专利名称：记录盘设备及用于此记录盘设备的旋转支承结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种记录盘设备和一种记录盘旋转设备，在所述的记录盘设备中，当一电机使记录盘旋转且一伺服电机使磁性或光学(光电、光磁或类似的)记录头移动时，通过该记录头将信号记录到记录盘上或从记录盘中读出，而所述的记录盘旋转设备则用于在前述记录盘设备中支承和驱动所要旋转的记录盘。
在用于记录设备的先有技术之旋转支承结构及用于该结构的磁性流体密封中，如JAP平第3—272318号所公开的那样，在一旋转侧置有一分带有螺旋的或鱼刺状的润滑剂凹槽；如JPA平第4—6667号所公开的那样，在一固定侧设置有一用于磁性流体轴承润滑剂的磁体，并且，所述止推轴承部分带有一磁体轴承；如JPA平第3—89078号所公开的那样，将所述磁性流体密封件用于一滚珠轴承的主轴；以及如JPA昭第59—110961号及JPA平第1—234662号所公开的那样，所述磁性流体密封件带有凸缘，这些凸缘从前述磁体延伸至一转轴。
本发明的一个目的是提供一种用于改进所述记录盘上固定部件与旋转部件之间润滑状态的结构。
依照本发明，记录盘设备包括一用于在其上记录信号的记录盘；一旋转部件，上述记录盘安装在该旋转部件上；一旋转支承装置，此装置包括一转轴和一轴承，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结以便随之旋转并可相对该转轴和轴承中的另一个在一轴线上作旋转；以及处在上述旋轴支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生一动态的润滑剂压力；以及一径向轴承部分，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑剂压力，并且，所述转轴与止推轴承部分之间的间隙沿一圆周方向呈锥形，因此，该间隙内的动态润滑剂压力会随上述旋转部件的旋转而增加。
在本发明中，由于上述锥形间隙会增加沿推力方向的动态润滑剂压力，所以上述记录盘在旋转时在所述推力方向上是稳定或静止的。
所述的轴承具有一端面或接合面，此端面或接合面沿一径向方向紧对着所说的转轴，因此，该端面或接合面会在所述止推轴承部分的径向外侧处沿前述圆周方向包围该止推轴承部分以阻止上述润滑剂径向向外地流出该止推轴承部分，从而进一步增加了沿所述推力方向的动态润滑剂压力，并减少了上述润滑剂流向一磁流体密封件的流量。
为了使止推轴承部分中的最高润滑剂压力基本上等于径向轴承部分中的最高润滑剂压力，使上述锥形间隙末端的位置基本上在所述圆周方向上等于另一个锥形间隙末端的位置，在所述锥形间隙末端的位置处，前述止推轴承部分与转轴之间的轴向距离在该止推轴承部分内基本上是最小的，而在所述另一个锥形间隙末端的位置处，一径向轴承部分与前述转轴之间的径向距离则在该径向轴承部分内基本上是最小的。上述止推轴承部分径向地延伸至前述径向轴承部分以在两者之间形成流体通连，从而使该止推轴承部分内的润滑剂压力基本上等于该径向轴承部分内的润滑剂压力并避免在该径向轴承部分或止推部分内润滑剂不充足。所述轴承还具有另一端面或接合面，此端面或接合面沿轴向方向紧对着所说的转轴，因此，该端面沿所述周围方向在前述止推轴承部分与径向轴承部分之间延伸以避免这两部分之间的流体通连，从而进一步增加了在所述推力方向上的动态润滑剂压力。
可将上述径向轴承部分的轴心安置在前述记录盘的轴向宽度之内，以便能使该径向轴承部分有效地经受住上述记录盘的偏心力，从而使得该记录盘旋转时在所述径向方向上是稳定的。
本发明的记录盘设备可包括一润滑剂通连凹槽，此凹槽在所述轴承的径向轴承部分与止推轴承部分之间径向地延伸并被前述转轴所覆盖，因此，所述径向轴承部分上的润滑剂会通过该润滑剂通连凹槽与止推轴承部分上的润滑剂相通连，从而通过前述轴承与转轴之间的相对旋转运动而使所说的润滑剂流向上述止推轴承部分和径向轴承部分。
本发明的记录盘设备可带有一润滑剂循环通路，此通路从上述止推轴承部分轴向地延伸至径向轴承部分以使径向向外流出该止推轴承部分的润滑剂不致在没有经过径向轴承部分的情况下直接返回到止推轴承部分，从而防止了流出该止推轴承部分的润滑剂的显著的摄动流动或反向流动并使得所述润滑剂和轴承的温度在整体上基本保持恒定。所说的润滑剂循环通路可形成在前述轴承或轴套上。
本发明的记录盘设备包括一用于在其上记录信号的记录盘；一旋转部件，上述记录盘安装在该旋转部件上；一固定部件，上述旋转部件支承在该固定部件上；一滑动轴承，该轴承包括一转轴和一轴承，该转轴和轴承中的一个与前述旋转部件相联结以形成一旋转侧且该转轴和轴承中的另一个与前述固定部件相联结以形成一固定侧，从而产生了一动态润滑剂压力以便在前述旋转部件旋转时以可在一轴线上旋转的方式将该旋转部件支承在所述的固定部件上；磁性流体润滑剂；以及一磁性流体密封装置，此装置包括一磁体，该磁体将上述磁性流体润滑剂吸引在前述旋转侧与固定侧之间；其中，在前述滑动轴承与磁性流体密封装置之间的间隙内基本上填满了所述的磁性流体润滑剂。
