专利名称：保护磁盘驱动器电机轴承的应急止动减震环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高精度磁盘驱动器组件中的防止滚珠轴承损坏的装置，更具体地说，是一种防止由冲击或震动引起的小型滚珠轴承损坏的装置。
随着诸如磁盘驱动器等精密设备尺寸的缩小，就必须缩小磁盘驱动器组件的构件尺寸。每当将磁盘驱动器电机的滚珠轴承制造得更小，以便装入小形状系数的磁盘驱动器中时，就会明显地降低滚珠轴承组件承受冲击与震动力的能力。虽然构件的设计、特别是滚珠轴承的设计基本上与其较大的前期产品的设计相同，但滚珠轴承组件的单个构件的降低了的设计载荷率既不能适应与作用在较大滚珠轴承组件上的同样级别的力又不能不出现破损。由于小形状系数磁盘驱动器的精密制造要求极精密的公差，并设定极小的操作偏差容限，因此为了使磁盘驱动器有足够的强度来承受时常出现的冲击与震动，就必需加大那些尺寸被缩小了的构件的抗冲击耐力。
作用在滚珠轴承上的冲击可以是轴向的，在配置轴承的轴的轴线方向上；或径向的，基本上垂直于轴的轴线；或者当冲击力作用在偏离滚珠轴承平面一定距离上时，则是径向与轴向的合成。除了轴向力与径向力这两个矢量的作用力因数外，还能出现绕滚珠轴承组件的力矩或转矩，这是由于存在与一个作为支点的滚珠轴承和另一个作为对力矩的阻力源的滚珠轴承相耦合的不在一线上的力。对于吸收大致上是轴向冲击的滚珠轴承来说，冲击载荷是由滚珠轴承组件中的所有滚珠分担的。然而，如果一个滚珠轴承组件在径向上受冲击，则很可能只有滚珠轴承组件中的一个滚珠承受整个冲击载荷。
当在径向上受到冲击时，作用在外轴承圈上的力将传递一个力到放置在外轴承圈与内轴承圈之间的一个或多个滚珠上，然后只传递给那些位于冲击力作用的轴的一侧上以及外与内轴承圈之间的半圆环形区中的滚珠上。
这点应能理解，即每当滚珠轴承组件中只有少数滚珠，例如只有6颗时，并且这些滚珠中只有一颗滚珠正好位于将外轴承圈冲击该滚珠的作用力的轴线与轴的轴线之间，则冲击力的全部或基本上全部将由这单个滚珠承载。当由位于承载该冲击力的位置上的一颗或多颗滚珠将该力传递到内轴承圈上时，诸如磁盘驱动器等设备的轴将阻止内轴承圈的运动。由于震动或冲击力的大小不同，内外轴承圈或滚珠的材料将开始变形至不同程度。相对于一个小的力来说，该滚珠将趋向于陷入对应的轴承圈表面一个相应的较小的深度。只要滚珠陷入滚珠轴承组件的轴承圈中或滚珠的变形完全在制造内外轴承圈的材料的弹性极限内，就不会出现损坏。一旦冲击力被分散而且滚珠轴承组件恢复到其未受影响的状态，变形材料本身的弹性就使滚珠轴承的滚珠与轴承圈恢复到它们未受影响时的形状与表面。
反之，如果震动或冲击力足以使内外圈或滚珠变形到超出它们的弹性极限而进入塑性变形区中时，则轴承圈或滚珠的表面便会变形到不能恢复其原有构形的程度，并且呈现不规则性的变形，当滚珠滚过陷入点时便产生轴承的摆动与偏斜。由于轴承摆动与偏斜，会导致磁盘驱动器电机的转子的偏斜。由于转子是连接在轮毂上或者作为其一部分的，后者又支承着磁盘，因此磁盘会产生相应的偏斜。磁盘的偏斜即使超过非常小的极限也是不能接受的，因为偏斜将导致记录磁道对不准，这样就不可能读出以前记录在磁盘表面上的有精确半径的圆形磁道中的数据。
同样，如果将数据记录在承受着超过可接受极限的偏斜的一个磁盘上，设置在磁盘表面上的记录磁道在将来要从该磁盘上读取数据时，就不能与磁道的位置相对应。虽然在一个非常小的高精度滚珠轴承中，内与外轴承圈表面上的变形可能只是在微英寸级的可测量的程度，但这些小的表面破坏就能足以严重地降低轴承以及包含该轴承的设备的性能。
由于制造公差、设计的有限性以及用来制造磁盘驱动器的轴承、轴及轮毂的材料的固有弹性等原因，转子可能绕着和/或沿着X或Y轴及沿着Z轴作一些非常有限的移位；其中，转子的转轴是与Z轴重合的，而X与Y轴则是相对于转轴成径向的。由于冲击或震动的作用点的不同，最可能出现的移动是转子绕着X与Y轴之一或两者的转动。轮毂以及内外轴承圈随着这转动必然挤压每一个滚珠轴承组件中的至少一个滚珠。由于转动的量及轴承的间距不同，这挤压就有可能超过轴承圈材料的弹性变形极限。
