CN1321353A - 具有在箔形绝缘底板上的连接器元件的电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机(19),包括可以围绕转动轴线(9)彼此相对旋转的第一部分(21)和第二部分(23)。其中第一部分包括箔形绝缘底板(51),在所述绝缘底板上具有多个串联连接的螺旋形的导体轨迹(67,67’,69,69’,71,71’),并且所述绝缘底板被弯曲成一个圆柱体(29),当从平行于转动轴线的方向看时,所述圆柱体在第一和第二假想的端面(59,61)之间延伸,并被安装在第一端面附近的载体(27)上,并且其中第二部分包括永磁体单元(73),用于在导电轨迹的位置产生磁场,所述第一部分具有连接器装置(79),用于使所述导电轨迹和一个电源相连。按照本发明,所述连接器装置(79)包括第一连接器元件(91),其被提供在第一端面(59)附近的第一和第二端面(59,61)之间的底板上,以及第二连接器元件(93),其被提供在载体(27)上,并和第一连接器元件电气相连。在优选实施例中,第一连接器元件包括若干个附加的导体轨迹(95,97,99,101,103,105),它们被提供在底板上,并基本上平行于第一端面延伸。这样,便提供一种其结构简单和结实的连接器装置,能有效地保护使得不易受到由在电动机的制造处理期间的不精确的处理力和运动而引起的破坏。按照本发明的电动机(19)用于按照本发明的数据存储装置(1)中。

Description

具有在箔形绝缘底板上的连接器元件的电动机

本发明涉及一种包括可以围绕转动轴线彼此相对旋转的第一部分和第二部分的电动机，其中第一部分包括箔形绝缘底板，在所述绝缘底板上具有多个串联连接的螺旋形的导体轨迹，并且所述绝缘底板被弯曲成一个圆柱体，当从平行于转动轴线的方向看时，所述圆柱体在第一和第二假想的端面之间延伸，并被安装在第一端面附近的载体上，并且其中第二部分包括永磁体单元，用于在导电轨迹的位置产生磁场，所述第一部分具有连接器装置，用于使所述导电轨迹和一个电源相连。

本发明还涉及一种数据存储单元，其包括用于至少一个信息载体的支撑，用于使所述支撑围绕一个转动轴线旋转的电动机，以及用于扫描所述信息载体的扫描单元。

在开头一节所述的那种数据存储单元和电动机从EP-B-0764357中公知了。已知的数据存储单元是一种硬盘驱动器，其中多个硬盘被设置在可转动的支撑上的相互平行的位置中。已知的用于使所述支撑围绕转动轴线旋转的电动机包括具有三层箔形绝缘底板的环形圆柱定子本体。导体轨迹的图形形成三相电线圈系统，其中定子本体的每层包括各个相的一个相。导体轨迹由相当薄的铜轨迹构成，所述铜轨迹利用刻蚀处理被提供在所述底板上。已知的电动机还包括环形圆柱转子本体，其被紧固在支撑上，并包括环形圆柱永磁体和环形圆柱闭合磁轭，定子本体被设置在位于磁体和闭合磁轭之间的一个环形圆柱间隙中。已知的电动机的连接器装置包括用于线圈系统的每个相的两个带状的箔元件，在所述箔元件上提供有相关相的导电轨迹的开始和结束时的延伸部分。所述带状箔元件在一个通过底板延伸的假想平面内延伸，并被设置在由第一和第二端面形成的底板的边界的外部。

已知的数据存储单元和其中使用的已知的电动机的缺点在于，在电动机的第一部分的制造过程期间，以及在电动机的制造过程期间，电动机的连接器装置的带状箔元件在不精确的处理力和运动的影响下容易弯曲，从而使整个底板在下一个制造步骤中可能不能使用。因而，为了避免在制造过程中出现过多的不合格产品，制造中的处理精度必须相当高。

本发明的目的在于提供一种如开头一节所述的那种电动机和数据存储单元，其中尽可能避免已知的电动机和已知的数据存储单元的缺点。

为实现所述目的，按照本发明的电动机的特征在于，所述连接器装置包括第一连接器元件，其被提供在第一端面附近的第一和第二端面之间的底板上，并和导电轨迹电气相连，以及第二连接器元件，其被提供在载体上，并和第一连接器元件电气相连。

