CN1077706C - 圆台形流体轴承及装备了该轴承的磁头鼓和主轴电动机 - Google Patents

圆台形流体轴承及装备了该轴承的磁头鼓和主轴电动机 Download PDF

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Abstract

一种圆台形流体轴承，它包括：轴瓦，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔；上、下圆台体，它们分别与所述上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与所述轴瓦孔相通的通孔；环形垫圈，它位于所述上、下圆台体之间的所述轴瓦孔中；轴，插装于所述通孔中，用于支撑所述上、下圆台体。

Description

圆台形流体轴承及装备了该轴承的磁头鼓和主轴电动机
本发明涉及一种圆台形流体轴承及装备了该轴承的磁头鼓和主轴电动机。
流体轴承安置在需要高速旋转的地方，如：硬盘的磁盘主轴驱动电动机，激光打印机的旋转多棱镜驱动电动机，盒式录像机的磁头鼓驱动主轴电动机，这是因为流体轴承在高速旋转时能保证提供可靠、稳定的旋转运动。
图1是现有技术中装备了流体轴承2的磁头鼓1，图2是这种流体轴承构造的详细附图。参见图1和图2，用于磁头鼓1上的半球形流体轴承由轴瓦3，上半球4，下半球5及垫圈6组成。
轴瓦3是圆柱形的，在其上、下部分设有半球形空腔8和8′，以分别与上、下半球4和5相配合。在半球形空腔8和8′之间设有轴瓦孔7。设有比轴瓦孔7直径小的通孔9和9′贯穿于上、下半球4和5。
轴瓦3固定于与旋转上磁鼓100相连接的旋转变压器101上，这样，它能与上磁鼓100一起旋转。上、下半球4和5被压固于静止的固定磁鼓102的轴11上。上、下半球4和5插入轴瓦3中的半球形空腔8和8′里，并与其相配合，而垫圈6安装在上、下半球4和5之间的轴11上并置于轴瓦孔7中。
为了制造出用于上述磁头鼓中的流体轴承2，轴瓦3和上、下半球4、5要经过机械加工，轴瓦3中的半球形空腔8和8′需要用研磨机进行研磨，然后才能组装。而且，半球形空腔8和8′及上、下半球4和5必须经过精密加工。因此，机械加工十分困难且加工耗时多。此外，由于垫圈6必须装配成位于上、下半球4和5之间的轴瓦孔7中，而精确地调整尺寸是很困难的。这些不利因素导致生产效率降低。
本发明的目的之一是提供一种圆台形流体轴承，其制造时间能被缩短，尺寸的精度和外形的加工精度也能被提高，而且装配方便。
本发明的另一目的是提供一种装备有这种流体轴承的磁头鼓和主轴电动机。
为了实现第一个发明目的，提供一种圆台形流体轴承，它包括：轴瓦，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔；上、下圆台体，它们分别与所述上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与所述轴瓦孔相通的通孔；环形垫圈，它位于所述上、下圆台体之间的所述轴瓦孔中；轴，插装于所述通孔中，用于支撑所述上、下圆台体。
为了实现第二个发明目的，提供了一种磁头鼓，它包括：固定磁鼓，它固定于基座上；旋转磁鼓，它旋转安装于固定磁鼓上；流体轴承，它含有：轴瓦，它固定于旋转磁鼓上，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔；上、下圆台体，它们分别与上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与轴瓦孔相通的通孔；环形垫圈，它位于上、下圆台体之间的轴瓦孔中；轴，它固定于固定磁鼓上，该轴插装于通孔中，用于支撑上、下圆台体。
本发明的另一方面，就是提供一种主轴电动机，它包括：轴承座，它固定于基座上；轴套，它旋转地安装于轴承座上；流体轴承，它含有：轴瓦，它固定于轴套上，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔；上、下圆台体，它们分别与上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与轴瓦孔相通的通孔；环形垫圈，它位于上、下圆台体之间的轴瓦孔中；轴，它固定于轴承座上，该轴插装于通孔中，用于支撑上、下圆台体。
本发明的上述优点和效果通过参考附图详细的描述最佳实施例会变得更加清楚，图中：
图1是装备了传统半球形流体轴承的磁头鼓的局部剖视图；
图2是传统半球形流体轴承的分解透视图；
图3是本发明圆台形流体轴承的分解透视图；
图4是装备了图3中圆台形流体轴承的磁头鼓的剖视图；
图5是装备了本发明圆台形流体轴承的主轴电动机的局部被切除的透视图；
图6是图3中上、下圆台体的水平剖视图。
参见图3，本发明的圆台形流体轴承包括上圆台体23，下圆台体24，轴瓦25及垫圈26。
轴瓦25是圆柱形的，与上、下圆台体23和24相配合的圆台形空腔28和28′分别加工在轴瓦的上、下部分中。在圆台形空腔28、28′之间设有轴瓦孔27。此外，在上、下圆台体23和24上分别设有直径比轴瓦孔27小的通孔29和29′。
上、下圆台体23和24插入轴瓦25的圆台形空腔28和28′中，并与其相配合。在上、下圆台体23和24及垫圈26的外圆周表面上分别设有凹槽23a，24a和26a，这样减少了与轴瓦25的接触面积，以便轴瓦与上、下圆台体23和24及垫圈26一起能平稳旋转。
上、下圆台体23、24及垫圈26最好由高碳钢或WCo制成，轴瓦25由陶瓷材料制成，如Al2O3。
如图6所示，在上、下圆台体23和24及垫圈(未示)的外圆周表面镀有一层5～20μm厚的钛镀膜61，在钛镀膜61的预置间隔上间断地镀有一层不超过10μm厚的类金刚石碳(DLC)镀膜62。DLC镀膜62最好相对于上、下圆台体23和24的轴向成螺旋形设置。凹槽23a和24a位于DLC镀膜62之间。在旋转过程中，由于油或空气的流入而产生的压力，凹槽23a和24a能相对于轴瓦25顶起上、下圆台体23和24，这样，它们能将上、下圆台体23和24与轴瓦25之间的摩擦力减低至最小值。
DLC镀膜62具有与钛相似的线性膨胀系数，这样如脱落和间隙改变的问题不会发生，DLC镀膜摩擦阻力比钛大。换句话说，凹槽可用钛镀膜代替DLC镀膜62来形成。
同样，在与上、下圆台体23和24相配合的圆台形宽腔28和28′的内圆周表面镀有一层5～20μm厚的钛镀膜(未示)。
图4是装备了具有这种结构的圆台形流体轴承的磁头鼓示图。如图4所示，轴瓦25固定于与旋转上磁鼓的相连接的旋转变压器101上以与上磁鼓100一起旋转。上、下圆台体23和24固定在固定磁鼓102的轴31上，该固定磁鼓102固定在基座(未示)上。垫圈26也固定在上、下圆台体23和24之间的轴31上，并置于轴瓦25的轴瓦孔27内。
在装备了本发明圆台形流体轴承的磁头鼓的运转过程中，上磁鼓100由电动机(未示)带动转动时，就能实现稳定、平滑的旋转运动。
图5是安装了本发明圆台形流体轴承的主轴电动机42的示图。这里，与前面的附图一样的标号表示相同的部件。参见图5，轴瓦25固定于轴套50上，以便与轴套50一起旋转。上、下圆台体23和24固定于轴承座41的轴51上，该轴承座固定于基座(未示)上。同样，垫圈26固定于上、下圆台体23和24之间的轴51上，并置于轴瓦25的轴瓦孔27内(见图3)。
在装备了本发明圆台形流体轴承的主轴电动机的运转过程中，轴套50由电动机(未示)带动旋转时，就能获得稳定、平滑的旋转运动。
如上所述，由于在本发明的圆台形流体轴承中，无需进行曲线加工，仅仅需要进行直线型加工，与传统的半球形流体轴承相比，机械加工很容易实现，而且尺寸的精度和外形加工的精度也能得到提高。此外，流体轴承的装配也很方便、快捷，并能避免由圆台体和轴瓦之间摩擦而产生的磨损。
另外，在采用了本发明的圆台形流体轴承的磁头鼓和主轴电动机中，流体轴承的装配很方便，而且在运转过程中，能够实现平稳的旋转运动。

Claims (20)

1.一种圆台形流体轴承，其特征在于，它包括：
轴瓦，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔；
上、下圆台体，它们分别与所述上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与所述轴瓦孔相通的通孔；
环形垫圈，它位于所述上、下圆台体之间的所述轴瓦孔中；
轴，插装于所述通孔中，用于支撑所述上、下圆台体。
2.如权利要求1所述的圆台形流体轴承，其特征在于，至少在所述上、下圆台体及垫圈中之一的外圆周表面上设有凹槽。
3.如权利要求1所述的圆台形流体轴承，其特征在于，至少在所述上、下圆台体及垫圈的外圆周表面或所述圆台形空腔的内圆周表面中的一个表面上镀有一层钛镀膜。
4.如权利要求3所述的圆台形流体轴承，其特征在于，所述钛镀膜的厚度介于5μm至20μm之间。
5.如权利要求3所述的圆台形流体轴承，其特征在于，DLC镀膜以预定间隔间断地镀在所述钛镀膜上，所述钛镀膜位于上、下圆台体及垫圈的外圆周表面，这样，所述凹槽位于所述的DLC镀膜之间。
6.如权利要求5所述的圆台形流体轴承，其特征在于，所述的DLC镀膜的厚度不超过10μm。
7.如权利要求3所述的圆台形流体轴承，其特征在于，轴瓦是由陶瓷制成的。
8.一种磁头鼓，它包括：固定磁鼓，它固定于基座上；旋转磁鼓，它旋转安装于所述的固定磁鼓上，其特征在于，还包括：
流体轴承，它含有：轴瓦，它固定于所述的旋转磁鼓上，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔，
上、下圆台体，它们分别与所述上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与所述轴瓦孔相通的通孔，
圆形垫圈，它位于所述上、下圆台体之间的所述的轴瓦孔中，
轴，它固定于所述固定磁鼓上，该轴插装于所述通孔中，用于支撑所述上、下圆台体。
9.如权利要求8所述的磁头鼓，其特征在于，至少在所述上、下圆台体及垫圈的外圆周表面中的一个表面上设有凹槽。
10.如权利要求8所述的磁头鼓，其特征在于，至少在所述上、下圆台体及垫圈的外圆周表面或所述圆台形空腔的内圆周表面中的一个表面上镀有一层钛镀膜。
11.如权利要求10所述的磁头鼓，其特征在于，所述钛镀膜的厚度介于5μm至20μm之间。
12.如权利要求10所述的磁头鼓，其特征在于，DLC镀膜以预置的间隔镀在所述钛镀膜上，上述钛镀膜位于上、下圆台体及垫圈的外圆周表面，这样，所述的DLC镀膜之间形成凹槽。
13.如权利要求12所述的磁头鼓，其特征在于，所述DLC镀膜的厚度不超过10μm。
14.如权利要求8所述的磁头鼓，其特征在于，所述的轴瓦是由陶瓷制成的。
15.一种主轴电动机，它包括：轴承座，它固定于基座上；轴套，它旋转地装在所述的轴承座上，其特征在于，还包括：
流体轴承，它含有：轴瓦，它固定于所述的轴套上，所述轴瓦的上、下部分中相向地形成有两个圆台形空腔，在所述的两个圆台形空腔之间形成有一个轴瓦孔，
上、下圆台体，它们分别与所述上、下圆台形空腔旋转配合，每个圆台体设有与所述轴瓦孔相通的通孔，
环形垫圈，它位于所述上、下圆台体之间的所述轴瓦孔中，
轴，它固定于所述的轴承座上，该轴插装于所述通孔中，用于支撑所述上、下圆台体。
16.如权利要求15所述的主轴电动机，其特征在于，至少在所述的上、下圆台体及垫圈的一个外圆周表面上设有凹槽。
17.如权利要求15所述的主轴电动机，其特征在于，至少在所述的上、下圆台体及垫圈的外圆周表面或所述圆台形空腔的内圆周表面中的一个表面上镀有一层钛镀膜。
18.如权利要求17所述的主轴电动机，其特征在于，所述钛镀膜的厚度介于5μm和20μm之间。
19.如权利要求15所述的主轴电动机，其特征在于，DLC镀膜以预置的间隔镀在所述钛镀膜上，上述钛镀膜位于上、下圆台体及垫圈的外圆周表面，这样，所述DLC镀膜之间形成凹槽。
20.如权利要求19所述的主轴电动机，其特征在于，所述的DLC镀膜的厚度不超过10μm。
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