CN1094674C - 振动电机保持装置和具有该装置的便携式电子设备 - Google Patents
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Abstract
由提供有重块57的电机构成的振动电机18被外壳44覆盖,该外壳44具有用于使该外壳44容易被吸取的一平坦部分和用于定位的一标记,并且该振动电机安装在一主体印刷板9上。在该主体印刷板中,在所安装的振动电机的轮廓外部提供了也具有识别功能的线焊接面和主体焊接面,使得甚至可通过视觉来容易地检测安装位置的移位。
Description
本发明涉及用在比如便携式电话、袖珍型电铃等便携式电子设备中的振动电机,该振动电机通过振动来静音式地通知用户有输入等,本发明还涉及具有该振动电机的便携式电子设备。
JP-A-10-248203公开了一种在微型无线通信设备中用作静音式信息源的传统的振动电机,其中公开了芯型(cored-type)无刷振动电机。
图6是芯型无刷振动电机的主要部分的截面图。
在图6中,在形成振动电机底部的托架101的中心提供了轴承支座部分102。该轴承支座部分102具有通过切割和竖立托架101的一部分而形成的锁住柱(atch)部分103和直立部分104。
烧结的无油轴承105通过保护膜106固定于轴承支座部分102的内部,并且将定子芯109固定于其外部,该定子芯109具有绕在多个凸极107上的电枢线圈108。
转子110具有磁体支座111和固定于该磁体支座111的圆柱形磁体113,该圆柱形磁体具有通过一径向的间隙置于定子芯109的刀片部分112中的多个激磁磁极。此外,旋转体110是通过将轴115压入置于磁体113的旋转中心的毛口孔(burring hole)114中而适当安装的。此外,轴115的一端可转动地由所述烧结的无油轴承105支撑,而其另一端可转动地由壳体116通过一类似的烧结无油轴承支撑,该壳体116的另一种作用是作为外壳。
此外,供电方式是将线圈的一个端子连接到可弯曲的印刷板(flexibleprinted board)的一侧以便驱动该电机。
然而,在上述的传统技术中,通常的振动电机是通过自动吸取机(suckingmachine)来提取的,自动安装在一板上,并且在所述振动电机被部件制造商以棘爪(pallet)、卷轴(reel)等封装形式提供的情况下,所述自动吸取机经由正常的自动装配/布线过程。在这种情况下,首先,如果振动电机具有类似于上面所述的形状,则该振动电机不能由自动吸取机提取。也就是说,自动吸取机气动地吸取一个部件的顶部(ceiling)。然而,由于用于转动支撑一轴的烧结无油轴承位于一外壳的中心,故前面所提到的振动电机甚至不在振动电机的顶部。因此,即使该顶部由自动吸取机气动吸取,空气也会从轴与轴承之间的间隙漏掉,从而使吸取顶部不能进行。
此外,由于传统技术中的振动电机没有被设计成适合回流焊接(reflowsoldering),因而要求用于将振动电机装配到微型无线通信设备中并将该振动电机保持在其中的特定部件,进行上述操作的工作要求专家雇员,因而增加了劳动工时数目以及成本。因此,有必要使振动电机至少适合于回流焊接,从而使振动电机能应用于批量生产的自动装配过程。
在回流焊接方法中,在将要安装的部分安排在印刷板上之后,所述部件和印刷板通过回流熔炉(reflow furnace),以便通过焊料来相互连接。该焊料是通过这样一种方式来得到的:在高温下使乳状焊料(creamy solder)通过大气以便被熔合,然后将该熔合的焊料在被冷却后固化。这里必须注意一种情况:分散在回流熔炉中的焊料球在回流焊接中过程中粘附到线圈或磁体上。在这种情况下,有必要对这样一些情况给予足够的考虑:当振动电机起动时所述粘附的焊料球阻止起动,或者这种焊料球擦伤线圈、磁体等,从而产生不规律的噪声。
此外,即使将振动电机安装于印刷板上,也必须对振动电机执行正确或适当的定位。因此,必须对振动电机的安装位置进行空间测量。当进行回流焊接时会出现类似上述事件的多种问题。
也就是说,为完美地执行回流焊接以便进行自动的布线/装配过程,有一个问题是在下列项目1到4的所有步骤中都必须满足自动化,同时还要保证质量。
1.利用自动吸取机等来提取提供的部件。
2.自动将所提取的部件安排在印刷板上。
3.对回流熔炉中的焊料球采取措施。
4.在各部件安装后检查备部件的位置。
本发明的一个目的是提供一种振动电机保持装置,其中可在确保质量的情况下通过所有下列步骤来实现振动产生装置的配置,这些步骤是:提取提供的部件、自动将各部件安排在印刷板上、对回流熔炉中的焊料球采取措施、和在各部件安装后识别/检查各部件的位置,以便在相同的印刷板上对所述振动产生装置以及其它电子部件一起执行回流焊接,而不用使用任何比如弹性或无弹性保持构件等的特殊部件。
