CN1306682C - 扁平无芯振动电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于支持移动通讯设备上使用的振动呼叫方式的扁平无芯振动电动机。它能够防止形成静止点，从而获得高的平均转矩，进而产生高效率，同时该电动机还为安装镇压物(平衡块)以达到增加离心力提供充足的冗余空间。扁平无(铁)芯振动电动机包含一个定子，该定子装有具有许多交替N和S磁极的扁平埸磁铁，以预定距离与埸磁铁脱离隔开以便自由旋转的转子及用来利用转子的集电环将电流供给线圈的电刷。转子包括至少三个无芯电枢线圈和连接到线圈上的集电环，在同一位置整体组成在一起的至少两个电枢线圈以在转子中构成非线圈部件。

Description

扁平无芯振动电动机
技术领域
本发明涉及扁平无芯直流电动机，特别是涉及到用来支持移动通讯设备的振动呼叫方式的扁平无芯振动电动机。
背景技术
通常，无芯直流电动机称为“可转线圈直流电动机”。这样的无芯直流电动机主要分为柱面和圆盘形式。盘形无芯直流电动机还划分为饼形电动机、印刷电动机及三线圈电动机。
在这样的直流电动机中，具有轻结构的三线圈电动机一般用在小型、轻量、低功耗移动通讯设备上。日本专利已公开出版物第63-290140号Sho.和日本专利应用第4-295503 Hei.号中介绍了早期研制的三线圈电动机。在第63-290140号日本专利公开出版物中介绍的是安装到具有一般结构的直流电动机输出轴上的偏心板。第4-295503日本专利应用刊物中介绍了偏心装配三电枢线圈的构成扁平扇形形状而不相互重叠的转子。
现在，将装有扇状转子的常规无芯直流电动机连同图1和2一起进行描述。图1示出常规扁平无芯直流电动机的断面图。图2是如图1所示的常规扁平无心直流电动机的平面图。如图1和2中所示，扁平无芯直流电动机装有一个偏心装配电枢线圈a，b和c的偏心转子9和一个在偏心转子9的中心位安装的轴7。扁平无心直流电动机还装有一个护罩，这个护罩(外壳)有一个用于支撑偏心转子9，同时能使偏心转子9自由旋转的机壳1以及托架2。扁平无心直流电动机还装有用于把磁通送到偏心转子9的磁铁3，一个装在磁铁3里面的电刷6。在这样情况下，在磁铁3和电刷6之间放置一个电刷底座4，以及一个在朝向磁铁3的偏心转子9的表面上安装的集电环10。电刷6可沿着集电环在其一端滑动，同时与集电环保持接触。在图1和2中，参考数字8代表用黄铜制造的防脱落支撑器。其中的防脱落指的是在轴7处安装的联轴节。防脱落支撑器8可以省去不用。参考数字11代表在偏心转子9上模制的合成树脂。一般来说，波动纤维增强聚丁烯对酞酸盐。参考数字13a和13b分别代表止推垫圈。
但是，如图所示结构的电动机在近期所做的研究是要提供小型化且轻量型结构电动机，所以这类电动机不能产生足够的离心力。因此，在用扇状转子时，增加离心力就存在着限制因素，因为它对如沿珠这样的镇压物在转子处整体构成离心力很难提供空隙。
在1998年11月28日颁布的63-290140号日本专利公开出版物中还介绍了另一种常规类型转子。在该出版物中，介绍了转子结构，其中删去了一部分以120°角相互均匀间隔的之电枢线圈。图3a和3b示出了出版物中说明的两种转子结构。图3c示出常规电动机的电枢线圈电路。图3d是一个描述常规电动机转矩特征的图形。正如在这些图中所示，常规电动机是以一般方式传动的，即，以3-相120°恒流传导方式。例如，在用普通3-相120°3-线圈式无心电动机时，可得到95.5％的平均转矩和13.4％转矩波动的高效率，因为在各相位产生的转矩波动都是相等的。但是上述电动机却表示出降低效率，例如，正如图3c和3d中所示，因为在电动机运转期间由于消去一个线圈而在一个相位产生电阻不均匀性，故得到87.5％的平均转矩和56.7％的转矩波动。因此，减少了在电动机旋转期间产生的离心力，从而导致了具有高效率的降低质量的振动现象。
从上述描述中明显看到，在用常规3-线圈式振动电动机情况下，对安装一个适合于获得增加离心力的镇压物很难提供足够的空间。当省去一部分线圈时，由于静止点的形成或平均转矩减少，在产生具有高频的降(低)质(量)振动时存在一些问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种能防止静止点形成的扁平无芯振动电动机，从而获得高的平均转矩，进而得到高频率。同时为安装适合获得离心力增加的镇压物提供足够的冗余空间。
本发明目的是通过如下技术方案来实现的。它包括含具有大多数可替换N和S磁极的扁平埸磁铁的定子；以预定距离与埸磁铁间隔开以便自由旋转的转子，转子包括至少三个无心电枢线圈和与线圈连接的集电环，在同一位置整体组成在一起的至少两个无心电枢线圈在转子中构成非线圈部件以及一个借助转子的集电环将电流供给线圈的电刷。
根据目前发明，具有双线圈结构的电枢线圈可以有比其他线圈较大的尺寸。
