專利名稱：微型馬達以及使用這種馬達的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用在便攜式電子裝置或家用電子裝置如游戲機中的微型馬達。
背景技術：
一些便攜式電子裝置使用馬達。此行業中的制造商在產品的尺寸減小和重量降低方面彼此激烈地競爭。特別是在包括移動電話的便攜式信息裝置的市場中，制造商一直以來為降低0.1g的重量而競爭。另一方面，希望被安裝到便攜式裝置上的馬達能經受住裝置掉落時產生的足夠強的沖擊。因此馬達必須適應兩種對立的主題，即減小尺寸和增加強度。
日本專利申請未審公開2000-50597中公開了一種上述的傳統馬達。圖6示出這種馬達。馬達的旋轉，即軸358的旋轉使安裝到軸358上的振動器356轉動。因為振動器356具有不平衡的形狀，所以所述轉動產生振動。如果移動電話采用這種馬達，那么所述振動會通知電話使用者有信息到達。
在圖6中，管352-固定磁體354-設置在插座框架351內。在這種結構中，當掉落電話引起的沖擊施加到馬達上時，振動器356、線圈355、磁體354和其它元件的載荷被施加到管352上。因此需要足夠的強度來將框架351和管352保持在一起。
當使用較大的振動器356獲得較大的振動時，在沖擊時施加較大的載荷，而且該載荷超過了將框架351和管352保持在一起的強度。這樣管352會從框架351滑落，而且線圈355接觸框架351，以致馬達不能旋轉。結果，振動器的尺寸被限制而且馬達應該在不會受到大的沖擊處被安裝到裝置上。
在插座框架351和管352之間需要20μm～30μm的裝配間隙，以便在它們被壓入配合時保證足夠的保持力。因此被壓裝到管352中的燒結軸承357承受來自外部的壓力，而且軸承357的內徑收縮，從而導致不規則的內徑。結果，軸承357不能穩定地保持軸358，而且馬達的r.p.m也會不穩定。
發明內容
本發明用于解決上述問題，而且旨在提供一種馬達，該馬達能經受住由于掉落而引起的足夠強的沖擊并避免特性和功能的任何改變。本發明還旨在提供一種使用這種馬達的裝置。另外，當本發明的馬達準備使用振動器時，它能使用一種比傳統的振動器更大的振動器，這是因為所述馬達具有足夠強的耐沖擊強度。因此本發明可以得到較大的振動，而且可以實現具有穩定的r.p.m和優良特性的振動微型馬達。還提供了一種使用這種馬達的裝置。
本發明的馬達包括下述元件(a)一個由鐵磁材料制成的柱狀框架；(b)一個裝配進并同軸地設置在框架內的管，其中管和框架之間的配合部分被焊接；(c)一個壓裝到管內的燒結軸承；(d)一個其內壁固定到管外壁上的柱狀磁體；和(e)一個隔著一環形間隙朝向磁體的柱狀線圈。
本發明的裝置包括下述元件(a)一個殼體；(b)一個設置在殼體內的馬達，其中馬達具有上述結構；和(c)一個給馬達供電的供電機構。
這種結構容許框架和管之間的保持強度比傳統的大，傳統的保持力由兩個元件的壓(入)配合產生。因此防止了由于裝置掉落而產生的沖擊引起的管從框架滑落的情況，而且可以解決特性及性能變化的問題。與提高的馬達耐沖擊能力相應，采用這種馬達的裝置能經受住強烈的沖擊。
由于框架和管之間的配合部分被焊接，所以管可以被輕壓配合到框架中作為預處理。因此，設置在管內的燒結軸承承受較小的外部壓力，而且軸承沒有內徑的變化，因此馬達能產生穩定的r.p.m，具有良好的特性。
在要采用具有振動器的振動馬達的裝置中，可以使用比傳統的振動器更大的振動器-與提高的馬達耐沖擊強度相對應，以使裝置獲得較大的振動。因此裝置能理想地通過振動通知裝置使用者有信息到達。
附圖簡要說明以下參照
本發明的示例性實施例。
圖1表示根據本發明第一示例性實施例的馬達的結構。
圖2表示根據本發明第二示例性實施例的馬達的結構。
圖3表示根據本發明第三示例性實施例的馬達的結構。
圖4表示根據本發明第四示例性實施例的馬達的結構。
圖5表示根據本發明第五示例性實施例的裝置的結構。
圖6表示傳統馬達的結構。
發明的
具體實施例方式
第一示例性實施例圖1表示根據本發明第一示例性實施例的馬達的結構。
根據第一實施例的馬達包括由鐵磁材料制成的細長柱狀框架1。在插座框架1中，插管2與框架1同軸固定。燒結軸承7壓配在管2第一側的內壁，柱狀磁體4的內壁固定在管2另一側的外壁，另外，柱狀線圈5圍繞磁體4，換句話說，線圈5隔著一環狀間隙朝向磁體4的外壁。
線圈5連接到一個整流器，而且馬達端子9連接到一個電刷。一個外部電源(未示出)通過端子9施加電壓，從而經電刷和整流器之間的滑動接觸給線圈5供電。磁體4用作形成磁場的定子，而且線圈5用作在磁體4外側旋轉的轉子。轉子線圈5連接到軸8，而且軸8的一端連接到振動器6，振動器6由具有大比重的金屬如鎢制成并呈圖1所示的不平衡形狀。軸8由軸承7軸頸支撐。當轉子旋轉時，振動器6轉動，從而產生振動。例如，當馬達安裝在移動電話中時，振動會通知電話使用者有信息到達。
在根據該第一實施例的馬達中，框架1和管2之間的配合部分通過電阻焊接3焊接。這種焊接提高了框架1和管2之間的保持強度，因此可得到強的耐沖擊性。因此，如果大的振動器6連接到軸8，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且這種結構容許馬達產生大的振動。
裝配間隙(插座框架1的內徑和插管2的外徑之間的差，其中內徑等于或小于外徑)的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，而且管2被輕壓配進入框架1中。在該壓配合外，框架1和管2之間的配合部分還采用電阻焊接3。這種結構使馬達能經受住足夠強的沖擊。它還產生其它優點，即在燒結軸承7的內徑處出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。
第二示例性實施例圖2表示根據本發明第二示例性實施例的馬達的結構。第二實施例的馬達與第一實施例的馬達的不同之處在于框架1和管2之間配合部分的焊接方法。換句話說，在該第二實施例中，框架1和管2之間的配合部分處采用激光焊接3a，而且第二實施例的其它結構保持和第一實施例的相同。在第二實施例中，和第一實施例一樣，如果大的振動器6被連接到軸8，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且因此馬達能產生和第一實施例一樣大的振動。
裝配間隙(插座框架1的內徑和插管2的外徑之間的差，其中內徑等于或小于外徑)的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，管2被輕壓配進框架1中。除了該壓配合外，框架1和管2之間的配合部分采用激光焊接3a。這種結構使馬達能經受住足夠強的沖擊。它還產生其它優點，即在燒結軸承7的內徑處出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。
第三示例性實施例圖3表示根據本發明第三示例性實施例的馬達的結構。
根據第三實施例的馬達包括由鐵磁材料制成的細長柱狀框架31。在框架31中，燒結軸承37與框架31同軸固定。柱狀磁體34的內壁固定在軸承37的外壁。另外，柱狀線圈35圍繞磁體34，換句話說，線圈35隔著一環狀間隙朝向磁體34的外壁。
線圈35連接到一個整流器，而且馬達端子39連接到一個電刷。外部電源(未示出)通過端子39施加電壓，從而經電刷和整流器之間的滑動接觸給線圈35供電。磁體34用作形成磁場的定子，而且線圈35用作在磁體34外側旋轉的轉子。轉子線圈35連接到軸38，而且軸38的一端連接到振動器36，振動器36由具有大比重的金屬如鎢制成并呈圖3所示的不平衡形狀。軸38由軸承37軸頸支撐。當轉子旋轉時，振動器36轉動，從而產生振動。例如，當馬達安裝在移動電話中時，振動會通知電話使用者有信息到達。
