JP2007181391A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの振動量を大きくすることができ、駆動時消耗される電流量を減らすことができる。
【解決手段】内部空間を形成するベースおよびケースと、ベースおよびケースに回転可能に挿入されるシャフトと、シャフトに挿入されて回転するし複数個の巻線コイルおよび巻線コイルと繋がる整流子を含む回転子と、回転子の下面に付着される重量体と、整流子と接続されベースに位置するブラシと、回転子に対向するマグネットを含む振動モータを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動モータに関する。

一般的に振動モータは、回転子が偏心された状態で回転する過程中振動が発生されるが、このような振動モータは主に小型に製作されて携帯電話、またはポケットベルなどに内蔵される。

図１ないし図２は一般的なコインタイプ振動モータに関するもので、図１は振動モータの内側上部に位置する回転子と一体型に形成された回転子モールド部の平面図を示し、図２は図１の断面Ｉ−Ｉ'を含むコインタイプ振動モータの断面図である。

図１および図２に示すように、ブラケット１０９の上部中央にシャフト１０５が挿入され、上記ブラケット１０９の上面にシャフト１０５と離隔されて上記シャフトの外側まわりを取り巻くドーナツ（ｄｏｎｕｔ）形状のマグネット１０８が設置される。上記マグネット１０８の間の空間にはベンディング部を具備するブラシ１１１が上側の整流子基板１０３と接触される。

また、上記の整流子基板１０３は回転子１０２の背面に具備されるし、上記回転子１０２はマグネット１０８の上側に位置してベアリング１０６により支持されシャフト１０５を中心として回転するし、上記の整流子基板１０３が位置する回転子１０２の上面には巻線コイル１０７が分離形成され、これらの間に偏心力を作用させるための重量体１１３が設置される。

以下、従来技術によるコインタイプ振動モータの動作に対して説明する。

振動モータに外部電源が印加されると、上記ブラシ１１１と整流子基板１０３を介して偏心された回転子１０２の中に配置されている巻線コイル１０７に電流が流れることになり、マグネット１０８とケース１０１から構成された界磁との相互作用により上記重量体１１３によって偏心された回転子１０２がベアリング１０６を介して上記シャフト１０５のまわりを回転することで振動が誘発される。

しかし、従来のコインタイプの振動モータは、図１に示すように、回転子上部に重量体１１３が位置するのでコイル１０７の大きさを大きくすることができなくて、これによりモータの振動量を増加させ得ない問題点がある。また、ブラケット１０９にだけ配置されるので上記コイル１０７を貫く磁気力線の強さが十分ではないためモータの振動量を増加させ得ない問題点がある。

本発明は、モータの振動量を大きくすることができ、駆動時消耗される電流量を減らすことができる振動モータを提供する。また、本発明は、容易に製作することのできる回転子を具備する振動モータを提供する。

本発明の一実施形態による振動モータは、内部空間を形成するベースおよびケースと、ベースおよびケースに回転可能に挿入されるシャフトと、シャフトに挿入されて回転し複数個の巻線コイルおよび巻線コイルと繋がれる整流子を含む回転子と、回転子の下面に付着される重量体と、整流子と接続されてベースに位置するブラシと、回転子に対向するマグネットを含む。

本発明の実施例による振動モータは次のような特徴を一つまたはその以上具備することができる。例えば、巻線コイルは回転子上に約１２０゜の間隔で三つが配置され得るし、巻線コイルは全て同一な大きさを具備することができる。

重量体は中心角が１８０゜より小さいことができ、タングステンまたはタングステン合金から構成されることができる。そして、シャフトがケースおよびベースにベアリングを媒介として挿入されてシャフトの回転を円滑にすることができる。また、シャフトの一端部とベースの間にはスライディングワッシャーが介在されてシャフトの回転をより円滑にすることができる。

重量体は扇形形状であるか、または横断面が円弧形状を有して回転子のまわりに沿って付着され得る。そして、回転子はハード基板をさらに含み、整流子、シャフト、巻線コイルおよび重量体は、ハード基板とともにインサート射出により一体に形成されることができる。

本発明は、モータの振動量を大きくするこができ、駆動時消耗される電流量を減らすことができる振動モータを提供する。また、本発明は、容易に製作することのできる回転子を具備する振動モータを提供する。

以下、本発明による振動モータの実施例を添付図面に基づいて詳しく説明する。添付図面を参照して説明することにおいて、同一であるかまたは対応する構成要素は同一な図面番号を付与し、これに対する重複される説明は略する。

