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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Vibrationsmotor und einen Rotor für einen Vibrationsmotor, der einen spezifischen Aufbau zur Befestigung eines exzentrischen Gewichts aufweist.
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2. Stand der Technik
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Einige Arten von Innenrotor-Vibrationsmotoren mit Permanentmagnet werden in Produkten wie beispielsweise Mobiltelefonen eingesetzt. So wird z. B. in der Japanischen Patent-Anmeldung
JP 2008-271719 A der Aufbau eines Vibrationsmotors veröffentlicht, dessen Rotor aus einem bezüglich der Drehachse exzentrischen Gewicht und einem Permanentmagneten besteht. Der Vibrationsmotor beinhaltet einen Stator, der radial außerhalb und getrennt vom Rotor angeordnet ist, die Energie für die Rotationsbewegung liefert und über eine Antriebswicklung und einen Rückschluss verfügt.
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Die Japanische Patent-Anmeldung
JP 11-299148 A offenbart ein Herstellungsverfahren für einen Rotor, der das Einbringen eines ringförmigen nicht-magnetischen Materials und eines permanentmagnetischen Materials in eine Form beinhaltet, indem ein Kunststoff, wie z. B. ein thermoplastisches Material in eine Form gespritzt wird, wodurch ein Verbund von Kunststoff, ringförmigem nicht-magnetischen Material und Permanentmagnet ausgeformt wird. Es wird darin auch ein Verfahren angegeben, bei dem eine Welle mit einem exzentrischen Gewicht mit Hilfe von Klebemittel verbunden wird.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem Herstellungsverfahren für einen Rotor, der das Einbringen eines ringförmigen diamagnetischen Materials und eines permanentmagnetischen Materials in eine Form beinhaltet, und in dem ein Kunstharz, wie z. B. ein thermoplastisches Material in eine Form gespritzt wird, wodurch ein Verbund von Kunstharz, ringförmigem diamagnetischem Material und Permanentmagnet ausgeformt wird, lässt sich die Anzahl der Teile nicht leicht verringern. In einem Verfahren, bei dem die Welle mit Klebemitteln mit einem exzentrischen Gewicht verbunden wird, bleibt auf Grund des für das Klebemittel notwendigen Spaltes, die Präzision, z. B. die koaxiale Präzision eines Rotors beschränkt. Bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren benötigt ein Rotor für einen Vibrationsmotor viele Arbeitsschritte und die Herstellungskosten für den Rotor lassen sich nicht leicht verringern. Ein Ziel der Erfindung ist es daher, einen Rotor anzugeben, der für einen Vibrationsmotor eine hohe koaxiale Präzision aufweist, und der sich durch vereinfachte Verarbeitungsprozesse herstellen Lässt.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Vibrationsmotor bereit, der einen Rückschluss, dessen Polzähne in Richtung seiner Achse an einem inneren Umfang herausragen, einen Stator mit Wicklungen, die um die Polzähne gewickelt sind, eine Welle, ein axial angeordnetes exzentrisches Gewicht, einen Rotor, dessen Permanentmagnet an das exzentrische Gewicht angeformt ist, sowie ein Lager, das den Rotor mit vorgegebenem Abstand zur axial innen liegenden Oberfläche der Polzähne des Stators drehbar lagert, umfasst. Der Rotor des Vibrationsmotors hat einen Aufbau, in dem die Welle, das exzentrische Gewicht und der Permanentmagnet durch ein thermoplastisches Magnetmaterial, das den Permanentmagneten bildet, aneinander angeformt sind.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Rotor des Vibrationsmotors, da er durch die thermoplastischen Materialien, die den Permanentmagneten bilden, angeformt wird, in weniger Arbeitsschritten hergestellt werden. Der Rotor weist einen Aufbau auf, bei dem die Welle, das exzentrische Gewicht und der Permanentmagnet aneinander angeformt sind, wodurch der Rotor eine große koaxiale Präzision für den Vibrationsmotor bereitstellen kann.
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Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird der Rotor durch Spritzguss eines thermoplastischen Materials, das den Permanentmagneten bildet, so ausgeformt, dass die Welle und das exzentrische Gewicht als Einlegeteile in ein Formwerkzeug eingebracht werden.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Rotor so aufgebaut, dass ein thermoplastisches Magnetmaterial in eine Form (ein Werkzeug) so eingebracht wird, dass die Welle und das exzentrische Gewicht als Einlegeteile darin angeordnet werden, wodurch der Rotor eine große koaxiale Präzision aufweisen kann und weniger Arbeitsschritte benötigt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die größte axiale Länge, mit Ausnahme der axialen Länge der Rotorwelle, geringer als die größte radiale Länge des Rotors.
