專利名稱：振動(dòng)電機(jī)和應(yīng)用此振動(dòng)電機(jī)的便攜式終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)電機(jī)，該振動(dòng)電機(jī)包括用于例如便攜式電話的振動(dòng)器的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，和一種應(yīng)用此振動(dòng)電機(jī)的便攜式終端設(shè)備。
背景技術(shù)：
具有電刷的直流電機(jī)曾被用于最初的便攜式電話的振動(dòng)器。由于當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體集成技術(shù)不太先進(jìn)，在窄小的便攜式電話中，生產(chǎn)也包括電機(jī)控制電路的電路特別困難，且由于價(jià)格低且很少發(fā)生故障，具有電刷的直流電機(jī)曾被廣泛地應(yīng)用。具有電刷的直流電機(jī)根據(jù)使用地方或用途分為多種類型。在應(yīng)用于手表或類似物的圓筒型中，由于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)表面沿表的厚度方向，厚度的減小困難，并且很難配備外部偏心重量以獲得振動(dòng)量。在硬幣型中，厚度減小可以實(shí)現(xiàn)，然而它的壽命短，啟動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間變長，并且控制困難。
此外，在當(dāng)時(shí)無電刷電機(jī)的情況下，由于沒有電刷，具有維護(hù)容易的優(yōu)點(diǎn)。然而，需要激勵(lì)電路、轉(zhuǎn)子位置探測電路、極性轉(zhuǎn)換電路和類似電路。因此，存在一問題即這些電路比較昂貴，且構(gòu)造會(huì)變得復(fù)雜。
從那之后，半導(dǎo)體集成技術(shù)已經(jīng)發(fā)展，并且已經(jīng)能夠擔(dān)負(fù)得起合并無電刷電機(jī)的控制電路或類似物，因此，無電刷電機(jī)的控制電路可以引入用于振動(dòng)器。
由于無電刷電機(jī)不具有電刷，它的壽命很長(高可靠性)，振動(dòng)量可以通過利用頻率的轉(zhuǎn)速控制來調(diào)整，并且構(gòu)造可以變得簡單。
尤其是在便攜式電話的情況下，由于需要合并各種功能，隨著集成電路裝入元件數(shù)量和存儲(chǔ)能力指數(shù)地變大，容易地合并簡單電路成為可能。
由于上述背景，關(guān)于采用步進(jìn)電機(jī)作為振動(dòng)電機(jī)的例子，僅有局限于特定用途的幾個(gè)例子被公布，包括，例如，在JP-A-9-252573中描述的一個(gè)例子，并且很少有用于一般用途的例子。
JP-A-9-252573公開了一假設(shè)其合并在表殼中的振動(dòng)電機(jī)。
圖6A-6C是振動(dòng)電機(jī)的一種類型的構(gòu)造圖，其公開在JP-A-9-252573中。圖6A是表示公開在JP-A-9-252573中的振動(dòng)電機(jī)的磁路的視圖，圖6B是振動(dòng)電機(jī)的特征說明圖，及圖6C是振動(dòng)電機(jī)的外觀圖。
圖6A的步進(jìn)電機(jī)的磁路包括由雙極性永久磁體108制成的轉(zhuǎn)子109；線圈112，其包括激勵(lì)線圈和用于檢測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置的檢測線圈；及雙極性定子111，其包括通過間隙110與轉(zhuǎn)子109磁耦合并具有用于容納和布置轉(zhuǎn)子109的轉(zhuǎn)子孔141的平展部分140，兩個(gè)通過關(guān)于平展部分140彎曲成基本上直角而形成的連接部分122和123，及連接端部124和125，其彎曲連接到線圈112的磁芯端部126。連接端部124和125的寬表面和磁芯端部126的寬表面在相同的表面相互連接。為了避免定子111和線圈112之間的磁短路，連接部分123的寬表面113與線圈112的磁芯的窄表面相對(duì)。
接著，將參照?qǐng)D6B描述步進(jìn)電機(jī)的特征。轉(zhuǎn)子109的轉(zhuǎn)子軸102由兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸承115和116支撐，并且轉(zhuǎn)子軸102和線圈112布置在圓柱形軸方向。電路板118通過設(shè)置在框架106的螺釘孔107(如圖6C所示)由螺絲釘119和120固定到框架106上，該電路板118包括步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)集成電路(IC)117、兩個(gè)功率負(fù)載(power terminals)103和104以及控制終端105，以及該電路板118如此布置，以致于它的縱向成為圓柱形軸、定子111和線圈112的方向。
從上述描述，步進(jìn)電機(jī)可以采用圓筒形結(jié)構(gòu)，其包括由雙極性永久磁體108制成的轉(zhuǎn)子109、雙極性定子111、線圈112及電路板118。即根據(jù)上述構(gòu)造，可以這樣布置以使由線圈112產(chǎn)生的磁場方向與轉(zhuǎn)子109的轉(zhuǎn)動(dòng)平面相交。
圖6C是具有偏心重量的步進(jìn)電機(jī)的外觀圖。具有偏心重量的步進(jìn)電機(jī)是這樣，即偏心重量128固定到步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸102的一端側(cè)，以使偏心重量128的振動(dòng)表面變得與轉(zhuǎn)子軸102正交。
在應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)的上述振動(dòng)電機(jī)中，當(dāng)使用單相步進(jìn)電機(jī)時(shí)，結(jié)構(gòu)簡單且控制電路可以容易地構(gòu)造，這是它的有利之處。然而，具有如下問題(1)由于磁極數(shù)量為兩個(gè)，出現(xiàn)每旋轉(zhuǎn)一周兩步的控制方式。因此，用途被確定，并且很難應(yīng)用于任意用途。
(2)由于雙極性定子布置成與由雙極性永久磁體制成的轉(zhuǎn)子相對(duì)，在轉(zhuǎn)子周圍均勻地產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩變得困難。此外，由于磁極數(shù)量少，每一磁級(jí)旋轉(zhuǎn)角度變大，調(diào)節(jié)啟動(dòng)特性和制動(dòng)特性變得困難。
(3)由于磁極數(shù)量為兩個(gè)，每一磁極旋轉(zhuǎn)角度變大，使進(jìn)行細(xì)微旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)變得困難。
(4)確定旋轉(zhuǎn)方向的方法變復(fù)雜，并且啟動(dòng)時(shí)間和當(dāng)前值的控制困難。
