CN102064653A - 无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明在此公开了一种无刷直流电机。该无刷直流电机包括转轴、轴承、一体式垫圈座、转子箱、定子和支撑板。所述轴承可旋转地在径向支撑所述转轴。所述一体式垫圈座支撑所述转轴的下端和所述轴承的外圆周表面。所述转子箱整体地随着所述转轴旋转。转子磁体连接到所述转子箱的内表面。所述定子围绕所述一体式垫圈座的外圆周表面设置，使得所述定子朝向所述转子磁体。因此，当外部电力施加于所述定子时，所述转子箱通过所述定子和所述转子磁体之间的相互作用旋转。所述一体式垫圈座安装于所述支撑板。

Description

无刷直流电机

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年11月16日提交的、名称为“A brushless DC motor”的韩国专利申请No.10-2009-0110487的优先权，其在此全部通过引用合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及无刷直流电机。

背景技术

通常，在用于高速旋转光记录介质(例如光盘、硬盘等)的无刷直流电机中，在轴承和转轴之间利用润滑剂形成油膜以可旋转地支撑转轴，因此保证了高质量的转动特性。因此，无刷直流电机广泛地用作记录介质的驱动装置，例如要求高速旋转的硬盘驱动器、光盘驱动器等。

图1是根据传统技术的无刷直流电机10的部分剖面图。图2显示了无刷直流电机10的一部分结构的分解透视图。在下文中，将参考图1和图2描述根据传统技术的无刷直流电机10。

如图1和图2所示，根据传统技术的无刷直流电机10包括转轴12、支撑单元、转子箱28和定子32。详细地，转子箱28随转轴12整体地旋转，并且在其中带有转子磁体30。定子32配置成线圈32b围绕线圈芯32a缠绕以形成利用外部电力的电场。

详细地，支撑部件的作用不仅是支撑转轴12，而且支撑无刷直流电机10的全部部件。支撑单元包括轴承单元，其可旋转地支撑转轴12，和支撑部分，其支撑轴承单元。轴承单元包括轴承16，其在径向支撑转轴12，和止推垫圈18，其在轴向支撑转轴12。支撑部分包括支撑轴承16的轴承座22，支撑止推垫圈18的支撑圆盘24，和支撑轴承座22的支撑板26。挡块20设置在轴承座22的下端的内圆周表面上。挡块20设置在形成在转轴12中的凹槽14中，从而防止转轴12上升。

支撑部分以这样的方式组装，使得将由黄铜制造的轴承座22通过敛缝(caulking)或旋压(spinning)工艺连接到支撑板26，之后将由钢板制造的支撑圆盘24连接到轴承座22。

然而，因为根据传统技术的无刷直流电机10具有许多部件，包括止推垫圈18、轴承座22、支撑圆盘24和支撑板26，其装配过程是很复杂的，而且由此增加了装配成本。特别地，当通过敛缝或旋压工艺将轴承座22连接到支撑板26或者将支撑圆盘24连接到轴承座22时，可能导致部件的塑性变形，因此导致获得有瑕疵的产品。如果有瑕疵的产品出现，因为它不能被复制，所以还需要付出单独的处理成本。

此外，因为轴承座22由黄铜制造，支撑圆盘24和支撑板26由钢制造，材料成本和机械加工成本增加了，而且这与要求减轻产品重量的趋势背道而驰。

发明内容

本发明致力于提供一种无刷直流电机，其具有简单的结构，并且能降低材料成本和装配成本。

在根据本发明一种实施方式的无刷直流电机中，设置有转轴；在径向可旋转地支撑所述转轴的轴承；支撑所述转轴的下端和所述轴承的外圆周表面的一体式垫圈座；整体地随所述转轴旋转的转子箱；连接到所述转子箱内表面的转子磁体；定子，该定子围绕所述一体式垫圈座的外圆周表面设置，使得所述定子朝向所述转子磁体，这样当外部电力施加到所述定子时，所述转子箱通过所述定子和所述转子磁体之间的相互作用而旋转；和支撑所述一体式垫圈座的支撑板。

所述一体式垫圈座可以通过注塑形成。

所述一体式垫圈座可以由EMC(环氧塑封料(epoxy moldingcompound))制造。

所述一体式垫圈座可以包括支撑所述转轴的下端的圆盘部分。环形支撑部分可以从所述圆盘部分向上弯曲。所述环形支撑部分支撑所述轴承的外圆周表面。凸缘部分可以围绕所述环形支撑部分的外圆周表面设置。所述凸缘部分为阶梯状以形成支座表面，所述定子安置于所述支座表面上。

