제 1장 서론
제 1절 개발 대상기술의 개요
1.1 제품의 개요 및 효과
- 터치패널의 휴대폰에서 사용자가 패널 터치시,터치감으로 진동을 전달하는 햅틱
기능 구현을 위한 리니어 진동모터로,기존 제품에서 발생하는 문제점을 보완한 저소
음, 빠른 응답 속도,주파수 특성이 안정적인 스프링 공진형 리니어
진동모터를 개발하고자 한다.
- 기존의 리니어 진동모터는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
하부 브라켓이 구성이되고 전원 공급을 위해FPC가 브라켓 상면에 안착이 되며 전원이 공급되면 전자장이 발생하는 원형 형상의 코일이FPC상면에 고정된다.
상부에는 코일에 대향하여마그넷이 장착이 되고 마그넷의 자로 형성을 위해Yoke와Yoke Plate가 마그넷 주변으로 구성이 되어진다. Yoke상면에는 외부에서 인가되는 주파수에 의해 공진을 하는 판스프링이 장착이 되고 판스프링은 상부 케이스에 고정되어 진동력을 외부로 전
달한다.
그리고 진동력을 크게 하기 위해yoke의 외주연으로 고비중 진동자가 장착이되어 진동력을 향상 시킨다.
- 본 개발의 리니어 진동모터는 기존의 진동모터와는 달리 중앙부가 링 형상의 요크와 중앙부가 링형상의 판스프링을4점으로 용접함으로 측면 동작시 진동자가 쳐져서다른 부품과 터치에 의해 발생하는 소음을 제거한다.
- 본 개발의 리니어 진동모터는 4점 용접 구조에 의해 판 스프링의 외측 고정부와
내측 고정부간의 거리가 기존 모터 보다 작으므로 빠른 응답 속도를 가진다.
- 본 진동모터는 브라켓에 샤트프를 대신할 수 있는 코어가 장착되고,
상부 케이스
의 홈부에 고정이 되어 모터의 수직 외력에 의한 공진주파수가 이동되는 문제 및 진 동량이 변화되는 문제를 제거한다.
1.2 제품의 주요 특성
- 본 기술 개발의 리니어 진동 모터의 주요 특성은 다음과 같다.
항목 | 개발 목표 | 항목 | 개발 목표 |
정격 전압 | 2Vrms sine wave | 응답 속도 | 25ms/30ms(Rising/Falling) |
정격 전류 | 80mA 이하 | 기계적 터치 소음 | 20dB 이하 |
공진주파수 | 175Hz | 수명 | 1,000,000이상 |
진동량 | 1.3G ~ 1.8G |
|
|
제 2절 기술(또는 제품)개발의 필요성 및 중요성
2.1 제품 개발의 중요성
종전 제품의 공정중의 가장 큰 불량 원인은 측면 동작시 고비중 진동자의 자중에
의해 다른 부품과의 접촉으로 발생하는 접촉 소음이다.
전체 불량률의70%이상을차지하는 심각한 문제로 액상의 자성 유체를 접촉부에 도포하여 소음을 줄이고 있으나 완전한 해결책이 못된다.
또 다른 문제점은 모터에 수직 하중을 가할 때 발생하는공진주파수의 이동으로 인한 진동량이 저하되는 문제이다.
이는 생산 공정중의 검사공정에서 검사 오류를 일으키는 원인으로 심할 경우에는 소음까지 유발하는 문제를 안고 있다.
상기의 불량 유형은 종전의 모터 구조에서는 근본적으로 해결을 할 수 없는 문제로 생산 수율 저하로 인해 판매가격의 다.
20%정도의 가격 상승 요인으로 작용하고 있 중앙부에 샤트프 기능을 하는 코어가 장착이 되고,외경으로 코일이 안착 고정되어진다.
코일과 대향하여 마그넷이 장착이 되고,자로 형성을 위해 요크가 구성된다. 스프링은 외주연이 케이스에 고정이 되고 내측 링형상의4점이 요크와 용접 결합되는구조이다. 한다. 하측
요크의 외주연으로 고비중 진동자가 결합되어 진동력을 크게 하는 역할을FPC에 사인파가 공급이 되면 코일의 전자기가 극성이 교번되어 진동체를상,하로 움직여 주며 판스프링의 공진점에서 진동량이 최대화된다.