(5)由于偏心重量設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸的一端，偏心重量以懸臂梁的方式僅用一側(cè)支撐，振動(dòng)器在高速旋轉(zhuǎn)困難。
(6)在相關(guān)技術(shù)振動(dòng)電機(jī)中，步進(jìn)電機(jī)本身在轉(zhuǎn)子軸方向具有長結(jié)構(gòu)，此外，偏心重量設(shè)在轉(zhuǎn)子軸的一端。因此，總體上，振動(dòng)電機(jī)在轉(zhuǎn)子軸方向長，其可以連接的目標(biāo)設(shè)備由于容置空間而受到限制。例如，當(dāng)考慮應(yīng)用到便攜式電話時(shí)，為了即使把它放到口袋或類似物中也可以感覺到振動(dòng)，需要相當(dāng)強(qiáng)的振動(dòng)能量，為了滿足這一點(diǎn)，振動(dòng)電機(jī)在轉(zhuǎn)子軸方向變長和變大，并且裝配變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)說明性的、非限定的實(shí)施例的目的是克服上述缺點(diǎn)，并提供包括一種步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)，在該振動(dòng)電機(jī)中，控制容易，產(chǎn)生大振動(dòng)，并且可以有效地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，和提供一種應(yīng)用此振動(dòng)電機(jī)的便攜式終端設(shè)備。此外，本發(fā)明不需要克服上述缺點(diǎn)，并且，本發(fā)明作為例證的、非限制實(shí)施例可能克服不同缺點(diǎn)或者可能不克服任何缺點(diǎn)。
本發(fā)明的振動(dòng)電機(jī)的一個(gè)作為例證的、非限制實(shí)施例的特征在于單相環(huán)形定子線圈被具有極齒的定子磁軛包圍，弧形磁體可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置成沿著定子磁軛以使與極齒相對(duì)，并且弧形偏心重量沿徑向可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在定子磁軛的外面。
本發(fā)明的便攜式終端設(shè)備的一個(gè)作為例證的、非限制實(shí)施例用于一種振動(dòng)電機(jī)，而該振動(dòng)電機(jī)用于攜式終端設(shè)備，該振動(dòng)電機(jī)基本上具有上述結(jié)構(gòu)。
明確地，采用下述方法(1)振動(dòng)電機(jī)包括步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)包括單相環(huán)形定子線圈；布置成圍繞單相環(huán)形定子線圈外圍且具有極齒的定子磁軛；固定定子磁軛且使配線連接到單相環(huán)形定子線圈接口板；及轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、與極齒相對(duì)的弧形磁體、和偏心重量。
(2)(1)中所述的振動(dòng)電機(jī)，其中磁體包括弧形轉(zhuǎn)子磁體，其具有基本上等于定子磁軛的極齒間距的磁化間距，和輔助極磁體，其具有相對(duì)于定子磁軛的極齒間距沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變的另一磁化間距，并且輔助磁極具有的磁通量大于轉(zhuǎn)子磁體的磁通量。
(3)(2)中所述的振動(dòng)電機(jī)，其中輔助極磁體具有單極磁化表面。即，輔助極磁體具有與極齒相對(duì)的表面，并且該表面是N極和S極中的一個(gè)。
(4)(1)中所述的振動(dòng)電機(jī)，其中磁體包括弧形轉(zhuǎn)子磁體，其磁化間距不同于定子磁軛的極齒間距，且在定子磁軛的極齒區(qū)域與弧形轉(zhuǎn)子磁體的磁化間距區(qū)域之間的間隙在除了極齒區(qū)域和磁化間距區(qū)域中的一個(gè)的中心部分之外的其余部分的局部區(qū)域內(nèi)是變化的。(即，定子磁軛的極齒與對(duì)應(yīng)于磁體的一極的區(qū)域之間的間隙不均勻。)(5)(1)到(4)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中磁體沿徑向磁化。
(6)(1)到(5)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中定子線圈通過纏繞和熔接自接合線形成。
(7)(1)到(6)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子架，轉(zhuǎn)子架具有位于轉(zhuǎn)軸周圍和定子磁軛外部的偏心重量。
(8)(1)到(7)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中定子磁軛包括具有第一極齒的第一定子磁軛、具有第二極齒的第二定子磁軛、以及第三定子磁軛，第三定子磁軛定位和連接第一和第二定子磁軛以使第一和第二極齒以梳齒形相互配合，并且第三定子磁軛包括轉(zhuǎn)軸的軸承。
(9)(8)中所述的振動(dòng)電機(jī)，其中第一和第二極齒的相位錯(cuò)開，以確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
(10)(8)中所述的振動(dòng)電機(jī)其特征在于，第一定子磁軛的第一極齒形狀和第二定子磁軛的第二極齒形狀不對(duì)稱，從而確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
(11)(8)到(10)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中磁體包括弧形轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體，并且轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子架，此轉(zhuǎn)子架具有偏心重量、弧形轉(zhuǎn)子磁體、以及輔助極磁體。
(12)(8)到(11)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)，其中偏心重量包含磁性材料，并且在與定子磁軛相對(duì)的表面上具有凹凸，該凹凸具有基本上等于定子磁軛的極齒的間距。
(13)一種便攜式終端設(shè)備，其包括(1)到(12)中任一所述的振動(dòng)電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)電機(jī)的作為例證的、非限制實(shí)施例，控制簡單，產(chǎn)生大振動(dòng)，并且可以有效地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。
由于使用單相步進(jìn)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單并且控制電路可以簡單地構(gòu)造。
