專利名稱：能抑制在運轉期間所引發(fā)的半頻率旋振的主軸馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種主軸馬達(Spindle motor)，特別是涉及一種適用于一光驅的主軸馬達，能抑制馬達運轉時所引發(fā)的一半頻率旋振(Half-omega whirl)。
背景技術：
造成光驅振動的原因有很多，而主軸馬達的不穩(wěn)定即是光驅的振動來源之一。主軸馬達一般包括一個有鐵芯的定子、一旋轉主軸以及一軸承系統(tǒng)在徑向以及軸向支撐著主軸。因為軸承系統(tǒng)的不穩(wěn)定，造成一種頻率幾乎是主軸旋轉頻率一半的振動出現，一般稱為半頻率旋振。這種半頻率旋振現象特別容易出現在馬達以低速旋轉時。
一般解決半頻率旋振的方式包括下列幾種(A)控制軸承系統(tǒng)以及主軸之間的間隙來減低半頻率旋振的大??；(B)使用其它軸承系統(tǒng)，例如液態(tài)動壓式軸承系統(tǒng)或有預壓的滾珠軸承；(C)使用回饋系統(tǒng)或控制系統(tǒng)來減少半頻率旋振；以及(D)使用一些外在裝置提供的預力使系統(tǒng)穩(wěn)定。
然而，上述方法都存有一些缺點，例如在使用方法(A)時，較小的間隙會造成較高的摩擦力，使用方法(B)價格較為昂貴而方法(C)則無法適用于各種軸承系統(tǒng)。
美國專利號碼5,036,235揭露包括一穩(wěn)定液態(tài)軸承系統(tǒng)的一無刷馬達，該無刷馬達是利用該馬達的定子的中心線偏心于馬達的旋轉軸，達成減少半頻率旋振的目的。該前案不需要外加任何裝置即可提供一預力來使系統(tǒng)穩(wěn)定。然而，由于不平衡的磁力影響，該偏心的定子反而會造成一扭矩變動。
因此，本發(fā)明的一主要目的即在提供一種主軸馬達，其能抑制馬達運轉時所引發(fā)的半頻率旋振。

發(fā)明內容
為了達成上述目的并且解決以上所討論的缺點，本發(fā)明提供一主軸馬達，特別適用于一光驅，其能抑制運轉時所引發(fā)的半頻率旋振。本發(fā)明提供一磁力作為軸承系統(tǒng)的預力(Preload)，因此，可抑制半頻率旋振的現象。
本發(fā)明所提供的主軸馬達包括一軸承系統(tǒng)(Bearing system)、一主軸(Shaft)以及一磁性裝置(Magnetic apparatus)。該軸承系統(tǒng)其上定義一徑向(Radial orientation)。該主軸可旋轉地插入至該軸承系統(tǒng)內，在該主軸馬達運轉期間，該主軸相對于該軸承系統(tǒng)旋轉。該磁性裝置用以施加一朝向該徑向的磁力于該主軸上，進而抑制該主軸相對該軸承系統(tǒng)旋轉時所引發(fā)的半頻率旋振。
關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


圖1為一主軸馬達1的外觀視圖；圖2為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第一較佳具體實施例的主軸馬達；圖3為本發(fā)明的第一較佳具體實施例中的導磁構件的可能構成；圖4為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第二較佳具體實施例的主軸馬達；圖5為本發(fā)明的第二較佳具體實施例中的磁鐵構件的可能構成示意圖；圖6為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明之第三較佳具體實施例的主軸馬達；圖7為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第四較佳具體實施例的主軸馬達；圖8為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第五較佳具體實施例的主軸馬達；圖9為本發(fā)明的第六較佳具體實施例的主軸馬達示意圖。
主要元件符號說明1主軸馬達 10定子12轉子124外殼14基底102套筒16軸承系統(tǒng)22磁鐵構件
18主軸24導磁構件122驅動磁鐵 26磁鐵構件162磁感上軸承 28磁鐵構件20磁鐵構件21磁鐵構件具體實施方式
本發(fā)明的主軸馬達包括一軸承系統(tǒng)、一主軸以及一磁性裝置。該軸承系統(tǒng)其上定義一徑向。該主軸可旋轉地插入至該軸承系統(tǒng)內，在該主軸馬達運轉期間，該主軸相對于該軸承系統(tǒng)旋轉。該磁性裝置用以施加一朝向該徑向的磁力于該主軸上，進而抑制該主軸相對該軸承系統(tǒng)旋轉時所引發(fā)的半頻率旋振。
請參閱圖1，圖1為一主軸馬達1的外觀視圖。如圖1所示，該主軸馬達1包括一主軸18、一外殼124以及一基底14。該主軸18以及該外殼124相對于該基底14旋轉。
請參閱圖2，圖2為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第一較佳具體實施例的主軸馬達1。
如圖2所示，根據本發(fā)明的第一較佳具體實施例，該主軸馬達1進一步包括一定子10以及一轉子12。該定子10包括適合容納該軸承系統(tǒng)16的一套筒(Sleeve)102，該套筒具有一開口(Opening)。該轉子12固定于該主軸18上。在該主軸馬達運轉期間，該轉子12能被驅動進而與該主軸18一起相對該軸承系統(tǒng)16以及該定子10旋轉。該轉子12具有一底表面(Bottom surface)，該轉子的底表面正對該套筒102的開口。該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnetmember)22以及一導磁構件(Magnetic permeable member)24。該磁鐵構件22系固定于該轉子12的底表面上，該磁鐵構件22用以提供一均勻磁場(Magnetic field)。該導磁構件24固定于該套筒102的開口上，該導磁構件24并且安置致使被該磁場影響，該導磁構件裝配以被該磁場感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸18上的磁力。
請參閱圖3，圖3顯示本發(fā)明的第一較佳具體實施例中的導磁構件24的可能構成。在此第一較佳具體實施例中，該導磁構件24包括一第一部件以及一第二部件。該第一部件具有被該磁場影響的一第一面積，該第二部件具有被該磁場影響的一第二面積，并且該第一面積與該第二面積不相等。
在一具體實施例中，該導磁構件24包括一第一部件以及一第二部件。該第一部件具有被該磁場影響的一第一空隙，該第二部件具有被該磁場影響的一第二空隙，并且該第一空隙與該第二空隙不相等。在另一具體實施例中，該導磁構件24為一C型構件。
圖4為沿圖1中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第二較佳具體實施例的主軸馬達1。在圖4中，與圖2具有相同號碼標記的元件，其同樣執(zhí)行圖2中相對應單元所具有的功能。該轉子12具有一導磁部件(Magneticpermeable part)，該導磁部件正對該套筒102的開口。
如圖4所示，根據本發(fā)明的第二較佳具體實施例，該主軸馬達1的磁性裝置包括一磁鐵構件26。該磁鐵構件26固定于該套筒102的開口上。該磁鐵構件26并且安置致使影響該轉子12的導磁部件。該磁鐵構件26裝配以提供一不均勻磁場，該不均勻磁場影響該導磁部件以感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸18上的磁力。
請參閱圖5，圖5顯示本發(fā)明的第二較佳具體實施例中的磁鐵構件26的可能構成。在此第二較佳具體實施例中，該磁鐵構件26包括一第一部件以及一第二部件。該第一部件具有一第一磁強度(Magnetic strength)，該第二部件具有一第二磁強度，并且該第一磁強度與該第二磁強度不相等。
在一具體實施例中，該磁鐵構件26包括一第一部件以及一第二部件。該第一部件具有影響該導磁部件的一第一面積，該第二部件具有影響該導磁部件的一第二面積，并且該第一面積與該第二面積不相等。在另一具體實施例中，該磁鐵構件26為一C型構件。在另一具體實施例中，該磁鐵構件26包括一第一部件以及一第二部件。該第一部件具有一第一厚度，該第二部件具有一第二厚度，并且該第一厚度與該第二厚度不相等。
請參閱圖6，圖6為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第三較佳具體實施例的主軸馬達1。在圖6中，與圖2具有相同號碼標記的元件，其同樣執(zhí)行圖2中相對應單元所具有的功能。該轉子12進一步包括一驅動磁鐵(Drive magnet)122，該驅動磁鐵122固定于該內壁上，該驅動磁鐵122用以提供一磁場。該套筒102或該基底14在該驅動磁鐵122相對處的圓周具有一部分較靠近的導磁部件。該轉子12具有環(huán)繞該套筒102的圓周的一內壁。
如圖6所示，根據本發(fā)明的第三較佳具體實施例，該主軸馬達1的磁性裝置包括該具導磁性的基底(Magnetic permeable base)14。該定子10固定于該導磁基底14上，致使該轉子12被設置在該基底14上方。該基底14具有一彎曲部分，該彎曲部分彎向該驅動磁鐵122，致使該彎曲部分被該磁場影響以感應產生該朝向該徑向并施加于該主軸18上的磁力。
根據本發(fā)明的第三較佳具體實施例的該驅動磁鐵122包括一多極磁化永久磁鐵組(Multi-pole magnetized magnets)，該磁鐵組是以一間距隔開并環(huán)繞固定在該轉子12的內壁的一下圓周上。
圖7為沿圖一中L-L線的剖視圖，顯示根據本發(fā)明的第四較佳具體實施例的主軸馬達1。在圖7中，與圖2具有相同號碼標記的元件，其同樣執(zhí)行圖2中相對應單元所具有的功能。該主軸18是可感磁。
如圖7所示，根據本發(fā)明的第四較佳具體實施例，該主軸馬達1的磁性裝置包括一磁鐵構件28。該磁鐵構件28固定于該套筒102的開口上。該磁鐵構件被裝配以影響該主軸18感應產生該朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
根據本發(fā)明的第四較佳具體實施例的該磁鐵構件28為一環(huán)形構件。該環(huán)形構件與該軸承系統(tǒng)16的一中心成偏心。在一具體實施例中，該磁鐵構件28為一C型構件。該C型構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成同心或偏心。
圖8為沿圖一中L-L線的剖視圖，其顯示根據本發(fā)明的第五較佳具體實施例的主軸馬達1。在圖8中，與圖2具有相同號碼標記的元件，其同樣執(zhí)行圖2中相對應單元所具有的功能。
如圖8所示，根據本發(fā)明的第五較佳具體實施例，該軸承系統(tǒng)16包括一導磁上軸承(Magnetic permeable upper bearing)162。該上軸承162安置于該套筒102的開口處，該主軸18具有一導磁(Magnetic Permeable)部件。該主軸馬達1的磁性裝置包括一磁鐵構件20。該磁鐵構件20固定于該套筒102的開口上并接近該上軸承162處。該磁鐵構件20被裝配以影響該上軸承162與主軸18，進而感生產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸18上的磁力。
根據本發(fā)明的第五較佳具體實施例的該磁鐵構件20為一環(huán)形構件。該環(huán)形構件與該上軸承162的一中心成偏心。在一具體實施例中，該磁鐵構件20為一C型構件，該C型構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成同心或偏心。
圖9顯示根據本發(fā)明的第六較佳具體實施例的主軸馬達。在圖9中，與圖2具有相同號碼標記的元件，其同樣執(zhí)行圖2中相對應單元所具有的功能。該轉子12具有一導磁外殼124，該外殼124覆蓋該定子10。
如圖9所示，根據本發(fā)明的第六較佳具體實施例，該主軸馬達1的磁性裝置包括一磁鐵構件21。該磁鐵構件21設置于該轉子12的外殼124的外部。該磁鐵構件21用以提供一磁場影響該轉子12的外殼124以感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸18上的磁力。
通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的權利要求的范疇內。
權利要求
1.一種主軸馬達(Spindle motor)，包括一軸承系統(tǒng)(Bearing system)，該軸承系統(tǒng)其上定義一徑向(Radialorientation)；一主軸(Shaft)，該主軸可旋轉地插入至該軸承系統(tǒng)內，在該主軸馬達運轉期間，該主軸相對于該軸承系統(tǒng)旋轉；以及一磁性裝置(Magnetic apparatus)，該磁性裝置用以施加一朝向該徑向的磁力(Magnetic force)于該主軸上，進而抑制該主軸相對該軸承系統(tǒng)旋轉時所引發(fā)的一半頻率旋振(Half-omega whirl)。
2.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)，該定子包括適合容納該軸承系統(tǒng)的一套筒(Sleeve)，該套筒具有一開口(Opening)；以及一轉子(Rotor)，該轉子固定于該主軸上，在該主軸馬達運轉期間，該轉子能被驅動進而與該主軸一起相對該軸承系統(tǒng)以及該定子旋轉，該轉子具有一底表面(Bottom surface)，該轉子的底表面正對該套筒的開口；其中該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnet member)，該磁鐵構件固定于該轉子的底表面上，該磁鐵構件用以提供一均勻磁場(Magnetic field)；以及一導磁構件(Magnetic permeable member)，該導磁構件固定于該套筒的開口上，該導磁構件并且安置致使被該磁場影響，該導磁構件裝配以被該磁場感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
3.如權利要求2所述的主軸馬達，其中該導磁構件為一C型構件。
4.如權利要求2所述的主軸馬達，其中該導磁構件包括一第一部件以及一第二部件，該第一部件具有被該磁場影響的一第一面積，該第二部件具有被該磁場影響的一第二面積，并且該第一面積與該第二面積不相等。
5.如權利要求2所述的主軸馬達，其中該導磁構件包括一第一部件以及一第二部件，該第一部件具有被該磁場影響的一第一空隙，該第二部件具有被該磁場影響的一第二空隙，并且該第一空隙與該第二空隙不相等。
6.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)，該定子包括適合容納該軸承系統(tǒng)的一套筒(Sleeve)，該套筒具有一開口(Opening)；以及一轉子(Rotor)，該轉子固定于該主軸上，在該主軸馬達運轉期間，該轉子能被驅動進而與該主軸一起相對該軸承系統(tǒng)以及該定子旋轉，該轉子具有一導磁部件(Magnetic permeable part)，該導磁部件正對該套筒的開口；其中該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnet member)，該磁鐵構件固定于該套筒的開口上，該磁鐵構件影響該轉子的導磁部件，該磁鐵構件提供一不均勻磁場(Magnetic field)，該不均勻磁場影響該導磁部件以感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
7.如權利要求6所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件包括一第一部件以及一第二部件，該第一部件具有一第一磁強度(Magnetic strength)，該第二部件具有一第二磁強度，并且該第一磁強度與該第二磁強度不相等。
8.如權利要求6所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件包括一第一部件以及一第二部件，該第一部件具有影響該導磁部件的一第一面積，該第二部件具有影響該導磁部件的一第二面積，并且該第一面積與該第二面積不相等。
9.如權利要求6所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件為一C型構件。