위 그림에서 스프링과 결합되는 요크의 외주연은 고비중 진동자 외경을 덮는 구조로도 가능하다.
개발하고자 하는 진동 모터는 그림1과 같이 종전의 리니어 진동모터에는 없는 샤트프 기능을 하는 코어가 장착되어 있다.
종전의 모터는 판스프링 운동 방향과 같은수직 방향으로 하중을 가하면 케이스가 변형이 일어나고,판스프링이 하측으로 이동을 하여 공진주파수가 이동되며, 이로 인해 진동량이 변하는 문제가 발생한다. 특히생산 공정중의 검사공정에서 지그에 안착하여 스크류로 고정을 하여 검사할 때 양품을 불량으로 혹은 불량을 양품으로 판정할 오류가 발생한다.
상기 코어는 자로를 형성하는 주 역할외에 수직 방향으로 하중을 가할 때 변화되는 특성을 제거하여 안정 된 품질을 확보한다.
그림2와 같은 기존 모터의 판스프링에서는 스프링의 내측이 1점으로 고정되는 구
조로 제품이 측면으로 놓일 경우 판스프링에 매달려 있는 고비중 진동자의 자중에
의해 진동체가 처지므로 타 부품과 접촉이 되어 동작시 접촉 소음이 발생한다. 또한
외부 충격에 코일과 맞닿을 경우 코일에 손상을 입혀 제품으로서 기능을 못하는 문 제도 발생한다.
그림3은 개발하고자 하는 제품의 판스프링으로 내측 링형상의 4점이 요크와 용접
결합된다.
종전의 모터와는 달리4점이 결합되므로 측면으로 안착 후 구동시 좌,우흔들림이 최소화 되어 타 부품과 접촉에 의한 소음이나, 손상이 발생하지 않는다. 또한 4점이 고정 되므로 충격에 진동체가 탈락되거나 코일이 손상되는 문제를 최소화시킬 수 있다.
또한 판스프링의 내측 고정부와 외측 고정부가 거리가 짧아지므로 리니어 진동 모터의 가장 중요한 기능인 응답속도를 줄일 수가 있다.
본 기술 개발 과제는 샤프트 기능을 하는 코어를 장착하여 영구자석의 자로를 형 성시켜주면서 수직 방향의 하중에도 케이스가 변형되지 않아 판스프링의 변형에 의한 공진주파수가 이동되어 진동량이 변화되는 문제점을 제거하고,
판스프링을 요크와4점으로 용접 결합되어 수직 방향으로는 원활하게 움직이되 수평 방향으로는 움직임 을 최소화 시켜 자세차에 의한 접촉 소음을 제거하고 충격에 부품이 손상되는 것을
방지한다.
그리고 판스프링의 내측 고정부와 외측 고정부간의 거리가 짧아져 햅틱용리니어 진동모터의 가장 중요한 기능인 응답 속도를 줄일 수 있다.
종전의 모터에서발생하는 불량의 대부분을 차지하는 위의 문제점을 근본적으로 해결하여 생산 수율 을 향상시켜 경쟁력 있는 공진형 리니어 진동 모터를 개발하고자 한다.
제 3절 국내외 관련 기술의 현황
터치 패널 휴대폰의 햅틱용으로 적용되는 공진형 판스프링을 이용한 리니어 진동 모터는 다수의 기업들이 참여를 하고 있으나 실제로 양산을 하는 업체는 국내외를통틀어서 삼성전기, LG이노텍 뿐이다.
최근 들어 중견 업체인 부전전자에서 양산 준비를 하고 있으나 나머지 업체들은 아직 개발 단계이다.
이처럼 양산 업체가 적은 가장 큰 이유는 높은 특허 진입 장벽과 특허 회피 구조 에서 상기 불량에 의한 특성이 불안정하기 때문이다.
[그림4 기존의 리니어 진동 모터 단면도 및 스프링 구조]
▶리니어 진동모터 제조사별 주요 특징
제조 업체 | 특허 현황 | 진동량 | 응답 속도 | 기계적 터치 소음 | 구조적 특징 | 주요 문제점 |
삼성 전기 |
등록 | 1.25 ~ 1.7 | 30ms/ 50ms | 35dB Max | 그림4의 구조 | 접촉 소음. |
LG 이노텍 | 특허 제휴 | 1.25 ~ 1.7 | 30ms/ 50ms |
35dB Max |
그림4의 구조 | 접촉 소음. 수직 하중시 주파수, 진동량 변화 |
부전 전자 | 전용 실시권 | 1.25 ~ 1.7 | 25ms/ 50ms |
35dB Max | 스프링을 리벳팅하여 고정 | 리벳팅부 소음. 리벳팅 구조로 인해 접촉 소음이 더욱 심함. |
마그토피아 |
출원 예정 |
1.30 ~ 1.8 |
25ms/ 30ms |
20dB Max | 코어가 장착되는 구조. 스프링이 4점 용접 결합되는 구조 |
|
제 2장 과제 개발내용 및 방법
제 1절 기술개발의 목표
터치패널의 휴대폰에서 사용자가 패널 터치시,터치감으로 진동을 전달하는 햅틱
기능 구현을 위한 리니어 진동모터로,기존 제품에서 발생하는 문제점을 보완한 저소
음, 빠른 응답 속도,주파수 특성이 안정적인 스프링 공진형 리니어 진동모터를 개발
하고자 한다
이를 위해 외측이 케이스에 고정되고 내측이 요크에 고정되는 판스프링에서 중앙
부가 링 형상의 구조로,요크와 중앙부가4점으로 용접됨으로 자세차에 의해 진동자
가 쳐저서 다른 부품과 터치에 의해 발생하는 소음을 제거한 저소음 리니어 진동모 터를 개발하고자 한다.
또한 판스프링의 중앙부가4점 용접 구조에 의해 판 스프링의 외측 고정부와 내측
고정부간의 거리가 기존 모터 보다 작으므로 빠른 응답 속도를 가지는 리니어 진동 모터를 개발하고자 한다.
마지막으로 브라켓에 샤트프를 대신할 수 있는 코어가 장착되고 상부 케이스의 홈 부에 고정이 되어 모터의 수직 외력에 의한 공진주파수가 이동되는 문제 및 진동량 이 변화는 문제를 제거한 안정적인 주파수 특성을 가지는 리니어 진동모터를 개발하고자 한다. 이다.
아래는 본 연구에서 개발될 진동모터의 개발 최종 목표성능을 나타낸 것
제 2절 개발내용 및 범위
정밀 프레스 부품 제작.특히 판 스프링은 리니어 진동 모터에서 가장 중요한 부품
으로 재료의 두께, Arm부의 폭, 장 제작이 어려운 부품이다.
열처리 조건 등에 따라 공진주파수가 달라지므로 가
따라서 내구성 보완을 위한 응력 해석과 진동 및 피로 해석 등으로 판스프링의 구 조 해석을 실시하여 이론에 근거한 부품 설계를 실시한다.
[판스프링 해석 예]
또한 진동모터는 전자장 형성과 전류에 의해 구동되므로 전자기장 해석이 필수적이
다. 따라서 본 과제에서는 영구 자석과 전자석간의 전자기장 해석을 통해 효율이 높
은 모터를 설계한다.
[전자기장 해석 예]
코어는 자로형성에 중요한 영향을 미치므로 코어의 재질 및 사이즈의 최적화 설계를 수행한다.
그리고 소형 부품인 판스프링과 케이스,판스프링과 요크간의 레이저용접 결합 기술을 개발한다.
본 과제에서 개발될 리니어 진동 모터의 구조도는 아래와 같다.
[그림5 개발 예정 제품의 구조도]
아래는 리니어 진동 모터를 구성하는 부품의 재질과 가공방법, 기능을 나타낸 것이다.
부품명 | 재질 | 가공 방법 | 기능 |
케이스 | SUS 304 | 프레스 | 스프링 고정. 하우징 |
판스프링 | SUS 301 | 프레스. 열처리 | 공진형 스프링. 진동력 전달 |
요크 | SPC | 프레스 | 영구 자석의 자로 형성 |
마그넷 | Nd 소결 | 가공 |
|
요크 플레이트 | SPC | 프레스 | 영구 자석의 자로 형성 |
진동자 | 텅스텐 | 소결 | 진동력 증가 |
코일 | Self Bonding Wire | 권선 | 전자장 형성 |
코어 | Ni permalloy | 선삭 | 자로 형성. 샤프트 |
FPC | PI | 가공. 프레스 | 코일에 전원 공급 |
브라켓 | SUS 304 | 프레스 | 코어 고정. |
위의 목표를 달성하기 위한 개발 흐름도는 아래와 같다.
제 3절 평가항목 및 개발 방법
1.1 평가항목
본 과제에서 개발된 리니어 진동모터 특성 중 중요한 평가항목은 소비전류, 진동량, 수명,
공진주파수,응답속도이다.
아래 표는 각 평가항목에 대한 구체적인 목표치와 평가 방법을 나타낸다.
평가항목 (주요성능 Spec1)) | 단위 | 비중2) (%) | 세계최고 수준 (보유국/보유기업) | 연구개발전 국내수준 | 개발목표치 | 평가방법3) |
1.소비 전류 | mA | 10 | 90이하 | 90이하 | 80이하 | 전류계 |
2.진동량 | G | 30 | 1.25 ~ 1.7 | 1.25 ~ 1.7 | 1.3 ~ 1.8 | 진동량 측정기 |
3.수명 | 회 | 15 | 1,000,000 | 800,000 | 1,000,000 | Aging Tester |
4.공진주파수 | Hz | 20 | 175 | 175 | 175 | 주파수 분석기 |
5.응답 속도 | ms | 25 | 30/50 | 30/50 | 25/30 | 주파수 분석기 |
1.2 기업연구인력 활용방안
1.2.1 개발목표 설정
- 기존 제품에서 발생하는 문제점을 보완한 저소음, 인 스프링 공진형 리니어 진동모터 개발
- 기존 기술의 문제점 파악 및 보완 방법 검토
- 경쟁사 및 관련 기술 자료조사
빠른 응답 속도,주파수 특성이 안정적
1.2.2
개발대상의 설계,제작,테스트
연구인력 | 활용 방안 | 비고 |
김호영 | 1. 리니어 진동 모터, 터치 휴대폰 관련 자료 수집 2. 전자기 해석 및 최적의 자기 효율 구현 방안 모색 | 전자기 해석 관련 금오공 대 자문 요청 |
김춘회 | 1. 리니어 진동모터의 구조 설계, 해석 2. 판스프링 구조 해석 | 금 오 공 대 와 공동 실시 |
이세곤 | 1. 시제품 제작 2. 공진 주파수 변화 요인에 대한 실험적 데이터 산출 | 금 오 공 대 와 다양한 방법 으로 수행 |
최명섭 | 1. 시제품 제작 2. 실험 데이터 산출 및 제품 이력 관리 |
|
3.3. 주관기관 활용방안
3.3.1 주관기관 연구인력 활용방안
- 공학적 기초이론에 근거한 기술적 개발 검토
- 판 스프링에 대한 구조해석 및 자기,진동,피로 해석
- 기술적 자료 검증
연구인력 | 활용 방안 | 비고 |
김인수 | 1. 리니어 진동 모터 기초 설계 2. 전자기 및 구조 진동 해석 총괄 3. 리니어 진동 모터 테스트 및 데이터 수집 분석 | 마그토피아와의 공동연구로 최 적 설계 진행 |
김영식, 김기범 | 1. 리니어 진동모터의 핵심 부품인 판스프링 구조 및 진 동 해석 2. 마그넷과 진동자를 포함한 전체 시스템의 자기 및 구 조 해석 | 실제 데이터와 의 비교를 위해 마 그 토 피 아 와 feedback |
