專利名稱：動(dòng)壓軸承電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由動(dòng)壓軸承部徑向軸支承轉(zhuǎn)子和定子、同時(shí)由推力磁鐵的磁性相互作在推力方向進(jìn)行支承的動(dòng)壓軸承電機(jī)。
近來，具有動(dòng)壓軸承部的電機(jī)正廣泛用于使多面反射鏡、磁盤、光盤等各種旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的裝置中。
比如在圖4所示的用于多面反射鏡1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的動(dòng)壓軸承部中，設(shè)置在構(gòu)成定子2的固定軸2a外周面的動(dòng)壓面與構(gòu)成轉(zhuǎn)子3的軸承套筒3a的動(dòng)壓面在徑向隔著狹小間隙相對(duì)配置，存在于該兩個(gè)相對(duì)動(dòng)壓面之間的間隙內(nèi)的空氣或油等潤(rùn)滑流體(未圖示)由至少在上述兩個(gè)相對(duì)動(dòng)壓面中的一個(gè)面上形成的動(dòng)壓發(fā)生槽(未圖示)的泵壓作用而被加壓，在由此產(chǎn)生的潤(rùn)滑流體動(dòng)壓力的基礎(chǔ)上，將上述轉(zhuǎn)子3的整體相對(duì)定子2而在徑向可旋轉(zhuǎn)地支承。
而在構(gòu)成定子2的固定軸2a的圖示上端部分形成凹部，在該凹部的內(nèi)周裝有環(huán)狀的固定側(cè)推力磁鐵2b。另外，在裝于上述轉(zhuǎn)子3頂部的多面反射鏡固定構(gòu)件3b側(cè)設(shè)有與上述固定側(cè)推力磁鐵2b的內(nèi)周壁面相對(duì)的旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵3c。而且分別對(duì)這兩個(gè)推力磁鐵2b、3c進(jìn)行軸向(圖示上下方向)磁化使其在軸向相互吸引(或排斥)，通過該推力磁鐵2b、3c的磁性吸引作用，將轉(zhuǎn)子3在相對(duì)上述定子2而軸向上浮的狀態(tài)下于推力方向可旋轉(zhuǎn)地支承。
然而，采用上述具有推力磁鐵2b、3c的動(dòng)壓軸承電機(jī)時(shí)，當(dāng)要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的小型化、薄型化時(shí)，需將上述推力磁鐵2b、3c與徑向動(dòng)壓軸承部配置成非常接近的狀態(tài)。其結(jié)果，如圖5所示，出自推力磁鐵2b的泄漏磁通φ有時(shí)會(huì)到達(dá)徑向動(dòng)壓軸承部，一旦在驅(qū)動(dòng)軸承部?jī)?nèi)產(chǎn)生由該泄漏磁通形成的磁場(chǎng)，則原來存在于動(dòng)壓軸承部之外的異物會(huì)被上述磁場(chǎng)吸到動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)，如吸進(jìn)的異物是硬質(zhì)物品，則旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)將固定軸2a或軸承套筒3a的表面磨出傷痕或缺口，成為產(chǎn)生雜音或燒結(jié)的原因。
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能很好地切斷從推力磁鐵朝動(dòng)壓軸承部的泄漏磁通、防止固定軸2a或軸承套筒3a表面受損的動(dòng)壓軸承電機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的動(dòng)壓軸承電機(jī)中，設(shè)有徑向動(dòng)壓軸承部，該徑向動(dòng)壓軸承部在轉(zhuǎn)子上及定子上形成相對(duì)的徑向動(dòng)壓面，并對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行軸支承，使之相對(duì)上述定子在徑向旋轉(zhuǎn)自如，同時(shí)通過設(shè)置于上述轉(zhuǎn)子及定子上、互為相對(duì)的推力磁鐵的磁性相互作用，使轉(zhuǎn)子在相對(duì)上述定子而在軸向上浮的狀態(tài)下可沿推力方向旋轉(zhuǎn)，在上述推力磁鐵與上述動(dòng)壓軸承部之間設(shè)有將從上述推力磁鐵朝動(dòng)壓軸承部的泄漏磁通切斷的磁屏蔽裝置。
