CN1331509A - 流体动压轴承电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以如下内容为特征的流体动压轴承电动机,它包括:机壳;轴套;芯;在下端部安装板材型止推轴承,并与之形成为一体的轴;轮轴;盖板;垂直贯穿所述止推轴承,并使油顺着止推轴承上下方向进行流动的若干通气孔。从而能使流体动压轴承和轴之间的油压力将保持整体上的均衡,并其润滑性能也得到进一步提高,而且更有效改善电动机的驱动特性及震动特性。

Description

流体动压轴承电动机
本发明涉及一种安装在小型精密器上的电动机，更具体地讲，维持均衡的轴方向上的压力，能使轴套产生稳定的动压，并能改善震动特性的的流体动压(hydrodynamic)轴承电动机。
对于本技术领域的技术人员来说，众所周知，一般用于如同硬盘驱动器等精密器的电动机，不仅需要高速的驱动力，而且还需要精密性控制。
此类电动机不可缺少的就是旋转负荷和轴的支撑力，为此，最近对用于支撑轴的支持构件，大多采用驱动负荷小的流体动压轴承，以取代传统金属轴承或滚珠。
此流体动压轴承电动机为使旋转体高速旋转而必须上油。
而此种油需加在轴和包围此轴的外周沿的轴套之间，以减少由于此轴和轴套之间直接接触而产生的摩擦力，而且须使轴位于轴套的中心位置上。
附图1和附图2为表示传统流体动压轴承电动机，如图所示，电动机由如下构件构成：机壳100和轴套110以及由芯120构成的固定机件、还有由轴130、轮轴140、磁铁150构成的旋转机件。
轴套110其中央部垂直贯穿，并使轴130插入于其中央，而在内径面将设置产生动压所需的槽111，从而产生轴半径反方向上的流体动压。
尤其，在所述轴套110的内径部上将安装与轴130一并进行旋转的设置在轴130下端部的圆板状止推轴承160；而在外径部则安装在外周沿端部缠绕线圈的芯120。
而且在所述止推轴承160的上段和下段将设置产生动压所需的槽161，以使之产生轴方向上的流体动压。
而所述轴套160的下端部，其内径部通过盖板170与外部进行隔离，而止推轴承160则接触于此盖板170的上段。
而且插入于所述轴套110内径部，并可进行旋转的轴130上段安装有轮轴140，而此轮轴140具有向下开放的帽状，在延长端部的内径面上设置面向芯120外径面的磁铁150。
具有如此特征的结构中，在轴套110的内径面与轴130以及止推轴承160之间形成微细的油隙G，而在此油隙中填上有一定占性的油。
这种油隙G内的油在轴130进行旋转时，将汇集到轴套110的为产生动压而设置的槽111和在止推轴承160设置的动压的槽161，从而总是保持均衡的油隙G，以使轴130得以稳定地驱动。
具有如此结构特点的传统流体动压轴承电动机，如从外部供应的电源传送到芯120，则借助所述芯120和磁铁150之间的相互电磁力，附着磁铁150的轮轴140得以旋转，并且设置在轮轴140的轴130也同时旋转。
此电动机驱动时，插入在轴套110内径部的轴130借助形成在轴套110内径面与轴130外径面的动压产生用槽111之间所发生的流体动压，在未接触轴套110内径面的情况下，可旋转自如。
即，一定量的油已供应到轴130的外径面和轴套110的内径面之间，而轴130得以旋转时，油顺着形成在轴套110内径部的动压产生用槽111得以流动，并产生动压，从而可降低旋转负荷的同时，将实现畅通的高速旋转。
但是，具有上述结构特点的传统流体轴承电动机，在轴130和轴套110之间加上油的条件下，进行驱动并需要润滑状态时，由于安装在所述轴130上的止推轴承160，而不可能使油保持最佳流动状态。
因此，在轴130和轴套110的各部分中所产生的油压各不相同，而存在降低整体润滑作用的弊端。
再加上由于润滑特性的不稳定，而轴的同轴度将会出现错落，不仅增大电动机NRRO和RRO震动特性，而且还会导致电动机驱动的不稳定性。
