JP2007053891A - 一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】作業工程が簡単であるばかりでなく、不良率を減らすことができるのでモータの寿命を延長できる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供する。
【解決手段】整流子と接する接触部を備えたアームと、前記アームより延長されて振動モータのブラケット上に固定されるリードワイヤと繋がれる位置まで延長される延長部を備え、前記アームと前記延長部は一体に形成された一体型ブラシ。また、対称な形状を有する上記の一体型ブラシを一対有する一体型ブラシ対であってもよい。
【選択図】図４

Description

本発明は、本発明は、振動モータ及びこれに使用されるブラシに関する。

偏心ロータを用いた振動モータは、最近ポータブル電話機またはＰＤＡなどのようなポータブル端末機の着信手段として広く使用されている。さらに、端末機の小型化により振動モータの小型化及び薄型化が要求されている。

図１は従来の振動モータの構造を示す断面図である。従来の振動モータは底部にブラケット１が具備され、ブラケット１の中央には軸９の片端が挿入されて固定され、軸の他端はケース８により固定される。ケース８は振動モータの複数の部品を外部の干渉から保護する役目をする。ブラケット１の上面には微細な厚さを有する印刷回路基板１２が配置される。

中央の印刷回路基板１２上の周りにはＮ、Ｓ極が交互に着磁された多極のマグネット２が附着され、マグネット２の貫通された中央の空間部には印刷回路基板１２に下端の附着された一対のブラシ（ｂｒｕｓｈ）３が所定の角度で具備されている。そして軸９の所定の位置にはベアリング１１が挿入され、ベアリング１１の外周面には偏心ロータ１０が挿入される。ロータ１０の下面にはブラシ３と接触する扁平型整流子７が配列されている。

上記偏心ロータ１０は、ハード基板４と、上記ハード基板４上に固定され、ロータ１０の偏心量を大きくする重量体１３とを有する。巻線コイル６は整流子７と電気的に繋がれていて、上記ブラシ３を通じて電流が供給されると電場を生成する。このように生成される電場と上記マグネット２によって生成される磁場の相互作用により上記ロータ１０を駆動する電磁気的な力が発生する。上記重量体１３は上記ロータ１０上に偏心されて位置しながら上記ロータ１０の偏心量を大きくする役目をする。

上記ブラシ３は上記整流子７と接触しながら外部から供給される電流を上記整流子７を通じて上記巻線コイル６に供給する。上記ブラシ３と接する整流子７は上記ロータ１０と同時に回転するので、上記ブラシ３は上記ロータ１０の回転にもかかわらず上記整流子７と電気的に接触する必要がある。もし、上記ブラシ３と上記整流子７の接触状態が解除されると振動モータの作動ができないので、モータ全体の故障を誘発する。

図２は従来の振動モータでの印刷回路基板１２にブラシ３が半田付け（図３ａのＳ）により附着された状態を示す平面図であり、図３ａは図２のブラシ３の固定された印刷回路基板１２を側面より見た概略図である。そして、図３ｂはブラシと基板の一部が変形された状態を示す概略図である。

図２乃至図３ａに示されているように、従来のブラシ３は印刷回路基板１２とは別個に形成されて半田付け部Ｓにより印刷回路基板１２の銅箔である導電性パターン１５に附着される。上記導電性パターン１５は上記ケース８の外部に延長されてメッキ部（未図示）と繋がれて、上記メッキ部は外部のリードワイヤ（未図示）などと繋がれる。そして上記印刷回路基板１２は両面テープ１９により上記ブラケット１の底に固定される。

しかし、従来のブラシ３は半田付け部Ｓによって銅箔である導電性パターン１５に接着されるので、組み立ての工程が非常に複雑で生産性が低いだけではなく、不良率の高い問題点を誘発する。そして、半田付け過程にてブラシの高さを正確に設定しにくいので、ブラシと整流子間の摩擦などによりブラシが損傷されてモータの寿命が短縮される問題点がある。

また、このようにブラシ３をフレキシブル印刷回路基板１２に固定させる半田付け手段は、ブラシとフレキシブル基板の汚染及び適しない半田付け条件により不良を発生するだけではなく、半田付け時発生して周辺を汚染させる半田ボールは二つのブラシ間のショート（Ｓｈｏｒｔ）を誘発させることもある。そして、図２乃至図３ａのように、半田付けされる面積が狭小であるばかりでなく、上記ブラシ３が軟質のフレキシブル印刷回路基板１２に固定されるので持続的に荷重を受けるブラシにおいて、図３ｂに示されているように、ブラシ３の固定部及び周辺のフレキシブル印刷回路基板１２の浮き立つ変形が発生する。図３ｂのようなブラシ３の変形はブラシ３と整流子７間の接触能力を落とすので振動モータの品質を落とす原因となる。

また、印刷回路基板１２であるフレキシブル基板は、製品内部のメッキ線１７が外部に露出されるが、このメッキ線１７は周りの導電性材料との接触時ショートを誘発することがある。そして、上記フレキシブル基板は多くの段階の複雑な製造工程により高い材料費を有する。

本発明は、作業工程が簡単であるばかりでなく、不良率を減らすことができるのでモータの寿命を延長できる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、半田付け工程が必要ないのではんだボールによる周辺の汚染がなく、はんだボールによるブラシ間のショートの発生する危険のない一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することである。

すなわち、本発明は、銅箔とブラシが一体に形成されるのでブラシを銅箔に附着するための半田付けが必要なく、したがって生産性が高くてブラシの位置調節が容易いので信頼性の優れた一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明のまた他の目的は、ブラシの固定される面積が充分に広くてブラケットとブラシ間の絶縁フィルムの分離する危険が非常に少なく、これによりブラシのテンションの変化が非常に少なくて振動モータの安定的な品質を確保することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することである。

本発明のまた他の目的は、メッキ線がないのでメッキ線と周辺部品とのショートの発生する可能性がない一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することである。

本発明のまた他の目的は、高価のフレキシブル基板を使用しなく絶縁性フィルムのみを使用するので製造単価を節減することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することである。

本発明のまた他の目的は、ブラシを精緻に位置設定することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することである。

本発明は上記のような目的を果たすために次のような実施例によって具現される。

本発明の一実施形態による一体型ブラシは、整流子と接する接触部を備えたアームと、上記アームより延長されて振動モータのブラケット上に固定され、リードワイヤと繋がれる位置まで延長される延長部とを具備し、上記アームと上記延長部は一体に形成される。

このような実施例によって本発明は、銅箔とブラシが一体に形成されるのでブラシを銅箔に附着するための半田付けが必要ない。したがって、本発明は生産性が高くてブラシの位置調節が容易いので信頼性の優れた振動モータの一体型ブラシを提供することができる。また、半田付けによるはんだボールの生成の心配がないのでブラシ間のショートを防止することができる。そして、ブラシの固定される面積が充分に広くてブラケットとブラシ間の絶縁フィルムの分離する危険が非常に少なく、これによるブラシのテンション変化が非常に少なくて振動モータの安定的な品質を確保することができる振動モータの一体型ブラシを提供することができる。また、メッキ線がないので、メッキ線と周辺部品とのショートの発生する可能性のない振動モータの一体型ブラシを提供することができるし、高価のフレキシブル基板を使用しないで絶縁性フィルムのみを使用するので製造単価を節減することができる。

ブラシ対は、対称な形状を有する一対のブラシを有する。そして、上記アームは複数個のセグメントにより形成されてもよい。上記延長部は下部絶縁性フィルムにより上記ブラケットに固定され、上記延長部の上部には上部絶縁性フィルムが附着されて外部との絶縁を維持する。

本発明の別の実施形態による振動モータは、上記の一体型ブラシを備え、ブラケット溝を備えるブラケットと、上記ブラケットと結合して外体を形成しケース溝を備えるケースと、上記ブラケット溝及び上記ケース溝に両端部が挿入されて固定されるシャフトと、上記シャフトに挿入されて上記一体型ブラシにより電流の供給を受けてコイルに伝達する整流子を備えた偏心ロータと、上記整流子と対向される位置で上記ブラケットに固定されるマグネットを含む。

上記偏心ロータは非対称的形状を有するハード基板と、上記ハード基板上に位置する重量体とを含み、上記整流子は上記ハード基板の下面に形成され、上記コイル及び上記重量体は固定部材により上記ハード基板上に位置する。

