CN100417824C - 流体动压轴承及主轴马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流体动压轴承和主轴马达。该轴承装置包括:轴体;固定部分;轴承腔;第一锥形密封部分;径向间隙;径向动压轴承机构;连通通道,在两点处连接到所述径向间隙上,连通通道的一部分形成一连接通道,连接第一锥形密封部分和该径向间隙;径向动压轴承机构的至少一部分位于这两点之间;润滑液,填充径向间隙和连通通道及第一锥形密封部分的中部;第一界面,形成在第一锥形密封部分的润滑液和周围空气之间;第二界面,其形成在径向间隙的润滑液和周围空气之间,比第一界面的宽度窄;及疏油区域,形成在固定部分的与第二界面周围空气侧邻近的表面上及轴体的与第二界面的周围空气侧邻近的圆周表面上。

Description

流体动压轴承及主轴马达
技术领域
本发明涉及一种轴承装置,其采用流体动压轴承机构和安装该轴承装置的主轴马达,该流体动压轴承机构安装在诸如硬盘驱动设备的信号记录再现设备上。具体地,本发明涉及其中其轴承高度较小的较薄的轴承装置和较薄的主轴马达。
背景技术
对于用在信号记录和再现设备(例如,硬盘驱动设备)中的主轴马达,常规上已使用多种流体动压轴承。该流体动压轴承是这样的轴承,其中将诸如油的润滑液放入轴体和套筒之间,并且在润滑液中生成的流体压力用作支承力。
在图13中示出了一个使用常规动压轴承的主轴马达的示例。在该主轴马达中,一对径向动压轴承机构137、137布置成在轴向上彼此远离,并布置在与转子105一体形成的轴体131的外圆周面和套筒133的内圆周面之间,轴体131可转动地插入到套筒133中。此外,一对止推轴承机构136、136分别形成在盘状止推板134的上表面和形成在套筒133中的台阶部之间,以及止推板134的下表面和关闭套筒133的一个开口的止推衬套132之间,其中止推板134从轴体131的一端部的外圆周表面沿径向向外突出。在径向动压轴承机构的上方,一锥形密封部分140形成在轴体131的圆周面中。
对于这种主轴马达,希望的是厚度的进一步减少。这是因为对紧凑的信息设备的需求已增加,且因此,希望硬盘驱动器等小型化和厚度的减少。
然而,在将如图13所示的主轴马达制造得较薄的情况下,不可避免地对流体动压轴承装置的高度强加严格的限制。因此,不得不减少这两个径向动压轴承机构之间的间距。具体地说,这降低了对试图使轴体破裂的外力的阻力(刚性),从而使轴承的设计非常困难。因此希望具有强的轴承刚性的较薄的流体动压轴承装置或具有良好性能的较薄的主轴马达。
发明内容
在本发明的轴承装置中,去除了如图13所示的、常规地形成为沿着轴体的圆周面的长的锥形密封部分,且润滑液由形成在轴承腔端部的第二界面来支承。与常规结构不同的是,不必设置沿着轴的长的密封结构。因此,径向动压轴承机构可形成直到轴体的一端。
由于热膨胀等使得润滑液的体积改变或由于蒸发使得润滑液的减少被吸收进锥形密封部分(第一锥形密封部分)中,其形成在轴承装置的固定部分的一侧上。由于该锥形密封部分形成在侧面中,因此没有增加轴承的高度。
第二界面形成在固定部分和轴体之间,并在轴体的转动期间遭受强的应力。然而,由于该界面的宽度设计成较窄,因此该界面稳定。
第一锥形密封部分的开口部分和第二界面都位于轴承的一端侧上。因此,通过施加强的冲击而将润滑液的蒸发或润滑液的泄漏的影响限制到轴承装置的一端部侧。对于用于尤其需要清洁的硬盘的主轴马达,这种特性是优选的。
在本发明的轴承装置中,固定部分可构成为使得套筒装配到壳体中。这易于使壳体和径向轴承表面由不同材料制成。此外,这使得易于在套筒侧表面中形成第一锥形密封部分。
在本发明的轴承装置中,通过将一盖件安装到固定部分上,可容易地形成从径向轴承间隙的端部到套筒的侧表面的连接通道。在锥形密封部分设在套筒侧表面中的情况下,这种结构尤其有利于将第一锥形密封部分和径向轴承间隙连接在一起。
在本发明的轴承装置中,通过进一步在盖件中设置圆周壁,使得盖件的安装变得容易且可靠。此外,使用圆周壁使得易于在套筒的侧面中形成连接通道和连通通道。
在本发明的轴承装置中,另外,第二锥形密封部分或切角部分可设在径向间隙端部中,所述第二界面形成在该径向间隙端部中。在本发明的轴承中,第二界面附近为疏油区域,其防止了润滑液的泄漏。然而,由于长时间使用轴承,因此可能发生疏油区域中的疏油能力下降。此外,存在这种可能,即,强烈振动、冲击等会干扰所述界面。设置第二锥形密封部分和切角部可使该第二界面稳定。
当设置第二锥形密封部分时,将圆锥角(以下称为第二圆锥角)设置为大于第一锥形密封部分的圆锥角(以下称为第一圆锥角)。这可使得第二界面的宽度小于第一界面的宽度。该第二圆锥角优选为第一圆锥角的两倍或更大。
