CN1655423A - 条式振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及条式振动马达，其中所述条式振动马达的组成部分有：定子单元，包括具有在其一端形成且暴露在外部的轴承插入凹槽的机身，以及连接到所述机身的磁铁；转子单元，包括一端固定到偏心砝码的转动轴，所述转动轴的两端在所述机身中被可转动地支撑，以及与所述磁铁有间隔地固定到所述转动轴的电枢；以及电源单元，包括固定到所述机身的固定帽和安装在所述固定帽上以便向所述电枢供应电压的电刷。并且，通过改进机身结构、固定部件与转动轴之间的耦合结构以及换向器和电刷之间的接触结构，所述振动马达能够小型化本身并简化自身的制造。

Description

条式振动马达

本申请要求2004年2月25日在韩国知识产权局提交的专利号为2004-12511的韩国专利申请和2004年2月13日在韩国知识产权局提交的专利号为2004-9506的韩国专利申请的优先权，其公开的内容并入此处，作为参考。

技术领域

本发明涉及条式振动马达，用于通过偏心砝码的旋转产生振动，特别涉及这样的条式振动马达：能够改进机身结构以支持固定到偏心砝码的转动轴，改进固定部件和所述转动轴的连接结构，以及改进换向器和电刷的接触结构，以便于制作，更安全地支撑所述转动轴，并实现自身的小型化。

背景技术

作为当前通常使用的便携通信器具的移动电话，具有各种信号发生器，用于向用户传送各种信号。

因此，当接收到消息或呼叫，所述信号发射器产生声、光或振动，以便将消息和呼叫的呼入通知给用户。

信号发生器通常通常采用声音发生器、发光设备和振动器。

另一方面，所述振动器具有不同的振动马达用作振动源，其中所述振动马达，根据其外形，通常分类为平面式振动马达和条式振动马达。

平面式振动马达也称作硬币式振动马达，因其形状像一枚薄硬币，以及条式振动马达，也称作圆柱式振动马达，因其具有圆柱外形。

平面式振动马达和条式振动马达不论其外形如何，都基于电磁感应来操作。

电磁感应是在当电流流经垂直于磁场安置的导体时，在所述磁场中产生电磁力的现象。

振动马达根据电磁感应将电磁能转换成机械能，并由所述机械能产生振动。

图1a示出了将在下文说明的传统的条式振动马达。

如图1a所示，所述传统的条式振动马达100包括定子单元110，转子单元130和电源单元150，首先解释其中包括机身111和磁铁116的所述定子单元110。

如图1b所示，机身111包括机壳112和轭114。机壳113呈两端开放的管形，并且轭包括空腔圆周轭体114b，形成在轭体114b前端的轴承插入凹槽114a，以及形成在轴承插入凹槽114a外围的外缘114c。

通过将轭114的外缘114c挤压并焊接到机壳112的一端，机身111具有在机壳112中安置轭体114b的双管结构。

如图1a所示，通过将轭114固定到机壳112和磁铁116而形成的机身111被连接在机身111的轭体114b的外表面上。

接下来，解释转子单元130。

如图1a所示，转子单元130包括偏心砝码131、转动轴132、换向器134和电枢136。转动轴132在其一端固定到具有重心偏移的偏心砝码131，在其另一端固定到固定部件138。

电枢136围绕转动轴132安置，垂直于转动轴132，固定到固定部件138的外围。电枢136具有导线缠绕结构(没有示出)或包括线圈(没有示出)。

另一方面，具有几个分开片断的换向器134连接到固定部件138的侧面上。

换向器134由导电材料制成，并与电枢136电连接。

在这种情况下，固定部件138具有圆柱突起138a，从固定部件138的一侧突出。

因此，具有分开片断的换向器134连接在固定部件138的侧面上，以围绕突起138a固定部件138的侧面。

如上所述，转子单元130可转动地连接在定子单元110上。

换言之，如图1a所示，转动轴132插入到轭体114b，并且在其一端由插入到轴承插入凹槽114a的第一轴承102可转动地支撑，在其另一端由插入到轭体114b的后端的第二轴承104可转动地支撑。

