CN1330078C

CN1330078C - 旋转驱动装置的制造方法

Info

Publication number: CN1330078C
Application number: CNB021557829A
Authority: CN
Inventors: 内海信一; 本田笃志
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP2003174755A; US20030117935A1; CN1424801A

Abstract

本发明提供一种旋转驱动装置的制造方法，该旋转驱动装置具有：通过平衡化作用消除旋转体旋转不平衡的自动平衡装置，该制造方法包括以下工序：a)在收纳体的内部收纳多个平衡球体的工序；b)将吸引所述平衡球体的保持磁铁配置在收纳体中心侧部分的工序；c)设定保持磁铁的磁力、以使作用于平衡球体的最大磁力小于旋转体处于共振转速时所述平衡球体所受的离心力的工序；d)将在所述工序a)～c)中制作的自动平衡装置安装到电机部的工序。由此，可减小作用于上述各平衡球体的磁力，使这些平衡球体之间的排斥力减弱，使多个平衡球体集中配置在能消除不平衡的位置，从而使平衡球体起到充分的平衡化作用，同时减小冲突噪声的发生。

Description

旋转驱动装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有消除旋转体旋转不平衡的自动平衡机构的旋转驱动装置及其制造方法。

背景技术

一般用于产业用机械、家电产品或微机等内的各种旋转驱动装置中，经常采用消除包括旋转轴在内的旋转体的旋转不平衡用的自动平衡装置。对于这种自动平衡装置，就其结构以往已有多种建议，比如，日本特开平10-257710号专利所记载的装置如图6所示，包含中空环状壳体3的自动平衡机构A安装在电机部1的输出轴即旋转轴2上，在该自动平衡机构A的中空环状壳体3的内部收纳有多个可自由移动的平衡球体4、4、·····。

包括上述电机部1在启动时等在内的低速旋转时，这些平衡球体4吸附于配置在上述中空环状壳体3的半径方向中心侧部分的保持磁铁5的外周面上，当上述电机部1的转速超过共振转速CR时，开始从上述保持磁铁5向径向外方侧脱离。然后，这些平衡球体4沿着与包括前述旋转轴2及自动平衡机构A在内的旋转体的重心位置相反的方向，即消除上述旋转体的旋转不平衡的位置移动，借此进行上述旋转体旋转平衡的平衡化作用。有了该平衡球体4的平衡化作用，可减小上述旋转体的振动，使旋转状态稳定化。

这样，在传统的自动平衡装置中，当电机部1的转速超过共振转速CR时，上述各平衡球体4可靠地保持在保持磁铁5侧，因此，上述保持磁铁5使用具有比较强的磁性的磁铁。

但是，如上所述，将保持磁铁5的磁力设定得太强，则如图7(a)、(b)所示，低速旋转时平衡球体4的保持性虽然良好，但这些平衡球体4自由移动进行平衡化作用时，尤其是如图7(c)、(d)所示，受上述保持磁铁5的强磁力的影响，平衡球体4之间会相互排斥。其结果，上述多个平衡球体4成为零散的状态而无法集中配置在可消除不平衡的应该移动到的场所，因此有时会无法得到上述足够的平衡作用。

与此相反，如图8(a)、(b)所示，如无上述保持磁铁5，则虽然也能得到上述良好的平衡化作用，但低速旋转时各平衡球体4之间发生很强和频繁的冲突，这些平衡球体4之间的冲突音成为装置使用时很大的噪声问题，使用户有不好的使用感。这样的噪声问题在图7及图8所示旋转轴呈水平状态的立式装置中尤其突出。

为此，本发明以提供一种利用平衡球体得到良好平衡化作用又能减小平衡球体之间冲突引起的噪声的电机用自动平衡装置为目的。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种旋转驱动装置的制造方法，所述旋转驱动装置具有：通过平衡化作用消除旋转体旋转不平衡的自动平衡装置，其中，所述制造方法包括以下工序：a)在收纳体的内部收纳多个平衡球体的工序；b)将吸引所述平衡球体的保持磁铁配置在所述收纳体中心侧部分的工序；c)设定保持磁铁的磁力、以使作用于所述平衡球体的最大磁力小于所述旋转体处于共振转速时所述平衡球体所受的离心力的工序；d)将在所述工序a)～c)中制作的自动平衡装置安装到电机部的工序。

