專利名稱：馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，是應用于支撐光盤片的旋轉馬達，特別是一種可同時改善其偏擺度以及同心度的組裝方法及其治具。
背景技術：
隨著光學數(shù)據(jù)儲存的大量需求以及光驅技術的不斷更新，光驅關鍵零組件-主軸馬達的精度亦隨之而要求益高，以最近的發(fā)展而言，HD-DVD、DVD-RAM、DVD-RW等儲存技術均要求主軸馬達在承載光盤片時，其軸向偏擺度以及徑向同心度需分別小于0.015mm與0.030mm，如此才能使光驅在尋軌讀取數(shù)據(jù)時，能有優(yōu)越的功能表現(xiàn)。
然而以目前現(xiàn)階段的制造技術來說，這樣的要求確有其相當大的問題癥結所在。請參閱圖1A、圖1B，是為現(xiàn)有技術主軸馬達的示意圖以及量測偏擺度與同心度的方法，主軸馬達10包含有定子部13、轉子部12以及裝設于轉子部12的承載盤11，承載盤11中心部位具有多個爪片111，借由爪片111來抓合住光盤片(圖中未示)的內圓，而能將光盤片固定于承載盤11上同步旋轉，同時為了使光盤片抓著固定及旋轉時更穩(wěn)固，一般會于爪片111的周圍設置有橡膠的防滑片。而量測主軸馬達10的偏擺度以及同心度的方式，是將主軸馬達10固定于基座14上，然后再利用中心具有一與光盤片內圓等徑的凹口151的量測治具15裝設于承載盤11上，實際旋轉時，再利用千分表16a、16b分別貼合于量測治具15的頂面以及側面而量取其同心度以及偏擺度。
一般解決這兩個問題，都朝向以改善原材料精度以及增加后制程精度來著手，以下簡述這兩種手段的差異以及優(yōu)劣。
1、改善承載盤與防滑片原材料精度改善承載盤精度后加以組裝確實是可以增進主軸馬達的精度，同時也是最基本的想法，但是對此一做法而言，成品同心度與偏擺度的規(guī)格要求存在相當難以克服的技術障礙，這是因為承載盤的外型通常相當復雜，且為了降低成本以及達到承載光盤片的目的，需使用塑料射出的方式，但是射出制程的參數(shù)相當復雜，舉凡有溫度控制、流道設計、成型收縮率及模具精度等，因而限制了承載盤的精度的達成上限，如果要求承載盤的同心度達到0.03mm，必須要經過繁雜的修模以及試模的過程，至于偏擺度的要求更是不需贅言，需要高超的模具開發(fā)技術以及卓越的成型品質。
在另一方面，主軸馬達要達到0.015mm的偏擺度，意味著承載盤上的防滑片的平行度公差必須小于0.015mm，才能確?？蛻舳擞谘b上光盤片后能夠達到此一規(guī)格。但是以現(xiàn)實的狀況中，以橡膠或是硅膠制成的防滑片要達到此一公差，亦需要制程穩(wěn)定且品管能力優(yōu)秀的協(xié)力廠商方能達成。
綜合上述原因，存在有相當多不可抗力的因素，不僅達成相當困難，也無形增加相當多的制造成本。
2、增進后制程的精度再增進后制程精度方面，是指于組裝承載盤于轉子部的主軸后施以車削、研磨等材料移除的制程，或是精密涂布防滑膠等機械加工方式來達到成品規(guī)格的要求。但是此種做法僅能改善偏擺度，卻無法改善同心度，且使用車削以及研磨時，所產生的粉屑可能會造成制程上的污染，對產品更是有潛在的隱憂。而精密涂布防滑膠的方式，則無法自由在防滑片上產生花紋來增加可靠度，使防滑片的可靠度下降。
此外，亦有廠商發(fā)表以數(shù)個防滑片貼著于承載片上，借由不同厚度的防滑片來校正偏擺度的做法，但是制程卻會變的相當復雜，且產量也會下滑，又無法同時校正同心度。
而根據(jù)承載盤應用于不同的承載物，會有其余如圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度等不同特定功能基軸的問題，但與前述的同心度以及偏擺度相同，都是由于轉子的承載盤固定校正的問題所引起，長期不斷地困擾著相關業(yè)者，儼然成為相關產業(yè)裹足不前的最大主因。

發(fā)明內容
