专利名称：主轴电机及具有该主轴电机的盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主轴电机及具有该主轴电机的盘驱动器，更具体地说，涉及这样一种主轴电机，该主轴电机能够防止当轴旋转时造成的气流扰动和油渗漏，并且能够确保主轴电机的装配和旋转稳定性免受施加到主轴电机的外部冲击或当盘被装载和移除时施加的力的影响。
背景技术：
用于驱动光盘式记录介质的设备被构造成通过在装载记录介质并使记录介质旋转的同时使光学拾取装置运动来读写信号。根据光盘驱动器的厚度将光盘驱动器分类成薄驱动装置(12. 7mm)、超薄驱动装置 (9. 5mm)、特超薄驱动装置(7. Omm)，根据记录介质装载方法将光盘驱动器分类成托盘式或者吸入式(slot-in type)。如上所述，光盘驱动器纤薄，因此装载记录介质并使记录介质旋转的主轴电机的尺寸要小。为此，需要减小主轴电机的部件的轴向长度。然而，由于旋转构件应该被制造得薄，所以旋转构件的部件之间的附着力降低，从而难以装配旋转构件，导致不期望的旋转特性(例如，竖直振动、弯曲振动等)，并且因施加到主轴电机的外部冲击或当盘被装载到主轴电机上以及从主轴电机移除盘时施加的力导致主轴电机的装配和旋转特性降低。另外，由于主轴电机的旋转构件和固定构件之间的轴向间隙小，所以当旋转构件旋转时，在旋转构件和固定构件之间发生气流扰动，因此提高了噪声级和振动级。当主轴电机旋转时，气流扰动导致主轴电机的运转状态不稳定，并导致油从轴承构件渗漏。另外，主轴电机的不稳定运转使得从固定构件产生大量的热并降低主轴电机的效率，从而增加了主轴电机的能量消耗。
发明内容
本发明的一方面提供一种主轴电机及具有该主轴电机的光盘驱动器，该主轴电机具有提高的刚度，以确保主轴电机的装配和旋转稳定性同时使主轴电机的尺寸(具体地， 主轴电机的厚度)变薄。本发明的另一方面在于充分确保旋转构件和固定构件之间的轴向间隙，同时使设备变薄，以当旋转构件旋转时稳定地获得气流，并且当主轴电机旋转时抑制振动和噪声的产生。另外，本发明的另一方面在于使设备稳定驱动，以减少能量消耗同时防止油渗漏。
根据本发明的一方面，提供一种主轴电机，该主轴电机包括套筒，可旋转地支撑轴；轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子壳，包括与轴套的外周表面结合的圆柱形壁部分；气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。气流扩散部分可被形成为使气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。气流扩散部分可被形成为朝着轴套的径向外侧向上倾斜。轴套的底部可通过气流扩散部分和密封部分而设置有环形槽部分。环形槽部分的两侧壁中的至少一个可被形成为倾斜。气流扩散部分的外径可被形成为基本上等于套筒的外径。密封部分可被形成为从气流扩散部分的径向外侧向下倾斜到所述圆柱形壁部分的内周表面。主轴电机还可包括锥形部分，锥形部分形成在轴套的轴向底部上且形成在轴的外周表面和气流扩散部分之间。锥形部分可被形成为从气流扩散部分的径向内侧朝着轴的外周表面向下倾斜。根据本发明的另一方面，提供一种主轴电机，该主轴电机包括套筒，可旋转地支撑轴；轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；槽部分，形成在轴套的轴向底部上并包括第一斜面和第二斜面，第一斜面被形成为朝着轴套的径向外侧向上倾斜，第二斜面被形成为从第一斜面朝着径向外侧向下倾斜。第一斜面的倾斜度可被形成为小于第二斜面的倾斜度。根据本发明的另一方面，提供一种主轴电机，该主轴电机包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子壳，包括与轴套的外周表面结合的圆柱形壁部分；填充槽，形成在轴和轴套之间的边界部分以及轴套和所述圆柱形壁部分之间的边界部分中的至少一个中，并且填充有结合材料。填充槽可包括沿圆周方向形成在轴的外径侧上的第一环形槽部分。第一环形槽部分可被形成为朝着轴向顶部扩张。第一环形槽部分可被形成为朝着轴向顶部变窄。第一环形槽部分的一侧可被形成为被开通到轴套的内周表面。填充槽可包括沿圆周方向形成在轴套的内径侧上的第二环形槽部分。第二环形槽部分的一侧可被开通到轴的外周表面。第二环形槽部分的另一侧可被形成为相对于轴向倾斜预定角度。第二环形槽部分的底部可被形成为相对于径向倾斜预定角度。第二环形槽部分的底部可被形成为台阶。主轴电机还可包括第三环形槽部分，第三环形槽部分形成为在轴套的内周表面上沿轴向延伸。第三环形槽部分可被形成为与第二环形槽部分连通。第三环形槽部分可被形成为使侧壁相对于轴向倾斜预定角度。主轴电机还可包括沿圆周方向形成在轴套的外径侧上的第四环形槽部分。
第四环形槽部分可被形成为从轴套的顶部外周部分沿轴向延伸。第四环形槽部分可被形成为使侧壁相对于轴向倾斜预定角度。根据本发明的另一方面，提供一种盘驱动器，该盘驱动器包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子，包括转子壳，转子壳包括圆柱形壁部分和磁体，所述圆柱形壁部分与轴套的外周表面固定地结合，磁体被安装在转子壳的内侧上；夹持部分，安装在转子壳中且与盘可移除地结合；套筒，可旋转地支撑轴；定子，包括支撑套筒的支架和与磁体相互作用的磁性材料；气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。气流扩散部分可被形成为向上倾斜，以允许气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。轴套的底部可通过气流扩散部分和密封部分而设置有环形槽部分，环形槽部分的两侧壁中的至少一个被形成为倾斜。气流扩散部分的外径可被形成为基本上等于套筒的外径。