CN101459368A - 扁平型振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机、寻呼机等电子产品用的扁平型振动马达，在相互对接的内部提供圆型空间的上下机壳中心部垂直固定旋转轴，支持转子的旋转，转子为配有整流子的印刷线路板上固定发生磁场的两个线圈和在其上部固定高比重的振动子形成一体的扁平结构，振动子为高比重的钨合金粉末加少定量的镍，振动子的圆弧体以旋转中心为准，在不超过180度的范围内覆盖线圈上面的一半以上，转子下边依次安装圆形圆周交叉配置N极和S极的永久磁铁和连接外部电源的软型印刷绕线板，电刷的一面固定于软型印刷电路板，另一面接触于整流子，转子为以线圈上部用树脂和高比重的金属振动子为一体的结构，在轴承外周上形成线槽，在振动子外沿形成台阶状，提高与树脂注塑物牢固结合的结构，线圈空心也用树脂注塑，最大程序减少因塑压力而发生的线圈变形。

Description

扁平型振动马达

技术领域：

本发明涉及电子装置，特别是一种手机、寻呼机等电子产品用的扁平型振动马达。

背景技术：

众所周知，手机或者寻呼机等移动通信终端机为通知使用者来电信号而采用振动马达，一开始振动马达主要以圆柱(bar-type)马达为主，但现在已广泛采用扁平型。(coin type)。

图1和图2所示为现有的比较代表型的扁平型振动马达的基本结构。

图1为图示现有的扁平型振动马达组装状态的斜视图，图2为振动马达的分解斜视图。

如图1、图2所示，振动马达为上机壳(10)与下机壳(12)压入接合提供内部空间，软型印刷线路板(16)的一部分，延伸于机壳(10，12)外部的形状，在上下机壳(10，12)内部中心固定直立的旋转轴(18)支持上下机壳(10，12)，下机壳(12)底面安装软型线路板(16)以便传达信号，在其软型线路板(16)上面安装以旋转轴(18)为中心的圆圈形状的永久磁铁(14)，转子(20)被支持于旋转轴(18)安装于永久磁铁上面，转子(20)包括略为半圆盘型的物体(24)和与其物体(24)形成一体的轴承(28)，线圈(22)、振动子(26)、印刷线路板(非图示)等，轴承(28)内插入旋转轴(18)，两个以上的线圈(22)以旋转轴为中心相对称安装于物体(24)的左右两侧，振动子(26)安装于线圈(22)中间的物体边缘附近，振动子(26)为获得强的振动力由高比重的物质制成。

交叉变更线圈(22)电流的方向其线圈(22)产生的磁极方向也因此而发生交叉变化，这种磁极变化相互作用于永久磁铁(14)的磁极，产生把线圈(22)向一个方向旋转的力量，这样，和线圈(22)形成一体的转子(20)以旋转轴(18)为中心旋转。

制作这种现有的扁平型振动马达转子(20)的方法如下：首先准备形成整流子和线路格局的略半圆型的印刷线路板，印刷电路板的两面以铜板加工形成整流了和线路格局，以贯通孔镀金连接两面的格局，给整流子和线路格局镀Ni和Au制作，在这样制作的印刷线路板上面安放一对线圈(22)，在线圈(22)中间安装高比重的振动子(26)，在转子(20)假象圆的中心安装轴承(28)后注塑树酯形成一体化，树酯固型物在图二形成机体(24)，为防止振动子的腐蚀，应渡金处理后安装为妥。

因振动子(26)给转子(20)赋予偏心，应使用高比重金属制作，因此因转子(20)和振动子(26)其重量的中心集中于特定部位，因这种结构上的特性，如给振动子(26)加强力量就发生振动子(26)从转子(20)脱离的现象和中心轴承(28)也从树酯注塑物形成的机体(24)中脱离现象，因这种情况把振动子的体积限制于所定尺寸以内，(为防止给振动子加所定尺寸以上的力量)因此成为限制增加振动量的阶限。

另外，注塑树酯时不能往线圈中心的空间正常注入树酯而发生空间，此空间在注塑时因外部压力而会发生线圈的变形，如长时间使用变形的线圈，就会发生断线不良，也成为缩短马达寿命的要素。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种比现有的振动马达不加大尺寸的情况下以提供产生更强，可防止因树酯注塑料压力而产生的线圈变形和因此产生的断线的不易损坏、使用寿命长的振动量的扁平型振动马达。

