專利名稱:用電機底座保持架裝配的電機及其裝配方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種微型電機的結構以及一種以高生產(chǎn)率裝配微型電機的方法。更具體地說,本發(fā)明涉及一種可產(chǎn)生人體感知振動的微型電機。這種微型電機用于便攜式電話機中,它通過振動方式通知使用者收到來電。
背景技術:
信息裝置中所使用的電機包括以下構件金屬底座;安裝于金屬底座的軸承、印刷電路板和定子;安裝在定子鐵芯的外壁或內壁上的圓筒形轉子磁體,該磁體面對定子鐵芯。
當電機具有一定尺寸時,這種結構很容易裝配;然而,電機尺寸的縮小會增大裝配難度和降低生產(chǎn)率,因為裝配機或工作人員的指尖無法接近內側,甚至無法靠近電機。
日本專利申請未審定公開第H10-127031號就是針對上述問題。
圖10示出了這種現(xiàn)有技術的電機。
在圖10中,金屬絲板14埋設于由合成樹脂制成的底座24中,以保持絕緣。板14的第一端作為豎板40延伸到底座24的上端之上,第二端作為連接器端子而外露。
這種結構可使卷繞于端子鐵芯20上的繞組18的端子42很容易地連接于豎板40。
然而,電機尺寸的縮小暴露出一個問題,即工作人員難以操作電機的諸構件。例如,一臺對徑尺寸為10毫米的電機使我們難以迅速地操作其各個構件。而且,電機尺寸的縮小要求諸構件之間有更嚴格的配合容差。這就增大了將諸構件裝配入電機的難度。這樣,為縮小電機尺寸,就犧牲了生產(chǎn)率。這一問題的解決方法是迫切需要的。
與另一個部分粘接的一個部分或者一個經(jīng)樹脂熔接的部分,在對其進行固定之前需要等一段時間??s短這段所等的時間也是需要的。
發(fā)明概要本發(fā)明目的在于解決上述問題,提供一種其結構允許實現(xiàn)高生產(chǎn)率的電機及其裝配方法,它解決了諸如處理困難、配合嚴格、粘接或熔接耗時之類的問題。
本發(fā)明的電機底座保持架包括以下構件(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一與該軸承支座同心的、用于安裝一定子的定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、嵌入模制于軸承支座周圍的端子;(b)一由相同于端子的金屬制成的、與電機底座的邊緣部分相連的框架。
本發(fā)明的電機包括以下構件(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一與該軸承支座同心的定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、嵌入模制于軸承支座周圍的端子;電機底座是通過切斷電機底座和電機底座周圍的框架之間的連接橋架而形成的。
(b)一安裝于定子支座的定子;以及(c)一由支承于軸承支座的軸承支承的轉子。
本發(fā)明的另一種電機包括以下構件(a)一具有一定子鐵芯的定子;(b)一電機底座,它具有(b-1)一底座;(b-2)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(b-3)一與該軸承支座同心的定子支座;(b-4)一從定子支座延伸出來的定子固定件;以及(c)一由支承于軸承支座的軸承支承的轉子。
在定子鐵芯插入定子支座后,將一襯套壓配于定子固定件中,從而使定子固定。
本發(fā)明的還有一種電機包括以下構件(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、圍繞軸承支座而設置的端子;(a-5)一延伸到電機底座外側的金屬末端;(b)一安裝于定子支座的定子;(c)一由支承于軸承支座的軸承支承的轉子;以及(d)一蓋住轉子的金屬罩蓋,其端子固定于金屬末端。
