主轴电的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种主轴电机，所述主轴电机包括：轴套，固定到底座构件；轴，可旋转地插入到轴套中；转子毂，固定到轴的顶端部分以与轴一起旋转，所述转子毂设置有延伸壁，所述延伸壁与轴套的外周表面一起形成液-气界面，其中，所述延伸壁设置有突起部分，所述突起部分沿内径方向突出以减少润滑液的渗漏。
【专利说明】主轴电机
[0001]本申请要求于2012年11月30日提交到韩国知识产权局的第10_2012_0137934号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种主轴电机。
【背景技术】
[0003]通常，用于硬盘驱动器(HDD)中的小型主轴电机设置有液体动压轴承总成，液体动压轴承总成的轴套和轴之间的轴承间隙填充有诸如油的润滑液。当填充轴承间隙的润滑液被压缩时，在润滑液中产生流体动压，以可旋转地支撑轴。
[0004]此外，轴承间隙可形成在轴套的顶表面和转子壳体的底表面之间，所述转子壳体结合到电机的轴，并与电机的轴一起旋转。形成在轴套的顶表面和转子壳体的底表面之间的轴承间隙也填充有润滑液。
[0005]在外部冲击的情况下，润滑液可能会从形成在轴承间隙中的润滑液和空气之间的流体-空气界面渗漏到轴承间隙的外部。
[0006]在如上所述润滑液渗漏到外部的情况下，在润滑液中产生的液体动压的量会因余留在轴承间隙中的润滑液的量的减少而减小。因此，主轴电机的性能会劣化，并且主轴电机的使用寿命会缩短。
[0007][现有技术文件]
[0008](专利文件I)第2007-182946号日本专利特许公开
【发明内容】
[0009]本发明的一方面提供一种能够减少润滑液渗漏的主轴电机。
[0010]根据本发明的一方面，提供一种主轴电机，所述主轴电机包括:轴套，固定到底座构件；轴，可旋转地插入到轴套中；转子毂，固定到轴的顶端部分以与轴一起旋转，所述转子毂设置有延伸壁，所述延伸壁与轴套的外周表面一起形成液-气界面，其中，所述延伸壁设置有突起部分，所述突起部分沿内径方向突出以减少润滑液的渗漏。
[0011]轴套的外周表面的上部可倾斜，以与延伸壁一起形成液-气界面。
[0012]当转子毂停止时，液-气界面可设置在形成于突起部分的内表面和轴套的外周表面之间的空间中，当转子毂初始旋转时，液-气界面与转子毂接触的位置可沿轴向方向设置在突起部分之上，当转子毂稳定地旋转时，液-气界面与转子毂接触的位置可运动到与突起部分的顶表面接触。
[0013]突起部分可设置在延伸壁的端部。
[0014]突起部分的内周表面的直径可被形成为大于轴套的顶表面的直径。
[0015]底座构件可设置有用于安装轴套的安装部分，安装部分可设置有突出壁，突出壁与延伸壁一起形成迷宫密封。[0016]轴套的顶表面和转子毂的被设置为面对轴套的顶表面的底表面中的至少一个可设置有推力动压槽。
[0017]根据本发明的一方面，提供一种主轴电机，所述主轴电机包括:底座构件，设置有沿轴向方向向上突出的安装部分；轴套，插入到安装部分中；轴，可旋转地插入到轴套中；转子毂，固定到轴的顶端部分以与轴一起旋转，所述转子毂设置有延伸壁，所述延伸壁与轴套的外周表面一起形成液-气界面；盖构件，设置在轴套的底端部分，以防止润滑液渗漏，其中，延伸壁的端部设置有突起部分，突起部分沿内径方向突出，以减少润滑液的渗漏。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，在附图中:
[0019]图1是示出根据本发明的实施例的主轴电机的示意性截面图；
[0020]图2是图1的A部分的放大视图；
[0021]图3是示出设置在根据本发明的实施例的主轴电机中的转子毂和轴套的局部剖开透视图；
[0022]图4至图6是示出根据本发明的实施例的主轴电机的操作的视图。
【具体实施方式】
[0023]在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。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。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
[0024]在附图中，为了清楚起见，可能会夸大组件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终用于指示相同或相似的组件。
[0025]图1是示出根据本发明的实施例的主轴电机的示意性截面图，图2是示出图1的A部分的放大视图，图3是示出设置在根据本发明的实施例的主轴电机中的转子毂和轴套的局部剖开透视图。