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Gemäß einem vierten, weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist das exzentrische Gewicht bis bin zur äußeren Oberfläche des Permanentmagneten erweitert.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist am exzentrischen Gewicht in einem Umfangsabschnitt der Welle eine Aussparung ausgebildet und ein Teil des Lagers ist ebenfalls in der Aussparung angeordnet.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Teil, das die Welle mit dem exzentrischen Gewicht verbindet, aus dem gleichen thermoplastischen Magnetmaterial, aus dem der Permanentmagnet besteht. Gemäß diesem Aspekt sind Welle und exzentrisches Gewicht nicht direkt miteinander verbunden, sondern über das thermoplastische Material als Einsatzmaterial.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Verbindungsteil eine zylindrische Form und ist an seiner inneren Oberfläche mit der Welle verbunden, wobei der Spalt zwischen exzentrischem Gewicht und Welle mit dem gleichen thermoplastischen Magnetmaterial gefüllt ist, aus dem auch der Permanentmagnet besteht. Auf Grund dieses besonderen Merkmals werden Positionierungsfehler der Welle und des exzentrischen Gewichts, sowie Formungenauigkeiten des exzentrischen Gewichts durch das thermoplastische Magnetmaterial kompensiert.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Verbindungsteil, in axialer Richtung betrachtet, eine polygonale Form.
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Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung überlappt das exzentrische Gewicht, in axialer Richtung betrachtet, mit den Polzähnen.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung überlappt das exzentrische Gewicht, in axialer Richtung betrachtet, mit der Wicklung.
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Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, in axialer Richtung betrachtet, auf beiden Oberflächen des exzentrischen Gewichts ein Bereich ausgebildet, bei dem das exzentrische Gewicht die Polzähne überlappt.
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Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, in axialer Richtung betrachtet, auf beiden Oberflächen des exzentrischen Gewichts ein Bereich ausgebildet, bei dem das exzentrische Gewicht die Wicklung überlappt.
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Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Vibrationsmotor an, bei dem eine Welle, ein exzentrisches Gewicht und ein Permanentmagnet aneinander angeformt sind und dadurch zu einer Einheit verbunden werden. Das Verfahren beinhaltet: Positionieren der Welle und des exzentrischen Gewichts in einem Werkzeug und Einspritzen eines thermoplastischen Magnetmaterials, das den Permanentmagneten bildet, in das Werkzeug.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Rotor durch das thermoplastische Magnetmaterial, das den Permanentmagneten bildet, angeformt, wodurch man einen Vibrationsmotor mit großer koaxialer Genauigkeit erhält und sich die Anzahl der Arbeitsschritte verringern lässt.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Motor eine große Positionierungsgenauigkeit zwischen Welle und exzentrischem Gewicht aufweist.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Vibrationsmotor axial dünn ausgebildet ist und sich leicht in ein tragbares elektronisches Gerät einbauen lässt.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung lässt sich im Vibrationsmotor das radiale Massenungleichgewicht des Rotors durch Vergrößern der radialen Masse im Außenbereich vergrößern, wodurch sich eine große Vibrationsleistung ergibt.
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Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Vibrationsmotor dünn ausgebildet werden, da das Lager der Welle in einem axial inneren Bereich des exzentrischen Gewichtes angeordnet werden kann.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Rotor eine große koaxiale Genauigkeit erzielen, da Positionierungsfehler zwischen Welle und exzentrischem Gewicht, sowie Formungenauigkeiten des exzentrischen Gewichts durch das thermoplastische Magnetmaterial, das den Permanentmagneten bildet, kompensiert werden.
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Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung lässt sich die Welle exakt positionieren, da Positionierungsfehler zwischen der Welle und dem exzentrischen Gewicht, sowie Formungenauigkeiten des exzentrischen Gewichts durch die Dicke einer zylindrischen Struktur, die den Permanentmagneten bildet, kompensiert werden.
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Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Welle sehr fest mit dem Rotor verbunden, da Welle und Rotor ineinander greifen.