为达到本发明的上述目的,按照本发明的第一方面,提供了一种振动电机保持装置,该装置包含:一旋转体,具有提供于一基座外表面的一转动构件和用于覆盖所述转动构件的一外壳;和一板,在该板上安装所述旋转体;其中在所述板上提供一位置识别标记,以便在所述板上的预定位置中安装所述旋转体,当所述旋转体安装在所述板上的所述预定位置中时,所述位置识别标记暴露或裸露于所述旋转体轮廓外部。
利用这种结构,在将比如芯型无刷电机、无芯无刷电机、电刷型电机等电机用作振动电机以起旋转体作用的情况下,当任何类型的所述电机的旋转体安装在一印刷板上时,可通过自动吸取所述旋转体的外壳的顶部来容易地进行所述印刷板上的旋转体的自动安装。从上面可以肯定,如果旋转体安装在所述板上的位置反常,则提供于所述板上的旋转体固定位置外部的识别标记被所述旋转体隐藏,而当位置正常时,所述标记暴露或裸露于所述旋转体外部。因此,可以容易地识别、判断和检查所述旋转体侧的基座上的各个端子是否被可靠地连接到所述板上的相应主体焊接面(main-body lands)、各个端子是否与其它焊接面短路、所述旋转体是否邻接其它部件、等等。
按照本发明的第二方面,提供了一种振动电机保持装置,该装置包含一振动电机,该振动电机具有:一基座,其中各个端子形成该基座的背面或侧表面上;一定子,其中线圈绕在一定子芯上;一磁体,与所述定子相对设置;和一外壳,是为覆盖所述定子和所述磁体而提供的,所述定子和所述磁体置于所述基座的前表面侧,以使所述定子和所述磁体中的一个相对于所述基座不是可转动的而另一个则是可转动的;所述振动电机保持装置还包含一板,在该板上安装所述振动电机;其中在所述板上提供一位置识别标记,该位置识别标记暴露于安装在所述板上的预定位置中的振动电机的轮廓线外部。
利用这种结构,所述振动电机由一个无刷电机构成,该无刷电机由其中将线圈绕在定子芯上的一定子和一转子磁体构成。当振动电机安装在一印刷板上时,该振动电机的外壳顶部被自动吸取,以便容易地将该振动电机自动安装在所述板上。从上面可以肯定,如果振动电机安装在所述板上的位置反常,则提供于所述板上的振动电机固定位置外部的识别标记被所述旋转体隐藏,而当位置正常时,所述标记暴露或裸露于所述振动电机外部。因此,可以容易地识别、判断和检查所述振动电机侧的基座上的各个端子是否被可靠地连接到所述板上的相应主体焊接面、各个端子是否与其它焊接面短路、等等。
按照本发明的第三方面,提供了一种振动电机保持装置,该装置包含一旋转体,该旋转体具有:一基座;一转动构件,提供于所述基座的前表面侧;和一外壳,具有电磁屏蔽特性并覆盖所述转动构件;所述振动电机保持装置还包含:一板,在该板上安装所述旋转体;和一屏蔽构件,为至少覆盖所述板的一部分而提供;其中所述旋转体置于所述屏蔽构件的内部。
利用这种结构,从由各种电机构成的旋转体产生的噪声可被防止泄漏到所述旋转体的外部。此外,提供用于将所述旋转体与安装在所述板上的其它部件电磁屏蔽的屏蔽构件不是必需的。因此,能够尽可能大地确保印刷板上的安装区域,从而能够提高安装效率。
按照本发明的第四方面,提供了一种振动电机保持装置,该装置包含一振动电机,该振动电机具有:一基座,其中各个端子形成在该基座的背面或侧表面上;一定子,其中线圈绕在一定子芯上;一磁体,相对于所述定子而设置;和一外壳,为覆盖所述定子和所述磁体而提供,其中所述定子和所述磁体置于所述基座的前表面侧,以使所述定子和所述磁体中的一个相对于所述基座不是可转动的,而另一个则是可转动的;所述振动电机保持装置还包括:一板,在该板上安装所述振动电机,和一屏蔽构件,为覆盖安装在所述板上的各部件而提供;其中所述振动电机置于所述屏蔽构件的内部。
利用这种结构,从由无刷电机构成的振动电机产生的噪声可被防止泄漏到所述振动电机的外部。此外,提供用于将所述振动电机与安装在所述板上的其它部件电磁屏蔽的屏蔽构件不是必需的。因此,能够尽可能大地确保印刷板上的安装区域,从而能够提高安装效率。
按照本发明的第五方面,在上述的振动电机保持装置中,在所述外壳中提供一空气孔,以将所述外壳的内部和外部彼此连接。
当构成接收电路部分或无线电路部分的电子部件、电机等与主体印刷板一起经过回流熔炉时,这些电子部件、电机等通过在150℃到250℃温度下的空气预定时段。此时,如果所述外壳的内部具有象背景技术那样的封装结构,则由于外壳内部空气的热膨胀而对外壳内表面产生力,从而使外壳与电机印刷板分离。然而,利用上面所述的结构,提供了将外壳的外部与内部连接的很小的空气孔,从而使外壳内部的空气可被防止膨胀。因此,能够避免诸如外壳的分离等不期望的情况。
按照本发明的第六方面,在上述的振动电机保持装置中,使所述外壳的一部分与所述基座的表面接触,以便在高度方向上进行所述外壳的定位。
利用这种结构,所述外壳顶部与所述基座背面之间的距离,即部件高度,可在形成部件时被精确形成,以使在所述基座的厚度被控制时,所述部件与所述基座毗邻的表面与所述部件顶部之间的距离不扩散(scatter)。可以很容易区分两种情况:一种情况是由于***在基座和板之间的异物(foreign matters)而导致的振动电机被不正常安装;另一种情况是振动电机被正常安装。
