CN103166379A

CN103166379A - 主轴电机

Info

Publication number: CN103166379A
Application number: CN2012105368311A
Authority: CN
Inventors: 金灿锡
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Korea Inc
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-06-19
Also published as: JP2013123367A; US20130147322A1

Abstract

本发明提供了一种主轴电机，该电机包括：轴承组件，包括容纳轴承的轴承座；耦接到轴承座周围的定子；可旋转地容纳在轴承中的转轴；耦接到转轴以与定子相关联地旋转的转子；耦接到轴承座的基板；以及布置在基板上表面以与定子电连接的电路板。

Description

主轴电机

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年10月12日提交的韩国专利申请10-2011-0132680和20-2011-0132683并要求其优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开主要涉及一种主轴电机。

背景技术

光盘驱动器（ODD）包括：高速旋转光盘的主轴电机、从光盘读取数据或记录数据到光盘上的光学拾取器、以及沿磁盘的径向方向移动光学拾取模块的步进电机。

主轴电机包括：包括轴承和轴承座的轴承组件、固定到轴承座的定子、以及与转轴耦接的转子，该转轴插入到轴承中。此外，该主轴电机包括固定轴承座的基板、以及布置在基板上表面的电路板，该电路板与定子电连接。

一般地，基板和电路板使用双面胶互相耦接以实现绝缘和耦接。然而，在传统的主轴电机中使用双面胶耦接基板与电路板需要一个复杂的装配过程，并且在高温高湿度环境下的环境试验中很难得到可靠性。

此外，基板、双面胶和电路板的在指定位置的精确和同时装配，使得很难获得准确位置以及很难大量生产主轴电机。另外，在装配基板、双面胶和电路板之后，由于电路板的弯曲或翘起使得在电路板和基板之间可能产生隆起（扭曲或共面）缺陷，以及为了防止这个问题，要求双面胶具有高的粘结强度。接着，在双面胶具有高的粘结强度的情况下，昂贵的电路板由于高的粘结强度而很难再利用。

传统主轴电机的电路板被布置在基板的指定位置上，并且在电路板和基板之间产生对齐缺陷的情形中，该对齐缺陷可以在光盘驱动器的柔性电路板和主轴电机的电路板之间产生。

根据现有技术，为了对齐基板和电路板，在基板和电路板中的每个上形成通孔，形成在夹具上的定位销插入基板和电路板以对齐基板和电路板，此处基板和电路板用双面胶互相粘结。

然而，即使使用定位销来对齐插座和电路板，由于制造定位销的容差和制造形成在基板和电路板上的通孔的容差，在基板和电路板之间仍频繁地产生对齐缺陷。

发明内容

本公开的示例性实施例提供了一种主轴电机，该主轴电机被配置为在不使用双面胶的情况下耦接电路板与基板，以简化装配过程得到在环境测试中的可靠性，由于不使用双面胶而可以大规模生产主轴电机，以及可以防止电路板和基板之间的扭曲（或隆起），从而使得其电路板可以再利用。

本发明提供了一种主轴电机，该主轴电机被配置为不使用定位销来精确对齐基板和电路板，从而防止基板和电路板之间的对齐缺陷。

在本公开的一个总的方面，提供了一种主轴电机，该主轴电机包括：轴承组件，该轴承组件包括容纳轴承的轴承座；耦接到轴承座周围的定子；可旋转地容纳到轴承中的转轴；耦接到转轴以与定子相关联地旋转的转子；耦接到轴承座的基板；以及被布置在基板的上表面处以电连接到定子的电路板。

附图说明

包含的附图提供了本公开的布置和实施例的进一步理解，其并入并构成本申请的一部分。在附图中，相同的标记代表相同的元件，其中：

图1是根据本公开示例性实施例的主轴电机的剖视图；

图2是图1中基板的平面图；

图3是图1中的‘A’部分的放大图；

图4是图1的电路板和基板的提取平面图；

图5是根据本公开另一示例性实施例的主轴电机的剖视图；

图6是图5中的‘B’部分的放大图；

图7是图1的基板的平面图；

图8是沿图7的‘I-I’线截取的对齐单元的剖视图；

图9是根据本公开另一示例性实施例的图8的剖视图；

图10是图1的电路板的平面图；

图11是沿图10的‘II-II’线截取的剖视图；

图12是示出图1的基板和电路板的平面图；

图13是沿图12的‘III-III’线截取的剖视图；以及

图14是根据本公开另一示例性实施例的图13的剖视图。

具体实施方式

第一示例性实施例

图1是根据本公开示例性实施例的主轴电机700的剖视图。

参照图1，主轴电机700包括：轴承组件100、定子300、转轴400、转子500、基板200、以及电路板600。

轴承组件100包括轴承110和轴承座120。轴承110呈具有外表面和与外表面相对的内表面的圆柱形形状。在本公开的示例性实施例中的轴承110可以包括烧结含油轴承。轴承110的内表面形成为等直径的转轴孔，并且旋转地支撑转轴400（之后描述）。

轴承座120具有上表面开口的圆柱形状并且包括侧板122和底板124。另外，轴承座120还可以包括垫片128和推力轴承130。被轴承110插入的轴承座120的开口上表面形成有法兰单元126，其中法兰单元126从轴承座120的上表面延伸到定子300（之后描述）的上表面。该法兰单元126按压定子300以防止定子偏离轴承座120。在法兰单元126的上表面可以布置吸引磁体528以防止转子500（之后描述）浮动。

图2是图1的基板的平面图，以及图3是图1的‘A’部分的放大图。

参照图1、2和3，基板200形成有翻边单元230，用于固定轴承座120的外表面。基板200形成有至少一个电路板固定单元240，该电路板固定单元240通过切割和弯曲基板200的一部分夹住电路板的边缘。电路板固定单元240优选基于翻边单元230被布置在基板200的翻边单元230的两侧。在本公开的示例性实施例中，电路板固定单元240包括第一固定单元242和第二固定单元244。

第一固定单元242通过切割基板200的一部分形成，使其不完全与基板200分离。例如，第一固定单元242通过将基板200切割成‘U’形并从基板的上表面向上弯曲该切割部分而形成。

在本公开的示例性实施例中，由电路板固定单元240的第一固定单元242和基板200的上表面形成的角可以是钝角。在由电路板固定单元240的第一固定单元242和基板200的上表面形成的角超过90度的情况下，第一固定单元242的内表面可以部分地与电路板600（之后描述）的侧表面接触。在另一方面，在由电路板固定单元240的第一固定单元242和基板200的上表面形成直角的情况下，第一固定单元242的内表面可以完全地与电路板600（之后描述）的侧表面接触。

第二固定单元244通过与电路板600相对地弯曲第一固定部分242的一部分而形成，并且例如，第二固定单元244可以与电路板600的上表面接触。

在本公开的示例性实施例中，基板200的上表面和第二固定单元244的上表面之间形成的高度可以是大约0.4mm到大约2mm。

在本公开的示例性实施例中，电路板固定单元240的第一固定单元242限制电路板600沿着没有使用双面胶的基板200的上表面的水平方向的移动，并且第二固定单元244限制电路板600沿着与基板200的上表面垂直的方向的移动。

图4是图1的电路板和基板的提取平面图。

参照图4，电路板600被布置在基板200的上表面上，并且被形成在基板200上的电路板固定单元240固定。电路板600被布置在基板200上的由电路板固定单元240指定的区域，并且电路板600通过电路板固定单元240被固定在基板200上而不需要使用双面胶。

同时，在电路板600被直接布置在导电基板200的上表面的情况下，电路板600和基板200会发生电短路，从而在电路板600和基板200之间布置绝缘部件，如纸或合成树脂膜。

参照图1，定子300被固定到轴承座120的外表面，所述轴承座120固定到基板200的翻边单元230。定子300包括芯体310和线圈330。芯体310通过层叠多个薄的芯体片形成，该芯体片在外表面处径向地形成有多个芯体单元并且其上形成有中心开口。芯体310的开口被压装或耦接到轴承座120的上表面。线圈330缠绕在芯体310的芯体单元上，并且线圈330被固定到基板200的上表面201。

