主轴电动机制造技术

一种带有减震装置的主轴电动机，该减震装置设置在应变能集中的区域，从而大大地减少电动机处产生的非重复振摆。该减震装置设置在支承主轴电动机轴的滚珠轴承激发的应变能集中的区域。该减震装置大大地减少了电动机处产生的转子重复振摆和非重复振摆。因此可实现增加盘的磁道密度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有减震装置的主轴电动机，该减震装置用来吸收产生最大应变能位置处的振动，从而能减少非重复性的振摆，因而提高了盘的磁道密度。小型盘式记录装置中使用的驱动装置，如硬盘驱动器或软盘驱动器，通常是采用主轴电动机。已知各种主轴电动机，它们是由各制造商为各种目的所制造的。主轴电动机在性能和速度方面都有了改进。附图说明图1示出了一普通主轴电动机的例子。如图1所示，主轴电动机包括绕组112和永久磁体131。公知地，主轴电动机由通过绕组112的电流产生的电场和永久磁体131产生的磁场共同作用而产生的电磁力驱动。这点下面将详细讨论。当电流流过作为定子的绕组112时，绕组112和与绕组112相面对的永久磁体132之间产生电磁力。该电磁力使得永久磁体132转动。借助于永久磁体的旋转力，附着在永久磁体132上的转子130转动。根据运用滚珠轴承140的结构，主轴电动机被分成外轮转动式和内轮转动式。在外轮转动式结构中，轴承嵌在主轴和转子之间使得转子和轴承的外轮一起转动。与之正相反，在内轮转动式结构中，轴承嵌在主轴和电动机基板的支承壳体之间使得转子和轴承的内轮一起转动。下面将详细描述这点。在外轮转动式结构中，主轴中心固定到基板上。轴承嵌在固定的主轴和支承壳体之间使得在绕组和永久磁体产生的电磁力作用下转子和轴承的外轮一起转动。在内轮转动式结构中，如图1所示，主轴120与转子壳体121一体联结。滚珠轴承140安装在主轴120上，使得它的内轮141紧紧地贴绕着主轴120。支承壳体101与基板100一体成形，安装在滚珠轴承140上使得它的内周缘表面紧紧地贴绕在滚珠轴承140的外轮142上。当绕组112和永久磁体132之间产生电磁力时，主轴120和转子130同时与轴承140的内轮141一起转动。在这种运用滚珠轴承的主轴电动机中，在起动主轴电动机时，沿轴向和与轴向垂直的径向产生细微的振动。这种振动引起盘轴向的晃动或显示偏移，被称作“振摆”。在轴承处产生的振摆可通过轮毂传递到盘。或者，这种振摆在传递到主轴之后再传递到盘。在测量这种振摆和分析测得的振摆的频率分量之后，可以发现，振摆由在电动机转动期间产生的周期性频率分量和电动机转动期间产生的非规则频率分量组成。以重复方式产生的周期性频率分量组成的振摆被称为“重复振摆”，而除周期性频率分量之外的频率分量组成的振摆被称为“非重复振摆”。因为这种重复振摆在电动机每次转动中周期性地出现，所以产生重复振摆的时间点通过重复测试可以预测出来。在这点上，可采用用来转换产生重复振摆时的时间点的探头位置的伺服控制系统以便补偿盘的位移。然而，非重复振摆在实践中不能控制，这是因为不可能预测产生这样非重复振摆的时间点。具体地说，非重复振摆的程度决定了盘旋转轨迹的扭曲程度。因此，非重复振摆是限制盘磁道密度的一个原因。因此，在制造主轴电动机时规定非重复振摆的程度必须限制在某种程度之下。例如，对于硬盘驱动器，有一规定，限制非重复振摆在大约磁道间距的5％。根据该规定，在3.5英寸硬盘驱动器的情况下，盘磁道间距应该是3.6μm，非重复振摆不应超过0.18μm以便获得7,000TPI的磁道密度。然而，随着当前需要盘容量和磁道密度的增加已不能满意于上述仅简单地限制非重复振摆的方法。尽管对于盘而言可通过减少磁道间距来提高磁道密度，但是在减小非重复振摆时受到限制，因而对增加盘的磁道密度产生负面影响。因此，除非直接改进非重复振摆，否则磁头不可能以增加了的密度在盘中写进数据。为了获得高的盘磁道密度，尽可能地减少主轴电动机产生的非重复振摆是非常重要的。近来，不断提出减少主轴电动机产生的振动的结构。参见图2，示出了这样一种结构的例子。如图2所示，卡子1用来盖住盘同时防止盘偏移，它借助于螺钉5安装在主轴4的上端。振动减弱装置放置在卡子1和轴4的上端之间。振动减弱装置包括附着到块体3上的软带2。然而，在这种结构中，只能间接控制盘的振摆，因为通过轴和卡子1传递的振摆仅通过带2和块体3减少。而且，即使该结构容易运用到主轴电动机上，由于卡子1安装在主轴电动机的外侧，因此不可能控制通过与轴4直接接合并且盘坐落在其上的转子直接传递的振摆。因此，存在一个问题，很难期望实质性地减小非重复振摆。如上所述，仍然很难实现对主轴电动机产生的非重复振摆的控制。这样，非重复振摆构成了阻止盘的磁道密度实质性提高的一个主要原因。因此本专利技术是考虑上述问题作出的，本专利技术的目的在于提供一种带有减震装置的主轴电动机。该减震装置设置在应变能集中的区域，从而大大地减少盘的振摆，尤其是非重复振摆。本专利技术的另一目的在于提供一种主轴电动机，它能降低盘的频率响应特性，以提高盘的磁道密度，从而能制造出具有高磁道密度的盘。本专利技术的又一目的在于提供一种主轴电动机，它既适用于内轮驱动式系统，又适用于外轮驱动式系统。为了实现上述目的，本专利技术提供一种带有减震装置的主轴电动机，该减震装置设置在支承主轴电动机轴的滚珠轴承激发的应变能集中的区域。该减震装置大大地减少了电动机处产生的转子重复振摆和非重复振摆。通过下面结合附图详细描述实施例，本专利技术的其它目的和方面将会变得更加清楚。附图中图1是现有技术中的主轴电动机的垂直剖面图；图2是运用到现有技术中的电动机上的振动减弱结构的垂直剖面图3和4分别表示根据本专利技术第一实施例的不同形式的主轴电动机的垂直剖面图；图5和6分别表示根据本专利技术第一实施例的主轴电动机的一半的垂直剖面图，图中加强板与减震装置连接；图7和8分别表示根据本专利技术第二实施例的不同形式的主轴电动机的垂直剖面图；图9和10分别表示根据本专利技术第二实施例的主轴电动机的一半的垂直剖面图，图中加强板与减震装置连接；图11和12分别表示根据本专利技术第三实施例的不同形式的主轴电动机的垂直剖面图；图13和14分别表示根据本专利技术第三实施例的主轴电动机的一半的垂直剖面图，图中加强板与减震装置连接；图15表示根据本专利技术第四实施例的主轴电动机的垂直剖面图；图16和17分别表示根据本专利技术第四实施例的主轴电动机的一半的垂直剖面图，图中加强板与减震装置连接；图18表示根据本专利技术第五实施例的主轴电动机的垂直剖面图；图19和20分别表示根据本专利技术第五实施例的主轴电动机的一半的垂直剖面图，图中加强板与减震装置连接；图21和22分别是没有盘装在主轴电动机上的情况下，每隔一定时间和一定频率下的主轴电动机产生的振摆的输出波形图；图23是在图21和22的情况下产生的非重复振摆的矩形图；图24和25分别是在盘装在主轴电动机上的情况下，每隔一定时间和一定频率下的主轴电动机产生的振摆的输出波形图；图26是在图24和25的情况下产生的非重复振摆的矩形图；图27和28分别是没有盘装在主轴电动机上的情况下，主轴电动机以额定速度旋转时，每隔一定时间和一定频率下产生的振摆的输出波形图；图29和30分别是盘装在主轴电动机上的情况下，主轴电动机以额定速度旋转时，每隔一定时间和一定频率下产生的振摆的输出波形图；图31是根据是否设有减震装置的盘的频率响应特性的输出波形图。利用一有限元件方法沿传递通道测得电动机产生的应变能之后，可以发现，大的应变能产生在转子与上轴承接触的表面(0.00857-1.353)、与上轴承外轮的上端接触的表面(0.0112-0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主轴电动机，包括：一轴；一定子，包括一铁芯和一绕组；一转子，环绕所述定子布置使得两者之间形成一气隙，所述转子包括转子壳体和固定到转子壳体的内壁表面上的永久磁体；一滚珠轴承单元，布置在所述轴的外周缘表面和所述支承壳体的内周 缘表面之间，所述滚珠轴承单元包括上轴承和下轴承，上、下轴承均有一内轮、一外轮、和许多安置在所述内轮和外轮之间的滚珠；以及减震装置，布置在所述上、下轴承的外轮之间，用来大体减弱所述电动机产生的震动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑大铉，洪善宙，张健熙，金大均，韩载赫，朴一雄，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]