按照本发明的第七方面,在上述的振动电机保持装置中,至少标记于所述外壳的上表面的所述标记、所述基座和所述外壳的形状、形成在所述基座外部的一倒角之一用于定位所述振动电机。
利用这种结构,能够在二维方向上(所述板的平面方向上)正确地检测振动电机安装位置的移位。
按照本发明的第八方面,在上述的振动电机保持装置中,所述外壳与所述板电连接。
利用这种结构,能够使所述外壳接地。
按照本发明的第九方面,在上述的振动电机保持装置中,其中所述标记是接地模型。
利用这种结构,如果用于位置识别的所述标记为接地模型,则在所述标记上掩蔽印刷(screen-print)焊料就不一定是必需的。因此,能够使所述标记作为识别标记来起作用,因为即使在安装以后标记表面的状态也不会改变。
按照本发明的第十方面,提供了一种装有按照本发明的所述第一到第九方面中的任何一方面所述的振动电机保持装置的便携式电子设备。
利用这种结构,在便携式电子设备中,所述振动电机可作为静音式信息装置固接于减小的空间内,用于通过振动来静音式地通知用户有输入等。
图1是按照本发明一个实施例的具有振动电机保持装置的便携式电子设备的截面图。
图2A、2B和2C示出图1所示的电机的结构图。
图3示出当图2A所示的电机已被安装在主体印刷板上时的截面图。
图4示出图3所示的主体印刷板、电机和屏蔽罩的分解透视图。
图5示出电机已被安装到图4所示的主体印刷板上时的状态图。
图6示出背景技术的芯型无刷振动电机的主要部分的截面图。
下面将参照附图详细描述本发明。
图1是按照本发明一个实施例的具有振动电机保持装置的便携式电子设备的截面图。
图2A、2B和2C中的每一个图都示出图1所示电机的结构。
图3是当图2A至2C所示的电机已被安装在主体印刷板上时的截面图。
图4是图3所示的主体印刷板、电机和屏蔽罩的分解透视图。
图5是电机已被安装到图4所示的主体印刷板上时的状态图。
在图1中,在由上层罩1和下层罩2形成的一罩中,布置了:发送/接收天线3;接收天线4;用于输出声音的接收器5;用于显示字符、符号等的液晶显示器6;其上印刷有字符/符号等的键盘薄片(key sheet)7;发送器8;主体印刷板9;等等。用于提供电源的电池10连接于所述罩的外部。
上层罩1具有:一声音孔11,用于将从接收器5产生的声音引导到所述壳的外部;多个键孔13,其数目与相应地***键孔13中的键盘薄片7的凸块12的数目相同;一穿孔14,其大小与液晶显示器6的大小相当;等等。穿孔14被透明窗口15封闭,以使用户可辨认显示在液晶显示器6上的字符、符号等。
在主体印刷板9的背面上安装有:用于通过电压控制振荡频率的一振荡器(下文中称为VCO)、多个电阻、多个电容等,以便形成由低噪声放大器、第一混频器等构成的接收电路部分16。在主体印刷板9的表面侧上安装有:用于稳定地控制频率的一温度补偿的石英晶体振荡器(下文中称为TCXO)、多个电阻、多个电容等,以便形成无线电路部分17。这些接收电路部分16和无线电路部分17与作为振动电机的电机18以及与该电机18毗邻安装的电机驱动电路(未示出)一起,被接纳并封装在用树脂做的屏蔽罩19内,用于防止来自外部的电磁波的侵害。
屏幕罩19由比如由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯等树脂材料制成。在屏蔽罩19的表面提供有一非电解铜电镀层,以便防止电磁波穿过屏蔽罩19。在所述非电解铜电镀层的表面又提供有一非电解镍电镀层,以使所述非电解铜电镀层受到抗腐蚀处理。
接下来将参照图2A到2C详细描述电机18。图2A是电机的平面图,图2B是前视图,并且图2C是后视图。
如图2A到2C所示,电机18的轮廓具有平面形状,其具有顶部21、侧部22和底部23。从上面所看到的形状基本上为八角形。在顶部21上形成可以面向自动吸取机的吸取卡盘(suction chuck)的平坦部分24。
此外,顶部21或侧部22上设有标记25,用于使连接方向可辨认。标记25是由黑色压印(印刷)形成的,以使标记25与其周围具有不同的光反射性,或者通过激光暴露照射而使标记25的表面***,以使该表面具有与其它部分不同的色调(tone)。
侧部22由8个壁表面26包围,围绕在侧部22的整个周围。底部23具有8个背面端子27,从而使信号端子28到31和接地端子32到35交替形成在各个侧面的基本上为中心的位置。底部23的其余部分为绝缘体36。
接下来,图3是电机被安装在主体印刷板上时沿图2A的D-D线所取的截面的截面图。
在图3中,电机18具有一定子40、一电机印刷板(基座)41、一轴承单元42、一转子43和一外壳44。外壳44主要形成顶部21和侧部22,而电机印刷板41形成底部23。定子40是通过用绝缘膜覆盖一定子芯45的表面然后在其上缠绕线圈46而形成的。将一双面通孔板用作电机印刷板41。该电机印刷板41具有一底表面、一定子连接表面和一***端表面,所述定子连接表面是所述底表面的背面。
在电机印刷板41的定子连接相反面上的多个表面端子47(总共是四个)通过通孔48电连接到底表面侧的相应背面端子(图3中仅示出了端子28)。
