CN103532258A

CN103532258A - 主轴电机

Info

Publication number: CN103532258A
Application number: CN201210413093.1A
Authority: CN
Inventors: 宋定桓; 郑新永; 高亨锡
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-01-22
Also published as: US20140009040A1; KR101376946B1; KR20140007102A; JP2014018048A

Abstract

本发明公开了一种主轴电机，包括：定子，所述定子可旋转地支撑转子；定子芯，所述定子芯被固定到所述定子，且所述定子芯的前端被布置成面对在所述转子中所包括的驱动磁体，且所述定子芯上缠绕有线圈，其中，所述定子包括基座构件，在所述基座构件中形成有插槽，且所述线圈的下部插入于所述插槽中。

Description

主轴电机

技术领域

本发明涉及一种主轴电机。

背景技术

作为信息存储装置，硬盘驱动器(HDD)使用读/写头读取存储在盘上的数据或将数据写入盘。

硬盘驱动器需要能驱动盘的盘驱动装置。使用小型电机作为盘驱动装置。

即，盘安装在电机中，并在电机驱动时旋转，这样存储在盘上的数据可被读取或者数据可被写入盘。

此外，使盘旋转的电机，作为一种在磁场内利用施加给其中流有电流的导体的力将电能转换为机械能的装置，基本上通过磁体与线圈之间的电磁相互作用产生使盘旋转的驱动力。

进一步，线圈绕定子芯缠绕，定子芯安装在基座构件上以面对磁体。即，定子芯安装在基座构件上以被布置在形成于基座构件和转子毂之间的空间内，在转子毂上安装有磁体。

同时，随着硬盘驱动器已趋向薄型化，电机已趋向小型化和薄型化。

然而，由于线圈绕定子芯缠绕，所以电机在变薄方面受到限制。即，由于绕着被安装于基座构件上的定子芯缠绕的线圈应当与基座构件隔开预定的间隔，所以需要与包括绕其缠绕的线圈的定子芯的高度相对应的空间。因此，需要发展能够减小由于包括绕其缠绕的线圈的定子芯所造成的电机在厚度上的增加的结构。

此外，如第2008-109793号日本专利申请所公开的，在其上安装有磁体的转子毂被布置在基座构件的凹槽中的结构情况下，通过形成凹槽，基座构件的厚度减小，这样可能会使基座构件的强度劣化。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】第2008-109793号日本专利特许公告

【专利文献2】第2012/0033328美国专利公告

发明内容

本发明的一个方面提供一种能够变薄且能够减少基座构件的强度劣化的主轴电机。

根据本发明的一个方面，提供一种主轴电机，包括：定子，所述定子可旋转地支撑转子；定子芯，所述定子芯被固定到所述定子，且所述定子芯的前端被布置成面对在所述转子中所包括的驱动磁体，所述定子芯上缠绕有线圈，其中，所述定子包括基座构件，在所述基座构件中形成有插槽，且所述线圈的下部插入于所述插槽中。

所述插槽在径向上可具有长度，该长度大于所述线圈在径向上的长度并小于所述定子芯在径向上的长度。

所述定子芯的沿径向向外布置的边缘可由所述基座构件的上表面支撑。

所述驱动磁体在轴向上的中心可布置在比所述定子芯在轴向上的中心高的位置。

所述定子芯可通过堆叠多个单独的芯板而形成，每个所述芯板均具有薄板形状，所述多个单独的芯板中布置在最上部的单独的芯板的前端设置有向上弯曲的弯曲部，且该单独的芯板的前端被布置成面对所述驱动磁体。

所述主轴电机可进一步包括安装在所述基座构件底表面上的加强件，以使所述加强件被布置在所述插槽的下方。

所述加强件可由磁性材料制成。

所述定子可包括被固定到所述基座构件的下部推动件和轴，所述轴的下端部分被固定到所述下部推动件。

所述转子可包括套筒和转子毂，所述套筒与所述轴和所述下部推动件形成轴承间隙，所述转子毂从所述套筒延伸出来。

所述套筒可包括插入于所述下部推动件的槽部分中的圆筒状壁部，以使所述套筒被布置在所述轴和所述下部推动件之间。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点和其它优点将会被更清楚地理解，其中：

