無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，在電路板上安裝有控制集成電路；所述電路板具有突出到馬達(dá)外殼的外側(cè)的突出部，所述突出部上具有連接所述控制集成電路的至少三個(gè)端子：接地端子、供電端子以及控制端子；控制集成電路通過所述控制端子切換控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。通過本實(shí)用新型，不僅可以改善馬達(dá)的輸出效率，增加馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍，而且可以降低成本。
【專利說明】無刷直流振動(dòng)馬達(dá)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)電領(lǐng)域，尤其涉及一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，無刷直流振動(dòng)馬達(dá)(例如硬幣型振動(dòng)馬達(dá))作為來電通知部件或觸覺感知部件等被安裝在許多電子設(shè)備(例如移動(dòng)電話、智能電話等)中，通常由外部控制器對(duì)該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行控制。
[0003]圖1是目前現(xiàn)有技術(shù)中無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的控制系統(tǒng)的一示意圖。如圖1所示，該控制系統(tǒng)通常包括集成電路(ic，Integrated Circuit) 101和電機(jī)102 ;其中電機(jī)102可以是具有任意相數(shù)的無傳感器無刷直流振動(dòng)馬達(dá)。
[0004]如圖1所示，集成電路101可以包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP，Digital SignalProcessor) 1011、控制器1012、預(yù)驅(qū)動(dòng)器1013、相位比較器1014、驅(qū)動(dòng)器1015、檢測(cè)電路1016 以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC，Analog Digital Converter) 1017。
[0005]在運(yùn)行過程中，集成電路101為電機(jī)102產(chǎn)生施加的電壓和電流以驅(qū)動(dòng)電機(jī)102。為了在電機(jī)102以大致恒定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)該電機(jī)102進(jìn)行控制，集成電路101計(jì)算旋轉(zhuǎn)速度和位相信息以相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特表2014-502139
[0007]應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本實(shí)用新型的【背景技術(shù)】部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在通過馬達(dá)外部的控制集成電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的情況下，每次控制的切換時(shí)電流供給都將周期性地停止，因此，馬達(dá)的輸出效率變差。并且，為了保證控制集成電路的正常工作，可輸入的直流電壓的必須在控制集成電路的動(dòng)作電壓范圍之內(nèi)，因此，可輸入直流電壓的范圍較窄，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的可控制范圍也變窄。
[0009]本實(shí)用新型是鑒于以上技術(shù)問題所提出的，提供一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)。通過馬達(dá)內(nèi)的控制集成電路和配線圖案代替外部控制器來對(duì)無刷直流振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行控制，由此改善馬達(dá)的輸出效率，并且增加馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)方面，提供一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，具有軸以及垂直于沿所述軸延伸的中心軸線的底板，所述軸的一端固定在所述底板上，所述無刷直流振動(dòng)馬達(dá)還包括:
[0011]電路板，其配置于所述底板上；
[0012]多個(gè)線圈，其安裝在所述電路板上；
[0013]轉(zhuǎn)子保持架，其相對(duì)于所述中心軸線可旋轉(zhuǎn)地被配置；
[0014]磁鐵，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上；
[0015]偏心錘，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上；
[0016]馬達(dá)外殼，其覆蓋所述轉(zhuǎn)子保持架以及所述偏心錘的至少一部分，且固定在所述底板的邊緣部；
[0017]在所述電路板上安裝有控制集成電路；
[0018]所述電路板具有突出到所述馬達(dá)外殼的外側(cè)的突出部，所述突出部上具有連接所述控制集成電路的至少三個(gè)端子:接地端子、供電端子以及控制端子；
