CN103457402B

CN103457402B - 主轴电机

Info

Publication number: CN103457402B
Application number: CN201310206789.1A
Authority: CN
Inventors: 金湧珠
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Korea Inc
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: JP2013246867A; CN103457402A; KR101326322B1; US20130320784A1

Abstract

公开了一种具有转台的主轴电机，所述主轴电机包括：转轴；定子，包括卷绕在芯上的线圈，所述定子布置在所述转轴的外周处；转子，包括耦接到所述转轴的轭和布置在所述轭的内表面处的磁体；以及转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的凹槽，其中所述转轴的中心与所述轭的外表面之间的半径（Yr）和所述球体的直径（Bd）的比率（Yr/Bd）在4.6-4.9的范围内，以减小所述转子和所述转台的振动。

Description

主轴电机

相关专利申请的交叉引用

本申请基于2012年5月29日提交的韩国专利申请第10-2012-0056568号并且要求其优先权，该申请的公开内容通过引用的方式全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种主轴电机。

背景技术

本部分提供本发明所涉及的背景信息，而这并不一定是背景技术。

一般来讲，主轴电机起到使记录有或正在记录数据的光盘高速旋转的作用。

常规的主轴电机包括：定子；相对于定子高速旋转的转轴；转子，耦接到转轴并包括轭和磁体；耦接到转轴的转台，其中转台形成有自动平衡系统（ABS），该自动平衡系统响应于转子、转轴以及转台的形状来减少离心率。

ABS形成在具有环形凹槽的转台的底面处，并且凹槽内布置有球体。当转台高速旋转时，ABS布置在产生球体的离心率的相对部分处，以减少并限制离心率，由此防止转子和转台产生振动。

发明内容

本部分提供本发明的简要综述，并且不是本发明的全部范围或本发明的所有特征的全面公开。

本发明的示例性方面用于基本上解决至少上述问题和/或缺点并且用于提供至少以下提及的优点。

因此，本发明旨在提供一种主轴电机，所述主轴电机被配置为通过优化与振动有关的球体的大小和轭的大小来减少固定在转台上的光盘的数据写入错误和数据读取错误，并且被配置为进一步减小所述转台的振动。

本发明进一步旨在提供一种主轴电机，所述主轴电机被配置为通过调整转台的插入有球体的凹槽的内表面的直径和轭的外表面的直径来进一步减小转子和转台的振动，以减小固定在转台上的光盘的数据写入错误和数据读取错误。

本发明将要解决的技术问题不限于上述描述，本领域的技术人员将会从以下描述清楚地认识到目前尚未提及的任何其他技术问题。

在本发明的一个一般方面中，提供了一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

定子，包括卷绕在芯上的线圈，所述定子布置在所述转轴的外周处；

转子，包括耦接到所述转轴的轭和布置在所述轭的内表面处的磁体；以及

转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的凹槽，其中所述转轴的中心与所述轭的外表面之间的半径（Yr）和所述球体的直径（Bd）的比率（Yr/Bd）在4.6-4.9的范围内，以减小所述转子和所述转台的振动。

在本发明的另一个一般方面中，提供了一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的凹槽，其中在凹槽的多个内表面中通过离心力与球体接触的外侧处的内表面的半径形成为小于所述轭的外表面的半径（Yr），以通过减小所述转台的离心率来减小振动。

在本发明的又一个一般方面，提供了一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的沟槽形凹槽；以及

封闭所述凹槽的开口的盖，其中所述转轴的中心与所述轭的外表面之间的半径（Yr）和所述球体的直径（Bd）的比率（Yr/Bd）在4.6-4.9的范围内以减小所述转子和所述转台的振动，并且在凹槽的多个内表面中通过离心力与球体接触的外侧处的内表面的半径形成为小于所述轭的外表面的半径（Yr）以通过减小所述转台的离心率来减小振动。

附图说明

通过结合附图来考虑以下详细描述，可以容易地理解本发明的教导，其中：

图1是剖视图，示出了根据本发明的示例性实施例的主轴电机的配置；

图2是示出了与图1的主轴电机的球体大小以及轭的外表面处的半径的变化响应的振幅的曲线图；

图3是图1的“A”部分的放大图。

具体实施方式

图1是剖视图，示出了根据本发明的示例性实施例的主轴电机的配置，并且图2是示出了与图1的主轴电机的球体大小以及轭的外表面处的半径的变化响应的振幅的曲线图。

参见图1和图2，主轴电机600包括转轴100、定子200、转子300和转台400。此外，主轴电机600包括轴承组件540、底座550和电路基板560。

例如，底座550可以包括金属板，并且底座550可以包括耦接到轴承组件540的冲缘加工单元（burringunit）510（随后描述）。

电路基板560布置在底座550上，并且将外部提供的驱动信号施加到定子200（随后描述）。

轴承组件540包括轴承外壳520和轴承530。轴承外壳520例如呈上表面开口的圆筒形状，并且可以通过冲压金属板来形成。作为另外一种选择，轴承外壳520可以使用黄铜铸造工艺来形成。形成为上表面开口形状的轴承外壳520包括侧板和底板。

轴承外壳520的侧板的上表面向面对侧板的外侧的方向弯曲，并且轴承外壳520中向的侧板的外侧弯曲的部分起到挤压并固定定子200的铁芯210的作用（随后描述）。

轴承530容纳在轴承外壳520之中并且呈形成有转轴孔的圆筒形状。在本发明的示例性实施例中，轴承530例如可以包括油浸渍烧结轴承。轴承530是转轴的旋转中心。

定子200包括芯210和线圈220，并且布置在转轴100的周围处。例如，芯210是通过堆叠多个厚度很薄的铁件形成的。芯210在中心形成有通孔，该通孔耦接到或压合轴承外壳520的侧板。

线圈220卷绕在从芯210放射状伸出的芯单元上。芯210的上表面被从轴承外壳520的侧面弯曲的一部分下压，由此防止芯210从轴承外壳520的侧板的上表面分离。

转轴100可旋转地插入容纳在轴承外壳520中的轴承530的转轴孔中。转子300包括轭310和磁体350。

轭310呈底部开口的圆筒形状，并且可以通过冲压金属板来形成。更具体地，轭310包括轭上板312和轭下板314。

轭上板呈厚度很薄的盘形，并且在中心形成有轭冲缘加工单元316。轭冲缘加工单元316耦接到或压合到转轴100的外周，并且因为轭冲缘加工单元316耦接到转轴100，从而轭上板312和转轴100一起旋转。

轭侧板314从轭上板312的边缘向面对底部区域的方向延伸，并且布置成与定子200的芯210的末梢端相对。

磁体350布置在轭侧板314的内表面处，并且布置成与芯210的末梢端相对。轭310和转轴100通过磁体350和线圈220的交互作用产生的引力和斥力而一起旋转。

耦接到转轴100的转台400起到支撑光盘的作用。转台400耦接到或压合到转轴100，并且布置在轭310的轭上板312的上表面处。

转台中与轭310的轭上板312相对的底面形成有凹槽420，在俯视图中观察时该凹槽420具有环沟（circulartrench）形状，并且凹槽420容纳一个球体410，优选容纳多个球体410。

同时，为了防止球体从转台400的底面脱离，转台400的底面布置有封闭凹槽420的开口的盖430，并且毡435布置在盖430中与球体410接触的内表面处。

中心锥450插入转轴100，并且相对于转轴100垂直运动。中心锥450固定支撑在转台400处的光盘的内表面，并且起到使光盘的中心与转轴100的中心对齐的作用。

在沿着转轴100垂直运动的中心锥450的底面与转台400之间，插设有弹性构件455，例如弹性地支撑中心锥450的盘簧，并且中心锥450使用弹性构件455来垂直地移动转轴100。

中心锥450插入光盘的内表面，并且光盘布置在转台400的上表面处。

在本发明的示例性实施例中，布置在形成于转台400的底面处的凹槽420中的球体410和转子300的轭310对主轴电机600的振动有很大影响。

具体地讲，插入转台400的凹槽420中的球体410的直径（Bd）和轭310的轭侧板314的外表面处的半径（Yr）对主轴电机600的振动有很大影响。也就是说，通过插入转台400的凹槽420中的球体410的直径（Bd）和轭侧板314的外表面处的半径（Yr）之间的比率，主轴电机600产生振动，并且从主轴电机600产生的振动可能会在光盘上产生数据读取错误或数据写入错误。

【表1】

表1中的Yr是轭侧板314的外表面处的半径，并且Br是插入转台400的凹槽420中的球体410的直径。

在比较例1中，在轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径大约是2.0mm的情况下，Yr除以Br的比率大约是5.63。

在比较例2中，在轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径大约是2.5mm情况下，Yr除以Br的比率大约是4.50。

同时，在与比较例1和2形成对照的本发明的示例性实施例中，在轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径大约是2.381mm情况下，Yr除以Br的比率大约是4.72。

参见图2，在比较例1中，主轴电机的振幅（G，重力）测量为“A”，其中轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径大约是2.0mm。

此外，在比较例2中，主轴电机的振幅（G）测量为“B”(B<A)，其中轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径大约是2.5mm。

参见图2，比较例1和2中的主轴电机具有相对较大的振幅A和B（G），结果，当从光盘读取或写入数据时，比较例1和2的振幅可能产生读取误差或写入误差。

同时，参见图2，在与比较例1和2形成对照的本发明的示例性实施例中，主轴电机的振幅（G）测量为“C”，其中在本发明的示例性实施例中，轭侧板314的外表面处的半径Yr大约是11.25mm并且球体410的直径Br大约是2.381mm。振幅“C”小于振幅“A”或“B”。

参见图2的曲线图，在轭侧板314的外表面处的半径Yr不变的状态下，由于轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Br之间的比率从大约5.63（比较例1）连续减小到大约4.72（比较例2），所以振幅也连续减小，并且当比率大约为4.72时振幅最小。

同时，当半径从大约4.72（本发明的示例性实施例）减小到大约4.50（比较例2）时，振幅反而连续增加，并且在大约4.50（比较例2）处的振幅最大，类似于振幅大约为5.63（比较例1）时的比率。

也就是说，在轭侧板314的外表面处的半径Yr不变的状态下，并且在球体410的直径Bd变化的情况下，由于球体410的直径的差异而出现振幅的差异，并且当轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率是4.72±0.1时振幅相对较小。

具体地讲，在轭侧板314的外表面处的半径Yr固定在约11.25mm的状态下，并且在球体410的大小大约是2.381mm并且轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率大约是4.72的情况下，测量的振幅最小。

在轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率小于大约4.6的情况下，如图2的曲线图所示，振幅急剧增加，并且在轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率大于大约4.9的情况下，如图2的曲线图所示，振幅也急剧增加，使得在本发明的示例性实施例中，优选的是，使轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率大约为4.6-4.9，以通过减少转子300和转台400的振动来防止光盘写入错误和光盘读取错误。

此外，为了使转子300和转台400的振动最小，优选的是，轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率大约是4.72。

另外，在本发明的示例性实施例中，为了通过减少转子300和转台400的振动来防止光盘写入错误和光盘读取错误，并且在轭侧板314的外表面处的半径Yr固定在大约11.25mm以使轭侧板314的外表面处的半径Yr与球体410的直径Bd的比率大约在4.6-4.9的情况下，优选的是，球体410的直径Bd大约是2.30mm-2.40mm。