此外，由于單相步進(jìn)電機(jī)是脈沖驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以控制為常速。因此，當(dāng)脈沖頻率改變時(shí)，振動(dòng)可以極大地改變。
此外，由于單相步進(jìn)電機(jī)是脈沖驅(qū)動(dòng)，振動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以被停止。因此，振動(dòng)可以在很短的制動(dòng)時(shí)間里停止。
由于具有極齒的定子磁軛設(shè)置成圍繞著單相環(huán)形定子線圈，并且轉(zhuǎn)子和類似物可轉(zhuǎn)動(dòng)地沿定子磁軛設(shè)置，厚度的減小和高速驅(qū)動(dòng)成為可能。
由于偏心重量沿徑向布置在環(huán)形定子磁軛的外部，來自中心的半徑可以較大，并且可以產(chǎn)生強(qiáng)振動(dòng)。
由于包括轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體的磁體沿徑向磁化，磁極寬度，即，在實(shí)施例中的弧長變短(與沿圓周方向磁化相比)，數(shù)個(gè)磁體可以緊密地布置在圓周方向，并且在小間距處的磁化變得容易。因此，步進(jìn)寬度可以做窄，從而振動(dòng)電機(jī)的外徑可以做小。
由于包括轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體的磁體沿徑向磁化，停止位置的調(diào)整變得容易。
此外，在磁體沿徑向磁化的情況，數(shù)個(gè)磁體緊密地布置在圓周方向。這時(shí)，以小間距的磁極布置變得容易。此外，可以布置奇數(shù)個(gè)磁極，可以有效地利用空間，并且高效電機(jī)設(shè)計(jì)成為可能。
由于通過纏繞和熔接自接合線形成定子線圈，線圈繞組之間的不平衡被抑制，并且可以實(shí)現(xiàn)布置的均勻性。此外，由于由振動(dòng)或者類似情況引起的繞組內(nèi)的移動(dòng)不會(huì)發(fā)生，特性變得穩(wěn)定。
由于偏心重量、轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體布置在轉(zhuǎn)子架上，轉(zhuǎn)動(dòng)空間可以共享，從而可以使振動(dòng)電機(jī)的形狀較小。
由于偏心重量包含磁性材料，并且具有基本上等于定子磁軛的極齒的間距的凹凸設(shè)置在與定子磁軛相對(duì)的表面上，振動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力可以提高。
在包括本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)的作為例證的、非限制實(shí)施例中，由于具有軸心的磁體和偏心重量設(shè)置在相同的轉(zhuǎn)動(dòng)表面上，在獲得高速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且產(chǎn)生強(qiáng)振動(dòng)的同時(shí)，可以形成扁平的圓筒形。
由于本發(fā)明的便攜式終端設(shè)備的作為例證的、非限制實(shí)施例使用上述振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)電機(jī)容置在扁平圓筒形的有效的小的占用空間，并且可以產(chǎn)生設(shè)備需要的強(qiáng)振動(dòng)。


圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明作為例證的、非限制實(shí)施例的包括外轉(zhuǎn)子型步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明作為例證的、非限制實(shí)施例的另一停止位置控制方法的說明圖。
圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明作為例證的、非限制實(shí)施例在定子磁軛中的停止位置控制方法的說明圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的作為例證的、非限制實(shí)施例用于控制線圈激勵(lì)電流的電路的電路圖。
圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明作為例證的、非限制實(shí)施例的內(nèi)轉(zhuǎn)子型振動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖6A-圖6C是JP-A-9-252573中所示的一種類型的振動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
將基于附圖對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。
<第一實(shí)施例>
(結(jié)構(gòu))本發(fā)明的振動(dòng)電機(jī)的一個(gè)典型實(shí)施例包括步進(jìn)電機(jī)。
圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一典型實(shí)施例的應(yīng)用外轉(zhuǎn)子型步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖1A是沿圖1B中A-A線的剖面圖，圖1B是沿圖1A中B-B線的剖面圖。
振動(dòng)電機(jī)1包括具有也用作軸承的第三定子磁軛3c的轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)子架4。轉(zhuǎn)軸2的直徑為，例如，0.8mm，并且也用作軸承的第三定子磁軛3c的外徑為，例如，1.8mm。
也用作軸承的第三定子磁軛3c由不加油金屬(oilless metal)磁性材料制成，形成實(shí)際上圓柱形。(1)可旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)轉(zhuǎn)軸2的大部分側(cè)面，(2)構(gòu)成磁路的一部分，線圈生成磁通量通過該磁路傳輸，以及(3)可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子架4的固定基座的附近區(qū)域。
關(guān)于上述(2)，定子磁軛3包括，在圖1B中，上部第一定子磁軛3a，下部第二定子磁軛3b，以及也用作軸承的第三定子磁軛3c。關(guān)于也用作軸承的第三定子磁軛3c，如圖1A所示，第一定子磁軛3a和第二定子磁軛3b的中心開口3d裝配和固定到在上端和下端附近區(qū)域中的小直徑臺(tái)階部分3e。
