TWI327406B - - Google Patents

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1327406 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是藉著在轉子部 轉子型直流無刷馬達。 本發明係小直徑圓筒振動馬達， 磁極上。又有偏心銅件，發生振動的内 【先前技術】 见牛來，在我們

有乍為驅動源的小型馬達。對於不同的機器因應直 使用目的而在馬達的機能，小型〖，輕量化與高輪出化等 項目作技術開發。行動電話是一種無線電通訊機器，同樣 =二?小型馬達，例如在美術館，音樂廳等公共聚集而 肅靜的场所’或商談或重要會議中，如果行動電話突缺因 有來電而作響，將對周遭人等造成相當困擾。此時，需要 利用振動使身體感知來電通知訊息的小型馬達（以下，、 要時簡記為振動馬達）。 必 ^ 般而§，在前述振動馬達的輸出驅動迴轉軸的一端 設置偏心鋼件作為偏重心，此偏心銅件的重心位置藉著轉 子部的迴轉動作’ I回變動造成不均等的離心力，使行 電話機體發生振動。其搭載率與使用頻率也隨著行 的逐漸普及而日益提高。 在振動馬達裡’前述偏心銅件的配置 殼部外輸出迴轉轴的一端，，中也有配置在殼部 的一部分。例如’下述專利文獻丨肖2所記小型馬達為『以 永久磁鐵轉子部本身當慣性體的不平衡配重，馬達迴轉時 5 7075-7606-PF;Ahddub 1327406 利用永久磁鐵的不平衡扭矩達成振動作用。』又，在已知 專利文獻中明載有『在永久磁鐵的徑向單邊除去部分磁° 鐵，然後以非磁性輕材料替代，使具有不平衡配重，作為 轉子部的慣性體。 於疋乃開發『不在轉子部的迴轉軸一端延伸部另外設 置慣性體’而是利用永久磁鐵轉子部的上述簡單偏重心構 造而設計的振動馬達。』 專利文獻1 :日本特開平5_304743號公報 專利文獻2 :日本特開平5_3〇4744號公報 【發明内容】 發明所欲解決的課題： 前述專利文獻1與2所載振動馬達中，磁鐵（在前述 專利文獻中為永久磁鐵）轉子部本身為慣性體的不平衡構 造。在迴轉時，由於磁鐵的不平衡轉矩產生振動作用。實 際 焉達本身的直徑越小磁鐵的直徑也跟著越小，若考 慮磁鐵本身的磁性不平衡，就得不到充分的轉子部磁鐵的 磁! 生起動力若考慮磁鐵材料的比重，轉子部本身的重 量慣性體的效果也變小。 換β之’圓筒型殼部内所配置的轉子部磁鐵本身並不 具有ΠΙ比ί且基於磁性不平衡構造’目前的小型馬達外 4工約僅為4ππη左右’常因轉子部磁鐵本身無法得到充分的 起動力，而無法起動。 本發月係以解決上述課題為目的的振動馬達，時常保 7075-7 606-PF;Ahddub 6 由=明的驅動方式為二相或三相直流無刷驅動方式， 今：，沒有電刷與整流子等電氣整流機構， 且’無接觸點的機械磨耗所致接觸不良，實質： =接觸點磨耗在支撐轉子部兩端的轴 = 電氣處理。 名為驅動器的驅動迴路作 例如二本Γ明的驅動方式可以任意選擇為二相或三相， 相的時候，驅動迴路的設計容易，但必須用機 P式的手段決定轉子部的停止位置。—般而言，三相比二 ,Ββ 轉子°卩的驅動迴路上的設計規模較 大’且疋否使用霍爾元侔 等感知器驅動會影響零件數量與 ^計的開發成本。若是無刷驅動，機器的驅動迴路基 裝專用的驅動迴路，或是要在振動馬達外加，大 4分取決於開發設計。 如申請專利範圍第3項所述， 本發月的轉子部由磁鐵與重量慣性體組成，且磁鐵是 ，貝磁鐵可為各種Nd系的磁性材料或是W系的磁性 偏心銅件為非磁性材料的比重12以上的鶴合金。 圓筒馬達之又部内小型化小徑化的轉子部磁鐵能有效 利用迴轉磁束。 又，本發明使用比重12以上的高比重鎢合金作偏心銅 立可以置入則述小型化小徑化圓筒馬達之殼部内當轉子 广的不平衡配重，既省空間，又具有高效率的優良重量慣 生體機能。又’轉子部整體對於迴轉中心的重心半徑也變 7〇75"76〇6-PF；Ahddub 9 1327406 大，可以得到充分的振動力。當然比重18左右的高比重鎢 合金作偏心銅件的錘體最佳，可以得到充分的振動力，效 果十足。利用燒結合金製成比重在13~16的也十分合用。 含有樹脂成分的其他比重纟12以上，未滿13的混合物有 時也可以當成重量慣性物使用。但，比重低於12的材質在 製品小型化後，就難以得到充分的振動力。 如申請專利範圍第4項所述， 本發明之迴轉軸配置在前述轉子部磁鐵的重心位置 上，偏心銅件係重量慣性體，藉由相對於磁鐵的外周圍面 上’直接接合或是以樹脂塑模被覆全體成一體化。可組裝 轉子部整體，並；致對極細直㈣迴轉軸施加機械應力。 且，對於轉子部的迴轉主軸，可以把磁鐵與偏心銅件裝設 一體化，利用射出成形技術的樹脂模造方法，可以提高生 產性與降低成本。稀土類磁鐵除了燒結磁鐵外，亦可利用 樹脂磁鐵一體成形，配合前述偏心銅件的形狀一起考慮， 組合後的形狀設計上具有相當高自由度。 【實施方式】 實施形態1 以下，參照第1圖到第3圖說明本發明相關的實施形 態的構造。在此實施形態中，内轉子型振動馬達的形態， 以在轉子部磁鐵上設置偏心銅件的無刷式驅動的圓筒型振 動馬達為例，說明之。 第1圖係本發明最佳實施形態的概略剖面圖。如第1 (匕） 10 7〇75-7606-PF；Ahddub 圖所示，内轉子部的磁鐵2的

