專利名稱：降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法及薄型主軸馬達的制作方法
技術領域：
本發明主要是關于一種主軸馬達(spindle motor)制作精度的改善方法，尤其是關于一種薄型主軸馬達(slim type spindle motor)的高度及偏擺(run-out)的改善方法。
背景技術：
信息的發達使得信息儲存媒體的發展備受重視，在這其中，主軸馬達扮演著重要的角色。主軸馬達是一種小型馬達，是目前最常用來促使諸如光驅、磁盤驅動器等信息儲存媒體運作的驅動裝置。主軸馬達的型式有很多種，但主要的組件均包括有一承載面、一轉軸、一轉子及一定子，其中承載面可為另外設置的一承載盤的表面或馬達轉子本身的表面，用來承載及帶動一磁盤片或光盤片。在現代制作技術精細化的趨勢帶動下，這些主軸馬達的制作已朝向微型化的方向發展，如主軸馬達的薄型化便是一例。請參見圖1及圖2，分別顯示一現有薄型主軸馬達的立體圖及其A-A剖面圖。
如圖1及圖2所示，一薄型主軸馬達由各部組件所組裝而成。由于薄型主軸馬達的體積很小，且其運轉速度可達每分鐘數千轉(數千rpm)以上，因此，為避免光盤片在運轉時產生過大的震動進而影響光盤片資料上的讀取及損害光學讀取頭，對于主軸馬達各部組件的加工精度通常會有一定的要求。然而，如此一來便會增加制作的成本。此外，既然主軸馬達須由各部組件組裝而成，那么各部組件在組裝時所造成的誤差累積必然不可避免，而這些累積誤差仍會嚴重影響整個主軸馬達運轉時的穩定度。
舉圖1的薄型主軸馬達10為例，其承載面11為馬達轉子13本身的表面，其上黏附有一防滑片14，以防止光盤片滑動。除此之外，薄型主軸馬達10的各部組件還有軸芯12、帽蓋15、基座16、驅動電路17、定子座18(圖2)、繞線組19(圖2)及永久磁鐵20(圖2)等。在各部組件組裝完成后，薄型主軸馬達10的承載面11與軸芯12之間的垂直度誤差、馬達本身存在的制作誤差以及既有的組裝誤差均會使得馬達在運轉時發生偏擺現象，即承載面11在旋轉時會相對軸芯12發生偏擺。換言之，上述的各種組裝誤差會造成成品合格率的降低。
另一方面，就一現有薄型主軸馬達的應用場合而言，為了將馬達體積進一步縮小，薄型主軸馬達的設計者，除了將薄型主軸馬達在光驅內的配置高度(如圖2所示的H)限縮之外，還必須相當精確地控制薄型主軸馬達在光驅內的高度，使主軸馬達、光盤片及讀取頭三者的相對位置一定，而讓讀取頭能夠準確地讀取光盤片上的資料。因此，薄型主軸馬達在光驅內的高度精度相當重要。
然而，就一薄型主軸馬達而言，通常不會在馬達上額外組裝獨立的承載盤，而是直接以馬達轉子表面作為承載面。在此情況下，要同時解決前述承載面的偏擺問題，以及精確控制主軸馬達的高度精度容易有重工費時的現象。為此，尋求一種簡易便利的方法使得我們能在短時間內提升主軸馬達的高度精度及降低承載面的偏擺，便成為本發明意欲解決的課題。
發明內容
為了克服現有技術中的不足之處，本發明的一目的在于提供一種在使用上具有便利性的方法，利用此一方法可同時降低一主軸馬達的承載面的高度誤差及偏擺。
本發明的另一目的在于提出一種薄型主軸馬達，此一薄型主軸馬達具有一材料層，此一材料層的作用在于降低甚至于消除主軸馬達組裝時的累積誤差，以及增加主軸馬達的高度精度，進而提升主軸馬達在轉動時的穩定度。
為了達到上述目的，本發明提供一種降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，該主軸馬達具有一承載面，該方法包括鋪設一材料層于該承載面上；及對該材料層進行一表面處理，直至該材料層的表面在該主軸馬達運轉時所產生的平均偏擺量為一第一期望值，且該材料層的表面與該主軸馬達一軸芯的末端的距離為一第二期望值。
本發明還提供一種薄型主軸馬達，該馬達包括一軸芯；一轉子，其中央設有一孔以容置該軸芯；一材料層，鋪設于該轉子的表面上，該材料層的表面經過一表面處理；及一防滑片，鋪設于該材料層上。
換言之，本發明所提供的方法是在一主軸馬達的一承載面上鋪設一材料層；然后，對此一材料層進行一表面處理，直至此一材料層的表面在主軸馬達運轉時所產生的平均偏擺量在10-2mm以下，且此一材料層的表面與主軸馬達一軸芯末端的距離達一期望值。