第一定子磁軛3a和第二定子磁軛3b由磁性材料制成，并且如圖1A的俯視圖所示，整體形成為在中心具有開口的杯形，五個(gè)基本上U形切口3f在圓周上等間隔被切開形成，并且在基本上U形切口3f之間的其余部分是極齒3g。這樣形成的第一定子磁軛3a和第二定子磁軛3b垂直地布置以使共有(mutual)極齒3g(第一極齒(3g-1、3g-3等等)和第二極齒(3g-2、3g-4等等))以梳齒形互相嚙合。容置定子線圈5的線圈繞線筒(coil bobbin)6設(shè)置在第一定子磁軛3a和第二定子磁軛3b之間。包括第一定子磁軛3a、第二定子磁軛3b及第三定子磁軛3c的定子磁軛3布置成包圍環(huán)形定子線圈5的外圍。
線圈繞線筒6由樹脂制成，具有C形截面，并且當(dāng)在俯視圖(未示出)中觀察時(shí)構(gòu)造成環(huán)形。任意盤條(wire rod)可以用于定子線圈5。特別地，自熔合的線是令人滿意的。在實(shí)施例1的情況下，定子線圈5形成為整體環(huán)形線圈，于是自熔合線環(huán)繞線圈繞線筒6纏繞，并且施加熱量熔接絕緣涂層。即，定子線圈通過纏繞自熔合線和熔接自熔合線來構(gòu)造。通過絕緣涂層的熔接處理，線圈繞組之間布置的不平衡被抑制，并且可以實(shí)現(xiàn)布置的均勻。
關(guān)于上述(3)，轉(zhuǎn)子架4由金屬材料制成。優(yōu)選地，它由，例如SUS(不銹鋼)303制成。轉(zhuǎn)子架4的剖面具有在中心具有開口的C形。整體構(gòu)造成杯形，包括在中心具有開口4a的基本上的圓盤部分4b和成直角設(shè)置成豎立在圓盤部分4b外圍的圓筒部分4c。
關(guān)于轉(zhuǎn)子架4，開口部分4a安裝和固定到轉(zhuǎn)軸2的小直徑臺(tái)階部分2a。此時(shí)，轉(zhuǎn)子架4設(shè)置成與第一定子磁軛3a留有間隔。此外，轉(zhuǎn)子架4到轉(zhuǎn)軸2的附加基板部分的鄰近區(qū)域由也用作軸承的第三定子磁軛3c的軸向端部表面軸向支撐。
弧形偏心重量7和至少兩個(gè)弧形磁體8a和8b設(shè)置在轉(zhuǎn)子架4的圓筒部分4c的內(nèi)部表面上。偏心重量7具有與圖1A所示的磁體8a和8b的截面相等的矩形截面，并且當(dāng)示于俯視圖時(shí)，如圖1A所示，偏心重量形成為半弧形。半弧形的圓心角在設(shè)計(jì)中確定，并且在實(shí)施例1的情況下，它被設(shè)置成180度。
偏心重量7由金屬制成，如鎢合金，其沒有危害，具有耐大氣氛圍性和大質(zhì)量。此外，偏心重量7可以由磁性材料制成，并且通過沿徑向在內(nèi)側(cè)提供定子磁軛極齒距的凹凸來提高旋轉(zhuǎn)扭矩。
關(guān)于在其中具有偏心重量7的轉(zhuǎn)子架4設(shè)置到轉(zhuǎn)軸2的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)偏心重量7的質(zhì)量是m(kg)，自重心的長度是r(m)，且轉(zhuǎn)速是ω時(shí)，得到的振動(dòng)量為mrω2。據(jù)說當(dāng)振動(dòng)量大約為1G時(shí)，振動(dòng)是優(yōu)選的。因而，可感振動(dòng)在大約10,000rpm變得好。因此，自重心的長度長的外轉(zhuǎn)子型比內(nèi)轉(zhuǎn)子型具有更多優(yōu)勢(shì)。
磁體8由任意磁性材料制成，優(yōu)選地，它由neodymium(Nd-Fe-B)合金磁體、膠粘磁體(由粘合劑固化磁粉形成的復(fù)合磁體)制成。磁體8可以由至少一個(gè)磁體構(gòu)成。在一個(gè)磁體的情況下，采用執(zhí)行磁化以提供多磁極的構(gòu)造，并且磁化多磁極中僅有一個(gè)磁極具有輔助磁極作用。即，通過采用與其它磁極比較僅有一個(gè)磁極在磁極間距中改變，或僅有一個(gè)磁極制成具有與極齒不同的間隙并改變的方法來獲得構(gòu)造。
一對(duì)N極和S極的磁極對(duì)構(gòu)成一個(gè)單元，并且磁體8包括任意數(shù)目的磁極對(duì)。在這點(diǎn)上，當(dāng)解釋磁化時(shí)，“單極磁化”意味著“一個(gè)磁極對(duì)磁化”，及“多極磁化”意味著“數(shù)個(gè)磁極對(duì)磁化”。
各經(jīng)過單極磁化的三個(gè)磁體耦合，以形成一體的方式也包含在“磁化一個(gè)弧形磁體以提供多極”的概念中。
當(dāng)然，磁體8可以由數(shù)個(gè)磁體構(gòu)成。在實(shí)施例1中的情況下，介紹磁極8包括數(shù)個(gè)磁體的例子。
在實(shí)施例1中，磁體8被分為兩個(gè)，其中一個(gè)形成為轉(zhuǎn)子磁體8a，另一個(gè)形成為輔助極磁體8b。磁體8的尺寸根據(jù)扭矩的需要而確定。
磁體8的磁化方向可以設(shè)置成任意方向。優(yōu)選地，以軸為中心的同時(shí)，沿徑向執(zhí)行磁化，以具有NS或者SN。即，磁體8具有單極磁化表面(N極表面或者S極表面)。
由于包括轉(zhuǎn)子磁體8a和輔助極磁體8b的磁體8沿徑向磁化，磁極寬度，即，在實(shí)施例1的情況中的弧長變短(與磁化沿圓周方向進(jìn)行的情況相比)，數(shù)個(gè)磁體可以緊密地布置在圓周方向，并且在小間距處的磁化變得容易。因而步進(jìn)寬度可以很窄，且因此振動(dòng)電機(jī)的外徑可以制得較小。由于包括轉(zhuǎn)子磁體8a和輔助極磁體8b的磁體沿徑向磁化，停止位置的調(diào)節(jié)變得容易。
轉(zhuǎn)子磁體8a具有圖1B所示的矩形截面，并且當(dāng)示于俯視圖時(shí)，它形成為如圖1A所示的圓弧形。轉(zhuǎn)子磁體8a具有與定子磁軛3的極齒(例如，3g-1、3g-2......)間距相對(duì)應(yīng)的弧長。
輔助極磁體8b形成為具有比轉(zhuǎn)子磁體8a大的磁通量，且具有與轉(zhuǎn)子磁體8a相同的截面，當(dāng)示于俯視圖時(shí)，形成為圖1A所示的圓弧形。輔助極磁體8b具有窄于定子磁軛3的極齒間距的弧長，在定子線圈5的勵(lì)磁電流停止后，發(fā)揮移動(dòng)轉(zhuǎn)子9的停止位置的作用。轉(zhuǎn)子9包括轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子架4、偏心重量7以及磁體8。
偏心重量7與磁體8的體積比為，例如，大約2∶1。
箱體10由無磁性材料制成，例如，SUS(不銹鋼)303，且具有C形截面，整體構(gòu)造成具有由磁盤部分10a和設(shè)置成成直角豎立在圓盤部分10a外圍的圓筒部分10b構(gòu)成的杯形。通過軟焊或者焊接(so1dering or welding)將固定到接口板11的突出部分10c設(shè)置在圓筒部分10b的端面上。箱體10形成為具有，例如，10mm直徑和略小于3mm的高度。
接口電路板11如此構(gòu)造，即絕緣薄層設(shè)置在金屬板上，并且必要的配線(線圈的饋電線，等等)和用于安裝突出部分10c的開口11a形成在其上。第二定子磁軛3b通過絕緣薄層固定到接口電路板11，并且箱體10的圓筒部分10b端面的突出部分10c安裝在開孔11a中且從背面焊上。外部控制電路、電源和類似物連接到配線。