김재익, 박흥석 | 1. 시제품에 대한 진동 및 소음 측정 실험 2. 데이터 수집 및 분석 | 마 그 토 피 아 와 실험데이터 공 유 |
3.3.2 주관기관 기자재 활용방안
1. 소음 및 진동 측정
2. 리니어 진동 모터 관련 실험 데이터 수집 및 분석
기자재명 | 규격 | 수량 | 용도 | 보유현황 | 활용도 및 시기 |
Laser 변위 센서 | JP/LC-2400A | 1 | 진동 및 변위 측정용 | 금오공대 | 전기간 |
Gap Sensor | ADE Techlogies US/Microsence | 3 | 진동 및 변위 측정용 | 금오공대 | 전기간 |
Laser Vibrometer | OFV-3002-S | 1 | 진동 및 변위 측정용 | 금오공대 | 전기간 |
3차원 측정기 | NI 3D-2031X | 1 | 진동 및 변위 측정용 | 금오공대 | 전기간 |
PIMENTO | LHS Pimento 8ch | 1 | 데이터수집ㆍ분석 | 금오공대 | 전기간 |
데이터획득장치 | MD2100 | 1 | 데이터수집ㆍ분석 | 금오공대 | 전기간 |
데이터획득장치 | NI PXI-1042Q | 1 | 데이터수집ㆍ분석 | 금오공대 | 전기간 |
신호분석기 | DI2200 | 1 | 데이터수집ㆍ분석 | 금오공대 | 전기간 |
소음측정기 | B&K 2239A sound level meter | 1 | 소음 측정용 | 금오공대 | 전기간 |
에뮬레이터 | Dspace 1104 | 1 | 디지털 제어용 | 금오공대 | 전기간 |
제 3장 사업성과
제 1절 기술적 성과
본 연구에서 개발된 리니어 모터는 저소음,
빠른 응답속도,안정된 주파수 특성의고효율 모터일 뿐만 아니라, 생산 수율 향상으로 원가 경쟁력 향상이 기대된다. 또한
모터의 조립이 간단하여 자동화 도입이 가능하여 원가 절감 효과가 있으며,공진형 판스프링 기술은 리니어 진동 모터뿐만 아니라 진동 스피커 등 판스프링 응용 제품에 두루 사용될 수 있으므로 관련 제품에 시너지 효과를 창출할 것으로 기대된다.
또한 본 과제를 통해 초소형 리니어 모터를 제작할 수 있는 정밀 프레스 금형 제작 인프라를 구축하게 되었으며 인프라를 적용하여 시작품을 제작할 수 있게 되었다.
본 과제에서는 판 스프링의 용접에 레이저 용접 기법을 이용했는데 이를 통해 레이 저 용접 기술을 확보할 수 있었으며 차후 관련 응용 기술 확대에 기여할 것으로 여겨 진다.
제 2절 경제적 성과
아래 그래프는 전세계 터치 휴대폰 시장 전망을 나타낸 그래프이다.
[그림6 전세계 터치 휴대폰 시장 전망]
리니어 진동모터의 최대 수요처는 터치 휴대폰 시장으로 점차적으로 디지털 카메라
및 게임기에도 적용이 되고 있어 잠재 수요가 늘어날 것으로 예상된다.
그래프에서 보듯이 2013년도까지 연평균성장률(CAGR) 50%의 높은 성장률을 보인다.
아래 그래프는 것이다.
09년도 휴대폰 제조업체 진동모터 유형별 적용 현황 추정치를 나타낸
(단위 : 백만원)
2009년도 국내 업체3사 휴대폰 생산량은 약 3억5천만대로 예상하고 있으며, 2010년
도는 국내 휴대폰 생산량의40%이상이 터치 스크린 휴대폰으로 전환 예상되며, 월별
소요량이 약1,500만개 이상 될 것으로 추정하고 있다(2010년2월 2일 전자신문 발췌)
현재 삼성전기가 약70%이상 독점 공급을 하고 있으며,당분간은 삼성전기 독점 체
제가 유지될 것으로 보인다.
노키아,모토로라 등 기타 메이저급 제조 업체들은Bar형진동 모터를 장착하고 있으나, 09년도 하반기부터 리니어 진동 모터를 검토하고 있는 것으로 파악되고 있다.