密封部分可被形成为从气流扩散部分的径向外侧朝着所述圆柱形壁部分的内周表面向下倾斜。根据本发明的另一方面，提供一种盘驱动器，该盘驱动器包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子，包括转子壳，转子壳包括圆柱形壁部分和磁体，所述圆柱形壁部分与轴套的外周表面固定地结合，磁体被安装在转子壳的内侧上；夹持部分，安装在转子壳中且与盘可移除地结合；套筒，可旋转地支撑轴；定子，包括支撑套筒的支架和与磁体相互作用的磁性材料；填充槽，形成在轴和轴套之间的边界部分以及轴套和所述圆柱形壁部分之间的边界部分中的至少一个中。填充槽可包括第一环形槽部分，沿圆周方向形成在轴的外径侧上；第二环形槽部分，沿圆周方向形成在轴套的内径侧上；第三环形槽部分，形成为在轴套的内周表面上沿轴向延伸。盘驱动器还可包括沿圆周方向形成在轴套的外径侧上的第四环形槽部分。盘驱动器还可包括气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。气流扩散部分可被形成为向上倾斜，以允许气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。密封部分可被形成为从气流扩散部分的径向外侧向下倾斜到所述圆柱形壁部分的内周表面。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其他方面、特点和其他优点将会被更加清楚地理解，其中图1是根据本发明的第一示例性实施例的盘驱动器的轴向截面图；图2是示出图1的A部分的放大视图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的主轴电机中的轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图；图4是根据本发明的第一示例性实施例的主轴电机中的轴套的上倾立体图 (upper perspective view)；图5是示出根据本发明的第二示例性实施例的主轴电机中的轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图；图6是根据本发明的第二示例性实施例的主轴电机中的轴套的上倾立体图；图7是示出根据本发明的第三示例性实施例的主轴电机中的轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图；图8是根据本发明的第三示例性实施例的主轴电机中的轴套的上倾立体图；图9是根据本发明的第四示例性实施例的盘驱动器的轴向截面图；图10是示意性地示出根据本发明的第四示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图；图11是示意性地示出根据本发明的第五示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图；图12是示意性地示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图；图13是示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的轴套的第一变型示例的局部放大视图；图14是示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的轴套的第二变型示例的局部放大视图；图15是示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的轴的第一变型示例的局部放大视图；图16是示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的轴的第二变型示例的局部放大视图；图17是示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的轴的第三变型示例的局部放大视图；图18A至图18C是示出根据本发明的第四至第六示例性实施例的主轴电机中的轴套的各种形状的立体图和轴向截面图；图19A至图19D是示出根据本发明的第四至第六示例性实施例的主轴电机中的轴的各种形式的立体图和轴向截面图；图20A是示意性地示出根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图，图20B是示出轴套形状的局部剖开立体图；图21A是示出根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机中的轴套的变型示例的局部放大视图，图21B是示出轴套形状的局部剖开立体图；图22A是示意性地示出根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图，图22B是示出轴套形状的立体图和轴向截面图；图23A是示意性地示出根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机中的轴套的变型示例的局部放大视图，图2 是示出轴套形状的立体图和轴向截面图。
