专利名称：蓝光光盘播放器的主轴有刷马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蓝光光盘播放器，更具体的说，涉及一种用于蓝光光盘播放器主轴上的有刷马达。
背景技术：
随着科学技术的快速发展，相比于DVD/V⑶播放器，蓝光光盘(Blue-Ray Disc，简称BD)播放器的高清晰度和大容量日趋深受消费者的欢迎。蓝光播放器的核心部件是机芯，而主轴马达是机芯上的重要部件，是光盘旋转和光头读碟的基础。目前市场上无论是国产蓝光播放器，还是进口蓝光播放器，主轴马达均采用直流无刷马达。图I是目前典型的主·轴驱动无刷马达的剖面结构图，在图I中，无刷马达包括有固定框架100，轴200，该轴200通过轴承300并由固定框架100支撑，可以自由旋转。转子400，该转子400安装在轴200上，并与轴200共同旋转。磁钢500，磁钢500采用铷铁硼材质，安装在转子400上。定子600包括定子绕组610和定子铁芯620，定子绕组610 —般为3相，缠绕在定子铁芯620上。磁钢500通过多极磁化成沿圆周方向交替变化的不同磁极。为使无刷马达旋转，供给定子绕组610的各相电流须与磁钢500的旋转同步转换。电流的转换经由通过检测磁钢500的磁场变化而实现。霍尔元件700作为磁场检测是目前典型的装置。霍尔元件700焊接在PCB 800上，并有插座与机芯控制回路连接。综上，无刷马达为了实现电流换相，需用专门的控制回路和专用1C。造成马达成本高(一般成本为USD1. 10/台)，制造工艺也相当复杂。目前全球BD无刷马达年产量约5000万台。降低马达成本，将有力推动BD播放器市场。在AV BD播放器中，主轴马达转速一般在3500 r/min左右。寿命要求是在温度50°环境中，负载为12cm光盘，运行时间2000小时以上。现有有刷马达因换向火花的电蚀影响，在高转速时电刷会加剧磨损，转速在3500r/min时寿命在800个小时左右便失效，不能在蓝光播放器中直接应用。现有技术中的有刷马达，在马达高转速旋转时，有刷马达失效模式是电刷磨断。马达换向时产生火花，对电刷造成电蚀。电容的作用是降低换向火花，减少对电刷的电蚀，提高马达在高转速时的寿命。有刷马达的工作原理是马达输入直流电，电流经过正极电刷、换向器片、绕组线圈、换向器片、负极电刷，形成闭环回路。图9是直流有刷马达工作原理示意图。在N、S极磁场中，当线圈通电时，根据左手定则，S极侧的线圈导体受力向右，N极侧的线圈导体受力向左，从而产生转矩，驱动转子旋转。在有刷马达实现电能转换成机械能过程中，电刷和换向器起着最重要作用。电刷起着检测线圈边位置作用；而换向器起着将直流电转变为线圈中交流电的开关作用。为得到连续的转矩，总是在线圈经过磁场中心线时交换电流方向。电刷一般米用含钮材质，提高耐磨性。换向器一般米用Au合金材质，Au有较强的抗氧化性。当换向器将输入的直流电转变为线圈中交流电的瞬间，由于某相绕组的电流方向发生突变，产生很强的火花(Ldi/dt)。马达转速越高，电流越大，火花越大。火花对电刷和换向器有电蚀作用，将会加剧电刷和换向器的磨损。因此，降低火花是提高有刷马达寿命的最佳途径。现有技术中蓝光光盘播放器的主轴马达存在的技术缺陷，成为本领域技术人员急待解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术目的是克服现有技术中，蓝光光盘播放器的主轴驱动马达存在着生产成本要求与使用寿命要求不能兼得的技术问题，提供一种运转稳定可靠、使用寿命长并且制造成本低廉的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达。为实现以上技术目的，本发明的技术方案是
蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，其特征是包括有
