CN100545930C - 带有轨道环的流体动力轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种流体动力轴承组件。该流体动力轴承电动机组件包括：一轴；一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度。对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。

Description

带有轨道环的流体动力轴承
相关申请的交叉引用
本申请涉及2002年9月30日提出的、名为“Oribital Ring Fluid DynamicBearing Motor”的美国临时专利申请第60/415,152号，并要求该申请的优先权。相关申请的主题内容援引于此，以供参考。
技术领域
本发明总的涉及流体动力轴承，更具体地说，是涉及构造成带有轨道环的流体动力轴承，所述轨道环以一分数的速度转动，从而增加组件总体刚度一电功率比。
背景技术
图1是示出一现有技术的磁盘驱动器100的分解立体图。如图所示，磁盘驱动器100可包括、但非局限于一壳体105、一轴130、盘片135以及一悬架臂组件150。壳体105包括附接至一盖子115的一基底110。此外，一密封件120可以设置在基底110与盖子115之间。具有覆层有磁性介质以构造成磁性地存储信息的表面140的盘片135连接至轴130。在工作中，悬架臂组件150构造成，在流体动力轴承电动机(未示出)以高速绕轴130转动盘片135时，将读/写头145悬挂在表面140上方。悬架臂组件150还构造成径向地横穿表面140移动读/写头145，以将读/写头145定位在设置在表面140上的径向间隔开的不同磁道(未示出)上方，磁性编码的信息可存储在这些磁道处的磁性介质内。一旦定位好，读/写头145就可以在所选位置从磁性介质读取磁性编码的信息或者将磁性编码的信息写入到磁性介质上。
图2是一现有技术的流体动力轴承电动机组件200的截面图。如图所示，一中心固定轴250具有设置在一端上的一止推板252。轴250相对一套筒254固定。止推板252安置在套筒254所形成的一凹进部256中。一相对板258附接至套筒254。在其另外一端处，轴250包括一肩部262，该肩部262支靠在一基底266的一抬起部分264上。一轴延伸部268附接至基底266。一毂274支承在套筒254的外侧表面上，并且也设置在套筒254的外侧表面上的一磁体276与一定子278对齐，所述定子278从基底266得到支承。磁体276与定子278之间的电磁相互作用致使毂274转动。毂274构造成在其转动时支承一个或多个盘片(未示出)。轴承流体填充轴250与包围的套筒254之间的间隙277。轴承流体还填充止推板252的表面与套筒254和相对板258的面对表面之间的间隙279和281。如熟悉本技术领域的人们所熟知的那样，沿着间隙277、279和281的一个或多个表面设置合适的泵送槽(未示出)，以在支承毂274和套筒254的流体动力轴承转动时保持它们。
与其它类型的轴承相比，流体动力轴承会在电动机的转动零件中产生较少的振动和不重复的跳动。出于这样的原因，经常在精确定向的电子设备中使用诸如上面结合图2所述的流体动力轴承电动机组件200之类的流体动力轴承电动机，以实现更好的性能。例如，在诸如上面结合图1所述的磁盘驱动器100之类的磁盘驱动器中使用流体动力轴承，可使盘片磁道与读/写头之间更加精确地对齐。而更加精确地对齐又允许将盘片设计成具有更大的磁道密度，从而能获得更小的盘片和/或增加盘片的存储容量。
如同熟悉本技术领域的人们所意识到的，流体动力轴承电动机设计中目前所遇到的一个挑战是在电动机性能与电功率消耗之间进行权衡。一方面，增加流体动力轴承的刚度可使电动机转动零件中的振动减少，因而提高电动机的精度和性能。不过，另一方面，增加轴承刚度因为轴承中的粘性损耗增加而增大了电功率消耗。相反地，减小流体动力轴承的电功率消耗通常要求轴承刚度有很大的减小，因而降低电动机的性能。
发明内容
一种流体动力轴承电动机组件，该组件包括：一轴；一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
所揭示的组件在流体动力轴承电动机中尤为有用。所揭示的组件的一个优点是采用所揭示的组件的流体动力轴承电动机比不使用所揭示组件的流体动力轴承电动机消耗的电功率少。此外，如果合适地减小包括在所揭示的组件中的流体动力轴承的间隙尺寸，组件的总刚度不会明显地减小。
附图说明
图1是示出现有技术的磁盘驱动器的分解立体图；
图2是示出现有技术的流体动力轴承电动机组件的截面图；
图3是示出根据本发明一实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图4是示出根据本发明一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图5是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图6是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图7是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图8是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
图9是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；以及
图10是示出根据本发明的再一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件中的一轨道环的截面图；
具体实施方式
图3是示出根据本发明的一实施例的、在流体动力轴承电动机组件300中的一轨道环308的截面图。如图所示，流体动力轴承电动机组件(下面也称作“FDB电动机组件”)300可包括、但非局限于一毂306、轨道环308、一轴310、一定子组件314(示出了一部分)、一磁体316、一基底320、一密封件322以及一位移限制器326。
轴310附接至基底320，并支承FDB电动机组件300。在本实施例中，轴310是固定的。如在下文中将更加详细地描述的那样，在其它实施例中，轴310可以绕一转动轴线311转动。毂306构造成绕转动轴线311转动。具体地说，磁体316附接在毂306上，并且磁体316与定子组件314之间的电磁相互作用致使毂306转动。当毂306转动时，流体动力轴颈轴承360和362径向地支承毂306，并且流体动力推力轴承364和366轴向地支承毂306。