本发明为了解决上述弊端而发明的，其发明的目的在于为了提供一种以如下内容为特征的流体动压轴承电动机：在流体动压轴承电动机中，使作用于轴套和轴之间的润滑压力得以整体上均衡，从而保证能稳定驱动的流体动压轴承电动机。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种以如下内容为特征的流体动压轴承电动机，它包括：机壳；被安装在所述机壳上，并在以管状向上突起的中央部插入轴，且形成空心轴的轴套；安装在所述轴套的外柱面的芯；垂直插入在所述轴套的空心轴上，且在下端部安装板材型止推轴承，并与之形成为一体的轴；安装在所述轴的上端部，并在向下延长的延长端部的末端部内柱面附着借助与芯之间的相互作用产生电磁力的磁铁的轮轴；对所述轴插入在轴套的空心轴下端部进行封闭的盖板；垂直贯穿所述止推轴承，并使油顺着止推轴承上下方向进行流动的若干通气孔。
本发明的其他目的和特征以及优势通过以下相关附图得以更清楚地描述。
图1为采用传统技术的流体动压轴承电动机的端面图；
图2为图1的腰部分解示意图；
图3为本发明所涉及的流体动压轴承第1实施例的端面图；
图4为将图3的轴切断一半的端面图；
图5为本发明所涉及的流体动压轴承电动机的第2实施例端面图；
图6为将图5的轴切断一半的端面图；
以下为对附图主要部分符号的说明：
10：机壳      15：磁铁
16：盖板      20：轴套
21：轴空心    22：产生动压所需的槽
30：轮轴      40：芯
50：轴        51：产生动压所需的槽
55：止推轴承  G：油隙
附图3或附图4为本发明所涉及的流体动压轴承电动机的第1实施例，如图所示，流体动压轴承电动机可分为维持固定状态的固定构件和靠电源并借助与固定构件之间的相互作用得以旋转的旋转构件。
在此流体动压轴承电动机中，固定构件由轴套20和机壳10以及芯40构成，而旋转构件则由轴50和轮轴30以及磁铁15构成。
而且在贯穿并设置于所述轴套20中央部的空心轴21插入能得以旋转的轴50。
此轴套20通常在其空心轴21的内径面将形成产生动压所需的槽22，以产生轴50径向的流体动压。
而所述轴套20和轴50隔一定间隔分离，将设置油隙G，而在此油隙G为控制轴套20和轴50之间的摩擦力而需要加上油。
此油在轴50进行旋转时，向轴50旋转方向流动，便产生一定的油压，而轴50由于受到此种油压的影响，将具有向轴径向和轴向移动的性质。
因此，对传统技术来说，在轴50和外径面或与之相应的轴套20内径面的一侧，至少要设置用于产生动压所需的槽51、22，从而将产生从油隙G至轴径向上的超强的流体动压，而借助此时所产生的流体动压，将维持轴套20和轴50之间的均衡的油隙G。
作为产生轴径向上的流体动压的槽22，通常设置在轴50的外周面上，如在旋转构件轴50上设置动压发生用槽，将会加深轴50和油之间的摩擦力，并作为旋转负荷起作用，所以，现在大多在非驱动构件轴套20的内径面将设置产生轴方向上的流体动压的动压发生用槽22。
在所述轴套20的外径部将安装从外周沿端部流进电源的缠绕线圈的芯40，而此芯40与附着在要后述的轮轴30的内柱面的磁铁15相对应，从而借助相互作用将产生所定电磁力。
而且在所述轴套20的下端部将用粘合剂附着板材型盖板16，并以之隔离垂直贯穿的空心轴21下端部与外部，而且由具备止推轴承55的轴50与此盖板16上段进行接触。
在此所述止推轴承55是与借助形成在轴套20的动压产生用槽21所产生的轴径向上的流体动压同样，作为产生轴方向上的流体动压所需的构件，将安装在轴50的下端部。
而且在所述轴50的上端部要安装将外侧末端向下进行延长的延长端部的内柱面上附着磁铁15向下开发的帽状轮轴30，而附着在所述轮轴30上的磁铁15将面向芯40的外柱面。
具有如此结构特征的流体动压轴承电动机如从外部流进电源，借助芯40与磁铁15之间的相互作用所产生的电磁力，轴50与轮轴30一并旋转的同时得以驱动。
如上所述的结构与传统的流体动压轴承电动机结构几乎相同，但，本发明更可取的是，为使在所述轴套20和轴50之间设置的油隙G上填进的油，即使在电动机驱动时，也能使之维持整体均衡压力，须在轴50上设置若干通气孔56，以确保顺畅的油的流动性。