此外,能够焊接的金属表面49形成于***端表面的8个地方,从而使接地端子32到35(见图2C)电连接到信号端子28到31。这些金属表面49与通孔48同时形成。此外,轴承单元42和定子40同轴地固定到电机印刷板41的定子连接表面。绕在定子芯45上的线圈46的四个端子与各个表面端子47焊接。
轴承单元42包括闭合端外罩50、无油金属51、止推垫(thrust pad)52和***止推垫52中的轴53,这样通过用密封材料填充、挤压、焊接等方法使轴53的一端固定地连接到转子43的中心。无油金属51的制作使得铁粉、铜粉等形成多孔体,这是通过粉末金属技术来完成的,并且在所述多孔体的毛孔中一定程度地注入润滑油。
转子43具有转子轭55和固定到该转子轭55的环形磁体56。上述的轴53固定连接到转子轭55的中心。转子轭55包围定子40,并且该转子轭55由轴承单元42可转动地支撑。此外,转子43具有很大的离心率。这种情况下的大离心率是通过将弧形重块47固定地连接到转子轭55的***而获得的。为了稳定地分散由于大离心率而产生的振动量,将一控制电机用于稳定和控制旋转数目。
更具体地讲,所述控制电机是三相无刷电机,用于通过反电动势来检测磁势(magnetic position),而不使用任何霍尔装置。在所述设备中,离心力F是通过电机的转动产生的,并且该力F被传送到所述设备,从而使所述设备振动。离心力F由下列表达式(1)表示。
F=mrω2 ……(1)
其中
ω=2πf;
m:重块重量m
r:重心半径
f:旋转频率。
因此,在想要获得相同离心力的情况下,如果重块57提供于转子43的最***,则重心半径r变大。相应地,重块57可以变轻,从而使电机18的重量可以减少。结果,电机18的重块的减轻有助于设备的重量减轻。
如上所述,外壳44的形状大约为杯形,具有顶部21和侧部22。外壳44覆盖转子43,并且侧部22的前端毗邻电机印刷板41的定子连接表面的***边缘附近。然而,该前端的一部分不与其毗邻而是形成连接外壳44的内部和外部的空气孔58(也示于图2B)。此外,这些空气孔58与信号端子28到31(见图2C)连接,以具有另一种功能,即用作防止信号端子28到31与形成在电机印刷板的***端表面上的上述金属表面短路的空间。
此外,凸块部分59形成在侧部22的边缘部分。凸块部分59(也示于图2B)被焊接并固定于连接到电机印刷板41的相对接地端子的金属表面49。这里,虽然外壳44是由上述焊接固定的,可将一铁板用作外壳44的基底材料并经过用于抗腐蚀处理的锡电镀,以便获得用于焊接的可湿性。银、金等也可以用作替代的电镀金属。此外,镍银(德国银)也可以使用。在这种情况下,不要求电镀金属,因为焊料可粘附到镍银。
如此构成的电机18作为振动电机直接安装到电子设备的主体印刷板9。
接下来,将详细描述主体印刷板9。
图4是主体印刷板、电机和屏蔽罩的分解透视图。
在图4中,主体印刷板9的形状基本上为长方形。多个凹口61形成在主体印刷板9的***。在主体印刷板上安装有多个电子部件,以形成接收电路部分16和无线电路部分17。此外,靠近该接收电路部分16和无线电路部分17还形成与电机板41的背面端子27相对的多个主体焊接面62,并且靠近这些主体焊接面还形成连接到主体印刷板9的接地模型的多个线焊接面(用于识别的标记)63。这些主体焊接面62和线焊接面具有另一种功能,即作为位于安装的电机外部的识别标记。
形成于屏蔽罩19的***的多个钩爪64与凹口61相应啮合,并且屏蔽罩19连接到主体板9,以便覆盖电机18以及接收电路部分16和无线电路部分17。在本实施例中,孔65提供于屏蔽罩19中,以避免在装配过程中屏蔽罩19干扰电机18的平坦部分24。为防止噪声从孔65中泄漏,根据由本发明人进行试验的结果将顶部21和屏蔽罩19之间的缝隙设置为不大于0.5mm。
接下来,将描述如何在主体印刷板9上安装电机18。
图5是表示电机已被安装在主体印刷板9上的状态的平面图。
在图5中,设置了线焊接面63,以便在电机18安装在主体印刷板9(图4)上的预定位置时围绕所安装电机18的外形,然后用焊料将主体焊接面62、电机18的背面端子27(图2C)和金属表面49(图3)分别连接。也就是说,当电机18安装在印刷板9上时,如果电机18所处的状态(安装移位)是:电机18从预定位置有点移位或者有点顺时针或逆时针旋转(安装移位),则电机18与一些线焊接面63重叠。结果,可容易地用视觉掌握和确认所发生的现象。
此外,如果产生了上述的安装移位,则一些主体焊接面被电机隐藏。因此,也可以通过主体焊接面确认这种现象。
