無刷直流振動(dòng)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無刷直流(Brushless direct current:BLDC)振動(dòng)電機(jī)，更具體地涉及一種設(shè)置于便攜式電子設(shè)備，并且用于在必要時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的硬幣(coin)形無刷直流振動(dòng)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如手機(jī)、便攜式游戲機(jī)或?qū)ず魴C(jī)(pager)等移動(dòng)通信終端作為用于將信號(hào)的接收、活動(dòng)(event)的發(fā)生等告知消費(fèi)者的工具而使用振動(dòng)電機(jī)。
[0003]圖1是表示現(xiàn)有且廣泛使用的BLDC振動(dòng)電機(jī)10結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖2是其BLDC振動(dòng)電機(jī)10的截面圖?，F(xiàn)有的BLDC振動(dòng)電機(jī)10具有驅(qū)動(dòng)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(Rotor)和本身不旋轉(zhuǎn)的同時(shí)支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的定子(Stator)，還有收納它們的盒(case)。
[0004]轉(zhuǎn)子由后軛(Back Yoke) 16、軸承(bearing) 18、偏心砝碼20和磁鐵22 —體結(jié)合構(gòu)成。為了屏蔽磁鐵22的磁力，將軸承18強(qiáng)制插入至由磁性體構(gòu)成的后軛16。在后軛16的內(nèi)側(cè)附有磁鐵22。在其磁鐵22的外側(cè)或上側(cè)附有由像鶴(tungsten) 一樣高密度的材料制作成的偏心砝碼(weight) 20，從而形成轉(zhuǎn)子重心偏離的狀態(tài)。
[0005]定子包括印刷電路板(PCB) 32、驅(qū)動(dòng)IC30、線圈(coil) 28、軸(shaft) 26。為了提高轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)扭矩(torque)及初期的啟動(dòng)機(jī)能，有必要使轉(zhuǎn)子在一定區(qū)間能夠停止。為此，在定子的支架(bracket) 36上設(shè)置有產(chǎn)生齒槽扭矩(cogging torque)的接頭板(coggingplate) 34ο設(shè)置有接頭板34的支架(bracket) 36的中心部形成有貫通孔。在所述貫通孔中插入并固定有軸(shaft) 26。在形成于軸的貫通孔中間的印刷電路板32上安裝有產(chǎn)生電力的一個(gè)以上的線圈28 (優(yōu)選地是2?4個(gè)線圈)和驅(qū)動(dòng)集成電路(IC，integratedcircuit) 30ο將所述印刷電路板32插入軸26中，并用粘合劑附著在支架36內(nèi)側(cè)的上部，從而形成定子。
[0006]相對于定子，轉(zhuǎn)子由將轉(zhuǎn)子的中心軸承18從外部插入至定子的軸26而組裝形成。組裝后，將墊圈(washer) 24插入軸26的上部和下部，限制轉(zhuǎn)子在一定高度范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。用于保護(hù)內(nèi)部零件的上部盒12與支架36進(jìn)行組裝。此時(shí)，為了防止旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生摩擦聲，在上部盒12內(nèi)側(cè)插入滑動(dòng)膜(sliding film)或墊圈14。
[0007]驅(qū)動(dòng)IC30具有霍爾傳感器(hall sensor)，但是利用霍爾傳感器產(chǎn)生的信號(hào)將電流提供至對應(yīng)的線圈28。附著于支架36的印刷電路板32延長設(shè)置于電機(jī)外部，以便易于從外部連接電源。一旦向印刷電路板32提供外部電源，則通過內(nèi)置有霍爾傳感器的驅(qū)動(dòng)IC30提供電流至設(shè)置于內(nèi)部的線圈28。電流流動(dòng)的各個(gè)線圈28形成磁場并與轉(zhuǎn)子磁鐵22的磁場進(jìn)行產(chǎn)生引力和斥力的相互作用，由此使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，通過偏心砝碼20產(chǎn)生的重心偏離使轉(zhuǎn)子顫動(dòng)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)。
[0008]最近的手機(jī)采用觸屏(touch screen)并且厚度薄的智能手機(jī)成為主流。根據(jù)智能手機(jī)變薄的厚度，其內(nèi)部的零件也迫使要求更加小型化、纖薄化。振動(dòng)電機(jī)也不例外，雖然要求厚度變得更薄，但是振動(dòng)力度要依然大?，F(xiàn)有的BLDC振動(dòng)電機(jī)10的情況，為了小型化、纖薄化而縮減轉(zhuǎn)子的體積是不可避免的。因?yàn)槭菍⑵捻来a20配置在磁鐵22的外側(cè)或上側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以與其他零件相同，只能縮減偏心砝碼20的大小。根據(jù)偏心砝碼20體積的縮減程度，旋轉(zhuǎn)時(shí)偏心量縮減而振動(dòng)力也會(huì)相應(yīng)減小。正如所述，現(xiàn)有的BLDC振動(dòng)電機(jī)10存在如下結(jié)構(gòu)上的問題:縮減整個(gè)尺寸及/或厚度則振動(dòng)力也必然隨之減小。
[0009]此外，現(xiàn)有的BLDC振動(dòng)電機(jī)10為了形成軸承18支撐后軛16的結(jié)構(gòu)，對軸承18的圓筒形本體形成厚度差異，并在外側(cè)面形成有短坎19，在軛16的中心形成有軸承支撐架17。所述軸承支撐架17強(qiáng)制插入于形成短坎19的軸承圓筒形本體上厚度較薄的部位，使軛16與軸承18相結(jié)合。
[0010]因?yàn)檩S承支撐架17朝半徑方向占有規(guī)定的厚度，所以在后軛16中形成有軸承支撐架17的結(jié)構(gòu)相對于不具有軸承支撐架17的結(jié)構(gòu)，縮減磁鐵22的內(nèi)徑是有限的。一旦磁鐵22的內(nèi)徑變大，則縮減磁鐵的外徑也是有限的。因?yàn)榕c用于產(chǎn)生要求的磁通量的最小尺寸相比，磁鐵22的大小應(yīng)該更大。在這樣的結(jié)構(gòu)中，定子的線圈28脫離磁鐵22的直下方領(lǐng)域，朝振動(dòng)電機(jī)10的中心方向，即軸26方向傾斜而配置，則線圈28和磁鐵22之間的磁鏈磁通量會(huì)減少，從而磁力也會(huì)減小。換句話說，線圈28配置在磁鐵22的垂直下方，并且線圈與磁鐵之間重疊的面積為最大(磁鐵22的平均表面面積的線圈28效率面積需為最大)時(shí)才能發(fā)揮出最大的振動(dòng)力，然而如果要將現(xiàn)有的振動(dòng)電機(jī)10設(shè)計(jì)成所述結(jié)構(gòu)，則存在很難將尺寸小型化并將厚度纖薄化的問題。換句話說，考慮到與線圈28的磁力的情況，無法縮小磁鐵22的尺寸或朝旋轉(zhuǎn)中心軸方向移動(dòng)。因?yàn)樾枰鶕?jù)磁鐵22的位置而相應(yīng)配置線圈28，所以很難將線圈28縮減并設(shè)置于中心軸方向。
[0011]此外，以現(xiàn)有的芯片封裝(chip package)方式很難達(dá)成驅(qū)動(dòng)IC大小的最小化。對于驅(qū)動(dòng)IC芯片進(jìn)行貼在引導(dǎo)框(lead frame)底面的芯片接合(die bonding)，并在所述引導(dǎo)框的端子部分和IC芯片的銷墊(aluminium pad)部分之間進(jìn)行引線接合(wirebonding)之后，再通過進(jìn)行塑料鑄模(plastic molding)、修整(trimming)等一系列組裝工藝后制成產(chǎn)品。所述的IC封裝方式只能使整體封裝尺寸更大于IC芯片本身的大小。因?yàn)楝F(xiàn)有的BLDC振動(dòng)電機(jī)使用所述通過電線接合封裝方式制造的驅(qū)動(dòng)IC芯片，所以對減小振動(dòng)電機(jī)整體大小形成妨礙因素。