專利名稱：流體動壓軸承裝置、馬達(dá)和記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過填充在軸件和軸件支承部分之間的間隙中的液體的動壓力可轉(zhuǎn)動地支承軸件的流體動壓軸承裝置，一種具有這種流體動壓軸承裝置的馬達(dá)，以及一種裝有這種馬達(dá)的記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
近來，作為適用于高速馬達(dá)轉(zhuǎn)動的軸承，已經(jīng)開發(fā)了一種利用如油或水的液體的流體動壓軸承裝置。在這種流體動壓軸承裝置中，在軸件和軸套(軸件支承部分)之間的間隙中填充有液體，軸件和軸套是相對轉(zhuǎn)動的，使得它們不會相互接觸(例如，見JP10-73126A(第3-5頁，圖1和2))。
例如，如圖15所示，普通的流體動壓軸承裝置具有軸套51、軸件53、背板55和油57。軸套51具有截面為倒T形的軸件插入孔51a；軸件53截面為倒T形并插入到軸件插入孔51a中，以便在它們之間留出預(yù)定的間隙；背板55在軸件53已經(jīng)插入的狀態(tài)下靠近軸件插入孔51a的下端部；油57填充在軸套51和軸件53之間的間隙中。
軸件53由基本形成為圓柱形的徑向軸部分61和形成在徑向軸部分61的下端基本上為盤形的止推軸部分63組成。動壓產(chǎn)生槽65形成在徑向軸部分61的表面61a和止推軸部分63的正面和背面表面63上。
而且，芯71和線圈73設(shè)置在軸套51的外圓周表面51b上。套筒75安裝在軸件53的上端部，并具有圓筒形壁部分75a，與芯71和線圈73相對的內(nèi)圓周表面75b裝有磁體79。在芯71和線圈73中產(chǎn)生的變化磁場施加在磁體79，從而軸件53和套筒75轉(zhuǎn)動。
當(dāng)軸件53轉(zhuǎn)動時，油57匯集在動壓產(chǎn)生槽65中，產(chǎn)生動態(tài)壓力。由于動態(tài)壓力，軸套51可轉(zhuǎn)動地支承軸件53。
如圖16所示，在普通的流動壓軸承裝置中，隨著軸件53的轉(zhuǎn)動，油57被吸引到軸件53的表面61a側(cè)，因此油57在軸件53側(cè)的液面57a在軸向上升(如箭頭F1所示)。當(dāng)上升的油57在軸件53的上端附近聚集到一定的數(shù)量時，由于軸件53的離心力，油從軸件53和軸套51之間的間隙向外濺射，導(dǎo)致漏油。
而且，如圖17所示，在上述普通軸承裝置中，提出了一種方法，按照該方法，通過在軸件53的上端部中形成擋油槽81來限制油57的上升的液面57a。然而，在這種情況下，當(dāng)油57上升的量超過一固定值時，一些油進(jìn)入擋油槽81，當(dāng)油57進(jìn)入擋油槽81的量超過一固定值時，油57在軸件53的離心力的作用下從間隙向外濺射。
而且，按照上述方法，通過用吸油布82吸收從間隙向外濺射的油來防止向外漏油。然而，在這種情況中下，填充在間隙中的油可能會減少，從而使得不可能提供流體動壓軸承裝置所需要的油量。
在上述描述的情況下，不可能保持流體動壓軸承裝置的長期軸承性能。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而作出本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種能保持其長期軸承性能的流體動壓軸承裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種流體動壓軸承裝置，包括具有基本形成為圓柱形的圓柱部分的軸件；具有用于容納軸件的軸件插入孔的軸件支承部分；通過在軸件和軸件插入孔之間的間隙中填充液體而形成的動壓產(chǎn)生部分，而且軸件表面和插入孔內(nèi)壁表面的至少一個上設(shè)有動壓產(chǎn)生槽，用于當(dāng)軸件繞其軸轉(zhuǎn)動時收集液體以產(chǎn)生動壓力，流體動壓軸承裝置的特征在于，徑向向外突出的環(huán)形軸件突起設(shè)置在圓柱部分的外圓周面上，圓柱部分軸向位于動壓產(chǎn)生部分的外側(cè)。
在如上所述的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，當(dāng)軸件繞其軸轉(zhuǎn)動時，軸件支承部分通過動壓可轉(zhuǎn)動地支承軸件。
而且，在該過程中，液體被吸附到圓柱部分的外圓周面?zhèn)?，并沿著外圓周面上升。上升的液體粘附到形成在圓柱部分的外圓周面上的軸件突起的下端部分側(cè)，并聚集在那里。當(dāng)這樣聚集的液體的量超過一固定值時，液滴在重力的作用下回落到軸件和軸件插入孔之間的間隙。
而且，流體動壓軸承裝置的特征在于，軸件突起具有由圓柱部分的外圓周面向內(nèi)壁表面升高的擋液面。
在如上所述的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，粘附到軸件突起的擋液面上的液體在軸件轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力的作用下沿?fù)跻好嬉苿?。這樣，即使液體在軸件的徑向向外濺射，液體也粘附到軸件插入孔的內(nèi)壁表面上，因此沒有液體濺射到間隙的外面。
而且，擋液面形成為楔形內(nèi)表面，其直徑沿軸件的軸向朝著動壓產(chǎn)生部分逐漸增大。
在如上所述的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，粘附到楔形內(nèi)表面的液體在軸件轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用下沿著楔形內(nèi)表面徑向向外移動，并向動壓產(chǎn)生部分移動，因此，液體能回到軸件和軸件插入孔之間的間隙中。
而且，在本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，徑向向內(nèi)突出的環(huán)形軸向支承突起設(shè)置在位于動壓產(chǎn)生部分的軸向外側(cè)的內(nèi)壁表面上，并比擋液面延長線與內(nèi)壁表面相交的位置更遠(yuǎn)離開動壓產(chǎn)生部分。
在如上所述的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，如果從擋液面濺出粘附到內(nèi)壁表面的液體沿著內(nèi)壁表面移動，離開動壓產(chǎn)生部分，液體將接近軸向支承突起的下端部，因此沒有液體濺射到間隙的外面。而且，當(dāng)粘附并聚集在軸向支承突起的下端部側(cè)的液體的量超過一固定值時，液體會在重力的作用下向下流動，并返回軸件和軸件插入孔之間的間隙。
而且，在流體動壓軸承裝置中，軸向位于動壓產(chǎn)生部分的外側(cè)的插入孔的內(nèi)壁表面具有楔形內(nèi)壁表面，其直徑沿軸件的軸向朝動壓產(chǎn)生部分逐漸減小，外側(cè)內(nèi)壁表面鄰接楔形內(nèi)壁表面，并且其定位得便于與動壓產(chǎn)生部分一起夾住楔形內(nèi)壁表面，其中楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面之一與擋液面的延長線相交，并且其中由楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面所形成的夾角θ的范圍為95°≤θ≤130°。
而且，外側(cè)內(nèi)壁表面形成得基本上平行于軸件的軸向。
在如上所述的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，從擋液面在軸件的徑向向外濺射的液體粘附到楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面上。這里，將楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面所形成的角部分的夾角θ設(shè)置為95°或更大的理由是，當(dāng)粘附到楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面的液體移動到達(dá)角部分時，防止大量的液體由于表面張力的原因堆集在該角部分中，從而防止液體溢出和濺射到軸件和軸件插入孔之間的間隙的外面。
而且，將角度θ設(shè)置為130°或更小的理由是，當(dāng)粘附在楔形內(nèi)壁表面上的液體沿楔形內(nèi)壁表面移動到達(dá)角部分時，使少量的液體由于表面張力的原因而停滯，從而防止液體容易地越過角部分并沿外側(cè)內(nèi)壁表面濺射到軸件和軸件插入孔之間的間隙的外面。
而且，當(dāng)外側(cè)內(nèi)壁表面形成得基本上平行于軸件的軸向時，能夠容易地將外側(cè)內(nèi)壁表面和軸件突起之間的間隙制作得較小，并能夠容易地制作得沿軸向較長。因此，即使當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時液體受熱轉(zhuǎn)變成霧，可以容易地限制液體以霧的形式從軸件和軸件插入孔之間的間隙漏出。
而且，本發(fā)明的馬達(dá)的特征在于，馬達(dá)具有上述的流體動壓軸承裝置和用于使軸件相對于軸件支承部分轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。
在上述本發(fā)明的馬達(dá)中，當(dāng)軸件在驅(qū)動裝置的驅(qū)動力的作用下轉(zhuǎn)動時，沒有液體從軸件和軸件支承部分之間的間隙流出，因此即使長期使用馬達(dá)，動壓產(chǎn)生部分的軸承性能也不改變。因此，可以實(shí)現(xiàn)軸件的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。
而且，本發(fā)明的記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置的特征在于，記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置具有上述的馬達(dá)，并且支承薄板形記錄介質(zhì)的套筒安裝在軸件上。
在上述本發(fā)明的記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置中，當(dāng)記錄介質(zhì)轉(zhuǎn)動時，沒有液體從軸件和軸件支承部分之間的間隙流出，因此沒有液體粘附到記錄介質(zhì)的表面上。


在附圖中圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的截面圖；圖2是圖1的流體動壓軸承裝置主要部分的放大截面圖；圖3是說明在圖1的流體動壓軸承裝置中如何限制漏油的示意圖；圖4是說明在圖1的流體動壓軸承裝置中如何限制漏油的示意圖；圖5是說明在圖1的流體動壓軸承裝置中如何限制漏油的示意圖；
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖7是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖8是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖9是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖10是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖11是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖12A和12B是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖13A至13F是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖14是另一實(shí)施例的流體動壓軸承裝置的主要部分的放大截面圖；圖15是表示普通流體動壓軸承裝置的例子的截面圖；圖16是圖15的流體動壓軸承裝置主要部分的放大截面圖；圖17是圖15的流體動壓軸承裝置主要部分的放大截面圖，表示擋油槽如何形成在軸件中。
具體實(shí)施例方式
圖1-5是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的圖。該實(shí)施例的流體動壓軸承裝置應(yīng)用于記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動例如形成為薄盤的磁性記錄介質(zhì)的盤形記錄介質(zhì)。如圖1所示，流體動壓軸承裝置1具有軸套(軸件支承部分)2、軸件3、套筒4和油(液體)5。軸套具有基本上是十字形截面的軸件插入孔2a；軸件3插入軸套2的軸件插入孔2a中，以便留出預(yù)定的間隙，且軸件形成為基本上是十字形截面的圓柱形；套筒4安裝到軸件3的上端部；油5填充在軸件插入孔2a和軸件3之間的間隙中。
軸套2由軸套主體6和上頂板7構(gòu)成。軸套主體6形成為有底的圓筒形，具有構(gòu)成軸件插入孔2a的孔6a；頂板7靠近軸套主體6的孔6a的開口處，以便在頂板7和軸件3之間留出間隙，同時軸件3的上端部從頂板伸出。
頂板7基本形成為具有通孔7a的圓盤，通孔7a在頂板7的中心軸方向A1延伸。該通孔7a與軸套主體6的孔6a一起構(gòu)成軸件插入孔2a，且沿中心軸A1向著與套筒4相對的表面7b成圓錐形發(fā)散。
如圖2所示，通孔7a的內(nèi)壁表面8由在頂板7的背面7c側(cè)上形成的第一內(nèi)壁表面8a和在頂板7的表面7b側(cè)上形成的第二內(nèi)壁表面8b構(gòu)成，而且第二內(nèi)壁表面8b相對于中心軸A1的傾斜角大于第一內(nèi)壁表面8a的傾斜角。
利用毛細(xì)管作用，第一內(nèi)壁表面8a防止在軸套2和軸件3之間的間隙中的油5流出。即，因?yàn)榈谝粌?nèi)壁表面8a和與其相對的軸件3的外圓周表面，指向頂板7的背板7c側(cè)的毛細(xì)管力作用在油5上。
形成在第二內(nèi)壁表面8b上的是環(huán)形突起(軸向支承突起)9，該突起在頂板7的徑向向內(nèi)突出，且形成突起9的位置與油5的表面間隔開。
