CN101051497B - 流体动力轴承电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体动力轴承电动机。该流体动力轴承电动机具有:环形的壳体,该壳体具有接合至其边缘的线圈;套筒,包括接合至壳体中心部的突出部以及与突出部作为一体形成的环形接触部;环形的毂,具有接合至接触部的内周界,且具有附着于其边缘的磁体,该磁体面对线圈;止挡件,设置在壳体与接触部之间,且结合至毂的内周界,使得套筒与毂不分离;存储部,作为空间形成在止挡件与套筒之间,并填充有流体,用于供应并保持形成在接触部与毂的内周界之间的间隙中的流体;以及贯穿孔,形成在所述套筒的接触部的内部,从套筒的中心形成至套筒的边缘,该贯穿孔与存储部在空间上相隔离。
Description
相关申请交叉参考
本申请要求于2006年2月22日向韩国知识产权局提交的第2006-0017189号韩国专利申请的权益,其公开内容整体结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及流体动力轴承电动机。
背景技术
通常,用于诸如硬盘驱动器等精密机械上的电动机不仅需要高速的驱动力,而且需要精确的控制。具有该特征的电动机必须承受旋转载荷和旋转轴的力,流体动力轴承电动机是用于取代金属轴承或球轴承来承受力的新趋势。
流体动力轴承电动机需要流体来支承旋转体,并且流体动力轴承电动机的旋转轴线必须设置在套筒的中心处,以便使摩擦力最小化。
流体动力轴承电动机通过在旋转体与固定体之间形成薄油膜而使摩擦力最小化,并且其产生压力来支承旋转体。为了形成用于形成油膜的压力,可以在旋转体或固定体中形成鱼骨(herring bone)型的凹槽。
在流体动力轴承电动机高速旋转时,动压力变高。因此,在低速旋转的情况下,在旋转体与固定体之间摩擦的可能性很高。因此,有必要具有在低速旋转的情况下产生动压力的结构。此外,流体的循环(wrap around)和保持对于在流体动力轴承电动机周围传播动压力来说是重要的。而且需要对应于装置的小型化而减小尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体动力轴承电动机,其在低速旋转时产生支承旋转体的动压力,并且其中使得流体的循环和保持以及小型化成为可能。
从下面包括附图的描述以及权利要求中,本发明的其它方面和优点将变得显而易见并更易于理解,或可以通过本发明的实施来获知。
本发明的一个方面提供了一种流体动力轴承电动机,其具有:环形的壳体,该壳体具有接合至其边缘的线圈;套筒,其包括接合至壳体中心部的突出部以及与突出部作为一体形成的环形接触部;环形的毂(hub),具有接合至接触部的内周界(perimeter),且具有附着至其边缘的磁体,该磁体面对线圈;止挡件,设置在壳体与接触部之间,且结合至毂的内周界,使得套筒与毂不分离;存储部,作为空间形成在止挡件与套筒之间,且填充有流体,用于供应并保持形成在接触部与毂的内周界之间的间隙中的流体;以及贯穿孔,形成在所述套筒的接触部的内部,从套筒的中心形成至套筒的边缘,该贯穿孔与存储部在空间上相隔离。
优选地,存储部垂直于毂的旋转轴线而形成。优选地,止挡件是具有穿孔的中心部的环形平板。优选地,在毂的内周界中或在接触部中形成有凹槽。优选地,在毂的内周界中或在对应于毂的内周界的止挡件中形成有凹槽,从而引起流体的动压力,并向离心力方向抽吸流体。
附图说明
图1是根据第一实施例的流体动力轴承电动机的横截面图。
图2是示出了根据本发明第一实施例的流体动力轴承电动机的流体流动的横截面图。
图3是示出了根据本发明第一实施例的动力部的动压力范围的曲线图。
图4是根据第二实施例的流体动力轴承电动机的横截面图。
图5A是根据本发明第三实施例的鱼骨型的凹槽,而图5B是根据第四实施例的螺旋型的凹槽。
具体实施方式
以下,将参照附图对根据本发明的流体动力轴承电动机的实施例进行更详细的描述。
下面,将参照附图对根据本发明的流体动力轴承电动机的实施例进行更详细的描述。在参照附图的描述中,与图号无关,那些相同或相关的部件以相同的参考标号表示,并省略重复的描述。另外,在讨论本发明的优选实施例之前,将首先描述基本原理。
图1是根据第一实施例的流体动力轴承电动机的横截面图。参照图1,示出了壳体11、套筒12、突出部121、接触部122、线圈13、毂14、内周界141、磁体15、止挡件16、贯穿孔17、存储部18、流体19、旋转轴线100。
环形壳体11起到固定套筒12的作用。线圈13与壳体11的边缘结合,且当将电流施加到线圈13时,形成磁场。该壳体11可以与各种部件相结合,以便于制造。
壳体11的中心部与套筒12相结合。优选地,套筒12由突出部121和接触部122构成。通常,直接接合至壳体11的突出部121与形成在壳体11中的孔或凹槽相结合。突出部121与接触部122作为一体形成。接触部122是注入流体且与毂的内周界141相接合的部分。接触部122大于突出部121,且为环形形状,并且该接触部与壳体11保持距离。
毂14为旋转体,并且流体19注入到套筒12的接触部122与毂的内周界141之间。优选地,毂14围绕旋转轴线100对称地形成。如果毂14偏斜,将会产生振动。磁体15与毂14的边缘相结合,并且优选地,磁体15面对线圈13。线圈13的磁场使其与一个磁体15相互排斥,从而毂14平稳地旋转。如图1所示,相比于线圈13,磁体15设置在旋转轴线100周围的内侧。但是,相比于磁体15,线圈13可以设置在内侧。
止挡件16设置在壳体11与接触部122之间。止挡件16与毂14的内周界141相结合。止挡件16用作防止毂14远离套筒12的固定元件。同时,在止挡件16与套筒12之间形成一空间,流体19填充在该空间中。该空间为存储部18。必要的是,存储部18必须不仅具有填充流体的空间,而且还必须具有使流体不流到外部的更多的可用空间。即,如图1的放大图中所示,通常情况下,流体界面181a垂直地面对重力方向。但是,在通过离心力旋转时,流体界面181a向止挡件16倾斜。因此,如图1所示,止挡件16向壳体11的方向突出。此外,优选地,壳体11附近的存储部18向旋转轴线100的方向倾斜。这防止了流体19由于毂14旋转时产生的离心力而流出。
贯穿孔17形成在套筒12的接触部122的内部。贯穿孔17的孔入口172形成在旋转轴线100附近,而贯穿孔17的孔出口171形成在接触部122的边缘方向。尤其,优选地,形成孔出口171,以便与存储部18的流体入口182在空间上不相连通。这是因为,相比于流体入口182,贯穿孔17的内部没有形成由油膜引起的相同的动压力。孔入口172可以形成在不同位置处。图1中,贯穿孔17以倾斜方向形成。但是,根据孔出口171和孔入口172的位置,贯穿孔17可以以不同的角度形成。
图2是示出了根据本发明第一实施例的流体动力轴承电动机的流体流动的横截面图。图3是示出了根据第一实施例的动力部的动力范围的曲线图。参照图2和图3,(a)~(f)是动力部的位置,示出了套筒12、接触部122、毂14、内周界141、止挡件16、存储部18、流体19。
当将电流施加到线圈13时,毂14旋转。此时,流体注入到套筒12的接触部122与毂14的内周界141之间。在毂14的内周界141或接触部122处形成有凹槽(未示出)。因此,通过毂14的旋转而产生流体动力。凹槽可形成为使得流体沿图2的箭头方向循环。并且凹槽的形状是不同的,诸如鱼骨型或螺旋型。
对毂14旋转时动力部的范围和动力部的位置进行解释。首先,由于图2的a是存储部18且向外部开口,因此即使毂14旋转,图2中的a也不产生动压力,但是部分流体通过离心力对b施加压力。
由于毂14的接触部141的间隙通过油膜牢牢地被止挡件16阻挡住,所以b位置与a位置在空间上分离。因此,b位置保持较高的动压力。这是由于离心力在a位置起作用,并且在止挡件16或毂14中的a和b的路径上形成有凹槽。同时,由于流体的旋转作用,b位置的动压力升高。
由于这种模式,c位置至f位置的动压力高于a位置的。这是由于a位置至f位置的动力部与外部完全隔离。同时,由于g位置也与外部完全隔离,所以在该位置形成有动压力。同时,优选地,沿图2的箭头方向形成凹槽,以便平稳地循环。
在这种系统中,离心力有效地作用,并且增加了形成在凹槽处的动压力。由于必须形成动压力的位置(从a位置到f位置)比a位置高,因此,套筒12稳定地支承毂14。
图4是根据第二实施例的流体动力轴承电动机的横截面图。参照图4,示出了壳体41、套筒42、突出部421、接触部422、线圈43、毂44、毂的内周界441、磁体45、止挡件46、贯穿孔47、孔出口471、存储部48、流体入口482、流体49、旋转轴线100。
图4示出了通过对圆形平板的中心进行打孔而形成的止挡件46。这是可能的,原因是填充有流体49的存储部48沿与旋转轴线100垂直的方向形成。必须除去套筒42的接触部422的一部分或止挡件46的一部分,以形成存储部48。如图4实施例中的放大截面图所示,通过除去接触部422的一部分形成了填充有流体49的存储部48。间隙沿纵向方向垂直于旋转轴线100。同时,流体入口482不应该与孔出口471在空间上相连通。通过采取这种存储部48的形状,得到可存储足够流体49的空间。止挡件46在壳体41的方向上不总是突出的形状。
尽管毂44旋转时流体界面481a是倾斜的,但是,如图4的放大图,止挡件46阻止了流体49向外流出。此外,该存储部48的形状通过在毂44旋转时将流体49的压力引向孔出口471而增加了动压力。
当止挡件46的垂直长度变短时,壳体的形状可以改变。并且与图1的实施例相比,轴承的整个厚度变短。而且,没有必要使存储部48的形状倾斜,从而得到套筒42的突出部421的直径,并且同时增加了与壳体42的一致性。
图5A是根据本发明第三实施例的鱼骨型的凹槽。图5B是根据第四实施例的螺旋型的凹槽。
优选地,图5A和图5B的凹槽50a、50b形成在第一和第二实施例的止挡件16、46或毂14、44的接触表面中。图5A是普通的鱼骨型凹槽50a,而图5B是普通的螺旋型凹槽50b。凹槽50a、50b可以形成为朝向离心力的方向抽吸油。这种抽吸方向增加了整个轴承的动压力。为了确定油的抽吸方向,凹槽50a、50b必须根据毂14、44的旋转方向而形成。凹槽50a、50b可以具有多种形状,包括图5A的鱼骨型和图5B的螺旋型。
同时,可以在产生动压力的部分(诸如毂14、44和套筒12、42的接触部分的一侧)处形成另一凹槽。
如上所述,根据优选实施例的流体动力轴承电动机的贯穿孔形成在与存储部隔开的空间上,而这增加了流体动力轴承电动机的动压力。通过改变存储部的形成位置,流体的保持性变得更好。此外,止挡件有可能变形,而这减小了整个流体动力轴承电动机的尺寸。
虽然以上描述在应用到各种实施例时已经指出了本发明的新颖性特征,但是,技术人员将理解,在不背离本发明范围的情况下,可以对示出的装置或过程的形式和细节进行各种省略、替换以及改变。因此,本发明的范围由所附权利要求限定,而不是前面的描述限定。在权利要求等同的意义和范围内的各种变型都涵盖在权利要求的范围内。
Claims (5)
1.一种流体动力轴承电动机,包括:
环形的壳体,具有接合至其边缘的线圈;
套筒,包括接合至所述壳体中心部的突出部以及与所述突出部作为一体形成的环形接触部;
环形的毂,其具有接合至所述接触部的内周界,且具有附着至其边缘的磁体,所述磁体面对所述线圈;
止挡件,其设置在所述壳体与所述接触部之间,且结合至所述毂的内周界,使得所述套筒与所述毂不分离;
存储部,作为空间形成在所述止挡件与所述套筒之间,且填充有流体,用于供应并保持形成在所述接触部与所述毂的所述内周界之间的间隙中的流体;以及
贯穿孔,形成在所述套筒的接触部的内部,从所述套筒的中心形成至所述套筒的边缘,所述贯穿孔与所述存储部在空间上相隔离。
2.根据权利要求1所述的流体动力轴承电动机,其中,所述存储部垂直于所述毂的旋转轴线而形成。
3.根据权利要求1所述的流体动力轴承电动机,其中,所述止挡件是具有穿孔的中心部的环形平板。
4.根据权利要求1所述的流体动力轴承电动机,其中,在所述毂的所述内周界中或在所述接触部中形成有凹槽。
5.根据权利要求1所述的流体动力轴承电动机,其中,在所述毂的所述内周界中或在对应于所述毂的所述内周界的所述止挡件中形成有凹槽,从而引起所述流体的动压力,并向离心力方向抽吸所述流体。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100804 Termination date: 20200214 |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |