专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动机，特别涉及一种具有一个线圈的电枢结构的扁平电动机。
背景技术：
作为应用于便携式电话等的振动源，已知有偏平型的无铁芯振动电动机。其结构包括固定在箱体底部圆盘上的磁铁；配置在该磁铁的对面，可自由旋转的电枢；以及配置为供电枢支承用的轴。电枢配置有二个或三个线圈，且与树脂框体一体成形。另外，电枢具有与各线圈一起旋转的换向器，换向器通过与自箱体下部延伸的二个电极电刷接触来使各线圈的磁极交替切换，每次在磁铁之间产生吸引力和排斥力，由此使电枢旋转。特别在振动电动机中使电枢自身大大地偏心，由此在大的离心力作用下旋转，因而发生强振动。另有一种具有一个线圈的扁平电动机，其电枢中设置有磁性体，当使电枢的旋转停止时，磁性体位于磁铁的N极与S极之间的边界，线圈位于可起动位置上。但是，设置于电枢的磁性体除了位于磁铁的N极与S极之间的边界以外，有时还会停止在N极和S极磁极的中间。在该状态下，磁铁的磁极与线圈重叠，线圈在其磁极从相邻的两个磁极受到均衡的吸引力或排斥力作用而无法起动。为了说明该问题，考虑电枢的线圈与磁性体所构成的夹角为45度的情况。如图5所示，在设置于电枢中的磁性体11停止于磁铁的N极与S极之间的边界的情况下，线圈位于N极与S极之间的边界。当线圈流通电流时，在受到来自双方磁极的吸引力和排斥力作用下电枢进行旋转。另一方面，如图6所示，在设置于电枢中的磁性体11停止于磁铁N极中央的情况下，线圈位于磁铁的磁极中央。因此，当电流流入时，线圈从所邻接的两者磁极受到吸引力或排斥力而无法旋转，电动机不会起动。电枢的换向器通常配置于磁铁侧，在图5以及图6中，为了便于说明，而将其图示于电枢侧。
发明内容因此，本实用新型目的在于提供一种可靠性高的电动机，该电动机在由一个线圈构成电枢的情况下，电枢可以可靠且平滑地起动旋转。本实用新型提出的电动机，包括上部箱体和下部箱体、垂直安装在上下部箱体中的轴、安装在下部箱体内侧，以均等的角度磁化为多极的平板状磁铁、以及与所述磁铁对置，被轴支承能够旋转的电枢；所述的电枢通过树脂一体成型有线圈和与线圈相连接的换向器，所述线圈的中心角与所述磁铁各磁化区域的中心角相等，在所述电枢中还设置有磁性体,所述磁性体的中央相对于所述线圈中心线的角度配置在满足公式(9 Xn)+ (0.25X 0 )或(0 Xn)- (0. 25X 0 )的位置上，其中0为所述磁铁各磁化区域的中心角，n为整数。所述的磁性体与电枢的旋转方向的切线平行设置。所述的磁性体采用圆棒、平板状片，或方形棒结构。根据本实用新型，即使磁性体位于磁铁的各磁化区域边界或磁铁的各磁化区域中央任一方的情况下，线圈也在与磁铁所相邻的SN磁极对抗作用下停止下来。即，产生旋转力的绕线部分不会停止在各磁极的中央，因此，线圈能够获得充分的电磁力，从而能够使电枢的旋转平顺地起动。另外，在由一个线圈构成电枢的情况下，电枢也能够可靠地旋转且平顺地起动，且能够实现扁平电动机的进一步小型化和轻量化，进而能够降低制造成本和部件成本。
以下，根据附图对本实用新型的结构进行说明，其中图I是本实用新型一实施方式的侧面剖视图；图2是本实用新型电枢结构的示意图；图3是本实用新型电枢起动原理示意图；图4是本实用新型电枢起动原理示意图；图5是现有电枢起动时的示意图；图6是现有电枢起动时的示意图。
具体实施方式
本实用新型提出的的电动机为扁平形状，容纳在上部箱体2A和下部箱体2B形成的空间内。在下部箱体2B的内侧固定有平板状的磁铁3。磁铁3的形状为大致圆盘形(准确地说，缺少中央部的圆环形板状)，并被划分磁化为多极。因此，利用被分割磁化的一个磁化区域，形成包括N极和S极的一块磁铁。在本实施方式中，将圆盘四等分，形成N极和S极交替排列的四极磁化磁铁。也可以使用磁化为其它极数(例如6极、8极)的磁铁。在上部箱体2A的中心部和下部箱体2B的中心部固定有轴5。轴5的端部可以在上部箱体2A以及下部箱体2B之间贯通，也可以采用不使其端部贯通的方式，轴5不露出。在轴承7中安装有由树脂一体成形的电枢4。因此。电枢4经由轴承7以及轴5，能够相对旋转地安装在上部箱体2A和下部箱体2B内。在电枢4的树脂框体上，一体成形有线圈6和与线圈6相连接的换向器8。在下部箱体2B内安装有磁铁3和电源供给端子10。在电源供给端子10中安装有二个电刷9，电刷9从磁铁内径开始延伸。电源供给端子10的另一端是向电动机供给的直流电源端子(图中未示)。电刷9与换向器8相接触。通过电刷9与换向器8的接触，向线圈6供给电流。并且，通过电枢4旋转，使换向器8与电刷9接触的接触点移动，使线圈6的极性切换。每次切换线圈6的极性时，在线圈6与磁铁3之间都产生吸引力和排斥力，因而电枢4持续旋转。图2表示本实用新型电枢结构图。如上所述，电枢4与线圈6 —体树脂成形。进而，在电枢的背面侧具有以轴承7为中心而被分割为四极的换向器8。S卩，电枢4配置有一个线圈6、轴承7以及换向器8，并使这些部件一体地树脂成形。此外，电枢4所形成的扇形中心角度也可以大于180度。[0026]在电枢4的中心设置有具有四极电极的换向器8。在换向器8的中心一体成形有轴承7。另外。在换向器8的四个电极中，所对置的二个电极连接到电气电路上，一个电极与线圈6的一个终端相连接，其余一个与线圈6的另一个终端相连接。在本实用新型的该实施方式中，在电枢4上具有以约90度的角度安置的线圈6，但线圈的形状并不局限于此。将线圈6安置为大约90度的角度，以便于相应地使磁铁3被四极磁化(I极90度)。即，线圈的安置角度是磁铁3被分割磁化的一个磁化区域的角度。例如，在磁铁3被磁化为六极的情况下，优选为线圈形成为呈约60度安置的形状。此外，换向器8也基于线圈6的安置角度而使其电极被分割。另外，内置于电枢4内的磁性体11为圆棒，且与电枢的旋转的切线方向(或逆转方向)大致平行地配置。此外，磁性体11并不局限于圆棒，可以是平板状的小片，也可以是截面为长方形的方形棒。通过使磁性体11沿着旋转方向大致平行地设置，容易在磁性体11的两端形成N极和S极。在本实用新型中，电枢4停止时，磁性体11需要提供可靠的磁力，强制使电枢4位于预定位置。也就是说，需要提供不妨碍电枢4起动那样程度的磁力。·[0029]在图3中，将磁性体11配置为使其中央(中心线21)从线圈6的中心线22偏离202. 5度位置处能够增大磁性体的效力。也能够配置为偏离112. 5度位置处，这样设置也能够增大磁性体的效力。实验证明，还可以将磁性体11配置为使其中央位于从线圈6的中心线22偏移157. 5 度和 247. 5 度。即，在适用本实用新型偏平电动机的电枢4中，当将磁铁3的各磁化区域的中心角设为9时，只要从线圈中心线22到磁性体中心21的角度位于满足公式(0 Xn) +(0. 25X 0 )或(0 Xn) — (0. 25X 0 )的位置即可，n为整数。下面，对本实用新型提出的偏平电动机的旋转原理进行说明。如图I所示，二个电刷9从下部箱体2B伸出，设置于电枢4上的换向器8的各电极与设置于其前端部的接触部相接触。二个电刷9随着电枢4的旋转而在换向器8的电极上滑动。换向器8的电极切换角度为90度。图3示出了电枢4停止时的状态。在图3所示的状态下，线圈6的大部分重叠在磁铁3的S极上，一部分重叠在磁铁3的N极上。在该状态下向偏平电动机供给电源时，经由电刷9和换向器8的电极向线圈6流入电流，在线圈6产生磁场。此时，当线圈6的发生磁极为S极时，线圈6从其正下方的磁铁3的S极受到排斥力作用，并从附近的磁铁3的N极受到吸引力作用，而使该线圈6获得旋转力(顺时针方向)，电枢4进行旋转起动。换向器8本来配置在电枢4的背侧0 兹铁3侧)，但是，在图3以及图4中为了便于说明，而将换向器8图示在电枢4侧。当电枢4旋转时，换向器8相邻的电极与电刷9接触，因而向线圈6沿着与图3所示的状态相反方向流入电流。因此，在线圈6产生逆反的极性(N极)，而与面对的磁铁3的N极相互排斥，并从附近的磁铁3的S极获得吸引力，电枢4受到了相同方向的旋转力而持
