專利名稱：藍光光盤播放器的主軸有刷馬達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種藍光光盤播放器，更具體的說，涉及一種用于藍光光盤播放器主軸上的有刷馬達。
背景技術：
隨著科學技術的快速發展，相比于DVD/V⑶播放器，藍光光盤(Blue-Ray Disc，簡稱BD)播放器的高清晰度和大容量日趨深受消費者的歡迎。藍光播放器的核心部件是機芯，而主軸馬達是機芯上的重要部件，是光盤旋轉和光頭讀碟的基礎。目前市場上無論是國產藍光播放器，還是進口藍光播放器，主軸馬達均采用直流無刷馬達。圖I是目前典型的主軸驅動無刷馬達的剖面結構圖，在圖I中，無刷馬達包括有固定框架100，軸200，該軸200通過軸承300并由固定框架100支撐，可以自由旋轉。轉子400，該轉子400安裝在軸200上，并與軸200共同旋轉。磁鋼500，磁鋼500采用銣鐵硼材質，安裝在轉子400上。定子 600包括定子繞組610和定子鐵芯620，定子繞組610 —般為3相，纏繞在定子鐵芯620上。磁鋼500通過多極磁化成沿圓周方向交替變化的不同磁極。為使無刷馬達旋轉，供給定子繞組610的各相電流須與磁鋼500的旋轉同步轉換。電流的轉換經由通過檢測磁鋼500的磁場變化而實現。霍爾元件700作為磁場檢測是目前典型的裝置。霍爾元件700焊接在PCB 800上，并有插座與機芯控制回路連接。綜上，無刷馬達為了實現電流換相，需用專門的控制回路和專用1C。造成馬達成本高(一般成本為USD1. 10/臺)，制造工藝也相當復雜。目前全球BD無刷馬達年產量約5000萬臺。降低馬達成本，將有力推動BD播放器市場。在AV BD播放器中，主軸馬達轉速一般在3500 r/min左右。壽命要求是在溫度50°環境中，負載為12cm光盤，運行時間2000小時以上。現有有刷馬達因換向火花的電蝕影響，在高轉速時電刷會加劇磨損，轉速在3500r/min時壽命在800個小時左右便失效，不能在藍光播放器中直接應用。現有技術中的有刷馬達，在馬達高轉速旋轉時，有刷馬達失效模式是電刷磨斷。馬達換向時產生火花，對電刷造成電蝕。電容的作用是降低換向火花，減少對電刷的電蝕，提高馬達在高轉速時的壽命。有刷馬達的工作原理是馬達輸入直流電，電流經過正極電刷、換向器片、繞組線圈、換向器片、負極電刷，形成閉環回路。圖9是直流有刷馬達工作原理示意圖。在N、S極磁場中，當線圈通電時，根據左手定則，S極側的線圈導體受力向右，N極側的線圈導體受力向左，從而產生轉矩，驅動轉子旋轉。在有刷馬達實現電能轉換成機械能過程中，電刷和換向器起著最重要作用。電刷起著檢測線圈邊位置作用；而換向器起著將直流電轉變為線圈中交流電的開關作用。為得到連續的轉矩，總是在線圈經過磁場中心線時交換電流方向。電刷一般米用含鈕材質，提高耐磨性。換向器一般米用Au合金材質，Au有較強的抗氧化性。當換向器將輸入的直流電轉變為線圈中交流電的瞬間，由于某相繞組的電流方向發生突變，產生很強的火花(Ldi/dt)。馬達轉速越高，電流越大，火花越大。火花對電刷和換向器有電蝕作用，將會加劇電刷和換向器的磨損。因此，降低火花是提高有刷馬達壽命的最佳途徑。現有技術中藍光光盤播放器的主軸馬達存在的技術缺陷，成為本領域技術人員急待解決的技術問題。發明內容本實用新型的技術目的是克服現有技術中，藍光光盤播放器的主軸驅動馬達存在著生產成本要求與使用壽命要求不能兼得的技術問題，提供一種運轉穩定可靠、使用壽命長并且制造成本低廉的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達。為實現以上技術目的，本實用新型的技術方案是藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，其特征是包括有蓋板組件，蓋板組件包括有電刷，所述電刷固定在塑膠中板上，所述中板與蓋板連接;定子，所述定子的磁鋼采用瓦型的燒結鐵氧體，固定于機殼上； 轉子組件，轉子組件包括有換向器及轉子繞組，轉子繞組上連接有線路板，所述線路板上設有若干個電容器。更進一步的，所述電容器為3個。更進一步的，所述轉子繞組為3個，每個轉子繞組連接有一個電容器。更進一步的，所述每個繞組的底線與下一個繞組的面線相連，呈三角連接，每個電容的一端與繞組連接，另一端作為公共端連接。在本實用新型的實施中，電刷采用有鈀材質，通過膠水粘接與機殼固定；換向器采用Au合金材質。本實用新型的有益技術效果是使用有刷結構，并配有簡單的線路板和電子元件，馬達性能及壽命能達到無刷馬達的高速轉動要求，能實現在溫度50°環境，轉速3500 r/min，負載為12cm光盤的條件下，運行時間達2000小時以上，實現替代無刷馬達。從而實現產品成本大大降低(造價約USD0. 48/臺)，且外接控制回路可降低成本USD0. 45/臺，制造工藝也相應簡單。
圖I是現有技術中的主軸驅動無刷馬達的剖面結構圖。圖2是本實用新型的有刷馬達線路板不意圖，圖2a是線路板的正面不意圖；圖2b是線路板的反面示意圖。圖3是本實用新型的有刷馬達轉子繞組接線示意圖。圖4是本實用新型的有刷馬達轉子組件剖面圖。圖5是本實用新型的有刷馬達轉子組件爆炸圖。圖6是本實用新型的有刷馬達定子組件剖面圖。圖7是本實用新型的有刷馬達定子組件示意圖。圖8是本實用新型的有刷馬達剖面結構圖。圖9是直流有刷馬達工作原理不意圖。圖10是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖I至8及圖10，詳細說明本實用新型的具體實施方式