由于上述滑动轴承与磁性流体密封装置之间的间隙内基本上填满了所说的磁性流体润滑剂，也就是说，上述滑动轴承与磁性流密封装置之间的间隙基本上不包含有空气，该空气与温度变化有关的膨胀及收缩系数要显著地大于所述磁性流体润滑剂的膨胀及收缩系数，而且，当所述润滑剂包括空气时，该空气会降低润滑或摩擦减少的性能，所以，在滑动轴承与磁性流体密封装置之间不会产生空气膨胀和收缩且所述磁性流体润滑剂在磁性流体密封装置中的位置不会随温度的变化而改变，因此，所述磁性流体润滑剂会在磁性流体密封装置内保持稳定以防止从该磁性流体密封装置中泄漏或排出磁性流体润滑剂，并且，能避免所述磁性流体润滑剂的吸气作用从而按规定的程度保持上述滑动轴承内的润滑状态。
可将上述磁性流体密封装置设置在前述推力轴承部分的径向外侧，以便减缓磁性流体润滑剂从上述止推轴承部分朝向磁性流体密封装置的喷流速度。所述的固定部件和旋转部件在前述止推轴承部分的径向外侧处彼此紧密地相对，以阻止所述的润滑剂从止推轴承部分径向地流向磁性流体密封装置，从而阻止或减少了该磁性流体润滑剂从止推轴承部分流向磁性流体密封装置。可将所述的磁性流体密封装置设置在径向轴承部分的径向外侧，以便减缓磁性流体润滑剂从上述径向轴承部分朝向磁性流体密封装置的喷流速度。
上述旋转侧和固定侧中的一个带有一螺纹或螺旋凹槽，此凹槽在该旋转侧和固定侧中的一个的内缘或外缘上延伸以便与旋转侧和固定侧中的另一个相对向并朝向一垂直于前述旋转轴线的假想平面倾斜以便随着旋转部件的旋转而将磁性流体密封装置外侧的空气从所说设备的外侧推向该磁性流体密封装置，从而阻止前出磁性流体润滑剂从磁性流体密封装置中泄漏或排出。
上述旋转侧和固定侧之一上的磁体所产生的磁力线会穿过上述具有导磁性的滑动轴承从而传导至所述旋转侧和固定侧中的另一个，因此，所述滑动轴承会被前述磁体所包围且该磁体和滑动轴承两者均存在于相同的径向位置上，以便使该滑动轴承在轴向上尽可能地长。上述磁性流体密封装置带有一导磁性钢制部件，此部件用磁力与前述磁体相连接并将所述磁性流体吸在其前端处，并且，通过上述作为一止推滑板的导磁性钢制部件而在所述固定侧与旋转侧之间传导沿推力方向的力，以便沿前述轴向方向连续地安置润动轴承和磁性流体密封装置并尽可能径向向内地安置磁性流体密封装置。
上述转轴和轴承中的一个(它与旋转部件和固定部件中的一个相联结)可带有一磁体或由一磁体制成，以便以旋转方式支承旋转部件，上述转轴和轴承中的另一个(它与旋转部件和固定部件中的另一个相联结)可带有一非磁性部分或由非磁性材料制成，它紧对着前述磁体，其中，所述磁体包括一对N极和S极，并且该N极与S极的边界向一垂直于前述轴线的假想平面倾斜或向该轴线的圆周方向倾斜，从而沿着所述边界吸引磁性流体润滑剂，因此，能随着旋转部件的旋转而轴向或径向地推挤所述磁体上的磁性流体润滑剂，以增加沿前述推力方向的动态润滑压力。
图1是显示带有本发明之记录盘旋转设备的记录盘设备的剖面图；图2是本发明之滑动轴承的侧视图，它显示了润滑剂通连凹槽、止推轴承部分和径向轴承部分；图3是沿图2中滑动轴承之圆周方向的剖面图，它显示了沿圆周方向呈锥形的止推轴承部分；图4是显示用于磁性流体密封装置的由一磁体与导磁性部件所构成的组件的剖面图；图5是显示用于磁性流体密封装置的由一磁体与导磁性部件所构成的另一种组件的剖面图；图6是显示本发明之轴承中径向轴承部分上螺纹状润滑剂凹槽的剖面图；图7是显示本发明之转轴中径向轴承部分上螺纹状润滑剂凹槽的剖面图；图8是显示本发明之记录盘设备组配前的剖面图；图9是显示本发明之另一种记录盘设备的剖面图；图10是显示用于图9之记录盘设备的导磁性轭架的剖面图；图11是显示可用于图9之记录盘设备的磁体的剖面图；图12是显示可用于图9之记录盘设备的另一种磁体的剖面图13是显示包含在前述记录盘设备内的本发明之另一种记录盘旋转设备的剖面图；图14是显示上述记录盘设备的剖面图，其中，包含有图13中的记录盘旋转设备和一记录头装置；图15是本发明之带有一润滑剂循环通路的另一种滑动轴承的侧视图；图16是沿图15之16—16线的剖面图，它显示了沿所述圆周方向呈锥形的止推轴承部分；图17是显示润滑剂经由润滑剂循环通路从止推轴承部分到径向轴承部分循环流程的剖面图；图18是显示包含在前述记录盘设备内的又一种记录盘旋转设备的剖面图；图19是显示上述止推轴承部分的侧视图；图20是本发明之再一种滑动轴承的侧视图，它显示了用于上述止推轴承部分的径向外端面或接合面和径向内端面或接合面；图21是沿图21中21—21线的剖面图；图22是本发明之又一种滑动轴承的侧视图，该轴承不带有用于所述止推轴承部分的径向外端面或接合面和径向内端面或接合面；图23是沿图22中23—23线的剖面图；图24是本发明之还一种滑动轴承的侧视图，该滑动轴承带有相对润滑剂通连凹槽沿圆周方向的止推轴承部分；