当把两个轴承组件都设置在接近转子的一端，并因此接近转轴的一端的位置上时，便增加了轴承损坏的潜在危险。这是由于冲击力可能通过这杠杆臂一端而作用，从而增加了在滚珠与轴承圈上的力。防止由震动或冲击力引起损坏的唯一强有力的方法是在设备上安装减震垫来吸收一部分或全部的力，或者阻止该力传递到轴承组件。
本发明的一个目的是限制由震动或冲击力引起滚珠轴承组件的损坏。
本发明的另一个目的是限制设有精密滚珠轴承的电机的转子沿着或绕着X轴和/或Y轴或者沿着Z轴的不需要的移动，其中Z轴是与转子的转轴重合的。
本发明的另一目的是通过阻止这种移动而消除转子绕X与Y轴的这种有害的转动。
本发明的又一个目的是通过把转子与定子相对应地夹紧来消除其绕X与Y轴的这种运动。
通过限制转子绕指定的转动轴(这里为Z轴)的所要求的转动以外的方向上的运动，便限制了轴承滚珠对轴承圈的压力。这种不需要的运动的限制可以用若干方法中的一个来达到。
一种方法是围绕定子或电机的转轴并在转子的内径里侧设置一个应急止动环。这一应急止动环的外表面面对转子的内表面。如果转子趋向于绕X轴或Y轴转动或沿X轴和/或Y轴移动或者进行这两者的合成运动，应急止动环就会相对地运动而与转子的内表面面对面地接合，从而阻止转子进一步作不需要的和有害的转动或平移运动。应急止动环与轴承组件将共同承担震动或冲击力，从而减少轴承构件上的载荷，以增加不损坏轴承的可能性。
对于那些在轴承圈表面上出现的损坏，外轴承圈必须移动一段由该滚珠破坏性地陷入轴承圈表面而在轴承圈表面留下的不规则的陷凹形成的移动量。将应急止动环的外表面与转子的内表面之间的间隙设计成转子所移动而不会超过轴承圈的弹性变形极限的距离。通过容许转子仍然保持在内外轴承圈材料的弹性变形极限的范围内地作稍许移动，转子就可能移动到与应急止动环相接合或接触的位置上。一旦应急止动环与转子结构接合上，应急止动环将阻止转子的任何进一步的移动。由于应急止动环是实心的，其可压缩性显著地小于滚珠轴承组件的可压缩性。因而至少有一部分冲击力会被应急止动环传递到磁盘驱动器电机的转轴或定子上以及由应急止动环承受。虽然有一部分力会继续作用在滚珠轴承组件的一颗或多颗滚珠上，但这些力将被充分地限制在内与外轴承圈变形的不超过材料的弹性变形极限范围内。
一旦应急止动环与转子互相接合，而且震动、冲击力由应急止动环共同承担并传递到转轴或定子上，转子便不可能作相对于定子的绕X与Y轴之一或两者的进一步运动。没有任何进一步的相对运动，外轴承圈相对于内轴承圈的位移将不足以使滚珠进一步陷入内轴承圈或外轴承圈的表面中，从而抑制对滚珠轴承组件的轴承圈表面或滚珠的任何损坏。
应急止动环可以是被动式的也可以是主动式的。在被动式的应急止动环的情况下，环的外表面与转子的内表面之间的间隙是在制造时确定与固定的。两个表面之间的间隙被设计与构造成小于转子必然会移动的会对轴承引起损坏的距离。
在主动式应急止动环的情况下，该应急止动环可以是由一个浅杯形金属件构成的一个复合件，它具有一个安装定子的轴的中心孔，并具有一个圆柱形外壁，其厚度足以承受转子对壁的冲击。壁以及环的径向凸缘部分必须是相当薄的，以便用一种压电材料的圆环加以变形，然后再粘接到浅杯形金属环的内部上。当将一定电压加在其上时，上述的复合环便可被压电环部分所收缩。该复合环结构被制造成这样的尺寸，即，当其处在放松状态下，在复合应急止动环与转子内侧接合部位上，其外直径尺寸略大于转子的内直径，以便有效地抓住转子的表面。
此外，还需选择压电材料的特性，并确定压电材料的尺寸，这样，在复合应急止动环上施加电压时，压电材料的收缩足以将复合应急止动环的外直径拉到小于转子的内直径的尺寸，从而能有效地使应急止动环与转子脱开，允许转子绕其转动轴自由地旋转。
当把复合应急止动环上电压取消时，该环将恢复到其放松状态，并有效地抓住或卡住转子的内表面，不但防止转子绕其转动轴旋转，并且还稳定转子，从而不会出现转子绕着或沿着X或Y轴的运动。这点应该认识到，即，该压电材料虽然是固体的，但也能被压缩或变形到一定程度。然而，在设备与轴承的设计标准范围内，应急止动环需吸收充分的力，以防止对磁盘驱动器的滚珠轴承组件的损坏。
如果转子的外部是制成充分的紧容差，应急止动环也可设置在转子的外面，使一个紧密地装入的环围着转子而又不影响转子绕其转动轴旋转。唯一的额外要求是现有的环需有必要的安装结构，以及要考虑与含有该应急止动环的设备的其余设计部分的相容性。
在转子的应急止动环稳定的一个附加的实施例中，转子还包括一个径向伸出的凸缘。在凸缘的两侧坚固地安装一个压电环，当压电环在放松状态下，它就与凸缘的平坦表面之一相接合。配置了两个这种应急止动环，使它们能与凸缘的两个平坦表面相接合，每当压电应急止动环与用于使压电材料沿着平行于转子的转动轴的方向收缩的电源断开时，转子被有效地夹紧在这两个压电应急止动环之间。压电材料可用这种方法制成，即，使其收缩的取向基本上垂直于应急止动环的平面，并且在特定的应急止动环组件中，使该材料取向是与另一个应急止动环在相反方向上收缩的，这样，使各个应急止动环的接合面能够从转子凸缘的表面移开与脱离。
复合压电应急止动环结构的一个显著的特点是压电材料的收缩程度，并因此使复合环结构的收缩程度可以由作用在其上的电压大小加以控制；因而，如有必要，应急止动环与转子的接合面之间的间隙可在操作过程中控制到最小的可能间隙，以便在磁盘驱动器的操作过程中精确地控制应急止动环与转子之间的间隙。在要使磁盘驱动器的转子与磁盘进入静止时，可使压电材料返回到其放松状态并抓住转子。
通过参照附图及下面的对发明的详细描述，能对本发明会有更全面与详尽的理解。
图1表示可用在如磁盘驱动器中的一个通常的转轴电机。
图2是图1所示的转轴电机上设置了减少震动损坏的应急止动环的示意图。
图3表示在图1所示的转轴电机内的应急止动环的另一种配置。
图4是表示设有邻接于转轴电机的滚珠轴承组件的应急止动环的一个实施例，其中应急止动环是可通电控制其与转轴电机的转子接合及脱开的。
图5是表示在图4所示的电机中所用的应急止动环的示意图。
图6是表示用于夹紧转轴电机转子的凸缘的一种压电式应急止动环。
图7是表示可利用本发明的应急止动环的一种磁盘驱动器。
参见图1所示的转轴电机，该转轴电机10包括一根轴12，在其上带有一个或多个线圈14，用来建立使电机10运转所必需的磁场。在轴12的周围有滚珠轴承组件16、17，它们又支承着转子18。转子18的内表面64上带有一些与线圈14生成的磁场相互作用的场磁体21。滚珠轴承组件16、17围绕着轴12，并支承着转子18。一般，滚珠轴承组件16、17分别由内轴承圈20、26，外轴承圈22、28与滚珠24、30构成。滚珠24、30以点接触的方式与轴承圈20、26和22、28的表面相接合。当作用在转子18上的重力或由于在转子18上的冲击作用或通过轴12的一个震动，将一个力作用在滚珠24、30上时，由于包围轴12的轴承圈20、22、26、28的弯曲而使滚珠24、30与轴承圈20、26、22、28的接合从点接合改变成椭园形的接合。
例如，将一个冲击力以其分力并用箭头Fx与Fz来表示。Fz施加一个基本上与轴12的轴线平行的力。而力Fx则基本上垂直于轴12的轴线。如果为了分析力Fx的作用，把点P2作为支点，则该力将绕点P2传递并在箭头40所指示的点上导致轴承圈22的表面压在滚珠24上，并在箭头42处将相应的力从滚珠24传递到内轴承圈20上。其趋向于将轴承圈20与22与滚珠轴承组件16的其余滚珠偏离开。这样，轴承圈20与22上的力即使不是全部，也有大部分集中在滚珠24上。当转子18试图绕点P2进行大致由箭头32指示的顺序针方向运动时，则滚珠30将受到滚珠轴承组件17中的轴承圈26、28的压挤，并按箭头44与46所示的点与方向将力作用在内轴承圈26上，并由外轴承圈，如箭头48与50所示地作用在滚珠30上。如果容许转子18在箭头32的方向上绕点P2充分地移动，则滚珠24与30作用在对应的轴承圈20与26上的力将会超过制造轴承圈20、26的材料的弹性极限。对于诸如P1等其它支点也可作出类似的分析。
