(57)【要約】      （修正有）【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１３およびケース１１と、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と、シャフト１５に挿入されて回転する複数個の巻線コイル４１および巻線コイル４１と繋がる整流子２７を含む回転子３７と、回転子３７のまわりに沿って配置される重量体４３と、整流子２７と接続されベース１３に位置するブラシ２５と、回転子３７に対向してケース１１およびベース１３にそれぞれ固定される上部マグネット３１および下部マグネット３３を含む振動モータが提供される。【選択図】図３
2007181392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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と、前記巻線コイルと繋がる整流子を含む回転子と、
前記回転子のまわりに沿って配置される重量体と、
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、
前記回転子に対向して前記ケースおよび前記ベースにそれぞれ固定される上部マグネットおよび下部マグネットを含む振動モータ。
【請求項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。
【請求項３】
前記巻線コイルのうち、一つの中心角が約１２０゜であり、残りの中心角が約９０゜〜１２０゜である請求項２に記載の振動モータ。
【請求項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。
【請求項５】
前記重量体はタングステン、またはタングステン合金から構成される請求項４に記載の振動モータ。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項８】
前記下部マグネットと前記ベースの間にはヨークが介在される請求項１に記載の振動モータ。
【請求項９】
前記ヨークは前記ケースと繋がり、前記ケースは磁性体から構成される請求項８に記載の振動モータ。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に振動モータは、回転子が偏心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。
【０００３】
図１ないし図２は、一般的なコインタイプの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した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。
【０００４】
図１および図２に示したように、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。
【０００５】
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により支持されてシャフト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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
しかし、従来のコインタイプの振動モータは、図１に示したように、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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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る整流子を含む回転子と、回転子のまわりに沿って配置される重量体と、整流子と接続されベースに位置するブラシと、回転子に対向してそれぞれケースおよびベースに固定される上部マグネットおよび下部マグネットを含む。
【００１１】
本発明による振動モータの実施例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。そして、巻線コイルのうち、一つは中心角が約１２０゜であり、その他は中心角が約９０゜〜１２０゜であっても良い。また、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。
【００１２】
シャフトは、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得るし、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得る。また、下部マグネットとベースの間にはヨークが介在されることもできる。ヨークはケースと繋がって、ケースは磁性体で構成されても良い。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もできる。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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のまわりに沿って配置される重量体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およびベース１３にそれぞれ固定される上部マグネット３１および下部マグネット３３を含む。そして、回転子３７はハード基板４７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。
【００１６】
本実施例による振動モータは、重量体４３を回転子３７のまわりに沿って配置するので、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、上部マグネットおよび下部マグネットを具備することで磁場の強さを増加させてコイルに流入される電流を減らすことができ、さらに駆動時消耗される電流量を減らすことができるようになる。そして、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、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の内部には上部マグネット３１が付着され、ベース１３の上面には下部マグネット３３が付着される。また、ケース１１は磁場の形成され得る磁性体を用いることができるが、この時、ヨーク３４の材質と同一であっても良い。すなわち、ヨーク３４が磁気透磁率の優れたニッケルなどで構成される場合、ケース１１もニッケルで構成され得る。
【００１９】
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。そして、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。
【００２０】
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。また、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
重量体４３は、図３ないし図４に示すように、回転子３７のまわりの一側に偏向されるよう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が配置される部分の巻線コイル４１''の中心角は、図４に示すように、１２０゜より小さいが、これは重量体４３が位置する部分程度巻線コイル４１の大きさも減るからである。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。
【００２６】
重量体４３は、偏心量を増加させるために比重（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。
【００２７】
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４７の上に固定する。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。
【００２８】
巻線コイル４１は、図４に示すように、回転子３７の中央で１２０゜の間隔を有して三つが具備される。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を三つに示したが、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。
【００２９】
三つの巻線コイル４１のうち、重量体４３と対称される部分に位置する巻線コイル４１'の中心角βは１２０゜であり、重量体４３と接する二つの巻線コイル４１''の中心角αは１２０゜以下である。このように重量体４３と接する二つの巻線コイル４１''の中心角が１２０゜以下であることは、ハード基板４７の上に重量体４３が位置できる空間を提供するためである。
【００３０】
図４では、二つの巻線コイル４１''の中心角が１２０゜以下であるものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、一つの巻線コイルの中心角が１２０゜以下であって残りの二つの巻線コイルの中心角は１２０゜であることもできる。
【００３１】
マグネットは、上部マグネット３１および下部マグネット３３で構成される。上部マグネット３１はケース１１の内部面に固定されるし下部マグネット３３はベース１３の上面に固定される。そして、上部マグネット３１および下部マグネット３３は同一な中心軸を有する。
【００３２】
上部マグネット３１および下部マグネット３３は、フェライトとネオジム（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）などの永久磁石でドーナツ形状を有するように具備されて、互いに対向する方向に引力が作用するように極性が形成される。すなわち、上部マグネット３１および下部マグネット３３は円周方向にＮ極およびＳ極が交互に着磁される構成であり、相互対向する方向に極性が互いに異なるように着磁される。
【００３３】
上部マグネット３１から出た磁気力線は下部マグネット３３に入った後、ヨーク３４およびケース１１の側面に沿って流れた後、また上部マグネット３１に流入される閉磁路（ｃｌｏｓｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐａｔｈ）を形成する。このように、本実施例は上部マグネット３１および下部マグネット３３の二つのマグネットを形成することで巻線コイル４１をパスする磁気力線の強さが大きくなり、振動量を大きくすることができる。また、同一な振動量を有する場合、磁気力線の強さが大きくなるので、巻線コイル４１に入力される電流量を減らすことができる。
【００３４】
ヨーク３４は下部マグネット３３とベース１３の間に介在されて、上部マグネット３１および下部マグネット３３から出た磁気力線が巻線コイル４１に集中されるようにする。ヨーク３４の側面は、図３に示すように、ケース１１と接している。よって、ヨーク３４に集中された磁気力線がケース１１の側面に沿って上部マグネット３１に入ることができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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、上部マグネット３１および下部マグネット３３により磁場が生成される。このように生成される電場および磁場はフレミングの左手の法則により電磁気力を生成するが、このような電磁気力により回転子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の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。
【００３７】
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な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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術による振動モータ回転子の平面図である。
【図２】従来技術による振動モータの断面図である。
【図３】本発明の一実施例による振動モータの断面図である。
【図４】本発明の一実施例による回転子の平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
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  上部マグネット
３３  下部マグネット
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
【図１】
2007181392.tif 000003
【図２】
2007181392.tif 000004
【図３】
2007181392.tif 000005
【図４】
2007181392.tif 000006