專利名稱：磁盤驅動器的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種磁盤驅動器，尤其是一種包括一單塊結構的定子的磁盤驅動器。
技術背景現有的磁盤驅動器一般使用層壓結構的馬達來減小渦電流以避免導致馬達功率損失和馬達發熱等后果。應用一種稱為“軟磁材料”的層狀硅鋼材料制成的定子，渦電流會顯著地減少。
目前的磁盤驅動器正向小型化的趨勢發展。因此馬達厚度減小后，該層狀馬達也相應減少層數。當層數減少到四層以下時，其減小渦電流的功能就無法實現了。
在小型磁盤驅動器中使用層壓磁性材料的另一個問題是這種材料鋒利的邊角會劃傷馬達的線圈，從而導致短路和馬達故障。解決這個問題可用絕緣材料屏蔽這些線圈。還有一個問題是這種層壓結構不能準確安裝軸承。解決這個問題需要增加一個主軸軸承支撐結構，但是減少了該磁性材料和定子線圈的體積。而且，也提高了磁盤驅動器的制造成本。
在磁盤驅動器馬達中使用現有的層壓型定子還有另一個問題，因為這些層壓片都相同，所以該定子的垂直橫截面從底部到頂部都是統一的尺寸。這導致該定子內的磁通密度不均勻。
如圖1所示為一應用現有的層壓型定子的磁盤驅動器10，該磁盤驅動器10的馬達安裝在一磁盤輪轂內部。該磁盤驅動器10包括一基板15。一連接在一輪轂25上的磁盤20，該輪轂25包括一中心軸27，該中心軸27與位于中心軸27和基板15之間的軸承30配合而轉動。一層壓結構的定子35包括若干定子線圈40，這些線圈40在通電情況下與磁體45相互作用而為輪轂25和磁盤20提供旋轉力。該層壓結構的定子35是一扁平結構，因此該定子35不能獲取相鄰的磁體45產生的所有磁力線，該定子扁平部分小于該磁體45的整個面。一磁盤壓緊環50放置在該磁盤20的內圓周，該磁盤20的內圓周被夾持在該磁盤壓緊環50和輪轂25之間。一具有中心孔60的夾具彈性墊圈55裝在磁盤夾緊環50的上方。一螺絲65通過該中心孔60并穿入輪轂25中。該螺絲65壓緊該夾具彈性墊圈55將該磁盤20裝配在該磁盤壓緊環50與該輪轂25之間。
發明內容本實用新型提供一種磁盤驅動器，尤其是一種主軸馬達線圈體積較大、主軸馬達和磁盤驅動器高度降低、磁盤驅動器中磁通量密度最優化、渦電流減少且磁滯能量損失減少的磁盤驅動器。
本實用新型磁盤驅動器由以下技術方案實施一種磁盤驅動器，其包括一轉子、一磁盤、一低損耗磁性材料制成的單塊結構的定子、一軸承、一細長磁頭驅動臂、一位于該磁頭驅動臂上的讀寫磁頭和一在磁盤上方移動該磁頭驅動臂和讀寫磁頭位置的傳動裝置。該轉子包括一含有中心軸的輪轂，該磁盤安裝在該輪轂上，該定子放置在該輪轂內部。該定子有一中心孔且包括一內環和若干從該內環均勻間隔地沿徑向方向延伸出的漏斗狀的磁極，這些磁極分別包括一磁極面，該磁極從磁極面到內環的方向上的橫截面逐漸減小，該軸承裝置安裝在該定子的中心孔中，該輪轂的中心軸裝設在該軸承裝置中并可轉動。該低損耗磁性材料由包含硅鐵混合物的粉狀磁性材料燒結而制成。
本實用新型磁盤驅動器具備以下優點該磁盤驅動器的軸承處于定子內部使整個驅動器體積較小；該磁盤驅動器相比采用層壓結構定子減少了磁滯能量損失和渦電流；該磁盤驅動器的幾何結構能增加馬達磁體的磁力線通過定子的數量；該磁盤驅動器增大了定子線圈的水平空間和垂直空間。
下面參照附圖結合實施方式對本實用新型作進一步的描述。
圖1是現有的磁盤驅動器的截面圖。
圖2是本實用新型第一實施方式磁盤驅動器的俯視圖。
圖3是沿圖2中線3-3的截面圖。
圖4A是本實用新型第一實施方式磁盤驅動器中定子的俯視圖。
圖4B是沿圖4A中線4B-4B的截面圖。
圖4C是圖4A中定子切去部分的視圖。
圖4D是沿圖4A中線4D-4D的截面圖。
圖4E是沿圖4A中線4E-4E的截面圖。
圖5A是本實用新型另一實施方式磁盤驅動器中定子的截面圖。
圖5B是本實用新型另一實施方式磁盤驅動器的截面圖。
具體實施方式參閱圖2至圖4E，一磁盤驅動器100，其包括一轉子101、一磁盤102、一單塊結構的定子200、一軸承220、一細長磁頭驅動臂118、一讀寫磁頭122及一傳動裝置124。
該轉子101由一輪轂105、若干磁體270、彈性墊圈250以及軸承220組成。
該磁盤102上下兩表面上均具有磁性表面涂層102A和102B以便數字信息的錄音及回放。該磁盤102還可以是光盤、磁性光盤、CD-ROM盤等。一夾具104夾持該磁盤102在該輪轂105上使得該磁盤102和馬達的轉子101一起轉動。
該傳動裝置124可旋轉，其包括一旋轉中心107和一圍繞該旋轉中心107轉動的轉動體106。
一磁頭萬向裝置109裝設在該轉動體106上，圍繞該旋轉中心107旋轉。該磁頭萬向裝置109延伸出該細長磁頭驅動臂118，該磁頭驅動臂118包括一三角形扁平支梁110，該支梁110末梢自由端附近裝一滑塊111。該滑塊111裝有從該磁盤102寫入或者讀取信息的磁頭126。該磁頭萬向裝置109還包括一突出部112，該突出部112連接該支梁110的上表面或與該支梁110一體形成。
為提高磁盤驅動器的存儲容量，可以安裝另一個磁頭萬向裝置在該磁盤102的下方錄音和回放該磁盤102下表面上的數字信息，還可堆疊安裝若干個磁盤和相應的磁頭萬向裝置在磁盤的下方。
一凸輪裝置114位于一基板103上，該凸輪裝置114包括一凸輪表面115。該支梁110施加一向下的力使該突出部112的自由端113接觸該凸輪表面115。該凸輪表面115的一部分延伸到該磁盤102上表面的上方。通過一扣件116的螺栓(圖未示)配合該基板103上一螺孔(圖未示)，將該凸輪裝置114安裝到該基板103上。一十字形狹槽117用來調整該凸輪裝置114在該基板103上的位置。該凸輪表面115與該突出部112配合，在該驅動器不運轉時，為該支梁110和磁頭126提供一個遠離磁盤102的“休息”的地方。而且在該驅動器運轉時，該凸輪表面115為該支梁110和磁頭126提供一個在磁盤102上方“飛行”的“跑道”。
該定子200為一環形結構，其包括九個均勻分布在該定子200上的同樣的磁極201-209。該定子200不是由若干堆疊的層片組成的層壓結構，而是一個一體成型的單塊結構。該定子200還有一中心孔215，該中心孔215可以緊密收容該軸承220。該軸承220包括一中心軸套220A。
每一磁極201-209處于該定子200徑向末端且均為漏斗狀。該磁極201-209的邊緣為光滑曲線，如磁極201上的邊緣201A和201B。每一磁極201-209包括一磁極面面對該轉子101的磁體270。例如，該磁極201包括一磁極面201C，該磁極面201C有一中凸的曲線表面201C’。
該定子包括一鄰近于該中間孔215的內環222。這些磁極201-209的磁極面由磁極連接體連接在該內環222上，如201D和205D。這些磁極連接體表面光滑。而真正的磁極位于這些磁極面的圓滑表面上。這些磁極連接體橫截面為橢圓形狀，每一磁極從磁極面到內環222的方向上的橫截面逐漸減小。
該磁極面205C通過該磁極連接體205D連接到該內環222上，該磁極連接體205D有一曲線的外表面205D`。該磁極連接體205D與該磁極205相接處的連接線226呈橢圓狀。該磁極連接體205D在與該內環222的相接處為一曲線的橢圓狀以減少纏繞在該磁極205上的定子線圈的破損量。
如圖4D所示，該向外上邊緣222A和向外下邊緣222B均為圓弧以減少定子線圈破損。該磁極連接體205D和內環222及磁極面205C相連處為橢圓形，該磁極面205C的向內上邊緣224A和向內下邊緣224B均光滑連接以減少定子線圈的破損量。
如圖3所示，中心線120為該馬達的中軸線。一中心基體103A安裝在該基板103固定的位置。該定子200裝配在該中心基體103A的一個環形凹槽225中。該軸承220豎直放于該定子200的中間孔215中。
該定子200由一低損耗磁性材料制成。該材料為一稱為“軟磁材料”的粉狀磁性材料。該軟磁材料處于交互磁場時具有較低磁滯作用。因此該定子200可減少滯后能量損失。用該低滯后磁性材料，滯后損失低于3500ergs/cm3。該磁性材料還具有較高電阻系數，從而可減少渦電流損失，其電阻系數在30μΩ-cm-80μΩ-cm之間。
該定子200可由粉狀磁性材料硅鐵制成，其也可由陶瓷鐵酸鹽等非金屬粉末磁性材料制成。一種高價硅鐵磁性材料是一硅鐵混合物，其含有96％的純鐵、2.5％-3.5％的硅以及0.3％-0.6％的磷。該種材料制成的定子密度為7.3g/cm3，電阻系數約57μΩ-cm，居里溫度約為750℃，拉伸強度為410N/mm2，屈服強度為280N/mm2，伸長率為16％。另一種低損耗磁性材料是鎳鐵合金材料，該種材料的滯后損失約為200ergs/cm3，其電阻系數在40-50μΩ-cm之間。鎳的含量在40％-85％之間，并包含低于5％的鉬或鎂。
該定子200用該軟磁材料經金屬射出成型方法而制成。為制造該定子200，需要一該定子200形狀的模具。用上述金屬或者非金屬的粉狀磁性材料作為金屬射出成型的原材料。在射出模具之前將該原材料和一熱塑性樹脂的粘合料混合，然后將該混合物射入模具。
