專利名稱：流體動力軸承及主軸馬達(dá)具有該流體動力軸承的存儲磁盤驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本申請的發(fā)明涉及流體動壓力軸承，裝備有這種流體動壓力 軸承的主軸馬達(dá)，以及利用該主軸馬達(dá)的存儲磁盤驅(qū)動器。更具體地， 本發(fā)明涉及流體動壓力軸承的防漏構(gòu)造，其中包圍在軸承中的潤滑油 在主軸馬達(dá)運(yùn)行或不運(yùn)行時都不會由于外力(比如各種沖擊或振動) 的影響而散射或泄漏。
背景技術(shù)：
最近的技術(shù)改進(jìn)已經(jīng)顯著地提高了對于更小、更薄且更輕但又具 有更高密度存儲能力的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的需求?，F(xiàn)在一般將磁盤和光盤 用作存儲設(shè)備。這些新的存儲設(shè)備導(dǎo)致了明顯需要一種用來優(yōu)化用于 旋轉(zhuǎn)這種磁盤和光盤的主軸馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度和準(zhǔn)確度的新技術(shù)。
為了滿足這種需求，已經(jīng)有著逐漸增長的趨勢來將以前用來支撐
旋轉(zhuǎn)磁盤或光盤的軸的常規(guī)球軸承系統(tǒng)替換為利用潤滑劑和/或空氣
作為其介質(zhì)來產(chǎn)生支撐旋轉(zhuǎn)軸的流體動壓力的流體動力軸承系統(tǒng)。
這種流體動力軸承已經(jīng)廣為人知，并且已經(jīng)知道其已經(jīng)應(yīng)用于主
軸馬達(dá)的軸承中。(例如參見日本專利7>開說明書No. 2937833和美國
專利No. 5，667，309)。

圖12 - 15示出了常規(guī)的已知流體動力軸承的例子。
圖12所示的常規(guī)流體動力軸承06包括在軸承套筒07內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸 011。軸011由位于軸承套筒07內(nèi)的流體動力軸承部件支撐以旋轉(zhuǎn)。 止推板019連接至旋轉(zhuǎn)軸的一端。軸承套筒07包括形成來接收止推板
019的內(nèi)腔。反板018包圍軸承套筒07的內(nèi)腔以使得反板和止推板以 彼此相對的關(guān)系定位。連續(xù)的軸承縫隙021、 022、 023形成于一方面 具有止推板019的旋轉(zhuǎn)軸011和另 一方面具有反板018的軸承套筒07 之間。潤滑劑012包含在這個連續(xù)的軸承縫隙中。
徑向流體動壓力產(chǎn)生槽024形成于軸承套筒07的內(nèi)周面上。第一 組止推流體動壓力產(chǎn)生槽025通常形成于軸承套筒07的內(nèi)腔的頂板處 以使得槽025與止推板019的頂面相對。第二組止推動壓力產(chǎn)生槽026 形成于反板018的頂面處以使得槽026與止推板019的底面相對。
在所述軸承系統(tǒng)中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸011開始旋轉(zhuǎn)時，動壓力產(chǎn)生槽024、 025和026在徑向和推向上產(chǎn)生流體動壓力梯度。所得到的流體動壓 力將軸011懸掛在由周圍的軸承套筒07和反板018所成形的軸承空間 內(nèi)。旋轉(zhuǎn)軸由形成于軸承縫隙內(nèi)的潤滑劑膜所支撐。
上述系統(tǒng)的共同問題是包含在連續(xù)縫隙021-023內(nèi)的潤滑劑012 會從軸承泄漏出去，具體地說通過軸承套筒07的頂部開口。數(shù)個因素 會造成連續(xù)軸承縫隙內(nèi)的潤滑劑流體高度的上漲。例如，上漲可能會 因?yàn)闈櫥瑒┍旧碛捎跍囟茸兓鸬呐蛎浭湛s而產(chǎn)生；會因?yàn)檩S承結(jié) 構(gòu)元件由于熱膨脹收縮所引起的容量水平變化而產(chǎn)生；會因?yàn)閱雍?中止主軸馬達(dá)運(yùn)行時的抽吸作用而產(chǎn)生；以及會因?yàn)轳R達(dá)運(yùn)行時產(chǎn)生 的離心力和壓力而產(chǎn)生。由于泵吸入機(jī)制(將潤滑劑吸回進(jìn)軸承的動 作)的緣故，在軸的旋轉(zhuǎn)期間不大可能發(fā)生泄漏。然而，現(xiàn)有技術(shù)中 目前的問題是，當(dāng)主軸馬達(dá)不運(yùn)行(即軸011不旋轉(zhuǎn))并且比如沖擊 或振動之類的外力施加于該主軸馬達(dá)時，潤滑劑012會很容易從軸承 套筒07的開口中流出。
沖擊或振動的情況在便攜式計(jì)算機(jī)中特別常見，因?yàn)槠湓谶\(yùn)載時 經(jīng)常墜落。用于這種便攜機(jī)中的主軸馬達(dá)比用于非便攜型機(jī)器中的主 軸馬達(dá)要更薄、更輕和更小。這種主軸馬達(dá)經(jīng)受沖擊和振動的危險(xiǎn)也 更高。因此，非常需要防止?jié)櫥瑒┬孤┑姆罌_擊和防振動型構(gòu)造。
圖12-15所示的試圖防止?jié)櫥蛷某Ｒ?guī)流體動壓力軸承中泄漏 的密封結(jié)構(gòu)通常稱為"錐形密封結(jié)構(gòu)"。在這種常規(guī)結(jié)構(gòu)中，沿著軸承 套筒07的內(nèi)表面在軸承縫隙的開口部分(軸承套筒07的開口部分) 處設(shè)有錐形表面035。錐形表面035以特定的傾斜角ct傾斜并且因而 朝著開口逐漸擴(kuò)寬軸承縫隙。因此，在軸承縫隙的頂部處形成具有寬 開口的漸展縫隙部分029。這個漸展縫隙部分029也用作潤滑油的貯 存器，這是因?yàn)榱鞒鲚S承縫隙的潤滑油由于表面張力而被接收和容納 在這個貯存器內(nèi)。如圖14所示，圖12和13所示結(jié)構(gòu)也能設(shè)有沿著軸 承套筒07的內(nèi)表面向內(nèi)地形成至錐形表面035的外圍槽036。
類似于圖13所示的現(xiàn)有軸承，上述日本專利No. 2937833公開了 一種漸展變型的縫隙部，在徑向軸承區(qū)域外側(cè)的軸承縫隙內(nèi)形成有寬 開口，其中油容納圓周槽(類似于圖13中的周槽036)形成于軸承套 筒的內(nèi)表面上。根據(jù)833號專利的公開，漸展變型的縫隙的傾斜角ot 設(shè)置為0或更大。傾斜角oc設(shè)置為0或更大就表示軸承套筒在變型縫 隙區(qū)域內(nèi)的內(nèi)壁的一部分能平行于旋轉(zhuǎn)軸。
如上所述，圖12-15所示常規(guī)流體動力軸承06的潤滑油ji&存器 029為大致三角形并且形成為軸承縫隙的擴(kuò)展部分的局部。然而，增 大具有這種構(gòu)造的貯存器的容量受限于增大壁的傾斜角oc或者增大^ 存器軸向上的長度(即增大貯存器內(nèi)油的高度)。
為了使主軸馬達(dá)更小、更薄和更輕，就應(yīng)縮短流體動力軸承的軸 向長度。如果變型擴(kuò)展縫隙開口 029的軸向深度太大，那么徑向壓力 產(chǎn)生區(qū)域的軸向長度相比產(chǎn)生支撐該軸的足夠動壓力所需的長度而言 就會太短。因此，就需要限制容納油的變型擴(kuò)展縫隙開口 029的軸向 長度以防止?jié)櫥瑒┩饬?。具體地，變型擴(kuò)展縫隙開口 029的軸向高度 必須保持在其不會影響軸承壓力產(chǎn)生區(qū)域所需軸向長度的范圍內(nèi)。更 薄和更輕主軸馬達(dá)的結(jié)構(gòu)也對軸承縫隙壁的傾斜角ot產(chǎn)生限制。因此， 在要求當(dāng)有沖擊或振動時沒有潤滑劑泄漏的流體動力軸承的更小和更 薄設(shè)計(jì)中，上述兩個考慮條件使得變型擴(kuò)展的縫隙貯存器029的使用 復(fù)雜化。
此外，在潤滑劑外流防止結(jié)構(gòu)的所示常規(guī)設(shè)計(jì)中，變型擴(kuò)展的縫 隙開口 029被設(shè)計(jì)為在軸承套筒07的開口處達(dá)到最大尺寸，并且這里
沒有機(jī)構(gòu)來禁止?jié)櫥瑒┑纳⑸渫饬鳌Ｒ虼?，?dāng)旋轉(zhuǎn)軸在其停止期間受 到?jīng)_擊或振動時，流體動力軸承的軸承縫隙內(nèi)的潤滑劑不能保持在變
型擴(kuò)展的縫隙開口 029內(nèi)并且會濺潑到軸承外面。因而，這種常規(guī)結(jié) 構(gòu)就允許潤滑劑散射到變型擴(kuò)展的縫隙開口 029外面，并且因此散射 到軸承外面。(參見圖15。)
常規(guī)主軸馬達(dá)的潤滑劑泄漏問題是流體動力軸承設(shè)計(jì)的直接后 果，其中潤滑劑貯存器的容量由于多種限制因素而受限并且不能防止 潤滑劑外流。另外，在這種常規(guī)油貯存器中，沒有當(dāng)停止的軸受到?jīng)_ 擊或振動時防止軸承免于潤滑劑泄漏的防護(hù)壁。在日漸需要更小、更 薄和更輕主軸馬達(dá)的要求之下，必須盡可能地解決制造出更小、更薄 但又防漏的流體動力軸承的問題。
除了上述常規(guī)結(jié)構(gòu)的潤滑劑貯存器之外，日本專利公開No. 3431723公開了一種流體動力軸承，其具有介于套筒和旋轉(zhuǎn)軸之間的 潤滑劑填充縫隙以及流體動壓力產(chǎn)生槽，其中在套筒開口的內(nèi)表面上 設(shè)置大直徑區(qū)段并且在套筒的大直徑區(qū)段的中間處形成有圓周槽。這 種結(jié)構(gòu)試圖控制潤滑油的外流及其散射。然而，卻沒有公開圓周槽和 大直徑區(qū)段的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
在其一個總的方面，本發(fā)明是一種流體動力軸承，其具有軸承套 筒、由軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、形成于軸承套筒和旋轉(zhuǎn)軸之間 的軸承縫隙、包含在軸承縫隙內(nèi)的潤滑油、至少一個形成于軸承套筒 的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn)生槽以及油貯存器。該油貯存器包括遠(yuǎn)離 所述壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和鄰近漸展區(qū)段的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段。 緊鄰地位于軸承套筒的開口下面的第二較大內(nèi)直徑區(qū)段和定位在油j^ 存器的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段之間的擋油周槽， 被提供來防止?jié)櫥蜕⑸浜托孤┑捷S承縫隙外面。擋油周槽的開口朝 著軸承套筒的內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò)寬。擋油周槽的第 一側(cè)面形成防油濺射擋壁 表面。油貯存器在潤滑油的非工作液位處于第一較大內(nèi)直徑區(qū)段內(nèi)的 位置包圍潤滑油。擋油周槽防止?jié)櫥鸵邕^和散射到軸承縫隙外面，
即使在流體動力軸承受到外力的情況下。
以上述方式構(gòu)造的流體動力軸承允許在不增大主軸馬達(dá)軸向尺寸 之下增大潤滑油貯存器的希望容積。對于常規(guī)模型的限制，比如壓力 產(chǎn)生部件的長度降低，則不再適用，因此使得可以提供適用于更小、 更薄和更輕主軸馬達(dá)的小且薄的流體動力軸承。
另外，因?yàn)閾跤椭懿鄣囊粋€側(cè)面用作油防濺壁，即使馬達(dá)在軸靜 止時受到比如沖擊或振動之類的外力，也能防止油的溢出和散射。即 使沒有泵入動作，潤滑油也被擋油周槽的油防濺壁拉回到軸承縫隙內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，擋油周槽具有朝著軸承套筒內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò) 寬的開口 。這種構(gòu)造允許周槽的上表面將潤滑劑有效地推回到軸承縫 隙內(nèi)，因?yàn)橹懿蹅?cè)面的展開有利于潤滑劑在軸承縫隙方向上的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明，上述流體動力軸承的擋油周槽可包括一個相對于軸 承套筒的中心軸線傾斜的側(cè)壁。由該側(cè)壁和中心軸線所形成的傾斜角 優(yōu)選地為銳角。
在本發(fā)明的另一方面中，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑小于第一 較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。
在本發(fā)明的又一方面中，第一較大內(nèi)直徑區(qū)段包括朝著軸承套筒 的開口逐漸增大區(qū)段內(nèi)直徑的錐形。在根據(jù)本發(fā)明這個方面構(gòu)造的軸 承中，可以在不增大軸承軸向尺寸的前提下顯著增大潤滑油貯存器的 容積并且可以獲得其中與潤滑劑混合的氣泡能易于從軸承縫隙中逸離 的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一方面中， 一層斥油劑固態(tài)膜沿著軸承套筒的開口 邊緣應(yīng)用于其頂面。另 一層斥油劑固態(tài)膜緊鄰地在軸承套筒的開口之 上應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸的外周面。
因此，即使?jié)櫥瑒┮馔獾貜妮S承縫隙的開口中漏出，潤滑劑也將 被斥油劑固態(tài)膜推回。
在本發(fā)明的另一總的方面中，本發(fā)明是一種主軸馬達(dá)，其包括流 體動力軸承，該流體動力軸承具有軸承套筒、由軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn) 的旋轉(zhuǎn)軸、形成于軸承套筒和旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承縫隙、包含在軸承縫
隙內(nèi)的潤滑油、至少一個形成于軸承套筒的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn) 生槽以及油貯存器。該油貯存器包括遠(yuǎn)離該壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和 鄰近漸展區(qū)段的第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段。緊鄰地位于軸承套筒的開口下 面的第二較大內(nèi)直徑區(qū)段和定位在油貯存器的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和 第二較大內(nèi)直徑區(qū)段之間的擋油周槽，被提供來防止?jié)櫥蜕⑸浜托?漏。擋油周槽的開口朝著軸承套筒的內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò)寬。擋油周槽的第一
側(cè)面形成防油'減射擋壁表面。油i&存器在潤滑油的非工作液位處于第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段內(nèi)的位置包圍潤滑油。擋油周槽防止?jié)櫥鸵邕^和 散射到軸承縫隙外面，即使在流體動力軸承受到外力的情況下。
在另一總的方面，本發(fā)明是一種記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其具有
記錄磁盤、將數(shù)據(jù)寫到記錄磁盤上和/或從其上讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頭、以
達(dá)。數(shù):頭可以是磁頭或光學(xué)頭:、-''-， 一
上述方面、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)僅是代表性的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，它 們不被視為是對由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的限定。在以下描述中、 從附圖中以及從權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得很明顯。
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本發(fā)明以舉例的方式示出并且不受其限制，附圖中同樣的附圖標(biāo)
記標(biāo)識同樣或相應(yīng)的部件，其中
圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)的垂直橫截面圖。
圖2是圖1中主軸馬達(dá)的定子組件的垂直橫截面圖。
圖3是用于圖1的主軸馬達(dá)中的流體動力軸承的垂直橫截面圖。
圖4是圖3中流體動力軸承的局部放大視圖。
圖5是圖3中流體動力軸承的局部放大視圖，其中示出了形成于 軸承套筒內(nèi)表面上的潤滑劑圓周擋槽的操作。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例構(gòu)建的流體動力軸承局部放大的垂 直橫截面圖。
圖7是流體動力軸承局部放大的垂直橫截面圖，其中潤滑劑圓周 擋槽為弧形。
圖8a-8c示出了常規(guī)主軸馬達(dá)在試驗(yàn)設(shè)備上的裝配扭置，其中 "p"表示空氣壓力，"g，，表示重力。
圖9示出了第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)在試驗(yàn)設(shè)備上的裝配位置，其 中"g，，表示重力。
圖IO是示出對比試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的圖表。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的硬盤驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的縱向橫 截面示意圖。
圖12是用于常規(guī)主軸馬達(dá)中的流體動力軸承的垂直橫截面圖。 圖13是圖12中的常規(guī)流體動力軸承局部放大的垂直橫截面圖。 圖14是常規(guī)流體動力軸承另 一例子的局部放大的垂直橫截面圖。 圖15是圖14中的流體動力軸承局部放大的垂直橫截面圖，其中 示意性地示出了這種常規(guī)流體動力軸承的操作。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例， 一種流體動力軸承組件包括支撐為在 軸承套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，以使得在旋轉(zhuǎn)軸和軸承套筒的內(nèi)表面之間 形成軸承縫隙。潤滑油包圍在軸承套筒和旋轉(zhuǎn)軸的軸承縫隙中。至少 一個流體動壓力產(chǎn)生槽形成于軸承套筒的內(nèi)表面處。軸承套筒包括面 對套筒開口的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段。這個第一較大內(nèi)直徑區(qū)段位于遠(yuǎn)
離流體動壓力產(chǎn)生槽一端的位置以使得第一較大內(nèi)直徑區(qū)段不會妨礙 壓力產(chǎn)生槽的操作。第二較大內(nèi)直徑區(qū)段緊鄰地形成于軸承套筒的開 口下面。擋油周槽形成于第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段 之間。擋油周槽的內(nèi)直徑大于第一和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。 另外，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的底面形成防止?jié)櫥瑒┮馔?減射的防濺擋 壁。潤滑劑優(yōu)選地填充至當(dāng)軸靜止時液位處于第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段中 的水平。因此，可以確保潤滑油可能會導(dǎo)致濺射或'減潑的體積增大不 會溢過擋油周槽，即使施加有外力、沖擊或振動，或者即使毛細(xì)力、 表面張力和大氣壓力的平衡被打破。
至少包圍擋油周槽一個側(cè)面的邊緣的區(qū)域與軸承套筒的中心軸線 形成一個銳角。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑小于第一較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。斥油劑的固態(tài)膜沿著套筒開口的邊緣 施加于軸承套筒的端面。另外，斥油劑的固態(tài)膜還緊鄰地在軸承套筒 開口之上施加于旋轉(zhuǎn)軸的外周面。
接著，將參照圖l-5描述本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例。 圖1示出了用來驅(qū)動用于計(jì)算機(jī)中的磁盤存儲設(shè)備(例如磁盤或 光盤)(此時通常稱為"記錄磁盤驅(qū)動設(shè)備")的第一實(shí)施例的主軸馬 達(dá)1 (下文中稱為"馬達(dá)1")。主軸馬達(dá)1包括定子組件2和轉(zhuǎn)子組件 3。定子組件2具有剛性地連接至數(shù)據(jù)記錄設(shè)備主體的框架4。具有線 圏繞組9的定子疊層8安裝在框架4中部的豎直延伸圓柱形部分5的 外周面上。
轉(zhuǎn)子組件3具有剛性地連接至旋轉(zhuǎn)軸11頂端部并與旋轉(zhuǎn)軸11 一 起旋轉(zhuǎn)的輪轂10。旋轉(zhuǎn)軸11插入軸承套筒7并由軸承套筒7可旋轉(zhuǎn) 地支撐。軸承套筒7裝配入圓柱形部分5并剛性地附接至其內(nèi)周壁。 輪轂10包括在框架4內(nèi)旋轉(zhuǎn)的下圓柱形部分10a和安裝在下圓柱形部 分10a的內(nèi)周面上的軛13。磁體14緊固至軛13的內(nèi)側(cè)并且包括多個 南極和北極。
當(dāng)電力供應(yīng)至線圏9時，由定子疊層8產(chǎn)生磁場。所產(chǎn)生的磁場 作用在置于磁場內(nèi)的磁體14上，使得轉(zhuǎn)子組件3旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的記錄磁 盤(比如磁盤或光盤(未示出))被緊固在輪轂IO的中間圓柱形部分 15的外周面上。磁盤由主軸馬達(dá)l旋轉(zhuǎn)和停止，并且由數(shù)據(jù)頭執(zhí)行寫 和/或讀數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)頭可以是磁頭或光學(xué)頭。
在根據(jù)第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)l中，流體動力軸承6形成于軸承 套筒7支撐旋轉(zhuǎn)軸11的區(qū)域中。下面詳細(xì)描述流體動力軸承6的結(jié)構(gòu)。
如圖1-3所示，軸承套筒的底部設(shè)置有具有面朝下的大直徑開口 的第一腔室16和緊鄰地位于第一腔室之上的第二腔室17。第二腔室 的內(nèi)直徑優(yōu)選地小于第一腔室的內(nèi)直徑。反板18裝配入第一腔室16 并且通過焊接、膠粘劑等固定地緊固在其中，以使得軸承套筒7的內(nèi) 側(cè)處于氣密狀態(tài)。
止推板19壓裝配并緊緊地緊固至旋轉(zhuǎn)軸11的底端。當(dāng)具有止推
板的軸插入軸承套筒時，止推板19布置在軸承套筒7的第二腔室17 內(nèi)。因而，止推板的底面面對反板18并且止推板的頂面面對第二腔室 17的頂板。多個連接通道20在止推板臨近旋轉(zhuǎn)軸11的內(nèi)周邊周圍均 勻地間隔。
如圖3所示，第一軸承縫隙21形成于軸承套筒7和旋轉(zhuǎn)軸11之 間，第二軸承縫隙22形成于止推板19和第二腔室17的頂板之間，和 第三軸承縫隙23形成于止推板19和反板18之間。軸承縫隙21、 22 和23彼此間相互連續(xù)并且填充有潤滑油12。潤滑油12注射入軸承套 筒7和旋轉(zhuǎn)軸ll之間的縫隙。第一軸承縫隙21插入在第二軸承縫隙 22和潤滑油貯存器29 (下面將描述)之間，并且是沿著其整個軸向長 度具有一致寬度的直縫隙。
作為本發(fā)明區(qū)別特征的潤滑油貯存器29形成于軸承套筒的最上 部，介于軸承套筒7和旋轉(zhuǎn)軸ll之間。潤滑油貯存器29是具有特殊 結(jié)構(gòu)的縫隙，其用作連續(xù)縫隙21、 22和23的開口部分并且將潤滑劑 密封在這些連續(xù)縫隙內(nèi)。
第一流體動壓力產(chǎn)生槽24形成于軸承套筒7的內(nèi)圓柱表面27處。 第一流體動壓力產(chǎn)生槽24由于旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動壓力，該動壓 力抵擋在徑向上的負(fù)荷。第一流體動壓力產(chǎn)生槽24優(yōu)選地布置在兩個 位置，即套筒7的內(nèi)圓柱表面27上的上位置和下位置。槽24的這兩 個位置都定位為低于潤滑油貯存器29。
第二流體動壓力產(chǎn)生槽25形成于第二腔室17面對止推板19頂面 的頂板表面處。第三流體動壓力產(chǎn)生槽26形成于反板18面對止推板 19底面的頂面上。第二和第三流體動壓力產(chǎn)生槽25和26產(chǎn)生由于旋 轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的動壓力，其承受推向上的負(fù)荷。
旋轉(zhuǎn)軸11在徑向和推向上由第一、第二和第三流體動壓力產(chǎn)生槽 24、 25和26所產(chǎn)生的動壓力支撐。因此，軸相對于軸承套筒旋轉(zhuǎn)并 且反板處于浮動狀態(tài)。
如圖3 _ 5所示，潤滑油貯存器29是包括漸展部分33和第一較大 內(nèi)直徑區(qū)段31a的空間。油填充入軸承縫隙以確保油位處于第一較大
內(nèi)直徑區(qū)段31a的容積之內(nèi)。擋油周槽32和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b 緊鄰地設(shè)在油l&存器29之上以防止油由于施加比如沖擊或振動之類 的外力而導(dǎo)致的油濺射和泄漏。潤滑油貯存器以及油濺射和泄漏防止 結(jié)構(gòu)的所有部件都形成于軸承套筒7的內(nèi)表面27的上部內(nèi)。在本發(fā)明 中，整個結(jié)構(gòu)稱作直線密封結(jié)構(gòu)。
漸展部分33在圖4中標(biāo)識為"m"的位置之上形成于內(nèi)表面27 上并且朝著軸承套筒的開口 (標(biāo)識為"w")擴(kuò)展。位置"m"與上部 第 一 流體動壓力產(chǎn)生槽2 4間隔 一 個預(yù)定的間距。
第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a緊鄰地在漸展部分33之上形成于內(nèi)表面 27上。第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的內(nèi)直徑沿著軸承套筒7的軸向恒定。
如圖4的橫截面所示，擋油周槽32形成大致U形朝向的旁路。 第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b形成于擋油周槽32之上。U形周槽32的一 側(cè)(標(biāo)識為數(shù)字"32b")鄰近第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b并且形成與軸 承套筒7的軸線基本上垂直的潤滑油防濺擋壁表面。U形周槽32的另 一側(cè)面32a鄰近第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a并且與軸承套筒的軸線形成 一個角度。側(cè)面32a相對于中心軸線的傾斜角度優(yōu)選地小于側(cè)面32b 的傾斜角度。換言之，側(cè)面32a的傾斜角度小于90。，即為銳角。結(jié) 果是擋油周槽32具有朝著軸承套筒內(nèi)側(cè)擴(kuò)寬的開口 。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸11正 確地定位在軸承套筒7內(nèi)時，軸承套筒7的中心軸線與旋轉(zhuǎn)軸11的中 心軸線相重合。
第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b從擋油周槽32的上邊緣朝著軸承套筒的 上邊緣28擴(kuò)展。通常，考慮到可制造性，第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a 和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b具有相同的直徑，并且平行于軸承套筒7 的內(nèi)表面27。
如上所述，由擋油周槽32的側(cè)面32a和軸承套筒7的中心軸線所 形成的角度是傾斜的。因此，周槽32的形狀加速了潤滑液的流出運(yùn)動 并且使得流體運(yùn)動以撞擊側(cè)面32b。側(cè)面32b利用這種激發(fā)撞擊的反 應(yīng)在朝著軸承內(nèi)側(cè)的方向上將潤滑油12擋回，以有效地控制潤滑油 12的溢出。(參見圖5。)
擋油周槽32的橫截面形狀并不限于大致U形。其也能為大致半 圓形、大致弧形、大致矩形、大致梯形、大致三角形等。然而，在任 何這些不同形狀的情況下，周槽的開口部分應(yīng)當(dāng)朝著軸承套筒的內(nèi)側(cè) 擴(kuò)寬并且至少表面32a和32b的一部分應(yīng)當(dāng)在邊緣附近在徑向上基本 上是平的。
注意，在一些實(shí)施例中，擋油周槽32的橫截面可以是大致U形 或大致矩形。因此，擋油周槽可為任意一種。當(dāng)橫截面為大致半圓形 或弧形時，側(cè)面32b和側(cè)面32a是相當(dāng)于弧部的區(qū)域，在這里沿著從 弧部上的任何一點(diǎn)延伸的法線噴射并且由旋轉(zhuǎn)軸11的外周面對稱地 反射的噴射水流脫離擋油周槽32。
如圖4和5所示，潤滑油12的液位SO在旋轉(zhuǎn)軸11靜止時處于 第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a,并且潤滑油12處于軸承縫隙內(nèi)。如上所述， 如果馬達(dá)1受到比如外部沖擊或振動之類的外力時，以及如果毛細(xì)力、 表面張力和大氣壓力之間的平衡被打破時，潤滑油12能散射并漏出。 在目前提供的流體動力軸承中，包圍潤滑油，以使得不會溢過擋油周 槽32。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸ll靜止時，沒有泵入作用，因此當(dāng)馬達(dá)l受到比如 外部沖擊或振動之類的外力時，填充入連續(xù)縫隙的潤滑油會散射并從 開口部中漏出較多的量。然而，擋油周槽32接收較多量的潤滑油并由 于側(cè)面32b的幾何形狀而將其壓下，返回入軸承。在主軸馬達(dá)受到比
目前所述構(gòu)造的流體動力軸承也是有效的。
斥油劑的固態(tài)層30a施加于軸承縫隙"w"的開口的頂面28的邊 緣。斥油劑的另一固態(tài)層30b在軸承縫隙開口 "w"之上施加于旋轉(zhuǎn) 軸11的外周面。這些固態(tài)膜30a和30b在潤滑油12達(dá)到縫隙開口"w" 這一不大可能的情況下通過將其擋回來防止?jié)櫥?2泄漏或散射到 軸承縫隙外面。
下面將解釋擋油周槽32的動作和第一實(shí)施例的作用。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸11靜止時，潤滑油12的液位SO位于第一較大內(nèi)直徑 區(qū)段31a中，如圖4所示。當(dāng)馬達(dá)1受到打破液位SO平衡狀態(tài)的外
力時， 一些潤滑油將升高并且將-皮拉入擋油周槽32的內(nèi)部空隙。潤滑 劑的液位將繼續(xù)升高直到其將被相對于側(cè)面32a和32b定位。側(cè)面32b 然后用作潤滑油防濺擋壁并且擋回潤滑油12將其推回到軸承縫隙內(nèi)， 如圖5所示。這樣，就防止了潤滑油12散射和泄漏到軸承外面。
擋油周槽32的側(cè)面32a至少在其邊緣附近與軸承套筒的中心軸線 形成一個銳角，其小于側(cè)面32b與相同軸線所形成的90°角。因此， 與其中同一側(cè)面與中心軸線形成直角的構(gòu)造相比，就加速和激勵了潤 滑劑離開周槽的運(yùn)動。當(dāng)潤滑油12撞擊側(cè)面32b并且側(cè)面32b利用 這個撞擊的反作用來將潤滑油12推回入軸承縫隙時，就有效地抑制了 潤滑油的溢出。
即使在主軸馬達(dá)1受到強(qiáng)于預(yù)期的外部沖擊或振動這一不大可能 的情況下并且液位SO升高到高于側(cè)面32b并達(dá)到開口位置"w"時， 固態(tài)膜30a和30b的斥油作用也將在軸承縫隙的方向上將油推回，從 而防止?jié)櫥?2濺射或泄漏到軸承外面。
根據(jù)第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的內(nèi)直徑的尺寸選擇，能在不增大 整個軸承軸向尺寸的前提下增大油貯存器29的容積。因?yàn)榈谝惠^大內(nèi) 直徑區(qū)段31a是直線的，所以這種結(jié)構(gòu)比常規(guī)的錐形密封結(jié)構(gòu)要簡單 得多。另外，通過這種潤滑油貯存器29的結(jié)構(gòu)，消除了常規(guī)密封結(jié)構(gòu) 中出現(xiàn)的降低了用于動壓力產(chǎn)生槽的空間的問題。因此，可以確保足 夠容積的潤滑油貯存器并且如上所述進(jìn)一步增大了防止?jié)櫥?2散 射和泄漏到軸承外面的作用。
上述本發(fā)明第一實(shí)施例的作用已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上被確認(rèn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果總 結(jié)在圖IO的表格中并且下面將進(jìn)行解釋。
圖10示出了非運(yùn)行狀態(tài)下施加不同水平的沖擊負(fù)荷時關(guān)于潤滑 油防散射和防泄漏作用的對比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)針對用于常規(guī)流體動 力軸承構(gòu)造中的錐形密封結(jié)構(gòu)，如圖12-14所示，以及用于形成于主 軸馬達(dá)l中的流體動力軸承6中的直線密封結(jié)構(gòu)而進(jìn)行。
作為實(shí)驗(yàn)條件，在對比實(shí)驗(yàn)中，主軸馬達(dá)相對于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的裝配 位置的考慮朝向是面朝上方向、面朝下方向和面朝側(cè)面方向，如圖
8(a) -8 (c)所示用于常規(guī)錐形密封結(jié)構(gòu)，以及如圖9用于直線密 封結(jié)構(gòu)的面朝側(cè)面方向。裝配朝向的"面朝上"、"面朝下"和"面朝 側(cè)面"表示流體動壓力軸承的套筒的開口面朝上、朝下或朝向側(cè)面。 實(shí)驗(yàn)通過在從上到下的方向上施加沖擊來進(jìn)行，其中按照加速度大小 測得的沖擊大小被分為5個等級，從100G到1000G。因此，對于每 個試樣總共進(jìn)行15種試驗(yàn)。因?yàn)閺牧黧w動力軸承漏出的潤滑油的量取 決于沖擊或振動的大小，以及取決于流體動壓力軸承相對于沖擊或振 動方向的朝向，所以上述試驗(yàn)方法限定為將這些因素考慮在內(nèi)。
對于代表本發(fā)明的試樣，準(zhǔn)備具有相同直線密封結(jié)構(gòu)的三個主軸 馬達(dá)(No. 1至No.3)，并且讓每個試樣重復(fù)地受到15種沖擊試驗(yàn)。 對于相應(yīng)于常規(guī)錐形密封結(jié)構(gòu)的對比試樣，準(zhǔn)備同樣錐形密封結(jié)構(gòu)的 五個主軸馬達(dá)(No. l至No.5),并且類似于直線密封的試樣，分別受 到15種沖擊試驗(yàn)。
注意，對于每個試樣，通過首先施加最小量級的沖擊并且順序地 進(jìn)行到最大量級的沖擊來進(jìn)行試驗(yàn)。另外，對于給定的沖擊量級(加 速度量級)，裝配朝向按照向上、向下和向側(cè)面的順序變化。試驗(yàn)過程 采用這種裝配位置順序的原因是，在這種順序中，維持潤滑油在安裝 于主軸馬達(dá)中的流體動力軸承中的穩(wěn)定性的條件變得更加嚴(yán)格。參照 圖8 (c)能更好地理解到這一點(diǎn)。在如圖8(c)所示的側(cè)面朝向中， 潤滑油總重量的負(fù)荷集中在油面(彎液面)的最低部SL。因此毛細(xì)力、 表面張力以及負(fù)責(zé)維持油面(彎液面)穩(wěn)定和將油保持在軸承縫隙內(nèi) 的大氣壓力p之間的平衡最易于在油面最低部SL被打破。對于圖9 中的情況，其中示出了本發(fā)明的實(shí)施例，即使平衡被類似地打破，通 過擋油周槽捕獲潤滑劑仍能防止其泄漏。考慮到相同順序的試驗(yàn)中油 泄漏或散射的嚴(yán)重性會增大，對于每個試樣， 一旦證實(shí)了漏油，則不 再執(zhí)行剩余試驗(yàn)，因?yàn)楹竺娴脑囼?yàn)不言自明。
從圖10的表格中試驗(yàn)結(jié)果很清楚。具有常規(guī)錐形密封結(jié)構(gòu)的試樣 不能承受1000G沖擊，并且漏出潤滑油。然而，具有根據(jù)本發(fā)明第一 實(shí)施例的直線密封結(jié)構(gòu)的試樣能承受1000G或更大的沖擊，而不管裝
配方向如何，從而證明了超過常規(guī)錐形密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。通過當(dāng)在 旋轉(zhuǎn)軸處于靜止條件下受到前述沖擊負(fù)荷時顯示出防止?jié)櫥蜕⑸浜?br> 泄漏的效果，所有的試樣都確認(rèn)了本發(fā)明的優(yōu)越性。在圖10的表格中， 單詞"O.K."表示沒有發(fā)生漏油，短語"漏油"表示試驗(yàn)中實(shí)際上確 認(rèn)發(fā)生了漏油，而連字符("-")表示沒有進(jìn)行試驗(yàn)但是很明顯在試 驗(yàn)中將會發(fā)生漏油。
此外，在常規(guī)的錐形密封結(jié)構(gòu)(用于在形成于常規(guī)主軸馬達(dá)中的 流體動壓力軸承中防止?jié)櫥偷纳⑸浜托孤?和直線密封結(jié)構(gòu)(在形 成于本發(fā)明第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)l中的流體動壓力軸承6中用于相 同目的)之間進(jìn)行附加的比較振動試驗(yàn)，來驗(yàn)證當(dāng)軸處于靜止條件下 重復(fù)施加的振動之下防止?jié)櫥蜕⑸浜托孤┑哪芰?。試?yàn)顯示，油散 射和泄漏出現(xiàn)在錐形密封結(jié)構(gòu)中，而在根據(jù)本發(fā)明的直線密封結(jié)構(gòu)中 可靠地防止了這種現(xiàn)象。在軸靜止之下重復(fù)地施加的一個具體振動試 驗(yàn)條件的例子是，所施加的加速度范圍為2.0Grms至5.0Grms,振動 頻率范圍和擺動條件為10Hz至2000Hz/30分鐘，并且裝配朝向?yàn)橄?上、向下和側(cè)面方向。
而且，驗(yàn)證密封結(jié)構(gòu)在受到溫度和壓力突然變化時防止?jié)櫥蜕?射和泄漏能力的試驗(yàn)結(jié)果，以及運(yùn)行試驗(yàn)期間空氣內(nèi)巻(air involution)的結(jié)果，確認(rèn)了直線密封結(jié)構(gòu)防止?jié)櫥蜕⑸浜托孤┑哪?力與錐形密封結(jié)構(gòu)的能力相同或更好。溫度和壓力突然變化的試驗(yàn)在 軸靜止之下在形成于常規(guī)主軸馬達(dá)中的流體動壓力軸承中的錐形密封 結(jié)構(gòu)以及形成于第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)1中的流體動壓力軸承6的直 線密封結(jié)構(gòu)上執(zhí)行?？諝鈨?nèi)巻的試驗(yàn)在軸旋轉(zhuǎn)之下也在錐形密封結(jié)構(gòu) 和直線密封結(jié)構(gòu)上執(zhí)行。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的直線密封結(jié)構(gòu)以上述方式與常規(guī)錐形 密封結(jié)構(gòu)相比時，很明顯本發(fā)明的直線密封在防止流體動壓力軸承中 潤滑油散射和泄漏方面具有顯著改進(jìn)的能力，并且在防止空氣內(nèi)巻的 能力方面具有相同或更好的性能特性。另外，目前公開和要求的直線 密封結(jié)構(gòu)允許流體動力軸承尺寸減小且具有高的可靠性?？紤]到在小
型計(jì)算機(jī)設(shè)備中由于誤操作導(dǎo)致振動或沖擊的可能性增大，并且還考 慮到安裝在這種設(shè)備中的主軸馬達(dá)正變得更小、更薄和更輕，相對增 加其剛度而言，今天的流體動壓力軸承更大的問題變?yōu)榉乐節(jié)櫥蜕?射和泄漏。第一實(shí)施例的直線密封結(jié)構(gòu)對于解決這個問題帶來了重要 的貢獻(xiàn)。
注意到，可以根據(jù)擋油周槽32的形狀設(shè)置第二較大內(nèi)直徑區(qū)段 31b的內(nèi)直徑，以優(yōu)化作為防止?jié)櫥蜑R射擋壁表面的側(cè)面32b的作 用，作為第一實(shí)施例的改進(jìn)實(shí)施例。例如，當(dāng)側(cè)面32b的作用不足以 作為潤滑油濺射擋壁表面時，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)直徑可以 設(shè)置為小于第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的內(nèi)直徑。然而，只要沒有與旋 轉(zhuǎn)軸11外周面相接觸的危險(xiǎn)，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)直徑就能 減小。而且，考慮沖擊的大小或考慮流體動力軸承的結(jié)構(gòu)，相反地， 第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)直徑可設(shè)置為大于第一較大內(nèi)直徑區(qū)段 31a的內(nèi)直徑。
在上述例子中，將第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)直徑設(shè)置為小于 第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的內(nèi)直徑不僅進(jìn)一步改進(jìn)了防止形成于第二 較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)周面和旋轉(zhuǎn)軸ll的外周面之間的縫隙中的潤 滑油散射和泄漏的作用，而且還提供了減少空氣內(nèi)巻的作用。通過從 第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a經(jīng)過擋油周槽32和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b 而散射和泄漏到軸承外面的潤滑油12就被擋油周槽32的側(cè)面32b有 效地推回入軸承縫隙。擋油周槽32連接至第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b 并且在徑向上朝著軸承套筒內(nèi)側(cè)擴(kuò)寬，因而防止了從第一側(cè)面32b溢 出到外面。另外，限制第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的作用有助于控制潤 滑油12的溢出，因而更有效地防止泄漏，使得可以額外地改進(jìn)防止小 且薄規(guī)格的流體動壓力軸承中潤滑油散射和泄漏的性能可靠性。
而且，在第一實(shí)施例的另一變型例子中，代替將第一較大內(nèi)直徑 區(qū)段31a的內(nèi)直徑保持為沿著其軸向恒定，可以在軸向上提供相對于 旋轉(zhuǎn)軸11的稍微傾斜(即錐形)以確保潤滑油貯存器29的必要容積 以及便于混雜在潤滑油中的空氣的逸出。另外，這種錐形構(gòu)造將減少
流程阻力。在此情況下，傾斜可以是隨著朝著開口 "w"移動內(nèi)直徑
逐漸減小的傾斜或者是內(nèi)直徑逐漸增大的傾斜。當(dāng)傾斜是使得其逐漸
減小內(nèi)直徑時，更易于確保潤滑油貯存器29的容積，并且還使得空氣 更易于逸出。在此情況下，第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的內(nèi)直徑也可以 小于在錐形端部處的內(nèi)直徑。
實(shí)施例2
下面將解釋如圖6和7所示的本發(fā)明第二實(shí)施例。 圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的流體動力軸承局部放大的垂直橫截面 圖，其中擋油周槽32的橫截面形狀為大致梯形并且其中一個側(cè)面32b 與套筒7的中心軸線形成銳角。圖7是類似的附圖，其中橫截面形狀 為大致弧形。
在圖6中，作為第二實(shí)施例應(yīng)用于主軸馬達(dá)l的流體動壓力軸承 6的擋油周槽32的橫截面形狀為大致梯形。而且， 一個側(cè)面32b提供 為用作潤滑油防濺擋壁表面，其將潤滑油12朝著軸承內(nèi)側(cè)擋回以抑制 潤滑油12向軸承外面散射和泄漏。因而，從擋油周槽32的內(nèi)側(cè)看， 至少該側(cè)面32b邊緣附近的切線在點(diǎn)P處橫截軸承套筒7的中心軸線 以與中心軸線形成銳角。
而且，根據(jù)第二實(shí)施例，第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的軸向長度基 本上大于第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b的軸向長度?？蛇x的，第二較大內(nèi) 直徑區(qū)段31b的半徑可以比第一較大內(nèi)直徑區(qū)段31a的半徑小一個數(shù) 量X以提高防止?jié)櫥?2散射和泄漏到軸承外面的作用(參見虛線)。 其它細(xì)節(jié)與第一實(shí)施例相同。
根據(jù)該第二實(shí)施例，擋油周槽32的一個側(cè)面(潤滑油防濺擋壁表 面)32b具有一個端部，該端部至少包括一個包圍與軸承套筒7的中 心軸線形成銳角a的邊緣的區(qū)域。因此，將會從第一較大內(nèi)直徑區(qū)段 31a經(jīng)過擋油周槽32和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段31b泄漏到軸承外面的潤 滑油12被側(cè)面32b可靠地?fù)趸睾屯苹氐捷S承內(nèi)，從而控制潤滑油12 的溢出。因此，與第一實(shí)施例相比，更有效地防止了潤滑油12的散射
和泄漏，并且進(jìn)一步提高了防止?jié)櫥蜕⑸浜托孤┑男阅芗捌湓诟?br> 和更薄流體動力軸承6中的可靠性。
如圖7所示根據(jù)第二實(shí)施例的擋油周槽32的截面形狀為大致圓弧 形。而且，漸展部33還具有漸弧形。擋油周槽32的側(cè)面32b和第二 側(cè)面32a以對稱的方式面朝旋轉(zhuǎn)軸11方向地開口。從擋油周槽32的 內(nèi)側(cè)看由軸承套筒7的中心軸線和側(cè)面32b端部表面的切線所形成 的角度、以及由軸承套筒7的中心軸線和第二側(cè)面32a起點(diǎn)表面的切 線所形成的角度是相等的。
除了上述方面之外，圖7的結(jié)構(gòu)與圖6所示的潤滑油貯存器29 結(jié)構(gòu)和防'減結(jié)構(gòu)相同，并且因此能獲得類似的結(jié)果。
實(shí)施例3
接著，將解釋如圖11所示的本發(fā)明第三實(shí)施例。圖ll是縱向橫 截面示意圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的硬盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。 如圖11所示，硬盤驅(qū)動器40設(shè)有第一實(shí)施例的主軸馬達(dá)1。第三實(shí) 施例的硬盤驅(qū)動器40如下構(gòu)造。硬盤驅(qū)動器40的外殼包括容納主軸 馬達(dá)1的殼體41、以及蓋元件42，該蓋元件42密封所述殼體41的內(nèi) 部以形成沒有雜質(zhì)的潔凈腔室，所述雜質(zhì)會干擾記錄磁盤的工作。通 過將框架4的中心圓柱部4a安裝入殼體41的附接孔41a并用數(shù)個附 接螺釘52緊固至殼體41，將主軸馬達(dá)l固定至殼體41，所述附接螺 釘52穿過框架41外周邊部分周圍的多個通孔。主軸馬達(dá)l包括定子 2和轉(zhuǎn)子3的主體部分容納在硬盤驅(qū)動器40的外殼內(nèi)。
可選地，可以將框架4和殼體41集成為單個基部元件，其中該基 部元件包括將流體動壓力軸承6和主軸馬達(dá)1的定子2附接起來的附 接部以及硬盤驅(qū)動器40的外殼的一個部件。
兩個硬盤(記錄磁盤)43安裝在轉(zhuǎn)子3的輪轂10的中間圓柱部 15的外周面上。硬盤43由夾緊元件44緊緊地緊固到輪轂10，該夾緊 元件44固定有多個附接螺釘51,所述附接螺釘51螺旋入軸向地設(shè)在 輪轂IO中間段上的多個螺釘孔中。因而，硬盤43隨著輪轂10—起旋
轉(zhuǎn)。盡管如圖11所示實(shí)施例包括兩個安裝在輪轂10上的硬盤43，但 是硬盤43的數(shù)量并不限于兩個。
硬盤驅(qū)動器40還設(shè)有從硬盤43讀取數(shù)據(jù)和/或向其寫數(shù)據(jù)的磁 頭45、支撐磁頭45的臂46、以及將磁頭45和臂46移動到特定位置 的音圏馬達(dá)48。音圏馬達(dá)48具有線圏49、以及布置為面對線圏49 的磁體50。磁頭45附接到固定至臂46的懸架47的遠(yuǎn)端，臂46又可 旋轉(zhuǎn)地支撐于殼體l中的適當(dāng)位置處。一對磁頭45布置為分別面對一 個硬盤43的一側(cè)，使得其能讀寫硬盤43兩側(cè)的數(shù)據(jù)。在圖11的實(shí)施 例中，提供了兩對側(cè)頭45,這是因?yàn)橛袃蓚€硬盤43。而且，在圖11 的實(shí)施例中，硬盤設(shè)備40構(gòu)造為具有主軸馬達(dá)1。然而，本發(fā)明并不 限于圖ll所示的應(yīng)用。例如，主軸馬達(dá)l可應(yīng)用于記錄磁盤驅(qū)動器， 該記錄磁盤驅(qū)動器具有不同的數(shù)據(jù)頭(例如光學(xué)頭)來代替磁頭45 并且驅(qū)動光學(xué)記錄》茲盤(比如CD或DVD )。
根據(jù)第三實(shí)施例如上構(gòu)造的硬盤驅(qū)動器40是對于常規(guī)流體動力 軸承技術(shù)就防止?jié)櫥蜕⑸浜托孤┮约胺乐沽黧w動壓力軸承6空氣內(nèi) 巻而言實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)，并且尤其在用于小型便攜式計(jì)算機(jī)設(shè)備時，硬 盤驅(qū)動器40能確保更高水平的可靠性，即使是在運(yùn)載這個小型便攜式 計(jì)算機(jī)設(shè)備時其受到意外的沖擊或持續(xù)的振動。
為了方便讀者，上述描述集中于所有可能實(shí)施例的一個代表性示 例， 一個教導(dǎo)本發(fā)明原理并傳達(dá)打算為執(zhí)行該發(fā)明最佳模式的示例。 該描述沒有試圖窮盡地列舉所有可能的變化。其它未描述的變化或變 型也是可能的。例如，在描述多個可選實(shí)施例時，在很多情況下可以 將不同實(shí)施例的元素組合起來，或者將這里所述實(shí)施例的元素與未特 意描述的其它變型或變化組合起來。那些未描述的變化、變型中的很 多都處于以下權(quán)利要求的文字范圍內(nèi)，并且其它是等同的。
權(quán)利要求
1.一種流體動力軸承，包括軸承套筒；由所述軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；形成于所述軸承套筒和所述旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承縫隙；包含在所述軸承縫隙內(nèi)的潤滑油；至少一個形成于所述軸承套筒的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn)生槽；油貯存器，其還包括遠(yuǎn)離所述至少一個壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和鄰近所述漸展區(qū)段的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段；緊鄰地位于所述軸承套筒的開口下面的第二較大內(nèi)直徑區(qū)段；和定位在所述油貯存器的所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和所述第二較大內(nèi)直徑區(qū)段之間的擋油周槽，其中所述擋油周槽的開口朝著所述軸承套筒的內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò)寬，其中所述擋油周槽的第一側(cè)面形成防油濺射擋壁表面，其中所述潤滑油填充至所述潤滑油的非工作液位處于所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段內(nèi)的位置，并且即使在所述流體動力軸承受到外力的情況下，所述擋油周槽的所述第一側(cè)面的形狀也防止所述潤滑油溢過所述擋油周槽的所述第一側(cè)面之上并散射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的流體動力軸承，其中從所述擋油周槽的內(nèi)側(cè) 看，所述擋油周槽的所述第一側(cè)面的至少一部分的切線與所述軸承套 筒的中心軸線形成銳角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的流體動力軸承，所述第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的 內(nèi)直徑小于所述第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的流體動力軸承，其中所述第一較大內(nèi)直徑區(qū) 段還包括朝著所述軸承套筒的開口逐漸增大內(nèi)直徑的錐形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的流體動力軸承，其中一層斥油劑固態(tài)膜沿著 所述軸承套筒的開口邊緣應(yīng)用于其頂面，并且其中 一層斥油劑固態(tài)膜 緊鄰地在所述軸承套筒的所述開口之上應(yīng)用于所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面。
6. —種具有流體動力軸承的主軸馬達(dá)，該流體動力軸承包括 軸承套筒；由所述軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；形成于所述軸承套筒和所述旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承縫隙；包含在所述軸承縫隙內(nèi)的潤滑油；至少一個形成于所述軸承套筒的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn)生槽； 油貯存器，其還包括遠(yuǎn)離所述至少一個壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和 鄰近所述漸展區(qū)段的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段；緊鄰地位于所述軸承套筒的開口下面的第二較大內(nèi)直徑區(qū)段；和 定位在所述油貯存器的所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和所述第二較大 內(nèi)直徑區(qū)段之間的擋油周槽，其中所述擋油周槽的開口朝著所述軸承套筒的內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò)寬，其 中所述擋油周槽的第 一側(cè)面形成防油濺射擋壁表面，其中所述潤滑油 填充至所述潤滑油的非工作液位處于所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段內(nèi)的位 置，并且，即使在所述流體動力軸承受到外力的情況下，所迷擋油周 槽的所述第 一側(cè)面的形狀也防止所述潤滑油溢過所述擋油周槽的所述 第一側(cè)面之上并散射。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的主軸馬達(dá)，其中從所述擋油周槽的內(nèi)側(cè)看， 所述擋油周槽的所述第一側(cè)面的至少一部分的切線與所述軸承套筒的 中心軸線形成銳角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的主軸馬達(dá)，所述第二較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直 徑小于所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5的主軸馬達(dá)，其中所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段還 包括朝著所述軸承套筒的開口逐漸增大內(nèi)直徑的錐形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5的主軸馬達(dá)，其中一層斥油劑固態(tài)膜沿著所 述軸承套筒的開口邊緣應(yīng)用于其頂面，并且其中 一層斥油劑固態(tài)膜緊 鄰地在所述軸承套筒的所述開口之上應(yīng)用于所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面。
11. 一種記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其包括 記錄磁盤； 從所述記錄磁盤讀寫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頭；和 具有流體動力軸承的主軸馬達(dá)，所述流體動力軸承還包括 軸承套筒；由所述軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸； 形成于所述軸承套筒和所述旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承縫隙； 包含在所述軸承縫隙內(nèi)的潤滑油；至少一個形成于所述軸承套筒的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn)生槽； 油貯存器，其還包括遠(yuǎn)離所述至少一個壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和 鄰近所述漸展區(qū)段的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段；緊鄰地位于所述軸承套筒的開口下面的第二較大內(nèi)直徑區(qū)段；和 定位在所述油貯存器的所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和所述第二較大 內(nèi)直徑區(qū)段之間的擋油周槽，其中所述擋油周槽的開口朝著所述軸承套筒的內(nèi)側(cè)逐漸擴(kuò)寬，其 中所述擋油周槽的第 一側(cè)面形成防油濺射擋壁表面，其中所述潤滑油 填充至所述潤滑油的非工作液位處于所述第一較大內(nèi)直徑區(qū)段內(nèi)的位 置，并且即使在所述流體動力軸承受到外力的情況下，所述擋油周槽 的所述第 一側(cè)面的形狀也防止所述潤滑油溢過所述擋油周槽的所述第 一側(cè)面之上并散射。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其中所述擋油周槽 的所述第一側(cè)面的至少一部分的切線與所述軸承套筒的中心軸線形成 銳角，從所述擋油周槽的內(nèi)側(cè)看。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，所述第二較大內(nèi)直 徑區(qū)段的內(nèi)直徑小于所述第 一較大內(nèi)直徑區(qū)段的內(nèi)直徑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其中所述第一較大 內(nèi)直徑區(qū)段還包括朝著所述軸承套筒的開口逐漸增大內(nèi)直徑的錐形。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其中一層斥油劑固 態(tài)膜沿著所述軸承套筒的開口邊緣應(yīng)用于其頂面，并且其中 一層斥油 劑固態(tài)膜緊鄰地在所述軸承套筒的所述開口之上應(yīng)用于所述旋轉(zhuǎn)軸的 外周面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)頭是 磁頭。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11的記錄磁盤驅(qū)動器設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)頭是 光學(xué)頭。
全文摘要
一種流體動力軸承，其具有軸承套筒、由軸承套筒支撐為旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、形成于軸承套筒和旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承縫隙、包含在軸承縫隙內(nèi)的潤滑油、至少一個形成于軸承套筒的內(nèi)周面處的流體動壓力產(chǎn)生槽以及油貯存器。該油貯存器包括遠(yuǎn)離該壓力產(chǎn)生槽的漸展區(qū)段和鄰近漸展區(qū)段的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段。第二較大內(nèi)直徑區(qū)段緊鄰地位于軸承套筒的開口下面并且擋油周槽定位在油貯存器的第一較大內(nèi)直徑區(qū)段和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段之間。擋油周槽和第二較大內(nèi)直徑區(qū)段構(gòu)成了流體動力軸承的油散射和泄漏防止機(jī)構(gòu)。
文檔編號F16C33/04GK101103205SQ200580014909
公開日2008年1月9日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者小原陸郎 申請人:美蓓亞株式會社