在切角部分形成在径向间隙端部中的情况下,如果该部分太大,那么沿轴向的长度就较大,这增加了轴承装置的高度。如果太小,那么效果就较小。因此,对于切角量的下限,第二界面的曲率可合理地用作测量标准。上限设为第一界面的宽度。
在本发明的轴承装置中,所述切角部分在轴体方向上的长度r大于所述第二界面的宽度W2的一半,且小于所述第一界面的宽度W1。
在形成切角部分的情况下,期望的是远离轴承间隙一侧的一半具有疏油特性。这是因为为了防止润滑液从开口端边缘流出,期望的是将润滑液在切角部分表面上推回到间隙内。另一方面,在轴承间隙的内部,希望构成间隙的表面具有吸油特性。图1是第二界面的示例性剖视图。在第二界面51附近,形成疏油区域(在轴31的表面和套筒上用双线表示)。当疏油区域延伸进入间隙中时,如图1b)所示,所述界面弯曲更小且不稳定。当所述表面具有吸油特性时,如图1a)所示,所述界面变得稳定。可以获得防止空气进入填充轴承间隙的润滑液的效果。在本说明书中“疏油特性”是指润滑液的接触角大于45度。更优选地,其为90度或更大。
在本发明的轴承装置中,邻近第二界面的径向动压轴承机构可起作用,从而增加润滑液在远离第二界面方向上的压力。在这种情况下,由于没有施加朝向外部推动第二界面的力,因此该界面是稳定的。此外,引起润滑液在轴承内部的循环。
在本发明的轴承装置中,可在壳体的内表面和套筒的外表面之间的某一区域中具有间隙。该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙可以是连接轴承装置的底部和上部的连通通道的一部分。通过在套筒的侧面或壳体的内圆周面中形成沿轴向延伸的凹入部分,可形成沿径向延伸的流动通道。此外,通过在壳体的底面内侧或套筒的下端面中形成沿径向延伸的凹入部分或槽,可形成沿径向扩展的流动通道。通过在套筒装配进壳体中时在底部中留有间隙,可形成沿径向的流动通道。
连接第一锥形密封部分和径向间隙的连接通道可以为连通通道,其通过结合上述流动通道将一径向间隙的上部和下部连接在一起。
在本发明的轴承装置中,还可设有止推轴承机构。在止推方向上的支承是稳定的。
在本发明的轴承装置中,套筒可以由多孔材料,例如浸油烧结的金属材料制成。由于多孔体可存储大量的润滑液,因此增加了保留在轴承装置中的润滑液的量,从而几乎不可能发生润滑液由于蒸发等而耗尽,且可获得具有较长寿命的轴承装置。此外,由于该多孔体可捕获在轴承间隙中产生的磨损粉末等,因此可减轻它们的危害。
附图说明
图1(a)和1(b)是轴承装置的第二界面和径向动压槽的示例性剖视图;
图2是根据本发明的主轴马达1的示例性剖视图;
图3(a)是轴承装置的示例性剖视图,而图3(b)是其立体图;
图4是套筒的立体图;
图5(a)和5(b)是轴承装置的俯视图;
图6(a)、6(b)和6(c)是盖件制造过程的解释性视图;
图7是用于安装盖件的方法的解释性视图;
图8(a)和8(b)示出了轴承装置的变体1;
图9(a)和9(b)是盖件的变体的解释性视图;
图10(a)和10(b)示出了轴承装置的第二和第三变体;
图11(a)、11(b)和11(c)示出了轴承装置的第四变体;
图12示出了轴承装置的另一实施例;以及
图13示出了其上安装有常规轴承装置的主轴马达。
具体实施方式
用于实现根据本发明的轴承装置和主轴马达的优选实施例描述为实施例1到5。
(实施例1)
(1-1)主轴马达的描述
图2是根据本发明的主轴马达1的示例性剖视图。主轴马达1由根据本发明的安装到基座2上的轴承装置3、定子4和转子5组成,其中该定子设在包围轴承装置3的基板2上,该转子安装到轴体31的一端上。转子5由毂6和转子磁铁7组成,且转子磁铁7安装到毂6的圆柱形部分的内圆周面上,从而具有对着定子4的磁极的位置关系。通过激励该定子4,可生成转动驱动力。主轴马达1通过基座2而安装到硬盘驱动器等的壳体上。
(1-2)轴承装置的整体结构
图3a)是轴承装置3的示例性剖视图,而图3b)是其立体图。
轴承装置3具有固定部分和轴体31,固定部分由大致圆柱形套筒33和具有底部的圆柱形壳体32构成,壳体32容置套筒33,而轴体作为主要部件包含在套筒33中。套筒33的内部是轴承腔。
在附图中轴体31的下端部中,止推板34形成为其上表面对着套筒33的下端面。尽管在图3中台阶部41形成在壳体内圆周的底面中,以容置该止推板34,但是在止推板34的外径和套筒33的外径几乎相同的情况下,并不需要该台阶部41。
(1-3)润滑液和连通通道
在轴体31的外圆周面和套筒33的内圆周面之间形成有微小的径向间隙91。类似地,在止推板34与壳体32的内圆周面和套筒33的下端面之间也保持有第二间隙。这些轴承间隙连续地填充有润滑液。此外,径向间隙的上部和下部通过稍后描述的连通通道42而连通。
