KR100297337B1

KR100297337B1 - 편심 로우터와 그 로우터를 구비한 편평형 진동 모터 및동 로우터의 제조방법

Info

Publication number: KR100297337B1
Application number: KR1019990061906A
Authority: KR
Inventors: 야마구치다다오; 신도마나부; 미타히로유키
Original assignee: 가이 가즈오; 도쿄파츠고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-10-22
Also published as: CN1256533A; EP1467467A2; EP1037362B1; EP1037362A2; DE69920165D1; DE69920165T2; EP1037362A3; SG75999A1; KR20000012780A; EP1467467A3; CN1092410C

Abstract

정류자 자체에 베어링을 일체화함으로써 부품수를 감소시키고, 제조원가면에서도 유리한 대량생산이 가능한 편심 로우터를 제공한다.

중심에 축장착용 구멍(1a)과 그 주위의 일면에 복수개의 세그멘트 패턴(1s)을 형성한 인쇄 배선 정류자 기재(1, 11, 111, 12)와 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 타면측으로 편심시켜 일체화한 권선형 전기자 코일(3, 3)과 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 외주부에 회전시 선회 외주로부터 나가지 않는 범위에서 상기 복수개의 세그멘트 패턴과 도통하도록 설치한 단말결선부(1f)와 상기 축장착용 구멍에 삽입 통과되도록 하여 일부가 상기 세그멘트 패턴측으로 돌출되도록 함과 동시에, 타부가 타면측으로 연장 설치되어 있는 베어링부(2a, 22a)와 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 배치된 밀도 3 이상의 편심 웨이트(2d)로 구성한다.

Description

편심 로우터와 그 로우터를 구비한 편평형 진동 모터 및 동 로우터의 제조방법{Eccentric rotor, compact vibrator motor having the rotor and method of manufacturing the rotor}

본 발명은 이동체 통신 장치의 사일런트 콜 수단으로서 이용되는 편심 로우터와 동 로우터를 구비한 소형 진동 모터 및 동 로우터의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 편심 분동 등이 불필요한 편심 로우터의 조립 구성의 개량에 관한 것이다.

종래로부터, 호출기나 휴대전화기 등의 사일런트 콜 수단으로서 도 17에 도시한 바와 같이 원통 직류 모터(M)의 출력축(S)에 텅스텐 합금제의 편심 웨이트 W를 배치하고, 회전시 이 편심 웨이트(W)의 원심력의 차를 이용하여 진동을 발생시키도록 한 것이 알려져 있다.

그런데, 상기 종래의 출력축(S)에 편심 웨이트(W)를 부가하는 것에서는, 호출기 등의 기기측에 있어서, 이 편심 웨이트(W)의 선회 공간을 배려하지 않으면 안 되는 등, 설계적인 제약이 있고, 비싼 텅스텐 합금을 사용하기 때문에 제조원가면에서도 문제가 있었다.

이 때문에, 본 출원인은 먼저 출력축을 없애고 내장하는 로우터 자체를 편심시킨 원통 코어레스형 진동 모터를 일본국 특원평 2-309070호(미국 특허 5107155호)로서 제안하고 있다.

동 모터는, 출력축, 편심 웨이트가 없기 때문에, 설계적인 제약을 받지 않고, 사용이 용이하며, 선회시의 위험성이 없는 등, 시장에서 호평받고 있지만, 반면3개의 원통 코어레스 권선을 갖기 때문에, 부품수나 가공 공정수가 증가하여 제조원가상의 문제를 내포하고 있다.

원통 코어레스 권선 타입을 대신하는 유철심형 로우터 자체를 진동시키기 위해 본 출원인은, 먼저 일본국 특공평 6-81443호의 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 3 철극(salient pole)형 철심 중 1 철극을 삭제한 것을 제안하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 3상(相) 내 1극을 결상한 2 철극형 철심 타입인 것에서는, 맛사저(massager)와 같이 비교적 대형으로 출력이 있는 모터의 경우에는 바람직하지만, 휴대 단말과 같은 저전압을 사용하는 포터블 기기에는, 소형이기 때문에 무게 중심의 이동이 적고 진동량이 부족하기 쉽다.

또한, 본 출원인은 먼저 미국 특허 5341057호에 개시한 바와 같이, NS 교대로 착자한 4극의 계자 자석에 자성체로 이루어지는 3개의 철극을 한 쪽에 전부 기울여 배치한 로우터를 향하게 하여 이루어지는 편심 전기자 철심을 구비한 소형 진동 모터를 제안하고 있다.

또한, 같은 기술적 사상을 개시한 것으로 일본국 특개평 9-261918호에 도시한 바와 같은 것도 있다.

그러나, 이러한 모터는 자성체로 이루어지는 3개의 전기자 철심이 한 쪽으로 기울어져 있기 때문에, 코깅 토오크(계자 자석에 흡착되는 힘)가 커지기 때문에 공극을 비교적 크게 하지 않으면 안되고, 모터 자체의 직경도 작게 할 수 없다. 따라서, 역시 철심이 없는 코어레스형 진동 모터의 개량이 필요하게 되었다.

상기한 바와 같은 내장형 편심 로우터를 구비한 것은, 출력축이 불필요하게 되므로 축고정형이 된다. 이러한 모터는 소형화될수록 전기자 권선의 간격이 없어지고, 그 단말을 전기자 권선을 손상하지 않게 하여 정류자에 결선하는 것은 매우 어렵다. 특히 인쇄 배선 회로용 기판을 그대로 평판 정류자로 한 것으로서 전기자 권선의 단말을 그대로 올려 납땜 결선하는 것에서는, 그 단말의 탄력성에 의해 인쇄 패턴으로부터 떨어져버리고, 용이하게 납땜할 수 없었다.