(激勵(lì)電路)本發(fā)明的振動(dòng)電機(jī)以速度特性被控制，速度特性如加速度、常速度和減速度。當(dāng)加速時(shí)，緩慢啟動(dòng)且速度增加直至常速在，例如，0.3到0.5s。當(dāng)常速時(shí)，使旋轉(zhuǎn)在，例如，10,000rpm，此時(shí)親身感覺(bodily sensation)較好。據(jù)說人類的加速探測器是Pacini血球。通常，據(jù)說振動(dòng)頻率在大約100到300Hz的范圍內(nèi)可以被此器官容易地感知。進(jìn)一步地，關(guān)于振動(dòng)被確定地感知且不舒服的感覺較小的振動(dòng)范圍和加速范圍，據(jù)說頻率在100到300Hz的范圍之內(nèi)且加速度在0.2到2G(重力加速度)的范圍內(nèi)。
然而，由于在本發(fā)明中，當(dāng)整個(gè)電機(jī)的尺寸非常小，且單相步進(jìn)電機(jī)用于振動(dòng)電機(jī)時(shí)，如上所述，獲得的結(jié)論是10,000rpm和1G為優(yōu)選的。
當(dāng)大約1G的加速度施加到轉(zhuǎn)軸時(shí)，速度達(dá)到最高速度。優(yōu)選地，下降減速時(shí)間盡可能的短。
加速度在增加到最大速度(恒速)的速度增加過程中，步進(jìn)激勵(lì)造成的振動(dòng)未成為嚴(yán)重問題。然而，減速是用于制動(dòng)的過程，振動(dòng)成為問題。激勵(lì)時(shí)間依賴于最大激勵(lì)電流。因而，當(dāng)在振動(dòng)不會(huì)成為嚴(yán)重問題的加速和常速時(shí)，為了高速激勵(lì)，使最大激勵(lì)電流為大電流。當(dāng)在振動(dòng)成為問題的減速時(shí)，使最大激勵(lì)電流為小電流，則可以執(zhí)行小振動(dòng)制動(dòng)。
本身方向交替改變的電流通過，例如，如圖4所示的激勵(lì)電路，供應(yīng)給單相環(huán)形定子線圈5。圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于控制線圈的激勵(lì)電流的電路的電路圖。
用于圖4的單相步進(jìn)電機(jī)的線圈的激勵(lì)定時(shí)信號(hào)由定時(shí)脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生，并且供給P型MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)202和203以及N型MOSFET204和205。特別地，在脈沖部分“a”，P型MOSFET202的控制信號(hào)211和N型MOSFET205的控制信號(hào)214各自開始具有ON電位，并且一個(gè)方向的電流提供給線圈5。其后，在下一個(gè)脈沖部分“b”，P型MOSFET203的控制信號(hào)212和N型MOSFET204的控制信號(hào)213開始具有ON電位，并且反方向的電流施加到線圈5。以下，重復(fù)相同的控制。
代替MOSFET，也可以使用不同晶體管或類似物的開關(guān)元件。
用于控制的脈沖信號(hào)通過脈沖調(diào)寬(PWM)、脈沖調(diào)頻(PFM)、或者脈沖調(diào)幅(PAM)來控制，以執(zhí)行速度控制。
(停止位置控制)由于本發(fā)明的振動(dòng)電機(jī)采用單相定子線圈5，到定子線圈5的激勵(lì)電流停止(OFF)之后，轉(zhuǎn)子必須移動(dòng)，以使下次啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向變成相同方向。
為了上述目的，磁體8在環(huán)繞轉(zhuǎn)軸的圓周上形成為圓弧形，且布置這些磁體在，例如，兩個(gè)或者更多位置。此時(shí)，為了可以確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向，采用下述方法(1)到(4)的組合。
(1)磁體制成具有與磁軛極齒相同的磁化間距的弧形轉(zhuǎn)子磁體，且設(shè)置有在其中間距沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變的輔助磁極。
(2)兩磁體(轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體)的磁通量制成不一致。具體地，使設(shè)置滿足轉(zhuǎn)子磁體的磁通量＜輔助極磁體的磁通量。
(3)輔助極磁體具有單極磁化表面。
(4)轉(zhuǎn)子磁體制成具有不同于極齒間距的磁化間距。
此外，定子磁軛設(shè)計(jì)成如下。
(5)兩定子磁軛的極齒相位錯(cuò)開，或者定子磁軛的極齒形狀制成不對(duì)稱。
(6)定子磁軛的極齒和轉(zhuǎn)子磁體之間的間隙制成不規(guī)則的。
在下文中，將基于實(shí)施例1介紹。
將給出通過輔助極磁體8b從停止位置到啟動(dòng)位置移動(dòng)轉(zhuǎn)子，以使轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的操作的介紹。
在圖1A的狀態(tài)，通過電流流過定子線圈5，例如，第一定子磁軛3a的極齒3g-1和極齒3g-3被激勵(lì)以具有S極，和第二定子磁軛3b的極齒3g-2和極齒3g-4被激勵(lì)以具有N極。另一方面，在轉(zhuǎn)子磁體8a中，磁極形成在沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一定子磁軛3a和第二定子磁軛3b的極齒的間距相同的間距處。轉(zhuǎn)子磁體8a的磁化在區(qū)域8a-1，N極形成在沿徑向的內(nèi)側(cè)，而S極形成在外部，然而，在區(qū)域8a-2，S極形成在沿徑向的內(nèi)側(cè)，而N極形成在外部。在這種狀態(tài)下，磁路形成在區(qū)域8a-1的N極—＞區(qū)域8a-1的S極—＞區(qū)域8a-2的N極—＞區(qū)域8a-2的S極—＞極齒3g-2的N極—＞極齒3g-1的S極—＞區(qū)域8a-1的N極的通路中。
另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁體8a的磁極間距作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輔助極磁體8b布置成具有與那一間距不一致的間距，在實(shí)施例1的情況下，具有在對(duì)應(yīng)于沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向(順時(shí)針)偏移距第一定子磁軛3a的極齒3g-3的一半的微小距離的位置和在轉(zhuǎn)動(dòng)方向(順時(shí)針)偏移距第二定子磁軛3b的極齒3g-4的一半的微小距離的位置之間限定的間距。輔助極磁體8b也與轉(zhuǎn)子磁體8a相似地磁化。即，例如，S極形成在沿徑向的內(nèi)側(cè)，且N極形成在沿徑向的外側(cè)，以與之相反。
輔助極磁體8b的磁通量設(shè)置成大于轉(zhuǎn)子磁體8a的磁通量。
在這種狀態(tài)下，當(dāng)定子線圈5的激勵(lì)電流停止(變成OFF)時(shí)，由于產(chǎn)生的兩個(gè)磁體的磁力與磁通量成比例，輔助極磁體8b移向有磁力地穩(wěn)定態(tài)，即，磁阻很小的狀態(tài)。
輔助極磁體8b的S極移向與極齒3g-4相對(duì)的有磁力地穩(wěn)定位置。