此外,当焊料在被掩蔽印刷到主体焊接面62上之后通过回流熔炉时,该主体焊接面和背面端子被焊接并彼此连接,同时主体焊接面62和金属表面49(图3)以及主体焊接面62和凸块部分59(图2B)形成倒角(fillets)66(图3)。如果没有这些倒角66,例如,假定当电子设备进行下降等时所产生的下降冲击力作用在该设备或电机18上,从而使电机18与主体印刷板9分离。因此,提供了倒角66,以增加电机18与主体印刷板9的分离强度,同时减小了电机18的安装区域。也就是说,每个焊接区域与表面端子47和与该表面端子47的表面基本垂直的金属表面49的区域总量相等。如果没有该金属表面49,则焊接区域将变得相当小,而表面端子的区域将进一步增加,以保证等量区域。因此,安装效率将大大降低。
此外,在本实施例中,线焊接区63的作为用于识别的标记的功能也赋予了主体焊接面62。也就是说,形成主体焊接面62以及线焊接面63,以便暴露或裸露于电机轮廓的外部位置,从而使得当产生如上所述的安装移位时,线焊接面63或主体焊接面62可被电机18隐藏。
接下来,将参照图1到4描述各个部分的装配和操作。
首先,参照图4,多个钩爪64悬挂于主体印刷板9的凹口61上,同时主体印刷板9的一侧(背面)被屏蔽罩19覆盖。以此方式,屏蔽罩19被固定地连接到主体印刷板9(参见图1)。
接下来,如图1所示,这些主体印刷板9和屏蔽罩19与接收器5、液晶显示器6和键盘薄片7一起,被容纳在由上层罩1和下层罩2构成的罩中。对穿孔14提供了透明窗口15,并且最后还提供了电池10。如此便构成了该设备。
在主体印刷板9上,安装了电机18和电机驱动电路以及组成接收电路16和无线电路部分17的各个电子部件。电机18通过安装机械在焊料被掩蔽印刷到主体焊接面62上之后设置于主体印刷板9上(图3和图4)。
然后,焊料在通过回流熔炉时被熔化并固化,以使电机18和其它电子部件与主体印刷板9电连接。至于电机18,电机底部的背面端子27被与主体印刷板9的主体焊接面62回流焊接,电源从主体印刷板9提供到线圈46。
如图3所示,电机驱动电路通过信号端子28到31和表面端子47给定子励磁。结果,磁体56被驱动,以使转子43转动。由于转子43具有大离心率,在设备中产生离心力以及转子43的旋转,并且该离心力传送到所述设备,以产生设备的振动。例如,在用户衣服口袋中振动的设备的振动传送到用户的身体,以便用户可通过该振动察觉输入信息。
接下来,将考虑“自动吸取机的吸取”的操作进行描述。
本实施例中的电机18基本上全部被壁表面26包围,如图2A到2C所示。可对着吸取卡盘的平坦部分24基本上提供于顶部21的中心。具体地讲,平坦部分24形成具有约6mm直径的圆形表面。通过平坦部分24,顶部可被空气吸取机气动吸取。因此,当容纳在比如棘爪、卷轴等的封装物(package)中的部件被提供时,容纳在该封闭物中的电机18的平坦部分24被空气吸取机吸取,并且电机18被传送到主体印刷板9上,然后被释放吸取。如此便完成了电机18的吸取、传送和安装。
吸取机可以是提供有可动卡盘爪的传送机。在该传送机中,要吸取的部分的两个相对面在该部分被气动吸取之后由可动卡盘从该部分的外形的外部夹紧,以便获得居中。最好,这些相对面相对于所述部分的中心平行且对称地形成。在本实施例中,为了与也具有可动卡盘爪的空气吸取机相应,电机外壳44和电机印刷板41基本上形成八角形,以便可通过卡住电机印刷板的外形而获得居中。
接下来,将描述在高温下“在通过回流熔炉期间”进行测量。
外壳44(图3)可保护电机18的内部在回流熔炉中不受热空气或红外线的侵害,从而可防止电机18内部的电机结构受热而破坏。将助熔剂(flux)混合到要使用的乳状焊料中,以提供焊料的可湿性。当加热所述助熔剂时,该助熔剂作为焊料球分散,其中该助熔剂与很少量的焊料结合。在分散的球粘附到线圈46(图3)或磁体56(图3)的情况下,这种焊料球在电机18开始其操作时与线圈46或磁体56磨擦。这就会导致干扰旋转操作或者发生无规律的噪声,从而给用户造成设备出了故障的印象。然而,如果提供了外壳44,则能够减少焊料球侵入外壳44的过程。相应地,能够避免如上所述的不期望的麻烦。
此外,外壳44的壁表面26(图2B)的前端不在信号端子28列31(图2C)的附近部分与电机印刷板41毗邻。也就是说,提供了空气孔58,以使电机18的内部通过很小的缝隙与外部沟通。组成接收电路部分16和无线电路部分17的电子部件与主体印刷板9、电机等一起,在它们通过回流熔炉时通过在150℃到250℃温度下的空气预定时段,以便被安装在主体印刷板9上。此时,如果外壳44的内部具有封闭结构,则内部空气热膨胀,从而在外壳44的内表面产生使外壳与电机印刷板41分离的力。然而,如果如上所述提供了使外壳44的外部与内部相互沟通的很小的空气孔58,则能够防止内部空气膨胀,从而能够避免不必要的麻烦。以这种方式,可实现适用于回流安装***的结构。因此,不必担心由分散在回流熔炉中的焊料球或者由电机等通过在高温下的空气而带来的任何有害影响。
接下来,将描述“在回流过程后的检查”。