본 발명의 제1의 목적은, 편심 로우터만으로 진동을 얻을 수 있게 함에 있어서 내장형으로 비몰드식 편심 로우터의 구조에 착안하여 창안한 것으로, 전기자 코일의 각 단말과 정류자의 결선을 용이하게 할 수 있는 구성을 제공함에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 기울여 배치하면서도 전기자 코일을 용이하게 고정할 수 있는 구조로 함에 있다.

본 발명의 제3의 목적은, 정류자 자체에 베어링을 일체화함으로써 부품수를 감소시켜, 제조원가에 있어서도 유리한 편심 로우터를 제공함에 있다.

본 발명의 제4의 목적은, 종래의 몰드형의 문제점을 해결하기 위해 비몰드형 편평 로우터를 구성함에 있어서 베어링부를 구비한 수지 홀더와 공심 코일의 위치 결정용 가이드를 배치하는데 인쇄 배선 정류자 기재를 이용하여 충분한 유지 강도를 확보하고자 하는 것이다.

본 발명의 제5의 목적은, 슬라이딩성과 편심량을 양립시킨 편심 로우터를 제공함에 있다.

본 발명의 제6의 목적은, 비몰드형 편평 로우터를 구성하는 편심 인쇄 배선정류자 기재에 인쇄 배선 코일을 형성하여 두께를 희생하지 않고, 종래의 몰드형의 문제점이나 특성이 희생되는 문제를 해결하고자 하는 것이다.

본 발명의 제7의 목적은, 저자세의 편심 로우터, 즉 박형 진동 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 제8의 목적은 인쇄 배선 정류자 기재의 특징을 살려 대량생산이 가능한 편심 로우터의 제조 방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시형태의 편심 로우터를 구비한 편평형 코어레스 진동 모터의 요부를 나타내는 부분평면도이다.

도 2는 도 1의 변경형태(제2의 실시형태)의 편심로우터를 이용한 진동모터의 요부를 나타내는 부분평면도이다.

도 3은 도 2를 α-β로 절단한 종단면도이다.

도 4a는 본 발명의 진동 모터의 변형예로서 제3의 실시의 형태를 나타내는 것으로 반세그멘트측에서 본 로우터 부분의 평면도이다.

도 4b는 도 4a의 로우터의 세그먼트측에서 본 저면도이다.

도 5는 도 4b의 γ-δ로 절단한 단면도이다.

도 6은 도 4b의 진동 모터의 변형예의 종단면도이다.

도 7, 도 8 및 도 10은 본 발명의 편심 로우터의 주요부재의 제조방법을 설명하기 위한 저면도이다.

도 9는 본 발명의 편심 로우터의 평면도이다.

도 11은 본 발명의 제4의 실시의 형태에 사용하는 편심 로우터의 주요부재를나타내는 저면도(세그멘트측에서 본 도면)이다.

도 12는 동(반세그멘트측에서 본 도면) 평면도이다.

도 13은 동 부재에 수지 홀더 등을 일체화하였을 때의 저면도(세그멘트측에서 본 도면)이다.

도 14는 동 부재에 수지 홀더 등을 일체화하고 비몰드형 편평 로우터로 하였을 때의 평면도(반세그멘트측에서 본 도면)이다.

도 15는 도 9에 도시한 편심로우터의 주요부재를 사용한 모터 전체를 도 9의 ε-η으로 절단하여 이루어지는 축방향 공극형 코어레스 진동 모터의 종단면도이다.

도 16은 동 로우터를 이용한 축방향 공극형 코어레스 진동 모터의 동작설명도이다.

도 17은 종래의 소형진동모터의 사시도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1, 11, 111, 12 편심 인쇄 배선 정류자 기재

2, 22 고밀도 고슬라이딩성 수지

3 공심 전기자 코일

4 마그네트

5 브래킷

6 케이스

7 브러시

C3, C4 인쇄 배선 전기자 코일

상기 기본적인 과제의 해결수단은, 청구항 1의 발명과 같이 다음 구성요소를 갖는 편심 로우터에 의해 달성할 수 있다. 즉,

a 중심에 축장착용 구멍과 그 주위의 일면에 복수개의 세그멘트 패턴을 형성하고, 외형을 평면상에서 보아 확장된 부채형으로 편심형성하여 세그멘트 패턴과 일체의 연장부를 편심시켜 이루어지는 인쇄 배선정류자 기재;

b 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 타면으로 공심전기자코일 위치결정 가이드를 통하여 편심시키도록 일체화한 공심전기자 코일;

c 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 회전시 선회 외주를 벗어나지 않는 범위에서 배치된 공심 전기자 코일의 단말결선부;

d 상기 축장착용 구멍에 삽입 통과시켜 일부가 상기 세그멘트 패턴측으로 돌출되도록 함과 동시에 타부가 타면측으로 연장 설치되어 있는 베어링부;

e 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 배치된 수지제 편심 웨이트부.

구체적인 수단은 청구항 2의 발명과 같이, 상기 베어링부는 움직임 마찰 계수0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 가지며, 중심에 배치된 베어링 구멍에서 축으로 직접 회전 가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 청구항 3의 발명과 같이, 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드는 돌기로 형성되고, 이 공심전기자 코일 위치 결정 가이드와 상기 편심 웨이트부는 서로 보강을 위해 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 설치한 수지통과부에 의해 연통되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 청구항 4의 발명과 같이, 상기 수지제 베어링부와 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드 및 상기 편심 웨이트부는 단일 수지로 서로 연결되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 청구항 5의 발명과 같이, 상기 인쇄 배선 기재의 소정의 세그멘트 패턴을 안쪽에서 단락시키는 도체를 관통공을 통해 형성함에 있어서, 이 관통공을 상기 수지제 베어링부를 일체화할 때의 수지의 통과부로서 이용한 것이 바람직하다.

