TW509899B - Disk drive unit with hydrodynamic fluid bearing unit and disk device with said drive unit - Google Patents

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509899 A7 B7 五、發明說明（1 ) 本發明有關一種碟片驅動單元及具有此單元的碟片裝 置，更特定的是有關一種用於碟片驅動單元的流體動力式 軸承單元。 ％ 近年，爲了獲得更高的資料傳輸速度以及更高的記錄 密度，磁碟馬達需要達到更_的轉速及更商的精度。爲了 符合此要求，已提出了具有流體動力式液壓軸承的馬達 (揭露於 JP-A-5 — 336696，JP — A — 8 -198525 及 JP — A - 9 一 200998)。 磁碟驅動單元中的馬達需要具有更優良的抗震能力， 以便當包含有磁碟驅動單π的個人電腦在攜帶中落下時， 不致破壞到磁碟驅動單元的功能。 特別是，筆記型個人電腦在使用或攜帶時，可承受高 達1 0 0 0 G的衝擊力。此外，由於筆記型個人電腦是由 電池來驅動，其需要低功率消耗型的磁碟驅動單元。 J Ρ — Α - 5 - 3 3 6 6 9 6提出了 一種溝槽式軸 承，其中轉軸上形成有用以產生動態壓力的淺溝槽。雖然 此種溝槽軸承具有優良的高速操作性能，及轉軸旋轉精 度，但其缺點在於成本過高並難以量產。溝槽軸承中，產 生動態壓力之溝槽的深度爲幾毫米，當溝槽因衝擊力而產 生變形時，將無法產生足夠的動態壓力，並可能發生不穩 定的震動。JP — A — 8 — 1 89 525 及 JP — A — 9 - 2 0 0 9 9 8流體動力式三葉軸承可達到相同於上述溝 槽軸承之高速、高精度的轉動。然而，當約1 0 0 0 G的 衝擊力作用於該軸承上時，其軸承性能蔣會衰退。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公g ) T " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ-----1 — 訂-------- 經濟；❼智慧財產局員工消費合作社印釗衣 509899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) J P—A - 8 — 1 8 9 5 2 5揭露了一種溝槽式推力 軸承。當溝槽式推力軸承的軸承表面因衝擊力而變形時’ 潤滑液將不易適當的供應到軸承表面％ 溝槽式軸承，在轉軸或軸承的端面支撐或承受衝擊負 荷。因而相較於滾珠軸承式者，易產生較大的摩擦損失’ 並難以達到低功率消耗的設計。 發明總結 綜觀習知技術的上述問題，本發明的目的在於提供一 種碟片驅動單元，其存在有小摩擦損失的軸承單元，並具 有優良的抗震性及量產效率。 本發明的另一目的在於提供一種磁碟驅器，其具有上 述的碟片驅動單兀。 依據本發明的一個觀點，提供一種碟片驅動單元，包 括： 具有轉軸的旋轉構件； 固定於該旋轉構件上的資訊記錄碟片·， 可轉動地支撐轉軸的軸承單元，該軸承單元包括 徑向軸承裝置，相對於轉軸的外周邊面而配置，徑向 軸承裝置具有與轉軸外周邊表面同心的弧形軸承表面，並 具有與轉軸外周邊表面不同心的弧形軸承表面，且 相對於轉軸的端面提供有推力軸承裝置； 提供轉軸轉動力的馬達；及 塡滿軸承單元的潤滑液。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I ----I--ί —I — ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 509899 A7 B7 五、發明說明（3 ) 轉軸及每一非同心弧形軸承表面間的最大距離爲轉軸 距每一同心弧形軸承表面間之距離的1·5至3倍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 轉軸的末端面呈一平坦的表面，、且推力軸承裝置具有 小於轉軸直徑的平面，並與轉軸末端平面呈相對的關係。 