CN1797909A - 主轴电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在让层叠有磁性薄板的定子T字形部弯曲,实现了定子线圈的匝数增加的主轴电机中,能够消除齿部的各个磁性薄板之间的空隙,进行精确的吸引力调整。定子铁芯的齿部垂直面对转子磁体的面,让定子铁芯弯曲,使得齿部与缠绕线圈的突极副肋平行,从而让突极副肋位于轮毂的下面与基座的上面之间的几乎中间处。另外,让弯曲部中的磁性薄板的厚度为其他部分厚度的0.5倍至0.9倍。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种驱动磁盘或光盘等旋转的主轴电机以及与其具有类似结构的主轴电机。
背景技术
近年来的硬盘驱动器(HDD),随着安装其的电子机器的小型化,越来越要求小型化·薄型化。例如数年前较多使用盘径为3.5英寸或2.5英寸的HDD,但最近变得较多使用盘径为1.8英寸以下的1英寸或0.85英寸的HDD。随着盘径减小,旋转该盘的主轴电机以及无刷电机等电机也必然需要小型化·薄型化。关于电机的小型化·薄型化,不仅仅是HDD领域,其他领域中也有要求。随着HDD高速化·小型化·薄型化,对于电机也要求更高精度的旋转以及低振动性·低噪声性。因此,电机的轴承也从以前的球轴承(滚珠轴承)变为动压流体轴承。流体轴承通过动压力沟由流体所产生的抽汲力将转子非接触浮起并使其旋转。因此,在电机的姿势产生了变化时,为了不让转子在轴向运动,产生位置变化,需要在轴向定子侧以一定的力吸引转子侧。为了得到该吸引力,一般有两个方法。
第1方法种,在电机的定子侧设置磁性体,或让定子侧的材质为磁性体,利用转子磁体作用于定子侧的磁力,在转子与定子键产生吸引力。
第2方法中,将转子的转子磁体与定子铁芯的轴向中的各个磁中心错开,使得定子侧产生转子磁体的磁力,而得到轴向的吸引力。
一般来说,通过前者来得到吸引力的大部分,通过后者进行细微的吸引力的调整。如果该吸引力较小,转子的浮起量就会变大,容易超过轴承内的允许上限移动量而引起接触,装置的耐振性降低。反之,如果该吸引力较大,浮起量就会缩小,在油越来越少的轴承的寿命后期,有可能会因轴承接触而导致轴承寿命降低。另外,主轴电机的噪声·振动,也受到该磁中心偏移量的影响。
所以,在使用流体轴承的主轴电机中,需要有更加准确的吸引力调整与设计。
对照图13对实现了小型化·薄型化的马达的第1现有例的无刷电机进行说明。
图13为专利文献1中作为现有例所列举的外转子型无刷电机的剖视图。图中,在碟状的机架104的中央轴承支撑部104a中设有滚珠轴承106,滚珠轴承106的内轮107的孔中,嵌入有固定了转子磁轭的轴101。转子磁轭102的外周部的内侧,设有转子磁体103。
机架104中设有定子的定子铁芯108。定子铁芯108的外周部具有如图14的俯视图所示的凸状齿部(突极齿部)108a,该凸状齿部108a与转子磁体103相对置安装在机架104上。定子铁芯108,通过将磁性体的较薄的板材冲压成图14的形状后多层层叠而构成。定子铁芯108的突极副肋108b中绕有导线,形成线圈109。图14的定子铁芯108中,6个突极副肋108b中分别形成线圈109,6个线圈109,例如在3相电机的情况下,作为Y结线与Δ结线相连接。如果给线圈109通电,通过在定子铁芯108与转子磁体103之间作用的电磁力,转子磁轭102以及轴101向给定方向旋转。
为了得到高转矩的无刷电机,一般需要提高转子磁体103的磁力,或增加线圈109的匝数。但是图13的构成中,只能缠绕线圈109的下端面与设置在机架104的上面的印刷基板等绝缘板105相接触的匝数。该状态下,转子磁轭102与线圈109的上面之间存在空隙111,该空隙111变为无效空间。
作为专利文献1的发明,其第2现有例是为了有效利用图13中所示的无刷电机的转子磁轭102与线圈109的上面之间的空隙111而进行改良。图15(a)为第2现有例的无刷电机的剖视图。图中,给与图13相同的要素标注相同的符号,省略重复说明。
图15(a)所示的无刷电机中,定子铁芯118的形状与上述第1现有例的定子铁芯108不同。也即,定子铁芯118具有与图14的突极副肋108b以及凸状齿部108a相同平面形状的突极副肋118b与凸状齿部108a,但不同点在于,在凸状副肋118b与凸状齿部118a的边界部中,凸状齿部118a如图15所示向下方弯曲。通过让凸状齿部118a向下弯曲,使凸状齿部118a的前端与转子磁体103处于相对置的状态下,能够让定子铁芯118从机架104向上提升,增加定子铁芯118的下端面与机架104之间的空隙。这样,能够让线圈119的匝数比上述第1现有例的线圈109的匝数多。结果能够有效利用定子铁芯118与转子磁轭102之间的空隙111,不变更无刷电机全体的大小就能够得到具有匝数较多的线圈119的定子。
专利文献1:特许第3052540号公报。
上述第2现有例的无刷电机中,具有如下所述的两个问题。
第1问题是,由于定子铁芯118的凸状齿部(突极齿部)118a弯曲,因此构成定子铁芯118的多个铁芯板的凸状齿部118a的剖面,与转子磁体103的内周面不是垂直而是倾斜相对置。在凸状齿部118a与转子磁体103倾斜相对置的情况下,实质上扩大了转子磁体103与凸状齿部118a之间的空气间隙。因此磁阻增加,转子磁体103的动作点下降,转矩常数Kt(通过转矩与电流的比所表示的值)下降。
另外,很难准确设定定子铁芯的磁中心的位置,各个电机的磁中心的偏差也增大。所以,存在吸引力的偏差增大,浮动量·寿命等电机性能不稳定这一问题。
第2问题存在于定子的制造方法中。为了得到具有弯曲的凸状齿部118a的定子铁芯118,在层叠了通常铁芯板之后,对全体进行弯曲加工,或通过对铁芯板进行冲压加工(冲压)而形成图14中所示的形状之后,通过弯曲加工(塑性变形加工)让凸状齿部118a弯曲,将弯曲了的铁芯板层叠起来制造定子铁芯118。如果通过前者的方法制造定子铁芯118,由于层叠枚数而需要较大的冲压力。另外,如果通过后者的方法制造定子铁芯118,凸状齿部118a的前端部中各个铁芯板接合不紧密,如图15(b)所示,各个铁芯板间会产生一点点空隙122。因此,在给线圈119通电时,有时凸状齿部118a会振动从而产生噪声。另外,来自定子铁芯118的泄漏磁通量增加,磁特性恶化,功率损耗增大。另外,定子铁芯的磁中心位于哪里也很难预测,另外各个电机中的磁中心的偏差也增大。所以,吸引力的偏差增大,浮动量·寿命等电机性能不稳定。
上述各个铁芯板的凸状齿部118a之间产生缝隙是基于以下理由。在让多个铁芯板的凸状齿部118a弯曲制造定子铁芯118的情况下,例如图16所示,在定子铁芯118的下部设定弯曲中心C。这样将5层铁芯板118g、118h、118i、118j、118k的弯曲范围120,设为铁芯板118g的弯曲范围120g最大,铁芯板118k的弯曲范围120k最小,各个铁芯板118g~118k之间如图16所示进行变动。通过像这样成形,所层叠后的铁芯板118g~118k之间就不会产生空隙。但是,为了像这样变更铁芯板118g~118k各自的弯曲范围,铁芯板118g~118k中需要各个弯曲模具。如果通过相同模具成形,便需要大型的强力弯曲加工机,加工费用大幅增加。
