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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen exzentrischen Rotor und einen
Vibrationsmotor mit einem solchen exzentrischen Motor, und insbesondere einen
exzentrischen Rotor und einen Vibrationsmotor, die strukturierte
Spulen verwenden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Vibrationsmotoren
mit einem exzentrischen Rotor sind gegenwärtig weit verbreitet in Mobiltelefonen
und PDAs, usw. als Mittel, um eingehende Anrufe zu empfangen. Mit
der abnehmenden Größe von Telekommunikationsgeräten wächst die
Nachfrage nach kleineren und flacheren Vibrationsmotoren.
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1 ist
eine Querschnittsdarstellung der Struktur eines herkömmlichen
Vibrationsmotors. Der herkömmliche
Vibrationsmotor hat einen Träger 1 an seiner
Unterseite, wobei ein Ende einer Welle 9 in die Mitte des
Trägers 1 eingeführt und
befestigt und das andere Ende der Welle an einer Abdeckung 8 befestigt
ist. Der Zweck der Abdeckung 8 ist es, die anderen Teile
des Vibrationsmotors vor externen Störungen zu schützen. Eine
flexible Platte 12 von geringer Dicke ist auf der Oberseite
des Trägers 1 vorgesehen.
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Ein
multipolarer Magnet 2 mit abwechselnden Nord- und Südpolen ist
auf dem Rand der zentralen flexiblen Platte 12 platziert,
und in der zentralen Ausnehmung des Magneten 2 ist ein
Bürstenpaar 3 mit
einem bestimmten Winkel angeordnet, wobei die unteren Enden der
Bürsten
an der flexiblen Platte 12 befestigt sind. An einer vorbestimmten
Position der Welle 9 ist ein Lager 11 angebracht,
und um das Lager herum ist ein exzentrischer Rotor 10 vorgesehen.
An der Unterseite des Rotors 10 sind Kommutatoren 7 vorgesehen,
die in Kontakt mit den Bürsten 3 sind.
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2a ist
eine perspektivische Ansicht, welche die Oberseite des herkömmlichen
exzentrischen Rotors 10 darstellt.
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Wie
in 2a dargestellt, ist der Rotor 10 versehen
mit einer Platte 4, die aus einer flachen kreisförmigen Scheibe
ausgeschnitten wurde, sowie mit einer Mehrzahl von gewickelten Spulen 5,
die an vorbestimmten Winkeln auf der Oberseite der Platte 4 angeordnet
sind. Ferner ist auf der Oberseite der Platte 4 zwischen
den gewickelten Spulen 5 ein Gewicht 13 angeordnet,
welches die Exzentrizität
des Rotors 10 erhöht.
Die gewickelten Spulen 5 und das Gewicht 13 sind
mittels eines Vergussmaterials 6, wie z.B. Plastik oder
dergleichen, an der Platte 4 befestigt.
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2b ist
eine perspektivische Darstellung der Unterseite des herkömmlichen
exzentrischen Rotors 10. Wie in 2b dargestellt,
sind als flache Plättchen
ausgebildete Kommutatoren 7 radial um die Rotationsachse
des Rotors an der Unterseite der Platte 4 angeordnet.
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In
einem solchen Vibrationsmotor wird der Rotor 10 durch die
elektrische Wechselwirkung zwischen den gewickelten Spulen 5 und
dem Magneten 2 gedreht, wenn der Strom von einer externen
Stromquelle durch die flexible Platte 12 und die Bürsten 3 den
gewickelten Spulen 5 zugeführt wird. Der Rotor 10 wird
exzentrisch betrieben, da er exzentrisch auf der Welle 9 gelagert
ist, wobei die beiden Enden der Welle 9 am Träger 1 und
der Abdeckung 8 befestigt sind. Diese exzentrische Antriebskraft wird über die Welle 9 an
den Träger 1 weitergeleitet
und resultiert somit in einer Vibration.