[0019]所述控制集成電路通過所述控制端子切換控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的第二個(gè)方面，其中，所述供電端子被保持有一定量的電壓。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的第三個(gè)方面，其中，所述控制集成電路還具有:第一輸出管腳和第二輸出管腳。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的第四個(gè)方面，其中，在所述電路板的所述突出部上，所述接地端子與所述供電端子相鄰設(shè)置。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的第五個(gè)方面，其中，所述控制集成電路具有電源管腳和接地管腳，所述電源管腳與所述接地管腳相鄰設(shè)置。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的第六個(gè)方面，其中，所述電路板上還設(shè)置有磁珠。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的第七個(gè)方面，其中，所述電路板上設(shè)置有分別配置在電源線上和接地線上的兩個(gè)所述磁珠以及配置在電源線與接地線之間的一個(gè)電容。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的第八個(gè)方面，其中，在所述電路板上，所述磁珠和所述電容被配置在相對(duì)于所述中心軸線靠近所述突出部側(cè)。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的第九個(gè)方面，其中，所述線圈為空心線圈。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的第十個(gè)方面，其中，所述軸的另一端固定在所述馬達(dá)外殼上。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果在于:通過馬達(dá)內(nèi)的控制集成電路和配線圖案代替外部控制器來對(duì)無刷直流振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行控制；不僅可以改善馬達(dá)的輸出效率，增加馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍，而且可以降低成本。
[0030]參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式，指明了本實(shí)用新型的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本實(shí)用新型的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。
[0031]針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
[0032]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件或組件的存在或附加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]所包括的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，例示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并與文字說明一起用來解釋本實(shí)用新型的原理，其中對(duì)于相同的要素，始終用相同的附圖標(biāo)記來表示。
[0034]在附圖中:
[0035]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的控制系統(tǒng)的一示意圖；
[0036]圖2是本實(shí)用新型的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的一示意圖；
[0037]圖3是無刷直流振動(dòng)馬達(dá)去掉馬達(dá)外殼以及旋轉(zhuǎn)體之后的部分示意圖；
[0038]圖4是本實(shí)用新型的電路板的一示意圖；
[0039]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中供電端子的電壓的一示意圖；
[0040]圖6是本實(shí)用新型的供電端子的電壓的一示意圖；
[0041]圖7是本實(shí)用新型的控制端子的電壓的一示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042]參照附圖，通過下面的說明書，本實(shí)用新型的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式，其表明了其中可以采用本實(shí)用新型的原則的部分實(shí)施方式，應(yīng)了解的是，本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施方式，相反，本實(shí)用新型包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。
[0043]本實(shí)用新型提供一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)。圖2是本實(shí)用新型的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的一示意圖，示出了該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)200的整體情況。如圖2所示，該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)200具有軸201以及底板202 ;其中底板202垂直于沿所述軸201延伸的中心軸線AA’，軸201的一端固定在所述底板202上。
[0044]如圖2所示，該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)200還包括馬達(dá)外殼203。此外，在所述底板202上配置有電路板204，該電路板204可以是普通的印刷電路板，為了實(shí)現(xiàn)薄型化的需求該電路板204也可以是柔性印刷電路板(FPC，F(xiàn)lexible Printed Circuit)。
[0045]圖3是圖2所示的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)去掉馬達(dá)外殼以及旋轉(zhuǎn)體之后的部分示意圖。如圖3所示，該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)200還包括:多個(gè)線圈205，安裝在所述電路板204上。
[0046]此外，該無刷直流振動(dòng)馬達(dá)200還包括圖2和圖3未示出的如下部件:轉(zhuǎn)子保持架，其相對(duì)于所述中心軸線AA’可旋轉(zhuǎn)地被配置；磁鐵，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上；偏心錘，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上。為簡(jiǎn)單起見，上述部件在附圖2和3中沒有示出；關(guān)于這部分部件的具體結(jié)構(gòu)，可以參考現(xiàn)有的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的配置。
[0047]在本實(shí)用新型中，馬達(dá)外殼203覆蓋所述轉(zhuǎn)子保持架以及所述偏心錘的至少一部分，且固定在所述底板202的邊緣部。此外，所述軸201的一端固定在所述底板202上，另一端固定在所述馬達(dá)外殼203上。
[0048]如圖3所示，在所述電路板204上安裝有控制集成電路206 ;并且所述電路板204具有突出到所述馬達(dá)外殼203的外側(cè)的突出部2041。由此，根據(jù)外部的控制信號(hào)通過配置在馬達(dá)內(nèi)的控制集成電路206對(duì)馬達(dá)進(jìn)行控制。
[0049]圖4是本實(shí)用新型的電路板的一示意圖。如圖4所示，所述突出部2041上具有連接所述控制集成電路206的至少三個(gè)端子:接地端子401、供電端子402以及控制端子403 ;所述控制集成電路206通過所述控制端子403切換控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0050]在本實(shí)用新型中，所述供電端子402被保持有一定量的電壓。如圖4所示，所述控制集成電路206具有:第一輸出管腳2061和第二輸出管腳2062。
[0051]本實(shí)用新型能夠通過控制集成電路206的第一輸出管腳2061和第二輸出管腳2062給線圈205輸入可變電流。雖然進(jìn)行從第一輸出管腳2061輸出電流給線圈205通電然后返回第二輸出管腳2062和從第二輸出管腳2062輸出電流給線圈205通電然后返回第一輸出管腳2061的切換與以往的控制集成電路相同，但是進(jìn)行該切換的過程中，本實(shí)用新型的控制集成電路不進(jìn)入OFF狀態(tài)。通過外部的控制端子(CTL)的信號(hào)，可以改變輸入線圈的電流，能夠改變馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)。
[0052]圖5是目前現(xiàn)有技術(shù)中供電端子的電壓(VCC)的一示意圖。如圖5所示，在通過馬達(dá)外部的控制集成電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的情況下，由于控制集成電路經(jīng)常反復(fù)0N/0FF、反復(fù)進(jìn)行復(fù)位，輸入的脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulat1n)信號(hào)的頻率和占空比被限制，為了保證控制集成電路正常動(dòng)作，可輸入PWM電壓的范圍比較窄，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍比較窄。如果過早進(jìn)行控制切換的話，控制集成電路將無法動(dòng)作。并且，根據(jù)控制集成電路的特性，啟動(dòng)時(shí)控制集成電路的內(nèi)部存在延遲時(shí)間，馬達(dá)的特性(效率)將變差。換句話說，相對(duì)于輸入PWM電壓，馬達(dá)輸出特性(或效率)變差。
[0053]另一方面，為了控制馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，存在改變輸入電壓進(jìn)行控制的情況，根據(jù)控制集成電路的額定工作電壓不同，在一定的電壓以下，控制集成電路將進(jìn)入OFF狀態(tài)，由此無法控制馬達(dá)的動(dòng)作。因此，可輸入直流電壓的范圍較窄，在通過控制輸入電壓的高低來控制馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的方式中，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍也變窄。例如，圖5中以VCC為3.0V為例進(jìn)行說明。現(xiàn)有技術(shù)使用的集成電路在2.2V以下即停止工作，即使可以改善到1.5V也不能避免該問題。
[0054]圖6是本實(shí)用新型的供電端子的電壓(VCC)的一示意圖。圖7是本實(shí)用新型的控制端子的電壓(CTL)的一示意圖。
[0055]在本實(shí)用新型中，通過將與輸入信號(hào)相同的PWM波形給線圈通電(直接PWM驅(qū)動(dòng))，能夠變更馬達(dá)的扭矩，且能夠大幅改善轉(zhuǎn)數(shù)的控制。由于保持給控制集成電路206施加一定量的電壓，使控制集成電路206不進(jìn)入OFF狀態(tài)。通過CTL信號(hào)能夠大幅改變流入線圈的電流值，因此，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍大幅增加。
[0056]例如，在以前的控制集成電路中，由于在2.2V時(shí)集成電路進(jìn)入OFF狀態(tài)，只能供給
2.2V以上的電壓。而本實(shí)用新型的控制集成電路能夠?qū)㈦妷涸O(shè)定到2.2V以下。
[0057]在本實(shí)用新型中，如圖4所示，在所述電路板204的所述突出部2041上，所述接地端子401與所述供電端子402相鄰設(shè)置。所述控制集成電路206還具有接地管腳2063和電源管腳2064，所述接地管腳2063與所述電源管腳2064也相鄰設(shè)置。
[0058]如圖4所示，所述控制集成電路206還可以具有:切換管腳(SEL) 2065和控制管腳
2066 ο
[0059]在本實(shí)用新型中，所述電路板204上還可以設(shè)置有磁珠。通過設(shè)置磁珠，可以除去馬達(dá)電源線的高頻噪音，即使馬達(dá)配置在移動(dòng)電話或智能電話等的天線的附近，也可以防止天線上的高頻噪音串入驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電源。
[0060]例如，如圖3所示，所述電路板204上設(shè)置有分別配置在電源線上和接地線上的兩個(gè)磁珠301和302以及配置在電源線與接地線之間的一個(gè)電容303。其中，在所述電路板204上，所述磁珠301和302和所述電容303被配置在相對(duì)于所述中心軸線靠近所述突出部2041的一側(cè)。這樣可以盡可能減少電源線和接地線的配線長(zhǎng)度，更能夠防止高頻噪音的串Ac并且，在無刷直流振動(dòng)馬達(dá)中，有效利地用空間，能夠促進(jìn)無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的小型化。