上述電機可以通過以下步驟來裝配(a)通過框架將電機底座定位和支承在一給定位置;(b)將定子和轉子裝配于電機底座;以及(c)將電機底座與框架分離。
上述的本發(fā)明可解決尤其微型電機中諸如難以操作電機零件、難以使相應構件配合、粘接或熔接耗時之類的問題。因此,可獲得一種高生產(chǎn)率的電機及其裝配方法。
附圖簡述圖1是表示本發(fā)明第一示例性實施例的電機結構的剖視圖。
圖2A是圖1所示電機的俯視圖。
圖2B是圖1所示電機的側視圖。
圖2C是圖1所示電機的仰視圖。
圖3A是圖1所示電機的電機底座的俯視圖。
圖3B是圖1所示電機的電機底座的側視圖。
圖4是一電機底座保持架的俯視圖。
圖5是圖1所示電機的側視分解圖。
圖6表示本發(fā)明第二示例性實施例的電機底座保持架。
圖7表示本發(fā)明第三示例性實施例的電機底座保持架。
圖8表示本發(fā)明第四示例性實施例的電機底座保持架。
圖9是表示如何將一電機罩蓋固定于本發(fā)明第五示例性實施例的電機底座的局部側視圖。
圖10是表示一傳統(tǒng)電機結構的剖視圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述下面參照附圖來說明本發(fā)明的各個示例性實施例。(示例性實施例1)圖1是表示本發(fā)明第一示例性實施例的電機結構的剖視圖。圖2A是該電機的俯視圖,圖2B是側視圖,圖2C是仰視圖。圖3A是圖1所示電機的電機底座的俯視圖。圖3B是該電機底座的側視圖。圖4是一電機底座保持架的俯視圖。圖5是圖1所示電機的側視分解圖。
在圖1中,電機包括一定子、一轉子和一罩蓋。轉子包括轉子框架1100和安裝于轉子框架1100內壁的環(huán)形磁體1200,它在一根安裝于其中心的軸1400上旋轉。而且,偏心重塊1300安裝于框架1100,從而在電機旋轉時產(chǎn)生振動。
定子2000安裝于電機底座3101,并且底座3101的中心安裝有一軸承,即金屬3200。定子2000包括定子鐵芯2100、電線端接件2200和繞組2300。底座3101的端子3111連接于繞組的端子2310。軸1400用軸頸支承于金屬3200,罩蓋3401蓋住轉子。
如圖2A所示,該第一實施例中所使用的電機的外觀表示出在多邊形電機底座3101上的圓形罩蓋3401。如圖2B所示,罩蓋3401具有一些延伸到底座3101的突起3411和3421。有些突起延伸到與底座3101的下端一樣深,其它一些突起與從底座3101的側面延伸出來的金屬末端3121相連接。在底座3101的底面上暴露出六個端子3111,如圖2C所示。這些暴露的端子可以與電機通過回流焊接所安裝的一裝置(例如便攜式電話機)的底板(未圖示)相連接。這種連接允許端子3111將電流從裝置底板帶到定子繞組,從而使轉子旋轉。而后,重塊1300產(chǎn)生振動而使裝置振動,這樣便通知裝置的使用者收到來電。
下面詳細描述本發(fā)明的電機的電機底座。
如圖3B所示,電機底座3101由樹脂模制而成,它包括基本為平的底座3131、從底座3131中心豎直突出而用于支承軸承的軸承支座3141、以及與軸承支座同心而用于安裝定子的定子支座3151。如圖3A所示,在底座3131上,圍繞軸承支座3141設置有六個端子3111。這些端子3111由金屬板制成并嵌入模制于底座3131中。端子3111的上表面與定子的繞組端子相連接,其下表面通過回流焊接而與裝置底板相連接。
以上詳細描述的電機底座是一完整電機的一部分;然而,本發(fā)明最好是在裝配電機時,在外側具有一金屬框架的電機底座上進行操作,更具體地說,在底座3101外側加有金屬框架4101的電機底座3101形成電機底座保持架4001,如圖4所示。
下面詳細描述電機底座保持架4001。