上記偏心ロータはベアリングを媒介として上記シャフトに挿入されることが好ましい。また、上記偏心ロータは上記シャフトに挿入されたワッシャにより支持されることが好ましい。上記重量体はタングステンより成ることが好ましい。上記固定部材はプラスチック射出物より成ることが好ましい。上記コイルはパターンコイルであることが好ましい。上記重量体は扇形形状を有しその中心角は１８０゜以下であることが好ましい。上記重量体は上記ハード基板の最外殻に配置されることが好ましい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、作業工程が簡単であるばかりでなく、不良率を減らすことができるのでモータの寿命を延ばすことができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明は、半田付け工程がないのではんだボールによる周辺の汚染がなく、はんだボールによるブラシ間のショートの発生する危険がない一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明は、ブラシの固定される面積が充分に広くてブラケットとブラシ間の絶縁フィルムの分離される危険が非常に少なく、これによりブラシのテンション変化が非常に少なくて振動モータの安定的な品質を確保することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明は、メッキ線がないので、メッキ線と周辺部品とのショートの発生する可能性がない一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明は、高価のフレキシブル基板を使用しなく絶縁性フィルムのみを使用するので製造単価を節減することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

本発明は、ブラシを精緻に位置設定することができる一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータを提供することができる。

整流子と接する接触部を備えたアームと、アームより延長されて印刷回路基板の銅箔と一体に形成された固定部を含んで、固定部はカバーレイにより印刷回路基板上に固定される。

以下、添付される図面を参照して本発明の好ましい実施例による一体型ブラシ及びこれを備えた振動モータに対してより具体的に説明する。

図４は本発明の一実施例によるブラシの平面図であり、図５は図４の断面図である。本発明の実施例によるブラシ３０は、図４乃至図５に示されているように、アーム３１と上記アーム３１より延長された延長部３３を備える。

上記アーム３１は図４に示されているように、内側に折り曲げられた形状を有する。そして、上記アーム３１の一端部には図５に示されているように、断面が円弧形状である接触部３１ａを有する。上記接触部３１ａは、整流子の下面と接触する。

上記アーム３１は、多数個のセグメント３１ｂ、３１ｃより成り得る。これにより一つのセグメントが整流子と接触しなくても他のセグメントが整流子と接触できるので信頼性の優れたブラシを提供することができる。

上記アーム３１にはロータの回転により反復的に疲労荷重が加わり、このような疲労荷重は上記アーム３１と整流子の接触状態を解除する。上記アーム３１と整流子の接触状態が解除されたりまたは接触状態が不良な場合にはモータの作動が不良になる。したがって、上記ブラシ３０は、ＭＸ２１５等のように電気及び機械的性質の優れた材料により形成されることが好ましい。また、上記セグメント３１ｂと３１ｃ間の溝を長く形成することにより上記セグメント３１ｂ、３１ｃがそれぞれ独立的に接触できるようにすることが好ましい。すなわち、上記セグメント３１ｂと３１ｃ間に形成される溝の長さが長いほど上記セグメント３１ｂ、３１ｃがそれぞれ独立的に作用できるので一つのセグメントが整流子と接触しなくても他のセグメントが整流子と接触できるようになる。

上記延長部３３は上記アーム３１より延長されて振動モータの下部絶縁フィルム（図５の４３）によってブラケット上に固定される。上記下部絶縁フィルム４３はブラケットに上記延長部３３を固定するだけではなく、ブラケットと延長部３３の間を絶縁する役目をする。

上記延長部３３は上記アーム３１と一体に形成されて、上記延長部３３の一端部は振動モータ外部のリードワイヤと半田付けなどによって繋がれる。このように本発明は、上記アーム３１と上記延長部３３を一体に形成するのでブラシを固定するための半田付けをする必要がない。したがって、本発明は生産性が高くてブラシの位置調節が容易いから信頼性の優れた振動モータの一体型ブラシを提供することができる。

上記延長部３３の上には上部絶縁フィルム４１が配置される。上記上部絶縁フィルム４１は、上記延長部３３を振動モータの他の部品から電気的に絶縁するだけではなく、上記延長部３３をより堅固に固定する役目をする。

本発明は上記延長部３３の全体がブラケットに固定されるのでブラシ３０の固定される面積が充分に広くてブラケットとブラシ３０間に附着された下部絶縁フィルムの取れる危険がないだけではなく、これによるブラシ３０と整流子間の接触状態が解除される心配がなくなる。また、上記延長部３３が高価のフレキシブル基板を代替するので製造単価を節減することができる。

図６は本発明の実施例による一体型ブラシを用いた振動モータの断面図である。図６に示されているように、振動モータは外体を形成し、内部の部品を保護するブラケット５１と上記ブラケット５１に結合するケース５３、上記ブラケット５１の底に固定される一体型ブラシ３０、上記ブラシ３０の延長部３３と電気的に接続されるリードワイヤ５５、上記ブラケット５１の底に附着される円型のマグネット５７、上記ブラケット５１ 及び上記ケース５３に挿入されて固定されるシャフト５９、上記シャフト５９に挿入されるベアリング６１、上記ベアリング６１を媒介として上記シャフト５９に挿入されて回転に応じて振動を誘発する偏心ロータ６３を含む。

