軸向磁場(chǎng)電機(jī)和組裝方法
【專利說(shuō)明】軸向磁場(chǎng)電機(jī)和組裝方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002]本申請(qǐng)請(qǐng)求于2012年10月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.60/712，827的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及硬盤驅(qū)動(dòng)器和用于這種硬盤驅(qū)動(dòng)器的主軸電機(jī)，并更具體地涉及一種低剖面(low profile)主軸電機(jī)和組裝包括軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的硬盤驅(qū)動(dòng)器的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]移動(dòng)計(jì)算和/或通信設(shè)備正變得更小，從而使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的重量和尺寸減小。較薄的結(jié)構(gòu)通常更容易在沖擊的情況下過(guò)度變形。簡(jiǎn)單地縮小典型的小形狀因數(shù)的硬盤驅(qū)動(dòng)器，使其總厚度大約為例如5毫米，會(huì)降低硬盤驅(qū)動(dòng)器的魯棒性并使其不適用于移動(dòng)計(jì)算和/或通信設(shè)備。
[0005]在典型的硬盤驅(qū)動(dòng)器中，主軸電機(jī)的高度有時(shí)可能是限制因素，它決定了硬盤驅(qū)動(dòng)器的整體厚度。因此，需要的是一種低剖面的電機(jī)和將其組裝到平臺(tái)上的方法，例如在移動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用中。此外，根據(jù)下面的【具體實(shí)施方式】和所附權(quán)利要求，并結(jié)合附圖和本公開的【背景技術(shù)】，其他期望的特征和特性將變得明晰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)【具體實(shí)施方式】，提供了一種硬盤驅(qū)動(dòng)器。硬盤驅(qū)動(dòng)器包括具有流體動(dòng)力軸承(FDB)電機(jī)輪轂的主軸電機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器殼體和基座插入件。硬盤驅(qū)動(dòng)器殼體在其內(nèi)容納主軸電機(jī)且具有上殼體和基座，該基底包括第一材料?；迦爰哂需F磁屬性，包括第二材料并具有扁平圓形底部和外圓周垂直部。基座插入件的扁平圓形底部設(shè)置在FDB電機(jī)輪轂和基座之間，以提高它們之間的屈服強(qiáng)度，并且FDB電機(jī)輪轂的底部被基座插入件的外圓周垂直部圍繞，以產(chǎn)生對(duì)FDB電機(jī)輪轂的預(yù)加載。
[0007]根據(jù)另一方面，提供了一種組裝硬盤驅(qū)動(dòng)器的方法。用于組裝硬盤驅(qū)動(dòng)器的方法包括通過(guò)將頂部轉(zhuǎn)子組件穿過(guò)定子耦合到底部轉(zhuǎn)子，從而組裝軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)，頂部轉(zhuǎn)子組件包括流體動(dòng)力軸承(FDB)電機(jī)輪轂。該方法還包括將軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)安裝在基座插入件上方，基座插入件具有扁平圓形底部和外圓周垂直部，并且軸向主軸電機(jī)安裝在基座插入件上方，使得FDB電機(jī)輪轂位于基座插入件的圓形底部上方，并且FDB電機(jī)輪轂的底部被基座插入件的外圓周垂直部圍繞。
【附圖說(shuō)明】
[0008]在附圖中，貫穿分離的各視圖，相同的附圖標(biāo)記表示相同的或功能相似的元件，而且與下面的詳細(xì)描述一起并入說(shuō)明書中且形成說(shuō)明書的一部分，附圖用于說(shuō)明各種實(shí)施例并解釋根據(jù)本發(fā)明的各種原理和優(yōu)點(diǎn)。
[0009]圖1描繪了硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的側(cè)視平面橫截面視圖，其包括根據(jù)本實(shí)施例的軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)。
[0010]圖2描述了圖1的軸向磁場(chǎng)電機(jī)的HDD殼體的基座的前頂部右透視圖，HDD殼體基座包括根據(jù)本實(shí)施例的基座插入件。
[0011]圖3包括圖3A和3B，示出了根據(jù)本實(shí)施例的不同基板配置在1000G的I毫秒沖擊事件下的最大應(yīng)力分布圖，其中圖3A是鋁基板的最大應(yīng)力分布圖，圖3B是不銹鋼基板的最大應(yīng)力分布圖。
[0012]圖4描述了硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的側(cè)視平面橫截面視圖，其包括使用根據(jù)本實(shí)施例創(chuàng)新設(shè)計(jì)的各方面的徑向磁場(chǎng)電機(jī)。
[0013]圖5描述了根據(jù)本實(shí)施例的圖1的HDD的右半部分的側(cè)視平面橫截面視圖，強(qiáng)調(diào)了結(jié)合到電機(jī)輪轂的磁體表面。
[0014]圖6示出了根據(jù)本實(shí)施例的，當(dāng)磁體表面被結(jié)合到圖5的HDD的輪轂上時(shí)，改進(jìn)的輪轂在夾緊負(fù)荷下的變形的視圖。
[0015]圖7描繪了圖1的軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的側(cè)視平面橫截面視圖，其中根據(jù)本實(shí)施例的一個(gè)方面，當(dāng)基座插入件由非鐵磁性材料制成時(shí)，磁性偏置環(huán)被包括在基座插入件的外緣處。
[0016]圖8描繪了圖1的軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的側(cè)視平面橫截面視圖，其中根據(jù)本實(shí)施例的另一方面，基座插入件是鐵磁性的。
[0017]圖9描繪了根據(jù)本實(shí)施例的軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的側(cè)視平面橫截面視圖，其中流體動(dòng)力軸承(FDB)套筒被集成到基座插入件中。
[0018]圖10包括圖1OA和10B，描繪了根據(jù)本實(shí)施例的組裝軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的初始步驟的側(cè)視平面視圖，其中圖1OA描繪了組裝之前的定子、頂部轉(zhuǎn)子和底部轉(zhuǎn)子，圖1OB描繪了組裝之后的定子、頂部轉(zhuǎn)子和底部轉(zhuǎn)子。
[0019]圖11包括圖1lA和11B，示出了根據(jù)本實(shí)施例的組裝軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的進(jìn)一步步驟的側(cè)視平面視圖，其中圖1lA描繪了組裝之前的定子/頂部轉(zhuǎn)子/底部轉(zhuǎn)子組件和底部殼體以及基座插入件，圖1lB描繪了組裝之后的定子/頂部轉(zhuǎn)子/底部轉(zhuǎn)子組件和底部殼體/基座插入件。
[0020]圖12描繪了根據(jù)本實(shí)施例的圖1lB的組件的側(cè)視平面視圖，其中分立的偏置環(huán)與非鐵磁性基座插入件一起使用。
[0021]圖13描繪了根據(jù)本實(shí)施例的對(duì)于圖11的替代組裝步驟的側(cè)視平面視圖，其中定子/頂部轉(zhuǎn)子/底部轉(zhuǎn)子組件首先組裝到基座插入件，然后組合的組件與底部殼體組裝在一起。
[0022]圖14示出了根據(jù)本實(shí)施例的圖1lA的組裝步驟的后頂部右透視圖。
[0023]圖15包括圖15A和15B，描繪了根據(jù)本實(shí)施例的定子上的粘合劑放置視圖，其中圖15A是定子的頂部平面視圖，示出了定子片頂部上的粘合劑放置，圖15B是后頂部右透視圖，示出了定子和定子片底部上的粘合劑放置。
[0024]圖16描繪了根據(jù)本實(shí)施例的圖1lB的更詳細(xì)的側(cè)視平面剖視圖，其中彈性體連接器被示出為將PCB組件連接到電機(jī)。
[0025]圖17描繪了 HDD殼體的底部的前底部右透視圖，描述了圖11所示的組裝步驟之前的組裝步驟，其中沉孔螺孔用來(lái)將PCB組件連接到底部殼體。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，圖中的元件是為了簡(jiǎn)單和清楚而示出，不一定按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸示出了集成電路。體系結(jié)構(gòu)可以相對(duì)于其他元件放大，以幫助更好地理解本實(shí)施例和替代實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面的詳細(xì)描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，而不是用來(lái)限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。而且，不希望受前述的發(fā)明背景或下面的詳細(xì)描述中出現(xiàn)的任何理論的限制。
[0028]在低剖面或超薄硬盤驅(qū)動(dòng)器中，幾何形狀和尺寸的限制通常導(dǎo)致沖擊事件導(dǎo)致的電機(jī)輪轂的大幅變形，導(dǎo)致安裝盤的相應(yīng)的大幅變形。本發(fā)明的實(shí)施例提高了電機(jī)輪轂和電機(jī)基座的剛度，這是通過(guò)(a)添加基座插入件以提高屈服強(qiáng)度，(b)將磁體頂表面和外直徑表面兩者結(jié)合到電機(jī)輪轂，和/或(C)通過(guò)形成鐵磁性材料的基座插入件，將偏置環(huán)與基座插入件集成在一起。如果基座插入件的材料不是鐵磁性材料，使用分立的偏置環(huán)來(lái)產(chǎn)生對(duì)于流體動(dòng)力軸承(FDB)的預(yù)加載。這種改進(jìn)的剛度允許較高的沖擊和撞擊耐受，并提供了 FDB預(yù)加載偏置。
[0029]參考圖1，示出了根據(jù)本實(shí)施例的包括軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)的硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD) 100的側(cè)視平面橫截面視圖。頂部轉(zhuǎn)子組件包括頂部轉(zhuǎn)子102和流體動(dòng)力軸承(FDB)電機(jī)輪轂104，軸向磁場(chǎng)主軸電機(jī)圍繞該電機(jī)輪轂104樞轉(zhuǎn)。環(huán)形永磁體106被連接到頂部轉(zhuǎn)子102，并且定子108安裝在頂部轉(zhuǎn)子102和底部轉(zhuǎn)子110之間。
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