主轴电机的制作方法

专利名称：主轴电机的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一个主轴电机。更具体地，本发明涉及利用流体动力压力轴承支撑在轴承部分内的旋转轴的主轴电机，旋转轴被封闭在轴承部分内的润滑油所围绕。
背景技术：
近几年，增加了对较小尺寸和较轻重量主轴电机的需求。在数据记录装置中，例如用于计算机的磁盘和光盘，也增加了对较高记忆容量密度的需求。这些发展从技术上提高了对用于驱动这些磁盘的电机在增加转速和改善旋转精度方面的要求。
在数据存储装置中，为了满足采用轴承支撑旋转轴的要求，趋势越来越倾向于采用流体动力压力轴承替代传统的滚珠轴承。当轴旋转时，流体动力压力轴承通过在润滑流体内产生流体动力压力来支撑旋转的轴。
在本领域，流体动力压力轴承的技术是公知的。采用流体动力压力轴承作为支撑主轴电机旋转轴的轴承的结构也是公知的(例如，见日本专利2937833)。公知的传统的流体动力压力轴承的例子表示在

图19A-19C。
如图19A-19C所示，旋转轴40为了旋转被支撑在一个轴承套41内，这样界定了轴承部分。润滑油12被封闭在形成在轴承套41的内周表面和底表面及旋转轴的外表面之间的间隙44内。一个径向动力压力产生槽42形成在轴承套支撑部分的内周表面，而一个轴向推力动力压力产生槽43形成在轴承套41的底表面。
当轴40旋转时，径向动力压力产生槽42和轴向推力动力压力产生槽43分别在径向和轴向方向产生梯度压力，使得旋转轴能够在轴承套内，在它们之间带有润滑油膜的以悬浮状态旋转。
在上述主轴电机工作期间，封闭在旋转轴40和套41之间的间隙内的润滑油12向上升到在套41的顶边缘部分的开口表面。润滑油上升现象可以通过体积的变化而产生，体积变化来自温度变化引起的润滑油膨胀和收缩、轴承尺寸的膨胀位移、轴旋转开始和停止处抽吸作用产生的内部运动或在旋转过程离心力和动力压力的作用。
上述润滑油的上升以至达到和溢出轴承套的开口表面从而产生润滑油泄漏问题。润滑油从轴承套内的泄漏和损耗导致流体动力压力不足，润滑减弱，和在某些情况，发生在旋转轴和轴承套之间接触区域产生烧灼。此外，泄漏的润滑油能消除磁盘上的纪录。
如图19A-19C所示，逐渐扩大部分46有一个可以设置在轴承套上部分阻止润滑油泄漏的锥形表面45。逐渐扩大部分46以在轴承套41的内表面和间隙开口边缘区域的轴线之间测得的特殊的倾斜角α扩大。这样，间隙的上部分在开口表面方向逐渐变宽。而且，如在19C所示，轴承也可以包括设置在轴承套41的内表面上，锥形表面45下面的润滑油蓄积槽47。
如上面提到的日本专利2937833(′833专利)公开的，一个润滑油蓄积槽可以设置在轴承套的内表面。′833专利中所表示的逐渐扩大部分包括这样一个结构间隙朝着轴承套的开口表面扩大。以α作为间隙朝着外侧扩大的角度，间隙变化部分的内表面可以以0°或更大的角度α倾斜。如′833专利公开的，0°的间隙倾斜角度α表明有部分间隙变化区域平行于旋转轴是可接受的。
在传统的流体动力压力轴承的结构中提供了一个宽度变化的间隙，其中在旋转轴和轴承套之间的间隙朝着套的开口表面逐渐变宽。通过这样的结构产生的轴承结构是复杂和难于制造的，这样增加了轴承且因此也就增加了使用该轴承的主轴电机的总费用。
同时，也看不出有这样一个间隙变宽部分的必要性。在上面描述的间隙结构中，间隙在开口处变宽，碎石和灰尘容易落入且和润滑油混合导致润滑油性能的恶化。
发明概述为了解决上述问题，本发明提供了一种轴承结构能阻止由于抽吸作用等产生的润滑剂上升导致的泄漏。在主轴电机旋转过程其带给在润滑油上的轴承伴随的离心力和推力板向上和向下的移动。具体地，本发明致力于实现具有阻止润滑油泄漏的值得瞩目的可靠性的流体动力压力轴承，该轴承在截面上也是薄的。当润滑油在轴承内的间隙内移动时它也减小流体通道的阻力，并且它阻止空穴现象，空穴现象使得带有低的运动动力损失的稳定的旋转轴旋转支撑成为可能。
为了解决上述问题，本发明优选的设计表示在图3A-3C。在图3A-3C中，一个轴承套7的内表面27在整个套筒的长度方向上平行于轴11的轴线。这样一个第一固定宽度间隙部分21形成在旋转轴11和轴承套7的内表面之间。一个第二固定宽度间隙部分31形成在轴承间隙的顶部。间隙部分31的内壁平行于轴承套7的轴线地被形成。第二间隙部分31内的套的内径比在第一间隙部分21内的套的内径大。第二间隙部分31在位于顶部流体动力径向压力产生槽24之上的特殊位置P和轴承套7的上表面(开口表面W)之间延伸。结果在位置P之上的轴承套的内径比在位置P之下的轴承套的内径大。
如图3A-3C进一步表示的，一个近似半圆形截面的圆周槽32形成在第二间隙部分31的内表面上。这在结构上导致一个包括圆周槽32的润滑油蓄积器29形成在第二间隙部分31。圆周槽32的形状不必须是半圆形截面；它也可以是矩形，三角形或其它类似形状。因此如图4A所示，为了易于切削大直径间隙部分31的拐角可以是圆或有半径R的形状或C形表面。
当轴11静止时，对润滑油蓄积器29的容积和供给轴承的润滑油的数量进行选择，使得润滑油流体表面(静态流体表面S0)是位于流体动力压力产生槽24之上。此外，当轴11旋转时，容积和润滑油的数量被选定为使得润滑油流体表面是在轴承槽7的顶部之下(开口表面W)。因此在轴旋转过程(S1-S0)润滑油的上升全部产生在第二间隙部分31内。
图3A-3C所示的本发明能被进一步改进。在位置P处的大直径部分31的较低表面有高的流体通道阻力和由于沿着表面的压力变化可以产生空穴现象。这个增加的阻力和空穴现象能引起动力损失和旋转轴不良的旋转支撑。
具体体现改进的本发明的主轴电机的特征如下一个带有流体动力压力轴承的主轴电机包括一个旋转轴，一个套和一个在套的内表面的动力压力产生槽；在套和旋转轴之间的间隙内的润滑油，旋转轴在润滑油中被动力压力支撑以便在套内自由旋转；套的内表面有锥形开口部分，其从顶部动力压力产生槽的上方朝着套的顶部边缘逐渐扩大，并且其有一个大直径部分，其从锥形扩大的开口部分到套的顶部边缘形成；一个润滑剂蓄积圆周槽可以形成在大直径部分；当轴固定时，润滑油流动表面保持在压力产生槽的上方，当轴旋转时润滑油流动表面保持在轴承开口表面的下面。
具体体现改进的本发明的另一个实施例的主轴电机的特征如下一个带有流体动力压力轴承的主轴电机包括一个旋转轴，一个套和一个在主套的内表面的动力压力产生槽；在套和旋转轴之间的间隙内的润滑油，旋转轴在润滑油中被动力压力支撑以便在主套内自由旋转；套的内表面有一个为半径R的表面的弯曲的扩大的开口部分，R表面从上述流体动力压力产生槽顶部的上方朝着上述套的顶部边缘逐渐扩大，并且其有一个大直径部分，其从弯曲的扩大的开口部分到套的顶部边缘形成；一个润滑剂蓄积圆周槽可以形成在大直径部分；当轴固定时，润滑油流动表面保持在压力产生槽的上方，当轴旋转时润滑油流动表面保持在轴承开口表面的下面。
此外，一个排斥油的固态膜可以沿着上述套的顶端表面的开口边缘形成，并且排斥油的固态膜可以形成在上述套的顶端位置之上的上述旋转轴的外周表面上。
上述的各个方面、优点和特性仅仅是实施例的代表。应该理解它们不是像权利要求那样对本发明的限定。本发明的其它特性和优点将在下面描述、附图和权利要求中显现。
对附图的简要说明下面通过举例说明本发明，但本发明不受到这些例子的限制，相同或相似的附图标记指示类似或相应部分，其中图1A是根据本发明的第一实施例的主轴电机整个构成的横截面图；图1B是根据本发明的第一实施例的主轴电机的定子装置的结构；图2A是根据本发明的第一实施例的流体动力压力轴承的分解的俯透视图；图2B是根据本发明的第一实施例的流体动力压力轴承的分解的底透视图；图3A是根据本发明的第一实施例的流体动力压力轴承的横截面放大的剖视图；图3B和3C是图3A所示的轴承的局部横截面视图；图3D是根据比较例构成的流体动力轴承的横截面视图；图4A是本发明的流体动力轴承的详细的剖视图，表示了第一实施例的一个应用例子的详细结构；图4B是本发明的流体动力轴承的详细的剖视图，表示了第一实施例的另一个应用例子的详细结构；图5A是本发明的流体动力轴承的第一实施例的详细的剖视图，表示了第一实施例的一个应用例子的详细结构；图5B是本发明的流体动力轴承的第一实施例的详细的剖视图，表示了润滑油的静态流体表面；图5C是本发明的流体动力轴承的第一实施例的详细的剖视图，表示了润滑油的动态流体表面；图6A是本发明的流体动力轴承的第二实施例的详细的剖视图，表示了第一实施例的一个应用例子的详细结构；图6B是本发明的流体动力轴承的第二实施例的详细的剖视图，表示了润滑油的静态流体表面；图6C是本发明的流体动力轴承的第二实施例的详细的剖视图，表示了润滑油的动态流体表面；图6D是比较例的流体动力轴承详细的局部放大的剖视图；图7A是本发明的流体动力轴承的第二实施例的放大的剖视图，表示了润滑油的动态流体表面；图7B和7C是本发明的流体动力轴承的第二实施例的放大的剖视图，表示了润滑油的静态流体表面；图8A是根据本发明的第二实施例的主轴电机整个构成的横截面图；图8B是根据本发明的第二实施例的主轴电机的定子装置的结构；图9A是根据本发明的第二实施例的流体动力压力轴承的分解的顶透视图；图9B是根据本发明的第二实施例的流体动力压力轴承的分解的底透视图；图10A是根据本发明的第三实施例的主轴电机的横截面图；图10B是本发明的流体动力轴承的第三实施例的详细的剖视图表示了润滑油的静态流体表面；图10C是本发明的流体动力轴承的第三实施例的详细的剖视图表示了润滑油的动态流体表面；图11A是根据本发明的第四实施例的主轴电机的横截面图；图11B是本发明的流体动力轴承的第四实施例的详细的剖视图表示了润滑油的静态流体表面；图11C是本发明的流体动力轴承的第四实施例的详细的剖视图表示了润滑油的动态流体表面；
图12A是根据本发明的第五实施例的主轴电机的横截面图；图12B和12C是本发明的流体动力轴承的第五实施例的详细的剖视图表示了润滑油的静态和动态流体表面；图13A是根据本发明的第六实施例的主轴电机的横截面图；图13B是本发明的流体动力轴承的第六实施例的详细的剖视图，表示了润滑油的流体表面；图13C是如图13B所示的关键部分A的放大视图；图14A，14B和14C是本发明的流体动力轴承的第六实施例的详细的剖视图，表示了各个水平面的润滑油的的流体表面；图15A是第六实施例的流体动力轴承的详细的透视图；图15B、15C和15D是第六实施例的流体动力轴承的详细的透视图，表示了各个水平面的润滑油的流体表面；图16是一个表格，表示了根据第六实施例在流体动力压力轴承(FDB)上冲击试验的结果和传统的FDB例子；图17A-17C是照片表示了由于在传统技术的流体动力压力轴承上冲击试验而存在的润滑油的泄漏；图18A是流体动力轴承的第七个替换的实施例的剖视图；图18B是流体动力轴承的第八个替换的实施例的剖视图；图19A-C是传统技术的流体动力压力轴承的横截面图。
对推荐实施例的详细说明下面将根据实施例结合附图对本发明的主轴电机的实施例进行说明。
图1A表示根据本发明第一实施例的主轴电机1的整体结构。图1B表示图1A所示主轴电机1的定子部分2。本发明的主轴电机1优选地被用在数据贮存装置，例如计算机中使用的磁盘或光盘。
如图1A所示，本发明的主轴电机包括一个定子装置2和转子装置3。定子装置2包括一个框架4，其连接主轴电机1到数据贮存装置的主单元(未示)。形成流体动力压力轴承6的轴承套7设置在并附属于框架4的圆柱体部分5内。一个定子芯9连接于圆柱体部分5的外周。多对线圈绕组8围绕着定子芯9从外围插入。
转子装置3包括一个榖10和一个旋转轴11，榖固定地安装在旋转轴的顶端以便榖和旋转轴11一起旋转。旋转轴11插入轴承套7以便为了旋转被轴承套支撑。如图1A所示，优选地榖10包括一个较低的榖部分10’，为了旋转其被插入框架4的一个凹穴，以便榖的较低部分的外周位于与框架内周部分相对关系的位置。一个轭状物13安置在较低部分10’的内周。一个永久磁铁14固定地安置在轭状物13的内侧上，这样固定多个磁铁的“N”和“S”极。
当电流流过线圈绕组8时，和排列在电磁区域内的永久磁铁14的区域相互作用而产生一个电磁区域。电磁铁的交互作用产生一个施加于永久磁铁的力且引起转子旋转。
数据存贮装置的一个旋转盘(未示，例如磁盘)，为了旋转可以放在转子3的顶部份15的外周上。当随着主轴电机旋转或停止磁盘时，通过用磁头(未示)读和写数据完成数据处理。
使用在这种类型的主轴电机中的流体动力压力轴承的优选实施例参考图1，2和4被解释。轴承套7有第一中空圆柱体部分16。第一圆柱体部分16朝着在轴承套7的较低侧上的外侧开口。有比第一圆柱体部分16较小内径的一个第二中空圆柱体部分17直接地形成在第一圆柱体部分16的上方。一个背板(轴向推力接受板)18放在第一圆柱体部分16内，因此密封轴承的底部。