图1为示出了根据本发明的一个实施例的主轴电机的示意性剖视图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为示出了根据本发明的另一个实施例的主轴电机的示意性剖视图；

图4为示出了图3中B部分的放大图；

图5为示出了根据本发明的另一个实施例的主轴电机的示意性剖视图；

图6为示出了根据本发明的另一个实施例的主轴电机的示意性剖视图；以及

图7为示出了根据本发明的另一个实施例的主轴电机的示意性剖视图。

具体实施方式

以下，将参考附图对本发明的实施例进行详细的描述。然而，本发明可以被体现为多种不同的形式，且不应被理解为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得公开将会是彻底的和完整的，并将把本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰起见，部件的形状和尺寸可被夸大，且相同的标号将始终用于表示相同或类似的部件。

图1为示意性示出了根据本发明的一个实施例的主轴电机的示意性剖视图，图2为图1中A部分的放大图。

参考图1和图2，根据本发明的一个实施例的主轴电机100可包括定子110、转子160和定子芯190。

同时，根据本发明实施例的主轴电机100可以为，例如，用于诸如硬盘驱动装置等的信息记录和再现装置中的电机。

定子110可以可旋转地支撑转子160。

同时，定子110可包括基座构件120，基座构件120包括突起部122，定子芯190安装在突起部122上。

下面将提供对定子110的详细描述。这里，将首先详细描述包括在定子110中的基座构件120。

基座构件120可包括其中形成有安装孔122a的突起部122。突起部122可沿轴向向上延伸，并可包括形成在其外周表面上的支撑部分122b，以支撑定子芯190。

即，定子芯190可在被安放在突起部122的支撑部分122b上的状态下被固定到突起部122。

在本实施例中以示例的方式描述了定子芯190的内周部分被安放在基座构件120的突起部上的情况，但并不限于此。例如，定子芯190可安装在单独的安装件或下部推动件(lower thrust member)上，单独的安装件或下部推动件的形状可以变化，以将定子芯190安装于其上。在这种情况下，基座构件120可不包括突起部122。

同时，突起部122可包括从其上表面延伸出的突起壁部分122c。突起壁分122c可与转子160一起形成迷宫式的密封以抑制润滑流体的蒸发。下面将提供对突起壁部分122c的详细描述。

此外，基座构件120可包括形成在其中的插槽124。线圈192绕定子芯190缠绕，线圈192的下部插入于插槽124中。

即，在定子芯190被固定到突起部122的情况下，线圈192的下部可插入于插槽124中。

因此，可防止由于线圈192绕定子芯190缠绕所导致的主轴电机100的厚度的增加。也就是说，线圈192的下部插入于插槽124中，这样主轴电机100可变薄。

同时，插槽124在径向上可具有大于线圈192在径向上的长度Y的长度X，线圈192绕定子芯190缠绕，并且线圈192的长度X小于定子芯190在径向上的长度Z。

因此，可降低由于插槽124导致的基座构件120在强度上的劣化。

即，因插槽124具有仅允许绕定子芯190缠绕的线圈192被插入于插槽124中的长度，所以可显著减小基座构件120的由于插槽124的形成而使其厚度减小的部分。

结果，相对于插槽124延伸到转子160的外周表面的情况而言，可减小基座构件120的其厚度减小的部分。因此，可降低因插槽124所导致的基座构件120在强度上的劣化。

此外，基座构件120可采用铝(Al)材料通过压铸制造。或者，基座构件120还可通过在钢板上进行塑性加工(如，压力加工)而被模制。

即，基座构件120可通过各种材料和各种工艺制造，且并不限于在附图中所示的基座构件120。

同时，定子110可包括下部推动件130和轴140。

下部推动件130可插入于突起部122的安装孔122a中，下部推动件130的外周表面可被结合到突起部122的内周表面。

这里，下部推动件130可通过粘合方法、压装方法和焊接方法中的任何一种方法固定到突起部122。

同时，下部推动件130可包括形成在中央部分中的轴插入孔132，以便轴140插入于其中。

此外，下部推动件130可包括直径大于轴插入孔132的槽部分134。下面将提供对槽部分134的详细描述。

此外，下部推动件130的外周表面的上端部分可设置有倾斜部136，以与转子160一起形成液-汽界面。

轴140可具有被固定到下部推动件130的下端。即，轴140的下端部分可被插入于轴插入孔132中，以被固定到下部推动件130。

即，根据本发明的实施例的主轴电机100可具有轴固定结构，在轴固定结构中，轴140被固定地安装。

进一步，轴140可包括形成在其上端部分上的推动部142，以在转子160旋转的同时产生推动动压力。推动部142可从轴140的上端部分沿径向延伸出来。

这里，将定义关于方向的术语。如图1所示，轴向指竖直方向，即，从轴140的下端部分向轴140的上端部分的方向或从轴140的上端部分向轴的下端部分的方向，径向指水平方向，即，从轴140向转子160的外周表面的方向或从转子160的外周表面向轴140的方向。

另外，周向指沿着轴140的外周表面的旋转方向。

同时，推动部142的外周表面可以是倾斜的，以与转子160一起在润滑流体和空气之间形成界面。进一步，推动部142的上边缘可形成用于帽件150的台阶。

此外，轴140可与转子160一起可形成填充有润滑流体的轴承间隙。下面在描述转子160的同时将提供对轴承间隙的详细描述。

帽件150可用于防止润滑流体朝上泄漏。

此外，帽件150的边缘可沿轴向向下弯曲，并被安装在下面要描述的套筒170的突起174a上。

转子160可绕轴140旋转。同时，转子160可包括与轴140和下部推动件130一起形成轴承间隙的套筒170，以及从套筒170延伸出来的转子毂180。

套筒170可布置在轴140和下部推动件130之间，以便与轴140和下部推动件130一起形成轴承间隙。进一步，套筒170可包括插入于下部推动件130的槽部分134中的圆筒形壁部172，以及布置在轴140的推动部142和下部推动件130之间的盘部174。

此外，盘部174可包括：突起174a，突起174a形成在盘部174的末端并沿轴向向上延伸以与轴140的推动部142的外周表面一起形成液-汽界面；延伸壁174b，延伸壁174b形成在盘部174的末端并沿轴向向下延伸以与下部推动件130的外周表面一起形成液-汽界面。

同时，帽件150的弯曲边缘可安装在突起174a的外周表面上。

此外，延伸壁174b可与设置在基座构件120的突起部122中的突起壁部分122c一起形成迷宫式密封。即，在安装转子160时，延伸壁174b可布置在突起壁部分122c的内侧，延伸壁174b的外周表面和突起壁部分122c的内周表面可彼此隔离开微小间隔以形成抑制空气流动的迷宫密封。

如上面的描述，迷宫密封由延伸壁174b和突起壁部分122c形成以抑制空气流动，因此，可抑制润滑流体的蒸发。

这里，将对其中填充有润滑流体的轴承间隙进行更加详细的描述。

首先，填充在轴承间隙中的润滑流体和空气之间的界面(以下，称为“液-汽界面”)可包括：第一液-汽界面F1，第一液-汽界面F1形成在轴140的推动部142的外周表面和盘部174的突起174a之间的空间中；第二液-汽界面F2，第二液-汽界面F2形成在下部推动件130的外周表面的上端部分和延伸壁174b之间的空间中。