即，如图4所示，设置在轴50下端部的止推轴承55上隔一定距离将设置垂直贯穿并具有所定直径的若干通气孔56。
此通气孔56至少贯穿止推轴承55的上、下部分中的一处以上，以使油通过通气孔56得以循环，从而填进油隙G的油将会保持整体上的均衡压力。
具有如此结构特点的流体动压轴承电动机，如从外部提供的电源传送到芯40，附着磁铁15的轮轴30借助所述芯40与磁铁15之间的相互作用所产生的电磁力得以旋转，从而安装在轮轴的轴50也随之同时进行旋转。
此电动机驱动时，插入在轴套20内径部的轴50靠填进油隙G的油，在未接触所述轴套20内径面的状态下得以旋转。
此时，通常在轴套20与止推轴承55之间将产生轴向压力差，如产生这种轴方向上的压力差，油可通过通气孔56得以循环。从而可以维持均衡的压力。
即，轴50得以旋转时，油顺着设置在止推轴承55的通气孔56得以流动，并将产生整体上的均衡动压，从而可降低轴50的旋转负荷，同时能实现畅通的高速旋转。
附图5和附图6为本发明所涉及的流体动压轴承电动机的第2实施例。如图所示，在轴50中央部位将设置从底部向上延长的第1通气孔57和从此第1通气孔57的上端部延长至水平方向的第2通气孔58。
在此所述第1通气孔57将设置在轴50中央部位，而入口将设置在底部，并且可垂直向上延长所定高度。
所述第2通气孔58从承受最大压力的轴50中间部分连接在第1通气孔57，并向水平方向进行延长，以使油顺着负荷小的轴50上段得以循环，从而提高油压力的均衡。
具有如此结构特点的流体动压轴承电动机，如从外部提供的电源传送到芯40，附着磁铁15的轮轴30将借助所述芯40和磁铁15之间所产生的电磁力得以旋转，从而安装在轮轴30上的轴50随之进行旋转。
此电动机进行驱动时，插入在轴套20内径部的轴50将借助填进油隙G的油，在未接触所述轴套20内径面的状态下得以旋转。
此时，由于电动机的驱动力，在轴套20和止推轴承55之间通常产生轴方向上的压力差，而如果产生轴方向上的压力差，油可通过第1通气孔57和第2通气孔58得以循环，从而确保压力的均衡。
因此，电动机驱动时，油顺着第1通气孔57及第2通气孔58循环，从而将维持油的整体上的均衡压力。
综上所述，在本发明中所涉及的流体动压轴承电动机，可通过通气孔565758对轴套20与止推轴承55之间所产生的压力差进行校正，从而不仅能减少电动机的NRRO和RRO特性，而且还能减少由于油压力的不均衡而产生的噪音。
本发明不仅能维持轴套20内的轴方向上的均衡的动压状态，而且还能在轴套20内将产生稳定的动压。
因此，本发明不仅能延长产品的使用寿命，而且更有效提高对产品性能的可信度。

Claims (2)

1.一种流体动压轴承电动机，其特征在于：它包括：机壳；被安装在所述机壳上，并以管状向上突起的中央部插入轴，且形成空心轴的轴套；安装在所述轴套的外柱面的芯；垂直插入在所述轴套的空心轴上，且在下端部安装板材型止推轴承，并与之形成为一体的轴；安装在所述轴的上端部，并在向下延长的延长端部的末端部内柱面附着借助与芯之间的相互作用产生电磁力的磁铁的轮轴；对所述轴插入在轴套的空心轴下端部进行封闭的盖板；垂直贯穿所述止推轴承并使油顺着止推轴承上下方向进行流动的若干通气孔。
2.一种流体动压轴承电动机，其特征在于：它包括：机壳；被安装在所述机壳上，并以管状向上突起的中央部插入轴，且形成空心轴的轴套；安装在所述轴套的外柱面的芯；垂直插入在所述轴套的空心轴上，且在下端部安装板材型止推轴承，并与之形成为一体的轴；安装在所述轴的上端部，并在向下延长的延长端部的末端部内柱面附着借助与芯之间的相互作用产生电磁力的磁铁的轮轴；对所述轴插入在轴套的空心轴下端部进行封闭的盖板；从所述轴底部贯穿至一定高度的第1通气孔；从所述第1通气孔进行延长，与此同时，从压力最大的轴中间部分向水平方向进行延长的第2通气孔。
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