CN100428580C - 整体电刷及具有这种电刷的震动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种震动电机及一种用于该震动电机的电刷。在本发明的实施例中，该电刷包括臂，具有与换向器接触的接触部；以及固定部，从所述臂延伸，以与印刷电路板的铜叠片形成一个整体，其中，固定部通过覆层固定到印刷电路板上，铜叠片和电刷形成一个整体，并且因此不需要钎焊，从而可以提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的电机，并且由于电刷容易进行位置调整，因此允许高的生产率，并且允许高的可靠性。

Description

整体电刷及具有这种电刷的震动电机

相关申请交叉参考

本发明要求2005年8月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2005-76260的优先权，其公开内容整体结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种震动电机以及这种电机中使用的电刷。

背景技术

具有偏心转子的震动电机目前广泛用于手机、PDA等中，作为在收到来电时产生震动的装置。随着电信设备尺寸的减小，越来越要求震动电机更小且更薄。

图1是示出了传统震动电机结构的横截面图，传统震动电机底部具有支架1。轴9的一端插入并固定到支架1的中心，而轴9的另一端由壳体8固定。壳体8保护震动电机的其他部件不受外部干涉。小厚度的印刷电路板12置于支架1的顶部上。

具有交替的N、S极的多极磁体2连接到中部印刷电路板12的周围。在磁体2的中部凹腔中，一对电刷3以一个预定的角度设置，其下端连接到印刷电路板12上。轴承11插入到轴9的预定位置上，而偏心转子10沿轴承11的外围插入。与电刷3接触的平换向器7设置到转子10的底部上。

在偏心转子10上还设有缠绕线圈6和用于增加转子偏心的配重13。缠绕线圈6和换向器7电连接，以在通过电刷3供应电流时产生电场。如此产生的电场与磁体2产生的磁场相互作用，产生使转子运行的电磁力。配重13偏心地设置在转子10上，以增加转子10的偏心。

电刷3与换向器7保持接触，并将从外部电源供应的电流通过换向器输送给缠绕线圈6。由于与电刷3接触的换向器7随转子10同步旋转，因此要求电刷3即使在转子10旋转时也保持与换向器接触。如果电刷3与换向器7之间失去接触，震动电机就不能运行，造成整个电机故障。

图2是示出了在传统的震动电机中用焊料S连接到印刷电路板12上的电刷3的平面图，而图3a是带有固定电刷3的印刷电路板12从侧面所见的示意图。还有图3b是示出了电刷和一部分电路板的变形的示意图。

参见图2和3a，传统的电刷3独立于印刷电路板12而形成，并且用焊料S连接到印刷电路板12的导电图案15上。导电图案15延伸到壳体8外部并连接至电镀部件19，同时电镀部件19连接到外部引线(未示出)，等等。印刷电路板12用双面带19等固定到支架1的底部。

但是，由于传统的电刷3是用焊料S连接至铜叠片15的，因此组装过程非常复杂，不但生产率低，而且缺陷率高。另外，因为在钎焊过程中很难精确地设置电刷的高度，所以电刷会由于电刷和换向器之间的摩擦等而受损，使得电机的寿命降低。

此外，用于将电刷3固定到柔性板12上的钎焊装置由于电刷和柔性板上的污染以及不合适的钎焊条件，会造成缺陷，并且钎焊过程中产生的焊球会污染环境，可能造成两电刷之间短路。另外，从图2和3a中可以看到，由于钎焊区域很窄，并且电刷3固定到软的柔性板上，因此电刷上的连续载荷引起变形，如图3b所示，其中电刷3的固定部分和其周围的柔性板12被带起。诸如图3b中的电刷3的变形降低了电刷3和换向器7保持接触的能力，因此震动电机的质量下降了。

还有，柔性板，即印刷电路板12，具有在产品中向外露出的电镀线(plating line)17，其中这种电镀线17在接触放置时可能造成与周围导电材料的短路。而且，由于包含多个工序的复杂制造工艺，使得柔性板材料成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种电刷的震动电机，其不但可以提供简单的工艺过程，而且还能通过降低缺陷率而延长电机的寿命。

本发明的另一目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其不需要钎焊过程，从而没有由于焊球带来的环境污染，也没有由于焊球带来的电刷之间短路的风险。