在本發明的一形式中，轉軸的末端面呈半球形，而推 力軸承裝置則具有與其相對之平坦表面。 在本發明的另一形式中，轉軸的末端面呈半球形，而 推力軸承裝置則具有與其互補並相對之凹球面。 在本發明之磁碟驅動單元的一形式中，徑向軸承裝置 包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承，且至少一徑向軸 承具有同心的弧形軸承表面，且其他的每一徑向軸承具有 多個非同心的弧形軸承表面以及配置於非同心之弧形軸承 表面間的多個軸向溝槽。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印別农 在本發明之磁碟驅動單元的另一形式中，徑向軸承裝 置包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承，且每一徑向軸 承具有多個同心的弧形軸承表面，多個非同心的弧形軸承 表面，及形成於相鄰之非同心弧形軸承表面間的軸向溝 槽，且徑向軸承之多個同心的弧形軸承表面在徑向軸承的 內周邊方向延伸，佔內周邊表面的1/6至3/4。 較佳的，徑向軸承之多個同心的弧形軸承表面在徑向 軸承的內周邊方向延伸，佔內周邊表面的1/3。 當由轉軸的軸向觀察時，每一同心的弧形軸承表面實 質的配置於鄰近溝槽間的中心位置。替代的，每一同心的 弧形軸承表面鄰近於相關的溝槽而配置。 本纸張尺度缚用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 509899 A7 ____B7 _I_ 五、發明說明（4 ) 依據本發明的另一個觀點，提供一種碟片驅動裝置， 包括： 具有轉軸的旋轉構件； 〜 固定於轉軸構件的資訊記錄碟片； 可轉動的支撐轉軸的軸承單元； 相對於轉軸外周邊面而配置的徑向軸承裝置，具有與 轉軸圓形的外周邊同心的弧形軸承表面，以及與轉軸圓形 的外周邊不同心的弧形軸承表面；且 相對於轉軸端面而配置的推力軸承； 提供轉軸轉動力的馬達； 塡滿軸承單元的潤滑液； 面朝資訊記錄碟片而配置的讀/寫頭； 用以在該資訊記錄碟片上定位的致動器。 圖面之簡單說明 圖1顯示本發明磁碟驅動單元中，第一實施例的垂直 剖面圖。 圖2顯示第一實施例之軸承單元的放大垂直剖面圖。 圖3及圖4分別爲第一實施例之徑向軸承的橫向剖面 圖。 圖5顯示本發明磁碟驅動單元中，第二實施例的垂直 剖面圖。 圖6顯示第二實施例之軸承單元的放大垂直剖面圖。 圖7爲第二實施例之徑向軸承的橫向剖面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I-----!| ·! ei! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509899 A7 ____Β7_____ 五、發明說明（5 ) * 圖8顯示第二實施例中，徑向軸承剛性及弧形軸承表 面剛性的相互關係。 圖9顯示第二實施例之徑向軸承·的平面圖。 圖1 0顯示第二實施例之改良式徑向軸承的平面圖。 圖1 1顯示改良式徑向軸承的流體動力效能。 圖1 2爲圖1 0之徑向軸承的改良平面圖。 圖1 3顯示本發明磁碟驅動單元中，第三實施例的垂 直剖面圖。 圖14顯示第三實施例之軸承單元的放大垂直剖面 圖。 圖1 5顯示第四實施例中，磁碟驅動單元之軸承單元 的放大垂直剖面圖。 圖1 6顯示本發明之磁碟驅動單元的垂直剖面圖，剖 面線爲圖17中的XVI— XVI 。 圖1 7顯示本發明之磁碟驅動單元的平面圖。 ------1------ΜΎ--丨——I 丨訂—------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作技印製 符號說明 1 轉軸 2，3 徑向軸承 2， 徑向軸承 4 間隔物.. 5 軸承殼部 6 潤滑液 7 保持環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 509899 A7 B7 五、發明說明（6 ) 經濟郭智慧財產局員工消費合作社印製 8 推 力軸承 9 馬 達轉子 1 0 馬 達定子 1 1 線 圈 1 2 馬 達外殻 1 3 轉 殼 1 6 間 隙環 1 8 碟 片夾 2 0 > 溝 槽 2 2 螺 絲 2 6 徑 向軸承 1 4 ，1 5 磁 碟 1 0 1 磁 碟 1 0 4 磁 頭 1 0 5 承 載臂 1 0 6 旋 轉臂 1 0 7 樞 轉軸承 1 0 8 音 圈馬達 1 0 9 基 座 1 1 0 外 殼 1 1 1 彈 性導線 1 1 4 黏 著構件 較佳實施例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度#用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ίϊ濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 A7 B7 五、發明說明（7 ) 以下將參考圖示說明本發明。 圖1至4顯不本發明磁碟驅動單元的第一實施例。雖 然此實施例應用於磁碟驅動單元，本發明可應用至任何用 於驅動或旋轉資訊記錄媒體的適合裝置。 轉軸1固定於轉殼1 3上，該轉殻具有圓柱形的表 囬’用以將碟片安裝於其上。磁碟1 4及1 5藉由螺絲 2 2、碟片夾1 8及間隙環1 6固定於轉殼1 3上。以多 極的樣式磁化的馬達轉子（轉子磁鐵）9，固定於轉殼 1 3的內周邊面。轉軸1可轉動的由徑向軸承2、3及 2 6以及推力軸承8所支撐。保持環7固定於轉軸χ的底 端部。 蓋部17，徑向軸承2、3、26、以及推力軸承8 及保持環7存在於由非磁性材料所製成的軸承殼部5內， 且軸承殼部5中密封有潤滑液6。軸承殼部5及具有馬達 線圈1 1的馬達定子1 〇則固定於馬達外殼1 2中。 此種馬達爲無刷直流馬達，且轉殼1 3藉由一旋轉磁 場及馬達轉子9所具有的磁場來驅動，該旋轉磁場係當線 圈1 1通上能量時所產生，而馬達轉子則是以多磁極的型 式加以磁化。 軸承2 6具有與轉軸1同心的圓形（弧形的）內表 面，存在於圖2軸承單元中的軸承2及3則具有非同心的 弧形內表面（參考圖4)。軸承2及3中存在間隔物4。 轉軸1的末端呈半球狀，並與推力軸承8相對的配置。 潤滑液6密封於軸承殼部5中，且徑向軸承2 6、2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNtS)A4規格（210 X 297公釐） -10- ----— m κ·— ϋ ·1 —Β» I· n n· ϋ ϋ § ai·· t <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經潑部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 A7 B7 五、發明說明（8 ) 及3透過潤滑液6以非接觸的方式支撐轉軸1。 潤滑液6可使用一般的潤滑油。然而’較佳的，爲了 獲得密封的效果，可利用稀有元素所製成的環狀永久磁鐵 來作爲間隔物4，並可利用散佈有有極細磁粉（粒徑約 〇 . 〇 1 /zm)的磁性潤滑油來作爲潤化液6。藉由此構 造，磁性流體被永久磁鐵所構成的間隔物所吸引，而不致 洩漏至軸承單元外。轉軸1及徑向軸承2、3及2 6間的 間隙非常的小，僅幾毫米的寬度，因而在穩定的狀態下’ 由於毛隙現象，轉軸及徑向軸承的滑動表面可被磁性流體 6潤濕。因此，當轉軸1被驅動時，於開始轉動後’軸承 及轉軸間的滑動表面便被潤滑。此外，因溫度上升及流體 的液壓效應所造成之磁性流體的膨脹，磁性流體6溢流到 徑向軸承2的表面，並經由形成於徑向軸承2及3之軸承 端面及軸承外周邊面的溝槽，而被永久磁鐵所構成的間隔 物4所吸引。因此，不用擔心磁性流體6溢出軸承單元的 外部。 圖3顯示徑向軸承2 6的配置，及具有同心的圓形 (弧形）軸承面，且該軸承爲半徑爲r的圓柱軸承。圖4 顯示具有非同心（弧形）軸承面之徑向軸承2及3的配 置。更特定的，徑向軸承具有三個弧形的軸承表面，該表 面與軸承軸非同心，並具有半徑（圓弧半徑）R，在各鄰 近的軸承面間形成有軸向的溝槽2 0’。當施加衝擊力時， 由於徑向軸承2 6及轉軸1具有相同的曲度，徑向軸承2 6及轉軸1相互的面接觸。