在这里，电枢136与磁铁116相间隔。

接下来解释电源单元150。

电源单元150包括固定帽152，和一对安装在固定帽152的电刷154。

通过将固定帽152连接到机壳112的另外端，电刷154围绕突起138a的外围与换向器134接触。

在这种情况下，通过连接到电刷154的导线(没有示出)向电刷154提供电压。

如上施加到电刷154的电压然后再施加到与电刷154接触的换向器134。

因此，当电枢136的导线或线圈(没有示出)通过到换向器134的电压被激磁，通过电枢136和连接在轭体114b外表面的磁铁116之间的相互作用产生电磁力。

当该电磁力施加到电枢136，随着转动轴132的转动，通过转动固定到转动轴132一端的偏心砝码131产生振动。

但是，传统的条式振动马达具有下述的问题。

如图1b所示，由于机身111是通过将轭体114b挤压到机壳112中获得的，然后再焊接在一起，很难将机身111应用到小尺寸的振动马达。

换言之，随着条式振动马达的小型化，机壳112和轭114的厚度也变薄。

因此，当轭114被首先挤压到机壳112，轭114的外缘114c在压力下变得弯曲或变形。

而且，当机壳112和轭114之间的被挤压部分在挤压之后焊接时，会有这样的问题，由于机壳112的厚度，所述被挤压部分会热变形。

有建议用图2a和图2b示出的整体机身111’来解决上述的问题。

换言之，所述建议的机身111’具有双管结构，其中支撑管111a’整体形成在机身111’，并且在支撑管111a’的一端形成轴承插入凹槽111b’。

但是，使用整体机身111’的传统条式振动马达具有下述的问题。

当对安装有使用整体机身111’的传统条式振动马达的移动电话施加冲击，该冲击传递到支撑转动轴132的第一和第二轴承102和104。

在这种情况下，为支撑转动轴132而更邻近偏心砝码131的第一轴承102较之第二轴承104会更频繁地变形。

而且，当通过转动轴132的转动产生振动，第一轴承102会比第二轴承104更早磨坏。

由于较大的负载施加到与偏心砝码更邻近安置的第一轴承102，在第一轴承102上发生的变形或磨损程度与在第二轴承上发生的不同。

另一方面，当转动轴132转动，轴承的磨损和变形使转动轴132不能光滑地转动，引起不期望的噪声。

因此，条式振动马达的预期寿命期会缩短。

作为解决上述问题的一种方案，有一种建议的方法，增加第一轴承长度，在其上施加较大的负载以降低变形或磨损。

即，这种方法增加了形成在机身12一端中的轴承插入凹槽111b’的深度，并将较长的轴承或几个轴承插入轴承插入凹槽111b’，以便减少由于冲击造成的轴承损坏或磨损。

但是，如果增加轴承插入凹槽111b’的深度以延长上述的插入到轴承插入凹槽111b’的轴承的长度，磁铁116的长度要按照机身111’空间减少的比例缩小。这又引起另外的问题，由于形成磁场的区域减小，振动马达的性能降低。

因此，由于机身111’可以整体形成，可以通过挤压和焊接无变形地制造机身111’。但由于在外力冲击下，通过偏心砝码对轴承的磨损或支撑转动轴的轴承的变形，使条式振动马达的预期寿命缩短。

