流體循環型流體動壓軸承的製作方法
2023-05-03 12:06:46
專利名稱：流體循環型流體動壓軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流體動壓(hydrodynamic pressure)軸承，特別是涉及一種能夠反覆循環流體以便在其中產生流體動壓力的流體動壓軸承。
背景技術：
流體動壓軸承用來為安裝於硬碟驅動器及類似裝置中的主軸電機提供驅動力。其中一個實例，日本專利第2,937,833號公開了「軸承密封系統」，如圖3和圖4所示。
如圖所示，軸承密封系統包括軸31和徑向軸承部24。
徑向軸承部24安裝於軸向外部，且設置有間隙改變部50，用於防止軸承部24與軸31之間出現潤滑油15的洩漏。並且，充滿筒形袋式零件40的潤滑油15的油麵區15a被設置成位於間隙改變部50中。
間隙改變部50包括間隙改變圓形邊緣50a，由徑向軸承24設置成軸向最內邊緣；和間隙改變部外邊緣50b，設置為間隙改變部50的最外邊緣。間隙改變圓形邊緣50a最小，而間隙改變部外邊緣50b最大，並且兩者之間形成間隙傾角α。
雖然袋式零件40的內容量在生產中或潤滑油15的注入過程中不恆定，袋式零件40的內容量會因軸31的升高或軸31旋轉所產生的熱量而改變，或者因內部混合空氣而使得潤滑油15的油量變化增加，但由於間隙改變部50的內容量比袋式零件40或徑向軸承部24的內容量相對較大，所以恆定量的潤滑油15總能保存在軸承部24內，而不會發生洩漏。
但是，上述密封系統有一個缺陷，即如果條件改變，例如潤滑油的粘度或軸旋轉時產生的熱量等超出其設計標準時，潤滑油可能無法保存在袋式零件40中，進而增加潤滑油的洩漏。
發明內容
因此，本發明旨在提供一種流體循環型流體動壓軸承，其基本上消除了由於現有技術的局限性和缺點造成的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供一種流體動壓軸承，其通過使流體穿過流體循環件在軸承內反覆循環，從而不管周圍條件如何變化，仍能夠防止流體向外洩漏。
本發明的其它優點、目的、和特徵，部分將在隨後的描述中闡述，對於本領域普通技術人員而言，部分將變得顯而易見，或者可以從本發明的實踐中獲知。本發明的這些目的及其它優點可通過所寫的說明書、權利要求、以及附圖中所特別指出的結構來實現並獲得。為了達到這些目的和其它優點，並根據本發明的宗旨，如這裡所實施並廣泛描述的，流體循環型流體動壓軸承包括驅動件，用於驅動記錄介質；支撐件，用於可旋轉地支撐驅動件，以具有形成在支撐件與驅動件之間的流體動壓產生空間，支撐件形成有流體流經的流體出口；多個凹槽，用於產生流體動壓力，凹槽形成於驅動件和支撐件中的至少一個上，以朝向流體動壓產生空間而開口；流體循環件，用於循環從流體出口流出的流體，流體循環件與驅動件固定地結合，以可滑動地支撐支撐件。
支撐件可以具有與驅動件軸向結合的軸結合部，以及用於產生流體動壓力的流體動壓產生部，並且流體出口可以形成為從流體動壓產生部朝向流體循環件而開口。另外，流體循環件可以具有流體保存空間，用於保存在預定時間內流過流體出口的流體；和流體輸送孔，用於將保存在流體保存空間的流體輸送至流體動壓產生空間。其中，流體保存空間可以形成為具有楔形截面，其中，朝向流體出口而開口的部分小於朝向流體輸送孔而開口的部分。此時，流體保存空間中所保存的流體通過毛細作用被輸送至流體輸送孔，並且流體保存空間可以形成為具有0°～90°的上表面。
此外，流體輸送孔可以形成為貫穿流體循環件的上下表面。
在本發明中，當驅動件被驅動時，流體保存空間中所保存的流體受到離心力作用，並通過離心力被輸送至流體輸送孔。
可以理解，本發明上面的一般性描述以及下面的詳細描述是例示性和解釋性的，用來對所要求保護的本發明提供進一步的解釋。
附圖包括在說明書中並構成說明書的一部分，旨在提供對本發明的進一步理解。附圖示出了本發明的實施例，並與描述一起用來解釋本發明的原理。附圖中圖1是示意性地示出了根據本發明優選實施例的流體動壓軸承的橫截面視圖；圖2是示出了圖1中的擋塊(stopper)和密封帽的局部放大視圖；圖3是示意性示出了傳統軸承密封系統的橫截面視圖；以及圖4是圖3的局部放大視圖。
具體實施例方式
現在對本發明的優選實施例進行詳細描述，其實例在附圖中示出。
