轴向磁场电机和组装方法
【专利说明】轴向磁场电机和组装方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请请求于2012年10月12日提交的美国临时专利申请N0.60/712，827的优先权。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及硬盘驱动器和用于这种硬盘驱动器的主轴电机，并更具体地涉及一种低剖面(low profile)主轴电机和组装包括轴向磁场主轴电机的硬盘驱动器的方法。
【背景技术】
[0004]移动计算和/或通信设备正变得更小，从而使数据存储设备的重量和尺寸减小。较薄的结构通常更容易在冲击的情况下过度变形。简单地缩小典型的小形状因数的硬盘驱动器，使其总厚度大约为例如5毫米，会降低硬盘驱动器的鲁棒性并使其不适用于移动计算和/或通信设备。
[0005]在典型的硬盘驱动器中，主轴电机的高度有时可能是限制因素，它决定了硬盘驱动器的整体厚度。因此，需要的是一种低剖面的电机和将其组装到平台上的方法，例如在移动硬盘驱动器的应用中。此外，根据下面的【具体实施方式】和所附权利要求，并结合附图和本公开的【背景技术】，其他期望的特征和特性将变得明晰。
【发明内容】
[0006]根据【具体实施方式】，提供了一种硬盘驱动器。硬盘驱动器包括具有流体动力轴承(FDB)电机轮毂的主轴电机、硬盘驱动器壳体和基座插入件。硬盘驱动器壳体在其内容纳主轴电机且具有上壳体和基座，该基底包括第一材料。基座插入件具有铁磁属性，包括第二材料并具有扁平圆形底部和外圆周垂直部。基座插入件的扁平圆形底部设置在FDB电机轮毂和基座之间，以提高它们之间的屈服强度，并且FDB电机轮毂的底部被基座插入件的外圆周垂直部围绕，以产生对FDB电机轮毂的预加载。
[0007]根据另一方面，提供了一种组装硬盘驱动器的方法。用于组装硬盘驱动器的方法包括通过将顶部转子组件穿过定子耦合到底部转子，从而组装轴向磁场主轴电机，顶部转子组件包括流体动力轴承(FDB)电机轮毂。该方法还包括将轴向磁场主轴电机安装在基座插入件上方，基座插入件具有扁平圆形底部和外圆周垂直部，并且轴向主轴电机安装在基座插入件上方，使得FDB电机轮毂位于基座插入件的圆形底部上方，并且FDB电机轮毂的底部被基座插入件的外圆周垂直部围绕。
【附图说明】
[0008]在附图中，贯穿分离的各视图，相同的附图标记表示相同的或功能相似的元件，而且与下面的详细描述一起并入说明书中且形成说明书的一部分，附图用于说明各种实施例并解释根据本发明的各种原理和优点。
[0009]图1描绘了硬盘驱动器(HDD)的侧视平面横截面视图，其包括根据本实施例的轴向磁场主轴电机。
[0010]图2描述了图1的轴向磁场电机的HDD壳体的基座的前顶部右透视图，HDD壳体基座包括根据本实施例的基座插入件。
[0011]图3包括图3A和3B，示出了根据本实施例的不同基板配置在1000G的I毫秒冲击事件下的最大应力分布图，其中图3A是铝基板的最大应力分布图，图3B是不锈钢基板的最大应力分布图。
[0012]图4描述了硬盘驱动器(HDD)的侧视平面横截面视图，其包括使用根据本实施例创新设计的各方面的径向磁场电机。
[0013]图5描述了根据本实施例的图1的HDD的右半部分的侧视平面横截面视图，强调了结合到电机轮毂的磁体表面。
[0014]图6示出了根据本实施例的，当磁体表面被结合到图5的HDD的轮毂上时，改进的轮毂在夹紧负荷下的变形的视图。
[0015]图7描绘了图1的轴向磁场主轴电机的侧视平面横截面视图，其中根据本实施例的一个方面，当基座插入件由非铁磁性材料制成时，磁性偏置环被包括在基座插入件的外缘处。
[0016]图8描绘了图1的轴向磁场主轴电机的侧视平面横截面视图，其中根据本实施例的另一方面，基座插入件是铁磁性的。
[0017]图9描绘了根据本实施例的轴向磁场主轴电机的侧视平面横截面视图，其中流体动力轴承(FDB)套筒被集成到基座插入件中。
[0018]图10包括图1OA和10B，描绘了根据本实施例的组装轴向磁场主轴电机的初始步骤的侧视平面视图，其中图1OA描绘了组装之前的定子、顶部转子和底部转子，图1OB描绘了组装之后的定子、顶部转子和底部转子。
[0019]图11包括图1lA和11B，示出了根据本实施例的组装轴向磁场主轴电机的进一步步骤的侧视平面视图，其中图1lA描绘了组装之前的定子/顶部转子/底部转子组件和底部壳体以及基座插入件，图1lB描绘了组装之后的定子/顶部转子/底部转子组件和底部壳体/基座插入件。
[0020]图12描绘了根据本实施例的图1lB的组件的侧视平面视图，其中分立的偏置环与非铁磁性基座插入件一起使用。
[0021]图13描绘了根据本实施例的对于图11的替代组装步骤的侧视平面视图，其中定子/顶部转子/底部转子组件首先组装到基座插入件，然后组合的组件与底部壳体组装在一起。
[0022]图14示出了根据本实施例的图1lA的组装步骤的后顶部右透视图。
[0023]图15包括图15A和15B，描绘了根据本实施例的定子上的粘合剂放置视图，其中图15A是定子的顶部平面视图，示出了定子片顶部上的粘合剂放置，图15B是后顶部右透视图，示出了定子和定子片底部上的粘合剂放置。
[0024]图16描绘了根据本实施例的图1lB的更详细的侧视平面剖视图，其中弹性体连接器被示出为将PCB组件连接到电机。
[0025]图17描绘了 HDD壳体的底部的前底部右透视图，描述了图11所示的组装步骤之前的组装步骤，其中沉孔螺孔用来将PCB组件连接到底部壳体。
[0026]本领域技术人员将认识到，图中的元件是为了简单和清楚而示出，不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸示出了集成电路。体系结构可以相对于其他元件放大，以帮助更好地理解本实施例和替代实施例。
【具体实施方式】
[0027]下面的详细描述实质上仅仅是示例性的，而不是用来限制本发明或本发明的应用和使用。而且，不希望受前述的发明背景或下面的详细描述中出现的任何理论的限制。
[0028]在低剖面或超薄硬盘驱动器中，几何形状和尺寸的限制通常导致冲击事件导致的电机轮毂的大幅变形，导致安装盘的相应的大幅变形。本发明的实施例提高了电机轮毂和电机基座的刚度，这是通过(a)添加基座插入件以提高屈服强度，(b)将磁体顶表面和外直径表面两者结合到电机轮毂，和/或(C)通过形成铁磁性材料的基座插入件，将偏置环与基座插入件集成在一起。如果基座插入件的材料不是铁磁性材料，使用分立的偏置环来产生对于流体动力轴承(FDB)的预加载。这种改进的刚度允许较高的冲击和撞击耐受，并提供了 FDB预加载偏置。
[0029]参考图1，示出了根据本实施例的包括轴向磁场主轴电机的硬盘驱动器(HDD) 100的侧视平面横截面视图。顶部转子组件包括顶部转子102和流体动力轴承(FDB)电机轮毂104，轴向磁场主轴电机围绕该电机轮毂104枢转。环形永磁体106被连接到顶部转子102，并且定子108安装在顶部转子102和底部转子110之间。
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