盖件35装配到套筒33的上端侧中。在盖件35的外圆周侧面和壳体32的内圆周面之间,形成有锥形密封部分40,其中一间隙朝向壳体的开口端扩大。此外,盖件35具有通过压制及在径向方向上延伸形成的凸出部分43,且在其背面上的各凹入部分和套筒33的上端面之间形成的间隙为润滑液的连接通道42a。此外,该连接通道42a构成了连通通道42的一部分。
在套筒33的侧面上的三个位置处形成沿轴向延伸的平面区域44(图4)。尽管这些平面区域44从表面上看是平的,但是它们构成了凹入部分,这是因为其中心部分与套筒的中心轴线的距离最小。通过将套筒装入壳体中,它们中的每一个都可以变成第二连接通道42b,该第二连接通道42b形成所述连通通道42的一部分。
图5a)示出了当从图3的上侧向下看轴承装置3时的视图。图5b)示出了在安装盖件35之前的状态。图5a)中的虚线表示套筒33的平面区域44的位置。凸出部分43的径向外侧上的每一端都位于平面区域44的上方,且连接通道42a和第二连接通道42b在这里连接以形成一个连通通道42。连通通道42如轴承间隙中一样填充有润滑液,这使得润滑液在径向间隙的上部和下部之间来回。
如图3a)所示,在台阶部41形成在壳体底部中的情况下,形成在套筒33侧面中的第二连接通道42b在台阶部41处关闭。为了避免这种情况,在台阶部41的上表面上设置凹入部分,以在对应于第二连接通道42b的下端的位置处连接第二连接通道42b和轴承间隙。
在盖件35的上表面中,形成用于供轴体31穿过的孔46。在该孔的内圆周面和轴体31的圆周面之间保持一微小的间隙,且在该处,形成第二界面51。锥形密封部分40在盖件35的下端边缘处连接到连通通道42上。第一锥形密封部分填充有润滑液直到其中部,以形成第一界面52。将由碳氟树脂构成的疏油介质涂覆到轴体外圆周面和盖件35邻近第二界面的表面上以形成疏油区域。
在该轴承装置3中,填充轴体31的外圆周面和套筒33的内圆周面之间的间隙的润滑液,除了在这些第一和第二界面处外,不与周围空气接触。
(1-4)动压轴承
在图3中,分别在套筒33的圆柱形内圆周面的、沿轴向分开的两个位置处形成两组动压生成槽37、38,从而形成径向动压轴承机构。这些动压生成槽的每一个都包括两部分。在轴体31的转动期间,其中一个用以增加向下方向上的润滑液压力,而另一个用以增加向上方向的润滑液压力。前一部分位于后一部分的上侧,且在它们之间生成高的动压。该高的动压支承轴体31。
在图中,相对于轴承表面倾斜绘制的双线表示了动压生成槽的存在,并且意味着润滑液的压力朝向双线远离轴承表面的一侧增加。该图中的双线有拐角,且在拐角处与轴承表面最远,这表示在该部分处生成了最高压力。
在两组径向动压生成槽37和38中,位于上侧的37在竖直方向上并不对称,而是增加向下压力的部分形成得较大。因此,动压生成槽37用于朝着轴承下方推动润滑液,同时它在径向上生成轴支承力。另一组径向动压生成槽38是对称的,且两组止推动压生成槽36、36构造成沿径向对称。
在整个动压生成槽中,径向动压生成槽37生成润滑液流,其中润滑液通过径向间隙向下流动,且通过连通通道42流回到第二界面51(其为径向轴承表面的上端部分)附近。这种流动阻止了润滑液从第二界面51泄漏。此外,它有助于通过连通通道42和锥形密封部分40将在轴承内部生成的气泡等排放到轴承的外部。
(1-5)制造方法
参考图6和7来描述盖件35及其安装方法。
图6示出了盖件35的制造过程的示例。首先,通过冲孔和压制将金属板件或热塑料板形成为带有盖的圆柱形状,并且在盖部分的中心处冲出孔46。同时,通过压制,在盖部分中形成沿径向延伸的凸出部分43(图6a)。
接着,在所述盖件的圆周侧面中在从凸出部分相对于盖件的中心轴线移动60度的各位置处形成三个沿轴向延伸的切口。横向提升切口之间的部件48,以形成缝隙47(图6b)。
部件48切入这样的长度以与待形成的壳体内圆周面接触并形成连接部分49(图6c)。
在完成加工后,将疏油剂涂覆到盖部分的孔46的圆周上,以赋予疏油特性。此时,应注意疏油剂并没有到达孔的内圆周面和盖部分的后侧(在与套筒接触的一侧上)。
盖件35在该连接部分49的末端部分处焊接并固定到壳体上。对于焊接方法,诸如激光焊接和电子束焊接的定向射束焊接是适合的。此外,可用粘接代替焊接来进行固定。另外,作为另一种方法,盖件35的圆柱形部分可稍微压配合到套筒33上并固定。
为了将润滑液注入到轴承装置中,在焊接盖件35之后,润滑液可滴入到第一锥形密封部分中以分布在轴承内部,同时在滴入润滑液之后可焊接盖件35(图7)。
由于本发明的轴承装置在两个位置处具有在润滑液和周围空气之间的界面,因此在注入润滑液期间,在轴承间隙中润滑液和空气的置换相对平滑,几乎不会导致注入失效。然而,在安装完盖件35之后注入润滑液的情况下,注入失败的百分比可能较高。