需要針對驅(qū)動(dòng)IC芯片的封裝方式進(jìn)行改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明用于改善如上所述的現(xiàn)有BLDC振動(dòng)電機(jī)的缺點(diǎn)，其目的在于提供一種BLDC振動(dòng)電機(jī)，所述BLDC振動(dòng)電機(jī)與現(xiàn)有BLDC振動(dòng)電機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)為尺寸小型化且厚度纖薄化的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，未產(chǎn)生偏心砝碼的體積和線圈量減少而可以產(chǎn)生很強(qiáng)的振動(dòng)力。
[0013]本發(fā)明人為了解決現(xiàn)有振動(dòng)電機(jī)所存在的問題，著眼于將線圈最大限度地朝定子的中心內(nèi)側(cè)移動(dòng)，則為了使磁鐵的電磁力相對于線圈電力的位置產(chǎn)生最大效率磁鐵也需要縮小內(nèi)徑、外徑的技術(shù)理念。為了可以將配置于定子的線圈和驅(qū)動(dòng)IC緊密配置于定子中心的同時(shí)，使轉(zhuǎn)子的磁鐵產(chǎn)生的磁通量最大限度地多與線圈磁鏈而產(chǎn)生最大的電磁力，還著眼于有必要對于在后軛中不額外形成軸承支撐部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。此外，為了屏蔽磁鐵的磁力線進(jìn)入旋轉(zhuǎn)中心軸(軸)因而通過將含有70%以上鐵的鐵系無油(Oilless)軸承直接固定于磁鐵的方式可以縮小磁鐵的內(nèi)徑，并根據(jù)縮小的內(nèi)徑大小程度外徑也會(huì)縮小，因此認(rèn)識(shí)到具有可以將偏心砝碼的體積增大至所述程度的優(yōu)點(diǎn)。因此，因?yàn)榭梢源_保線圈的外側(cè)空間所以可以增大偏心砝碼占據(jù)到線圈的外側(cè)空間從而使轉(zhuǎn)子的偏心量最大化。
[0014]根據(jù)所述的著眼點(diǎn)，根據(jù)為了達(dá)到所述目的的本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面，提供一種BLDC振動(dòng)電機(jī)，其特征在于，包括:定子、轉(zhuǎn)子、盒，其中，所述定子包括:支架，其提供在中心形成有圓筒形凸出支撐部的圓形底板；軸，其下部壓入并固定在所述圓筒形凸出支撐部；雙面膠帶，其附著在所述支架的圓形底板；多個(gè)線圈，其附著并固定在所述雙面膠帶上，并相鄰配置于所述軸的周圍；印刷電路板，其安裝有內(nèi)置霍爾傳感器的驅(qū)動(dòng)1C，從而提供驅(qū)動(dòng)電流，以便使所述多個(gè)線圈具有磁場，其附著并固定在所述雙面膠帶上，其中，所述轉(zhuǎn)子包括:后軛，其提供在中心形成有貫通孔的圓形板；環(huán)形永久磁鐵，其堅(jiān)固接合于所述后軛的圓形板，并位于所述多個(gè)線圈的直上方而與各個(gè)線圈形成的磁場發(fā)生相互作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；圓筒形軸承，其壓入至所述永久磁鐵內(nèi)徑并實(shí)現(xiàn)直接結(jié)合，以便使所述永久磁鐵外徑最小化，同時(shí)上部插入至所述后軛的貫通孔；偏心砝碼，其以上面堅(jiān)固結(jié)合于所述后軛的圓形板邊緣的狀態(tài)向下延長，以便接近并圍繞所述后軛的所述圓形板的外側(cè)、所述永久磁鐵的外側(cè)及所述線圈的外側(cè)，且其由高密度物質(zhì)組成，所述軸承外插至所述軸并以所述軸為中心軸，從而與所述定子可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合，并且所述后軛、所述永久磁鐵、所述軸承、所述偏心砝碼的整體構(gòu)成要素通過所述永久磁鐵產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力和所述偏心砝碼提供的偏心而一體振動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；其中，所述盒覆蓋所述支架的同時(shí)在和所述支架結(jié)合形成的內(nèi)部空間中收納所述定子和所述轉(zhuǎn)子的結(jié)合體，同時(shí)所