또한 다른 구성으로는, 청구항 6의 발명과 같이, 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드는 인쇄 배선 정류자 기재에 형성한 가이드 삽입공인 것으로 하여도 무방하다.

또 다른 구성으로는, 청구항 7의 발명과 같이, 상기 베어링부는 유분(油分)을 갖는 하나의 베어링이 있는 것으로 하여도 무방하다.

이와 같은 편심로우터를 구비한 편평형 진동 모터로는 청구항 8의 발명과 같이 다음의 구성요소를 갖는 소형 진동 모터로 하는 것이 바람직하다. 즉,

(A) 청구항 1 내지 7 중 어느 한항으로 구성한 편심 로우터;

(B) 이 편심 로우터를 회전 가능하게 지지하기 위해 후술하는 하우징의 적어도 일부에 고착시킨 축;

(C) 상기 편심 로우터와 이 편심 로우터에 공극을 통하여 자력을 가하는 마그네트를 격납한 하우징;

(f) 상기 마그네트의 내경부분에 배치되고, 상기 편심로우터 세그멘트 패턴을 통하여 상기 공심전기자 코일에 전력을 공급하는 브러시로 한다

다른 해결수단으로서 청구항 9의 발명과 같이 다음의 구성요소를 갖는 편심로우터로 하는 것이 바람직하다. 즉,

(I) 평면상에서 보아 확장된 부채꼴형으로 형성하고, 중심에 축장착용 구멍을 형성함과 동시에 그 주위에 복수개의 세그멘트편을 일면측으로 노출시켜, 적어도 일면에 적어도 1개의 전기자 코일을 인쇄 배선으로 형성하고, 권선형 전기자 코일장착 가이드를 편심시켜 일체화하고, 회전시의 선회 외주 내에 각 코일의 단말결선부를 배치하여 이루어지는 편심 인쇄 배선 정류자 기재;

(Ⅱ) 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드에 의해 일체화하고, 단말을 상기 단말결선부에 접속시킨 적어도 하나의 권선형 공심전기자 코일;

(Ⅲ) 상기 축장착용 구멍에 삽입 통과시켜 일부가 상기 세그멘트 패턴측으로 돌출하도록 함과 동시에 타부가 타면측으로 연장 설치되어 있는 베어링부; 및

(Ⅳ) 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 부채형의 상기 공심전기자 코일의 배치되어 있지 않은 부분에 배치된 수지제 편심 웨이트부.

또한, 그 응용으로서 청구항 10과 같이 상기 인쇄 배선으로 형성한 전기자 코일은 양면에 형성되고, 관통공를 통해 1개의 코일로서 기능시킨 것이어도 된다.

구체적으로는, 청구항 11에 나타낸 바와 같이, 상기 인쇄 배선 기재의 소정의 세그멘트 패턴을 안쪽에서 단락하는 도체를 관통공을 통해 형성함으로써, 이 관통공을 상기 수지제 베어링 홀더를 일체화할 때의 수지의 통과부로서 이용한 것으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 청구항 12와 같이, 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 수지 홀더와 공심 코일 위치 결정용 수지가이드 및 편심 웨이트부를 동일한 비중 3 이상, 또한 움직임 마찰 계수 0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 갖는 수지로 일체로 성형한 것으로 하는 것이 바람직하다.

이러한 편심로우터를 진동모터로 하는 경우는, 청구항 13에 나타낸 바와 같이 다음의 구성요소를 갖는 편평형 진동 모터로 하는 것이 바람직하다. 즉,

(1) 청구항 9 내지 12 중 어느 한항으로 구성한 편심 로우터;

(2) 이 편심 로우터를 회전 가능하게 지지하기 위해 후술하는 하우징의 적어도 일부에 고착시킨 축;

(3) 상기 편심 로우터와 이 편심 로우터에 자력을 가하는 마그네트를 격납한 하우징;

(4) 상기 마그네트의 내경부분에 배치되고, 상기 편심로우터 세그멘트 패턴을 통하여 상기 공심전기자 코일에 전력을 공급하는 브러시.

이와 같은 편심 로우터의 제조방법에는 청구항 14에 나타낸 바와 같이,

(1) 중심에 축장착용 구멍과 그 주위의 일면에 적어도 복수개의 세그멘트 패턴을 형성함과 동시에. 타면에 단말결선부를 설치하며, 또한 수지통과부를 설치한 상기 인쇄배선기재를 외주부에 배치한 연결부를 통하여 복수개 설치하고;

(2) 상기 설치한 인쇄배선기재를 사출 금형에 세팅하여 움직임 마찰 계수 0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 갖는 수지로 상기 수지제 베어링 홀더를 일체로 성형하며;

(3) 그 후, 각각 연결부로부터 분리하거나 또는 그대로 권선형 전기자 코일을 편심시켜 비몰드에 의해 일체로 장착하고;

(4) 그 후, 상기 권선형 전기자 코일의 단말을 상기 단말결선부에 접속하여 편심 로우터로 하는 단계를 채용하는 것이 바람직하다.

이 제조 방법은 청구항 15에 나타낸 바와 같이, 상기 공정(2)에서 수지제 베어링 홀더를 일체 성형할 때 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드와 상기 편심 웨이트도 동시에 형성하거나, 청구항 16과 같이 상기 공정(2) 이후에 밀도 3 이상의 수지로 적어도 편심 웨이트부를 사출 성형하는 공정을 적용하거나, 또한 청구항 17과 같이 상기 청구항 14의 상기 공정(3)의 권선형 전기자 코일을 장착하는 수단으로 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드를 가열하여 확장시켜 고정한 것이 바람직하다.