轨道环308(也被称作“分数剪切环”)设置在毂306和轴310之间，并构造成绕转动轴线311转动。更具体地说，轴承流体填充轨道环308的内侧径向表面与轴310的面对表面之间的一轴承间隙340、轨道环308的外侧径向表面与毂306的面对表面之间的一轴承间隙342、轨道环308的顶侧轴向表面与毂306的面对表面之间的一轴承间隙344以及轨道环308的底侧轴向表面与轴310的面对表面之间的一轴承间隙346。当毂306绕转动轴线311转动时，轴承间隙342和344之间的轴承流体分别在轨道环308的外侧径向表面和顶侧轴向表面上施加剪力。这些剪力所产生的转矩致使轨道环308以与毂306相同的方向绕转动轴线311转动。此外，轴承间隙340和346中的轴承流体分别在轨道环308的内侧径向表面和底侧轴向表面上施加剪力。因为轴310是固定的，所以这些剪力所产生的转矩抵抗由毂306的转动所引起的、轨道环308绕转动轴线311的转动。当作用在轨道环308的各个表面上的转矩彼此平衡时，轨道环308就到达围绕转动轴线311的一稳态角速度(沿着与毂306相同的方向)。当轨道环308转动时，一流体动力轴颈轴承360径向支承轨道环308，而一流体动力推力轴承366则轴向支承轨道环308。
熟悉本技术领域的人们会理解，流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366的构造、包括轴承间隙340、342、344及346的构造将决定轨道环308相对毂366的角速度。熟悉本技术领域的人们也会理解，所得到的轨道环308的角速度比毂306的角速度小，而且可以通过调整流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366的构造来实现轨道环308的不同角速度。因此，熟悉本技术领域的人们会承认，轨道环308的角速度决不限制本发明的保护范围。
流体动力轴颈轴承360和362和流体动力推力轴承364和366中的每一个包括至少一个具有开槽的轴承图案的轴承面。如在本技术领域中通常的那样，这些开槽的轴承图案构造成在流体动力轴承的表面相对彼此转动时在轴承流体内产生一局部的高压区域。因此，当轨道环308相对轴310绕转动轴线311转动时，局部地产生于流体动力轴颈轴承360的高压区域在轨道环308与轴310之间提供径向支承。当毂306绕转动轴线311和相对轨道环308转动时，局部产生于流体动力推力轴承362的高压区域在毂306与轨道环308之间提供径向支承。当毂306绕转动轴线311和相对轨道环308转动时，局部产生于流体动力推力轴承364的高压区域在毂306与轨道环308之间提供轴向支承。同样地，当轨道环308相对轴310绕转动轴线311转动时，局部产生于流体动力推力轴承366的高压区域在轨道环308与轴310之间提供轴向支承。
流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366的开槽的轴承面可包括任何适合类型的开槽的轴承图案，包括但不局限于螺旋形槽的图案或人字形槽的图案。此外，如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，轴310、轨道环308或毂306中的任意一个可包括一个或多个具有开槽的轴承图案的轴承面。熟悉本技术领域的人们还会理解流体动力轴承可包括一组或多组槽。
用于FDB电动机组件300中的轴承流体可以是任何类型的合适的液体或气体。例如，在一个实施例中，轴承流体包括诸如油之类的液体。在一可选用的实施例中，轴承流体可包括铁磁流体。在另一可选用的实施例中，轴承流体可包括空气。在还有其它的可选用的实施例中，轴承流体可包括任何其它合适类型的气体。
在一较佳的方式中，流体动力轴颈轴承360和362不对称地构造，以使各轴承将轴承流体泵分别送向一角部370和一角部371。同样地，流体动力推力轴承364和366也不对称地构造，以使各轴承将轴承流体分别泵送向角部371和370。其中，这种泵送作用保持角部370和371中的轴承流体压力高于环境压力(也称为“正”压力)，从而可防止从轴承流体之外抽吸空气(亦即一种在轴承流体为液体的情况下对流体动力轴承的性能有害的现象)。此外，流体动力轴颈轴承362和流体动力推力轴承364构造成流体动力轴颈轴承362朝向角部371的泵送作用比流体动力推力轴承364朝向角部371的泵送作用大。类似地，流体动力轴颈轴承360和流体动力推力轴承366构造成流体动力推力轴承366朝向角部370的泵送作用比流体动力轴颈轴承360朝向角部370的泵送作用大。如熟悉本技术领域的人们的将会理解的那样，这些不平衡在轴310的顶表面和毂306的面对表面之间的一间隙350中产生一正压力。同样，在轴承流体为液体的情况下，在间隙350中保持正压力可防止在轴承流体中形成气泡。此外，间隙350中的正压力可补偿流体动力推力轴承364和366所产生的轴向力。
在一可选用的实施例中，各流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366可具有任何的结构，并可沿着任何方向泵送轴承流体，只要轨道环308如所想要的那样起到作用即可。此外，每个这样的轴承可以设置在任何合适的位置处。因此，熟悉本技术领域的人们将会承认，流体动力轴颈轴承360和362或流体动力推力轴承364和366的结构和位置都决不会限制本发明的保护范围。
密封件322构造成将轴承流体密封在间隙340、342、346、348及350中。在一个实施例中，密封件322包括一离心的毛细密封件。在可选用的实施例中，密封件322可包括一槽泵送密封件或某些其它类型的毛细密封件，如径向毛细密封件或轴向毛细密封件。在还有其它的可选用的实施例中，密封件322可包括能将轴承流体密封在轴承间隙340、342、346、347以及350内的任何其它类型的密封件。熟悉本技术领域的人们将会承认，如果轴承流体包括诸如空气之类的气体，那么可能会不需要密封件322。
位移限制器326附接至毂306，并构造成提供一密封表面324，且该密封表面设置成可使密封件322包含有一毛细密封件。位移限制器326还构造有一肩部328和一唇部332。如图所示，肩部329设置在轴310的一凸缘309紧挨的附近，并且唇部332设置成抵靠在毂306的底表面上。如构成这样的构造，当FDB电动机组件300经受轴向向上方向的位移震动时，肩部328起作用以限制毂306的向上位移。
FDB电动机组件300也可以构造成在毂306上施加一向下作用的预加载力。在一个实施例中，磁体316和定子组件314设置成磁体316的中心与定子组件314的中心分开一偏置距离318。磁体316与定子组件314之间产生的轴向电磁力其作用以轴向对齐各组件的中心。其结果是在磁体316(因而也在毂306上)施加一轴向向下的净力，该力试图重新对齐磁体316和定子组件314的中心。该预加载力的大小还是偏置距离318的尺寸的函数。在一可选用的实施例中，基底320和磁体316可分开一间隙330。基底320也可包括一诸如400号钢或低碳钢之类的磁性金属。在这样一种结构中，轴向向下的磁性力致使将磁体316(因而也将毂306)拉向基底320。该预加载力的大小还是间隙330的尺寸的函数。在其它可选用的实施例中，可以其它可行的方式来产生预加载力，例如通过在毂306上施加弹簧力或向下作用的压力。