同时，第一液-汽界面F1可沿轴向向上形成，第二液-汽界面F2可沿轴向向下形成。

进一步，润滑流体可填充在由轴140和套筒170形成的轴承间隙以及由套筒170和下部推动件130形成的轴承间隙中。

同时，转子毂180可从盘部174延伸出来。同时，转子毂180可包括具有盘形状的本体部182、从本体部182的边缘沿轴向向下延伸出来的磁体安装部184以及从磁体安装部184沿径向延伸出来的盘安放部186。

此外，磁体安装部184可包括固定安装在其内表面上的驱动磁体188。因此，驱动磁体188的内表面被布置成面对定子芯190的前端(即，上端)。

同时，驱动磁体188可以是永久磁体，通过在圆周方向上交替地磁化永久磁体的N极和S极，永久磁体产生具有一定强度的磁力。

这里，将对转子160的旋转驱动方案进行简要的描述。当给绕定子芯190缠绕的线圈192施加电力时，通过包括绕其缠绕的线圈192的定子芯190和驱动磁体188之间的电磁相互作用可产生使转子160旋转的驱动力，从而使转子160旋转。

即，通过驱动磁体188和包括绕其缠绕的线圈192且被布置成面对驱动磁体188的定子芯190之间的电磁相互作用，可使转子160旋转。

同时，因定子芯190安装在基座构件120的突起部122上，其安装方式为，绕定子芯190缠绕的线圈192的下部插入于基座构件120的插槽124中，所以定子芯190在轴向上的中心C1可被布置在比驱动磁体188在轴向上的中心C2低的位置。

因此，与定子芯190不按照绕定子芯190缠绕的线圈192的下部插入于插槽124中这样的安装方式相比，定子芯190在轴向上的中心C1与驱动磁体188在轴向上的中心C2之间的距离可进一步增大。

结果，在轴向上的磁力可被减小，这样可省略用于抑制转子160过度浮动的诸如拉板等的结构。

此外，不需要用于安装拉板的空间，这样可减小插槽124在径向上的长度。

如上面的描述，线圈192的下部被插入于基座构件120的插槽124中，由此主轴电机100可变薄。

也就是说，由线圈192绕定子芯190缠绕所导致的主轴电机100在厚度上的增加被减小，由此主轴电机100可变薄。

此外，因为插槽124在径向上具有长度X，该长度X大于线圈192在径向上的长度Y，线圈192绕定子芯190缠绕，长度X小于定子芯190在径向上的长度Z，所以可降低由于插槽124所导致的基座构件12强度的劣化。

进一步，因定子芯190在轴向上的中心C1被设置在比驱动磁体188在轴向上的中心C2低的位置，中心C1和中心C2之间的距离增加，这样可不安装拉板。

以下，通过结合附图对根据本发明的另一实施例的主轴电机进行描述。然而，与上面所提及的部件相同的部件将由相同的标号表示，且在此省略对这部分内容的详细描述。

图3为示出了根据本发明的另一个实施例的主轴电机的示意性剖视图，图4为示出了图3中B部分的放大图。

参考图3和图4，除了下面所描述的部分，根据本发明的另一实施例的主轴电机200可具有与上述根据本发明的实施例的主轴电机100的结构相同的结构。

以下，将对与上面描述的根据本发明的实施例的主轴电机100的结构不同的结构进行描述。

定子芯190可被固定到基座构件120的突起部122。即，在定子芯190被安放在突起部122的支撑部分122b上的状态下，定子芯190可被固定到突起部122。

同时，定子芯190的边缘(即，外侧边缘或沿径向向外布置的边缘)可由基座构件120的上表面226支撑。

也就是说，定子芯190的内侧可由突起部122的支撑部分122b支撑，定子芯190的边缘(即，外侧边缘或沿径向向外布置的边缘)可由基座构件120的上表面226支撑。

因此，在从定子芯190产生振动的情况下，定子芯190的振动量可减小。

此外，在由于薄化的实现所导致定子芯190在径向上的长度增加的情况下，定子芯190被更稳定的支撑，这样振动量可减小。

同时，因根据本发明另一实施例的主轴电机200可包括所有上面所描述的根据本发明的实施例的主轴电机100中所包括的结构，所以主轴电机200可实现所有由上面所描述的根据本发明的实施例的主轴电机100实现的效果，并在此省略对这部分内容的详细描述。

以下，将通过结合附图对根据本发明的另一实施例的主轴电机进行描述。然而，与本发明的实施例的主轴电机100和根据本发明的另一实施例的主轴电机200的结构相同的结构将由相同的标号表示，且将省略对这部分内容的详细描述。

图5为示出了根据本发明的另一个实施例中的主轴电机的示意性剖视图。

参考图5，除了下面所描述的部分，根据本发明另一实施例的主轴电机300可具有与上面所描述的根据本发明实施例的主轴电机200的结构相同的结构。

以下，将对与根据本发明另一实施例的主轴电机200的结构不同的结构进行描述。

定子芯390可被固定到基座构件120的突起部122。即，在定子芯390被安放在突起部122的支撑部分122b上的同时，定子芯390可被固定到突起部122。

同时，定子芯390的边缘可由基座构件120的上表面226支撑。

也就是说，定子芯390的内侧可由突起部122的支撑部分122b支撑，且定子芯390的边缘(即，外侧边缘或沿径向向外布置的边缘)可由基座构件120的上表面226支撑。

此外，线圈392绕定子芯390缠绕，且线圈392的下部可插入于基座构件120的插槽124中。

同时，定子芯390可通过堆叠具有薄板形状的多个单独的芯板394而形成，且布置在多个单独的芯板394中最上部的单独的芯板394的前端部分可设置有向上弯曲的弯曲部394a且可被布置成面对驱动磁体188。

如上面的描述，布置在最上部的单独的芯板394的前端部分设置有弯曲部394a，这样，可增大定子芯390和驱动磁体188之间通过电磁相互作用产生的驱动力。

同时，因为根据本发明另一实施例的主轴电机300可包括所有上面描述的根据本发明另一实施例的主轴电机200包括的结构，所以主轴电机300可实现所有由根据本发明实施例的主轴电机100和根据本发明另一实施例的主轴电机200实现的效果，并且在此省略详细的描述。

图6为示出了根据本发明的另一个实施例中的主轴电机的示意性剖视图。

参考图6，除了下面所描述的部分，根据本发明另一实施例的主轴电机400可具有与上面描述的根据本发明实施例的主轴电机300的结构相同的结构。

以下，将对与根据本发明另一实施例的主轴电机300的结构不同的结构进行描述。

基座构件120可包括安装于其上的加强件495。即，基座构件120的底表面可包括安装于其上的加强件495，以使加强件495被布置在插槽124的的下方。

加强件495可用于加强基座构件120上由于插槽124的形成而导致强度降低的部分，从而加强基座构件120的强度。此外，加强件495可由磁性材料制成。

因此，定子芯390产生的磁流量的泄漏可被减少。

即，基座构件120上设置有插槽124的部分的厚度减小，这样从定子芯390产生的磁流量可通过该部分泄漏。然而，加强件495由磁性材料制成，这样可减少磁流量的泄漏。

如上面的描述，由于插槽124的形成所导致的基座构件120强度降低可通过加强件495来加强。

此外，通过加强件495减少了磁流量的泄漏，这样转子160的驱动力可进一步增大。

同时，因为根据本发明另一实施例的主轴电机400可包括所有上面描述的根据本发明实施例的主轴电机300包括的结构，所以主轴电机400可实现所有上面描述的主轴电机100、200和300实现的效果，且在此省略详细的描述。