상기 청구항 1의 과제달성수단에 의하면, 편심시켜 일체화한 권선형 전기자 코일과 편심 웨이트에 의해 회전시 로우터 자체에 큰 진동을 발생시킬 수 있다.

청구항 2의 과제달성수단에 의하면, 금속 베어링이 필요 없으므로 제조원가면에서 유리하다.

청구항 3, 4 및 5의 과제달성수단에 의하면, 인쇄 배선 정류자 기재가 골격이 되므로, 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드와 수지제 편심 웨이트를 높은 강도로 유지할 수 있다.

청구항 6의 과제해결수단에 의하면, 공심 전기자 코일을 용이하게 설치할 수 있다.

청구항 7의 과제해결수단에 의하면, 슬라이딩성을 고려하지 않아도 되므로, 밀도가 큰 수지가 이용되므로 진동을 크게 할 수 있다.

청구항 8의 과제해결수단에 의하면, 진동이 크고 박형인 축방향 공극형의 코어레스형 진동 모터를 제공할 수 있다.

청구항 9의 과제해결수단에 의하면, 인쇄배선으로 형성한 적어도 1개의 전기자 코일에 의해, 두께를 희생하지 않고 3상의 중첩한 전기자 코일을 갖는 편심 로우터가 가능해지고, 토오크에 기여하는 도체가 증가하여 효율적인 편심 로우터가 된다.

청구항 10의 과제해결수단에 의하면, 인쇄배선으로 형성한 전기자 코일의 권수가 증대하게 되어, 보다 효율적이 된다.

청구항 11의 과제해결수단에 의하면, 베어링부의 강도를 충분히 확보할 수 있다.

청구항 12의 과제해결수단에 의하면, 수지성형이 한번에 이루어지므로 생산성이 높아진다.

청구항 13의 과제해결수단에 의하면, 기동이 용이하고 효율적인 편평형 진동모터로 할 수 있다.

청구항 14, 15 및 16의 과제해결수단에 의하면, 편심 로우터를 대량 생산할 수 있다.

청구항 17의 과제해결수단에 의하면, 더욱 생산성을 높이는 편심 로우터를 제공할 수 있다.

이하, 도면에 도시한 각 실시의 형태에 따라 본 발명의 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시의 형태의 편심로우터를 구비한 편평형 코어레스 진동 모터의 요부를 나타낸 것으로, 즉, 1은 인쇄 배선 회로용 기판으로 이루어지는 편심 정류자 기재로, 평면상에서 보아 확장된 부채형으로 형성되고, 중심에 축장착용 구멍(1a)을 설치하고 있다. 이 편심 정류자 기재(1)를 둘러싸도록, 평면상에서 보아 반월형으로 비중 6의 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)를 얇게 전면에 일체 성형함으로써 편심 정류자(SS)를 구성하고 있다. 상기 편심정류자 기재(1)에는, 스파크 방지용으로 기울어진 슬릿을 설치한 6개의 인쇄 배선 세그멘트 패턴(1s···)이 배치되고, 그중 무게 중심 이동측의 3개의 세그멘트 패턴으로부터 후술하는 전기자 코일 단말 결선용 단자(1b)로서 반월형의 호상의 저부로부터 돌출되어 있다. 이 편심 정류자 기재(1)는 양단이 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)로 형성된 반월형의 양단(2a)의 내부까지 보강부(1c)로서 연장 설치되어 있다. 상기 세그멘트 패턴(1s····)은 표면에서의 패턴, 관통공(1A)을 통해 안쪽면 등을 이용하여 회전원리상 서로 대향하는 상기 각 세그멘트 패턴(1s····)을 단락시키고 있다. 이 편심 정류자 기재(1)의 중심의 상기 축장착용 구멍(1a)에는 상기 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)로부터 반 세그멘트 패턴측으로 수지제 베어링 홀더부(2a)가 상승되어지고, 또한 중심에 베어링 구멍(2b)이 설치되어, 상기 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)로 세그멘트 패턴측에 돌출된 제방부(2c)에 의해 편심 정류자 기재(1)에 유지되도록 되어 있다.

이와 같이 구성한 편심 정류자 기재(1)에는, 또한 반월형의 외주부에 무게 중심 이동용으로서 편심 웨이트의 일부가 되는 호상부(2d)가 설치되고, 배치 개각 120°로 상기 6개의 각 세그멘트 패턴(1s····)의 안쪽면에서 점선으로 도시한 바와 같이 후술하는 공심 전기자 코일 위치 결정 고정용 가이드(2e, 2e) 부분이 상기 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)와 일체 성형되어 있다. 그리고 자기 융착선을 권회하여 이루어지는 공심 전기자 코일(3, 3)을 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 고정용 가이드(2e, 2e)에 삽입, 권회개시, 권회종료 단말을 로우터의 두께 내로부터 나오지 않도록 소정의 홈을 통해 상기 전기자 코일 단말 결선용 단자(1b)에 둘러감고 딥핑 땜납하여 편심 로우터(R2)를 구성하고 있다. 이러한 로우터를 구동하는 자석(4)은 N, S 교대로 4극 착자되어 있다.

또한, 이러한 3상의 전기자 코일 내 1상을 결상시킨 것의 동작 원리에 대해서는 공지되었기 때문에 그 설명을 생략한다.