如熟悉本技术领域的人们的将会承认的那样，向下作用的预加载力倾向于闭合轴承间隙344和346。当毂306和轨道环308在操作中到达它们的角速度时，轴承流体中局部产生于流体动力推力轴承364和366的高压区域倾向于打开轴承间隙344和346。因此，各轴承间隙344和346的尺寸就还是毂306和轨道环308的角速度、流体动力推力轴承364和366的结构、间隙350中的轴承流体压力以及向下作用的预加载力的大小的函数。
流体动力轴承所消耗的电功率还是其两个轴承面之间的相对速度的平方的函数。因为轨道环308相对毂306和轴310的运动有效地降低了流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366的轴承面之间的相对速度，所以轨道环308显著地降低了FDB电动机组件300的电功率消耗。例如，在一个实施例中，FDB电动机组件300构造成轨道环308的角速度大致为毂306的角速度的一半。当轴310固定不动时，流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366的轴承面之间的速度差大致为毂306的角速度的一半。与之形成对比的是，如果在FDB电动机组件300中不包括轨道环308，并假设FDB电动机组件300因而仅包括一个流体动力轴颈轴承和一个流体动力推力轴承，那么流体动力轴承的轴承面之间的速度差就为毂306的角速度。因为包括轨道环308而将轴承面中的速度差减少了一半，所以各流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366就大致消耗如果在FDB电动机组件300中不包括轨道环308的情况下各流体动力轴承所消耗的电功率的四分之一。因此，即便带有轨道环308的FDB电动机组件300包括两倍数量的流体动力轴承，带有轨道环308的FDB电动机组件300也比不设有轨道环308的FDB电动机组件300所消耗的电功率明显减少。
熟悉本技术领域的人们将会承认，如所构造的，流体动力轴颈轴承360和362的径向刚度可如流体动力推力轴承364和366的轴向刚度那样串联地作用。串联地作用的两个弹簧的有效刚度通常低于单独任一弹簧的刚度。例如，串联地作用的两个等刚度的弹簧的有效刚度为单独任一弹簧的刚度的一半。因此，假设不设有轨道环308的FDB电动机组件300仅包括一个流体动力轴颈轴承和一个流体动力推力轴承，那么包括轨道环308就会有显著地减小FDB电动机组件300的有效径向和轴向刚度的危险。
不过，熟悉本技术领域的人们也会理解，流体动力轴颈轴承的径向刚度和流体动力推力轴承的轴向刚度还是轴承间隙尺寸的三次幂的倒数的函数。因为流体动力轴承的刚度对轴承间隙尺寸极其敏感，所以流体动力轴颈轴承360和362和流体动力推力轴承364和366可分别构造成具有小的轴承间隙340、342、344和346，以补偿由于流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366串联地作用所导致的有效刚度损失。此外，因为流体动力轴承的电功率消耗与轴承间隙的倒数成比例，并因此对轴承间隙尺寸的变化不敏感，所以减小轴承间隙340、342、344及346的尺寸仅致使FDB电动机组件300所消耗的电功率量不成比例地少量地增加。
总之，将流体动力轴颈轴承360和362以及流体动力推力轴承364和366分别构造成带有更小的轴承间隙340、342、344及346，可使设有轨道环308的FDB电动机组件300消耗比不设有轨道环308的FDB电动机组件300显著减少的动力，且在径向、周向或角度刚度方面没有任何明显的损失。
下面描述本发明的若干其它实施例。熟悉本技术领域的人们将会理解，上面所提出的同一个总的原理也适用于这些其它实施例中的每一个。因此，下面的描述主要集中在这些其它实施例中的每一个以及上面结合图3所描述的实施例之间的差别上。
图4是示出根据本发明的一可选实施例的、在流体动力轴承电动机组件400中的一轨道环432的截面图。如图所示，FDB电动机组件400可包括、但非局限于一基底402、一毂404、一套筒406、一轴408、一密封件412、一位移限制环414、一定子组件416、一磁体418、一相对板430以及轨道环432。
套筒406附接至基底402并支承FDB电动机组件400。如所构造的，套筒406是固定的。毂404构造成绕一转动轴线411转动。具体地说，磁体418附接在毂404上，并且磁体418与定子组件416之间的电磁相互作用致使毂404转动。轴408附接至毂404。在一个实施例中，轴408通过干涉配合或粘性结合而附接至毂404。因为轴408附接至毂404，所以轴408也绕转动轴线411转动。轨道环432设置在套筒406与轴408之间，并构造成以比毂404的角速度小的一角速度绕转动轴线411转动，如本文前面所述。轨道环432还构造成包括一再循环沟槽428。此外，FDB电动机组件400也构造成如本文前述那样在毂404上施加一向下作用的预加载力。
也如图4所示，FDB电动机组件400包括流体动力轴颈轴承420和422以及流体动力推力轴承424和426。流体动力轴颈轴承420设置在再循环沟槽428的一侧上、轨道环432与轴408之间，而流体动力轴颈轴承422设置在再循环沟槽428的相对侧上、轨道环432与套筒406之间。流体动力推力轴承424设置在轨道环432与位移限制环414之间，而流体动力推力轴承426设置在轨道环432与相对板430之间。如前面结合图3所述，流体动力轴颈轴承420和422以及流体动力推力轴承424和426中的每一个包括至少一个具有开槽的轴承图案的轴承面。同样，这些开槽的轴承面可包括任何适合类型的开槽的轴承图案，包括、但不局限于螺旋形槽的图案或人字形槽的图案。此外，如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，轴408、轨道环432、套筒406或位移限制环414中的任意一个可包括一个或多个具有开槽的轴承图案的轴承面。熟悉本技术领域的人们还会理解流体动力轴承可包括一组或多组槽。
在一较佳的方式中，流体动力轴颈轴承420和422不对称地构造，以使各轴承将轴承流体泵分别送向一角部470和一角部471。流体动力推力轴承424不对称地构造，以致它产生一朝向角部470的、净的向内泵送作用。流体动力推力轴承426不对称地构造，以致它将轴承流体泵送向角部471。此外，流体动力轴颈轴承420和422以及流体动力推力轴承424和426构造成产生在轨道环432周围并穿过再循环沟槽428的轴承流体流动，如箭头440和442所示。
在可选用的诸实施例中，流体动力轴颈轴承420和422以及流体动力推力轴承424和426中的每一个可具有任何的结构，并可沿着任何方向泵送轴承流体，只要轨道环432如所想要的那样起到作用即可。此外，每个这样的轴承可以设置在任何合适的位置处。因此，熟悉本技术领域的人们将会承认，流体动力轴颈轴承420和422或流体动力推力轴承424和426的结构和位置都决不会限制本发明的保护范围。