图25是沿图24中25—25线的剖面图；图26是本发明之另外一种滑动轴承的侧视图，该滑动轴承带有相对润滑剂通连凹槽沿圆周方向的止推轴承部分，但不带有径向内端面或接合面或径向外端面或接合面；图27是本发明之带有切面的另又一种滑动轴承的侧视图，所说的切面用于使滑动轴承有角度地定位；图28是显示本发明之形成在转轴上的润滑剂通连凹槽和止推轴承部分的剖面图；图29是本发明之又一种记录盘设备的局部剖面的倾斜投影图；图30是图29中记录盘设备的局部剖面图；图31是显示一磁性流体密封装置的剖面图；图32是显示另一种磁性流体密封装置的剖面图；图33是显示图29和图30中轴承部分与设备外部之间压力分布的曲线图；图34是本发明之再一种记录盘设备的局部剖面图；图35是显示图34中整个设备的压力分布的曲线图；图36是显示另外一种记录盘设备的剖面图，其中包含了再一种记录盘旋转设备和所述的记录头装置；图37是显示本发明之另一种径向轴承的局部剖面图，所述的径向轴承用于包含在上述记录盘设备内的另一种径向滑动轴承；图38是显示图37中轴承与一非导磁性转轴所构成的组合体的倾斜投影简图；图39是显示本发明之另一种转轴与非导磁性轴承所构成的组合体的剖面图，该组合体用于包含在前述记录盘设备内的另一种径向滑动轴承；图40是显示图39中转轴与前述非导磁性轴承的剖面图；图41是显示本发明之又一种转轴与非导磁性轴承所构成的组合体的剖面图，该组合体用于包含在前述记录盘设备内的另一种止推滑动轴承；图42是显示图41中转轴的剖面图；图43是显示本发明之另外一种包含在前述记录盘设备内的记录盘旋转设备的局部剖面图。
在图1所示的记录盘旋转设备中，用粘合剂将转轴26和磁性线圈定子8固定在基底18上。转轴26具有一螺纹孔13，此螺纹孔用于螺栓14；一润滑剂孔27；一磁体组件11，此组件作为一个用粘合剂固定在螺栓14上的止推部件而吸引磁性流体；以及一磁体组件24，此组件起一止推环及另一种用于吸引磁性流体的磁体的作用。磁性线圈定子8带有多层钢板22及电磁线图21，从而使轴套7通过其上的永久磁性20旋转。轴套7带有一衬套17，一接收永久磁体20的轭架19；一带有另一个磁体的导磁性部件16，此部件用于吸引所说的磁性流体；一导磁性部件23以及一罩盖9。在衬套17上形成有径向轴承部分12和25以及止推轴承部分15和28。磁性流体放置在磁体组件24与导磁性部件23之间以及磁体组件11与导磁性部件16之间，从而封住了一旋转部件组件与一固定部件组件之间的间隙以阻止所述记录盘旋转设备外部的空气。当上述磁性流体是磁性流体润滑剂时，最好填满磁体组件24与导磁性部件23所构成的组合体内部的间隙，也就是说，用该磁性流体润滑剂填满磁性密封装置与滑动轴承之间的间隙。
轴套7还包括一螺纹或螺旋凹槽10以便沿该轴套将空气推挤或挤压至所述的磁性密封装装置，从而阻止了所述磁性流体或润滑剂随轴套7的旋转而从该磁性密封装置中泄漏出来。在用粘合剂将夹持环6安装到轴套7上之后，用分隔件4和5按固定的径向距离将记录盘1、2、3安置在轴套7上。将径向轴承部分12和25的轴心设置在记录盘轴向宽度内，从而减少了记录盘1—3的径向偏心性所引起的转矩力。
如图2所示，衬套17的径向轴承部分12和25由三个圆弧40—42构成，这些圆弧平行于—旋转轴线延伸且它们的圆心并不位于该旋转轴线上。如图3所示。止推轴承部分28形成在衬套17的锥形凹槽46—48上。所述的润滑剂基本上填满了止推部件11与导磁性部件23之间的空间以便产生一动态润滑剂压力。衬套17和转轴26之间的楔形间隙会沿相对润滑剂通连凹槽43—45的共有圆周方向减少它们在圆弧40—42与转轴26之间的径向距离以及它们在锥形凹槽46—48与转轴26之间的轴向距离。在图2、图3、图20—28以及图38中，虚线箭头表示当衬套17与所述之固定部件相联结时转轴的运动方向，而实线箭头则表示当转轴17与所述之固定部件相联结时衬套的运动方向。
如图4所示，磁体组件11带有导磁性钢制部件50和53以及一位于该钢制部件之间的磁体51，因此，磁体51在轴向上所产生的磁力线会弯曲穿过导磁性钢制部件50和53从而径向地延伸，并且，作为一止推板的导磁性钢制部件53会与上述止推轴承部分上的衬套17相接触。如图5所示，安装在转轴26上的磁体组件24带有导磁性钢制部件60和63以及一位于该钢制部件之间的磁体61，因此，磁体61在轴向上所产生磁力线会弯曲穿过导磁性钢制部件60和63从而径向地延伸，并且，作为一止推板的导磁性钢制部件60会与止推轴承部分28上衬套17相接触。
如图6所示，在衬套17中，可以用带有螺纹凹槽71和73的圆孔来代替径向轴承部分12和25内的圆弧40—42。如图7所示，可以用带有螺纹凹槽75和76的转轴77与具有圆孔而不是圆弧的衬套所构成的另一种组合体来代替转轴17和衬套17的组合体，所说的衬套17带有用于径向轴承部分12和25的圆弧40—42。
在组装所述记录盘旋转设备过程中，如图8所示，用粘合剂将其上粘接有磁体组件24的转轴26和定子8固定到基底18上以作为固定部件。将衬套17及导磁性部件23和16粘合到轴套7上以作为旋转部件。通过把衬套17装配到转轴26上而将上述旋转部件安装到固定部件上，将前述磁性流体加到磁体组件24上，将所述润滑剂加入到衬套17内，并且，在相对衬套17适当调节磁体组件11与24之间的轴向距离的同时，通过用粘合剂将螺栓14安装到转轴16上而将磁体组件11安装到转轴16上。此后，将前述磁性流体放至磁体组件11。如果所说的润滑剂是前述磁性流体润滑剂，那么就加进该磁性流体润滑剂以填满从磁体组件24至磁体组件11的间隙。最后将罩盖9安装到轴套7上。基底18可与上述记录盘设备的外壳成整体。
