專利名稱：自動平衡裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及能夠抑止回轉體回轉時產生的回轉不平衡的自動平衡裝置及其配有該裝置的電機。
通常，為消除包含回轉軸的回轉體的回轉不平衡，在工業用機械、家用電器或計算機等中使用的各種回轉驅動裝置中常采用自動平衡裝置。
譬如當回轉體是磁盤時，如果因磁盤面上的標簽造成重量不均或磁盤有偏心時，任意的轉速都會使回轉軸產生撓曲、即“振擺回轉”的現象。為了抑止這種“振擺回轉”，研制開發出將多個鋼球放入同心圓狀的槽內以獲取平衡的自動平衡裝置(參考文獻特開平10-257710號公報)。
自動平衡裝置是伴隨著回轉，殼體41內的平衡構件即鋼球45從磁鐵43放出，一邊緊靠在外周壁41b上一邊移至穩定的位置，一旦回轉停止，即被磁鐵43吸住。在傳統的自動平衡裝置中，由于鋼球45伴隨著回轉的這種移動，會產生很大的外周壁部41b和磁鐵43的碰撞噪音和走動噪音(磨擦噪音、滾動噪音)。還存在著因碰撞時的沖擊而損傷外周壁部41b和磁鐵43的問題。
針對這一問題，上述特開平10-257710號公報記載的方法是通過在外周壁部41b的內面和磁鐵43的外周面設置由合成樹脂和橡膠之類的彈性材料構成的緩沖構件，或在鋼球45的表面形成同樣的保護構件來防止產生噪音和損傷構件。
然而，這種用合成樹脂和橡膠進行表面加工的方法加工難度大，成本高。
另外，通過鋼球45沿圓周方向移動可對于水平面內的偏負載發揮調心作用，但對軸向的偏向負載不能起調心作用。即，不能發揮自動平衡裝置的功能。
本發明目的在于提供一種可減小殼體內的平衡構件碰撞噪音和走行噪音、減輕因碰撞引起的損傷、低成本的自動平衡裝置，具體地講，在于提供不需要采用合成樹脂和橡膠等對平衡構件的表面進行加工的自動平衡裝置。
還在于提供不再使用吸住鋼球45的磁鐵43、可在共振轉速CR以下低速回轉時鋼球45的不穩定狀態下防止相互間的碰撞噪音和因碰撞引起的損傷的自動平衡裝置。
還在于提供不僅能對水平面內的偏向負載、而且也能對軸向的偏向負載起到自動調心作用的自動平衡裝置。
為實現上述目的，第1技術方案的自動平衡裝置是在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致，其特征在于，在平衡構件的表面和殼體內壁中的至少一方形成粘性體部。通過在平衡構件的表面和殼體內壁中的至少一方形成粘性體部，可用低成本減小平衡構件與殼體內壁的碰撞噪音以及平衡構件相互間的碰撞噪音，并且可減輕碰撞時的沖擊，以防引起損傷。
第2技術方案是采用硅油或磁性流體等的高粘性流體作為第1技術方案中的自動平衡裝置的粘性體部第3技術方案是將第2技術方案的自動平衡裝置的高粘性流體涂敷在平衡構件的表面和殼體內壁中的至少一方，或是注入殼體內。采用第2和第3技術方案可實現低成本化。
第4技術方案的自動平衡裝置是在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致是在與電機的回轉軸同心狀安裝的殼體內，其特征在于，平衡構件采用經過熱鈍化處理至少使表面的彈性率降低的低彈性體。因此，可用低成本減小平衡構件與殼體內壁的碰撞噪音以及平衡構件相互間的碰撞噪音，減輕碰撞時的沖擊，以防引起損傷。
第5技術方案的自動平衡裝置是在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致，其特征在于，在殼體內設置內側階梯部，用于在預定的基準設定轉速SR以下的轉速范圍內將多個平衡構件保持在靠近回轉中心側的區域，并且，由該內側階梯部形成的階梯高度具有高度h1，該高度h1是各平衡構件受到超出回轉體基準設定轉速SR的危險轉速所形成的離心力后越過該內側階梯部的階梯高度向外徑側的區域移動的高度。因此，在未超過回轉體基準設定轉速SR的低速回轉時，由于可通過簡易結構的內側階梯部將殼體內的平衡構件穩固地保持在回轉中心側的區域，能可靠地防止上述各平衡構件之間的相互接觸，有效避免產生接觸噪音以及構件損傷，因此，可以簡易的結構使平衡構件順滑移動，不僅使自動平衡裝置及其使用該裝置的電機成本降低，并且可保持高精度的功能。
又，當上述回轉體的轉速超出基準設定轉速SR時，由于上述各平衡構件越過內側階梯部的階梯高度向外徑側移動，因此，可高精度設定各平衡構件的移動開始時間，可獲得穩定的平衡性能。
第6技術方案是將上述第5技術方案的基準設定轉速SR設定為與上述回轉體的共振轉速CR大體一致。由于在到達平衡構件可開始移動的最早時刻、即共振轉速CR時，平衡構件立刻開始移動，極迅速地獲得回轉體的回轉平衡，因此可進一步提高上述效果。
第7技術方案是將上述第5技術方案的基準設定轉速SR設定為稍大于上述回轉體的共振轉速CR。由于能可靠地使平衡構件向獲得回轉體平衡的方向移動，因此可進一步提高上述效果。
第8技術方案是將上述第5技術方案的內側階梯部由將上述多個平衡構件以大致相等間隔各自分開保持在上述回轉軸的周圍的多個收納凹部形成。由于在未超過回轉體的基準設定轉速SR的低速回轉時，將平衡用收納部內的各平衡構件保持在良好的回轉平衡狀態，以在整個使用轉速的范圍內得到穩定的回轉狀態，因此可進一步提高上述效果。
第9技術方案是在上述第5技術方案的平衡收納部設置有外側抵接壁面，用于在超出上述回轉體的共振轉速CR的額定回轉時保持上述各平衡構件，并且在該外側抵接壁面與上述內側階梯部之間設置從該外側抵接壁面向內側階梯部下降傾斜的引導面，當上述回轉體的轉速低于基準設定轉速SR時，使上述各平衡構件向內側階梯部側移動。由于在回轉體進入低速回轉狀態后使上述各平衡構件向內側階梯部側移動，且在低速回轉時使各平衡構件可靠地返回內側階梯部側重復穩定的回轉狀態，因此可進一步提高上述效果。
第10技術方案具有安裝在回轉體驅動源即電機的回轉部分上的殼體、以及配置于在該殼體內部形成的通路內的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，多個平衡構件在通路內向軸向和圓周方向移動，以此抑止回轉體的傾斜。因此，不僅對平衡構件在圓周方向的移動水平面內的偏向負載，并且對軸向的偏向負載也能通過平衡構件的軸向移動而起到自動調心的作用。
第11技術方案是在上述自動平衡裝置的基礎上，構成殼體內通路最外周部的內壁的縱剖面為圓弧狀。因此，各平衡構件可沿著形成圓弧狀的內壁順暢移動，縮短自動調心所需的時間。
第12技術方案是在上述自動平衡裝置的基礎上，在殼體內半徑方向的不同位置設置多個通路，各通路成為獨立的空間。因此，在半徑方向的多個位置上，平衡構件可對應水平面方向的偏負載和軸向的偏向負載而自動調心。
第13技術方案是在上述自動平衡裝置的基礎上，多個平衡構件還向半徑方向移動，且通路越向半徑方向外側延伸，軸向的空間越大。因此，只要在回轉初始期和回轉停止時向半徑方向內側保持平衡構件，在回轉超過共振頻率時向半徑方向外側移動，則可抑止回轉初始期等時因平衡構件移動造成回轉振擺增大。
對附圖的簡單說明
圖1為本發明第1實施例的自動平衡裝置及電機結構的縱剖視圖。
圖2為說明本發明自動平衡裝置的結構特征部的橫剖視圖。
圖3為采用本發明自動平衡裝置的CD-ROM驅動裝置一例的外觀軸側說明圖。
圖4為本發明第2實施例的自動平衡裝置及電機結構的縱剖視圖。
圖5為圖4所示自動平衡裝置內周側部分的放大縱剖視說明圖。
圖6為圖4所示自動平衡裝置的橫剖視說明圖。
圖7為將本發明第3實施例的將自動平衡裝置與轉子一體組裝的主軸電機的縱剖視圖。
圖8為圖7自動平衡裝置部分的Ⅱ-Ⅱ剖視圖。
圖9為說明圖7自動平衡裝置的原理的剖視圖，其中，(a)表示回轉體停止時和回轉初始期各平衡構件的狀態，(b)表示在環狀磁鐵的保持力較弱的狀態下回轉體作共振頻率以下的回轉時各平衡構件與重心位置的關系，(c)表示在回轉體作超過共振頻率的回轉時各平衡構件與重心位置的關系。
圖10為說明圖7自動平衡裝置的原理的剖視圖，表示在超過共振頻率的回轉過程中包含磁盤的轉子處于完全平衡的狀態。
圖11為本發明實施形態的自動平衡裝置變形例的模式剖視圖，其中，(A)表示通路的上下面形成傾斜且最外周部沿軸向平直的例子，(B)表示通路的上側面形成傾斜且最外周部沿軸向平直的例子。
圖12為本發明實施形態的自動平衡裝置變形例的模式剖視圖，其中，(A)表示通路的上下面形成傾斜且最外周部為圓弧狀剖面的例子，(B)表示通路的上側面形成傾斜且最外周部為圓弧狀剖面的例子。
圖13為本發明實施形態的自動平衡裝置變形例的模式俯視圖。
下面說明本發明的實施形態。
圖1表示第1實施例的配置有自動平衡裝置的主軸電機2。該主軸電機構成圖3所示的設有對光磁盤200照射激光以寫入或讀出信息的光拾波裝置300的CD-ROM驅動裝置的一部分，并成為回轉操作該光磁盤200的驅動源100。
如圖1和圖2所示，本發明的自動平衡裝置是在配置于殼體41內的鋼球45的表面形成粘性體部45a。作為粘性體部45a，使用硅油或磁性流體等高粘性流體，采用在鋼球45表面涂敷的方法形成。
由此，可簡單而又可靠地減小鋼球45與外周壁部41b、磁鐵43的碰撞噪音，進而減輕碰撞時的沖擊，以防損傷。還能減小因鋼球45相互間碰撞引起的走行噪音。特別是走行噪音，單依靠在殼體41的外周壁41b的內面和磁鐵43的外周面設置由合成樹脂和橡膠之類的彈性材料構成的緩沖構件是不能解決的，還必須進行鋼球45的表面加工。
另一方面，在鋼球45的表面涂敷高粘性流體的方法比采用合成樹脂和橡膠的表面加工方法要簡單得多，可大幅度降低成本。
并且也可既在鋼球45的表面形成粘性體部45a，又在殼體41內的外周壁部41b及磁鐵43的外周面形成粘性體部。或者，即使只在殼體41內的外周壁部41b和磁鐵43的外周面涂敷高粘性流體，也能間接地使在殼體41內移動的鋼球45表面粘附高粘性流體，可獲得相同的效果。
又，也可向殼體41內的空間部注入高粘性流體。
又，也可不在鋼球45的表面形成粘性體部，而改為對鋼球45進行熱鈍化處理(退火)，至少使表面的彈性率降低。在這樣對鋼球45進行退火使表面降低彈性后，不僅可降低鋼球45相互間碰撞時和鋼球45與內壁及其磁性43的外周面碰撞時的相斥力，并且還可減小碰撞噪音。即，可獲得與上述在鋼球45的表面形成粘性體部45的方法相同的效果。另外，該熱鈍化處理作業也較簡單，比采用合成樹脂和橡膠的表面加工方法容易，可大幅度降低成本。
采用本發明的在鋼球45的表面形成粘性體部45a的結構，磁鐵43的磁力加上粘性體部45a的粘性力，使磁鐵43與鋼球45的吸附力增大，因此可將回轉開始時的回轉扭矩高效率地傳遞給鋼球45，回轉開始時即可實現平衡的回轉。
上述實施形態是本發明較佳實施形態例，但并不限定于此例，在不脫離本發明宗旨的范圍內可作各種變形實施。例如，上述平衡構件使用的是鋼球45，但其形狀不限定于球狀，例如也可是圓柱狀或桶狀等。另外，也可與在殼體41的外周壁41b的內面和磁鐵43的外周面設有由合成樹脂和橡膠之類的彈性材料構成的緩沖構件的結構組合使用。
特別是如圖4所示，第2實施例中的主軸電機2配置有從本體框架11略微向上立起的一體形成的中空圓筒狀軸承保持架132，在該軸承保持架132的內部側，分別安裝著從該軸承保持架132的圖示的上下兩端部分壓入的軸承構件14、14。這兩個軸承構件14、14相互呈同心狀配置，依靠與在上述軸承保持架132內周壁面的軸向中央部分凸出形成的環狀固定部(未圖示)的端面相抵接而被固定。上述各軸承構件14可采用含油軸承、軸承、動壓軸承裝置等各種軸承裝置。
又，在上述軸承保持架132的中心部分，經過上述一對軸承構件14、14可回轉地支承著回轉軸21，同時在上述軸承保持架132的外周側壁面，嵌裝著由硅鋼板的層疊體構成的定子鐵心12。在該定子鐵心12的表面，通過涂裝形成絕緣層，隔著該絕緣層，在與該定子鐵心12的各凸極部對應的部分繞上線圈12a。
另一方面，在上述回轉軸21的圖示的上方側凸出部分的中途位置，固定著大致呈杯狀的轉子殼體137，在該轉子殼體137的外周側壁面的內面側固定著環狀的轉子磁鐵22，并且該轉子磁鐵22的內周面側面從半徑方向外側接近上述定子鐵心12的各凸極部配置。
在上述回轉軸21的圖示上方側的前端部分，安裝著本發明的自動平衡裝置4，在該自動平衡裝置4的圖示上方側，設有安裝上述光磁盤200用的磁盤轉臺(未圖示)。下面說明自動平衡裝置4的一實施形態。
首先，如圖4至圖6所示，在上述回轉軸21上，固定著與該回轉軸21一體回轉的中空狀殼體41。該殼體41由用金屬或樹脂材料制成的圓盤狀殼體構件構成，在該殼體41的中空內部，配置有可自由移動的多個(本實施形態為6個)鋼球45。當包含上述回轉軸21和殼體41的整個回轉體超過共振轉速CR而到達高速的額定轉速時，上述多個鋼球45、45…向抵消上述回轉體的不平衡回轉的方向移動，以獲得回轉平衡。
此時，在上述殼體41的中心側區域，收容上述各鋼球45用的槽狀收納凹部203、203…呈環狀圍住上述回轉軸21且呈放射狀配置。在低速回轉時，各收納凹部203具有將上述各鋼球45收容保持在內部的功能，各收納凹部203沿圓周方向大致以相等的間隔相互分開設置，在本實施形態中，只設置了與上述鋼球45相同的數量(6個)。在將上述各鋼球45收容在各收納凹部203內部的狀態下，各鋼球45被保持在沿圓周方向以大致等間隔各自分開的形態。
另外，上述各收納凹部203內周側的上立壁面構成具有所定階梯高度的內側階梯部204，利用由這一內側階梯部204形成的階梯高度來限制上述各鋼球45向半徑方向外側的移動。在上述回轉體的轉速處于預定的基準設定轉速SR以下的低速回轉時，上述各鋼球45被保持在各收納凹部203的內部。
即，如圖4和圖5所示，在上述各鋼球45上雖然由回轉體的回轉形成的離心力F向半徑方向外方側起作用，但作用于各球體45的離心力F的上方側成分FV卻因上述內側階梯部204所形成的階梯高度h1而發生變化。并且，作用于上述各球體45的離心力F的上方側成分Fv在隨著轉速的增大而超過鋼球45自重m的時刻，上述各鋼球45越過內側階梯部204的階梯高度而繼續向半徑方向外方側的區域移動。
這樣，在本實施形態中，首先是適當調整由上述各內側階梯部204形成的階梯高度h1，由此將作用于各鋼球45的上浮力Fv設定為所需的大小，使作用于上述各鋼球45的上浮力Fv在上述回轉體的轉速處于預定基準設定轉速SR以下的低速回轉時小于該鋼球45的自重m。另外，使作用于各鋼球45的上浮力Fv在回轉體的轉速超出基準設定轉速SR時大于該鋼球45的自重m。
即，上述內側階梯部204的階梯高度h1的尺寸按照以下方法設定，在上述回轉體的轉速處于預定的基準設定轉速SR以下的低速回轉范圍內時，各鋼球45被保持在收納凹部203內，而在回轉體的轉速成為超出基準設定轉速SR的高速回轉時，各鋼球45從上述各收納凹部203內越過內側階梯部204向半徑方向外方側滾出。例如圖5所示，該內側階梯部204的階梯高度h1被設定為略小于上述鋼球45的半徑r(h1＜r)，連接上述鋼球45的中心X與內側階梯部204的階梯角部Y的線段Z相對上述回轉軸134的軸心約為89.5°。
在本實施形態中，將上述的基準設定轉速SR定為與上述回轉體的共振轉速CR大體一致，并將該基準設定轉速SR設定為稍大于上述回轉體的共振轉速CR。
另外，在上述殼體41的外周側部分設有在上述回轉體的額定轉速UR時將各鋼球45保持在外周側的一對環狀外側抵接壁面205、206。兩個外側抵接壁面205、206分別由與上述各鋼球45的外表面接觸的水平抵接面和垂直抵接面構成，由這一對外側抵接壁面205、206構成的大致コ字形的凹槽沿著上述殼體41的外周面連續形成環狀。并且，這些外側抵接壁面205、206的支承鋼球45的支承面的長度L1、L2小于上述鋼球45的直徑，再具體地講，被設定為與上述鋼球45的半徑大體一致的尺寸。
上述外側抵接壁面205、206分別經過外側階梯部207、208而設置，通過設置這些外側階梯部207、208，在上述外側抵接壁面205的內方側和外側抵接壁面206的上方側各自形成了開放空間S1、S2。由上述外側抵接壁面205、206支承的鋼球45外表面的一部分面向這兩個開放空間S1、S2內。
在上述外側抵接壁面205、206與上述內側階梯部204之間，設有從上述外側抵接壁面205、206向內側階梯部204下降傾斜的引導面42a。當上述回轉體的轉速處于基準設定轉速SR以下的低速回轉而使各鋼球45脫離外側抵接壁面205、206時，這些鋼球45就各自沿著上述引導面42a的下降傾斜面向內側階梯部204移動，并分別被收納在上述各收納凹部203內部。
此時，鋼球45不必進入所有的上述收納凹部203，即使有些鋼球45未進入收納凹部203內，只要是有鋼球45進入收納凹部203內，就可獲得本發明的作用和效果。即，在具有上述結構的本實施形態中，首先是在回轉體的轉速處于未超過基準設定轉速SR的低速回轉區域的范圍內，利用簡易的階梯狀內側階梯部204的階梯高度，就能將殼體41內的鋼球45可靠地保持在回轉中心側的收納凹部203內，能可靠地防止低速回轉時鋼球45相互間的接觸，避免產生接觸噪音和構件損傷。
此時，在本實施形態中，由于上述收納凹部203沿圓周方向以大致相等間隔分開配置，因此，殼體41內的多個鋼球45即使在未超過回轉體的基準設定轉速SR的低速回轉區域的范圍內，也能保持良好的平衡狀態，使回轉體的回轉維持在極其穩定的狀態。
另一方面，當上述回轉體的轉速超出基準設定轉速SR成為危險轉速時，上述鋼球45越過內側階梯部204的階梯高度而向外徑側移動。其結果，可高精度地設定鋼球45的移動開始時點。
此時，如本實施形態所示，若將基準設定轉速SR設定為與回轉體的共振轉速CR大體一致，則在到達鋼球45可開始移動的最早時刻、即共振轉速CR后，由于鋼球45立刻開始移動，因此，可極迅速地獲得回轉體的回轉平衡。又，在本實施形態中，由于將基準設定轉速SR設定為稍大于回轉體的共振轉速CR，因此，鋼球45能可靠地向取得與回轉體重心位置G(參照圖4)相反一側的平衡的方向移動。
另外，如本實施形態所示，在回轉體的額定轉速UR時保持鋼球45的外側抵接壁面205、206與內側階梯部204之間，若設置在回轉體的轉速處于基準設定轉速SR以下時可使鋼球45向內側階梯部204側移動的下降傾斜引導面42a，則鋼球45在低速回轉時能可靠地返回內側階梯部204側。
又，如本實施形態所示，若在額定轉速UR時保持鋼球45的外側抵接壁面205、206上，分別通過設置外側階梯部207、208形成開放空間S1、S2，則可降低高速回轉時氣流對鋼球45表面的粘性阻力，提高回轉體的回轉驅動效率。
此時，如本實施形態所示，若通過設置外側階梯部207、208將外側抵接壁面205、206上的鋼球45的支承面設定為盡可能小的尺寸，則可相應地擴大開放空間S1、S2，進一步減小氣流對鋼球表面的粘性阻力，更加提高回轉體的回轉驅動效率。
上面對本發明的實施形態作了具體說明，但并不限定于上述實施形態，在不脫離本發明宗旨的范圍內可作各種變形。
例如，上述實施形態是設置與鋼球45一樣個數(6個)的收納凹部203，但也可以超過這一數。
又，在上述實施形態中，將鋼球45保持在外周側的外側抵接壁面205、206的支承面形成平坦面，但也可形成與鋼球45外表面的曲面對應的彎曲面。
本發明同樣也可適用于上述實施形態中CD-ROM驅動裝置以外的其它裝置，作為適用的電機，也可用于伺服電機、空氣發動機等。
如圖7和圖8所示，第3實施例的自動平衡裝置4配置有插通固定在回轉軸21上并在內部形成通路42的殼體41、埋設在通路42的徑向內側的環狀磁鐵43以及作為平衡構件的多個鋼球45，所述多個鋼球45在回轉體的回轉超出共振頻率時，在回轉軸21回轉的同時沿軸向(圖7的箭頭X方向)和圓周方向(圖8的箭頭Y方向)在通路42內移動。另外，在本實施例中，各鋼球45不僅可沿軸向和圓周方向，并且也可沿半徑方向(圖7和圖8的箭頭Z方向)移動。
殼體41由非磁性構件、具體說就是用容易模具成型的低成本的合成樹脂等形成，不會受配置在內部的后述環狀磁鐵43的磁性影響。該殼體41的外形為圓盤狀，內部設有圍住回轉軸21的大致呈圓環狀的通路42。即，殼體41包括在回轉中心側固定于回轉軸21上的軸固定部41a、外周側的圓筒狀外周壁部41b、連接軸固定部41a和外周壁部41b一側端面的圓形第1圓板部41c以及連接軸固定部41a和壁部41b另一側端面的圓形第2圓板部41d。第1圓板部41c的靠通路42一側的面為水平面狀，第2圓板部41d的靠通路42一側的面則面向半徑方向外側形成向圖7中下側傾斜的斜面。因此，通路42越向半徑方向外側延伸，軸向的空間就越大。因此，越是向離心力強的半徑方向外側延伸，各鋼球45的軸向可移動空間就越大。因此對軸向的偏負載能更有效地發揮自動調心作用。
又，成為構成通路42最外周部的內壁的壁部41b，其通路形成部的縱剖面為直線狀。因此，通路42的從最內周部至最外周部的距離在軸向的不同位置上是各不相同的。更具體地講，在通路42的最外周部，軸向的上側部分到最內周部之間的距離比下側部分短。
因此，在超出共振頻率的回轉時，鋼球45將會向這個在最外周部上離最內周部距離短的位置、即上側位置移動。這是因為在因離心力而偏向最外周部分的狀態下，鋼球45會向離最內周部距離短的方向移動。其結果，利用這一鋼球45的圓滑移動，即可在短時間內發揮使重心向回轉中心位置移動的自動調心作用。在圖7中，點A為回轉體的重心位置。
在本實施形態中，壁部41b的內壁與回轉軸21是平行的，但該內壁也可形成圓弧狀，以使內壁與將通路42的上面作為基準的水平面內的回轉中心部分(圖7的P點)之間都形成等距離。
并且，在通路42的徑向內側埋設磁鐵43。該磁鐵43的軸向尺寸與通路42最內周部分的軸向尺寸大致相同。又，在本發明的實施形態中，磁鐵43對各鋼球45的保持力增大，在共振前不會因離心力的作用而偏向外側。各鋼球45在回轉體超出共振頻率的時刻克服磁鐵43的保持力而向半徑方向移動，然后進行這種沿圓周方向的移動。
又，若從軸向看各鋼球45，如圖9(c)的實線所示，在共振后的初期如上所述只能沿圓周方向向與重心相反的方向移動，看不到明顯的軸向移動，但實際上是在進行圓周方向移動的同時也在慢慢地向軸向上方移動(參照圖9(c)的虛線)。其后，各鋼球45一邊在通路42的最外周部的最上部沿圓周方向移動一邊取得平衡。這種動作、即鋼球45克服重力而向上移動的動作是在回轉體的回轉超出共振頻率時發生的現象。由此，可對應于軸向的偏心負載而減小回轉重心的偏差，起到抑止回轉體振動的作用。
圖10表示利用這一鋼球45的動作使轉子2以及裝填的磁盤處于完全平衡的狀態。
這樣，回轉體的回轉重心就因多個鋼球45的圓周方向和軸向的移動而向中心位置方向返回。一旦在超出共振頻率的階段產生回轉振擺，通過反復進行這樣的動作，就可使回轉體在振動被抑止、回轉振擺小的狀態下進行回轉。
上述第3實施例雖是本發明較好的實施例，但并不限定于此例，在不脫離本發明宗旨的范圍內可作各種變形實施。例如，第3實施例舉了使CD和光磁盤等圓盤狀記錄媒體作回轉操作用的驅動裝置的例子，但本發明不限定于使CD等記錄媒體作回轉操作的裝置，只要是使超出共振頻率地高速回轉的回轉體作回轉操作的裝置，則可勝任任何用途。
又，第3實施例是將通路42做成下側面向外周側并向下傾斜狀，上側面則不傾斜，利用下側面的傾斜使軸向的空間逐漸放大，并且最外周部的剖面形狀沿軸向呈平直狀，但通路42的剖面形狀也可采用圖11(A)、(B)和圖12(A)、(B)所示的結構。
圖11(A)的示例中，通路42的上側面向外周側且向上傾斜，通路42的下側面向外周側且向下傾斜。而壁部41b的通路形成部的縱剖面則與上述實施形態一樣，采用沿軸向平直的結構。
圖11(B)的示例中，通路42的上側面向外周側且向上傾斜，下側面不傾斜。而壁部41b的通路形成部的縱剖面則與上述的實施形態一樣，采用沿軸向平直的結構。
圖12(A)的示例與上述圖9(A)的示例一樣，通路42的上側面向外周側且向上傾斜，通路42的下側面向外周側且向下傾斜。而壁部41b的通路形成部的縱剖面則為圓弧狀，以使壁部41b與以通路42的軸向中央為基準的水平面內的回轉中心部分(圖12(A)的P1點)之間都形成等距離。
圖12(B)的示例中，通路42的上側面向外周側且向上傾斜，下側面不傾斜。而壁部41b的通路形成部的縱剖面為圓弧狀，以使壁部41b與以通路42的下面為基準的水平面內的回轉中心部分(圖12(B)的P2點)之間都形成等距離。
又，上述實施形態只設1個通路42，但也可如圖13所示，在半徑方向的不同位置上設置2個通路(分別為42b、42c)，各自形成獨立的空間。另外，在圖13的示例中，各通路42b、42c在半徑方向的寬度t1、t2與分別收納的各鋼球45的直徑尺寸w1、w2大致相同，各鋼球45不能向半徑方向移動，但可向軸(高度)方向移動。
又，上述的實施形態將鋼球45作為平衡構件，但只要是可利用離心力等的力在殼體41的內部空間42內移動的形狀，也可不使用球體，而改用圓柱狀和葡萄酒桶等的形狀。另外，適用于將回轉軸21固定在定子中樞11上、在回轉軸21與殼體41之間配置軸承構件的電機，或是不用中心的回轉軸21、而用滾珠軸承等將轉子2保持在轉子外側的殼體上的電機。
綜上所述，本發明能以低成本減小平衡構件與殼體內壁的碰撞噪音以及平衡構件相互間的碰撞噪音，進而減輕碰撞時的沖擊，防止構件損傷。
權利要求
1．一種自動平衡裝置，在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致，其特征在于，在所述平衡構件表面和所述殼體內壁中的至少一方形成粘性體部。
2．如權利要求1所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述粘性體部采用硅油或磁性流體等高粘性流體。
3．如權利要求2所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述高粘性流體涂敷在所述平衡構件表面和所述殼體內壁中的至少一方，或是注入所述殼體內。