도 2는 상기 도 1의 변경 형태인 편심 로우터를 이용한 동 진동 모터의 요부를 나타내는 부분평면도를 나타내고, 도 3은 도 2에 도시한 진동 모터의 종단면을 나타낸 것이고, 편심 정류자 기재(11)는 평면상에서 보아 반월을 조금 넘는 상태의 형상으로 형성하고, 상기 전기자 코일 단말 결선용 단자(1f)를 상기의 것과 반대로 무게 중심측의 반대쪽에 설치한 것이다. 이들 전기자 코일 단말 결선용 단자(1f)에는, 래치용으로서 노치(f)가 설치되어 있다. 이 전기자 코일 단말 결선용 단자(1f)의 위치는 공심 전기자 코일(3, 3)과 평면상에서 보아 오버랩하지 않도록 하여 단말의 결선이 용이해지도록 하고 있다.

이 편심 정류자 기재(11) 중심의 상기 축장착용 구멍(1a)에는 상기 반월형의 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)로부터 들어올려진 수지제 베어링 홀더(2a)가 반 세그멘트 패턴측으로 연장 설치되어 있고, 중심에 베어링 구멍(2b)이 설치되고, 상기 고밀도 고슬라이딩성 수지(2)로 형성한 제방부(2c)가 세그멘트 패턴측으로 돌출되어 있다. 이 수지제 베어링 홀더(2a)의 일부에는 관통공(1A)을 통해 세그멘트 패턴측에 보강용 제2의 제방부(2cc)가 설치된다. 이들 각 제방부(2c, 2cc)는 상기 세그멘트(1s)의 각 슬릿에 수지가 흘러 들어오지 않도록 성형금형으로 배려하고 있다.

그리고 자기 융착선을 권회하여 이루어지는 상기 공심 전기자 코일(3, 3)을 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 고정용 가이드(2e, 2e)에 삽입, 권회 개시, 권회종료 단말을 로우터의 두께 내로부터 나오지 않도록 상기 전기자 코일 단말 결선용단자(1f)에 납땜하여 편심 로우터(R3)를 구성하고 있다. 공심 전기자 코일(3, 3)의 고정수단으로서는 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 고정용 가이드(2e, 2e)를 가열에 의해 찌부러뜨려 용착하거나, 분말 또는 고형 에폭시에 의해 리플로우로 고정하는 것이 바람직하다.

이러한 편심 로우터(R3)를 구비한 것은 축방향 공극형이 되고, 편평한 자석(4)에 의해 구동된다. 5는 상기 자석(4)을 유지함과 동시에 자로가 되는 주석도금 강판제의 브래킷으로, 케이스(6)와 함께 하우징을 구성하고 있다. 상기 브래킷(5)의 중앙에 고정된 축(J)은, 상기 수지제 베어링 홀더(2a)의 베어링 구멍(2b)을 통해 회전 가능하게 장착하고, 상기 브래킷(5)에 배치된 한 쌍의 브러시(7, 7)를 상기 세그멘트 패턴에 90°개각으로 슬라이딩 접촉시킴으로써 플렉서블 기판(8)을 통해 외부로부터 상기 전기자 코일(3, 3)에 전력을 공급시키도록 되어 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 2의 제2의 실시의 형태의 변경 형태(제3의 실시의 형태)를 나타낸 것으로, 도 4a는 반 세그멘트측에서 본 횡단면도이고, 도 4b는 세그멘트측에서 본 횡단면도이다. 즉, 111은 상기와 같은 인쇄 배선 정류자 기재로, 평면상에서 보아 확장된 부채형으로 형성되고, 한 면에 스파크 방지용으로서 경사진 슬릿을 설치한 6개의 귀금속으로 표면처리한 세그멘트(1s····)가 배치되고, 이들 세그멘트 중 안쪽으로 대향하는 세그멘트끼리를 단락하는 도체를 관통공(1A····)을 통해 안쪽면에 형성하고 있다. 1h, 1i, 1j 및 1k는 본원 발명의 하나의 특징인 수지통과부이고, 후술하는 수지 홀더, 공심 코일 위치 결정 가이드, 편심 웨이트 등을 인쇄 배선 정류자 기재(11)에 일체 성형할 때의 보강이 되는 것이다. 이들 수지통과부(1h, 1i)는 공심 코일 위치 결정 가이드에, 1j와 외주의 일부를 노치한 1k는 편심 웨이트에, 그리고 관통공(1B)은 수지제 베어링 홀더(2a)에 각각 가설되는 것이다.

상기 수지제 베어링 홀더(2a)에는, 후술하는 축에 회전 가능하게 장착되는 베어링구멍(2b)과 오일 저장용 홈을 동심상으로 설치한 슬라이딩부(2h)가 배치되고,균형있게 잘 정립시킨 각부를 통해 상기 관통공(1A)을 통과시키며, 표면측의 제2의 제방부(2cc)와 중앙의 제1의 제방부(2c)에 수지를 둘러서 보강시키고 있다.

상기 편심 웨이트의 일부(2f)는 수지통과부(1j)를 통하여 세그멘트 측으로 호상의 편심 웨이트의 타부(2d)를 들어 올리고 있다. 이 편심 웨이트의 타부(2d)의 양단은 테이퍼로 하여 회전시 바람의 손실을 막고 있다.

이어서, 상기한 바와 같은 편심 로우터(R3)를 이용한 편평 코어레스 진동 모터는 도 5와 같은 것이 된다. 상기 베어링 구멍(2b)은 내부가 수 마이크론의 리세스(c)로 되어있어 베어링 손실을 적게 하고 있다. 이 리세스(c)를 형성하는 수단은 도면에 도시한 바와 같이 수지 홀더(2a)의 중간부의 두께가 다른것에 비하여 두껍게 되어 있기 때문에, 수지의 수축률의 차를 이용하여 용이하게 할 수 있다. 또한 수 마이크론의 리세스를 위해 금형핀으로 무리 인발하는 것도 가능하다.

이와 같이 하면 단일 수지로 수지제의 베어링 홀더, 공심 코일 위치 결정 가이드, 편심 웨이트 등을 한번에 형성할 수 있기 때문에 구조가 간단해지고 비용면에서도 유리하다.

또한, 공심 전기 코일(3, 3)은, 인쇄 배선 정류자 기재(11)에 직접 설치할 수 있으므로 그 만큼 공극을 작게 할 수 있고, 효율이 향상된다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이 수지제의 베어링부(22a)를 저밀도 슬라이딩성 수지로 형성한 후, 공심 코일 위치 결정 가이드(2e), 편심 웨이트부를 고밀도 수지로 성형하여도 된다. 이 경우 수지제의 베어링부 대신에 소결함유 베어링으로 바꾸어도 된다.

도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은, 상기와 같은 편심 인쇄 배선 정류자 기재를 구비한 편심 로우터의 기본적인 제조방법을 나타낸 것으로, 도 7, 도 8 및 도 10은 저면도이고, 도 9는 평면도이다.

즉, 편심 인쇄 배선 정류자 기재(1, 11, 111)는 대량 생산하기 위하여 연결부(1g‥‥)에 의해 동일피치로 다수 일체 연결하여 프레스 가공에 의해 제조된다.

이와 같이 하여 제조한 인쇄 배선 정류자 기재(11)는, 도 8, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 동일피치로 다수를 연결하여 설치한 사출 금형에 셋팅하고, 비중 4∼5 정도로 움직임 마찰 계수 0.3(15kg/cm²) 정도의 수지로 아웃 서트 성형에 의해, 반 세그멘트 측으로 수지 베어링부(2a), 2개의 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드(2e), 상기 수지 홀더(2a)와 연결한 편심 웨이트의 일부(2f)가 설치된다.

상기 수지 홀더(2a)에는, 후술하는 축(J)에 회전 가능하게 장착되는 베어링구멍(2b)과 오일 저장용 홈을 동심상으로 설치한 슬라이딩부(2h)가 배치되고, 균형있게 잘 정립시킨 각부를 통해 상기 관통공(1A)을 통과시켜, 표면측의 제2의 제방부(2cc)와 중앙의 제1의 제방부(2c)에 수지를 돌려 보강시키고 있다.

상기 편심 웨이트의 일부(2f)는 수지통과부(1j)를 통하여 세그멘트 측으로 호상의 편심 웨이트의 타부(2d)를 들어 올리고 있다. 이 편심 웨이트의 타부(2d)의 양단은 상기 각 형태와 마찬가지로 테이퍼 회전시의 바람의 손실을 막도록 되어 있다.

공심 전기자 코일(3, 3)은 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드(2e)에 삽입,권회개시, 권회종료 단말을 상기 3개의 공심 코일 단말 결선용 단자(1lf)의 노치(f)에 래치시켜 납땜함으로써, 편심 로우터를 구성하고 있다.

도면 중, r은 불꽃 소거용 인쇄 저항이다.

또한, 공심 전기자 코일(3, 3)의 고정수단으로서는 가열한 설형(楔形) 지그에 의해 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드(2e)의 두부(2ee)를 펴서 용착시키거나, 분말 에폭시로 가열 경화시키거나 또는 자외선 경화형 접착제로 리플로우로 고정시키는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 3상의 전기자 코일 내 1상을 결상시키었지만 동작원리에 대해서는 공지되었기 때문에 그 설명을 생략한다.

도 11 및 도 12에 도시한 것은 본 발명의 편심 로우터의 제4의 실시의 형태를 나타낸 것으로, 12는 편심 인쇄 배선 정류자 기재로, 평면상에서 보아 확장된 부채형으로 형성되고, 중심에 축장착용 구멍(1a)을 형성함과 동시에, 일면에 스파크 방지용으로서 비스듬한 슬릿을 설치한 6개의 귀금속으로 표면처리한 세그멘트(1s····)가 배치되고, 그 상방에는, 전기자 코일의 일부(C3)가 인쇄배선되며, 타면에 마찬가지로 전기자 코일의 일부(C4)가 인쇄배선되며, 이들은 관통공(1A)을 통해 직렬로 결선되어 1개의 전기자 코일을 구성하고 있는 것이 특징이다. 1h, 1k, 1n은 본원 발명의 특징인 수지통과부로서, 상기의 각 실시의 형태로 설명한 바와 같은 수지제 베어링 홀더, 공심 코일 위치 결정 수지 가이드, 수지제 편심 웨이트 등을 인쇄 배선 정류자 기재(11)에 일체 성형할 때 보강되는 것이다. 이들 수지통과부 안쪽(1h)은 공심 코일 위치 결정 수지 가이드와 수지제 편심 웨이트에 걸리고, 장공(1n)과 외주의 일부를 노치한 1k는 수지제의 편심 웨이트에, 그리고관통공(1A)은 수지제 베어링 홀더에 각각 걸린다. 도면 중, 2ef는 공심 전기자 코일(3, 3)의 단말을 인출하기 위한 공간이다.

이와 같이 구성한 인쇄 배선 정류자 기재(12)는, 상기 도 10에 도시한 바와 같은 동일피치로 다수를 연결 설치한 것으로 하여 사출금형에 셋팅하고, 비중 4∼5 정도로 움직임 마찰 계수 0.3(15kg/cm²) 정도의 수지로 도 14에 도시한 바와 같이 아웃 서트 성형에 의해, 반 세그멘트 측에 수지 홀더(2a), 2개의 공심 코일위치 결정 가이드(2e), 상기 수지제 베어링 홀더(2a)와 연결한 편심 웨이트의 일부(2f)가 설치된다.