此時，如果軸承表面存在有潤 本纸張尺度適用中國國家標進（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· n a§ 1 ϋ n n ϋ 一 δ- t I ammf ammf n 1 n ·ϋ I i -11 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 509899 A7 ____Β7__ 五、發明說明（9 ) 滑液，則壓縮效應所產生的阻尼效果非常的大，因而轉軸 1及徑向軸承難以直接的相互接觸。在轉動中，除了徑向 軸承2 6的效果外，由於徑向軸承t及3的液壓效果，油 膜以非接觸的方式支撐轉軸1，因此能增強抗震能力。此 外，由於油膜以及高的剛性支撐轉軸1 ，可維持轉動經 度。 接著，參考圖5及圖6將說明本發明磁碟驅動單元的 第二實施例。 圖6顯示此磁碟驅動單元的軸承單元。與圖2之軸承 單元不同之處，在於其不提供有徑向軸承2 6。徑向軸承 2’及3’與第一實施例的徑向軸承2及3具有不同的配置。 其中徑向軸承2’及3’的軸承表面，與轉軸1部分的面接 觸，以承受衝擊力，如圖7所示。 更特定的，每一徑向軸承2’及3’具有圓弧半徑爲r、 並與轉軸1同心的軸承表面，並具有圓弧半徑爲R、而與 轉軸1不同心的軸承表面。在圖7的徑向軸承2’及3’中， 同心的弧形軸承表面以0表示，且每一此種弧形軸承表面 係配置於兩相鄰之軸向溝槽2 0 T邊的中心位置。當施加有 外部衝擊時，這些弧形軸承表面產生了阻尼的效果。 特別是，經由適當的設計圓弧半徑爲r的同心軸承表 面0，軸承油膜的剛性可達到習知液體動力軸承的1 . 5 倍，因而可獲得更加的轉動精度。軸承表面Θ的尺寸是由 軸承剛性所決定，對於最佳的軸承表面0，其總和佔全部 軸承表面的1/3，如圖8所示。爲了增強抗震能力，軸 本紙張尺莩適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I — IIIIIIIII ·1111111 — — — — — — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 509899 A7 _B7____ 五、發明說明（10 ) 承表面0尺寸的總和應約爲全部軸承表面的3/4，雖然 這樣的設計會降低軸承的油膜剛性。 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 即使軸承表面0的總和不超過全部軸承表面的1 / 6，亦可獲得類似的結果。而較佳之軸承表面Θ的總和約 爲全部軸承表面的1/6至3/4。如果非同心弧形軸承 表面及轉軸1間的最大間隙爲同心弧形軸承表面及轉軸 1間最大間隙i的1 . 5倍至3倍，流體動力效應所產生 的油膜剛性將會明顯的增加。 如圖9所示，溝槽1 9形成於徑向軸承2’、3 1的軸承 端面，且溝槽2 0形成於該處的外周邊面上。藉由此構 造，磁性流體6被永久磁鐵所構成之間隔物4的磁力所吸 引。 本發明的動力式徑向軸承可使用燒結的潤滑劑內含軸 承材料，藉此可獲得具有良好尺寸精度及優良量產效率的 軸承單元。 如圖1 0所示，同心弧形軸承表面可鄰近於溝槽.2 0 1 而配置。 蛵濟部智慧財轰局_工消費合作钍印製 以下將說明圖7及圖‘ 1 0中流體動力式軸承的流體動 力效應。如圖所示，轉軸1及軸承表面的軸承間隙緩慢的 減少或縮減。因此，當轉軸1朝箭頭A的方向轉動時，產 生具有圖1 1之輪廓的油膜壓力Pa ，以支撐轉軸1。相 反的，轉軸1與軸承表面0間在α處的間隙，隨著轉動的 方向而增加，因而產生負油膜壓力P b，並降低軸承的剛 性。 尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 A7 _B7___ 五、發明說明（11 ) 對於軸承而言負油膜壓力P b愈小愈好。然而，負壓 可用來將磁性流體從軸承端面推回到軸承表面。因此，負 壓用來吸引磁性流體至軸承表面，因而，如果α的尺寸設 定成軸承表面的1/1 0，軸承端面上的磁性流體可被推 '回到軸承表面而不致降低軸承的效能。在圖7的軸承中， 每一同心的弧形軸承表面配置於相鄰溝槽2 0 ’的中心位 置，因此此種軸承被設計以用來支撐以反方向轉動的軸 承。另一方面，圖1 0的軸承被設計以支撐朝單一方向轉 動的轉軸。 