本发明可以通过如下措施达到：

随着手机小型化其另零部件也应小型化，振动马达不例外，为了振动马达的小型化缩小转子的尺寸是不可避免的，根据在两个线圈中间安装振动子的现有方式，只能减少振动子的体积，这种结构不能保持振动子规定的重量而不能确保规定尺寸的振动量，因此有必要在转子的全体尺寸中为提高振动子所占有比重的转子结构的改善，根据以上认识和为达到上述目的，本发明提供在相互衔接提供内部圆形旋转空间的上、下机壳，在上、下机壳对面中心部位垂直固定的旋转轴，在旋转轴插入旋转中心被支持旋转，在配有整流子的印刷线路板上面依次安装发生磁场的一对线圈和高比重的振动子形成一体的偏心结构的转子，在上述转子下面安装的沿着圆圈圆周N极和S极交叉配置的永久磁铁。在永久磁铁和下壳之间设置的与外部电源相连接的软性线路板，一面固定于软性线路板、另一面包括与整流子接触通过软性线路板输入的电力传达到线圈的电刷为特征的扁平型振动马达，这种振动马达以加大振动子的体积，为增加转子的下重，把振动子安装于线圈上面为主要特征。

上述转子为可行的构成例子，在转子旋转中心安装被插入旋转轴支持的轴承；在“D”形的印刷线路板上与上述旋转中心相对面的支点形成能插入轴承的结合孔，在轴承外周面，转圈形成数对整流子格局和各自连接的导线格局，在转子底面配置的印刷线路板，在印刷电路板上面以旋转轴为准相对称配置连接整流子的导线格局，通电时产生电磁场的一对线圈，在一对线圈上面固定的高比重材质的平面无孔圆弧形状的振动子，以及包括将上述转子的全部构成要毒结合于一体使转子的全体形状形成比上述印刷线路板较大的“D”字形平板形状的树酯物体为特征。

在上述印刷线路板上应加设为防止电刷和整流子之间产生火花的阻抗格局连接于导线格局的形状为妥；为提高轴承和转子的树酯机体的结合力，在轴承外径形成线槽形状的结合部为妥；另外为提高振动子与转子的树酯机体的结合力，在其上部边沿形成台阶状为妥；振动子的厚度应为印刷线路板和线圈厚度总和的一半以下。

再次，以旋转轴为准，振动子位置的对面(线圈后部)的树酯注塑物的高度为与线圈高度相等或低一点为妥。

但是，除了单纯地将振动子安装位置变更为线圈上面以外还有一个应考虑的问题，为了增加振动子的体积必须选择振动子的平面宽度或厚度其中之一，考虑到振动马达的小型化要求，在一对旋转线圈上面配置振动子的方案对增加振动子的厚度有限，而增加振动子的平面宽度有多少余地。考虑到这一点，应减少振动子的厚度而有可能的话增加平面宽度为好。因此从上面垂直往下看时与一对线圈重叠，振动子的圆弧角度以旋转中心为准，在不超过180度的范围内应覆盖线圈上面的一半以上为妥。这样才能产生更大的振动力。振动子不应全部覆盖线圈的空心部位，为了给其空心里边注入注塑物，应留部分空心为开放状后覆盖为妥。为转子构成要素的一体化注塑树酯时，不但线圈的外部而且通过其盖口也往线圈的空心中注入树酯注塑物。

现有的振动子为把高比重的钨合金粉末在高温下烧结的方法而制成的。但是用这种方式制成的振动子因其平坦度不好而配置于线圈上面时存在技术上的难题。为了解决这个问题给高比重钨合金粉末适当添加镍为好。镍的添加量应占振动子重的约3-6％为好。将钨合金粉末和镍的混合物经高温烧结处理制成振动子。添加镍的振动子具有未经另行渡金处理也不腐蚀的表面特性。将上述转子各构成要求经树酯的注塑成型之前，先将振动子用粘合剂固定于线圈上面。这是为了防止注塑树酯时因注塑压力振动子位置移动的一种措施。所使用的粘合剂为嫌气性UV粘合剂为好。

本发明这种改善的振动马达的转子为把振动子配置于线圈上面的结构，比现有的振动马达配置体积更大的振动子，获得更大的转子偏心，因而获得更大的振动力，而且对振动子厚度的增减不受限制，变更振动子的厚度可以变更振动子的下重，容易增减振动量，将振动子的重量均匀配置于转子的全面，可以防止强烈冲击下振动子脱离的现象。

