CN1258118A - 偏心整流子及制造方法和用整流子的扁平无芯振动电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够由整流子本体形成重心偏移而不需要配置另外的偏心构件、能减少零件数并可大批量生产的小型扁平式电动机,它是一种偏心转子的无芯扁平振动电动机:在至少局部增设有比重为3以上的高密度树脂的印刷线路板构成的整流子基板上形成有若干个整流子片,同时在中心设有轴承部、并且至少上述高密度树脂一部分是偏心的。

Description

偏心整流子及制造方法和用整流子的 扁平无芯振动电动机
本发明涉及一种用作移动通信装置中的无声呼叫机构的偏心整流子及使用该偏心整流子的小型振动电动机的装配结构的改进。
现有已知的传呼机、便携式电话等的无声呼叫机构大致都如图8所示，在圆筒式直流电动机M的输出轴S上配置钨合金制的偏心配重W，转动时，利用该偏心配重W的离心力之差而产生振动。
但是，在上述现有的输出轴S上附加偏心配重的结构中，有必须在传呼机等器件上考虑偏心配重W的转动空间等问题，这给设计带来了限制，并且由于使用了昂贵的钨合金，也提高了成本。
因此，本申请人以前提出过一种不用输出轴、而是使内设的转子本身偏心的圆筒式无芯振动电动机；这可参见日本专利公开报告特愿平2-309070(美国专利5107155号)。
在这种电动机中，由于没有输出轴和偏心配重，所以设计上没有限制，便于使用，并且没有转动时的危险性等问题，在市场上得到用户好评。但是，由于有3个圆筒式无芯线圈，所以出现了零件数及加工量都增加的问题。
以前，本申请人还提出过一种如特愿平2-294482号所示的将3个凸极型铁芯中一个凸极去掉，用有铁芯型转子自身振动的结构代替圆筒式无芯线圈型结构。
但是，在诸如具有较大输出量的按摩器的电动机中，用上述两个凸极型铁芯的结构时非常适合，而在便携式电话等使用低电压的携带器件中，由于重心偏移量小、振动量亦小，所以不适合。
此外，在USP-5341057号美国专利中，本申请人提出过一种具有使转子临接地构成的偏心电枢铁芯的小型振动电动机，上述转子是使由磁性体构成的3个凸极全部偏一侧地配置在由N、S交替磁化的4极励磁磁体上的。
还在日本专利公报特开平9-261918号中公开过一种具有与上述相同技术构思的发明。
但是，由于这种电动机是把由磁性体形成的3个电枢铁心偏一侧地配置，因而磁力矩(コギソグトルク)(励磁磁体的吸力)很大，间隙也不得不变大，所以电动机本身的径向尺寸也难以变小。
上述具有内藏式偏心转子的结构越小型化，则电枢线圈间的间隙越小、直至消失，要在不损伤电机线圈的条件下将其终端与整流子相连接，这技术是非常困难的。特别是将印刷线路板直接做成平板整流子，并将电枢线圈的终端直接焊接其上的话，由于该终端的弹力，易于与印刷膜分离，不能容易地焊接。
此外，由于整流子自身一般做成能够平衡的圆形结构，因而内藏式偏心转子，有必需设置增强偏心的构件和使零件数增加的问题。
本发明的第1个目的在于提供一种具有能够减少零件数的振动电动机的偏心整流子。即把整流子自身重心的偏移结构用于振动电动机时，不需要专门配置偏心构件。
本发明的第2个目的在于提供一种形成特殊形状的确保整流子基板强度的偏心整流子。
本发明的第3个目的在于提供一种通过使终端连接线与电枢线圈分离使各个终端易于连线的偏心整流子结构。
本发明的第4个目的在于提供一种用偏心整流子自身兼作轴承的结构。
本发明的第5个目的在于提供一种使用上述偏心整流子而使零件数减少的易于降低成本的振动电动机。
为了达到上述目的而作出的本发明的偏心整流子，
在一个面上形成多个整流子片，并在中心部设有轴承部，且偏心设置有高比重部件。
本发明的再一个方案是在上述偏心整流子的基础上，上述比重部件是比重大于3的树脂，且中心部形成含油的轴承。
本发明的再一个方案是在上述偏心整流子的基础上，上述整流子基板的外形在顶视图上呈偏心的非圆形状，且与整流子片成一体的延伸部也是偏心的。