如图9所示，可用磁体80与导磁性部件81的组合体来取代磁体组件24与导磁性部件24的组合体，在上述磁体80与导磁性部件81的组合体中，用于吸引磁性流体的磁力线轴向地延伸，并且，可用螺栓90来取代螺栓14，通过螺栓90可将转轴25安装到前述记录盘设备的外壳上。在作为磁体组件11和24的磁体组件91与螺栓90之间形成有一磁性密封。如图10所示，导磁性部件81带有凸缘82和83以聚集由磁体80产生的磁力线84和85，从而吸引磁性流体86。图11和图12中显示了磁体80的磁力线87和88。
在图13至图17所示的另一种记录盘旋转装置中，一夹持部件103逆着轴套104挤压其间带有分隔件102的记录盘101以形成一旋转部件，并且，将转轴105安装到能在衬套107内旋转的轴套104上，而衬套107则安装在前述固定部件的外罩106上。在定子108与轴套107内的永久磁体109之间产生一旋转力矩以使上述旋转部件旋转，而所述的定子108则带有电磁线圈，这些线圈围绕着外罩106内的铁芯。每个记录盘101均设置在记录头110之间以便将信号记录在该记录盘上和/或从该记录盘中读出信号。每个记录头110均通过支臂111与支架112相连接，支架112可在一中轴线上旋转以改变记录头110在记录盘101上的径向位置。VCM(音圈电机)线圈113和VCM磁体114所构成的组合体以旋转的方式驱动支架112。基底115上的这些部件被罩盖16所覆盖。
由圆弧129所构成的作为前述楔形或锥形间隙的径向轴承部分117a和117b形成在衬套107与转轴105之间，并且，这些间隙内填满了磁性流体润滑剂120。由锥形凹槽130所构成的作为前述楔形或锥形间隙的止推轴承部分118和119形成在衬套107与安装在转轴105上的止推板122之间以及衬套107与转轴105上的导磁性止推部件121之间，并且，这些间隙内填充有磁性流体润滑剂120，直至该润滑剂120达到由磁体组件125与导磁性止推部件121构成的磁性流体密封装置组合体。
径向及轴向延伸的凹槽123起受所述润滑剂通连凹槽和润滑剂循环通路的作用，并且，开孔133在凹槽123与径向轴承部分117a和117b之间延伸，因此，形成了润滑剂的循环124，此循环用于冷却所说的润滑剂并防止在整个衬套107上产生大的温度变化。当衬套107与转轴105之间产生相对旋转时，经由凹槽123与径向轴承部分117a和117b相通连的润滑剂会进入止推轴承部分118和119并因离心力而径向向外流出止推轴承部分118和119且因润滑剂粘性而沿所述圆周方向流动并且到达凹槽123，而且，如上所述被加速了的润滑剂会在凹槽123内经由开孔133流至径向轴承部分117a和117b，从而形成了润滑剂循环124。
为了从上述磁性流体密封装置、滑动轴承以及这两者之间的间隙中完全排出空气，罩帽126带有一磁性流体润滑剂填加孔127和一空气排放孔128。在将上述罩帽安装到外罩106上并用磁性流体润滑剂完全填充罩帽126的内部直至该润滑剂接触到罩帽126之后，就用粘合剂将开孔127和128封闭起来。
如图18所示，可用由所述衬套的圆孔与该衬套上的螺纹或鱼刺状凹槽133所构成的组合体或由所述衬套的圆孔与转轴上的螺纹或鱼刺状凹槽131所构成的组合体来代替前述径向轴承部分的圆弧。如图19所示，可用由上述衬套的一扁平轴向端面与转轴上的螺线形凹槽132所构成的组合体或由一非凹槽式转轴与前述衬套的扁平轴向端面上的螺线形凹槽132所构成的组合体来代替止推轴承部分的锥形间隙。
如图20—27所示，可用一衬套202来代替衬套17和107。衬套202包括用于转轴201的圆弧209；沿所述圆周方向呈锥形的止推凹槽204；润滑剂通连凹槽203以及端面或接合面207，该面轴向地紧对着位于止推凹槽204与润滑剂通连凹槽203之间的上述转轴。衬套202可包括径向上在外侧的端面或接合面205，该面在止推凹槽204的径向外侧处轴向地紧对着所述的转轴；以及径向上在内侧的端面或接合面206，该面在止推凹槽204的径向内侧处轴向地紧对着所述的转轴，如图20所示。可以从衬套207中去掉径向上在内侧及在外侧的端面或接合面206和205，如图22所示。止推凹槽204可从润滑剂通连凹槽203中沿圆周方向延伸出去，如图24—26所示。衬套202可带有用作基准面的切面208，此切面用于使止推凹槽204正确地定位；圆弧209以及润滑剂通连凹槽203。如图28所示，当衬套20带有一用于转轴201的圆孔和/或一非凹槽式或扁平止推端面时，止推凹槽204、润滑剂通连凹槽203、端面或接合面207等均可形成在转轴201上。
如图43所示，磁体组件125包围着导磁性衬套107，或设置在该衬套的轴向宽度内，因此，由磁体组件1 25所产生的磁力线会径向地穿过上述衬套而经由该衬套传导给导磁性转轴105和导磁性止推部件121。上述磁性流体润滑剂被稳定地吸引在磁体组件125民导磁性止推部件121之间，从而避免了润滑剂的泄漏。
在如图29—33所示的又一种记录盘旋转设备中，一滑动轴承件以可旋转的方式将用于支撑记录盘319的轴套301支承在用作固定部件的底板303上，上述滑动轴承件包括与底板303相联结的转轴304以及与轴套301相联结的轴承302。该滑动轴承件具有径向轴承部分302a和302b以及止推轴承部分302c和302d。在轴套301与底板303之间形成有一电机室311以在其中接收安装在轴套301上的电机定子305以及安装在轴套301上的转子的永久磁体306。带有电磁体的电机定子305径向地对着转子的永久磁体306，从而产生了位于其间的力矩，此力矩用于使轴套301旋转。