通過如上述那樣用磁屏蔽裝置將出自推力磁鐵的泄漏磁通切斷，可防止磁通向徑向動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)的泄漏，避免動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用的吸附磁場(chǎng)，從而可防止將存在于動(dòng)壓軸承部外部的異物吸到動(dòng)壓軸承部。
上述磁屏蔽裝置可由吸收來自上述推力磁鐵的泄漏磁通的集磁構(gòu)件構(gòu)成，作為集磁構(gòu)件，可使用導(dǎo)磁率比安裝上述推力磁鐵的安裝構(gòu)件還大的軛鐵構(gòu)件。上述磁屏蔽裝置也可以是使上述推力磁鐵與動(dòng)壓軸承部之間隔開一定距離的插入構(gòu)件。
另外，在本發(fā)明中，只要前述推力磁鐵配置于前述徑向動(dòng)壓軸承部的徑向內(nèi)側(cè)，且在前述推力磁鐵與前述徑向動(dòng)壓軸承部的徑向間隔內(nèi)設(shè)置前述磁屏蔽裝置，就可實(shí)現(xiàn)軸承裝置的小型化，而且還可防止磁通向徑向動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)泄漏，避免動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用的吸附磁場(chǎng)。
具體來說，只要定子具有固定軸，轉(zhuǎn)子位于前述固定軸的外周并在其間具有構(gòu)成前述徑向動(dòng)壓軸承部的軸承套筒，在前述固定軸的內(nèi)側(cè)且在前述徑向動(dòng)壓軸承部的內(nèi)側(cè)設(shè)有前述推力磁鐵，即可使推力軸承與徑向軸承在軸向重迭，即使徑向尺寸縮小，也可防止磁通向徑向動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)泄漏，避免在動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用的吸附磁場(chǎng)。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的多面反射鏡驅(qū)動(dòng)用動(dòng)壓軸承電機(jī)一例的半剖視圖。
圖2是表示圖1電機(jī)主要部分的局部放大剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明其它實(shí)施形態(tài)的電機(jī)主要部分的局部放大剖視圖。
圖4是傳統(tǒng)的多面反射鏡驅(qū)動(dòng)用動(dòng)壓軸承電機(jī)一例的半剖視圖。
圖5是表示圖4傳統(tǒng)電機(jī)主要部分的局部放大剖視圖。
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。首先根據(jù)附圖對(duì)運(yùn)用本發(fā)明的具有空氣動(dòng)壓軸承的軸固定型多面反射鏡驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖1所示的多面反射鏡旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)用電機(jī)是一例具有軸固定型空氣動(dòng)壓軸承裝置的外轉(zhuǎn)子型電機(jī)，由裝在框架10上作為固定構(gòu)件的定子組20、從圖示上側(cè)嵌入該定子組20組裝的作為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)子組30構(gòu)成。其中定子組20具有立設(shè)于上述框架10的大致中心位置的固定軸(軸構(gòu)件)21，同時(shí)與該固定軸21的外周面在徑向相隔一定距離的圓筒狀軸承架22圍住上述固定軸21。并且在上述軸承架22的外周固定有定子鐵芯23，驅(qū)動(dòng)線圈24分別繞在該定子鐵芯23的各凸極部上。
上述固定軸21的基體部分由鋁、鋁合金等鋁材制成，在該固定軸21的外周表面通過電沉積涂復(fù)等形成潤(rùn)滑性樹脂保護(hù)膜，成為徑向動(dòng)壓軸承面。另外，在已形成上述潤(rùn)滑性樹脂保護(hù)膜的上述固定軸21的外周面上，一般是在軸向分成2塊后凹設(shè)譬如人字形的徑向動(dòng)壓發(fā)生槽(未圖示)，形成固定軸21上的動(dòng)壓軸承部。在設(shè)有該動(dòng)壓發(fā)生槽的固定軸21的外側(cè)，相隔數(shù)μm～+數(shù)μm的間隙，可旋轉(zhuǎn)地裝有上述轉(zhuǎn)子組30的軸承套筒31。