具体实施例方式现在，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。更确切地，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并且将把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。 在附图中，为了清楚起见，会夸大形状和尺寸，将始终使用相同的标号来指示相同或相似的部件。图1是根据本发明的第一示例性实施例的盘驱动器的轴向截面图，图2是示出图1 的A部分的放大视图，图3是示出轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图，图4是轴套的上倾立体图。参照图1和图2，根据本发明的第一示例性实施例的盘驱动器100可被构造成包括用作旋转轴的主轴电机组件、转子组件40、定子组件50以及夹持部分60。主轴电机组件可被构造成包括轴10 ；轴套30，与轴10的外周表面结合，且与轴 10 一起旋转；轴承部分20，可旋转地支撑轴10。轴10设置在与预定中心轴的相同的轴上，并且当主轴电机旋转时，轴10可基于虚拟旋转轴旋转。轴承部分20可被构造成包括圆柱形套筒21，沿径向可旋转地支撑轴10 ；推力垫圈22，设置在套筒21的底侧，且沿轴向可旋转地支撑轴10 ；盖板23，覆盖推力垫圈22和套筒21的底部。在这种构造中，当限定方向时，轴向指的是与轴10的中心轴平行的方向，且轴向被分成轴向顶部和轴向底部，径向指的是与轴向垂直的方向，且径向被分成径向内侧和径向外侧，圆周方向指的是沿圆周的方向。套筒21包括通孔且可由包含诸如油的润滑剂的烧结材料制成，轴10沿轴向被插入到该通孔中且穿过该通孔。径向轴承可形成在轴10的外周表面和套筒21的内周表面之间，以沿径向支撑轴10的旋转。此外，动压槽可形成在轴10的外周表面和套筒21的内周表面中的至少一个上，以当轴10旋转时使径向轴承中油的压力不变。推力垫圈22可设置在轴10的轴向底部上并且被固定地插入到盖板23的中央槽中。推力轴承可形成在推力垫圈22和轴10之间，以沿轴向支撑轴10的旋转。参照图3和图4，轴套30可被构造成包括主体部分31，与轴10的顶部外周表面结合；气流扩散部分32和密封部分33，形成在主体部分31的底部上；中空部分34，沿轴向穿透主体部分31，以使轴10被插入。气流扩散部分32可被形成为朝着径向外侧向上倾斜，以使轴套30的底部和套筒 21的顶表面之间的轴向间隙G被形成为朝着径向外侧越来越大。S卩，轴套30的外径轴向间隙G2可被形成为大于轴套30的内径轴向间隙G1。这可防止因轴向间隙与主轴电机的纤薄度对应地减小而导致在当主轴电机旋转时轴和套筒之间产生的气流不稳定地流动。即，当主轴电机旋转时，在轴10和套筒21之间产生的气流沿气流扩散部分32运动，因逐渐增加的轴向间隙而使气压朝着径向外侧减小， 使得气流稳定地流动。
从气流扩散部分32扩散的气流沿密封部分33运动并被排放到定子组件50的外部。气流扩散部分32可形成环形槽部分的一部分，所述环形槽部分沿圆周方向形成在圆柱形轴套30的底部上，所述槽部分的至少一个表面可被形成为倾斜。气流扩散部分32 的径向长度可与套筒21的径向长度基本上相同。即，气流扩散部分32的外径可被形成为与套筒21的外径一致。密封部分33从气流扩散部分32的径向外侧延伸到转子壳41的圆柱形壁部分41a 的内周表面，以防止因主轴电机的高速旋转而导致从由烧结材料制成的套筒排放的油渗漏。密封部分33可被形成为朝着径向外侧向下倾斜，密封部分33可用作刚度加强部分，从而防止当主轴电机旋转时油渗漏，并且防止因轴套30的厚度与主轴电机的纤薄度对应地减小而导致刚度降低。在这种情况下，除气流扩散部分32之外，密封部分33也可形成槽部分的一部分， 所述槽部分沿圆周方向形成在圆柱形轴套30的底部上。即，气流扩散部分32和密封部分 33可形成槽部分的两个斜面，所述槽部分沿圆周方向形成在主体部分31的底部上并且具有倒V字形的轴向截面。形成为朝着轴套30的径向外侧向上倾斜的第一斜面可形成气流扩散部分32，形成为从第一斜面朝着径向外侧向下倾斜的第二斜面可形成密封部分33。形成气流扩散部分32的第一斜面的倾斜度可被形成为小于形成密封部分33的第二斜面的倾斜度。另外，第二斜面的轴向长度可被形成为比第一斜面的轴向长度长。轴10可被压配合在中空部分34中。在这种情况下，粘合剂可被施加在轴10和轴套30之间。转子组件40可被构造成包括转子壳41、驱动磁体42以及盘安装部分43。转子壳41可被构造成包括第一圆柱形壁部分41a，在转子壳41的中央处向上突出，并与轴套30的外周表面结合；盘部分41b，从第一圆柱形壁部分41a的底端部延伸到径向外侧；第二圆柱形壁部分41c，从盘部分41b的径向外端向下突出。第一圆柱形壁部分41a可通过弯曲转子壳41的中央而形成，第一圆柱形壁部分 41a的内表面可与轴套30的外周表面结合。盘部分41b的顶表面可设置有其中安放盘70的盘安装部分43，盘部分41b的底表面可设置有吸力磁体45，形成为通过在盘部分和定子组件50的磁性材料之间施加吸引力而使转子组件40稳定地旋转；止动件44，被形成在支架51中的锁止件55锁住，以防止当主轴电机旋转时旋转构件沿轴向向上分离开。第二圆柱形壁部分41c的内周表面可设置有对应于定子组件50的线圈M的环形驱动磁体42。吸力磁体45和驱动磁体42是永磁体，该永磁体通过沿圆周方向交替地磁化 N极和S极而产生具有预定强度的磁力。定子组件50可被构造成包括支架51，与套筒21的外周表面结合并且固定地支撑主轴电机组件；多个芯53，与支架51的外周表面结合；线圈54，缠绕在多个芯53上。支架51的底部外周表面可与底座52结合，底座52的顶部可设置有控制主轴电机的旋转驱动的电路板。