金屬框架4101呈矩形,其中心部分挖去,類似一畫框。電機底座3101設置在保持架4001的中心??蚣?101有六個橋架4201,它們圍繞底座3101以基本相同的間隔布置。這樣,框架4101便圍繞并保持住底座3101。底座3101在虛線所示的穿孔4211處與框架4101分離。穿過框架4101沖有六個圓孔4301,用于使保持架4001定位。
下面參照圖5來說明用保持架4001裝配電機的過程。
第一步,使圓孔4301與定位銷7101相配合,從而將保持架4001設置在一裝配機上。
第二步,將金屬3200、也就是軸承配合于電機底座的軸承支座3141中。
第三步,將定子2000插入定子支座3151。
然后,將襯套3300壓配于定子固定件3161中。在該實施例中,定子支座3151的外徑與定子固定件3161的相同。襯套3300和定子固定件3161制造成彼此緊配合。這樣,只需將襯套3300壓配于定子固定件3161中,便可將定子2000固定于定子支座。
之后,將定子繞組的端子焊接于電機底座的端子。在這種場合可使用電阻焊機。
另一方面,轉子已裝配好,如圖5所示,并被輸送到電機底座保持架4001與定子2000的裝配體。電機裝配機夾住轉子框架1100,并通過使金屬3200定心而插入軸1400。
而后,用杯形罩蓋3401蓋住轉子。此時,從罩蓋3401的端部延伸出來的突起3411和3421定位于電機底座上的相應位置。
突起3421通過焊接固定于從電機底座上突出的金屬末端3121,如圖2B所示。在這種場合可使用激光焊機。
最后,如圖4所示,在穿孔4211處將底座3101從框架4101上切下。
在檢驗和包裝后,將這樣裝配的電機運往市場。同時,進行如下的性能檢驗切斷電機底座的端子和橋架之間的電導通,或將橋架保持為一共用的接地端子,然后可對保持在金屬框架上的電機進行檢驗。
該第一實施例的電機使用與金屬框架4101相連的電機底座保持架4001,該金屬框架由與端子3111相同的材料制成,并且保持架4001設置在電機底座3101的外側。由一片金屬板沖壓而成的框架4101與端子3111一起使底座3101相對于裝配機定位。相對于框架4101的圓孔4301而進行往底座3101中的嵌入模制,因而底座3101的定位可以比傳統(tǒng)方法精確得多,該傳統(tǒng)方法是將定位基準設置在一樹脂制成的電機底座上的。這樣,本發(fā)明的方法可適用于要求精確配合容差的微型電機,并能以較高的生產(chǎn)率來實現(xiàn)微型電機的裝配。
在該第一實施例的電機中,底座3101與底座保持架4001一起定位,并由橋架4201支承。軸承支座3141從底座的中心豎直突出,并且金屬3200安裝于軸承支座3141,因此,金屬3200也以一定距離從底座3101突出。支承底座3101的橋架4201受橫向力而彈性變形。當軸1400插入金屬3200時,該結構在它們之間產(chǎn)生定心作用。這種定心作用有助于微型電機的高生產(chǎn)率裝配。
該第一實施例的電機是一臺對徑尺寸為10毫米的微型扁平電機。電機軸的對徑尺寸為0.8毫米,軸與金屬(軸承)之間的間隙最大為幾微米。不僅是這些構件,其它的構件也要求這樣的精度。自動機器將這些構件高速地裝配入一微型電機。這種超微型電機的高速裝配正是依賴于本發(fā)明的裝配方法,因為它可實現(xiàn)對構件的快速操作、高精度的定位以及自動定心作用。
在該第一實施例中,橋架4201與畫框式框架4101之間設置有補片4401。該補片4401的作用如下由金屬板制成的端子3111是設置在電機的底面上,以便通過回流焊接將裝置的底板與電機焊接起來。然而,金屬板應被絕緣,并保持住,因而金屬板必須嵌入模制于底座3101的樹脂中。因此,金屬板必然要制成階梯狀。在這種情況下,補片4401可使金屬板中殘留的應力較小,從而使端子和金屬框架周圍的部分不致發(fā)生不正常的變形。