其中，再循环沟槽428接纳流体动力轴颈轴承420和422以及流体动力推力轴承424和426所引起的轴承流体流动，并在流体动力轴承区域之间施加有利的压力边界条件。如所构造的，再循环沟槽428各端部内和端部处压力大致保持在环境压力。此外，在再循环沟槽428与轴408的底表面之间没有设置流体动力轴承，轴408的底表面处的压力也大致保持在环境压力。不过，一般来说，再循环沟槽428可以在轨道环432周围产生所想要的轴承流体流动并在流体动力轴承区域之间产生所想要的边界条件的任何方式来构造。因此，熟悉本技术领域的人们将会承认，再循环沟槽428的结构决不会限制本发明的保护范围。
相对板430附接至套筒406。相对板430的顶表面构造成提供一流体动力推力轴426的轴承面。
位移限制环414附接至轴408，并与轴408一起绕转动轴线411转动。位移限制环414构造成提供一密封表面413，且该密封表面设置成可使密封件412包含有一毛细密封件。位移限制环414的底表面构造成提供一流体动力推力轴承424的轴承面。此外，因为位移限制环414设置在套筒406的一凸伸部分470紧挨的附近，所以位移限制环414就构造成，当FDB电动机组件400经受轴向向上方向的位移震动时，位移限制环414接触抵靠凸伸部分470以限制毂404和轴408的向上位移。
同样，熟悉本技术领域的人们将会理解，上面结合图3所述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图4所示的实施例。
图5是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件500中的一轨道环532的截面图。如图所示，FDB电动机组件500可包括、但非局限于一基底502、一毂504、一套筒506、一轴508、一密封件512、一定子组件516、一磁体518、一相对板530、一位移限制环531以及轨道环532。
套筒506附接至基底502并支承FDB电动机组件500。如所构造的，套筒506是固定的。轴508附接至毂504，后者构造成绕一转动轴线511转动。具体地说，磁体518附接在毂504上，并且磁体518与定子组件516之间的电磁相互作用致使毂504转动。因为轴508附接至毂504，所以轴508也绕转动轴线511转动。轨道环532设置在套筒506与轴508之间，并构造成以比毂504的角速度小的一角速度绕转动轴线511转动，如本文前面所述。轨道环532还构造成包括一再循环沟槽528。此外，FDB电动机组件500也构造成如本文前述那样在毂504上施加一向下作用的预加载力。
也如图5所示，FDB电动机组件500包括流体动力轴颈轴承520、521和522以及流体动力推力轴承524和526。流体动力轴颈轴承520和521设置在再循环沟槽528相对侧上、轨道环532与轴508之间。流体动力轴颈轴承522设置在再循环沟槽528的与流体动力轴颈轴承520的相同侧上、轨道环532与套筒506之间。流体动力推力轴承524设置在轨道环532与毂504之间，并且流体动力推力轴承526设置在轨道环532与相对板530之间。
相对板530附接至套筒506。止推板530的顶表面构造成提供用于流体动力推力轴承526的一轴承面。此外，毂504的底表面构造成提供用于流体动力推力轴承524的一轴承面。
位移限制环531附接至轴508，并设置在轨道环532的一部分之下。此外，轨道环532构造成套筒506的一凸伸部分设置在轨道环532的一部分之上。如熟悉本技术领域的人们将承认的那样，位移限制环531和凸伸部分507构造成一起作用以在FDB电动机组件500经受轴向向上方向的位移震动时可限制毂504和轴508的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们将会承认的那样，FDB电动机组件500的结构与FDB电动机组件400的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，FDB电动机组件500具有设置在轨道环532和轴508之间相对的两个流体动力轴颈轴承、流体动力轴颈轴承520和521。采用这种结构的一个理由是轨道环532和轴508的高度可以大于如图4所示的FDB电动机组件400中轨道环432和轴408的高度。如熟悉本技术领域的人们将会理解的那样，希望有较大的有效角速度和径向刚度来补偿增加的高度。如所构造的，流体动力轴颈轴承520和521的径向刚度并联地作用，从而增加了支承轴承508的有效角速度和径向刚度。另一不同之处在于，在本实施例中，流体动力轴颈轴承520设置在再循环沟槽528与轴508的底表面之间。其结果是，在轴508的底表面与相对板530的顶表面之间的一间隙550中保持正压力。此外，间隙550中的正压力还补充流体动力推力轴承523和526产生的轴向力。
同样，熟悉本技术领域的人们将会理解，上面结合图3和4所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图5所描述的实施例。
图6是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件600中的一轨道环632的截面图。如图所示，FDB电动机组件600可包括、但非局限于一基底602、一毂604、一套筒606、一轴608、一密封件612、一密封圈614、一定子组件616、一磁体618、一相对板630、一位移限制环631以及轨道环632。
套筒606附接至基底602并支承FDB电动机组件600。如所构造的，套筒606是固定的。套筒606还构造成密封圈614可如图所示地设置在套筒606的顶部内。轴608附接至毂604，后者构造成可绕一转动轴线611转动。具体地说，磁体618附接在毂604上，并且磁体618与定子组件616之间的电磁相互作用致使毂604转动。因为轴608附接至毂604，所以轴608也绕转动轴线611转动。轨道环632设置在套筒606与轴608之间，并构造成可以比毂604的角速度小的一角速度绕转动轴线611转动，如本文前面所述。轨道环632还构造成包括一再循环沟槽628。此外，FDB电动机组件600也构造成如本文前述那样在毂604上施加一向下作用的预加载力。
也如图6所示，FDB电动机组件600包括流体动力轴颈轴承620、621、622和623以及流体动力推力轴承624和626。流体动力轴颈轴承620和621设置在再循环沟槽628相对侧上、轨道环632与轴608之间。流体动力轴颈轴承622和623设置在再循环沟槽628的相对侧上、轨道环632与套筒606之间。流体动力推力轴承624设置在轨道环632与套筒606的一凸伸部分607之间，并且流体动力推力轴承626设置在轨道环632与相对板630之间。
相对板630附接至套筒606。相对板630的顶表面构造成提供用于流体动力推力轴承626的一轴承面。此外，套筒606的凸伸部分607的底表面构造成提供用于流体动力推力轴承624的一轴承面。密封圈614附接至轴608，并构造成可提供一密封表面613，且该密封表面设置成可使密封件612包含有一毛细密封件。
位移限制环631附接至轴608，并设置在轨道环632的一部分之下。此外，凸伸部分607设置在轨道环632之上。如熟悉本技术领域的人们将会承认的那样，位移限制环631和凸伸部分607构造成一起作用以在FDB电动机组件600经受轴向向上方向的位移震动时可限制毂604和轴608的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，FDB电动机组件600的结构与FDB电动机组件400的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，FDB电动机组件600具有设置在轨道环632和轴608之间的两个流体动力轴承、流体动力轴颈轴承620和621以及设置在轨道环632和套筒606之间的两个流体动力轴承、流体动力轴颈轴承622和623。采用这种结构的一个理由是轨道环632和轴608的高度可以大于如图4所示的FDB电动机组件400中轨道环432和轴408的高度。如所构造的，流体动力轴颈轴承620和621以及流体动力轴颈轴承622和623的角度和径向刚度并联地作用，从而增加了支承轨道环632和轴承608的有效角速度和径向刚度。如本文前面所描述的那样，增加有效径向刚度可补偿轨道环632和轴608增加的高度。另一不同之处在于，在本实施例中，流体动力轴颈轴承620和622以及流体动力推力轴承626设置在再循环沟槽628与轴608的底表面之间。其结果是，在轴608的底表面与相对板630的顶表面之间的一间隙650中保持正压力。此外，间隙650中的正压力还补充流体动力推力轴承624和626产生的轴向力。
同样，熟悉本技术领域的人们将会理解，上面结合图3至5所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图6所描述的实施例。
图7是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件700中的一轨道环732的截面图。如图所示，FDB电动机组件700可包括、但非局限于一基底702、一毂704、一套筒706、一轴708、密封件712和750、一定子组件716、一磁体718、一位移限制器731、轨道环732、一金属圈760以及一顶盖770。
基底702包括诸如铝之类的非磁性材料。轴708附接至基底702并支承FDB电动机组件700。在本实施例中，轴708是固定的。顶盖770附接至轴708。在一个实施例中，顶盖770利用穿过一螺纹孔710的一螺钉附接至轴708。毂704构造成绕转动轴线711转动。具体地说，磁体718附接在毂704上，并且磁体718与定子组件716之间的电磁相互作用致使毂704转动。套筒706附接至毂704并也绕轴线711转动。轨道环732设置在套筒706与轴708之间，并构造成可以比毂704的角速度小的一角速度绕转动轴线711转动，如本文前面所述。轨道环732还构造成包括一再循环沟槽728。
FDB电动机组件700也构造成如本文前述地那样在毂704上施加一向下作用的预加载力。具体地说，金属圈760包括一诸如400号钢或底碳钢之类的磁性金属。在这样一种结构中，向下作用的磁性力导致将磁体718(和毂704)拉向基底702。这样的磁性力的大小还是一间隙761的函数。
也如图7所示，FDB电动机组件700包括流体动力轴颈轴承720、721、722和723以及流体动力推力轴承724和726。流体动力轴颈轴承720和721设置在再循环沟槽728相对侧上、轨道环732与轴708之间。流体动力轴颈轴承722和723设置在再循环沟槽728的相对侧上、轨道环732与套筒706之间。流体动力推力轴承724设置在轨道环732与套筒706的一凸伸部分707之间，并且流体动力推力轴承726设置在轨道环732与轴708的一凸缘709之间。
位移限制器731附接至套筒706，并构造成提供一密封表面751，且该密封表面设置成可使密封件750包含有一毛细密封件。如图所示，位移限制器731的顶表面设置在轴708的一凸缘709之下。如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，位移限制器731和凸缘709构造成一起作用以在FDB电动机组件700经受轴向向上方向的位移震动时可限制毂704的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们将会承认的那样，FDB电动机组件700的结构与FDB电动机组件300的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，FDB电动机组件700包括设置在轨道环732和轴708之间的两个流体动力轴承、流体动力轴颈轴承720和721以及设置在轨道环732和套筒706之间的两个流体动力轴承、流体动力轴颈轴承722和723。同样，如前所述，采用这种结构的一个理由是增加支承轨道环732和套筒706的有效刚度，以补偿那些零件增加的高度。其它的不同之处包括再循环沟槽728的存在和轴708附接至顶盖770。
同样，熟悉本技术领域的人们将会理解，上面结合图3至6所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图7所描述的实施例。
图8是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件800中的一轨道环832的截面图。如图所示，FDB电动机组件800可包括、但非局限于一基底802、一毂804、一轴808、密封件812和850、一定子组件816(局部示出)、一磁体818、一位移限制器831、轨道环832以及一顶盖870。
轴808附接至基底802并支承FDB电动机组件800。在本实施例中，轴808是固定的。顶盖870附接至轴708。在一个实施例中，顶盖870利用一螺钉810附接至轴808。毂804构造成可绕转动轴线811转动。具体地说，磁体818附接在毂804上，并且磁体818与定子组件816之间的电磁相互作用致使毂804转动。轨道环832设置在毂804与轴808之间，并构造成可以比毂804的角速度小的一角速度绕转动轴线811转动，如本文前面所述。轨道环832还构造成包括一再循环沟槽828。此外，FDB电动机组件800也构造成如本文前述那样在毂804上施加一向下作用的预加载力。
也如图8所示，FDB电动机组件800包括流体动力轴颈轴承820和822以及流体动力推力轴承824和826。流体动力轴颈轴承820设置在再循环沟槽828一侧上、轨道环832与轴808之间，并且流体动力轴颈轴承822设置在再循环沟槽828的相对侧上、轨道环832与毂804之间。流体动力推力轴承824设置在轨道环832与毂804之间，并且流体动力推力轴承826设置在轨道环832与轴808之间。