而且，如图1a和图2a所示，由于转动轴132固定插入到固定部件138，为了改进转动轴132和固定部件138之间的轴向耦合力，固定部件138的厚度应该增加。

另一方面，由于要使电刷154与换向器134接触，突起138a形成在固定部件138的侧面，很难小型化所述振动马达。

并且，由于换向器134被分成几个片断，当电刷从一个片断接触另一个片断时，在换向器134和电刷154之间产生火花。

不幸的是，上述火花的发生会损害换向器134和电刷154。

发明内容

因此，为了解决上述现有技术的问题，提出本发明。

本发明的一个目的是提供一种条式振动马达，具有设计成整体结构的机身，为了稳定地支撑转动轴，由从所述机身突出的突起形成轴承插入凹槽。

本发明的另一个目的是提供一种条式振动马达，具有整体机身结构，以便在改进耐用性的同时方便制造。

本发明的另一个目的是提供一种条式振动马达，具有改进的换向器和电刷之间的接触结构以及固定部件和转动轴之间的耦合结构，以便使所述振动马达小型化。

本发明的另一个目的是提供一种条式振动马达，具有其上安装有变阻器的换向器，以防止电刷和换向器被火花损坏。

根据本发明，为实现所述目的的一个方面，提供一种条式振动马达，组成部分有：定子单元，包括具有在其一端形成并露在外部的轴承插入凹槽的机身，以及与所述机身连接的磁铁；转子单元，包括具有一端固定到偏心砝码的转动轴，所述转动轴的两端在所述机身中被可转动地支撑，并且电枢与所述磁铁有间隔地固定到所述转动轴；以及电源单元，包括固定到所述机身的固定帽和安装在所述固定帽上对所述电枢供应电压的电刷。

优选地，所述机身包含具有与所述轴承插入凹槽连接的支撑管的双管结构的空腔圆柱，所述磁铁固定到所述支撑管的外表面。

优选地，固定部件固定到所述转动轴的另外端，分成几个片断并与所述电枢电连接的换向器连接到所述固定部件的侧面上，所述换向器与所述电刷接触。

所述条式振动马达还包括固定到所述转动轴另外端的固定部件；连接到所述固定部件侧面的换向器，所述换向器被分成几个片断并与所述电枢电连接，并与所述各电刷接触。

优选地，所述电刷具有导线缠绕结构或可以包括线圈。

优选地，所述轴承插入凹槽由从所述机身的一端向外突出的突起形成，并且所述磁铁固定到所述机身的内表面。

优选地，所述机身通过冲压整体成形，并且形成所述机身突起的部分具有统一的厚度，并且形成所述突起的所述部分的厚度至少是所述机身中其他部分的厚度。

优选地，所述固定部件呈盘形，并且所述电枢连接到所述固定部件的外围，并且更优选地，所述换向器可以包括与所述电枢电连接的端子。

并且，所述换向器在其一端具有变阻器，由于防止通过所述电刷和所述换向器接触而产生火花。

优选地，所述固定部件与所述转动轴整体形成，以在其中容纳耦合部件。

优选地，所述电刷具有自由端和弯成锐角的固定端，以弹性接触所述换向器。

优选地，所述耦合部件包含固定到所述转动轴的扣环，并且所述耦合部件包含固定插入到所述转动轴的螺栓。

优选地，所述电刷固定到安装在所述固定帽的电路板，以与所述电路板电连接，更优选地，所述电路板是PCB或FPC。

附图说明

图1a和图1b是传统的条式振动马达的图示，其中图1a是示出传统条式振动马达的侧截面图，图1b是示出图1a所示机身的截面图；

图2a和图2b是传统的具有另外机身类型的条式振动马达，其中图2a是示出传统条式振动马达的侧截面图，图2b是示出图2a所示机身的截面图；

图3是示出根据本发明优选实施例的条式振动马达的分解透视图：

图4a和图4b是根据本发明优选实施例的的条式振动马达的图示，其中图4a是侧截面图，图4b是图4a所示机身的截面图；

图5a到图5c是根据本发明的条式振动马达的转动轴和耦合部件的图示，其中图5a示出了根据本发明第一实施例的条式振动马达转动轴和耦合部件，图5b示出了图5a所示内容的修改，并且图5c示出了图5a所示内容的第二各修改；

图6a和图6b是根据本发明的条式振动马达的换向器的图示，其中图6a是示出由金属片组成的换向器的前视图和后视图，并且图6b是示出由印刷电路板形成的换向器的前视图和后视图；