[0061]在本實(shí)用新型中，所述線圈205為空心線圈。通過設(shè)置空心線圈能夠?qū)崿F(xiàn)無刷直流振動(dòng)馬達(dá)的薄型化。另外，為了超薄型化的需要，線圈205也可以由印刷在電路板204上的配線圖案構(gòu)成。
[0062]在本實(shí)用新型中，由于在控制集成電路內(nèi)一直保持供給一定的電壓，通過配置在馬達(dá)內(nèi)的控制集成電路切換控制信號(hào)，在切換控制信號(hào)時(shí)，不發(fā)生向控制集成電路的供電中斷。因此，控制集成電路不停止動(dòng)作。并且，每次進(jìn)行控制的切換時(shí)不需要停止對(duì)控制集成電路的電壓供給，大幅增加了可輸入的PWM信號(hào)的頻率和占空比，馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的控制范圍也大幅增加。
[0063]并且，即使控制切換進(jìn)行的很快，也不會(huì)出現(xiàn)控制集成電路停止動(dòng)作的情況。作為馬達(dá)停止時(shí)的驅(qū)動(dòng)控制，停止時(shí)向線圈通電使產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反方向的驅(qū)動(dòng)力，通過逆旋轉(zhuǎn)剎車，能夠?qū)崿F(xiàn)使轉(zhuǎn)子迅速停止(縮短制動(dòng)時(shí)間)的控制。由于可輸入的PWM信號(hào)的頻率范圍增大，通過避開容易疊加PWM信號(hào)的切換噪音的頻率，能夠改善噪音。并且，不發(fā)生集成電路的動(dòng)作停止(復(fù)位)，改善了由于集成電路內(nèi)部的延遲產(chǎn)生的損耗，能夠改善馬達(dá)的輸出效率。
[0064]此外，通過控制端子只輸入PWM信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部控制集成電路設(shè)置結(jié)構(gòu)相同的動(dòng)作控制，本實(shí)用新型不需要設(shè)置在外部驅(qū)動(dòng)控制馬達(dá)的控制集成電路，由此降低了成本。
[0065]以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的精神和原理對(duì)本實(shí)用新型做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
[0066]以上參照附圖描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。這些實(shí)施方式的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施方式的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本實(shí)用新型的實(shí)施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，具有軸以及垂直于沿所述軸延伸的中心軸線的底板，所述軸的一端固定在所述底板上，所述無刷直流振動(dòng)馬達(dá)還包括: 電路板，其配置于所述底板上； 多個(gè)線圈，其安裝在所述電路板上； 轉(zhuǎn)子保持架，其相對(duì)于所述中心軸線可旋轉(zhuǎn)地被配置； 磁鐵，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上； 偏心錘，其安裝在所述轉(zhuǎn)子保持架上； 馬達(dá)外殼，其覆蓋所述轉(zhuǎn)子保持架以及所述偏心錘的至少一部分，且固定在所述底板的邊緣部； 其特征在于，在所述電路板上安裝有控制集成電路； 所述電路板具有突出到所述馬達(dá)外殼的外側(cè)的突出部，所述突出部上具有連接所述控制集成電路的至少三個(gè)端子:接地端子、供電端子以及控制端子； 所述控制集成電路通過所述控制端子切換控制信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述供電端子被保持有一定量的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述控制集成電路還具有:第一輸出管腳和第二輸出管腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中， 在所述電路板的所述突出部上，所述接地端子與所述供電端子相鄰設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述控制集成電路具有電源管腳和接地管腳，所述電源管腳與所述接地管腳相鄰設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述電路板上還設(shè)置有磁珠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述電路板上設(shè)置有分別配置在電源線上和接地線上的兩個(gè)所述磁珠以及配置在電源線與接地線之間的一個(gè)電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，在所述電路板上，所述磁珠和所述電容被配置在相對(duì)于所述中心軸線靠近所述突出部側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述線圈為空心線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述線圈為空心線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無刷直流振動(dòng)馬達(dá)，其中，所述軸的另一端固定在所述馬達(dá)外殼上。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK204205900SQ201420721904
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】金井直樹 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)精密株式會(huì)社