位移限制器831附接至毂804，并构造成提供一密封表面851，且该密封表面设置成可使密封件850包含有一毛细密封件。如图所示，位移限制器831的顶表面设置在轴808的一凸缘809之下，以使位移限制器831在FDB电动机组件800经受轴向向上方向的位移震动时限制毂804的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们将会承认的那样，FDB电动机组件800的结构与FDB电动机组件300的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，轨道环832包括在循环沟道828。另一不同之处在于轴808附接至顶盖870，这就可能要求使用两个密封件812和850。
同样，熟悉本技术领域的人们也会理解，上面结合图3至7所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图8所描述的实施例。
图9是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件900中的一轨道环932的截面图。如图所示，FDB电动机组件900可包括、但非局限于一基底902、一毂904、一轴908、密封件912和950、一定子组件916(局部示出)、一磁体918、一位移限制器931、轨道环932以及一顶盖970。
轴908附接至基底902并支承FDB电动机组件900。在本实施例中，轴908是固定的。顶盖970附接至轴908。在一个实施例中，顶盖970利用一螺钉910附接至轴908。毂904构造成可绕转动轴线911转动。具体地说，磁体918附接在毂904上，并且磁体918与定子组件916之间的电磁相互作用致使毂904转动。轨道环932设置在毂904与轴908之间，并构造成可以比毂904的角速度小的一角速度绕转动轴线911转动，如本文前面所述。轨道环932还构造成包括一再循环沟槽928。此外，FDB电动机组件900也构造成如本文前述那样在毂904上施加一向下作用的预加载力。
也如图9所示，FDB电动机组件900包括流体动力轴颈轴承920和922以及流体动力推力轴承924和926。流体动力轴颈轴承920设置在轨道环932与轴908之间，并且流体动力轴颈轴承922设置在轨道环932与毂904之间。流体动力推力轴承924设置在再循环沟槽928的一侧上、轨道环932与毂904之间，并且流体动力推力轴承926设置在再循环沟槽928的相对侧上、轨道环932与轴908之间。
位移限制器931构造成提供一密封表面951，且该密封表面设置成可使密封件950包含有一毛细密封件。位移限制器931还构造设有一唇部933和一肩部934。如图所示，唇部933设置在毂904的一部分之下，并且肩部934设置在轴908的一凸缘909的紧挨的附近。如所构造的，唇部933和肩部934一起作用，以在FDB电动机组件900经受轴向向上方向的位移震动时可限制毂904的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，FDB电动机组件900的结构与FDB电动机组件800的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，再循环沟槽928有一垂直、而非水平的取向。
同样，熟悉本技术领域的人们也会理解，上面结合图3至8所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图9所描述的实施例。
图10是示出根据本发明的另一可选用实施例的、在流体动力轴承电动机组件1000中的一轨道环1032的截面图。如图所示，FDB电动机组件1000可包括、但非局限于一基底1002、一毂1004、一套筒1006、一轴1008、一密封件1012、一密封圈1014、一定子组件1016、一磁体1018、一相对板1030、一位移限制环1031以及轨道环1032。
套筒1006附接至基底1002并支承FDB电动机组件1000。如所构造的，套筒1006是固定的。套筒1006还构造成密封圈1014可如图所示地设置在套筒1006的顶部内。轴1008附接至毂1004，后者构造成可绕一转动轴线1011转动。具体地说，磁体1018附接在毂1004上，并且磁体1018与定子组件1016之间的电磁相互作用致使毂1004转动。因为轴1008附接至毂1004，所以轴1008也绕转动轴线1011转动。轨道环1032设置在套筒1006与轴1008之间，并构造成可以比毂1004的角速度小的一角速度绕转动轴线1011转动，如本文前面所述。此外，FDB电动机组件1000也构造成如本文前述那样在毂1004上施加一向下作用的预加载力。
也如图10所示，FDB电动机组件1000包括流体动力轴颈轴承1020、1021、1022和1023以及流体动力推力轴承1024和1026。流体动力轴颈轴承1020和1021设置在轨道环1032与轴1008之间，流体动力轴颈轴承1022和1023设置在轨道环1032与套筒1006之间。流体动力推力轴承1024设置在轨道环1032与套筒1006的一凸伸部分1007之间，并且流体动力推力轴承1026设置在轨道环1032与相对板1030之间。
相对板1030附接至套筒1006。相对板1030的顶表面构造成提供用于流体动力推力轴承1026的一轴承面。此外，套筒1006的凸伸部分1007的底表面构造成提供用于流体动力推力轴承1024的一轴承面。密封圈1014附接至轴1008，并构造成提供一密封表面1013，且该密封表面设置成可使密封件1012包含有一毛细密封件。
位移限制环1031附接至轴1008，并设置在轨道环1032的一部分之下。此外，凸伸部分1007设置在轨道环1032之上。如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，位移限制环1031和凸伸部分1007构造成一起作用以在FDB电动机组件1000经受轴向向上方向的位移震动时可限制毂1004和轴1008的向上位移。
如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，FDB电动机组件1000的结构与FDB电动机组件600的结构大体相似。不过，一个不同之处在于，FDB电动机组件1000不设置图6的再循环沟道628。
同样，熟悉本技术领域的人们也会理解，上面结合图3至9所描述的同一个总的原理和概念可以同等的效力应用于上面结合图10所描述的实施例。
总之，上面揭示了一种构造有轨道环的FDB电动机组件的若干个实施例。如所述，FDB电动机组件设有构造成保持固定不动或转动的一内件或轴，并设有构造成保持固定不动或转动的一外件。在一些实施例中，外件是套筒，而在其它的实施例中，外件是毂。轨道环设置在内件和外件之间，并构造成以比毂的角速度小而一角速度转动。FDB电动机还包括设置在内件于轨道环之间的致使一个流体动力轴承和设置在轨道环与外件之间的至少一个流体动力轴承。各个这样的流体动力轴承具有轴承流体穿过其流动的一相关的轴承区域。如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，流体动力轴承一般构造成通过槽的泵送作用而在那些轴承区域中保持正压力。在一些实施例中，轨道环包括一再循环沟槽，该再循环沟槽构造成接纳流体动力轴承所引起的轴承流体流动，并控制轴承区域中的压力。
