專利名稱：扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于旨在把振動傳遞給人體的裝置的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，特別是用來使由一個或多個無鐵心電樞線圈構(gòu)成的電樞始終順利地再起動的電樞結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為旨在把振動傳遞給人體的裝置，無線電話尋呼裝置(以下稱為尋呼機)或攜帶電話，給人體以輕微的振動而發(fā)揮按摩效果的按摩機，視覺聽覺障礙者用的信號接收機等，種種東西是公知的，內(nèi)裝著使電樞偏心的扁平電機。
作為這種扁平電機，例如

圖14和圖15中所示的扁平型振動發(fā)生裝置是公知的(日本專利申請公開特開平6-205565號)。此一振動發(fā)生裝置1，由固定在殼體2的底部的圓形的平板狀磁場磁鐵3，與此一磁場磁鐵3對面配置的旋轉(zhuǎn)自如的電樞4，配置在此一電樞4的中樞的軸5構(gòu)成。前述電樞4是把3個線圈6a、6b、6c配置成逆扇形，與樹脂線框7整體成形的。此外，電樞4備有與線圈6a、6b、6c一起旋轉(zhuǎn)的整流子8，此一整流子8與從殼體2的下部延伸的兩個電刷9相接觸，輪流地切換3個線圈6a、6b、6c的極性，因為每次產(chǎn)生與磁場磁鐵3之間的吸引力和排斥力所以電樞4連續(xù)旋轉(zhuǎn)。特別是，在作為振動發(fā)生裝置使用的場合，如上所述使電樞4本身有很大偏心，借此因為電樞4具有很大的離心力并旋轉(zhuǎn)，故整個裝置中產(chǎn)生很強的振動。
可是，近來傳呼機或攜帶電話、按摩機、視覺聽覺障礙者用的信號接收機等的小型化不斷進展，與此相應(yīng)振動發(fā)生裝置的極小化和減輕重量的要求也嚴格了。但是如上所述，電樞4因為靠極性輪流切換的線圈6a、6b、6c與磁場磁鐵3之間的吸引力和排斥力的反復(fù)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，所以至少3個線圈成為必要的。也就是說，如圖16中所示，在由旋轉(zhuǎn)圓心角大約為90°的一個線圈6構(gòu)成電樞4的場合，在電樞4停止時如果進入把N、S極4等分的磁鐵3之一的極性(圖16中S極)內(nèi)，則在下次使電樞4始動時，電樞4的旋轉(zhuǎn)方向不確定，發(fā)生不能順利地始動的情況。這是在線圈6的兩側(cè)部6d、6e停留在與線圈6的繞組寬度相當(dāng)?shù)拇盆F3上的區(qū)域Z內(nèi)的場合可以見到的現(xiàn)象。
因此本發(fā)明提供一種即使在由一個或兩個線圈構(gòu)成電樞的場合，在始動之際也能可靠而順利地進行旋轉(zhuǎn)的電樞結(jié)構(gòu)，以便實現(xiàn)扁平電機的進一步極小化和減輕重量。
此外，本發(fā)明通過減少構(gòu)成電樞的線圈個數(shù)，實現(xiàn)制造過程的簡化和制造成本的降低。
發(fā)明的公開也就是說本發(fā)明中的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，在含有在交替地具有N、S極的磁極的磁場磁鐵上，經(jīng)由磁場磁鐵與軸方向的空隙相對地旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的一個或多個無鐵心電樞線圈的扁平電機的電樞中，其特征在于，在前述電樞中設(shè)置磁性體，在使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使磁性體位于前述磁場磁鐵的N、S極的磁極的邊界上，通過使磁場磁鐵的N、S極的磁極與磁性體中產(chǎn)生的N、S極的磁極相互吸引，使得無鐵心電樞線圈進入能夠起動位置。
此外，本發(fā)明中的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，在含有在交替地具有N、S極的磁極的磁場磁鐵上，經(jīng)由磁場磁鐵與軸方向的空隙相對地旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的一個或多個無鐵心電樞線圈的扁平電機的電樞中，其特征在于，在前述電樞中設(shè)置具有N、S極的磁極的永久磁鐵，在使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使上述永久磁鐵位于前述磁場磁鐵的N、S極的磁極的邊界上，通過使磁場磁鐵的N、S極的磁極與永久磁鐵的N、S極的磁極相互吸引，使得無鐵心電樞線圈進入能夠起動位置。