在上述的實施例中，雖然徑向軸承具有三個同心的弧 形軸承表面及三個非同心的弧形軸承表面，亦可設計成具 有更多的弧形軸承表面（例如，4到5個弧形軸承表面， 如圖1 2所示）。在此情況下，可獲得所期望的類似效 果，並可獲得高精度的轉動，因此此種結構適合於需要極 高轉動精度的磁碟驅動單元。 圖1 3及1 4顯示本發明磁碟驅動單元的第三實施 例。在此例中，轉軸1的末端呈平坦的表面，而推力軸承 8具有平坦且直徑小於轉軸1的軸承表面。此實施例中的 軸承單元與圖6之軸承單元的不同之處，在於作用在推力 方向的衝擊力係由平坦的推力軸承8表面及平坦的轉軸1 末端表面所支撐承受。相.較於圖6的推力軸承，此種結構 具有更高的抗震能力。 如果推力軸承8的接觸表面爲轉軸1之直徑的1 / 2 至2/3，施加1 0 0 0 G的衝擊力僅產生次微米等級的 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） II--------I ---1 — — — — —----- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 509899 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明（12) 軸承表面變形，因而不會損害到磁碟裝置的精度。雖然相 較於第一實施力的軸承具有較大的摩擦損失，由於油膜提 供在滑動表面，可達到平滑的轉動。· 圖1 5顯示本發明磁碟驅動單元的第五實施例。在此 實施例中，具有平坦表面的推力軸承與轉軸1結合的使 用，轉軸1具有如圖2所示的半球狀末端。預先施加1 〇 0 0 G的衝擊負荷，以使推力軸承的軸承表面形成凹面， 並呈相同於轉軸1末端的半球狀。 當在軸向，施加幾1 0 K的負荷於具有習知滾珠軸承 的馬達時，軸承或滾珠的表面會產生凹痕。因而增加了轉 動的聲音，並損害到轉動的精度。另一方面，在本發明的 軸承單元中，推力負荷係由表面所支撐承受，亦即，由表 面接觸所支撐。依此，如果將軸承單元壓裝至馬達外殼1 2內，並施加以1 〇Κ的負荷至轉軸1 ，推力軸承的軸承 表面不易變形，因而可大大的增進磁碟裝置的組裝效能^ 圖1 6顯示本發明的磁碟驅動裝置。雖然此實施例應 用於磁碟機，本發明亦可應用於任何其他設計用來儲存資 訊於轉動資訊記錄媒體之適當的裝置或單元。 磁頭10 4存在於碟片（資訊記錄媒體）1 〇 1的一 側。當磁碟1 0 1轉動時，磁頭1 0 4以極微小的高度在 碟片1 0 1上飛行，並在轉動的狀態下記錄或儲存相關的 資訊至碟片1 0 1中。磁頭1 0 4經由承載臂1 〇 5連接 至旋轉臂1 0 6。 旋轉臂1 0 6由樞轉軸承1 0 7支撐，以便以樞轉軸 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------1 ϋ ·ϋ ·ϋ^eJ ϋ -n ϋ ϋ n ϋ I * <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消贊合作社印製 509899 A7 ___B7 _ 五、發明說明（13 ) 承1 0 7爲轉軸來轉動。透過此種架構，便可存取碟片1 0 1上的任一磁軌。存在於旋轉臂1 0 6相對於磁頭1 〇 4 一端的音圈馬達1 〇 8，可高速的移動磁頭1 〇 4至存 取磁軌，並將其定位在碟片1 0 1的該軌上。 承載臂1 0 5、旋轉臂1 0 6、樞轉軸承1 0 7及音 圈馬達1 0 8組合成致動單元。一般而言，樞轉軸承1 〇 7及音圈馬達1 〇 8透過樞軸，樞轉的固定在基座1 〇 9 上。在此，省略承載臂1 0 5的部分。爲了防止外部的污 染及塵粒，將外殼110接附到基座109，以使磁碟中 的組件與外界隔離。 .. 圖1 7顯示圖1 6的磁碟驅動裝置，其中移開了外 殼。 轉軸1旋轉的安裝於基座1 0 9上，磁碟1 0 1經由 固定構件1 8安裝於轉軸1上。每一磁頭1 〇 4裝置於旋 轉臂1 06上，且極接近於相關的磁碟1 〇 1而配置。旋 轉臂1 0 6由轉軸1 0 7樞轉的支撐，並以音圈馬達1 〇 8加以驅動。磁頭1 0 4所讀取的訊號，透過彈性的連接 導線，傳送至密封結構的外部。