CN101764458A - 偏心转子和具备该转子的小型无刷振动电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够确保偏心锤的重量，并利用该偏心锤的形状能够确保足够的轴承对转子外壳的安装强度的偏心转子和具备该转子的小型无刷振动电动机。偏心转子具备：通过嵌合到磁性金属制转子外壳(1)的翻边孔(1a)，由支承部(2a)卡定，并且肩部(2b)向上述转子外壳上面突出且切开肩部并把其向外侧弯曲来固定的轴承(2)；一部分配置于在轴承的外侧固定于转子外壳的下面的磁铁(3)的外侧，并且另一部分配置于转子外壳的上面的偏心锤(4)，把形成于转子外壳的突起(1c)嵌入形成于另一部分的贯通凹部(1e)，并在突起和贯通凹部的部分进行接合。

Description

偏心转子和具备该转子的小型无刷振动电动机

技术领域

本发明涉及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小型无刷振动电动机。

背景技术

作为扁平轴向空隙型无刷振动电动机，人们提出了一种在无芯无缝型电动机中由1个轴承形成的电动机的方案(参照专利文献1、专利文献2)。

作为带驱动电路的无刷振动电动机，人们已知有空心型、即在以多个等分配置的凸极上卷绕电枢绕组而成的空心型中，把驱动电路部件配置于定子的侧面的非圆形电动机的方案(参照专利文献3)。

然而，这种电动机侧面尺寸变大，利用SMD方式对配套的印刷布线板进行实际安装的效率较差，并且由于是空心型而厚度不得不增大，因此不具有实用性。

另外，人们提出了一种在包括空心型、无缝无芯型在内的装置中去除多个电枢绕组的一部分来设置空地，并在该空地中配置驱动电路部件的方案(参照专利文献4)。

专利文献1：日本实开平4-137463号公报

专利文献2：日本特开2002-143767号公报

专利文献3：日本特开2000-245103号公报

专利文献4：日本特开2002-142427号公报(图8～图11)

但是，为了利用转子自身在径向偏离重心而产生离心力振动，小型无刷振动电动机需要配置钨烧结合金制的偏心锤。

然而，为了把偏心锤设置于偏心转子而容易损失径向的尺寸。当要求电动机的径向尺寸为直径8mm左右的时候，作为磁铁的尺寸需要最小直径在5.6mm以上，通常仅仅靠把偏心锤收纳于磁铁的外侧无法确保重量，因此无法获得振动量而不得不利用磁铁的上侧。

这种构造中，仅仅靠面粘着无法确保强度，需要对偏心锤的固定单元进行研究。

另外，作为无刷电动机，在采用一个霍尔传感器驱动的单相型电动机中，其为了使转子的磁铁的位置停止在下次能够可靠地启动的特定部位而需要由磁性体形成的定位转矩(也称为齿槽转矩)发生部件。

为了获得所需的定位转矩(detent torque)发生力，该定位转矩发生部件需要具有一定程度的厚度，因此在配置在托架上的装置中不容易获得配置空间，从而造成有违转子自身的薄型化的问题。

人们提出了一种通过使定位转矩发生部件收纳于空心电枢绕组的内径部并向轴向突出，从而能够实质上忽略定位转矩发生部件的厚度的电动机的方案，但是这样存在线圈的内径的尺寸受到制约而无法获得较多的线圈匝数的问题。即为了避开启动错误而需要使定位转矩部的配置位置故意偏离线圈的中心，以便即使转子即磁铁在磁极的中心或者磁极的中间任意的位置停止也无妨，但如果线圈的内径小则无法使该偏离角较大。无法维持规定的偏离角则损失有助于转矩的有效导体部的根数和位置，从而引起启动转矩的减小或启动错误。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够确保偏心锤的重量，利用该偏心锤的形状能够确保其与转子外壳的足够的接合强度并且确保轴承的安装强度的偏心转子和能够忽略定位转矩发生部件的实质上厚度的小型无刷振动电动机。

为了解决上述问题，能够利用下述的装置来实现，如技术方案1所示，偏心转子具备：磁性金属制转子外壳；配置于该转子外壳的轴承；在上述轴承的外侧固定于上述转子外壳的下面的轴向空隙型磁铁；一部分配置于该磁铁的外侧并且另一部分配置于上述转子外壳的上面的偏心锤，上述轴承的任意一端在上述偏心锤的另一部分的厚度内向上述转子外壳的上面突出，通过把该轴承的任意一端作为支承部卡定于上述转子外壳的旋转中心翻边孔，并且把该支承部的相反端切开并向外侧弯曲从而将上述轴承固定于上述转子外壳，作为固定该转子外壳和上述偏心锤的单元，把形成于上述转子外壳的突起嵌入形成于偏心锤的另一部分的多个凹部，至少在该突起和上述凹部的部分进行接合。

具体说来，如技术方案2所示，可以是形成于上述偏心锤的另一部分的凹部是贯通的，在形成于上述转子外壳的突起上形成贯通部分，作为接合单元是利用粘着的粘着剂，该粘着剂未突出到偏心锤的上面。

另外，如技术方案3所示，可以是作为上述磁铁的固定单元的一部分，多个突起面对该磁铁的内径从上述转子外壳向下方突出，并在该磁铁内径部分且包括该突起来涂布粘着剂。

为了使用这样的偏心转子来形成无刷振动电动机，能够利用下述的装置实现，其具备：技术方案1～3中任意一项所述的偏心转子；隔着轴向间隙组合于该偏心转子的定子，该定子具备：中央配置有轴支承部的托架；在上述轴支承部外侧由附加设置在上述托架上的柔性印刷布线板形成的定子座；配置成不向该定子座上面突出的定位转矩发生部件；配置于该定子座的上面的单相空心电枢绕组；以与该单相空心电枢绕组不重叠的方式配置于上述定子座上的驱动电路部件。

技术方案1表示的发明中，轴承的任意一端在上述偏心锤的另一部分的厚度内向上述转子外壳的上面突出，通过把该轴承的任意一端作为支承部并卡定于上述转子外壳的旋转中心翻边孔，并且把该支承部的相反端切开并向外侧弯曲从而能够将轴承强固地安装于上述金属制转子外壳，轴承被支承部和切开并弯曲的相反端支承，因此能够承受足够的轴向冲击。

作为固定转子外壳和上述偏心锤的单元，是把形成于上述转子外壳的突起嵌入形成于偏心锤的另一部分的多个凹部，至少在该突起和凹部的部分利用粘着或焊接来接合的单元，由于不仅仅靠面粘着，因此可获得确保耐冲击性等的可靠性高的偏心转子。

技术方案2表示的发明中，由于凹部是贯通的，因此在从上面进行激光焊接或者进行粘着接合的构造中，利用贯通部分使粘着剂蔓延，因此突起起到骨架作用，能够确保强度。

技术方案3表示的发明中，粘着剂围绕突起，形成足够的磁铁的固定强度。

技术方案4的发明中，定位转矩发生部件通过例如嵌入定子座或托架的构造而可以忽略其厚度，因此形成扁平的定子，小直径且偏心锤利用其他部分确保了足够的重量，因此可获得小型且能期待足够的振动量的电动机。

附图说明

图1是第一实施方式(实施例1)涉及的偏心转子的俯视图。

图2是组装于图1的转子的定子的组装图。

图3是具备实施例1涉及的偏心转子和定子的轴向空隙型无刷振动电动机的纵向剖视图。

图4是偏心转子的第二实施方式(实施例2)的要部的剖视图。

附图符号说明：

1-磁性金属制转子外壳；1c-突起；2、22-轴承；3-磁铁；4、44-偏心锤；4a-一部分；4b-另一部分；4c-贯通凹部；44c-盲型凹部；5-粘着剂；6-托架；7-定子座；8-空心电枢绕组；9-轴；10-定位转矩发生部件；11-驱动电路部件

具体实施方式

图1是第一实施方式(实施例1)涉及的偏心转子的俯视图，图2是定子部分的俯视图，图3是具备偏心转子和定子的轴向空隙型无刷振动电动机的纵向剖视图，另外，图4是第二实施方式(实施例2)涉及的偏心转子的要部的剖视图。

本发明的偏心转子R具备：在旋转中心形成有下垂圆筒部的磁性金属制转子外壳1；配置于该下垂圆筒部的轴承2；在轴承2的外侧固定于上述转子外壳1的下面的轴向空隙型磁铁3；一部分配置于该磁铁3的外侧并且另一部分配置于上述转子外壳1的上面的偏心锤4，上述轴承2通过嵌入下垂部，并由支承部2a卡定，把相反端作为肩部2b在上述偏心锤4的另一部分的厚度内向上述转子外壳1的上面突出，且把该肩部2b切开并向外侧弯曲从而固定于上述转子外壳1，作为固定该转子外壳1和上述偏心锤4的单元，把形成于上述转子外壳1的突起1c嵌入形成于偏心锤4的另一部分的多个贯通凹部4c，并至少在该突起1c和上述贯通凹部4c的部分接合。

实施例1

图1～图3中，本发明的偏心转子R具备：0.15mm左右的金属制转子外壳1；配置于该金属制转子外壳内侧的轴承2；在上述轴承的外侧固定于上述转子外壳的下面的磁铁3；一部分4a配置于该磁铁3的外侧并且另一部分4b配置于上述转子外壳1的上面的钨合金制偏心锤4，上述轴承2通过嵌入上述转子外壳1的圆筒部分具有的旋转中心翻边孔1a，把支承部2a卡定并支承于该翻边孔1a的下端，并且把支承部的相反端作为肩部2b向上述转子外壳1的上面在上述另一部分4b的厚度内突出，利用楔形夹具等把该肩部2b在整个周向切开并向外侧弯曲而固定于上述转子外壳1。通过这样构成，肩部2b利用偏心锤4的另一部分4b的厚度而不会损失空隙，能够确保足够的切开弯曲余量，因此能够增大轴承的保持强度。另外，这里上述轴承2构成有中部避让部2c来减小轴承损失。作为构成该中部避让部2c的单元，是维持下部2d与轴的适当的间隙并且在其上方相对于轴扩大数个微米，利用切开肩部并使其弯曲时向内径部咬入的位移来形成适当的间隙的单元。在该轴承的安装强度不足时，能够利用粘着剂的涂布或者2、3点的激光、焊料等的焊接来补充强度。另外，为了维持轴承的轴直线度上述翻边孔1a需要圆筒部分。

作为固定上述转子外壳1和上述偏心锤4的单元，是把在上述转子外壳1上利用冲压形成桥状的突起1c，嵌入在偏心锤的另一部分4b形成的多个凹部(这里是贯通的通孔)4c，并至少在该突起1c和上述凹部4c的部分涂布粘着剂5并通过埋入来接合的单元。这时突起1c形成为桥状，因此形成贯通部分1d，粘着剂5穿过该贯通部分而连续，因此形成足够的强度。另外，作为接合单元，也可以通过对上述突起1c进行激光光斑照射从而焊接转子外壳1和偏心锤4。

在上述偏心锤4的另一部分4b上且朝向旋转中心的位置上设置突起4d，利用其嵌合于配置于上述转子外壳1的下垂部附近的其他的贯通孔1e来确保径向的强度，并且也可以把粘着剂5涂布至磁铁3的内径部分来确保轴向的强度。

上述磁铁3的固定单元利用粘着剂5，但是作为面粘结的补助单元的一部分，这里多个第二突起1f从上述转子外壳1面对该磁铁3的内径部向下方突出，对该磁铁内径部分且包括该突起1f进行涂布上述粘着剂5来补充强度。因此，磁铁3的外径被上述偏心锤4的一部分和通过其中心并向相反侧下垂的转子外壳1的侧部1g包围，从而可获得足够的固定强度。

另一方面，组装于上述偏心转子R的定子S具备：由非磁性或者弱磁性不锈钢板形成厚度0.2mm左右的薄型的托架6；附加设置在该托架6的上面的定子座7；对置地配置于该定子座7的上面的单相连接的2个空心电枢绕组8、8，在托架6的中央冲压加工形成挡住轴9的基端的较浅的翻边，通过把轴9的基端嵌入并从外侧照射激光L1而固定来形成轴支承部6a。并且，该托架6的一部分向侧方延伸设置为供电端子载置部6b。

上述定子座7由包括印刷布线盘的厚度为0.15mm左右的柔性基板形成，在距上述空心电枢绕组8的中心规定角度的位置上对置穿设用于容纳定位转矩发生部件的通孔7a，定位转矩发生部件10嵌入到该通孔7a，上述定位转矩发生部件10用磁性不锈钢板形成且形成为与定子座的厚度相等或以下的厚度。另外，形成卷绕开始端导出用长孔7b，从而不损坏上述线圈的卷绕开始端。并且，形成上述空心电枢绕组8的卷绕开始连接盘8a、该卷绕结束连接盘8b和驱动电路部件11的连接盘11a。该定子座7在外侧还按照与上述供电端子载置部6c的位置重叠的方式延伸设置供电端子部7c。当然，各个盘除了各个焊料连接部之外被实施了抗蚀处理。

上述定位转矩发生部件10的配置开角，在用于组合的转子的轴向空隙型磁铁的磁极的开角为60°时，被确定在即使该磁铁停止在磁极的最大、中间的任意的地方也能够自启动的位置，若是离开位于线圈的开角位置的线圈部分的中心约15°的位置，则不需要对置。

在上述定子座7上利用UV固化型厌氧性粘着剂55固定空心电枢绕组8、驱动电路部件11等。

另外，图3中由于复杂而省略了空心电枢绕组终端、各连接盘等。这样构成的定子座7，通过紫外线固化型厌氧性粘着剂等附加设置于上述托架6。定位转矩发生部件10被完全收纳于定子座7的厚度方向内，其结果是，可以完全不必考虑其厚度。通过这样构成不会勉强收纳于上述空心电枢绕组8的内径，即与线圈内径无关，因此线圈的匝数能够设定为获得足够的启动转矩。

这样构成的偏心转子R通过轴9与定子S组合，覆盖外壳12，把上述轴9的前端利用激光L2焊接于轴承部12a，并且利用激光光斑L3把外壳12和托架6的组装部分完成以形成小型无刷振动电动机。这样的话作为电动机，其组装构造整体上为单壳构造，形成轻薄且牢固的部件。

实施例2：

作为轴承和转子外壳以及偏心锤和转子外壳的固定单元，也能够实施图4表示的方式。

即，其是把轴承22设置为与图3的偏心转子部分的实施例上下相反，利用偏心锤44的另一部分4b的厚度在相反侧具有轴承22的支承部22a，通过以触及旋转中心翻边部1a的下端的方式把逆向的肩部22b的整个周向向外侧弯折来固定于转子外壳1。偏心锤的其他部分的一些构造也可以采用这种方式。这里形成于偏心锤44的其他部分4b的凹部44c构成为盲型。至于其他部件，其与上述实施例相同的部分标记相同符号并省略其说明。

产业上的可利用性

上述作为偏心锤和转子外壳的接合单元公开了利用粘着的单元，但是作为其他的接合单元，当然可以采用更牢固的接合、焊料焊接、激光焊接等。当然这些固定剂需要考虑处于转子上面以下。另外，上述翻边孔也可以构成为向上方突出。

本发明在不脱离其技术思想、特征的范围内除了上述之外还能够采用各种实施方式。因此，上述实施方式只不过是示例而已，并不对本发明造成限定解释。本发明的技术范围由权利要求书的范围来表示，不拘泥于说明书文本。

Claims (4)

1.一种偏心转子，其具备：磁性金属制转子外壳；配置于该转子外壳的轴承；在所述轴承的外侧固定于所述转子外壳的下面的轴向空隙型磁铁；一部分配置于该磁铁的外侧并且另一部分配置于所述转子外壳的上面的偏心锤，其中，

所述轴承的任意一端在所述偏心锤的另一部分的厚度内向所述转子外壳的上面突出，通过把该轴承的任意一端作为支承部卡定于所述转子外壳的旋转中心翻边孔，并且把该支承部的相反端切开并向外侧弯曲从而将所述轴承固定于所述转子外壳，

作为固定该转子外壳和所述偏心锤的单元，把形成于所述转子外壳的突起嵌入形成于偏心锤的另一部分的多个凹部，并至少在该突起和所述凹部的部分进行接合。

2.根据权利要求1所述的偏心转子，其中，

形成于所述偏心锤的另一部分的凹部是贯通的，在形成于所述转子外壳的突起上形成贯通部分，作为接合单元是利用粘着的粘着剂，该粘着剂未突出到偏心锤的上面。

3.根据权利要求1所述的偏心转子，其中，

作为所述磁铁的固定单元的一部分，多个突起面对该磁铁的内径从所述转子外壳向下方突出，并在该磁铁内径部分且包括该突起来涂布粘着剂。

4.一种小型无刷振动电动机，其具备：权利要求1～3中任意一项所述的偏心转子；隔着轴向间隙组合于该偏心转子的定子，

该定子具备：

托架，其中央配置有轴支承部；

定子座，其在所述轴支承部外侧由附加设置在所述托架上的柔性印刷布线板形成；

定位转矩发生部件，其配置成不向该定子座上面突出；

单相空心电枢绕组，其配置于该定子座的上面；

驱动电路部件，其以与该单相空心电枢绕组不重叠的方式配置于所述定子座上。

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