通常,铁芯板118g~118k通过1个模具成形。因此,变成层叠在相同弯曲范围下弯曲的铁芯板。层叠有通过1个模具所成形的多个铁芯板125g~125k的情况如图17所示。图17为层叠有铁芯板125g、125k、125i、125j以及125k后的部分剖视图。图中,铁芯板125g~125k具有平面部126与弯曲部127,弯曲部127例如将原来为平板的铁芯板125g~125k的右端部通过同一模具例如弯曲30度而得到。如图17所示,如果让铁芯板125g~125k的平面部126的内径侧对齐密合并层叠,弯曲部127中,例如在相邻的铁芯板125g与125h之间,在斜线所表示的重叠部128重合。实际上,由于重叠部128中不重叠,因此如果铁芯板125g以及125h与平面部126密合,则在弯曲部127中,铁芯板125g与125h抵压,如图15(b)所示,变为前端部产生了空隙的状态。这在其他铁芯板125i~125k中也一样。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在定子铁芯的突极齿部弯曲的主轴电机中,具有与转子磁体相对置的突极齿部中不会产生空隙的定子铁芯的主轴马达。
本发明的主轴电机的特征在于,具有:转子磁体,其被流体轴承装置可旋转地支撑;定子铁芯,其具有与上述转子磁体保持给定的空隙相对置的突极齿部,以及与上述突极齿部相连接的、用来缠绕线圈的突极副肋,其由多片磁性材料的薄板层叠而构成;以及缠绕在上述定子铁芯的突极副肋中的线圈;上述定子铁芯的磁性材料薄板中,上述突极齿部与上述突极副肋之间的弯曲部中弯曲,且让上述弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄,使得上述突极齿部大致垂直面对上述转子磁体的对置面,上述突极齿部与上述突极副肋大致平行。
根据本发明,通过层叠弯曲后的铁芯板(磁性体的薄板)构成定子铁芯,能够充分确保线圈空间,同时让定子铁芯的突极齿部大致垂直面对转子磁体。因此,转子磁体的磁力线垂直通过定子铁芯,转子磁体的磁力有效作用为旋转力。通过在弯曲部中,让铁芯板的厚度比其他部分薄,在层叠铁芯板形成定子铁芯时,突极齿部的前端不会散开,从而不会在铁芯板之间产生空隙。
本发明的另一方式的主轴电机的特征在于,具有:转子磁体,其被流体轴承装置可旋转地支撑;定子铁芯,其具有与上述转子磁体保持给定的空隙相对置的突极齿部,与上述突极齿部相连接的突极副肋,以及与上述突极副肋相连接且固定在基座上的磁轭部,由多片磁性材料的薄板层叠而构成;以及缠绕在上述定子铁芯的突极副肋中的线圈;上述定子铁芯的磁性材料薄板中,上述突极齿部大致垂直面对上述转子磁体的对置面,在上述突极齿部与上述突极副肋之间的第1弯曲部中弯曲,且让上述第1弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄,使得上述突极齿部与上述突极副肋大致平行;在上述磁轭部与上述突极副肋之间的第2弯曲部中弯曲,让上述磁轭部与上述突极副肋大致平行,且让上述第2弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄。
根据本发明,层叠在第1以及第2弯曲部中弯曲了的铁芯板构成定子铁芯。通过在第1弯曲部中弯曲,让突极齿部大致垂直面对转子磁体的面,因此,转子磁体的磁力线垂直通过定子铁芯,转子磁体的磁力有效作用为旋转力。另外,通过在第2弯曲部中弯曲,能够将突极副肋设置在线圈的匝数最多的期望位置中。通过在第1以及第2弯曲部中,让铁芯板的厚度比其他部分薄,在层间铁芯板形成定子铁芯时,突极齿部的前端不会散开,从而不会在铁芯板之间产生空隙。
根据本发明,通过在缠绕线圈的突极副肋和面对转子磁体的突极齿部之间的弯曲部中,让定子铁芯弯曲,突极副肋能够通过基座与轮毂而尽可能位于空间的中间位置中。通过这样,能够增加缠绕在突极副肋中的线圈的匝数,得到一种具有高转矩的主轴电机。