续旋转。在使电枢4向反方向(逆时针)旋转的情况下，改变供给直流电源的极性，或切换线圈6的终端连接位置。图3和图4是表示图2所示电枢4的旋转原理的起动时的示意图。图3表示设置于电枢4中的磁性体11停止在磁铁3的N极与S极之间边界的状态，图4表示设置于电枢4的磁性体11停止于磁铁3的N极中央的状态。在使电枢4沿磁铁3上面顺时针(或逆时针)旋转后，当截断向电枢4的线圈6供给的电源时，如图3所示，对于具有如上所述的结构的电枢4，在磁性体11的长度方向中央位于磁铁3的N极与S极的边界线21上的状态下停止。这是因为，当磁性体11位于磁铁3的N极与S极的边界线21上时，磁性体11的长度方向的一端受磁铁3的影响而被磁化为S极，另一端被磁化为N极，因而，磁性体11与磁铁3相互吸引，并克服电枢4的自由旋转而处于停止于其位置的稳定状态下。在设置于电枢4的磁性体11停止于磁铁3的N极与S极之间的边界的情况下，线圈6的中心线位于从磁铁3的N极中央或S极中央偏离大约22. 5度的点上。此时，用于产生线圈6旋转力的绕线部在与磁铁3的S极和N极对抗中停止下来。因此，在向线圈6流入电流时，足以致使电枢4旋转的充分电磁力施加到线圈6上，使电枢4进行起动。·另外，在使电枢4在磁铁3上向顺时针(或逆时针)旋转后，当截断向电枢4的线圈6供给的电源时，如图4所示，本实施方式的电枢4，在磁性体11的长度方向中央位于磁铁3的S极(或N极)的中间状态下停止下来。这是因为，在来自相邻的两个两磁极边界的牵引力取得均衡作用下，利用磁性体11停止在磁极N中央的现象，处于克服电枢4的自由旋转而停止于其位置的状态下。在设置于电枢4中的磁性体11停止于磁铁3的N极(或S极冲央的情况下，线圈6的中心线位于从磁铁3的N极中央或S极中央偏离约22. 5度的点上。此时，用于产生线圈6旋转力的绕线部在磁铁3的S极与N极对抗中停止。因此，当向线圈6流入电流时，用于致使电枢4旋转的充分电磁力施加于线圈6上，使电枢4进行起动。即，在本实施方式的偏平电动机中，即使在磁性体11的作用下电枢4停止在任何位置，用于产生线圈6旋转力的绕线部分的中心也停止在从磁铁3的S极中央或N极中央偏离大约22. 5度的点上。该偏离22. 5度的位置是磁铁3的S极(或N极)中央；以及S极与N极之间的边界部中间点。此外，本实施方式示出的22. 5度相当于磁铁3的一个磁化区域的中心角(90度)的1/4 ( X0. 25)。即，22. 5度是磁铁3的与一个磁化区域中央与所相邻的磁化区域之间的边界构成的夹角的一半。如果将磁性体11配置在线圈6的中心线位置加上或减去该一半角度而获得的位置上，在磁性体11停止于磁铁3的N极与S极的边界的情况下，以及在磁性体11停止于磁铁3的N极(或S极)中央的情况下，获得均等的电磁力，能够实现电枢4的平滑起动。该22. 5度是基于本实用新型提出的最适角度值，但是，即使该角度稍微(数度)偏移，只要在上述二种停止状态下处于能够致使电枢4起动的范围内即可。例如，在磁性体11停止于磁铁3的N极与S极之间的边界的情况下，如果从线圈6的中心线到磁铁3的N极(或S极)中央的角度为15度，则在磁性体11停止于磁铁3的N极(或S极)中央的情况下，线圈6的中心线从磁铁3的N极(或S极)的中央偏离30度。在该情况下也不影响电枢4的起动。因此，在本实施方式的偏平电动机中，即使在上述任一种情况下，线圈6的中心线也不位于磁铁3的N极(或S极)中央，因此，能够获得可致使电枢4起动的充分电磁力，并能够使电枢4的起动变平顺。