CN101752971A - 偏心转子和具备该转子的轴向空隙型无芯振动电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使扁平电动机也能确保内置的轴承具有足够的保持强度并使耐久性提高的偏心转子和具备该转子的轴向空隙型无芯振动电动机。上述偏心转子具备：中心具备轴支承孔(1a)的印刷布线板(1)；多个空心电枢绕组(2)；配置于上述轴支承孔(1a)的位置且把外周接合于上述印刷布线板(1)的轴承(3)；配置成主要部与上述印刷布线板(1)不重叠的偏心锤(W)；把它们一体化的树脂(4)；配置于上述印刷布线板(1)的换向器(5)。

Description

偏心转子和具备该转子的轴向空隙型无芯振动电动机

技术领域

本发明涉及对适用于移动通信装置的无声告知单元等的偏心转子和具备该转子的轴向空隙型无芯振动电动机的改良，特别是涉及在轴固定型中采用并确保足够的轴承保持强度的技术。

背景技术

一般作为移动通信装置的无声告知单元是利用离心力振动的振动电动机，这种振动电动机通常在旋转型圆筒型电动机的输出轴上安装截面为银杏叶那样形状的偏心锤。另外，轴向空隙型的扁平电动机中存在利用内置的转子自身产生离心力振动的电动机。转子内置型振动电动机由于不需要输出轴，因此近年来从轴旋转型推荐使用将一个轴承内置到转子内的轴固定型。作为这种轴固定型，专利文献1中公开了一种在托架上设置翻边孔来压入并固定轴的基端，并通过外壳侧支承该轴的另一端的轴固定型。

这些电动机为了降低高度而一般是轴向滑接型，作为转子一般在印刷布线板的一侧通过印刷多个扇形片而形成换向器且镀上几个微米贵金属，并利用树脂把换向器与一个烧结含油轴承一起一体成型而成。

但是，如果需要使用直径10mm、厚度2.5mm左右的电动机，则轴承也为直径1.5mm左右的小型轴承，当施加落下等冲击时，被施加了与所搭载的机器重量对应的重力加速度，造成轴承在转子内向轴向脱落的问题。

专利文献1：日本专利第3261329号公报

为了防止上述轴承轴向移动，虽然只要在轴承的外周形成凹凸部来咬入树脂即可，但是对轴承进行外径1.5mm左右且长度1.1mm的小型化时则形成该凹凸变得困难，并且轴承长度减小且轴承投影面积也减小，存在耐久性的问题。

发明内容

本发明的目的是即使扁平电动机也能确保内置的轴承具有足够的保持强度，并确保轴承投影面积来获得足够的耐久性。

为了解决上述问题，能够利用下述的偏心转子来解决，基本构造如技术方案1所示，其具备：中心具有轴支承孔的印刷布线板；多个空心电枢绕组；配置于上述轴支承孔的位置且把外周接合于上述印刷布线板的轴承；配置成主要部与上述印刷布线板不重叠的偏心锤；把它们一体化的树脂；配置于上述印刷布线板的换向器。

作为具体构造，如技术方案2所示，可以是在上述轴支承孔的外侧印刷形成接合图案，上述轴承外周的一部分焊接接合于上述接合图案。

并且，如技术方案3所示，可以是上述偏心锤从上述主要部突出，并且利用与上述印刷布线板重叠的舌片接合于上述印刷布线板。

作为其他的具体构造，如技术方案4所示，可以是上述印刷布线基板配置成与空心电枢绕组不重叠。

该构造进一步如技术方案5所示，上述树脂作为终端保护单元覆盖上述空心电枢绕组的终端，在上述印刷布线板上形成树脂通过孔。

为了使用这种轴向空隙型转子形成电动机，如技术方案6所示，其使用了技术方案1～5中任意一项所述的偏心转子，上述轴向空隙型偏心转子通过轴被旋转自由地支承于由外壳和托架形成的壳体，并且上述轴向空隙型偏心转子具备：前端与上述换向器滑接的电刷；电刷座，其埋设上述电刷的基端，并且一部分在上述托架的厚度内经过上述磁铁的下方而向上述外壳侧方导出，作为供电端子。