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Es
ist somit ersichtlich, dass der Vibrationseffekt des Vibrationsmotors
auf der Exzentrizität
des Rotors 10 beruht, wegen der von dem Gewicht 13 verursachten
unverhältnismäßigen Massekonzentration.
Folglich ist es notwendig, die Exzentrizität des Rotors 10 zu
erhöhen,
um eine größere Vibration
zu erreichen.
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Wie
oben dargestellt, werden in herkömmlichen
Rotoren 10 gewickelte Spulen 5 verwendet, aber
solche gewickelten Spulen 5 führen zu langen Produktionszeiten
und hohen Kosten und benötigen viel
Platz, was es schwierig macht, den Rotor 10 und den Vibrationsmotor
kleiner zu machen. Ferner haben die Spulen im Allgemeinen eine sehr
geringe Dicke von ungefähr
45~55 μm,
so dass die Spulen oft während
des Verarbeitungsprozesses reißen
und somit zu einer erhöhten
Ausschussrate der gewickelten Spulen 5 führen.
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Außerdem müssen die
gewickelten Spulen 5 präzise
in konstanten Abständen
von der Mitte der Platte 4 angebracht werden, so dass die
präzise
Positionierung und Befestigung der gewickelten Spulen 5 zu
Problemen hinsichtlich längerer
Herstellungszeiten und Herstellungskosten führen.
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Ferner
ist das Gewicht 13 innerhalb eines begrenzten Raumes auf
der Platte 4 gebildet, da jedoch das Gewicht 13 gemeinsam
mit den gewickelten Spulen 5 angeordnet ist, ist es schwierig,
die Größe des Gewichts 13 zu
erhöhen.
Falls die Größe des Gewichts 13 erhöht wird,
um die Exzentrizität
des Rotors 10 zu vergrößern, dann
wird die Größe der gewickelten
Spulen 5 verringert, was zu einer Verschlechterung in den
Betriebseigenschaften des Rotors 10 führt. Daher wird das Gewicht 13,
wie in 2a dargestellt, in dem begrenzten
Raum zwischen den gewickelten Spulen 5 angeordnet und es
ist schwierig, die Exzentrizität
des Rotors 10 zu vergrößern.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die oben beschriebenen
Probleme zu lösen, und
es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen exzentrischen
Rotor sowie einen Vibrationsmotor mit diesem exzentrischen Rotor
bereitzustellen, mit denen die Vibrationseigenschaften verbessert
werden. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen exzentrischen
Rotor und einen Vibrationsmotor mit diesem exzentrischen Rotor bereitzustellen,
mit denen Produktionszeiten und -kosten verringert werden.
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Diese
Aufgaben werden beispielsweise durch die folgende Ausführungsform
der Erfindung gelöst.
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Ein
exzentrischer Rotor nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst:
eine Platte mit einem Einschubloch; auf der Oberseite der Platte
gebildete Schichten strukturierter Spulen, die mehrere strukturierte
Spulen umfassen und in mehreren Schichten aufeinander geschichtet
sind; und auf der Unterseite der Platte gebildete Kommutatoren,
die elektrisch mit den strukturierten Spulen verbunden sind und
deren Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der strukturierten Spulen
beträgt;
wobei die Platte exzentrisch bezüglich
des Einschublochs ist.
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Der
exzentrische Rotor mit dieser Anordnung verwendet mehrere Schichten
von strukturierten Spulen anstatt von gewickelten Spulen, so dass es
möglich
ist, die Größe des exzentrischen
Rotors zu verringern und die Stärke
der Vibration zu erhöhen sowie
die Produktionszeiten und -kosten zu reduzieren.
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In
diesem exzentrischen Rotor kann die Stärke der Vibration weiter erhöht werden,
indem ein auf der Schicht von strukturierten Spulen gebildetes Gewicht
sowie ein Befestigungselement, welches das Gewicht an der Schicht
von strukturierten Spulen befestigt, vorgesehen sind.
