电磁力发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电磁力发生模块，该电磁力发生模块包括电枢，该电枢包括铁芯和缠绕在该铁芯上的线圈；磁体，该磁体安装在转子壳体内，以与电枢相对，其中，磁体的与铁芯相对的表面的高度等于或小于铁芯的与磁体相对的表面的高度。
【专利说明】电磁力发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年11月20日提交的题目为“电磁力发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电机”的韩国专利申请N0.10-2012-0131692的权益，在此其全部内容通过引用合并于本申请中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种电磁发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电机。
【背景技术】
[0004]通常，主轴电机构造为转子根据转子磁体(rotor magnet)和铁芯定子铁芯(stator core)的电磁力旋转。
[0005]另外，转子磁体沿轴向的高度设计成大于与转子磁体相对的铁芯定子铁芯的高度，以增大电磁力。
[0006]但是，对于传统的主轴电机，例如，下面引用文献中的专利文献I中公开的主轴电机，磁体具有较大的尺寸磁体，这样，很难形成薄膜型(thin film type)电机,并且该电机会产生振动和噪 声。
[0007]【现有技术文献】
[0008]【专利文献】
[0009](专利文献I)专利文献1:美国专利公开出版物N0.20050028349
【发明内容】
[0010]本发明致力于提供一种电磁力发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电机，通过转子磁体和定子铁芯的优化设计，该电磁力发生模块能够减小噪音和振动并同时具有薄膜型电机。
[0011]根据本发明的第一种优选实施方式，提供了一种电磁力发生模块，该电磁力模块包括电枢，该电枢包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈；以及磁体，该磁体安装在转子壳体内，以与所述电枢相对，其中所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度等于或小于所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度。
[0012]所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度和所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度之比可以为1:1至0.65。
[0013]所述磁体可以是包括Nd、Fe和B的钕-铁-硼磁体。
[0014]所述钕-铁-硼磁体可以包括15%~20%的Nd、70%~80%的Fe和0.5%~7%的B0
[0015]所述钕-铁-硼磁体还可以包括镨，其中镨的重量百分比可以为3%~7%。
[0016]所述电磁力发生模块进一步可以包括磁轭，该磁轭安装在磁体的一个表面上，所述磁体的另一表面与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述磁轭连接。
[0017]所述电磁力发生模块进一步可以包括涂层，该涂层连接于所述磁体的一个表面上，所述磁体与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述涂层连接。
[0018]根据本发明的第二种优选实施方式，提供了一种主轴电机，该主轴电机包括转子，该转子包括轴、与所述轴连接的转子壳体以及安装在所述转子壳体内的磁体；以及定子，该定子包括轴承和轴承座，所述轴承旋转地支撑所述轴，所述轴承座中安装有电枢，该电枢与所述磁体相对，所述轴承嵌入并固定于所述轴承座中，所述电枢包括铁芯和线圈，其中所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度等于或小于所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度。
[0019]所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度和所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度之比可以为1:1至0.65。
[0020]所述磁体可以是包括Nd、Fe和B的钕-铁-硼磁体。
[0021 ] 所述钕-铁-硼磁体可以包括15%?20%的Nd、70%?80%的Fe和0.5%?7%的B0
[0022]所述钕-铁-硼磁体还可以包括镨，其中镨的重量百分比可以为3%?7%。
[0023]所述主轴电机进一步可以包括磁轭，该磁轭安装在所述磁体的一个表面上，所述磁体的另一表面与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述磁轭连接。
[0024]所述主轴电机进一步可以包括涂层，该涂层连接于所述磁体的一个表面上，所述磁体与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述涂层连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]通过下面结合附图进行的详细描述，将能够更清楚地理解本发明上述和其他内容、特征和优点，附图中:
