CN1170266A - 与磁盘存储装置相配的主轴电机 - Google Patents

Abstract

一种主轴电机包括支架和可相对于支架转动的轴套。磁盘安装部分与轴套形成一体,而磁铁通过轭铁固定在磁盘支承部分的下部。轴套包括一突起,用于吸收因硬盘驱动单元内温度上升引起的轴套和轭铁间的热应力。热应力通过突起的弹性变形吸收。通过间隔件在轴套和轭铁之间形成一个间隙以便吸收轴套的热膨胀,防止轴套特别是磁盘支承部分产生热变形。因此,本发明的硬盘装置不会由于磁盘的异常转动而出现不合适的数据读和/或写。

Description

与磁盘存储装置相配的主轴电机

本发明涉及一种主轴电机结构，这种结构对安装于其上的磁记录介质而言不会产生不合适的数据读写，本发明还涉及一种与不会产生不合适数据读写的主轴电机结构相结合的硬盘驱动单元。

用于在计算机硬盘驱动单元(HDD)中驱动磁记录介质的主轴电机通常包括安装在HDD基座上的支架；以可相对于支架转动的形式安装的转子轴套；以同向运转的方式安装在轴套上的转子磁铁；和安装在磁铁对面的定子。在这种主轴电机中，当用非磁性材料例如铝制作轴套时，则需在轴套和磁铁之间设置用磁性材料例如铁制成的轭铁。

图9示出了一种在已有主轴电机上使用的轴套和轭铁的结构。在该图中，轴套2包括安装有记录盘的磁盘安装部分4。在磁盘安装部分4的下部形成装有轭铁8的环形安装部分6。轭铁8包括一个纵向设置的柱形部分10和从纵向设置的柱形部分1 0的上端径向向内伸展的法兰部分12。轭铁8借助法兰部分12的顶表面安装到轴套上，法兰部分12上的顶表面与磁盘安装部分4的底表面相接触并且将法兰部分12的内周面压装到安装部分6的外周面上。转子磁铁14通过轭铁8安装到轴套2上。

当装有这种已有主轴电机的HDD内的温度上升时，轴套2和轭铁8出现热膨胀从而在轴套2的磁盘安装部分4的底面和轭铁8的法兰部分12的顶面之间的内表面上产生热应力。如果热应力增大，两个表面将会出现热变形，而且由于材料的导热性和材料强度不同，所以用铝制成的轴套2比用铁制成的轭铁8更容易产生变形，从而使磁盘安装部分4出现变形。结果是，变形的轴套2使记录盘在转动时产生明显的偏移，从而导致出现不合适的数据记录和数据写入。

本发明的目的是提供一种主轴电机，其中即使在HDD处于高温的情况下所说的轴套也不会产生热变形。

本发明的另一个目的是提供一种能在记录盘上正确记录数据和从盘上正确读取数据的HDD，该HDD上带有一个即使当HDD处于高温下也不会产生变形的轴套，由此可防止因轴套变形而引起的记录盘异常转动。

本发明所述的主轴电机包括一个支架和可相对于支架转动的轴套。在轴套上装有磁铁而在与磁铁相对的位置上装有定子。所说的轴套包括支承记录盘的磁盘安装部分，并在磁盘安装部分的下部通过轭铁安装磁铁。该轴套还包括用于固定轭铁的突起。在轴套和轭铁之间插入一个间隔件以便形成一个间隙，这样，如果因HDD内部的温度变化而使轴套和轭铁之间产生热应力的话，可以通过安装突起的弹性变形将热应力吸收掉。轴套和轭铁之间的间隙还可以防止产生热膨胀的轴套特别是其上的磁盘安装部分形成热变形，从而防止了因盘的异常转动而导致的不合适的数据读写。

此外，本发明所述HDD包括主轴电机，主轴电机上带有装在轴套上的磁铁和与磁铁相对安装的定子，其中所说的轴套上具有安放记录磁盘的磁盘安装部分而且通过轭铁把磁铁安装到磁盘安装部分的下部。该轴套还包括用于固定轭铁的安装突起。在轴套和轭铁之间插入一个间隔件以便形成一个间隙，这样如果因HDD的内部温度变化而使轴套和轭铁之间产生热应力，所说的热应力可通过安装突起的弹性变形被吸收。此外，由于轴套和轭铁之间的间隙允许轴套产生热膨胀，所以轴套，特别是轴套的磁盘安装部分不会出现热变形，从而防止了因盘的异常转动而出现不合适的数据读写。

