CN1819411A - 能抑制在运转期间所引发的半频率旋振的主轴马达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主轴马达，特别适用于一光驱。该主轴马达包括一轴承系统、一主轴以及一磁性装置。该轴承系统其上定义一径向。该主轴可旋转地插入至该轴承系统内，在该主轴马达运转期间，该主轴相对于该轴承系统旋转。该磁性装置用以施加一朝向该径向的磁力于该主轴上，进而抑制该主轴相对该轴承系统旋转时所引发的一半频率旋振。
Description
技术领域
本发明涉及一种主轴马达(Spindle motor)，特别是涉及一种适用于一光驱的主轴马达，能抑制马达运转时所引发的一半频率旋振(Half-omega whirl)。
背景技术
造成光驱振动的原因有很多，而主轴马达的不稳定即是光驱的振动来源之一。主轴马达一般包括一个有铁芯的定子、一旋转主轴以及一轴承系统在径向以及轴向支撑着主轴。因为轴承系统的不稳定，造成一种频率几乎是主轴旋转频率一半的振动出现，一般称为半频率旋振。这种半频率旋振现象特别容易出现在马达以低速旋转时。
一般解决半频率旋振的方式包括下列几种：(A)控制轴承系统以及主轴之间的间隙来减低半频率旋振的大小；(B)使用其它轴承系统，例如液态动压式轴承系统或有预压的滚珠轴承；(C)使用回馈系统或控制系统来减少半频率旋振；以及(D)使用一些外在装置提供的预力使系统稳定。
然而，上述方法都存有一些缺点，例如在使用方法(A)时，较小的间隙会造成较高的摩擦力，使用方法(B)价格较为昂贵而方法(C)则无法适用于各种轴承系统。
美国专利号码5,036,235揭露包括一稳定液态轴承系统的一无刷马达，该无刷马达是利用该马达的定子的中心线偏心于马达的旋转轴，达成减少半频率旋振的目的。该前案不需要外加任何装置即可提供一预力来使系统稳定。然而，由于不平衡的磁力影响，该偏心的定子反而会造成一扭矩变动。
因此，本发明的一主要目的即在提供一种主轴马达，其能抑制马达运转时所引发的半频率旋振。
发明内容
为了达成上述目的并且解决以上所讨论的缺点，本发明提供一主轴马达，特别适用于一光驱，其能抑制运转时所引发的半频率旋振。本发明提供一磁力作为轴承系统的预力(Preload)，因此，可抑制半频率旋振的现象。
本发明所提供的主轴马达包括一轴承系统(Bearing system)、一主轴(Shaft)以及一磁性装置(Magnetic apparatus)。该轴承系统其上定义一径向(Radial orientation)。该主轴可旋转地插入至该轴承系统内，在该主轴马达运转期间，该主轴相对于该轴承系统旋转。该磁性装置用以施加一朝向该径向的磁力于该主轴上，进而抑制该主轴相对该轴承系统旋转时所引发的半频率旋振。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1为一主轴马达1的外观视图；
图2为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第一较佳具体实施例的主轴马达；
图3为本发明的第一较佳具体实施例中的导磁构件的可能构成；
图4为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第二较佳具体实施例的主轴马达；
图5为本发明的第二较佳具体实施例中的磁铁构件的可能构成示意图；
图6为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明之第三较佳具体实施例的主轴马达；
图7为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第四较佳具体实施例的主轴马达；
图8为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第五较佳具体实施例的主轴马达；
图9为本发明的第六较佳具体实施例的主轴马达示意图。
主要元件符号说明：
1：主轴马达 10：定子
12：转子 124：外壳
14：基底 102：套筒
16：轴承系统 22：磁铁构件
18：主轴 24：导磁构件
122：驱动磁铁 26：磁铁构件
162：磁感上轴承 28：磁铁构件
20：磁铁构件 21：磁铁构件
具体实施方式
本发明的主轴马达包括一轴承系统、一主轴以及一磁性装置。该轴承系统其上定义一径向。该主轴可旋转地插入至该轴承系统内，在该主轴马达运转期间，该主轴相对于该轴承系统旋转。该磁性装置用以施加一朝向该径向的磁力于该主轴上，进而抑制该主轴相对该轴承系统旋转时所引发的半频率旋振。
请参阅图1，图1为一主轴马达1的外观视图。如图1所示，该主轴马达1包括一主轴18、一外壳124以及一基底14。该主轴18以及该外壳124相对于该基底14旋转。