根据技术方案1、2的发明，轴承利用焊料等的焊接接合于印刷布线板，利用树脂一体化之时印刷布线板起到骨架作用，因此冲击时轴承不会向轴向移动而脱落具有足够的耐冲击性。

根据技术方案3的发明，上述偏心锤利用不与上述印刷布线板重叠的主要部能够确保具有整个转子的厚度，因此获得较大的偏心量，利用比该主要部还薄的舌片焊接接合于上述印刷布线板并被树脂覆盖，因此获得足够的冲击强度。

根据技术方案4的发明，印刷布线板未进入有效磁场中，因此即使薄型电动机也能够提高作用于线圈的有效磁通密度。

根据技术方案5的发明，空心电枢绕组的终端不会被模具损坏，利用树脂通过孔能够确保树脂成型时的流动，因此不存在成型时的未填充(short mold)等。

根据技术方案6的发明，能够确保内置的轴承具有足够的保持强度，向电刷供电时既利用了磁铁的下方又不会牺牲厚度，可获得扁平的电动机。

附图说明

图1是具备实施例1涉及的轴向空隙型偏心转子的轴向空隙型无芯振动电动机的剖视图。

图2是图1的轴向空隙型偏心转子的仰视图。

图3是图1的轴向空隙型偏心转子的俯视图。

图4是实施例2涉及的轴向空隙型偏心转子的变形例的俯视图。

图5是用于图4的轴向空隙型偏心转子的换向器的俯视图。

图6是具备实施例2涉及的轴向空隙型偏心转子的轴向空隙型无芯振动电动机的剖视图。

附图符号说明：

1、11-印刷布线板；1a-轴支承孔；1b-接合图案；1c、1d-焊料部；1e-通孔；1f、1g、1h-连接图案；2、22-绕线型空心电枢绕组；3-烧结含油轴承；4-树脂；4a-缝隙槽；4b-隆起部；4c-下垂部；4e-凹部；5-换向片；5a-滑接部；5b-连接部；6-托架；7-轴；8-磁铁；8-外壳；B-电刷；R-偏心转子；W-偏心锤；Wa-舌片；Wb-舌片。

具体实施方式

本发明的偏心转子具备：中心具有轴支承孔的印刷布线板；多个空心电枢绕组；配置于上述轴支承孔的位置且把外周接合于上述印刷布线板的轴承；配置成主要部与上述印刷布线板不重叠的偏心锤；把它们一体化的树脂；配置于上述印刷布线板的换向器，图1是具备实施例1涉及的轴向空隙型偏心转子的轴向空隙型无芯振动电动机的剖视图。图2是图1的轴向空隙型偏心转子的仰视图，图3是图1的轴向空隙型偏心转子的俯视图，图4是实施例2(变形例)涉及的轴向空隙型偏心转子的变形例的俯视图，图5是用于图4的轴向空隙型偏心转子的换向器的俯视图，另外，图6是内置了图4的轴向空隙型偏心转子的轴向空隙型无芯振动电动机的剖视图。

实施例1：

图1～图3中，本发明实施例1涉及的轴向空隙型偏心转子R配置了下述部件，即：中心形成有轴支承孔1a的印刷布线板1；在该印刷布线板1的径向外侧配置成与该印刷布线板1不重叠的多个(这里按配置间距60°配置3个)空心电枢绕组2；装配并接合于上述轴支承孔1a的轴承3；在上述印刷布线板1上利用热变形温度250℃以上的树脂4与局部被焊接的偏心锤W一起一体化，并在表面覆盖贵金属而形成的多个(这里是6个)换向片5。

装配于上述印刷布线板1的轴支承孔1a的轴承3，利用规尺测出其垂直度之后，通过发热不容易向周围传递的激光照射利用焊料部1c被焊接接合到印刷形成于上述轴支承孔1a周围的接合图案1b。在上述偏心锤W的向内侧突出的舌片Wa上涂覆焊料，再次通过激光照射利用焊料部1d焊接接合到上述印刷布线板1。因此，即使轴承3的两端露出，射出成型树脂焊接部分也被覆盖，能够确保足够的防脱强度。上述换向片5由表面覆盖贵金属的滑接部5a和向轴向弯折的连接部5b构成，隔着缝隙槽4a被配置为6等分。上述连接部5b被嵌入形成于上述印刷布线板1的通孔1e中并在上面焊接连接。

并且，上述印刷布线板1从底面观察外周的一部分是与上述空心电枢绕组2的外形一致的引导部，为了使对置的换向片5短路而形成通过通孔1e等来短路的图案1f，在上面一侧且凹部4e的位置上印刷形成终端连接图案1g，终端连接图案1g用于焊接连接上述空心电枢绕组的各个卷绕开始终端a、b以及c，并且，在上面一侧印刷形成统一焊接连接卷绕结束终端d的终端连接图案1h。这种构造的印刷电路板1焊接连接各个空心电枢绕组的终端之后，如上所述轴承3的外周利用焊料部1c被焊接于接合图案1b，上述偏心锤W通过舌片Wa利用焊料部1d被焊接接合，并利用上述树脂4一体成型在上述空心电枢绕组的厚度内。因此，这些部件由于被收容于树脂的内部而起到骨架作用，能够确保足够的强度。特别是，即使舌片Wa的上面的树脂变薄，也能够确保其与印刷布线板之间具有足够的树脂部分，因此可以确保防脱强度。这里，如基于图示的构造判断那样，上述轴承3通过从转子上下突出来的方式确保长度方向，即电动机的厚度的85％以上，例如电动机的厚度为2.4mm左右，也能够确保长度2.1mm以上，因此轴与轴承之间的间隙引起的转子的倾斜变小而不需要保留过大的空隙，因此能够确保相应的有效磁通密度，加工的便利性和旋转时的耐久性较好。

该轴向空隙型偏心转子R还利用树脂的一部分形成微小、例如把线圈终端隐藏起来程度的隆起部4b来作为终端保护单元，并且考虑到射出成型时不要被模具损坏，把上述空心电枢绕组的各个卷绕开始终端a、b以及c穿过该隆起部4b并用树脂覆盖。并且，在配置了上述换向片5侧的整个外周范围形成下垂部4c，各个电枢绕组的卷绕结束终端d统一穿过该下垂部4c，并利用树脂覆盖来构成终端保护单元，并且起到用于防止偏心锤W的落下等引起的脱落的强度确保单元的功能。

为了确保重量，上述偏心锤W的厚度需要达到整个转子厚度，即形成为主要的两个面露出，并且内外侧一体地形成舌片Wa、Wb，作为接合单元通过对上述舌片Wa的焊接被固定，并且各个舌片Wa、Wb和印刷布线板1被树脂4覆盖，从而确保防脱强度。通过上述构造，能够利用上述空心电枢绕组2和偏心锤W的比重差、体积比来获得足够的偏心量。

该轴向空隙型偏心转子R还形成凹部4e，凹部4e用于能够在上述印刷布线板1的上面焊接上述连接部5b，上述空心电枢绕组2的卷绕开始终端a、b以及c和上述连接部5b一起通过激光照射等被焊接，考虑到为了使树脂4良好地蔓延，在适当的空间上设置树脂通过孔1j。

为了收纳该轴向空隙型偏心转子R，先把轴7的顶端嵌入到在外壳9的中心具有小直径通孔的凹部9a，通过从外侧激光焊接来做准备。偏心转子R通过上述含油轴承3、推力垫圈S旋转自由地装配于上述那样配置的轴7，使在托架6上通过电刷座10以90°的开角滑接的一对电刷B和在该电刷B的外侧配置于上述托架6的磁铁8隔着空隙对置，被收纳在作为壳体的托架6和外壳9内。之后，上述轴7利用激光焊接把基端固定在托架6的中央的具有小直径通孔的凹部6a，在上述托架6的外周和外壳9的开口部再次被激光焊接而进行组装。图中r是连接相邻的换向片的火花消除用印刷形成电阻，4d是射出成型时用于定位的引导销利用的防脱孔，4f是模具浇口，并且Wc是射出模具用于定位而设置的偏心锤的定位凹部。

这里电刷B是在0.05mm的洋白板的滑接面上覆盖贵金属的部件，并且基端被焊接连接于附加设置在上述托架的电刷座10。埋设了该电刷B的电刷座10如图1所示，局部10a经过在上述托架6上挖空的通孔6c从外壳9的侧方导出而成为供电端子。

另外，当托架的厚度为0.25左右时，也可以用挤压而形成的凹部代替上述通孔6c。

如果采用上述构造，则供电端子在经过磁铁下方从上述外壳侧方导出时可以忽略电刷座10的厚度。

实施例2：

图4～图6中，图4表示图3的变形例，这里是按120度左右的配置开角配置两个绕线型空心电枢绕组22而构成的实施例，其中绕线型空心电枢绕组22的有效导体部分开至组合磁铁的磁极的开角程度(这里是90°)，从而提高了效率。这里，为了确保线圈的效率，印刷布线板11与这些线圈重叠，形成了卷绕开始连接图案11k，在各个线圈之间形成卷绕结束统一连接图案11h，各个线圈22的卷绕开始端22a、22b被焊接到上述卷绕开始连接图案11k，卷绕结束终端22d被焊接到上述统一连接图案11h。烧结含油轴承3的外周利用焊料焊接连接于接合图案11b，这与实施例1相同。其他部件与上述相同标注了相同附图标记并省略其说明。但是由于空心电枢绕组为两个，因此终端处理变少，能够一定程度上省略各个连接图案等。图5表示的印刷布线板11是印刷形成换向片55并在滑接表面形成几个微米的镀金的部件。图中，11m是形成于印刷布线板的加强用图案，55d是设置于印刷布线板11的空心电枢绕组安装定位引导部，55e是考虑到射出成型时不把该线圈的卷绕开始终端22a、22b损坏而设置的凹部，树脂成型时收容于印刷布线板的厚度内来构成终端保护单元。其他部件功能相同，标注相同附图标记并省略其说明。

另外，在需要增大偏心锤的重量(俯视下面积)时，上述空心电枢绕组22的配置开角允许开至150度左右。

工业上的可利用性

上述实施例中，为了简化轴承、偏心锤，例示了通过焊料焊接接合于印刷布线板的例子，并且烧结含油轴承是多孔质的轴承，即使浸渍了油也能够维持一定程度的粘着力，因此它们也可以采用牢固的环氧树脂粘着等的接合构造。

Claims (6)

1.一种偏心转子，具备：

印刷布线板，其中心具有轴支承孔；

多个空心电枢绕组；

轴承，配置于所述轴支承孔的位置且把外周接合于所述印刷布线板；

偏心锤，配置成主要部与所述印刷布线板不重叠；

树脂，用于对它们进行一体化；

换向器，配置于所述印刷布线板上。

2.根据权利要求1所述的偏心转子，其中，

在所述轴支承孔的外侧印刷形成接合图案，所述轴承外周的一部分焊接接合于所述接合图案。

3.根据权利要求1所述的偏心转子，其中，

所述偏心锤从所述主要部突出，并且利用与所述印刷布线板重叠的舌片接合于所述印刷布线板。

4.根据权利要求1所述的偏心转子，其中，

所述印刷布线板配置成与空心电枢绕组不重叠。

5.根据权利要求4所述的偏心转子，其中，

所述树脂作为终端保护单元覆盖所述空心电枢绕组的终端，在所述印刷布线板上形成树脂通过孔。

6.一种轴向空隙型无芯振动电动机，其使用了权利要求1～5中任意一项所述的偏心转子，其中，

所述轴向空隙型偏心转子通过轴被旋转自由地支承于由外壳和托架形成的壳体，

并且所述轴向空隙型偏心转子具备：

电刷，其前端与所述换向器滑接；

电刷座，其埋设所述电刷的基端，并且一部分在所述托架的厚度内经过所述磁铁的下方而向所述外壳侧方导出，作为供电端子。

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