[0026]参照图1至图3，根据本发明的实施例的主轴电机100可包括例如底座构件110、轴套120、轴130、转子毂140和盖构件150。
[0027]这里，主轴电机100可以是在驱动记录盘的硬盘驱动器中所采用的电机。
[0028]这里，将首先限定关于方向的术语。如图1所示，轴向方向指的是竖直方向，即，从轴130的下部朝向轴130的上部的方向，或者从轴130的上部朝向轴130的下部的方向，径向方向指的是水平方向，具体地讲，内径方向指的是从转子毂140的外周表面朝向轴130的方向，外径方向指的是从轴130朝向转子毂140的外周表面的方向。
[0029]此外，圆周方向指的是沿着轴130或转子毂140的外周表面旋转的方向。
[0030]底座构件110 (固定构件)构成定子20。这里，定子20指的是除了旋转构件以外的所有固定构件，并可包括底座构件110、轴套120等。
[0031]此外，底座构件110可包括安装部分112，轴套120插入到安装部分112中。安装部分112可沿轴向方向向上突出，并可设置有允许插入轴套120的安装孔112a。
[0032]同时，安装部分112可设置有突出壁112b，突出壁112b与转子毂140—起形成迷宫密封(labyrinth seal)。此外,定子芯104可安装在突出壁112b的外周表面上,在定子芯104上缠绕有线圈102。定子芯104可通过粘合剂或者以压配合方式固定到突出壁112b的外周表面。
[0033]此外，底座构件110可由铝(Al)通过拉模铸造形成。此外，钢板可经历塑性加工(例如，压制)，以被模制为底座构件110。
[0034]S卩，底座构件110可由各种材料形成，并可通过各种方法进行制造。底座构件110不限于附图中示出的实施例。
[0035]轴套120是与底座构件110—起构成定子20的固定构件，并且轴套120可被固定到底座构件110。
[0036]S卩，轴套120可插入到安装部分112中并被固定到安装部分112。换句话说，轴套120的外周表面的下部可通过粘合剂、焊接和压配合方法中的至少一种被结合到安装部分112的内周表面。
[0037]同时，轴套120可设置有轴孔122，轴130插入到轴孔122中。轴130可插入到轴孔122中，以被轴套120可旋转地支撑。
[0038]此外，轴套120的底端部分可设置有安装槽123，盖构件150安装在安装槽123中，用于防止润滑液渗漏。此外，在安装盖构件150时，填充有润滑液的轴承间隙可形成在盖构件150的顶表面和轴130的底表面之间。
[0039]这里，将在下面描述轴承间隙。
[0040]轴承间隙指的是填充有润滑液的间隙。即，形成在轴套120的内周表面和轴130的外周表面之间的间隙、形成在轴套120和转子毂140之间的间隙、形成在盖构件150和轴130之间的间隙以及形成在轴130和轴套120的底表面之间的间隙均被定义为轴承间隙。
[0041]此外，根据本发明的实施例的主轴电机100采用全部的轴承间隙均填充有润滑液的结构。这里，这种结构被称为全填充结构(full-fill structure)。
[0042]同时，轴套120的底端部分可设置有阶梯槽124，将在下面详细描述阶梯槽124。
[0043]此外，轴套120的内周表面可设置有上径向动压槽125和下径向动压槽126，以在轴130旋转驱动时形成流体动压。此外，上径向动压槽125和下径向动压槽126可被设置为在上径向动压槽125和下径向动压槽126之间具有预定距离，并可具有人字形形状或螺旋形形状。
[0044]然而，前述的上径向动压槽125和下径向动压槽126不限于上径向动压槽125和下径向动压槽126设置在轴套120的内周表面中的情况，并可设置在轴130的外周表面中。
[0045]此外，轴套120的外周表面的上部可倾斜，以与转子毂140 —起形成液-气界面Fl0
[0046]S卩，轴套120的外周表面的上部可倾斜，以因毛细现象而形成润滑液和空气的液-气界面Fl。
[0047]同时，轴套120的顶表面可设置有推力动压槽127。此外，推力动压槽127也可设置在转子毂140的被设置为面对轴套120的顶表面的底表面中。即，推力动压槽127可设置在轴套120的顶表面和转子毂140的被设置为面对轴套120的顶表面的底表面中的至少一个中。
[0048]然而，本发明不限于此，推力动压槽127也可设置在轴130的底表面和盖构件150的被设置为面对轴130的底表面的顶表面中的至少一个中。
[0049]在转子毂140旋转时，推力动压槽127产生使转子毂140浮动到预定高度的动压，液-气界面Fl可因转子毂140的浮动而运动到轴承间隙。
[0050]下面将给出详细描述。
[0051]轴130 (旋转构件)构成转子40。这里，转子40指的是被定子20可旋转地支撑的构件。
[0052]同时，轴130插入到轴套120中并旋转。即，轴130可被轴套120可旋转地支撑。此外，轴130的底端部分可设置有凸缘部分132，凸缘部分132插入到阶梯槽124中。
[0053]凸缘部分132可从轴130的底端部分沿外径方向延伸，并可用于防止轴130过浮动，同时防止轴130从轴套120向上分离。
[0054]S卩，在轴130由于外部冲击而从轴套120向上分离的情况下，凸缘部分132防止轴130与轴套120分离。此外，在轴130旋转驱动时，轴130浮动到预定高度。在这种情况下，凸缘部分132用于防止轴130过度浮动。
[0055]此外，轴130的顶端部分可结合到转子毂140。为此，当轴130安装在轴套120上时，轴130的顶端部分可从轴套120向上突出。
[0056]作为与轴130—起构成转子40的旋转构件，转子毂140固定到轴130的顶端部分，并与轴130 —起旋转。
[0057]同时，转子毂140可包括:转子毂主体142，具有安装孔142a，轴130的顶端部分插入到安装孔142a中；磁体安装部分144，从转子毂主体142的边缘沿轴向方向向下延伸；盘安放部分146，从磁体安装部分144的端部沿外径方向延伸。
[0058]此外，驱动磁体144a设置在磁体安装部分144的内表面上，驱动磁体144a被设置为面对缠绕有线圈102的定子芯104的前端。
[0059]同时，驱动磁体144a可具有环形形状，并且驱动磁体144a可以是通过沿圆周方向交替地磁化其N极和S极而产生具有预定强度的磁力的永磁体。
[0060]这里，简要描述转子毂140的旋转驱动，当给缠绕在定子芯104上的线圈102供电时,可通过驱动磁体144a与缠绕有线圈102的定子芯104之间的电磁相互作用产生使转子毂140旋转的驱动力。
[0061]因此，转子毂140旋转。此外，通过转子毂140的旋转，固定到转子毂140的轴130
可与转子毂140 —起旋转。
[0062]同时，转子毂主体142可设置有延伸壁142b，延伸壁142b沿轴向方向向下延伸，以在润滑液和空气之间形成界面Fl，即，延伸壁142b与轴套120的外周表面一起形成液-气界面F1。
[0063]延伸壁142b的内表面可被设置为面对轴套120的外周表面的上部。
[0064]此外，延伸壁142b的端部可设置有突起部分142c，突起部分142c沿内径方向突出，以减少润滑液渗漏。突起部分142c的截面可具有矩形形状。
[0065]即，在转子毂140旋转时，液-气界面Fl与转子毂140接触的位置由于离心力和表面张力的作用而沿轴向方向向下运动。换句话说，与液-气界面Fl与轴套120接触的位置相比，液-气界面Fl与转子毂140接触的位置通过离心力和表面张力的作用而沿轴向方向向下运动得更远。[0066]然而，由于延伸壁142b的端部设置有突起部分142c，因此，液-气界面Fl与转子毂140接触的位置不再由于离心力和表面张力的作用而沿轴向方向向下运动。
[0067]此外，当出现外部冲击时，润滑液的能量由于突起部分142c所产生的湍流而消散，从而可降低流体流速。因此，可进一步减少由于外部冲击而导致的润滑液渗漏。
[0068]这将在主轴电机的操作中进行更加详细地描述。
[0069]这样，延伸壁142b的端部设置有突起部分142c，从而可进一步减少润滑液渗漏。
[0070]此外，突起部分142c的内周表面的直径可被形成为大于轴套120的顶表面的直径。因此，当将转子毂140安装在轴130上时，可防止突起部分142c和轴套120之间发生干涉。
[0071]同时，延伸壁142b与安装部分112的突出壁112b—起形成迷宫密封。因此，可抑制由于润滑液的蒸发而导致的润滑液的量的减少，并可减轻从轴承间隙渗漏的润滑液的分散。
[0072]盖构件150固定到轴套120的安装槽123，以防止润滑液渗漏到轴套120的底端部分。同时，盖构件150可通过粘合剂和焊接中的至少一种被固定到轴套120。
[0073]此外，盖构件150可具有盘状，并且盖构件150可具有弯曲的边缘，以被固定到轴套 120。
[0074]如上所述，可通过突起部分142c进一步减少由于转子毂140的旋转驱动而导致的润滑液的渗漏。当出现外部冲击时，可通过设置在延伸壁142b上的突起部分142c进一步减少润滑液的渗漏。
[0075]下面，将参照附图更加详细地描述根据本发明的实施例的主轴电机的操作。
[0076]图4至图6是示出根据本发明的实施例的主轴电机的操作的视图。
[0077]S卩，图4是示出当转子毂停止时液-气界面的形成位置的视图，图5是示出在转子毂初始旋转时液-气界面的形成位置的视图，图6是示出在转子毂旋转驱动(即，稳定地旋转)时液-气界面的形成位置的视图。
[0078]参照图4，当转子毂140停止时，液-气界面Fl最初设置在形成于突起部分142c的内表面和轴套120的外周表面之间的空间中。在这种情况下，当出现外部冲击时，如图5所示，液-气界面Fl沿轴向方向向上运动，然后液-气界面Fl与转子毂140接触的位置运动到与突起部分142c的顶表面接触,如图6所示。
[0079]在这种情况下，由于突起部分142c而会在润滑液中出现湍流。换句话说，由于突起部分142c使得润滑液不会沿轴向方向进一步向下运动，从而润滑液可从突起部分142c向上运动。
[0080]因此，润滑液的能量由于因突起部分142c产生的湍流而消散，从而可降低流体流速。因此，可减少由于外部冲击而导致的润滑液渗漏。
[0081]此外，如图5所示，在转子毂140初始旋转驱动时，液-气界面Fl由于轴130的浮动而沿轴向方向向上运动。
[0082]接着，如图6所示，当转子毂持续旋转时，液-气界面Fl运动。S卩，在转子毂140稳定地旋转时，液-气界面Fl与转子毂140接触的位置通过离心力和表面张力的作用而沿轴向方向向下运动。换句话说，通过离心力和表面张力的作用，与液-气界面Fl与轴套120接触的位置相比，液-气界面Fl与转子毂140接触的位置沿轴向方向向下运动得更远。[0083]即使在这种情况下，由于延伸壁142b设置有突起部分142c，使得液-气界面Fl也不会运动越过突起部分142c。因此，与没有形成突起部分142c的情况相比，通过突起部分142c可进一步减少由于离心力和表面张力的作用而导致的润滑液的渗漏。
[0084]此外，即使在转子毂140旋转驱动时出现外部冲击，如上所述地流动的润滑液的能量也会由于突起部分142c所产生的湍流而消散，从而可降低流体流速。因此，可减少由于外部冲击而导致的润滑液的渗漏。
[0085]如上所述，根据本发明的实施例，可通过使用突起部分而进一步减少由于转子毂的旋转驱动而导致的润滑液的渗漏。当出现外部冲击时，可通过设置在延伸壁上的突起部分减少润滑液的渗漏。
[0086]尽管已经结合实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将清楚的是，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，所述主轴电机包括: 轴套，固定到底座构件； 轴，可旋转地插入到轴套中； 转子毂，固定到轴的顶端部分以与轴一起旋转，所述转子毂设置有延伸壁，所述延伸壁与轴套的外周表面一起形成液-气界面， 其中，所述延伸壁设置有突起部分，所述突起部分沿内径方向突出以减少润滑液的渗漏。
2.如权利要求1所述的主轴电机，其中，轴套的外周表面的上部倾斜，以与所述延伸壁一起形成液-气界面。
3.如权利要求1所述的主轴电机，其中，当转子毂停止时，所述液-气界面设置在形成于所述突起部分的内表面和轴套的外周表面之间的空间中， 当转子毂初始旋转时，所述液-气界面与转子毂接触的位置沿轴向方向设置在所述突起部分之上， 当转子毂稳定地旋转时，所述液-气界面与转子毂接触的位置运动到与所述突起部分的顶表面接触。
4.如权利要求1所述的主轴电机，其中，所述突起部分设置在所述延伸壁的端部。
5.如权利要求1所述的主轴电机，其中，所述突起部分的内周表面的直径被形成为大于轴套的顶表面的直径。
6.如权利要求1所述的主轴电机，其中，底座构件设置有用于安装轴套的安装部分， 所述安装部分设置有突出壁，所述突出壁与所述延伸壁一起形成迷宫密封。
7.如权利要求1所述的主轴电机，其中，轴套的顶表面和转子毂的被设置为面对轴套的顶表面的底表面中的至少一个设置有推力动压槽。
8.—种主轴电机,所述主轴电机包括: 底座构件，设置有沿轴向方向向上突出的安装部分； 轴套，插入到所述安装部分中； 轴，可旋转地插入到轴套中； 转子毂，固定到轴的顶端部分以与轴一起旋转，所述转子毂设置有延伸壁，所述延伸壁与轴套的外周表面一起形成液-气界面； 盖构件，设置在轴套的底端部分，以防止润滑液渗漏， 其中，延伸壁的端部设置有突起部分，所述突起部分沿内径方向突出，以减少润滑液的渗漏。
9.如权利要求8所述的主轴电机，其中，轴套的外周表面的上部倾斜，以与所述延伸壁一起形成液-气界面。
10.如权利要求8所述的主轴电机，其中，当转子毂停止时，所述液-气界面设置在形成于所述突起部分的内表面和轴套的外周表面之间的空间中， 当转子毂初始旋转时，所述液-气界面与转子毂接触的位置沿轴向方向设置在所述突起部分之上， 当转子毂稳定地旋转时，所述液-气界面与转子毂接触的位置运动到与所述突起部分的顶表面接触。
【文档编号】H02K5/16GK103855841SQ201310046066
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年2月5日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】沈永三, 梁现基 申请人:三星电机株式会社