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Ein
exzentrischer Rotor nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst:
eine kreisförmige
Platte mit einem Einschubloch; auf der Oberseite der Platte gebildete
Schichten strukturierter Spulen, die mehrer strukturierte Spulen
umfassen und in mehreren Schichten aufeinander geschichtet sind;
und auf der Unterseite der Platte gebildete Kommutatoren, die elektrisch
mit den strukturierten Spulen verbunden sind und deren Anzahl ein
ganzzahliges Vielfaches der strukturierten Spulen beträgt; ein
auf der Schicht von strukturierten Spulen vorgesehenes Gewicht;
und ein Befestigungselement, welches das Gewicht an der Schicht
von strukturierten Spulen befestigt.
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Die
Schichten strukturierter Spulen können nacheinander auf beiden
Seiten einer Basis aufeinander geschichtet sind, wobei Isolierungsschichten zwischen
den Schichten von strukturierten Spulen vorgesehen sind.
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Vorzugsweise
sind die strukturierten Spulen radial in gleichmäßigen Abständen auf der Platte vorgesehen,
und sechs oder mehr Schichten sind aufeinander geschichtet, um die
Vibrationsstärke
des exzentrischen Rotors zu verstärken. Das Gewicht sollte vorzugsweise
aus einem Material mit hohem spezifischen Gewicht, wie z.B. Wolfram,
gemacht sein, und mit dem äußeren Umfang
der Platte fluchten, um die Vibrationsstärke zu optimieren. Das Gewicht
ist vorzugsweise kreisbandförmig
mit einem zentralen Winkel von 180°.
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Das
Befestigungselement kann durch Spritzguss mit einem Kunstharz geringer
Dichte einfach gebildet werden. Ferner ist die Dicke des Befestigungselements
vorzugsweise gleich der Dicke des Gewichts, so dass das Volumen
des Rotors reduziert werden kann.
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Ein
Vibrationsmotor nach einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst: einen exzentrischen Rotor mit der oben beschriebenen
Konfiguration; eine Welle, die durch das Einschubloch in der Platte
geführt
ist; ein Gehäuse,
an dem beide Enden der Welle befestigt sind; einen Magneten, der
an dem Gehäuse befestigt
ist und der mindestens zwei Pole aufweist; und ein Bürstenpaar,
das innerhalb der zentralen Ausnehmung des Magneten vorgesehen ist
und mit den Kommutatoren verbunden ist. Mit einem Vibrationsmotor
mit derartiger Konfiguration kann nicht nur die Größe des exzentrischen
Rotors verringert werden, sondern auch die Stärke der Vibration erhöht werden.
Ferner kann der zusätzliche
Effekt erzielt werden, dass die Produktionszeiten und -kosten verringert
werden können,
da keine gewickelten Spulen verwendet werden.
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Die
Welle ist vorzugsweise mit dem exzentrischen Rotor über ein
Lager verbunden, um die Reibung zwischen dem exzentrischen Rotor
und der Welle zu verringern, was zu einer gleichmäßigeren Rotation
des Rotors führt.