止推轴承部分302c形成在转轴304的凸肩307与轴承302之间，而止推轴承部分302d则形成在安装于转轴304一端的止推板308与轴承302之间。以流体方式与径向轴承部分302a和302b以及止推轴承部分302c和302d相通连的磁性流体密封箱310基本上填满了磁性流体润滑剂312并被一磁性流体密封装置321和一密封罩帽320以密闭的方式所封住。与底板303相联结的环形磁体313所产生并被径向极化的磁力线在至少两个环形凸缘314与密封箱310内的轴套301之间轴向地延伸，从而在所述滑动轴承件与电机室311之间形成了磁性流体密封装置321。环形凸缘314可包含在轴套301内。与底板33相联结的另一环形磁体317所产生的并被径向极化的磁力线在轴套301的至少两个环形凸缘318与磁体317之间轴向地延伸，从而在其间吸引住了所说的磁性流体，因此，在所述记录盘旋转设备外部的空气与电机室311之间形成了另一个磁性流体密封装置322。将一螺纹或螺旋凹槽316设置在底板303的套筒部分315上，以便紧对着轴套301位于电机室311与磁性流体密封装置321之间的边缘，因此，能随着轴套301的旋转而将其间的空气推向并引导至磁性流体密封装置321，从而避免了所述磁性流体润滑剂流出该装置321。由于在上述滑动轴承件与前述记录盘旋转设备外部的空气之间设置了多个磁性流体密封装置321和322以及螺旋凹槽316，所以，即使在因空气扰动损失而使所述润滑剂受热膨胀的情况下，跨越各个磁性流体密封装置321和322的压力差也会很小，如图33所示，而所说的空气扰动损失则是由记录盘319的旋转、所述记录盘旋转设备的周围温度、前述滑动轴承件的摩擦损失和/或电机定子305的电磁线圈铁损所引起的。所以，能确实防止润滑剂泄漏。不将磁性流体密封装置321设置在转轴304上，因此会增加位于转轴304和底板302之间的装配区域。
如图34所示，可将另一种磁性流体密封装置323设置在轴套301的至少两个凸缘与安装在止推板308上的磁体324之间，并且，可通过螺旋孔326将止推板308安装到所述记录盘设备的外罩上。在这一实施例中，跨越各个磁性流体密封装置321、322和323的压力差也是很小的，如图35所示。
在如图36所示的再一种记录盘旋转装置中，记录盘410安装在轴套412上，从而形成了一旋转部件，并且，轴套412可在固定部件的外罩419上旋转。每个记录盘410均设置在记录头414之间以便向该盘上记录信号和/或从中读出信号。每个记录头414均通过一支臂422与支架415相连接，并且，支架415可在一中轴线旋上转以改变记录头414在记录盘410上的径向位置。由VCM线圈417与VCM磁体416构成的组合体以旋转的方式驱动支架415。这些部件被一罩盖413所覆盖，在此罩盖413上设置有电路基片420。信号处理与VCM线圈驱动器集成电路418通过一连接器412以电学的方式与记录头414和VCM线圈417相连接。
以可旋转方式支承轴套412的滑动轴承件带有一非导磁性转轴405和磁性轴承404，在该磁性轴承中，永久磁体424的N极与S极的边界423是弯曲的从而形成了若干尖顶，如图38所示。当在转轴405与轴承404之间产生沿虚线箭头和实线箭头所示方向的相对旋转运动时，会将永久磁体424之磁力425沿边界423所引导或吸引的磁性流体润滑剂推向所说的尖顶，因此，在该尖顶处所述磁性流体润滑剂的压力会明显增加。
以可旋转方式支承轴套412的另一种滑动轴承件带有一非导磁性轴承404和磁性转轴405，在该转轴中，永久磁体424的N极与S极的边界423是弯曲的从而形成了若干尖顶，如图39所示。在此实施例中，其中支承着磁性转轴405的开孔包括至少3个圆弧，这些圆弧的曲率中心并不位于磁性转轴405的轴线上，如图40所示，因此，所述磁性流体润滑剂的压力会进一步增加。
可如图41和图42所示的那样形成所说的止推轴承部分。当所说的转轴如实线箭头所示那样在非导磁性轴承404上旋转时，会径向向内地推挤永久磁体424沿止推板401上的边界423所引导或吸引的磁性流体润滑剂。在图37—41的实施例中，所说的磁性流体润滑剂被稳定地吸引在所述滑动轴承件的周围。
权利要求
1. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一旋转支承装置，它包括一转轴(26、77、105、201、304)以及一轴承(17、72、107、202、302)，该转轴及轴承中的一个与所述旋转部件相联结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15、28、118、119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生一动态的润滑压力；以及一径向轴承部分(12、25、117a、117b、209)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑压力，并且所述转轴与止推轴承部分之间的间隙沿一圆周方向呈锥形，因此，该间隙内的动态润滑剂压力会随上述旋转部件的旋转而增加。