为实现所述目的，按照本发明的数据存储单元的特征在于，其中使用的电动机是按照本发明的电动机。

因为第一连接器元件被提供在底板上，位于底板的第一和第二端面之间，所以第一连接器元件被保护免于由在制造期间不精确的处理力和运动而引起的破坏。第一连接器元件可以通过第二连接器元件和电源相连，其也有效地被保护免于因其位于载体上而受到破坏。用这种方式，可以实现一种具有实际的和结实的结构的连接器装置。

按照本发明的电动机的一个特定的实施例的特征在于，第一连接器元件包括附加的导体轨迹。所述附加的导体轨迹可以用类似于导体轨迹的图形的方式并和导体轨迹图形同时被提供在底板上，因而，电动机的制造处理被进一步简化。此外，所述附加的导体轨迹基本上不易受到由在电动机的制造处理期间的不精确的处理力和运动而引起的破坏。

按照本发明的电动机的另一个实施例的特征在于，附加的导体轨迹基本上平行于第一端面延伸。在这个实施例中，能够得到关于在载体上的第二连接器元件的位置的较大的设计自由度，这是因为附加的导体轨迹的长度可以适用于第二连接器元件的所需的位置。

按照本发明的电动机的另一个实施例的特征在于，在底板上提供有金属轨迹，所述金属轨迹在第一端面附近延伸，其基本上平行于第一端面，并基本上在底板的整个长度上延伸，其中所述金属轨迹的部分构成附加的导体轨迹。由于所述金属轨迹的存在，使得在底板的整个长度上，所述底板具有基本上均匀的弯曲刚性，从而使得通过弯曲所述底板而形成的所述电动机的第一部分的所述环形圆柱本体具有精确的环形圆柱的形状。

按照本发明的电动机的另一个实施例的特征在于，所述环形圆柱本体包括至少两个底板层，其中位于另一层和在与其它层相连的载体上的连接器元件之间的每一层在底板中提供有开口，所述连接器元件通过所述开口延伸。借助于在每个相关层中的所述开口，使得可以对每一层提供位于底板上在底板的第一和第二端面之间的连接器元件。因为在每个相关层上的连接器元件被提供在第一端面附近，所以所述开口可以在位于第一端面附近的底板的边沿中以简单的凹口形式被形成。

下面结合附图详细说明本发明的实施例，其中：

图1是具有按照本发明的电动机的数据存储单元的示意的平面图；

图2是图1的数据存储单元的侧视图；

图3是在图1的存储单元中使用的按照本发明的电动机的示意的截面图；

图4示意地表示具有图3的电动机的线圈系统的箔形绝缘底板；

图5表示图3的电动机的连接器装置；

图6表示图5的连接器装置的连接器元件。

按照图1和图2所示的本发明的数据存储单元1包括壳体3，用于容纳若干个信息载体7的支撑5。支撑5可以围绕转动轴线9转动。信息载体7是硬磁盘，它们围绕支撑5被设置在垂直于转动轴线9的相互平行的位置。壳体3还容纳扫描单元11，其包括若干个磁头13，所述磁头被安装在臂15上，所述臂可以围绕沿平行于转动轴线9的方向延伸的枢轴17转动。扫描单元11包括用于每个信息载体7的单独的磁头13，图1中只能看到一个磁头13。信息载体7由磁头13进行读写，即，承载信息载体7的支撑5沿着旋转方向R围绕转动轴线9转动，通过沿转动方向P和P’使臂15转动，使磁头13相对于信息载体7被定位。

数据存储单元1的支撑5可以借助于按照本发明的电动机19围绕转动轴线9转动，图3示意地表示所述电动机。电动机19包括第一部分21，其被安装在相对于数据存储单元1的壳体3的一个固定位置，以及第二部分23，其可以相对于第一部分21围绕转动轴线9转动，并且数据存储单元1的支撑5被安装在所述第二部分上。电动机9的第一部分21包括中心轴25，其具有和转动轴线9一致的中心轴线，并被固定在壳体3上，环形载体27，其被安装在轴25上，并沿垂直于转动轴线9的方向延伸，以及环形圆柱定子本体29，其被安装在载体27上，并和转动轴线9同心。电动机19的第二部分23包括套筒31，其和转动轴线9同心，以及环形圆柱转子本体33，其也和转动轴线9同心，并被部分地安装在套筒31的外壁35上，部分地安装在支撑5的内壁37上。电动机19的第一部分21和第二部分23借助于两个径向动态槽轴承39和41和两个径向动态槽轴承43和45彼此相互支撑，所述槽轴承39和41沿平行于转动轴线9的方向相互离开一个距离，并被提供在中心轴25上和套筒31上，所述径向动态槽轴承43和45被提供在被固定在中心轴25上的环形止推板47和被提供在套筒31中的环形凹口49上。所述槽轴承39,41,43,45是一种公知的槽轴承。