在安装盖件35之后将润滑液滴入到第一锥形密封部分40中的情况下,润滑液沿两个方向分开并分布在轴承装置的内部。首先,具有这样的路径,其中它经过第二连接通道42b并到达轴承下部中的止推板34的圆周,而后朝向轴承的上部扩展通过形成径向动压轴承机构的径向间隙。另一路径为,其中润滑液经过形成在盖件35和套筒33之间的连接通道42a,到达径向间隙的上部,并填充盖件的孔46的内圆周面50和轴体31的外圆周面之间的间隙,从而形成第二界面。
将前者与后者相比较,后者进行地更快。因此,在轴承内的空气被充分排放且空气的逃逸路径被关闭之前形成第二界面,从而在轴承的内部可能残留有气泡。与此相反,如图7中所示,在将润滑液注入轴承装置后安装盖件35的情况下,并不会出现这种故障。
在图7的轴承装置的轴体31b中,从盖件35的孔46突出的部分直径稍微减少。当安装盖件时,轴体的外圆周面和孔46的内圆周面50彼此几乎不接触。轴体的直径小于没有减小的孔的直径。但是直径差比较小,且在盖件的安装过程中,内圆周面50等可能被损坏。通过部分地减少轴体的直径可避免出现这种问题。直径减小的部分不必在从轴体端部到孔的开口附近的整个区域上连续,但是即使在它终止于稍微远离开口的位置处,也可获得防止损坏的效果。然而,如在图7中所示,当在开口附近设置倾斜部分80时,如果在开口附近的疏油膜损失且润滑液泄漏,则将润滑液的泄漏限制为较小,这是因为支承界面的壁表面的角度较大。
尽管当在注射润滑液后焊接并固定盖件时,具体地说,涉及由于热而使润滑液的特性变化以及由于热膨胀等而对动压轴承表面产生不利影响,但是本发明的结构并不会引起这些问题。
首先,在焊接过程中施加的大部分热消散在具有较大热容量的壳体部分中,因此第一锥形密封部分40中的润滑液几乎没有被加热。对于在盖件35和套筒33之间的润滑液,由于连接部分49较小,因此传递给盖件的热就较小,从而不会出现问题。由于焊接部分远离轴承表面,因此可忽略对动压轴承表面的影响。
(1-6)材料
对于构成本实施例中所述的轴承装置的材料,基本上可选择任何具有所需强度和刚性的材料。由于金属材料一般具有足够的强度、刚性和对润滑液的亲和力,因此它优选作为构成本发明的轴承装置的材料。
在本实施例1所述的轴承装置中,基于铝的合金用作壳体材料。对于套筒,使用易加工的不锈钢,且在加工后,通过表面化学处理而去除杂质。此外,轴体由马氏体不锈钢制成,且盖件由铜合金或合成树脂材料制成。在合成树脂材料中,液晶聚合体尤其适于形成精细结构。用于增加吸引力的处理可根据需要应用到盖件35的孔46的内圆周面50。
对于涂覆在第二界面开口附近中的疏油膜,使用碳氟树脂。此外,对于润滑液,基于酯的化合物用作原油。
在实施例2及其他实施例中对于这些材料的选择基本上相同。
(实施例2)
参考图8和9,描述了轴承装置3的变体3′。图8a)是从轴承的上侧向下看轴承装置3′的视图。图8b)另外示出了在安装盖件35′之前的状态。
与轴承装置3不同,连接部分49位于套筒33的平面部分44的正上方。此外,凸出部分43′分成两部分,即43′a和43′b,连接部分49形成在它们之间。
图9a)是该盖件35′的立体图。由于该盖件35′以与盖件35相似的方法形成,因此形成有连接部分49的缝隙47也位于两凸出部分43′a和43′b之间,且在轴向上延伸。
图9b)是第一界面的一部分的放大图,并且是在垂直于轴线方向的、包括盖件35′的表面中的剖视图。在这种情况下,除第一锥形密封部分40外,在盖件的内圆周面和套筒的外圆周面之间形成另一锥形密封部分40′。第一界面52′的一部分出现在该另一锥形密封部分40′处。
在轴承内部循环的润滑液从该锥形密封部分40′的较窄宽度的部分流到连接通道42a中,并流回到轴承的上部。即使在润滑液中包含有气泡,气泡也难于侵入到该另一锥形密封部分的宽度较窄的区域中。所以,气泡被推到位于该另一锥形密封部分40′中的界面52′侧,并通过缝隙47被排放。这样,由于另一锥形密封部分40′起分离润滑液中气泡的有效的筛网作用,因此该轴承装置3′可非常有效地排放润滑液中的气泡。
(实施例3)
参考图10a)和10b)来描述轴承装置3的其他变体83、93。
在图10a)中,通过减少套筒33′一端部的外径,形成第一锥形密封部分而不在壳体32′的内圆周面中形成锥形部分。在这种情况下,对于套筒33′,使用基于铜的多孔烧结体,并且在压入粉末材料以成形为圆柱形状的同时形成锥形形状。不必通过机器切削来形成所述锥形部分,这降低了加工成本。
在图10b)中,通过在套筒33中沿轴向开一通孔而形成连通通道42′。由于润滑液的循环根部(root)的长度变得较短,因此润滑液的循环变得较快。由此轴承的性能变得稳定。
(实施例4)
参考图11a)、11b)和11c)来描述轴承装置3的变体73。
图11a)是轴承装置73沿轴向的剖视图,且具体地,放大示出了包括盖件35b、第二界面51和第一界面52的部分。图11b)和11c)是这样的视图,在每一幅图中放大示出了第二界面51和第一界面52的附近。
盖件35b在所述孔的内圆周面的侧面处被切角。该侧面对着轴体31的外圆周面,从而形成第二锥形密封部分39。第二锥形密封部分39的圆锥角θa为34度,而第一锥形密封部分40的圆锥角θb为5度,从而θa设置地较大。为了稳定该界面,期望锥形密封部分的壁表面具有足够好的可湿性。在这种情况下,第二界面51的宽度W1保持为比第一界面52的宽度W2窄。θa和θb的大小可以是除了上述以外的值。然而,优选地θa为约15到50度,而θb为约3到10度。当θa和θb在那些值的范围内时,可获得良好的性能。
与第一界面52不同,在第二界面51中,构成锥形密封部分的表面在轴体转动时彼此相对移动。该移动向该界面施加应力。然而,宽度W1构造成相对较窄,这防止了所述界面被该应力干扰,这是因为宽度越窄,界面抵抗干扰的能力越强。
疏油膜涂覆在第二锥形密封部分的外侧。在图11中,涂覆有疏油膜的表面用双线表示。在轴体31的外圆周面中,形成环形凹入部分81,且在该部分中形成疏油膜。该凹入部分的作用与图7中的倾斜部分相似。形成在轴体上的疏油膜通过与盖件的孔的内圆周面接触可能被损坏。通过在轴体的表面上形成凹入部分并在其中形成疏油膜,可避免这种问题。
在图11中,盖件35b的表面上的疏油膜没有涂覆到径向间隙(包括第二锥形密封部分39)的内部。此外,第二界面51的一端没有到达涂覆有疏油膜的部分。
在轴承装置73中,润滑液从径向间隙的流出首先被第二锥形密封部分阻止。在所述界面向上移动到锥形密封部分的开口部分附近的情况下,疏油膜阻止了向外的进一步移动。它在阻止润滑液通过壁表面扩散和离开方面也是有效的。因此,因为受锥形密封部分和疏油膜的保护,轴承装置73在润滑液泄露方面要强于实施例1的轴承装置3。然而,轴承的总体高度增加了第二锥形密封部分的高度。这对于小型化有点不利。
(实施例5)
参考图12来描述根据本发明的轴承装置的另一实施例3b。
与图3中所示的轴承装置3不同,轴承装置3b没有设有盖件35。在该图中,径向间隙91的上端部通过连接通道42c而连接到这一部分,在该部分处第一锥形密封部分40连接到部分连通通道42d上。在径向间隙91的上端部中形成第二界面51。在套筒33的上端面上靠近第二界面51的部分具有疏油膜以形成为疏油区域90。
径向动压轴承机构形成在沿轴向彼此远离的两位置处。上径向动压轴承机构37的上端到达径向间隙91的上端部附近。根据本发明,以这种方式,径向动压轴承机构37可布置成充分远离下径向动压轴承机构38。由于在径向轴承的支撑点(在每一点处,各轴承机构中的动压最高)之间的间隔增大,因此抵抗施加在使轴体倾斜的方向上的外力的刚性增加。与轴承装置3不同,由于轴承装置3b具有不需要盖件35的结构,因此通过盖件的厚度可获得在径向轴承的支撑点之间长的间距。
在轴承的高度相对较大的情况下,该盖件的厚度并不是很明显。然而,对于本发明尤其重视的、具有较小高度的较薄轴承,盖件的厚度具有不可忽略的影响。在这种应用中,轴承装置3b的结构尤其有用。
上述实施例没有将本发明的实施例限制为它们本身。例如,对于止推侧的轴承机构,尽管只给出了对止推动压轴承机构的描述,但是它也可以是结合使用润滑液的静压的动压轴承机构。或者,可省略止推板,而采用在轴端处的点支撑。此外,对于材料,可随意使用合成树脂等,并且通过这些改变不会使本发明的效果丧失。

Claims (74)

1. 一种轴承装置,包括:
轴体;
固定部分;
轴承腔,其形成在固定部分中,且在其一端侧上开口以允许所述轴体被可转动地插入到其中;
第一锥形密封部分,其形成在固定部分中,并在固定部分的所述一端侧上的端面处开口,以与周围空气连通;
径向间隙,其形成在轴承腔的内圆周面和与轴承腔的内圆周面相对的轴体的外圆周表面之间;
径向动压轴承机构,其包括作为轴承表面的轴体的外圆周面和作为轴承表面的轴承腔的内圆周面;
连通通道,其形成在固定部分中并在两点处连接到所述径向间隙上,以通过该处与径向间隙连通,该两点定位成沿轴向彼此分开,形成在固定部分中的该连通通道的一部分形成一连接通道,该连接通道连接第一锥形密封部分和该径向间隙;径向动压轴承机构的至少一部分位于这两点之间;
润滑液,其基本上没有中断地填充径向间隙和包括连接通道的连通通道,并填充到第一锥形密封部分的中部;
第一界面,其形成在第一锥形密封部分中的润滑液和周围空气之间;
