ブラシレス振動モータ

专利摘要:
本発明は、ＤＣブラシレス振動モーターに関するもので、より詳細には、本発明の目的は、非磁性体である本体の厚さ内にコギングトルク発生部を形成できる振動モーターに関する。本発明に係る振動モーターは、ステイターと、ローターと、ケースとを備え、特に、前記ステイターは、非磁性体である本体と、前記本体の厚さ内に収容される磁性体であるコギングトルク発生部とで構成されるブラケットと、前記ブラケットの上面に固定され、前記ローターが回転されるように電磁気力を発生する少なくとも一つのコイルと、前記コイルと重畳されずに前記ブラケットの上面に直接固定される回路基板と、を備える。
公开号:JP2011516021A
申请号:JP2011501725
申请日:2009-03-27
公开日:2011-05-19
发明作者:キム，サムージョン
申请人:ベク，ミョンーホ；
IPC主号:H02K7-065

专利说明:

[0001] 本発明は、ブラシレス振動モーターに関するもので、より詳細には、本発明の目的は、非磁性体である本体の厚さ内にコギングトルク発生部を形成できる振動モーターに関する。]
背景技術

[0002] 近来、移動通信端末機の振動モードの使用頻度の増加に伴なう高寿命化、高信頼性の要求が増大している。]
[0003] これまでも振動モードを遂行するために様々な振動モーターが研究・開示されてきた。一例として、ブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）振動モーターを図１及び図２を参照して説明する。] 図１ 図２
[0004] 図示されているように、ブラシレス振動モーターは、ケース１０、ブラケット２０’、固定子３０、ローター４０、固定軸５０、及びコギングトルク発生部６２を備える。]
[0005] 前記ケース１０は、キャップ形態として、前記ブラケット２０’と固定軸５０を覆うように構成される。]
[0006] 前記ブラケット２０’は非磁性体で、その中央に前記固定軸５０が挿入されるリブ２２が形成される。]
[0007] 前記固定子３０は、ブラケット２０’の上面に固定される構造で、これは回路基板３１の上面に台形状を有し、所定の電磁気力を発生する一つ以上のコイル３２、及びホール素子と駆動ＩＣの機能をするチップ形態の制御部３３を備える。]
[0008] この場合、前記制御部３３は、後述するマグネット４２の極性を感知して電気信号を発生させ、前記マグネット４２の極性に応じて前記コイル３２の電流方向を決めるように構成される。]
[0009] 前記ローター４０は、樹脂材のローター本体４１にローターヨーク４４、所定の極数を有するマグネット４２、ウェート４３、及びメタルベアリング５２が備えられ、前記ステイターとの相互磁気作用によって回転し、前記ケース１０内に設けられる。]
[0010] 前記マグネット４２は、コイル３２から発生する電磁気力と相互に作用して引力及び斥力などの力を発生させ、この力によって所定速度で回転するように構成される。]
[0011] 前記メタルベアリング５２は、前記ローターヨーク４４の中心に結合され、前記固定軸４０に挟まれてローター４０が回転する時に摩擦抵抗を最小化させる。]
[0012] 前記ウェート４３は、ローター４０が回転する時に偏心質量を提供し、振動力を発生させる機能をする。]
[0013] 前記固定軸５０は、前記ブラケット２０’に設けられたリブ２２に一端が挟まれ、他端はケース１０の軸溝の間に固定され、前記ローター４０の回転が可能になるように構成され、ワッシャー５１によってすべりが支持される。]
[0014] 前記コギングトルク発生部６２は、ローター４０を一定位置に停止させ、起動時に不起動点なしに起動を滑らかにする役割をし、前記ブラケット２０’の上面に所定の等間隔が維持されるように結合され、軟磁性体からなる。]
[0015] マグネット４２が４極である場合、前記コギングトルク発生部６２は１８０°の等間隔を維持する個数（２個）で設計され、前記マグネット４２が６極である場合には、前記コギングトルク発生部６２は１２０°の等間隔を維持する個数（３個）で設計される。]
[0016] また、前記のように所定の等間隔を維持するそれぞれのコギングトルク発生部６２には、コギングトルクの強度を強化するための突部６１’が構成される一方、その中心部分は巻線されたコイル３２の中心部分から所定角度脱するようにその設置位置が設定されるように構成した。]
[0017] しかし、従来のブラシレス振動モーターは、非磁性体であるブラケット２０’と軟磁性体（又は強磁性体）のコギングトルク発生部６２を別途部品として備え、これらを溶接や接着剤で積層して結合しなければならない。したがって、部品数が多くなり、そのため薄型化が難しく、組み立て工程が複雑であるという問題点がある。]
[0018] また、前記回路基板３１は価格が高価であることを勘案すると、その広さによって部品価格が高くなり、薄くて柔軟なフィルム形態であるためモーターの組み立て工程で取扱い時に容易に撓むなど取扱いの不便な問題点があった。]
[0019] また、構造上前記コイル３２を回路基板３１に接着固定させ、これを再びブラケット２０’の上面に接着固定させるという煩雑な工程を誘発し、工程が複雑にならざるを得ない問題点があった。]
発明が解決しようとする課題

[0020] 本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、非磁性体である本体の厚さ内にコギングトルク発生部を形成できる振動モーターを提供することにある。]
[0021] 本発明の他の目的は、コイルを回路基板に重畳しないようにブラケットに固定させるので、回路基板のサイズの縮小により材料費が節減され、コイルをブラケットに直接固定させるため工程が単純化し、回路基板の厚さの分コイルの厚さを増加させることができ、一層高い回転トルクを発生させるので回転振動力を向上させることができる振動モーターを提供することにある。]
課題を解決するための手段

[0022] 上記のような技術的課題を解決するために、本発明に係る振動モーターは、ステイターと、ローターと、ケースとを備え、特に、前記ステイターは、非磁性体である本体と、前記本体の厚さ内に収容される磁性体であるコギングトルク発生部とで構成されるブラケットと、前記ブラケットの上面に固定されて前記ローターが回転されるように電磁気力を発生する少なくとも一つのコイルと、前記コイルと重畳せずに前記ブラケットの上面に直接固定される回路基板とを備える。]
[0023] また、前記本体は、非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記コギングトルク発生部は、前記本体の特定部位を冷間加工して厚さを減少させることにより磁性体に変態されて形成されることが望ましい。]
[0024] また、前記本体には開口部が形成され、前記コギングトルク発生部は、前記開口部に結合する複数のコギングトルク切片であることも望ましい。]
[0025] また、前記コギングトルク切片は線状からなり、前記コギングトルク切片と開口部は、相互に結合面が凹凸状からなり得る。]
[0026] また、前記回路基板は、前記ブラケットの内部に位置する形状が前記ブラケット上面の面積の半分以内で半円状又は四角形又は多角形のうちある一つの形態で形成されることが望ましい。]
[0027] また、前記ローターは、中心に固定軸が貫通する軸結合部が形成され、上方に突出した突出部が備えられる円板状のローターヨークと、前記軸結合部に挿入するメタルベアリングと、前記突出部が貫通する貫通ホールが形成され、前記ローターヨークの上面一側に結合されるウェートと、前記ローターヨークの底面に備えられるマグネットとを備えることが望ましい。]
[0028] また、前記ローターヨークの突出部が前記ウェートの貫通ホールを貫通した状態でリベット結合又はコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）結合されることが望ましい。]
[0029] また、前記軸結合部の上端又は下端には、内側に突出形成されて前記メタルベアリングの離脱を防止する少なくとも一つ以上のストッパが形成されることが望ましい。]
[0030] また、前記メタルベアリングの上端又は下端には、前記ストッパが密着される段部が形成されることが望ましい。]
発明の効果

[0031] 本発明によれば、非磁性体である本体の厚さ内にコギングトルク発生部を形成できる効果がある。]
[0032] また、コイルを回路基板に重畳しないようにブラケットに固定させるので、回路基板のサイズの縮小により材料費が節減され、コイルをブラケットに直接固定させるため工程が単純化し、回路基板の厚さの分コイルの厚さを増加させることができ、一層高い回転トルクを発生させるので回転振動力を向上させることができる効果がある。]
[0033] また、メタルベアリングを堅固に結合し、落下衝撃によって離脱するのを防止することができる。]
[0034] また、ウェートを容易にローターヨークに結合することができる。]
図面の簡単な説明

[0035] 従来のブラシレス振動モーターを図示した図である。
従来のブラシレス振動モーターを図示した断面図である。
本発明に係る実施例を示した図である。
本発明に係る実施例を示した図である。
本発明に係る実施例を示した図である。
図３に図示された実施例のローターを示したものである。
本発明に係るブラケットの多様な実施例を示した図である。
本発明に係るブラケットの多様な実施例を示した図である。
本発明に係るブラケットの他の実施例を示したも図である。
本発明に係るブラケットの他の実施例を示した図である。
ステンレス鋼種別冷間圧延率による加工有機マルテンサイトの生成率を示した図である。] 図３
実施例

[0036] 以下、添付の図面を参照し、本発明に係る実施例の構成及び作用を説明する。]
[0037] 図３〜図５を参照すれば、本発明に係る実施例１００はステイター１３０と、ローター１２０と、ケース１１０とを備える。] 図３ 図４ 図５
[0038] 前記ケース１１０はキャップ形態であり、ステイター１３０とローター１２０を覆うように構成される。]
[0039] 前記ステイター１３０は、ブラケット１３１と、コギングトルク切片１３２と、絶縁コーティング層１３３と、回路基板１３４と、コイル１３６と、固定軸１３７とを備える。]
[0040] 前記ブラケット１３１は、上面中心部に固定軸１３７が貫通するリブ（Ｒｉｂ）１３８が一体に形成され、前記固定軸１３７を中心に外側に開口部が多数形成され、前記開口部にコギングトルク切片１３２が圧入、溶接又は接着剤によって結合される。]
[0041] この場合、前記リブ１３８がブラケット１３１の本体に一体に形成されるので、構造的に強度が向上し、スリム化が可能なだけでなくコギングトルクが滑らかに発生する。]
[0042] また、前記ブラケット１３１は、開口部が形成された本体が非磁性体からなり、前記コギングトルク切片１３２は磁性体で形成される。]
[0043] 本実施例では、前記コギングトルク切片１３２と開口部が前記ブラケット１３１のリブ１３８の中心を基点に同一距離である２個が線状に配置されるが、その延長線が平行をなすように位置される。]
[0044] 前記回路基板１３４は、前記ブラケット１３１の上面に前記コイル１３６各々と重畳しないように固定されるが、前記ブラケット１３１の内部に位置する形状が四角形又は多角形のうちある一つの形態で形成される。本実施例では四角形形態で形成される。この場合、前記回路基板１３４の使用面積は既存のものよりも半分以上縮小できる利点がある。]
[0045] さらに、前記回路基板１３４は、上面に前記コイル１３６を除いたホールセンサが内蔵された駆動ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）１３５が実装され、先端に前記リブ１３８に相応するホールが貫通形成されるので、回路基板１３４を固定する時は、リブ１３８にホールを挿入した後位置を固定させる。結局、前記回路基板１３４上に前記コイル１３６は接着させないため面積が縮小するので、軟性ＰＣＢを使っても材料費を節減することができ、相対的に低価であるハードＰＣＢを使えばさらに作業性が容易になり、材料費を節減できるようになる。]
[0046] 前記コイル１３６は、前記回路基板１３４と重畳せずに前記ブラケット１３１の上面に直接固定され、ローター１２０が回転するように電磁気力を発生できるように少なくとも一つが固定される。本実施例では２個備えられる場合を例示する。]
[0047] この場合、前記コイル１３６は、前記ブラケット１３１の上面にまず絶縁塗料又は接着剤などでコーティングした後、接着固定するのが望ましい。]
[0048] したがって、本実施例の振動モーターのステイター１３０は、前記回路基板１３４及びコイル１３６を前記ブラケット１３１の上面に付着する時に相互に重畳しないように付着固定することで、回路基板１３４のサイズ縮小に伴ない材料費が節減される。]
[0049] すなわち、前記コイル１３６を除いた駆動ＩＣ１３５を配置する回路基板１３４の該当部位が厚さの制約を受けない部分なので、高価の薄い軟性ＰＣＢの代わりに相対的に低価の厚いハードＰＣＢを使うため経済的な利点となる。]
[0050] また、前記コイル１３６をブラケット１３１に直接接着させるため工程が単純になり、既存のコイルと回路基板の積層厚さにおいてコイル１３６の底の回路基板１３４の厚さの分高さが除去されるので、相対的にコイル１３６の巻線厚さをその分増加させることができる余裕が生じ、一層高い回転トルクを発生させるため、これによって回転振動力を向上させることができる。]
[0051] また、前記回路基板１３４及びコイル１３６を同時に前記ブラケット１３１に付着させるので、工程の単純化が可能になる利点がある。]
[0052] 図５及び図６を参照すれば、本実施例のローター１２０は、ローターヨーク１２３と、軸結合部に挿入されるメタルベアリング１２２と、前記ローターヨーク１２３の上面一側に結合されるウェート１２４と、マグネット１２１とからなる。] 図５ 図６
[0053] 前記ローターヨーク１２３は円板状に形成され、回転中心に固定軸１３７が貫通する軸結合部が一体に形成される。]
[0054] 前記メタルベアリング１２２は、前記軸結合部に堅固に圧入された状態で固定軸１３７に挟まれ、ローター１２０が回転する時に摩擦抵抗を最小化させる。]