如图2A和2B所示，推力板19固定安置在旋转轴11的底端部分以便和旋转轴一起旋转。推力板19与背板18对峙关系地设置在较小直径的第二圆柱体部分17内。多个推力板通孔20以固定间隔沿着推力板19的内径形成，每个通孔面对旋转轴11。
如图3A所示，一个第一轴承间隙21形成在轴承套7和旋转轴11之间，一个第二轴承间隙22形成在推力板19和第二圆柱体部分17之间，和一个第三轴承间隙23形成在推力板19和背板18之间。间隙21，22和23是互相邻近的。加入到轴承套7和旋转轴11之间的润滑油12被封闭在这些互相邻近的间隙21-23内。
如图2A和2B所示，两组流体动力径向压力产生槽24优选地形成在沿着轴承套7的内表面的两个位置(一个较上和一个较下位置)，面对旋转轴11。当旋转轴11在轴承套的开口40内旋转时，流体动力压力产生槽24在润滑油12内产生一个径向动力压力以便阻止轴承套7和旋转轴11之间的接触或只有最小的接触。
一个流体动力轴向推力压力产生槽25优选地形成在第二圆柱体部分17的最高处，面对推力板19的顶表面。另一个流体动力轴向推力压力产生槽26形成在背板18的上表面，面对推力板9的底表面。当轴11在轴承套7内旋转时，推力板19相对于流体动力轴向推力压力产生槽25和26旋转，因而在封闭在第二轴承间隙22和第三轴承间隙23内的润滑油12部分内的轴向推力方向产生动力压力。这样当旋转轴11在轴承套7内旋转时，推力板悬浮在轴承套的第二圆柱体部分17的最高处和背板18的顶表面之间，不接触两者。推力板的悬浮是通过封闭的润滑油作为媒介引起的。因此，当轴11被悬浮在轴承套7内时，固定连接于轴11的推力板19被悬浮在第二圆柱体部分17内。
如上面描述的并且表示在图19A-C，传统的流体动力压力轴承带有一个设置在轴承套41的顶端的逐渐扩大部分46的结构(其以特殊的间隙倾斜角度α逐渐扩大)。在旋转轴旋转阶段或当旋转轴静止时，间隙宽度的改变部分46阻止润滑油从轴承套内的顶部开口泄漏。
然而，该间隙宽度变化部分对于阻止油泄漏不是必需的。在许多主轴电机内，在整个长度形成平行于轴承套轴线的轴承套7的内表面是可接受的。在如图3D所示的该主轴电机内，润滑油12被加入轴承间隙内以便当主轴电机1静止时，润滑油12的静态流体表面水平面S0位于在较上部的流体动力径向压力产生槽24上方的位置。此外，第一间隙21的容积被这样计算，在旋转轴旋转过程当油水平面上升时，润滑油的增加量能稳定在静态流体表面水平面S0和开口表面W之间的第一间隙21内。因为润滑油的增加量稳定在第一间隙计算的容积内，在旋转过程即使润滑油上升到接近轴承套的开口表面，润滑油12向外部的溢流能被阻止。
像上面讨论的，对于例如使用在计算机中的磁盘和光盘这类可携带的数据贮存装置的需求是减小用于这种数据贮存装置的厚度和重量。但是当根据对于较低重量和厚度的期望设计主轴电机时，有时候不可能保证润滑油的增加量在图3D所示的利用轴承轮廓的上流体动力径向压力产生槽24之间的间隙内。
根据本发明，厚度小，重量轻的主轴电机能不使用设置在轴承套顶端的逐渐扩大部分的被构成。
如图3A-3C所示，在本发明的流体动力轴承的第一优选实施例中，一个第二固定间隙部分31形成在轴承间隙的顶部。间隙部分31的一个内壁平行于轴承套7的轴线地形成。第二间隙部分31内的套的内径比在第一间隙部分21内的套的内径大。第二间隙部分31在位于顶部流体动力径向压力产生槽24上方的一个特殊位置P和轴承套7的上表面(开口表面W)之间延伸。结果，在位置P上方的轴承套的内径比在位置P下方的轴承套内径大。
如图3A-3C进一步表示的，一个截面近似半圆形的圆周槽32形成在第二间隙部分31的内表面上。这从结构上在此构成的润滑油蓄积器29包括形成在第二间隙部分31内的圆周槽32。圆周槽32的形状不必须截面是半圆形的；它也可以是矩形，三角形，或其它类似形状。此外，如图4A所示，为了容易切削大直径间隙部分31的拐角可以是圆的或半径R的形状或C形表面。
润滑油蓄积器29的容量和提供给轴承的润滑油12的量被这样选择使得当轴11静止时润滑油的流体表面(静态流体表面S0)位于流体动力压力产生槽24的上方。此外该容积和该油量被这样选择使得当轴11旋转时润滑油的流体表面位于轴承套7的顶部下方(开口表面W)。因此在轴旋转过程(S1-S0)引起的润滑油的上升都产生在第二间隙部分31内。
进一步，如果这样设计，不考虑主轴电机的方位在使用温度范围的极端温度处，前面提到的静态流体表面S0工况被实现，然后顶部流体动力压力产生槽24产生一个在任何操作情况(甚至在起动情况)下的动力压力。即使在最小的使用温度(例如0°；用于笔记本电脑的-20°；用于自动化设备的-30°)下动力压力流体收缩，轴承将完成任务。
通过采纳上面描述的设计，在主轴电机1旋转过程，即使在开口W和润滑油的静态流体表面S0之间没有固定的大空间，润滑油12容量的增加能被容纳在润滑油蓄积器29内。这样润滑油12在开口表面W之外的泄漏被阻止。
一个垫圈可以保持在轴承间隙内的开口的上部拐角区域，在那里内表面的微小部分和套7的顶边缘表面已被移去(实施去毛刺)。去毛刺从工人操作安全的观点着手进行。结果微小的去毛刺表面不落入形成传统间隙宽度改变部分的结构内。
润滑油性能中的要避免的现象之一是在主轴电机操作过程的爬升现象。爬升现象可能有各种原因，例如由于在主轴电机1的旋转过程产生热和温度变化而引起的电机部件(旋转轴，轴承套等)尺寸的膨胀位移使得容积改变，润滑油本身的膨胀和收缩，由于抽吸作用或在旋转过程或起动时的动态压力作用润滑油的内部运动，表面缺陷或旋转过程作用在润滑油上的离心力。
为了更密切地观察在套7和旋转轴11之间，即流体动力压力轴承部分，注入的润滑油的温度变化的影响，由于温度改变润滑油热膨胀和爬升。当上升的油通过开口表面W时，润滑油产生泄漏。润滑油流体表面的设定考虑润滑油热膨胀和由于温度改变而上升的量。当由于主轴电机旋转而产生热时，引起润滑油膨胀，在热膨胀之前和之后对于润滑油容积的改变由下列公式1计算。
公式1Va/Vb＝1+α·ΔT其中，Va是膨胀之后润滑油的容积；Vb是膨胀之前润滑油的容积；α是热膨胀系系数；ΔT是润滑油温度的变化(℃)。
润滑油热膨胀系数受润滑油特殊重力ρ影响，但α＝0.078×10-3/℃，并且由于主轴电机旋转引起的温度变化ΔT近似是100℃，这样Va/Vb＝1+0.078×10-3/℃×100＝0.0078换言之，当主轴电机旋转时，润滑油膨胀大约0.78％。例如，如果加进的润滑油容积是10mg，容积将膨胀大约0.0078[mmcc]。液体表面的上升可以根据上面的容积公式计算。注入轴承的润滑油的量根据膨胀后计算的流体表面的位置确定。