상기한 바와 같은 편심 로우터(R5)를 이용한 축방향 공극형 코어레스 진동 모터의 조립 형태는 도 15에 도시한 바와 같지만, 여기서는 상기 편심 웨이트에 절연 동선(9)을 매립하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 절연동선(9)은 양단의 절단부분을 제외하고 폴리우레탄으로 피복되어 있고, 호상으로 포밍되어, 내부에 있어 인쇄 배선 전기자 코일 등과 단락하지 않도록 배려되어 있다.

이와 같이 하면, 무게 중심의 위치를 크게 이동할 수 있으므로, 진동을 크게 할 수 있게 된다.

이어서 상기와 같은 편심 로우터(R5)를 이용한 축방향 공극형 코어레스 진동 모터의 동작 원리를 도 16을 참조로 설명하면, 한 쌍의 정, 부 브러시편(7, 7)에 소요 전원(미도시)에 의해 직류 전압을 인가하면, O°의 위치에서는 우선 인쇄 배선 정류자를 통하여 좌우의 권선형 전기자 코일(33, 34)에 화살표 방향으로 전류가 흐르고, 프레밍의 왼손의 법칙에 의해 A방향의 회전 토오크가 발생한다. 이 때는 인쇄배선에 의한 전기자 코일에는 통전하지 않는다. 회전이 60°진행되었을 때, 이번에는 인쇄 배선에 의한 전기자 코일(D1)과 오른쪽의 권선형 공심 전기자 코일(34)에 마찬가지로 화살표 방향으로 A 방향의 회전 토오크가 발생한다.

그 밖의 위치에 있어서도 회전을 방해하는 반 토오크는 발생하지 않는다. 따라서, 전원이 공급되어 있는 한 주기적으로 절환하여 회전을 지속하게 된다.

이와 같이 3상, 3개의 전기자에는, 항상 2개는 반드시 통전하기 때문에, 3상의 1개를 결상한 2개에 비하여 토오크가 향상한다.

또한, 수지제 홀더(2a) 등을 인쇄 배선 정류자 기재에 일체 성형함에 있어서 수지 부분과의 경계인 동박 패턴 부분은 부분적으로 폭넓게 하여 금형으로 단선시키지 않도록 배려해 놓은 것이 바람직하다.

본 발명은 그 기술적 사상, 또는 특징으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다른 여러 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상기 실시의 형태는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 인된다.

본 발명의 기술적 범위는 특허청구의 범위에 나타낸 것으로 명세서 본문에는 구속되지 않는다.

본 발명에 의한 소형 진동 모터는 상기한 바와 같이 구성하였기 때문에, 편심 로우터만으로 진동을 얻을 수 있도록 하는 데 있어서, 공심 전기자 코일의 각 단말과 정류자의 결선을 용이하게 할 수 있고, 기울여 배치하면서도 전기자 코일을 용이하게 고정할 수 있고, 정류자 자체를 베어링으로 함으로써 부품수를 감소시키고, 비용면에서도 유리한 수지베어링부를 구비한 편심 로우터로 할 수 있다.

또한, 종래의 몰드형의 문제점을 해결하기 위하여 비몰드형 편평 로우터를 구성함에 있어서 베어링부를 구비한 수지 홀더와 공심 코일의 위치 결정용 가이드를 배치함에 인쇄 배선 정류자 기재를 이용하여 충분한 유지 강도를 확보할 수 있고, 슬라이딩성과 편심량을 양립시킬 수 있다.

또한, 비몰드형 편평 로우터를 구성하는 경우는 편심 인쇄 배선 정류자 기재에 인쇄 배선 코일을 형성하여 두께를 희생하지 않고, 종래의 몰드형의 문제점이나 특성이 희생되는 문제를 해결할 수 있으며, 저자세의 편심 로우터, 즉 박형인 진동 모터를 제공할 수 있다.

그리고 인쇄 배선 정류자 기재의 특징을 살려 대량 생산이 가능한 비몰드형 편평 로우터의 제조 방법을 제공할 수 있다.

구체적으로 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

청구항 2의 과제달성수단에 의하면, 금속 베어링이 필요없으므로 제조원가면에서 유리하다.

청구항 6의 과제해결수단에 의하면, 공심 전기자 코일을 용이하게 설치할 수있다.

청구항 10의 과제해결수단에 의하면, 인쇄배선으로 형성한 적어도 1개의 전기자 코일의 권수가 증대하게 되어, 보다 효율적이 된다.

청구항 13의 과제해결수단에 의하면, 기동이 용이하고 효율적인 편평형 진동 모터로 할 수 있다.

청구항 17의 과제해결수단에 의하면, 더욱 생산성을 높인 편심로우터를 제공할 수 있다.

Claims

a 중심에 축장착용 구멍과 그 주위의 일면에 복수개의 세그멘트 패턴을 형성하고, 외형을 평면상에서 보아 확장된 부채형으로 편심형성하여 세그멘트 패턴과 일체의 연장부를 편심시켜 이루어지는 인쇄 배선정류자 기재;

b 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 타면에 공심전기자코일 위치결정 가이드를 통하여 편심시키도록 일체화한 공심전기자 코일;

c 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 회전시 선회 외주를 벗어나지 않는 범위에서 배치된 공심 전기자 코일의 단말결선부;

d 상기 축장착용 구멍에 삽입 통과시켜 일부가 상기 세그멘트 패턴측으로 돌출되도록 함과 동시에 타부가 상기 인쇄배선 정류자 기재의 타면측으로 연장 설치되어 있는 베어링부; 및