在該第一實施例中,圍繞底座3101設置有多個穿孔4211,框架4101在穿孔4211處與底座3101分離,更具體地說,這些穿孔是以等間隔圍繞底座3101而設置。這種結構分防止底座3101受到不平衡的支承,因此,當作用一豎直的外力時,它可以將移動引導于豎直方向上。這不會降低用于裝配的定位精度。當有一徑向外力作用于金屬3200時,它可在所有方向上造成均勻的彈性變形。這不會不利地影響定心作用。因此,能以較高的生產(chǎn)率裝配超微型電機。
在底座3101的中心線的兩側設置有多個穿孔,以便于獲得上述的效果。如在第三實施例中將要討論的,穿孔由于某些原因無法在所有方向上都均勻布置;但穿孔最好仍舊圍繞電機底座布置成相對于一個點而對稱。
如圖1和圖5所示,將定子鐵芯2100插入定子支座3151,然后將襯套3300壓配于定子固定件3161中,從而使定子2200固定于定子支座3151。由于只需壓配襯套3300便可固定定子2000,因而可省去粘接或焊接定子后的等候時間。因此,可縮短總的裝配時間。
從罩蓋3401的邊緣延伸出來的突起3421固定于從底座3101延伸出來的金屬末端3121。這種結構、也就是金屬之間的連接可在單位面積上產(chǎn)生一強大的接合力。這樣,便可用一較小的面積來實現(xiàn)接合,這對于超微型電機來說是有利的。上述結構還可使罩蓋3401的邊緣與金屬末端3121電氣連接。因此,在金屬末端3121電氣連接于端子3111的同時,金屬末端3121接地到裝置,從而屏蔽由電機所產(chǎn)生的電磁噪聲。
在該第一實施例中,突起3421焊接于金屬末端3121,因而焊接的凝固時間比樹脂的短。因此,可縮短電機的總裝配時間。其突出到電機外部的量比在第五實施例中所討論的接合變形固定方法的要小。這樣,與第五實施例相比,第一實施例更有利于縮小電機尺寸。(示例性實施例2)圖6示出了本發(fā)明第二示例性實施例的電機底座保持架。
在圖6中,電機底座保持架4002的矩形金屬框架4102由圖4所示、第一實施例中所使用的金屬框架連接而成。金屬框架4102包括四個電機底座3101。每個底座3101有六個橋架4202,它們以基本相同的間隔沿徑向布置。在框架4102上總共設有18個用于定位的圓孔4302。
在該第二實施例中,多個電機底座連接成一矩形。由于該保持架保持多個電機底座,因而與保持單個底座相比可實現(xiàn)更好的操作,并可更方便地對超微型電機進行操作。由于保持架所保持的電機底座的數(shù)量更多,每一步的定位時間以及裝配時間減少。在該第二實施例中,對一個含幾個電機底座或最多不超過20個電機底座的矩形進行操作,也就是說,只要該矩形保持成一塊板狀而非環(huán)狀即可,以使在儲存中不會有彎曲應力作用于該矩形尺寸。因此,電機底座不會發(fā)生蠕變變形。這不同于下面所討論的第三實施例,因為該第三實施例所針對的是帶狀保持架。(示例性實施例3)圖7示出了本發(fā)明第三示例性實施例的電機底座保持架。
電機底座保持架4003的金屬框架4103延伸較長而形成一條帶子??蚣?103含有許多電機底座3101。每個底座3101有四個橋架4203(每側兩個),這不同于第二實施例。底座3101通過橋架4203在帶子寬度方向上的兩側連接于框架4103。框架4103上連續(xù)地設置有用于定位的圓孔4303。
在該第三實施例中,如上面所討論的,多個電機底座的邊緣由金屬框架連接,從而形成一帶子。這種結構允許電機底座依次隨金屬框架一起傳輸,使電機可以連續(xù)地裝配。這樣,該結構可簡化傳輸機構,使裝配設備可以較為緊湊和便宜。因此,能以較高的生產(chǎn)率制造較便宜的電機。
該第三實施例的保持架中的相鄰電機底座沿帶子的縱向方向隔開。當帶狀保持架卷繞于一卷筒上時,插入模制的電機底座不會有彎曲應力。這樣,在電機底座的儲存過程中,可防止在樹脂上發(fā)生蠕變,樹脂模制產(chǎn)品的形狀精度不會下降。
