CN1671028A

CN1671028A - 盘驱动电机和具有该电机的盘驱动装置

Info

Publication number: CN1671028A
Application number: CN200510055416.4A
Authority: CN
Inventors: 清水康雄; 山本幸一; 西冈孝哲
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2005-09-21
Also published as: JP2005304284A; US20050210490A1

Abstract

公开了一种电机以及一种具有盘驱动电机的盘驱动装置。一轴承衬布置在电机安装板上，该电机安装板构成用于安装在盘驱动装置上的基座，以从记录盘读取数据/将数据写入记录盘。一轴通过轴承可旋转地支撑在轴承衬内。环形盘放置于其上的转子固定在所述轴的上端。转子磁铁安装在所述转子的内周壁表面上。定子以与所述转子磁铁相对的关系布置在所述轴承衬外侧。所述轴承衬由铝合金制成，所述电机安装板由铝合金或硅钢板制成，且所述电路板由FPC形成。这样，可有效散发电机中产生的热量。因此，盘驱动电机和具有该电机的盘驱动装置的厚度和重量都得以减小。

Description

盘驱动电机和具有该电机的盘驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动记录盘(例如，CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM或DVD-RW)的电机，以及具有该电机的盘驱动装置。

背景技术

近年来，办公自动化设备(特别是数据终端装置，例如PC和AV装置)的便携性得到了提高，而这又要求减少盘驱动装置的重量和厚度，盘驱动装置用来驱动构成存储单元的记录介质，例如CD-ROM或DVD。

这种类型的盘驱动电机具有由铁制成的电机安装板，以确保三个功能，即，将电机安装在外部的功能、一体地紧固电机的组成部件的功能以及保持用于控制电机的电路板的功能。该安装板支撑由黄铜制成的轴承衬以保持轴承。一轴通过一对轴承被可旋转地支撑在轴承衬中。转子和用来承载盘的由树脂制成的转台固定在该轴上，并且定子以与布置在转子上的转子磁铁径向相对的关系固定在轴承衬上。定子包括定子铁心和定子绕组，该定子铁心具有多个径向布置在其上的齿，而定子绕组缠绕在定子铁心的每个齿上。

在上述传统的盘驱动装置中，铁板被用作电机安装板，黄铜轴承衬用于支撑轴承，和树脂转台用于承载盘。然而，由于铁和黄铜的比重较大，因此包括由这些材料制成的部件的盘驱动电机较重，从而使得这种电机的便携性差。

此外，使用树脂转台限制了盘装置厚度的减小以保持弯曲刚度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种轻型盘驱动电机。为实现此目的，使传统上主要由铁制成的电机安装板由轻金属(例如，铝)制成。同样，使传统上由黄铜制成的轴承衬由轻金属(例如，铝)制成。使用轻型铝制造的电机比传统的电机轻。而且，将传统上由树脂(例如，环氧树脂)制成的电路板构造成柔性印刷电路板(FPC)。FPC电路板相应地减少了重量。此外，在电机安装板上形成有孔或开口，以容纳定子绕组。因此，电机安装板减少的重量等于与孔或开口相对应的金属的重量。通过全部或部分实现这些措施，分别提供了与传统的盘驱动电机和盘驱动装置相比，重量相当轻的盘驱动电机和具有该电机的盘驱动装置。

本发明的另一目的在于提供一种薄的盘驱动电机。为实现此目的，用硅钢板来构成传统上主要由铁制成的电机安装板。使用强度比铁高的硅钢可减少电机安装板的厚度。此外，将传统上由树脂(例如，环氧树脂)制成的电路板构造成柔性印刷电路板(FPC)。与传统的环氧树脂电路板相比，FPC电路板减小了电路板的厚度。而且，在电机安装板中形成有孔或者开口，并且每个定子绕组的下部都容纳在这些孔中或者通过每个开口穿过电机安装板。这种结构的结果是，与传统的电机相比，可以降低定子的安装位置并且减少了电机沿旋转轴线方向的总高度。通过全部或部分实现这些改进，分别提供了与传统的盘驱动电机和盘驱动装置相比，厚度相当薄的盘驱动电机和具有该电机的盘驱动装置。

本发明的又一目的在于提供一种具有高冷却能力的盘驱动电机。为实现此目的，使传统上由铁制成的电机安装板由硅钢制成。此外，使传统上主要由黄铜制成的轴承衬由轻金属(例如，铝)制成。使用比铁的导热率更高的金属(例如，铝和/或黄铜)能有效地散发电机中所产生的热。而且，在电机安装板中形成有容纳定子绕组的每个下部的孔或开口。这样形成的孔或开口提高了透气性，因此电机具有更高的冷却能力。通过实现全部或部分这些改进，提供了一种与传统的电机相比具有非常高的冷却能力的盘驱动电机和具有该盘驱动电机的盘驱动装置。

通过阅读下面结合附图的详细描述，将更加明白本发明的上述以及其它的目的、特征和优点。

附图说明

图1为表示根据本发明一个实施例的盘驱动电机的剖视图。

图2为表示根据本发明另一实施例的盘驱动电机的剖视图。

图3为表示根据本发明又一实施例的盘驱动电机的仰视图。

图4为表示根据本发明又一实施例的盘驱动电机的仰视图。

具体实施方式

参照图1到图4来说明根据本发明实施例的电机。然而，本发明并不限于这些实施例。在对实施例的描述中，每一附图中的术语“垂直方向”并不旨在限制相关装置实际安装的方向。

图1为根据本发明一个实施例的盘驱动电机的剖视图。在图1中，轴承衬2布置在电机安装板1上，该电机安装板1提供了盘驱动装置(未示出)的基座，以从记录盘D读取数据或将数据写入记录盘D。由含油金属(oilretaining metal)制成的圆柱形径向轴承3a固定地装配在轴承衬2的内周面上。电机安装板1和轴承衬2由铝合金制成。基本上为盘状铝合金的盖构件1a安装在轴承衬2的下端，而定子7固定在轴承衬2的外围上。定子7包括由硅钢板制成的定子铁心7a和铝线圈7b，该定子铁心在其外径上具有沿周向方向以预定节距布置的齿，而铝线圈7b缠绕在定子铁心7a的齿上。线圈7b的绕组部分形成在齿上。

径向轴承3a和布置在盖构件1a的上表面上的树脂推力轴承3b可旋转地支撑轴4，以具有沿垂直方向(轴向)的旋转轴线。基本上为杯状的转子5固定在轴4的上端处。转子5的上壁兼用作转台。兼用作记录盘D的止动件的环形缓冲件5a安装在转子5上表面的外围邻近。通过该缓冲件5a，将记录盘D放置在转台上。基本为环形的转子磁铁6以与定子7相对的关系布置在磁性材料的转子5的圆柱形壁的内周面上。环形磁铁10以与转子5的上壁相对的关系向内安装在定子7的定子铁心7a的上表面上，从而沿轴向向下吸引转子5。

凸缘2a布置在轴承衬2的上端处的外周上。凸缘2a接合止动件5b，从而防止转子5向上脱离，该止动件5b向内布置在邻近凸缘2a的转子5的上壁的下表面上。

盘校准件(disk aligner)8与转子5的上壁(即，转台的中央部分)一体且同心布置。盘校准件8包括装配在记录盘D的中心孔中的基本为圆柱形的树脂壳体8a，以及多个具有树脂校准爪8c的校准爪部分8b，所述校准爪部分通电以从壳体8a径向伸出，并适于移入和移出盘校准件8。校准爪部分8b沿周向等距离布置。

电路板9形成有转子5的旋转驱动电路以及用于定子7的绕组电流控制电路，该电路板与预定的电子部件一起布置在电机安装板1的上表面上，且位于定子7和由铝合金制成的电机安装板1之间。电路板9用粘合剂等固定。电路板9构造成柔性印刷电路板，因此，与进一步在电机安装板1上堆积的环氧树脂的电路板相比，可减少其厚度。