在本發明中，所鋪設的材料層的材料選自于高分子材料、金屬材料及復合材料。前述高分子材料例如聚碳酸脂(Polycarbonate；PC)或聚對苯二甲酸乙二脂(Polyethylene terephthalate；PET)。
一實施例中，鋪設材料層的方法是借由一黏著劑將一材料層黏著于上述的承載面上。另外，上述的承載面是主軸馬達的轉子的表面。
在本發明中，對上述材料層進行一表面處理時，主軸馬達的一軸芯系被當作一加工主軸。
一實施例中，對上述材料層所進行的表面處理是對材料層進行一機械加工，此機械加工例如切削加工。
在本發明中，還包含將一防滑片鋪設于上述材料層上的步驟。
一實施例中，鋪設防滑片的方法是利用一黏著劑將此一防滑片鋪設于上述材料層上。
另一方面，依據本發明所提供的方法而制作的一種薄型主軸馬達，至少包含一軸芯；一轉子，其中央設有一孔以容置該軸芯；一材料層，鋪設于該轉子的表面上，該材料層的表面經過一表面處理；及一防滑片，鋪設于該材料層上。
一實施例中，一薄型主軸馬達的承載面的平均偏擺量在10-2mm以下。同時，此一薄型主軸馬達的高度標準差在4×10-3mm以下。
本發明所提供的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法的優點在于第一、借由該材料層的鋪設及其加工，可同時消除主軸馬達各部組件的制作誤差及組裝后的累積公差對系統的影響。因此，對于主軸馬達各部組件的加工精度的要求標準可稍降低，進而節省制作上的成本及時間。第二、在主軸馬達的各部組件組裝完成后，其承載面與軸芯之間的垂直度誤差、馬達本身存在的制作誤差以及既有的組裝誤差均可借由該材料層的鋪設及加工而一并消除，使得承載面在旋轉時不會相對軸芯發生偏擺，進而提升成品的合格率。第三、除了具有上述消除組裝誤差的功效外，本發明在無額外組裝獨立承載盤的情況下，還可同時精確地補償主軸馬達的高度精度。第四、本發明所提供的方法簡單且使用方便，相較于現有的利用各種工具來校正偏擺及高度的方法更能節省時間與成本。
圖1為一現有薄型主軸馬達的立體示意圖。
圖2為圖1的薄型主軸馬達的A-A剖面視圖。
圖3所示為一流程圖，顯示本發明一實施例的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺方法的實施步驟。
圖4為一剖面示意圖，顯示本發明一實施例的薄型主軸馬達。
組件符號說明10 薄型主軸馬達11 承載面12 軸芯13 轉子14 防滑片15 帽蓋16 基座17 驅動IC18 定子座19 繞線組20 永久磁鐵112 軸芯113 轉子
114 防滑片115 帽蓋116 基座118 定子119 繞線組200 材料層具體實施方式
如前所述，就一薄型主軸馬達而言，通常不會在馬達上額外組裝獨立的承載盤，而是直接以馬達轉子表面作為承載面。因此，以下以一薄型主軸馬達為例，說明本發明所提供的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法。
請參見圖3，本發明一實施例中所提供的方法，包含實施步驟301～304。首先，步驟301為在已完成組裝的主軸馬達的一承載面上鋪設一材料層；在此為在轉子表面上鋪設一高分子材料層(圖4的200)，例如一選自于由聚碳酸脂(Polycarbonate；PC)及聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)的材料。其次，步驟302為量取此一高分子材料層表面至主軸馬達的軸芯末端的高度及高分子材料層表面的偏擺量作為參考值。接者，步驟303為對此一高分子材料層進行一表面處理；在此為以主軸馬達的軸芯為加工主軸，對此一高分子材料層進行切削(cutting)加工，例如車削(turning)，直至主軸馬達轉子表面的偏擺及高度(如圖4的H’，為從轉子表面至軸芯位于定子端的距離)符合期望值。最后，步驟304為將一防滑片鋪設于該高分子材料層上。
本實施例中，所鋪設的高分子材料層的厚度界于0.4mm及0.5mm之間。此外，所鋪設的防滑片的厚度亦界于0.4mm及0.5mm之間。
又，本實施例中，鋪設高分子材料層的方法例如是利用一黏著劑來達成。
表1顯示十組薄型主軸馬達在采用本實施例的方法前、后的偏擺量及高度的數據。
表1
實驗數據證明，依本實施例的方法，可將一薄型主軸馬達轉子表面的平均偏擺量從0.04mm降低至0.01mm左右，且將主軸馬達的軸芯一端至轉子表面的高度標準差從0.01mm降低至0.004mm左右。在此情況下，不但降低了轉子與軸芯之間的組裝誤差，且提高了此一薄型主軸馬達轉子表面在旋轉時的穩定性。
需注意的是，在本發明所提供的方法中，一主軸馬達的轉子上所鋪設的材料層并不限定為高分子材料，而可以是其它易于進行表面處理的材料，例如塑性佳的金屬材料或復合材料。此外，在本發明所提供的方法中，對材料層所進行的表面處理并不限于切削加工，亦可以是其它類型的加工方式，例如研磨處理、雷射處理、蝕刻處理等等。換言之，依所鋪設的材料層的特性，我們可選擇不同的加工方式來對此一材料層進行表面處理，使主軸馬達轉子表面的偏擺及高度(如圖4的H’，為從轉子表面至軸芯位于定子端的距離)符合期望值。
請參照圖4，依據本實施例的方法而完成的薄型主軸馬達包含有一基座116、一定子118及繞線組119、一軸芯112、一轉子113及永久磁鐵110及一帽蓋115，其中轉子113的表面111上鋪設有一材料層200及一防滑片114。
綜上，本發明已借由上述實施例來詳加描述。然而，本領域技術人員當了解的是，本發明的所有的實施例在此僅為例示性而非為限制性，亦即，在不脫離本發明實質精神及范圍之內，上述所述及的各個方法步驟的變化例及修正例均為本發明所涵蓋。因此，本發明由權利要求加以界定。
權利要求
1.一種降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，該主軸馬達具有一承載面，其特征在于該方法包括鋪設一材料層于該承載面上；及對該材料層進行一表面處理，直至該材料層的表面在該主軸馬達運轉時所產生的平均偏擺量為一第一期望值，且該材料層的表面與該主軸馬達一軸芯的末端的距離為一第二期望值。
2.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該承載面為該主軸馬達的一轉子的表面。
3.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該材料層的材料選自于高分子材料、金屬材料及復合材料。
4.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于鋪設該材料層于該承載面上的方法是借由一黏著劑來達成的。
5.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于對該材料層進行該表面處理時，該軸芯被當作一加工主軸。
6.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該表面處理為車削加工處理。
7.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該方法還包含下列步驟鋪設一防滑片于該材料層上。
8.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該第一期望值在10-2mm以下。
9.根據權利要求1所述的降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，其特征在于該第二期望值的標準差在4×10-3mm以下。
10.一種薄型主軸馬達，其特征在于該馬達包括一軸芯；一轉子，其中央設有一孔以容置該軸芯；一材料層，鋪設于該轉子的表面上，該材料層的表面經過一表面處理；及一防滑片，鋪設于該材料層上。
全文摘要
本發明揭示一種降低主軸馬達的高度誤差及偏擺的方法，該主軸馬達具有一承載面，該方法包含下列步驟鋪設一材料層于該承載面上；及對該材料層進行一表面處理，直至該材料層的表面在該主軸馬達運轉時所產生的平均偏擺量在10
文檔編號H02K15/14GK1536746SQ03121809
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月10日 優先權日2003年4月10日
發明者徐金柱, 陳志彰, 林建杉 申請人:臺達電子工業股份有限公司