[发明专利]在电枢和磁盘装置中的具有特征结构的电动机

说明书

发明领域

本发明关于用来转动盘状介质的电动机、尤其是关于一种循环场型电动机，特别是关于一种在电枢中具有特征结构的电动机。另外本发明关于利用上述电动机的盘状介质的转动装置，如磁盘装置。

先有技术的描述

外转子型循环场型电动机由于其转动平滑和结构简单，常用作转动盘状介质的电动机。因此，对先有技术的说明将以外转子型电动机的例子来进行。

在此情况下，盘状介质指具有中心孔的同心的盘状介质、如下列介质：软盘、MO、MD、PD、CD(ROM，R和RW)，DVD(ROM，R，RW和RAM)以及老留声机磁盘(LP、EP等)等等。在以下的说明中，这些介质统称为磁盘。另外，由于目的在于转动该磁盘，因此把介质称作磁盘而不管它是否已接纳在一个护套中。

首先将说明作为传统电动机技术的径向间隙电动机和轴向间隙电动机。图17是传统的径向间隙电动机的透视图，图18是传统的沿图17的X-X线的剖视图。下面将基于图17的透视图和图18的剖视图来说明传统的径向间隙电动机的结构。

参照数字10表示一个极，它与通过叠合多个硅钢板而制成的叠层铁芯极相对应，用以防止涡流电流。参照数字46表示一个线圈，它缠绕在极10上并对它加上驱动电流。参照数字61表示一块磁铁，它设置成与极10相对。参照数字13表示一个转台，圆盘安装在它上转动。参照数字21表示一个轴承，它固定在转台13的中心轴上。参照数字15表示用以将磁盘安装到转台13上的卡盘装置，它通常做成能通过卡珠16来确定磁盘的中心位置，从而使磁盘与转台13紧密接触。

下一个图19是描述图17结构的转动情况的概略示图。在图19中，径向间隙电动机的磁铁61被磁化，从而在内周边侧和外周边侧上相应分布一个S极和一个N极，当对线圈46加上驱动电流时，极10按螺旋定律被磁化。在极10和磁铁61之间以上述方式产生排斥力或吸引力。在此情况下，该结构做成通过控制加到多个线圈46上的电流和时间，在磁铁61和线圈46之间交替产生并切换排斥力和吸引力，由此在固定方向连续产生推进力并使转台13对应于转子磁铁转动。

下面将描述与另一先有技术相对应的轴向间隙电动机。图20是传统的轴向间隙电动机的透视图，图21是沿图20中Y-Y线的剖视图，图22是描述图20结构的转动情况的概略示图。在图20和21中，参照数字47表示一个线圈，驱动电流加到该线圈上。该结构做成使多个线圈47形成在印刷电路板上，然后用树脂或类似的绝缘材料涂覆，从而整体形成在一个线圈电路板49上。参照数字62表示一块磁铁，它安置成平行于线圈电路板49。

参照数字51表示一个铁磁轭，它安装成紧靠磁铁62。参照数字34表示一个转台，它用于安装磁盘，使磁盘可转动，参照数字22表示固定转台34中心轴的轴承。参照数字15表示一个卡盘装置，它使磁盘放在卡珠16中以确定磁盘的中心位置，并使磁盘紧贴转盘34。

下面将在图22的基础上描述轴向间隙的电动机的转动情况。如上所述，磁铁62被磁化成在其上表面侧和下表面侧分别分布S极和N极。图23表示该磁铁的磁极分布情况。正如图23所示，该磁铁62在圆周方向被磁化成多个区域。然后，由于磁铁62固定在转台34和磁轭51之间，如图21所示，在轴向(电动机的转动轴方向)产生磁通量。另外当将驱动电流加到线圈47上时，将按螺旋定律产生线圈电流的磁通量。

线圈电流和磁铁62的磁通量之间以上述方式产生排斥力和吸引力，在此情况下，通过控制加到多个线圈47上的电流和时间，就能交替地产生和切换如图22所示的在磁铁和线圈47之间的排斥力和吸引力，从而在固定方向连续地产生推进力，从而即使在轴向间隙的电动机上仍能使转台34以与径向间隙电动机同样的方向对应于转子磁铁来转动。另外，在周向相对和表面相对的情况下，磁盘由转台34的转动而转动，因此能起到一个磁盘装置的作用。

在具有上述结构的传统的电动机上存在下述问题。亦即，传统的径向间隙电动机具有利用磁场系统中的N和S极之间的磁吸引力和排斥力的电动机工作原理，并且电枢(芯)极凸出以产生转动，亦即在电动机的一个循环中，吸引和排斥重复进行。这个重复势必产生扭矩变化和不均匀的扭矩。就不均匀的扭矩而言，相对于总扭矩的不均匀扭矩部分被称作为转矩(cogging)。在上述工作原理的基础上，通常认为，径向间隙电动机不能避免随转动一起产生的转矩。