此外，由铝合金制成的电机安装板1可以选择地由具有镁、锰、铜、硅、锌等的铝合金制成，并通过压力滚压或热处理增加其强度。使用高强度铝合金可以减少厚度。

铝的比重大约为铁的三分之一。一旦电机安装板1和轴承衬2由铝合金制成，则因此可减少盘驱动电机的重量。

铝的导热率大约为铁的导热率的三倍，并因此易于传热。因此，在电机中产生的热就从轴承衬2传递到电机安装板1，并有效地从电机散出。

根据上述实施例，可使用硅钢板代替用于如图1所示的电机安装板1的铝合金。由于硅钢板的高刚度，因此可形成重量轻且薄的电机安装板1，同时确保了与传统的铁安装板基本相同的刚度。此外，硅钢板的导热率比铁高，因此其比铁板更易于传热。因此，在电机中产生的热就从铝合金轴承衬2传递到由硅钢板制成的电机安装板1，并有效地从电机散出。

下面，将参考图2到图4来说明另一实施例。图2为盘驱动电机的剖视图，而图3和图4为从电机安装板侧看的盘驱动电机的仰视图。在说明根据下面实施例的电机的基本结构中，也参考图1。

在图2中，轴承衬12布置在电机安装板11上，该电机安装板11构成了用于安装盘驱动装置(未示出)的基座，以从记录盘D读取数据/将数据写入记录盘D。由含油金属制成的圆柱形径向轴承13a固定地装配在轴承衬12的内周面上。电机安装板11和轴承衬12由铝合金制成。基本为盘状的铝合金盖构件11a安装在轴承衬12的下端，而定子17固定在轴承衬12的外周上。定子17包括硅钢板制成的定子铁心17a和铝线圈17b，该定子铁心在外径侧上具有沿周向方向以预定节距布置的齿，而铝线圈17b缠绕在定子铁心17a的齿上。线圈17b的缠绕部分形成在齿上。

径向轴承13a和布置在盖构件11a的上表面上的树脂推力轴承13b以这样的方式可旋转地支撑轴14，从而具有沿垂直(轴向)方向的旋转轴线。基本上为杯状的转子15固定在轴14的上端，转子15包括转子台151和转子保持件152。由铝合金制成的转子台151构成转子15的上壁部分，且转子台151兼用作转台。环形缓冲件15a兼用作记录盘D的止动件，该缓冲件安装在转子台151的上表面的外周附近。通过缓冲件15a来放置记录盘D。基本为环形的转子磁铁16以与定子17相对的关系布置在环形转子保持件152的圆柱壁的内周面上，环形转子保持件152由磁性材料制成并焊接在转子台151上。环形磁铁110a、110b以相对的关系分别安装在定子17的定子铁心17a的向内上表面和转子台151上，且向下轴向吸引转子15。

凸缘12a一体地布置在轴承衬12的上端外周上。凸缘12a与转子止动件15b接合以防止转子15向上脱离，转子止动件15b向内地与邻近凸缘12a的转子台151的上壁的下表面成一体。由铝合金制成的转子台151可进一步减少重量。转子止动件15b也可一体地形成。

盘校准件18如图1所示与转子15的上壁(即，转台的中央部分)一体且同心地形成。盘校准件18包括装配在记录盘D的中央孔中基本为圆柱形的树脂壳体18a以及多个具有树脂校准爪18c的校准爪单元18b，校准爪在通电时从壳体18a沿径向向外伸出，并适于移入或移出盘校准件18。校准爪单元18b沿周向等距离布置。

在记录盘D的中央孔装配在盘校准件18上的情况下，记录盘D的下表面的内周部分与校准爪18c接触。在这种情况下，记录盘D被向下压。然后，校准爪18c克服线圈弹簧18d的励磁力沿直径方向向内移动。这样，盘D可向下移动。

