专利名称：马达以及包括该马达的数字光处理式投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种马达，尤其是使用中需要检测其转动位置的马达，还涉及一种包括用于驱动色轮的马达的数字光处理式投影机。
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投影机中，都需要检测马达的转动位置。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，该马达的转子轭铁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。另夕卜，在转子轭铁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露在转子轭铁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，当马达的转子轭铁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:(I)由于在转子轭铁3上设有孔部3b，转子磁铁8的磁束漏出，马达特性会恶化；(2)当将转子磁铁8固定在转子轭铁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；(3)当进行转子磁铁8和转子轭铁3的组装时，需要在转子磁铁8上标示出磁极的界限部分并且要使转子磁铁8的磁极的界限部分从孔部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的马达。
发明内容
本发明的一方面，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，该旋转体包括具有圆筒状侧壁和顶盖的转子保持架，该静止体包括磁性位置检测机构，其位于转子保持架周围，用于检测转子保持架的旋转位置，其中该旋转体还包括一个设置在转子保持架的侧壁径向外侧上的磁铁单元，该磁铁单元在周方向上具有极性不同的两个磁极以及位于所述两个磁极之间的一个磁极界限部。由于本发明的马达的转子保持架的侧壁上未设有孔部，可以防止因灰尘沉积在转子保持架内部而影响马达的运行，降低了马达运行时产生的振动和噪音，也使得马达的装配工艺简单化，从而提高生产效率。粘结剂的涂布和转子磁铁的组装变得容易，以及转子磁铁的磁束不会从孔部漏出，这改善了马达的运行性能。另外，由于磁铁单元在周方向上具有两个磁极，减少了磁极的切换位置。本发明的另一方面提供一种数字光处理式投影机，其包括前述实施方案中所述的马达，还包括由该马达驱动的色轮。由于磁铁单元设置在转子保持架的侧壁的径向外侧，很容易使磁体单元的磁极界限部与色轮的一个色彩界限部在周方向上大致对齐。
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是不出图1的马达的转子辄铁和感应体的感应线圈相互位直的视图；图4是单片数字光处理式投影机的工作原理图；图5(a)、(b)和(C)分别示出了图4的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6示出了根据本发明的第一实施方案的马达的俯视图；图7是图6的一部分的剖视图，其中磁铁单元在最靠近磁性位置检测机构的位置被配置在转子保持架的侧壁和该磁性位置检测机构之间；图8示出了马达的圆弧状磁铁的磁极界限部与色轮的色彩界限部在周方向上大致对齐；图9示出了根据本发明的第二实施方案的马达的剖视图；图10示出了图9的马达的一个变型的剖视图；图11示出图9的马达的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁在转子保持架上安装定位;图12示出了图11的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁的磁极界限部与色轮的色彩界限部在周方向上大致对齐；图13示出了设置在图11的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁的外周面上的树脂环。
具体实施方式