4．一種自動平衡裝置，在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致，其特征在于，所述平衡構件采用通過熱鈍化處理(退火)至少使表面的彈性率降低的低彈性體。
5．一種自動平衡裝置，在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內，配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，通過平衡構件的移動進行自動調心，以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致，其特征在于，其特征在于，在所述殼體內設置內側階梯部，用于在預定的基準設定轉速SR以下的轉速范圍內將所述多個平衡構件保持在靠近所述回轉中心側的區域，并且，由該內側階梯部形成的階梯高度具有高度h1，該高度h1是所述各平衡構件受到超出所述回轉體基準設定轉速SR的危險轉速所形成的離心力后越過該內側階梯部的階梯高度向外徑側區域移動的高度。
6．如權利要求5所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述基準設定轉速SR設定為與所述回轉體的共振轉速CR大體一致。
7．如權利要求5所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述基準設定轉速SR設定為稍大于所述回轉體的共振轉速CR。
8．如權利要求5所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述內側階梯部由將所述多個平衡構件以大致相等間隔各自分開保持在所述回轉軸周圍的多個收納凹部形成。
9．如權利要求5所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述平衡用收納部設置有在超出所述回轉體的共振轉速CR的額定轉速時保持所述各平衡構件的外側抵接壁面，同時在該外側抵接壁面與所述內側階梯部之間，設有從該外側抵接壁面向內側階梯部下降傾斜的引導面，當所述回轉體的轉速低于基準設定轉速SR時，使所述各平衡構件向內側階梯部側移動。
10．一種自動平衡裝置，其特征在于，具有安裝在回轉體驅動源即電機回轉部分上的殼體、以及配置于在該殼體內部形成的通路內的多個平衡構件，當其回轉頻率超出共振頻率時，所述多個平衡構件在通路內沿軸向及圓周方向移動，以此抑止回轉體的傾斜。
11．如權利要求10所述的自動平衡裝置，其特征在于，構成所述殼體內通路的最外周部的內壁，其縱剖面為圓弧狀。
12．如權利要求10所述的自動平衡裝置，其特征在于，在所述殼體內半徑方向的不同位置上設置多個所述通路，各通路形成獨立的空間。
13．如權利要求10所述的自動平衡裝置，其特征在于，所述多個平衡構件還沿半徑方向移動，所述通路越向半徑方向外側延伸，軸向的空間就越大。
全文摘要
一種自動平衡裝置,在同心地安裝于電機回轉軸上的殼體內,配置有可在該回轉軸回轉的同時沿半徑和圓周方向移動的多個平衡構件,當其回轉頻率超出共振頻率時,通過平衡構件的移動進行自動調心,以使整個回轉體的重心與回轉中心保持一致,其特征在于,在平衡構件表面和殼體內壁中的至少一方形成粘性體部。本發明可以用低成本來降低殼體內的平衡構件碰撞噪音和走行噪音,減輕因碰撞引起的損傷。
文檔編號H02K7/04GK1307391SQ0110339
公開日2001年8月8日 申請日期2001年2月1日 優先權日2000年2月2日
發明者菊池良巳, 樋口大輔, 楊建福 申請人:株式會社三協精機制作所