支架51的顶部外周表面可设置有锁止件55，止动件44被锁止件55锁住，以防止当主轴电机旋转时旋转构件沿轴向分离开。转子组件40通过线圈M和驱动磁体42之间的电磁相互作用而旋转。详细地说， 当电能通过形成在底座52上的电路板被供应到线圈M时，缠绕有线圈M的多个芯53被磁化，通过多个芯53和与多个芯53相对的驱动磁体42之间的电磁相互作用而使转子组件 40旋转。使盘70与主轴电机可移除地结合的夹持部分60可包括弹性构件。当盘70被插入到夹持部分60中时，通过因施加到夹持部分60的力导致弹性构件变形而使夹持部分60 退回到径向内侧，然后，当盘70被安放在转子壳41上时，通过因弹性构件的回复力对盘70 的内周表面施压而将盘70固定到主轴电机。图5示出了根据本发明的第二示例性实施例的主轴电机中的轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图，图6是轴套的上倾立体图。在图5和图6中示出了根据本发明的第二示例性实施例的主轴电机的轴套的变型示例。其他部件与图1至图4中示出的根据本发明的第一示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。参照图5和图6，在根据本发明的第二示例性实施例的主轴电机中，轴套300可被构造成包括主体部分310、底部320以及中空部分340，其中，底部320可被构造成包括锥形部分321、气流扩散部分322以及密封部分323。锥形部分321可被形成为朝着主体部分310的内径侧向下倾斜，气流扩散部分322 形成在锥形部分321和密封部分323之间，密封部分323可被形成为朝着主体部分310的外径侧向下倾斜。轴套300的底部320可具有沿圆周方向形成的环形槽部分的形状。在这种构造中， 锥形部分321形成所述槽部分的一个侧壁，气流扩散部分322可形成所述槽部分的底表面， 密封部分323可形成所述槽部分的另一个侧壁。在这种构造中，所述槽部分的两个侧壁可被形成为分别朝着轴套300的内径侧和外径侧倾斜。关于两个侧壁的轴向长度，形成密封部分323的侧壁的长度可被形成为比形成锥形部分321的侧壁的长度长。锥形部分321可用于在使轴套300的厚度与主轴电机的纤薄度对应地减小的情况下加强轴套300的刚度，锥形部分321可使在轴和套筒之间产生的气流易于运动到气流扩散部分322。虽然本示例性实施例示出并描述了气流扩散部分322被形成为与径向平行的示例，但是本发明不限于此。气流扩散部分322可被形成为朝着径向外侧倾斜。图7是示出根据本发明的第三示例性实施例的主轴电机中的轴套的俯视图、轴向截面图和仰视图，图8是轴套的上倾立体图。在图7和图8中示出了根据本发明的第三示例性实施例的主轴电机的轴套的变型示例。其他部件与图1至图4中示出的根据本发明的第一示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。参照图7和图8，在根据本发明的第三示例性实施例的主轴电机中，轴套500可被构造成包括主体部分510、底部520以及中空部分M0，其中，底部520可被构造成包括气流扩散部分522以及密封部分523。密封部分523可被形成为朝着轴套500的外周表面呈锥形。气流扩散部分522可被形成为朝着径向外侧成台阶，并且可包括第一台阶部分 522a和第二台阶部分522b。与第一台阶部分52 相比，第二台阶部分522b形成在径向外侧，套筒和第二台阶部分522b之间的轴向间隙可被形成为大于套筒和第一台阶部分52 之间的轴向间隙。轴套500的底部520可具有沿圆周方向形成的环形槽部分的形状，其中，所述槽部分可由外侧壁和底部构成，底部可形成气流扩散部分522，外侧壁可形成密封部分523。在这种情况下，底部被形成为台阶，以形成第一台阶部分52 和第二台阶部分522b。图9是根据本发明的第四示例性实施例的盘驱动器的轴向截面图，图10是示意性地示出在根据本发明的第四示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图。参照图9和图10，根据本发明的第四示例性实施例的盘驱动器100可被构造成包括用作旋转轴的主轴电机组件、转子组件40、定子组件50以及夹持部分60。主轴电机组件可被构造成包括轴10 ；轴套30，与轴10的外周表面结合，且与轴 10 一起旋转；轴承部分20，可旋转地支撑轴10。轴10设置在与预定中心轴相同的轴上，并且当主轴电机旋转时，轴10可基于虚拟旋转轴旋转。轴承部分20可被构造成包括圆柱形套筒21，沿径向可旋转地支撑轴10 ；推力垫圈22，设置在套筒21的底侧，且沿轴向可旋转地支撑轴10 ；盖板23，覆盖推力垫圈22和套筒21的底部。在这种构造中，当限定方向时，轴向指的是与轴10的中心轴平行的方向，且轴向被分成轴向顶部和轴向底部，径向指的是与轴向垂直的方向，且径向被分成径向内侧和径向外侧，圆周方向指的是沿圆周的方向。套筒21包括通孔且可由包含诸如油的润滑剂的烧结材料制成，轴沿轴向被插入到该通孔中且穿过该通孔。径向轴承可形成在轴10的外周表面和套筒21的内周表面之间， 以沿径向支撑轴10的旋转。此外，动压槽可形成在轴10的外周表面和套筒21的内周表面中的至少一个上，以当轴10旋转时使径向轴承中油的压力不变。推力垫圈22可设置在轴10的轴向底部上并且被固定地插入到盖板23的中央槽中。推力轴承可形成在推力垫圈22和轴10之间，以沿轴向支撑轴10的旋转。轴套30的内径侧可被构造成包括沿圆周方向形成的槽部分36，轴套30可包括形成在轴向底部上的气流扩散部分37和密封部分38。轴套30可通过切削具有良好的机械加工性的金属材料而形成。槽部分36可被形成为使其一侧被开通到轴10的外周表面，槽部分36的底部可形成为沿径向倾斜预定角度。槽部分36与轴10的顶表面一起形成填充槽35，结合材料可被填充在填充槽35 中。在图9和图10的填充槽35中，阴影部分表示填充有结合材料的部分。在第四示例性实施例中，结合材料可具有包括结合界面的抗剥离强度以及结合材料的抗剪切强度两者的结合结构。结合材料设置在轴10的顶表面上且填充在轴套30的内径侧上的槽部分36中，从而可提高轴套30和轴10之间的附着力并可防止结合材料溢出到填充槽35的外部。气流扩散部分37可被形成为朝着径向外侧向上倾斜，以使轴套30的底部和套筒 21的顶表面之间的轴向间隙G被形成为朝着径向外侧越来越大。当主轴电机旋转时，在轴10和套筒21之间产生的气流沿气流扩散部分37运动， 因逐渐增加的轴向间隙而使气压朝着径向外侧减小，使得气流稳定地流动。从气流扩散部分37扩散的气流沿密封部分38运动并被排放到定子组件50的外部。密封部分38从气流扩散部分37的径向外侧延伸到转子壳41的圆柱形壁部分41a 的内周表面，以防止因主轴电机的高速旋转而导致从由烧结材料制成的套筒排放的油渗漏。