在主轴电机1旋转过程产生的热或其它温度变化引起的轴承套7的膨胀位移也可以引起容积的改变。容积的增加和基于润滑油内部运动的润滑油的上升是由在旋转变化的起动和停止时抽吸作用和动力压力作用引起的，旋转变化是依据设计条件例如温度变化，润滑油的类型，轴承构成材料，间隙尺寸和其它部件，及其它条件。这样容积的增加为了特殊的电机工作方式而个别地决定，该工作方式是基于设计研究和/或经验的特殊技术和设计条件下。
根据上述分开的的结构，参考图1-3说明了按照本发明的第一实施例的主轴电机的工作过程。当电流被引到线圈绕组9时，主轴电机1开始工作引起旋转轴11旋转。优选地形成在轴承套7内的第一流体动力压力产生槽24相对于封闭在轴承套7和旋转轴11之间的第一间隙21内的润滑油产生径向方向的动力压力。然后旋转轴的周边表面被均匀的压力支撑以至由于油膜而居中的旋转轴11不接触轴承套7的内表面。
在优选实施例中，第一轴向推力轴承形成在第二圆柱体部分17的最高处和推力板19的顶表面之间，和第二轴向推力轴承形成在推力板19的底表面和背板18的顶表面之间。特别地，第一流体动力推力压力产生槽25形成在第二圆柱体部分17的最高处和第二流体动力推力压力产生槽26形成在背板18的顶表面。在主轴电机操作过程，槽25和26在润滑油12内轴向推力方向产生一个动力压力，以便推力板19通过油膜而居中地悬浮在轴承套7的第二圆柱体部分17的最高处和背板18的顶表面之间，它以这种方式不接触两者地旋转。
当主轴电机1旋转时，润滑油12的流体表面从图3B所示的静态流体表面位置S0向上上升到达图3C所示的位置S1。如上面所示，流体表面的上升可以通过容积变化产生，该变化是由于来自电机受热的温度变化或轴承截面的膨胀位移，和/或来自旋转开始和终止时的抽吸作用的一个内部运动或作用在润滑油上离心力产生的。
在本发明的主轴电机中，套7的内表面平行于从套7的底端到顶端的中心轴线地形成，并且相时于旋转轴11的第一间隙21也作为一个固定间隙形成；一个大直径部分31从在上部第一流体动力压力产生通道24的上方的特殊位置P到套7顶端(开口表面W)形成，并且大直径部分31的内表面有润滑油蓄积间隙29，其上形成一个半圆形的润滑油蓄积圆周槽32。因此，在静止状态如果在润滑油流体表面到开口表面W没有可靠的的大空间情况下，在主轴电机1旋转过程上升的润滑油12能被润滑油蓄积间隙29容纳，并且润滑油从开口表面W的向外溢流被阻止。
结果，在旋转轴向方向的主轴电机1的厚度能被缩短并且数据贮存装置能被制造的较薄，制造的装置适合于减小移动式个人计算机(便携式个人计算机)的尺寸，此要求近几年一直在增长。
图4A表示大直径部分易于切削的半径R的拐角形状或C形表面；在这种情况加入润滑油以便静态流体表面S0是在点Q的开口侧(图4A的放大图中点Q上方)，在那里半径和大直径部分接触并且互相连接。图4B是一个例子，其中大直径部分上拐角是圆的(图4B中拐角“B”放大图中的表面“C”)为的是易于测量静态流体表面S0和易于加入润滑油。
图5A-5C表示第一优选实施例的流体动力轴承，其有一个沿着在套7的顶表面28上的开口表面W的周边缘形成的排斥油的固态膜30。提供厌油剂30为了更好地改善密封或蓄积器29的密封功能的可靠性。同时，排斥油的固态膜30’可以施加于恰恰在套7的上表面上方的旋转轴11的表面。
然后，润滑油12被厌油的固态膜30和30’排斥，即使添加的润滑油12超出或溢出套的顶端。因此润滑油溢流能被阻止，密封功能的可靠性也被改善。
图6A-6C表示本发明的主轴电机的第二优选的实施例。该实施例也采纳一个结构，其中一个对应于旋转过程润滑油上升量的容积空间在轴向方向最短可能的距离内取得。
类似于上面描述的第一实施例，第二实施例的流体动力轴承包括套7，其内表面27沿着套7的整个长度平行于套7的中心轴线形成。这样在套的内表面和旋转轴11之间的第一间隙21也作为一个固定宽度的间隙形成。最好为半圆形的润滑油蓄积圆周槽32直接形成在套7的内表面27上，该位置在上部流体动力压力产生槽24上方和在开口表面W下方，这样形成半圆形润滑油蓄积间隙29。
润滑油12被这样加入以至它的静态流体表面是在流体动力压力产生槽上方的位置，并且一个对应于主轴电机1旋转过程润滑油上升量的容积空间在从静态油表面S0到开口的轴向定向的润滑油蓄积间隙29内和间隙21内取得。
如果，像上面描述的第一实施例，执行一个设计以便在不管轴向电机方位，在使用温度范围内的极端温度处实现上述的静态流体表面S0工况，然后顶部流体动力压力产生槽24在任何操作工况(即使在起动过程)将产生一个动力压力。即使在最小的使用温度(例如0°；用于笔记本电脑的-20°；用于自动化设备的-30°)下动力压力流体收缩，轴承将完成任务。
通过采纳这样一个结构，主轴电机工作过程润滑油的上升能被蓄积圆周间隙29容纳，如图6C所示，即使在静态流体表面S0和开口表面W之间的空间不像图6D所示的比较例一样大。第二实施例的其它优点是间隙21的小的顶部开口阻止油污染(由于灰尘和其他污染物落入润滑油润滑油性能降级现象)。
此外，润滑油蓄积圆周间隙29逐渐开口进入一个窄的第一间隙21的小脖径内，以致当主轴电机1旋转时，一个迷宫作用由润滑油蓄积圆周间隙29和第一间隙21脖径之间的间隙差产生，以至在第一间隙21内的润滑油压力比在润滑油蓄积圆周间隙29内的润滑油压力大，并且润滑油难于从开口表面W溢流。
图7A和它的主部分“C”的放大图表示了本发明的主轴电机的变化的第二实施例。在该变化的第二实施例中，为了进一步改进密封功能的可靠性，一个厌油固态膜30沿着开口表面W的周边缘在套7的上表面28形成。此外，一个厌油固态膜30’直接施加于在套的顶端上方的旋转轴11的外表面。
在该变化的第二实施例中，即使因为某些原因润滑油12超出和溢出套的顶端润滑油12将被厌油剂30和30’排斥。
图7B和7C表示了本发明的主轴电机1的另一个变化的第二实施例。在该变化的第二实施例中，在静态流体表面位置(见图7B)到套7的顶端之间没有润滑油。因此，在起动的很短时间和仅仅在指定的空间间隔内发生无润滑油状态的旋转。这样，有可能在起动时旋转轴11没有油膜媒介地直接接触套7的顶。
当无润滑油距离范围相对于由在旋转轴11内的套7决定的轴承表面的整个长度是短的时不产生具体问题。然而，当该范围是长的时就不能忽略，并且在某些情况(例如当旋转轴11在旋转开始时旋转离开它的轴线中心，或其它非安全旋转操作)通过在旋转轴11和套7的内表面之间接触引起的烧灼能产生。
为了消除在主轴电机1起动时非润滑的问题，在图示的变化的第二实施例中，上方的第一间隙21的内径D1比在蓄积圆周间隙29下方的第一间隙的内径D0大2d。因此当主轴电机1开始旋转时旋转轴11和套7不接触。
这种结构，其中形成上间隙的套7内径制造的稍大点对于避免主轴电机1开始旋转时无润滑状态的旋转轴和套的接触是明显的；套内径扩大的程度完全不同于且非常小于为了阻止润滑油泄漏传统技术提供的间隙宽度变化部分，并且该结构，结局和功能是实质地不同。
图8A、8B、9A和9B表示了结合了本发明的流体动力轴承的第二实施例的主轴电机1。因此，该主轴电机的操作和结构基本与第一实施例的主轴电机一致，这种结构和操作的描述将不重复。
如图10A-10C所示，在本发明的主轴电机的第三实施例中，一个轴承套7的内表面27平行于轴承套的轴线形成。这样，第一间隙21形成在旋转轴11和轴承套的内表面之间。一个较大直径间隙部分31形成在第一间隙21上方的轴承套内并且延伸到轴承套的顶表面。在第一间隙21的上部分，套7的内表面有一个锥形部分34，其从在上部动力压力产生槽24上方位置的第一间隙朝着较大直径间隙部分31的内表面扩大。然后，大直径间隙部分31的内壁平行于轴承套7的轴线从锥形部分34的顶部到套7的顶部(开口表面W)形成。如图10B和10C所示，锥形部分34在一个位于上流体动力槽24上方的特殊位置m和位于大直径间隙部分31的底部的特殊位置u之间形成。结果，轴承套7的内径从位置m到位置u增加。
此外，近似半圆形的润滑油蓄积圆周槽32形成在大直径部分31的内表面上。这在结构上导致一个润滑油蓄积间隙29形成在第一间隙21的上部分。圆周槽32的形状不必须是半圆形的；它也可以是矩形，三角形等。
润滑油12加入轴承6以便当静态时它的流体表面(静态流体表面S0)在流体动力压力产生槽24上方的位置，并且这样一个相对于主轴电机1旋转过程润滑油上升的容积空间能仅仅保持在从位置m到套的顶部(开口表面W)的润滑油蓄积间隙29内。
加入轴承6的润滑油12的量和润滑油蓄积间隙29的容积应该是这样的，即使温度是在设计规范工作温度范围的最大或最小值并且不管操作姿态(在操作过程主轴电机的姿态)对于上述的静态油表面S0被满足。因此，即使润滑油在主轴电机最终用途设备的最小工作温度(例如，正常的0℃，笔记本电脑-20℃，自动化设备-30℃)下收缩，润滑油静态流体表面将在上流体动力压力产生槽24上方的位置，因此即使在起动时上流体动力压力产生槽24将产生一个动力压力。
通过采纳这样一个结构，在主轴电机1旋转过程润滑油12的上升部分能被容纳在润滑油蓄积间隙29内，即使从开口W到润滑油12静态流体表面S0没有取得大空间，因此润滑油12向开口表面W之外的泄漏被阻止。
在主轴电机工作过程润滑油12水平面增加的最初原因是润滑油12温度的增加。然而，润滑油水平面受许多其他因素影响，例如在主轴电机1旋转过程由于轴承部件，例如轴11，套7的膨胀或位移容积的改变，在旋转过程或起动时由于抽吸作用或动力压力作用润滑油12的内部运动，和旋转过程作用在润滑油12上的离心力的作用等。
当温度增加时加入到套7和旋转轴11之间的润滑油热膨胀和上升。当润滑油12的水平面上升超过套7的顶面(轴承6的开口表面W)时，润滑油产生泄漏。因此我们将解释习惯于考虑由于温度改变润滑油热膨胀和上升的量而设定的润滑油流体表面。由于上面涉及到的热膨胀引起的润滑油12的容积改变通过上述的公式1计算。
换言之，当主轴电机旋转时，润滑油膨胀大约0.78％。例如，如果加入润滑油的容量是10cc，膨胀的容积将是大约0.0078cc。润滑油12水平面的上升通过公式1计算。
如上面描述的，润滑油12的水平面的上升作用由多种因素引起，例如，在主轴电机1旋转过程，由于轴承部件，例如轴11，套7等的膨胀和位移容积的改变，在旋转过程或起动时由于抽吸作用或动力压力作用润滑油12的内部运动，和旋转过程作用在润滑油12上的离心力的作用等。这些因素取决于设计工况，例如温度变化，润滑油类型，轴承结构材料，间隙尺寸和其他部件等。因此，它们基于选择的特殊的设计工况被计算或它们通过试验决定。
如图11A-11C所示，在本发明的主轴电机的第四实施例中，轴承套7的内表面27平行于轴承套轴线地形成。这样，第一间隙21形成在旋转轴11和轴承套的内表面之间。在第一间隙21的上部分，套7的内表面弯曲的扩大的开口部分25，其有一个半径R表面，其从上流体动力压力产生槽24上方位置朝着套的顶边缘逐渐扩大。从弯曲的扩大的开口部分35的顶部到套7的顶部(开口表面W)形成一个大直径间隙部分31。大直径间隙部分31的内壁平行于轴承套7的轴线地形成。一个近似半圆形的润滑油蓄积圆周槽32形成在大直径部分31的内表面上。这在结构上导致润滑油蓄积间隙29形成在第一间隙21的上部分。圆周槽32的形状不必须是半圆的；它也可以是矩形，三角形等。弯曲的扩大的开口部分35在一个位于上流体动力槽24上方的特殊位置m和位于大直径间隙部分31的底部的特殊位置u之间形成。结果，轴承套7的内径从位置m到位置u增加。
图12A-12C表示本发明的主轴电机的第五实施例。如图12A和12B表示的第五实施例的流体动力轴承有这样的特性，当它有像第三实施例的轴承同样的结构时，一个厌油固态膜30沿着在套的顶端表面28上的开口表面W的圆周边缘形成，为的是进一步改善密封功能的可靠性。同时，厌油固态膜30’施加于恰恰在套7的顶端上方的旋转轴11的外表面。
表示在图12C的一个变化的第五实施例的流体动力轴承有这样的特性，当它有像第四实施例的轴承同样的结构时，一个厌油固态膜30沿着在套7的顶端表面28上的开口表面W的圆周边缘形成，为的是进一步改善密封功能的可靠性。同时，厌油固态膜30’施加于恰恰在套7的顶端上方的旋转轴11的外表面。
根据第五实施例，即使因为某些原因充填的润滑油12超出或溢出套的顶端，润滑油12将被排斥固态膜30和30’排斥；因此，润滑油溢流将被阻止，并且密封功能的可靠性能被进一步改善。
图13A-17表示本发明的主轴电机的第六实施例。图13A是表示第六实施例的整个结构的横截面图，图13B是用于解释关键部分的放大的视图。图13C是关键部分的套侧面的进一步放大的视图。在该本发明的流体动力压力轴承实施例中，大体上，该结构与第五实施例基本是相同的，并且关于相同结构的解释被删去，并且解释将聚焦在第六实施例的有与众不同特性的结构。
根据第六实施例的主轴电机，如图13A-13C和图15A(其是根据第六实施例的主轴电机的中央部分的透视图)所示，一个锥形部分34朝着套7的顶端逐渐变宽。锥形部分34形成在间隙21的较大直径部分31和较小直径部分33之间的边界部分。
如图13B和13C所示，锥形部分34相对于大直径部分31的角度是角α。角α可以设置成例如30°，使它能够减少在较大直径部分31和较小直径部分33之间的边界部分的动力压力流体经过的流体通道阻力。一般地，锥形部分的角度能从0°(上面一个变化的第二实施例描述的)到近似75°，优选地在30°和60°之间选择。
一般地，根据第六实施例的主轴电机被制造，以便从套7的底端到在上流体动力压力产生槽24上方的特殊位置m的套7的内表面27被平行于套7的中心轴线地制造。这样，在套7和旋转轴11之间的第一间隙21以直到位置m有均匀间隙地被制造。逐渐朝外变宽的锥形部分34形成在位置m之上方并且延伸到在较大直径部分31的壁上的位置u。较大直径部分31平行于套7的中心轴线并且有比较小直径部分33的内径大的内径。较大直径部分31从位置u到套7的顶端(开口表面W)形成。如图13B所示，锥形表面34以一个角度α倾斜地在位置u相交于套7的较大直径部分31。
类似于在先描述的实施例，流体蓄积圆周槽32形成在较大直径部分31的内表面。然而在第六实施例中，槽32优选地有一个三角形横截面，包括一个锥形斜表面36和水平峰顶部分37。
锥形表面36以这种方式倾斜以便逐渐朝着水平峰顶部分37逐渐变成宽槽32。锥形表面36从位于高于锥形表面34的位置u的位置q延伸。锥形表面36相对于大直径部分31的倾斜角度α优选地设置成与锥形部分34(例如30°)相同。这样，它能够减少在润滑油蓄积圆周槽32和较大直径部分31之间的边界部分的动力压力流体经过的流体通道阻力。
锥形表面36的顶边缘和水平峰顶部分37的外边缘相交。这样，导致圆周槽32有一个近似直角三角形的形状，其以较大直径部分31，水平峰顶部分37和以角度α倾斜的锥形表面36的延伸线作为它的边。注意锥形表面36和水平峰顶部分37相交的边缘在润滑油蓄积圆周槽32机械加工中形成弯曲的R表面。
揭示的流体动力轴承结构产生一个动力压力流体蓄积间隙29，其比轴承间隙21宽并且包括三角形截面的圆周槽32。
如图14A和14B所示，当主轴电机静止时，静态流体表面S0位于锥形部分34的位置u的上方，和当主轴电机旋转时动态流体表面S1位于开口表面W的下方。如图14C所示，在轴承的整个寿命过程油源能被耗尽，最初由于蒸发导致产生流体水平面S2。
当油增加量和动力压力流体12的流体表面从静态流体表面S0的位置上升到流体表面位置S1时，在表示在第六个例子的实施例中的主轴电机内润滑油流体从开口表面溢流。
这使得它可能减小主轴电机旋转轴线方向的厚度，使得它可能制造更薄的数据贮存装置。这使得它非常的适合被用于制造近年来所需求的移动式个人计算机(便携式个人计算机)。
如上文所述，锥形部分34和圆周槽32都朝着套筒的上边缘方向逐渐变宽，以降低流通阻力和减少气穴现象。
尤其是，例如，一个旋转轴11在旋转状态后停止，动力压力流体的流体表面S突然从流体表面S1降下，如图14B和15C所示。然后动力压力流体从圆周槽32的内部移到较大直径部分31内，和甚至进入较小直径部分33内。由于提供的结构，流体能沿着它的流动通道没有有影响的阻力和没有气穴现象平稳地移动。
应当注意，提供较大直径部分31(如在先的实施例所描述的)所引起的问题就是在较小直径部分33和较大直径部分31之间的边界边缘形成的台阶增加了流体通道的阻力和产生气穴现象。在第六实施例中的锥形部分34和锥形表面36的结构用于解决该问题，并且其在结构和功能上不同于图19所示的传统技术的锥形表面45。
图14C和15D表示了在该第六实施例中主轴电机的动力压力流体随着时间的过套静态流体表面变化的模拟试验的结果。特别是，它们表示了假定在正常使用情况(例如，主轴电机作为在个人计算机的硬盘使用的驱动电机和在正常情况下用于个人计算机的使用)使用五年的动力压力流体静态流体表面模拟试验的结果。
如图14C和15D所示，如果主轴电机已经使用在正常的情况下，五年后，动力压力流体的静态流体表面S0将在锥形部分34的位置，或者换言之，在第一流体动力压力产生槽24上方的位置。因此，当人们考虑到这个事实，当主轴电机旋转时，动力压力流体的流体表面S即使将是较高的，主轴电机能没有问题地被使用。
主轴电机经常使用在移动装置中，例如移动个人计算机(便携式个人计算机)，这样需要一个对震动的耐受力，这样即使使用的这种类型的装置被掉落或撞击，或者有一个垂直方向或侧向(左/右方向)的震动被主轴电机承受，动力压力流体将不泄漏到外面。
根据第六实施例发明者对主轴电机进行了震动试验。为了比较，对传统的例子(图19A所示)进行了同样的震动试验。因为震动试验本身是一般地实施的震动试验(对于一个震动试验通过落下一个物体被施加，该物体通过改变落下高度调节加速度)，在此，特殊的解释被删去。
图16是一个表格，表示了实施的震动试验的结果。在表格中，列表在样品的“设备类型”中的“直接密封”是根据本发明第六实施例的主轴电机，其有图13A和15A的结构，并且震动试验在具有相同结构的三个主轴电机(样品号，G4M3、G4M4和G4M7)上实施。
在另一方面，“锥形密封”是有图19所示结构的传统的流体动力压力轴承，并且震动试验在具有相同结构的五个样品(样品号，G3M1、G3M3、G3M4、G3M5、和G3M7)上实施。
在表中，术语“vsa+”用于方向，其中加速度被施加，并且指示该情况其中主轴电机在向上的方向承受一个来自下方向的震动(特别地，该情况下落震动试验在具有通常使用的方位的主轴电机上实施)，术语“vsa-”指示该情况其中主轴电机在向下的方向承受一个来自上方向的震动(特别地，该情况下落震动试验在当具有通常使用的方位的主轴电机被倒置时在其上实施)，并且术语“hsa-”指示该情况其中主轴电机已经承受一个来自侧向的震动(例如，下落震动试验在主轴电机从通常使用的方位旋转90°的被实施)。
在该表中，“加速度(G)”指示震动的量级，或者换言之指示的“加速度”单位是按照1G＝9.8m/sec2。在该震动试验中，五种类型的力被实施(100G、300G、5000G、700G和1000G)当震动冲击随每个样品逐渐增加时，样品状态和是否有动力压力流体从样品泄漏的视觉检查被实施，为的是检查样品的震动耐受力。在图中“OK”指示甚至在震动已经施加之后没有润滑油流体泄漏的状态，“油落在轴止”和“油泄漏”指示观察的情况其中润滑油流体已经泄漏。
这样，确认在根据本明的第六实施例的主轴电机的样品的每一个上的五个冲击试验没有油泄漏，或换言之没有动力压力流体泄漏的情况。
在另一方面，根据传统技术的主轴电机的样品，由于在样品号G3M1上的700G vsa+冲击试验在旋转轴11上存在油滴，可以确认动力压力流体的泄漏。这种情况表示在图17A。注意对该样品的冲击试验在动力压力流体泄漏被确认的点被及时终止。
此外，根据传统技术的主轴电机样品，在样品号G3M3上的100G vsa-冲击试验使得套7的圆柱体的顶表面上存在油斑点而确认动力压力流体的泄漏。如图17B所示。
类似地，也确认了用于根据传统技术的主轴电机样品的动力压力流体泄漏。样品号G3M4在100G vsa-冲击试验中存在的动力压力流体的流体表面上升到溢出开口W(即高的油弯月面)。如图17C所示。注意对样品G3M3和G3M4的冲击试验在动力压力流体泄漏被确认的点被及时终止。
从上面描述的冲击试验，当施加700G和1000G之间的冲击时确认了在根据传统技术的主轴电机中存在动力压力流体的泄漏，但是根据本发明第六实施例的主轴电机即使在朝下方向、朝上方向和侧向相对于至少1000G的冲击也没有动力压力流体泄漏，这就确认了它的耐冲击性能。
注意，尽管没有表示，即使在根据第六实施例的主轴电机中，一个包括R表面的弯曲的加宽部分35逐渐朝着套的顶边缘变宽，当然如图11B和11C所示，它在第四实施例中能被锥形部分34替代。如果使用这种方式弯曲的加宽部分35，动力压力流体12移动时流动通道阻力将比较低，使流体可以被润滑而没有气穴现象地平稳地流动。
此外，虽然没有表示，有排斥层30和30’也可以分别沿着开口表面W的圆周边缘和轴的外表面在第六实施例中形成，像关于第五实施例的例子所示的。
本发明的流体动力轴承的第七个变化的实施例表示在图18A。根据该实施例，较大直径部分110形成在轴承间隙的上部分。较大直径部分110包括一个第一锥形表面112，其关于套的轴线倾斜(或者垂直)；一个基本半圆形的圆周蓄积槽111；一个不平行于套的轴线的第二锥形表面114并且其优选垂直于套的轴线；和一个位于第二锥形表面114上方的平行于套的轴线的内表面。第二锥形表面的倾斜角113能充分地变化，如图18A所示。
本发明的流体动力轴承的第八个变化的实施例表示在图18B。根据该实施例，较大直径部分120形成在上流体动力压力产生槽。较大直径部分120优选地包括一个第一锥形表面122，其倾斜于或者垂直于套的轴线；一个基本半圆形的圆周蓄积槽121和一个不平行于套的轴线的第二锥形表面124并且其可以垂直于套的轴线。如图18B所示，第二锥形表面的倾斜角123总是比平行于套的轴线的表面的角大。
为了方便读者，上面的描述只说明了所有的实施例中的一些具有代表性的例子，每个例子都阐述了本发明的原理并传达了实施它的最好的预期模式。上述描述没有企图详尽地列举所有可能的变化。其它没有描述的变化或改变是可能的。例如，它可能结合不同实施例的要素，或者将这里描述的实施例的要素与没有描述地表达的其它改变或变化的要素结合。这些没有描述的变化和改变是在下面的权利要求的文字范围内，并且其它方面是相同的。
权利要求
1.一种流体动力轴承，其包括一个有内表面和开口表面的套；一个位于所述套内的轴；和一个在所述轴和所述套之间的间隙，在所述间隙中加入润滑油；其中，一个流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内表面和所述轴至少之一上；所述套的内表面包括一个锥形部分，该锥形部分从所述动力压力产生槽的上方的一位置沿所述套的所述开口表面的方向扩大；所述套有一个形成在所述锥形部分上方并且从所述锥形部分延伸到所述套的所述开口表面的大直径部分；所述大直径部分还包括一个圆周蓄积槽。
2.根据权利要求1所述的轴承，其中所述的圆周蓄积槽是半圆形的。
3.根据权利要求1所述的轴承，其中所述的圆周蓄积槽是三角形的。
4.根据权利要求1所述的轴承，其中所述的套还包括一个第一中空圆柱体部分和一个第二中空圆柱体部分；一个插入所述第一中空圆柱体部分的背板；一个设置在所述轴上并且插入所述第二中空圆柱体部分的有一个底表面和一个顶表面的推力板；一个第一组液力推力槽设置在所述推力板的底表面和所述背板之一上；和一个第二组液力推力槽设置在所述推力板的顶表面和所述第二中空圆筒体部分的一个表面之一上。
5.根据权利要求1所述的轴承，其中一个厌油固态膜沿着所述套的所述开口表面形成。
6.根据权利要求1所述的轴承，其中一个厌油固态膜形成在所述套的所述开口表面上方的所述轴上。
7.一个主轴电机，其包括一个有内表面和开口表面的套；一个位于所述套内的轴；一个用于旋转所述轴的的装置；和一个在所述轴和所述套之间的间隙，在所述间隙中加入润滑油；其中，一个流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内表面和所述轴至少之一上；所述套的所述内表面包括一个锥形部分，锥形部分从所述动力压力产生槽的上方的一位置沿所述套的所述开口表面的方向扩大；所述套有一个形成在所述锥形部分上方并且从所述锥形部分延伸到所述套的所述开口表面的大直径部分；所述大直径部分还包括一个圆周蓄积槽。
8.一个流体动力压力轴承，其包括一个有内表面和开口表面的套；一个位于所述套内的轴；和一个在所述轴和所述套之间的间隙，所述间隙被加入润滑油；其中，一个流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内表面和所述轴至少之一上；所述套的所述内表面包括一个有半径表面的弯曲的扩大的开口部分，半径表面从所述动力压力产生槽的上方的一位置沿所述套的所述开口表面的方向扩大；所述套有一个形成在所述弯曲的扩大的开口部分上方并且从所述弯曲的扩大的开口部分延伸到所述套的所述开口表面的大直径部分；所述大直径部分还包括一个至少有一个锥形表面的圆周蓄积槽。
9.根据权利要求8所述的轴承，其中，所述的圆周蓄积槽包括一个三角形形状。