根据上述的旋转驱动装置的制造方法，作用于多个平衡球体的最大磁力设定为小于所述旋转体处于共振转速时所述平衡球体所受的离心力，故该平衡球体之间的排斥力减弱，使多个平衡球体集中配置在能消除旋转体不平衡的场所，从而得到足够的平衡化作用。

另外，在旋转体低速旋转时，即使多个平衡球体自由移动，各平衡球体之间由于保持磁铁的磁力作用使其相互之间互相排斥，故各平衡球体之间的冲突减弱且频度减小，从而缓和了噪声的发生。

另外，在由本发明的旋转驱动装置制造方法得到的旋转驱动装置中，作用于上述多个平衡球体的磁力设定在旋转体达到共振转速之前从保持磁铁开始向径向外方侧脱离的大小，故可直接、可靠地得到前述作用转速。

又，根据本发明的旋转驱动装置的制造方法，还具有在所述自动平衡装置上安装卡紧用磁铁的工序，所述卡紧用磁铁用于固定安装在所述旋转体上的光盘构件，且在圆周方向具有4极以上的磁极。

而且，在由上述制造方法得到的旋转驱动装置中，从卡紧用磁铁向保持磁铁泄漏的磁力线在圆周方向更均匀且减小，故可减小卡紧用磁铁相对于保持磁铁的漏磁通的影响。即，上述保持磁铁对平衡球体的磁性吸引作用在圆周方向被均匀化，使对于平衡球体的影响减小，进一步减轻该保持磁铁引起的平衡球体的噪声，同时能更好地发挥平衡球体的平衡化作用。

再有，根据本发明的旋转驱动装置的制造方法，还具有在所述自动平衡装置上安装单极的卡紧用磁铁的工序，所述卡紧用磁铁用于固定安装在所述旋转体上的光盘构件，且在圆周方向具有均匀的磁极。

在由上述制造方法得到的旋转驱动装置中，从卡紧用磁铁向保持磁铁泄漏的磁力线在圆周方向完全均匀化，故消除了该卡紧用磁铁的漏磁通的不平衡引起的影响，上述保持磁铁对平衡球体的磁性吸引作用在圆周方向均匀化，在不影响平衡球体的平衡化作用的前提下，进一步减轻该保持磁铁引起的平衡球体的噪声，同时能更好地发挥平衡球体的平衡化作用。

再有，根据本发明的旋转驱动装置的制造方法，上述平衡球体是由残留磁性少的材料、如铬钢构成，所以保持磁铁对平衡球体的磁性作用与该平衡球体的方向及位置无关，一直在相同状态下的受到作用。因此，多个平衡球体之间也一直受到相同状态的排斥力的作用，故可有效地防止各平衡球体之间的冲突引起的噪声，同时能更好地发挥平衡化作用。

附图说明

图1是一例应用本发明装置的CD-ROM或DVD驱动装置的外观立体图。

图2是用于CD-ROM或DVD驱动装置内的带有自动平衡装置的电机的一实施形态的纵向截面图。。

图3是图2所示的一例用于带有自动平衡装置的电机内卡紧用磁铁的4极磁化结构的外观立体图。

图4是表示保持磁铁的磁力与旋转体的振动、噪声之间关系的曲线图。

图5是表示卡紧磁铁的磁力线与圆周角度关系的曲线图。

图6是一例具有一般自动平衡机构的旋转驱动装置结构的纵向截面图。

图7是将旋转驱动装置纵向配置时自动平衡机构的内部状态的侧视图。

图8是将不具有保持磁铁的旋转驱动装置纵向配置时自动平衡机构的内部状态的侧视图。

具体实施方式

以下利用附图对本发明的实施形态作说明。

首先，对应用了本发明的CD-ROM或DVD驱动装置的整体结构进行说明。即，图1所示的CD-ROM驱动装置10的机械架11上架设有旋转驱动记录光盘12的主轴电机部13、对上述记录光盘12进行激光照射以写入或读出的光电管装置14。上述记录光盘12安装在前述主轴电机部13的旋转轴上的光盘台(参见图2中的符号139)上。

上述光电管装置14的结构为，相对于安装在前述机械架11上的一对平行诱导轴15、15可移动地架设，将图中省略的激光光源发出的光束通过物镜16照射在上述记录光盘12上，同时检测该记录光盘12的反射光。