密封部分38可被形成为朝着径向外侧向下倾斜，密封部分38可用作刚度加强部分，从而防止当主轴电机旋转时油渗漏，并且防止因轴套30的厚度与主轴电机的纤薄度对应地减小而导致刚度降低。转子组件40可被构造成包括转子壳41、驱动磁体42以及盘安装部分43。转子壳41可被构造成包括第一圆柱形壁部分41a，在转子壳41的中央处向上突出，并与轴套30的外周表面结合；盘部分41b，从第一圆柱形壁部分41a的底端部延伸到径向外侧；第二圆柱形壁部分41c，从盘部分41b的径向外端向下突出。第一圆柱形壁部分41a可通过弯曲转子壳41的中央而形成，第一圆柱形壁部分 41a的内表面可与轴套30的外周表面结合。盘部分41b的顶表面可设置有其中安放盘70的盘安装部分43，盘部分41b的底表面可设置有吸力磁体45，形成为通过在盘部分和定子组件50的磁性材料之间施加吸引力而使转子组件40稳定地旋转；止动件44，被形成在支架51中的锁止件55锁住，以防止当主轴电机旋转时旋转构件沿轴向向上分离开。第二圆柱形壁部分41c的内周表面可设置有对应于定子组件50的线圈M的环形驱动磁体42。吸力磁体45和驱动磁体42是永磁体，该永磁体通过沿圆周方向交替地磁化 N极和S极而产生预定强度的磁力。定子组件50可被构造成包括支架51，与套筒21的外周表面结合并且固定地支撑主轴电机组件；多个芯53，与支架51的外周表面结合；线圈54，缠绕在多个芯53上。支架51的底部外周表面可与底座52结合，底座52的顶部可设置有控制主轴电机的旋转驱动的电路板。支架51的顶部外周表面可设置有锁止件55，止动件44被锁止件55锁住，以防止当主轴电机旋转时旋转构件沿轴向分离开。转子组件40通过线圈M和驱动磁体42之间的电磁相互作用而旋转。详细地说， 当电能通过形成在底座52上的电路板被供应到线圈M时，缠绕有线圈M的多个芯53被磁化，通过多个芯53和与多个芯53相对的驱动磁体42之间的电磁相互作用而使转子组件 40旋转。将盘70与主轴电机可移除地结合的夹持部分60可包括弹性构件。当盘70被插入到夹持部分60中时，通过因施加到夹持部分60的力导致弹性构件变形而使夹持部分60退回到径向内侧，然后，当盘70被安放在转子壳41上时，通过因弹性构件的回复力对盘70 的内周表面施压而将盘70固定到主轴电机。图11是示意性地示出根据本发明的第五示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图。在图11中示出了根据本发明的第五示例性实施例的主轴电机的填充槽的变型示例。其他部件与图9至图10中示出的根据本发明的第四示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。参照图11，在根据本发明的第五示例性实施例的主轴电机中，轴110可包括沿圆周方向形成在外径侧上的槽部分111。槽部分111可具有环形槽形状。槽部分111可具有彼此平行地形成的侧壁。槽部分111与轴110的被轴套130的内径侧上的壁部分围绕的顶部一起形成填充槽135，结合材料可被填充在填充槽135中。在图11的填充槽135中，阴影部分表示填充有结合材料的部分。在第五示例性实施例中，结合材料由具有结合界面的抗剥离强度以及结合材料的抗剪切强度两者的材料制成。结合材料设置在轴110的被轴套130的内径侧上的壁部分围绕的顶部上，从而可提高轴套130和轴110之间的附着力。另外，在第五示例性实施例中， 通过形成在轴110的顶部上的槽部分111，可防止结合材料溢出到填充槽135的外部。图12是示意性地示出根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图，图13是示出轴套的第一变型示例的局部放大视图，图14是示出轴套的第二变型示例的局部放大视图，图15至图17是示出轴的第一变型示例至第三变型示例的局部放大视图。图12中示出的根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机示出了第四示例性实施例的轴套结构和第五示例性实施例的轴结构结合的状态，图13至图17中示出的根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机示出了图12中的轴或轴套的变型示例。其他部件与图9至图10中示出的根据本发明的第四示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。首先参照图12，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机中，轴210可包括沿圆周方向形成在外径侧上的第一槽部分211，轴套230可包括第二槽部分231，沿圆周方向形成在内径侧上；气流扩散部分237和密封部分238，形成在轴向底部上。第一槽部分211与轴210的被第二槽部分231的外壁部分围绕的顶部一起形成填充槽235。结合材料可被填充在填充槽235中。在图12的填充槽235中，阴影部分表示填充有结合材料的部分。结合材料可具有包括结合界面的抗剥离强度以及结合材料的抗剪切强度两者的结合结构。结合材料被填充在填充槽235中，从而提高轴套230和轴210之间的附着力。另外，填充有结合材料的空间通过第一槽部分211和第二槽部分231而扩张，从而防止结合材料溢出到填充槽235的外部。参照图13，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的轴套的第一变型示例中，第二槽部分231的外壁部分可被形成为相对于轴向倾斜预定角度al。与如图12中示出的第二槽部分231没有相对于轴向倾斜的情况相比，在这种构造中，可提高轴套230和轴210之间的附着力，还可进一步可靠地防止结合材料溢出。