專利名稱：主軸電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主軸電機(jī)。
背景技術(shù)：
通常情況下，在主軸電機(jī)中，圍繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置的軸套可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)軸，從而確保高水平的工作特性。由于這些工作特性，主軸電機(jī)廣泛地用作諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等需要高轉(zhuǎn)速的記錄介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)單元。這樣的主軸電機(jī)使用流體動(dòng)態(tài)軸承(fluid dynamic bearing)，所述流體動(dòng)態(tài)軸承通過以下方式工作在轉(zhuǎn)軸與同軸地支撐所述轉(zhuǎn)軸的軸套之間注入預(yù)定量的流體，以在所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)壓，從而使所述轉(zhuǎn)軸更平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。特別是在2000年以后，主軸電機(jī)的軸系大量地拋棄球軸承而使用動(dòng)態(tài)軸承。與現(xiàn)有的球軸承相比，動(dòng)態(tài)軸承減小了噪聲，提高了耐沖擊性，并且具有較長(zhǎng)的壽命。例如， 流體動(dòng)態(tài)軸系(fluid dynamic shafting system)中，在轉(zhuǎn)軸和軸套之間具有動(dòng)壓間隙(dynamic pressure gap)。在軸套或轉(zhuǎn)軸上形成有云力壓凹陷部(dynamic pressure depression) 0當(dāng)轉(zhuǎn)軸相對(duì)于軸套旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體被這種相對(duì)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)。由流體的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的壓力起到軸承的作用。不過，在流體的摩擦力以及轉(zhuǎn)軸與軸套的接觸的方面存在問題。為了試圖克服這些問題，人們?cè)岢鲆环N通過在轉(zhuǎn)軸或軸套上形成間隔凹陷以減小由流體產(chǎn)生的摩擦力的主軸電機(jī)。不過，例如在間隔凹陷形成于轉(zhuǎn)軸時(shí)的情況下，由間隔凹陷在轉(zhuǎn)軸上形成的邊緣可能會(huì)接觸軸套表面，并且因此損壞軸套。因此，進(jìn)行了關(guān)于主軸電機(jī)的研究，該主軸電機(jī)能夠以廉價(jià)的方法(如ECM法)進(jìn)行加工，而不是像傳統(tǒng)技術(shù)那樣包括利用塑性成形原理的壓制方法，并且該主軸電機(jī)旨在解決由形成于轉(zhuǎn)軸的間隔凹陷的邊緣所引起的轉(zhuǎn)軸與軸套之間的接觸問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種主軸電機(jī)，該主軸電機(jī)能夠防止轉(zhuǎn)軸與軸套互相接觸以及由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的轉(zhuǎn)軸和軸套的磨損。在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的一種典型的主軸電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸在流體動(dòng)態(tài)壓力軸系(fluid dynamic pressure shafting system)上具有階梯部。軸套套在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周表面上。所述軸套的內(nèi)表面上形成有軸套凹槽，以使所述階梯部的邊緣與所述軸套相間隔。所述軸套凹槽可以形成在所述軸套的與所述階梯部的邊緣相對(duì)應(yīng)的位置上。所述軸套凹槽可以為圍繞所述轉(zhuǎn)軸的階梯部的帶狀。
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所述軸套可以通過模塑形成，并且當(dāng)通過模塑形成所述軸套時(shí)，所述軸套凹槽可以一體地形成在所述軸套上。此外，所述轉(zhuǎn)軸的硬度可以高于所述軸套的硬度。所述軸套凹槽可以通過ECM (電化學(xué)加工)方法而形成。


下面通過結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，以便更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、 特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)的局部剖視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)的第一種實(shí)施方式的局部放大剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)的第二種實(shí)施方式的局部放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，在所有不同的附圖中，使用相同的參考數(shù)字來表示相同或相似的部件。在以下描述中，當(dāng)確定傳統(tǒng)功能和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述會(huì)使本發(fā)明的要點(diǎn)不清楚時(shí)， 則可能會(huì)省略這種描述。此外，應(yīng)用于說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語和單詞不一定局限于其典型意義或字典意義，但是這些術(shù)語和單詞必須理解為表示由發(fā)明人所選擇的作為闡述本發(fā)明的最佳方法的概念，并且必須解釋為具有適應(yīng)于本發(fā)明的范圍和精神的含義和內(nèi)容， 以更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案。 以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)100的局部剖視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī) 100的第一種實(shí)施方式的局部放大剖視圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)100的第二種實(shí)施方式的局部放大剖視圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)100包括底座110、軸套120、電樞130、轉(zhuǎn)軸 140 和轂 150。所述底座110將整個(gè)主軸電機(jī)100支撐于其上，并且所述底座100安裝在諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器或類似裝置等安裝有所述主軸電機(jī)100的裝置上。所述底座110通常由輕質(zhì)材料制成，例如鋁板或鋁合金板?？蛇x擇地，所述底座100可以由鋼板制成。此外，從所述底座110凸出有接合部(未示出)，所述軸套120接合于該接合部。 貫穿所述接合部的中心部分形成有接合孔(未示出)。該接合孔的直徑對(duì)應(yīng)于所述軸套120 的外徑，使得所述軸套120可以安裝在所述接合孔中。也就是說，通過將軸套120安裝在所述接合孔中而將軸套120接合在所述底座110的接合部。為了將所述軸套120可靠地固定于所述接合部，可以采用獨(dú)立的粘結(jié)步驟，利用粘結(jié)劑把所述軸套120粘結(jié)于所述接合部。 可選擇地，可以通過在預(yù)定大小的壓力下將所述軸套120壓配合到所述接合孔中的方式將軸套120固定于所述接合部。所述軸套120可旋轉(zhuǎn)地支撐所述轉(zhuǎn)軸140。所述軸套120通常為中空的圓柱形。 在所述軸套120的面向所述轉(zhuǎn)軸140的內(nèi)圓周表面上設(shè)置有流體動(dòng)態(tài)軸承。根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施方式的所述軸套120的結(jié)構(gòu)將在下文中參考圖2和圖3進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。所述電樞130利用施加于其上的外部動(dòng)力形成電場(chǎng)，以使所述轂150轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轂150上放置有光盤。所述電樞130包括鐵芯131和線圈132，所述鐵芯131通過將薄金屬片依次疊置而形成，所述線圈132圍繞所述鐵芯131纏繞多次。所述鐵芯131牢固地套在所述底座110的接合部的外圓周表面上。當(dāng)在圍繞所述鐵芯131纏繞多次的線圈132上施加電流時(shí)，所述線圈132產(chǎn)生電場(chǎng)，因此在所述線圈132 和設(shè)置在所述轂150上的磁體151之間產(chǎn)生電磁力，從而利用該電磁力使所述轂150旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)軸140支撐所述轂150。另外，所述轉(zhuǎn)軸140插入所述軸套120并且由所述軸套120可旋轉(zhuǎn)地支撐。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的主軸電機(jī)100中，如果所述軸套120通過噴射造型(injection molding)方法形成，那么在噴射造型過程中，所述軸套120的動(dòng)壓軸系 (dynamic pressure shafting system)上無法形成凹陷。因此，在所述轉(zhuǎn)軸140上形成有階梯部(或凹陷)。這樣，在假定所述階梯部形成于所述轉(zhuǎn)軸140的動(dòng)壓軸系的前提下描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。在所述轂150上裝有光盤(未示出)，如硬盤，并使該光盤旋轉(zhuǎn)。所述轂150包括圓板152和環(huán)形緣部153，所述圓板152牢固地套在所述轉(zhuǎn)軸140上，所述環(huán)形緣部153從所述圓板152的外緣延伸。具體地，所述轉(zhuǎn)軸140安裝在所述圓板152的中心部分。所述緣部153在所述轉(zhuǎn)軸140的軸線方向上從所述圓板152的外緣延伸預(yù)定長(zhǎng)度，使所述緣部153的內(nèi)圓周表面面向所述電樞130。所述磁體151固定于所述緣部153的內(nèi)圓周表面，所述磁體151產(chǎn)生磁場(chǎng)，以便在磁體151與由所述線圈132形成的電場(chǎng)之間產(chǎn)生電磁力。圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的主軸電機(jī)100的局部放大剖視圖。在第一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)軸140的流體動(dòng)態(tài)軸系中形成有階梯部141。由于所述階梯部141無法形成在通過噴射造型法形成的所述軸套120上，所以在所述轉(zhuǎn)軸140上通過形成凸起或凹陷而設(shè)置所述階梯部141。在所述階梯部141形成于所述回轉(zhuǎn)軸140而所述軸套120中沒有設(shè)置防止轉(zhuǎn)軸 140與軸套120之間接觸的裝置的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電機(jī)開始或停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述階梯部141的邊緣142可能會(huì)接觸所述軸套120的表面。如果所述軸套120被所述邊緣142磨損，則電機(jī)的可靠性和壽命都會(huì)降低。因此， 為了防止這個(gè)問題，在所述軸套120上形成凹槽。當(dāng)所述軸套120通過模塑形成時(shí)，所述凹槽可以一體地形成在所述軸套120上。所述轉(zhuǎn)軸140的硬度大于或等于所述軸套120的硬度。具體地，如圖2所示，為了避免所述軸套120與形成于所述轉(zhuǎn)軸140的階梯部141 的邊緣142之間的接觸，在所述軸套120上的對(duì)應(yīng)于所述階梯部141的邊緣142的位置處形成有軸套凹槽121a。所述軸套凹槽121a可以具有階梯形狀，只要能夠避免所述邊緣142與所述軸套 120之間的接觸即可。可選擇地，可以在所述軸套120的鄰近所述邊緣142的部分的整個(gè)表面上形成單個(gè)軸套凹槽。這樣，所述軸套凹槽121a形成于所述軸套120的動(dòng)壓軸系。因此，當(dāng)具有所述邊緣142的所述轉(zhuǎn)軸140轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以防止由所述轉(zhuǎn)軸140與所述軸套120之間的接觸而引起的所述軸套120的磨損。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的主軸電機(jī)100的局部放大剖視圖。以與第一種實(shí)施方式相同的方式，由于當(dāng)所述軸套120由噴射造型工藝形成時(shí)凹陷無法形成于所述軸套120的動(dòng)壓軸系，在轉(zhuǎn)軸140的動(dòng)壓軸系上形成階梯部141。此外，如上所述，在所述階梯部141形成于所述轉(zhuǎn)軸140而所述軸套120中沒有設(shè)置防止轉(zhuǎn)軸140與軸套120之間接觸的裝置的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電機(jī)開始或停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述階梯部141的邊緣142可能會(huì)接觸所述軸套120的表面。如果所述軸套120被邊緣142磨損，電機(jī)的可靠性和預(yù)期壽命都會(huì)降低。因此，為了防止這個(gè)問題，在所述軸套120上形成凹槽。當(dāng)所述軸套120通過模塑形成時(shí)，所述凹槽可以一體地形成在所述軸套120上。所述轉(zhuǎn)軸140的硬度大于或等于所述軸套120的硬度。具體地，如圖3所示，為了避免所述軸套120與形成于所述轉(zhuǎn)軸140的階梯部141 的邊緣142之間的接觸，在所述軸套120上的對(duì)應(yīng)于所述階梯部141的邊緣142的位置處形成有軸套凹槽121b。在第二種實(shí)施方式中，所述軸套凹槽121b為圍繞包括所述邊緣142的整個(gè)所述階梯部141的帶狀。這樣，在帶狀的所述軸套凹槽121b形成于所述軸套120的動(dòng)壓軸系的情況下，當(dāng)所述轉(zhuǎn)軸140轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以更可靠地防止由所述轉(zhuǎn)軸140與所述軸套120之間的接觸而引起的所述軸套120的磨損。將所述軸套凹槽121b形成為帶狀可以通過機(jī)床(machining tool)或燒結(jié)沖壓(sintering press)實(shí)現(xiàn)?？蛇x擇地，當(dāng)通過ECM(電化學(xué)加工(electrochemical machining))形成軸頸凹槽(journal groove)時(shí)，所述軸套凹槽121b可以形成為帶狀。由此，可以簡(jiǎn)化形成所述軸套凹槽121b的工藝。而且，無論材料的種類如何，都可以通過ECM 在所述軸套120上形成所述軸套凹槽121b。另外，形成于所述軸套120的動(dòng)壓軸系的所述軸套凹槽121可以具有多種形狀，包括階梯形狀和帶狀，只要能夠避免所述邊緣142與所述軸套120之間的接觸即可。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸在動(dòng)態(tài)軸系中具有階梯部。此外，軸套中形成有軸套凹槽，用于避免由所述階梯部引起的所述軸套與形成于所述轉(zhuǎn)軸的邊緣之間的接觸。因此，所述轉(zhuǎn)軸與所述軸套之間的摩擦力可以被減至最小，從而防止所述軸套磨損。在所述軸套的動(dòng)態(tài)軸系中形成的所述軸套凹槽可以為階梯形狀或帶狀。將所述軸套凹槽形成為帶狀可以通過車削機(jī)床或燒結(jié)沖壓實(shí)現(xiàn)。可選擇地，當(dāng)通過ECM形成軸頸凹槽時(shí)，所述軸套凹槽可以形成為帶狀。由此，可以簡(jiǎn)化形成所述軸套凹槽的工藝。而且，無論材料的種類如何，都可以通過ECM在軸套中形成所述軸套凹槽。雖然為了說明的目的公開了本發(fā)明的實(shí)施方式，但應(yīng)該明白根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)并不限于此，只要不脫離本發(fā)明的范圍和精神，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行多種更改、添加和替換。相應(yīng)地，任何以及所有的更改、變化或等效布置都應(yīng)該被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的具體范圍將通過所附的權(quán)利要求公開。
權(quán)利要求
1.一種主軸電機(jī)，該主軸電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸在流體動(dòng)壓軸系上具有階梯部；以及軸套，該軸套套在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周表面上，所述軸套的內(nèi)表面上形成有軸套凹槽，以使所述階梯部的邊緣與所述軸套相間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)，其中，所述軸套凹槽形成在所述軸套的與所述階梯部的邊緣相對(duì)應(yīng)的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)，其中，所述軸套凹槽為圍繞所述轉(zhuǎn)軸的階梯部的帶狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)，其中，所述軸套通過模塑形成，并且當(dāng)通過模塑形成所述軸套時(shí)，所述軸套凹槽一體地形成在所述軸套上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)軸的硬度高于所述軸套的硬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)，其中，所述軸套凹槽通過電化學(xué)加工方法而形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主軸電機(jī)。該主軸電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸和軸套。所述轉(zhuǎn)軸在流體動(dòng)壓軸系上具有階梯部。所述軸套套在所述轉(zhuǎn)軸的外圓周表面上。所述軸套的內(nèi)表面上形成有軸套凹槽，以使所述階梯部的邊緣與所述軸套相間隔。
文檔編號(hào)H02K5/16GK102255418SQ20101029171
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者金永泰 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社