盖板组件，盖板组件包括有电刷，所述电刷固定在塑胶中板上，所述中板与盖板连接； 定子，所述定子的磁钢采用瓦型的烧结铁氧体，固定于机壳上；·
转子组件，转子组件包括有换向器及转子绕组，转子绕组上连接有线路板，所述线路板上设有若干个电容器。更进一步的，所述电容器为3个。更进一步的，所述转子绕组为3个，每个转子绕组连接有一个电容器。更进一步的，所述每个绕组的底线与下一个绕组的面线相连，呈三角连接，每个电容的一端与绕组连接，另一端作为公共端连接。在本发明的实施中，电刷采用有钯材质，通过胶水粘接与机壳固定；换向器采用Au合金材质。本发明的有益技术效果是使用有刷结构，并配有简单的线路板和电子元件，马达性能及寿命能达到无刷马达的高速转动要求，能实现在温度50°环境,转速3500 r/min,负载为12cm光盘的条件下，运行时间达2000小时以上，实现替代无刷马达。从而实现产品成本大大降低(造价约USD0. 48/台)，且外接控制回路可降低成本USD0. 45/台，制造工艺也
相应简单。
图I是现有技术中的主轴驱动无刷马达的剖面结构图。图2是本发明的有刷马达线路板不意图，图2a是线路板的正面不意图；图213是线路板的反面不意图。图3是本发明的有刷马达转子绕组接线示意图。图4是本发明的有刷马达转子组件剖面图。图5是本发明的有刷马达转子组件爆炸图。图6是本发明的有刷马达定子组件剖面图。图7是本发明的有刷马达定子组件示意图。图8是本发明的有刷马达剖面结构图。图9是直流有刷马达工作原理不意图。图10是本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式
结合附图I至8及图10，详细说明本发明的具体实施方式
，但不对权利要求作任何限定。图I是现有技术中的主轴驱动无刷马达的剖面结构图，其给出了现有技术中无刷马达的主要结构部件的示意图。图2是本发明的有刷马达的线路板示意图。本发明的具体实施方案是制作I块线路板，在线路板上焊接电容，并与绕组连接，用来吸收火花，达到降低火花的作用。图2a是线路板的正面；图2b是线路板的反面。线路板采用通用的玻纤板。线路板外径小于转子铁芯外径，线路板内圈有3个缺口，换向器焊脚放入其中。在线路板上有印制覆铜线，将3个电容连接起来。3个电容在空间上120°均布，其放置位置正对线路板内圈的3个缺口。结合图10，在本发明的结构中，包括有盖板组件，盖板组件包括有电刷4，所述电刷4固定在塑胶中板410上，所述中板410与盖板420连接；还包括有定子510，定子510包括有机壳8及设于机壳8中的磁钢6，所述定子的磁钢6采用瓦型的烧结铁氧体，固定于机壳8上；还设有转子组件，转子组件包括有换向器11及转子绕组5，转子绕组5上连接有线路板13，所述线路板13上设有若干个电容器12。·图3是本发明的有刷马达的转子绕组接线示意图。转子绕组5有3个，在空间上120°的角度分布，所述每个转子绕组5的底线与下一个转子绕组5的面线相连，呈三角连接，每个电容12的一端与转子绕组5连接，另一端作为公共端连接。图4是本发明的有刷马达转子组件剖面图，图中给出了固定框架1，转子绕组5，铁芯7。换向器11及电容12、线路板13的示意图。图5是本发明的有刷马达转子组件爆炸图。在本发明马达转子中，巧妙地将线路板13和电容12安装在转子上。轴I压入铁芯7，铁芯7形状为三个“T”形，三个“T”形空间上120°均布。装上换向器11，并在铁芯上缠绕转子绕组5。电容12放置在线路板13上，120°均布。经过回流焊工艺后，电容12牢固地焊接在线路板13上，将线路板13设在转子绕组5中，电容12刚好处在绕组5之间，将换向器11与线路板13焊接，形成转子组件。图6是本发明的有刷马达定子组件剖面图，图中6是磁钢，8是机壳，10是机壳轴承。图I是本发明的有刷马达定子组件不意图。图中6是磁钢,8是机壳，10是机壳轴承。图8是本发明的有刷马达首I]面结构图。图中2是盖板；3是盖板轴承；4是电刷；图中6是磁钢，8是机壳，9是回转台，回转台用于承载碟片；10是机壳轴承。在本发明定子中，作为发明的特征，磁钢7采用了瓦型的烧结铁氧体。相对于现在有刷马达的橡胶磁钢，磁能积提升50%以上，可以有效地提高磁通密度，提高马达输出转矩。磁钢7有I对，充磁成N、S极。为保证马达性能不变，瓦型磁钢7装入时须用辅助治具，保证磁钢中心线与电刷4方向上垂直。磁钢7装入后用胶水或卡簧固定。为验证本发明的有刷马达的寿命改善性，对本发明有刷马达和现有有刷马达进行了寿命试验对比。比较试验的条件如表I所示
