CN1084542C - 转子和转子的组装方法及使用该转子的电动机 - Google Patents
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Abstract
一种转子的组装方法及使用该转子的电动机，该转子设有：转子壳体，该转子壳体具有圆筒部，在该圆筒部的两端设有凸缘部且开口；固定在上述圆筒部内周面的环状磁铁；以及中心竖设有旋转轴的轮毂。上述转子壳体的一方凸缘部固定在上述轮毂的下侧面。本发明无需增加零件数量即可降低噪音和减轻振动。
Description
本发明涉及CD-ROM驱动装置、DVD-ROM等所用的、对信息记录盘片进行旋转驱动的电动机。
传统的盘片驱动电动机有一种是图4所示的无电刷电动机。该电动机具有撑架105、相对该撑架105而旋转的轮毂101、支承在轮毂101内周面的转子壳体107、支承轮毂101的旋转轴102、支承旋转轴102的套筒103以及设置在与旋转轴102的端面对向的位置上的推力板104，转子壳体107的接合部位沿着轮毂101的内周面弯曲。
在上述电动机上，轮毂101与转子壳体107的结合是将轮毂101接合在旋转轴102上，且使转子壳体107相对轮毂101弯曲来增加接合部分，以求减轻驱动时的振动和噪音。
然而，采用上述电动机的结构，电动机整体的平衡精度取决于轮毂101、转子壳体107和磁铁108等各旋转体的零件精度，而各旋转体相对于旋转轴102的不平衡会导致电动机高速旋转时的振动增大，从而难以降低噪音。
另外，虽然轮毂101是直接与旋转轴102接合的，但转子壳体107是通过轮毂101而与旋转轴102接合的，而且转子壳体107是通过压力加工制造的，故与轮毂101之间的接合容易产生不平衡。还有，磁铁108一般使用稀土类磁铁，在尺寸公差方面与转子壳体107之间存在间隙，磁铁108的固定会导致不平衡，难以实现低噪音化。
鉴于传统技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种不增加零件数量、可降低噪音和减轻振动的转子的组装方法及使用该转子的电动机。
为了实现上述目的，本发明的方案案1是一种转子，设有：旋转轴；具有盘片载放面且中心竖设有所述旋转轴的轮毂；具有圆筒部的转子壳体；和以及固定在所述圆筒部的内周面上的环状磁铁，其特点是，在所述转子壳体的所述圆筒部的一端向半径方向外侧伸出设置凸缘部，且所述凸缘部固定在所述轮毂的所述盘片载放面背面。
本发明技术方案2是一种电动机，设有：旋转轴；具有盘片载放面且中心竖设有所述旋转轴的轮毂；具有圆筒部的转子壳体；固定在所述圆筒部内周面上的环状磁铁；以及与所述磁铁对向设置的电枢，其特点是，在所述转子壳体的所述圆筒部的一端向半径方向外侧伸出设置凸缘部，且所述凸缘部固定在所述轮毂的所述盘片载放面背面。
由于本发明的凸缘部是向半径方向外侧伸出的凸缘部，故可在圆筒部的外侧进行与轮毂之间的接合作业。从而，与将向半径方向内侧伸出的凸缘部固定的场合相比，不必将焊条等放入圆筒部的内侧，使焊接作业更加方便。因此，可提高作业效率，同时可提高两个构件之间的接合精度。
本发明技术方案3是一种转子的组装方法，其特点是，具有：在将环状磁铁固定在具有圆筒部和从该圆筒部的一端向半径方向外侧伸出形成的凸缘部的转子壳体内周面之后，使磁化头接近所述磁铁的内周面而在所述磁铁上进行多极磁化，以形成转子壳体组的工序；将中心具有可供旋转轴***的轴孔的定心夹具嵌入所述转子壳体组后使该转子壳体组的中心与所述轴孔的中心一致的工序；以及在所述2个工序之后，在将竖设在具有盘片载放面的轮毂中心的旋转轴***所述定心夹具的轴孔的状态下，使所述转子壳体的所述凸缘部与所述盘片载放面的背面抵接，以将所述转子壳体与所述轮毂固定的工序。
本发明与传统的转子组装方法不同，可预先在转子壳体上固定磁铁后再进行磁化，故可减少磁化工序数。还有，由于是以旋转轴为基准，用定心夹具将转子壳体及磁铁定位，故机械性和磁性不平衡极少，可实现电动机低噪音化和低振动化。以下是对附图的简单说明。
图1是表示本发明电动机一实施形态的剖视图。
图2是表示可用于本发明的转子组的组装工序的侧视图。
图3是表示可用于传统电动机的转子组的组装工序的侧视图。
图4是表示传统电动机一例的剖视图。
以下结合附图说明本发明电动机的实施形态。如图1所示，轴承支架7是对金属板经过压力加工而形成圆筒部21的一端具有连成一体的底部22的杯状物。而且利用该圆筒部21和底部22形成中空部23。在中空部23内的底部22上设有推力托板8。在轴承支架7圆筒部21的内周面，嵌有径向轴承9。通过在该径向轴承9上形成的轴承孔的内周面支承旋转轴1，使之可围绕其中心轴线旋转。另外，旋转轴1的一端24与推力托板8抵接，在推力方向的位置受到限制。
载放盘片的轮毂2固定在旋转轴1的上端部。轮毂2具有盘片载放部2a，形成大致圆盘状。符号3表示转子壳体，它是对磁性材料构成的金属板经压力加工形成的。转子壳体3具有圆筒部41，且具有从圆筒部41的上端向半径方向外侧伸出的第1凸缘部42和从圆筒部41的下端向半径方向内侧伸出的第2凸缘部43。第1凸缘部42比磁铁4在半径方向的厚度长，且向半径方向外侧伸出，第2凸缘部43比磁铁4在半径方向的厚度短，且向半径方向内侧伸出。第1凸缘部42用譬如焊接等电气接合方法或机械接合方法或粘接剂等固定在轮毂2的盘片载放部2a的背面。
第1凸缘部42是向半径方向外侧伸出的凸缘部，故可在圆筒部41的外侧进行与轮毂2之间的接合作业。从而，与将向半径方向内侧伸出的凸缘部固定的场合相比，不必将焊条等放入圆筒部41的内侧，焊接作业更加方便。因此，可提高作业效率，同时可提高两个构件之间的接合精度。
在转子壳体3的内壁上装有磁铁4。磁铁4与设有转子壳体3下端的第2凸缘部43抵接而在轴向定位，并在旋转方向用粘接剂等固定。这样就能可靠地防止磁铁4从转子壳体3上脱落。
定子铁心5嵌合在轴承支架7的圆筒部21的外周面上，与磁铁4的内周面相对设置。定子铁心5沿圆周方向等间隔且放射状地设有多个凸极，在各凸极上绕着驱动线圈15。磁铁4、转子壳体3、轮毂2及旋转轴1一体地受到旋转驱动。
轴承支架7是将金属板深冲加工而成，一体地设有圆筒部21、轴承固定部32以及底部22，形成杯状。在轴承固定部32上固定着烧结含油材料构成的径向轴承。即使有油从径向轴承漏出到底部22，由于轴承支架7如上所述形成杯状，故油不会流到轴承支架7的外部。
在轴承支架7上，在其底部22与径向轴承9的一侧端面28之间设有台阶部26。以该台阶部26为界，圆筒部21的在台阶部26以下的内径小，在台阶部26以上的内径大。另外，在旋转轴1上，在靠近推力托板8一侧的前端24与径向轴承9的一侧端面28之间设有小径部27。在设于径向轴承部9上的台阶部26与径向轴承9的一侧端面28之间设有垫片10作为环状防脱落件，该垫片10与设在旋转轴1上的小径部27卡合。该垫片10与径向轴承9的一侧端面抵接，可防止旋转轴1拔出。
在轴承支架7的台阶部26的上方，形成内径略小于径向轴承9的轴承固定部32，径向轴承部9被压入轴承固定部32的内周面内而被固定。
另外，在轴承支架7的圆筒部21的中央部附近设有台阶部34。用该台阶部34下方的轴承固定部32支承着径向轴承9的轴向长度的约1/2，在台阶部34的上方，则在轴承支架7的圆筒部21的内周面与径向轴承9的外周面之间形成空隙33。
该空隙33用作为贮油部，一旦旋转轴1旋转，从径向轴承9放出的油就从径向轴承9的上端面35涌出并流向径向轴承9的外周，但油在空隙33中贮留并再度返回径向轴承9进行循环。这样，油就不会流到轴承支架7的外部，故电动机可靠性好，而且寿命长。