用这种结构使构成转子的全部构成要素用树酯可形成一体化保持相互间的高度结合力，因此在强烈的冲击下也不会容易脱离或破损的结构。

另外，根据本发明的振动马达，转子上的线圈其上下部都被印刷线路板和振动子各自固定支持，在外部的冲击下也不易变形。而且设计为注塑树脂时不但线圈外部而且其空心也可以注树脂的结构，可预防因树脂注塑压力而发生的线圈的变形，也可预防断线不良。

附图说明：

附图是本发明的结构示意图，也是实施例的示意图。

图1为现有扁平型振动马达的斜视图。

图2为现有扁平型振动马达的分解斜视图。

图3为本发明的可行实施例为依据的扁平型振动马达分解斜视图。

图4为本发明的可行实施例为依据的扁平型振动马达内部透视断面图。

图5为本发明的扁平型振动马达转子平面图。

图6为图5的A-A线断面图。

图7为图5转子底面图。

图8的(a)和(b)为是说明因注塑压力而产生的线圈变形情况的图纸。

图9a、图9b、图9c和图9d所示对转子的树酯注塑作用程序。

图中标记：102：上机壳、104：下机壳、106：旋转轴、108：防噪音垫片、110：转子、112：线圈、114：振动子、116：树酯注塑物、118：轴承、120：永久磁铁、122：整流子、124：阻抗格局、130：电刷、132：软性印刷线路板、134：印刷线路板、136：垫圈。

具体实施方式：

如附图所示，参照以下附图，对本发明进行详细说明

图3为本发明扁平型振动马达(100)的分解斜视图，图4为振动马达(100)内部透视断面图，图5为适用于振动马达(100)的转子(110)平面图，图6为按图5的A-A线所视断面图，图7为图5的转子(110)的底面图。

图3及图4所图示，扁平型振动马达(100)包括杯状的上机壳(102)和封上机壳(102)入口的平板形下机壳(104)，机壳用金属材料制作以适合于压入结合，在上机壳(102)和下机壳(104)的中心部位各有糟和孔，在其糟和孔里垂直插入固定旋转轴(106)，旋转轴(106)上插入转子(110)中心，支持转子(110)能旋转，转子(110)的全体形状为比半圆稍大一点的大圆弧状(略为D字状)，转子(110)的旋转中心与假设转子(110)正圆型时的其中心位置相同所以形成偏心状。

转子(110)包括一对线圈(112)，振动子(114)用树酯形成的机体(116)，圆筒型轴承(118)，印刷线路板(120)整流子(120)阻抗格局(124)，转子(110)以轴承(118)为中心裹住其底部配置于印刷线路板(120)，印刷线路板(120)上面以轴承(118)为中心左右两侧配置一对椭圆型的线圈(112)，在其线圈(112)上面配置以本发明为结构特征核心的振动子(114)，转子(110)的全部构成要素即线圈(112)、振动子(114)、轴承(118)，印刷线路板(120)经树脂的注塑形成一体成为上述的D状，振动子(114)因具有使转子(110)偏心手段的机能，通常用高比重的重量体制成，本发明中因覆盖线圈(112)上面的形状固定，所以用非磁性金属或者非金属重量体制作，以最低限度减少对线圈(112)产生的磁场的影响为好。

本发明从这种观点出发，要求用高比重的钨合金粉末添加少定量的镍经高温烧结制作振动子(114)，添加镍可具有表面的耐腐蚀性而且具有良好的平坦度有利于配置在线圈(112)上面，制造振动子(114)时因薄而宽出现弯曲的现象，发明人为了解决这一问题，增加把烧结成形后的振动子用压力机压平的校正工序，结果，可以制作不扭曲厚度最小达到0.25mm的振动子。

线圈(112)为空心线圈，如安装三个以上线圈时也应均等配置于转子(110)能够获得高效率。特别的是线圈(112)的焊接部位对断线脆弱，用UV粘合剂涂布其部位后用紫外线烘干。

说明在线圈(112)上面安装振动子(114)的方法，首先在树酯注塑之前，用粘合剂把振动子(114)固定于线圈(112)上面。用粘合剂粘贴是为了防止树酯注塑时因注塑压力而振动子的位置移动。这样才能在大批量生产时保持转子的重量中心恒定和振动量的恒定。因线圈(112)与振动子粘贴在一起，因此在注塑高压下也不发生线圈变形，可预防断线不良，固定振动子(114)的底面和线圈(112)的上面所使用的粘合剂在烘干时不会产生气体，因此使用在不通气的状态下也可以粘贴的嫌气型UV粘合剂为好。为了把转子(110)的构成要素形成一体，进行树酯注塑作业时，有必要采取防止因树酯注塑压力而发生线圈(112)变形的措施，图8的(a)为表示树酯注塑前的转子状态，(为了容易理解除去振动子(114)的状态)图8(b)所图示的线圈(112)空心(112a)在空心状态下从上下注塑树酯(图纸上S为树酯注塑物的注入方向)线圈在树酯的注塑压力下中间部位被挤进去，在这种线圈变形下粘贴于印刷线路板(134)的线圈(112)受到冲击会发生断线不良。虽然因注塑压力线圈变形程序微小不至于断线，但长时间使用振动马达时有可能发展为进行性断线不良。

本发明为了防止线圈(112)的断线不良，采用了同时给线圈(112)外部和线圈(112)空心注入树酯注塑物(116)的方案，与此同时，有必要考虑为了获得大的振动力，可能的话振动子(114)也制作成宽一点更为有利。从这一点上应设计成振动子(114)的圆弧以转子(110)的旋转中心为准，不超过180度的范围内至少覆盖线圈(112)上面的一半以上为好。这样才能产生更高的振动力。但同时考虑制定振动子(114)的尺寸时应留能给线圈(112)空心(112a)注入树酯注塑物的开口。因此振动子(114)尺寸大小为覆盖线圈空心(112a)时应覆盖大部分而不覆盖全部，留有一部分开放状态的尺寸为好。

图9a和图9d图示对转子(110)的树酯注塑作业程序。在印刷线路板(134)上面分左右相对称配置固定一对线圈(112)(参照图9a)，在其上面粘贴振动子(114)(参照图9b)把轴承(118)配置于转子中心部位(参照图9c)，振动子(114)不覆盖线圈(112)空心(112a)的全部而留一部分开放状态后覆盖，把这种转子结合体插入注塑模具(116a)注入树酯，树酯注塑物不但在线圈外部而且通过其开口部位也注入到线圈的空心(112a)部位里边。就此得到形成一体的转子(110)成品(参照图9d)，这样因注塑树酯时给线圈(112)的外部和通过线圈(112)空心(112a)开放部分同时注入树酯，因此线圈外部和内部空间所受到的注塑压力是均等的，所以如图八(b)所示，因注塑压力的线圈(112)变形最小化，可以预防断线不良。

轴承(118)位于转子(110)的旋转中心部位，其内部设有向轴方向的孔洞，并通过孔洞与旋转轴(106)贯通结合。在转子(110)下部配置圆圈型的永久磁铁(134)，永久磁铁(134)上交叉配置N极和S极，在下机壳(104)面和永久磁铁(134)底部之间配置传达信号的软性印刷线路板(132)，软性印刷线路板与电刷(130)连接在一起。永久磁铁(134)和转子(110)之间保持一定的空隙，把电刷(130)设置为应接触到转子(110)上的整流子(122)上。在这里软性印刷线路板突出于机壳(102，104)的侧面，连接导线或者特定的供电段子，从外部输送的驱动电力通过软性印刷线路板(132)和电刷(130)经印刷线路板(120)上的整流子(122)传送到线圈(112)。

印刷线路板(120)内侧的轴承(118)周围为了与线圈连接配置整流子(124)，为了防止电刷(130)和整流子(122)之间产生火花，印刷线路板上设有能够最低限度减少整流子(122)和电刷(130)之间磨的损阻抗格局(124)。

在旋转轴(106)上段与上机壳中央糟之间安装消音垫片(108)以防因转子(110)旋转时所产生的噪音传到机壳(102，104)外部。在旋转轴(106)的下段安装垫圈(136)使转子(110)在一定的空间能够自由旋转。在轴承(118)的外径形成连接线糟(Q)，使轴承(118)和转子(110)的树酯注塑物(116)结合的更加牢固。另外为了使振动子(114)和转子(110)的树酯注塑物更加牢固地形成一体，在其上部边沿形成台阶状(b)形成形状结合部的作用。这样轴承(118)和振动子(114)因各自形成的线糟(Q)和台阶(b)提高转子(110)和树酯注塑物(116)的结合强度。

根据发明人变更振动子(114)厚度后对振动马达(100)的特性测试结果，在线圈(112)上面固定的振动子(114)的厚度(L1)应不大于线圈(112)的厚度(L2)，这是因为如果振动子(114)的厚度(L1大于线圈(112)的厚度(L2)，转子(110)旋转时负荷加重，线圈(112)发热会缩短寿命，而且会降低转速，减少振动量。