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Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, in axialer Richtung betrachtet, ein radial äußerer Teil des exzentrischen Gewichts bis hin zu einer Position erweitert, bei der der radial äußere Teil des exzentrischen Gewichts mit den Polzähnen des Stators überlappt. Dadurch wird das radiale Massen-Ungleichgewicht des exzentrischen Gewichts vergrößert und es lässt sich eine große Vibrationsleistung bei beschränkter Baugröße erzielen.
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Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, in axialer Richtung betrachtet, ein radial äußerer Teil des exzentrischen Gewichts bis hin zu einer Position erweitert, bei dem der radial äußere Teil des exzentrischen Gewichts mit der Wicklung des Stators überlappt. Dadurch wird das radiale Massen-Ungleichgewicht des exzentrischen Gewichts vergrößert, wodurch sich die große Vibrationsleistung bei beschränkter Baugröße erzielen lässt.
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Gemäß dem elften und dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind, in axialer Richtung betrachtet, beide Seiten des exzentrischen Gewichts erweitert bis hin zu einer Position, bei der beide Seiten des äußeren Teils des exzentrischen Gewichts mit Elementen des Stators überlappen. Dadurch wird das radiale Massen-Ungleichgewicht des exzentrischen Gewichts bei beschränkter Baugröße wirkungsvoll vergrößert.
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Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Vibrationsmotor angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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Abbildung 1A ist eine Draufsicht und 1B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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Abbildung 2A ist eine Draufsicht und 2B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors gemäß der ersten Ausgestaltung.
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Abbildung 3A ist eine perspektivische Ansicht und 3B ist eine Explosionsdarstellung eines Rotors gemäß der ersten Ausgestaltung.
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Abbildung 4A ist eine Draufsicht und 4B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
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Abbildung 5A ist eine Draufsicht und 5B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors gemäß der zweiten Ausgestaltung.
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Abbildung 6A ist eine Draufsicht und 6B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors gemäß einer dritten Ausgestaltung.
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Abbildung 7A ist eine Draufsicht und 7B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors gemäß der dritten Ausgestaltung.
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Abbildung 8A ist eine Draufsicht und 8B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors gemäß einer vierten Ausgestaltung.
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Abbildung 9A ist eine Draufsicht und 9B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors gemäß der vierten Ausgestaltung.
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Abbildung 10A ist eine Draufsicht und 10B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors gemäß einer fünften Ausgestaltung.
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Abbildung 11A ist eine Draufsicht und 11B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors gemäß der fünften Ausgestaltung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
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1A zeigt eine Draufsicht, die eine erste Ausgestaltung der Erfindung zeigt, und 1B ist eine Schnittzeichnung entlang der Linie A-A von 1A. In 1 wird ein Vibrationsmotor 1 gezeigt. Ein Rotor 15 ist so aufgebaut, dass ein Stator 10 an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 11 als Baugruppe vorgesehen ist, und der Rotor 15 drehbar in Bezug auf den Stator 10 angeordnet ist. Beide axialen Seiten des Vibrationsmotors 1 werden von einem Gehäuseoberteil 12 und einem Gehäuseunterteil 16 verschlossen. Das Gehäuseoberteil 12 ist mit einem Klebemittel am Gehäuse 11 befestigt, und das Gehäuseunterteil 16 ist an das Gehäuse 11 angeformt. 1A zeigt den Vibrationsmotor 1 in axialer Richtung betrachtet, bei dem das Gehäuseoberteil 12 und ein Lager 13 entfernt wurden.
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Nachfolgend wird der Stator 10 erläutert. Der Stator 10 ist mit einem Rückschluss 7, Wicklungen 8 und Polzähnen 9 versehen. Beim Rückschluss 7 erstrecken sich die Polzähne 9 ausgehend von einem Innenumfang in Richtung auf seine Achse, und sechs Wicklungen 8 sind um die Polzähne 9 gewickelt. Der Rückschluss 7 ist ein zylindrisches Teil, das aus einem ferromagnetischen Material geformt ist. Die sechs Polzähne 9, die sich vom Innenumfang von Rückschluss 7 aus in Richtung auf die Achse erstrecken, sind an den Rückschluss 7 angeformt. Jeder der Polzähne 9 ist von der Wicklung 8 umgeben, die als Antriebswicklung wirkt. In dieser Ausgestaltung sind die einzelnen Polzähne 9 in gleichem Winkelabstand angeordnet. Da der Aufbau des Drahtanschlusses und die Ansteuerung der Wicklung 8 die gleichen sind wie bei normalen bürstenlosen DC-Motoren, wird hier nicht weiter darauf eingegangen.