关于轴承支架7和旋转轴1的形状，并不特别限于上述结构，可以根据需要作适当的设计变更。
以下说明本发明的转子的组装方法。图2表示本发明的转子的组装方法，图3则表示传统转子的组装方法。
如图2(a)所示，在转子壳体3的内侧***磁铁4，直到环状磁铁4的下侧面45与第2凸缘部43的上侧面44抵接，将磁铁4在轴向定位。接着，将转子壳体3的圆筒部41的内周面和磁铁4的外周面固定后，使磁化头46接近磁铁4的内周面，然后在该磁铁4上进行多极磁化，形成转子壳体组55。这时，由于转子壳体3的圆筒部41以大致相同的尺寸开口，故磁化头46可以贯通圆筒部41进行磁化。从而可以对磁铁4无遗漏地进行均匀磁化。
另一方面，在传统的转子组中，如图3(a)，是将磁铁4***笔直开口的圆筒状仿真壳体49后使磁化头46接近磁铁4的内周面，再在该磁铁4上施行多极磁化以对磁铁进行磁化。然后，如图3(b)所示，将磁化后的磁铁4从仿真壳体49中取出后固定在转子壳体30上。
即，传统式杯状转子壳体30在对驱动磁铁进行磁化时，最初是将磁铁4放入仿真壳体49中进行磁化，然后再用粘接剂等固定在转子壳体30内。而本发明则因转子壳体30是上下敞开式的结构，故能够预先将磁铁4固定在转子壳体3中后再进行磁化，可以实现零件数量少、作业工序少的磁化作业。
还有，由于在传统式转子壳体30的圆筒部41上设有凸缘部50，要将磁铁4***到与转子壳体3的下侧面50a抵接的位置。因此，连不与铁心在径向相对的位置也要***磁铁5，磁铁材料的浪费很大。另外，转子壳体30的内径尺寸和磁铁4的外径尺寸之间存在误差，故会形成间隙。一旦在存在间隙的情况下将磁铁4固定在转子壳体30上，就会形成平衡极差的转子组。
而在本发明的前述实施形态的转子组装方法中，如图2(b)所示，将定心夹具48嵌入转子组55的内侧，该定心夹具48的中心具有可***旋转轴1的轴孔47，并使该转子壳体组55的中心与轴孔47的中心一致。这时，定心夹具48的外径尺寸设定为与磁铁4的内径尺寸基本相等。
然后，将竖设在轮毂2的中心的旋转轴1***定心夹具48的轴孔47，使转子壳体3的的第1凸缘部42与轮毂2的下侧面抵接，再通过电气接合方法、或机械接合方法、或粘接方法将转子壳体3与轮毂2固定。不过，采用焊接等电气接合方法则价格低廉，且能将二者牢牢固定。这样，本发明电动机所用的转子就组装完毕。
而传统的转子由如图3(c)所示，是将转子壳体组的内缘翻边部52嵌合到中心竖设有旋转轴1的轮毂2的凹部51中而组装成转子。
在这种传统的转子上，如图3(c)所示，在旋转轴1固定在轮毂2上后，将轮毂2与转子壳体3嵌合，但这时如果以旋转轴1的外周尺寸A为基准，设磁铁4的内周尺寸为B、轮毂2的凹部51的内周尺寸为C、转子壳体3的内缘翻边部52的外周尺寸为D，则转子的机械性不平衡X为：
X＝B+C+D
各零件的精度误差之和构成转子机械性不平衡的原因。
然而，在本发明中，是以旋转轴1为基准而使磁铁4的内周与定心夹具48抵接后调节磁铁4的内周尺寸B的，故只有定心夹具48的精度成为转子机械性不平衡的原因，而与各零件的精度无关，可得到形成高精度轮毂2和旋转轴1的转子。
以上结合本发明的实施形态具体地作了说明，但本发明不限于前述实施形态，还可在不脱离其宗旨的范围内作各种变更。
本发明与传统的转子组装方法不同，可预先在转子壳体上固定磁铁后再进行磁化，故可减少磁化工序数。
还有，由于是以旋转轴为基准，用定心夹具将转子壳体及磁铁定位，故机械性和磁性不平衡极少，可实现电动机低噪音化和低振动化。
另外，由于设置了从转子壳体的圆筒部上端向半径方向外侧伸出的第1凸缘部，故凸缘部不会形成妨碍，从而可以将磁铁固定在转子壳体中进行磁化。又由于设置了从转子壳体的下端向半径方向内侧伸出的第2凸缘部，故可以防止磁铁脱落，而且可根据与铁心的位置关系设定磁铁最佳长度，避免浪费，可提高电动机的可靠性。
