CN1266302A - 六面体形振动电机 - Google Patents

Abstract

一六面体形振动电动机,它具有一盖。一永磁体安装在盖内部并有四个磁部分。一转子体设在永磁体内并具有多个绕有多个线圈的凸起。一偏心配重安装在转子体中。一分段PCB固定在转子体下表面并有多个PCB部分,PCB部分被选择装有接触片。一可弯曲PCB设在转子体下面。电刷固定在可弯曲PCB上表面的电路版形上并可弯曲地和分段PCB接触。底板与盖装在一起。一转子轴***盖、偏心配重、转子本体、可弯曲PCB和底板并固定在偏心配重上使转子本体转动。

Description

六面体形振动电机

本发明一般涉及振动电机，尤其涉及被安装在移动通信终端，例如蜂窝电话、PCS电话或无线电寻呼机内的六面体形振动电机，用于在收到信号时产生振动。

电动机是一种用于把机械能转化为电能的机器。电动机也叫电机。电动机通过在定子和转子之间的气隙中产生电磁场把电能转化为一种作为机械能的转矩。这样，按照弗来明左手定则，即当通过电流的导***于磁场中时，一个力便被作用在导体上，轴承便被转动。

具有不同类型的电动机和不同尺寸的电动机。电动机被用于各种领域。电动机的应用领域可以按照和电动机的轴相连的设备确定。这种电动机被用于不同的电气和电子设备中。例如，可以举出用于在无线电寻呼机和便携无线电话中产生振动的电动机，用于使风扇旋转的电动机和被安装在按摩机中的电动机。

具体地说，用于通常的便携无线电话或无线电寻呼机中的振动电动机可以分为圆柱形电动机、棒形电动机和硬币形电动机。

在图1a和图1b中示出了常规的圆柱形振动电动机。这种振动电动机包括偏心配重2，轴承4，永磁体5，运动线圈6和壳体7。和通常的振动电动机不同，常规的圆柱形振动电动机没有钢齿，但具有运动线圈6。运动线圈6位于永磁体5和壳体7之间的气隙中。这种振动电动机是一种径向气隙型振动电动机。此外，这种电动机的壳体外面具有偏心配重。即，偏心配重2被安装在转子线圈轴上。

关于永磁体5，可以使用圆柱形的径向磁化的稀土永磁体。关于电动机的换向，通过机械电刷(其接触角为180度)和换向器(3段)进行。输入三相电流用于换向，并且换向在60度的角度下进行。

图2a和图2b说明常规的硬币形振动电动机。常规的硬币形振动电动机具有和常规的圆柱形振动电动机相同的结构，其壳体中没有钢齿。不过，和常规的圆柱形振动电动机在区别在于，其气隙被垂直地(沿轴向)形成，并且多个线圈10被设置在偏心轴承8中。轴承8也用作偏心配重。当按照间隙的位置对这种电动机进行分类时，这种电动机可以归为轴向气隙型电动机。这种电动机的磁极9是环形的，并且被沿轴向磁化。关于磁体9，可以使用四极或八极稀土永磁体。关于电动机的换向，通过机械电刷(接触角90度)和换向器(6段)进行换向。输入三相电流用于换向，并且使换向在30度角时进行。

不过，常规的圆柱形和硬币形电动机被安装到通信终端时受到限制并且成本高。即在圆柱形电动机的情况下，因为偏心配重被设置在壳体的外面，所以电动机应当被安装在和其它部分没有干扰的位置，因而这种电动机具有需要足够的安装空间的缺点。在硬币形电动机的情况下，因为硬币形电动机具有宽的形状，使得其不能被安装在窄的空间或者拐角的位置。

此外，常规的振动电动机不适合于小型化的通信装置，并且由于其较弱的振动功率，用户不容易觉察到电动机的振动。

关于圆柱形振动电动机，因为其具有径向气隙并且其磁体是径向磁化的，所以其磁体的磁通密度不足，因而其旋转力不足。关于硬币形振动电动机，其使用四极或八极永磁体，但是具有轴向间隙，因而产生的转矩不足。

综上所述，常规的振动电动机的尺寸大，成本高，并且产生的转矩小。

因而，由于上述现有技术中出现的问题而作出了本发明，本发明的目的在于提供一种振动电动机，其能够产生足够的转矩并能够在有限的空间内安装。

本发明的另一个目的在于，提供一种能够减少制造缺陷和成本的振动电动机。

为了实现上述目的，本发明提供一种六面体形振动电动机，其包括：在其顶壁上具有中心孔，并且在侧壁的下边缘的中心具有缺口的盖；被安装在盖的内部并由多个磁部分构成的永磁体，4个磁部分被设计成具有方形的形状，当它们被设置在盖中时，所述方形具有中心开口；被设置在永磁体的内部的转子体，其具有重物安装槽和端子安装槽，并具有多个凸起，在所述凸起上绕有多个线圈；偏心配重被安装在转子体的重物安装槽中；公共端子被设置在转子体的安装槽中，并和每个线圈的端部相连；被固定在转子体的下表面上并包括多个PCB部分的的分段PCB，多个PCB部分被选择的配备有多个接触片，使得和线绕线圈接触，从而可以通过电流；可弯曲的PCB被设置在转子体下面，被连接在每个电缆的端部，通过所述电缆电流从电机的外部流入，并具有电刷，每个电刷的第一端被固定在可弯曲的PCB的上表面的电路图形上，而每个电刷的第二端被可弯曲地和分段PCB接触；被和盖一起装配的并具有中心孔的底板；以及被***所述盖、偏心配重、转子本体、可弯曲的PCB和底板的并被固定在偏心配重上使得转子体转动的转子轴。