所述凸缘部分可以在其下端上具有阶梯部分，使得所述支撑板装配在所述凸缘部分的阶梯部分上。

此外，凹槽可以形成在所述转轴的下端的外圆周表面上。挡块可以整体地设置在所述一体式垫圈座的内圆周表面上。所述挡块设置在所述凹槽中。

另外，具有引力的磁体可以设置在所述定子的上表面上以防止所述转子箱上升。

同时，止挡凸起可以整体地设置在所述一体式垫圈座上。止挡钩可以设置在所述转子箱的底面之下。所述止挡钩啮合所述止挡凸起。

附图说明

通过下列结合附图的详细说明，将对本发明的上述和其他目的、特征和优点有更加清楚的了解，其中：

图1是根据传统技术的无刷直流电机的剖面图；

图2显示了图1的传统的无刷直流电机的一部分结构的分解透视图；

图3是根据本发明的第一实施方式的无刷直流电机的剖面图；

图4是图3的无刷直流电机的部分剖开的透视图；

图5显示了图3的无刷直流电机的一体式垫圈座的透视图；和

图6是根据本发明的第二实施方式的无刷直流电机的剖面图。

具体实施方式

现在参考附图，其中在所有不同的附图中给出的相同的附图标记表示相同的或类似的部件。在下面的描述中，当确定常规的功能和结构的详细说明会混淆本发明的要旨时，这样的描述可能被省略。此外，应用在说明书和权利要求书中的术语和措词不是必然地限制于一般的或者词典上的含义，而是必须理解为表示由发明者经过选择的作为说明本发明的最好方式的概念，而且必须解释为使它们的含义和概念适用于本发明的范围和精神，从而使得本发明的技术可以获得更好的理解。

在下文中，将参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图3是根据本发明的第一实施方式的无刷直流电机100a的剖面图；图4是无刷直流电机100a的部分剖开的透视图；图5显示了无刷直流电机100a的一体式垫圈座130的透视图。以下，将参照这些附图说明根据本发明的第一实施方式的无刷直流电机100a。

如图3至5所示，根据第一实施方式的无刷直流电机100a包括转轴110、轴承120、一体式垫圈座130、转子箱140、定子150和支撑板160。

转轴110为具有预定直径的圆柱形。转轴110通过由转子磁体144a和定子150之间的相互作用产生的电磁力旋转。在此，转轴110整体地随着装配在转轴110的上端的转子箱140旋转。

轴承120在径向支撑转轴110。轴承120为中空的圆柱形，在其中具有中空的空间，转轴110***其中。另外，轴承120利用介于轴承120和转轴110之间的流体可旋转地支撑转轴110。

垫圈座130具有一体式结构且支撑转轴110的下端和轴承120的外圆周表面。也就是说，一体式垫圈座130这样配置，使得与传统技术的止推垫圈、支撑和轴承座相应的部件彼此一体形成。垫圈座130的一体式结构可以简化电机的结构和制造工艺，并减轻了它的重量。此外，在制造过程中可以防止无刷直流电机的对应部件发生变形。

在该实施方式中，一体式垫圈座130利用例如塑料的材料注塑成形，这使得垫圈座130整体地形成且能够可旋转地支撑转轴110的下端。例如，一体式垫圈座130由EMC(环氧塑封料)制造。

详细地，一体式垫圈座130包括圆盘部分132、环形支撑部分134和凸缘部分136。圆盘部分132可旋转地支撑转轴110的下端。环形支撑部分134从圆盘部分132的圆周向上延伸并且支撑轴承120的外圆周表面。凸缘部分136围绕环形支撑部分134的外圆周表面设置。凸缘部分136为阶梯状以形成支座表面136a，定子150安置于其上。此外，凸缘部分136在其下端具有阶梯部分136b，支撑板160与其连接。

另外，挡块134a整体地设置在一体式垫圈座130的内圆周表面上。挡块134a设置在凹槽112中，该凹槽112形成在转轴110上，从而防止转轴110上升。这样，垫圈座130形成一体式结构，其甚至包括挡块134a。

转子箱140的中心部分配合在转轴110上，从而随着转轴110旋转。在该实施方式中，转子箱140包括圆盘部分142，其在中心部分与转轴110配合且在径向方向上从转轴110向外延伸，和环形边缘部分144，其从圆盘部分142的圆周向下弯曲。转子磁体144a安装在环形边缘部分144的内圆周表面上。具有上述结构的转子箱140可以通过利用压力的弯曲工艺形成。

此外，用于将圆盘D放置在转子箱140上的卡盘组件142a设置在圆盘部分142的顶面的中心部分上。防滑件142b设置在圆盘部分142的顶面的圆周上以防止圆盘D相对于转子箱140滑动。尽管圆盘D在图中显示为放置在转子箱140上，也可以设置用于安装圆盘的单独的转盘。这也必须被视为属于本发明的范围。

安装在环形边缘部分144的内圆周表面上的转子磁体144a利用它和定子150之间的相互作用产生电磁力。详细地，转子磁体144a具有环形结构，因此磁极相对圆周方向交替地被磁化以利用转子磁体144a和定子150之间的相互作用产生旋转转子箱140的力。