又由于转子壳体的第1凸缘部与轮毂的下侧面抵接，并用电气接合方法进行固定，故转子壳体的固定非常简单，同时固定强度又高，可提高电动机的可靠性。
Claims (11)
1.一种转子，设有：旋转轴；具有盘片载放面且中心竖设有所述旋转轴的轮毂；具有圆筒部的转子壳体；和以及固定在所述圆筒部的内周面上的环状磁铁，其特征在于，在所述转子壳体的所述圆筒部的一端向半径方向外侧伸出设置凸缘部，且所述凸缘部固定在所述轮毂的所述盘片载放面背面。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，
所述转子壳体具有从所述圆筒部的一端向半径方向外侧伸出的第1凸缘部和从圆筒部的另一端向半径方向内侧伸出的第2凸缘部，所述第1凸缘部固定在所述轮毂的所述盘片载放面背面，同时所述第2凸缘部与所述磁铁抵接而将该磁铁在轴向定位。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，
所述第1凸缘部向半径方向外侧伸出的长度大于所述磁铁在半径方向的厚度，
所述第2凸缘部向半径方向内侧伸出的长度小于所述磁铁在半径方向的厚度。
4.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，
所述第1凸缘部用电气接合方法、或机械接合方法、或粘接方法固定在所述轮毂上。
5.一种电动机，设有：旋转轴；具有盘片载放面且中心竖设有所述旋转轴的轮毂；具有圆筒部的转子壳体；固定在所述圆筒部内周面上的环状磁铁；以及与所述磁铁对向设置的电枢，其特征在于，在所述转子壳体的所述圆筒部的一端向半径方向外侧伸出设置凸缘部，且所述凸缘部固定在所述轮毂的所述盘片载放面背面。
6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于，
具有：旋转自如地支承所述旋转轴的轴承，
以及支承所述轴承的轴承支架，
所述轴承支架是将金属板深冲加工而形成杯状，具有连成一体的圆筒部和底部。
7.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于，
具有：旋转自如地支承所述旋转轴的轴承，
以及支承所述轴承的轴承支架，
在所述轴承支架的轴向中央部附近设有台阶部，在以所述台阶部为界的小径部分支承所述轴承，在以所述台阶部为界的大径部分，在与所述轴承的外周面之间形成贮油部。
8.一种转子的组装方法，其特征在于，具有：在将环状磁铁固定在具有圆筒部和从该圆筒部的一端向半径方向外侧伸出形成的凸缘部的转子壳体内周面之后，使磁化头接近所述磁铁的内周面而在所述磁铁上进行多极磁化，以形成转子壳体组的工序；将中心具有可供旋转轴***的轴孔的定心夹具嵌入所述转子壳体组后使该转子壳体组的中心与所述轴孔的中心一致的工序；以及在所述2个工序之后，在将竖设在具有盘片载放面的轮毂中心的旋转轴***所述定心夹具的轴孔的状态下，使所述转子壳体的所述凸缘部与所述盘片载放面的背面抵接，以将所述转子壳体与所述轮毂固定的工序。
9.根据权利要求8所述的转子的组装方法，其特征在于，
将从所述圆筒部一端向半径方向外侧伸出的、所述转子壳体的第1凸缘部固定在所述盘片载放面的背面，同时使所述磁铁与从所述圆筒部的另一端向半径方向内侧伸出的第2凸缘部抵接，以将所述磁铁在轴向定位。
10.根据权利要求9所述的转子的组装方法，其特征在于，
通过电气接合方法、或机械接合方法、或粘接方法将所述转子壳体的第1凸缘部固定在所述轮毂上。
11.根据权利要求8所述的转子的组装方法，其特征在于，
所述定心夹具的外径尺寸基本等于所述磁铁的内径尺寸。
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