使用粘合剂等将电路板19布置并固定在电机安装板11的上表面上且位于电机安装板11和定子17之间。电路板19在其上形成有带有预定电子部件的转子15的旋转驱动电路以及用于定子17的线圈电流控制电路。电路板19由FPC形成，并因此与其中进一步在电机安装板11上堆积环氧树脂电路板的情况相比，可减少电路板的厚度。

如图2和图3所示，电机安装板11和电路板19形成有多个开口(孔)11b，并且缠绕在定子铁心17a的齿上的线圈17b的每个绕组(沿轴向邻近电机安装板)的一部分通过部分开口11b布置。采用这种结构，定子17可安装于轴承衬12的较低位置处，且电机的厚度减少量等于适于插入开口11b中的线圈17b的绕组(突起)的轴向尺寸。此外，除去与电机安装板11的开口11b的大小相等量的铝合金可减少重量。而且，由于改进了冷却能力，而使得电机中的透气性得以提高。除了每个绕组插入其中的开口之外，在电路板19的任何部分(没有安装电子部件或盘驱动装置)，除了用于将电机安装板11安装在盘驱动装置上的螺纹孔之外的部分也可以形成类似的开口，只要能保持所需的刚度即可。

如图4所示，除了覆盖转子15和定子17整个周边的结构之外，电机安装板21可构造成覆盖转子15的部分周边且支撑轴承衬12，只要其具有其中能设置其上安装有所需电子部件的电路板以形成电路的区域即可。如图4所示，在电机安装板21中形成有多个开口21a，并且线圈17b的每个绕组(沿轴向邻近电机安装板)的部分可插入该开口21a的部分中。这样，通过形成开口21a减少了厚度，通过用铝合金形成电机安装板21减少了重量，且同时通过减少电机安装板的面积来节省空间，以进一步减少重量。

在上述实施例中，在图2到图4中所示的电机安装板由铝合金制成。或者，也可使用硅钢板。由于硅钢板的高刚度，因此使用硅钢板可形成重量轻且薄的电机安装板，而同时可确保与传统的由铁制成的安装板大致相同的刚度。

本发明并不限于上述实施例，只要不脱离本发明的精神，可进行各种修改。

例如，代替用于电路板的FPC，用芳族聚酰胺制成电路板以减少重量。

此外，可用以铝为主要材料的复合材料(例如，覆铜铝线)制成的绕组替代上述的铝绕组。因此，与传统的漆包线相比可减少重量。

电机安装板1和轴承衬2可由除了铝之外的轻金属或轻合金制成，只要其重量轻导且热率高。

此外，本发明的上述实施例可彼此进行不同的组合。例如，具有开口的铝合金电机安装板可与磁性材料的转子5组合。

根据本发明的盘驱动电机和盘驱动装置具有以下的优点。

具体地，鉴于电机安装板和轴承衬由轻金属或轻合金制成，所选择的材料具有比铁更高的导热率，在减少电机重量的同时可有效散发电机中产生的热。

电机安装板由高刚度的硅钢板形成。因此，通过有效地利用硅钢板的高刚度，可在减少电机安装板沿旋转轴线方向厚度的同时，确保与由铁制成的电机安装板基本一样的刚度。此外，可有效地散发电机中产生的热量，并同时可减少电机的重量。由于使用磁性硅钢板作为电机安装板，因此装配工作和其它的电机操作基本与由铁制成的电机安装板相同，不会增加成本。

使用FPC用于电路板既可减少重量又可减少厚度。

转台由轻金属或轻合金制成，所选择的材料具有比铁更高的导热率，因此可防止由于电机产生热而引起的变形。

可有效地散发电机中产生的量，此外，也可显著减少重量。

鉴于电机安装板和轴承衬由具有小比重的轻金属或轻合金(例如，铝或铝合金)制成，可通过轴承衬和利用板的高导热率来散发在电机中产生的热量。同时，可减少电机重量。

上述提供的盘驱动电机可有效散发电机中产生的热，且同时减少了盘驱动电机的重量和厚度。

该申请基于在2004年3月17日在日本专利局提交的系列号为No.2004-076779以及于2005年2月7在日本专利局提交的系列号为No.2005-030559的日本专利申请，其内容结合于此作为参考。