本發(fā)明乃為解決上述問題而提供一種馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，是舍棄舊有的思維，使用“先調整、后固定”的方式來組裝馬達轉子的轉子部以及承載盤，使各部件的精度規(guī)格可略低，達到降低成本的效果，同時，成本精度反而可更加提高，同時改善承載盤偏擺度以及同心度。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，是根據(jù)“先調整、后固定”的觀念，設計一套夾持治具，是用以組裝該馬達轉子的轉子部以及承載盤，并可同時改善該承載盤的中心軸相對于該轉子部的中心軸的偏擺度以及同心度，其中該馬達轉子是可借由該承載盤支撐一光盤片的內圓而透過該馬達轉子的轉子部帶動該光盤片轉動，該組裝治具包含有一功能軸治具，內部具有一可容置該承載盤的空間，且該空間內具有一板體，該板體具有與該光盤片相同的內圓以及下表面，而可使該承載盤裝設于該功能軸治具時，使該承載盤的特定功能基軸重合于該板體的內圓的幾何中心軸；及一校正軸治具，可供該轉子部裝設，并可組合于該功能軸治具，使該轉子部與該承載盤結合，且該校正軸治具的內部的幾何中心軸重合于該轉子部的中心軸。其中借由該校正軸治具的內部的幾何中心軸與該功能軸治具的板體內圓的幾何中心軸重合，進而可使該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的中心軸重合。
本發(fā)明的功能軸治具是用來擷取承載盤的特定功能基軸，所謂的特定功能基軸也就是承載盤實際裝設的承載物的特定功能的基軸，以支撐光盤片為例，是為光盤片實際的幾何中心軸；而校正軸治具用來供轉子部裝設，并配合功能軸治具設計，可使校正軸治具裝與功能軸治具裝設時，轉子部與承載盤也互相配合裝設，受到功能軸治具以及校正軸治具的限制以及控制，而能使承載盤裝設于轉子部時，精度受到控制。
本發(fā)明進而提供一種馬達轉子的承載盤的組裝方法，該馬達轉子是可借由該承載盤支撐一承載物而透過該馬達轉子的轉子部帶動該承載物轉動，該組裝方法包含有下列步驟首先提供一功能軸治具以及一校正軸治具，分別對應該承載盤以及該轉子部；然后分別裝設該承載盤以及該轉子部于該功能軸治具與該校正軸治具，使該功能軸治具擷取該承載盤的特定功能基準；組合該功能軸治具以及該校正軸治具，而使該承載盤結合于該轉子部，且該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的旋轉中心軸概略重合；最后固定該承載盤與該轉子部，使該校正軸治具的內部的幾何中心軸與該功能軸治具的板體內圓的幾何中心軸重合，進而可使該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的中心軸重合。
功能軸治具內部除了具有可供承載盤裝設的空間外，更具有一板體，板體上形成一與光盤片內圓相同的圓孔，使承載盤裝設后，能夠擷取其特定功能基軸，而校正軸治具同樣可供轉子部裝設，借由配合前先行的校正，使功能軸治具的板體的圓孔中心軸與校正軸治具內部空間的中心軸概略重合，確保兩者結合后，承載盤的特定功能基軸能與轉子部的中心軸重合，再利用穩(wěn)定性高、影響精度小的固定方式來固定轉子部以及承載盤，而能達到控制馬達轉子的承載盤的偏擺度以及同心度的精度。


圖1A為現(xiàn)有技術主軸馬達的示意圖；圖1B為量測偏擺度及同心度的方法；圖2為本發(fā)明的組裝治具結合馬達轉子的示意圖；圖3為承載盤裝設于光盤片的示意圖；圖4A、4B為承載盤的特定功能基軸示意圖；圖5為本發(fā)明功能軸治具以及校正軸治具供承載盤以及轉子部裝設的示意圖；圖6為本發(fā)明功能軸治具以及校正軸治具結合的示意圖；圖7為本發(fā)明點膠固定的示意圖；及圖8為本發(fā)明主軸馬達成品的示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明所揭露的馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，是利用一夾持治具，采用“先調整、后固定”的方式來組裝馬達轉子的轉子部以及承載盤，借由夾持治具精度的控制，使承載盤的特定功能基軸與轉子部的中心軸重合，來達到改善馬達轉子的承載盤的特定功能基軸的問題，根據(jù)不同的承載物，可為偏擺度、同心度、圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度等。