通过下面结合附图对本发明所作的详细说明，将更易于理解本发明的上述和其它目的、特征及优点。

图1是表示本发明所述主轴电机的一个实施例的剖面图。

图2(1)是图1中所示主轴电机的轴套和轭铁的局部放大示意图。

图2(2)是如图2中所示主轴电机的轴套和轭铁的局部放大示意图，但是对间隔件作了改动。

图2(3)是如图2中所示主轴电机的轴套和轭铁的局部放大示意图，但是对间隔件作了另一种改动。

图3是图1中所示轴套部件的底视图。

图4是表示另一个实施例中与图3相类的轴套部件的底视图。

图5是另一种形状的轴套和轭铁的局部放大图。

图6是图5所示轴套部件的底视图，但其具有改进的突起。

图7是另一种形状的轴套和轭铁的局部剖面图。

图8是表示本发明所述轴转型主轴电机的局部剖面图。

图9是已有主轴电机的轴套和轭铁的局部放大图。

图1表示本发明一个实施例所述主轴电机的结构。图1中的主轴电机包括支架22和轴套24，支架和轴套彼此相对转动。支架22具有环形底部26；从底部26的外周边向上伸出的侧壁28；用例如一组螺钉(未示出)将法兰30固定到磁盘驱动装置的基座(未示出)上。将轴32固定到支架22底部26的中心处。轴32基本上在与底部26垂直的方向上延伸。在纵向上彼此相隔安装的一对轴承34和36可转动地支撑着轴套24。将轭铁40固定在轴套24的下部。把图1中用虚线表示的一个或多个磁盘安装在轴套24的外周上，其中最下面的磁盘一体地设置在轴套24的下部并置于径向向外突出的磁盘支承部分60上。

将柱形永久磁铁42安装在轭铁40的内周面上，定子44与磁铁42相对。定子44包括由多层芯板构成的定子芯46。将定子芯46装到从支架22的底部26径向向内突出的环形突起48的外周面上。定子芯46上绕有线圈50。因此，当向线圈施加电流时，将在定子44和磁铁42之间产生电磁感应，并使轴套24在预定的方向上转动。

在上部轴承34的轴向外侧装有磁性流体密封装置52。将磁性流体密封装置52装到位于轴套24上的上部帽状件54上。在帽状件56和轴承36的挡板之间起迷宫式密封作用的下部帽状件56安装在下部轴承36的轴向外侧。磁性流体密封装置52和下部帽状件56可防止轴承34和36中的润滑油泄漏到电机外部。此外，上部帽状件54能够防止磁性流体密封装置52中的磁性流体溅到电机外部。

图2(1)详细地示出了图1中所示主轴电机的局部结构。轴套24由铝或铝合金制成。在磁盘支承部分60的内周底面上形成向下突出的环形安装突起62。

轭铁40由例如铁构成，其包括柱形部分64和法兰部分66。法兰部分66从柱形部分64的上端径向向内延伸。将轭铁40固定在轴套24的外下角使法兰部分66的径向内周面靠在安装突起62的径向外周面上。将轭铁40装到磁盘支承部分60的下部使法兰部分66内周边的上端与安装突起62的径向外周面相接触，并将法兰部分66以塑性变形的形式压装到安装突起62的外周上。

向下伸出的定位突起68形成在轭铁40的法兰部分66的底面上，将磁铁42安装到轭铁上，磁铁的顶面与突起68的顶部相接触。

在本实施例中，在磁盘支承部分60的底面和安装突起62的外周面相交的拐角处形成间隔件70。间隔件70在磁盘支承部分60和轭铁40的法兰部分66的顶面之间形成一个小间隙72。

因此，当电机的温度上升和因轴套24及轭铁40所用材料之间的热膨胀系数不同而出现热应力时，可借助安装突起62的弹性变形将热应力吸收掉。由间隔件70形成的有效小间隙72除了使安装突起62与法兰部分66径向向内的一端接合外，还能防止磁盘支承部分60的底面与轭铁40的法兰部分66的顶面相接触。而且，在轴套24的磁盘支承部分60上不会出现热应力，所以轴套24不会产生热变形。

在这个实施例中，间隔件70与安装突起62形成一体，但也可以进行如图2(2)和2(3)中所示的改变。图2(2)中所示的间隔件71与轭铁40构成一体。图2(3)中所示的间隔件73是单独形成的且如图2(3)中所示将其插在磁盘支承部分60的底面和法兰部分66的顶面之间。此外，间隔件70可以如图3所示沿圆周连续形成或如图4所示间隔形成。

图5表示本发明的另一个实施例。按照该实施例，在磁盘支承部分60底面的径向中部形成有突起74。轭铁40的法兰部分66的顶面与突起74相接触。在该实施例中，所设置的突起74在磁盘支承部分60的底面和轭铁40的法兰部分66的顶面之间也形成了一个小间隙72。而且当在磁盘支承部分60和轭铁40之间出现大的热应力时，突起74将产生弹性变形，而小间隙72可以吸收磁盘支承部分60和轭铁40的热变形。因此，图5的实施例获得了与图1-4所示实施例相似的效果。如图6所示，突起74可以间隔且同心地形成。

图7表示本发明的另一个实施例。按照该实施例，其改变了轴套的结构和突起的位置，但其它部分的结果几乎与图1中所示主轴电机相同。在图7所示的轴套24中，安装突起62不是直接形成在磁盘支承部分60的下部而是与磁盘支承部分60在径向向内的方向上隔开。间隔件70形成在安装突起62的外周面和轴套24底面的相交处。轭铁40的法兰部分66与图1中相比在径向向内的方向上延伸的更多，将法兰部分66的内周面以这样的方式压靠在安装突起62的外周面上，使得法兰部分66的内周上表面与间隔件70的底面相接触。因此，在磁盘支承部分60的底面和法兰部分66的顶面之间形成的小间隙72可防止轴套24因热应力而变形和防止在对安装突起62和轭铁40施压时因产生应力而导致磁盘支承部分60变形。

虽然在上文中已经结合具有固定轴的主轴电机对本发明的轴套和轭铁作出了说明，但是当在转轴型主轴电机中使用本发明的轴套和轭铁时可以获得同样的效果，其中如图8所示，将轴套24直接固定到转轴32上，使之随轴32一起转动。

此外，虽然在上文中已结合具有球轴承的主轴电机对本发明的轴套和轭铁作出了说明，但是当在具有压液型轴承的主轴电机中使用本发明的轴套和轭铁时可以得到同样的效果。

在上文中使用的术语和表达方式只是用于说明，而不作为限定术语，在使用这些术语和表达方式时并不排除其所展示和描述的等同特征和部分，应该认识到本发明的范围只通过下述权利要求加以定义和限定。

Claims (14)

1.一种主轴电机，其特征在于包括：

固定件；

由固定件以可转动形式支承的杯形转子；

固定在固定件上的定子；

与定子相对设置的转子磁铁；

轭铁件，其包括柱形部分和从柱形部分的上端径向向内延伸的法兰部分，转子磁铁固定在柱形部分的内周面上；

磁盘支承部分，其与转子形成一体并从转子外周面的下部径向向外伸出；和

置于磁盘支承部分的下表面和法兰部分的上表面之间并使两表面间形成窄小间隙的间隔件。

2.根据权利要求1所述的主轴电机，其特征在于，所说的转子包括安装突起，轭铁件的法兰部分固定地装到该安装突起上。

3.根据权利要求2所述的主轴电机，其特征在于，把间隔件设置在磁盘支承部分的下表面与安装突起外表面相交的拐角处。

4.根据权利要求1所述的主轴电机，其特征在于，间隔件与转子形成一体。

5.根据权利要求1所述的主轴电机，其特征在于，间隔件与轭铁件形成一体。

6.根据权利要求2所述的主轴电机，其特征在于，间隔件是在安装突起和磁盘支承部分的外周表面之间形成的突起。

7.根据权利要求2所述的主轴电机，其特征在于，安装突起是在转子底表面的径向中部形成的。

8.一种磁盘存储装置，其特征在于包括：

由隔板隔开的净室；

至少一个数据存储盘，该盘设置在净室中并带有具有第一直径的中心开口；

使数据存储盘绕轴转动的电机；

与净室隔板相连并支承净室中电机的支承件；

所说电机包括固定件，由固定件以可转动方式支承的杯形转子，固定在固定件上的定子，与定子相对设置的转子磁铁，由柱形部分和从柱形部分的上端部径向向内延伸的法兰部分构成的轭铁件，固定在柱形部分内周面上的转子磁铁，与转子形成一体并从转子外周面的下部径向向外伸出的磁盘支承部分，和插在磁盘支承部分的下表面和法兰部分的上表面之间并使两表面间形成窄小间隙的间隔件。

9.根据权利要求8所述的磁盘存储装置，其特征在于，转子包括安装突起，轭铁件的法兰部分固定地安装到该安装突起上。

10.根据权利要求9所述的磁盘存储装置，其特征在于，间隔件位于磁盘支承部分的下表面与安装突起外表面相交的拐角处。

11.根据权利要求8所述的磁盘存储装置，其特征在于，间隔件与转子形成一体。

12.根据权利要求8所述的磁盘存储装置，其特征在于，间隔件与轭铁件形成一体。

13.根据权利要求9所述的磁盘存储装置，其特征在于，间隔件是在安装突起和磁盘支承部分外周表面之间形成的突起。

14.根据权利要求9所述的磁盘存储装置，其特征在于，安装突起形成在转子底表面的径向中部。

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