黏著構件1 1 4及1 1 5. 提供輸出璋（彈性導線1 1 1由此通過）一密封結構，並 固定該處間的彈性導線1 1 1。黏著構件1 1 4的較長側 與黏著構件1 1 5的較長側具有不同的長度。蓋部1 1 〇 (圖1 6)皆附於基座1 09上，藉由此結構，提供了密 封的結構。 此處，將描述本發明的軸承，（例如圖1 4中的軸承 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — 勝 — i — — — — — — *· — — ΙΙΙΙ — I I I I I I * <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16 - 509899 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 A7 B7 五、發明說明（14) 單兀）應用於磁碟驅動裝置的馬達軸承時，所達到的功 效。 碟裝置中，在有限的高度（垂直尺寸）內，會儘可 能的包裝最多的碟片1 〇 1以增加記憶容量β因而，一般 而言’碟片1 〇 1及承載臂1 〇 5間的間隙或碟片1 〇 1 及旋轉臂1 0 6間的間隙部超過〇 · 5mm。當流體動力 式軸承應用於馬達軸承且存在有徑向軸承間隙時，當此間 隙變大’磁碟1 〇 1更易受到衝擊力的作用，而與承載臂 1 0 5及旋轉臂1 〇 6接觸。結果造成磁碟1 〇丄的損 壞，且磁頭1 0 4亦會被接觸所產生的微粒所破壞。因 此，在磁碟驅動裝置中，需要儘可能的減少徑向軸承的間 隙。 在溝槽軸承中，軸承的內周邊表面與軸承軸的整個周 邊同心。因而，如果軸承的間隙減少，摩擦損失將會增 加。另一方面，在本發明的軸承單元中，每一同心的弧形 軸承表面（其與軸承的軸心同心）及轉軸之周邊表面間的 間隙減少，藉此，可抑制軸承部分，因間隙所造成碟片的 提起。此外，每一非同心弧形軸承表面（其與軸承的軸心 非同心）間的間隙增加，藉此，可抑制摩擦損失的增加。 因而在此實施例的磁碟裝置中，可在不增加功率消耗的情 況下，增強磁碟驅動裝置的抗震能力。 在本發明的流體動力式軸承中，由於上述的功效，軸 承油膜的剛性相當高，因此可維持高的轉動精度，並可達 到優良的抗震能力。此外，相較於圓柱軸承及上述的習知 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） n im— n n n n I ϋ .1 ί n 一&J« n n I n 1 1 β§ I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 A7 B7__ 五、發明說明（15 ) 溝槽軸承，可使軸承間隙製作的更大，因而可降低黏滯摩 擦損失，並達到馬達低損失設計的目的。 進一步的，由於推力軸承具有平坦的表面，因此軸向 的抗震能力非常佳。由於承受推力負荷的表面小於轉軸的 表面，相較於流體動力溝槽式的推力軸承，可具有較小的 摩擦損失，並可提供低功率耗損型的磁碟驅動馬達。此 外，本發明的流體動力式軸承’可使用燒結之含潤滑劑的 軸承材料，而能增進量產的效能’並因此提供了具有高精 度的軸承單元，即使從成本的觀點，亦極適合於磁碟驅動 單元。再者，組裝精度及轉動精度非常的高’而能符合所 需之高速、高密度的磁碟驅動裝置。 藉由使用本發明的徑向軸承及推力軸承’可提供一種 磁碟驅動裝置，即使在大的衝擊力下’仍不易變形’其可 維持磁碟的尺寸精度，並達到優良的抗震能力。本發明的 軸承單元被設計以用來承受表面的推力負荷’因而即使將 此軸承單元推壓至馬達外殼1 2中，並施加幾1 0K的負 荷至轉軸1 ，推力軸承表面仍不易變形’因此能大大的增 進組裝的效能。 如上所述，軸承單元、具有此種軸承單元的磁碟驅動 單元以及具有此種軸承單元的磁碟驅動裝置’可符合磁碟 記錄媒體的高密度記錄需求，並滿足量產、低成本、高耐 用性及高可靠度之磁碟驅動裝置的設計需求。說明書及圖 示中所述及顯示之軸承單元亦可應用到“0驅動器、CD 一 ROM驅動器、DVD — RAM驅動器等裝置的碟片轉 ^ ^-r«»J· 1 >1 n 11 n ϋ I . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 509899 A7 B7 五、發明說明（16 ) 動機構 - - ------—— 丨訂---------AVI <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19 -