上記ブラケット５１の中央には、図６に示されているように、上記シャフト５９の挿入されるブラケット溝５１ａが形成されている。上記ブラケット溝５１ａには上記シャフト５９の下端部が挿入されて固定される。上記ブラケット５１の上面には上記下部の絶縁フィルム４３が位置し、上記下部の絶縁フィルム４３の上にはドーナツ形状を有するマグネット５７が位置する。上記ブラケット５１は上記ケース５３と結合する。

上記ケース５３の中央には、上記シャフト５９の挿入されるケース溝５３ａが形成されている。上記ケース溝５３ａには上記シャフト５９の上端部が挿入されて固定される。上記ケース５３の下面は上記偏心ロータ６３と一定間隔で離隔されている。

上記マグネット５７は、上記ブラケット５１の上面に位置する。上記マグネット５７はドーナツ形状を有し、内部空間には上記ブラシ３０とシャフト５９が位置する。上記マグネット５７は少なくとも２極以上が着磁される。上記偏心ロータ６３に対する電子気力を大きくするために、上記マグネット５７を４極以上にすることが好ましい。マグネット５７は、Ｎ極及びＳ極が等しい大きさを有して交互に着磁される。上記マグネット５７は磁場を形成し、この磁場と上記偏心ロータ６３のコイル６９により発生する電場がフレミングの左手の法則によって力を発生して偏心ロータ６３を駆動する。

上記シャフト５９の上端部及び下端部は、ケース溝５３ａ及びブラケット溝５１ａにそれぞれ挿入されて固定されることにより、上記偏心ロータ６３の回転時上記偏心ロータ６３を支持する役目をする。上記シャフト５９の所定の位置には上記偏心ロータ６３の回転をなだらかにさせるベアリング６１が挿入され固定される。上記ベアリング６１は、上記シャフト５９に挿入され固定されたワッシャ７７により支持される。

上記ワッシャ７７は上記シャフト５９に挿入され固定される。上記ワッシャ７７は上記偏心ロータ６３の下面または上記ベアリング６１と接しながら偏心ロータ６３を支持する役目をする。したがって、振動モータに外部的衝撃が加わる場合にも、上記偏心ロータ６３は上記ワッシャ７７によって支持されるので上記シャフト５９上の元の位置より離脱しない。

上記偏心ロータ６３は、上記ベアリング６１を媒介として上記シャフト５９に挿入されて回転する。上記偏心ロータ６３は上記シャフト５９に挿入される貫通孔を中心として偏心されているが、これは上記偏心ロータ６３の回転により偏心量を誘発することから振動を発生させるためである。上記偏心ロータ６３は、ハード基板７１と、上記ハード基板７１上に固定される重量体６５、コイル６９及び固定部材７３より成る。

上記ハード基板７１は上記重量体６５、コイル６９及び固定部材７３を支持し、裏面には整流子７５が附着されている。上記整流子７５は上記ブラシ３０と接触しかつ上記コイル６９とも繋がれている。したがって、上記整流子７５は上記ブラシ３０を通じて入力される電流が上記コイル６９に入力される通路となる。上記整流子７５は銅のような金属箔が一定した間隔で配列された構成を有する。

上記重量体６５は上記固定部材７３により上記ハード基板７１上に固定される。上記重量体６５は、一般的に重量の大きいタングステンなどより製作されて上記偏心ロータ６３の回転時上記偏心ロータ６３の偏心量をより大きくする。上記重量体６５は上記偏心ロータ６３の最外殻に位置することにより偏心ロータ６３の偏心量をより大きくすることが好ましい。また、上記コイル６９としてパターンコイル（ｐａｔｔｅｒｎ ｃｏｉｌ）を用いる場合には、コイルにより占められる容積が減るので上記重量体６５をより大きくすることができ、これにより振動モータの振動量をより増加させることができる。

上記コイル６９は、上記固定部材７３により上記ハード基板７１上に固定される。上記コイル６９は上記整流子７５と繋がれているので上記整流子７５を通じて電流が入力される。上記コイル６９は巻線コイルまたはパターンコイルであり得る。

パターンコイルは、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）または厚膜工程により形成されたパターン形態のコイルである。上記コイル６９をパターンコイルで形成することにより容積を減らすことができる。また、巻線コイルとは異なり製造工程が簡単で不良品の発生の割合が高くないので生産性を向上させることができる。