以上，使用分割磁化为四极的磁铁对偏平电动机进行了说明，但本实用新型也能够适用于使用了磁化为六极的磁铁的偏平电动机。即，在磁化为六极的磁铁中，一个磁化区域的中心角为60度。此时，为了在任一停止位置也能够获得致使电枢起动的充分电磁力，使线圈的中心线停止在磁铁的S极(或N极)中央；S极与N极之间的边界部中间。因此，只要将磁性体的中央配置到相对于线圈中心线而言,偏离75度(S卩，将磁铁的磁化区域中心角度(6 0度)加上相当于该中心角60度的1/4的15度而得到75度)的位置上；以及偏离45度(S卩，将该中心角60度减去相当于该角度的1/4的15度而得到45度)的位置上，进一步说，只要配置在满足公式(9 Xn)+ (0.25X 0 )或(0 Xn-O. 25X 0 )表示的位置上即可，其中n为整数。同样，本实用新型也能够适用于使用了磁化为八极的磁铁的偏平电动机。S卩，在磁化为八极的磁铁中，一个磁化区域的中心角为45度。为此，只要将磁性体的中央配置到相对线圈中心线而言，偏离56. 25度(S卩，将磁铁的磁化区域中心角度(45度)加上相当于该45度的1/4的11. 25度而得到56. 25度)的位置，以及偏离33. 75 (即，将该中心角(45度)减去相当于该中心角的1/4的11. 25度而得到33. 75度)的位置上，也就是说只要将其配置在满足公式(0 Xn)+ (0.25X 0 )或(0 Xn)- (0.25X 0 )表示的位置即可，其中n为整数。如上所述，本实用新型除了使用了磁化为四极的磁铁的偏平电动机以外，还能够适用于使用了磁化为其它极数(例如6极、8极等)的磁铁的偏平电动机。
权利要求1.一种电动机，包括上部箱体和下部箱体、垂直安装在上下部箱体中的轴、安装在下部箱体内侧，以均等的角度磁化为多极的平板状磁铁、以及与所述磁铁对置，被轴支承能够旋转的电枢，所述的电枢通过树脂一体成型有线圈和与线圈相连接的换向器，其特征在于在所述电枢中还设置有磁性体，所述磁性体的中央相对于所述线圈中心线的角度配置在满足公式(0 Xn)+ (0. 25X 0 )或(0 Xn)- (0. 25X 0 )的位置上，其中0为所述磁铁各磁化区域的中心角，n为整数。
2.根据权利要求I所述的电动机，其特征在于所述磁铁被磁化为四极，所述磁性体中央配置在相对于所述线圈中心线而言的角度为112. 5度和202. 5度当中的至少一个位置上。
3.根据权利要求I所述的电动机，其特征在于所述磁铁被磁化为六极，所述磁性体中央配置在相对于所述线圈中心线而言的角度为45度和75度当中的至少一个位置上。
4.根据权利要求I所述的电动机，其特征在于所述磁铁被磁化为八极，所述磁性体中央配置在相对于所述线圈中心线而言的角度为56. 25度和33. 75度当中的至少一个位置上。
5.根据权利要求I所述的电动机，其特征在于所述的磁性体与电枢的旋转方向的切线平行设置。
6.根据权利要求I所述的电动机，其特征在于所述的磁性体采用圆棒、平板状片，或方形棒结构。
专利摘要本实用新型公开一种电动机，包括上部箱体和下部箱体、垂直安装在上下部箱体中的轴、安装在下部箱体内侧，以均等的角度磁化为多极的平板状磁铁、以及与所述磁铁对置，被轴支承能够旋转的电枢；其中所述的电枢通过树脂一体成型有线圈和与线圈相连接的换向器，所述线圈的中心角与所述磁铁各磁化区域的中心角相等，在所述电枢中还设置有磁性体，所述磁性体的中央相对于所述线圈中心线的角度配置在满足公式(θ×n)+(0．25×θ)或(θ×n)-(0．25×θ)的位置上，其中θ为所述磁铁各磁化区域的中心角，n为整数。本实用新型能够可靠地旋转且平顺地起动。
文档编号H02K23/04GK202503417SQ20122008738
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者西川千晓 申请人:西川千晓, 邦友国际香港有限公司