由于在上述弯曲部中弯曲,使得突极齿部与突极副肋平行,因此,突极齿部大致垂直面对磁体的面,所以转子磁体的磁力线垂直通过定子铁芯,转子磁体的磁力有效用作旋转力。
另外,由于在上述弯曲部中,构成定子铁芯的定子铁芯板的厚度比其他部分薄,因此在层间由同一个模具进行了弯曲的上述定子铁芯板时,在突极齿部中相邻的各个定子铁芯板之间不会产生空隙,磁特性不会恶化,也不会产生振动与噪声。
另外,能够容易地设定定子铁芯的磁中心位置,同时,还能够缩小各个电机中的磁中心的偏差,从而能够进行准确的吸引力调整。
附图说明
图1为本发明的实施方式1的主轴电机的剖视图。
图2为本发明的实施方式1的主轴电机的定子铁芯的俯视图。
图3(a)为构成上述实施方式1的主轴电机的定子铁芯的定子铁芯板的俯视图,(b)为(a)的IIIb-IIIb的剖视图。
图4(a)为上述定子铁芯板的一部分的俯视图,(b)为(a)的IVb-IVb剖视图,(c)为(b)的弯曲部17的厚度变薄之后的剖视图,(d)为(c)的弯曲部17弯曲了的剖视图。
图5为实施方式1的定子铁芯的剖视图。
图6(a)与图4(a)相同,为定子铁芯板的一部分的俯视图,(b)为(a)的IVb-IVb剖视图,(c)为说明定子铁芯的两端部被各个夹具22以及23所夹持的状态的剖视图,(d)为说明将夹具22以及23上下移动,让弯曲部17弯曲了的状态的定子铁芯的剖视图。
图7(a)、(b)、(c)为说明轮毂的旋转角与转矩之间的关系的曲线图。
图8为本发明的实施方式2的主轴电机的剖视图。
图9(a)为本发明的实施方式2的主轴电机的定子铁芯的俯视图,(b)为(a)的IXb-IXb的剖视图。
图10为本发明的实施方式3的主轴电机的剖视图。
图11为说明α值与Kt(转矩常数)之间的关系的曲线图。
图12为说明α值与噪声之间的关系的曲线图。
图13为第1现有例的主轴电机的剖视图。
图14为上述第1现有例的主轴电机的定子铁芯的俯视图。
图15(a)为第2现有例的主轴电机的剖视图,(b)为上述第2现有例的主轴电机的定子铁芯的剖视图。
图16为说明上述第2现有例的定子铁芯的弯曲加工之一例的部分剖视图。
图17为说明上述第2现有例的定子铁芯的弯曲加工之另一例的部分剖视图。
图中:4-基座,4a-轴承支撑部,5-轴承单元,6-轮毂,6a-盘承受面,8-轴,9-转子磁体,10-线圈,11-外周部,12-定子铁芯,12a-定子铁芯板,13-磁轭部,14-突极副肋,14a、14b-折线,15-T字形部(突极齿部),17-弯曲部,17a-缝隙,19-吸引板,25-套管,26-法兰体,27-推力板,30-吸引板,33-开口,34-基座,34a-轴承支撑部,34b-支撑部,35-轴承单元,36-轮毂,36a-盘承受面,38-轴,39-转子磁体,40-定子铁芯,41-定子铁芯板,42-突极副肋,43-磁轭部,44-弯曲部,45-齿部(突极齿部),48-线圈,49-磁屏蔽板,50-密封材料,60-定子铁芯,61-定子铁芯板,62-突极副肋,62a-副肋的上端面,63-磁轭部,64-第2弯曲部,65-齿部,66-第1弯曲部,68-线圈。
具体实施方式
下面对照图1至图12,对本发明的主轴电机的最佳实施方式进行说明。
<<实施方式1>>
图1为本发明的实施方式1的外转子型主轴电机的剖视图。图中,作为主轴电机的固定部的基座4,其中央部具有筒状的轴承支撑部4a,轴承支撑部4a的孔中固定有轴承单元5。轴承单元5为轴旋转型流体轴承装置,对安装有碟状轮毂6的轴8进行可旋转地支撑。
流体轴承装置中有轴旋转型与轴固定型,双方均适用于本实施例。流体轴承装置的径向轴承以及推力轴承例如如下构成。径向轴承在轴的外周侧经给定的空隙与套管相嵌合,在该轴与套管之间加入润滑流体。轴侧与套管侧的至少一方中形成有动压力沟。推力轴承固定或一体形成有直径比轴的至少一方的轴径大的法兰体(或具有法兰体功能的刚体)。法兰体的轴向的两端面的至少一方端面,与上述套管的端面的空隙之间,加入有润滑流体。轴侧或套管侧的至少一方中,形成有动压力沟。另外,其他构成中,固定或一体形成有直径比轴8的至少一方的轴径大的法兰体26或具有法兰功能的刚体。这样,法兰体26的轴向的两端面的至少一方端面,与封闭上述套管的推力板27,以及上述套管的封闭底面之间的缝隙中加入有润滑流体(未图示)。另外,轴侧或套管侧的至少一方中形成有动压力沟。进而在轴的一端面和封闭所述套管的推力板或所述套筒的端面之间的间隙中流入润滑流体,在轴侧或套管侧的至少一方中形成有动压力沟。或法兰体也可以是具有其他功能的部件的一部分。也可以使用动压力沟相对轴向具有给定角度,可以兼用作径向轴承与推力轴承的部件。
轮毂(hub)6的盘承受面6a中例如安装有磁盘或光盘。轮毂6的外周的内壁面中,安装有成为主轴电机的的转子的转子磁体9。在基座4由非磁性材料制成时,与转子磁体9相对置的基座4的上面设有磁性体的吸引板19,通过转子磁体9的磁力将轮毂6向下吸引,尽管主轴电机的姿势变化,也能够将转子的轴向位置的变动抑制在一定范围内。
基座4的轴承支撑部4a的外周部11中,设有突极状的定子铁芯12。定子铁芯12如图2的俯视图所示,具有磁轭部13、从磁轭部13向径向突出的多个突极副肋14以及一体形成在各个突极副肋14的前端的T字形部(突极齿部)15。定子铁芯12例如对厚0.2mm的磁性材料的薄板进行冲压加工等,成形为图3(a)所示形状的定子铁芯12a,将其5片层叠而成。定子铁芯板12a如图3(a)的IIIb-IIIb剖面的图3(b)所示,在通过突极副肋14的虚线所示的折线14a中凸折弯折,在通过突极副肋14与T字形部15的边界的虚线所示的折线14b中弯凹折弯曲。弯折方向与弯折角,被设定为让折线14a以及14b的弯折结果使得磁轭部13与T字形部15大致平行。通过该构成,本实施方式1的主轴电机中,定子铁芯12的T字形部15垂直面对转子磁体9。通过这样,定子铁芯与转子磁体的气隙不会相对扩大,从而能够有效利用转子磁体的磁力。
本实施方式1的主轴电机中,图3所示的定子铁芯板12a的突极副肋14的折线14a与14b之间的弯曲部17的厚度(板厚),如下面的详细说明所述,比其他部分薄。
图4(a)为只显示图3的定子铁芯12a的1个突极副肋14以及T字形部15的部分俯视图。图4(b)为图4(a)的IVb-IVb剖视图。定子铁芯板12a的板厚通过‘t’表示。冲压成形为图4(a)的形状的定子铁芯板12a的折线14a与14b间的弯曲部17,例如通过冲压加工而被压扁,如图4(c)所示板厚变薄。变薄之后的结果的板厚通过α·t表示。α为0.5至0.9范围的值。接下来,如图4(d)所示,完成通过折线14a、14b所弯折的定子铁芯板12a。将5片通过图4的工序所得到的定子铁芯板12a层叠起来,得到如图5所示的定子铁芯12。
本实施方式的定子铁芯12中,通过如上所述让定子铁芯板12a的弯曲部17的板厚比其他部分薄,而去除去相当于图17的重叠部128的定子铁芯板12a的重叠部分。其结果如图5所示,即使将多个定子铁芯板12a在平面部中密合层叠起来,在T字形部15中相邻的定子铁芯板12a之间也不会产生空隙。图5所示的定子铁芯板12a中,在弯曲部17中将板厚削薄相当于相邻的定子铁芯板12a之间所产生的空隙17a的程度。在设定子铁芯板12a的板厚为t,弯曲部17的中央部的厚度通过α·t(α为0.5以上,0.9以下的数值)表示时,如果α的值超过0.9,则不能够避免在T字形部15中相邻的定子铁芯板12a之间产生空隙。如果α值不满0.5,则有可能会因弯曲部17中的剖面积的减少而产生磁饱和,Kt值减少,同时会产生振动以及噪声。发明人对上述α的值进行了各种变更并讨论,结果确认如果α的值为0.5以上,0.9以下,就能够得到理想的结果。更为理想的α值的范围为0.7以上0.8以下。
图11为说明α值与转矩常数Tt(%)之间的关系的曲线图。图11中,在不弯曲的定子铁芯中,设α值为1时的转矩常数Kt为100%(基准值)。从图11可以得知,在α值为0.5至0.9范围内,Kt为95%以上,可以说从基准值的减少较小。
图12为说明α的值与噪声(dB)之间的关系的曲线图。根据图12,显示出在α值为0.5至0.9范围内,噪声几乎没有增加。
削薄弯曲部17的板厚的方法也可以是上述冲压加工以外的方法。图6中所示的例子中,如图6(c)所示,弯曲部17的两端部被夹具22以及23夹住,如图(d)所示上下移动。通过这样,弯曲部17被拉伸,板厚变薄,同时还进行了弯曲加工。
关于本实施方式1的主轴电机的定子铁芯12,发明人对规定定子铁芯板12a的弯曲部17的厚度的‘α’值进行了各种变更,对α值与主轴电机的特许之间的关系进行了调查。结果如图7(a)~(c)所示。
图7(a)~(c)为横轴表示本发明的主轴电机的轮毂6的旋转角,纵轴表示转矩的曲线图。曲线a表示转矩的变化,曲线b表示齿槽成分的变化。图7(a)为上述α约为0.9时的曲线图,表示转矩变化的波形的变形较少,且齿槽效应成分也较少。
图7(b)为上述α约为0.7时的曲线图,表示转矩变化的波形的变形稍稍增多,且齿槽效应成分也增加。转矩波形最好为正弦波,齿槽效应波形为零是理想的情况。但是,随着主轴电机的小型化,能够进行满足理想条件的磁电路设计的空间渐渐消失,在实用中无法避免含有某个程度的高次谐波。本实施方式中,α在0.7以上在实用中是合适的。图7(c)为α约为0.45左右时的曲线图,表示转矩变化的波形的变形较多,且齿槽效应成分也较大,因此是不理想的。这里,使用外径为φ21~22(mm),内径为φ13~14(mm),厚为t0.7~0.8(mm)的电机的定子进行讨论。另外,可以得知在外径为φ17~18(mm),内径为φ9.5~10.5(mm)的电机中也显示出同样的倾向。
本发明的实施方式1的主轴电机中,如图1以及图3所示,通过将定子铁芯12在弯曲部17中弯曲,能够增加突极副肋14与基座4之间的间隔。因此,能够增加缠绕在定子铁芯12上的线圈10的匝数,结果能够得到较大的转矩。由于定子铁芯12的T字形部15垂直面对转子磁体9的面,因此不会扩大定子铁芯与转子磁体的气隙,而能够有效利用磁体的磁力。另外,本实施方式中,构成定子铁芯12的各个定子铁芯板12a的厚度在弯曲部17中削薄。通过这样,在将多片使用同一个冲压模具进行了弯曲加工后的定子铁芯板12a层叠起来时,T字形部15中的各个定子铁芯板12a之间互相密合,不会出现空隙。因此,动作中定子铁芯板12a不会振动而产生噪声,另外,还能够防止因产生空隙而导致磁特许的恶化以及功率损耗。
<<实施方式2>>
对照图8以及图9对本发明的实施方式2的主轴电机进行说明。实施方式2涉及一种内转子型主轴电机,图8中显示了其剖视图。图中,作为主轴电机的固定部的基座34,其中央部具有轴承支撑部34a,轴承支撑部34a的孔中固定有轴承单元35。轴承单元5,对安装有碟状轮毂36的轴38进行可旋转地支撑。轮毂36的盘承受面36a中,例如安装有磁盘或光盘。轮毂36中安装有转子磁体39。