定子150的作用是利用外部电力形成电场。定子150包括线圈芯152和缠绕线圈芯152的线圈154。当电流施加于线圈154时，电枢磁通量(armaturemagnetic flux)通过电流激发。电枢磁通量与通过转子磁体144a产生的磁通量相互联合，因此产生旋转转子箱140的转矩。

在该实施方式中，定子150装配在一体式垫圈座130的外圆周表面上，详细地，安置在由凸缘部分136形成的支座表面136a上。

此外，具有引力的磁体156设置在线圈芯152上以利用它和转子箱140的圆盘部分142之间的磁性吸引力防止转子箱140上升。在图中，尽管具有引力的磁体156显示为设置在线圈芯152上，但是它也可以设置在圆盘部分142以下，因此通过具有引力的磁体156和定子150之间的磁性吸引力阻止转子箱140上升。

支撑板160支撑无刷直流电机的全部部件。无刷直流电机通过支撑板160安装到一种设备，例如硬盘驱动器等。一体式垫圈座130固定于支撑板160。

详细地，支撑板160连接于阶梯部分136b，其水平地形成在一体式垫圈座130的凸缘部分136的下端以下。因此，支撑板160支撑一体式垫圈座130。

此外，安装有电子器件例如编码器、连接器、无源器件等的电路板(未显示)连接到支撑板160。

图6是根据本发明的第二实施方式的无刷直流电机100b的剖面图。在下文中，将参照图6对根据本发明的第二实施方式的无刷直流电机100b做详细描述。在下述的第二实施方式中，相同的附图标记用于表示与第一实施方式中的部件相应的部件，并且省略了重复部分的说明。

如图6所示，根据本发明的第二实施方式的无刷直流电机100b不具有单独的挡块，这与第一实施方式不同。在第二实施方式中，为了设置一种用于防止转子箱140上升的结构，止挡凸起134b整体地围绕一体式垫圈座130的上端的外圆周表面设置，与止挡凸起134b啮合的止挡钩142c设置在转子箱140的圆盘部分142之下。在此，在通过利用塑料注塑加工而形成垫圈座130的过程中，止挡凸起134b还可以与垫圈座130整体地形成。

如上所述，在本发明的无刷直流电机中，垫圈座具有一体式结构，因此与传统技术的止推垫圈、支撑和轴承座相应的部件彼此一体地形成。因此，无刷直流电机的结构和它的制造过程简化了，从而降低了装配成本。同时，因为一体式垫圈座由塑料制造，所以无刷直流电机的重量可以减轻，材料成本也可以降低。

此外，根据本发明的无刷直流电机配置成使得挡块或止挡凸起与垫圈座整体形成。这样，无刷直流电机的结构和它的制造过程进一步简化了，从而更进一步地降低了装配成本。

尽管本发明的实施方式已经为了说明性的目的而公开了，需要认识到的是本发明的无刷直流电机不限于上述内容，本领域技术人员可以意识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行多种修改、添加和置换。

因此，无论什么修改、变化或等效方案都应当被认为是包括在本发明的范围之内，而本发明的具体范围由所附的权利要求所公开。

Claims (8)

1.一种无刷直流电机，该无刷直流电机包括：

转轴；

在径向可旋转地支撑所述转轴的轴承；

支撑所述转轴的下端和所述轴承的外圆周表面的一体式垫圈座；

转子箱，该转子箱与所述转轴一起整体地旋转，并具有连接到所述转子箱内表面的转子磁体；

定子，该定子围绕所述一体式垫圈座的外圆周表面设置，使得所述定子朝向所述转子磁体，这样当外部电力施加到所述定子时，所述转子箱通过所述定子和所述转子磁体之间的相互作用而旋转；和

支撑板，所述一体式垫圈座安装在所述支撑板上。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述一体式垫圈座通过注塑形成。

3.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述一体式垫圈座由环氧塑封料制成。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述一体式垫圈座包括：

支撑所述转轴的下端的圆盘部分；

从所述圆盘部分向上弯曲的环形支撑部分，该环形支撑部分支撑所述轴承的外圆周表面；和

围绕所述环形支撑部分的外圆周表面设置的凸缘部分，该凸缘部分具有阶梯状以形成支座表面，所述定子安置在所述支座表面上。

5.根据权利要求4所述的无刷直流电机，其中所述凸缘部分在其下端上具有阶梯部分，使得所述支撑板装配在所述凸缘部分的阶梯部分上。

6.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述转轴的下端的外圆周表面上形成有凹槽，所述一体式垫圈座的内圆周表面上整体地设置有挡块，该挡块设置在所述凹槽中。

7.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述定子的顶面上设置有具有引力的磁体以防止所述转子箱上升。

8.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其中所述一体式垫圈座上整体地设置有止挡凸起，所述转子箱的底面之下设置有止挡钩，该止挡钩啮合所述止挡凸起。

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