CN104242592A - 马达 - Google Patents

Abstract

一种马达包括旋转体和静止体，该旋转体被支撑为以中心轴线为中心能够相对于静止体旋转，其包括：具有圆筒状侧壁的转子保持架；被固定在所述转子保持架的侧壁的内周面的转子磁铁；在所述转子保持架的周向的局部，向径向外侧漏出的连续的3个以上交替磁极，该静止体包括磁性位置检测机构，其位于转子保持架的侧壁的径向外侧，能够检测出转子保持架的旋转位置；3个以上交替磁极被设置为，当旋转体旋转到特定的区域时，3个以上交替磁极能够与磁性位置检测机构在径向对置，磁性位置检测机构通过检测3个以上交替磁极之间的磁极切换部检测出转子保持架的旋转位置。通过设置3个以上的交替磁极，能够防止检测位置的偏差。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达，尤其是使用中需要检测其旋转位置的马达。

背景技术

在许多包括马达的电子设备中，诸如包括用于驱动软盘的马达的软盘驱动器以及包括用于驱动色轮的马达的数字光处理式（DLP）投影机中，都需要检测马达的旋转位置。例如，中国专利文献CN1179344C中公开了一种马达，其中通过采用感应体检测转子磁铁的磁束来检测旋转体的位置。如图1-2所示，该马达的转子轭3被成形为整体深度较浅的杯，在其周边部上一体地设有凸缘3a，在凸缘3a的一部分上形成有规定宽度的缺口状孔部3b。另外，在转子轭3上，贯穿其中心地装有轴9。转子磁铁8成环形无端状地贴设在凸缘3a的内周上，并且按照全周等分方式交替磁化成S极N极，以及转子磁铁8的一部分通过孔部3b露在转子轭3的外面。如图3所示，在凸缘3a的外周附近设置有感应体7。因而，当马达的转子轭3转动时，随着这种转动，通过孔部3b而外露的转子磁铁8同样转动，它时而离开感应体7，时而接近感应体7。当靠近孔部3b的转子磁铁8离开感应体7时，由于感应体7完全不接收转子磁铁8的磁束，所以感应体7的感应电压为零；而当靠近孔部3b的转子磁铁8接近感应体7时，由于感应体7接收到转子磁铁8的磁束，所以感应体7的感应电压为与磁束时间变化成比例的值。随后通过对感应体7以电压形式输出的磁束检测输出值进行适当的处理，就可以得到马达转动的指示信号。

然而，在上述现有技术的马达中存在以下技术问题：（1）由于磁束的发散，会导致检出位置发生偏差；（2）由于位于比转子轭3的窗部3b更靠内侧的转子磁铁8的磁束被转子轭3吸收了的原因，外部空间的磁通量将减少，因此需要将转子磁铁8与感应体7之间的距离缩短；（3）由于在转子轭3上设有孔部3b，转子磁铁8的磁束漏出，马达特性会恶化；（4）当将转子磁铁8固定在转子轭3的凸缘3a的内周上时，由于不能在转子磁铁8的外周面全周涂覆粘结剂，所以会产生更多的振动和噪音；（5）当进行转子磁铁8和转子轭3的组装时，需要在转子磁铁8上标示出磁极切换部分并且要使转子磁铁8的磁极切换部分从孔部3b露出，从而导致作业效率低。

因此，急需一种能够解决上述问题之一或全部的马达。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够解决一个或多个上述问题的马达。本发明的马达包括旋转体和静止体，该旋转体被支撑为以中心轴线为中心能够相对于静止体旋转，其包括：具有圆筒状侧壁的转子保持架；被固定在所述转子保持架的所述侧壁的内周面的转子磁铁；在所述转子保持架的周向的局部，向径向外侧漏出的连续的3个以上交替磁极，该静止体包括磁性位置检测机构，其位于转子保持架的侧壁的径向外侧，能够检测出所述转子保持架的旋转位置；所述3个以上交替磁极被设置为，当所述旋转体旋转到特定的区域时，所述3个以上交替磁极能够与所述磁性位置检测机构在径向对置，所述磁性位置检测机构通过检测所述3个以上交替磁极之间的磁极切换部检测出所述转子保持架的旋转位置。通过设置3个以上的交替磁极，能够防止检测位置的偏差。

