专利名称：包含多孔润滑剂储器的动压带槽轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动压带槽轴承，该轴承包含一内轴承部分和一外轴承部分，该两部分可绕转动轴线彼此相对转动，其中一个轴承部分的轴承面具有与另一轴承部分的轴承面相配合的两凹槽结构，该凹槽结构从平行于转动轴线的方向看过去是间隔开的，且该带槽轴承具有一由多孔材料制成的用于保持润滑剂的储器，其中润滑剂在运行过程中位于相配合的轴承面之间。
本发明还涉及一种电动机，其包含一定子和一转子，其中转子的安装可使其通过动压带槽轴承相对于定子转动。
本发明还涉及一种扫描装置，该装置设有一用于一信息载体的支撑架和一用于扫描该信息载体的扫描单元，所述支撑架可通过电动机绕转动轴线转动，而扫描单元可通过一移位装置相对于支撑架至少在垂直于转动轴线的方向上移动。
在开头部分提及的类型的动压带槽轴承从日本专利文件JP-A-08322191中可以得知。这种公知的带槽轴承的内轴承部分是一轴，而该公知的带槽轴承的外轴承部分是一衬套，该轴可在衬套内转动。这种公知的带槽轴承的凹槽结构设置于轴上。轴在衬套中转动时，凹槽结构在润滑剂中产生一过压，从而在垂直于转动轴线的方向上轴被支撑，其中润滑剂位于轴和衬套的相配合的轴承面之间。这种公知的带槽轴承的储器包含两个由烧结金属制成的环形体且每一环形体固定在靠近衬套一端的衬套内。通过采用该储器，使得在这种公知的带槽轴承内有大量的润滑剂，润滑剂的量远远大于存在于相配合的轴承面之间的润滑剂量。结果，主要由在润滑剂和该带槽轴承内采用的轴承金属之间的化学反应所引起的润滑剂的老化被显著地延缓，从而这种公知的带槽轴承有更长的使用寿命。
这种公知的动压带槽轴承的一个缺点是存在于两多孔环形体内的润滑剂量之间可能有的差异，结果对两凹槽结构有不同的润滑剂供给，这就导致带槽轴承的非正常运行。此外，这种公知的带槽轴承包含相对较多的部件数目，这是由于使用了两个多孔环形体。
本发明的一个目的是提供一种在开头部分提及的类型的动压带槽轴承，它能使供给到该带槽轴承的两凹槽结构的润滑剂尽可能地均匀，且部件的数目减少到最小。
为了实现该目的，根据本发明的动压带槽轴承的特征在于，从平行于转动轴线的方向看过去，该储器位于两凹槽结构之间。因为从平行于转动轴线的方向看过去，该储器位于两凹槽结构之间，所以该带槽轴承包含一个对中设置的润滑剂储器，由该储器给两凹槽结构提供润滑剂。该对中布置的位于两凹槽结构之间的单个储器能够对两凹槽结构供给基本上对称且非常均匀的润滑剂，而且限制了该带槽轴承的部件数目。
根据本发明的动压带槽轴承的一实施例的特征在于，该储器包含一由多孔材料制成的环形体，该环形体布置在外轴承部分。该环形体可以以一种简单的方式制造且可很容易地设置在外轴承部分上。
根据本发明的动压带槽轴承的另一实施例的特征在于，该两凹槽结构分别位于第一轴承套和第二轴承套的内壁上，且形成外轴承部分的一部分，从平行于转动轴线的方向看过去，该环形体被保持在该两轴承套之间。上述两轴承套的采用使得其中设有环形体的外轴承部分能以一种简单而实用的方式组装。该环形体紧邻上述其上设有凹槽结构的两轴承套，从而使得润滑剂从环形体至凹槽结构桥接的距离尽可能地短。
本发明的动压带槽轴承的另一实施例，其特征在于，该环形体有一大于外轴承部分的轴承面的内径的内径。由于该环形体的内径大于外轴承部分的轴承面的内径，所以在靠近环形体和相配合的轴承面之间的界面处形成一润滑剂弯月面，该润滑剂弯月面是由于相配合的轴承面之间的液体毛细作用力而产生的，该润滑剂弯月面是从环形体供给的。采用这种方式可得到一种可靠的、不中断的供给到两凹槽结构的润滑剂。