裔验模式j连续 电压 4. 5V
负载_12cm光盘
转速 |3500转—试验数量 5台_
环境而度时间 1300小『
表I。表2是试验后电刷磨损量的测定值。(注电刷厚度70um)。
耳运I型j正极电刷磨损深度 j负极电刷磨损深度
现有有刷马达I 4129·
现有有刷马达2 3523
苯发明有刷马达ST 3I
苯爱明有刷马达4丨5|2
表2。
由表2可知，在相同试验条件下，本发明有刷马达的电刷磨损量比现有有刷马达小很多。接着，对以上马达进行耐久性寿命试验。该试验测定马达发生失效的时间，但寿命超过2500小时的马达在2500小时终止耐久性试验。试验结果如表3所示。
马达类型I第I台 I第2台 I第3台 I第4台 I第5台
现有有刷马达 652小时 688小时 725小时 785小时 964小时 本发明有刷马达 |2450小时|2500'小时|2500小时|2500小时|2500小时表3。由表3可知，本发明的有刷马达都具有2000小时以上的耐久寿命，能够满足播放蓝光光盘的转速(3500r/min)下的寿命要求。本发明的蓝光主轴马达不局限上述特定实例，在不背离本发明内容及其实施情况下，熟悉本技术领域的技术人员可根据本发明内容作出各种相应改型，但这些改型都应属于本发明所附权利要求保护范围之内。
权利要求
1.蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，其特征是包括有 盖板组件，盖板组件包括有电刷，所述电刷固定在塑胶中板上，所述中板与盖板连接； 定子，所述定子的磁钢采用瓦型的烧结铁氧体，固定于机壳上； 转子组件，转子组件包括有换向器及转子绕组，转子绕组上连接有线路板，所述线路板上设有若干个电容器。
2.根据权利要求I所述的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，其特征是所述电容器为3个。
3.根据权利要求I所述的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，其特征是所述转子绕组为3个，每个转子绕组连接有一个电容器。
4.根据权利要求I或2或3所述的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，其特征是更进一步的，所述每个转子绕组的底线与下一个转子绕组的面线相连，呈三角连接，每个电容的一端与转子绕组连接，另一端作为公共端连接。
全文摘要
本发明的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达，技术目的是提供一种运转稳定可靠、使用寿命长并且制造成本低廉的蓝光光盘播放器的主轴有刷马达。包括有盖板组件，盖板组件包括有电刷，所述电刷固定在塑胶中板上，所述中板与盖板连接；定子，所述定子的磁钢采用瓦型的烧结铁氧体，固定于机壳上；转子组件，转子组件包括有换向器及转子绕组，转子绕组上连接有线路板，所述线路板上设有若干个电容器。本发明的使用寿命长，成本低而且制造工艺也相对简单；适用于蓝光光盘播放器中应用。
文档编号H02K1/17GK102790504SQ20121026024
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者周邦利, 钱大明 申请人:深圳甲艾马达有限公司