根據(jù)這個(gè)，相似于輔助極磁體8b，與轉(zhuǎn)子架4耦合的轉(zhuǎn)子磁體8a相似地沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)。停止?fàn)顟B(tài)在這種狀態(tài)下保持。
其次，當(dāng)定子線圈5再次被激勵(lì)時(shí)，最終激勵(lì)電流的方向作為數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)，并且基于此數(shù)據(jù)，確定激勵(lì)電流的方向以使轉(zhuǎn)動(dòng)方向變成相同的方向。
除實(shí)施例1的上述方法之外，采用用于停止位置控制的方法如下(1)用于使轉(zhuǎn)子磁體具有不同于極齒間距的磁化間距的方法，以及(2)用于使轉(zhuǎn)子磁體的磁化間距不同于定子磁軛的極齒間距，及用于改變?cè)诔藰O齒區(qū)域和磁化間距區(qū)域中其中一個(gè)的中心區(qū)域之外的局部區(qū)域中的定子磁軛的極齒區(qū)域和轉(zhuǎn)子磁體的磁化間距區(qū)域之間的間隙的方法。
圖2A和圖2B是本發(fā)明的一典型實(shí)施例的另一停止位置控制方法的說明圖。圖2A是上述用于使轉(zhuǎn)子磁體具有不同于極齒間距的磁化間距的方法(1)的說明圖，及圖2B是上述用于使磁化間距和間隙改變的方法(2)的說明圖。
轉(zhuǎn)子磁體8通過磁化一弧形磁體以得到數(shù)個(gè)磁極而形成。
在圖2A中，采用如此構(gòu)造，即連續(xù)轉(zhuǎn)子磁體8a1、8a2和8a3的三個(gè)磁極長度對(duì)應(yīng)于定子磁軛的兩個(gè)凸起磁極的磁間距。圖2A表示定子線圈由施加電流激勵(lì)的狀態(tài)。極齒的N極和轉(zhuǎn)子磁體的S極相對(duì)。在這種狀態(tài)，當(dāng)定子線圈的激勵(lì)電流停止(OFF)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁體沿箭頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)一距離(L1)，以使轉(zhuǎn)子磁體的鄰近磁極被置于在鄰近磁極之間的有磁力地穩(wěn)定態(tài)，并且磁阻變得最小。當(dāng)定子線圈下一次從這種狀態(tài)激勵(lì)時(shí)，啟動(dòng)發(fā)生在起始轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
在圖2B中，連續(xù)轉(zhuǎn)子磁體8a1、8a2和8a3的三個(gè)磁極的磁間距被制成對(duì)應(yīng)于定子磁軛的三個(gè)以下的凸起磁極的磁極間距，且使二者(極齒3g-1和轉(zhuǎn)子磁體8a1)之間間隙改變的凸起T設(shè)置在除了中心部分之外的磁極8a1的內(nèi)部區(qū)域的其余局部區(qū)域。當(dāng)在圖2(b)的激勵(lì)狀態(tài)中到定子線圈的激勵(lì)電流停止(OFF)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁體移動(dòng)一預(yù)定距離(L2)，以使轉(zhuǎn)子磁體8a1置于有磁力地穩(wěn)定態(tài)，即，轉(zhuǎn)子磁體8a1的凸起T轉(zhuǎn)到磁極3g-1的中心。當(dāng)下一次啟動(dòng)從這一停止?fàn)顟B(tài)發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)發(fā)生在起始轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
此外，將給出，在定子磁軛中，用于確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向的停止位置控制方法的描述(1)用于使定子磁軛的極齒形狀不對(duì)稱的方法，以及(2)用于錯(cuò)開兩個(gè)定子磁軛的極齒相位的方法。
圖3A和圖3B是在本發(fā)明一典型實(shí)施例的定子磁軛中停止位置控制方法的說明圖。圖3A是用于使定子磁軛的極齒形狀不對(duì)稱的上述方法(1)的說明圖，及圖3B是用于錯(cuò)開兩個(gè)定子磁軛的極齒相位的方法(2)的說明圖。
在圖3A中，轉(zhuǎn)子磁體具有三個(gè)磁極(Y4階段)，極齒(Y2+Y3階段)形成為不對(duì)稱的，X1到X6指代沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向圓周上的位置，并且極齒示在水平階段的Y2階段以及Y3階段。當(dāng)極齒(Y2+Y3階段)由定子線圈的激勵(lì)電流激勵(lì)在Y2階段具有極性時(shí)，轉(zhuǎn)子磁體有磁力地保持在如在Y4階段表明的磁極的位置。當(dāng)激勵(lì)電流在此狀態(tài)下停止(OFF)時(shí)，由于與轉(zhuǎn)子磁體相對(duì)的磁極區(qū)域變成在Y3階段的區(qū)域P，轉(zhuǎn)子磁體移動(dòng)一距離F2到在Y5階段的位置從而對(duì)于這一區(qū)域P有磁力地穩(wěn)定狀態(tài)產(chǎn)生。在這種狀態(tài)下，由于在Y2階段的磁極從在Y5階段的磁極移動(dòng)F2，當(dāng)激勵(lì)電流施加到定子線圈用于啟動(dòng)時(shí)，在圖3A中右部方向的啟動(dòng)扭矩施加到轉(zhuǎn)予磁體，并且使它可以以預(yù)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
在圖3B中，轉(zhuǎn)子磁體形成為在相同間距處具有三個(gè)磁極(Y3階段)，極齒相位(Y2階段)偏移，X1到X4指代沿旋轉(zhuǎn)方向圓周上的位置，且極齒示在Y2階段。當(dāng)極齒(Y2階段)由定子線圈的激勵(lì)電流激勵(lì)在Y2階段具有磁極時(shí)，轉(zhuǎn)子磁體有磁性地保持在如在Y3階段表明的磁極的位置。在這種狀態(tài)下，當(dāng)激勵(lì)電流停止時(shí)(OFF)，轉(zhuǎn)子磁體移動(dòng)箭頭F1距離從而在Y3階段的轉(zhuǎn)子磁體的各自磁極置于在Y2階段對(duì)于極齒有磁力地穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果，關(guān)于在X1位置處極齒和在X4位置處極齒的磁極，轉(zhuǎn)子磁體的相對(duì)磁極的磁極位置沿圖3B中的右向移動(dòng)F1，如階段Y4所指示。當(dāng)激勵(lì)電流施加到定子線圈用于啟動(dòng)時(shí)，作為整體動(dòng)作，在圖3B中沿右指向的啟動(dòng)扭矩施加到轉(zhuǎn)子磁體，并使它可以以預(yù)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
在圖3A和3B中，Y1階段指示在電流施加到定子線圈時(shí)對(duì)應(yīng)于極齒磁極的轉(zhuǎn)子磁體磁極的位置。