前述主轴电机部13尤其如图2所示，在本体框架131上大致垂直地立设中空圆筒状的轴承座132，该轴承座132的中空内部侧压入安装有轴承构件133。该轴承构件133在轴向有二处轴承部，该轴承构件133一般可采用含油滑动轴承、滚珠轴承、金属轴承或动压轴承装置等多种轴承构件。

旋转轴134通过上述轴承构件133，可旋转地支承于前述轴承座132的中心部分，同时在上述轴承座132的外周侧的壁面内嵌入硅钢板等层积体形成的定子铁芯135。在该定子铁芯135的表面形成绝缘涂层的膜，线圈136通过该绝缘层卷绕在该定子铁芯135的相当于各个突极部的部分。

而在上述轴承座132的图2中的正上方位置，呈中空圆筒状的大致杯状的转子罩137的中心部分固定于前述旋转轴134上，呈环状的转子磁铁138固定于设在该转子外壳137的外周部分的圆环状壁部137a的内周面侧。该转子磁铁138的内周面侧配置成相对于上述定子铁芯135的各突极部可从径向外侧接近。

又，在上述旋转轴134的图示上方侧的突出部分，固定有大致呈圆盘状的由树脂材料(PC)形成的光盘台(旋转台)139。该光盘台139通过将其中央部的旋转轴压入孔套在前述旋转轴134上进行固定，通过包括该固定部分的突状成形的大致圆锥状的定位凸起139a使装在该光盘台139上的图中省略的记录光盘(参照图1中的符号12)保持在规定的位置。另外，圆环状的卡紧磁铁139b通过轭铁139c安装在上述定位凸起139a的顶部。

上述卡紧磁铁139b设置成从安装在上述光盘台139的定位凸起139a上的记录光盘12的中心孔向外方露出，从而吸附保持设在上述记录光盘12用的按压构件(未图示)侧的磁性按压环。此时，上述卡紧磁铁139b采用圆周方向具有4极以上磁极的多磁极磁铁或在圆周方向具有均匀磁极的单极磁铁。形成圆周方向具有4极以上的磁极时，如图3所示，也可形成圆周方向具有4极磁极的磁极。另外，形成单极磁铁的均匀的磁极时，也可形成圆周方向均匀的磁极，也可如图7所示在半径方向形成圆周方向相同的磁极。不过，上述卡紧磁铁139b在轴向磁化以吸附保持上述磁性按压环。

回到图2，在前述光盘台139的轴向正下位置设有用于消除包括前述转子外壳137及旋转轴134的旋转体的旋转不平衡的自动平衡机构20。该自动平衡机构20具有在前述电机部13的转速超过上述旋转体的共振转速CR时，通过质量移动而产生的平衡化作用消除该旋转体不平衡的功能。上述光盘台139的图示下方侧，构成用于收纳后述平衡球体20d的收纳体一部分的中空圆环状外壳20a安装成可与上述光盘台139一体旋转。

上述中空圆环状外壳20a由横截面呈U字状的圆环状槽部的非磁性材料构成，在该中空圆环状外壳20a的圆环状槽部的内部侧，安装有从图示上半侧的光盘台139同心环状突出的内周壁20b及外周壁20c，使其构成上述收纳体的一部分。这些内周壁20b及外周壁20c由与上述光盘台139一体的树脂材料(PC)构成，隔开合适的半径距离在轴向(图示的上下方向)延伸配置。而这些内周壁20b和外周壁20c之间的空间构成中空圆环状的收纳体，在该收纳体的空间内，在圆周方向及径向可自由移动地收纳着多个具有磁性的质量体构成的平衡球体20d、20d···。这些平衡球体20d由残留磁性尽可能少的材料比如铬钢(SUJ-2)构成，并沿着上述中空圆环状外壳20a的底壁面向径向及圆周方向自由移动。

这里，上述各平衡球体20d构成使包括前述转子外壳137及旋转轴134等在内的旋转体可进行平衡化作用。即，在前述主轴电机部13的转速超过上述旋转体的共振转速CR适当转速时，朝上述旋转体的重心位置的反方向，即，消除上述旋转体的旋转不平衡的、图2中双点划线所示的径向外方位置移动，以进行质量调节，这样使上述旋转体得到旋转平衡，降低该旋转体的振动实现旋转的稳定化。