参照图14，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的轴套的第二变型示例中，第二槽部分231的底部可被形成为台阶。结合材料被填充在台阶部分中，从而提高轴套 230和轴210之间的附着力，并且有效地防止结合材料溢出。参照图15，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的轴的第一变型示例中，第一槽部分211可被形成为朝着轴向顶部扩张。第一槽部分211的两侧壁可被形成为朝着轴向顶部倾斜角度bl。与第一槽部分211没有倾斜的情况相比，在这种构造中，第一槽部分211的空间进一步扩张，从而提高轴套230和轴210之间的附着力，并且有效地防止结合材料溢出。参照图16，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的轴的第二变型示例中，第一槽部分211可被形成为朝着轴向底部扩张。第一槽部分211的两侧壁可被形成为朝着轴向底部倾斜角度b2。与第一槽部分211没有倾斜的情况相比，在这种构造中，第一槽部分211的空间进一步扩张，从而提高轴套230和轴210之间的附着力，并且有效地防止结合材料溢出，这是因为第一槽部分211的开口侧较窄。参照图17，在根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的轴的第三变型示例中，第一槽部分211的一侧可被形成为被开通到轴套230的内周侧。这可便于在轴210上加工第一槽部分211。图18A至图18C是示出根据本发明的第四至第六示例性实施例的主轴电机中的各种形状的立体图和轴向截面图，图19A至图19D是示出根据本发明的第四至第六示例性实施例的主轴电机中的各种形式的立体图和轴向截面图。首先将参照图18A至图18C描述轴套230的各种形状。如图18A所示，沿圆周方向形成在轴套230的内径侧上的第二槽部分231具有被开通到轴侧的形状，并且可被形成为使通过第二槽部分231的侧壁和底部所形成的角度a形成锐角。图18B中示出的轴套230的第二槽部分231可具有被形成为相对于轴向倾斜角度 al的侧壁。另外，图18C中示出的轴套230的第二槽部分231的底部可被形成为台阶。接下来，将参照图19A至图19D描述轴210的各种形状。如图19A所示，在轴210 的顶部上的与轴210的外周表面隔开预定间隔的部分设置有第一槽部分211，第一槽部分 211沿圆周方向从轴210的顶表面朝着轴向底部具有预定深度。在这种情况下，第一槽部分 211的两侧壁可被形成为彼此平行。图19B中示出的第一槽部分211可被形成为朝着轴向顶部扩张，第一槽部分211 的两侧壁可被形成为倾斜成角度bl。图19C中示出的第一槽部分211可被形成为朝着轴向底部扩张，第一槽部分211 的两侧壁可被形成为倾斜成角度1^2。图19D中示出的第一槽部分211可通过从外周侧沿圆周方向切削轴210的顶部而形成。在这种情况下，第一槽部分211的底部可被形成为倾斜角度b3，以容易地获得第一槽部分211。图20A是示意性地示出根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图，图20B是示出轴套形状的局部剖开立体图，图21A是示出根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机中的轴套的变型示例的局部放大视图，图21B是示出轴套形状的局部剖开立体图。图20A和图20B中示出的根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机在轴套的内周表面和轴的外周表面之间形成第三槽部分。其他部件与图12中示出的根据本发明的第六示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。首先参照图20A和图20B，在根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机中，轴 310可包括沿圆周方向形成在外径侧上的第一槽部分311，轴套330可包括第二槽部分 331，沿圆周方向形成在内径侧上；第三槽部分332，形成为沿轴向在轴套330的内周表面上延伸；气流扩散部分337和密封部分338，形成在轴向底部上。第三槽部分332可被形成为与第二槽部分331连通，并且可具有深槽形状，该深槽形状被形成为从第二槽部分331的底部延伸到轴向底部。第一槽部分311与轴310的被第二槽部分331的外壁部分以及第三槽部分332的外壁部分围绕的顶部一起形成填充槽335。结合材料可被填充在填充槽335中。在图20A 的填充槽335中，阴影部分表示填充有结合材料的部分。根据本发明的第七示例性实施例，填充槽335形成在轴310的顶部和轴套330的内径侧之间以及轴310的外周表面和轴套330的内周表面之间，从而通过填充在填充槽335 中的结合材料来确保轴310和轴套330之间更加牢固的连接。图21A和图21B示出了图20A的第三槽部分332的变型示例。第三槽部分332没有与第二槽部分331连通，第三槽部分332从轴套330的内周表面朝着径向外侧凹入预定深度并沿圆周方向形成为环形槽形状。根据图21A和图21B，结合材料被填充在填充槽335中，以在轴310和轴套330之间形成初步结合，结合材料被填充在第三槽部分332中(第三槽部分332形成在与填充槽 335隔开的位置)，以在轴310和轴套330之间形成二次结合，从而确保轴310和轴套330 之间更加牢固的连接。图22A是示意性地示出根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机中的旋转构件的局部放大视图，图22B是示出轴套形状的立体图和轴向截面图，图23A是示意性地示出根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机中的轴套的变型示例的局部放大视图，图2 是示出轴套形状的立体图和轴向截面图。图22A和图22B中示出的根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机在轴套的外周表面和转子壳的圆柱形壁部分之间形成第四槽部分。其他部件与图20A中示出的根据本发明的第七示例性实施例的主轴电机的部件基本上相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。在下文中，将仅对差别进行主要描述。参照图22A和图22B，在根据本发明的第八示例性实施例的主轴电机中，轴410可包括沿圆周方向形成在外径侧上的第一槽部分411，轴套430可包括第二槽部分431，沿圆周方向形成在内径侧上；第三槽部分432，沿圆周方向形成在内周表面上；第四槽部分433， 形成为在外周表面上朝着轴向底部延伸；气流扩散部分437和密封部分438，形成在轴向底部上。第三槽部分432可被形成为使与轴410的外周表面相对的外侧壁相对于轴向倾斜预定角度Cl，第三槽部分432可被形成为与第二槽部分431连通并可具有从第二槽部分 431的底部朝着轴向底部延伸的深槽形状。第四槽部分433与轴套430的轴向顶表面连通并且可形成深槽，该深槽形成为与转子壳的圆柱形壁部分一起朝着轴向底部延伸。第四槽部分433可被形成为使与转子壳的圆柱形壁部分相对的侧壁相对于轴向倾斜预定角度c2。第一槽部分411与轴410的被第二槽部分431的侧壁以及第三槽部分432的侧壁围绕的顶部一起形成第一填充槽435，第二填充槽436可通过第四槽部分433的侧壁和转子壳的圆柱形壁部分而形成。结合材料可被填充在第一填充槽435和第二填充槽436中。根据本发明的第八示例性实施例，填充槽形成在轴410和轴套430之间以及轴套 430和转子壳之间，从而通过填充在第二填充槽436中的结合材料来提高轴套430和转子壳之间的附着力。图23A和图2 示出了图22A的第三槽部分432和第四槽部分433的变型示例。 第三槽部分432没有与第二槽部分431连通，第三槽部分432从轴套430的内周表面朝着径向外侧凹入预定深度并沿圆周方向形成为环形槽形状。第四槽部分433没有与轴套430的轴向顶表面连通，第四槽部分433从轴套430 的外周表面朝着径向内侧凹入预定深度并沿圆周方向具有环形槽形状。另外，第三槽部分432可被形成为使与轴410的外周表面相对的侧壁相对于轴向倾斜预定角度dl，第四槽部分433可被形成为使与转子壳的圆柱形壁部分相对的侧壁相对于轴向倾斜预定角度d2。根据图23A和图23B，由于第三槽部分432不与第二槽部分431连通，所以可在轴 410和轴套430之间进行二次结合。由于第四槽部分433不与轴套430的轴向顶表面连通， 所以可防止第四槽部分433中的结合材料溢出到轴套430的外部。如上所述，根据主轴电机的纤薄度，根据本发明的示例性实施例的主轴电机及具有该主轴电机的光盘驱动器通过改变与轴结合的轴套的结构来充分确保旋转构件和固定构件之间的轴向间隙，以减小当旋转构件旋转时产生的气流扰动，从而确保旋转稳定性，例如，减少当主轴电机旋转时产生的噪声和振动的发生等。另外，本发明的示例性实施例在轴套的底部上形成密封部分，从而防止当主轴电机以高速旋转时油从套筒渗漏。此外，本发明的示例性实施例加强主轴电机的刚度，从而确保主轴电机的装配和旋转稳定性，同时防止因主轴电机纤薄度而导致主轴电机的刚度降低。此外，本发明的示例性实施例使旋转构件的部件的结合牢固，从而确保主轴电机的装配和旋转稳定性免受施加到主轴电机的外部冲击或当盘被移除时施加的力的影响。另外，本发明可根据主轴电机的改善的特性而有效地减少用于主轴电机的装配和旋转驱动的能量消耗。虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和变型。
权利要求
1.一种主轴电机，包括套筒，可旋转地支撑轴；轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子壳，包括与轴套的外周表面结合的圆柱形壁部分；气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。
2.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，气流扩散部分被形成为使气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。
3.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，气流扩散部分被形成为朝着轴套的径向外侧向上倾斜。
4.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，轴套的底部通过气流扩散部分和密封部分而设置有环形槽部分。
5.根据权利要求4所述的主轴电机，其中，所述环形槽部分的两侧壁中的至少一个被形成为倾斜。
6.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，气流扩散部分的外径被形成为基本上等于套筒的外径。
7.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，密封部分被形成为从气流扩散部分的径向外侧向下倾斜到所述圆柱形壁部分的内周表面。
8.根据权利要求1所述的主轴电机，还包括锥形部分，所述锥形部分形成在轴套的轴向底部上且形成在轴的外周表面和气流扩散部分之间。
9.根据权利要求8所述的主轴电机，其中，所述锥形部分被形成为从气流扩散部分的径向内侧朝着轴的外周表面向下倾斜。