至少,如果外壳44的平坦部分24或者顶部21基本上与电机印刷板41平行,则主体印刷板9的上表面和平坦部分24或者顶部21之间的距离在电机18已被正常安装之后保持恒定。然而,当安装被异常执行时,例如,在灰尘、脏物或焊料球置于主体印刷板9和电机印刷板41之间的情况下,平坦部分24或顶部21相对于主体印刷板9倾斜。在安装过程中,例如,主体印刷板9和平坦部分24之间的距离由图像识别单元等确认,从而可检测到所述倾斜。以这种方式,可以判断安装是否被异常执行。然而,除非电机18的平坦部分24和电机印刷板41之间的距离精确形成,否则就会发生这种情况:尽管安装被正常地执行,但此安装却被认为是异常的。
在本实施例中,平坦部分24和毗邻电机印刷板41的外壳44的壁表面的前端之间的距离是通过铸模精确形成的,并且金属表面49和凸块部分59在所述壁表面26的前端已与电机印刷板41毗邻之后通过焊接来连接。因此,在电机18已被安装后,主体印刷板9和平坦部分24之间的距离保持精确。相应地,能够避免象前面所述的事实:尽管安装被正常地执行,但此安装却被认为是异常的。因此,可准确确认已被安装的部件的高度和倾斜度,从而能够判断所述部件是否倾斜/悬浮。
接下来,将描述“质量”。
本实施例中所示的用于产生振动的电机是没有电刷的无刷电机。由于该电机具有定子40,在该定子40中,线圈46绕在定子芯45上,但电感却很大,使得在该电机中产生的噪声量大于在无芯型电机中产生的噪声量。
即使在具有电刷换向器机构的所谓的电刷型电机的情况下,如果两个电刷毗邻一个换向器,则会由短路产生火花,从而产生噪声。
因此,如果电磁屏蔽特性以这种方式被赋予外壳44:即由铁、铜、镍银或树脂形成外壳44,并且其表面被电镀,则可防止所产生的噪声对靠近电机的部件造成不好的影响。因此,不必要通过用于防止电磁波穿过的屏蔽罩来使电机与其它电子部件电磁屏蔽,不必提供用于在其它电子部件和电机18之间的缝隙中安装屏蔽罩的肋条(ribs)等。因此,能够节约空间并且清除这些构件和部件,以提高安装效率。相应地,能够节约空间。
这种电子部件经常用作户外设备,并且在从口袋中取出后可能会掉到地上。例如,当将所述设备掉到公园等中的沙盒(sandbox)上时,有一个担心是,铁沙或包含在沙中的灰尘会通过设备的缝隙侵入该设备。
由于无刷外转子电机能在没有任何外壳的情况下实现其功能,故可在没有任何外壳的条件下用在背景技术中。然而,当如在本实施例中那样提供了用于覆盖转子43的外壳44时,可以防止这样的事实:由磁体56吸附上铁沙,或者灰尘侵入到缝隙中,从而造成运行失败。因此,可以提高电机18和设备的可靠性。
此外,形成于壁表面26的前端的凸块部分59通过事先焊接到电机印刷板41的相应金属表面49而被固定。此外,凸块部分59连接到主体印刷板9的接地模型,并通过焊接电连接到主体焊接面62,以使外壳44接地。以此方式,可设计解决这样的问题:外壳44被带电,以得其电势变化并且漏电流流入靠近外壳44的焊接面并进一步传送到主体印刷板9上的信号线或VCO。因此,减小了频率调制的准确性,使得稳定发送/接收变得不可能。
标记25相对于其环境可以为凸或凹。标记25可以通过用于制造一部件(在本实施例中为一外壳)的铸模来形成,用于用该部件同时形成顶部21或侧部22。这样做有一个优点是,标记25可用于任何可视识别、磁反应或高度感应。此外,也可以应用一种使用比如磁墨水(magnetic ink)等物质的方法,该物质与环境具有不同的磁反应。
此外,铁磁材料(钢)适合用作外壳材料。这种外壳可以处理磁卡盘,从而能够使用卡盘装置来替代气动卡盘或夹取卡盘。此外,铁磁材料有利于利用磁反应来形成标记。
电机印刷板41的形状并不总限于基本上为八角形。例如,如果它基本上为四边形,可以提供类似的操作和效果。当电机印刷板41的形状被做成多边形时,即,当它被做成大于但非常接近于由旋转转子43的最外层形状形成的圆形时,可减小电机印刷板41占据主体印刷板9的区域,从而可节约用于安装的空间并减小主体印刷板的大小。当电机印刷板41的形状被做成基本上为长方形时,如果在转子43的外部提供背面端子27和金属表面49,运行也会良好。然后,如果电机印刷板41的轮廓为圆形,并且不存在用于指示位置的标记25,则不可能得到类似于本实施例的效果。也就是说,如果没有提供标记25并且电机印刷板41为圆形,则在电机印刷板41被安装以在由形成于电机印刷板41外部的线焊接面63所围绕的区域中转动的情况下,不能确认电机印刷板41的安装位置。换句话说,必须使电机印刷板41形成不同于圆形的形状,或者必须提供标记25。
在本实施例中,安装位置的确认是通过利用图像识别单元从上检测标记的位置来进行的,并且对形成于电机的轮廓以及电机印刷板41的轮廓外部的倒角66的存在/不存在的确认是通过利用激光照射和暴露以及利用所述图像识别单元从上来进行的。在倒角66存在的情况下,可以肯定,背面端子27和主体焊接面62被正常电连接。
此外,线焊接面63提供于电机印刷板41的轮廓外部,从而甚至可以通过视觉容易地判断线焊接面63。
线焊接面63可具有另一方面。在本实施例中,尽管每一个线焊接面63都围绕由电机印刷板41的两面形成的边缘部分而形成“L”形,但线焊接面63也可以围绕电机印刷板41的整个***,或者也可以被印刷或者保护(绝缘膜)。如果达到了线焊接面63的目标,即,如果线焊接面63是用于将下列事实标记清楚的标记:在安装之后电机印刷板41安装在主体印刷板上的位置是预定位置,也是可行的。