基座34的外周部中,定子铁芯40设置在支撑部34b上。定子铁芯40如图9(a)的俯视图所示,具有从环状磁轭部43向径向突出的9个突极副肋42(该主轴电机为9滚珠电机)。各个突极副肋42的内周端,设有一体形成的齿部(突极齿部)45。
图9(a)所示的定子铁芯40例如通过层叠对厚0.2mm的磁性体的薄板进行冲压加工所形成的定子铁芯板41来制作。图9(b)为上述定子铁芯板41的剖视图,为图9(a)的定子铁芯40中的一片定子铁芯板41的IXb-IXb剖视图。图9(b)中,T字形部45如图9(b)所示弯曲,让T字形部45的前端大致垂直面对转子磁体39的面。
实施方式2的主轴电机的定子铁芯板41中,与上述实施方式1的定子铁芯板12a一样,让定子铁芯板41的弯曲部44中的板厚比其他部分薄。弯曲部44的厚度,在设定子铁芯板41的其他部分的厚度为‘t’时,为α·t(α为0.5至0.9范围的值)。通过该构成,能够在T字形部45中防止相邻的定子铁芯板41相互之间出现空隙。
在定子铁芯40的9个突极副肋42中分别缠绕导线,形成线圈48。本实施方式2的主轴电机中,在基座34的线圈48的存在部分中设有公知的开口33(例如实开昭62-168781号公报)。线圈48中,由于在9个突极副肋42中分别进行缠绕,因此开口33也设有9处。9个线圈48,例如在3相电机的情况下作为Y结线或Δ结线相连接。
图8中所示的本实施方式2的主轴电机中,在定子铁芯40中设置弯曲部44,让T字形部45垂直面对转子磁体39,同时,突极副肋42位于图中的下方。通过这样,能够让线圈48位于下方。其结果是,能够增加盘承受面36a与线圈48之间的距离,转矩特性不会降低,线圈48对安装在盘承受面36a中的磁盘以及寻找磁盘的磁头所带来的磁性影响较少。另外,通过在线圈48上设置环状的磁屏蔽板49,能够隔绝从线圈48中所泄漏的磁力线,大幅降低给磁盘等带来的磁性影响。通过在与基座34的线圈48相对置的部分中设置开口,能够在线圈的下部进入该开口的程度上增加匝数。通过该构成,在限定的外形尺寸的主轴电机中,能够得到相当大的转矩。也即,能够实现一种小型且轻量而具有大转矩的主轴电机。
在基座34的材料为非磁性体的情况下,在面对基座34的转子磁体39处安装有铁板等磁性体的吸引板30。通过这样,能够防止作用在转子磁体39与吸引板30之间的磁力所引起的电机姿势变化而导致轮毂的轴向位置变化。
基座34的下面贴有用来塞住开口33的密封材料50,防止灰尘等异物进入开口33。密封材料50也可以使用印刷有主轴电机的型号等的铭牌。本实施方式2中,在内部转子型主轴电机中,也能够得到与上述实施方式1的外部转子型主轴电极相同的效果。
<<实施方式3>>
对照图10对本发明的实施方式3进行说明。实施方式3为内部转子型主轴电机,该主轴电机中,只有定子铁芯60的构成与图8中所示的上述实施方式2的主轴电机的定子铁芯40不同,其他构成均与图8所示的相同。所以,给与图8中所示要素相同的要素标注相同的符号,省略重复说明。
图10中,定子铁芯60除磁轭部63附近的形状以外,具有与图9(a)中所示的定子铁芯40类似的形状,以下对其构成进行详细说明。
定子铁芯60,被磁轭部63的下端面设置在基座34中的支撑部34b所支撑,固定在基座34中。磁轭部63与突极副肋62之间形成有第1弯曲部66。第1弯曲部66形成为与图9(b)所示的弯曲部44类似的形状,构成定子铁芯60的各个定子铁芯板61的厚度,比第1弯曲部66中的其他部分薄。第1弯曲部66中的厚度通过‘α·t’来表示。α为0.5以上0.9以下的值,t为定子铁芯板61的厚度。
突极副肋62与齿部65之间形成有第2弯曲部64。第2弯曲部64,具有与图8中所示的上述实施方式2的弯曲部44实质上相同的形状。