以旋转轴(106)为准，振动子(114)位置的对面(线圈的后部)的树酯注塑物(116)的高度(h1)应与线圈(112)的高度(h2)相等或低于线圈(112)的高度(h2)。这样就能使转子的偏心最大化可以产生最大限度的振动量。

根据本发明的振动马达(100)的工作原理如下：

首先，附图所图示，软性印刷线路板(132)一接通电源，电流通过电刷(130)和印刷线路板(134)的整流子(112)传送到线圈(112)形成线圈(112)的磁场，各线圈(112的磁场和永久磁铁(120)的磁场之间引力和斥力相互作用，在这两种力量的合力下线圈(112)产生向一定的方向旋转的旋转力作用，转子(110)就以旋转轴(106)为中心向一个方向旋转。此时，转子(110)因有轴承(118)旋转圆滑，但又因转子(110)因振动子(114)处于偏心状，在旋转时产生振动。因振动而发生的噪音被安装于旋转轴(106)上段的消音垫片(108)所阻挡。

因为是振动子(114)配置于线圈(112)上面的结构，可以使振动子(114)体积最大化，因此所产生的振动力比现有的振动马达更强，并且要更加提高振动量时就可以加大振动子(114)的厚度(L1)加重就可。这样因轴承(118)和振动子(114)用以其线糟和台阶与转子(110)的树酯注塑物(116)牢固连结在一起，使转子(110)在强烈的冲击下也不易破损，可长期使用。

综上，对本发明可行的实施例详细记述，在属于本发明的技术范围之内，如有具有通常知识的人员，在不超出请求项所记载的范围内，把本发明的各种方式改变或者变更设计，实施时认为属于本发明的范畴。

本发明的振动马达为比较体积能获得更大的振动力的结构，可多方面利用于要求振动马达小型化的项目，特别适合于应更加缩小安装空间的小型电子产品(如手机等便于携带的电子器机)通知使用人的告知手段。

Claims (10)

1、一种扁平型振动马达，包括相互衔接给内部提供施转空间的上机壳和下机壳，在上下机壳对立的中心部垂直固定的旋转轴，其特征在于被旋转轴插入旋转中心支持旋转可能在配有整流子的印刷线路板上面依次重叠安装一对线圈和振动子形成一体的偏心结构的转子，在转子下面沿着圆圈形圆周交叉配置N极和S极的永久磁铁，在永久磁铁和下机壳之间安装的与外部电源的相连接的软性印刷线路板和包括一面固定于软性印刷线路板，另一面接触于整流子，把通过软性印刷线路板输入的电源传送到线圈的电刷为特征的扁平型振动马达。

2、根据权利要求1所述的一种扁平型振动马达，其特征在于安装于转子的旋转中心，被插入旋转轴支持的轴承，在<D>字型印刷线路板与旋转中心对立的部位形成能镶嵌轴承的结合孔，沿着轴承外径转圈形成数对整流子格局和与此各相连接的导线格局，在转子底面配有的印刷线路板，在印刷线路板上面以旋转轴为中心，对称安装的与整流子的导线格局相连接，通电时产生电磁场的一对线圈，在一对线圈上面固定的高比重材质的平形圆弧状的振动子，以及包括把转子的全部构成要素结合为一体，使转子的形成一个形状稍微大于印刷线路板的<D>字型平板型的树酯注塑物的机体为特征的扁平型振动马达。

3、根据权利要求1、2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于振动子圆弧角以旋转中心为准不超过180度的范围内覆盖线圈上面的一半以上，留有部分空心的开放状以便给线圈子的空心中间注入树酯注塑物为特征的扁平型振动马达。

4、根据权利要求1、2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于振动子用以高比重的钨合金粉末添加少定量的镍，经高温烧结处理而制成为特征的扁平型振动马达。

5、根据权利要求2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于振动子的底部和线圈的上部用以嫌气性UV粘合剂粘贴为特征的扁平型振动马达。

6、根据权利要求2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于印刷线路板上增加的为防止电刷和整流子之间产生的火花而阻抗格局与导线格局相连接形状为特征的扁平型振动马达。

7、根据权利要求1所述的一种扁平型振动马达，其特征在于振动马达缔结部呈线糟状。

8、根据权利要求1所述的一种扁平型振动马达，其特征在于其上部边沿形成台阶状。

9、根据权利要求2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于振动子的厚度小于线圈全部厚度。

10、根据权利要求2所述的一种扁平型振动马达，其特征在于以旋转轴为中心，振动子位置部位的对面的注塑物高度不高于线圈高度。

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