具体地讲，在轭侧板314的外表面处的半径Yr固定在大约11.25mm的状态下，并且在球体410的最佳直径Bd大约在2.381mm的情况下，可以使主轴电机600的振幅最小，由此可以防止光盘的数据写入错误和数据读取错误。

图3是图1的“A”部分的放大图。

参见图1和图3，为了减少主轴电机600的振幅，在转台400的凹槽420的多个内表面中通过离心力与球体410接触的外侧的内表面处的半径Tr形成为小于轭310的轭侧板314的外表面处的半径Yr，由此在凹槽420的外侧的内表面处的半径Tr与轭侧板314的外表面处的半径Yr之间形成了误差D。

如上文注意到的，在本发明的示例性实施例中，在转台400的凹槽420的多个内表面中通过离心力与球体410接触的外侧的内表面处的半径Tr形成为小于轭310的轭侧板314的外表面处的半径Yr的情况下，可以进一步减小在凹槽420的多个内表面中的外侧处的内表面421的圆周长度，并且可以减小或约束由凹槽420的形状引起的误差以借此减小主轴电机600的振动。

此外，在转台400的凹槽420的多个内表面中通过离心力与球体410接触的外侧的内表面处的半径Tr形成为小于轭310的轭侧板314的外表面处的半径Yr的情况下，可以防止转台400抖动以进一步减小转台400的振幅。

从以上可以明显看出，本发明的示例性实施例具有的有益效果是：通过补偿误差来优化球体的直径和轭的轭侧板处的外表面的半径可以减小主轴电机的振幅，以防止光盘的数据写入错误和数据读取错误。

尽管已经参照本发明的多个说明性实施例描述了这些实施例，但是应当理解，本领域的技术人员可以在本公开的原理的精神和范围内推导出多个其他的修改和实施例。更具体地讲，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内能够对组件和/或主题组合配置的配置进行各种变型和修改。除了部件和/或配置中的各种变型和修改之外，替代使用对本领域的技术人员也是显而易见的。

Claims

1.一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的凹槽，其中所述转轴的中心与所述轭的外表面之间的半径Yr和所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd在4.6-4.9的范围内，以减小所述转子和所述转台的振动，并且其中Yr＝11.25mm。

2.如权利要求1所述的主轴电机，其中所述轭的外表面的半径Yr与所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd是4.72。

3.如权利要求1所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd在2.30mm至2.40mm的范围内。

4.如权利要求3所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd是2.381mm。

5.一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

转台，耦接到所述转子并且形成有容纳球体的凹槽，其中在所述凹槽的多个内表面中通过离心力与所述球体接触的外侧处的内表面的半径形成为小于所述轭的外表面的半径Yr，以通过减小所述转台的离心率来减小振动,其中所述轭的外表面的半径Yr与所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd在4.6-4.9的范围内，以减小所述转子和所述转台的振动，并且其中Yr＝11.25mm。

6.如权利要求5所述的主轴电机，其中所述轭的外表面的半径Yr与所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd是4.72。

7.如权利要求5所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd在2.30mm至2.40mm的范围内。

8.如权利要求5所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd是2.381mm。

9.一种主轴电机，所述主轴电机包括：

转轴；

封闭所述凹槽的开口的盖，

其中，所述转轴的中心与所述轭的外表面之间的半径Yr与所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd在4.6-4.9的范围内以减小所述转子和所述转台的振动，并且在所述凹槽的多个内表面中通过离心力与所述球体接触的外侧处的内表面的半径形成为小于所述轭的外表面的半径Yr以通过减小所述转台的离心率来减小振动，并且其中Yr＝11.25mm。

10.如权利要求9所述的主轴电机，其中所述轭的外表面的半径Yr与所述球体的直径Bd的比率Yr/Bd是4.72。

11.如权利要求9所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd在2.30mm至2.40mm的范围内。

12.如权利要求9所述的主轴电机，其中所述球体的直径Bd是2.381mm。