10.如權利要求6所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件包括一第一部件以及一第二部件，該第一部件具有一第一厚度，該第二部件具有一第二厚度，并且該第一厚度與該第二厚度不相等。
11.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)，該定子包括適合容納該軸承系統(tǒng)的一套筒(Sleeve)，該套筒或一導磁基底在一驅動磁鐵(Drive magnet)相對處的圓周具有一部分較靠近的導磁部件；以及一轉子(Rotor)，該轉子固定于該主軸上，在該主軸馬達運轉期間，該轉子能被驅動進而與該主軸一起相對該軸承系統(tǒng)以及該定子旋轉，該轉子具有一環(huán)繞該套筒圓周的內壁，該轉子包括該驅動磁鐵，該驅動磁鐵固定于該內壁上，該驅動磁鐵用以提供一磁場(Magnetic field)；其中該磁性裝置包括該導磁基底(Magnetic permeable base)，該定子固定于該導磁基底上，致使該轉子被設置在該基底上方，該基底具有一彎曲部分，該彎曲部分彎向該驅動磁鐵，致使該彎曲部分被該磁場影響以感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
12.如權利要求11所述的主軸馬達，其中該驅動磁鐵包括一多極磁化永久磁鐵組(Multi-pole magnetized magnets)，該磁鐵組是以一間距相間環(huán)繞并固設于該轉子內壁的一下圓周上。
13.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)，該定子包括容納該軸承系統(tǒng)的一套筒(Sleeve)，該套筒具有一開口(Opening)；其中該主軸為可導磁，并且該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnet member)，該磁鐵構件固定于該套筒的開口上，該磁鐵構件使該主軸感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
14.如權利要求13所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件為一環(huán)形構件，該環(huán)形構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成偏心。
15.如權利要求13所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件為一C型構件，該C型構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成同心或偏心。
16.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)，該定子包括容納該軸承系統(tǒng)的一套筒(Sleeve)，該套筒具有一開口(Opening)；其中該軸承系統(tǒng)包括一導磁上軸承(Magnetic permeable upper bearing)，該上軸承安置于該套筒的開口處，該主軸具有一導磁性(Magneticpermeable)，并且該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnet memberMagnet)，該磁鐵構件固定于該套筒的開口上并接近該上軸承處，該磁鐵構件影響該上軸承與主軸，進而感生產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
17.如權利要求16所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件為一環(huán)形構件，該環(huán)形構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成偏心。
18.如權利要求16所述的主軸馬達，其中該磁鐵構件為一C型構件，該C型構件與該軸承系統(tǒng)的一中心成同心或偏心。
19.如權利要求1所述的主軸馬達，進一步包括一定子(Stator)；以及一轉子(Rotor)，該轉子固定于該主軸上，在該主軸馬達運轉期間，該轉子能被驅動進而與該主軸一起相對該軸承系統(tǒng)以及該定子旋轉，該轉子具有一導磁外殼，該外殼覆蓋該定子；其中該磁性裝置包括一磁鐵構件(Magnet member)，該磁鐵構件設置于該轉子的外殼的外部，該磁鐵構件用以提供一磁場(Magnetic field)影響該轉子的外殼以感應產生等效地朝向該徑向并施加于該主軸上的磁力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種主軸馬達，特別適用于一光驅。該主軸馬達包括一軸承系統(tǒng)、一主軸以及一磁性裝置。該軸承系統(tǒng)其上定義一徑向。該主軸可旋轉地插入至該軸承系統(tǒng)內，在該主軸馬達運轉期間，該主軸相對于該軸承系統(tǒng)旋轉。該磁性裝置用以施加一朝向該徑向的磁力于該主軸上，進而抑制該主軸相對該軸承系統(tǒng)旋轉時所引發(fā)的一半頻率旋振。
文檔編號H02K7/09GK1819411SQ20061000420
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月28日 優(yōu)先權日2005年2月4日
發(fā)明者王國仁 申請人:明基電通股份有限公司