Claims (1)

1. 509899 Α8 Β8 C8 D8 夂、申請專利範圍 1 · 一種碟片驅動單元，包括： 具有轉軸的旋轉構件； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 固定於該旋轉構件上的資訊記錄碟片； 可轉動地支撐轉軸的軸承單元，該軸承單元包括 徑向軸承裝置，相對於轉軸的外周邊面而配置，徑向 軸承裝置具有與轉軸外周邊表面同心的弧形軸承表面，並 具有與轉軸外周邊表面不同心的弧形軸承表面，且 相對於轉軸的端面提供有推力軸承裝置； 提供轉軸轉動力的馬達；及 塡滿軸承單元的潤滑液。 2 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，其中該 徑向軸承裝置包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承； 一徑向軸承僅具有該同心的弧形軸承表面；且 其他的徑向軸承具有多個該非同心的弧形軸承表面。 3 ·如申請專利範圍第2項的碟片驅動單元，其中該 徑向軸承裝置進一步包括 鄰近於非同心之弧形軸承表面而形成的多個軸向溝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 槽。 4 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，其中該 徑向軸承裝置包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承； 每一徑向軸承具有多數個同心的弧形軸承表面； 多數個該非同心的弧形軸承表面； 該徑向軸承之該多數個同心的弧形軸承表面在該徑向 軸承的內周邊方向延伸，佔內周邊表面的1/6至3/ 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） -ZU 509899 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 4。 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 ·如申請專利範圍第4項的碟片驅動單元，其中該 徑向軸承之多個同心的弧形軸承表面在徑向軸承的內周邊 方向延伸，佔內周邊表面的1/3。 6 ·如申請專利範圍第4項的碟片驅動單元，其中該 徑向軸承裝置進一步包括 鄰近於該非同心之弧形軸承表面而形成的多個軸向溝 槽。 7 ·如申請專利範圍第6項的碟片驅動單元，其中當 由該轉軸的軸向觀察時，每一該多數個同心的弧形軸承表 面實質的配置於該溝槽間的中心位置。 8 ·如申請專利範圍第6項的碟片驅動單元，其中當 由該轉軸的軸向觀察時，每一該多數個同心的弧形軸承表 面鄰近於該溝槽而配置。 9 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，其中轉 軸及每一非同心弧形軸承表面間的最大距離爲轉軸距每_ 同心弧形軸承表面間之距離的1 · 5至3倍。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，其中 轉軸的末端面呈一平坦的表面，且推力軸承裝置具有小於 轉軸直徑的平面，並與轉軸末端平面呈相對的關係。 1 1 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，其中 轉軸的末端面呈半球形，而推力軸承裝置則具有與其相對 之平坦表面。 1 2 ·如申請專利範圍第1項的碟片驅動單元，轉軸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -21 509899 A8 B8 C8 __ _D8 六、申請專利範圍 的末端面呈半球形，而推力軸承裝置則具有與其互補並相 對之凹球面。 