上述的FDB电动机组件的一个优点是，它们所消耗的电功率都明显小于不包括轨道环的FDB电动机组件。此外，如果所揭示的FDB电动机组件中所包括的流体动力轴承的间隙尺寸明显地减小，则那些流体动力轴承的有效径向、角度和轴向刚度不会明显地减小，但所产生的粘性转矩显著减小。
上文已参照特定的实施例描述了本发明。不过，熟悉本技术领域的人们将会理解，可以不超出如所附权利要求书所提出的本发明的较宽精神和保护范围而作出各种修改和变化。
例如，在本文所描述的各实施例中，轨道环呈矩形截面形状。不过，在其它的实施例中，轨道环可具有使轨道环能如所想要的那样起作用的任何类型的截面形状。例如，在可选用的实施例中，轨道环可具有三角形的截面形状。如熟悉本技术领域的人们会承认的那样，采用这样一种结构，轨道环可具有三个或更多个轴承面，且至少有一个轴承面设置在轨道环的每一侧上。在其它可选用的实施例中，轨道环可具有圆形或椭圆形截面形状。采用这样一种结构，轨道环可具有两个或多个轴承面，只要各轴承面伸展合适的弧线即可。在还有其它的可选用的实施例中，轨道环的截面可以构造成具有五条或更多条侧边的任何类型的多边形。熟悉本技术领域的人们会承认，轨道环的截面形状决不会限制本发明的保护范围。
此外，可以沿着轨道环的任何表面设置任何合适数量的流体动力轴承。还有，可以采用各种再循环沟槽形状，以实现如各个设计要求所规定的各种流体流动和压力边界条件。
另外，FDB电动机组件的任何实施例都可被包括在可使用精密电动机的任何类型的电子设备中。这样的电子设备包括、但非局限于任何类型的磁盘驱动器或光盘驱动器、或者诸如小型盘片播放器或数字多用盘片(“DVD”)播放器之类的任何类型的光盘播放器。
最后，已在FDB电动机组件的各种实施例的环境中描述了本文所揭示的流体动力轴承组件。不过，当熟悉本技术领域的普通技术人员认为合适时，该流体动力轴承组件也可实施在任何其它类型的系统或设备中。例如，可以使用各具有一内滚道、一外滚道以及一轨道环、且流体位移一槽截面与各内和外滚道之间的一对筒盒来支承轴和用于相对转动的套筒，以替代如以前所要的一对滚珠轴承。筒盒可沿着轴间隔开，并可预加载以提供必要的轴向和径向支承。
如前面所示，本文所给出的描述和附图应被认为是说明意义而非限制意义的。

Claims (20)

1.一种流体动力轴承电动机组件，该组件包括：
一轴；
一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括：一第一流体动力轴承，它设置在轴与轨道环之间，并形成一第一轴承区域；和一第二流体动力轴承，它设置在轨道环与毂之间，并形成一第二轴承区域。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，第一流体动力轴承和第二流体动力轴承构造成在第一轴承区域和第二轴承区域中保持轴向推力。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，轨道环构造成具有矩形截面。
5.一种流体动力轴承电动机组件，该组件包括：
一轴；
一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环具有一再循环沟槽，并构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
6.如权利要求5所述的组件，其特征在于，还包括：一第一流体动力轴承，它设置在轴与轨道环之间，并形成一第一轴承区域；和一第二流体动力轴承，它设置在轨道环与毂之间，并形成一第二轴承区域。
7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，第一流体动力轴承和第二流体动力轴承构造成在第一轴承区域和第二轴承区域中保持轴向推力。
8.如权利要求6所述的组件，其特征在于，再循环沟槽构造成接纳第一流体动力轴承和第二流体动力轴承所引起的轴承流体流动，并控制第一轴承区域和第二轴承区域中的压力。
9.如权利要求5所述的组件，其特征在于，轨道环构造成具有矩形截面。
10.一种流体动力轴承电动机组件，该组件包括：
一轴，该轴构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；
一毂；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，还包括：一第一流体动力轴承，它设置在轴与轨道环之间，并形成一第一轴承区域；和一第二流体动力轴承，它设置在轨道环与毂之间，并形成一第二轴承区域。
12.如权利要求11所述的组件，其特征在于，第一流体动力轴承和第二流体动力轴承构造成在第一轴承区域和第二轴承区域中保持轴向推力。
13.如权利要求10所述的组件，其特征在于，轨道环构造成具有矩形截面。
14.一种流体动力轴承电动机组件，该组件包括：
一轴，该轴构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；
一毂；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环具有一再循环沟槽，并构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
15.如权利要求14所述的组件，其特征在于，还包括：一第一流体动力轴承，它设置在轴与轨道环之间，并形成一第一轴承区域；和一第二流体动力轴承，它设置在轨道环与毂之间，并形成一第二轴承区域。
16.如权利要求15所述的组件，其特征在于，第一流体动力轴承和第二流体动力轴承构造成在第一轴承区域和第二轴承区域中保持轴向推力。
17.如权利要求15所述的组件，其特征在于，再循环沟槽构造成接纳第一流体动力轴承和第二流体动力轴承所引起的轴承流体流动，并控制第一轴承区域和第二轴承区域中的压力。
18.如权利要求14所述的组件，其特征在于，轨道环构造成具有矩形截面。
19.一种流体动力轴承组件，该组件包括：
一轴；
一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
20.一种流体动力轴承组件，该组件包括：
一轴；
一毂，该毂构造成以一第一角速度绕一转动轴线转动；以及
设置在轴与毂之间的一轨道环，该轨道环具有一再循环沟槽，并构造成以一第二角速度绕转动轴线转动，第二角速度小于第一角速度，
其中，对于轨道环的表面与轴和/或毂的表面之间的间隙，设有至少一个流体动力轴承区域，该流体动力轴承区域能提供一轴向推力。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4418531B2 (ja) * 2004-09-09 2010-02-17 日本電産株式会社 流体動圧軸受装置及びスピンドルモータ
US7284909B2 (en) * 2004-12-23 2007-10-23 Seagate Technology Llc Hybrid orbital fluid dynamic bearing motor