除上述描述之外，可以采用用于移動(dòng)轉(zhuǎn)子位置以能夠使轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橄乱淮螁?dòng)的起始方向地旋轉(zhuǎn)的方法，即用于移動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)入有磁力地穩(wěn)定狀態(tài)的方法。
(實(shí)施例1的效果)由于外轉(zhuǎn)子型合并在與磁體相同的最外面的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的偏心重量，偏心重量的容置空間可以與磁體共享。由于偏心重量布置在最外側(cè)，半徑變長，可以產(chǎn)生強(qiáng)振動(dòng)，且暴露到外面的部分可以移動(dòng)。此外，由于步進(jìn)電機(jī)沒有電刷，相似于其它無電刷電機(jī)，維護(hù)必要性幾乎消失，且它的壽命變長。
此外，當(dāng)控制轉(zhuǎn)速與輸入脈沖同步時(shí)，振動(dòng)量可以線性地調(diào)節(jié)，并且制動(dòng)時(shí)間可以減短。
由于單相，方向交替反向的激勵(lì)脈沖電流輸入纏繞定子磁軛的單相定子線圈。由于這種線圈具有單相，占用空間變小，并且厚度減小。此外，關(guān)于控制電路，由于電流的換向電路變成基本的，電路可以簡單地構(gòu)造。
由于耦合第一定子磁軛和第二定子磁軛的第三定子磁軛由磁性材料制成以使它也用作軸承，可以抑制磁漏通量的出現(xiàn)，可以構(gòu)造通過軸承的磁路，并且可以有效地利用產(chǎn)生的磁通量。
磁體以轉(zhuǎn)軸作為中心，在圓周上形成為圓弧形，并且布置在兩個(gè)或者更多位置。在那時(shí)，采用下列方法(1)到(4)的組合以使轉(zhuǎn)向可以確定。
(1)磁體形成為磁化間距與磁軛極齒相同的弧形轉(zhuǎn)子磁體，且設(shè)置有在其中間距沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)開的輔助極磁體。
(2)兩個(gè)磁體(轉(zhuǎn)子磁體和輔助極磁體)的磁通量制成不一致。具體地，轉(zhuǎn)子磁體的磁通量設(shè)置成小于輔助極磁體的磁通量。
(3)輔助極磁體具有單極磁化表面。
(4)轉(zhuǎn)子磁體制成具有不同于極齒間距的磁化間距。
此外，磁體沿徑向磁化。在那種情況下，多磁體緊密地布置在圓周方向。這時(shí)，磁極布置在小間距處變得容易。此外，奇數(shù)個(gè)磁極布置成為可能，空間被有效地利用，且高效電機(jī)設(shè)計(jì)成為可能。
偏心重量由磁性材料制成，且使間距基本上等于磁軛極齒的凹凸設(shè)置在與磁軛相對(duì)的表面上。這時(shí)，效率可以提高。
關(guān)于定子磁軛，兩個(gè)定子磁軛的極齒相位錯(cuò)開或者定子磁軛的極齒形狀制成為不對(duì)稱的，以使轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以確定。
定子磁軛的極齒和轉(zhuǎn)子磁體之間的間隙制成不規(guī)則的，以使轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以確定。
自接合的線用作定子線圈。這時(shí)，可以達(dá)到厚度減少、質(zhì)量改善(膨脹改善)和高密度繞組(對(duì)齊繞組)。
<第二實(shí)施例>
圖5A和5B是本發(fā)明的一典型實(shí)施例的內(nèi)轉(zhuǎn)子型振動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖5A是沿圖5B的C-C線的剖面圖，圖5B是沿圖5A的D-D線的剖面圖。
軸承12垂直地設(shè)置在接口板21上，就像實(shí)施例1中所示的軸承那樣，圓筒形轉(zhuǎn)軸19可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在軸承12上，支撐體22固定到轉(zhuǎn)軸19，且磁體18設(shè)置在支撐體22的頂端。磁體18包括轉(zhuǎn)子磁體18a和輔助極磁體18b。在實(shí)施例2的情況下，盡管磁體18包括兩個(gè)磁體，磁體可以基本地由一個(gè)或者更數(shù)個(gè)磁體構(gòu)造。轉(zhuǎn)子磁體18a和輔助極磁體18b的磁化、磁極間距和類似物相似于實(shí)施例1的情形構(gòu)造。
定子這樣布置，即單相環(huán)形定子線圈15設(shè)置在線圈繞線筒16中，設(shè)置定子磁軛13以包圍線圈繞線筒16，且定子磁軛13的極齒13g以梳齒形組合和布置，其中線圈繞線筒16具有C形截面且當(dāng)示于俯視圖時(shí)是環(huán)形的。定子磁軛13與實(shí)施例1情形相同連接到接口板21上。
定子磁軛13包括，如圖5B所示，上部第一定子磁軛13a、下部第二定子磁軛13b、以及耦合它們兩個(gè)的第三定子磁軛13c。
第一定子磁軛13a和第二定子磁軛13b中的每一個(gè)沿徑向在內(nèi)部具有一個(gè)極齒。極齒的形狀可以設(shè)置成是任意的。
除了支撐體22以外，轉(zhuǎn)子架14固定到轉(zhuǎn)軸19。相似于實(shí)施例1，轉(zhuǎn)子架14由金屬材料制成。優(yōu)選地，它由，例如，SUS(不銹鋼)303制成。轉(zhuǎn)子架14的截面具有在中心具有開口14c的C形。整體構(gòu)造成具有實(shí)際上圓盤部分14a和圓筒部分14b的杯形，其中圓盤部分14a在中心具有開口14c，圓筒部分14b設(shè)置為成直角地豎立在圓盤部分14a的外圍。
偏心重量17固定到圓筒部分14b的內(nèi)部。偏心重量17形成為具有180度圓心角的圓弧形。偏心重量17的圓心角可以任意設(shè)計(jì)。偏心重量17布置在定子磁軛13的沿徑向的外側(cè)以在偏心重量17和定子磁軛13之間提供間隙。
此外，偏心重量17由磁性材料制成，在與內(nèi)部極齒相對(duì)的極齒形成在定子磁軛13的沿徑向的外側(cè)的同時(shí)，定子磁軛13的極齒間距的凹凸設(shè)置在沿徑向的內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩可以提高。
由于需要的出現(xiàn)，相當(dāng)于實(shí)施例1中所示的箱體的箱體20通過間隙布置在轉(zhuǎn)子架14的外部，以覆蓋轉(zhuǎn)子架14。
(實(shí)施2的效果)由于僅有偏心重量設(shè)置在轉(zhuǎn)子架上，且偏心重量設(shè)置在自轉(zhuǎn)軸19的最外側(cè)，可以獲得大振動(dòng)。
此外，由于磁體和偏心重量的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域制成彼此不同，磁體和極齒可以自由設(shè)計(jì)而不需要考慮偏心重量。
關(guān)于定子磁軛的極齒，由于自轉(zhuǎn)軸的半徑通過設(shè)置到支撐體的磁體而變長，極齒的數(shù)量可以增加，結(jié)果步進(jìn)數(shù)量增加，且精確控制成為可能。
磁體、定子磁軛及偏心重量布置成一條直線，可以制成平且薄的結(jié)構(gòu)。
<第三實(shí)施例>
關(guān)于便攜式終端設(shè)備，例如，便攜式電話或者尋呼機(jī)，包括用于來電顯示的振動(dòng)產(chǎn)生裝置的便攜式終端設(shè)備在數(shù)量上增加。在便攜式電話的情況下，通常，盡管振動(dòng)電機(jī)的饋電終端設(shè)置在主板上，振動(dòng)電機(jī)本身直接固定到框架。固定位置是與接口連接器側(cè)相對(duì)的末端且在天線的附近區(qū)域。由于容置空間在主板和框架之間變成窄小空間有必要的是振動(dòng)電機(jī)的占用空間具有有效形狀，以使其能夠容納在此窄小空間內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的使用步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)中，在獲得高速轉(zhuǎn)動(dòng)和產(chǎn)生強(qiáng)振動(dòng)的同時(shí)，由于具有軸心和偏心重量的磁體設(shè)置在相同的轉(zhuǎn)動(dòng)表面上，可以制成扁平圓筒形。
由于本發(fā)明的便攜式終端設(shè)備采用上述振動(dòng)電機(jī)，在振動(dòng)電機(jī)容納在扁平圓筒形的有效的小的占用空間中時(shí)，設(shè)備需要的強(qiáng)振動(dòng)可以產(chǎn)生。
雖然已經(jīng)參照其實(shí)施例詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明，那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可進(jìn)行各種形式上和細(xì)節(jié)上的變化，而不偏離如權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍。
本申請(qǐng)要求于2004年9月3日提交的日本專利申請(qǐng)No.JP2004-257605的外國優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容包含于此，以供參考。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)電機(jī)，其包括單相環(huán)形定子線圈；定子磁軛，其布置成包圍單相環(huán)形定子線圈的外圍，該定子磁軛具有極齒；接口板，其固定定子磁軛和具有連接到單相環(huán)形定子線圈的配線；以及轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)軸、與極齒相對(duì)的磁體和偏心重量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，磁體包括弧形轉(zhuǎn)子磁體，其磁化間距基本上等于定子磁軛的極齒間距；及輔助極磁體，其相對(duì)于定子磁軛的極齒間距沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向具有另外一個(gè)磁化間距，和輔助極磁體具有一磁通量，其大于弧形轉(zhuǎn)子磁體的磁通量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，輔助極磁體具有與極齒相對(duì)的表面，且該表面為N極和S極之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，該磁體包括具有不同于定子磁軛的極齒間距的磁化間距的弧形轉(zhuǎn)子磁體，以及在定子磁軛的極齒區(qū)域和弧形轉(zhuǎn)子磁體的磁化間距區(qū)域之間的間隙在除極齒區(qū)域和磁化間距區(qū)域之一的中心部分以外的其余部分的局部區(qū)域內(nèi)是變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，該磁體沿徑向磁化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，單相環(huán)形定子線圈通過纏繞和熔接自接合線形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子架，該轉(zhuǎn)子架具有布置成環(huán)繞轉(zhuǎn)軸和位于定子磁軛外部的偏心重量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，定子磁軛包括具有第一極齒的第一定子磁軛；具有第二極齒的第二定子磁軛；以及定位和連接第一和第二定子磁軛以使第一和第二極齒以梳齒形互相接合的第三定子磁軛，和第三定子磁軛包括轉(zhuǎn)軸的軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，第一和第二極齒的相位被錯(cuò)開，以確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，第一定子磁軛的第一極齒形狀和第二定子磁軛的第二極齒形狀不對(duì)稱，以確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，磁體包括弧形轉(zhuǎn)子磁體；以及輔助極磁體，和轉(zhuǎn)子進(jìn)一步包括環(huán)繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子架，該轉(zhuǎn)子架具有偏心重量、弧形轉(zhuǎn)子磁體、以及輔助極磁體。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，偏心重量包括磁性材料，且在與定子磁軛相對(duì)的表面上具有凹凸，該凹凸具有基本上等于定子磁軛的極齒的間距。
13.一種便攜式終端，其包括根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)電機(jī)。
全文摘要
提供了包括步進(jìn)電機(jī)的振動(dòng)電機(jī)和應(yīng)用該振動(dòng)電機(jī)的便攜式終端設(shè)備，在該振動(dòng)電機(jī)中，控制簡單，產(chǎn)生強(qiáng)振動(dòng)，且可以高效產(chǎn)生激勵(lì)扭矩。振動(dòng)電機(jī)包括單相環(huán)形定子線圈；布置成包圍單相環(huán)形定子線圈外圍且具有極齒的定子磁軛；固定定子磁軛且使配線連接到環(huán)形定子線圈的接口板；布置成與極齒相對(duì)且能夠環(huán)繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)個(gè)弧形磁體；以及能夠環(huán)繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心重量。
文檔編號(hào)H02K37/12GK1747292SQ200510098578
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者松原真朗, 佐藤和明, 古田修, 梅原干雄 申請(qǐng)人:美蓓亞松下馬達(dá)有限公司