此外，本發(fā)明中的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述無鐵心電樞線圈由一個構(gòu)成，使磁性體或具有N、S極的磁極的永久磁鐵在保持無鐵心電樞線圈的線框的一側(cè)部突出。
此外，本發(fā)明中的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述無鐵心電樞線圈由一個構(gòu)成，使磁性體或具有N、S極的磁極的永久磁鐵埋入保持無鐵心電樞線圈的線框內(nèi)。
附圖的簡要說明圖1是表示本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的第1實施例的俯視圖。
圖2是表示上述電樞的主要部分的透視圖。
圖3是表示磁鐵上的電樞的停止位置的俯視圖。
圖4是表示由一個線圈構(gòu)成的電樞的旋轉(zhuǎn)原理的始動時的說明圖。
圖5是表示由一個線圈構(gòu)成的電樞的旋轉(zhuǎn)原理的剛始動后的說明圖。
圖6是表示由一個線圈構(gòu)成的電樞的旋轉(zhuǎn)原理的持續(xù)旋轉(zhuǎn)的說明圖。
圖7是把磁性體配置在電樞的內(nèi)部時的俯視圖。
圖8是把磁性體設(shè)置在線圈的反對側(cè)的臂部時的俯視圖。
圖9是把磁性體埋入樹脂線框中的電樞的俯視圖。
圖10是由兩個線圈構(gòu)成的電樞的俯視圖。
圖11是表示本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的另一個實施例的俯視圖。
圖12是表示該實施例的電樞的主要部分的透視圖。
圖13是表示該實施例的磁鐵上的電樞的停止位置的俯視圖。
圖14是表示現(xiàn)有的扁平電機之一例的縱剖視圖。
圖15是表示現(xiàn)有的扁平電機中所使用的電樞之一例的俯視圖。
圖16是表示現(xiàn)有的電樞在磁鐵上未始動時的位置關(guān)系的俯視圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，根據(jù)附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的實施例。
圖1和圖2表示本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的第1實施例。電樞10，是在大體上1/4圓形的樹脂線框11內(nèi)部配置一個無鐵心電樞線圈12，把兩者整體地形成的電樞結(jié)構(gòu)。在樹脂線框11的中樞部分13上，設(shè)置把圓四等分的整流子14a、14b、14c、14d，在其中心開設(shè)成為電樞10的旋轉(zhuǎn)中心的軸孔。無鐵心電樞線圈12，是與樹脂線框11的形狀大體上對應(yīng)的形狀的一個繞組線圈，兩側(cè)緣的張開角度θ1約為90°。此外前述整流子14a、14b、14c、14d，對角線方向的每兩個14a與14c、14b與14d分別共同地連接，在其一方上連接無鐵心電樞線圈12的內(nèi)側(cè)繞組端部25，在另一方上連接外側(cè)繞組端部26。再者，在把電樞10用作振動發(fā)生電機的場合，為了加大離心力最好是在無鐵心電樞線圈12的空心部16中設(shè)置重錘17(圖中切去重錘17的一部分)。此外，雖然上述圖1的電樞10旋轉(zhuǎn)中心角約為90°，但是不特別限定于90°。
在此一實施例中，從上述樹脂線框11的一側(cè)邊緣11a，向側(cè)方突出著由鐵銷等構(gòu)成的磁性體20-1。此一磁性體20-1，由細圓棒或圓筒形成，向內(nèi)側(cè)稍微彎曲以構(gòu)成圓弧的一部分。也就是說，磁性體20-1的突出方向，與電樞10的旋轉(zhuǎn)方向或逆向旋轉(zhuǎn)方向大體上平行，與一側(cè)邊緣11a垂直。通過把磁性體20-1的截面形狀制成圓形，在磁性體20-1的兩側(cè)容易形成N極和S極。即使磁性體20-1不是圓棒形而是圓筒形，也可以得到同樣的效果。由于磁性體20-1的磁力的強度，依存于磁性體20-1的長度或截面積等，所以有必要適當(dāng)?shù)剡x擇。也就是說，在使電樞10停止時，使之強制地停止在規(guī)定的位置上的磁力是必要的，另一方面，當(dāng)電樞10正在旋轉(zhuǎn)時，有必要考慮磁力的大小不妨礙其旋轉(zhuǎn)運動的問題。再者，對于磁性體的形狀而言，不限于上述的磁性體20-1那樣的圓棒形或圓筒形，即使使平板形的小片突出，或者使橢圓體突出，也可以得到同樣的效果。