10.根据权利要求8所述的轴承，其中，所述的圆周蓄积槽包括一个半圆形状。
11.根据权利要求8所述的轴承，其中所述的套还包括一个第一中空圆筒体部分和一个第二中空圆筒体部分；一个插入所述第一中空圆柱体部分的背板；一个设置在所述轴上并且插入所述第二中空圆筒体部分的有一个底表面和一个顶表面的推力板；一个第一组液力推力槽设置在所述推力板的底表面和所述背板之一上；和一个第二组液力推力槽设置在所述推力板的顶表面和所述第二中空圆筒体部分的一个表面之一上。
12.根据权利要求8所述的轴承，其中一个厌油固态膜沿着所述套的所述开口表面形成。
13.根据权利要求8所述的轴承，其中一个厌油固态膜形成在所述套的所述开口表面上方的所述轴上。
14.一个主轴电机，其包括一个有内表面和开口表面的套；一个位于所述套内的轴；一个用于旋转所述轴的的装置；和一个在所述轴和所述套之间的间隙，在所述间隙中加入润滑油；其中，一个流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内表面和所述轴至少之一上；所述套的所述内表面包括一个有半径表面的弯曲的扩大的开口部分，半径表面从所述动力压力产生槽的上方的一位置沿所述套的所述开口表面的方向扩大；所述套有一个形成在所述弯曲的扩大的开口部分上方并且从所述弯曲的扩大的开口部分延伸到所述套的所述开口表面的大直径部分；所述大直径部分还包括一个至少有一个锥形表面的圆周蓄积槽。
15.一个有流体动力压力轴承的主轴电机，所述轴承包括一个有一个内孔的轴承套；一个为了旋转支撑在所述套的所述孔内的旋转轴；一个在所述旋转轴和所述轴承套之间形成的间隙，在所述间隙中加入润滑油；和至少一个径向流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内孔的一个表面上；其中，所述内孔包括一个形成在所述流体动力压力产生槽上方且延伸到所述内孔的一个开口的一个较大直径部分；所述润滑油蓄积圆周槽形成在所述较大直径部分内，所述润滑油蓄积圆周槽有一个近似半圆形的横截面，当所述旋转轴是在非旋转状态时所述润滑油被包容在所述较大直径部分内，当所述旋转轴是在旋转状态时所述润滑油被包容在所述内孔的所述开口的下方。
16.根据权利要求15所述的主轴电机，其中，所述套还包括一个中心轴线，所述内孔的所述表面平行于所述中心轴线。
17.根据权利要求15所述的主轴电机，还包括一个安装在所述旋转轴上的推力板和一个密封所述轴承套底部的背板。
18.根据权利要求17所述的主轴电机，还包括一个形成在所述轴承套内的凹槽，其中所述推力板放置在所述凹槽内和其中流体动力推力轴承形成在所述推力板和所述背板之间和所述推力板和所述凹槽的一个表面之间。
19.根据权利要求15所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜紧紧地靠近所述内孔的所述开口形成。
20.根据权利要求15所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜形成在所述内孔的所述开口上方的所述旋转轴上。
21.一个有流体动力压力轴承的主轴电机，所述轴承包括一个有一个内孔的轴承套；一个为了旋转支撑在所述套的所述孔内的旋转轴；一个在所述旋转轴和所述轴承套之间形成的间隙，在所述间隙中加入润滑油；和至少一个径向流体动力压力产生槽形成在所述套的所述内孔的一个表面上；其中，一个润滑油蓄积圆周槽形成在所述内孔中，所述润滑油蓄积圆周槽有一个近似半圆形的横截面，当所述旋转轴是在非旋转状态时所述润滑油被包容在所述间隙内，当所述旋转轴是在旋转状态时所述润滑油至少部分地保持在所述润滑油蓄积圆周槽内和被包容在所述内孔的所述开口的下方。
22.根据权利要求21所述的主轴电机，其中，所述套还包括一个中心轴线和其中所述内孔的所述表面平行于所述中心轴线。
23.根据权利要求21所述的主轴电机，还包括一个安装在所述旋转轴上的推力板和一个密封所述轴承套底部的背板。
24.根据权利要求23所述的主轴电机，还包括一个形成在所述轴承套内的凹槽，其中所述推力板放置在所述凹槽内和其中流体动力推力轴承形成在所述推力板和所述背板之间和所述推力板和所述凹槽的一个表面之间。
25.根据权利要求21所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜紧紧地靠近所述内孔的所述开口形成。
26.根据权利要求21所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜形成在所述内孔的所述开口上方的所述旋转轴上。
27.一个主轴电机，其包括一个旋转轴；一个支撑所述旋转轴的轴承套；一个径向流体动力槽形成在所述轴承套的一个内表面和所述旋转轴的外表面之一上；和一个圆周蓄积槽形成在所述径向流体动力槽上方的所述轴承套的所述内表面上，其中，所述轴承套的内表面平行于所述轴承套的中心轴线。
28.根据权利要求27所述的主轴电机，其中，所述轴承套还包括一个在所述径向流体动力槽上方和所述轴承套顶部开口下方延伸的较大直径的内部分，和其中所述圆周蓄积槽形成在较大直径的内部分内。
29.根据权利要求27所述的主轴电机，还包括一个安装在所述旋转轴上的推力板和一个密封所述轴承套底部的背板。
30.根据权利要求29所述的主轴电机，还包括一个形成在所述轴承套内的凹槽，其中所述推力板放置在所述凹槽内和其中流体动力推力轴承形成在所述推力板和所述背板之间和所述推力板和所述凹槽的一个表面之间。
31.根据权利要求27所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜紧紧地靠近所述内孔的所述开口形成。
32.根据权利要求27所述的主轴电机，其中，一个厌油固态膜形成在所述内孔的所述开口上方的所述旋转轴上。
全文摘要
一种主轴电机和一种用于主轴电机的流体动力轴承，其中，所述轴承包括一个具有一个区域的流体蓄积蓄积槽，其中具有一个增大直径的套筒，一个套有固定直径的区域，而且在该区域内的槽有固定的半径。本发明的优点是可阻止润滑油泄漏。
文档编号F16C32/00GK1693725SQ20041005507
公开日2005年11月9日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者小原陆郎 申请人:美蓓亚株式会社