、下面将以数字光处理(Digital Light Processing, DLP)式投影机作为具体的应用来描述本发明的马达。然而，本领域技术人员应理解，本发明的马达并不限于应用于此，而可以应用于需要检测马达的转动位置的任何装置，诸如软盘驱动器。DLP式投影机的原理和结构DLP式投影机由于亮度高、持久耐用以及体积小等优点而成为了数码投影机的主流产品。图4示出了单片DLP式投影机的工作原理图。投影灯泡10发出的光输出到聚光透镜11，聚光后由反射镜12反射到红外、紫外线滤波器13。滤掉红外线光和紫外线光后进入匀光器件——实心光导管14 (也称作聚光棒或积分棒)。光线经过光导管后被均匀化，均匀化后的白光束照射到被称作色轮15的分光器件上，经过色轮的作用把白光分解为红、绿、蓝三种基色光。红、绿、蓝三基色光经过反射镜16反射到中继透镜17，中继透镜17是一个透镜组，它对光进行聚焦后入射到总反射棱镜(TIR Prism) 18。总反射棱镜的作用是调整光线射到数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD) 19上的入射角，使得DMD上的微镜片转动时，将光线准确地摄入或偏离投影透镜20，在投影屏幕上形成图像。色轮15可以是在一个圆环状盘上面等分为3个区域，每个区域上涂红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色材料，如图5(a)所示。为了提高亮度，色轮15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5(b)所示。或者，为了改善色还原性，色轮15可以为六段式，如图5(c)。为了提高彩色还原性，六段式色轮可以被做成红、绿、蓝3中基色和它们相应的3种补色，即青、品红、黄。更近一步的改进是在基色和补色的六段色轮上再加上白色，在提高色彩还原性的同时又进一步提高亮度。色轮15在相邻的两个颜色区域的分界处分别具有色彩界限部22，例如，三段式色轮具有三个色彩界限部，四段式色轮具有四个色彩界限部，六段式色轮具有六个色彩界限部。此外，色轮上各颜色区域的面积可以根据需要具体设定，例如设定各颜色区域的弧度。色轮15由马达驱动，且其旋转速度与各种视频播放器输入的视频信号是同步的。DMD 19通过马达反馈的位置信号来判断随着色轮15的转动而射到其上的光颜色种类，并且根据视频信号来决定向投影透镜20的何处位置在何时打何种颜色的光。因此，需要在与色轮特定位置相对的马达外周上设立信号检出装置作为每转动一周的起始点，通过色轮上颜色间隔尺寸来辅助光处理芯片分析光颜色种类。色轮驱动用马达本发明的马达包括具有一中心轴线的旋转体，以及与旋转体共轴的静止体。该旋转体包括:轴，其沿所述中心轴线延伸；转子保持架，其直接或间接地固定至轴，可以具有圆筒状侧壁和从该侧壁的上部朝向径向内侧延展的顶盖；转子磁铁，其可以固定至转子保持架的侧壁的内周面上。该静止体包括:轴承部，其可旋转地支撑轴；定子，其由转子保持架的侧壁和顶盖覆盖，可以位于比转子磁铁更靠近径向内侧的位置且与转子磁铁径向对置；磁性位置检测机构，其位于该转子保持架周围，用于检测转子保持架的旋转位置。该磁性位置检测机构例如为霍尔集成电路。马达的上述结构仅作为示例，不作为对本发明的限制，而且上述结构对本领域技术人员来说是熟知的，因此在此不进行详述。在本发明的马达的配置中，不是在转子保持架的侧壁中设置孔部以将转子磁铁的磁束漏出，而是另外在转子保持架的侧壁的外周面径向外侧设置与转子保持架一起转动的磁铁单元，该磁铁单元与该磁性位置检测机构相靠近，优选该磁铁单元在最靠近所述磁性位置检测机构的位置被配置在该侧壁和该磁性位置检测机构之间，以使磁性位置检测机构从磁铁单元接收到的磁束随转子保持架的转动而变化，从而输出以磁铁单元的位置为函数的感应电压。本发明就是基于以上构思做出的。图6示出了根据本发明的第一实施方案的马达的俯视图。马达100的转子保持架110在其侧壁的外周面上设置磁铁单元，该磁铁单元包括一个与该侧壁的外周面匹配的圆弧状磁铁120，该圆弧状磁铁在周方向上具有N极和S极以及位于N极和S极之间的一个磁极界限部。另外还在转子保持架110的该侧壁的径向外侧设置树脂部130。如图所示，圆弧状磁铁120通过由树脂的插入成形而形成的树脂部130覆盖外周面并固定至转子保持架110的侧壁的外周面，该圆弧状磁铁的磁极界限部的至少一部分露出。或者，圆弧状磁铁120可以通过粘结剂附接至转子保持架110的侧壁的外周面，而不使用树脂部。