DE102005036396B4 (de) * 2005-01-20 2008-01-24 Minebea Co., Ltd. Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem
US7866047B2 (en) * 2005-03-18 2011-01-11 Nidec Corporation Sleeve-unit manufacturing method
JP2006283773A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧流体軸受装置および動圧流体軸受装置を備えた小型モータ
DE102005021123A1 (de) * 2005-05-06 2006-11-09 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lagersystem
DE102005036214B4 (de) * 2005-08-02 2013-10-31 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lagersystem
KR20070035757A (ko) * 2005-09-28 2007-04-02 삼성전기주식회사 유체순환식 유체동압베어링
KR100733259B1 (ko) * 2006-02-02 2007-06-27 삼성전기주식회사 다수의 실링부를 갖는 스핀들모터
JP4811186B2 (ja) * 2006-08-07 2011-11-09 日本電産株式会社 動圧軸受装置
JP2008101772A (ja) * 2006-09-20 2008-05-01 Nippon Densan Corp スリーブユニットの製造方法、スリーブユニットおよびモータ
EP2042753A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-01 ABB Turbo Systems AG Hydrodynamisches Axiallager
US8591113B2 (en) 2008-07-08 2013-11-26 Ntn Corporation Fluid dynamic bearing device
US8618706B2 (en) 2008-12-04 2013-12-31 Seagate Technology Llc Fluid pumping capillary seal for a fluid dynamic bearing
JP5553621B2 (ja) * 2010-01-25 2014-07-16 サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社 ディスク駆動装置
KR101095196B1 (ko) * 2010-06-01 2011-12-16 삼성전기주식회사 스핀들 모터
KR20120049446A (ko) * 2010-11-08 2012-05-17 삼성전기주식회사 모터 및 이를 포함하는 기록 디스크 구동장치
KR101090029B1 (ko) * 2010-11-22 2011-12-05 삼성전기주식회사 모터 및 이를 포함하는 기록 디스크 구동장치
KR101179323B1 (ko) * 2011-02-24 2012-09-03 삼성전기주식회사 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US9181978B2 (en) * 2013-04-10 2015-11-10 Seagate Technology Llc Grooved thrust bearing
DE102013010059A1 (de) * 2013-06-17 2014-12-18 Minebea Co., Ltd. Fluiddynamisches Lagersystem
US9016947B2 (en) 2013-06-21 2015-04-28 Seagate Technology Llc Grooved limiter
JP6720007B2 (ja) * 2016-07-19 2020-07-08 株式会社荏原製作所 軸受組立体およびポンプ装置
US10422373B1 (en) * 2018-04-04 2019-09-24 General Electric Company Machine thrust bearing assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613288A (en) * 1983-05-26 1986-09-23 The Garrett Corporation Turbocharger

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03256546A (ja) * 1990-03-05 1991-11-15 Ebara Corp スピンドルモータ
JP3123283B2 (ja) * 1993-01-29 2001-01-09 松下電器産業株式会社 ディスク駆動装置
US5423612A (en) * 1994-09-16 1995-06-13 Quantum Corp. Hydrodynamic bearing and seal
US6154339A (en) * 1997-11-06 2000-11-28 Seagate Technology Llc. Centrifugal capillary seal for use with fluid dynamic bearings

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613288A (en) * 1983-05-26 1986-09-23 The Garrett Corporation Turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
CN1703748A (zh) 2005-11-30
WO2004029953A1 (en) 2004-04-08
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JP4182056B2 (ja) 2008-11-19
US20050069232A1 (en) 2005-03-31
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US7073944B2 (en) 2006-07-11
JP2006501795A (ja) 2006-01-12

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