磁h $ …㈣以㈣’為相對於在徑向N· S 麥置之非等向性磁鐵的磁極方肖 效磁Φ 你直乂方向的非有 束範圍。卩分予以兩端均 ΛΛ ^ ^ ^ 寸吧切除的斷面大體成長方形

的板狀的磁鐵。材質為Nd_F 磁错a— . fe β系，或W-Co系的稀土類 為且，因為稀土類磁鐵的磁 乱特性佳，適合小徑化的 鏟 。又，如第1⑻圖所示，磁鐵2本身亦相對於迴 特性2。6具有對稱的剖面形狀，因此其動態轉子部平衡 #面’為了產生必需的轉子部不平衡，將前述磁 的略顯長方形的基圓切掉部份’亦即圓弧被切除的區 之°又置比磁鐵材質還高比重的非磁性材料作為重量 體作為重置慣性體的棒狀偏心銅件3形同轉子部的 偏重心鐘體，與磁鐵2設置成為一體。簡言之’在小型馬 達本來的磁鐵2的磁氣特性下，將高比重材質的偏心銅件 裝在有效的磁鐵2之單邊的部份作偏4心，轉子部整體 ;、轉中的重心半徑也變大，就内轉子型振動馬達而 言’其偏心的空間利用效率頗佳。鎢合金的比重約為18， 易於產生前述效果β 引述轉子邰外圍之殼部5的内壁上設置固定的導線圈 磁4，且且配置有高精度的磁氣間隙，此時，如第1 (a)圖 所示’轉子部之迴轉軸6在殼部5縮小徑端與另_端的凸 緣各有軸承8支樓它。同時，在轉子部的迴轉橫向， 各有末端凸緣7側的止推軸承9與繞㈣共同維持其形 勢。 7075-7606-PF；Ahddub 11 1327406 又，端子U接連圓筒型導磁線圈4的端線，設置在導 磁線圈4的—端。導磁線圈4的供電部為經由端子u、撓 性基板的供電端子12導弓丨岛丨古ΛΛια π 導W到末端凸緣7的外面去。供電端 子12連接到機器本體的驅動迴路（圖上未顯示卜本實施 形態是使用三相無感知器驅動方式的無刷馬達。由於益刷 化，所以不需要電刷與整流子等物理整流機構，馬達壽命 因而延長°無刷馬達在特性上，沒有電氣接點之機械摩擦 所致壽命減短之虞。實質上，軸承的接觸摩擦，亦即支撐 在轉子部兩端的轴承’比前述電氣接點的電刷與整流子壽 命較長’於是提高馬達的信賴性。稱為驅動器的驅動迴路 取代了前述物理整流機構，作所需的電氣處理。 第1圖所示振動馬達1在外觀上，並無從殼部5外突 出的輸出軸，與第5圖所示習知一般的振動馬達ι〇〇大不 相同。習知一般的振動馬達1〇〇在輸出迴轉轴1〇6的一端 上，設置有高比重燒結合金形成的半圓柱形偏心鋼件1〇3。 第3圖係徑向剖面概略圖，用以說明本實施形態中磁 鐵2的磁氣作用與效果。 第3(a)圖中，在圓筒型磁鐵22的徑向有N.s磁極的 非等向性磁鐵，對於導磁線圈24的有效磁束範圍（R)，一 般而言單邊約為100〜130度左右。且，另一邊有5〇〜8〇度 的非有效磁束範圍部分（W)。磁鐵22的非有效磁束範圍部 分（W)幾乎毫無磁氣作用與效果。 前述非有效磁束範圍部分（W)在與N.S磁極方向直交 的方向上。因此，若將前述非有效磁束範圍部分（w)兩端均 7075^7 606-PF;Ahddub 12 1327406 等地切除，實質上對於極端的磁鐵特性低下的影響很小。 如第3(b)圖所示，本實施形態將磁鐵2加工成剖面為略顯 長方形的板狀，相對於迴轉中心軸的迴轉軸6，保有迴轉 時的轉子部平衡。 如前所述，磁鐵2佔整體體積極小比率，無損於馬達 起動時產生所需迴轉扭矩的有效磁束，且能充分達到小型 馬達驅動輸出的基本各種作動特性。實際上，被驅動的内 轉子型振動馬達，在起動時的各種特性與迴轉時的振動量 上，都比同級尺寸的習知馬逹表現出同等以上的性能。 實施形態2 第2圖係本發明之另一實施形態。在第2(a)圖概略剖 面圖中，内轉子部的磁鐵2形狀，如第1圖所示者，為相 對於在徑向N.S磁場配置之非等向性磁鐵的磁極方向，在 直交方向的非有效磁束範圍部分⑷予以兩端均等地切除 的剖面大體成長方形的板狀的磁鐵。材質亦為