本发明的另一个方案是在上述整流子基板通过高密度树脂增加局部强度。
本发明的另外两个方案是，与上述整流子片成一体的延伸部在重心一侧从整流子基板伸出作为接线端子。上述接线端子是在非重心一侧、在顶视图上与电枢线圈不重迭的位置处具有切口。
本发明的又一个方案是，上述整流子基板是具有动摩擦系数小于0.4(1.5kg/cm2)的滑动性的滑动性树脂部、其中心处设有轴承孔。
上述偏心整流子可以由本发明的形成偏心整流子的方法制造，把由印刷线路板构成的若干个整流子基板相互连接，将这些整流子基板一起装入成型模具中，然后用上述比重为3.5以上的高密度树脂使其具有偏心量地整体成型。
一种使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，其具有用上述偏心整流子和与该偏心整流子相配的若干个电枢线圈形成的偏心转子。
本发明的使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机的另一种方案是，在上述无芯振动电动机的基础上，上述偏心转子是利用使若干个空心电枢线圈与上述偏心整流子相配的定位导向而形成整体的。
本发明具有如下所述的优良的效果，具体地说，
若采用本发明的偏心整流子，由于由整流子自身就可以移动重心，因而能提供不需要另外的偏心构件的小型振动电动机。
若采用本发明的另外两种方案的偏心整流子，则能够使偏心量加大。
若采用本发明的再一种方案的偏心整流子，则能够形成强度高的偏心整流子。
若采用本发明另外两个方案的偏心整流子，由于接线端是与电枢线圈分离开的，所以能够较容易地焊接。
若采用本发明的又一个方案的偏心整流子，则不需要专门设置轴承构件。
若采用本发明的偏心整流子的制造方法，能够大批量且低成本地制造偏心整流子。
若根据本发明的使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，则能易于组成偏心转子。
若根据本发明的使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，则能够准确地定位并能可靠地固定空心电枢。
以下参照附图，详细说明本发明的实施例：
图1本发明的偏心整流子第1实施例的顶视图。
图2是使用图1所示偏心整流子的扁平无芯振动电动机的顶视图。
图3是图2所示电动机的沿Y-X的纵剖面图。
图4是表示使用本发明第2实施例的偏心整流子的电动机内部实施方式的顶视图。
图5是表示把图4所示的偏心整流子加以改型后作为第2实施例的偏心整流子使用的电动机内部实施方式的顶视图。
图6是图5的沿Y-X的纵剖面图。
图7是说明上述偏心整流子制造方法的顶视图。
图8是现有的传统小型振动电动机的立体图。
下面，根据图示的各实施形式说明本发明的构成。
图1本发明的偏心整流子第1实施例的顶视图。
图2是使用图1所示偏心整流子的扁平无芯振动电动机的顶视图。
图3是图2所示电动机的沿Y-X的纵剖面图。
图4是表示使用本发明第2实施例的偏心整流子的电动机内部实施方式的顶视图。
图5是表示把图4所示的偏心整流子加以改型后作为第2实施例的偏心整流子使用的电动机内部实施方式的顶视图。
图6是图5的沿Y-X的纵剖面图。
图7是说明上述偏心整流子制造方法的顶视图。
图1中，1是由印刷线路板构成的偏心整流子基板，其顶视图呈展开的扇形。2是顶视图呈月牙形的比重为6的高密度高滑动性树脂，其包围了上述偏心整流子基板1地形成整体而构成偏心整流子S1。在上述偏心整流子基板1中，配置了9个设有防止火花放电的斜槽的整流子片1S……，其中从重心偏移侧的3个整流子片引出的作为下述的电枢线圈终端接线端子1a从半月形底部伸出。上述偏心整流子基板1还设有由高密度高滑动性树脂2形成的延伸到月牙形两端2a内部的增强部1b。上述整流子片1S……借助于表面和通孔、利用内表面等，从回转原理上是，空两片而连通。上述偏心整流子S1的中心设有轴承孔1c，通过上述高密度高滑动性树脂2形成的凸台1d支承偏心整流子基板1。在这种结构的偏心整流子基板1中，在月牙形的外周部还设有用于使重心移动的第二凸台1e、以160°张角并由上述高密度高滑动性树脂2整体形成下述的空心电枢线圈定位固定用档块1f、1f，如图中虚线所示，该档块1f、1f位于上述9个整流子片1S……的内侧。
