专利名称：无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无刷直流电动机，更详细地说，涉及这样的无刷直流电动机通过使可旋转地支撑转轴的轴承的内周面形成为椭圆形来使油的流动分布变化，由此而在高速旋转时提高低振动和低噪声的动态特性。
通常，在多媒体装置中所使用的小型精密电动机根据所使用的装置的高速、高容量的要求而要求转速的高速化，由于要求低振动、低噪声的动态特性，把所使用的轴承从滚珠轴承变为动态性能优良的流体烧结轴承或流体动压轴承。
图1是使用现有的流体动压轴承的电动机的截面图，轴承1a以插入方式安装在基座1的上部中央，转轴2可在轴承1a的内部转动。在基座1的上部外周缘上设置构成定子的定子1b，在转轴2的上端设置空心杯形的转子3。转子3在内周缘上具有包围定子1b的磁体3a，当电源施加到绕制在定子1b上的线圈1c上时，由磁体3a产生磁力，转子3以转轴2为中心转动。
由于这样构成的现有电动机使用流体动压轴承，而在转轴2的外周面上形成动压发生槽2a。即，当转轴2高速旋转时，填充在与轴承1a之间的油通过动压发生槽2a而产生压力。这样，在半径方向上旋转支撑转轴2。而且，在转轴2旋转期间，放置在转子3上部的盘一起旋转而重放盘的信息。
但是，在流体动压轴承的情况下，存在在低速下产生所谓油膜涡旋(Oilwhirl)的不稳定现象的缺点。随着轴承与转轴之间的轴承偏心率在一定速度以上逐渐减小，同时而开始出现油膜涡旋现象。这是因为通过随着速度的增加的苏玛福德数(Sommerfeldnumber)的减少，偏心率逐渐变小的缘故。由于随转轴旋转的油具有一定速度分布而发生这样的现象，一般，在具有轴承1a的正圆形的流体动压轴承中发生。这样，高速下的低振动、低噪声的动态特性较低的缺点。
鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种无刷直流电动机，使轴承的内周面构成为具有两个以上的半径的椭圆形，由此，使转轴周围的油流动分布变化为紊流并且使油的流动速度变化，而增加了在轴承面上的油的压力发生率，来提高高速下的动态特性。
为了实现上述目的，本发明的无刷直流电动机，包括绕制了线圈的定子；作为上述电动机的转轴被定义的，具有使外径发生动压的多个槽的转轴；转子，该转子由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与上述定子之间具有气隙的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成；支撑上述定子的基座；可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统，该轴承系统由维持流体流动空间以使上述转轴能够在内部转动的并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴的内部壁和包围上述内部壁并使上述轴承系统被固定的外部壁所构成，由此，使上述轴承的内部壁形成为突出部形，在上述转轴旋转期间，上述流体流动成为紊流，动压上升。
本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中图1是现有的电动机的截面图；图2a、图2b是本发明的第一实施例所使用的电动机的截面图；图3a、图3b和图3c是本发明的第一实施例的平截面图；图4a、图4b是本发明的第二实施例的电动机的截面图；图5a、图5b和图5c是本发明的第二实施例的平截面图；图6是本发明的第三实施例所使用的电动机的截面图；图7a、图7b和图7c是本发明的第三实施例的平截面图；图8是本发明的第四实施例所使用的电动机的截面图。
下面根据附图来详细说明本发明的最佳实施例。
图2a、图2b是本发明的第一实施例所使用的电动机的截面图。设有结合了构成轴承系统的轴承11的基座10，在基座10的上部外周上设有绕制了线圈15的定子14。转轴12可旋转地插入到轴承11的内部，在转轴12的外周面上形成使油产生动压的槽13。其中，槽13构成为图2a那样的人字形或图2b那样的斜线形。轮毂16以嵌入的方式与转轴12的上端相结合，在轮毂16的外周缘上设置能够与轮毂16一起旋转的转子17。转子17由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子14的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与定子14之间具有空隙的磁体18和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴12上的轮毂16所构成。这样，当在线圈15中施加电源时，由磁体18产生磁力，转子17与转轴12一起高速旋转。
而且，轴承11的内周面的形成为具有多个半径的突出部形椭圆形。图3a表示具有两个半径R1、R2的轴承，通过这两个半径，使轴承11的内周面构成为突出部形椭圆形。这样，在转轴12旋转期间，油膜涡旋不会发生。即，在转轴12高速旋转时，油的流动速度分布变化为紊流，槽13之间的油压力增加。根据这样构成的本发明的第一实施例，在轴承11的内周面上形成具有两个半径的突出部形椭圆形。这样，在转轴12高速旋转期间，油的流动变化为紊流。油集中到转轴12的中心，通过油的流动速度的变化，压力发生增加。图3b和图3c表示轴承11的半径分别是三个R1、R2、R3以及四个R1、R2、R3、R4时的情况，具有与半径为两个时的相同作用。
图4a和图4b是本发明的第二实施例的轴承的截面图。本发明的第二实施例是使动压发生的槽13形成在轴承11的内周面上的例子。在该实施例中，槽13形成为图4a那样的人字形或图4b那样的斜线形。由于轴承11的内周面由半径为两个的突出部所构成，则槽13导致了形成椭圆。图5a表示半径为两个R1、R2的轴承11，在转轴12高速旋转时，由于油的流动速度分布变化为紊流而使槽13的油压力增加，则油膜涡旋现象减少，而提高了高速旋转时的动态特性。图5b表示了半径为三个R1、R2、R3的具有槽13的轴承11，图5c表示了半径为四个R1、R2、R3、R4的具有槽13的轴承11，具有与半径为两个的方案相同的效果。
图6是本发明第三实施例所使用的电动机的截面图，与第一实施例相同的结构部件使用相同的编号来进行说明。本发明的第三实施例由旋转支撑转轴的含有轴承烧结的轴承所构成。含有烧结轴承11的内周面形成为具有多个半径的突出部形椭圆形。而且，在轴承11的内周面上形成具有阶梯形状的直线形槽13，这些槽13导致了具有椭圆形。
图7a表示具有两个R1、R2的含有烧结轴承11，含有烧结轴承11的内周面形成为椭圆形，因此，在转轴12旋转期间，油膜涡旋现象不会发生。即，在转轴12高速旋转时，油的流动速度分布变化为紊流而使槽13的油压力增加。这样，在转轴12高速旋转期间，油的流动变化为紊流，油向转轴12的中心方向集中，油的流动速度变化，则压力发生增加。图7b在图7c表示了含有烧结轴承11的半径为三个R1、R2、R3和四个R1、R2、R3、R4的情况，具有与半径为两个的方案相同的效果。
图8是本发明第四实施例所使用的含有烧结轴承的截面图，与第三实施例相同的结构部件使用相同的编号来进行说明。本发明的第四实施例是在转轴12的外周面上形成使动压发生的槽13的方案。含有烧结轴承11的内周面形成为具有多个半径的突出部形椭圆形。图9a表示半径为两个R1、R2的含有烧结轴承11，根据这样的结构，当转轴12高速旋转时，油的流动速度分布变化为紊流而使槽13的油压力增加，因此，油膜涡旋现象减少，而提高了高速旋转时的动态特性。而且，图9b表示半径为三个R1、R2、R3的方案，图9c表示半径为四个R1、R2、R3、R4的情况，具有与半径为两个的方案相同的效果。
如上述的那样，根据本发明，通过使轴承的外周面构成为半径为多个的椭圆形，在转轴旋转期间，油的流动变化为紊流，并且流动速度增加，而具有提高高速旋转时的动态特性的效果。
权利要求
1．一种无刷直流电动机，其特征在于，包括绕制了线圈的定子；作为上述电动机的转轴被定义的，具有使外径发生动压的多个槽的转轴；转子，该转子由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与上述定子之间具有气隙的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成；支撑上述定子的基座；可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统，该轴承系统由内部壁和外部壁所构成，该内部壁维持流体流动空间以使上述转轴能够在内部转动的并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴，该外部壁包围上述内部壁并使上述轴承系统被固定，由此，使上述轴承的内部壁形成为突出部形，在上述转轴旋转期间，上述流体流动成为紊流，动压上升。
2．根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽形成一个以上的拐角。
3．根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为弯曲面。
4．根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为斜线。
5．一种无刷直流电动机，其特征在于，包括绕制了线圈的定子；作为上述电动机的转轴被定义的，具有使外径发生动压的一个以上的槽的转轴；转子，该转子由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与上述定子之间具有气隙的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成；支撑上述定子的基座；可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统，该轴承系统由内部壁和外部壁所构成，该内部壁维持油流动空间以使上述转轴能够在内部转动，并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴，进行烧结处理以能够含有油而在上述转轴的旋转中供给油，该外部壁包围上述内部壁并使上述轴承系统被固定，由此，使上述轴承的内部壁形成为突出部形，在上述转轴旋转期间，上述流体流动成为紊流，动压上升。