Claims

1、一种电机，其置于盘装置中以使数据记录盘旋转，该电机包括：

电机安装板，其将电机安装在盘装置上；

轴承衬，其布置在所述电机安装板上；

转子，其通过轴承可旋转地支撑在所述轴承衬的周面上；

转台，在其上放置有数据记录盘，且该转台与所述转子一体地旋转；

转子磁铁，其安装在所述转子上；

定子，其以与转子磁铁径向相对的关系布置；以及

电路板，其固定在所述电机安装板上；其中

所述电机安装板和所述轴承衬由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，所选的材料的导热率比铁更高，并且所述电路板为柔性印制电路板。

2、根据权利要求1所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述转台由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，并且所选的材料的导热率比铁更高。

3、根据权利要求1所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述轻金属和所述轻合金分别为铝和铝合金。

4、根据权利要求1所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述电机安装板具有多个开口，所述定子包括定子铁心和定子绕组，所述定子铁心具有多个径向布置在其上的齿，所述定子绕组缠绕在所述定子铁心的每个齿上，并且每个绕组的一部分都插入到每个所述的开口中。

5、根据权利要求4所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述绕组由复合材料制成，该复合材料包括铜和在铝和铝合金中选择的其中之一。

6、一种盘驱动装置，其包括根据权利要求1所述的盘驱动电机，以可旋转地驱动放置于所述转台上的盘。

7、一种电机，其置于盘装置中以使数据记录盘旋转，该电机包括：

电机安装板，其将所述电机安装在盘装置上；

轴承衬，其布置在所述电机安装板上；

转子，其通过轴承可旋转地支撑在所述轴承衬的周面上；

转子磁铁，其安装在所述转子上；

定子，其以与转子磁铁径向相对的关系布置；以及

电路板，其固定在所述电机安装板上；其中

所述电机安装板由硅钢板形成，所述轴承衬由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，所选的材料的导热率比铁更高，和所述电路板为柔性印制电路板。

8、根据权利要求7所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述转台由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，且所选的材料的导热率比铁更高。

9、根据权利要求7所述的盘驱动电机，其特征在于，

所述轻金属和轻合金分别为铝和铝合金。

10、根据权利要求7所述的盘驱动电机，其特征在于，

11、根据权利要求10所述的盘驱动电机，其特征在于，

12、一种盘驱动装置，其包括根据权利要求7所述的盘驱动电机，以可旋转地驱动放置于所述转台上的盘。

13、一种电机，其置于盘装置中，以使数据记录盘旋转，该电机包括：

电机安装板，其将所述电机安装在盘驱动装置上；

轴承衬，其布置在所述电机安装板上；

转子，其通过轴承可旋转地支撑在所述轴承衬的周面上；

转子磁铁，其安装在所述转子上；

定子，其以与转子磁铁径向相对的关系布置；以及

电路板，其固定在所述电机安装板上；其中

所述电机安装板和所述轴承衬由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，所选的材料的导热率比铁更高。

14、一种电机，其置于盘装置中，以使数据记录盘旋转，该电机包括：

电机安装板，其将所述电机安装在盘装置上；

轴承衬，其布置在所述电机安装板上；

转子，其通过轴承可旋转地支撑在所述轴承衬的周面上；

转子磁铁，其安装在所述转子上；

定子，其以与转子磁铁径向相对的关系布置；以及

电路板，其固定在所述电机安装板上；其中

所述电机安装板由硅钢板形成，所述轴承衬由在轻金属和轻合金中选择的其中之一制成，所选的材料的导热率比铁更高。