上記固定部材７３は上記コイル６９及び上記重量体６５を上記ハード基板７１上に固定する役目をする。上記固定部材７３は一般的な接着剤を用いることができるが、プラスチック樹脂を用いることもできる。上記固定部材７３を、プラスチック射出物を用いる場合インサート射出成形により上記固定部材７３を容易く形成できる長所がある。

上記固定部材７３は、中心角が１８０゜を超えないことが好ましい。これは中心角が１８０゜を超えると、超過分に該当する質量だけ偏心量が相殺されるからである。上記固定部材７３の高さは、上記重量体６５の厚さと等しく形成することにより偏心ロータ６３の厚さを減らすことができるし、重量体６５の厚さより大きくすることにより偏心量をさらに大きくすることと同時に重量体６５をより堅固に固定することもできる。

上記ブラシ３０は、上記下部の絶縁フィルム４３により上記ブラケット５１の上面に固定される。上記ブラシ３０の接触部３１ａは上記整流子７５と電気的に接触している。そして、上記延長部３３の端末部分は上記ケース５３の外部に露出されてリードワイヤ５５と半田付けなどによって接続される。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

従来の振動モータの断面図である。 従来の振動モータでのブラシが基板に附着された状態を示す平面図である。 従来の振動モータでのブラシが基板に附着された状態を示す概略図である。 従来の振動モータでのブラシと基板の一部が変形された状態を示す概略図である。 本発明の一実施例による基板と一体に形成されたブラシの平面図である。 本発明の一実施例による基板と一体に形成されたブラシの断面図である。 本発明の一実施例による一体型ブラシを備えた振動モータの断面図である。

符号の説明

３０ ブラシ
３１ アーム
３１ａ 接触部
３１ｂ セグメント
３１ｃ セグメント
３３ 延長部
４１ 上部絶縁フィルム
４３ 下部絶縁フィルム
５１ ブラケット
５３ ケース
５５ リードワイヤ
５７ マグネット
５９ シャフト
６１ ベアリング
６３ ロータ
６５ 重量体
６９ コイル
７１ ハード基板
７３ 固定部材
７５ 整流子
７７ ワッシャ
Ｐ 印刷回路基板
Ｓ 半田付け部

Claims (14)

1. 整流子と接する接触部を備えたアームと、
   前記アームより延長されて振動モータのブラケット上に固定されるリードワイヤと繋がれる位置まで延長される延長部と
   を備え、
   前記アームと前記延長部は一体に形成された一体型ブラシ。
2. 対称な形状を有する請求項１に記載の一体型ブラシを一対有する一体型ブラシ対。
3. 前記アームは複数個のセグメントより成る請求項１に記載の一体型ブラシ。
4. 前記延長部は下部の絶縁性フィルムにより前記ブラケットに固定される請求項１に記載の一体型ブラシ。
5. 前記延長部の上部には上部絶縁性フィルムが附着される請求項１に記載の一体型ブラシ。
6. 請求項１乃至５の中のある一つの一体型ブラシを具備する振動モータにおいて、
   ブラケット溝を備えるブラケットと、
   前記ブラケットと結合して外体を形成し、ケース溝を備えるケースと、
   前記ブラケット溝及び前記ケース溝に両端部が挿入されて固定されるシャフトと、
   前記シャフトに挿入されて前記一体型ブラシにより電流の供給を受けてコイルに伝達する整流子を備えた偏心ロータと、
   前記整流子と対向される位置で前記ブラケットに固定されるマグネットと
   を含む振動モータ。
7. 前記偏心ロータは非対称的な形状を有するハード基板と、
   前記ハード基板上に位置する重量体と
   を含み、
   前記整流子は前記ハード基板の下面に形成され、
   前記コイル及び前記重量体は固定部材により前記ハード基板上に位置する請求項６に記載の振動モータ。
8. 前記偏心ロータはベアリングを媒介として前記シャフトに挿入される請求項６に記載の振動モータ。
9. 前記偏心ロータは前記シャフトに挿入されたワッシャにより支持される請求項６に記載の振動モータ。
10. 前記重量体はタングステンより成る請求項７に記載の振動モータ。
11. 前記固定部材はプラスチック射出物より成る請求項７に記載の振動モータ。
12. 前記コイルはパターンコイルである請求項７に記載の振動モータ。
13. 前記重量体は扇形形状を有して、その中心角は１８０゜以下である請求項７に記載の振動モータ。
14. 前記重量体は前記ハード基板の最外殻に配置される請求項７に記載の振動モータ。
    

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