此时，前述中空圆环状外壳20a的中心侧内壁20e配置在比从上述光盘台139侧伸出的内周壁20b更靠近中心的内侧。在该中空圆环状外壳20a的中心侧内壁20e和上述内周壁20b之间形成合适的空间，在该空间内装有吸引上述平衡球体20d的环状保持磁铁20f。该保持磁铁20f为在径向被单极磁化的磁铁，在前述主轴电机部13的转速超过共振转速CR之前的、即，不超过合适的作用转速的低速转速时，使上述各平衡球体20d、20d···作磁性吸附，将上述各平衡球体20d、20d···吸引到上述内周壁20b上，并保持接触固定状态。

在本实施形态中，上述各平衡球体20d、20d···从保持磁铁20f脱离的作用转速设定为比前述旋转体的共振转速CR低的转速LR。即本实施形态的上述作用转速LR为原来吸附在前述保持磁铁20f上并被保持的各平衡球体20d、20d···随着前述旋转体的转速的上升，开始从上述保持磁铁20f向径向外方侧脱离的转速。更具体地说，前述旋转体的共振转速为2000～3000rpm时，对与该平衡球体20d的脱离有关的各构成进行合适的设定，使上述作用转速LR为1900rpm以下的转速。与该平衡球体20d的脱离有关的结构，除了直接设定上述保持磁铁20f的磁力以外，还有保持磁铁20f的外径、平衡球体20d的大小、质量及材质、上述保持磁铁20f和平衡球体20d的初期半径距离、平衡球体20d接触的各面的摩擦系数等。

上述旋转体的共振转速为2000～3000rpm时，考虑到噪声对策、平衡球体之间的反作用力等对策，上述作用转速LR最好在1000～1400rpm范围内。

具有如此结构的本实施形态的自动平衡机构20的旋转驱动装置，作用于多个平衡球体20d的磁力减小为旋转体达到共振转速CR之前从保持磁铁20f开始向径向外方侧脱离的大小，故该平衡球体20d之间的排斥力减弱，使多个平衡球体20d集中配置在能消除旋转体不平衡的场所，从而得到足够的平衡化作用，很好地降低上述旋转体的振动程度。

另外，在旋转体作低速旋转时，即使多个平衡球体20d自由移动，各平衡球体20d之间由于保持磁铁20f的磁力作用而使其相互之间互相排斥，故各平衡球体20d之间的冲突减弱且频度减小，从而很好地降低了上述旋转体的噪声程度。

如此，具有本实施形态的自动平衡机构20的旋转驱动装置，将前述作用转速LR设定为这样的转速：随着旋转体的转速上升，吸附、保持于上述保持磁铁20f的平衡球体20d开始从上述保持磁铁20f向径向外方侧脱离。因此，如图4所示，通过对上述保持磁铁20f的保磁力(图4的横轴)调节设定在适当的范围内，可同时降低上述旋转体的振动和噪声大小(图4的纵轴)。比如，保持磁铁20f的外径为17mm，平衡球体20f的保磁力bHc调节设定为350kA/m左右时，这样可实现同时降低上述旋转体的振动和噪声大小。

具有本实施形态的自动平衡机构的旋转驱动装置，设定作用转速LR，当旋转体的共振转速为2000～3000rpm时，上述作用转速LR设定在1900rpm以下，最好设定在1000～1400rpm范围内，这样能可靠地获得上述作用。

具有本实施形态的自动平衡机构20的旋转驱动装置，卡紧用磁铁139由圆周方向具有4极以上磁极的多极磁铁构成，比如如图5所示，从该卡紧用磁铁139向保持磁铁20f的漏磁通量(图5的纵轴)与通常的2极磁铁相比，在圆周方向(图5的横轴)更均匀且减小，减小了保持磁铁20f对卡紧用磁铁139b的漏磁通的影响，不对平衡球体20d的平衡化作用产生影响，从而进一步降低保持磁铁20f引起的平衡球体的噪声，更好地得到平衡球体20d的平衡化作用。

并且，当本实施形态的卡紧用磁铁139b由在圆周方向具有一个磁极的单极磁铁构成时，从该卡紧用磁铁139b向保持磁铁20f的漏磁通在圆周方向均匀化，故卡紧用磁铁139b对保持磁铁20f的漏磁通的影响消失，从而进一步降低保持磁铁20f引起的平衡球体的噪声，更好地得到平衡球体20d的平衡化作用。