Ferner wird die Unterseite des exzentrischen Rotors vorzugsweise
durch eine auf die Welle aufgeschobene Distanzscheibe getragen,
um eine Verlagerung des exzentrischen Rotors bei Einwirken eines
Stoßes
auf den Vibrationsmotor zu verhindern. Vorzugsweise sollten die
strukturierten Spulen in Abständen
von 60° vorgesehen
sein und der Magnet in vier abwechselnde Nord- und Südpole magnetisiert
sein, um die Vibrationsstärke
des exzentrischen Rotors zu maximieren.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen Vibrationsmotors;
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2a ist
eine perspektivische Darstellung, die die Oberseite des herkömmlichen
exzentrischen Rotors zeigt;
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2b ist
eine perspektivische Darstellung, die die Unterseite des herkömmlichen
exzentrischen Rotors zeigt;
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung eines Vibrationsmotors nach einer Ausführungsform
der Erfindung;
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4a ist
eine perspektivische Darstellung, die die Oberseite eines exzentrischen
Rotors nach einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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4b ist
eine perspektivische Darstellung, die die Unterseite des exzentrischen
Rotors nach einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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5 ist
eine Draufsicht auf Schichten strukturierter Spulen bzw. Wicklungen
nach einer Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
eine Querschnittsdarstellung der Schichten strukturierter Spulen
nach einer Ausführungsform
der Erfindung;
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7a ist
eine perspektivische Darstellung der Oberseite eines exzentrischen
Rotors nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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7b ist
eine perspektivische Darstellung der Unterseite des exzentrischen
Rotors nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
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8 ist
eine Querschnittsdarstellung eines Vibrationsmotors nach einer anderen
Ausführungsform
der Erfindung;
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9 ist
eine Draufsicht auf Schichten strukturierter Spulen nach einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Legende
zu den Bezugszeichen für
die hauptsächlichen
Komponenten in den Figuren
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- Gehäuse
- 25
- Magnet
- 27
- Leiterplatte
- 29
- Bürste
- 31
- Welle
- 33
- exzentrischer
Rotor
- 331
- Platte
- 333
- Kommutator
- 334
- Gewicht
- 335
- Befestigungselement
- 332
- strukturierte
Spule
- 338
- Schicht
strukturierter Spulen
- 35
- Lager
- 37
- Distanzscheibe
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Ausführungsformen
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine Ausführungsform eines
exzentrischen Rotors und eines Vibrationsmotors mit diesem Rotor
nach der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung eines Vibrationsmotors nach einer Ausführungsform
der Erfindung. Wie in 3 dargestellt, umfasst ein Vibrationsmotor
nach einer Ausführungsform
der Erfindung: ein Gehäuse 21 mit
einem Träger 22 und
einer Abdeckung 23; eine Welle 31, die am Gehäuse 21 befestigt
ist, einen exzentrischen Rotor 33, der mittels eines Lagers 35 an
der Welle 31 befestigt ist, eine auf die Welle 31 aufgebrachte
Distanzscheibe 37, welche die Unterseite des exzentrischen
Rotors 33 trägt,
einen torusförmigen
Magneten 25, der am Träger 22 befestigt
ist, eine auf dem Träger 22 angeordnete
Leiterplatte 27 und Bürsten 29,
die mit der Unterseite des exzentrischen Rotors 33 in Kontakt stehen
und den Strom von der Leiterplatte 27 zum exzentrischen
Rotor 33 leiten.
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Das
Gehäuse 21 enthält in seinem
Inneren den Magneten 25, die Leiterplatte 27,
die Bürsten 29, die
Welle 31, den exzentrischen Rotor 33, das Lager 35 und
die Distanzscheibe 37 und besteht aus dem Träger 22 und
der Abdeckung 23.
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Wie
in 3 dargestellt, ist in der Mitte des Trägers 22 eine
Aussparung 22a gebildet, in die das eine Ende der Welle 31 eingeführt ist.
Das untere Ende der Welle 31 ist in die Trägeraussparung 22a eingeführt und
daran befestigt. Auf der Oberseite des Trägers 22 ist die Leiterplatte 27 angeordnet,
und auf der Leiterplatte 27 ist der torusförmige Magnet 25 angeordnet.
Der Träger 22 ist
mit der Abdeckung 23 verbunden.
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In
der Mitte der Abdeckung 23 ist eine Abdeckungsausnehmung 231 gebildet,
in welcher das andere Ende der Welle 31 eingeführt ist.
Das obere Ende der Welle 31 ist in die Abdeckungsaussparung 231 eingeführt und
daran befestigt. Die Unterseite der Abdeckung 23 ist mit
einem konstanten Abstand vom Befestigungselement 335 des
exzentrischen Rotors 33 beabstandet.
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Der
Magnet 25 ist auf der Oberseite des Trägers 22 angeordnet.
Der Magnet 25 ist torusförmig, und in seiner inneren
Aushöhlung
sind die Bürsten 29 und
die Welle 31 angeordnet. Der Magnet 25 hat wenigstens
zwei Pole. Um die magnetische Kraft des exzentrischen Rotors 33 zu
erhöhen,
ist es vorzuziehen, dass der Magnet 25 vier oder mehr Pole
hat. Der Magnet 25 hat abwechselnde Nordpole und Südpole von
gleicher Stärke.
Der Magnet 25 erzeugt ein Magnetfeld, und die Wechselwirkung
zwischen diesem Magnetfeld und dem elektrischen Feld, das von den strukturierten
Spulen 332 des exzentrischen Rotors 33 erzeugt
wird, erzeugt in Übereinstimmung
mit Flemings Linke-Hand-Regel eine elektromagnetische Kraft, die
den exzentrischen Rotor 33 antreibt.
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Die
beiden Enden der Welle 31 sind in die Abdeckungsaussparung 23a und
die Trägeraussparung 22a gepresst
und daran befestigt und haben den Zweck, den exzentrischen Rotor 33 zu
tragen, während
der exzentrische Rotor 33 rotiert. Das Lager 35 ist
auf eine vorbestimmte Position des Schafts 31 aufgeschoben
und befestigt, was die Rotation des exzentrischen Rotors 33 glättet. Das
Lager 35 ist auf die Welle 31 geschoben und wird
von der Distanzscheibe 37 gehalten. Das Lager 35 ist
mittels des Befestigungselements 335, welches im Einschubloch 331a des
exzentrischen Rotors 33 vorgesehen ist, mit dem exzentrischen
Rotor 33 verbunden.
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Ein
Bürstenpaar 29 ist
innerhalb des Magneten 25 angeordnet, wobei jeweils ein
Ende der Bürsten
elektrisch mit der Leiterplatte 27 verbunden ist und das
andere Ende mit den Kommutatoren (333 in 4b bzw. 333' in 7b)
auf der anderen Seite des exzentrischen Rotors 33 in Kontakt
steht. Die Bürsten 29 haben
die Funktion, den Strom von der Leiterplatte 27 zu den
Kommutatoren 333 zu leiten.
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Die
Distanzscheibe 37 ist auf die Welle 31 geschoben
und daran befestigt. Die Distanzscheibe 37 ist mit der
Unterseite des exzentrischen Rotors 33 bzw. dem Lager 35 in
Kontakt und hat die Funktion, den exzentrischen Rotor 33 zu
halten. Somit wird der exzentrische Rotor 33 selbst bei
Stößen von
außen nicht
aus seiner ursprünglichen
Lage gebracht, da der exzentrische Rotor 33 von der Distanzscheibe 37 gehalten
bzw. gestützt
wird.
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Die 4a und 4b sind
perspektivische Ansichten der Oberseite bzw. der Unterseite eines exzentrischen
Rotors 33 nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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Wie
in den 3 bis 4b dargestellt, enthält der exzentrische
Rotor 33: die Platte 331, in welcher das Einschubloch 331a gebildet
ist, in welches die Welle 31 geschoben wird, mehrere Schichten 338 von
strukturierten Spulen auf der Oberseite der Platte 331,
das Gewicht 334, das in den Schichten 338 der strukturierten
Spulen gebildet ist, das Befestigungselement 335, welches
das Gewicht 334 an den Schichten 338 der strukturierten
Spulen befestigt, und die Kommutatoren 333, die als flache
Plättchen
um das Einschubloch 331a entlang des äußeren Rands der Platte 331 gebildet
sind.
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Die
Welle 31 ist durch die Platte 331, auf welcher
die Schichten 338 der strukturierten Spulen gebildet sind,
geschoben, und die Platte 331 trägt das Gewicht 334.
