专利名称：音圈电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种音圈电机，具体地但非排他地涉及一种改进结 构的旋转音圏电机。
背景技术：
图1至图5示出了传统的用在硬盘驱动器中的音圈电机的结 构。它的电》兹部分由以下部件形成线圈101;具有两个永;兹块103 禾口 104的7JOF兹体102;两个不兹4厄105、 106;以及^" 107。纟戋圏101 于音圈电机的臂107的移动平面中安装至臂107。音圏101具有在 产生电》兹4丑矩时为有^:侧面的两个侧面108和109。端部110、 111 用来连4妄绕组的电线以形成线圏101的封闭电淨u回^各。
万兹体102 ^皮布置在》兹才及对103、 104中。在运转过,呈中，绕组 101的有效侧面108总是在同一万兹才及103上方，而另一个有效侧面 109总是在另一个》兹4及104上方。两个》兹体块103、 104在7Jc》兹体 102与线圏101之间的空气间隙中产生相反的》兹场。
在传统的^走转音圈电才几的》兹体102中，北才及103与南才及104之 间的场间隔112是不可避免的。因此，不能高效地-使用永》兹体102。 这增大了音圏电机的体积。由间隔112引起的另一个问题是，空气 间隙中的磁场会变化。这可能导致音圏电机的扭矩常数在不同位置 处变化。扭矩常数的变化造成难于对硬盘驱动才喿作进行控制。当电流流经绕组101时，电^兹力作用于两个有效侧面108、 109 上，并且电石兹力驱动音圈电^/L臂107而^f吏其以弓形方式绕枢轴113 旋转，并且移动的范围为距离D。除了作用于有效侧面108、 109 上的电万兹力之外，还有作用于端部110、 lll上的电f兹力。作用于端 部110、 111上的电；兹力的凝J直和方向在音圈电才几运转的过,呈中变 化。这引起臂107及其他组件的振动。
发明内容
根据本发明的第一优选方面，提供了一种音圈电机，其包括绕 枢轴进行弓形移动的臂以及位于臂的一个端部处的线圈。邻近线圏
安装有7lC》兹体。该7JOf兹体^义有一个面对线圈、并与线圈可才喿作i也配
合的磁极。
线圈可以在与臂进行弓形移动的移动平面垂直的平面中安装至臂。
根据本发明的第二优选方面，提供了一种音圏电机，其包括绕 枢轴进行弓形移动的臂以及位于臂的 一 个端部处的线圈。线圏具有 重心和几^f可中心。重心与几^可中心是重合的。
根据本发明的第三优选方面，提供了一种音圏电机，其包括绕 枢轴进4亍弓形移动的臂以及位于臂的 一个端部处的线圏。线图垂直 于臂进行弓形移动的移动平面安装至臂。
对于第一和第三方面，线圈可以具有重心和几4可中心，且重心
与几^r中心重合。
对于所有方面，臂的一端可以是分叉的。线圈可以包括附着于 第一臂部的第一部分，以及附着于第二臂部的第二部分，第一臂部和第 一部分与第二臂部和第二部分之间具有夹角。该夹角可以在
30。至180。的范围内。第一臂部与第二臂部可以是共线的。第一部 分与第二部分可以是相同的。第一部分与第二部分可以通过中间部 分运4争i也连4妻，并且线圈大体为U形。
永》兹体可以具有左边部分和右边部分，并且左边部分与右边部 行弓形移动。
线圏可以安装在位于臂的一个端部的下表面中的槽内。线圏可 以具有面对永》兹体的单个有效侧面。线圏可以具有垂直地位于该单 个有效侧面上方的上部有效侧面。单个有效侧面与上部有效侧面之 间可以具有开口 。 7Jo 兹体可以安装在底部^兹辄上。可以存在穿过开 口的顶部f兹辄。单个有效侧面与上部有效侧面可以通过端部4妄合。
限制性实例的方式来描述本发明的优选实施例，描述将结合所附说 明性的附图。
附图中
图1是现有才支术音圈电4几的俯一见透一见图； 图2是图1的线圈的透—见图； 图3是图1的永》兹体的透浮见图4是图1的现有技术音圈电机的视图，其中去除了顶部磁轭；图5是图1至图4的现有技术音圏电机的空气间隙中的磁场的 曲线图6是第一优选实施例的透视图7是根据第一优选实施例的线圏的透视图8是图6的实施例的端视图9是第一优选实施例的永磁体的一部分的放大视图； 图10是第一优选实施例的空气间隙中的石兹场的曲线图； 图11是第二优选实施例的一见图； 图12是第三优选实施例的视图； 图13是第四优选实施例的视图；以及 图14是又一4尤选实施例的一见图。
具体实施例方式
参照图6至图9，其中示出了具有臂700的优选实施例，在臂 的一个端部702处具有线圈701。线圈701安装在^立于臂700的端 部702中的狭槽703内。可替换i也，线圈也可以粘附于臂700的端 部702。
臂700被安装成绕枢轴704进行弓形移动，从而使得端部702 且因此使得线圈701在平行于永》兹体705并位于永万兹体上方的移动 平面中移动。7Jc》兹体705安装在底部磁辄706上，并与端块708和 顶部i兹4厄707 —起组成基本结构。线圈701具有端部709、上部有效侧面710以及下部有岁文,'J面 711。两个端部709和有岁丈4则面710、 711卩艮定出开口 712。》口可以 看到的，线圈关于它的》从向中心轴线L和它的4黄向中心轴线T是只t 称的。纵向中心线L与横向中心线T的交点I是线圈701的几4可中 心，并且是开口 712的/U可中心。在这种'清:兄下，I处的几4可中心 也是线圈701的重心。
线圈701以垂直;也X于准^" 700的移动平面的方式布置在^" 700 上。这同时4吏得上部有效侧面710垂直地位于下部有效侧面711上 方并与下部有效侧面对准。臂700绕枢轴704呈弓形地移动。
7Jc》兹体705 一皮布置成，侵J寻一个》兹极713处在7Jc石兹体的上表面 714上和/或邻近该上表面，而另一个;兹极715处在下表面716上和 /或邻近该下表面。下表面716安装在底部石兹專厄706上。这才羊，7"K石兹 体705的单个万兹才及713面对空气间隙717，因it匕面只于线圏710的下 部有-丈侧面711,并4立于7;jc石兹体705的整个上表面714上方。这避 免了》兹极103、 104之间的间隔112干扰音圏电机的运转，由于箱t 极713、 715之间的间隔接近永》兹体705的高度的中央。因此，该 间隔对线圈701没有影响。这还意p未着永磁体705可以做得更小， 因此减小端块708之间的距离。端块708优选地由诸如铁磁性材料 的》兹性材淖十制成，并且可以由与底部^兹轭706和顶部^兹轭707相同 的材料制成。这还意p未着单个有效侧面(下部有效侧面711)面对 空气间隙717并因jHi面只于7:K石兹体705,具体;也面只于7lc石兹体705的单 个》兹极713。因此，单个有岁文侧面711与单个》兹才及713可才乘fN也配 合。
如可以见到的，顶部；兹丰厄707穿过开口 712并因此位于上部有 效侧面710与下部有岁文侧面711之间。这意p未着空气间隙中的》兹场具有图10中戶斤示的形4犬。f兹场的 均一性以及线圈701中交流电频率的均一性提供了提高的运转稳定 性以及减小的振动。并且，磁场的均一性为音圏电机提供了更稳定
的4丑矩常凄t。
将图6的线圈701与图2的线圈101进4亍比较，可以看到，图 6的有效侧面711的宽度W大于图2的有效侧面108的宽度。同样 地，有效侧面711的厚度t (以及因此整个线圈的厚度)能够减小 到小于有效侧面108的厚度t，且因此小于整个线圈101的厚度。
此外，由于线圈701的厚度减小，因此能够减小空气间隙717 的高度(永》兹体的上表面714与顶部磁辄707的下表面之间的3巨 离)。因此，对于相同厚度的永磁体，空气间隙中的,兹场可以增大， 并且线圏701需要更少的线圏匝数来实现相同的扭矩常数。
此外，因为线圏701的几何中心和重心是重合的，所以转动惯 量减小。线圏101由于其自身的形状而使得其重心更靠近端部110 而非端部lll。转动惯量是质量和质量距离片区轴113、 704的3巨离的 平方的乘积。因为线圈701的重心与其几何中心重合，所以与线圈 101的重心距离枢轴113相比，线圈701的重心更靠近枢轴704。 因此，如果线圈701、 101具有相同的质量，则线圏701的寿争动惯 量将小于线圏101的转动惯量。
图11示出了第二优选实施例。在此，臂1200是分叉的，以形 成两个相同的^"部1202(a)和1202(b)，这两个^f部由在30。至90° 范围内的夹角分开，^f旦优选地，在45。至60。范围内。这4吏得音圈电 机的设计具有更大的灵活性，并且可以更有效地利用硬盘驱动器中
的空间。线圈1201分为两个部分，同前面一样，每个臂1202(a)、 1202 (b)均具有一相同的部分1201(a)、 1201 (b)。
在图12中，两个线圈1201通过中间部分1218 4妾合，乂人而佳 线圈1201(a)、 1201(b)及中间部分1218形成一个U形线圏1201。
图13示出了永不兹体705被分成两个部分(即，左边部分705(a) 和右边部分705(b))的实施例。臂700且因此线圈701将在部分705(a) 与部分705(b)之间移动。这种结构提供了高度减小的音圈电机。如 图中所示，两个》兹3各720(a)和720 (b)分别为底部不兹專厄706、顶部石兹 辄707及磁体705(a)和底部磁辄706、顶部磁辄707及磁体705(b)。