1 3 · —種碟片裝置，包括： 具有轉軸的旋轉構件； 固定於轉軸構件的資訊記錄碟片； 可轉動的支撐轉軸的軸承單元； 相對於轉軸外周邊面而配置的徑向軸承裝置，具有與 轉軸圓形的外周邊同心的弧形軸承表面，以及與轉軸圓形 的外周邊不同心的弧形軸承表面；且 相對於轉軸端面而配置的推力軸承； 提供轉軸轉動力的馬達； 塡滿軸承單元的潤滑液； 面朝資訊記錄碟片而配置的讀/寫頭； 用以在該資訊記錄碟片上定位的致動器。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，其中該 徑向軸承裝置包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承·， 一徑向軸承僅具有該同心的弧形軸承表面；且 其他的徑向軸承具有多個該非同心的弧形軸承表面。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項的碟片裝置，其中該 徑向軸承裝置進一步包括 鄰近於非同心之弧形軸承表面而形成的多個軸向溝 槽。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，其中該 徑向軸承裝置包括沿著轉軸軸向配置之多個徑向軸承； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）· 22 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 每一徑向軸承具有多數個同心的弧形軸承表面； 多數個該非同心的弧形軸承表面； 該徑向軸承之該多數個同心的弧形軸承表面在該徑向 軸承的內周邊方向延伸，佔內周邊表面的1/6至3/ 4。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項的碟片裝置，其中該 徑向軸承之多個同心的弧形軸承表面在徑向軸承的內周邊 方向延伸，佔內周邊表面的1/3。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項的碟片裝置，其中該 徑向軸承裝置進一步包括 鄰近於該非同心之弧形軸承表面而形成的多個軸向溝 槽。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項的碟片裝置，其中當 由該轉軸的軸向觀察時，每一該多數個同心的弧形軸承表 面實質的配置於該溝槽間的中心位置。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項的碟片裝置，其中當 由該轉軸的軸向觀察時，每一該多數個同心的弧形軸承表 面鄰近於該溝槽而配置。 2 1 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，其中轉 軸及每一非同心弧形軸承表面間的最大距離爲轉軸距每_ 同心弧形軸承表面間之距離的1 · 5至3倍。 2 2 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，其中轉 軸的末端面呈一平坦的表面，且推力軸承裝置具有小於轉 軸直徑的平面，並與轉軸末端平面呈相對的關係。 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2】0Χ297公釐）· 23 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 509899 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 3 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，其中轉 軸的末端面呈半球形，而推力軸承裝置則具有與其相對之 平坦表面。 .. 2 4 ·如申請專利範圍第1 3項的碟片裝置，轉軸的 末端面呈半球形，而推力軸承裝置則具有與其互補並相對 之凹球面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24-