CN101888136B - 无刷振动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无刷振动电机。支架具有向上凸出的去毛刺件。轴的第一端安装在去毛刺件上。定子包括设置在所述支架的上表面上的至少一个线圈。轴承可旋转地安装在所述轴的外部圆周表面上。转子具有安装在所述轴承的外圆周表面上的转子轭铁、连接于所述转子轭铁的磁体、以及引起偏心旋转的配重。止动件设置在所述轴的第二端上并与所述轴承的上端隔开预定的距离。本发明的无刷振动电机没有单独的外壳，因而提高了空间利用率。

Description

无刷振动电机

技术领域

本发明涉及一种无刷振动电机。

背景技术

通常，便携式电子装置，如手机、游戏机、移动式信息终端等，具有各种振动产生单元以防止由其产生的噪音干扰其他人。特别地，该振动产生单元安装在手机上并用作无声信号接收指示单元。近来，根据提供小型和轻薄的手机的趋势，还需要减小安装在手机上的振动产生单元的尺寸并增加其功能。

目前，振动产生单元是在通讯设备(如手机)中使用的多种信号接收指示单元中的一种，振动产生单元通过利用产生电磁力的原理将电能转换为机械能。也就是说，振动产生单元在手机中被用作无声信号接收指示单元。

同时，根据现有技术，通过旋转具有偏心重量的转子来产生机械振动的方法已被用作操纵振动产生单元的方法的一种代表性示例。转子的旋转通过换向器或整流式电动机结构执行，该整流式电动机结构通过介于电刷和换向器之间的接触点整流，然后将电流供应给转子的线圈。

图1是显示根据现有技术的一种刷型振动电机10的截面视图。

如图1所示，根据现有技术的刷型振动电机10包括外壳11、轴13、磁体17和转子19。外壳11具有下板和上板，下板上安装有电路板15，上板覆盖下板的上表面并在上板中限定内部空间。轴13被外壳11支撑。磁体17是定子，设置在外壳11的下板的上表面的圆周上。转子19安装在轴13上，从而能够偏心旋转。

转子19包括具有偏心结构的旋转磁板19a和线圈19b以及安装在旋转磁板19a的上表面上的配重19c。转子19还包括设置在旋转磁板19a的下表面的下面的换向器19d，以及使旋转磁板19a、线圈19b和配重19c彼此形成一体的成型体19e。

另外，电刷23的第一端焊接到电路板15上，电刷23的第二端连接到换向器19d上，以对线圈19b提供外部电力。

在具有上述结构的刷型振动电机10中，当外部电力通过电路板15、电刷23和换向器19d提供给线圈19b从而使得转子19由于线圈19b和磁体17之间产生的电磁力而旋转时产生振动。

但是，在现有的刷型振动电机10中，当电刷23通过位于交换器19d的整流子片之间的间隙时会产生机械摩擦、电火花或磨损，因而产生杂质，如黑粉末，从而缩短了振动电机10的寿命。为了克服这些问题，提出了无刷振动器。

图2和图3分别是根据现有技术的无刷振动电机50的截面视图和分解透视图。

如图2和图3所示，根据现有技术的无刷振动电机50包括支架60、外壳68、轴70、轴承80和转子90。电路板62支撑在支架60上，并且线圈64和驱动IC(drive IC)66安装在电路板62的上表面上。外壳68设置在支架60上以限定其内部空间。轴70的第一端被支架60支撑。轴承80可旋转地安装在轴70的圆周外表面上。转子90包括轭铁92、磁体94和配重96。

这里，固定在支架60上的外壳68还用于防止转子90上升并脱离轴70。

在具有上述结构的无刷振动电机50中，当向线圈64提供电力时，转子90因为由包括环形磁体94和轭铁29的磁路所产生的磁场和由线圈64产生的电场之间的相互作用而偏心旋转，从而产生振动。

但是，因为现有的无刷振动电机50具有限定了内部空间的外壳68，由于外壳68的存在，很难使振动电机50变得轻薄。另外，被外壳68限定的内部空间限制了配重96的重量和偏心距离以及磁体94的体积。特别地，因为外壳68用于防止转子90上升并脱离振动电机50，所以尽管受空间的限制，外壳的使用是不可缺少的。

而且，对磁体94体积的限制导致了由于高温引起的磁体94的热退磁问题。为了阻止磁体94的热退磁，必须使用相对昂贵的Sm-Co基磁体，但是这增加了生产成本且由于其低强度特性降低了可靠性。

发明内容

为提供一种无刷振动电机而提出本发明，该无刷振动电机不需要单独的外壳，因而增加了空间利用率，从而增强了振动特性。

本发明提供了一种无刷振动电机，该无刷振动电机包括用于防止转子上升的止动件且能够防止该止动件磨损。

根据本发明的一种实施方式的无刷振动电机中，支架具有向上凸出的去毛刺件，轴的第一端安装在去毛刺件上。定子包括设置在所述支架的上表面上的至少一个线圈。轴承可旋转地安装在所述轴的圆周外表面上；转子具有安装在所述轴承的圆周外表面上的转子轭铁、与所述转子轭铁连接的磁体、以及引起偏心旋转的配重。止动件设置在所述轴的第二端上并与所述轴承的上端隔开预定的距离。

此外，可以在所述支架的去毛刺件的上端设置垫圈并使该垫圈安装在所述轴的圆周外表面上以支撑所述轴承的下端。

同时，可以在所述线圈中设置起动转矩产生装置。

所述转子轭铁可以包括安装在所述轴承的圆周外表面上的边缘件和从所述边缘件的上端弯曲并向外延伸的水平盘件。

所述磁体和配重可以连接到所述转子轭铁的水平盘件的下表面。

所述止动件可以具有盘状，止动件的外径小于所述轴承的外径。

所述止动件可以通过焊接连接到所述轴的第二端。

所述止动件可以螺纹连接到所述轴的第二端。

所述止动件可以通过堵缝(caulking)连接到所述轴的第二端。

附图说明

通过下文中结合附图进行的详细说明，可以更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特点和优点，附图中：

图1是根据现有技术的刷型振动电机的截面图；

图2是根据现有技术的无刷振动电机的截面图；

图3是图2所示的无刷振动电机的分解透视图；

图4是根据本发明的一种实施方式的无刷振动电机的截面图；

图5是图4所示的无刷振动电机的分解透视图。

具体实施方式

附图标记标注在附图中，其中在不同的附图中使用相同的附图标记表示同样或类似的部件。在如下说明中，当现有的功能和结构的细节描述会使本发明的要点不清楚时，可以省略该描述。此外，在说明书和权利要求中使用的名词和术语并不限于典型的或字典的含义，而应理解为用来表示发明者以阐述本发明的最好的方法所选用的概念，且应被解释为适于本发明的范围和精神的意义和概念，用于理解本发明的技术。

以下，将结合附图详细描述本发明的一种实施方式。

图4是根据本发明的一种实施方式的无刷振动电机100截面图。图5是图4所示的无刷振动电机100的分解透视图。将参照图4和图5详细描述根据本发明的实施方式的无刷振动电机100。

如图4和图5所示，根据本发明的实施方式的无刷振动电机100包括支架110、定子130、轴承140、转子150和止动件160。

支架110支撑振动电机的包括轴120和电路板114在内的各部件。支架110为具有预定的厚度的盘状。具有预定的内径的去毛刺件112从支架110的中心部分向上凸出。

轴120的第一端的外径对应于去毛刺件112的内径，轴120的第一端压配合在去毛刺件112上，以使轴120沿垂直方向固定在去毛刺件112上。垫圈116设置在去毛刺件112的上端以防止轴120由于与去毛刺件112的接触而磨损。垫圈116压配合在轴120的圆周外表面上并支撑轴承140的下表面。

电路板114具有与外部电源连接的终端并放置在支架110的上表面上。定子130和用于控制提供给定子130的电流的驱动IC134安装在电路板114上。

当外部电力通过电路板114的终端供应到定子130时，定子130产生预定强度的磁场，因而通过与磁体154的相互作用产生电磁力。定子130包括至少一个线圈。

这里，定子130可穿过电路板114放置在支架110的上表面上，以减小振动电机的厚度。在这种情况下，定子130的下端可通过粘结剂与支架110连接。

当转子150旋转时，磁体154的磁极的相对于定子130的位置发生变化。定子130的线圈必须响应于磁体154的磁极的位置而被激励，以沿旋转方向维持磁体154和定子130之间相互作用的电磁力，因而连续地沿一个方向旋转转子150。这里，如果定子130的磁心(magnetic center)与磁体154的磁心对准，则在磁心的转矩减小，从而转子150可能停止或者不能进行初始的起动操作。因而，为了防止这一问题，优选在定子130周围预定的位置设置起动转矩(cogging torque)产生装置132。

起动转矩产生装置132由磁体制成，而且例如可以设置在线圈内。形成支架110时，起动转矩产生装置132可以与支架110一体形成。可选择地，起动转矩产生装置132可通过单独的过程制造并连接到所需的部分。

轴承140可旋转地安装在轴120的圆周外表面上以旋转地支撑轴120。可以在轴120和轴承140之间涂敷润滑剂。轴承140的下表面可通过垫圈116支撑，以防止其与去毛刺件112接触。

转子150偏心旋转以产生振动并包括转子轭铁152、磁体154和配重156。

转子轭铁152支撑磁体154和配重156并且用作磁通量通道。转子轭铁152通过焊接或类似方式安装并固定在轴承140的圆周外表面上。

转子轭铁152包括安装并固定在轴承140的圆周外表面上的边缘件152a和从边缘件152a的上端向外突出的水平盘件152b。这里，转子轭铁152优选由软磁体制成以使磁通量流通顺畅。

