일의 전체 저항이 증가함으로써 소모 전류를 줄일 수 있어 이에 따른 배터리 소모량을 줄일 수 있어 진동 모터를 적용한 기기를 장시간 구동할 수 있다는 효과를 갖는다.
또한, 소모 전류를 줄였어도, 권선 턴수가 증가하므로 토크는 기존과 동등한 수준으로 유지할 수 있다는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 편평형 진동모터에 있어서,
    회전지지축 주위로 배치되는 다수의 주 코일과, 상기 주 코일 중 어느 하나와 직렬 연결된 보조코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 보조코일은 상기 주 코일의 중심에서 기계각으로 60도 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 보조코일은 상기 회전지지축을 중심으로 상호 대향하는 것을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.
    .
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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