霍尔集成电路140布置在静止体上，位于圆弧状磁铁120的附近。在使用树脂部的实施方案中，在树脂部130的圆周面中形成一插口，圆弧状磁铁120插入在该插口中。优选地，圆弧状磁铁120的轴向上表面122露出，并且树脂部130具有一完全围绕转子保持架110的外周面的环状部132，该环状部132可以例如位于圆弧状磁铁120的轴向下侧，如图7所示。更优选地，树脂部130的厚度大于圆弧状磁铁120的厚度。一块圆弧状磁铁120的磁极界限部可以位于其周方向的任何位置，在使用时需要标出该磁极界限部。优选地，该磁极界限部位于圆弧状磁铁120的周方向中心部，以容易地靠视觉辨别出。色轮15固定至转子保持架110，与转子保持架110 —起转动，从而实现马达对色轮的驱动。优选地，色轮15通过粘结剂垂直于中心轴线附接至转子保持架110的顶盖。理论上，色轮15相对于圆弧状磁铁120的磁极界限部的取向可以不特别限制。然而，为了便于组装以及后续的计算，优选地，圆弧状磁铁120的磁极界限部124与色轮15的一个色彩界限部22在周方向上大致对齐，如图8所示。图9示意性地示出了本发明的马达的第二实施方案的剖视图。如图所示，马达200在转子保持架210的外周面径向外侧设置有磁铁单元，该磁铁单元包括分离的两块圆弧状磁铁，即第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b，它们被构形为与转子保持架210的外周面大致匹配。第一圆弧状磁铁220a在周方向上具有一个第一磁极,例如N极,而第二圆弧状磁铁220b在周方向上具有一个与第一磁极极性不同的第二磁极,例如S极。图10不出了图9的马达的一个变型的剖视图。第一圆弧状磁铁220a’在周方向上具有一个第一磁极，例如N极，以及沿中心轴线方向还具有一个不同于第一磁极极性的第二磁极，例如，S极；而第二圆弧状磁铁220b’在周方向上具有一个第一磁极，例如N极，以及沿中心轴线方向还具有一个不同于第一磁极极性的第二磁极，例如，S极；在使用中,第一圆弧状磁铁220a’和第二圆弧状磁铁220b’被布置为第一圆弧状磁铁220a’的第一磁极(N极)和第二磁极(S极)在周方向上分别对应第二圆弧状磁铁220b’的第二磁极(S极)和第一磁极(N极)。如第一实施方案，第二实施方案中的第一圆弧状磁铁220a, 220a’以及第二圆弧状磁铁220b，220b’可以通过粘合剂附接至转子保持架210的外周面，或者通过树脂部固定至转子保持架210的外周面。如图11所示，第一圆弧状磁铁220a在周方向上具有第一端220al和第二端220a2，第二圆弧状磁铁220b在周方向上具有第一端220bl和第二端220b2，第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b被布置为第一圆弧状磁铁220a的第一端220al和第二端220a 2分别与第二圆弧状磁铁220b的第一端220bl和第二端220b2相互靠近。优选地，第一圆弧状磁铁220a的第一端220al和第二圆弧状磁铁220b的第一端220bl相互接触，由于第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b在周方向上具有不同的磁极，因此在二者相互接触的位置形成所述磁极界限部224 ；以及第一圆弧状磁铁220a的第二端220a2和第二圆弧状磁铁220b的第二端220b2相互间隔，从而在二者之间形成一间隙226。更优选地，在间隙226中在转子保持架210上附接一配重228。色轮15固定至转子保持架210，与转子保持架210 —起转动，从而实现马达对色轮的驱动。优选地，色轮15通过粘结剂垂直于中心轴线附接至转子保持架210的顶盖。理论上，色轮15相对于第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b的磁极界限部224的取向可以不特别限制。然而，为了便于组装以及后续的计算，优选地，磁极界限部224与色轮15的一个色彩界限部22在周方向上大致对齐，如图12所示。在第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b由粘合剂附接至转子保持架210的外周面的实施方案中，优选地在第一圆弧状磁铁220a和第二圆弧状磁铁220b的外周面设置一树脂环229，如图12所示，从而在马达转数高的情况下防止磁铁因离心力过大而脱离。