10.一种主轴电机，包括套筒，可旋转地支撑轴；轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；槽部分，形成在轴套的轴向底部上并包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面被形成为朝着轴套的径向外侧向上倾斜，所述第二斜面被形成为从所述第一斜面朝着径向外侧向下倾斜。
11.根据权利要求10所述的主轴电机，其中，所述第一斜面的倾斜度被形成为小于所述第二斜面的倾斜度。
12.—种主轴电机，包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子壳，包括与轴套的外周表面结合的圆柱形壁部分；填充槽，形成在轴和轴套之间的边界部分以及轴套和所述圆柱形壁部分之间的边界部分中的至少一个中，并且填充有结合材料。
13.根据权利要求12所述的主轴电机，其中，填充槽包括沿圆周方向形成在轴的外径侧上的第一环形槽部分。
14.根据权利要求13所述的主轴电机，其中，第一环形槽部分被形成为朝着轴向顶部扩张。
15.根据权利要求13所述的主轴电机，其中，第一环形槽部分被形成为朝着轴向顶部越来越窄。
16.根据权利要求13所述的主轴电机，其中，第一环形槽部分的一侧被形成为被开通到轴套的内周表面。
17.根据权利要求13所述的主轴电机，其中，填充槽包括沿圆周方向形成在轴套的内径侧上的第二环形槽部分。
18.根据权利要求17所述的主轴电机，其中，第二环形槽部分的一侧被开通到轴的外周表面。
19.根据权利要求18所述的主轴电机，其中，第二环形槽部分的另一侧被形成为相对于轴向倾斜预定角度。
20.根据权利要求18所述的主轴电机，其中，第二环形槽部分的底部被形成为相对于径向倾斜预定角度。
21.根据权利要求18所述的主轴电机，其中，第二环形槽部分的底部被形成为台阶。
22.根据权利要求18所述的主轴电机，还包括第三环形槽部分，所述第三环形槽部分形成为在轴套的内周表面上沿轴向延伸。
23.根据权利要求22所述的主轴电机，其中，第三环形槽部分被形成为与第二环形槽部分连通。
24.根据权利要求22所述的主轴电机，其中，第三环形槽部分被形成为使第三环形槽部分的侧壁相对于轴向倾斜预定角度。
25.根据权利要求22所述的主轴电机，还包括沿圆周方向形成在轴套的外径侧上的第四环形槽部分。
26.根据权利要求25所述的主轴电机，其中，第四环形槽部分被形成为从轴套的顶部外周部分沿轴向延伸。
27.根据权利要求25所述的主轴电机，其中，第四环形槽部分被形成为使第四环形槽部分的侧壁相对于轴向倾斜预定角度。
28.一种盘驱动器，包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子，包括转子壳，所述转子壳包括圆柱形壁部分和磁体，所述圆柱形壁部分与轴套的外周表面固定地结合，所述磁体被安装在转子壳的内侧上；夹持部分，安装在转子壳中且与盘可移除地结合；套筒，可旋转地支撑轴；定子，包括支撑套筒的支架和与磁体相互作用的磁性材料；气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。
29.根据权利要求28所述的盘驱动器，其中，气流扩散部分被形成为向上倾斜，以允许气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。
30.根据权利要求观所述的盘驱动器，其中，轴套的底部通过气流扩散部分和密封部分而设置有环形槽部分，所述环形槽部分的两侧壁中的至少一个被形成为倾斜。
31.根据权利要求观所述的盘驱动器，其中，气流扩散部分的外径被形成为基本上等于套筒的外径。
32.根据权利要求观所述的盘驱动器，其中，密封部分被形成为从气流扩散部分的径向外侧朝着所述圆柱形壁部分的内周表面向下倾斜。
33.一种盘驱动器，包括轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子，包括转子壳，所述转子壳包括圆柱形壁部分和磁体，所述圆柱形壁部分与轴套的外周表面固定地结合，所述磁体被安装在转子壳的内侧上；夹持部分，安装在转子壳中且与盘可移除地结合；套筒，可旋转地支撑轴；定子，包括支撑套筒的支架和与磁体相互作用的磁性材料；填充槽，形成在轴和轴套之间的边界部分以及轴套和所述圆柱形壁部分之间的边界部分中的至少一个中。
34.根据权利要求33所述的盘驱动器，其中，填充槽包括第一环形槽部分，沿圆周方向形成在轴的外径侧上；第二环形槽部分，沿圆周方向形成在轴套的内径侧上；第三环形槽部分，形成为在轴套的内周表面上沿轴向延伸。
35.根据权利要求34所述的盘驱动器，还包括沿圆周方向形成在轴套的外径侧上的第四环形槽部分。
36.根据权利要求33所述的盘驱动器，还包括气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。
37.根据权利要求36所述的盘驱动器，其中，气流扩散部分被形成为向上倾斜，以允许气流扩散部分和套筒的顶表面之间的轴向间隙朝着径向外侧增加。
38.根据权利要求36所述的盘驱动器，其中，密封部分被形成为从气流扩散部分的径向外侧向下倾斜到所述圆柱形壁部分的内周表面。
全文摘要
本发明公开了一种主轴电机及具有该主轴电机的盘驱动器。该主轴电机包括套筒，可旋转地支撑轴；轴套，与轴的顶部结合，以与轴一起旋转；转子壳，包括与轴套的外周表面结合的圆柱形壁部分；气流扩散部分，形成在轴套的轴向底部上，并使当轴旋转时在轴和套筒之间产生的气流扩散到径向外侧；密封部分，形成在轴套的轴向底部上且形成在所述圆柱形壁部分和气流扩散部分之间，以当轴旋转时密封油。
文档编号H02K5/24GK102377269SQ20111011881
公开日2012年3月14日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年8月18日
发明者崔烈, 柳浩骏, 维亚特切斯拉夫·斯米尔诺夫, 金南锡 申请人:三星电机株式会社