如圖1所示，軸件3具有基本上形成為盤形的止推軸部分10和基本上圓柱形的徑向軸部分(圓柱部分)11，徑向軸部分11在中心軸A1的方向從止推軸部分10的表面10a和背面10b凸出。對徑向軸部分11來說，外圓周表面11a在止推軸部分10的背面10b側(cè)伸出的部分具有多個形成所謂人字形結(jié)構(gòu)的動壓產(chǎn)生槽12。而且，多個螺旋形動壓產(chǎn)生槽(未示出)形成在止推軸部分10的表面10a和背面10b中。
當(dāng)軸件3繞中心軸A1轉(zhuǎn)動時，這些動壓產(chǎn)生槽收集油5以產(chǎn)生動壓力，從而使軸套2能支承軸件3以便相對轉(zhuǎn)動。即，產(chǎn)生在徑向軸部分11的動壓產(chǎn)生槽12中的油5的動壓力用作軸件3的徑向軸承，且產(chǎn)生在止推軸部分10的動壓產(chǎn)生槽中的油5的動壓力用作軸件3在中心軸A1方向的軸承。
軸件插入孔2a、軸件3、油5和動壓產(chǎn)生槽構(gòu)成動壓發(fā)生部分100。
在軸件3的上端部中，形成有圓柱形裝配部分13，該部分的直徑小于徑向軸部分11的直徑，且適于安裝到下面所描述的套筒4的通孔中。
套筒4形成為有底的圓筒形，并在其底壁部分4c的中心具有通孔4a，軸件3的裝配部分13安裝在通孔中。如圖2所示，在套筒4的通孔4a的周緣上形成有環(huán)形突起(軸件突起)14，該突起從與頂板7的表面7b相對的表面4b凸出。當(dāng)與軸件3的裝配部分13配合連接時，該突起14的下端面(擋液面)14a靠壓徑向軸部分11的上端面11b，從而在軸件3和套筒4之間能容易的確立位置關(guān)系。
隨著裝配部分13安裝到通孔4a中，突起14從徑向軸部分11的外圓周表面11a徑向向外突出。而且，突起14的下端面14a垂直地由外圓周表面11a向第二內(nèi)壁表面8b上升。這樣，在軸件3轉(zhuǎn)動期間，如果粘附到下端面14a的油沿下端面14a徑向向外濺射，油會粘附在第二內(nèi)壁表面8b上。
形成在頂板7上的突起9的形成位置比下端面14a的延長線與第二內(nèi)壁表面8b相交的位置更遠(yuǎn)離開油5的表面。
在突起14的底部外圓周面?zhèn)?，形成有環(huán)形集油槽15，該槽通過在突起9和突起14之間的間隙收集濺射的油5。
而且，由聚四氟乙烯(PTEE)構(gòu)成的防油劑涂敷在突起9靠近第二內(nèi)壁表面8b的下端面9a和突起14的下端面14a和外圓周面14b上。防油劑用來降低油5粘附在突起9的下端面9a和突起14的下端面14a和外圓周面14b上的粘附力。而且，以小斑點(diǎn)的形式施加防油劑，允許油5的小液滴粘附在下端面9a、下端面14a和外圓周面14b上。
如圖1所示，該流體動壓軸承裝置1具有用于轉(zhuǎn)動軸件3和套筒4的驅(qū)動裝置20。該驅(qū)動裝置20具有設(shè)置在軸套2的圓周上的芯22和線圈23，以及設(shè)置在與芯22和線圈23相對的套筒4上的磁體24。通過使在芯22和線圈23中產(chǎn)生的交變磁場施加到磁體24上，軸件3和套筒4轉(zhuǎn)動。
流體動壓軸承裝置1和驅(qū)動裝置20構(gòu)成馬達(dá)25。
而且，在套筒4的底壁部分4c的圓周上形成有用于支承盤形記錄介質(zhì)30的臺階部分4d。通過將在盤形記錄介質(zhì)30的中心形成的中心孔30a安裝到該臺階部分4d上，盤形記錄介質(zhì)30可以繞中心軸A1與軸件3和套筒4一起轉(zhuǎn)動。
具有臺階部分4d的套筒4和馬達(dá)25構(gòu)成記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置40。
下面將描述流體動壓軸承裝置1的運(yùn)行。
當(dāng)軸件3在馬達(dá)25的驅(qū)動力的作用下繞中心軸A1轉(zhuǎn)動時，軸套2通過在動壓產(chǎn)生槽中產(chǎn)生的動壓力可轉(zhuǎn)動地支承軸件3。而且，如圖3所示，在該過程中，油5被吸到軸件3的外圓周表面11a側(cè)，致使油5的液面沿外圓周面11a上升，如箭頭F3所示。因此，油5上升粘附到突起14的下端面14a上并堆集在那里。當(dāng)油5這樣堆集的量超過一固定數(shù)值時，油滴受到如箭頭F4所示的重力的作用返回軸件插入孔2a和軸件3之間的間隙。
而且，如圖4所示，當(dāng)在堆集的油達(dá)到上述固定數(shù)值前，粘附到突起14的下端面14a上的油5受到軸件3和套筒4轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力的作用徑向向外(如箭頭F5所示)濺射時，油粘附到第二內(nèi)壁表面8b上。當(dāng)油5這樣粘附到第二內(nèi)壁表面8b上的量超過固定數(shù)值時，油在重力的作用下沿內(nèi)壁表面8b向下流動，如箭頭F6所示，并回收在軸套2和軸件3之間的間隙中。
而且，即使粘附在第二內(nèi)壁表面8b上的油5沿著第二內(nèi)壁表面在與方向F6相反的方向移動，由于油貼合在突起9的下端面9a上，因此可以限制油濺射到突起9和突起14之間的間隙的外面。當(dāng)粘附在下端面9a上的油5的量超過固定值時，油滴在重力的作用下在圖5中箭頭F7所示的方向沿第二內(nèi)壁表面8b向下流動。
在粘附到下端面9a上的油5的量超過上述固定數(shù)值之前，如果有些油通過突起9和突起14之間的間隙沿著下端面9a向外濺射，油將收集在形成在突起14中的集油槽15中。
當(dāng)軸件3轉(zhuǎn)動時，油5受熱，部分變成霧。通過使突起9和突起14之間的間隙最小化，可以使以油霧形式向外瀉漏的油最少。另外，由于油霧構(gòu)成了細(xì)小的液滴，通過使這些細(xì)小的液滴粘附到突起9的下端面9a和突起14的下端面14a和外圓周面14b上，可以限制油霧的向外滲漏。
如上所述，在這種流體動壓軸承裝置1中，即使當(dāng)軸件3轉(zhuǎn)動時，阻止了油5通過軸套2和軸件3之間的間隙向外的滲漏，已經(jīng)移動離開動壓產(chǎn)生部分100的那部分油5能回收在動壓產(chǎn)生部分100中，因此可以保持動壓產(chǎn)生部分100的長期穩(wěn)定的軸承性能。
而且，當(dāng)流體動壓軸承裝置1應(yīng)用于馬達(dá)時，即使長期使用馬達(dá)25，動壓產(chǎn)生部分100的軸承性能也不改變，因此，可以實(shí)現(xiàn)軸件3的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。這樣，對驅(qū)動裝置20的驅(qū)動力的控制變得更為方便，可以節(jié)約驅(qū)動所需的能量。
而且，當(dāng)流體動壓軸承裝置1應(yīng)用于記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置40以便轉(zhuǎn)動盤形記錄介質(zhì)時30，沒有液體粘附到盤形記錄介質(zhì)30的表面，因此當(dāng)向盤形記錄介質(zhì)30輸入數(shù)據(jù)或從盤形記錄介質(zhì)30讀取數(shù)據(jù)時，可以避免各種問題。
接下來，圖6表示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。除了頂板7的通孔7a的結(jié)構(gòu)以外，該實(shí)施例基本上是與圖1-5所示的流體動壓軸承裝置1相同的結(jié)構(gòu)。參照圖6，現(xiàn)在將描述通孔7a的結(jié)構(gòu)。與圖1-5中所示相同的零件用相同的標(biāo)記數(shù)字表示，并省略這種零件的描述。
如圖6所示，通孔7a的內(nèi)壁表面8由第一內(nèi)壁表面(楔形內(nèi)壁表面)8a和第二內(nèi)壁表面(外側(cè)內(nèi)壁表面)8b組成。與上述實(shí)施例中一樣，形成第一內(nèi)壁表面8a，使得通孔7a向頂板7的表面7b偏斜。而且，第二內(nèi)壁表面8b鄰近第一內(nèi)壁表面8a的大直徑側(cè)，并平行于中心軸A1。
而且，這樣形成在套筒4上形成的突起14的外圓周面14b，以便使其平行于中心軸A1并與第二內(nèi)壁表面8b相對，從而可以使第二內(nèi)壁表面8b和突起14的外圓周面14b之間的間隙S變窄，因而使得可以使沿中心軸A1測量的間隙S的長度變大。
與上述實(shí)施例中一樣，由聚四氟乙烯(PTEE)構(gòu)成的防油劑涂敷在突起14的下端面14a和外圓周面14b上以及頂板7的第二內(nèi)壁表面8b上。防油劑用來降低油5粘附到突起14的下端面14a和外圓周面14b上以及第二內(nèi)壁表面8b上的粘附力。而且，以小斑點(diǎn)的形式施加防油劑，允許油5的細(xì)小液滴粘附到突起14的下端面14a和外圓周面14b上以及第二內(nèi)壁表面8b上。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)軸件3和套筒4轉(zhuǎn)動時，粘附到下端面14a上的油5在軸件3的徑向?yàn)R射，并粘著到第一內(nèi)壁表面8a和第二內(nèi)壁表面8b上。當(dāng)粘附在第二內(nèi)壁表面8b上的油5在重力的作用下沿第二內(nèi)壁表面8b向下流動時，或者當(dāng)粘附在第一內(nèi)壁表面8a上的油5沿第一內(nèi)壁表面8a向第二內(nèi)壁表面8b流動時，油5到達(dá)由第一內(nèi)壁表面8a和第二內(nèi)壁表面8b形成的角部分8c，并由于表面張力的原因停留在該角部分8c。
這里，在角部分8c中，所希望的由第一內(nèi)壁表面8a和第二內(nèi)壁表面8b所構(gòu)成的角θ的范圍為95°≤θ≤130°。將角度θ設(shè)置為95°或更大的理由是，防止大量的油5由于表面張力的原因堆集在角部分8c中，并防止油5溢出和濺射到軸套2和軸件3之間的間隙的外面。
而且，將角度θ設(shè)置為130°或更小的理由是，當(dāng)粘附在第一內(nèi)壁表面8a上的油5沿第一內(nèi)壁表面8a移動到達(dá)角部分8c時，使少量的油5由于表面張力的原因而停滯，從而防止油5容易地越過角部分8c并沿第二內(nèi)壁表面8b濺射到軸套2和軸件3之間的間隙的外面。
如上所述，在這種流體動壓軸承裝置1中，角部分8c的角θ在95°≤θ≤130°的范圍內(nèi)，從而少量的油5堆集在角部分8c中，使得在大量油5堆集前，可以使油5移動到動壓產(chǎn)生部分100。因此，可以防止油5濺射到軸套2和軸件3之間的間隙的外面。而且，堆集在角部分8c中的油5能回收到動壓產(chǎn)生部分100，因此可以使動壓產(chǎn)生部分100保持長期的穩(wěn)定的軸承性能。
而且，由于角部分8c的角θ為95°或更大，可以容易地通過機(jī)加工精確地形成通孔7a。
而且，當(dāng)軸件3轉(zhuǎn)動時，油5受熱并部分地蒸發(fā)轉(zhuǎn)變成油霧。然而，由于在第二內(nèi)壁表面8b和突起14之間形成窄的間隙S，以便沿著中心軸A1延伸一個長的距離，可以限制油以油霧的形式向外滲漏。而且，霧由細(xì)小液滴構(gòu)成，通過使細(xì)小液滴粘附到下端面14a、外圓周面14b和第二內(nèi)壁表面8b，能防止油以油霧的形式向外滲漏。
而且，由于防油劑涂敷在第二內(nèi)壁表面8b和突起14的外圓周面14b上，當(dāng)用通過間隙S注入的油5填充軸套2和軸件3之間的間隙時，可以防止油5由于表面張力的原因堆集在窄的間隙S，從而可以實(shí)施平滑地填充油5。因此，當(dāng)填充油5時，可以容易地防止氣泡進(jìn)入軸套2和軸件3之間的間隙中。
雖然在第一實(shí)施例中防油劑涂敷在突起9和14的下端面9a和14a以及外圓周面14b上，這不是限定性的結(jié)構(gòu)。除了這些表面之外，也可以向以下表面涂敷防油劑頂板7的表面7b、套筒4與表面7b相對的表面4b、集油槽15的表面等，即那些位于在軸套2和軸件3之間間隙的外面的表面。
而且，雖然在上述例子中第二內(nèi)壁表面8b形成得使通孔7a成圓錐形偏斜，但這不是限定性的結(jié)構(gòu)。例如，如圖7所示，也可以這樣形成表面，使其沿軸件3的軸向延伸。而且，還可以以與第一內(nèi)壁表面8a相同的傾斜角來形成第二內(nèi)壁表面8b。
而且，例如，如圖8所示，還可以采取一種結(jié)構(gòu)，其中頂板7由具有內(nèi)壁表面8的第一板件31和具有突起9的第二板件32組成。在這種情況下，可以獨(dú)立地形成頂板7的內(nèi)壁表面8和突起9，使得頂板7的制造更容易。
而且，例如，如圖9所示，可以提供帶有油回收通道38的頂板7，該通道38由通孔34和通槽部分35構(gòu)成。通孔34具有從內(nèi)壁表面8向軸套主體6的內(nèi)壁表面33延伸的微細(xì)直徑；通槽部分35沿內(nèi)壁表面33延伸到頂板7的背面7c側(cè)。
在這種情況下，利用毛細(xì)管力可以將粘附在內(nèi)壁表面8和突起9的下端面9a上的油回收到通孔34中，并沿通槽部分35將油回收到止推軸部分10和頂板7之間的間隙中。
而且，如圖10所示，還可以提供具有從通槽部分35向徑向軸部分11延伸的通孔36的油回收通道38。在這種情況下，回收在通槽部分35中的油能被回收在止推軸部分10和頂板7之間的間隙和徑向軸部分11和頂板7之間的間隙中。
而且，如圖9和10所示，油回收通道38的通孔34可以通過兩個板件31和32形成，或者通過單獨(dú)的頂板7形成。
雖然在第二實(shí)施例中防油劑涂敷在突起14的下端面14a和外圓周面14b以及頂板7的第二內(nèi)壁表面8b上，但這不是限定性的結(jié)構(gòu)。除了這些表面之外，也可以向以下表面涂敷防油劑頂板7的表面7b、套筒4與表面7b相對的表面4b、集油槽15的表面等，即那些位于在軸套2和軸件3之間間隙的外面的表面。
而且，雖然在上述實(shí)施例中第二內(nèi)壁表面8b形成得平行于中心軸A1，但這不是限定性的結(jié)構(gòu)。第二內(nèi)壁表面8b也可以形成得相對于中心軸A1稍微傾斜。在這種情況下，希望第二內(nèi)壁表面8b和中心軸A1所形成的角為3度更小，使得通孔7a的機(jī)加工變得更容易。
而且，突起14的外圓周面14b不必總是形成得平行于中心軸A1，也可以形成得相對于中心軸稍微傾斜。在這種情況下，希望外圓周面14b形成得平行于第二內(nèi)壁表面8b，從而使得窄間隙S能沿中心軸A1延伸一個長的距離。
而且，如上所述，頂板7可由具有第一內(nèi)壁表面8a的第一板件和具有第二內(nèi)壁表面8b的第二板件構(gòu)成，并且還可以在這兩個板件之間形成如上所述的油回收通道。
雖然在第一實(shí)施例中防油劑由聚四氟乙烯(PTEE)組成，但這不構(gòu)成限定。只要能防油5，任何類型的防油劑均可。因此，例如，防油劑可以由環(huán)氧樹脂組成。
而且，雖然在上述實(shí)施例中軸件3的裝配部分13的直徑小于徑向軸部分11的直徑，但這不構(gòu)成限定。對這些直徑?jīng)]有特殊的限定，只要裝配部分13可以與套筒4的通孔4a配合即可。因此，例如，該裝配部分13的直徑可以與徑向軸部分11的直徑相等。
而且，雖然在上述實(shí)施例中有多個人字形動壓產(chǎn)生槽12形成在徑向軸部分11的外圓周面11a中，但這不構(gòu)成限定。也可以在與該外圓周面11a相對的軸套主體6的孔6a的內(nèi)壁表面中形成動壓產(chǎn)生槽12，或者可以同時在外圓周面11a和孔6a的內(nèi)壁表面上形成這些槽。
而且，雖然在上述實(shí)施例中有多個螺旋形動壓產(chǎn)生槽12形成在止推軸部分10的表面10a和背面10b中，但這不構(gòu)成限定。例如，也可以在與表面10a和背面10b相對的孔6a的內(nèi)壁表面和頂板7的背面7c上形成這些動壓產(chǎn)生槽，或者同時在表面10a和背面10b、孔6a的內(nèi)壁表面和背面7c上形成這些動壓產(chǎn)生槽。而且，止推軸部分10的動壓產(chǎn)生槽的結(jié)構(gòu)不限于是螺旋形；也可以是人字形結(jié)構(gòu)。
而且，雖然在上述實(shí)施例中集油槽15設(shè)置在突起14上，但也可以不設(shè)置這種集油槽，例如，如圖11中所示。
而且，雖然在上述實(shí)施例中突起14的下端面14a垂直地由徑向軸部分11的外圓周面11a向第二內(nèi)壁表面8b延伸，但對下端面14a來說，至少向內(nèi)壁表面8延伸就足夠了。即，如圖12A和12B所示，該下端面14a可以形成為楔形的內(nèi)表面，其直徑沿軸件3的軸向朝著動壓產(chǎn)生部分100逐漸增大。
在這種情況下，即使粘附在下端面14a上的油5在軸件3和套筒4轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力的作用下沿下端面14a在軸件3的徑向向外濺射，油5也會向動壓產(chǎn)生部分100移動。因此，該油5返回到軸件3和軸件插入孔2a之間的間隙，使得可以保持動壓產(chǎn)生部分100長期穩(wěn)定的軸承性能。
而且，雖然在上述實(shí)施例中突起14形成在套筒4的通孔4a的圓周上，但這不構(gòu)成限定。突起14只需由軸向位于動壓產(chǎn)生部分100的外側(cè)的徑向軸部分11的外圓周面11a向內(nèi)壁表面8突出。即，如圖13A-13F所示，突起14還可以與徑向軸部分11一體形成。
而且，如圖13A-13D所示，形成在徑向軸部分11上的突起14可以用作壓靠部分，用于當(dāng)套筒4和軸件3相互配合時確定它們的位置，或者，如圖13E-13F所示，突起14不用作壓靠部分。
而且，該突起14不必靠近套筒4，例如，如圖14所示，突起14可以沿軸件3的軸向與套筒4間隔開。
而且，雖然在上述實(shí)施例中軸套2由形成為有底的圓筒的軸套主體6和頂板7構(gòu)成，但這不構(gòu)成限定。只要允許插入軸件3，任何結(jié)構(gòu)都可以。例如，軸套主體6可以由具有通孔的圓筒和封閉通孔的下開口的背板組成。
而且，雖然在上述實(shí)施例中軸件3形成得截面為十字形，但這不構(gòu)成限定。例如，可以在徑向軸部分11的下端形成止推軸部分10，從而使軸件3的截面成形為倒T形。
而且，雖然在上述實(shí)施例中套筒4安裝到軸件3上，但這不構(gòu)成限定。例如，可以一體形成套筒4和軸件3。
而且，雖然在上述實(shí)施例中馬達(dá)25的驅(qū)動裝置20由設(shè)置在軸套2上的芯22和線圈23以及設(shè)置在套筒4上的磁體24構(gòu)成，但這不構(gòu)成限定。只要能使軸件3和套筒4轉(zhuǎn)動，任何驅(qū)動裝置都可以。
參照附圖所詳細(xì)描述的本發(fā)明的上述實(shí)施例不構(gòu)成限定。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面可以有各種改進(jìn)而不背離本發(fā)明的要點(diǎn)。
如上所述，按照本發(fā)明，可以防止液體通過軸件支承部分和軸件之間的間隙向外濺射，并可以將與動壓產(chǎn)生部分分離的油回收到間隙中，因此可以保持動壓產(chǎn)生部分的長期穩(wěn)定的軸承性能。
而且，在流體動壓軸承裝置設(shè)置在馬達(dá)中的情況下，可以實(shí)現(xiàn)軸件的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，從而更為方便地控制驅(qū)動裝置的驅(qū)動力，可以節(jié)約驅(qū)動所需的能量。
而且，在流體動壓軸承裝置設(shè)置在記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置中的情況下，沒有液體粘附到記錄介質(zhì)的表面，因此當(dāng)向記錄介質(zhì)輸入數(shù)據(jù)或從記錄介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)時可以避免故障。
權(quán)利要求
1.一種流體動壓軸承裝置，包括具有基本形成為圓柱形的圓柱部分的軸件；具有用于容納軸件的軸件插入孔的軸件支承部分；通過在軸件和軸件插入孔之間的間隙中填充液體而形成的動壓產(chǎn)生部分，而且軸件表面和插入孔內(nèi)壁表面的至少一個上設(shè)有動壓產(chǎn)生槽，用于當(dāng)軸件繞其軸轉(zhuǎn)動時收集液體以產(chǎn)生動壓力，其特征在于，徑向向外突出的環(huán)形軸件突起設(shè)置在軸向位于動壓產(chǎn)生部分的外側(cè)的圓柱部分的外圓周面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置中，其特征在于，軸件突起具有由圓柱部分的外圓周面向內(nèi)壁表面上升的擋液面。
3.按照權(quán)利要求2所述的流體動壓軸承裝置中，其特征在于，擋液面形成為楔形內(nèi)表面，其直徑沿軸件的軸向朝著動壓產(chǎn)生部分逐漸增大。
4.按照權(quán)利要求2所述的流體動壓軸承裝置中，其特征在于，還包括徑向向內(nèi)突出的環(huán)形軸向支承突起，該突起設(shè)置在位于動壓產(chǎn)生部分的軸向外側(cè)的內(nèi)壁表面上，并比擋液面延長線與內(nèi)壁表面相交的位置更遠(yuǎn)離開動壓產(chǎn)生部分。
5.按照權(quán)利要求2所述的流體動壓軸承裝置中，其特征在于，軸向位于動壓產(chǎn)生部分的外側(cè)的插入孔的內(nèi)壁表面具有楔形內(nèi)壁表面，其直徑沿軸件的軸向朝動壓產(chǎn)生部分逐漸減小，且外側(cè)內(nèi)壁表面鄰接楔形內(nèi)壁表面的較大直徑側(cè)；楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面之一與擋液面的延長線相交；并且由楔形內(nèi)壁表面和外側(cè)內(nèi)壁表面所形成的夾角θ的范圍為95°≤θ≤130°。
6.按照權(quán)利要求5所述的流體動壓軸承裝置中，其特征在于，外側(cè)內(nèi)壁表面形成得基本上平行于軸件的軸向。
7.一種馬達(dá)，包括按照權(quán)利要求1的流體動壓軸承裝置；和用于使軸件相對于軸件支承部分轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。
8.一種記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置，包括按照權(quán)利要求7的馬達(dá)；和支承薄板形記錄介質(zhì)的套筒，該套筒安裝在軸件上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流體動壓軸承裝置、馬達(dá)和記錄介質(zhì)驅(qū)動裝置。流體動壓軸承裝置通過填充在軸件和軸件支承部分之間的間隙中的諸如油或水的液體的動壓力可轉(zhuǎn)動地支承軸件，其中可以保持流體動壓軸承裝置的長期軸承性能。該流體動壓軸承裝置包括具有基本形成為圓柱形的圓柱部分的軸件；具有用于容納軸件的軸件插入孔的軸件支承部分；通過在軸件和軸件插入孔之間的間隙中填充液體而形成的動壓產(chǎn)生部分，而且軸件表面和插入孔內(nèi)壁表面的至少一個上設(shè)有動壓產(chǎn)生槽，用于當(dāng)軸件繞其軸轉(zhuǎn)動時收集液體以產(chǎn)生動壓力，其中，徑向向外突出的環(huán)形軸件突起設(shè)置在軸向位于動壓產(chǎn)生部分的外側(cè)的圓柱部分的外圓周面上。
文檔編號H02K5/167GK1510316SQ03132800
公開日2004年7月7日 申請日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者后滕廣光, 太田敦司, 小口和明, 木下伸治, 司, 明, 治 申請人:精工電子有限公司