該鑄塑的定子從模具中移出，并減壓加熱到510℃-1320℃使粘合料遷移出而燒結形成。這樣，該粉狀磁性材料粘接在一起成為軟磁性材料定子220。
該定子200形成連接在一起的兩對稱的部分200A和200B。該定子關于中心線210對稱。該上部分200A和下部分200B分別由各自的模具形成，兩者在中心線210處粘接在一起而形成一單塊定子200。
該磁盤驅動器100包括一圓形輪轂105以支撐磁盤102。該磁盤102包括上表面102A、下表面102B和一內直徑大約12毫米的中心孔230。該輪轂105包括一外圓周面235與該中心孔230相接觸。該磁盤102的下表面102B裝在該輪轂105的凸出物240上。該磁盤102通過鄰近中心孔230的磁盤夾緊環245安裝在該輪轂105上。該磁盤102最內圈的部分被該夾緊環245和凸出物240夾持在中間。一具有通孔255的夾具彈性墊圈250用于夾持該磁盤102。一螺絲260通過通孔255位于一中軸267的線形中孔265中以壓緊該彈性墊圈250。該磁盤驅動器100包括九個磁極和十二個永久磁體270。一驅動器蓋280處于該驅動器100上方以保護該驅動器100。
如圖5A和圖5B所示為另一實施方式的定子300及該定子300放置于該磁盤驅動器中的情形。該磁極面的垂直尺寸為該磁體的垂直尺寸的50％-120％。
權利要求1.一種磁盤驅動器，其包括一轉子、一磁盤、一定子、一軸承裝置、一細長磁頭驅動臂、一位于該磁頭驅動臂上的讀寫磁頭和一移動該磁頭驅動臂和讀寫磁頭在磁盤上方位置的傳動裝置，該轉子包括一含有中心軸的輪轂，該磁盤安裝在該輪轂上，該定子放置在該輪轂內部且包括一中心孔，該軸承裝置安裝在該定子的中心孔中，該輪轂的中心軸在該軸承裝置里轉動，其特征在于該定子為一低損耗磁性材料制成的單塊結構的定子。
2.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該低損耗磁性材料由包含硅鐵混合物的粉狀磁性材料燒結而制成。
3.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該低損耗磁性材料具有較低的磁性滯后作用和較高的電阻系數。
4.如權利要求3所述的磁盤驅動器，其特征在于該低損耗磁性材料的磁滯損失小于3500egrs/cm3。
5.如權利要求3所述的磁盤驅動器，其特征在于該低損耗磁性材料的電阻系數范圍為30μΩ-cm至80μΩ-cm。
6.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該低損耗磁性材料的單塊的定子為金屬射出成型制成。
7.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該定子包括若干磁極，每一磁極末端為一漏斗形狀，該磁極在該定子線圈繞制位置均為圓滑表面。
8.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該定子包括一內環和若干從該內環均勻間隔的徑向延伸而出的磁極，這些磁極分別包括磁極面，每一磁極從磁極面到內環的方向上的橫截面逐漸減小。
9.如權利要求1所述的磁盤驅動器，其特征在于該定子包括一內環和若干從該內環均勻間隔地徑向延伸而成的磁極，這些磁極分別包括磁極面，每一磁極進一步包括一位于磁極面和內環之間的磁極連接體。
10.如權利要求9所述的磁盤驅動器，其特征在于該磁極連接體的橫截面為橢圓形，每一磁極連接體上裝一定子線圈。
專利摘要一種磁盤驅動器，其包括一轉子、一磁盤、一低損耗磁性材料制成的單塊結構的定子、一軸承、一細長磁頭驅動臂、一位于該磁頭驅動臂上的讀寫磁頭和一在磁盤上方移動該磁頭驅動臂和讀寫磁頭位置的傳動裝置。該轉子包括一含有中心軸的輪轂，該磁盤安裝在該輪轂上，該定子放置在該輪轂內部。該定子有一中心孔且包括一內環和若干從該內環均勻間隔地沿徑向方向延伸出的漏斗狀的磁極，這些磁極分別包括一磁極面，該磁極從磁極面到內環的方向上的橫截面逐漸減小，該軸承裝置安裝在該定子的中心孔中，該輪轂的中心軸裝設在該軸承裝置中并可轉動。該低損耗磁性材料由包含硅鐵混合物的粉狀磁性材料燒結而制成。
文檔編號G11B19/247GK2563701SQ02272149
公開日2003年7月30日 申請日期2002年7月25日 優先權日2002年7月25日
發明者加里·凱爾思克 申請人:深圳易拓科技有限公司