每一側上的橋架的數(shù)量最好不會超過三個。如果每一側設置多于兩個的橋架,則在金屬框架卷繞起來時容易在電機底座中產(chǎn)生彎曲應力。(示例性實施例4)圖8示出了本發(fā)明第四示例性實施例的電機底座保持架。
電機底座保持架4004的金屬框架4104彼此連接而形成一條帶子。但是,并不是將第一實施例中所使用的金屬框架沿縱向方向連接,而是將金屬框架與形成帶子兩側的部分(這些部分可以是金屬框架4104的一部分)連接。與第一實施例一樣,每個底座3101有六個橋架4204,它們均勻地支承住底座。
由該保持架保持的電機底座沿縱向方向隔開。這樣,可防止樹脂制的電機底座在儲存過程中產(chǎn)生蠕變,樹脂制產(chǎn)品的形狀精度不致下降。而且,每個電機底座在其周邊受均勻支承,因而可在所有方向上獲得均勻的定心作用。(示例性實施例5)圖9是表示如何將一電機罩蓋固定于本發(fā)明第五示例性實施例的電機底座的局部側視圖。
在圖9中,從罩蓋3402的端部延伸出來的突起3422的末端沿徑向方向朝外延伸。從電機底座延伸出來的金屬末端3122翻折過來而夾住突起3422。
在該第五實施例中,罩蓋的端部和電機底座的金屬末端接合并變形,從而彼此固定。金屬很容易柔性變形,并在變形后保持強度。因此,金屬能以較小的面積來接合,這對于超微型電機來說是有利的。利用這種接合變形的固定方式不需要固化前時間,而熱樹脂接合要求等一段時間用于固化。因此,可以縮短電機的裝配時間。
以上說明了本發(fā)明的幾個示例性實施例;然而,本發(fā)明并不局限于這些實施例,在本發(fā)明的范圍內可以有各種不同的應用。如這些實施例中所討論的,本發(fā)明對于超微型電機是有利的;但是,它也可適用于各種不同的電機。用于定位的圓孔是設置在金屬框架的兩側;但是,這些圓孔可以設置在一側。
如上面所討論的,本發(fā)明解決了操作電機困難、使電機構件配合困難、接合耗時等問題,提供一種允許實現(xiàn)高生產(chǎn)率的電機及其裝配方法。
工業(yè)實用性本發(fā)明提供了一種能很好地適用于微型電機的結構以及一種以較高生產(chǎn)率裝配該電機的方法。本發(fā)明的電機包括一電機底座保持架,它具有(a)一底座;(b)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(c)一與該軸承支座同心的、用于安裝一定子的定子支座;(d)一由金屬板制成的電機底座,它圍繞軸承支座嵌入模制有一端子;(e)一由相同于端子的金屬制成的、連接于電機底座邊緣的框架。本發(fā)明還提供了一種裝配該電機的方法。本發(fā)明可很好地適用于超微型電機,用于產(chǎn)生振動而通知使用者收到來電。這種電機例如可使用于便攜式電話機中。
權利要求
1.一種電機底座保持架,包括(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從所述底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一與所述軸承支座同心的、用于安裝一定子的定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、嵌入模制于所述軸承支座周圍的端子;(b)一由相同于端子的金屬制成的、與所述電機底座的邊緣相連的框架。
2.如權利要求1所述的電機底座保持架,其特征在于,多個所述電機底座彼此連接。
3.如權利要求1所述的電機底座保持架,其特征在于,多個所述電機底座彼此連接而形成一帶子形狀。
4.如權利要求3所述的電機底座保持架,其特征在于,多個所述電機底座沿所述帶子形狀寬度方向連接于所述框架,并且相鄰的所述電機底座沿縱向方向隔開。