因为上述比重为6的高密度高滑动性树脂2是由聚酰胺将金属粉未固化而成，具有9kΩ左右的阻抗，所以正好在整流子片之间形成阻值，具有防止火花放电的效果。
下面根据图2、图3说明使用如上所述偏心整流子的扁平无芯振动电动机的第1实施例，本实施例的偏心转子R1的结构如下：由热融接线卷绕成的空心电枢线圈3、3镶在上述空心电枢线圈定位固定用档块1f、1f上，线圈的始端、终端分别通过为使该终端线不高于转子表面而设定的沟槽1g后缠绕在上述电枢线圈端头接线端子1a上、并用浸渍方式锡焊。空心电枢线圈3、3可以由粉末或者固态环氧树脂用软融的方法加以固定。具有上述偏心转子R1的结构在轴向留有空隙，由扁平磁铁4驱动。
5是用来支承上述磁铁4、并且是由成为磁路的镀锡钢板制成的轴承盖，该轴承盖5与壳体6共同构成箱体H。在上述轴承盖5中央处固定的轴J上，借助兼用作轴承的轴承孔1C能自由回转地装着上述偏心整流子S1，上述轴承盖5上装有一对电刷7、7、使其与上述偏心整流子S1成180°张角的状态下滑动结合，由此给上述电枢线圈3、3供电。
图4是表示本发明偏心整流子的第2实施例。11是由印刷线路板形成的偏心整流子基板，其顶视图呈张开的扇形。将这偏心整流子基板11围入地，形成顶视图呈月牙形的比重为6的高密度高滑动性树脂22整体成型的偏心整流子S2。在上述偏心整流子基板11上，配置了设有防火花放电斜槽的6个整流子片11S……，其中，由重心偏移侧的3个整流子片引出的作为下述电枢线圈终端接线端子1a而从半月牙形底部伸出。上述偏心整流子基板11还设有伸入由高密度高滑动性树脂22形成的月牙形两端22a内部的增强部11b。上述整流子片11S……借助表面和通孔、利用内表面，在回转原理上使对着的各个整流子片11S……两两相通。上述偏心整流子S2的中心设有轴承孔1c，由上述高密度高滑动性树脂22形成的凸台1d支承偏心整流子基板11。在这种结构的偏心整流子S2中，在月牙形的外周部还设有用于移动重心的第二凸台1e，以120°张角、由上述高密度高滑动性树脂22整体形成下述的空心电枢线圈定位固定用档块11f、11f，如图中虚线所示，位于上述6个整流子片1S……的内侧。而且，本实施例的偏心转子R2的结构如下：由热融接线卷绕成的空心电枢线圈3、3镶在上述空心电枢线圈定位固定用档块1f、1f上，线圈始端、终端分别通过为使该终端线不高于转子表面而设定的沟槽1g后缠绕在上述电枢线圈终端接线端子1a上并用锡浸渍的方式焊接。
图5、图6是表示上述图4的改型，即表示用本发明第3实施例的偏心整流子的振动电动机。偏心整流子S3的基板111的顶视图呈略大于半圆的形状，与实施例1、2相反，上述电枢线圈终端接线端子11a设在非重心一侧。在该电枢线圈终端接线端子11a处，设置了用于钩挂的切口a。该电枢线圈终端接线端子11a处于从顶上看不与空心电枢线圈33、33重迭且易于终端接线的位置上。
由于其它结构与上述第1、第2实施例相同，因而用同一符号，将说明从略。电刷8、8滑动结合张角为90°，磁铁44是N、S交替地配置成4极励磁的。
上述高密度(比重)高滑动性树脂的比重可以在高比重性和高滑动性相互平衡的基础上，从比重3到10的范围内选取，但在便携式电话上所配置的直径为14mm左右的电动机中使用时，最好选取比重是5左右的材料。此外，为了得到更大的偏心量和重量，也可使用比重是12左右的材料。当然，这种情况下，由于金属粉未量加大，阻抗为400Ω左右，有良好的火花消除性能，但由于滑动性变差，可以如上述图6的G所示，在中心处将别的含油的高滑动性树脂或多孔金属含油轴承做成整体。