根据本发明的动压带槽轴承的一特定实施例，其特征在于，该环形体设有至少一个通气道，从该环形体的内壁延伸到环形体的外壁且在该环形体的外壁附近通向外轴承部分的通气管路的一通气管道。所述通气道用来当该带槽轴承被润滑剂充满时从动压带槽轴承中排出空气。因为该通气道位于布置在两凹槽结构之间的环形体内，所以也可提供一种必须的压力分布的相互去耦作用，该压力分布是由两凹槽结构产生的。在该环形体的制造过程中，该通气道可很容易地在所述环形体上形成，从而得到动压带槽轴承的一个特别实用的结构。
根据本发明的动压带槽轴承的另一实施例，其特征在于，该环形体设有一第一通气道和第二通气道，其中第一通气道靠近两凹槽结构之一，通向环形体的内壁，第二通气道靠近另一凹槽结构，通向该环形体的内壁，该两通气道通向靠近该环形体的外壁的外轴承部分的环形通道，该环形通道包围该环形体且形成通气管路的一部分。通过采用所述的两通气道，当该带槽轴承被润滑剂充满时，动压带槽轴承的空气排放得到改善。上述外轴承部分的环形通道可以很容易地在外轴承部分形成且由上述环形体的两通气道共用。
根据本发明的动压带槽轴承的另一实施例，其特征在于，该环形体设有两径向上彼此正好相反地布置且靠近两凹槽结构之一通向环形体的内壁的通气道，和两径向上彼此正好相反地布置且靠近另一凹槽结构通向环形体的内壁的通气道。通过采用所述两对径向上彼此正好相反地布置的通气道，在该带槽轴承充满润滑剂的过程中空气从该动压带槽轴承中的排放得到进一步的改善。
一种在开头部分提及的类型的根据本发明的电动机，其特征在于，采用的动压带槽轴承是一种根据本发明的动压带槽轴承，定子固定在该带槽轴承的轴承部分之一上，而转子固定在该带槽轴承的另一轴承部分上。
一种在开头部分提及的类型的根据本发明的扫描装置，其特征在于，其中所采用的电动机是根据本发明的电动机。
参照下文中所述的实施例，本发明的这些和其它特点将得到更清楚的解释，其中
图1示意性地示出了一根据本发明的电动机，该电动机设有一根据本发明的动压带槽轴承；图2是沿图1的线II-II的截面图；图3是在图1中所示电动机的动压带槽轴承的两配合轴承面和环形体之间的界面的细节图；和图4示意性地示出了一根据本发明的扫描装置，该装置设有根据本发明的电动机和动压带槽轴承。
图1示意性地示出了根据本发明的一电动机1，该电动机包含一定子3和一相对于定子3安装的转子5，使得转子可通过根据本发明的动压带槽轴承9相对转动轴线7转动。定子3包含一电动线圈系统11，该线圈系统在图1中仅示意性地示出，而转子5包括一与电动线圈系统11合作的永磁体系统13，在图1中也仅示意性地示出。该电动线圈系统11固定在一衬套型轴承壳体15上，该壳体形成动压带槽轴承9的外轴承部分17的一部分且固定在电动机1的静止基板19上。永磁体系统13固定在一环形磁体支撑架21上，该支撑架固定在一钢轴23上。所述轴23形成动压带槽轴承9的内轴承部分且其中心线基本上与转动轴线7一致。
如图1所示，该动压带槽轴承9的外轴承部分17还包括第一青铜轴承套25、第二青铜轴承套27和一环形体29，从平行于转动轴线7的方向看过去，该第二青铜轴承套与第一轴承套25隔开一段距离，且从平行于转动轴线7的方向看过去，环形体29保持在第一轴承套25和第二轴承套27之间。第一轴承套25的内侧面设有一圆柱形轴承面31，该轴承面上有一V形凹槽结构33，且第二轴承套27的内侧面设有一圆柱形轴承面35，该轴承面上有一V形凹槽结构37。应当指出的是，为简单起见，在图1中仅示出了两凹槽结构33、37的一条V形凹槽。轴23的外侧面有一圆柱形轴承面39，用于与两凹槽结构33和37配合，其中从平行于转动轴线7的方向看过去该两凹槽结构33、37是间隔开的；第一主要是环形的轴承缝隙41位于轴23的轴承面39和第一轴承套25的轴承面31之间，且第二主要是环形的轴承缝隙43位于轴23的轴承面39和第二轴承套27的轴承面35之间。轴承缝隙41和43内充满润滑剂，比如合成双酯润滑油。在轴承套25、27内的轴23的转动过程中，凹槽结构33、37在相配合的轴承面31和39之间的轴承缝隙41内及在相配合的轴承面35和39之间的轴承缝隙43内的润滑剂中产生一种过压。由于轴承缝隙41和43内的所述过压轴23和固定于其上的电动机1的转子5相对于外轴承部分17和固定于其上的电动机1的定子3沿垂直于转动轴线7的方向被支撑住。