从上述描述中可明显看到，根据运转机构，本发明提供具有2-线圈和3-导体(线)结构的扁平无(铁)芯振动电动机，它对安装镇压物(平衡块)具有足够的冗余空间以获得增加离心力，同时在三相感应期间保持各相上相同电阻，从而得到优质振动效果。此外，因为两个线圈构成在一起具有整体结构，所以本发明的扁平无铁心振动电动机可达到减少制造成本的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作以详细描述。
图1是示出常规扁平无(铁)芯直流电动机的剖面图；
图2是如图1所示的常规扁平无芯直流电动机的平面图；
图3a和图3b分别示出断面图，这些断面图示出Sho.63-290140号日本专利公开出版物中介绍的两种转子结构；
图3c是示出常规电动机电枢线圈电路的电路图；
图3d是描述常规电动机转矩特征的图形；
图4是本发明扁平无芯振动电动机的转子部分结构示意图；
图5是如在图4中所示的扁平无芯振动电动机的剖面图；
图6是本发明中电刷位置与定子磁铁相关的线圈位置的视图；
图7是本发明在各相位出现的转矩变化的视图。
具体实施方式
现在，参照附图中所示的优选具体装置，将详细描述本发明。
图4是按照目前发明的优选具体装置示出扁平无(铁)芯振动电动机转子部分的平面图。图5是如图4中所示出扁平无芯振动电动机的剖面图。如在图4和图5中所示，按照目前发明的优选具体装置，扁平无(铁)芯振动电动机包括一个利用旋转支撑装置如轴承57固定装配到托架52上的轴57所旋转支撑的转子50和一个包封转子50的机壳58。线圈55固定装配到转子50上并在其中间以预定距离面向定子54。定子包括一个具有替代N和S磁极排列的扁平埸磁铁。在目前发明的优先具体体现中，埸磁铁是一个具有4个替代N和S极的循环(环状)排列的磁铁，即NSNS。把供给外部电动力的电框线接到托架52上。把电刷安装到托架52上，这样电刷53开始与在转子50处成形的PCB模51上印刷的扁平集电环(未示出)摩擦接触。
按照目前发明的一种方式，两个电枢线圈在同一位置彼此相互重叠，构成一个双线圈结构。即，线圈41在同一位置缠绕在一起，从而构成一个双线结构。按照所示具体装置，虽然电枢线圈41和42如在常规电动机上那样构成三相(位)并且以一般的3-相120°恒流传支方式工作，但这三个线圈中的两个线圈在同一位置缠绕在一起构成一种双线圈结构。在这种情况下，三线圈具有相同的电阻R。按照目前发明的这一方式，借助于在转子处的只两束线圈而不形成任意静止点提供足够的冗余空间是可能的。因此，在冗长空间能够装配镇压物45，从而达到增加离心力的目的，所以能得到极好振动频率特征。镇压物45的位置可随意选择。即，镇压物45可以装在任选位置，在安装镇压物之前要考虑到所确定的转子的加重中心。
按照目前发明的另一种方式，具有双线圈结构的电枢线圈结构的电枢线圈的尺寸大于其它线圈42的尺寸。即，具有双线圈结构的线圈41其尺寸大于具有单线结构的线圈42。线圈41与42(即，图4中的“α”)之间确定的角度为135。同时，线圈中较大尺寸的那个线圈，即线圈41，具有60°的相位角β，而较小尺寸线圈42具有30°的相位角)。这些角将连同图6一起详细描述。
按照应用到上述之线圈电动机的目前发明的具体设备，图6示出取决于扁平集电环的位量相对于定子4磁铁的线圈位置，电刷53与扁平集电环接触。参照图6，按照目前发明的另一种方式，当线圈41与42之间所确定的角α为135°，双线圈41的相位角β为60°与两倍于单线圈42的角γ一致时，在线圈与定子54的磁铁之间可保持最佳电磁位置关系。这由图7中所示转矩曲线也能确认。如图7中所示，按照本发明配置，在各相得到均匀转矩特征。按照基于转矩曲线的计算结果，上述具体设备的配置产生和普通3-相无铁芯电动机等同的95.5％平均转矩及13.4％的转矩波动。图为按照运转机构本发明的电动机保持2-线圈3-导体结构，所以具有足够大尺寸来产生需要的离心力的镇压物(平衡块)，例如由具有高比重的金属制造的镇压物(平衡块)能安装在转子处构成的冗余空间。例如，把线圈装配在如图4中所示安装镇压物45的位置。从而得到强的离心力是可能的。利用与常规电动机一样的功耗能产生增加转矩。这样，利用减少的电(动)力可得到优质振动效果。

Claims (3)

1、一种扁平无心振动电动机，其特征是：包括具有许多交替N和S磁极的扁平埸磁铁的定子；以预定距离与埸磁铁脱离间隔以便自由旋转的转子，转子包括至少三个无芯电枢线圈和连接到线圈上的集电环，至少两个无铁心电枢线圈在同一位置整体组成在一起以在转子中构成一非线圈部件；及用于利用转子的集电环将电流供给线圈的一个电刷。
2、如权利要求1所述的扁平无心振动电动机，其特征是：在同一位置整体组成的电枢线圈具有比其它电枢线圈较大的尺寸。
3、如权利要求2所述的扁平无心振动电动机，其特征是：在其中整体组成的电枢线圈确定相对于剩余线圈的135°角并具有60°的相位角，剩余线圈具有30°的相位角。
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