In der Mitte der Platte 331 ist das Einschubloch 331a,
durch welches die Welle 331 geführt wird, vorgesehen. Die Platte 331,
auf welcher die Schichten 338 von strukturierten Spulen
gebildet sind, kann jedwede Form haben, mit der die Welle 31 befestigt
werden kann und mit der bei Rotation eine Exzentrizität erzeugt
werden kann. Z.B. kann die Platte 31 einen kreisförmigen oder
halb kreisförmigen Querschnitt
aufweisen. D.h., dass, nachdem die Platte 331 so gebildet
ist, dass sie einen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweist, Exzentrizität dadurch hergestellt werden
kann, dass die Schichten 338 der strukturierten Spulen
in Übereinstimmung
mit der Form der Platte 31 gebildet werden. Ferner kann
die Platte 31, wie in der in den 7a und 7b dargestellten
Ausführungsform,
eine Kreisform aufweisen, um somit die Stärke des elektrischen Feldes
zu verstärken,
welches mit dem vom Magneten 25 erzeugten Magnetfeld in
Wechselwirkung steht.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Platte 31 halbkreisförmig ausgebildet, und die Schichten 338 der
strukturierten Spulen sind dementsprechend gebildet.
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Wie
in 4b gezeigt, sind die Kommutatoren 333 Leiterplatten
mit der Form von flachen Plättchen,
die in konstanten Abständen
auf der anderen Seite der Platte 331 um das Einschubloch 331a herum
angeordnet sind. Jeder Kommutator 333 ist mit einer strukturierten
Spule 332 verbunden und führt dieser strukturierten Spule 332 Strom
zu, so dass die Zahl der Kommutatoren 333 vorzugsweise
ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der strukturierten Spulen 332 in
einer einzelnen Schicht beträgt.
Falls z.B. die Anzahl der strukturierten Spulen in einer Schicht
strukturierter Spulen sechs beträgt,
dann können
beispielsweise sechs oder zwölf
Kommutatoren 333 vorgesehen sein.
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Jeder
der Kommutatoren 333 ist elektrisch mit der strukturierten
Spule 332 durch eine elektrisch leitfähige Struktur 336 verbunden,
und die Kommutatoren 333 sind mit den Bürsten 29 in Kontakt.
Somit wird der durch die Bürsten 29 eingespeiste
Strom durch die Kommutatoren 333 geleitet und wird in die strukturierten
Spulen 332 eingespeist.
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Die
Schichten 338 der strukturierten Spulen sind strukturierte
Spulen, die durch Photolithographie oder Dickfilmprozesse gebildet
werden. Jede Schicht 338 von strukturierten Spulen enthält mehrere
strukturierte Spulen 332, die in konstanten Abständen vorgesehen
sind, wie in 5 dargestellt.
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Schichten 338 von strukturierten
Spulen nach einer Ausführungsform
der Erfindung. Wie in 6 dargestellt, enthalten die
Schichten von strukturierten Spulen: eine Basis 338a, die
als Grundmaterial dient; Kupferfolien 338b, die auf beiden
Seiten der Basis 338a aufgebracht sind und mit denen die
strukturierten Spulen gebildet sind; und Isolierungsschichten 338c,
die auf den Kupferfolien 338b aufgebracht sind.
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Die
Basis 338a ist aus einem Epoxidharz gemacht und hat die
Funktion, die Kupferfolien 338b zu tragen. Die strukturierten
Spulen 332 sind durch Ätzen
oder Korrosion in den Kupferfolien 338b gebildet. Jede
Kupferfolie 338b ist durch eine Isolierungsschicht isoliert.
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Eine
Multischichtstruktur der Schichten 338 strukturierter Spulen
kann durch wiederholtes Auftragen der Kupferfolien 338c und
der Isolierungsschichten 338c gebildet werden. Selbstverständlich ist
dies nicht die einzige Möglichkeit,
um Schichten 338 von strukturierten Spulen aufeinander
zu stapeln; es ist beispielsweise auch möglich, Schichten 338 von strukturierten
Spulen dadurch zu bilden, dass Schichten von strukturierten Spulen
und Isolierungsschichten auf nur einer Seite der Basis nacheinander aufgetragen
werden.