线焊接面63与主体焊接面62被分别提供的原因如下。焊料被放到主体焊接面62的表面并且主体焊接面62的表面变为弯曲。相应地,主体焊接面62不能由图像识别单元确认。因此,在本实施例中提供了其上不放置焊料的焊接面(线焊接面63)。
此外,如果不提供任何线焊接面,则上述目标也可以通过将主体焊接面暴露或裸露于电机轮廓外部来达到。
尽管在本实施例中将没有电刷的所谓的无刷电机用作电机18,但本发明并不总限于这种形式,而是例如也可以由具有电刷的有刷型电机来实现。
具体地讲,这种电机是通过改善背景技术的电机的形式,诸如在JP-A-6-205565中披露的平坦无芯振动电机,来得到的。也就是说,这种平坦无芯振动电机包括:一转子,具有至少三个电枢线圈,这些电枢线圈以平衡状态布置,从而不相互交迭,该转子还具有基本上整体形成扇形的一平面;一轴,设置于旋转转子的中心;一板换向器,设置于所述转子上,以便与所述轴同轴;一磁体,面向所述转子;一电刷,设置于该磁体内部并毗邻所述板换向器;和一外罩,用于保存这些部件。首先,在制作可能会经过回流的电机的过程中有下列四个问题:
第一,电刷和主体印刷板不能通过回流焊接来电连接;
第二,外罩的底部不平坦;
第三,当吸取电机时由于在中心存在所述轴,所以会发生空气泄露,从而使电机不能作为一个部件被吸取;和
第四,在电机安装在主体印刷板上之后没有用于识别电机方向的装置。
就象在本实施例中一样,在改善这种平坦无芯振动电机以使磁体所固定的外罩的一个面(在底面上)作为电机印刷板构成,并且在该电机印刷板上安装磁体,同时提供上述转子以面向该磁体时,并且进一步讲,就象在本实施例中一样,如果用于覆盖旋转转子的外壳连接到电机印刷板,以使电机能够被吸取机吸取,则不必担心当电机被吸取时电机印刷板转动。以此方式,通过提供电机印刷板和电机外壳,这种电机可被回流、吸取和传送,从而可改善电机以使其被自动安装在主体印刷板上。
如上所述,按照本实施例,在具有不同于圆形的形状的基座(电机印刷板)41上提供有旋转体(转子)43,并且进一步提供了用于覆盖该旋转体43的外壳44,因此,即使该外壳被吸取,外壳的下部也不转动。因此,吸取之前和之后的状态没有改变。当基座在被传送之后置于主体印刷板9上时,如果在基座外部具有标记,则可以容易地判断该基座是否被转动或移位。
此外,如果可从上面确认的标记25的位置被确认,可容易地检测基座是否从其预定位置转动或移位。例如,在电机印刷板41为八角形的情况下,如果电机印刷板41被安装以便在线焊接面63内顺时针或逆时针转动45°,则尽管电机印刷板41位于线焊接面63的内部,标记25也以与电机印刷板41相同的方向转动45°。因此,可准确判断为安装不正常。
在外壳上提供用于指示方向的标记25并不总是必须的。例如,如果电机印刷板41具有八角形,其中八个边中的一个边与其它边不同,或者其中凸块部分或凹口形成在一个边上,则可从上面或下面通过图像识别单元来确认电机印刷板41的方向。因此,可用这样的结构来替代标记25:在电机印刷板41的外部提供用于指示方向的一部分。
尽管在主体印刷板9上提供了用于覆盖相应电路的屏蔽罩19,例如,也可以通过对下层罩2的内表面提供蒸发沉积物或电镀金属,而赋予下层罩2电磁屏蔽特性。
也就是说,按照本发明,所有下列步骤可以毫无疑问地被执行。
(1)吸取、传送和安装振动电机;
(2)使振动电机通过回流熔炉;和
(3)在安装振动电机之后确认该振动电机的高度和安装位置。
虽然已通过举例方式描述了本发明的振动电机的处理过程,但本发明可广泛地应用于除振动电机之外的多种通用形式的电机,其它部件的自动绕线处理过程等。
如上面已经描述的,按照本发明,在电机或振动电机中,在作为基座的电机板的表面侧上提供了定子和转子,并且该定子和转子中的一个为可转动的,该电机上覆盖有具有平坦部分的外壳,并且在形成于电机板的背面上的各个端子通过焊接连接到主体印刷板上之后,在该电机板的轮廓外部提供了线焊接面和主体焊接面,作为用于识别安装位置的标记。因此,有一个效果是:所述电机或振动电机变为很容易由自动吸取机在一个步骤中吸取,并且可容易地判断是否在准确位置上执行了安装,各个端子和主体是否被可靠地相互连接,各个端子是否与其它部件毗邻或短路,等等。
此外,在这样的振动电机或电机中,在电机板的表面侧上提供了定子和转子,并且该定子和转子中的一个为可转动的,并且该振动电机或电机上覆盖有电磁屏蔽外壳,提供了一屏蔽构件,以覆盖其上装有所述振动电机的主体印刷板上的各个部件,并在该屏蔽构件内保存振动电机。如果没有特定的屏蔽构件提供于振动电机和其它安装部件之间,也可以防止由振动电机所产生的噪声而导致的靠近该振动电机的电子部件的误操作。因此,有一个效果是:可保证主体印刷板上的大的安装区域,提高了安装效果,并且可减小设备的大小和重量。