2. 如权利要求1所示之记录盘设备，其特征在于，所说的轴承还带有一端面(205)，此端面沿一轴向方向紧对着上述转轴，并且，此端面在上述止推轴承部分的径向外侧处沿前述圆周方向包围着该止推轴承部分以阻止所说的润滑剂从该止推轴承部分中径向地流出。
3. 如权利要求1所示之记录盘设备，其特征在于，所述转轴与径向轴承部分之间的另一间隙沿上述圆周方向呈锥形，因此，该间隙内的另一个动态润滑剂压力会随着旋转部件的旋转运动而增加。
4. 如权利要求3所述之记录盘设备，其特征在于，所述锥形间末端的位置基本上在前述圆周方向上等于前述另一个锥形间隙末端的位置，在所述锥形间隙末端的位置处，前述止推轴承部分与转轴之间的轴向距离在该止推轴承部分内基本上是最小的，而在所述另一个锥形间隙末端的位置处，前述径向轴承部分与转轴之间的径向距离则在该径向轴承部分内基本上是最小的。
5. 如权利要求1所述之记录盘设备，其特征在于，所说的止推轴承部分径向向内延伸至前述径向轴承部分，从而在两者之间形成了流体通连。
6. 如权利要求1所述之记录盘设备，其特征在于，所说的转轴带有一在径向上的末端以及一止推部件(11，122，308)，该止推部件安装在前述在径向上的末端上，并且，在所述止推部件与止推轴承部分之间产生有所说的动态润滑剂压力。
7. 如权利要求1所述之记录盘设备，其特征在于，所说的轴承还带有一端面(206)，此端面在一轴向方向上紧对着前述转轴，并且，该端面沿所述圆周方向在止推轴承部分和径向轴承部分之间延伸从而阻止了这两者之间的流体通连。
8. 如权利要求1所述之记录盘设备，其特征在于，所述径向轴承部分的轴心设置在前述记录盘的轴向宽度之内。
9. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一旋转支承装置，它包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴及轴承中的一个与所述旋转部件相连结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生一动态润滑剂压力；以及一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑剂压力，并且所述轴承还包括一润滑剂通连凹槽(43—45，123，203)，此凹槽被上述转轴所覆盖，并且，通过前述润滑剂通连凹槽，径向轴承部分上的润滑剂与止推轴承部分上的润滑剂相通连。
10. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一旋转支承装置，它包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴及轴承中的一个与所述旋转部件相联结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于前述轴线的推力方向产生一动态润滑剂压力；以及一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于前述轴线的径向方向产生另一个动态润滑剂压力，并且所说的设备还包括一润滑剂循环通路(123，208)，此通路从上述止推轴承部分轴向地延伸至径向轴承部分，从而避免了径向向外流出该止推轴承部分的润滑剂在不经过径向轴承部分的情况下直接返回至该止推轴承部分。
11. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一固定部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一滑动轴承(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，此滑动轴承包括一转轴和一轴承，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结以形成一旋转侧，另一个则与上述固定部件相联结以形成一固定侧，从而，产生了一动态润滑剂压力以便以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定部件上；磁性流体润滑剂；以及一磁性流体密封装置，此装置包括一磁体(11，24，80，125，313，317)，该磁体将上述磁性流体润滑剂吸引在上述旋转侧与固定侧之间；其中，所述滑动轴承与磁性流体密封装置之间的间隙基本上填满了所说的磁性流体润滑剂。
12. 如权利要求11所示之记录盘设备，其特征在于，所说的滑动轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着上述旋转部件的旋转运动而在上述固定与旋转侧之间沿一基本上平行于前述轴线的推力方向产生所说的动态润滑剂压力，并且，所说的磁性流体密封装置设置在上述止推轴承部分的径向外侧处。