図３を参照すると、本発明の一実施例による振動モータは内部空間を形成するベース１３およびケース１１、ベース１３およびケース１１に回転可能に挿入されるシャフト１５、シャフト１５により支持されて振動を誘発する回転子３７、回転子３７の下面に付着される重量体４３、整流子２７と接続されてベース１３に位置するブラシ２５、回転子３７に対向してケース１１にそれぞれ固定されるマグネット３１を含む。そして、回転子３７はハード基板４７の上に射出物４５により固定される巻線コイル４１および重量体４３を含む。

本実施例による振動モータは重量体４３を回転子３７の下面に配置するのでコイルの大きさを増加させて振動量を大きくすることができる。また、重量体４３を回転子３７の下面に付着するので重量体４３を大きくすることができて振動量をより大きくすることができる。これにより、少量の電流だけでも振動量を大きくすることができて駆動時消耗される電流量を減らすことができる。また、シャフト１５、整流子２７、巻線コイル４１および重量体４３をインサート射出成形により一体にハード基板４７上に付着するので生産性を高めるし回転子３７の耐久性を向上させ得る。

以下では、本実施例による振動モータの各構成に対して具体的に説明する。

ケース１１およびベース１３は相互結合して振動モータの内部空間を形成する。そして、ケース１１の中央には、シャフト１５の一端部が上部ベアリング１７を媒介として挿入されるし、ベース１３の中央にはシャフト１５の他端部が下部ベアリング１９を媒介として挿入される。そして、ケース１１の内部にはマグネット３１が付着される。ケース１１およびベース１３は携帯電話などの受信部に装着される。

シャフト１５は、ケース１１およびベース１３に上部ベアリング１７および下部ベアリング１９を媒介として回転可能に挿入される。また、シャフト１５の一端部はスライディングワッシャー２９を媒介としてベース１３と接している。スライディングワッシャー２９はシャフト１５の一端部とベース１３の間に発生する摩擦を減らして、シャフト１５の回転を円滑にする。

シャフト１５の中央には回転子３７が挿入されてシャフト１５と一体で回転する。回転子３７を接着剤でシャフト１５に固定することができるが、生産性を高めるしまた回転子３７の耐久性の向上のためにシャフト１５、整流子２７、巻線コイル４１および重量体４３をインサート射出成形により一体に形成することもできる。そして、シャフト１５には回転子３７の回転に応ずる離脱を防止するために、ワッシャー２１が挿入されることができる。

上部ベアリング１７はケース１１とシャフト１５の間に介在されるし、下部ベアリング１９はベース１３とシャフト１５の間に介在されてシャフト１５の回転を円滑にする。上部ベアリング１７または下部ベアリング１９としては、流体ベアリング、流体動圧ベアリング、オイルレスベアリングなど、多様なベアリングが使用され得る。そして、上部ベアリング１７が流体ベアリングである場合、流体が飛散することを防止するために、ケース１１の上部中央にはメタルテープ３５が付着される。

シャフト１５には回転子３７の整流子２７と電気的に繋がるブラシ２５が具備される。ブラシ２５はベース１３に固定されていて、整流子２７と接しながら外部から供給される電流が整流子２７に流れるようにする。整流子２７は回転子３７とともに回転する同時にブラシ２５と接しながら巻線コイル４１に電流を供給する。

回転子３７は、シャフト１５に挿入されて回転しながら振動を誘発するが、ハード基板４７、巻線コイル４１、重量体４３および射出物４５で構成される。

ハード基板４７は、円板形状であり、ハード基板４７の上面には巻線コイル４１および重量体４３が射出物４５により固定される。ハード基板４７は巻線コイル４１の両端部が接続される印刷回路基板（ＰＣＢ）であっても良い。

重量体４３は、図３ないし図４に示すように、回転子３７の下面に固定されて回転子３７が回転する場合、偏心を誘発して振動を生成する。重量体４３は扇形形状であってその中心角は１８０゜以下であることが好ましいが、これは中心角が１８０゜を超過する場合、超過分だけの偏心量が相殺されるからである。重量体４３はインサート射出成形による射出物４５によりハード基板４７の上に固定されるかまたは接着剤などにより固定されることができる。

重量体４３は偏心量の増加のために比重（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｇｒａｖｉｔｙ）の大きい材質、例えば、オスミウム（比重２２．５）、白金（比重２１．４５）、タングステン（比重１９．３）および金（比重１９．２９）などで構成され得る。

射出物４５はインサート射出成形（ｉｎｓｅｒｔ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）により形成されて、巻線コイル４１および重量体４３をハード基板に固定する。そして、射出物４５は絶縁物質からなり、巻線コイル４１の間を絶縁する役目をする。絶縁性を有する射出物４５としては、熱硬化性樹脂のようなプラスチック樹脂が使用され得る。例えば、上記射出物４５としてエポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、官能基含有のポリフェニレンエーテル樹脂などの樹脂が単独または２種以上の配合された組成物が使用され得る。

巻線コイル４１は、図４に示すように、回転子３７の中央で１２０゜の間隔で三つが具備される。巻線コイル４１の個数は３ｎ（ｎは自然数）であり得るが、これは振動モータが３相である場合巻線コイル４１の数も３の倍数ではなければならないからである。本実施例では巻線コイル４１を三つで示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３ｎ個であることができる。

三つの巻線コイル４１は１２０゜角度の同一な間隔で配列されて全て同一な大きさを有することができるが、これは巻線コイル４１を最大に大きくして振動量を最大にするためである。また、本実施例による振動モータは重量体４３が回転子３７の上ではなく、下面に位置するので巻線コイル４１の大きさを大きくすることができる。

マグネット３１はケース１１の内部面に固定されて、フェライトとネオジム（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）などの永久磁石であってドーナツ形状を有する。マグネット３１から出た磁気力線は巻線コイル４１をパスした後、再びマグネット３１に戻る閉磁路（ｃｌｏｓｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｔｈ）を形成する。本実施例では、マグネット３１が回転子３７の上部、すなわち、ケース１１の内部に付着されているが、本発明がこれに限定されるものではなく、回転子３７の回転を妨げない範囲内でベース１３に固定されることもできる。

図５を参照すると、本発明の他の実施例による重量体４３は横断面が円弧形状を有して回転子３７の裏面のまわりに沿って固定される。固定する方法は上述した本実施例のように接着剤および／または射出物４５を用いて固定され得る。そして、重量体４３の中心角は１８０゜以下であることが好ましい。これは重量体４３の中心角が１８０゜以上になると、超過分に該当する重量程度の偏心量が相殺されるからである。

以下では本実施例による振動モータの作動に対して説明する。

図３に示すように、ブラシ２５および整流子２７を介して電流が入力されると、整流子２７と繋がった巻線コイル４１に電流が入力されて巻線コイル４１のまわりには電場が生成される。そして、マグネット３１により磁場が生成される。このように生成された電場および磁場は相互作用してフレミングの左手の法則に応じて電磁気力を生成するが、このような電子気力により回転子３７の回転が可能となる。そして、回転子３７には重量体４３が回転子３７の回転中心に対して偏向されるように位置しているため、回転子３７の回転に応じて振動が誘発される。このように生成された振動は回転子３７が挿入されたシャフト１５を介してケース１１およびベース１３に伝達されて振動が外部に伝わる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の多様な変更例と修正例が本発明の技術的思想を具現するかぎり、本発明の範囲に属するものとして解釈されるべきである。

従来技術による振動モータ回転子の平面図である。 従来技術による振動モータの断面図である。 本発明の一実施例による振動モータの断面図である。 本発明の一実施例による回転子の平面図である。 本発明の他の実施例による重量体が回転子の下面に付着された状態を示す平面図である。

符号の説明

１１ ケース
１３ ベース
１５ シャフト
１７ 上部ベアリング
１９ 下部ベアリング
２１ ワッシャー
２５ ブラシ
２７ 整流子
２９ スライディングワッシャー
３１ マグネット
３４ ヨーク
３５ メタルテープ
３７ 回転子
４１ 巻線コイル
４３ 重量体
４５ 射出物
４７ ハード基板

Claims (10)

1. 内部空間を形成するベースおよびケースと、
   前記ベースおよび前記ケースに回転可能に挿入されるシャフトと、
   前記シャフトに挿入されて回転するし複数個の巻線コイルおよび前記巻線コイルと繋がる整流子を含む回転子と、
   前記回転子の下面に付着される重量体と、
   前記整流子と接続されて前記ベースに位置するブラシと、
   前記回転子に対向するマグネットとを含む振動モータ。
2. 前記巻線コイルは前記回転子上に約１２０゜の間隔で三つが配置される請求項１に記載の振動モータ。
3. 前記巻線コイルは全て同一な大きさを有する請求項２に記載の振動モータ。
4. 前記重量体は中心角が１８０゜より小さい請求項１に記載の振動モータ。
5. 前記重量体はタングステン、またはタングステン合金で構成される請求項４に記載の振動モータ。
6. 前記シャフトは前記ケースおよび前記ベースにベアリングを媒介として挿入される請求項１に記載の振動モータ。
7. 前記シャフトの一端部と前記ベースの間にはスライディングワッシャーが介在される請求項１に記載の振動モータ。
8. 前記重量体は扇形形状を有する請求項１に記載の振動モータ。
9. 前記重量体は、横断面が円弧形状を有して前記回転子のまわりに付着される請求項１に記載の振動モータ。
10. 前記回転子はハード基板をさらに含み、
    前記整流子、前記シャフト、前記巻線コイルおよび前記重量体は前記ハード基板とともにインサート射出により一体に形成される請求項１に記載の振動モータ。