본 과제에서 개발된 진동모터는 이러한 시장성을 가질뿐만 아니라,
불량율 감소에따른 20%이상 원가 절감 효과로 원가 경쟁력 갖출 수 있게 되었으며,
원가 경쟁력으로 전량 수입에 의존하는Bar형 진동 모터 시장의 수입 대체를 가능하게 하여 년간 약500억원 수입을 국산으로 대체할 수 있게 되었다.
또한,터치폰 중국 시장 활성화로 중국 시장으로 판로 확대가 기대되며,저 소음, 빠른 응답속도로 휴대폰 시장 이외의 게임기,디지털 카메라 등 기타 터치 패널 제품으로 시장 확대가 기대된다.
또한 이러한 개발을 통해 국제 경쟁력 강화 및 활발한 지역 고용 인력 창출도 기대된다.
제 4장 결론
제 1절 공학적 해석
정밀 프레스 부품 제작 중 특히 판 스프링은 리니어 진동 모터에서 가장 중요한 부
품으로 재료의 두께, Arm부의 폭,열처리 조건 등에 따라 공진주파수가 달라지므로 가
장 제작이 어려운 부품이다.본 연구에서는 판스프링을 설계한 후 판스프링의 내구성
을 예측하기 위해 응력해석을 실시하였다. 응력해석을 위해 설계한 모델링으로 파란점은 판스프링이 케이스에 고정되는 부분을 나타내며, 그림 8의 빨간점은 스프링이 진동체인 요크 플레이트에 연결되는부분으로z뱡향으로 거동하게 된다.
10은 응력해석 결과로 요크 플레이트가0.7mm움직일때 나타나는 등가 응력분포와 전단 응력 분포를 나타낸 것이다.
판 스프링의 각 고정부를 이어주는스프링부의 시작부분에 최대 응력이 발생하는 것을 알수 있다.
또한 그림10은 전단응력 분포 해석 결과를 나타낸 것으로 등가 응력 분포와 같은 지점에 최대 응력이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
따라서 강도를 개선하기 위해 이 부분을 보강하거나 만약구조가 바뀔 경우,공진점이 바뀔 수 있다면 일반SUS 301의 경우 항복강도가415Mpa이므로 항복강도가965Mpa이상되는
Alleghency Lidium 사의SUS 301을추천한다.
또는 일반SUS를 사용하더라도 열처리를 통해 강도를 향상시키기를 권한다.
12는 자장해석 결과를 나타낸 것으로 그림11은 자속 밀도가 가장높은 요크 플레이트의 자속 밀도 분포로 마그넷에서 생성된 자기장이 지날 수 있는 자로를 형성하며 해석결과
4.5
테슬라 정도의 자속 밀도가 형성되는 것을 확인할 수 있다. 반면 리니어 진동 모터 케이스 옆면에 발생하는 자기누설은0~1.1테슬라,케이스중심부의 자기누설은
1.1~1.7
테슬라로 해석될 뿐만아니라 케이스 밖으로의 자속 누설분포도 작은 것을 알수 있다.
그림 17의 위쪽 그림은 자로형성과 축 역할을 하는 코어를 나타내고 아래쪽 그림은
코어를 지지하고 케이스의 아래 덮게 역할을 하는 브라켓을 나타낸다.
그림 18은 제작된 부품의 최종 조립과정을 나타낸다. shaft를 브라켓에 레이저 용접
했으며 특별히 판스프링을 케이스와 요크에 레이저 용접하여 특성치 변화를 최소화 하
였다. 그 외 비교적 제품의 특성에 영향을 주지 않는 부품은 본딩 처리를 하였다.
그림 19의 위쪽 그림은 조립된 진동모터의 상부와 하부를 나타내며 상부와 하부를
본딩하는 것을 보여준다. 아래쪽 그림은 최종적으로 조립된 진동모터를 나타낸 것이다.
최초 조립과정에서 부품이 워낙 작고 섬세하여 본딩이 제대로 되지 않아 실제 시작품
테스트에서 발생했으나,shatt가 제자리에서 이탈되거나 브라켓과 케이스가 떨어지는 등의 문제점이 이후 지그 사용과 새로운 본딩 방법으로 이러한 문제를 극복하여 원하는성능에 도달할 수 있었다.