13. 如权利要求11所述之记录盘设备，其特征在于，所说的滑动轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着上述旋转部件的旋转运动而在前述固定与旋转侧之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生所说的动态润滑剂压力，并且，所说的滑动轴承带有一节流部分(205)，此节流部分位于上述止推轴承部分的径向外侧以阻止前述磁性流体润滑剂从该止推轴承部径向地流至磁性流体密封装置。
14. 如权利要求11所述之记录盘设备，其特征在于，所说的滑动轴承带有一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209)，此部分用于随着上述旋转部件的旋转运动而在前述固定与旋转侧之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生所说的动态润滑剂压力，并且，所说的磁性流体密封装置设置在上述径向轴承部分的径向外侧处。
15. 如权利要求11所述之记录盘设备，其特征在于，所述旋转侧和固定侧中的一个上带有一螺纹凹槽(316)，此凹槽对着该旋转侧和固定侧中的另一个，从而随着上述旋转部件的旋转运动而将空气从所说设备的外部推挤至前述磁性流体密封装置。
16. 如权利要求11所示之记录盘设备，其特征在于，所说的磁性流体密封装置带有一导磁性部件(53，60)，此部件用磁力与所述磁体相连接，并且，通过上述导磁性部件在前述固定与旋转侧之间传导沿一基本上平行于所述轴线的推力方向的力。
17. 如权利要求11所述之记录盘设备，其特征在于，所述磁体所产生的磁力线会穿过前述滑动轴承。
18. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一固定部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一旋转支承装置(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，通过此旋转支承装置以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定部件上；以及处在上述旋转支承装置内的磁性流体润滑剂；其中，上述旋转支承装置包括一转轴(26，77，1 05，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结，另一个则与上述固定部件相联结，所述转轴和轴承中的一个带有一磁体(424)，另一个则带有一非磁性部分，此部分紧对着上述磁体，该磁体包括一对N极和S极，该N极与S极的边界向一垂直于前轴线的假想平面倾斜以便沿着该边界吸引所说的磁性流体润滑剂，因此，会随着前述旋转部件的旋转运动轴向地推挤上述磁体上的磁性流体润滑剂。
19. 一种记录盘设备，它包括一用于在其上记录信号的记录盘(1—3，101，319，410)；一旋转部件(7，104，301，412)，在此旋转部件上安装有所述的记录盘；一固定部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一旋转支承装置(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，通过此旋转支承装置以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定部件上；以及处在上述旋转支承装置内的磁性流体润滑剂；其中，上述旋转支承装置包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结，另一个则与上述固定部件相联结，所述转轴和轴承中的一个带有一磁体(424)，另一个则带有一非磁性部分，此部分紧对着上述磁体，该磁体包括一对N极和S极，该N极和S极的边界(423)向前述轴线的圆周方向倾斜以便沿着该边界吸引磁性流体润滑剂，因此，会随着前述旋转部件的旋转运动径向地推挤上述磁体上的磁性流体润滑剂。
20. 一种记录盘旋转设备，它包括一用于支撑记录盘的旋转部件(7，104，301，412)；一旋转支承装置，它包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，1 07，202，302)，该转轴和轴承中的一个与所述旋转部件相联结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生一动态润滑剂压力；以及一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑压力，并且所述转轴与止推轴承部分之间的间隙沿一圆周方向呈锥形，因此，该空隙内的动态润滑剂压力会随上述旋转部件的旋转而增加。
21. 一种记录盘旋转设备，它包括一用于支撑记录盘的旋转部件(7，104，301，412)；一旋转支承装置，它包括一转轴(26，77，1 05，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与所述旋转部件相联结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线的推力方向产生一动态润滑剂压力；以及一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑剂压力，并且所述轴承还包括一润滑剂通连凹槽(43—45，123，203)，此凹槽被上述转轴所覆盖，而且，上述径向轴承部分上的润滑剂通过该润滑剂通连凹槽与所述止推轴承部分上的润滑剂相通连。
22. 一种记录盘旋转设备，它包括一用于支撑记录盘的旋转部件(7，104，301，412)；一旋转支承装置，它包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与所述旋转部件相联结并可相对其中的另一个在一轴线上旋转；以及处在上述旋转支承装置内的润滑剂；其中，所述轴承带有一止推轴承部分(15，28，118，119)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上平行于所述轴线推力方向产生一动态润滑剂压力；以及一径向轴承部分(12，25，117a，117b，209)，此部分用于随着前述旋转部件的旋转运动而在上述转轴与轴承之间沿一基本上垂直于所述轴线的径向方向产生另一个动态润滑压力，并且所述设备还包括一润滑剂循环通路(123，208)，此通路从上述止推轴承部分轴向地延伸至上述径向轴承部分，从而阻止了流出止推轴承部分的润滑剂在不经过径向轴承部分的情况下直接返回至该止推轴承部分。
23. 一种记录盘旋转设备，它包括一用于支撑记录盘的旋转部件(7，104，301，412)；一固定部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一滑动轴承(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，此轴承包括一转轴和一轴承，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结以形成一旋转侧，另一个则与上述固定部件相联结以形成一固定侧，从而，产生了一动态润滑剂压力以便以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定部件上；磁性流体润滑剂；以及一磁性流体密封装置，它包括一磁体(11，24，80，125，313，317)，该磁体将上述磁性流体润滑剂吸引在上述旋转侧与固定侧之间；其中，所述滑动轴承与磁性流体密封装置之间的间隙基本上填满了所说的磁性流体润滑剂。
24. 一种记录盘旋转设备，它包括一旋转部件(7，104，301，412)；一固定部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一旋转支承装置(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，通过此旋转支承装置以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定上部件上；以及处在上述旋转支承装置内的磁性流体润滑剂；其中，上述旋转支承装置包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结，另一个则与上述固定部件相联结，所述转轴和轴承中的一个带有一磁体，另一个则带有一非磁性部分，此部分紧对着上述磁体(424)，该磁体包括一对N极和S极，该N极和S极的边界(423)向一垂直于前述轴线的假想平面倾斜以便沿着该边界吸引所说的磁性流体润滑剂，因此，会随着前述旋转部件的旋转运动轴向地推挤上述磁体上的磁性流体润滑剂。
25. 一种记录盘旋转设备，它包括一旋转部件(7，104，301，412)；一固定转部件(18，115，303，419)，在此固定部件上支承着所述的旋转部件；一旋转支承装置(26，77，105，201，304，17，72，107，202，302)，通过此旋转支承装置以可在一轴线上旋转的方式将前述旋转部件支承在上述固定部件上；以及处在上述旋转支承装置内的磁性流体润滑剂；其中，上述旋转支承装置包括一转轴(26，77，105，201，304)以及一轴承(17，72，107，202，302)，该转轴和轴承中的一个与上述旋转部件相联结，另一个则与上述固定部件相联结，所述转轴和轴承中的一个带有一磁体(424)，另一个则带有一非磁性部分，此部分紧对着上述磁体，该磁体包括一对N极和S极，该N极和S极的边界(423)向前述轴线的圆周方向倾斜以便沿该边界吸引磁性流体润滑剂，因此，会随着前述旋转部件的旋转运动径向地推挤上述磁体上的磁性流体润滑剂。
全文摘要
一种记录盘设备，它包括位于转轴与在一圆周方向上呈锥形的止推轴承部分之间的间隙；一轴承的润滑剂通连凹槽，该凹槽被上述转轴所覆盖，因此，径向轴承部分上的润滑剂会通过该凹槽与止推轴承部分上的润滑剂相通连；一润滑剂循环通路，它从止推轴承部分轴向地延伸至径向轴承部分从而阻止了流出止推轴承部分的润滑剂在不经过径向轴承部分的情况下直接迫回止推轴承部分；和/或滑动轴承与磁性流体密封装之间填有润滑剂的间隙。
文档编号H02K5/124GK1115086SQ9411908
公开日1996年1月17日 申请日期1994年12月14日 优先权日1993年12月14日
发明者吉田隆, 河野敬, 富田谦二, 井上知昭, 仲野正昭, 天野英明, 森健次 申请人:株式会社日立制作所