附图说明

本领域的普通技术人员通过参照附图进行的以上和以下描述会更清楚地理解本发明的上述及其他优点，在附图中：

图1是现有技术的一种马达的转子轭铁的局部剖视图；

图2是示出图1的转子轭铁的内部的视图；

图3是示出图1的马达的转子轭铁和感应体的感应线圈相互位置的视图；

图4示出了本发明的马达的第一实施方案的剖视图；

图5示出了图4的马达的示意性侧视图；

图6示出了图4的马达的另一示意性侧视图。

图7示出了图4的马达的一个变型例的俯视图；

图8示出了图7的马达的局部剖视图；

图9示出了感应磁铁的一个实施例的正视图；

图10示出了根据本发明的第二实施方案的马达的剖视图；

图11示出了图10的马达的示意性侧视图；

图12(a)、(b)和(c)分别示出了数字光处理式投影机所使用的三段式色轮、四段式色轮以及六段式色轮；

图13示出了色轮被承载在马达的转子保持架上。

具体实施方式

本领域技术人员应理解，说明书附图是示意性的，未必是按比例绘制的。在本文中所用的术语“内”、“外”、“上”、“下”都是为了描述方便。另外，以下的实施方案仅是本发明的示例，本发明的保护范围并不限于此，而是以权利要求书为准。

图4示出了本发明的马达的第一实施方案的剖视图；图5示出了图4的马达的示意性侧视图；图6示出了图4的马达的另一示意性侧视图。在本说明书中，为了说明的方便，参照图4，将沿中心轴线OO’的方向定义为轴向，将以中心轴线OO’为中心的径方向定义为径向，将以中心轴线OO’为中心的圆周方向定义为周向。另外，在轴向上，将图4的上方定义为“上”，将图4的下方定义为“下”；在径向上，将靠近中心轴线OO’的方向定义为“内”，将远离中心轴线OO’的方向定义为“外”。如图4所示，马达10包括旋转体和静止体。该旋转体包括：轴12，其沿中心轴线OO’方向延伸；转子保持架13，其具有圆筒状侧壁13a并直接或间接地固定至轴12；转子磁铁14，其固定至转子保持架13的侧壁13a的内周面。该静止体具有：轴承部15，其旋转地支撑轴12旋转，以使得该旋转体以中心轴线OO’为中心能够相对于该静止体旋转；定子16，其位于比转子磁铁14更靠近径向内侧的位置且与转子磁铁14径向对置；磁性位置检测机构17，其位于转子保持架13的侧壁13a的径向外侧，能够检测出转子保持架13的旋转位置。磁性位置检测机构17可以是霍尔集成电路元件。参见图4-6，马达10的旋转体还包括感应磁铁18，其设置（例如粘合）在转子保持架13的侧壁13a的外周面上，从而当旋转体转到特定的区域时，感应磁铁18能够与磁性位置检测机构17在径向对置（参见图6）。图5示出了感应磁铁18环绕转子保持架的周向的局部，并且在周方向上具有三个交替磁极S-N-S，但该三个交替磁极也可以是N-S-N。感应磁铁18在相邻磁极之间具有磁极切换部。或者，感应磁铁18也可以在周方向上具有多于三个的交替磁极。由于具有三个以上的交替磁极可以解决两个磁极的情况下发生检测位置偏差的缺陷。另外，由于感应磁铁18设置在转子保持架13的侧壁13a的外周面，而不需要在转子保持架13的侧壁13a上设开口，能够防止磁漏出而导致的马达特性的恶化。

图7示出了图4的马达的一个变型例的俯视图；图8示出了图7的马达10’的局部剖视图。如图7所示，感应磁铁18可以呈圆弧状，通过具有感应磁铁容纳部的中枢部件19固定至转子保持架13的侧壁13a的外周面，感应磁铁18的外周面在周向上有三个磁极S-N-S露出。但本领域技术人员应理解，也可以露出多于三个的磁极。中枢部件19可以由金属切削加工而成。所述感应磁铁容纳部可以为朝向轴向上方开口的切口部，感应磁铁18可以从上向下插入到该切口部中。如图8所示，中枢部件19具有在转子保持架13的侧壁13a的外周上连接成一周的环状部19a，感应磁铁18设置在环状部19a的上侧。

图9示出了感应磁铁的一个实施例的正视图。如图9所示，感应磁铁18’是一体结构，具有三个磁极S-N-S。当然感应磁铁也可具有多于三个的磁极，所述磁极可以在周向上长度相等。在其他变型例中，感应磁铁18’在磁极切换部设有标记。例如，所述标记可为彩色标识。或者，如图9所示，所述标记可以为从感应磁铁18’的轴向一端向另一端凹陷的凹部20。更优选地，凹部20可以从感应磁铁18’的轴向一端向另一端凹陷，相邻的另一凹部20’可以从为从感应磁铁18’的轴向另一端向一端凹陷,即与凹部20的凹陷方向相反。在其他未示出的实施例中，所述感应磁铁为分离式结构，可以由圆弧状的第一磁铁、第二磁铁和第三磁铁构成，所述第二磁铁沿所述转子保持架的周向被设置在所述第一磁铁和所述第三磁铁之间，所述第一磁铁、所述第二磁铁和所述第三磁铁在周方向分别具有一个磁极。更优选地，所述第二磁铁在周向端部处紧密连接至所述第一磁铁和所述第三磁铁。

图10示出了本发明的第二实施方案的马达的剖视图；图11示出了图10的马达的示意性侧视图。如图10所示，马达100包括旋转体和静止体。该旋转体包括：轴102，其沿中心轴线OO’方向延伸；转子保持架103，其具有圆筒状侧壁103a并直接或间接地固定至轴102；转子磁铁104，其固定至转子保持架103的侧壁103a的内周面。该静止体具有：轴承部105，其支撑轴102旋转，以使得该旋转体以中心轴线OO’为中心能够相对于该静止体旋转；定子106，其位于比转子磁铁104更靠近径向内侧的位置且与转子磁铁104径向对置；磁性位置检测机构107，其位于转子保持架103的侧壁103a的径向外侧，能够检测出转子保持架103的旋转位置。磁性位置检测机构107可以是霍尔集成电路元件。如图10所示，转子保持架103的侧壁103a设有窗部103b，所述窗部的大小被设置为使得转子磁铁104的从窗部103b露出的部分104a形成三个交替磁极S-N-S（如图11所示）。或者，转子磁铁104的从窗部103b露出的部分为多于三个的交替磁极（未示出）。在相邻磁极之间具有磁极切换部。由于露出三个以上的交替磁极，这可以解决两个磁极的情况下发生检测位置偏差的缺陷。本领域技术人员应注意，在图11中看到的窗部103b和转子磁铁104的露出部分104a之间有间隙，仅是为了图示方便。

在DLP投影机中包括由马达驱动的色轮。色轮21可以是在一个圆环状盘上面等分为3个区域，每个区域上分别涂红（R）、绿（G）、蓝（B）滤色材料，如图12（a）所示。为了提高亮度，色轮21可以是四段式，即增加另一个透明区域（W）可以透过一部分白光，如图12（b）所示。或者，为了改善色彩还原性，色轮21可以为六段式，如图12（c）。色轮21在相邻的两色彩区域之间具有色彩界限部22。

图13示出了色轮21被承载在马达10，100的转子保持架12，102上，色轮21在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部22，马达的感应磁铁18或转子磁铁104的露出部分104a的磁极切换部23与色彩界限部22在周方向上对齐。在具有中枢部件19的其他实施方案中，色轮可以被承载在所述中枢部件上，所述色轮在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部，所述磁极切换部与所述色彩界限部在周方向上对齐。

本发明还具有以下优点：

在一个示例性实施方案中，所述转子保持架的所述侧壁设有窗部，所述窗部的大小被设置为使得所述转子磁铁的从所述窗部露出的部分形成所述3个以上交替磁极。在能够防止检出位置偏差的同时，实现马达的低成本化。

在一个示例性实施方案中，在所述转子保持架的侧壁的外周面上设置有当所述旋转体旋转到特定的区域时，能够与所述磁性位置检测机构在径向对置的感应磁铁，所述感应磁铁在周方向上具有3个以上磁极，从而形成所述3个以上交替磁极。可以防止由于磁束发散的原因导致的位置检测偏差的问题，并且能够防止因磁漏而导致的马达特性的恶化。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁呈圆弧状，所述感应磁铁通过由具有感应磁铁容纳部的中枢部件固定在转子保持架的侧壁的外周面，所述感应磁铁的外周面在周向上有3个以上磁极露出。可以防止感应磁铁的脱落。

在一个示例性实施方案中，所述中枢部件具有在转子保持架的侧壁的外周上连接成一周的环状部。由于中枢部件的至少一部分连接成环状，因此加大了中枢部件的强度，从而防止中枢部件的变形。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁设置在所述环状部的上侧。通过插入的方式安装感应磁铁，从而感应磁铁的安装更加便利。

在一个示例性实施方案中，所述中枢部件由金属切削加工而成。加工方便，成本低。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁容纳部为朝向轴向上方开口的切口部。通过插入的方式安装感应磁铁，从而感应磁铁的安装更加便利。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁的所述3个以上磁极在周向上长度相等。容易识别磁极的切换部。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁在磁极切换部处设有标记。更加容易识别磁极的切换部。

在一个示例性实施方案中，所述标记为从所述感应磁铁的轴向的一端向另一端凹陷的凹部。更加容易识别磁极的切换部。

在一个示例性实施方案中，所述交替磁极的磁极数为3个。可以根据不同需要，设置不同的磁极数。

在一个示例性实施方案中，所述感应磁铁由圆弧状的第一磁铁、第二磁铁和第三磁铁构成，所述第二磁铁沿所述转子保持架的周向被设置在所述第一磁铁和所述第三磁铁之间，所述第一磁铁、所述第二磁铁和所述第三磁铁在周方向分别具有1个磁极。通过将感应磁铁设置成分离式样，可以在视觉上辨别出磁极的切换部。因此，容易调整感应磁铁和色轮的位置。另外，可以在安装色轮后对感应磁铁的位置进行调整。

在一个示例性实施方案中，所述第二磁铁在周向端部处紧密连接至所述第一磁铁和所述第三磁铁。即使转子保持架的精度不好，例如转子保持架的直径比期望值小时，也可高精度地使感应磁铁的切换部和色轮的色彩界限部相对齐。从而当将该马达用于数字光处理式（DLP）投影机中时，该磁性位置检测机构能够高精度地输出色轮的旋转位置。

在一个示例性实施方案中，所述马达还具有承载在所述转子保持架上的色轮，所述色轮在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部，所述磁极切换部与所述色彩界限部在周方向上对齐。通过如此地在转子保持架上设置色轮，该磁性位置检测机构能够通过检测出转子保持架的旋转位置，从而输出色轮的旋转位置。当将该马达应用于数字光处理式（DLP）投影机中时，根据从该磁性位置检测机构输出的色轮的旋转位置，调整数字光处理式（DLP）投影机的色彩输出。

在一个示例性实施方案中，所述马达还具有承载在所述中枢部件上的色轮，所述色轮在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部，所述磁极切换部与所述色彩界限部在周方向上对齐。通过如此地在中枢部件上设置色轮，该磁性位置检测机构能够通过检测出转子保持架的旋转位置，从而输出色轮的旋转位置。当将该马达应用于数字光处理式（DLP）投影机中时，根据从该磁性位置检测机构输出的色轮的旋转位置，调整数字光处理式（DLP）投影机的色彩输出。

Claims (16)

1.一种马达，包括旋转体和静止体，其特征在于：

该旋转体被支撑为以中心轴线为中心能够相对于静止体旋转，其包括：

具有圆筒状侧壁的转子保持架；

被固定在所述转子保持架的所述侧壁的内周面的转子磁铁；

在所述转子保持架的周向的局部，向径向外侧漏出的连续的3个以上交替磁极，

该静止体包括磁性位置检测机构，其位于转子保持架的侧壁的径向外侧，能够检测出所述转子保持架的旋转位置，

所述3个以上交替磁极被设置为，当所述旋转体旋转到特定的区域时，所述3个以上交替磁极能够与所述磁性位置检测机构在径向对置，

所述磁性位置检测机构通过检测所述3个以上交替磁极之间的磁极切换部检测出所述转子保持架的旋转位置。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于：所述转子保持架的所述侧壁设有窗部，所述窗部的大小被设置为使得所述转子磁铁的从所述窗部露出的部分形成所述3个以上交替磁极。

3.根据权利要求1所述的马达，其特征在于：在所述转子保持架的侧壁的外周面上设置有当所述旋转体旋转到特定的区域时，能够与所述磁性位置检测机构在径向对置的感应磁铁，所述感应磁铁在周方向上具有3个以上磁极，从而形成所述3个以上交替磁极。

4.根据权利要求3所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁呈圆弧状，所述感应磁铁通过由具有感应磁铁容纳部的中枢部件固定在转子保持架的侧壁的外周面，所述感应磁铁的外周面在周向上有3个以上磁极露出。

5.根据权利要求4所述的马达，其特征在于：所述中枢部件具有在转子保持架的侧壁的外周上连接成一周的环状部。

6.根据权利要求5所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁设置在所述环状部的上侧。

7.根据权利要求4所述的马达，其特征在于：所述中枢部件由金属切削加工而成。

8.根据权利要求4所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁容纳部为朝向轴向上方开口的切口部。

9.根据权利要求3中所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁的所述3个以上磁极在周向上长度相等。

10.根据权利要求9所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁在磁极切换部处设有标记。

11.根据权利要求10所述的马达，其特征在于：所述标记为从所述感应磁铁的轴向的一端向另一端凹陷的凹部。

12.根据权利要求3所述的马达，其特征在于：所述交替磁极的磁极数为3个。

13.根据权利要求12中所述的马达，其特征在于：所述感应磁铁由圆弧状的第一磁铁、第二磁铁和第三磁铁构成，所述第二磁铁沿所述转子保持架的周向被设置在所述第一磁铁和所述第三磁铁之间，所述第一磁铁、所述第二磁铁和所述第三磁铁在周方向分别具有1个磁极。

14.根据权利要求13中所述的马达，其特征在于：所述第二磁铁在周向端部处紧密连接至所述第一磁铁和所述第三磁铁。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的马达，其特征在于：所述马达还具有承载在所述转子保持架上的色轮，所述色轮在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部，所述磁极切换部与所述色彩界限部在周方向上对齐。

16.根据权利要求4-8中任一项所述的马达，其特征在于：所述马达还具有承载在所述中枢部件上的色轮，所述色轮在周方向上具有多种颜色区域以及在相邻的两种颜色区域之间的多个色彩界限部，所述磁极切换部与所述色彩界限部在周方向上对齐。