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Da
eine Schicht 338 von strukturierten Spulen, bei einer Dicke
von 0,02–0,05
mm (und einer Breite von 0,03–0,07
mm) nur sehr dünn
ist, besteht der Vorteil, dass das Stapeln mehrerer Schichten übereinander
nicht zu einem großen
Volumen führt. Vorzugsweise
sollten sechs oder mehr Schichten 338 der strukturierten
Spulen aufeinander gestapelt werden, um das von den strukturierten
Spulen 338 erzeugte elektrische Feld zu vergrößern.
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Die
strukturierten Spulen 332 erzeugen ein elektrisches Feld,
und zwar aufgrund des Stroms, der durch die elektrisch leitfähigen Strukturen 336 zugeführt wird,
und erzeugen zusammen mit dem Magneten 25 eine elektromagnetische
Kraft. Die strukturierten Spulen 332 sind an die Form der
Platte 331 angepasst. Die Anzahl der Schichten 338 von
strukturierten Spulen wird unter Rücksichtnahme auf die gewünschte Stärke der
Vibration sowie den Querschnitt der strukturierten Spulen bestimmt.
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Wie
in 5 dargestellt, sollte in jeder Schicht 338 der
strukturierten Spulen eine Mehrzahl von strukturierten Spulen 332 gebildet
sein, um somit das auf den exzentrischen Rotor 33 wirkende
Drehmoment zu erhöhen.
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Die
strukturierten Spulen 332 sind als Schicht mit einem viel
kleineren Volumen als herkömmliche
gewickelte Spulen ausgebildet, so dass das Gewicht 334,
wie in 4a dargestellt, größer gemacht
werden kann. Außerdem
können
für die strukturierten
Spulen 332 herkömmliche
Herstellungsanlagen für
Leiterplatten verwendet werden, so dass der Vorteil besteht, dass
im Vergleich zu herkömmlichen
gewickelten Spulen die Produktionszeiten verkürzt und die Produktionskosten
verringert werden können.
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Das
Gewicht 334 ist kreisbandförmig und ist am oberen Teil
der strukturierten Spulen 332 angeordnet. Das Gewicht 334 hat
die Funktion, die Exzentrizität
des exzentrischen Rotors 33 zu er höhen. D.h., dass das Gewicht 334 hinzutritt
zur Exzentrizität,
die durch die Platte 331 mit ihrer halbkreisförmigen Form um
das in der Mitte gelegene Einschubloch 331a und durch die
in Übereinstimmung
mit der Form der Platte 331 gebildeten Schichten 338 von
strukturierten Spulen erzeugt wird, so dass die Exzentrizität noch weiter erhöht wird.
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Das
Gewicht 334 sollte vorzugsweise aus einem Metall mit hohem
spezifischen Gewicht, wie z.B. Wolfram, gemacht werden, aber es
besteht keine Beschränkung
auf solche Materialien. Da die Größe des Gewichts 334 nicht
durch die gewickelten Spulen, wie in herkömmlichen Rotoren, beschränkt wird, kann
das Gewicht 334 größer gemacht
werden, was eine größere Exzentrizität erlaubt.
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Die
Exzentrizität
ist am größten, wenn
der zentrale Winkel des Gewichts 334 180° beträgt, aber der
zentrale Winkel kann je nach Bedarf geändert werden. Falls jedoch
der zentrale Winkel des Gewichts 334 mehr als 180° beträgt, dann
gleicht die Masse jenseits des Winkels von 180° die Exzentrizität aus, so
dass ein zentraler Winkel von 180° oder weniger
vorzuziehen ist. Ferner sollte sich das Gewicht 334 vorzugsweise
mit dem äußersten
Rand der Platte 331, d.h. dem äußeren Umfang der Platte 331, decken,
um die Exzentrizität
weiter zu steigern. Das Gewicht 334 ist durch das Befestigungselement 335 an
den strukturierten Spulen 332 befestigt.
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Das
Befestigungselement 335 ist ein spritzgegossenes Plastikprodukt.
Es wird auf die strukturierten Spulen 332 gespritzt und
befestigt das Gewicht 334 an den strukturierten Spulen 332.