图7是示出根据本发明另外实施例的条式振动马达的侧视图。

具体实施方式

如图3所示，根据本发明的条式振动马达包括定子单元10，转子单元30和电源单元50，其中首先说明定子单元10。

如图3和图4所示，定子单元10包括机身12和磁铁14。

机身12属于空腔圆柱，形成有从其一端向外突出的圆柱突起12c。

在这种情况下，机身12具有双管结构，带有被整体形成在所述突起12c的后端并位于所述机身12内的空腔支撑管12a。

在另一方面，如图4b所示，轴承插入凹槽12b形成在突起12c的内部。

因此，轴承插入凹槽12b形成在机身12的外部。

由于轴承插入凹槽12b的直径大于在突起12c的后端整体形成的支撑管12a的内直径，轴承插入凹槽12b与支撑管12a通过其间形成的台阶来连接。

机身12的另外端呈开口的空腔圆柱形。

支撑管12a比机身12短，以便支撑管12a的后端位于机身12内。

在另一方面，如图4b所示，机身12通过金属片成形而整体形成。优选地，根据材料的展延性，机身12可以通过公知的方法冲压整体形成，以便无缝地形成制品。

在这种情况下，形成突起12c的金属片部分以统一的厚度弯曲，并且形成突起12c的所述部分的板厚度等于或大于机身12其他部分的厚度，以便支撑管更稳定地支撑转动轴32。后面将说明。

定子单元10由机身12和连接到机身12的磁铁组成。如图4a所示，磁铁14可以连接到支撑管12a的外表面。

接下来，将参考图3和图4a解释转子单元30。

如图3所示，转子单元30包括转动轴32和电枢36。

偏心砝码37固定到转动轴32的一端，并且固定部件38固定到转动轴32的另外端。

换言之，偏心砝码37具有穿透的插入孔37a，并且通过将转动轴32插入到插入孔37a中，然后通过塞缝和胶粘将它们连在一起，以便将偏心砝码37固定到转动轴32。

在这种情况下，偏心砝码37形成有偏离插入孔37a的重心。因此，绕插入孔37a转动偏心砝码37就产生振动。

另一方面，如图4a所示，固定部件38是平盘形，与传统的固定部件不同，没有形成在其一侧的突起，并且平盘形的换向器连接在固定部件38上。

圆柱形电枢36连接在固定部件38上，并且与转动轴32平行并围绕转动轴32安置，并且电枢36可以有导线缠绕结构(没有示出)或者可以包括线圈(没有示出)。

在这种情况下，由分成几个片断的导电金属片构成的换向器34连接在固定部件38，并与电枢36电连接。

换言之，换向器34通过电缆(没有示出)电连接，以便向包含在电枢36中的线圈或导线提供电压。

因此，当对换向器34施加外部电压，则对电枢36供应电流。

上述的本实施例中换向器32由导电金属片制成，但换向器32可以替换成直接印刷在固定部件38一侧的导电图形。在这种情况下，所述导电图形与电枢36电连接。

作为可选的，换向器36也可以用其上具有导电图形的电路板来替换，以便用所述导电图形连接电枢36。

在这种情况下，所述电路板优选地采用印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(FPC)，但可以用具有导电图形的任何电路板。

另一方面，如图4a所示，固定部件38具有在其内整体形成的耦合部件33，其中耦合部件33与形成在转动轴32另外端的耦合凹槽32a相耦合。

换言之，在耦合部件33与耦合凹槽32a相耦合之后，可以注模成形固定部件38，以在其内整体容纳耦合部件33。

因此，在转动轴32和固定部件38之间维持轴向耦合力的同时，固定部件38可以较薄地形成。

在图5a中示出了根据本发明第一实施例的转动轴32和耦合部件33，耦合部件33具有开口33a，用于与形成在转动轴32内的耦合凹槽32a相耦合。耦合部件33优选地可以是扣环。

另一方面，图5b是示出根据图5a内容修改的用于转动轴32’和耦合部件33’的耦合结构的图示。在耦合部件33’的开口33a’中形成平端33b’，在耦合凹槽32a’内形成平端32b’，以便各端33b’和32b’相互接触，以防止耦合部件33’绕转动轴32’转动。