图14是图11的实施例的变体，其中顶部》兹轭1507被显著地 示出。在此，臂部1502(a)与1502 (b)之间的夹角为180。，从而两个 臂部1502(a)和1502(b)是共线的。施加至线圈1501(a)和1501 (b)的 电流将引起力Fi和F2。因为施加至线圏1501(a)和1501(b)的电流是 相同的，并且线圈1501(a)和1501(b)也是相同的，所以F产F2。因 此，作用在枢轴1504上的净力为零。同样地，臂1500在枢轴1504 处^[义作用有一4丑矩。这一夸明显消除只于臂1500且因此^J"音圈电4几造 成干扰(例如，振动)的原因。
随着两个臂部1502(a)和1502(b)沿X方向的长度增加，绕轴线 Y的转动惯量增加，因此绕轴线Y的移动减小，或者绕轴线Y的 移动趋势减小，从而允许音圈电机的带宽增大。
尽管已经在前面的描述中描述了本发明的优选实施例， <旦本领 域技术人员应理解，在不背离本发明的前提下，可以对设计或结构 的细节啦文出多种变4b或4务改。
权利要求
1. 一种音圈电机，包括(a)绕枢轴进行弓形移动的臂；(b)位于所述臂的一个端部处的线圈；(c)邻近所述线圈安装的永磁体；(d)所述永磁体仅具有一个面对所述线圈、并与所述线圈可操作地配合的磁极。
2. —种音圈电才几，包4舌(a) 绕枢轴进行弓形移动的臂；(b) 位于所述臂的一个端部处的线圏，所述线圏具有重心 和几何中心；(c) 所述重心与所述几《可中心重合。
3. —种音圏电才几，包4舌(a) 绕枢轴进行弓形移动的臂；(b) 位于所述臂的一个端部处的线圈；(c) 所述线圏垂直于所述臂进^"弓形移动的移动平面安 装至所述臂。
4. 根据权利要求1所述的音圈电机，其中，所述线圏在与所述臂 进行弓形移动的移动平面垂直的平面中安装至所述臂。
5. 根据权利要求l、 3或4所述的音圈电机，其中，所述线圈具 有重心和几<可中心，所述重心详口戶斤述几<可中心重合。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的音圈电才几，其中，所述臂的 所述一个端部是分叉的，所述线圏包括附着于第 一臂部的第一 部分和附着于第二臂部的第二部分，所述第 一臂部和所述第一 部分与所述第二臂部和所述第二部分之间具有夹角。
7. 根据权利要求6所述的音圏电机，其中，所述夹角在30。至180。 范围内。
8. 根据权利要求6或7所述的音圈电机，其中，所述第一臂部与 所述第二臂部是共线的。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的音圈电机，其中，所述第 一臂部与所述第二臂部是相同的。
10. 才艮据^K利要求6至9中4壬一项所述的音圈电^L，其中，所述第 一部分与所述第二部分通过中间部分可操作地连4妾，所述线圈 大体为U形。
11. 根据权利要求1或从属于权利要求1的权利要求4至10中任 一项所述的音圈电才几，其中，所述永石兹体具有左边部分和右边在所述间隙内且在所述左边部分与所述右边部分之间进行弓形移动。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的音圈电机，其中，所述 线圏安装在位于所述臂的所述一个端部的下表面中的槽内。
13. 根据权利要求1或4至12中任一项所述的音圏电机，其中， 所述线圈具有面乂t所述7Jc石兹体的单个有岁文侧面。
14. 根据权利要求13所述的音圈电机，其中，所述线圈还包括垂直地位于所述单个有效侧面上方的上部有j文侧面。
15. 4艮据4又利要求14所述的音圈电才几，其中，所述单个有效侧面 与所述上部有岁丈侧面之间具有开口 。
16. 根据权利要求15所述的音圈电机，其中，所述上部有效侧面 与所述单个有效侧面通过端部4妄合；所述上部有效侧面、所述
17. 根据权利要求1至6中任一项所述的音圏电机，其中，所述永 》兹体安装在底部》兹轭上。
18. 根据权利要求15至17中任一项所述的音圈电机，还包括穿过 所述开口的顶4|^兹專厄。
全文摘要
本发明提供了一种音圈电机，该音圈电机具有绕枢轴进行弓形移动的臂以及位于臂的一个端部处的线圈。邻近线圈安装有永磁体。永磁体仅具有一个面对线圈、并与线圈可操作地配合的磁极。线圈具有重心和几何中心。重心和几何中心是重合的。线圈垂直于臂进行弓形移动的移动平面安装至臂。
文档编号G11B21/02GK101449331SQ200680054697
公开日2009年6月3日 申请日期2006年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者嵩 林, 超 毕, 全 蒋 申请人:新加坡科技研究局