在根據該第三實施例的馬達中，框架31和軸承37之間的配合部分通過電阻焊接33焊接。這種焊接提高了框架31和軸承37之間的保持強度，因此可得到強的耐沖擊性。因此，如果大的振動器36連接到軸38，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且這種結構容許馬達產生大的振動。因此可得到用于產生大的振動的振動馬達。
裝配間隙(框架31的內徑和軸承37的外徑之間的差，其中內徑等于或小于外徑)的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，軸承37被輕壓配進框架31中。除了該壓入配合，框架31和軸承37之間的配合部分還采用電阻焊接33。這種結構使馬達能經受住足夠強的沖擊。它還產生其它優點，即在燒結軸承37的內徑處出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。
第四示例性實施例圖4表示根據本發明第四示例性實施例的馬達的結構。第四實施例的馬達與第三實施例的馬達的不同之處在于框架31和燒結軸承37之間配合部分的焊接方法。換句話說，在該第四實施例中，在框架31和軸承37之間的配合部分處提供激光焊接33a，而且第四實施例的其它結構保持和第三實施例的相同。在第四實施例中，和第三實施例一樣，如果大的振動器36被連接到軸38，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且因此馬達能產生大的振動。因此可得到用于產生大的振動的振動馬達。
裝配間隙(框架31的內徑和軸承37的外徑之間的差，其中內徑等于或小于外徑)的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，而且軸承37被輕壓配進框架31中。除了該壓入配合，框架31和軸承37之間的配合部分還采用激光焊接33a。這種結構使馬達能經受住足夠強的沖擊。它還產生其它優點，即在燒結軸承37的內徑處出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。
第五示例性實施例圖5表示根據本發明第五示例性實施例的裝置的結構。具體地說，圖5是其中裝有振動馬達的移動電話的側截面圖。
在圖5中，移動電話100的整個殼體包括上殼體110和下殼體120。天線130和電池140設置在殼體外部。在殼體內側設置鍍銅層和化學鍍鎳層，從而屏蔽內部。板150設置在殼體內部，而且通信模塊160-無線電收發信機-安裝到板上。模塊160包括一個低噪聲放大器、一個檢波回路、一個壓控振蕩器(VCO)等元件，而且這些元件處理高頻小信號。振動馬達200被夾在板150和下殼體120之間，其中所述馬達可以從第一到第四實施例中選取。移動電話100包括許多其它元件，例如傳聲器、受話器、操作鍵和顯示屏。在附圖中省略了它們而且因此省略了其說明。
下面，說明馬達200及其周邊結構。馬達200包括一個振動器260連接到其上的軸。馬達200，具體地說是一種無芯馬達，具有一定的尺寸，例如直徑4mm、長度8mm、以及重量0.43g。馬達200的外殼由杯形框架210形成且其表面是導電的，其中框架210由鐵系材料制成。
一對馬達端子290(片簧形)從框架210延伸到板150，以便各端子290與板150弧形接觸。端子290導向馬達內部的線圈，而且電池140通過端子290供給馬達驅動電流。該驅動電流使馬達旋轉，因此振動器260轉動并產生振動。振動通知電話使用者有信息到達。
框架210被第一彈性元件220和第二彈性元件230包住，并且夾在板150和下殼體120之間。第一彈性元件220由絕緣合成橡膠制成，而且其包住框架210，同時迫使馬達端子290抵靠形成在板150上的供電端子(未示出)。換句話說，馬達端子290和板上的供電端子形成用于給馬達供電的機構。
第二彈性元件230由導電合成橡膠制成，而且包住并保持框架210的其余部分。同時，第二彈性元件230用作框架210和形成在板150上的接地端子(未示出)之間的導電體。
根據該第五實施例的裝置包括一個馬達，該馬達具有和第一及第二實施例相同的裝配間隙。換言之，裝配間隙(插座框架210的內徑和插管的外徑之間的差，其中內徑等于或小于外徑)的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，而且管被輕壓配進框架中。除了這種壓配合，框架210和插管之間的配合部分采用電阻焊接或激光焊接。因此，如果大的振動器260被連接到軸，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且因此能得到大的振動。這種結構產生其它優點，即設置在管內側的燒結軸承的內徑出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。所以可以實現具有提高的耐沖擊強度、大的振動和穩定的特性的振動微型馬達。在使用這種馬達的裝置中，也可以實現和馬達相同的提高的耐沖擊強度、大的振動和穩定的特性。
第五實施例的裝置中使用的馬達可以是第三或第四實施例中描述的馬達。在這種情況中，框架210和燒結軸承之間的裝配間隙的規定范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，而且燒結軸承被輕壓配進框架210中，這和(上)兩個實施例相同。除了這種壓配合，框架210和燒結軸承之間的配合部分采用電阻焊接或激光焊接。因此，如果大的振動器260被連接到軸，那么在掉落沖擊時不會出現問題，而且因此能得到大的振動。這種結構產生其它優點，即在燒結軸承的內徑出現較小的變化，從而使馬達的r.p.m變得穩定。所以可以實現具有提高的耐沖擊強度、大的振動和穩定的特性的振動微型馬達。在使用這種馬達的裝置中，也可以實現和馬達相同的提高的耐沖擊強度、大的振動和穩定的特性。
本發明的裝置并不限于上述的移動電話，而且也可以用于其它便攜式電子裝置和家用電子裝置例如游戲機。本發明的馬達被用在這些裝置中，因此，這些裝置具有提高的耐沖擊強度和穩定的特性。當該馬達被用作所述裝置中的振動馬達時，所述裝置可以產生大的振動，這可用來通知電話使用者有信息到達，給家用裝置使用者一警告，或者給游戲機使用者提供真實感。使用振動的報警功能可以被用于各種工業設備中。
如上所述，由于馬達的框架和管之間的配合部分或者馬達的框架和燒結軸承之間的配合部分被焊接，所以馬達可以經受住足夠強的沖擊。因此，使用這種馬達的裝置也能經受住強烈的沖擊。當本發明的馬達用作振動馬達時，可以將一個大的振動器連接到馬達的軸上，因此馬達可以產生大的振動。使用這種振動馬達的裝置可以將這種大的振動用作各種工具，而且還可以具有提高的耐沖擊強度，以防止裝置掉落受到大的沖擊時特性和功能的改變。配合部分處的規定裝配間隙的范圍是從0μm(包括0μm)到20μm(不包括20μm)，因而在燒結軸承的內徑處出現較小的變化。因此可以有利地實現穩定的馬達r.p.m。
工業實用性在本發明的馬達和使用這種馬達的裝置中，馬達的框架和管之間的配合部分或者馬達的框架和燒結軸承之間的配合部分被焊接，因此馬達能經受住足夠強的沖擊。因此，使用這種馬達的裝置也能經受住強的沖擊。當本發明的馬達用作一種振動馬達時，由于提高的耐沖擊強度，一個大的振動器可以被連接到馬達的軸上，因此馬達可以產生大的振動。所述馬達可以被用在便攜式電子裝置或者家用電子裝置如游戲機中。
權利要求
1.一種馬達，包括(a)一個由鐵磁材料制成的柱狀框架(1)；(b)一個裝配進并同軸地設置在所述框架(1)內的管(2)；(c)一個壓配到所述管內(2)內的燒結軸承(7)；(d)一個其內壁固定到所述管(2)外壁上的柱狀磁體(4)；(e)一個隔著一環形間隙朝向所述磁體(4)的柱狀線圈(5)，其特征在于所述框架(1)和所述管(2)在其間的配合部分處被焊接。
2.根據權利要求1所述的馬達，其特征在于所述焊接是電阻焊接(3)和激光焊接(3a)中的一種。
3.根據權利要求1所述的馬達，其特征在于所述配合部分具有不小于0μm～小于20μm的裝配間隙。
4.一種馬達，包括(a)一個由鐵磁材料制成的柱狀框架(31)；(b)一個裝配進并同軸地設置在所述框架(31)內的燒結軸承(37)；(c)一個其內壁固定到所述燒結軸承(37)外壁上的柱狀磁體(34)；(d)一個隔著一環形間隙朝向所述磁體(34)的柱狀線圈(35)，其特征在于所述框架(31)和所述燒結軸承(37)在其間的配合部分處被焊接。
5.根據權利要求4所述的馬達，其特征在于所述焊接是電阻焊接(33)和激光焊接(33a)中的一種。
6.根據權利要求4所述的馬達，其特征在于所述配合部分具有不小于0μm～小于20μm的裝配間隙。
7.根據權利要求1或4所述的馬達，其特征在于所述馬達是振動馬達。
8.一種裝置，包括(a)一個殼體(110，120)；(b)一個設置在所述殼體(110，120)中的馬達(200)；所述馬達包括(b-1)一個由鐵磁材料制成的柱狀框架(1，210)；(b-2)一個裝配進并同軸地設置在所述框架(1，210)內的管(2)；(b-3)一個壓配到所述管(2)中的燒結軸承(7)；(b-4)一個其內壁固定到所述管(2)外壁上的柱狀磁體(4)；(b-5)一個隔著一環形間隙朝向所述磁體(4)的柱狀線圈(5)，其特征在于所述框架(1，210)和所述管(2)在其間的配合部分處被焊接。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于所述焊接是電阻焊接(3)和激光焊接(3a)中的一種。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于所述配合部分具有不小于0μm～小于20μm的裝配間隙。
11.一種裝置，包括(a)一個殼體(110，120)；(b)一個設置在所述殼體(110，120)中的馬達(200)；所述馬達包括(b-1)一個由鐵磁材料制成的柱狀框架(31，210)；(b-2)一個裝配進并同軸地設置在所述框架(31，210)內的燒結軸承(37)；(b-3)一個其內壁固定到所述燒結軸承(37)外壁上的柱狀磁體(34)；(b-4)一個隔著一環形間隙朝向所述磁體(34)的柱狀線圈(35)，其特征在于，所述框架(31，210)和所述燒結軸承(37)在其間的配合部分處被焊接，以及(c)一個用于給所述馬達(200)供電的機構(290)。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于所述焊接是電阻焊接(33)和激光焊接(33a)中的一種。
13.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于所述配合部分具有不小于0μm～小于20μm的裝配間隙。
14.根據權利要求8或11所述的裝置，其特征在于所述馬達(200)是振動馬達。
全文摘要
一種馬達，包括一個由鐵磁材料制成的柱狀框架(1)；一個裝配進并同軸地設置在框架內的管(2)；一個壓裝到所述管內的燒結軸承(7)；一個其內壁固定到管(2)外壁上的柱狀磁體(4)；一個隔著一環形間隙朝向磁體的柱狀線圈(5)，其中框架和管在其間的配合部分處被焊接。這種結構使馬達能經受住足夠強的沖擊。需要一種振動馬達(200)的裝置(100)可以采用這種具有大振動器的馬達，因而該裝置可以得到大的振動。因此，所述裝置－利用大的振動作為各種功能－是可得到的。
文檔編號H02K23/56GK1498451SQ01820490
公開日2004年5月19日 申請日期2001年12月11日 優先權日2000年12月15日
發明者井畑英一, 津崎敏明, 小林秀雄, 井 英一, 明, 雄 申請人:松下電器產業株式會社