图1中进一步示出，轴23包含一圆形端45，该圆形端在电动机1所施加的磁性预应力的影响下支撑在一金属支板47上，该板固定在轴承壳体15的第一端49。在支板47和轴23的端部45之间的空间51也充满润滑剂。通过该支板47，轴23和固定在其上的电动机1的转子相对于外轴承部分17和固定在其上的电动机1的定子3沿平行于转动轴线7的方向被支撑住。
位于外轴承部分17的环形体29由多孔材料制成，比如烧结青铜或陶瓷，且形成一在运行中保存过量润滑剂的储器。通过采用环形体29，该动压带槽轴承9含有大量的实际上超过在轴承缝隙41和43及空间51中的润滑剂量的润滑剂。由于这个原因，主要是由润滑剂和动压带槽轴承9中所用的轴承材料之间的化学反应引起的润滑剂老化被显著地延缓。这样的老化导致润滑剂的粘度增加，这迟早导致电动机1中的电流不可接受的增加。因为润滑剂的这些老化通过采用有过量润滑剂的多孔环形体29而显著地延缓，所以该动压带槽轴承9的使用寿命得到相当大地提高。
根据本发明，成为一润滑剂储器的多孔环形体29从平行于转动轴线7的方向看过去，位于两凹槽结构33和37之间。因为该环形体29对中地于两凹槽结构33和37之间，所以得到一种使两凹槽结构33和37的基本对称且格外均匀的润滑剂供给，结果该动压带槽轴承9在垂直于转动轴线7的方向上为轴23提供均匀的支撑。而且，采用单个环形体29能使动压带槽轴承9的部件数目得到限制，其中两凹槽结构33和37从该环形体供给润滑剂。该环形体29可以以一种简单的方式制造。因为从平行于转动轴线7的方向看过去，该环形体29限制在两轴承套25和27之间，所以通过连续地将两轴承套25、27中之一压入外轴承部分17内，将环形体29压入外轴承部分17内，最后将另一轴承套25、27压入外轴承部分1 7内，该环形体29就可以在外轴承部分17中以一种简单的方式。采用这种方式，外轴承部分17可以以一种简单且实用的方式装配。由于该环形体29紧邻设有两凹槽结构33和37的两轴承套25和27，所以从环形体29至凹槽结构33和37的由润滑剂所桥接的距离最小。
如图1所示，且如图3中详细所示，环形体29有一内径D11，该内径D11大于轴承套25和27的轴承面31和35的内径D12。结果，如图3所示，在环形体29和轴23之间出现一环形腔53，该环形腔有一基本上超过轴承缝隙41和43的宽度w2的宽度w1。由于宽度w1和w2之间的所述差异，在靠近环形体29和轴承缝隙41和43之间的界面处形成一润滑剂弯月面55，轴承缝隙41和43位于相配合的轴承面31、39和35、39之间，该润滑剂弯月面是因轴承缝隙41和43内的液体毛细作用力而产生的。如图3所示，润滑剂弯月面55形成一连续的从环形体29至两轴承缝隙41和43的润滑剂供给，从而得到一种可靠的、不中断的供给到两凹槽结构33、37的润滑剂。应当指出的是，在环形腔53内的润滑剂弯月面55的位置依赖于动压带槽轴承9内的润滑剂量。甚至在动压带槽轴承9内可能有较多的润滑剂，以致该环形腔53也被润滑剂完全充满。然而，在这种情况下，也可获得一种可靠的、不中断的从环形体29供给到两轴承缝隙41和43的润滑剂。