上述軸承套筒31由鋁、鋁合金等鋁材制成，其內(nèi)周表面覆蓋由鎳等形成的電鍍層，從而形成旋轉(zhuǎn)側(cè)的徑向動(dòng)壓軸承面。這樣，在上述固定軸21的外周面與軸承套筒31的內(nèi)周面之間就形成使空氣動(dòng)壓產(chǎn)生的徑向動(dòng)壓軸承部。
在上述軸承套筒31的外周還嵌有平面六角形的多面反射鏡32。該多面反射鏡32搭載在從前述軸承套筒31向徑向外方延伸、相當(dāng)于轉(zhuǎn)子胴部33的一部分的支承板33a上，用裝在上述軸承套筒31上的夾緊構(gòu)件32a從軸向外側(cè)隔著推壓彈簧32b旋緊而將該多面反射鏡32的上側(cè)面中心部分固定。
在上述固定軸21的頭部(圖示上端部分)，還形成在軸向(圖示上方)凸出一定量的環(huán)狀外周壁部21b，在該凸出外周壁部21b的內(nèi)周側(cè)裝有用于推力上浮的固定側(cè)環(huán)狀推力磁鐵25。該固定側(cè)推力磁鐵25在軸向(圖示上下方向)磁化。
另一方面，在上述夾緊構(gòu)件32a的中心形成軸向穿通的細(xì)孔狀的空氣節(jié)流孔32c，在上述空氣節(jié)流孔32c的周圍設(shè)有推力上浮用的旋轉(zhuǎn)側(cè)環(huán)狀推力磁鐵34圍住節(jié)流孔32c。該旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵34與固定軸21側(cè)的固定側(cè)推力磁鐵25在半徑方向相對(duì)配置，并在軸向(圖示上下方向)磁化，使其與該固定側(cè)推力磁鐵25之間產(chǎn)生磁性吸引力或排斥力。通過這兩個(gè)磁鐵34、25之間的相互磁性作用，使轉(zhuǎn)子組30整體保持對(duì)上述定子組20在推力方向上浮所定量的狀態(tài)，從而構(gòu)成推力軸承。
設(shè)于夾緊構(gòu)件32a的中心部分的空氣節(jié)流孔32c是作為具有空氣流動(dòng)阻力的阻尼裝置而在軸向穿通形成的小徑孔，由于該空氣節(jié)流孔32c的通氣阻力所形成的阻尼作用，可減小對(duì)在推力方向上浮的轉(zhuǎn)子組30的軸向沖擊或移動(dòng)。
另外，在上述固定軸21的內(nèi)部側(cè)，在軸向設(shè)有與固定軸21的上端部連通開口的空氣供給孔21a，空氣供給孔21a的中途部分與上述固定軸21的外側(cè)、即在軸向上下形成的徑向動(dòng)壓軸承部的中間部分連通開口。轉(zhuǎn)子組30的內(nèi)部空氣通過前述空氣供給孔21a送入2個(gè)動(dòng)壓軸承部之間，并因動(dòng)壓發(fā)生槽的泵壓作用而可在軸向的上下方向流動(dòng)。
轉(zhuǎn)子胴部33由與前述軸承套筒31一體成形的近似圓筒狀的構(gòu)件組成，將其配置成使設(shè)有前述驅(qū)動(dòng)線圈24的轉(zhuǎn)子內(nèi)空間與設(shè)有多面反射鏡32的轉(zhuǎn)子外空間相互隔開的狀態(tài)。在設(shè)于該轉(zhuǎn)子胴部33的外周緣部的筒狀安裝板33b的內(nèi)周壁面上，隔著由磁性材料構(gòu)成的背部軛鐵33c呈環(huán)狀地裝有驅(qū)動(dòng)磁鐵35。上述驅(qū)動(dòng)磁鐵35接近定子鐵芯23的各凸極部并與之相對(duì)配置，構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)部。
一旦向上述驅(qū)動(dòng)線圈24施加所定的驅(qū)動(dòng)電壓，多面反射鏡32就與軸承套筒31一起旋轉(zhuǎn)，由于該多面反射鏡32的旋轉(zhuǎn)，使收束于該多面反射鏡32的激光在未圖示的圖像記錄媒介物上掃描。此時(shí)軸承套筒31利用在該軸承套筒31與固定軸21之間發(fā)生的空氣動(dòng)壓力而在徑向得到支承，同時(shí)利用旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵34與固定側(cè)推力磁鐵25的相互磁性作用，將轉(zhuǎn)子組30整體保持在對(duì)定子組20在推力方向上浮所定量的狀態(tài)。
在此，為減小軸向尺寸，固定側(cè)推力磁鐵25經(jīng)過集磁用環(huán)狀軛鐵構(gòu)件27安裝在固定軸21的外周壁部21b的內(nèi)側(cè)，固定軸21的外周壁部21b的外周面作為構(gòu)成徑向動(dòng)壓軸承部的軸承面。上述環(huán)狀軛鐵構(gòu)件27配置成從外側(cè)沿全周覆蓋前述固定側(cè)推力磁鐵25的外周面的狀態(tài)，能夠?qū)墓潭▊?cè)推力磁鐵25射向位于該磁鐵25外周的徑向動(dòng)壓軸承的泄漏磁通φ吸收阻斷，在前述固定側(cè)推力磁鐵25與徑向動(dòng)壓軸承部之間構(gòu)成磁屏蔽裝置。作為這種環(huán)狀軛鐵構(gòu)件27，采用比該環(huán)狀軛鐵構(gòu)件27的安裝構(gòu)件、即固定軸21的導(dǎo)磁率大的材料，比如鐵等磁性材料。
具有以上結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形態(tài)的動(dòng)壓軸承電機(jī)，即使要減小軸向或徑向尺寸，也可利用環(huán)狀軛鐵27構(gòu)成的磁屏蔽裝置來切斷從固定側(cè)軸向磁鐵25射向在磁鐵25的外周側(cè)形成的徑向動(dòng)壓軸承面的泄漏磁通φ，其結(jié)果可防止磁通朝動(dòng)壓軸承部泄漏，避免在動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用的吸附磁場(chǎng)。因而不會(huì)象傳統(tǒng)的裝置那樣將動(dòng)壓軸承部外部側(cè)的異物吸附到動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)，可防止旋轉(zhuǎn)時(shí)固定軸21或軸承套筒31表面的損傷或切削現(xiàn)象。
在圖2的例子中，固定側(cè)推力磁鐵25與環(huán)狀軛鐵構(gòu)件27的軸向尺寸相同，不過也可根據(jù)各部分的尺寸及其特性，適當(dāng)使其一方大一些或小一些。
在圖3所示的其它實(shí)施形態(tài)中，固定側(cè)推力磁鐵45安裝于固定軸41的上端中央部分，設(shè)在軸承套筒51的上部封閉壁51a內(nèi)面?zhèn)?圖示下面?zhèn)?的旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵54呈環(huán)狀地圍住該固定側(cè)軸向磁鐵45的外周側(cè)。該固定側(cè)推力磁鐵45及旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵54與動(dòng)壓軸承D之間設(shè)有與前述固定軸41一體設(shè)置的插入構(gòu)件47，構(gòu)成磁屏蔽裝置。上述固定側(cè)軸向磁鐵45及旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵54與動(dòng)壓軸承部之間相隔的距離就是該外插構(gòu)件47的軸向厚度尺寸。
另外，直接安裝在具有動(dòng)壓面的固定軸41上的固定側(cè)推力磁鐵45配置在固定軸41的中心側(cè)，使其與動(dòng)壓軸承部沿徑向隔開。
在該實(shí)施形態(tài)中，來自上述固定側(cè)推力磁鐵45及旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵54的泄漏磁通φ被其與動(dòng)壓軸承部D之間的插入構(gòu)件47阻擋，因此具有與上述實(shí)施形態(tài)相同的作用、效果。
以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)作了具體的說明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施形態(tài)，當(dāng)然可在本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
比如，在上述各實(shí)施形態(tài)中，固定側(cè)推力磁鐵與旋轉(zhuǎn)側(cè)推力磁鐵之間的位置關(guān)系或形狀也可以是相反的。
另外，上述各實(shí)施形態(tài)中，動(dòng)壓軸承裝置是以空氣作為潤(rùn)滑流體的，但本發(fā)明也同樣適用于使用油等其它動(dòng)壓流體的裝置。
并且本發(fā)明除上述多面反射鏡旋轉(zhuǎn)用電機(jī)外，還適用于比如硬盤驅(qū)動(dòng)用(HDD)電機(jī)。
如上所述，本發(fā)明的動(dòng)壓軸承電機(jī)，通過由軛鐵構(gòu)件等集磁構(gòu)件或插入構(gòu)件等構(gòu)成的磁屏蔽裝置將來自固定側(cè)推力磁鐵的泄漏磁通屏蔽，可防止對(duì)動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)的磁通泄漏，避免動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用的吸附磁場(chǎng)，防止象傳統(tǒng)的裝置那樣將動(dòng)壓軸承部外部側(cè)的雜質(zhì)吸到動(dòng)壓軸承部，避免旋轉(zhuǎn)時(shí)軸構(gòu)件或軸承構(gòu)件表面的損傷或切削現(xiàn)象，可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)得到可靠性極高、使用壽命長(zhǎng)的動(dòng)壓軸承電機(jī)。