[0026]图1是根据本发明的第一种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图；
[0027]图2是根据本发明的一种实施方式的包括电磁力发生模块的主轴电机的剖视示意图；
[0028]图3是显示图2中的主轴电机中根据转子磁体与铁芯定子铁芯之间的高度比电磁力发生模块产生的噪声和振动的图表；
[0029]图4是根据本发明的第二种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图；以及
[0030]图5是根据本发明的第三种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图。
【具体实施方式】
[0031]通过下面结合附图对本发明的优选实施方式的详细描述，将有利于更加清楚地理解本发明的内容、特征和优点。在所有附图中，相同的附图标记用于表示相同或相似的部件，并且省略了关于相同或相似的不间的多余描述。而且，在接下来的描述中，术语“第一”、“第二”、“一边”、“另一边”等用于区别一个部件和另一个部件，但是这些部件的设置并不受这些术语的限制。另外，在描述本发明时，如果确定相关技术的详细描述会模糊本发明的主旨，则省略这种描述。[0032]下文中，将参考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
[0033]图1是根据本发明的第一种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图。如图1所示，电磁力发生模块包括磁体10和电枢(armature) 30。
[0034]具体地，磁体10与电枢30相对。为此，磁体10安装在转子壳体20上。
[0035]电枢30包括铁芯31和缠绕在铁芯31上的线圈32。
[0036]另外，磁体10的与铁芯31相对的表面的闻度可以等于或小于磁体铁芯31的与磁体10相对的表面的高度。也就是，如图1所示，铁芯31的与磁体10相对的表面的高度t和磁体10的与铁芯31相对的表面的高度T之比可以为1:1或者1:1至0.65。
[0037]根据本实施方式的电磁力发生模块的磁体10可以为钕(Nd)-铁(Fe)-硼(B)磁体，该钕(Nd)-铁(Fe)-硼(B)磁体包括Nd、Fe和B。具体来讲，磁体10可以为磁力不会减弱并且在减小了磁体尺寸的情况下仍能保持电机特性的磁体。
[0038]为此，Nd-Fe-B磁体满足上述特点。Nd-Fe-B磁体可以包括15wt%?20wt%的Nd，70wt% ?80wt% 的 Fe, 0.5wt% ?7wt% 的 B。
[0039]Nd-Fe-B磁体还可以包括镨(Pr)。镨的重量百分比可以为3wt%?7wt%。
[0040]这样，随着磁体的尺寸的减小，根据本实施方式的电磁力发生模块可以具有薄膜型电机、可以增大设计自由度并且可以减小噪声和振动，这些将参照图3进行描述。
[0041]图2是根据本发明的一种实施方式的包括电磁力发生模块的主轴电机的剖视示意图。如图2所示，主轴电机100包括轴110、转子壳体120、包括磁体130的转子、轴承140、阻挡件150、止推垫圈160、支承件171、轴承座170、包括铁芯181和线圈182的电枢180、基板190以及包括印刷电路板191的定子。
[0042]具体地，转子的轴110可旋转地支撑在轴承140上。转子壳体120连接于轴110的上部。另外，磁体130安装在转子壳体120的内周部分上，以与定子的电枢180相对。
[0043]并且，定子的轴承140形成为具有圆柱形状，并且包括形成在其中的中空部分以如上所述的可旋转地支承轴110。
[0044]轴承座170形成为具有圆柱形状，并且包括形成在其中的中空部分以固定并支承安置在轴承座170内的轴承140。所述轴承140和所述轴110容纳在中空部分中，铁芯181安装在中空部分的外表面上。
[0045]支承件171连接在轴承座170的下端部并支承转子。
[0046]此外，止推垫圈160沿轴向设置在支承件171上方，并嵌入到轴承座170中以支承轴110的下端部。
[0047]另外，基板190固定于并支承主轴电机100整体，该基板190包括安装在其上的印刷电路板191并与轴承座170的外周部分连接。
[0048]电枢180连接外部电源并与磁体130 —起产生电磁力以使包括磁体130的转子旋转，所述电枢180包括铁芯181和线圈182，所述铁芯181由多个薄膜型金属板堆叠而成，所述线圈182缠绕在所述铁芯181上。
[0049]阻挡件150设置在止推垫圈160的上方、插入轴承座170中并嵌入到轴110内，以防止在主轴电机100旋转的时候整个壳体过度上升。为此，轴110沿其周向在外表面形成有凹槽110。
[0050]此外，以轴110的轴向为基准，磁体130的与铁芯181相对的表面的高度可以等于或小于铁芯181的与磁体130相对的表面的高度。图2显示了磁体130与铁芯181相对的闻度等于铁芯181与磁体130相对的闻度的不例。
[0051]此外，铁芯181的与磁体130相对的表面的高度t和磁体130的与铁芯181相对的表面高度T之比可以为1:1至0.65。
[0052]图3是显示图2中的主轴电机100中根据转子磁体与定子铁芯之间的高度比电磁力发生模块产生的噪声和振动的图表。如图3所示，所述图表显示了噪声和振动的测量结果，其中铁芯通过堆叠9层尺寸为0.2t (mm)的金属板形成为具有18t，与铁芯相对的磁体的尺寸分别为 2.0tU.8t、l.6t、l.5t、l.4t、l.3t、l.2t、l.1t 和 1.0t。
[0053]具体地,噪声用虚线表示,振动用实线表示,左边的Y轴表示振动量(G),右边的Y轴表示噪声量(dB)。
[0054]也就是说，如图3所示，在磁体尺寸在1.8t至1.2t的区域A内，噪声和振动明显减小。