此外,在所述电机外壳上形成一平坦部分和空气孔,并且所述外壳的构成使得:可通过使所述外壳的壁表面的前端毗邻一电机印刷板而准确地在高度方向上进行定位。因此,有一个效果是:可在回流步骤中准确地执行吸取、传送和安装。此外,可防止所述外壳在回流步骤中被除去,并且能够在焊接之后精确地确认各部件的高度。相应地,可满足进行回流步骤的条件,从而可省去手动焊接等工作。因此,有一个效果是:构成所述设备可以适合批量生产。
此外,当所述电机外壳接地时,可防止该电机外壳带电。相应地,有一个效果是:能够提供可保持频率调制的准确性并且可获得稳定的发送/接收的电子设备。
Claims (14)
1.一种振动电机保持装置,该装置包含:
一旋转体,该旋转体具有:
一基座,具有一前表面;
一转动构件,置于所述基座的前表面上;和
一外壳,覆盖所述转动构件;和
一板,在该板上安装所述旋转体,
其特征是在所述板上提供一位置识别标记,以将所述旋转体安装在所述板上的预定位置中;和
当所述旋转体安装在所述板上的所述预定位置中时,所述位置识别标记暴露于所述旋转体轮廓的外部。
2.一种振动电机保持装置,该装置包含:
一振动电机,该振动电机包括:
一基座,具有一前表面、一背面和一侧表面,其中在所述背面和所
述侧表面的一个表面上形成多个端子;
一定子,具有一定子芯和绕在该定子芯上的线圈,所述定子置于所
述基座的前表面一侧;
一磁体,面向所述定子,其中所述定子和所述磁体中的一个相对于
所述基座是不可转动的,而另一个相对于所述基座则是可转动的;和
一外壳,覆盖所述定子和所述磁体;和
一板,在该板上安装所述振动电机,
其特征是在所述板上提供一位置识别标记,该位置识别标记暴露于安装在所述板上的预定位置中的振动电机的轮廓线外部。
3.一种振动电机保持装置,该装置包含:
一旋转体,该旋转体具有:
一基座,具有一前表面;
一转动构件,提供于所述基座的前表面上;和
一外壳,具有电磁屏蔽特性并覆盖所述转动构件;
一板,在该板上安装所述旋转体;和
一屏蔽构件,至少覆盖所述板的一部分,
其特征是所述旋转体置于所述屏蔽构件的内部。
4.一种振动电机保持装置,该装置包含:
一振动电机,该振动电机包括:
一基座,具有一前表面、一背面和一侧表面,其中在所述背面和所
述侧表面的一个表面上形成多个端子;
一定子,具有一定子芯和绕在该定子芯上的线圈,所述定子置于所
述基座的前表面一侧;
一磁体,面向所述定子,其中所述定子和所述磁体中的一个相对于
所述基座不是可转动的,而另一个相对于所述基座则是可转动的;和
一外壳,覆盖所述定子和所述磁体;
一板,在该板上安装所述振动电机,和
一屏蔽构件,覆盖安装在所述板上的各部件,
其特征是所述振动电机置于所述屏蔽构件的内部。
5.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是在所述外壳中确定一孔,以将所述外壳的内部和外部的空间彼此连接。
6.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是所述外壳精确地与所述基座的前表面接触,以在高度方向上进行所述外壳的定位。
7.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是至少标记于所述外壳的上表面的所述位置识别标记、所述基座和所述外壳的形状、形成在所述基座外部的一倒角之一用于定位所述振动电机。
8.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是所述外壳与所述板电连接。
9.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是所述标记是接地模型。
10.一种便携式电子设备,包含一振动电机保持装置,该振动电机保持装置包括:
一旋转体,该旋转体具有:
一基座;
一转动构件,置于所述基座上;和
一外壳,覆盖所述转动构件;和
一板,在该板上安装所述旋转体,
其特征是在所述板上提供一位置识别标记,以将所述旋转体安装在所述板上的预定位置中;和
当所述旋转体安装在所述板上的所述预定位置中时,所述位置识别标记暴露于所述旋转体轮廓的外部。
11.如权利要求1所述的振动电机保持装置,其特征是所述外壳具有用于空气吸取的一平坦表面。
12.如权利要求2所述的振动电机保持装置,其特征是
所述线圈包含多个线圈;
所述板具有多个孔;和
所述多个端子和所述多个线圈分别通过所述多个孔相互电连接。
13.如权利要求3所述的振动电机保持装置,其特征是所述外壳是由树脂制成的;
所述外壳上涂有非电解铜;和
所述涂有非电解铜的外壳上涂有非电解镍。
14.如权利要求13所述的振动电机保持装置,其特征是所述树脂是从由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的一组中选择的。
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