제 3절 기술개발의 평가 항목 결과
본 연구에서 개발된 평가항목은 아래와 같다.
평가항목 (주요성능 Spec1)) | 단위 | 비중2) (%) | 세계최고 수준 (보유국/보유기업) | 연구개발전 국내수준 | 개발목표치 | 평가방법3) |
1.소비 전류 | mA | 10 | 90이하 | 90이하 | 80이하 | 전류계 |
2.진동량 | G | 30 | 1.25 ~ 1.7 | 1.25 ~ 1.7 | 1.3 ~ 1.8 | 진동량 측정기 |
3.수명 | 회 | 15 | 1,000,000 | 800,000 | 1,000,000 | Aging Tester |
4.공진주파수 | Hz | 20 | 175 | 175 | 175 | 주파수 분석기 |
5.응답 속도 | ms | 25 | 30/50 | 30/50 | 25/30 | 주파수 분석기 |
본 과제에서 개발된 진동모터의 특성이 목표치에 맞게 되었는지 확인하기 위해 휴대
폰 진동 측정 전문업체인BAKO사의 측정 장비를 이용하여 측정하였다.
19와 같이 진동 모터를 진동 모터용 지그에 장착한후 덮개를 덮은 후 그 위에 가속도
센서를 달아 진동 모터의 특성을 분석하였다. 그림 20은 진동모터에 전원을 공급하여
성능을 측정하는 실험을 보인 것이다.
스크린에 소비전류,진동량,공진주파수,응답속도 등이 표시된다. 그림 21은 진동모터를 장착한 지그의 주파수 응답을 보인 것이다.
175Hz에서 공진이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
표 1은9개의 시편에 대해 소비전류(current),진동량(vibration),공진주파수(resonance
frequency),상승시간(rising time),하강 시간(falling time)을 측정한 것이다.
측정결과가목표치를 만족함을 확인할 수 있다.
진동모터의 공진주파수가175Hz이므로 진동모터는 초당
175회 움직이게 된다. 당초목표가100만회 이상을 견디는 것을 기준으로 할때,
수명 시험은2V 175Hz sine 파를1시간35분 동안 지속적으로 진동모터에 가하는 것을 통해 이루어진다.
실험결과 목표
시간이 지난 후에도 진동력에 문제가 없었으며 모터의 손상 없이 잘 구동되는 것으로 확인할 수 있었다.
[표 1 진동모터 성능측정 결과]
NUM | Current | Vibration | Frequency | RisingTime | FallingTime |
1 | 68 | 1.46 | 178.7 | 15.8 | 32.8 |
2 | 67.2 | 1.42 | 179.2 | 15.2 | 36.2 |
3 | 67.5 | 1.52 | 177.9 | 17.3 | 35.1 |
4 | 68.2 | 1.31 | 179.4 | 14.3 | 37.6 |
5 | 68.3 | 1.46 | 178 | 16.2 | 38.9 |
6 | 68.1 | 1.26 | 179.6 | 13.8 | 37.1 |
7 | 67.9 | 1.36 | 178.9 | 15 | 36.2 |
8 | 67.6 | 1.32 | 178.5 | 14.8 | 34.3 |
9 | 67.6 | 1.34 | 179.3 | 14.5 | 31.3 |
제 3절 향후 계획
본 연구에서 개발된 진동모터기술 및 정밀 프레스 금형 기술,조립 및 레이저 용접
기술에서 자동화 할 수 있는 부분을 최대한 모색하여 인건비를 줄임으로 국내 생산 방
안을 검토할 예정이다.
중국 내수 시장은 중국 청도 공장을 활용하여 현지화 및 생산을 확대할 예정이다.
그리고 삼성, LG전자,평택 등 국내사 휴대폰 업체에 개발된진동 모터를 납품하는 것으로 시작하여 세계 시장으로의 점유율을 높일 계획이다. 뿐만 아니라 진동모터를 적용할 수 있는 게임기, 으로 시장 확대를 모색하고 있다.
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