圖3示出靠磁場磁鐵21使上述構(gòu)成的電樞10停止時的位置關(guān)系。磁場磁鐵21，是把圓板四等分并輪流排列N極和S極的磁鐵，在磁場磁鐵21的中心部能夠旋轉(zhuǎn)地支承著電樞10的中樞部分13。使電樞10在磁場磁鐵21上順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)之后，當(dāng)切斷供給電樞10的無鐵心電樞線圈12的電源時，在磁性體20-1的縱長方向的正中間處于磁場磁鐵21的N極和S極的邊界線22上的狀態(tài)下電樞10停止。也就是說，電樞10總是在錯開磁性體20-1的一半的長度的角度θ2的狀態(tài)下停止在磁場磁鐵21的N極上，無鐵心電樞線圈12的一側(cè)部12a成為邊緣露出到鄰接的另一側(cè)的S極內(nèi)的狀態(tài)。這是因為當(dāng)電樞10停止之際磁性體20-1受到來自磁場磁鐵21的影響而在周圍產(chǎn)生磁場，在兩端出現(xiàn)與磁場磁鐵21側(cè)相反的磁極(S極與磁場磁鐵21的N極相對，N極與磁場磁鐵21的S極相對)，與磁場磁鐵21之間相互吸引，克服電樞10的自由旋轉(zhuǎn)而強制地停止在該位置上。這樣一來，由于無鐵心電樞線圈12的一側(cè)部12a，比電樞10難以始動的磁場磁鐵21上的區(qū)域Z內(nèi)更大地向S極一側(cè)邊緣露出，所以就成了在使電樞10始動時順利地旋轉(zhuǎn)。
下面，根據(jù)圖4至圖6來說明根據(jù)本發(fā)明的電樞的旋轉(zhuǎn)原理。在磁場磁鐵21上伸出兩個電刷23、24，電樞10的各整流子14a、14b、14c、14d與其前端部接觸。而且，各電刷23、24，隨著電樞10的旋轉(zhuǎn)依次在整流子14a、14b、14c、14d上每次滑動大約90°。圖4示出電樞10停止時的狀態(tài)。如上所述，此時磁性體20-1位于磁場磁鐵21的N1極與S2極的邊界線上，無鐵心電樞線圈12的大部分重合在磁場磁鐵21的N1極上，一側(cè)部12a重合在磁場磁鐵21的S1極上。在此一狀態(tài)下閉合開關(guān)，就經(jīng)由電刷23的前端接觸的整流子14d和與之共同的整流子14b，電流從無鐵心電樞線圈12外側(cè)的繞組端部26流進無鐵心電樞線圈12，進而電流從內(nèi)側(cè)繞組端部25經(jīng)由整流子14a、14c流進電刷24側(cè)，借此在無鐵心電樞線圈12中產(chǎn)生磁場。此時設(shè)在無鐵心電樞線圈12的與磁場磁鐵21面對面的一側(cè)產(chǎn)生的磁場的磁性成為N極，于是成為與其正下方的磁場磁鐵21的極性N1相同極性N極同類產(chǎn)生排斥力，另一方面，因為與磁場磁鐵21的相鄰的極性S1相互吸引，所以沿著該方向(順時針方向)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，電樞10始動。
然后，電樞10旋轉(zhuǎn)到圖5中所示的位置時，因為一方的電刷23的前端接觸部進入整流子14c和14d的間隙，此外另一方的電刷24的前端接觸部進入整流子14a和14b的間隙，所以雖然在無鐵心電樞線圈12中沒有電流流過而沒有磁性，電樞10也靠旋轉(zhuǎn)的慣性而照原樣繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
進而，電樞10旋轉(zhuǎn)到圖6的位置時，與圖4時相反，從電刷23供給的電流經(jīng)由整流子14c、14a從內(nèi)側(cè)繞組端部25流進無鐵心電樞線圈12，從外側(cè)繞組端部26經(jīng)由整流子14d離開電刷24。因此，在無鐵心電樞線圈12中，在與磁場磁鐵21面對面的一側(cè)產(chǎn)生相反的極性S極，與磁場磁鐵21下側(cè)的極S1相互吸排斥，施加同一方向的旋轉(zhuǎn)力而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
這樣一來，電樞10一邊旋轉(zhuǎn)一邊輪流地反復(fù)N、S，與磁場磁鐵21之間反復(fù)相互排斥和吸引，借此可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。此外，如上所述由一個無鐵心電樞線圈12構(gòu)成電樞10，進而設(shè)置重錘17，借此可以得到大的離心力，用作振動發(fā)生裝置時的效果很大。