图7为示出了根据本发明的另一个实施例中的主轴电机的示意性剖视图。

参考图7，除了下面所描述的部分，根据本发明另一实施例的主轴电机500可具有与上面描述的根据本发明实施例的主轴电机400的结构相同的结构。

以下，将对与根据本发明另一实施例的主轴电机400的结构不同的结构进行描述。

同时，定子芯390的边缘可由安装在基座构件120的上表面226上的弹性件597支撑。

也就是说，定子芯390的内侧可由突起部122的支撑部分122b支撑，且定子芯390的边缘(即，外侧边缘或沿径向向外布置的边缘)可由安装在基座构件120的上表面226上的弹性件597支撑。

同时，弹性件597可由橡胶、粘合剂等制成，以吸收从定子芯390产生的振动。

如上面的描述，定子芯390的两端部均可被支撑，这样在从定子芯390产生振动的情况下，定子芯390的振动量可被减小。

此外，在由于变薄的实施所导致定子芯390在径向上的长度增加的情况下，定子芯390被更稳定地支撑，这样振动量可减小。

进一步，因定子芯390的边缘由具有弹性的弹性件597支撑，在产生振动的情况下，振动量可进一步减小。

如上面的描述，根据本发明，绕定子芯缠绕的线圈插入于基座构件的插槽中，从而主轴电机能变薄。

此外，插槽在径向上的长度小于定子芯在径向上的长度，并大于线圈在径向上的长度，从而可降低基座构件在强度上的劣化。

虽然已经结合实施例示出和描述了本发明，本领域技术人员应清楚，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和原理的情况下，可进行修改和变形。

本申请要求于2012年7月5日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0073465号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。

Claims

1.一种主轴电机，包括：

定子，所述定子可旋转地支撑转子；以及

定子芯，所述定子芯被固定到所述定子，且所述定子芯的前端被布置成面对在所述转子中所包括的驱动磁体，且所述定子芯上缠绕有线圈，

其中，所述定子包括基座构件，

在所述基座构件中形成有插槽，且所述线圈的下部插入于所述插槽中。

2.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，所述插槽在径向上的长度大于所述线圈在径向上的长度，且小于所述定子芯在径向上的长度。

3.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，所述定子芯的沿径向向外布置的边缘由所述基座构件的上表面支撑。

4.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，所述驱动磁体在轴向上的中心布置在比所述定子芯在轴向上的中心高的位置。

5.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，所述定子芯通过堆叠多个单独的芯板而形成，每个所述芯板均具有薄板形状，以及

在所述多个单独的芯板中布置在最上部的单独的芯板的前端设置有向上弯曲的弯曲部，且该单独的芯板的前端被布置成面对所述驱动磁体。

6.根据权利要求1所述的主轴电机，所述主轴电机进一步包括安装在所述基座构件底表面上的加强件，以使所述加强件被布置在所述插槽的下方。

7.根据权利要求6所述的主轴电机，其中，所述加强件由磁性材料制成。

8.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，所述定子包括被固定到所述基座构件的下部推动件和轴，所述轴的下端部分被固定到所述下部推动件。

9.根据权利要求8所述的主轴电机，其中，所述转子包括：套筒，所述套筒与所述轴和所述下部推动件形成轴承间隙；转子毂，所述转子毂从所述套筒延伸出来。

10.根据权利要求9所述的主轴电机，其中，所述套筒包括插入于所述下部推动件的槽部分中的圆筒状壁部，以使所述套筒被布置在所述轴和所述下部推动件之间。

11.一种主轴电机，包括：

定子，所述定子可旋转地支撑转子；以及

其中，所述定子包括具有突起部的基座构件，所述定子芯安装在所述突起部上，

所述基座构件包括形成于其中的插槽，

所述插槽布置在所述突起部附近，且所述线圈的下部插入于所述插槽中，所述插槽在径向上的长度大于所述线圈在径向上的长度并小于所述定子芯在径向上的长度，

所述定子芯的内侧由所述突起部的支撑表面支撑，且所述定子芯的外侧边缘由所述基座构件的上表面支撑。