虽然上述实施方案中示出了圆弧状磁铁通过粘合剂或树脂部固定至转子保持架的外周面，但是本领域技术人员应理解可以采用其他方式将圆弧状磁铁保持在转子保持架的外周面径向外侧，且与该外周面径向间隔一距离。本发明具有以下优点。在一个示例性实施方案中，所述磁铁单元包括一个圆弧状磁铁，其通过粘结剂附接至转子保持架的侧壁的外周面。这种固定方法简单易行。在一个示例性实施方案中，所述磁铁单元包括一个圆弧状磁铁,该圆弧状磁铁通过树脂部固定至转子保持架的侧壁的外周面，该圆弧状磁铁的外周面的至少一部分露出。这种固定方法可以在马达高速转动的情况下防止磁铁脱落。在一个不例性实施方案中，圆弧状磁铁的上表面从树脂部露出，树脂部具有一完全围绕转子保持架的外周面的环状部。在一个示例性实施方案中，该环状部位于该圆弧状磁铁的轴向下侧。树脂部的这种结构易于圆弧状磁铁的安装，而且由于树脂部的至少一部分连接成环状，所以加大了树脂部的强度。在一个示例性实施方案中，磁极界限部位于圆弧状磁铁的周方向中心部。可以容易地靠视觉辨别出磁极界限部，便于后续的色轮安装。在一个示例性实施方案中，树脂部的厚度大于圆弧状磁铁的厚度。由于树脂部比圆弧状磁铁厚，可以有效降低旋转体的不平衡。在一个示例性实施方案中，磁铁单元包括分离的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁
铁，第一圆弧状磁铁在周方向上具有一个第一磁极，第二圆弧状磁铁在周方向上具有一个
与第一磁极极性不同的第二磁极。通过将磁铁单元设计成分离式，可以在视觉上辨别出磁
极界限部。因此，容易调整磁铁与色轮的位置，以及可以在安装色轮后对磁铁的位置进行调M
iF.0在一个不例性实施方案中，第一圆弧状磁铁沿中心轴线方向具有第一磁极和与第一磁极极性不同的第二磁极，第二圆弧状磁铁沿中心轴线方向具有第一磁极和与第一磁极极性不同的第二磁极，第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁被布置为第一圆弧状磁铁的第一磁极和第二磁极在周方向上分别对应第二圆弧状磁铁的第二磁极和第一磁极。这样可以便于磁性位置检测机构的布置。在一个不例性实施方案中，第一圆弧状磁铁在周方向上具有第一端和第二端,第二圆弧状磁铁在周方向上具有第一端和第二端，第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁被布置为第一圆弧状磁铁的第一端和第二端分别与第二圆弧状磁铁的第一端和第二端相互靠近。在一个不例性实施方案中，第一圆弧状磁铁的第一端和第二圆弧状磁铁的第一端相互接触，从而在二者的接触位置形成磁极界限部；以及第一圆弧状磁铁的第二端和第二圆弧状磁铁的第二端间隔布置，从而在二者之间形成一间隙。因为两个圆弧状磁铁的第二端未接触，所以即使在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，也可以顺利地安装第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁。在一个示例性实施方案中，在转子保持架的外周面上在所述间隙中设置一配重。这可以对旋转体起到平衡作用。在一个示例性实施方案中，在第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁的外周面上固定有一树脂环。这可以在马达高速旋转的情况下防止磁铁脱落。另一方面，本发明提供了一种数字光处理式投影机，其包括上述实施方案中任一项所述的马达，还包括由该马达驱动的色轮。在一个示例性实施方案中，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，所述色轮固定在转子保持架上，马达的磁铁单元的磁极界限部与色轮的其中一个色彩界限部在周方向大致对齐。这可以便于色轮和磁铁单元的安装定位，便于由磁性位置检测机构输出的电压输出值的后续处理。本领域技术人员应理解上述参照附图进行描述的实施方案仅是示例性的，本发明的保护范围并不限于此。实施方案中的特征可以进行组合、替换、改变或删除，而不脱离本发明的精神和实质。本发明的保护范围由所附带的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种马达，包括旋转体和静止体，所述旋转体包括具有圆筒状侧壁和从所述侧壁的上部朝向径向内侧延展的顶盖的转子保持架，所述静止体包括磁性位置检测机构，其位于所述转子保持架周围，用于检测所述转子保持架的旋转位置， 其特征在于， 所述旋转体还包括一个设置在所述转子保持架的所述侧壁的径向外侧上的磁铁单元，所述磁铁单元与所述磁性位置检测机构相靠近，在周方向上具有极性不同的两个磁极以及位于所述两个磁极之间的一个磁极界限部。