如圖1所示，根據本發明優選實施例的流體動壓軸承100包括轂110、套筒120、和流體循環件130。
轂110用來將記錄介質(例如硬碟)安裝在其上，並使之旋轉，而且轂110具有形成在其中央部位的環形的流體動壓產生空間110a。另外，轂110具有軸部111和輪緣部115，分別形成在相對於流體動壓產生空間110a的內側和外側。
軸部111從轂110的內部中央部位一體地延伸，且其端部尺寸漸縮以便易於旋轉。
輪緣部115從轂110的軸部111一體地延伸，且其端部延伸得比軸部111的端部要長。
套筒120用來可旋轉地支撐轂110，並且具有分別形成於其中央部位及兩個輪緣上的軸結合部121和流體動壓產生部125。
軸結合部121具有上部，其上形成有軸結合槽121a，軸部111插入軸結合槽121a中；和下部，向下延伸且與主軸電機(未示出)的底座140固定地結合。
流體動壓產生部125與軸結合部121一體形成，並插入到形成於轂110中的流體動壓產生空間110a內。其中，流體動壓產生部125具有與空間110a相對應的環形形狀，以便可以以緊密接觸方式插入到空間110a內。
另外，流體動壓產生部125具有多個流體動壓產生槽125a，其按預定形狀分別形成在上表面、外圓周表面和下表面上；流體出口125b，傾斜地形成在與軸結合部121相連接的部分上。
在該實施例中，流體出口125b傾斜地形成，但可替換地，它可以形成於流體能夠通暢流出的特定結構中，並且流體出口125b可以不設置在流體循環件130上，而設置在套筒120的流體動壓下表面上、介於套筒120的流體動壓下表面與側表面之間、或與套筒120的側表面相連接。
另外，在該實施例中，流體動壓產生槽125a形成於套筒120中，可替換地，槽125a可以形成於轂110的面對套筒120相應部分的內圓周表面上，或者可替換地，它們進而可以形成於套筒120以及轂110的內圓周表面上。
流體循環件130用來反覆再循環從形成於套筒120上的流體出口125b流出的並朝向流體動壓產生空間110a流動的流體。另外，流體循環件130具有擋塊131，擋塊不但用來支撐套筒120，具體地說是流體動壓產生部125，而且提供流體動壓產生空間110a；以及密封帽135，用來密封擋塊131的下表面，從而可以防止流體向外洩漏。
擋塊131具有環形形狀，並且具有彼此一體形成的第一轂結合部132和套筒支撐部133。
第一轂結合部132與轂110的輪緣部115的內圓周表面固定地結合，從而擋塊131與轂110一起旋轉。
套筒支撐部133從第一轂結合部131延伸，並且具有從其自由端傾斜形成的下表面部分。形成於套筒支撐部133上的斜面可以在0°～90°範圍內變化。
另外，套筒支撐部133具有自由端，靠近套筒120的軸結合部121的傾斜部；流體輸送孔131a，形成於靠近第一轂結合部132的部分上，以上下貫穿擋塊131。
密封帽135具有環形形狀，並具有第二轂結合部136和流體保存部137。
第二轂結合部136與轂110的輪緣部115的內圓周表面固定地結合，從而密封帽135與轂110一起旋轉。其中，第二轂結合部136也與擋塊131的第一轂結合部132的下表面固定地結合。
流體保存部137位於擋塊131的套筒支撐部133的下方，並且它具有靠近套筒120的軸結合部121的傾斜部而設置的自由端。其中，在支撐部133與保存部137之間形成附圖中所示的楔形的流體保存空間130a。而且，其中，由於擋塊131的套筒支撐部133具有0°～90°範圍內的傾斜表面，因此流體保存空間130a具有角度在0°～90°範圍內的上表面。
下面，將參照圖2，對流體在圖1的流體動壓軸承100內的循環過程進行詳細解釋。
在製造流體動壓軸承100或注入補充流體時，流體150被注入到設置在轂110與套筒120之間的流體動壓產生空間110a內。此時，流體150通過標有「A」或「B」的部位注入，並且空間110a中的空氣或氣泡在流體150注入過程中從「B」或「A」部位流出。
首先，一旦轂110在流體動壓產生空間110a充滿流體150的狀態下開始旋轉，流體150便流入套筒120內，具體地說，是沿流體動壓產生槽125a流入流體動壓產生部125的中央部位(隨設計標準而可變換)。
其後，當流體的流動加速時，在轂110與套筒120之間產生流體動壓力，即，在轂110和套筒120彼此相對設置的流體動壓產生空間110a中產生流體動壓力，因此，轂110從套筒120上被升高，並在該狀態下進行旋轉。
