CN101960697B - 无刷马达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无刷马达，由于通过将空芯线圈的空芯部装配到形成在线圈板中的凸部，所以该无刷马达允许空芯线圈容易地得以定位并便于线圈的快速组装。而且，由于对线圈的定位无需夹具，所以可稳定地实现线圈的位置精度，由此提高了线圈的位置精度。此外，尽管因线圈的尺寸减小而使得线圈的定位变得困难，但本发明能够容易地应对线圈的薄型化和小型化，即，能够容易地应对马达的薄型化和小型化。另外，还可通过使电路板和线圈板相互并排地设置来实现马达的薄型化和小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种无刷马达，所述无刷马达埋置并应用于便携式信息终端装置中，所述便携式信息终端装置如移动电话、AV设备、娱乐装置、按摩装置、风扇马达等。
背景技术
本领域中的现有技术包括日本未经审查的专利公开文献No.2005-137036。该公开文献中披露的无刷马达包括设置在板状托架上的电路板，设置在该电路板上的两个空芯线圈以及设置在所述空芯线圈的空芯部中的磁性片。
发明内容
待解决的问题
然而，上述的传统无刷马达具有以下问题。即，由于线圈设置在电路板上，所以当设置线圈时必须通过夹具来实施线圈的定位。这样用夹具来定位线圈，夹具形状的不规则性以及由夹具保持的线圈形状的不规则性具有累积效应，因而使得线圈的位置可能容易出现误差。而且，线圈位置的任何误差会导致磁体与线圈之间的位置关系发生偏离，从而出现马达的输出转矩有所减小的问题。尤其是，如果马达被薄型化及小型化，这种误差具有显著影响。
本发明的目的是提供一种能够改进线圈的位置精度的无刷马达。
解决问题的手段
根据本发明，提供了一种包括转子和定子的无刷马达，所述转子和所述定子容置在包括基部的壳体内，所述无刷马达包括：电路板，所述电路板被设置在所述基部上并包括被固定在所述电路板上用于检测所述转子的旋转位置的旋转位置检测器；磁体，所述磁体被设置成与所述旋转位置检测器相对并被固定到所述转子；空芯线圈，所述空芯线圈包括空芯部，所述空芯部形成于所述空芯线圈的中央并被设置成与所述磁体相对；以及线圈板，所述线圈板包括凸部，所述凸部被装配到所述空芯线圈的空芯部并形成于所述线圈板的上表面上，以便对空芯线圈进行定位和设置，并且所述线圈板与所述电路板并排地设置在所述基部上。
根据本发明的一种方案，提供了一种包括转子和定子的无刷马达，所述转子和所述定子容置在包括基部的壳体内。该无刷马达包括：电路板，所述电路板被设置在所述基部上并包括被固定在所述电路板上用于检测所述转子的旋转位置的旋转位置检测器；磁体，所述磁体被设置成与所述旋转位置检测器相对并被固定到所述转子；空芯线圈，所述空芯线圈包括空芯部，所述空芯部形成于所述空芯线圈的中央并被设置成与所述磁体相对；以及线圈板，所述线圈板包括凸部，所述凸部被装配到所述空芯线圈的空芯部并形成于所述线圈板的上表面上用以对所述空芯线圈进行定位和设置，并且所述线圈板与所述电路板并排地设置在所述基部上。其中，在所述基部的侧壁中形成有用于沿所述轴的径向插入所述电路板的切口部，在所述线圈板上形成有装配凹部和爪部，从所述切口部插入的所述电路板被装配到所述装配凹部中，所述爪部朝向所述装配凹部突出并保持所述电路板。
根据本发明的无刷马达，由于空芯线圈的空芯部被装配至凸部以便对空芯线圈进行定位，所以能够容易且可靠地实施定位并便于线圈的快速组装工作。此外，由于对线圈的定位无需夹具，所以可稳定地实现线圈的位置精度，由此提高线圈的位置精度。而且，尽管因线圈的尺寸减小而使得线圈的定位变得困难，但本发明能够容易地应对线圈的薄型化和小型化，即，能够容易地应对马达的薄型化和小型化。另外，还可通过使电路板和线圈板相互并排地设置来实现马达的薄型化和小型化。
在这种情况下，由于线圈板与电路板并排设置，所以磁性体、线圈以及电路板不必叠置，由此便于马达的薄型化。而且，由于磁性体设置在两个空芯线圈之间，所以可任意地选择磁性体的尺寸，与设置在线圈的空芯部中的磁性体相比，本发明的磁性体可具有更大的尺寸，并可通过与磁体协作而可靠地控制转子的静止位置。另外，由于线圈和磁性体被固定到线圈板，所以可通过线圈板精确地确定线圈与磁性体之间的位置关系，并可通过使转子准确地停止在线圈与磁体之间受到激振力作用的位置而可靠地起动该转子。
在这种情况下，支撑转子的是线圈板的座部，而非由金属制成的构件，所以不必在转子与定子之间的滑动部设置由树脂制成的垫圈，由此使得马达的厚度能够减少达垫圈的厚度。而且，在组装马达时无需垫圈的组装作业，因而便于马达的快速组装。
根据这种构造，当沿轴的径向通过切口部插入电路板以便将电路板装配到线圈板的装配凹部时，由于电路板不会与沿轴的轴线方向组装的其它构件相冲突，所以电路板能被可靠地组装在基部上。而且，通过利用爪部，可快速地组装马达，并可防止电路板与线圈板之间发生反冲。这抑制了因振动引起的、旋转位置传感器与空芯线圈之间的位置关系的偏离，并防止马达的转矩减小，由此提高了马达的可靠性。
本发明的效果
根据本发明，可提高线圈的位置精度。
附图说明
图1为示出根据本发明的一个实施例的无刷马达的立体分解图；
图2为示出图1所示的定子的立体图；
图3为示出图1所示的定子的俯视图；
图4为沿图3的线IV-IV剖开的无刷马达的剖视图；
图5为沿图3的线V-V剖开的无刷马达的剖视图；
图6为沿图3的线VI-VI剖开的剖视图。
1：无刷马达
10：基部
10a：侧壁
10b：切口部
11：盖部
12：轴
20：转子
21：轴承
22：转子轭（rotor yoke）
23：磁体
24：配重
30：定子
31：电路板
32：线圈板
32a：座部
32b，32c：凸部
32h，32j：爪部
32k：装配凹部
41：孔传感器IC（旋转位置检测器）
42、43：空芯线圈
42a、43b：空芯部
44：齿槽板（cogging plate）（磁性体）
H：壳体
具体实施方式
在下文中，将详细地描述根据本发明的优选实施例的无刷马达。
如图1所示，无刷马达1包括容置在如移动电话等装置中的小型扁平振动马达（coin type vibration motor）。这种无刷马达1具有直径为10mm的壳体H，所述壳体H包括基部10和盖部11，所述基部10和盖部11沿旋转轴线的方向相互装配。在壳体内，固定有轴12，并容置有转子20，轴12用作转子20旋转的中心轴线。
转子20具有轴承21和盘形转子轭22，轴12插入并穿过所述轴承21，所述盘形转子轭22被固定到该轴承21并与该轴承21一体旋转。环形磁体23以轴12为中心地固定到转子轭22的下表面，并且N极和S极沿圆周方向交替地向着磁体23磁化。而且，近似新月形的配重24被固定到转子轭22的外周缘的一部分，转子轭22由配重24偏心地加重，由此通过转子20的旋转产生振动。
如图2所示，定子30设置在基部10的上方，并且定子30包括：电路板31和线圈板32，所述电路板31包括用于检测磁体23的磁能以及检测转子20的旋转位置的孔传感器IC（旋转位置检测器）41，所述线圈板32由树脂制成并与电路板31并排地进行安装。
如图3和图4所示，以轴12为中心的圆形座部32a与线圈板32一体地形成。转子20的轴承21设置在座部32a上，转子20通过轴承21可旋转地支撑于座部32a。如此，由树脂制成的座部32a支撑转子20，因而无需在转子与定子之间的滑动部处设置垫圈，从而使得马达的厚度能够减少达垫圈的厚度。而且，在组装马达时无需垫圈的组装作业，由此便于快速组装马达。
如图3和图5所示，空芯线圈42、43在线圈板32上设置成与磁体23相对，在所述空芯线圈42、43的中央形成有近似梯形的空芯部42a、43a。近似梯形的凸部32b、32c相对于轴12轴向对称地设置在线圈板32的上表面上，并且各个凸部32b、32c是略微压配合到空芯线圈42、43的各个空芯部42a、43a中。空芯线圈和线圈部的数目可分别为三个或三个以上。这样，通过将空芯部42a、43a装配到凸部32b、32c，可通过线圈板32对空芯线圈42、43容易且可靠地进行定位，使得空芯线圈42、43得以快速地组装。此外，由于对空芯线圈42、43的定位无需夹具，所以可稳定地实现空芯线圈42、43的位置精度，由此提高线圈的位置精度。而且，尽管因线圈的尺寸减小而使得线圈的定位变得困难，但通过将线圈的空芯部装配到线圈板的凸部，可容易地对线圈进行定位，由此可容易地应对线圈的薄型化和小型化，即，可容易地应对马达的薄型化和小型化。
另外，在线圈板32的下表面上，在空芯线圈42与43之间形成有近似扇形的凹部32n，并在所述凹部32n上设有与凹部32n形状相同的齿槽板（磁性体）44。齿槽板（楔齿板）44由例如硅钢板形成，并通过与磁体23协作而产生齿槽转矩（cogging torque）来控制转子20的静止位置。而且，通过使转子20停止在磁体23与空芯线圈42、43之间受到激振力作用的位置而可靠地起动转子20。
这样，空芯线圈42、43以及齿槽板44设置在线圈板32上以便不会在其上叠置。而且，用于将电路板31装配到其中的装配凹部32k形成在线圈板32中，电路板31与线圈板32在基部10上的同一平面上相互邻接。由于线圈板32和电路板31相互并排地设置，所以电路板31、空芯线圈42、43以及齿槽板44不会叠置，这种构造有助于无刷马达1的薄型化。
而且，由于设置在线圈板32上的齿槽板44位于空芯线圈42与43之间，所以齿槽板44可具有较大的尺寸，并可通过产生足够强度的齿槽转矩来可靠地控制转子20的静止位置。另外，由于空芯线圈42、43以及齿槽板44固定到线圈板32，所以可通过线圈板32精确地确定空芯线圈42、43与齿槽板44之间的位置关系，并可通过使转子20准确地停止在磁体23与空芯线圈42、43之间受到激振力作用的位置而容易地起动转子20。
如图2和图3所示，从线圈板32突出的四个舌片32d至32g沿轴12的径向形成在线圈板32的外周缘上，并沿圆周方向相互隔开。舌片32d至32g与线圈板32一体地形成，并且舌片32d至32g压靠于盖部11的底端11a。结果，线圈板32通过舌片32d至32g夹设在基部10与盖部11之间。因此，可通过简单的构造将线圈板32固定到壳体H。此外，沿盖部11的底端11a对基部10进行焊接。
如图1和图3所示，在基部10的侧壁10a中，沿基部10的上表面在轴12的径向上形成有用于将电路板31插入其中的切口部10b。当将电路板31插过切口部10b并装配到装配凹部32k中时，电路板31能被可靠地组装在基部10上，而不会与相对于基部10沿旋转轴线方向组装的其它构件相冲突。
如图6所示，在线圈板32上形成有朝向装配凹部32k突出的一对爪部32h、32j。在组装电路板31的同时，从切口部10b插入的电路板31保持在爪部32h、32j与基部10之间，由此便于马达的快速组装。此外，防止电路板31与线圈板32之间发生反冲（backlash）。这抑制了因振动引起的、孔传感器IC41与空芯线圈42、43之间的位置关系的偏差，并防止马达的转矩减小，由此提高了马达的可靠性。
不用说，本发明不局限于前述实施例。例如，作为旋转位置检测装置，可分别设置马达驱动IC和孔传感器，或者可使用马达驱动器IC，所述马达驱动器IC起到根据流经马达的电流或马达的感应电压来估计马达旋转位置的功能。此外，磁性体可呈棒状和板状。旋转轴可被设置在壳体内，转子轭可被固定到该旋转轴。
Claims (3)
1.一种无刷马达，包括转子和定子，所述转子和所述定子容置在包括基部的壳体内，所述无刷马达包括：
电路板，所述电路板被设置在所述基部上并包括被固定在所述电路板上用于检测所述转子的旋转位置的旋转位置检测器；
磁体，所述磁体被设置成与所述旋转位置检测器相对并被固定到所述转子；
空芯线圈，所述空芯线圈包括空芯部，所述空芯部形成于所述空芯线圈的中央并被设置成与所述磁体相对；以及
线圈板，所述线圈板包括凸部，所述凸部被装配到所述空芯线圈的空芯部并形成于所述线圈板的上表面上用以对所述空芯线圈进行定位和设置，并且所述线圈板与所述电路板并排地设置在所述基部上，
其中，在所述基部的侧壁中形成有用于沿轴的径向插入所述电路板的切口部，在所述线圈板上形成有装配凹部和爪部，从所述切口部插入的所述电路板被装配到所述装配凹部中，所述爪部朝向所述装配凹部突出并保持所述电路板。
2.根据权利要求1所述的无刷马达，其中，在所述线圈板上设有至少两个空芯线圈，在所述两个空芯线圈之间设有磁性体以便与所述磁体协作来控制所述转子的静止位置，所述磁性体被固定到所述线圈板。
3.根据权利要求1或2所述的无刷马达，其中所述线圈板一体地形成有可旋转地支撑所述转子的座部。
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