[0055]图4是根据本发明的第二种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图。如图4所示，电磁力发生模块包括磁体210、电枢230和磁轭(yoke) 211。
[0056]具体地，磁体210安装在转子壳体220内并与电枢230相对。在本实施方案中，磁体210安装在转子壳体220内并与磁轭211连接，以防止磁通量泄露。
[0057]也就是，磁轭211连接到磁体210的一个表面上并且安装于转子壳体220内，磁体210的另一个表面与铁芯231相对。
[0058]电枢230包括铁芯231和缠绕在该铁芯231上的线圈232。
[0059]图5是根据本发明的第三种实施方式的电磁力发生模块的剖视示意图。如图5所示，电磁力发生模块包括磁体310、电枢330和磁性涂层311。
[0060]具体地，磁体310安装在转子壳体320内并与电枢330相对。在本实施方案中，磁体310安装在转子壳体320内并与磁性涂层311连接，以防止磁通量泄露。
[0061]也就是，磁性涂层311连接到磁体310的一个表面上并且安装于转子壳体320内，磁体310的另一个表面与铁芯331相对。
[0062]电枢330包括铁芯331和缠绕在该铁芯331上的线圈332。
[0063]根据上述结构，根据本发明的第二种实施方式和第三种实施方式的电磁力发生模块由于具有磁轭211或磁性涂层311，能防止磁通量的泄露，从而弥补了由于设计电机时磁体尺寸的减小而引起的磁力强度的减弱。
[0064]根据本发明的实施方式，通过对转子磁体和定子铁芯进行优化设计，电磁力发生模块和包括该电磁力发生模块的主轴电机能够减小噪音和振动同时具有薄膜型电机。
[0065]尽管出于说明的目的，对本发明的实施方式予以公开，但可以理解的是，本发明并不限于此，本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下进行各种修改、增加和替换。
[0066]相应地，任何以及所有修改、变动或者等效设置均应该落在本发明的保护范围内，本发明的具体保护范围在随附的权利要求中公开。
【权利要求】
1.一种电磁力发生模块，该电磁力发生模块包括: 电枢，该电枢包括铁芯和缠绕在该铁芯上的线圈；以及 磁体，该磁体安装在转子壳体内，以与所述电枢相对， 其中，所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度等于或小于所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度。
2.根据权利要求1所述的电磁力发生模块，其中，所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度和所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度之比为1:1至0.65。
3.根据权利要求1所述的电磁力发生模块，其中，所述磁体是包括Nd、Fe和B的钕-铁-硼磁体。
4.根据权利要求3所述的电磁力发生模块，其中，所述钕-铁-硼磁体包括15%~20%的 Nd、70% ~80% 的 Fe 和 0.5% ~7% 的 B。
5.根据权利要求4所述的电磁力发生模块，其中，所述钕-铁-硼磁体还包括镨，其中镨的重量百分比为3%~7%。
6.根据权利要求1所述的电磁力发生模块，其中，该电磁力发生模块还包括磁轭，该磁轭安装在所述磁体的一个表面上，所述磁体的另一表面与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述磁轭连接。
7.根据权利要求1所述 的电磁力发生模块，其中，该电磁力发生模块还包括涂层，该涂层连接于所述磁体的一个表面上，所述磁体与所述铁芯相对， 其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述涂层连接。
8.—种主轴电机，该主轴电机包括: 转子，该转子包括轴、与所述轴连接的转子壳体以及安装在所述转子壳体内的磁体；以及 定子，该定子包括轴承和轴承座，所述轴承旋转地支撑所述轴，所述轴承座中安装有电枢，该电枢与所述磁体相对，所述轴承嵌入并固定于所述轴承座内，所述电枢包括铁芯和线圈， 其中，所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度等于或小于所述铁芯的与所述磁体相对的表面的高度。
9.根据权利要求8所述的主轴电机，其中，所述铁芯的与所述磁体相对的表面高度和所述磁体的与所述铁芯相对的表面的高度之比为1:1至0.65。
10.根据权利要求8所述的主轴电机，其中，所述磁体是包括NcUFe和B的钕-铁-硼磁体。
11.根据权利要求10所述的主轴电机，其中，所述钕-铁-硼磁体包括15%~20%的Nd、70% ~80% 的 Fe 和 0.5% ~7% 的 B。
12.根据权利要求11所述的主轴电机，其中，所述钕-铁-硼磁体还包括镨， 其中镨的重量百分比为3%~7%。
13.根据权利要求8所述的主轴电机，该主轴电机还包括磁轭，该磁轭安装在所述磁体的一个表面上，所述磁体的另一表面与所述铁芯相对，其中所述磁体安装在所述转子壳体内并与所述磁轭连接。
14.根据权利要求8所述的主轴电机，该主轴电机还包括涂层，该涂层连接于所述磁体的一个表面上，所述磁体与所述铁芯相对，其中所述磁体安 装在所述转子壳体内并与所述涂层连接。
【文档编号】H02K1/12GK103840572SQ201310389644
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】李秉训, 申东莲 申请人:三星电机株式会社