再者，在使電樞10反向(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)的場合，通過把電流的供給方向反向，或者把無鐵心電樞線圈12的繞組方向反向，可以很容易地變更旋轉(zhuǎn)方向。
在上述實施例中，雖然使磁性體20-1沿著與樹脂線框11的一側(cè)緣11a大體上垂直的方向突出，但是只要能在磁性體20-1的兩側(cè)產(chǎn)生N、S極，即使不一定垂直也可以。此外當(dāng)然可以在樹脂線框11的另一側(cè)緣11b上設(shè)置磁性體20-1，也可以如圖7中所示，向無鐵心電樞線圈12的空心部16突出。進而，也可以如圖8中所示，使臂部30隔著中樞部分13向與無鐵心電樞線圈12相反側(cè)伸出，使磁性體20-1在此一臂部30突出。此外，也可以如圖9中所示，加寬地形成與無鐵心電樞線圈12整體成形的樹脂線框11的一側(cè)部11a，在該一側(cè)部11a中埋入鐵銷等磁性體20-1。通過這樣的構(gòu)成，磁性體20-1的保持變得更可靠，同時由于磁性體20-1也可以與樹脂線框11一起成形，所以制造過程變得容易。再者，雖然在上述實施例中就把磁場磁鐵21四等分而輪流地賦予N、S的極性的場合進行了說明，但是就與無鐵心電樞線圈12的旋轉(zhuǎn)圓心角的關(guān)系而言有時八等分是適當(dāng)?shù)摹?br> 以上是構(gòu)成電樞10的無鐵心電樞線圈12為一個的場合的實施例，但是如圖10中所示，在無鐵心電樞線圈12為兩個的場合，有關(guān)電樞10的旋轉(zhuǎn)始動的問題也是同樣的。在此一場合也是，與上述一個無鐵心電樞線圈12構(gòu)成的電樞10同樣，僅靠使磁性體20-1在無鐵心電樞線圈12的樹脂線框11的一側(cè)緣11a突出，旋轉(zhuǎn)始動就可以順利地進行。
雖然上述實施例就用于振動發(fā)生裝置的場合進行了說明，但是本發(fā)明也可以用于普通的旋轉(zhuǎn)電機，或步進電機。
圖11至圖13示出本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)的另一個實施例。在此一實施例中，永久磁鐵20-2從上述樹脂線框11的一側(cè)緣11a向側(cè)方突出。此一永久磁鐵20-2，形成細圓棒形或圓筒形，構(gòu)成以軸孔15為旋轉(zhuǎn)中心的圓弧的一部分地稍微向內(nèi)側(cè)彎曲。也就是說，永久磁鐵20-2的突出方向，大體上與電樞10的旋轉(zhuǎn)方向或反向旋轉(zhuǎn)方向平行，與一側(cè)緣11a垂直。再者，通過把上述永久磁鐵20-2的截面形狀制成圓棒形，很容易在永久磁鐵20-2的兩側(cè)形成N極和S極。當(dāng)然即使永久磁鐵20-2為圓筒形也可以得到同樣的效果。
由于上述永久磁鐵20-2的磁力的強度，依存于永久磁鐵20-2的長度或截面積等，所以有必要適當(dāng)?shù)剡x擇。也就是說，在使電樞10停止時，使之強制地停止在規(guī)定的位置上的磁力是必要的，另一方面，當(dāng)電樞10正在旋轉(zhuǎn)時，有必要考慮必須是不妨礙其旋轉(zhuǎn)運動的程度的磁力的問題。再者，對于永久磁鐵20-2的形狀而言，也不限于上述永久磁鐵20-2那樣的細圓棒形或圓筒形，即使使平板形的小片突出，或者使橢圓體突出，也可以得到同樣的效果。
圖13示出靠磁場磁鐵21使上述構(gòu)成的電樞10停止時的位置關(guān)系。磁場磁鐵21，是把圓板四等分并輪流排列N極和S極的磁鐵，在磁場磁鐵21的中心部能夠旋轉(zhuǎn)地支承著電樞10的中樞部分13。使電樞10在磁場磁鐵21上順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)之后，當(dāng)切斷供給電樞10的無鐵心電樞線圈12的電源時，永久磁鐵20-2的S極和N極就與磁場磁鐵21的N極和S極吸引，在縱長方向的正中間處于磁場磁鐵21的N極和S極的邊界線22上的狀態(tài)下電樞10停止。也就是說，電樞10總是在錯開永久磁鐵20-2的一半的長度的角度θ2的狀態(tài)下停止在磁場磁鐵21的N極上，無鐵心電樞線圈12的一側(cè)部12a成為邊緣露出到鄰接的另一側(cè)的S極內(nèi)的狀態(tài)。這是因為當(dāng)電樞10停止之際永久磁鐵20-2與磁場磁鐵21，永久磁鐵20-2的S極與磁場磁鐵21的N極相對，N極與磁場磁鐵21的S極相對相互吸引，克服電樞10的自由旋轉(zhuǎn)而強制地停止在該位置上。這樣一來，由于無鐵心電樞線圈12的一側(cè)部12a，比電樞10難以始動的磁場磁鐵21上的區(qū)域Z內(nèi)更大地向S極一側(cè)邊緣露出，所以就成了在使電樞10始動時順利地旋轉(zhuǎn)。