e 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 배치된 수지제 편심 웨이트부를 포함함을 특징으로 하는 편심로우터.
제 1 항에 있어서, 상기 베어링부는 움직임 마찰 계수 0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 가지며, 중심에 배치된 베어링 구멍에서 축으로 직접 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 1 항에 있어서, 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드는 돌기로 형성되고, 이 공심전기자 코일 위치 결정 가이드와 상기 편심 웨이트부는 서로 보강을 위해 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 설치한 수지통과부에 의해 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 3 항에 있어서, 상기 수지제 베어링부와 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드 및 상기 편심 웨이트부는 단일 수지로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 4 항에 있어서, 상기 인쇄 배선 기재의 소정의 세그멘트 패턴을 안쪽에서 단락시키는 도체를 관통공을 통해 형성함에 있어서, 이 관통공을 상기 수지제 베어링부를 일체화할 때의 수지의 통과부로서 이용한 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 1 항에 있어서, 상기 공심전기자 코일 위치 결정 가이드는 인쇄 배선 정류자 기재에 형성한 가이드 삽입공인 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 6 항에 있어서, 상기 베어링부는 유분(油分)을 갖는 하나의 베어링이 있는 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
(A) 청구항 1 내지 7 중 어느 한항으로 구성한 편심 로우터;

(B) 이 편심 로우터를 회전 가능하게 지지하기 위해 후술하는 하우징의 적어도 일부에 고착시킨 축;

(C) 상기 편심 로우터와 이 편심 로우터에 공극을 통하여 자력을 가하는 자석을 격납한 하우징; 및

(D) 상기 자석의 내경부분에 배치되고, 상기 편심로우터 세그멘트 패턴을 통하여 상기 공심전기자 코일에 전력을 공급하는 브러시를 포함함을 특징으로 하는 소형 진동 모터.
(I) 평면상에서 보아 확장된 부채꼴형으로 형성하고, 중심에 축장착용 구멍을 형성함과 동시에 그 주위에 복수개의 세그멘트편을 일면측으로 노출시켜, 적어도 일면에 적어도 1개의 전기자 코일을 인쇄 배선으로 형성하고, 권선형 전기자 코일장착 가이드를 편심시켜 일체화하고, 회전시의 선회 외주 내에 각 코일의 단말결선부를 배치하여 이루어지는 편심 인쇄 배선 정류자 기재;

(Ⅱ) 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드에 의해 일체화하고, 단말을 상기 단말결선부에 접속시킨 적어도 하나의 권선형 공심전기자 코일;

(Ⅲ) 상기 축장착용 구멍에 삽입 통과시켜 일부가 상기 세그멘트 패턴측으로 돌출하도록 함과 동시에 타부가 타면측으로 연장 설치되어 있는 베어링부; 및

(Ⅳ) 상기 인쇄 배선 정류자 기재의 부채형의 상기 공심전기자 코일이 배치되어 있지 않은 부분에 배치된 수지제 편심 웨이트부를 포함함을 특징으로 하는 편심로우터.
제 9 항에 있어서, 상기 인쇄 배선으로 형성한 전기자 코일은 양면에 형성되고, 관통공을 통해 1개의 코일로서 기능시킨 인쇄 배선 정류자 기재를 구비한 편심 로우터.
제 10 항에 있어서, 상기 인쇄 배선 기재의 소정의 세그멘트 패턴을 안쪽에서 단락하는 도체를 관통공을 통해 형성함으로써, 이 관통공을 상기 수지제 베어링 홀더를 일체화할 때의 수지의 통과부로서 이용한 것을 특징으로 하는 편심 로우터.
제 11 항에 있어서, 상기 인쇄 배선 정류자 기재에 수지 홀더와 공심 코일 위치 결정용 수지가이드 및 편심 웨이트부를 동일한 비중 3 이상, 또한 움직임 마찰 계수 0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 갖는 수지로 일체로 성형한 편심 로우터.
(1) 청구항 9 내지 12 중 어느 한항으로 구성한 편심 로우터;

(2) 이 편심 로우터를 회전 가능하게 지지하기 위해 후술하는 하우징의 적어도 일부에 고착시킨 축;

(3) 상기 편심 로우터와 이 편심 로우터에 자력을 가하는 자석을 격납한 하우징; 및

(4) 상기 자석의 내경부분에 배치되고, 상기 편심로우터 세그멘트 패턴을 통하여 상기 공심전기자 코일에 전력을 공급하는 브러시를 포함함을 특징으로 하는 편평형 진동 모터.
(1) 중심에 축장착용 구멍과 그 주위의 일면에 적어도 복수개의 세그멘트 패턴을 형성함과 동시에 타면에 단말결선부를 설치하며, 또한 수지통과부를 설치한 상기 인쇄배선기재를 외주부에 배치한 연결부를 통하여 복수개 설치하고;

(2) 상기 설치한 인쇄배선기재를 사출 금형에 세팅하여 움직임 마찰 계수 0.4(1.5kg/cm²) 이하의 슬라이딩성을 갖는 수지로 수지제 베어링 홀더를 일체로 성형하며;

(3) 그 후, 각각 연결부로부터 분리하거나 또는 그대로 권선형 전기자 코일을 편심시켜 비몰드에 의해 일체로 장착하고;

(4) 그 후, 상기 권선형 전기자 코일의 단말을 상기 단말결선부에 접속하여 편심 로우터로 하는 단계를 포함하는 편심로우터의 제조방법.
제 14 항에 있어서, 상기 공정(2)에서 수지제 베어링 홀더를 일체 성형할 때 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드와 상기 편심 웨이트도 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 편심 로우터의 제조방법.
제 14 항에 있어서, 상기 공정(2) 이후에 밀도 3 이상의 수지로 적어도 편심 웨이트부를 사출 성형하는 공정을 적용하는 것을 특징으로 하는 편심 로우터의 제조방법.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 청구항 14의 상기 공정(3)의 권선형 전기자 코일을 장착하는 수단으로 상기 공심 전기자 코일 위치 결정 가이드를 가열하여 확장시켜 고정한 것임을 특징으로 하는 편심 로우터의 제조방법.