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Nachfolgend wird der Rotor 15 erläutert. Der Rotor 15 ist in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt. Der Rotor 15 ist so positioniert, dass er von den Köpfen der Polzähne 9 des Stators 10 durch einen Freiraum 14, der einen magnetischen Spalt bildet, getrennt ist. (siehe 1). Der Rotor 15 umfasst eine Welle 2, einen Permanentmagneten 3, eine Buchse 4 und ein exzentrisches Gewicht 6. Die Welle 2 ist eine Rotationsachse des Vibrationsmotors 1 und ist durch die Lager 13 und 17 drehbar in Bezug auf das Gehäuseoberteil 12 und das Gehäuseunterteil 16 gelagert. Die Welle 2 kann beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Der Permanentmagnet 3 dient als Magnet für den Rotor 15 und ist mehrpolig magnetisiert. Da die Art der Magnetisierung die gleiche ist, wie bei normalen bürstenlosen DC-Motoren, wird diese hier nicht weiter erläutert. Das Material, aus dem der Permanentmagnet geformt ist, kann aus einem thermoplastischen Magnetmaterial, wie z. B. Neodym-haltigen Materialien bestehen.
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Das exzentrische Gewicht 6 dient der Erzeugung von Vibrationen während der Rotation und ist so geformt, dass sich eine exzentrische Massenverteilung in Bezug auf die Achse der Welle 2 ergibt. In dieser Ausgestaltung ist die Form des exzentrischen Gewichts 6, in axialer Richtung betrachtet, im wesentlichen halbkreisförmig. Das exzentrische Gewicht 6 ist axial größer (länger) als der Permanentmagnet 3. Als Material für das exzentrische Gewicht 6 wird beispielsweise Wolfram verwendet, das über ein großes spezifisches Gewicht verfügt. Die Form des exzentrischen Gewichts 6, in axialer Richtung betrachtet, ist nicht auf die in Abbildung 3 gezeigte Form beschränkt, eine exzentrische Massenverteilung muss jedoch gewährleistet sein.
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Die Buchse 4 ist ein zylindrisches Teil, das aus dem gleichen Material besteht wie der Permanentmagnet 3 und gleichzeitig mit dem Ausformen des Permanentmagneten 3 geformt wird. Die Welle 2 ist mit dem exzentrischen Gewicht 6 durch die Buchse 4 verbunden. Die Buchse 4 dient der Positionierung von Welle 2 (in anderen Worten, ein Teil zum Zentrieren), wie später beschrieben wird. In dieser Ausgestaltung ist die äußere Form der Buchse 4, in axialer Richtung betrachtet, quadratisch. Daher greifen die Strukturen von Buchse 4 und exzentrischem Gewicht 6 ineinander, wodurch die Buchse 4 und das exzentrische Gewicht 6 sehr fest miteinander verbunden sind. Die äußere Form der Buchse 4, in axialer Richtung betrachtet, bleibt dabei nicht auf eine quadratische Form beschränkt. Sie kann auch ein Polygon, wie z. B. ein Hexagon, oder sternförmig oder ellipsenförmig sein.
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Die größte axiale Länge des Rotors 15 (mit Ausnahme der axialen Länge der Welle 2) ist geringer als die größte radiale Länge. Das bedeutet, dass der Rotor 15 über einen flachen Aufbau verfügt, bei dem die axiale Länge kürzer ist als die radiale Länge. Dieser Aufbau kann vorteilhaft in flache elektronische Geräte, wie beispielsweise Mobiltelefone, eingebaut werden.
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Wie in 3 zu sehen ist, ist im exzentrischen Gewicht 6 ein abgesetztes Teil 6a radial ausgebildet, und eine Aussparung 6b, die teilweise dünner ausgebildet ist, ist an einem Umfangsabschnitt der Welle 2 ausgebildet. Wie 1B zeigt, ist ein Teil des Lagers 13 in einem Bereich des abgesetzten Teils 6a angeordnet. Auf Grund dieser Struktur reduziert sich die axiale Länge des Vibrationsmotor 1, und der Vibrationsmotor 1 kann sehr dünn gebaut werden.
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Ein Herstellungsverfahren für den Rotor 15 wird nachstehend beschrieben. Zuerst werden die Welle 2, das exzentrische Gewicht 6, und eine Form (ein Werkzeug), die hier nicht abgebildet ist, vorbereitet. Die Form dient dazu, den Permanentmagneten 3 und die Buchse 4 aus dem thermoplastischen Magnetmaterial auszuformen, wobei die Welle 2 und das exzentrische Gewicht 6 darin als Einlegeteile angeordnet sind.