不过，此时上述轭铁139c为上侧有开口部的杯状，为使卡紧用磁铁139b的磁力线不朝保持磁铁20f的方向飞去，可在光盘台139内沿水平方向埋设合适的密封板，这也是一种防止对平衡球体20d影响的有效方法。

具有本实施形态的自动平衡机构20的旋转驱动装置，平衡球体20d是由残留磁性少的材料构成，所以保持磁铁20f对平衡球体20d的磁性作用与上述平衡球体20d的方向及位置无关，一直受到相同状态下的作用。因此，多个平衡球体20d之间也一直受到相同状态的排斥力的作用，故可有效地防止各平衡球体20d之间的冲突引起的噪声，同时能更好地发挥平衡化作用。

上述各作用如图2所示，是在将装置配置在水平状态的场合下所作的说明，毫无疑问，本发明并不局限于上述实施形态，只要在其宗旨范围内可进行各种变形。

比如，本发明也可适用于上述实施形态的CD-ROM或DVD驱动装置以外的东西，电机也可使用伺服电机、空气电机等多种多样的电机。

如上所述，根据本发明的旋转驱动装置，使多个平衡球体开始从保持磁铁向径向外方侧脱离时的作用转速小于上述旋转体的共振转速，由此，减小作用于上述各平衡球体的磁力，使这些平衡球体之间的排斥力减弱，使多个平衡球体集中配置在能消除旋转体不平衡的场所，从而使上述平衡球体得到足够的平衡化作用。同时，旋转体低速旋转时，可减小各平衡球体之间由于保持磁铁的磁力作用使其相互之间互相排斥产生的噪声，既能维持旋转驱动装置良好的平衡状态，又能进行安静的驱动。

另外，根据本发明的旋转驱动装置，作用于上述平衡球体的磁力设定在旋转体达到共振转速之前从保持磁铁开始向径向外方侧脱离的大小，故可直接、可靠地得到前述作用转速，能很好地得到上述效果。

而且，根据本发明的旋转驱动装置，旋转体的共振转速为2000～3000rpm时将上述作用转速设定在1900rpm以下，能很好地得到上述效果。尤其是将上述作用转速设定为1000～1400rpm的范围内，则能可靠地得到上述效果。

另一方面，根据本发明的旋转驱动装置，对安装于旋转体上的圆盘构件进行固定的卡紧用磁铁由圆周方向具有4极以上磁极的多极磁铁、或在圆周方向具有均匀磁极地单极磁铁构成，从卡紧用磁铁向保持磁铁泄漏的磁力线在圆周方向均匀且减小，由此，可减小卡紧用磁铁相对于上述保持磁铁的漏磁通的影响，进一步减轻上述各平衡球体的噪声，能更好地发挥各平衡球体的平衡化作用，进一步提高上述效果。

而且，本发明的旋转驱动装置，其平衡球体是由残留磁性少的材料构成，所以保持磁铁对平衡球体的磁性作用与上述平衡球体的方向及位置无关，一直受到相同状态下的作用。因此，可有效地防止各平衡球体之间的冲突引起的噪声，同时能更好地发挥平衡化作用，能进一步提高上述效果。

Claims

1.一种旋转驱动装置的制造方法，所述旋转驱动装置具有：通过平衡化作用消除旋转体旋转不平衡的自动平衡装置，其特征在于，所述制造方法包括以下工序：

在收纳体的内部收纳多个平衡球体的工序；

将吸引所述平衡球体的保持磁铁配置在所述收纳体中心侧部分的工序；

设定保持磁铁的磁力、以使作用于所述平衡球体的最大磁力小于所述旋转体处于共振转速时所述平衡球体所受的离心力的工序；

将在所述工序中制作的自动平衡装置安装到电机部的工序。

2.如权利要求1所述的旋转驱动装置的制造方法，其特征在于，所述平衡球体是由铬钢构成。

3.如权利要求1所述的旋转驱动装置的制造方法，其特征在于，还具有在所述自动平衡装置上安装卡紧用磁铁的工序，所述卡紧用磁铁用于固定安装在所述旋转体上的光盘构件，且在圆周方向具有4极以上的磁极。

4.如权利要求1所述的旋转驱动装置的制造方法，其特征在于，还具有在所述自动平衡装置上安装单极的卡紧用磁铁的工序，所述卡紧用磁铁用于固定安装在所述旋转体上的光盘构件，且在圆周方向具有均匀的磁极。