Weiterhin ist das Befestigungselement 335 auch in das Einschubloch 331a der
Platte 331 eingefügt
und verbindet das Lager 35 mit der Platte 331.
Es ist vorzuziehen, dass der zentrale Winkel des Befestigungselements 335,
wie in 4a dargestellt, 180° nicht überschreitet.
Der Grund dafür
ist der, dass die Masse jenseits des Winkels von 180° die Exzentrizität ausgleicht,
wenn der zentrale Winkel 180° überschreitet. Die
Höhe des
Befestigungselements 335 kann gleich der Dicke des Gewichts 334 sein,
um die Dicke des exzentrischen Rotors 33 zu reduzieren,
oder sie kann, wie in 8 dargestellt, größer als
die Dicke des Gewichts 334 sein, um somit die Exzentrizität weiter
zu erhöhen
und das Gewicht 334 noch fester zu befestigen.
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Die 7a und 7b sind
perspektivische Darstellungen der Oberseite und der Unterseite eines
exzentrischen Rotors nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Der
in den 7a und 7b dargestellte
exzentrische Rotor 33' gleicht mit
Ausnahme der Zusammensetzung der Platte 331' und der Schichten 338' von strukturierten
Spulen dem in den 4a und 4b dargestellten
exzentrischen Rotor 33. Im Folgenden werden lediglich die Platte 331' und die Schichten 338' der strukturierten Spulen
erläutert.
Die Platte 331' hat
einen kreisförmigen
Durchschnitt mit dem Einschubloch 331a' in ihrer Mitte. Dadurch, dass
die Platte 331' eine
Kreisform aufweist, können
auch die Schichten 338' der
strukturierten Spulen, die auf der Platte 331' gebildet sind, eine
Kreisform aufweisen, so dass das Drehmoment des exzentrischen Rotors 33' vergrößert werden kann.
Da die Platte 331' keine
Exzentrizität
gegenüber
dem Einschubloch 331a' aufweist,
wird ein Gewicht 334' zur
Erzeugung von Exzentrizität
benötigt.
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Die
Schichten 338' von
strukturierten Spulen sind in gleichmäßigen Abständen auf der kreisförmigen Platte 331' vorgesehen.
Wie in 9 dargestellt, sind mehrere strukturierte Spulen
(332a, 332b, 332c, 332d, 332e und 332f)
in Abständen
von 60° auf
einer einzelnen Schicht 338' von
strukturierten Spulen angeordnet, so dass der Magnet 25 vorzugsweise
vier abwechselnde Pole zur Verstärkung
der elektromagnetischen Kraft aufweisen sollte. Selbstverständlich können die
in einer Schicht vorgesehenen strukturierten Spulen 332' bei Bedarf
oder nach Bedarf geändert
werden. Ferner ist jede strukturierte Spule 332' elektrisch
mit den Kommutatoren 333' verbunden.
Die Anzahl der Kommutatoren 333' ist ein ganzzahliges Vielfaches
der Anzahl von strukturierten Spulen 332'.
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Obwohl
die technischen Konzepte der vorliegenden Erfindung unter Zuhilfenahme
von konkreten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurden,
wird die Erfindung durch diese Ausführungsformen lediglich erläutert, nicht
jedoch beschränkt.
Es sollte ersichtlich sein, dass der Fachmann im Umfang der Erfindung
verschiedene Ausführungsformen
realisieren kann, ohne von den technischen Konzepten der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Durch
die oben beschriebene Anordnung kann die vorliegende Erfindung folgende
Effekte erzielen.
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Die
vorliegende Erfindung hat den Effekt, dass ein exzentrischer Rotor
und ein Vibrationsmotor mit diesem exzentrischen Rotor mit einem
kleineren Volumen und besseren Vibrationseigenschaften bereitgestellt
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung hat weiterhin den Effekt, einen exzentrischen
Rotor und einen Vibrationsmotor mit diesem exzentrischen Rotor bereitzustellen,
die verringerte Produktionskosten und -zeiten benötigen.