工業(yè)實用性在像這樣構(gòu)成的本發(fā)明的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)中，由于在電樞上設(shè)置磁性體或者具有N、S極的極性的永久磁鐵，當(dāng)使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使磁性體或者永久磁鐵位于前述磁場磁鐵的N極和S極的邊界上，使無鐵心電樞線圈來到能夠起動的位置，所以即使是兩個或一個無鐵心電樞線圈構(gòu)成的電樞，使電樞始動之際的旋轉(zhuǎn)也可以可靠而順利地進行，結(jié)果可以實現(xiàn)扁平電機的進一步小型化和減輕重量，同時從制造工時、制造成本的觀點來看對實現(xiàn)一個或兩個構(gòu)成的電樞電機也是有效的，另一方面，對于作為振動發(fā)生裝置的電機而言，從得到更大的振動這一目的來看制成偏心作用大的一個構(gòu)成的效果大。
權(quán)利要求
1.一種扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，在含有在交替地具有N、S極的磁極的磁場磁鐵上，經(jīng)由磁場磁鐵與軸方向的空隙相對地旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的一個或多個無鐵心電樞線圈的扁平電機的電樞中，其特征在于，在前述電樞中設(shè)置磁性體，在使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使磁性體位于前述磁場磁鐵的N、S極的磁極的邊界上，通過使磁場磁鐵的N、S極的磁極與磁性體中產(chǎn)生的N、S極的磁極相互吸引，使得無鐵心電樞線圈進入能夠起動位置。
2.一種扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，在含有在交替地具有N、S極的磁極的磁場磁鐵上，經(jīng)由磁場磁鐵與軸方向的空隙相對地旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的一個或多個無鐵心電樞線圈的扁平電機的電樞中，其特征在于，在前述電樞中設(shè)置具有N、S極的磁極的永久磁鐵，在使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使上述永久磁鐵位于前述磁場磁鐵的N、S極的磁極的邊界上，通過使磁場磁鐵的N、S極的磁極與永久磁鐵的N、S極的磁極相互吸引，使得無鐵心電樞線圈進入能夠起動位置。
3.權(quán)利要求1或2中所述的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述無鐵心電樞線圈由一個構(gòu)成，使磁性體或具有N、S極的磁極的永久磁鐵在保持無鐵心電樞線圈的線框的一側(cè)部突出。
4.權(quán)利要求1或2中所述的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)，其特征在于，前述無鐵心電樞線圈由一個構(gòu)成，使磁性體或具有N、S極的磁極的永久磁鐵埋入保持無鐵心電樞線圈的線框內(nèi)。
全文摘要
在由無鐵心電樞線圈和整流子構(gòu)成,能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在磁場磁鐵上的扁平電機的電樞中,在前述電樞中設(shè)置由鐵銷等組成的磁性體或者具有N、S極的極性的永久磁鐵,在使電樞的旋轉(zhuǎn)停止時使磁性體或者永久磁鐵位于前述磁場磁鐵的N與S極的邊界線上,使得無鐵心電樞線圈進入起動開始位置。因而?？梢蕴峁┘词故窃谟梢粋€或兩個無鐵心電樞線圈構(gòu)成的電樞的場合,使電樞始動之際的旋轉(zhuǎn)也可以可靠而順利地進行的扁平電機的電樞結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02K23/04GK1254452SQ97182211
公開日2000年5月24日 申請日期1997年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者手冢武壽 申請人:株式會社手京惠須