5.一種電機,包括(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從所述底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一與所述軸承支座同心的定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、嵌入模制于所述軸承支座周圍的端子;其中,所述電機底座是通過切斷所述電機底座和所述電機底座周圍的框架之間的連接橋架而形成的,(b)一安裝于定子支座的定子;以及(c)一由支承于所述軸承支座的所述軸承支承的轉子。
6.一種電機,包括(a)一具有一定子鐵芯的定子;(b)一電機底座,它具有(b-1)一底座;(b-2)一從所述底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(b-3)一與所述軸承支座同心的定子支座;(b-4)一從定子支座延伸出來的定子固定件;以及(c)一由支承于所述軸承支座的所述軸承支承的轉子。其中,在定子鐵芯插入所述定子支座后,一襯套壓配于所述定子固定件中,從而使定子固定。
7.一種電機,包括(a)一電機底座,它具有(a-1)一底座;(a-2)一從所述底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(a-3)一定子支座;(a-4)一由金屬板制成的、圍繞所述軸承支座而設置的端子;(a-5)一延伸到所述電機底座外側的金屬末端;(b)一安裝于所述定子支座的定子;(c)一由支承于所述軸承支座的所述軸承支承的轉子;以及(d)一蓋住所述轉子的金屬罩蓋,其端部固定于所述金屬末端。
8.如權利要求7所述的電機,其特征在于,所述金屬罩蓋的端部通過焊接固定于所述金屬末端。
9.如權利要求7所述的電機,其特征在于,所述金屬罩蓋的端部通過與所述金屬末端接合并使其變形而固定與所述金屬末端。
10.一種用一電機底座保持架來裝配電機的方法,其中該電機底座保持架包括(a)一底座;(b)一從所述底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(c)一與所述軸承支座同心的、用于安裝一定子的定子支座;(d)一電機底座,它具有一由金屬板制成并嵌入模制于軸承支座周圍的端子;以及(e)一由相同于定子的金屬制成的、與所述電機底座的邊緣連接的框架;其中,所述方法包括以下步驟通過框架將電機底座定位和支承在一給定位置;將所述電機的定子和轉子裝配于電機底座;以及將電機底座與框架分離。
11.如權利要求10所述的電機裝配方法,其特征在于,所述電機底座保持架使用多個彼此連接的電機底座。
12.如權利要求10所述的電機裝配方法,其特征在于,所述電機底座保持架使用多個彼此連接而形成一帶子形狀的電機底座。
13.如權利要求5所述的電機,其特征在于,所述橋架分散地圍繞所述電機底座設置,并設置在所述框架與所述電機底座之間。
全文摘要
一種電機底座保持架,它包括(a)一底座;(b)一從該底座豎直突出而用于支承一軸承的軸承支座;(c)一與該軸承支座同心的、用于安裝一定子的定子支座;(d)一電機底座,它具有由金屬板制成的、圍繞軸承支座而嵌入模制的端子;以及(e)一由相同于端子的金屬制成的、連接于電機底座邊緣的框架。這種結構可解決微型電機的諸如電機難以操作、使構件彼此配合困難、以及接合作用耗時之類的問題。一種裝配該電機的方法可實現(xiàn)較高的生產(chǎn)率。
文檔編號H02K15/16GK1408138SQ00816758
公開日2003年4月2日 申請日期2000年10月2日 優(yōu)先權日1999年12月10日
發(fā)明者吉田茂, 福岡公道, 久山浩二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社