请参阅图2，图2为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第一较佳具体实施例的主轴马达1。
如图2所示，根据本发明的第一较佳具体实施例，该主轴马达1进一步包括一定子10以及一转子12。该定子10包括适合容纳该轴承系统16的一套筒(Sleeve)102，该套筒具有一开口(Opening)。该转子12固定于该主轴18上。在该主轴马达运转期间，该转子12能被驱动进而与该主轴18一起相对该轴承系统16以及该定子10旋转。该转子12具有一底表面(Bottom surface)，该转子的底表面正对该套筒102的开口。该磁性装置包括一磁铁构件(Magnetmember)22以及一导磁构件(Magnetic permeable member)24。该磁铁构件22系固定于该转子12的底表面上，该磁铁构件22用以提供一均匀磁场(Magnetic field)。该导磁构件24固定于该套筒102的开口上，该导磁构件24并且安置致使被该磁场影响，该导磁构件装配以被该磁场感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴18上的磁力。
请参阅图3，图3显示本发明的第一较佳具体实施例中的导磁构件24的可能构成。在此第一较佳具体实施例中，该导磁构件24包括一第一部件以及一第二部件。该第一部件具有被该磁场影响的一第一面积，该第二部件具有被该磁场影响的一第二面积，并且该第一面积与该第二面积不相等。
在一具体实施例中，该导磁构件24包括一第一部件以及一第二部件。该第一部件具有被该磁场影响的一第一空隙，该第二部件具有被该磁场影响的一第二空隙，并且该第一空隙与该第二空隙不相等。在另一具体实施例中，该导磁构件24为一C型构件。
图4为沿图1中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第二较佳具体实施例的主轴马达1。在图4中，与图2具有相同号码标记的元件，其同样执行图2中相对应单元所具有的功能。该转子12具有一导磁部件(Magneticpermeable part)，该导磁部件正对该套筒102的开口。
如图4所示，根据本发明的第二较佳具体实施例，该主轴马达1的磁性装置包括一磁铁构件26。该磁铁构件26固定于该套筒102的开口上。该磁铁构件26并且安置致使影响该转子12的导磁部件。该磁铁构件26装配以提供一不均匀磁场，该不均匀磁场影响该导磁部件以感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴18上的磁力。
请参阅图5，图5显示本发明的第二较佳具体实施例中的磁铁构件26的可能构成。在此第二较佳具体实施例中，该磁铁构件26包括一第一部件以及一第二部件。该第一部件具有一第一磁强度(Magnetic strength)，该第二部件具有一第二磁强度，并且该第一磁强度与该第二磁强度不相等。
在一具体实施例中，该磁铁构件26包括一第一部件以及一第二部件。该第一部件具有影响该导磁部件的一第一面积，该第二部件具有影响该导磁部件的一第二面积，并且该第一面积与该第二面积不相等。在另一具体实施例中，该磁铁构件26为一C型构件。在另一具体实施例中，该磁铁构件26包括一第一部件以及一第二部件。该第一部件具有一第一厚度，该第二部件具有一第二厚度，并且该第一厚度与该第二厚度不相等。
请参阅图6，图6为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第三较佳具体实施例的主轴马达1。在图6中，与图2具有相同号码标记的元件，其同样执行图2中相对应单元所具有的功能。该转子12进一步包括一驱动磁铁(Drive magnet)122，该驱动磁铁122固定于该内壁上，该驱动磁铁122用以提供一磁场。该套筒102或该基底14在该驱动磁铁122相对处的圆周具有一部分较靠近的导磁部件。该转子12具有环绕该套筒102的圆周的一内壁。
如图6所示，根据本发明的第三较佳具体实施例，该主轴马达1的磁性装置包括该具导磁性的基底(Magnetic permeable base)14。该定子10固定于该导磁基底14上，致使该转子12被设置在该基底14上方。该基底14具有一弯曲部分，该弯曲部分弯向该驱动磁铁122，致使该弯曲部分被该磁场影响以感应产生该朝向该径向并施加于该主轴18上的磁力。
根据本发明的第三较佳具体实施例的该驱动磁铁122包括一多极磁化永久磁铁组(Multi-pole magnetized magnets)，该磁铁组是以一间距隔开并环绕固定在该转子12的内壁的一下圆周上。
图7为沿图一中L-L线的剖视图，显示根据本发明的第四较佳具体实施例的主轴马达1。在图7中，与图2具有相同号码标记的元件，其同样执行图2中相对应单元所具有的功能。该主轴18是可感磁。
如图7所示，根据本发明的第四较佳具体实施例，该主轴马达1的磁性装置包括一磁铁构件28。该磁铁构件28固定于该套筒102的开口上。该磁铁构件被装配以影响该主轴18感应产生该朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
根据本发明的第四较佳具体实施例的该磁铁构件28为一环形构件。该环形构件与该轴承系统16的一中心成偏心。在一具体实施例中，该磁铁构件28为一C型构件。该C型构件与该轴承系统的一中心成同心或偏心。
图8为沿图一中L-L线的剖视图，其显示根据本发明的第五较佳具体实施例的主轴马达1。在图8中，与图2具有相同号码标记的元件，其同样执行图2中相对应单元所具有的功能。
如图8所示，根据本发明的第五较佳具体实施例，该轴承系统16包括一导磁上轴承(Magnetic permeable upper bearing)162。该上轴承162安置于该套筒102的开口处，该主轴18具有一导磁(Magnetic Permeable)部件。该主轴马达1的磁性装置包括一磁铁构件20。该磁铁构件20固定于该套筒102的开口上并接近该上轴承162处。该磁铁构件20被装配以影响该上轴承162与主轴18，进而感生产生等效地朝向该径向并施加于该主轴18上的磁力。
根据本发明的第五较佳具体实施例的该磁铁构件20为一环形构件。该环形构件与该上轴承162的一中心成偏心。在一具体实施例中，该磁铁构件20为一C型构件，该C型构件与该轴承系统的一中心成同心或偏心。
图9显示根据本发明的第六较佳具体实施例的主轴马达。在图9中，与图2具有相同号码标记的元件，其同样执行图2中相对应单元所具有的功能。该转子12具有一导磁外壳124，该外壳124覆盖该定子10。
如图9所示，根据本发明的第六较佳具体实施例，该主轴马达1的磁性装置包括一磁铁构件21。该磁铁构件21设置于该转子12的外壳124的外部。该磁铁构件21用以提供一磁场影响该转子12的外壳124以感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴18上的磁力。
通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。
Claims (19)
1.一种主轴马达(Spindle motor)，包括：
一轴承系统(Bearing system)，该轴承系统其上定义一径向(Radialorientation)；
一主轴(Shaft)，该主轴可旋转地插入至该轴承系统内，在该主轴马达运转期间，该主轴相对于该轴承系统旋转；以及
一磁性装置(Magnetic apparatus)，该磁性装置用以施加一朝向该径向的磁力(Magnetic force)于该主轴上，进而抑制该主轴相对该轴承系统旋转时所引发的一半频率旋振(Half-omega whirl)。
2.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)，该定子包括适合容纳该轴承系统的一套筒(Sleeve)，该套筒具有一开口(Opening)；以及
一转子(Rotor)，该转子固定于该主轴上，在该主轴马达运转期间，该转子能被驱动进而与该主轴一起相对该轴承系统以及该定子旋转，该转子具有一底表面(Bottom surface)，该转子的底表面正对该套筒的开口；
其中该磁性装置包括：
一磁铁构件(Magnet member)，该磁铁构件固定于该转子的底表面上，该磁铁构件用以提供一均匀磁场(Magnetic field)；以及
一导磁构件(Magnetic permeable member)，该导磁构件固定于该套筒的开口上，该导磁构件并且安置致使被该磁场影响，该导磁构件装配以被该磁场感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
3.如权利要求2所述的主轴马达，其中该导磁构件为一C型构件。
4.如权利要求2所述的主轴马达，其中该导磁构件包括一第一部件以及一第二部件，该第一部件具有被该磁场影响的一第一面积，该第二部件具有被该磁场影响的一第二面积，并且该第一面积与该第二面积不相等。
5.如权利要求2所述的主轴马达，其中该导磁构件包括一第一部件以及一第二部件，该第一部件具有被该磁场影响的一第一空隙，该第二部件具有被该磁场影响的一第二空隙，并且该第一空隙与该第二空隙不相等。
6.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)，该定子包括适合容纳该轴承系统的一套筒(Sleeve)，该套筒具有一开口(Opening)；以及
一转子(Rotor)，该转子固定于该主轴上，在该主轴马达运转期间，该转子能被驱动进而与该主轴一起相对该轴承系统以及该定子旋转，该转子具有一导磁部件(Magnetic permeable part)，该导磁部件正对该套筒的开口；