糸，或Sm-Co系的稀土類磁鐵，適合小徑化的特性需求。 又，在第2(b)圖明白表示磁鐵2本身亦相對於迴轉中心轴 6具有對稱的剖面形狀’運動時保有其轉子動態平衡。 同樣地，轉子部所需的不平衡亦如前述第】圖所述。 二鐵2與偏心銅件3’相對於迴_，以樹 月曰塑模接s成-體。這種設計對於裝配、製造 少與提高量產性都有益。樹脂塑 各序減 々# 一 模20可以簡化成型模具内 各零件的-連串作業，包括從、、 固定…低轉子部組裝等製程成：所疋位置到模具接合 等裝程成本的同時，也提高了轉 7075-7606-PF；Ahddub 13 1327406 子部整體的对衝擊性。 又’本發明之迴轉轴配置在料轉子部磁鐵2的重心 位置上，偏心銅件3係重量慣性體’相對磁鐵2的外周園 面，以樹脂塑模被覆全體，不致對極細直徑的迴轉抽6施 加機械應力，而可以把轉子部整體組裝成一體。且，對於 轉子部，相對於迴轉軸6^haft，可以把磁鐵2與偏心 銅件3 —體化的裝置，利用射出成形技術的樹脂模造方 法，可以提高生產性與降低成本，並提高零件的精度。稀 土類磁鐵材料除了燒結磁鐵外，亦可藉由樹脂磁鐵一體成 了例如第4(a)與（b)圖所示，配合偏心銅件33、35的形 狀’各種樹脂磁鐵32、34的組合形狀在設計上具有相當高 自由度。 本發明依據以上的本實施形態，可以經常保持轉子磁 鐵的磁氣平衡，並實現了能有效利用與導磁線圈間的磁 束動轉子部迴轉的轉子部結構。又，可以做出為了得 到重量慣性體之偏心銅件的振動馬達。且，為了不使迴轉 效率低下’可以提供内轉子型振動馬達，使馬達能更小口 徑化與小型化。 產業上利用可能性 主要應用在需要振動機能的多功能行動電話，手錶型 PHS，屋内型小型無線通話機等行動通信機器，行動型⑼a 的各種通信機器，附有體感振動的玩具機控制器，與包含 口袋型玩具機等類電子玩具的電子機器。 7075-7606-PF;Ahddub 14 1327406 【圖式簡單說明】 第1圖係内轉子型振動馬達的内部構造，（a )為A-A 刮面概略圖，（b)為B-B剖面概略圖。 第2圖係内轉子型振動馬達的内部構造，（a )為A-A 剖面概略圖，（b )為B-B剖面概略圖》 第3(a)圖至第3(b)圖係内轉子部的磁鐵有效磁束範 圍（R)，與非有效磁束（W)的說明概略圖。 第4(a)圖至第4(b)圖係内轉子部的磁鐵與偏心銅件 形狀的各種變形組合例的剖面參考圖。 第5圖係習知技術之振動馬達，在輸出轴端設置偏心 銅件的構造剖面參考圖。 【主要元件符號說明】 1，100〜振動馬達； 4，24, 104〜導磁線圈； 5，25，105〜殼部； 7，1 0 7〜端部凸緣； 9 ~止推軸承； 11，111〜端子； 2 0〜樹脂塑模； W〜磁鐵非有效磁束範圍。 2，22，32，34，1〇2~磁鐵； 3’ 33，35，103〜偏心銅件； 6’ 106〜迴轉軸； 8，108〜軸承； 10 ’ 110〜繞線； 12，112〜供電端子； R〜磁鐵有效磁束範圍； 7075-7606-PF;Ahddub 15

Claims (1)

1327406 第094144059號申請專利範圍修正本 修正曰期：99.3.19 十、申請專利範園： 年月曰修(£)正替換頁 --- ' 種内轉子型振動馬達構造，將用以發生電磁場的 - 導磁線圈配置在圓筒馬達的殼部内壁’以配置在圓筒狀殼 部兩端的定子部側軸承，内裝而框支由磁鐵與迴轉轴共同 形成的轉子部， 其特徵在於：

被支持於前述迴轉轴的轉子部的磁鐵的形狀係相對於 仏内非等向性磁鐵的磁極方向’在直交方向的非有效磁束 範圍部分予以兩端均等地切除的剖面大體成長方形的板狀 的磁鐵’且相對於迴轉中心軸取得轉子部平衡； 另方面’作為不平衡配重，而將前述磁鐵的被均等 地切除的單邊，埋設有非磁性材料所構成的重量慣性體， 作為另一途徑偏心銅件，令轉子部具有偏心。 2.如申請專利範圍第1項所述的内轉子型振動馬達， 其中振動馬達的驅動為藉由兩相或三相直流無刷驅動方 者》 3.如申請專利範圍第1 & 2項所述的内轉子型振動馬 達’其中構成轉子部的磁鐵與重量慣性體組合為分別由Nd 系的磁鐵或Sm系的稀土類磁鐵及非磁性材料的比重12以 上的鎢合金所構成的偏心銅件。 4·如申請專利範圍第1或2項中任-項所述的内轉子 型振動馬達’纟中迴轉轴配置在前述轉子部磁鐵的重心位 =作為重量慣性體的偏心銅件係藉由以直接接合或樹脂 塑模’對於磁鐵的外月圖 鐵的外周@面，全體被覆，㈣定安裝在磁 7075-7606-PF2 16 1327406 鐵側。 疋(更)正替换頁

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