然後，在經過一定時間後，流體150被轂110旋轉所產生的摩擦熱加熱並進而膨脹，膨脹後的流體150的一部分經形成於套筒120中的流體出口125b流出。
這樣流出的流體150由流體循環件130保存，具體地說是由擋塊131保存，直至達到設計量。如果超過該設計量，流體便流入設置在擋塊131與密封帽135之間的流體保存空間130a。
然後，當在轂110的旋轉力作用下與轂110一起旋轉的擋塊131和密封帽135中產生離心力時，離心力便作用於保存在楔形的流體保存空間130a中的流體150。
此時，作用有離心力的流體逐漸流入流體保存空間130a中，即流入楔形形狀中區域變窄的部位，並且這個部位的壓力P1變得比流體動壓產生空間110a與擋塊131之間的壓力P2大，從而流體150沿流體輸送孔131a從下往上流動，並最終流入流體動壓產生空間110a內。此時，由於流體保存空間130a呈楔形，流體150上還作用有毛細力，而該力有助於流體150流入流體動壓產生空間110a內。這樣，流體150可以通過離心力和毛細力沿箭頭方向循環。
根據本發明的流體動壓軸承，既使外界條件(例如流體粘度或軸旋轉時產生的熱量等)超出其設計範圍，由於設置在軸承中的流體動壓產生空間中所存在的流體反覆循環，所以流體可以保存在軸承內，不會外流。
對於本領域的技術人員來說很顯然，本發明可以有各種更改和變化。因此，在不背離所附權利要求及其等同物的範圍內，所作的任何更改和變化，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種流體循環型流體動壓軸承，所述軸承包括驅動件，用於驅動記錄介質；支撐件，用於可旋轉地支撐所述驅動件，以在所述驅動件與所述支撐件之間限定流體動壓產生空間，所述支撐件在預定位置形成有流體流經的流體出口；多個凹槽，用於產生流體動壓力，所述凹槽形成於所述驅動件和所述支撐件中的至少一個上，以朝向所述流體動壓產生空間開口；以及流體循環件，用於循環從所述流體出口流出並向所述流體動壓產生空間流動的流體，所述流體循環件與所述驅動件固定地結合，以可滑動地支撐所述支撐件。
2.根據權利要求1所述的軸承，其中，所述支撐件具有軸結合部，與所述驅動件軸向結合；和流體動壓產生部，用於產生流體動壓力，並且，所述流體出口從所述流體動壓產生部向所述流體循環件而開口。
3.根據權利要求1所述的軸承，其中，所述流體循環件具有流體保存空間，用於保存在預定的時間內從所述流體出口流出的流體；以及流體輸送孔，用於將保存在所述流體保存空間的流體輸送至所述流體動壓產生空間。
4.根據權利要求3所述的軸承，其中，所述流體保存空間具有楔形截面，其中，朝向所述流體出口而開口的部分小於朝向所述流體輸送孔而開口的部分。
5.根據權利要求4所述的軸承，其中，所述流體保存空間中所保存的流體通過毛細作用被輸送至所述流體輸送孔。
6.根據權利要求4所述的軸承，其中，所述流體保存空間具有角度在0°～90°範圍內變化的上表面。
7.根據權利要求3所述的軸承，其中，所述流體輸送孔形成為貫穿所述流體循環件的上下表面。
8.根據權利要求4至7中任一項所述的軸承，其中，當所述驅動件被驅動時，所述流體保存空間內所保存的流體作用有離心力，進而所述流體通過離心力被輸送至所述流體輸送孔。
全文摘要
本發明涉及一種軸承，包括轂(110)，用於驅動記錄介質；套筒(120)，用於可旋轉地支撐轂(110)，以在轂(110)與套筒(120)之間限定流體動壓產生空間，套筒(120)在預定位置形成有流體流經的流體出口(125b)；多個凹槽(125a)，用於產生流體動壓力，凹槽(125a)形成於轂(110)和套筒(120)中的至少一個上，以朝向流體動壓產生空間(110a)而開口；以及流體循環件(130)，用於循環從流體出口(125b)流出而流向流體動壓產生空間(110a)的流體，流體循環件(130)與轂(110)固定地結合，以可滑動地支撐套筒(120)。
文檔編號F16C33/74GK1940319SQ20061015259
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月27日 優先權日2005年9月28日
發明者林泰亨 申請人:三星電機株式會社