如图2所示，环形体29设有第一对通气道57和59和第二对通气道61和63，其中第一对通气道径向上彼此正好相反地布置，第二对通气道也是径向彼此正好相反地布置。通气道57、59、61、63从环形体29的内壁65延伸到该环形体29的外壁67，且在该环形体29的外壁67附近每一通气道57、59、61、63通向外轴承部分17的共用通气管道。在图1的截面中也示出的第一对通气道57和59在第一轴承套25和凹槽结构33附近通向环形体29的内壁65，而仅在图1中示出通气道61，第二对通气道61和63在第二轴承套27和凹槽结构37附近通向环形体29的内壁65。外轴承部分17的通气管道包括一环形通道69，通气道57、59、61、63通向这里。环形通道69位于轴承壳体15的内壁71内且包围环形体29。外轴承部分17的通气管道还包括两直通道73和75，该两直通道也位于轴承壳体15的内壁71内且与环形通道69相连。直通道73和75径向上彼此正好相反地布置，基本上平行于转动轴线7延伸且通向环形凹槽77，如图1所示，该环形凹槽位于轴承壳体15的第二端79附近。在制造过程中当带槽轴承9充满润滑剂的时候，通气道57、59、61、63用来排放动压带槽轴承9内的空气。因为通气道57、59、61、63位于两凹槽结构33、37之间，所以所述通气道57、59、61、63还提供一种必须的压力分布的互相去耦作用，该压力分布是由两凹槽结构33、37在轴承缝隙41、43内产生的。通气道57、59、61、63可以在所述环形体29的制造过程中很容易地在环形体29内形成，且环形通道69和直管73、75也可很容易地设在轴承壳体15内，从而可得到一个非常简单且实用的动压带槽轴承9的构造。应当指出的是，代替两对通气道57、59和61、63，该环形体29可设有不同数目的通气道，比如一个从该环形体29的内壁65延伸至环形体29的外壁67的通气道，或者两个通气道，其中第一个通向靠近凹槽结构33的内壁65，而第二个通向靠近凹槽结构37的内壁65。通过采用环形体29内的两个或多个通气道，在润滑剂填充动压带槽轴承9的过程中，空气从该轴承中的排出得到相当大地改善。
图4示意性地示出一根据本发明的扫描装置81，其包括一可绕转动轴线85转动且由根据本发明的电动机1驱动的支撑架83，其中电动机1安装在框架87上。一可光学扫描的信息载体89，比如CD，CD-ROM或DVD可放置在支撑架83上，所述可光学扫描的信息载体设有一盘形载体91和一透明保护层93。载体91的与保护层93接壤的一侧形成该信息载体89的信息层95，其上有螺旋形的信息轨道。该扫描装置81还包括一光学扫描单元97，用于光学扫描信息载体89上的信息轨道。扫描单元97通过扫描装置81的移位装置99可以相对于转动轴线85主要沿两相反的径向方向X和X’移动。为此目的，扫描单元97固定在移位装置99的滑块101上，其中该移位装置还设有一直的引导部件103和一电动机105，该引导装置103平行于X方向延伸且设于框架87上，在该引导装置上滑块101可被引导移动，且通过电动机105滑块101可在引导装置103上移动。在运行过程中，该扫描装置81的未示出的电动控制单元控制电动机1和105，使信息载体89绕转动轴线85转动，以及扫描单元97平行于X方向移动，采用这种方式信息载体89上的螺旋形信息轨道由扫描单元97扫描。在扫描过程中，信息轨道上的信息可以由扫描单元97读取或者可由扫描单元97将信息写在信息轨道上。
上述根据本发明的扫描装置81是一种光学扫描装置，其中可转动的信息载体是可由光学扫描单元进行光学扫描的。应当指出的是，本发明还覆盖其它类型的扫描装置，比如一用于磁-光扫描装置的磁扫描装置，其中可转动的信息载体以一种磁或磁-光的方式由一磁或磁-光扫描单元进行扫描。
还应当指出的是，根据本发明的电动机和根据本发明的动压带槽轴承不仅可用于根据本发明的扫描装置，而且可用于其它类型的装置，比如一用在磁带设备中的可转动的磁扫描单元，或者一用于光学扫描装置比如条码读取器的可转动的光学多面体。
在上述根据本发明的动压带槽轴承9中，内轴承部分相对于外轴承部分是可转动的，且凹槽结构位于外轴承部分。最后应当指出的是本发明还包括外轴承部分可相对于内轴承部分转动的动压带槽轴承，且凹槽结构位于内轴承部分的动压带槽轴承。
权利要求