，但不對權利要求作任何限定。圖I是現有技術中的主軸驅動無刷馬達的剖面結構圖，其給出了現有技術中無刷馬達的主要結構部件的示意圖。圖2是本實用新型的有刷馬達的線路板示意圖。本實用新型的具體實施方案是制作I塊線路板，在線路板上焊接電容，并與繞組連接，用來吸收火花，達到降低火花的作用。圖2a是線路板的正面；圖2b是線路板的反面。線路板采用通用的玻纖板。線路板外徑小于轉子鐵芯外徑，線路板內圈有3個缺口，換向器焊腳放入其中。在線路板上有印制覆銅線，將3個電容連接起來。3個電容在空間上120°均布，其放置位置正對線路板內圈的3個缺口。結合圖10，在本實用新型的結構中，包括有蓋板組件，蓋板組件包括有電刷4，所述電刷4固定在塑膠中板410上，所述中板410與蓋板420連接；還包括有定子510，定子510包括有機殼8及設于機殼8中的磁鋼6，所述定子的磁鋼6采用瓦型的燒結鐵氧體，固定于機殼8上；還設有轉子組件，轉子組件包括有換向器11及轉子繞組5，轉子繞組5上連接有線路板13，所述線路板13上設有若干個電容器12。圖3是本實用新型的有刷馬達的轉子繞組接線示意圖。轉子繞組5有3個，在 空間上120°的角度分布，所述每個轉子繞組5的底線與下一個轉子繞組5的面線相連，呈三角連接，每個電容12的一端與轉子繞組5連接，另一端作為公共端連接。圖4是本實用新型的有刷馬達轉子組件剖面圖，圖中給出了固定框架1，轉子繞組5，鐵芯7。換向器11及電容12、線路板13的示意圖。圖5是本實用新型的有刷馬達轉子組件爆炸圖。在本實用新型馬達轉子中，巧妙地將線路板13和電容12安裝在轉子上。軸I壓入鐵芯7，鐵芯7形狀為三個“T”形，三個“T”形空間上120°均布。裝上換向器11，并在鐵芯上纏繞轉子繞組5。電容12放置在線路板13上，120°均布。經過回流焊工藝后，電容12牢固地焊接在線路板13上，將線路板13設在轉子繞組5中，電容12剛好處在繞組5之間，將換向器11與線路板13焊接，形成轉子組件。圖6是本實用新型的有刷馬達定子組件剖面圖，圖中6是磁鋼，8是機殼，10是機殼軸承。圖7是本實用新型的有刷馬達定子組件示意圖。圖中6是磁鋼，8是機殼，10是機殼軸承。圖8是本實用新型的有刷馬達剖面結構圖。圖中2是蓋板；3是蓋板軸承；4是電刷；圖中6是磁鋼，8是機殼，9是回轉臺，回轉臺用于承載碟片；10是機殼軸承。在本實用新型定子中，作為實用新型的特征，磁鋼7采用了瓦型的燒結鐵氧體。相對于現在有刷馬達的橡膠磁鋼，磁能積提升50%以上，可以有效地提高磁通密度，提高馬達輸出轉矩。磁鋼7有I對，充磁成N、S極。為保證馬達性能不變，瓦型磁鋼7裝入時須用輔助治具，保證磁鋼中心線與電刷4方向上垂直。磁鋼7裝入后用膠水或卡簧固定。為驗證本實用新型的有刷馬達的壽命改善性，對本實用新型有刷馬達和現有有刷馬達進行了壽命試驗對比。比較試驗的條件如表I所示
權利要求1.藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，其特征是包括有 蓋板組件，蓋板組件包括有電刷，所述電刷固定在塑膠中板上，所述中板與蓋板連接； 定子，所述定子的磁鋼采用瓦型的燒結鐵氧體，固定于機殼上； 轉子組件，轉子組件包括有換向器及轉子繞組，轉子繞組上連接有線路板，所述線路板上設有若干個電容器。
2.根據權利要求I所述的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，其特征是所述電容器為3個。
3.根據權利要求I所述的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，其特征是所述轉子繞組為3個，每個轉子繞組連接有一個電容器。
4.根據權利要求I或2或3所述的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，其特征是所述每個轉子繞組的底線與下一個轉子繞組的面線相連，呈三角連接，每個電容的一端與轉子繞組連接，另一端作為公共端連接。
專利摘要本實用新型的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達，技術目的是提供一種運轉穩定可靠、使用壽命長并且制造成本低廉的藍光光盤播放器的主軸有刷馬達。包括有蓋板組件，蓋板組件包括有電刷，所述電刷固定在塑膠中板上，所述中板與蓋板連接；定子，所述定子的磁鋼采用瓦型的燒結鐵氧體，固定于機殼上；轉子組件，轉子組件包括有換向器及轉子繞組，轉子繞組上連接有線路板，所述線路板上設有若干個電容器。本實用新型的使用壽命長，成本低而且制造工藝也相對簡單；適用于藍光光盤播放器中應用。
文檔編號H02K23/66GK202696434SQ201220363790
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者周邦利, 錢大明 申請人:深圳甲艾馬達有限公司