类似地，轴承圈22与28将受到由转子18在方向32上的运动所产生的力，并由此导致滚珠24与30陷入轴承圈22与28的表面，达到由这陷入所产生的变形超过轴承圈材料的弹性的程度，而相应地进入塑性区，从而使轴承圈表面永久性地变形。
小的永久性变形会在磁盘驱动器运转中产生摆动与偏斜。轴承组件16、17中的偏斜会导致转子18的偏斜，以及由转子18支承的并与之一起转动的磁盘52的偏斜。在出现偏斜时，写在磁盘52上的那些数据磁道(未示出)与一个读/写头(未示出)之间出现磁道对不准，该读/写头是设置在极靠近磁盘并且距离轴12轴线一个精确的径向距离上的。出现磁道对不准时，便不能可靠地检索已存储在磁盘52上的数据，并且如果证明这种偏斜是不可能重复的或呈现为摆动时，则在磁道对不准时，写在磁盘52上的任何数据都将是空间上错位的，而且完全不可能在以后的时间被检索到。小形状系数磁盘驱动器11的典型偏斜为2至3微英寸，而可接受的偏斜量通常是小于5至6微英寸。当偏斜超过5至6微英寸的极限时，在旋转盘52上的读与写的可靠性将严重地降低，而磁盘驱动器11可能变成不能工作。
虽然力Fx被表示成作用在转子18上的冲击，这点应理解，即，如果以适当的角度掉下或震动磁盘驱动器11或装有磁盘驱动器的计算机，带有转子18和磁盘52的惯量的轴12将成为震动源，而且趋向于产生一个通过轴承组件16、17传递的力，这类似于或可被认为是作用在转子18上的一个力Fx。
对于其它位置与其它方向上的力也可作出类似的分析，但从上面所述，这点能容易理解到，即由于转子18的惯量而作用在转子18上的力或者作用在轴12上的力可通过轴承圈20、22、26、28传递到轴承组件16、17中的滚珠24、30上，并可潜在地损坏轴承圈20、22、26、28的表面或滚珠24、30。损坏首先出现的地方取决于滚珠24、30及轴承圈20、22、26、28的相对硬度。
由图1这点可一目了然，即大部分震动或冲击力Fx可用某种方法加以耗散与吸收，而使转子18在箭头32所指的方向上的运动受到相当大的限制。
由于滚珠24、30在对应的轴承圈20、22、26、28中的陷入基本上是转子18在箭头32的方向上的移动、滚珠24、30与轴承圈20、22、26、28的相对硬度的一个函数，所以对箭头32方向上的这种移动的阻止可将滚珠轴承组件16、17的构件的压缩限制在使滚珠24、30不致过分陷入轴承圈20、22、26、28的程度上，也可相应地防止对滚珠轴承组件16、17的损坏。
下面，参见图2，它表示在图1所示的转轴驱动电机10上设有应急止动环60与62。应急止动环60被插入到与转子18的内表面64相接合并受其支承。应急止动环60被制成在应急止动环60的内直径68与轴12之间留有一个小的间隙66。类似地，应急止动环62被插入到转子18的园柱形内表面64上并受其支承，并制成在应急止动环62与轴12之间设置一个间隙70。间隙66与70必须足以防止对转子18相对于轴12的转动的任何阻挡。然而，当转子18趋向绕点P2或任何别的沿轴12中心线上类似的点转时，则止动环60与止动环62将在径向上朝轴12的周边显著地位移，当间隙66与70闭合时便与轴12接合。一旦在轴12中的止动环60及62之间任何一点上、间隙66、70中的一个或两个闭合时，便阻止了转子18在箭头32所指的方向上的进一步移动。此后，就阻止滚珠轴承组件16、17内形成的如图1所示的力偶44、46的力的大小的继续增加，而且在应急止动环60或62与轴12接合时将已经存在的力偶限制到小于轴承组件16、17的构件中产生永久性塑性变形所需要的力。
下面，参见图3，其中示出了一个在功能上与图2所示的实施例相似的实施例。应急止动环62与轴12接合并受其支承。应急止动环62与转子18间确定一个窄的间隙71，并且该应急止动环是配置在与轴承组件16邻接的。类似地，将应急止动环60从图2中所示的位置移到如图3所示的靠近转子18的最下端的位置上。与间隙71相似，间隙67位于应急止动环60与转子18之间。应急止动环60以类似于应急止动环62的方式与轴12接合并受其支承。由于应急止动环60的位置移离滚珠轴承组件16、17一个较大的距离，间隙67可稍微比图2中所示的间隙66的对应尺寸大些。图2与3中的应急止动环60与62限制转子18绕X轴与Y轴的转动，其中Z轴是与轴12的中心线重合的，并与转子18的转动轴线重合。
下面参照图4，它描述一个应急止动环装置的替代实施例。图中所示的转轴电机10具有一根固定的轴12及转子18。转子18由滚珠轴承组件16、17支承在轴12上。由于电机结构的其余部分都是常用的，因此不作进一步的详细描述。
即使象图3那样地设置应急止动环60、62时，轴的弯曲仍会干扰电机的正常工作，因此将应急止动环80放置在滚珠轴承组件16、17之间，它能有效地发挥保护功能。这种配置适用于固体的或压电的应急止动环。
应急止动环80被配置在滚珠轴承组件16、17中间并比较靠近它们的位置上。应急止动环80被制成支承在轴12上并在其上保持静止。为了与转子18的内表面64接合，设置了一种可改变和可控制外直径的环。该应急止动环80是一个压电复合体，其中的压电材料被粘接在一个金属支座上。可施加电压82来使压电环与金属支座收缩。可用一个图4中示意地表示的开关84来控制电压82。回路是用一条接到地上88的导线86加以完成的。合上开关84，就能将电压82加到应急止动环80上，从而使它们收缩。为了更好地理解压电应急止动环80的构造，可参见图5。
止动环80由一个成形为杯92状的浅的金属盘制成。杯92由一个平的底壁94及一个大致直立的圆柱形外壁96构成。在杯92上还可设置一个圆柱形内壁98来与轴12接合。配置在应急止动环80的凹腔中的是诸如石英或锆钛酸铅等压电材料的环100。压电环100被粘接在杯92的内表面上，这样，压电环100的尺寸的任何改变就会影响杯形体92的尺寸。通过为环100选择一种适当的压电材料并使该材料的取向基本上在压电环100径向的方向上起反应，在开关84合上时施加电压82就能使压电环100收缩或缩紧。由于压电环100是粘接或附着在杯92上的，在电压82的作用下，直立壁96的外径将稍为减小。相应地，杯92的周边可从与转子18相接合的状态拉回或缩回，如图4所示。将电压82加在压电复合应急止动环80上，在应急止动环80的周边与转子18之间产生的间隙将容许转子18绕其转轴旋转而不受应急止动环80的干扰。由应急止动环80的收缩所形成的间隙63的大小可以用电压82的大小加以控制。
当断开开关84而中断电压82时，压电环100将放松到其不激活状态，并将金属杯92膨胀到杯92的周边与转子18的内表面64相接合时为止。由于应急止动环80与转子18相接合，因而使转子18停止运动，并在应急止动环80、轴承组件16、17、转子18与轴12的材料结构性能的范围内防止其相对于轴12的任何运动。
应急止动环80有效地分担了可能冲击轴12或转子18的一切震动载荷。通过与轴承组件16、17一起分担对转子18或轴12冲击的震动力，应急止动环80便提高了转轴电机组件10所能经受的最大震动载荷，同时能有效地将电机10的许用震动载荷提高到轴承组件16、17单独所能承受的，而且不会损坏轴承16、17的量值还高。
图6表示了利用应急止动环制止转子18进行不需要的运动的另一个实施例。
与图1～图4中所示的那些转轴电机相似，转子18支承磁盘52使其绕轴12旋转。图6中的转子18设有一个从其一端径向伸出的凸缘110。凸缘110被一个构成卡钳111的两个压电环112夹住，该卡钳111配置成在靠近凸缘110的周边114的位置上、与凸缘110的平面接合。压电环112是固定在夹框116上并由其支承的。夹框116是具有U形截面的一个环形结构。包括压电环112与夹框116的卡钳111的尺寸是这样的，即每当压电环112处在它们的放松状态下时，压电环112实际上将接触并紧紧地压接在凸缘110的平面上。当通过合上开关84而将电压82加在压电环112上时，就使压电环112收缩并在基本上平行于轴12的转轴的方向上减小它们的厚度。压电环112的厚度一减小就有效地将环112从与凸缘110的接合中缩回，放松凸缘110、使其能绕轴12旋转。
在每次切断压电环112的电压82时，压电环112便回归到它们的放松状态；抓住并夹住凸缘110，而由作用在磁盘驱动器10上的震动或冲击力引起的转子18的运动受到夹住凸缘110的压电环112的阻止，由此就能减小或消除通常会使轴承组件16、17变形及损坏的转子18的不需要的运动。
压电环112是用诸如石英或锆钛酸铅等适用的压电材料制成的，并且使压电材料是这样取向的，即，压电材料基本上在与压电材料接合的凸缘110的平面垂直的方向上进行收缩，而在凸缘110与压电环112之间产生间隙113。两个环112的取向是这样的，即在施加一个足够高的电压82时，收缩运动是在相反的方向上进行的，从而在每一个压电环112与凸缘110之间留出一个间隙。由于环112的厚度的减小，凸缘110便能自由地在其间旋转，从而放松转子18，使其以正常与一般的数据记录与检索的方式运转。这点应当清楚，即本发明的突出方面是当Z轴与转子18及轴12的转轴一重合，便防止转子绕着或沿着X轴或Y轴之一或两者的组合相对于轴12的运动。
由于没必要按一个完整的环来进行收缩/膨胀，因此卡钳111中的压电环112可以分多段地形成。卡钳111也可用与凸缘110接合的有限个数的段或垫片制成。要考虑的重要因素是在确定采用段或垫片来接合凸缘10时，应能在卡钳111中提供足够的抓住面积来阻止转子18的运动。
通过限制转子18相对于轴12的不需要的转矩与运动，便限制了作用在转轴电机10的滚珠轴承组件16、17的轴承圈上的力，并将其保持在小于那些由滚珠轴承组件16、17的滚珠24、30在轴承圈表面上刻入凹痕甚至永久变形点而导致破埙的力。
下面，参见图7，它表示了一个可以有利地安装本发明的应急止动环的一个磁盘驱动器110。该磁盘驱动器110包含一个致动器124及磁盘52。磁盘52是由转子18支承的，后者又可转动地支承在轴12的周围。
这点应清楚，即可将应急止动环60、62放置在沿轴12的多个不同位置上。应急止动环的主要特点是在应急止动环60、62与转轴电机10的轴12或转子18之间提供一个非常小的间隙68或70，使得在转子18运动时，间隙68或70将减小到使应急止动环60、62与轴12或转子18的固体表面相接合的那部分上，并防止转子18相对于轴12的进一步作不需要的运动。一旦应急止动环60、62移动到与轴12或转子18相接合，应急止动环60、62便能吸收与分担轴12与转子18之间的一些力与载荷，使得滚珠轴承组件16、17的应力不会达到破损点。
还应进一步清楚这点，即可在这里所描述的几个实施例上进行其它次要的改进，然而这些仍不脱离所附的权利要求书的范围。
权利要求
1. 一种用于存储数据的磁盘驱动器，它包括一台电机，它包含一根轴及一个转子，而且至少支承着一个磁盘；围绕着上述轴的一对滚珠轴承组件；上述转子由上述滚珠轴承组件相对于上述轴可转动地支承；上述转子包括一个与上述轴同轴的圆柱形内表面；以及至少一个环，它刚性地支承在上述轴与转子中的一个上，并具有与上述轴与转子中的另一个面对着离开一定距离的一个圆柱形表面，该距离小于上述转子相对地朝轴移动，从而在上述滚珠轴承内的表面造成永久性变形的距离，由此防止上述转子充分地位移而使任何一个滚珠轴承中的任何部分永久性地变形。
2. 如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于上述滚珠轴承组件是隔开布置的，而上述环则布置在上述轴上、并位于上述轴承组件的中间。
3. 如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于上述滚珠轴承组件是互相邻接设置的，而上述环则配置成沿轴向离开上述轴承，并配置在上述轴承的外侧。
4. 如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于上述环设置在上述轴上，在上述轴承组件中间，并且上述环进一步包括一种当把一定电压加在上述环上时会收缩的压电材料，由此产生上述距离的一个间隙。
5. 如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于上述的至少一个环包括一对环，上述环中之一设置成与每个上述轴承组件邻接，上述环具有粘合在一起的一个金属部分和一个压电部分，上述压电部分在一定电位下收缩，由此在激励时，上述环松开对转子的接合；在不激励时，上述环与转子接合，以防止上述转子相对于上述轴运动。
6. 一种震动损坏的防护装置，它是在有一根轴与一个转子的设备中用来防止滚珠轴承的构件中的永久变形，上述的轴与转子用滚珠轴承组件互相相对支承，其特征在于上述损坏防护装置包括一个减震圆形环，它设置在上述轴周围、并具有与上述转子的内表面互补的一个外表面，上述环具有一个径向宽度，以在上述环与内表面和轴中的一个之间形成一径向距离的间隙，上述径向距离小于上述转子必然会在上述径向上位移的使上述滚珠轴承的任何部分发生永久变形的一个距离。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于上述电机包含至少一对滚珠轴承，并且上述环是设置成沿上述的轴，并从上述滚珠轴承对移开的，由此将上述转子的径向位移量限制在不足以导致上述轴承构件永久变形。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于上述的环是设置在上述轴上、并在上述轴承之间的；上述的环还包括一个响应电位进行收缩的压电部分，由此在上述环收缩时，上述环的上述外表面与上述转子的上述内表面互相分离，而在上述环不收缩时互相接合。
9. 一种用于存储数据的磁盘驱动器，它包括一台驱动电机，它包含一根轴及一个可转动地安装的、能相对于上述的轴进行运动的转子；至少一对设置在上述的转子与轴之间的滚珠轴承；至少一个设置在上述转子上的磁盘，与上述转子一起相对于上述轴转动一个设置在上述转子上的凸缘，它从上述转子径向延伸并具有一对平面；一个第一环，在空间上与上述的轴相对固定，并设置在与上述凸缘的一个面邻接的位置上；一个第二环，在空间上与上述的轴相对固定，并设置在与上述凸级的一个面邻接的位置上在受到电压作用时，上述环处于在垂直于上述的平面的方向上收缩的状态，而在不受电压作用时，则处在一种释放状态；一个连接到上述环上的电源；一个介于上述电源与环之间的开关，用于使电源与环连通或断开；由此，当在上述环上施加一定电压时，上述环便将上述凸缘松开，而当电源切断时，上述环就与上述凸缘接合上。
10. 如权利要求9所述的磁盘驱动器，其特征在于上述第一环的上述收缩方向与上述第二环的上述收缩方向是相反的、并朝着离开上述凸缘的方向，而且其中第一与第二环是设置成当处在它们的收缩状态时，至少上述第一环的一个表面及上述第二环的一个表面离开上述的凸缘一些距离，允许上述环处于收缩状态时上述转子自由转动，而当上述环处在没被加电压的释放状态时，上述第一与第二环与凸缘相接合。
全文摘要
本发明是关于用于小形状系数的设备中防止滚珠轴承损坏的技术，该设备至少设有一个绕轴配置的并在设备的转子内部的应急止动环。该环的尺寸被制成只容许转子相对于轴作稍微的移动。所允许的移动量小于会导致滚珠轴承构件损坏的最小移动量。
文档编号F16C19/54GK1115015SQ9411342
公开日1996年1月17日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年1月28日
发明者青柳彰彦, E·布塔豪, V·D·卡纳, S·库马, M·施里-贾扬塔 申请人:国际商业机器公司