[0055] 特に、前記軸結合部の上端には内側（内径方向）に突出形成され、外部衝撃によって前記メタルベアリング１２２が上方に離脱するのを防止するようにストッパー１２３ｂが形成されていることが分かる。前記ストッパー１２３ｂを形成する方法は様々にあり得るが、本実施例では前記軸結合部の上端にラウンド部を形成した状態で、前記ラウンド部の所定部位をプレスで加圧することによってストッパー１２３ｂを形成することができる。]
[0056] また、前記ストッパー１２３ｂと対応して前記メタルベアリング１２２の上端には、前記ストッパー１２３ｂが密着する段部１２２ａが形成される。]
[0057] また、軸結合部は、その内周面が前記メタルベアリング１２２の外周面全体を覆えるように十分な高さを有するように形成する。このように形成すれば、前記メタルベアリング１２２と軸結合部の密着面積が大きくなるので、メタルベアリング１２２を一層堅固に結合、固定することができる。]
[0058] また、前記ローターヨーク１２３と軸結合部は一体に形成されるが、前記ローターヨーク１２３は前記軸結合部の上端に連結され、下側に段差をつけて形成されることが分かる。このように形成する理由は、前記ウェート１２４の結合空間を提供するためである。すなわち、前記軸結合部の厚さ内で前記ウェート１２４を備えることができるため薄型化が可能であり、結合強度も向上させることができる。]
[0059] 前記ローターヨーク１２３とウェート１２４には、それぞれ相応する位置にリベット孔１２３ａ、１２４ａが形成されていることが分かる。本実施例はこのようなリベット孔１２３ａ、１２４ａを一致させた後、リベッティングすることで非常に容易にウェート１２４を結合させることができる。]
[0060] 図７、図８、図９及び図１０は、ブラケットの多様な実施例を示した図である。] 図１０ 図７ 図８ 図９
[0061] 図７を参照すれば、本発明に係る一実施例は、固定軸が貫通するリブが一体に形成され、開口部１３１ａが形成された本体１３１と、前記本体１３１の開口部１３１ａに圧入結合されるコギングトルク切片１３２ａとからなる。] 図７
[0062] 前記開口部１３１ａとコギングトルク切片１３２ａは、それぞれ３個の線状からなり、各コギングトルク切片１３２ａの延長線が三角形をなすように配置される。]
[0063] 前記本体１３１は非磁性体からなり、前記コギングトルク切片１３２ａは磁性体で形成される。]
[0064] 特に、前記コギングトルク切片１３２ａと開口部１３１ａは、相互に結合面が凹凸形状で形成されるということが分かる。すなわち、コギングトルク切片１３２ａの縁に突起が形成されており、前記突起の形状及び大きさに対応して前記本体１３１の開口部１３１ａには溝が形成されている。]
[0065] このような構成によって、コギングトルク切片１３２ａと開口部１３１ａの結合強度が向上する。したがって、落下などの外部衝撃時にも分離することを防止することができる。また、コギングトルク切片１３２ａに凹凸面が形成されない場合よりも磁束密度が高くなり、コギングトルクが向上する。]
[0066] 図８を参照すれば、開口部１３１ｂとコギングトルク切片１３２ｂはそれぞれ４個の線状からなり、各コギングトルク切片１３２ｂの延長線が四角形をなすように配置される。] 図８
[0067] 図９及び図１０を参照すれば、非磁性体である本体１３１はオーステナイト系ステンレス鋼で形成され、コギングトルク発生部１３１ｃは、前記本体１３１の特定部位を冷間加工して厚さを減少させることにより磁性体に変態されて形成される。] 図１０ 図９
[0068] 一方、オーステナイト系ステンレス鋼はグレード別に差があるが、通常、透磁率が２以下の非磁性体である。しかし、冷間加工によって一部準安定オーステナイト（ａｕｓｔｅｎｉｔｅ）が加工有機マルテンサイト（ｓｔｒａｉｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ Ｉｎａｎｅｎｓｉｔｅ）に変態して磁性を帯びるようになる。加工有機マルテンサイト相は、オーステナイトが不安定なほど多く生成されると知られており、前記オーステナイト系ステンレス鋼は、外部応力によって変形する場合、変形量に応じて増加し、透磁率も共に高くなる。]
[0069] 図１１は冷間圧延率による鋼種別加工有機マルテンサイト生成率を示した図であり、代表的なオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ−８Ｎｉ−Ｆｅ合金）の場合、冷間圧延によって厚さ減少量に応じて加工有機マルテンサイト生成率が増加し、これと共に透磁率も共に高くなることが分かる。] 図１１
[0070] また、図１０を参照すれば、本実施例はこのようなオーステナイト系ステンレス鋼の特性を利用したもので、本体１３１をオーステナイト系ステンレス鋼で形成し、前記本体１３１の特定部位を冷間鍛造して磁性体に変態させ、コギングトルク発生部１３１ｃを形成する。] 図１０
[0071] 上記のようにコギングトルク発生部１３１ｃの形成は、本体１３１の特定部位をプレス加工して圧縮、引張などによって冷間変形が起こるようにして行う。]
[0072] この場合、プレス加工は常温以下の温度で遂行され、厚さを３０％以上減少させることが望ましい。また、前記コギングトルク発生部１３１ｃの透磁率を１０〜１,０００にすることが望ましい。]
[0073] このように、本実施例では、磁性体部分と非磁性体部分が同一材質として一体形成することができる。]

权利要求:

請求項1
ステイターと、ローターと、ケースとを備える振動モーターにおいて、前記ステイターは、非磁性体である本体と、前記本体の厚さ内に収容される磁性体であるコギングトルク発生部とで構成されるブラケットと、前記ブラケットの上面に固定され、前記ローターが回転されるように電磁気力を発生する少なくとも一つのコイルと、前記コイルと重畳せずに前記ブラケットの上面に直接固定される回路基板と、を備えることを特徴とする振動モーター。
請求項2
前記本体は、非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼で形成され、前記コギングトルク発生部は、前記本体の特定部位を冷間加工して厚さを減少させることにより磁性体に変態されて形成されることを特徴とする、請求項１に記載の振動モーター。
請求項3
前記本体には開口部が形成され、前記コギングトルク発生部は、前記開口部に結合される複数のコギングトルク切片であることを特徴とする、請求項１に記載の振動モーター。
請求項4
前記コギングトルク切片は、線状からなることを特徴とする、請求項３に記載の振動モーター。
請求項5
前記コギングトルク切片と開口部は、相互に結合面が凹凸形状からなることを特徴とする、請求項４に記載の振動モーター。
請求項6
前記回路基板は、前記ブラケットの内部に位置する形状が前記ブラケット上面の面積の半分以内で半円又は四角形又は多角形のうちある一つの形態で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の振動モーター。
請求項7
前記ローターは、中心に固定軸が貫通する軸結合部が形成され、上方に突出した突出部が備えられる円板状のローターヨークと、前記軸結合部に挿入されるメタルベアリングと、前記突出部が貫通する貫通ホールが形成され、前記ローターヨークの上面一側に結合するウェートと、前記ローターヨークの底面に備えられるマグネットと、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の振動モーター。
請求項8
前記ローターヨークの突出部が前記ウェートの貫通ホールを貫通した状態でリベット結合又はコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）結合されることを特徴とする、請求項７に記載の振動モーター。
請求項9
前記軸結合部の上端又は下端には、内側に突出形成されて前記メタルベアリングの離脱を防止する少なくとも一つ以上のストッパが形成されることを特徴とする、請求項７に記載の振動モーター。
請求項10
前記メタルベアリングの上端又は下端には、前記ストッパが密着される段部が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の振動モーター。