图示的本实施方式3的主轴电机中,通过在定子铁芯60中形成第1弯曲部66与第2弯曲部64,让缠绕线圈68的突极副肋62位于图中下方。也即,将图10中所示的定子铁芯与图8中所示的定子铁芯40相比较就可以发现,图10中,定子铁芯60的下部进入到基座34的开口33中。通过像这样让定子铁芯60的突极副肋62接近基座34,能够扩大突极副肋62的上端面62a与磁屏蔽板49之间的空隙。其结果是,能够增加缠绕在突极副肋62中的线圈68的匝数。为了让线圈68的匝数最大,最好设定第1弯曲部66以及第2弯曲部64的弯曲角度,使得突极副肋62位于磁屏蔽板49与密封材料50之间的几乎中间处。本实施方式3的主轴电机的外形尺寸,与上述实施方式2的主轴电机的外形尺寸实质上相同,但本实施方式3的主轴电机,除了上述实施方式2的主轴电机的特征之外,还具有定子铁芯60的线圈68的匝数能够比上述实施方式2的多这一特征。因此,本实施方式的主轴电机能够得到比上述实施方式2的主轴电机大的转矩。
本发明能够用作旋转磁盘或光盘的主轴电机。
Claims (8)
1.一种主轴电机,其特征在于,具有:
转子磁体,其被流体轴承装置可旋转地支撑;
定子铁芯,其由多片磁性材料的薄板层叠而成,具有与上述转子磁体保持给定的空隙而对置的突极齿部,以及与上述突极齿部相连接的、用于缠绕线圈的突极副肋;以及
缠绕在上述定子铁芯的突极副肋中的线圈,
上述定子铁芯的磁性材料薄板,在上述突极齿部与上述突极副肋之间的弯曲部进行弯曲,以使得上述突极齿部大致垂直面对上述转子磁体的对置面,上述突极齿部与上述突极副肋大致平行,且让上述弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄。
2.如权利要求1所述的主轴电机,其特征在于:
上述定子铁芯的薄板的弯曲部的厚度,处于上述薄板的其他部分厚度的0.5倍至0.9倍的范围内。
3.如权利要求1所述的主轴电机,其特征在于:
为上述定子铁芯设置在上述转子磁体的内周侧的外转子型。
4.如权利要求1所述的主轴电机,其特征在于:
为上述定子铁芯设置在上述转子磁体的外周侧的内转子型。
5.一种主轴电机,其特征在于,具有:
转子磁体,其被流体轴承装置可旋转地支撑;
定子铁芯,其由多片磁性材料的薄板层叠而成,具有与上述转子磁体保持给定的空隙而对置的突极齿部,与上述突极齿部相连接的突极副肋,以及与上述突极副肋相连接且固定在基座上的磁轭部;以及
缠绕在上述定子铁芯的突极副肋中的线圈,
上述定子铁芯的磁性材料薄板,在上述突极齿部与上述突极副肋之间的第1弯曲部进行弯曲,以使得上述突极齿部大致垂直面对上述转子磁体的对置面,上述突极齿部与上述突极副肋大致平行,且让上述第1弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄;
在上述磁轭部与上述突极副肋之间的第2弯曲部进行弯曲,以使上述磁轭部与上述突极副肋大致平行,且让上述第2弯曲部中的上述薄板的厚度比其他部分的厚度薄。
6.如权利要求5所述的主轴电机,其特征在于:
上述薄板的上述第1弯曲部以及上述第2弯曲部中的厚度,处于上述薄板的其他部分厚度的0.5倍至0.9倍的范围内。
7.如权利要求5所述的主轴电机,其特征在于:
为上述定子铁芯设置在上述转子磁体的内周侧的外转子型。
8.如权利要求5所述的主轴电机,其特征在于:
为上述定子铁芯设置在上述转子磁体的外周侧的内转子型。
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C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100630 Termination date: 20111207 |