在本发明中，无刷振动电机没有单独的外壳，但是转子轭铁152用作外壳。因而，可以减少材料成本，并且减小了因外壳造成的空间限制，从而增加了空间利用率。此外，本发明适应无刷振动电机100轻薄化的发展趋势。

磁体154产生预定强度的磁场，从而使转子150能够通过与定子130的相互作用而旋转。磁体154通过粘接剂连接到转子轭铁152的下表面。磁体154是多极磁化的磁体，具有环形形状且面对定子130。

如上所述，因为本发明没有单独的外壳，磁体154的尺寸可以大于现有技术的磁体的尺寸。因而，提高了用于使转子150旋转的磁路的效率，从而改进了振动电机的振动特性。

配重156提供预定的重量，以使转子150能够偏心旋转。配重156连接到转子轭铁152的圆周的一部分并由非磁性材料组成，例如，钨(W)，以防止其受磁体154的磁力的影响。

另外，配重156的周长等于或小于半圆并连接到转子轭铁152的圆周的下表面。

无刷振动电机的振动量取决于配重156的重量和偏心距离。在本发明中，由于没有外壳，可保证有足够的重物156的重量和偏心距离，振动电机的振动特性得以改进。

止动件160用于在转子150旋转时防止转子150上升。止动件160连接到轴120的第二端并与轴承140的上表面隔开预定的间隙G以防止其与轴承140的接触。因为防止了止动件160与轴承140接触，本发明不存在由于止动件160和轴承140之间的接触而造成的振动力或者振动电机100的耐用性恶化的问题。

这里，止动件160具有盘状，其外径小于轴承140的外径以防止其与安装在轴承140的圆周上的转子轭铁152接触。优选地，止动件160由金属制成。

此外，止动件160必须牢固地固定在轴120的第二端上以防止转子150上升并脱离轴120。为此，止动件160可通过焊接、螺纹连接或者堵缝连接到轴120。

如上所述，根据本发明的无刷振动电机不需要单独的外壳，因为转子轭铁可用作外壳。因而，解决了由于外壳而产生的空间限制的问题，减少了材料成本并且增加了空间利用率。此外，本发明的这种结构适应无刷振动电机轻薄化的发展趋势。

另外，相比于现有技术，因为去除了外壳，通过空间利用率的增加可以使得磁体的体积增加。因而提高了用于使转子旋转的磁路的效率，从而改进了振动电机的振动特性。同时，因为可保证配重具有足够的重量和偏心距离，振动电机的振动特性得以改进。

而且，本发明设计为防止止动件与轴承接触，因而防止了由于止动件和轴承之间的接触而造成的振动力或者振动电机的耐用性恶化的问题。

虽然为解释性的目的而公开了本发明的实施方式，但是应理解的是，本发明的线性振动器不限于此，而且本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种改变、添加和替代。

因此，任何和所有的改变、变换或者等同的布置都应视为落入本发明的范围之内，本发明的详细范围公开在附带的权利要求中。

Claims (8)

1.一种无刷振动电机，该无刷振动电机包括：

支架，该支架具有向上凸出的去毛刺件，轴的第一端安装在所述去毛刺件上；

定子，该定子包括设置在所述支架的上表面上的至少一个线圈；

轴承，该轴承可旋转地安装在所述轴的圆周外表面上；

转子，该转子具有：用作外壳的转子轭铁，该转子轭铁安装在所述轴承的圆周外表面上；与所述转子轭铁连接的磁体；以及引起偏心旋转的配重；以及

止动件，该止动件设置在所述轴的第二端上，所述止动件与所述轴承的上端隔开预定的距离，

其中，所述转子轭铁包括安装并固定在所述轴承的圆周外表面上的边缘件，

所述止动件具有盘状，所述止动件的外径小于所述轴承的外径，以防止所述止动件与安装在所述轴承的圆周上的所述转子轭铁接触。

2.根据权利要求1所述的无刷振动电机，该无刷振动电机还包括：

垫圈，该垫圈设置在所述支架的去毛刺件的上端上并安装在所述轴的圆周外表面上以支撑所述轴承的下端。

3.根据权利要求1所述的无刷振动电机，该无刷振动电机还包括：

设置在所述线圈中的起动转矩产生装置。

4.根据权利要求1所述的无刷振动电机，其中所述转子轭铁包括：

边缘件，该边缘件安装在所述轴承的圆周外表面上；以及

水平盘件，该水平盘件从所述边缘件的上端弯曲并向外延伸。

5.根据权利要求4所述的无刷振动电机，其中所述磁体和所述配重连接到所述转子轭铁的所述水平盘件的下表面。

6.根据权利要求1所述的无刷振动电机，其中所述止动件通过焊接连接到所述轴的第二端。

7.根据权利要求1所述的无刷振动电机，其中所述止动件螺纹连接到所述轴的第二端。

8.根据权利要求1所述的无刷振动电机，其中所述止动件通过堵缝连接到所述轴的第二端。

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