1.一种动压带槽轴承，其包含一内轴承部分和一外轴承部分，该两部分可绕转动轴线彼此相对转动，该轴承部分之一的轴承面设有与另一轴承部分的轴承面相配合的两凹槽结构，该凹槽结构从平行于转动轴线的方向看过去是间隔开的，且该带槽轴承设有一由多孔材料制成的用于保持润滑剂的储器，其中润滑剂在运行过程中位于相配合的轴承面之间，其特征在于，从平行于转动轴线的方向看过去，该储器布置在两凹槽结构之间。
2.如权利要求1所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该储器包含一由多孔材料制成的环形体，该环形体布置在外轴承部分。
3.如权利要求2所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该两凹槽结构分别位于第一轴承套和第二轴承套的内壁上，该内壁形成外轴承部分的一部分，该环形体从平行于转动轴线的方向看过去保持在两轴承套之间。
4.如权利要求2或3所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该环形体有一内径，该内径大于外轴承部分的轴承面的内径。
5.如权利要求2、3或4所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该环形体具有至少一个从环形体的内壁延伸到环形体的外壁的通气道，且在该环形体的外壁附近通向外轴承部分的通气管路。
6.如权利要求5所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该环形体具有第一通气道和第二通气道，其中第一通气道靠近两凹槽结构之一通向环形体的内壁，第二通气道靠近另一凹槽结构通向该环形体的内壁，两通气道通向靠近该环形体的外壁的外轴承部分的环形通道，该环形通道包围该环形体且形成通气管路的一部分。
7.如权利要求6所述的一种动压带槽轴承，其特征在于，该环形体设有两径向上彼此正好相反地布置且靠近两凹槽结构之一通向环形体的内壁的通气道，和两径向上彼此正好相反地布置且靠近另一凹槽结构通向环形体的内壁的通气道。
8.一种电动机，其包含一定子和一转子，该转子的安装能使其通过一动压带槽轴承相对定子转动，其特征在于，该动压带槽轴承是一种如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的动压带槽轴承，定子固定在该带槽轴承的轴承部分之一上，而转子固定在该带槽轴承的另一轴承部分上。
9.一种扫描装置，其包含一用于一信息载体的支撑架和一用于扫描该信息载体的扫描单元，所述支撑架可通过电动机绕转动轴线转动，而扫描单元可通过一移位装置相对于支撑架至少在垂直于转动轴线的方向上移动，其特征在于，该电动机是如权利要求8所述的电动机。
全文摘要
一种动压带槽轴承(9),包含一内轴承部分(23)和一外轴承部分(17),该两部分可绕转动轴线(7)相对转动,该轴承部分之一的轴承面(31、35)包含与另一轴承部分的轴承面(39)相配合的两凹槽。该带槽轴承还包含一由多孔材料制成的用于存在于相配合的轴承面之间的润滑剂的储器。根据本发明,该储器从平行于转动轴线的方向上看过去安装在两凹槽结构之间。采用这种方式,得到一种均匀的从该储器供给至该两凹槽结构的润滑剂,并也限制了该带槽轴承的部件数目。在一优选实施例中,该储器包含一由多孔材料制成且安装在外轴承部分的环形体(29)。该环形体可限制在外轴承部分的两轴承套(25、27)之间,在该两轴承套上有两凹槽结构。该环形体还可包含至少一个通气道(57、59、61、63)。根据本发明的动压带槽轴承可用在驱动一扫描装置(81)中用于信息载体(89)的可转动支撑架(83)的电动机(1)上,比如一光盘唱机。
文档编号F16C17/02GK1274411SQ99801170
公开日2000年11月22日 申请日期1999年7月7日 优先权日1998年7月17日
发明者F·布雷默, J·M·M·亨辛 申请人:皇家菲利浦电子有限公司