因此，注模到耦合部件33的所述固定部件可以增强到转动轴32的轴向耦合力，并可以更有效地从所述电枢向所述转动轴传递扭矩。

图5c示出了根据图5a中内容的第二修改的转动轴32”和耦合部件33”，其中转动轴32”可以用插入孔32a”代替耦合凹槽，用螺栓33”代替耦合部件。

另一方面，如图4a所示，换向器34连接到固定部件38的一侧，并且换向器34可以通过电缆(没有示出)与围绕固定部件38固定的电枢36电连接。

在这种情况下，如图6a所示，换向器34可以由分成几个片断的金属片制成，并且具有从换向器34放射状突出的端子34a，用于与电枢36连接。

而且，变阻器34b可以连接到或形成在换向器34上，以防止换向器34在与电刷接触时被火花损坏，这将在后面说明。

变阻器34b是非线性半导体电阻单元，根据施加到两端子的电压转换其电阻值，以防止由电接触造成的火花，或保护电子元件免受火花或静电荷的损害。

另一方面，如图6b所示，换向器34可以是其上印有导电图形的PCB(印刷电路板)。

在这种情况下，各图形可以形成在PCB的一侧，以用作变阻器34b。

在本实施例中，当采用PCB作为换向器，任何具有导电图形的这种PCB可以用作换向器。

转子单元30可转动地与定子单元10装配在一起，并且下面将说明所产生的结构。

如图4a所示，第一轴承16a插入到从机身12的一端向外突出的轴承插入凹槽12b中，第二轴承16b插入到支撑管12a的端部。

转动轴32在其两端分别由固定到支撑管12a的第一和第二轴承16a和16b支撑，所以转子单元30可转动地装配在定子单元10中。

在这种情况下，由于轴承插入凹槽12b从机身12向外突出，轴承插入凹槽12b与其他部件例如磁铁14等不会互相干扰，即使增加其长度和深度。

因此，轴承插入凹槽12b可以不会被外部碰撞损坏，并且可以足够深以容纳能够分散撞击的长轴承。

接下来，解释电源单元50。

如图3所示，电源单元50包括固定帽52和电刷54，并且固定帽52具有形成在固定帽52外围的耦合台阶52b，以便与机身12的开放的另外端耦合。

与机身12开放的另外端相耦合的固定帽52在其中具有开口52a，以便衬底部件56可以固定在开口52a中。

衬底部件56具有形成在其上的导电图形，并且电刷54电连接并固定到所述导电图形。导线(没有示出)与形成在衬底部件56上的所述导电图形电连接，以向衬底部件56提供电压。

因此，电刷54通过衬底部件56向电枢36供应外部电压。

另一方面，如图4a所示，当固定帽52与机身12的另外端耦合，电刷54与固定到固定部件38的换向器弹性接触。

在这种情况下，电刷54具有固定到衬底部件56的固定端54a和接触换向器34的自由端54b，固定端54a关于自由端54b以锐角弯曲。

换言之，当固定帽52与机身12的另外端耦合，通过自由端54b弹性接触连接在固定部件38上的换向器34，将自由端54b朝固定端54a压缩。

当采用PCB或FPC作为衬底部件56，由此固定电刷54的固定端54a，任何具有导电图形的这种电路板可以用作衬底部件56。

图7示出了根据本发明的另一实施例的条式振动马达，不同于上述的实施例，其具有固定到机身内部的磁铁14，和与磁铁14相间隔的电枢36。

本发明的所述另一实施例的其他部件与上述实施例的对应部件相同，所以在下文不再说明。

如上所述，由于根据本发明的各实施例的条式振动马达的机身32是整体形成，不同于现有技术，在其装配期间，本发明的所述马达不受轭和机壳的弯曲变形或热变形的影响。

由于所述条式振动马达小而轻，所述轭与所述机壳变得较小和较薄，所以很难通过挤压和焊接把所述轭固定到所述机壳。

但是，本发明通过整体形成所述条式振动马达的机身，可以克服上述的与装配有关的困难。

另一方面，由于由从机身12的一端突出的突起12c形成的轴承插入凹槽12b位于机身12的外部，轴承插入凹槽12b可以与其他部件无干扰地容纳长轴承，以分散外部碰撞，因而保护轴承免受碰撞的损坏。

换言之，由于通过将突起12c延伸到机身12的外部以容纳长轴承，增加了轴承插入凹槽的深度，因此不需要缩小磁铁14的长度。

这样，由于在所述机身中形成的磁场没有降低，所述条式振动马达的性能没有恶化，并且转动轴32被稳定地支撑。因此，根据本发明的所述条式振动马达可以具有改进的冲击阻力，并因此防止由于轴承的损坏以及由于转动轴32的转动引起的第一轴承16a的快速磨损而产生的预期寿命降低。