2.根据权利要求1所述的马达，其中所述磁铁单元通过粘结剂附接至所述转子保持架的侧壁的外周面。
3.根据权利要求2所述的马达，其中所述磁铁单元为一个圆弧状磁铁。
4.根据权利要求1所述的马达，其中所述旋转体包括设置在所述转子保持架的径向外侧的树脂部， 所述磁铁单元包括一个圆弧状磁铁，所述圆弧状磁铁通过所述树脂部覆盖其外周面，且固定至所述转子保持架的所述侧壁的外周面，所述圆弧状磁铁的所述磁极界限部的至少一部分露出。
5.根据权利要求4所述的马达，其中所述树脂部的圆周面形成一插口，所述圆弧状磁铁插入在所述插口中，且所述圆弧状磁铁的上表面露出。
6.根据权利要求5所述的马达，其中所述树脂部具有一完全围绕所述转子保持架的外周面的环状部。
7.根据权利要求6所 述的马达，其中所述环状部位于所述圆弧状磁铁的轴向下侧
8.根据权利要求3-7中任一项所述的马达，其中所述磁极界限部位于所述圆弧状磁铁的周方向中心部。
9.根据权利要求4-7中任一项所述的马达，其中所述树脂部的厚度大于所述圆弧状磁铁的厚度。
10.根据权利要求1所述的马达，其中所述磁铁单元包括分离的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁，所述第一圆弧状磁铁在周方向上具有一个第一磁极，所述第二圆弧状磁铁在周方向上具有一个与所述第一磁极极性不同的第二磁极。
11.根据权利要求1所述的马达，其中所述磁铁单元包括分离的第一圆弧状磁铁和第二圆弧状磁铁，所述第一圆弧状磁铁沿中心轴线方向具有第一磁极和与第一磁极极性不同的第二磁极，所述第二圆弧状磁铁沿中心轴线方向具有第一磁极和与第一磁极极性不同的第二磁极，所述第一圆弧状磁铁和所述第二圆弧状磁铁被布置为所述第一圆弧状磁铁的第一磁极和第二磁极在周方向上分别对应所述第二圆弧状磁铁的第二磁极和第一磁极。
12.根据权利要求10或11所述的马达，其中所述第一圆弧状磁铁在周方向上具有第一端和第二端，所述第二圆弧状磁铁在周方向上具有第一端和第二端，所述第一圆弧状磁铁和所述第二圆弧状磁铁被布置为所述第一圆弧状磁铁的第一端和第二端分别与所述第二圆弧状磁铁的第一端和第二端相互靠近。
13.根据权利要求12所述的马达，其中所述第一圆弧状磁铁的第一端和所述第二圆弧状磁铁的第一端相互接触，从而在二者的接触位置形成所述磁极界限部；以及所述第一圆弧状磁铁的第二端和所述第二圆弧状磁铁的第二端间隔布置，从而在二者之间形成一间隙。
14.根据权利要求13所述的马达，其中在所述转子保持架的外周面上在所述间隙中设置一配重。
15.根据权利要求10或11所述的马达，其中在所述第一圆弧状磁铁和所述第二圆弧状磁铁的外周面上固定有一树脂环。
16.一种数字光处理式投影机，包括前述权利要求中任一项所述的马达，还包括由所述马达驱动的色轮。
17.根据权利要求16所述的数字光处理式投影机，其中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，所述色轮固定在所述转子保持架上，所述马达的所述磁铁单元的所述磁极界限部与所述色轮的其中一个所述色彩界限部在周 方向对齐。
全文摘要
本发明提供一种马达以及包括该马达的装置，尤其是数字光处理(DLP)式投影机。所述马达包括设置在转子保持架的侧壁的外周面径向外侧的磁铁单元，而不是在侧壁上开孔部将转子磁铁的磁束从孔部漏出。由于未在转子保持架的侧壁上开孔部，改善了马达的特性，降低了马达运行时产生的振动和噪音，也使得马达的装配工艺简单化，从而提高生产效率。所述DLP式投影机包括所述马达和由马达驱动的色轮。由于磁铁单元设置在转子保持架的侧壁的外周面径向外侧上，很容易使磁体单元的磁极界限部与色轮的一个色彩界限部在周方向上大致对齐。
文档编号H02K29/06GK103166415SQ20111040644
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张东旭, 李鹏, 杜以斌 申请人:日本电产株式会社