CN1060891C - 具有半球轴承的电机 - Google Patents

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Abstract

一种电机，包括：具有上、下半球形槽的半球套筒；分别容纳在上、下半球槽内的上、下半球轴承；贯穿上、下半球轴承的转轴。在上、下半球轴承的两面对的平直表面上加工有若干个人字形的槽，转轴旋转时，半球轴承的这种结构可很容易地在轴承与套筒之间建立动压。

Description

具有半球轴承的电机
本发明涉及具有半球轴承的电机，特别是这样一种具有半球轴承的电机，这种结构的半球轴承可增加对作用在半球套筒上的轴向负荷的支承力。
在用于支承转轴作平滑的旋转运动和平移运动的形形色色的轴承当中，半球轴承的有利之处在于，它既可承受径向负荷，又可以承受轴向负荷。因此，无需单独为各个方向都设置轴承，使得重量得以降低，从而这种承轴适于装在电子产品内部的电机上，比如说，计算机硬盘驱动器，激光扫描仪，激光打印机等。
以激光打印机为例进行特别说明。激光打印机是利用激光束来完成打印操作的，即利用激光束照射对光敏感的感光鼓，从而在其上形成扫描图像。激光打印机上具有一旋转多棱镜装置，它使得激光束均速移动，从而使激光束和感光鼓的轴向平行。
图1是旋转多棱镜装置10的剖面图，该装置上安装有一普通电机。如图所示，旋转多棱镜装置10包括：一壳体13；一多棱镜11，它设置于壳体13内，并通过孔13a可以看到多棱镜11；一电机12，它安装在多棱镜11的下侧。电机12由一定子14和转子15组成，定子固定在壳体13的内周面上，而转子15和定子14的上侧正对，从而使二者之间产生电磁作用。转子15安装在位于多棱镜11下方的一固定部件16上。
半球套筒17装在壳体13的中央部。半球轴承18a和18b插入半球套筒17的上、下半球形槽22a和22b内并可旋转。
转轴19贯穿半球轴承18a、18b以及半球套筒17的中心。给电机12通电时，位于定子14上方的转子15、多棱镜11和转轴19一体旋转，从而使和转轴19配合的半球轴承18a、18b转动。此时，通过在半球轴承18a、18b四周上加工的螺旋槽20吸纳进的空气形成动压，借此在半球轴承18a、18b和半球形槽22a、22b之间建立微小间隙。
然而，在上述的旋转多棱镜装置中，产生的动压的大小不足以支承由旋转体的重力所产生的轴向负荷。该旋转体由转子、多棱镜和转轴组成。因而在初始操作时，因轴承和套筒之间接触而产生的摩擦会造成表面磨损，增加电流的消耗。
本发明力图解决上述现有技术中的问题。
本发明的目的是提供一种电机，它可稳定地支承作用于半球轴承和半球套筒上的轴向负荷。
为实现上述目的，本发明提供一电机，它包括：一具有上、下半球形槽的半球套筒；分别容纳于上、下半球形槽内的上、下半球轴承；贯穿上、下半球轴承的一转轴；以及支承半球轴承的轴向负荷的装置。
支承负荷的装置最好包括：在上、下半球轴承的彼此面对的平直表面上加工出若干个槽，从而在转轴旋转时，可以很容易地分别在两面对平直表面与半球套筒之间形成动压。
其中，各槽均加工成人字形。
通过参照附图对本发明的详细叙述，可更全面地理解本发明，本发明的相应优点也更显而易见，图中，相同的标号表示相同或相似的部件。其中：
图1是装有普通电机的旋转多棱镜装置的剖视图；
图2是激光打印机的分解透视图，其中使用了本发明的电机；
图3是根据本发明的一优选实施例的半球轴承和半球套筒组合体的剖视图；
图4是根据本发明的一优选实施例的半球轴承的平直表面的平面图。
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。由于采用本发明的电机的多棱镜装置的结构和相关技术中的多棱镜装置相同，故不对此装置再作详细叙述。
图2是一种常见的激光打印机的分解透视示意图，该打印机上使用了本发明的电机。
如图2所示，该激光打印机包括：一半导体激光器101；以及一准直透镜102，该准直透镜用于将半导体激光器发射的光转换为激光光束。该激光打印机还包括：一旋转多棱镜装置100，用于将激光束转换为扇形光束；一柱面透镜103，它设置在多棱镜装置100和准直透镜102之间。
激光打印机上具有一通过多棱镜装置100来记录打印信息图像的感光鼓104。球面透镜105、复曲面透镜106、行同步透镜107、检测传感器108和反射器109依次放置在多棱镜装置105和感光鼓104之间。
由多棱镜装置100以均速射向感光鼓104上的光束，通过球面透镜105后聚集于感光鼓104上以及由反射器109将其反射在感光鼓104的适当位置上。此外，行同步透镜107和检测传感器108用以确保光束照射在感光鼓104的同一行位置上。
图3为根据本发明一优选实施例的半球轴承和半球形套筒的组合体。
如图3所示，在半球套筒117的上、下侧分别加工有上、下半球形槽122a、122b，半球轴承118a、118b分别插入上、下半球形槽内。
上、下半球形槽122a、122b借助连通孔121而彼此连通。半球轴承118a、118b的平直表面124a、124b彼此面对。转轴119自安装孔123(见图4)和连通孔121中穿过。在上、下半球轴承118a、118b的表面上加工有若干个螺旋槽120，以便可使空气润滑剂纳入半球轴承118a、118b和半球形槽122a、122b之间。采用螺旋槽120结构，当转轴119转动并上升时，利用从转轴119周围吸纳空气的可容易地建立动压。
图4是上、下半球轴承118a、118b的彼此面对的表面124a、124b的平面图。
如图所示，上、下半球轴承118a、118b的平直表面124a、124b上加工有若干个人字形沟槽125。以使空气可纳入平直表面124a、124b和半球套筒117之间，从而在其之间容易地建立动压。
因而，未给多棱镜装置(见图1)通电时，上半球轴承118a和上半球形槽122a接触，而下半球轴承118b和下半球形槽122b保持一预定间隙。
在此状态下，若给多棱镜装置通电使多棱镜11和转轴119转动，则空气纳入半球轴承118和半球套筒117之间。纳入的空气在半球轴承118a、118b和半球套筒117之间形成动压，从而在它们之间形成一微小间隙，并使半球轴承118和转轴119上升。这样就可使多棱镜11平滑地旋转。
尽管多棱镜11和转轴119的负荷沿轴向作用于半球轴承118a、118b，但由于通过人字形槽125纳入的空气可很容易地在平直表面124a、124b与半球套筒117之间建立起动压，因而半球轴承118a、118b和半球套筒117对轴向负荷的支承力增加了。
上面参照目前看来最切实际的实施例进行说明，但应当明白，本发明并不局限所公开的实施例，恰恰相反，它旨在覆盖所附权利要求所限定的范围和发明构思内的各种变形或等同结构。

Claims (3)

1.一电机，它包括：一具有上、下半球形槽的半球套筒；分别容纳于上、下半球形槽内的上、下半球轴承；贯穿上、下半球形轴承的一转轴，其特征在于，还包括：支承半球轴承的轴向负荷的装置。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，用于支承负荷的装置包括：在上、下半球轴承的彼此面对的平直表面上加工出若干个槽，从而在转轴旋转时，可以很容易地分别在两面对平直表面与半球套筒之间形成动压。
3.如权利利要求2所述的电机，其特征在于，各槽均加工成人字形。
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