环形圆柱定子本体29包括箔形绝缘底板51，在其上提供有三相电线圈系统53。底板51被弯曲或卷制，使得形成环形圆柱本体55，其中包括底板51的三层57a,57b,57c，并当沿平行于转动轴线9的方向看时，在第一假想端面59和第二假想端面61之间延伸，所述两个假想端面都沿垂直于转动轴线9的方向延伸，所述本体55被安装在位于所述第一端面59附近的载体27上。图4中示出了在未卷制状态下的包括线圈系统53的绝缘底板51。底板51包括在卷制状态下面向转动轴线9的第一侧63和在卷制状态下远离转动轴线9的第二侧65。在底板51的两侧63和65上，借助于刻蚀处理在底板51上提供三组串联连接的螺旋形图形的铜导体轨迹。在所示的实施例中，底板51的第一层或内层57a包括在第一侧63上由图形67a-67f组成的第一组图形67，和在第二侧65上的由图形67’a-67’f构成的第二组图形67’，其中图形67a和67’a电气相连，图形67’a和67’b电气相连，图形67’b和67b电气相连等等。这样，图形67a-67f和67’a-67’f串联连接，并形成三相线圈系统53的第一相。同样，底板51的第二层或中间层57b包括在第一侧63上由图形69a-69f构成的第三组图形69和在第二侧65上由图形69’a-69’f构成的第四组图形69’，其中图形69a和69’a电气相连，图形69’a和69’b电气相连，图形69’b和69b电气相连等等。这样，图形69a-69f和69’a-69’f串联连接，并形成三相线圈系统53的第二相。最后，底板51的第三层或外层57c包括在第一侧63上由图形71a-71f构成的第五组图形71和在第二侧65上由图形71’a-71’f构成的第六组图形71’，其中图形71a和71’a电气相连，图形71’a和71’b电气相连，图形71’b和71b电气相连等等。这样，图形71a-71f和71’a-71’f串联连接，并形成三相线圈系统53的第三相。在第一，第三和第五组67,69,71之间以及在第二，第四和第六组67’,69’,71’之间，在底板51上具有距离d，其近似等于各个组图形67,67’,69,69’,71,71’之间的间距p的2/3倍。如图3所示，环形圆柱转子本体33包括环形圆柱磁体73，其被安装在套筒31的外壁35上，并且其包括若干个磁极，这些磁极沿径向被磁化的方向相继相反，磁极的数量和各组图形67,67’,69,69’,71,71’的数量相应。转子本体33还包括环形圆柱闭合磁轭75，其被安装在支撑5的内壁37上。在磁体73和闭合磁轭75之间，具有环形圆柱间隙77，其中容纳定子本体29，因而磁体73在底板51上的导体轨迹的位置产生磁场。

借助于图5所示的电动机19的第一部分21的连接器装置79，使三相线圈系统53的导体轨迹和图中未示出的电源相连。图5还示出了载体27和具有在卷制状态下的底板51的定子本体29。载体27包括环形载体板81和两个弯曲的法兰83,85，它们被设置在载体板81上径向相对的位置，并具有外表面87。在电动机19的第一部分21的装配状态下，定子本体29借助于粘结剂被固定在载体27上，所述粘结剂被涂覆在法兰83,85的外表面和定子本体29的内层57a的第一侧63上的固定区域之间。图4也示出了所述固定区域89。连接器装置79包括第一连接器元件91，所述连接器元件如图4和图5所示，并被提供在底板51的第一侧63上，以及第二连接器元件93，如图5所示，其被固定在载体板81上。如图4所示，第一连接器元件91的每一个包括附加的导体轨迹，其沿基本上平行于第一端面59的方向并在所述第一端面附近延伸。更具体地说，串联连接的导体轨迹的图形的第一组67和第二组67’包括第一附加导体轨迹95，其和第一绕组图形67a电气相连，以及第二附加导体轨迹97，其和最后绕组图形67f电气相连。同样，串联连接的导体轨迹的图形的第三组69和第四组69’包括第三附加导体轨迹99，其和第一绕组图形69a电气相连，以及第四附加导体轨迹101，其和最后绕组图形69f电气相连。最后，串联连接的导体轨迹的图形的第五组71和第六组71’包括第五附加导体轨迹103，其和第一绕组图形71a电气相连，以及第六附加导体轨迹105，其和最后绕组图形71f电气相连。如图5和图6所示，第二连接器元件93包括环形载体板107，在电动机19的第一部分21的装配状态下，其被固定在载体27的载体板81上。在载体板107上，具有4个铜的连接片109,111,113,115，连接片109,111,113和所述电源的三相电气相连，连接片115用图中未示出的方式和所述电源的地接点相连。连接片109,111,113分别具有外接触表面117,119,121，它们离开转动轴线9的径向距离分别为d1,d2和d3，所述距离d1,d2和d3基本上相应于转动轴线9分别和转子本体29的第一层57a、第二层57b、第三层57c的第一侧63之间的距离。连接片115具有3个独立的接触表面123,125,127，它们同样位于径向距离分别为d1,d2和d3的位置。

如图4所示，构成连接器装置79的所述第一连接器元件91的附加导体轨迹95,97,99,101,103,105被提供在底板51上的第一假想端面59和第二假想端面61之间的位置。用这种方式，第一连接器元件91不从底板51伸出。由于它们位于底板51上，即位于第一和第二端面59和61之间，所以第一连接器元件91被保护免于在电动机19的制造期间由在底板51上施加的不精确的处理力或底板51的运动或定子本体29的运动而可能引起的破坏。同样，第二连接器元件93的连接片109,111,113,115被有效地保护，使得免于由于其位于载体板107和载体27上而可能受到的破坏。用这种方式，实现了一种结构非常牢固的连接器装置79。

在电动机19的第一部分21的装配状态下，连接片109的接触表面117和底板51的内层57a上的附加导体轨迹97电气接触，并且连接片115的接触表面123和底板51的内层57a上的附加导体轨迹电气接触。此外，连接片111的接触表面和中间层57b上的附加导体轨迹电气接触，并且连接片115的接触表面125和中间层57b上的附加导体轨迹101电气接触。位于中间层57b和与中间层57b相连的连接片111,115之间的底板51的内层57a第一端面59附近提供有第一细长开口129，连接片115的接触表面125通过所述开口延伸，还提供有第二细长开131，连接片111的接触表面通过所述开口延伸，由图4可见，在底板51的卷制状态下，所述开口129和131分别和附加导体轨迹101,99部分重叠。连接片115的接触表面123还通过被提供在第一端面59附近底板51的中间层57b中的第一细长开口133延伸。最后，连接片113的接触表面121和外层57c上的附加导体轨迹103电气接触，并且连接片115的接触表面127和外层57c上的附加导体轨迹105电气接触。位于外层57c和与外层57c相连的连接片113,115之间的底板51的中间层57b在第一端面59附近提供有第二开口135，连接片113的接触表面121通过所述开口延伸，并提供有第三开口137，连接片115的接触表面127通过所述开口延伸，由图4可见，在底板51的卷制状态下，所述开口135和137分别和附加导体轨迹103,105部分重叠。连接片113的接触表面121还通过在位于外层57c和附加于中间层57b的连接片113之间的连接片113的内层57a中的第二细长开口131延伸，并且连接片113的接触表面127还通过在内层57a中的第一细长开口129和在中间层57b中的第一细长开口133延伸。连接片109,111,113,115可以和第一连接器元件91处于压力接触状态。此外，连接片109,111,113,115例如可以借助于焊接节点和第一连接器元件91相连。

因为每个第一连接器元件91包括附加导体轨迹95,97,99,101,103,105，所以电动机19的制造处理被简化了，因为附加导体轨迹95,97,99,101,103,105可以和导体轨迹图形67,67’,69,69’,71,71’同时并以类似方式被提供在底板51上。此外，附加导体轨迹95,97,99,101,103,105不易于受到由在电动机19的制造处理期间的不精确的处理力和运动而引起的破坏。因为附加导体轨迹95,97,99,101,103,105基本上平行于第一端面59延伸，所以可以达到大的设计自由度，因为附加导体轨迹95,97,99,101,103,105的长度可以和载体板107以及载体27上的连接片109,111,113,115的所需的位置相适应。

如图4所示，在底板51上的附加导体轨迹95,97,99,101,103,105的每一个构成金属轨迹139的一部分，所述金属轨迹139在第一端面59附近沿基本上平行于第一端面59的方向基本上在底板51的整个长度上延伸，借助于在金属轨迹139中的合适的中断，使附加导体轨迹95,97,99,101,103,105和金属轨迹139电气断开。由于存在所述金属轨迹139，在底板51的整个长度上可以使底板51具有均匀的弯曲刚性。由于所述的均匀的弯曲刚性，所以通过弯曲所述底板51而形成的电动机19的第一部分21的环形圆柱定子本体29具有精确的相对于转动轴线9的圆柱圆度。

按照本发明的上述电动机19被用于按照前述的本发明的数据存储单元1中。注意，按照本发明的电动机也可以用于其它的装置中，其中所述装置的一部分必须围绕转动轴线旋转。例如，按照本发明的电动机也可以用于作为光信息载体的数据存储单元中，或者用于包括多层面的可旋转的反射镜的扫描装置中。

还应当注意，本发明也覆盖这样一些电动机，其中第一部分的环形圆柱本体包括和上述的层数不同的层数的箔形绝缘底板。因而，例如，环形圆柱本体也可以只包括一层或两层，或者多于三层的底板。在这种不同的实施例中，每层底板可以包括被提供在所述底板上的线圈系统的一个相。不过，本发明也包括这样的实施例，其中线圈系统的每个相被提供在底板的一个以上的层上，或者其中底板的一层包括线圈系统的一个以上的相。在其中环形圆柱本体只包括两层底板的实施例中，如果用于和内层接触的第二连接器元件的连接片被提供在环形圆柱本体的内部，如上述的实施例中那样，并且用于和外层实现接触的第二连接器元件的连接片被提供在所述本体的外层，则上述的底板中的开口可以被避免。不过，在具有由三层或更多层底板的实施例中，第二连接器元件的连接片也可以被提供在环形圆柱本体的内侧和外侧，以便减少在底板中所需的开口的数量。

最后一个应当注意的是，本发明也覆盖这样一些实施例，其中第一连接器元件与/或第二连接器元件以另外的方式被形成。代替若干个附加导体轨迹，例如，第一连接器元件可以包括被提供在第一和第二端面之间的底板上的若干个金属销。

Claims (6)

1一种包括可以围绕转动轴线彼此相对旋转的第一部分和第二部分的电动机，其中第一部分包括箔形绝缘底板，在所述绝缘底板上具有多个串联连接的螺旋形的导体轨迹，并且所述绝缘底板被弯曲成一个圆柱体，当从平行于转动轴线的方向看时，所述圆柱体在第一和第二假想的端面之间延伸，并被安装在第一端面附近的载体上，并且其中第二部分包括永磁体单元，用于在导电轨迹的位置产生磁场，所述第一部分具有连接器装置，用于使所述导电轨迹和一个电源相连，其特征在于，所述连接器装置包括第一连接器元件，其被提供在第一端面附近的第一和第二端面之间的底板上，并和导电轨迹电气相连，以及第二连接器元件，其被提供在载体上，并和第一连接器元件电气相连。

2如权利要求1所述的电动机，其特征在于，第一连接器元件包括附加的导体轨迹。

3如权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述附加的导体轨迹基本上平行于第一端面延伸。

4如权利要求3所述的电动机，其特征在于，在底板上提供有金属轨迹，所述金属轨迹基本上平行于第一端面并基本上在底板的整个长度上在第一端面附近延伸，其中所述金属轨迹的部分构成附加的导体轨迹。

5如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述环形圆柱本体包括至少两个底板层，其中位于另一层和在与其它层相连的载体上的连接器元件之间的每一层在底板中提供有开口，所述连接器元件通过所述开口延伸。

6一种数据存储单元，其包括用于至少一个信息载体的支撑，用于使所述支撑围绕一个转动轴线旋转的电动机，以及用于扫描所述信息载体的扫描单元，其特征在于，其中的电动机是按照权利要求1到5任何一个所述的电动机。

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