第二界面,其形成在径向间隙的所述一端侧上的端面中的填充径向间隙的润滑液和周围空气之间,且其宽度比第一界面的宽度窄;以及
疏油区域,其形成在固定部分的与第二界面的周围空气侧邻近的表面上,以及形成在轴体的与第二界面的周围空气侧邻近的圆周表面上。
2. 根据权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,
所述固定部分包括:壳体,该壳体具有在一端侧上开口的孔部分;和装入并固定到该孔部分上的套筒;
所述轴承腔形成在该套筒中;
所述第一锥形密封部分由孔部分的内圆周面和套筒的外圆周面形成,其中该套筒的外圆周面与该孔部分的内圆周面的间距朝向其一端侧增大。
3. 根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,
所述固定部分还包括盖件,其覆盖所述套筒的该一端侧上的端面;所述盖件具有一孔;
所述轴体的一端通过所述盖件的孔突出;
所述盖件的所述孔的内圆周面形成所述轴承腔的开口部分;
在套筒的该一端侧上的表面和所述盖件之间形成有间隙,以形成允许润滑液在其中流动的区域;以及
所述区域形成了所述连接通道。
4. 根据权利要求3所述的轴承装置,其特征在于,
所述盖件包括圆周壁,该圆周壁装配到所述套筒的外周面上;
在所述圆周壁的表面与所述套筒的外圆周面之间的间隙至少部分扩大,以形成允许润滑液在其中流动的区域;且
所述连接通道的至少一部分由所述区域形成。
5. 根据权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,
在所述径向间隙的一端侧上的端部为第二锥形密封部分,其中所述间隙朝向该一端侧增大;
该第二锥形密封部分的圆锥角大于所述第一锥形密封部分的圆锥角;并且
所述第二界面形成在该第二锥形密封部分中。
6. 根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,
在所述径向间隙的一端侧上的端部为第二锥形密封部分,其中所述间隙朝向该一端侧增大;
该第二锥形密封部分的圆锥角大于所述第一锥形密封部分的圆锥角;并且
所述第二界面形成在该第二锥形密封部分中。
7. 根据权利要求3所述的轴承装置,其特征在于,
在所述径向间隙的一端侧上的端部为第二锥形密封部分,其中所述间隙朝向该一端侧增大;
该第二锥形密封部分的圆锥角大于所述第一锥形密封部分的圆锥角;并且
所述第二界面形成在该第二锥形密封部分中。
8. 根据权利要求4所述的轴承装置,其特征在于,
在所述径向间隙的一端侧上的端部为第二锥形密封部分,其中所述间隙朝向该一端侧增大;
该第二锥形密封部分的圆锥角大于所述第一锥形密封部分的圆锥角;并且
所述第二界面形成在该第二锥形密封部分中。
9. 根据权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,
所述轴承腔的开口部分的边缘被切角。
10. 根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,
所述轴承腔的开口部分的边缘被切角。
11. 根据权利要求3所述的轴承装置,其特征在于,
所述轴承腔的开口部分的边缘被切角。
12. 根据权利要求4所述的轴承装置,其特征在于,
所述轴承腔的开口部分的边缘被切角。
13. 根据权利要求9所述的轴承装置,其特征在于,
所述切角部分在轴体方向上的长度大于所述第二界面的宽度的一半,且小于所述第一界面的宽度。
14. 根据权利要求10所述的轴承装置,其特征在于,
所述切角部分在轴体方向上的长度大于所述第二界面的宽度的一半,且小于所述第一界面的宽度。
15. 根据权利要求11所述的轴承装置,其特征在于,
所述切角部分在轴体方向上的长度大于所述第二界面的宽度的一半,且小于所述第一界面的宽度。
16. 根据权利要求12所述的轴承装置,其特征在于,
所述切角部分在轴体方向上的长度大于所述第二界面的宽度的一半,且小于所述第一界面的宽度。
17. 根据权利要求12所述的轴承装置,其特征在于,
在切角部分的一表面中,沿径向外侧上的一半位于所述疏油区域的一部分中。
18. 根据权利要求13所述的轴承装置,其特征在于,
在切角部分的一表面中,沿径向外侧上的一半位于所述疏油区域的一部分中。
19. 根据权利要求15所述的轴承装置,其特征在于,
在切角部分的一表面中,沿径向外侧上的一半位于所述疏油区域的一部分中。
20. 根据权利要求16所述的轴承装置,其特征在于,
在切角部分的一表面中,沿径向外侧上的一半位于所述疏油区域的一部分中。
21. 根据权利要求5所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
22. 根据权利要求6所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
23. 根据权利要求7所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
24. 根据权利要求8所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
25. 根据权利要求9所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
26. 根据权利要求12所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
27. 根据权利要求13所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
28. 根据权利要求16所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
29. 根据权利要求17所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
30. 根据权利要求19所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周面上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
31. 根据权利要求20所述的轴承装置,其特征在于,
所述径向动压轴承机构包括多个动压生成槽,它们形成在所述轴体的外圆周面上或所述轴承腔的内圆周面上,这些槽沿圆周方向并排布置在所述圆周上;
动压生成槽的一端侧上的端部在轴向上靠近所述第二界面;并且
所述动压生成槽增加了在朝向另一端远离所述第二界面的方向上的润滑液的压力。
32. 根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
33. 根据权利要求4所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
34. 根据权利要求8所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
35. 根据权利要求14所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
36. 根据权利要求16所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
37. 根据权利要求24所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
38. 根据权利要求28所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
39. 根据权利要求31所述的轴承装置,其特征在于,
一间隙形成在所述套筒的外圆周面和所述壳体的孔部分的内圆周面之间的区域中,该区域在轴向上延伸,且该区域的间隙形成了所述连通通道的一部分。
40. 根据权利要求32所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
41. 根据权利要求34所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
42. 根据权利要求35所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
43. 根据权利要求36所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
44. 根据权利要求37所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
45. 根据权利要求39所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的另一端面和与其相对的所述壳体的相面对的面至少在该相面对的面的一部分处隔开,从而形成其中润滑液可流动的区域;并且
所述区域构成了所述连通通道的一部分。
46. 根据权利要求40所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
47. 根据权利要求41所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
48. 根据权利要求42所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
49. 根据权利要求43所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
50. 根据权利要求44所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
51. 根据权利要求45所述的轴承装置,其特征在于,
所述连通通道的至少所述部分由所述连接通道形成。
52. 根据权利要求50所述的轴承装置,其特征在于,
一止推板形成在所述轴体的另一端中;以及
所述固定部分的轴承腔具有容置该止推板的径向扩大部分;和
设有止推动压轴承,其中所述止推板的轴向表面和与其相对的所述径向扩大部分的轴向表面是轴承表面。
53. 根据权利要求51所述的轴承装置,其特征在于,
一止推板形成在所述轴体的另一端中;以及
所述固定部分的轴承腔具有容置该止推板的径向扩大部分;
设有止推动压轴承,其中所述止推板的轴向表面和与其相对的所述径向扩大部分的轴向表面是轴承表面。
54. 根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
55. 根据权利要求3所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
56. 根据权利要求4所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
57. 根据权利要求7所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
58. 根据权利要求8所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
59. 根据权利要求11所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
60. 根据权利要求12所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由保持油的多孔材料制成。
61. 根据权利要求16所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
62. 根据权利要求20所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
63. 根据权利要求24所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
64. 根据权利要求31所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
65. 根据权利要求44所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
66. 根据权利要求45所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
67. 根据权利要求50所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
68. 根据权利要求51所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
69. 根据权利要求52所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
70. 根据权利要求53所述的轴承装置,其特征在于,
所述套筒的至少一部分由浸油烧结金属制成。
71. 一种主轴马达,包括:
基座;
固定到基座上的定子;
转子,其通过根据权利要求7所述的轴承装置相对于基座被可转动地支承;以及
转子磁铁,其安装到该转子的圆周面上,从而与定子相对。
72. 一种主轴马达,包括:
基座;
固定到基座上的定子;
转子,其通过根据权利要求8所述的轴承装置相对于基座被可转动地支承;以及
转子磁铁,其安装到该转子的圆周面上,从而与定子相对。
73. 一种主轴马达,包括:
基座;
固定到基座上的定子;
转子,其通过根据权利要求69所述的轴承装置相对于基座被可转动地支承;以及
转子磁铁,其安装到该转子的圆周面上,从而与定子相对。
74. 一种主轴马达,包括:
基座;
固定到基座上的定子;
转子,其通过根据权利要求70所述的轴承装置相对于基座被可转动地支承;以及
转子磁铁,其安装到该转子的圆周面上,从而与定子相对。
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