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Das exzentrische Gewicht 6 und die Form werden vorab vorbereitet, und die Welle 2 sowie das exzentrische Gewicht 6 werden an vorgegebenen Stellen positioniert. Dann wird das thermoplastische Magnetmaterial in die Form eingespritzt und ein Umspritzen erfolgt. Bei diesem Verfahren werden die Buchse 4 und der Permanentmagnet 3 gleichzeitig als gegossener Magnet 5 ausgebildet, und die Welle 2 wird an das exzentrische Gewicht 6 angeformt, wobei das thermoplastische Magnetmaterial, das den gegossenen Magneten 5 bildet, als Verbindungsmittel dient. Das bedeutet, dass dadurch ein Gussteil entsteht, bei dem die Welle 2, die Buchse 4, der Permanentmagnet 3 und das exzentrische Gewicht 6 aneinander angeformt sind. Dann wird das Gussteil aus der Form entnommen, wobei man den Rotor 15 in seiner Originalform erhält. Anschließend wird der Permanentmagnet 3 magnetisiert, wodurch der Rotor 15 fertig gestellt wird.
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In dem, nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Rotor 15, sind die Welle 2, das exzentrische Gewicht 6, und der Permanentmagnet 3 durch das thermoplastische Magnetmaterial, das den Permanentmagneten 3 bildet, aneinander angeformt. Das heißt, dass der Rotor 15 durch Umspritzen mit dem thermoplastische Magnetmaterial, das den Permanentmagneten 3 bildet, so ausgeformt wird, dass die Welle 2 und das exzentrische Gewicht 6 dabei als Einlegeteile angeordnet sind.
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Gemäß der Ausgestaltung wird ein Rotor 15 bereitgestellt, bei dem die Welle 2, das exzentrische Gewicht 6, und der Permanentmagnet 3 durch das thermoplastische Magnetmaterial, aus dem der Permanentmagnet 3 besteht, aneinander angeformt und somit verbunden werden. Die Buchse 4 wird durch das thermoplastische Magnetmaterial, aus dem der Permanentmagnet 3 besteht, gebildet, und die Welle 2 ist an das exzentrische Gewicht 6 angeformt. Dadurch kann der Vibrationsmotor eine große koaxiale Genauigkeit aufweisen und in weniger Verfahrensschritten hergestellt werden.
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Ferner ist der Rotor 15 an den Permanentmagneten 3 durch das thermoplastische Magnetmaterial als Verbindungsmaterial so angeformt, dass die Welle 2 und das exzentrische Gewicht 6 als Einlegeteile in der Gussform (nicht abgebildet) angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung ist die Welle 2 an das Gewicht 6 durch das thermoplastische Magnetmaterial als Verbindungsmaterial angeformt, und der Permanentmagnet 3 ist ebenfalls angeformt. Daher lässt sich der Rotor 15 ohne ein weiteres Gussmaterial (wie z. B. Harze oder Klebemittel für das integrale Ausformen) ausbilden.
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Ferner entspricht in der Ausgestaltung die Lage der Welle 2 im Rotor 15 der Position der Welle 2 in der Form, trotz Positionierungsfehler zwischen der Welle 2 und dem exzentrischen Gewicht 6 und Fehler bei der Formgenauigkeit des exzentrischen Gewichts 6. Das bedeutet, dass die Buchse 4 durch das thermoplastische Magnetmaterial, das in die Gussform eingespritzt wird, an den Permanentmagneten 3 angeformt wird, und ein Spalt zwischen dem exzentrischen Gewicht 6 und der Welle 2 damit aufgefüllt wird. Ein Fehler bei der Positionierung zwischen der Welle 2 und dem Gewicht 6 und Fehler bei der Formgenauigkeit des exzentrischen Gewichts 6 werden durch die Dicke der Buchse 4 kompensiert.
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In anderen Worten: Selbst wenn die Position des exzentrischen Gewichts 6 in der Form nicht exakt ist und die Abmessungen des exzentrischen Gewichts 6 nicht exakt sind, lässt sich die Position der Welle 2 präzise bestimmen (das heißt, eine Zentrierung der Welle 2 findet statt), da Fehler kompensiert werden durch die Dicke der Buchse 4 und die radiale Dicke des Permanentmagneten 3, so lange die Fehler nicht die Ausformung von Buchse 4 verhindern und die Positionierung von Welle 2 dadurch nicht beeinflusst wird. Das bedeutet, dass die Buchse 4 ein Bauteil zur Festlegung der Position der Welle 2 ist (ein Zentrierteil). Gemäß der Ausgestaltung ist die Position der Welle 2 genau bestimmt und eine große koaxiale Genauigkeit kann selbst bei dem vereinfachten Verfahren erzielt werden. Der in dieser Ausgestaltung beschriebene Fehler bei der Positionierung zwischen der Welle 2 und dem exzentrischen Gewicht 6 bedeutet Ungleichmäßigkeiten der gegenseitigen Positionierung zwischen der Welle 2 und dem exzentrischen Gewicht 6, und der Fehler bei der Formgenauigkeit des exzentrischen Gewichts 6 bedeutet Abweichungen in den Abmessungen des exzentrischen Gewichts 6. Die Fehler bei der Formgenauigkeit werden verursacht durch die Bearbeitungsgenauigkeit sowie durch die Inhomogenität des Materials des exzentrischen Gewichts 6.
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Des weiteren sind gemäß dieser Ausgestaltung Harze und Klebemittel bei diesem Verfahren nicht notwendig, im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen Harze und Klebemittel verwendet werden, so dass zusätzliche Zwischenräume zur Aufnahme von Harzen oder Klebemitteln nicht benötigt werden. Dadurch lassen sich die Material- und Lohnkosten beim Herstellungsverfahren verringern. Das liegt daran, dass zusätzliche Zwischenräume nicht benötigt werden, sich eine Verschlechterung der Formgenauigkeit, die durch diese Zwischenräume verursacht werden, vermeiden lässt, und eine hohe koaxiale Genauigkeit erzielt werden kann.
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Die zweiten- bis fünften erfindungsgemäßen Ausgestaltungen werden nachstehend erläutert.
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Abbildung 4A ist eine Draufsicht, und 4B ist eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors 20 gemäß einer zweiten Ausgestaltung, wobei jede der Abbildungen 4A und 4B die gleiche Blickrichtung aufweisen wie 1A und 1B. Das exzentrische Gewicht 21 des Rotors 22 hat eine andere Form, als das vom Vibrationsmotor 1 in den Abbildungen 1A und 1B. Das exzentrische Gewicht 21 ist nicht nur radial größer als der innere Durchmesser von Permanentmagnet 3, sondern auch axial größer (länger) als der Permanentmagnet 3. Im Vibrationsmotor 20 ist ein erweiterter Bereich 21a angegeben, in dem die äußere Oberfläche des exzentrischen Gewichts 21 bis zur äußeren Oberfläche des Permanentmagneten 3 verlängert ist, wodurch sich eine noch effektivere Vibration ergibt. Die Form des erweiterten Bereichs 21a überlappt, in axialer Blickrichtung betrachtet, teilweise mit dem Permanentmagneten 3. Gemäß des Aufbaus der Ausgestaltung wird die Masse des erweiterten Bereichs 21a zu einer äußeren Oberfläche des Rotors 22 hinzugefügt, wobei sich das Massen-Ungleichgewicht in Bezug zur Welle 2 vergrößert und sich eine noch effektivere Vibration ergibt.
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5A ist eine Draufsicht auf den Rotor 22 und 5B ist eine Schnittzeichnung des Rotors 22 entlang der Linie B-B in 4A. Wie in den Abbildungen 5A und 5B zu sehen ist, wird das exzentrische Gewicht 21 bis hin zu einem radialen Umfangsabschnitt des Permanentmagneten 3 verlängert, wodurch die Masse eines äußeren Teils des Rotors 22 vergrößert wird und sich dadurch eine effektivere Vibration erhalten lässt.
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Gemäß einer zweiten Ausgestaltung, bei der der Permanentmagnet 3 als Spritzgussteil aus dem thermoplastischen Magnetmaterial hergestellt wird, das in eine Gussform eingebracht wird, lässt sich das exzentrische Gewicht 21 mit der in 4A und 4B gezeigten Form mit weniger Arbeitsaufwand und weniger Schwierigkeiten im Produktionsprozess herstellen. Das bedeutet, dass sich die Form des exzentrischen Gewichts 21 freier wählen lässt. Dadurch lässt sich das Gewicht 21 in seiner Größe verringern und die benötigte Vibrationsleistung vergrößern. Komplizierte Formen können beim Zusammenbau der Teile eingesetzt werden. Diese Vorteile ergeben sich bei einem Aufbau gemäß der nachfolgenden Ausgestaltungen.
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Gemäß einer dritten Ausgestaltung ist 6A eine Draufsicht und 6B eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors 30, wobei jede der Abbildungen 6A und 6B die gleiche Blickrichtung aufweisen, wie 1A und 1B. 7A ist eine Draufsicht auf einen Rotor 32 in 6A, und 7B ist eine Schnittzeichnung eines Rotors 32 entlang der Linie B-B in 7A. Der Vibrationsmotor 30 ist in 6A und 6B dargestellt. Das exzentrische Gewicht 31 ist nicht nur radial größer als der innere Durchmesser des Permanentmagneten 3, sondern auch axial größer (länger) als der Permanentmagnet 3. Im Vibrationsmotor 30 ist ein erweiterter Bereich 31a angegeben, und zur Erzielung einer effektiven Vibration ist hier eine Seite einer Außenfläche des exzentrischen Gewichts 31 radial verlängert, bis hin zu einer Position, wo sie mit den Polzähnen 9, in axialer Richtung betrachtet, überlappt. Der erweiterte Bereich 31a berührt die Elemente des Stators 10 nicht. Die anderen Teile des Vibrationsmotors 30, mit Ausnahme des exzentrischen Gewichts 31, sind die gleichen wie bei Vibrationsmotor 1, wie er in 1A abgebildet ist. Gemäß dieses Aufbaus wird die Masse des erweiterten Bereichs 31a an einer äußeren Seite des Rotors 32 hinzugefügt, wobei sich das Massen-Ungleichgewicht in Bezug zur Welle 2 vergrößert und sich eine noch effektivere Vibration ergibt.
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Gemäß einer vierten Ausgestaltung ist 8A eine Draufsicht und 8B eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors 40, wobei jede der Abbildungen 8A und 8B die gleiche Blickrichtung aufweist wie 1A und 1B. 9A ist eine Draufsicht eines Rotors 42 in 8A, und 9B ist eine Schnittzeichnung des Rotors 42 entlang einer Linie B-B in 9A. Der Vibrationsmotor 40 ist in 8A abgebildet. Das exzentrische Gewicht 41 ist nicht nur radial größer als der innere Durchmesser des Permanentmagneten 3, sondern auch axial größer (länger) als der Permanentmagnet 3. Im Vibrationsmotor 40 erstreckt sich ein exzentrisches Gewicht 41 noch weiter nach außen, als das exzentrische Gewicht 31 in 6A und 6B der dritten Ausgestaltung. Das heißt, dass im Vibrationsmotor 40, zur Erzielung einer noch effektiveren Vibration als im Vibrationsmotor 30, sich eine Seite einer äußeren Oberfläche des exzentrischen Gewichts 41 radial über die Polzähne 9 hinaus bis hin zu einer Position erstreckt, wo sie mit der Wicklung 8 des Stators 10 überlappt. In dieser Ausgestaltung ist ein erweiterter Bereich 41a vorgesehen in einem Abschnitt, bei dem das exzentrische Gewicht 41 mit den Polzähnen 9 überlappt. Es ist ferner ein Außenbereich 41b vorgesehen, der sich radial vom erweiterten Bereich 41a aus erstreckt und sich in dem Bereich befindet, in dem das Gewicht 41 die Wicklung 8 überlappt. Der erweiterte Bereich 41a entspricht dem erweiterten Bereich 31a in 6A, 6B, 7A und 7B. In dieser Ausgestaltung berühren die erweiterten Bereiche 41a und 41b die Bauteile des Stators 10 nicht. Der Aufbau der anderen Bereiche des Vibrationsmotors 40 ist der gleiche wie der im Vibrationsmotor 1, wie er in 1A gezeigt wird, und im Rotor 30, der in 6A und 6B dargestellt ist. Gemäß diesem Aufbau wird die Masse der erweiterten Bereiche 41a und 41b an einer äußeren Seite des Rotors 42 hinzugefügt, wobei sich das Massen-Ungleichgewicht an der Welle 2 vergrößert und sich eine noch effektivere Vibration ergibt.
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Gemäß einer fünften Ausgestaltung ist 10A eine Draufsicht und 10B eine Schnittzeichnung eines Vibrationsmotors 50, und die Blickrichtung in den Abbildungen 10A und 10B ist jeweils die gleiche wie die in 1A und 1B. 11A ist eine Draufsicht eines Rotors 52, abgebildet in 10A, und 11B ist eine Schnittzeichnung des Rotors 52 entlang einer Linie B-B in 11A. Der Vibrationsmotor 50 ist in 10A und 10B dargestellt. Das Gewicht 51 ist nicht nur radial größer als der innere Durchmesser des Permanentmagneten 3, sondern auch axial größer (länger) als der Permanentmagnet 3. Im Vibrationsmotor 50 sind beide axialen Seiten der äußeren Oberfläche eines exzentrischen Gewichts 51 radial verlängert, bis hin zur gleichen Position wie im Vibrationsmotor 40, der in 8A und 8B dargestellt ist. Das heißt, dass im Vibrationsmotor 50 ein exzentrisches Gewicht 51 vorgesehen ist, bei dem sowohl die obere-, wie auch die untere Seite, wie in 10B gezeigt, radial verlängert ist. Ein erweiterter Bereich 51a und ein Außenbereich 51b sind vorgesehen, die sich an einer oberen Seite des verlängerten Abschnitts des exzentrischen Gewichts 51 befinden, ein erweiterter Bereich 51c und ein Außenbereich 51d befinden sich an einer unteren Seite des verlängerten Abschnitts. Die erweiterten Bereiche 51a und 51c überlappen, in axialer Richtung betrachtet, radial mit den Polzähnen 9, und die Außenbereiche 51b und 51d überlappen radial mit der Wicklung 8. Gemäß dieser Ausgestaltung lässt sich das Massen-Ungleichgewicht an Welle 2 noch weiter vergrößern und es lasst sich, verglichen mit dem Vibrationsmotor 40 in 8A und 8B, eine noch effektivere Vibration bei beschränkter Baugröße erzielen.
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Zu beachten ist, dass im Rotor 50 die Außenbereiche 51b und 51d beim Aufbau weggelassen werden können, aber die erweiterten Bereiche 51a und 51c vorgesehen sind. Dieser Aufbau entspricht einem Aufbau, bei dem die erweiterten Bereiche 31a, die, in axialer Richtung betrachtet, die Polzähne 9 radial überlappen, nicht nur an der oberen Seite der Oberfläche, sondern auch an der unteren Seite der Oberfläche des exzentrischen Gewichts 31 des Vibrationsmotors 30, dargestellt in 6A, 6B, 7A und 7B, vorgesehen sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben stehenden Ausgestaltungen beschränkt und beinhaltet für den Fachmann offensichtliche Abwandlungen, und die Wirkungen der Erfindung werden durch die oben aufgeführten Ausgestaltungen nicht beschränkt. Das heißt, dass verschiedene Ergänzungen, Änderungen und teilweise Weglassungen im Rahmen des Schutzbereichs und des Gegenstandes der Erfindung möglich sind, wie sie unter Einbeziehung äquivalenter Lösungen beansprucht werden.
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Die vorliegende Erfindung kann für Vibrationsmotoren verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vibrationsmotor
- 2
- Welle
- 3
- Permanentmagnet
- 4
- Buchse
- 5
- Gegossener Magnet
- 6
- Gewicht
- 6a
- Abgesetztes Teil
- 6b
- Aussparung
- 7
- Rückschluss
- 8
- Wicklung
- 9
- Polzahn
- 10
- Stator
- 11
- Gehäuse
- 12
- Gehäuseoberteil
- 13
- Lager
- 14
- Abstand
- 15
- Rotor
- 16
- Gehäuseunterteil
- 17
- Lager
- 20
- Vibrationsmotor
- 21
- Gewicht
- 21a
- Erweiterter Bereich
- 22
- Rotor
- 30
- Vibrationsmotor
- 31
- Gewicht
- 31a
- Erweiterter Bereich
- 32
- Rotor
- 40
- Vibrationsmotor
- 41
- Gewicht
- 41a
- Erweiterter Bereich
- 41b
- Außenbereich
- 42
- Rotor
- 50
- Vibrationsmotor
- 51
- Gewicht
- 51a
- Erweiterter Bereich
- 51b
- Außenbereich
- 51c
- Erweiterter Bereich
- 51d
- Außenbereich
- 52
- Rotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-271719 A [0002]
- JP 11-299148 A [0003]