而且，本发明使用平盘形固定部件38并改进了换向器与电刷54的接触结构，因此电刷与固定在固定部件38的换向器34弹性接触，以便使电刷54的变形最小并减小振动马达的尺寸。

另一方面，由于固定部件38与转动轴32利用耦合部件33完整地注模在一起以便与容纳在其中的转动轴耦合，因此在降低其厚度的同时，固定部件38可以保持轴向耦合力。

而且，由于本发明将固定部件38改进成平圆形，以及改进了电刷54和换向器34之间的接触结构，因此电刷54接触固定到固定部件38一侧的换向器34，使形成在传统固定部件138(图1a)中的突起138a变得不必要，因此可以小型化所述振动马达。

由于在换向器34的一侧形成变阻器以减少火花，换向器34或电刷54可以免受换向器34和电刷之间产生的火花的影响。

已经参考特定的示例性实施例和附图说明了本发明，但本发明并不限于此，而是由本发明的权利要求书定义。应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，本领域的普通技术人员可以将所述实施例替换、改变或修改成不同的形式。

根据本发明，由于轴承插入凹槽向所述机身的外侧突出，所述机身在不缩短所述磁铁而分散外部冲击的同时，可以稳定地支撑所述转动轴。

另外，所述条式振动马达可以容易地制造，并且，由于将机身改进成完整结构以防止在制造中的变形，所述条式振动马达具有较高的耐用性。

而且，还改进了所述换向器和所述电刷的接触结构以及所述固定部件和所述转动轴的耦合结构，以便小型化所述振动马达。另外，在所述换向器安装了变阻器，以防止所述电刷或所述换向器受火花的损害。

Claims (16)

1.一种条式振动马达，其组成部分有：

定子单元，包括具有在其一端形成且暴露在外部的轴承插入凹槽的机身，以及连接到所述机身的磁铁；

转子单元，包括一端固定到偏心砝码的转动轴，所述转动轴的两端在所述机身中被可转动地支撑，以及与所述磁铁有间隔地固定到所述转动轴的电枢；以及

电源单元，包括固定到所述机身的固定帽和安装在所述固定帽上以便向所述电枢供应电压的电刷。

2.如权利要求1所述的条式振动马达，其中所述机身包括具有与所述轴承插入凹槽连接的支撑管的双管结构的空腔圆柱，所述磁铁被固定到所述支撑管的外表面。

3.如权利要求1所述的条式振动马达，还包括：固定到所述转动轴另外端的固定部件；

连接在所述固定部件侧面的换向器，所述换向器被分成几个片断，并与所述电枢电连接，并与所述电刷接触。

4.如权利要求1所述的条式振动马达，所述电枢具有导线缠绕结构或包括线圈。

5.如权利要求1所述的条式振动马达，所述轴承插入凹槽由从所述机身一端向外突出的突起形成。

6.如权利要求1所述的条式振动马达，所述磁铁固定到所述机身的内表面。

7.如权利要求5所述的条式振动马达，其中所述机身通过冲压整体成形，并且所述机身形成所述突起的部分具有统一的厚度，并且形成所述突起的所述部分的厚度至少是所述机身中其他部分的厚度。

8.如权利要求3所述的振动马达，其中所述固定部件呈盘形，并且所述电枢连接在所述固定部件的外围。

9.如权利要求3所述的条式振动马达，其中所述换向器可以包括与所述电枢电连接的各端子。

10.如权利要求3所述的条式振动马达，其中所述换向器具有在其一侧的变阻器，用于防止由所述电刷和所述换向器的接触而产生的火花。

11.如权利要求3所述的条式振动马达，其中所述固定部件与所述转动轴整体形成，以在其中容纳耦合部件。

12.如权利要求3所述的条式振动马达，其中所述电刷具有自由端和弯成锐角的固定端，以弹性接触所述换向器。

13.如权利要求11所述的条式振动马达，其中所述耦合部件包括固定到所述转动轴的扣环。

14.如权利要求11所述的条式振动马达，其中所述耦合部件包括固定插入到所述转动轴的螺栓。

15.如权利要求1所述的条式振动马达，其中所述电刷被固定到安装在所述固定帽中的电路板，以便与所述电路板电连接。

16.如权利要求15所述的条式振动马达，其中所述电路板是PCB或FPC。

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