6．根据权利要求5所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽形成一个以上的拐角。
7．根据权利要求5所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为弯曲面。
8根据权利要求5所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为斜线。
9．一种无刷直流电动机，其特征在于，包括绕制了线圈的定子；作为上述电动机的转轴被定义的转轴；转子，该转子由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与上述定子之间具有气隙的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成；支撑上述定子的基座；可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统，该轴承系统由内部壁和外部壁所构成，该内部壁维持流体流动空间以使上述转轴能够在内部转动，并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴，该外部壁包围上述内部壁并使上述轴承系统被固定，由此，使上述轴承的内部壁形成为突出部形，在上述转轴旋转期间，上述流体流动成为紊流，动压上升。
10．根据权利要求9所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽形成一个以上的拐角。
11．根据权利要求9所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为弯曲面。
12．根据权利要求9所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为斜线。
13．一种无刷直流电动机，其特征在于，包括绕制了线圈的定子；作为上述电动机的转轴被定义的转轴；转子，该转子由位于与上述定子同轴的位置上并包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上并在与上述定子之间具有气隙的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成；支撑上述定子的基座；可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统，该轴承系统由内部壁和外部壁所构成，该内部壁维持油流动空间以使上述转轴能够在内部转动，并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴，进行烧结处理以能够含有油而在上述转轴的旋转中向油流动空间供给油，该外部壁包围上述内部壁并使上述轴承系统被固定，由此，使上述轴承的内部壁形成为突出部形，在上述转轴旋转期间，上述流体流动成为紊流，动压上升。
14．根据权利要求13所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽形成一个以上的拐角。
15．根据权利要求13所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为弯曲面。
16．根据权利要求13所述的无刷直流电动机，其特征在于，形成在上述转轴上的槽构成为斜线。
全文摘要
本发明提供一种无刷直流电动机,使转轴周围的油流动分布变化为紊流,而使油的流动速度变化,来增加轴承面上的油的压力发生率,而提高高速下的动态特性。该无刷直流电动机包括:绕制了线圈的定子;作为上述电动机的转轴的,具有发生动压用的多个槽的转轴;转子,该转子由包围定子的圆筒形的壁、附着在上述圆筒形壁的内部上的磁体和使上述磁体可旋转地支撑在上述转轴上的轮毂所构成;支撑上述定子的基座;可旋转地联结上述基座和上述转轴的轴承系统,该轴承系统由内部壁和外部壁所构成,该内部壁维持流体流动空间以使上述转轴能够在内部转动的并且半径不均等以能够通过包围来支撑上述转轴,该外部壁使上述轴承系统被固定。由此,使上述轴承的内部壁形成为突出部形,在上述转轴旋转期间,上述流体流动成为紊流,动压上升。
文档编号H02K5/24GK1209673SQ9710936
公开日1999年3月3日 申请日期1997年12月22日 优先权日1997年8月26日
发明者郑成天 申请人:三星电机株式会社