转轴400可旋转地支撑轴承组件100的轴承110。转子500耦接到转轴400的外表面。转子500包括磁轭510和磁体520。磁轭510具有底部表面开口的圆柱形状，并包括磁轭上板512和磁轭侧板516。耦接到转轴400的外表面的磁轭翻边单元514形成在磁轭上板512的旋转中心。磁轭侧板516从磁轭上板512的边缘向包围芯体310的方向延伸。

磁体520沿着磁轭侧板516的内侧表面布置，并且磁体520放置在芯体310的对面。磁轭上板512的上表面耦接到定心单元550，该定心单元550连接到磁轭翻边单元514，其中定心单元550耦接到光盘的内表面以使光盘的旋转中心与转轴400的旋转中心对齐。

图5是根据本公开另一示例性实施例的主轴电机的剖视图，以及图6是图5中的‘B’部分的放大图。

除了电路板固定单元，根据本公开另一示例性实施例的主轴电机大体上与通过图1到图4所阐述和解释的主轴电机相同。因此，将省略对相同组成元件的多余解释，并且在相同的组成元件中，相同的标记代表相同元件。

参照图5和图6，主轴电机700包括轴承组件100、定子300、转轴400、转子500、基板200以及电路板600。

基板200形成有电路板固定单元270。电路板固定单元270包括固定单元275，该固定单元275通过切割基板200的一部分并从基板200的上表面向上弯曲该切割部分而形成。固定单元275按压由布置在基板200上表面的电路板600的上表面和侧表面接合形成的角部，以防止电路板600从基板垂直或水平地移动。

在本公开的示例性实施例中，由电路板固定单元270的固定单元275和垂直面形成的角度θ可以是大于0°并且小于60°。在角度θ是0°的情况下，固定单元270很难压住电路板600的角，以及在角度θ大于60°的情况下，固定单元的长度过长使得压住电路板600的力度变弱。

第二示例性实施例

图7是是图1基板的平面图，以及图8是沿图7的‘I-I’线截取的对齐单元的剖视图。

参照图1、7和8，基板200通过轴承座120的底表面末端被固定到轴承座120的外表面，该底表面顶端与形成有法兰单元126的轴承座120的上部末端相对。基板200包括用于固定轴承座120的外表面的翻边单元230。

同时，基板200也形成有至少两个彼此相隔预定距离的对齐单元210。对齐单元210用于准确地对齐电路板600（之后描述）和基板200。至少两个对齐单元210形成在基板200上，并且各个对齐单元210形成在彼此相隔预定距离的位置处。例如，基板200的对齐单元210可以是从基板200突起的对齐凸台。此外，基板200的对齐单元210可以形成圆柱形状，方柱形状或多边柱形状。

在本公开的示例性实施例中，对齐单元210从基板200的后表面突起到与该后表面相对并且布置有电路600板的前表面201。对齐单元210可以通过半冲裁（half blanking）过程形成，该半冲裁过程是在完全切断基板200之前停止压床的冲头，如图8所示。

虽然根据本公开的示例性实施例已经说明和解释了对齐单元210是由半冲裁过程制成的，但可选择的，该对齐单元210可以由拉延（drawing）过程制成，该拉延过程是将压床的冲头从基板200的后表面推向前表面201，如图9所示。

图10是图1的电路板的平面图，以及图11是沿图10的‘II-II’线截取的剖视图。

参照图10和图11，电路板600形成在基板200的上表面201上，并且电连接到缠绕在定子300的芯体310上的线圈330。电路板600电连接到安装有主轴电机的光盘驱动器的柔性电路板上，从而使得电路板600必须被布置在基板200的上表面201的指定位置上。

在电路板600没有被布置在基板200的上表面201的指定位置上的情况下，可能产生与光盘驱动器的柔性电路板的接触缺陷。

在本公开的示例性实施例中，电路板600形成有对齐孔610，以准确地将电路板600对齐在基板200的指定位置。

对齐孔610可以是穿过电路板600的上表面和与电路板600的上表面相对的下表面的通孔。虽然本公开的示例性实施例已经说明和解释了电路板600形成有穿过电路板600的对齐孔610，但是可选择的，可以在与基板200的对齐单元210相对应的位置上形成与对齐单元210耦接的对齐槽。

电路板600的对齐孔610形成在与基板200的对齐单元210相对应的位置处，其中对齐孔610形成有能够使基板200的对齐单元210精确和正确地插入的尺寸。

在本公开的示例性实施例中，在基板200上简单形成对齐单元210和电路板600上简单形成对齐孔601能够控制对齐单元210和对齐孔610的容差，与传统现有技术相比，可以大大地提高电路板相对于基板200的位置的精确度。

图12是示出图1的基板和电路板的平面图，以及图13是沿图12的‘III-III’线截取的剖视图。

参照图12和图13，基板200在其上表面201上布置有电路板600，并且电路板600的对齐孔610通过半冲裁过程耦接到对齐单元210。

在本公开的示例性实施例中，当从基板200的上表面201测量时，对齐单元210的高度A形成为小于基板200厚度B的80%，这允许从基板200切割对齐单元210。在对齐单元210的高度A大于基板厚度B的80%的情况下，对齐单元210会从基板200被折断。

同时，当从基板200的上表面201测量时，对齐单元210的高度A可以大于电路板600厚度C的30%。在对齐单元210的高度A小于电路板600的厚度C的30%的情况下，对齐单元210和电路板600的黏合性可能变差，这使得电路板600容易与基板200分离。此外，对齐单元210可以被布置在与电路板600的上表面相同的平面表面上，或可以被布置在形成在电路板600上的对齐槽610内。

图14是根据本公开的示例性实施例的图13的剖视图。

参照图14，基板200的上表面201布置有电路板600，并且通过拉延过程，电路板600的对齐孔601耦接到形成在基板200上的对齐单元210。

在本公开的示例性实施例中，当从基板200的上表面201测量时，对齐单元210的高度D可以小于基板200的厚度E的80%。

同时，当从基板200的上表面201测量时，对齐单元210的高度D可以大于电路板600的厚度F的30%。

在对齐单元210的高度D小于电路板600的厚度F的30%的情况下，对齐单元210和电路板600之间的黏合性可能变差，这使得电路板600容易与基板200分离。此外，对齐单元210可以布置在与电路板600的上表面相同的平面表面上，或可以布置在形成在电路板600上的对齐槽610内。

虽然在图7到图14中的本公开的示例性实施例已阐述和解释了，形成从基板突起的对齐单元，并且电路板通过插入到对齐单元而被布置在基板上，或者，基板可以形成有对齐孔，并且电路板可以附接或形成有被插入对齐槽中的对齐单元。

再次参照图1，固定到基板200的翻边单元230的轴承座120与定子300耦接。该定子300包括芯体310和线圈330。

芯体310通过层叠多个薄的芯体片形成，该芯体片在外表面处沿径向形成有多个芯体单元并且其上形成有中心开口。芯体310的开口被压装或耦接到轴承座120的上表面。线圈330缠绕在芯体310的芯体单元上，并且线圈330被固定到基板200的上表面201。

转轴400可旋转地被轴承组件100的轴承110支撑。转子500耦接到转轴400的外表面。转子500包括磁轭510和磁体520。磁轭510具有底部表面开口的圆柱形状，并且包括磁轭上板512和磁轭侧板516。耦接到转轴400的外表面的磁轭翻边单元514形成在磁轭上板512的旋转中心处。磁轭侧板516从磁轭上板512的边缘向包围芯体310的方向延伸。

磁体520沿着磁轭侧板516的内侧表面布置，并且磁体520布置在芯体310的对面。磁轭上板512的上表面耦接到定心单元550，该定心单元550耦接到磁轭翻边单元514，其中定心单元550耦接到光盘的内表面以使光盘的旋转中心与转轴400的旋转中心对齐

如前所示，根据本公开的示例性实施例的主轴电机的工业实用性在于，通过不使用双面胶而将电路板连接到基板，使得装配过程可以被简化，并在环境试验中得到可靠性，由于不用双面胶使得主轴电机的大量生产变得可能，并且能够防止电路板和基板之间的扭曲（或隆起），从而能够重复使用电路板。

根据本公开的示例性实施例的主轴电机的另一个工业实用性在于，通过在基板的上表面形成对齐单元，并且在被布置在基板上表面上的电路板上形成与对齐单元耦接的对齐孔，使得电路板能够不使用单独的夹具而准确地对齐在基板的预定位置上。

虽然参照一些说明性实施例描述了本发明，但是应该理解，本领域的技术人员可以推导出的许多其它修改和实施例将落在本发明原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对所讨论的结合布置的组成部分和/或布置方式进行各种变型和修改。除了对组成部分和布置方式的变型和修改之外，替换使用对本领域的技术人员来说也是显而易见的。

Claims

1.一种主轴电机，该主轴电机包括：

轴承组件，包括容纳轴承的轴承座；

定子，耦接到所述轴承座周围；

转轴，能够旋转地容纳在所述轴承中；

转子，耦接到所述转轴以与所述定子相关联地旋转；

基板，耦接到所述轴承座；以及

电路板，布置在所述基板的上表面处以与所述定子电连接。

2.根据权利要求1所述的主轴电机，其中通过切割和弯曲所述基板的一部分，所述基板形成有夹持所述电路板的边缘的至少一个电路板固定单元。

3.根据权利要求2所述的主轴电机，其中所述电路板固定单元基于所述轴承组件被布置在所述轴承组件的两侧。

4.根据权利要求1所述的主轴电机，其中所述电路板固定单元包括从所述基板切割和弯曲的第一固定单元和从所述第一固定单元朝向所述电路板的上表面弯曲的第二固定单元。

5.根据权利要求4所述的主轴电机，其中由所述第一固定单元和所述基板的上表面形成的角是钝角。

6.根据权利要求5所述的主轴电机，其中所述第二固定单元形成为与所述电路板的上表面平行。

7.根据权利要求4所述的主轴电机，其中所述基板上表面和所述第二固定单元的上表面之间间隔是0.4mm到2mm。

8.根据权利要求2所述的主轴电机，其中所述电路固定单元包括从所述基板切割和弯曲的固定单元，以按压由所述电路板的所述上表面和所述侧表面接合而成的角。

9.根据权利要求8所述的主轴电机，其中相对于垂直方向以60°之内的角度朝向所述电路板弯曲所述固定单元。

10.根据权利要求1所述的主轴电机，其中在所述电路板和所述基板之间插置绝缘部件以防止所述电路板和所述基板之间发生电短路。

11.根据权利要求10所述的主轴电机，其中所述绝缘部件是纸和合成树脂膜的之一。

12.根据权利要求1所述的主轴电机，其中所述基板形成有从所述基板的上表面突起的至少两个对齐单元，并且所述电路板形成有用于插入所述对齐单元的对齐孔。

13.根据权利要求12所述的主轴电机，其中所述对齐单元包括从所述基板的后表面向所述前表面突起的对齐凸台。

14.根据权利要求13所述主轴电机，其中通过半冲裁过程形成所述对齐单元。

15.根据权利要求13所述的主轴电机，其中通过拉延过程形成所述对齐单元。

16.根据权利要求12所述的主轴电机，其中所述对齐单元形成为圆柱形状、方柱形状和多边柱形状中的一种形状。

17.根据权利要求12所述的主轴电机，其中当从所述基板的上表面测量时，所述对齐单元的高度小于所述基板厚度的80%。

18.根据权利要求12所述的主轴电机，其中当从所述基板的上表面测量时，所述对齐单元的高度大于所述电路板厚度的30%。

19.根据权利要求1所述主轴电机，其中所述定子包括芯体和缠绕在芯体上的线圈，并且所述转子包括耦接到所述转轴的磁轭和布置在所述磁轭上与所述线圈相对的磁体。

20.根据权利要求1所述的主轴电机，进一步包括定心单元，该定心单元通过耦接到所述转轴并且耦接到所述光盘的内表面使所述光盘的旋转中心与所述转轴的旋转中心对齐。