虽然，阻抗越低火花消除效果越好，但在200Ω以下时消耗电流增大，而100KΩ以上时，火花消除效果变弱。此外，上述各实施例中都是以星形接线法为例说明的，当改变电刷位置和励磁磁铁的磁极位置等因素后，也可以用三角形接线法。
将空心电枢线圈定位于整流子基板上的机构也可以是在整流子基板上加工出与上述空心电枢线圈内径一致的导向插入孔。
图7是图5所示偏心整流子的制造方法说明图。偏心整流子S3的基板111上通过连接部r……形成10排2列布置；以这种布局安装在注射成型模具中，用上述比重为6的高密度高滑动性树脂整体成型，把由此形成的连接在一起的多个偏心整流子切割分离或将空心电枢线圈33、33装配后再切割，由此制造成偏心转子组件的偏心整流子。
当然，这种制造方式也可以用到上述其它实施例中。
由于本发明的偏心整流子和使用该偏心整流子的小型振动电动机具有上述结构，所以能不需要别的偏心构件而由整流子本体偏心来实现重心的偏移，并由于各电枢线圈为非模制型结构，所以能够防止由细线形成的电枢线圈的断线；此外，因为各电枢线圈与终端接线部位是分离开的，所以易于将终端线与整流子相连接，整流子的组装也变得较为简单。
具体地讲，本发明具有如下效果。
若采用本发明的偏心整流子，由于由整流子自身就可以移动重心，因而能提供不需要另外的偏心构件的小型振动电动机。
若采用本发明的另外两种方案的偏心整流子，则能够使偏心量加大。
若采用本发明的再一种方案的偏心整流子，则能够形成强度高的偏心整流子。
若采用本发明另外两个方案的偏心整流子，由于接线端是与电枢线圈分离开的，所以能够较容易地焊接。
若采用本发明的又一个方案的偏心整流子，则不需要专门设置轴承构件。
若采用本发明的偏心整流子的制造方法，能够大批量且低成本地制造偏心整流子。
若根据本发明的使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，则能易于组成偏心转子。
若根据本发明的使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，则能够准确地定位并能可靠地固定空心电枢。

Claims (10)

1.一种偏心整流子，其特征在于：
在一个面上形成多个整流子片，并在中心部设有轴承部，且偏心设置有高比重部件。
2.如权利要求1记述的偏心整流子，其特征在于：
上述高比重部件是比重大于3的树脂，且中心部形成含油的轴承。
3.如权利要求1记述的偏心整流子，其特征在于：
上述整流子基板的外形在顶视图上呈偏心的非圆形状，且与整流子片成一体的延伸部也是偏心的。
4.如权利要求1或2记述的偏心整流子，其特征在于：
上述整流子基板通过高密度树脂增加局部强度。
5.如权利要求1～3中任意一项记述的偏心整流子，其特征在于：
与上述整流子片成一体的延伸部在重心一侧从整流子基板伸出作为接线端子。
6.如权利要求1～3中任意一项记述的偏心整流子，其特征在于：
上述接线端子是在非重心一侧、在顶视图上与电枢线圈不重迭的位置处具有切口。
7.如权利要求1～4中任意一项记述的偏心整流子，其特征在于：
上述整流子基板是具有动摩擦系数小于0.4(1.5kg/cm2)的滑动性的滑动性树脂部、其中心处设有轴承孔。
8.一种形成偏心整流子的制造方法，其特征在于：
把由印刷线路板构成的若干个整流子基板相互连接，将这些整流子基板一起装入成型模具中，然后用上述比重为3.5以上的高密度树脂使其具有偏心量地整体成型。
9.一种使用上述偏心整流子的扁平无芯振动电动机，其特征在于：
具有用上述偏心整流子和与该偏心整流子相配的若干个电枢线圈形成的偏心转子。
10.如权利要求9记述的扁平无芯振动电动机，其特征在于：
上述偏心转子是利用使若干个空心电枢线圈与上述偏心整流子相配的定位导向而形成整体的。
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