本发明的再一目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其中用于固定电刷的区域足够宽，使得在支架和电刷之间绝缘膜脱落的风险很低，从而允许电刷中张力变化很小，借此确保震动电机的可靠质量。

本发明的再一目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其不包括电镀线，从而不可能有电镀线与周围部件之间的短路。

本发明的又一目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其不使用昂贵的柔性板，而只使用绝缘膜来降低制造成本。

本发明的再一目的在于提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，采用这种电刷，可以精确设置电刷的位置。

本发明的一个方面提供了一种整体电刷，包括：臂，具有与换向器接触的接触部；以及延伸部，从所述臂延伸，以固定到震动电机的支架上，并且延伸到与引线连接的位置，其中所述臂和所述延伸部形成一个整体。

在该实施例中，铜叠片和电刷形成一个整体，从而不必进行钎焊来将电刷安装到铜叠片上。因此，本发明可以提供一种震动电机的整体电刷，由于容易对电刷进行位置调整，因此其允许高的生产率，并允许高的可靠性。此外，由于没有钎焊产生焊球的风险，可以防止电刷间的短路。另外，可以提供一种整体电刷，其中用于固定电刷的区域足够宽，从而支架和电刷间的绝缘膜脱落的风险很低，从而允许电刷中非常小的张力变化，借此确保震动电机的可靠质量。而且，可以提供一种整体电刷，其没有电镀线，从而不可能有电镀线与周围部件之间的短路，并且其仅使用绝缘膜代替昂贵的柔性板以降低制造成本。

该电刷可以形成一对具有对称形状的电刷。而且，臂可以包括多个片段(弓形部，segment)。延伸部可以通过下绝缘膜固定到支架上，同时上绝缘膜可以连接在延伸部的上部，以与外部保持绝缘。

本发明的一个方面提供一种具有整体电刷的震动电机，包括：支架，具有支架槽；壳体，与所述支架结合以形成外体，并具有壳体槽；轴，其每一端插入并固定到所述支架槽和所述壳体槽中；偏心转子，插入到所述轴上，并具有换向器，所述换向器通过所述整体电刷接收电流，并传输到线圈；以及磁体，固定到所述支架上面对所述换向器的位置。

偏心转子可以包括对称形状的硬板以及设置在硬板上的配重。所述换向器形成于所述硬板的下表面，并且所述线圈和所述配重通过固定件设置在所述硬板上。

偏心转子优选地可以通过一轴承作为媒介插入到所述轴上。另外，该偏心转子优选地可以由插入到所述轴上的垫圈支撑。配重优选地可以由钨制成。固定件优选地可以由注塑制品制成。线圈优选地可以是图案线圈。配重优选地可以为中心角度为180度或更小角度的扇形。配重优选地可以置于所述硬板的最外周缘。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其他特征和优点将变得明显并可得以更好地理解。

图1是传统震动电机的横截面图；

图2是示出了传统震动电机中连接到板上的电刷的平面图；

图3a是示出了传统震动电机中连接到板上的电刷的示意图；

图3b是示出了传统震动电机中电刷和一部分板的变形的示意图；

图4是根据本发明实施例的与板一体的电刷的平面图；

图5是根据本发明实施例的与板一体的电刷的横截面图；

图6是根据本发明实施例的具有整体电刷的震动电机的横截面图。

具体实施方式

以下结合附图，详细描述根据本发明的整体电刷和具有这种电刷的震动电机的优选实施例。

图4是根据本发明实施例的电刷的平面图，而图5是图4结构的横截面图。如图4和5所示，根据本发明实施例的电刷30包括臂31和从该臂31延伸的延伸部33。

臂31，如图4所示，具有向内部弯曲的形状。在臂31的一端，如图5所示，具有弧形的接触部31a。接触部31a，如图6所示，与换向器75的下表面接触。

臂31可以包括多个片段31b，31c。因此，即便一个片段不与换向器接触，另一个片段也会与换向器接触，从而电刷可以设置为具有高可靠性。

由于转子的旋转，反复的疲劳载荷施加在臂31上，这种疲劳载荷可以使臂31与换向器之间脱开连接。当臂31与换向器之间的连接脱开或不良时，电机的运行就变差。因此，电刷30优选地由电性能和机械性能良好的材料制成，例如MX215等。而且，优选地，通过在片段31b，31c之间形成长槽，允许每个片段31b，31c独立地接触。也就是说，片段31b，31c之间形成的槽越长，每个片段31b，31c就越能更好地独立动作，从而即便一个片段不与换向器接触，另一个片段也可以与换向器接触。

延伸部33从臂31延伸，并通过震动电机的下绝缘膜43固定在支架上。下绝缘膜43不但将延伸部33固定到支架上，还起到支架与延伸部33之间绝缘的作用。

延伸部33与臂31形成一体，延伸部33的一端通过焊料等连接到震动电机外部的引线上。由于臂31和延伸部33如此形成为一体，在本发明的该实施例中，不需要用钎焊来固定电刷。因此，本发明的一个方面可以提供一种用于震动电机的整体电刷，由于电刷容易进行位置调整，所以其允许高的生产率，并允许高的可靠性。

上绝缘膜41设置在延伸部33上。上绝缘膜41不仅提供震动电机的延伸部33与其他部件之间的绝缘，而且牢固地固定延伸部33。

在本发明的实施例中，由于整个延伸部33固定到支架上，因此用于固定电刷的区域足够宽，从而不但连接在支架和电刷之间的绝缘膜脱落的风险很低，而且电刷30与换向器之间的连接脱开的风险也很小。此外，由于延伸部33代替了昂贵的柔性板，制造成本也可以降低。

图6是根据本发明实施例的具有整体电刷的震动电机的横截面图。

参见图6，震动电机包括：支架51；和壳体53，与支架51结合在一起形成外体，并保护内部部件；整体电刷30，固定到支架51的底部；引线55，电连接到电刷30的延伸部33上；环状磁体57，安装到支架51的底部；轴59，插入并固定到支架51和壳体53中；轴承61，插入到轴上；以及偏心转子63，利用轴承61为媒介插入到轴59上，通过其旋转引起震动。

在支架51的中部，如图6所示，形成支架槽51a，轴59插入该槽中。轴59的下端插入并固定到支架槽51a中。下绝缘膜43设置在支架51的上表面上，而环形的磁体57设置在下绝缘膜43上。支架51与壳体53结合。

在壳体53的中部形成壳体槽53a，轴59插入到该壳体槽中。轴59的上端插入并固定到该壳体槽53a中。在壳体53的下表面与偏心转子63之间具有特定的位移量。

磁体57位于支架51的上表面上。磁体57呈环形，在内部空间内设置有电刷30和轴59。磁体57磁化为具有至少两个极。为增加偏心转子63上的电磁力，磁体57优选地制成具有四个或更多极。磁体57通过等值的交替N/S极来磁化。磁体57形成磁场，该磁场与偏心转子63的线圈69产生的电场一起产生电磁力，使偏心转子63运行。

轴59的上、下端分别被迫使推入并固定到壳体槽53a和支架槽51a中，并且在偏心转子63旋转时支撑偏心转子63。轴承61用来允许偏心转子63顺滑地旋转，插入到轴59上的预定位置并固定。轴承61由垫圈77支撑，该垫圈也插入到轴59上并固定。

垫圈77插入到轴59上并固定。垫圈77支撑偏心转子63，同时与偏心转子63的下表面或与轴承61接触。因此，即使当外部冲击作用在震动电机上时，震动电机也不会从其原始位置移开，因为偏心转子63由垫圈77支撑。

偏心转子63插入到轴59上，以轴承61作为媒介，并旋转。偏心转子63围绕通孔偏心，通过该通孔插入到轴59上，引起偏心，从而通过偏心转子63的旋转产生震动。偏心转子63包括硬板71、固定到硬板71上的配重65、线圈69以及固定件73。

硬板71支撑配重65、线圈69和固定件73，并且在其背侧连接换向器75。换向器75与电刷30接触，并且同时还连接到线圈69。因此，换向器75是一个通路，通过该通路，经电刷30输入的电流可以输入到线圈69。换向器75具有一种组成，其中诸如铜的金属叠片以特定的间隔设置。

配重65通过固定件73固定到硬板71上。配重65通常由具有大质量的钨等制成，用于当偏心转子63旋转时，进一步增加偏心转子63的偏心率。配重65优选地位于偏心转子63的最外周缘，以进一步增加偏心转子63的偏心率。此外，当图案线圈(pattern coil)用于线圈69时，线圈所占的体积会减小，从而配重65可以具有更大的尺寸，借此进一步增加震动电机的震动量。

线圈69通过固定件73固定到硬板71上。由于线圈69与换向器75连接，电流经换向器75输入。线圈69可以为缠绕线圈或图案线圈。

图案线圈是通过光刻或厚膜工艺生产的图案形式的线圈。通过将线圈69形成为图案线圈，其体积可以减小。而且，与缠绕线圈不同，其既不需要复杂的制造过程，也不会有高的缺陷率，从而可以提高生产率。

固定件73将线圈69和配重65固定到硬板71上。固定件73可以是普通的粘合剂，但也可以使用塑料树脂。当使用塑料注塑制品作为固定件73时，固定件73可以通过嵌入射出成型法而容易地生产。

优选地，固定件73的中心角不超过180度。这是由于当中心角超过180度时，偏心量被与超出部对应的质量抵销。

形成固定件73，使之具有与配重65的厚度相等的高度，这样可以减小偏心转子63的厚度，而高度大于配重65的厚度，则可以进一步增加偏心率并可靠地固定配重65。

电刷30通过下绝缘膜43固定到支架51的上表面。电刷30的接触部31a与换向器75电接触。此外，延伸部33的端部露出到壳体52的外部，并通过焊料等连接到引线55。

因此，可以提供一种整体电刷和一种具有这种电刷的震动电机，其不但可以提供简单的工艺过程，而且还能通过降低缺陷率而延长电机的寿命。

还可以提供一种整体电刷和一种具有这种电刷的震动电机，其不需要钎焊过程，从而没有由于焊球带来的环境污染，也没有由于焊球带来的电刷之间短路的风险。

还可以提供一种整体电刷和一种具有这种电刷的震动电机，其中用于固定电刷的区域足够宽，使得在支架和电刷之间绝缘膜脱落的风险很低，从而允许电刷中张力变化很小，借此确保震动电机的可靠质量。

再有，可以提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其不包括电镀线，从而不可能有电镀线与周围部件之间的短路。

还可以提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，其不使用昂贵的柔性板，而只使用绝缘膜来降低制造成本。

可以提供一种整体电刷和一种具有这种整体电刷的震动电机，采用这种电刷，可以精确设置电刷的位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种震动电机，包括：

支架，具有支架槽；

壳体，与所述支架结合以形成外体，并具有壳体槽；

轴，其每一端插入并固定到所述支架槽和所述壳体槽中；

电刷，连接到所述支架的上部；

偏心转子，插入到所述轴上，并具有换向器，所述换向器通过所述电刷接收电流，并传输到线圈；以及

磁体，固定到所述支架上面对所述换向器的位置，

其中，所述电刷包括：

臂，具有与换向器接触的接触部；以及

延伸部，从所述臂延伸，以固定到震动电机的支架上，

并且，所述延伸部的端部露出到所述壳体的外部。

2.根据权利要求1所述的震动电机，其中

所述偏心转子包括具有对称形状的硬板；以及

配重，设置于所述硬板上，

所述换向器形成于所述硬板的下表面，并且

所述线圈和所述配重通过固定件设置在所述硬板上。

3.根据权利要求1所述的震动电机，其中所述偏心转子通过轴承作为媒介插入到所述轴上。

4.根据权利要求1的所述的震动电机，其中所述偏心转子由插入到所述轴上的垫圈支撑。

5.根据权利要求2所述的震动电机，其中所述配重由钨制成。

6.根据权利要求2所述的震动电机，其中所述固定件由注塑制品制成。

7.根据权利要求2所述的震动电机，其中所述线圈为图案线圈。

8.根据权利要求2所述的震动电机，其中所述配重为中心角度为180度或更小角度的扇形。

9.根据权利要求2所述的震动电机，其中所述配重置于所述硬板的最外周缘。

10.根据权利要求1所述的震动电机，其中所述电刷形成为具有对称形状的一对电刷。

11.根据权利要求1所述的震动电机，其中所述臂包括多个片段。

12.根据权利要求1所述的震动电机，其中所述延伸部通过下绝缘膜固定到所述支架上。

13.根据权利要求1所述的震动电机，其中上绝缘膜连接到所述延伸部的上部。

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