權(quán)利要求
1．一種動(dòng)壓軸承電機(jī)，設(shè)有徑向動(dòng)壓軸承部，該徑向動(dòng)壓軸承部在轉(zhuǎn)子側(cè)及定子側(cè)形成相對(duì)的徑向動(dòng)壓面，通過使這些徑向動(dòng)壓面間的潤(rùn)滑流體產(chǎn)生動(dòng)壓力來支承轉(zhuǎn)子并使之相對(duì)所述定子旋轉(zhuǎn)自如，其特征在于，通過與所述轉(zhuǎn)子側(cè)及定子側(cè)相對(duì)設(shè)置的推力磁鐵的磁性作用，將所述轉(zhuǎn)子相對(duì)所述定子而在軸向上浮的狀態(tài)下在推力方向可旋轉(zhuǎn)地支承，在所述推力磁鐵與所述徑向動(dòng)壓軸承部之間設(shè)有將從所述推力磁鐵朝所述徑向動(dòng)壓軸承部的泄漏磁道阻斷的磁屏蔽裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述磁屏蔽裝置由吸收來自所述推力磁鐵的泄漏磁通的集磁構(gòu)件構(gòu)成。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述集磁構(gòu)件由導(dǎo)磁率大于安裝所述推力磁鐵的安裝構(gòu)件的軛鐵構(gòu)件構(gòu)成。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述磁屏蔽裝置由使所述推力磁鐵與所述徑向動(dòng)壓軸承部之間隔開一定距離的插入構(gòu)件構(gòu)成，所述外插構(gòu)件與安裝推力磁鐵的安裝構(gòu)件一體成形。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為相對(duì)所述定子而配置在徑向外側(cè)的外轉(zhuǎn)子形結(jié)構(gòu)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述推力磁鐵配置在所述徑向動(dòng)壓軸承部的徑向內(nèi)側(cè)，在所述推力磁鐵與所述徑向動(dòng)壓軸承部的徑向間隙中設(shè)有所述磁屏蔽裝置，避免所述推力磁鐵的磁通對(duì)所述徑向動(dòng)壓軸承部產(chǎn)生惡劣影響。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述定子具有固定軸，所述轉(zhuǎn)子位于所述固定軸的外周，其間具有構(gòu)成所述徑向動(dòng)壓軸承部的軸承套筒，在所述固定軸的內(nèi)側(cè)并且在所述徑向動(dòng)壓軸承部的內(nèi)側(cè)設(shè)有所述推力磁鐵。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)壓軸承電機(jī)，其特征在于，所述潤(rùn)滑流體為空氣或油。
全文摘要
通過軛鐵構(gòu)件等集磁構(gòu)件或插入構(gòu)件等構(gòu)成的磁屏蔽裝置將來自固定側(cè)推力磁鐵的泄漏磁屏蔽,從而防止對(duì)動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)的磁通泄漏,在動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)無法形成無用的吸附磁道,可防止向動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)的磁通泄漏,避免在動(dòng)壓軸承部?jī)?nèi)形成無用吸附磁場(chǎng),防止將動(dòng)壓軸承部外部側(cè)的異物吸到動(dòng)壓軸承部側(cè)。本發(fā)明能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)避免旋轉(zhuǎn)時(shí)軸構(gòu)件或軸承構(gòu)件表面的損傷或切削。
文檔編號(hào)H02K5/16GK1309452SQ0110303
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期2001年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者寺脅良治, 山崎康史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所