本发明的上述和其它目的、特点和优点由下面结合附图进行的详细说明将更充分地理解，其中：

图1a是常规的圆柱形振动电动机的透视图；

图1b是图1a的电动机的截面图；

图2a是常规的硬币形振动电动机的透视图；

图2b是图2a的电动机的截面图；

图3是按照本发明的优选实施例的六面体形振动电动机的透视图；

图4表示图3的电动机的拆开的透视图；

图5是图3的电动机的上壳体的透视图；

图6是图3的电动机的截面图；以及

图7是图3的电动机的转子主体的底视图。

振动电动机的外部结构盖11和底板13，并形成六面体形。

盖11在顶壁上具有中心孔38，在侧壁的下边缘中心具有一个缺口35。

金属轴承12被装配在中心孔38内。空心垫片21被装配在盖11的内部的上部。

永磁体20被设置在盖11内部的垫片21的下方。如图5所示，永磁体20包括4个磁部分20a，20b，20c，20d。4个磁部分20a，20b，20c，20d被设计成具有中心开口的方形，使得当它们被设置在盖11的内部时，和侧壁的内表面接触。永磁体20从中心孔沿径向被磁化。

参看图4和图6，垫片21被设置在盖11的顶壁的下表面和永磁体20之间，并在盖11的顶壁的下表面和永磁体20之间提供一个间隔。

由合成树脂制成的转子体24被设置在永磁体20的内部。转子体24配备有浅的装配槽28和深的装配槽29。

偏心配重16，多个线圈26a，26b，及26c，公共端子18和分段的PCB 22被设置在转子体24中。偏心配重16是半圆形的，并被装配在转子体24的深的装配槽29中，因而使得转子体24得到偏心配重。偏心配重16最好由重的材料制成，例如钨。3个凸起25a，25b，及25c被形成在所设置的偏心配重16附近的转子本体24的一部分的外表面上。3个线圈部分26a，26b，及26c以预定的匝数被分别绕在凸起25a，25b，及25c上。凸起25a，25b，及25c最好相互分开60度的角度。

半圆形的公共端子18被装配在浅的装配槽28中。每个线圈26a，26b，及26c的一端被固定地连接到公共端子18上，以便接地。凸起19被形成在公共端子18的上表面上。每个线圈26a，26b，及26c的的端部可以焊接到公共端子18的凸起19上。

如图7所示，分段的PCB22被粘结在转子体24的下表面，分段的PCB22包括多个PCB部分。分段的PCB22最好由导电材料制成，并且最好包括6个PCB部分23a-23f。多个接触片27a-27c的每一个被选择地形成在PCB部分23a-23f的径向外边缘。多个接触片27a-27c和绕制的线圈26a-26c接触，使得能够流过电流。多个接触片27a-27c最好被形成在每个另外的PCB部分上。

垫片15被设置在金属轴承12和偏心配重16之间。垫片15被密封在偏心配重16的上部形成的装配槽中。垫片15用于减少旋转的偏心配重16和被装配在盖11上的金属轴承12之间的摩擦。

可弯曲的PCB34被固定在转子体24下方的底板13的上表面上。一对扁的电缆和可弯曲的PCB34相连。直流电流通过扁平电缆被送给可弯曲的PCB34。一对电刷32和33被安装在可弯曲的PCB34的上表面上。每个电刷32和33的一端被焊接到可弯曲的PCB34的上表面上的电路版形上，而每个电刷32和33的另一端可弯曲地和分段的PCB22接触。即，电刷32或33的一端和可弯曲的PCB34相连，而另一端向上延伸，并可弯曲地被向上地保持在转子本体24的下表面上。

用于把电刷32和33连接到可弯曲的PCB34上的连接处理可以通过把单一结构的电刷部件焊接到可弯曲的PCB34上并把电刷部件切割成为两个电刷来完成。利用这种处理，可以简化连接处理，并且可以使电刷32和33被对称地设置。

底板13具有缺口13、密封槽37和中心孔39，缺口36被这样形成，使得密封槽37和底板13的横向外界相通。金属轴承14被装配在中心孔39中，并把可弯曲的PCB34密封在密封槽37中。

底板13的缺口36具有和盖11的缺口35相同的尺寸，并被用于提供一个空间，当盖11被装配在底板13上时，可弯曲的PCB34的电缆经过所述空间。

盖11和底板13的装配最好通过铆接工艺进行。

转子轴30被***金属轴承12和14、垫片15，偏心配重16、转子体24和可弯曲的PCB34，并被固定到偏心配重16上从而使转子体24转动。

电流从可弯曲的PCB 34被送到电刷32和33。然后，电流从电刷32和33被送到和电刷32，33接触的PCB部分。此后，接触的PCB部分把电流送到和接触的PCB部分相连的线圈。结果，转子本体24按照磁体20的磁化方向以一定方向和速度转动。

此时，转子体24由于安装的偏心配重16而振动。转子体24的振动通过转子轴30被传递给盖11和底板13，因而使盖11和底板13振动。

如上所述，电动机100利用由偏心配重的转子的转动而产生的不平衡力操作。按照这种操作特点，本发明的转子100和常规的硬币形转子2不同。

因为本发明的六面体形振动电动机具有径向延伸的间隙，所以电机100按照根据间隙的形状进行归类的方法和常规的圆柱形电机1一样被归类于径向间隙型电机。不过，常规的圆柱形电机1在其外部具有偏心配重，而本发明的六面体形振动电机100在其内部具有线绕的线圈和具有偏心配重的转子。

因为转子起偏心配重的作用，所以本发明的六面体形振动电机100在这一点上和常规的硬币型电机2一样。不过，六面体形振动电动机100和常规的硬币型电机2的区别在于，六面体形振动电动机100使用径向间隙，而常规的硬币型电机2使用轴向间隙。

在这种六面体形振动电动机100中的磁体20具有包括中心开口的方形形状，而在圆柱形电机1中的磁体5是圆柱形的，并且磁体9是拱形的。因而，它们在形状和功能上是不同的。此外，常规电机的每个磁体5和9是一个单一体，而本发明的电机的磁体20被分为多个磁部分20a-20d。因此，在本发明中使用4极磁体20。

关于电动机的换向，其换向是通过机械电刷32和33(接触角为90度)和换向器(6片)实现的。输入三相电流进行换向，并且换向在30度角时进行。

因为本发明的六面体形电机具有小的尺寸，最好10mm×10mm×4mm，所以这种电机可以垂直地安装在装置的侧壁上，并且可以安装在装置的角落上。因而可以容易地把电机安装在装置中而没有空间限制。此外，不需要单独的引线，因为可弯曲的PCB34和引线被安装在电机100的内部。此外，线圈26a-26c可以容易地绕在电机100上。

在具有径向间隙的电机中，电机的磁体的尺寸可以较小。在另一方面，电机的磁通密度、转矩和速度直接和磁体的尺寸成比例。当电机的形状被设计成六面体时，磁体可以是具有中心孔的方形。结果，因为磁体具有大的宽度，所以可以产生大的磁通密度。简明地说，电机的形状被设计成方形，使得增加电机的转矩同时减少电机的尺寸。

附带说明，这种电机100的磁体20是由烧结的铷制成的各向异性磁体，因而减少了电机的制造成本，并加快对电流的响应。

虽然上述的线圈26a-26c的数量是3个，但是线圈的数量可以是2个或3个。在这种情况下，只简单地改变凸起、分段的PCB和电刷的数量和设置角度便足以改变线圈的数量。

此外，本发明的电机100可被设计成具有钢齿。此外，本发明的电机100通过把轴30延长到盖11的外部或者被延长到底板13的外部便可被设计成驱动电机100。

如上所述，本发明提供了一种振动电机，其产生足够的转矩，能够被安装在有限的空间内，并且能够减少制造成本和制造缺陷。

虽然为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解，不脱离所附权利要求限定的本发明的范围和构思可以作出各种改变和改型。

Claims (3)

1、一种六面体形振动电动机，包括：

在侧壁的下边缘的中心具有缺口的盖；

被安装在盖的内部并由多个磁部分构成的永磁体，4个磁部分被设计成具有方形的形状，当它们被设置在盖中时，所述方形具有中心开口；

被设置在永磁体的内部的转子体，其具有重物安装槽和端子安装槽，并具有多个凸起，在所述凸起上绕有多个线圈；

被安装在转子体的重物安装槽中的偏心配重；

被设置在转子体的安装槽中的并和每个线圈的端部相连的公共端子；

被固定在转子体的下表面上并包括多个PCB部分的的分段PCB，多个PCB部分被选择的配备有多个接触片，使得和线绕线圈接触，从而可以通过电流；

被设置在转子体下面的可弯曲的PCB，其被连接在每个电缆的端部，通过所述电缆电流从电机的外部流入，并具有电刷，每个电刷的第一端被固定在可弯曲的PCB的上表面的电路版形上，而每个电刷的第二端被可弯曲地和分段PCB接触；

被和盖一起装配的并具有中心孔的底板；以及

被***所述盖、偏心配重、转子体、可弯曲的PCB和底板的并被固定在偏心配重上使得转子体转动的转子轴。

2、如权利要求1所述的电动机，其中所述永磁体包括4个磁体部分，并且一个垫片被设置在所述盖和所述永磁体之间。

3、如权利要求1所述的电动机，其中在所述永磁体和所述线圈之间的间隙沿径向延伸。

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