其主要包含有提供一具有特定功能基軸的承載盤及一具有旋轉中心軸的馬達轉子部，使該承載盤與該馬達轉子部之間存在一預留空間，以調整該承載盤與該馬達轉子部的相對位置，接著提供可調整相對位置的組裝治具，調整承載盤的特定功能基軸與馬達轉子部的旋轉中心軸兩軸線之間的距離與夾角，使特定功能基軸與旋轉中心軸概略重合，并固定承載盤與馬達轉子部，形成一具有特定功能的馬達轉子，最后組合馬達轉子與馬達定子，完成具特定功能的馬達。本發(fā)明的夾持治具是由功能軸治具以及校正軸治具所構成，功能軸治具以及校正軸治具分別可供承載盤以及轉子部裝設，且可相互配合組立，而使承載盤以及轉子部結合，以下以光盤片的同心度以及偏擺度的問題，舉一實施例配合圖標來說明本發(fā)明的組裝方法以及其相關治具。
請參閱圖2，本發(fā)明的夾持治具20是包含有相互配合的功能軸治具21以及校正軸治具22，功能軸治具21可供承載盤11裝設，而校正軸治具22可供轉子部12裝設。其中功能軸治具21是用來擷取承載盤11的特定功能基軸，有關特定功能基軸的定義如下。承載盤11概略為一圓盤體，用來裝設光盤片90并帶動其轉動，如圖3所示，承載盤11中心是為向外突出的突出部113，周圍具有多個爪片111，借由此爪片111可抓取光盤片90中心的內圓91，而支撐起光盤片90，同時，承載盤11表面的防滑片112增加光盤片90支撐的穩(wěn)定度，其概略是由譬如為橡膠、塑料等提供摩擦力的材質所構成。因為是利用多個爪片111來抓取光盤片90的內圓91，所以常會因為每一個爪片111的剛性、強度不同，而造成抓取支撐后，光盤片90有偏移的現(xiàn)象。請參閱圖4A，譬如說承載盤具有七個爪片1111～1117，常態(tài)未裝設光盤片90時，承載盤11的中心軸線A1位于承載盤11的幾何中心；而裝設光盤片90之后，理想上光盤片90的幾何中心軸線A2與承載盤11的幾何中心軸線A1重合，但因為每一爪片111的剛性、強度的關系，假設其中爪片1115、1116、1117的強度大于爪片1111、1112、1113、1114，而使得光盤片90微向上偏移，使光盤片90的幾何中心軸線A2由承載盤11的幾何中心軸線A1向上偏移距離d，如圖4B所示，如果此時承載盤11是依照其幾何中心軸線A2來轉動，將造成光盤片11偏心的轉動，使循軌的動作產生相當大的誤差，因此光盤片11的幾何中心軸線A2即為承載盤11的特定功能基軸，也就是承載盤11實際應該要轉動的中心軸，才能確保后續(xù)光盤片90循軌無誤。
因此，功能軸治具21除了內部具有容置空間211供承載盤11裝設，更具有一板體212，此一板體212中心具有一與光盤片90的內圓91相同的圓孔213以及底部表面，使承載盤11裝設于功能軸治具21時，爪片111會抓取板體212的圓孔213，而能擷取承載盤11的特定功能基軸，而且因為板體212是固定于功能軸治具21內，所以承載盤11的特定功能基軸會重合于圓孔213的中心軸(見圖5)。而校正軸治具22可供轉子部12裝設，并且擷取轉子部12的中心軸，也就是主軸馬達10實體的軸線，更是主軸馬達10用以判斷偏擺度以及同心度的依據(jù)，而校正軸治具22用來擷取轉子部22的中心軸的方式，可利用與轉子部12裝設的部位的平面或是圓筒部來達成，當然以使轉子部12的幾何中心軸重合于校正軸治具22(或是供轉子部裝設的部分)的幾何中心軸為佳(見圖5)。
故組裝前，先行校正功能軸治具21以及校正軸治具22的重合度，也就是使得功能軸治具21以及校正軸治具22組裝后，校正軸治具22的幾何中心軸與功能軸治具21的板體212的圓孔213的幾何中心軸重合，可采用的方式可以利用校正軸治具22的側壁222與功能軸治具21的容置空間211的內側壁2111來校對。然后在分別裝設上轉子部12以及承載盤11，請參閱圖5，而使校正軸治具22以及功能軸治具21分別擷取轉子部12的中心軸以及承載盤11的特定功能基軸。接著在組裝功能軸治具21以及校正軸治具22，如圖6所示，因為先前已經先行校正過，使校正軸治具22的幾何中心軸與功能軸治具21的板體212的圓孔213的幾何中心軸重合，而其又分別擷取轉子部12的中心軸以及承載盤11的特定功能基軸，故可使得轉子部12的中心軸以及承載盤11的特定功能基軸重合。
然后再利用穩(wěn)定度高、影響精度低的方式，將兩者加以固定，譬如可為第三相材料充填固定接合(譬如紫外線固定接著劑、還氧樹脂接著劑、單劑或多劑型結構性平面樹脂、瞬間接著劑、熱融膠以及低熔點金屬填充劑)及材料融接接合(譬如為接觸或非接觸式接合的方式來接合，可包括有雷射焊接、超音波融接以及熱融接等等)，請參閱圖7，圖中所繪示為利用點膠60的方式來加以固定。接著再取出馬達轉子的成品(包括轉子部12以及承載盤11)組合一定子部13即可構成主軸馬達10(見圖8)。
而其中為了確保功能軸治具21以及校正軸治具22組立后，轉子部12以及承載盤11能夠確實的裝設，可于功能軸治具21上設計有水平調整機構215以及傾角調整機構214，用來調整板體的位置、高度、角度等，并使校正軸治具22上具有高度調整機構221來調整結合后的轉子部12的高度，來控制轉子部12以及承載盤11的接合狀況，并可應用于不同規(guī)格、尺寸的主軸馬達10。
以上僅為同心度以及偏擺度的問題，其它如圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度等，主要解決方式原理相同，故不再重復累述。
本發(fā)明是為一種馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，舍棄舊有的思維，使用“先調整、后固定”的方式來組裝馬達轉子的轉子部以及承載盤，使各部件的精度規(guī)格可略低，達到降低成本的效果，同時，成本精度反而可更加提高，同時改善承載盤偏擺度以及同心度，同時更具下列優(yōu)點治具精度即是成品精度，在機械制造上相當容易克服。
可以忽略承載盤、防滑片的材料公差以及整體組裝上的累積公差。
成品的偏擺度以及同心度于組立前已經調整至最佳值，制造人員可于組裝過程中借由量測的方式得到馬達轉子的精度，而非傳統(tǒng)的制造方式，需得完成成品后才能獲得最終精度。
使用第三相材料填充固定轉子部以及承載盤，有效減少硬化時的尺寸改變，制程穩(wěn)定無粉屑產生。
可以同時調整偏擺度以及同心度。
借由治具擷取承載盤的特定功能基軸，譬如為偏擺度、同心度、圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度，并可以生產情況調整其位置。
使精度與公差的傳遞流程大為簡化，有助于品質掌控。
權利要求
1.一種馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該馬達轉子是可借由該承載盤支撐一承載物而透過該馬達轉子的轉子部帶動該承載物轉動，該組裝方法包含有下列步驟提供一功能軸治具以及一校正軸治具，分別對應該承載盤以及該轉子部；分別裝設該承載盤以及該轉子部于該功能軸治具與該校正軸治具，使該功能軸治具擷取該承載盤的特定功能基準；組合該功能軸治具以及該校正軸治具，而使該承載盤結合于該轉子部，且該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的旋轉中心軸概略重合；及固定該承載盤與該轉子部，使該校正軸治具的內部的幾何中心軸與該功能軸治具的板體內圓的幾何中心軸重合，進而可使該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的中心軸重合。
2.如權利要求1所述馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該特定功能基軸是選自由偏擺度、同心度、圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度所構成的組合中的其中之一。
3.如權利要求1所述馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該承載盤上可貼覆一防滑組件，其材質是選自可提供摩擦力需求的材料。
4.如權利要求1所述馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該功能軸治具內部是具有一可容置該承載盤的空間，且該空間內具有一板體，該板體是具有與該承載物相同的幾何形狀。
5.如權利要求1所述馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該固定該承載盤與該轉子部的步驟是利用選自材料充填固定接合及材料融接接合所構成的組合中的一個方法來固定。
6.如權利要求5所述馬達轉子的承載盤的組裝方法，其特征在于該材料充填固定接合是選自接著劑、非金屬填充物以及金屬填充劑所構成的組合中的一個。
7.如權利要求5所述馬達轉子的承載盤的組裝方，其特征在于該材料融接接合是選自接觸及非接觸式接合方式之一者，該方式是選自雷射焊接、超音波融接以及熱融接所構成的組合中的一個。
8.一種馬達轉子的承載盤的組裝治具，其特征在于是用以組裝該馬達轉子的轉子部以及承載盤，并可同時改善該承載盤的中心軸相對于該轉子部的中心軸的偏擺度以及同心度，其中該馬達轉子是可借由該承載盤支撐一光盤片的內圓而透過該馬達轉子的轉子部帶動該光盤片轉動，該組裝治具包含有一功能軸治具，內部具有一可容置該承載盤的空間，且該空間內具有一板體，該板體具有與該光盤片相同的內圓以及下表面，而可使該承載盤裝設于該功能軸治具時，使該承載盤的特定功能基軸重合于該板體的內圓的幾何中心軸；及一校正軸治具，可供該轉子部裝設，并可組合于該功能軸治具，使該轉子部與該承載盤結合，且該校正軸治具的內部的幾何中心軸重合于該轉子部的中心軸；其中借由該校正軸治具的內部的幾何中心軸與該功能軸治具的板體內圓的幾何中心軸重合，進而可使該承載盤的特定功能基軸與該轉子部的中心軸重合。
9.如權利要求8所述馬達轉子的承載盤的組裝治具，其特征在于該功能軸治具更包含有一水平調整機構，用以調整該板體的水平位置。
10.如權利要求8所述馬達轉子的承載盤的組裝治具，其特征在于該該功能軸治具更包含有一傾角調整機構，用以調整該板體的傾角。
11.如權利要求8所述馬達轉子的承載盤的組裝治具，其特征在于該校正軸治具更包含有一高度調整機構，用以調整該轉子部裝設于該校正軸治具內部的高度。
12.如權利要求8所述馬達轉子的承載盤的組裝治具，其特征在于該特定功能基軸選自由偏擺度、同心度、圓筒度、振動、角位移、角速度、切線速度與角加速度所構成的組合中的其中之一。
全文摘要
一種馬達轉子的承載盤的組裝方法及其治具，可同時改善馬達轉子的承載盤的偏擺度以及同心度；本發(fā)明是利用“先調整，后固定”的方式，設計可相互配合的功能軸治具以及校正軸治具，分別可供承載盤以及轉子部裝設，使承載盤的特定功能基軸與功能軸治具的幾何中心軸重合，而轉子部的中心軸與校正軸治具的幾何中心軸重合，再借由功能軸治具以及校正軸治具的精度控制，有效改善馬達的承載盤的偏擺度以及同心度。
文檔編號G11B19/247GK1521752SQ0310269
公開日2004年8月18日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權日2003年2月14日
發(fā)明者葉東昌, 林永彬 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司