其中该磁性装置包括一磁铁构件(Magnet member)，该磁铁构件固定于该套筒的开口上，该磁铁构件影响该转子的导磁部件，该磁铁构件提供一不均匀磁场(Magnetic field)，该不均匀磁场影响该导磁部件以感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
7.如权利要求6所述的主轴马达，其中该磁铁构件包括一第一部件以及一第二部件，该第一部件具有一第一磁强度(Magnetic strength)，该第二部件具有一第二磁强度，并且该第一磁强度与该第二磁强度不相等。
8.如权利要求6所述的主轴马达，其中该磁铁构件包括一第一部件以及一第二部件，该第一部件具有影响该导磁部件的一第一面积，该第二部件具有影响该导磁部件的一第二面积，并且该第一面积与该第二面积不相等。
9.如权利要求6所述的主轴马达，其中该磁铁构件为一C型构件。
10.如权利要求6所述的主轴马达，其中该磁铁构件包括一第一部件以及一第二部件，该第一部件具有一第一厚度，该第二部件具有一第二厚度，并且该第一厚度与该第二厚度不相等。
11.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)，该定子包括适合容纳该轴承系统的一套筒(Sleeve)，该套筒或一导磁基底在一驱动磁铁(Drive magnet)相对处的圆周具有一部分较靠近的导磁部件；以及
一转子(Rotor)，该转子固定于该主轴上，在该主轴马达运转期间，该转子能被驱动进而与该主轴一起相对该轴承系统以及该定子旋转，该转子具有一环绕该套筒圆周的内壁，该转子包括该驱动磁铁，该驱动磁铁固定于该内壁上，该驱动磁铁用以提供一磁场(Magnetic field)；
其中该磁性装置包括：
该导磁基底(Magnetic permeable base)，该定子固定于该导磁基底上，致使该转子被设置在该基底上方，该基底具有一弯曲部分，该弯曲部分弯向该驱动磁铁，致使该弯曲部分被该磁场影响以感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
12.如权利要求11所述的主轴马达，其中该驱动磁铁包括一多极磁化永久磁铁组(Multi-pole magnetized magnets)，该磁铁组是以一间距相间环绕并固设于该转子内壁的一下圆周上。
13.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)，该定子包括容纳该轴承系统的一套筒(Sleeve)，该套筒具有一开口(Opening)；
其中该主轴为可导磁，并且该磁性装置包括：
一磁铁构件(Magnet member)，该磁铁构件固定于该套筒的开口上，该磁铁构件使该主轴感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
14.如权利要求13所述的主轴马达，其中该磁铁构件为一环形构件，该环形构件与该轴承系统的一中心成偏心。
15.如权利要求13所述的主轴马达，其中该磁铁构件为一C型构件，该C型构件与该轴承系统的一中心成同心或偏心。
16.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)，该定子包括容纳该轴承系统的一套筒(Sleeve)，该套筒具有一开口(Opening)；
其中该轴承系统包括一导磁上轴承(Magnetic permeable upper bearing)，该上轴承安置于该套筒的开口处，该主轴具有一导磁性(Magneticpermeable)，并且该磁性装置包括
一磁铁构件(Magnet memberMagnet)，该磁铁构件固定于该套筒的开口上并接近该上轴承处，该磁铁构件影响该上轴承与主轴，进而感生产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
17.如权利要求16所述的主轴马达，其中该磁铁构件为一环形构件，该环形构件与该轴承系统的一中心成偏心。
18.如权利要求16所述的主轴马达，其中该磁铁构件为一C型构件，该C型构件与该轴承系统的一中心成同心或偏心。
19.如权利要求1所述的主轴马达，进一步包括：
一定子(Stator)；以及
一转子(Rotor)，该转子固定于该主轴上，在该主轴马达运转期间，该转子能被驱动进而与该主轴一起相对该轴承系统以及该定子旋转，该转子具有一导磁外壳，该外壳覆盖该定子；
其中该磁性装置包括：
一磁铁构件(Magnet member)，该磁铁构件设置于该转子的外壳的外部，该磁铁构件用以提供一磁场(Magnetic field)影响该转子的外壳以感应产生等效地朝向该径向并施加于该主轴上的磁力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |