專利名稱：流體動力軸承電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體動力軸承電動機(jī)。
背景技術(shù)：
通常，用于諸如硬盤驅(qū)動器等精密機(jī)械上的電動機(jī)不僅需要高速的驅(qū)動力，而且需要精確的控制。具有該特征的電動機(jī)必須承受旋轉(zhuǎn)載荷和旋轉(zhuǎn)軸的力，流體動力軸承電動機(jī)是用于取代金屬軸承或球軸承來承受力的新趨勢。
流體動力軸承電動機(jī)需要流體來支承旋轉(zhuǎn)體，并且流體動力軸承電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線必須設(shè)置在套筒的中心處，以便使摩擦力最小化。
流體動力軸承電動機(jī)通過在旋轉(zhuǎn)體與固定體之間形成薄油膜而使摩擦力最小化，并且其產(chǎn)生壓力來支承旋轉(zhuǎn)體。為了形成用于形成油膜的壓力，可以在旋轉(zhuǎn)體或固定體中形成魚骨(herring bone)型的凹槽。
在流體動力軸承電動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時，動壓力變高。因此，在低速旋轉(zhuǎn)的情況下，在旋轉(zhuǎn)體與固定體之間摩擦的可能性很高。因此，有必要具有在低速旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生動壓力的結(jié)構(gòu)。此外，流體的循環(huán)(wrap around)和保持對于在流體動力軸承電動機(jī)周圍傳播動壓力來說是重要的。而且需要對應(yīng)于裝置的小型化而減小尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流體動力軸承電動機(jī)，其在低速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生支承旋轉(zhuǎn)體的動壓力，并且其中使得流體的循環(huán)和保持以及小型化成為可能。
從下面包括附圖的描述以及權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并更易于理解，或可以通過本發(fā)明的實(shí)施來獲知。
本發(fā)明的一個方面提供了一種流體動力軸承電動機(jī)，其具有環(huán)形的殼體，該殼體具有接合至其邊緣的線圈；套筒，其包括接合至殼體中心部的突出部以及與突出部作為一體形成的環(huán)形接觸部；環(huán)形的轂(hub)，具有接合至接觸部的內(nèi)周界(perimeter)，且具有附著至其邊緣的磁體，該磁體面對線圈；止擋件，設(shè)置在殼體與接觸部之間，且接合至轂，使得套筒與轂不分離；存儲部，作為空間形成在止擋件與套筒之間，且填充有流體，用于供應(yīng)并保持形成在接觸部與轂的內(nèi)周界之間的間隙中的流體；以及貫穿孔，從套筒的中心形成至套筒的邊緣，該貫穿孔與存儲部在空間上相隔離。
優(yōu)選地，存儲部的縱向方向垂直于轂的旋轉(zhuǎn)軸線而形成。優(yōu)選地，止擋件是具有穿孔的中心部的環(huán)形平板。優(yōu)選地，在轂的內(nèi)周界中或在接觸部中形成有凹槽。優(yōu)選地，在轂的內(nèi)周界中或在對應(yīng)于轂的內(nèi)周界的止擋件中形成有凹槽，從而引起流體的動壓力，并向離心力方向抽吸流體。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的橫截面圖。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的流體流動的橫截面圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的動力部的動壓力范圍的曲線圖。
圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的橫截面圖。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的魚骨型的凹槽，而圖5B是根據(jù)第四實(shí)施例的螺旋型的凹槽。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的流體動力軸承電動機(jī)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
下面，將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的流體動力軸承電動機(jī)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在參照附圖的描述中，與圖號無關(guān)，那些相同或相關(guān)的部件以相同的參考標(biāo)號表示，并省略重復(fù)的描述。另外，在討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之前，將首先描述基本原理。
圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的橫截面圖。參照圖1，示出了殼體11、套筒12、突出部121、接觸部122、線圈13、轂14、內(nèi)周界141、磁體15、止擋件16、貫穿孔17、存儲部18、流體19、旋轉(zhuǎn)軸線100。
環(huán)形殼體11起到固定套筒12的作用。線圈13與殼體11的邊緣結(jié)合，且當(dāng)將電流施加到線圈13時，形成磁場。該殼體11可以與各種部件相結(jié)合，以便于制造。
殼體11的中心部與套筒12相結(jié)合。優(yōu)選地，套筒12由突出部121和接觸部122構(gòu)成。通常，直接接合至殼體11的突出部121與形成在殼體11中的孔或凹槽相結(jié)合。突出部121與接觸部122作為一體形成。接觸部122是注入流體且與轂的內(nèi)周界141相接合的部分。接觸部122大于突出部121，且為環(huán)形形狀，并且該接觸部與殼體11保持距離。
轂14為旋轉(zhuǎn)體，并且流體19注入到套筒12的接觸部122與轂的內(nèi)周界141之間。優(yōu)選地，轂14圍繞旋轉(zhuǎn)軸線100對稱地形成。如果轂14偏斜，將會產(chǎn)生振動。磁體15與轂14的邊緣相結(jié)合，并且優(yōu)選地，磁體15面對線圈13。線圈13的磁場使其與一個磁體15相互排斥，從而轂14平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，相比于線圈13，磁體15設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸線100周圍的內(nèi)側(cè)。但是，相比于磁體15，線圈13可以設(shè)置在內(nèi)側(cè)。
止擋件16設(shè)置在殼體11與接觸部122之間。止擋件16與轂14的內(nèi)周界141相結(jié)合。止擋件16用作防止轂14遠(yuǎn)離套筒12的固定元件。同時，在止擋件16與套筒12之間形成一空間，流體19填充在該空間中。該空間為存儲部18。必要的是，存儲部18必須不僅具有填充流體的空間，而且還必須具有使流體不流到外部的更多的可用空間。即，如圖1的放大圖中所示，通常情況下，流體界面181a垂直地面對重力方向。但是，在通過離心力旋轉(zhuǎn)時，流體界面181a向止擋件16傾斜。因此，如圖1所示，止擋件16向殼體11的方向突出。此外，優(yōu)選地，殼體11附近的存儲部18向旋轉(zhuǎn)軸線100的方向傾斜。這防止了流體19由于轂14旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力而流出。
貫穿孔17形成在套筒12的接觸部122的內(nèi)部。貫穿孔17的孔入口172形成在旋轉(zhuǎn)軸線100附近，而貫穿孔17的孔出口171形成在接觸部122的邊緣方向。尤其，優(yōu)選地，形成孔出口171，以便與存儲部18的流體入口182在空間上不相連通。這是因?yàn)?，相比于流體入口182，貫穿孔17的內(nèi)部沒有形成由油膜引起的相同的動壓力。孔入口172可以形成在不同位置處。圖1中，貫穿孔17以傾斜方向形成。但是，根據(jù)孔出口171和孔入口172的位置，貫穿孔17可以以不同的角度形成。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的流體流動的橫截面圖。圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的動力部的動力范圍的曲線圖。參照圖2和圖3，(a)～(f)是動力部的位置，示出了套筒12、接觸部122、轂14、內(nèi)周界141、止擋件16、存儲部18、流體19。
當(dāng)將電流施加到線圈13時，轂14旋轉(zhuǎn)。此時，流體注入到套筒12的接觸部122與轂14的內(nèi)周界141之間。在轂14的內(nèi)周界141或接觸部122處形成有凹槽(未示出)。因此，通過轂14的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生流體動力。凹槽可形成為使得流體沿圖2的箭頭方向循環(huán)。并且凹槽的形狀是不同的，諸如魚骨型或螺旋型。
對轂14旋轉(zhuǎn)時動力部的范圍和動力部的位置進(jìn)行解釋。首先，由于圖2的a是存儲部18且向外部開口，因此即使轂14旋轉(zhuǎn)，圖2中的a也不產(chǎn)生動壓力，但是部分流體通過離心力對b施加壓力。
由于轂14的接觸部141的間隙通過油膜牢牢地被止擋件16阻擋住，所以b位置與a位置在空間上分離。因此，b位置保持較高的動壓力。這是由于離心力在a位置起作用，并且在止擋件16或轂14中的a和b的路徑上形成有凹槽。同時，由于流體的旋轉(zhuǎn)作用，b位置的動壓力升高。
由于這種模式，c位置至f位置的動壓力高于a位置的。這是由于a位置至f位置的動力部與外部完全隔離。同時，由于g位置也與外部完全隔離，所以在該位置形成有動壓力。同時，優(yōu)選地，沿圖2的箭頭方向形成凹槽，以便平穩(wěn)地循環(huán)。
在這種系統(tǒng)中，離心力有效地作用，并且增加了形成在凹槽處的動壓力。由于必須形成動壓力的位置(從a位置到f位置)比a位置高，因此，套筒12穩(wěn)定地支承轂14。
圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的橫截面圖。參照圖4，示出了殼體41、套筒42、突出部421、接觸部422、線圈43、轂44、轂的內(nèi)周界441、磁體45、止擋件46、貫穿孔47、孔出口471、存儲部48、流體入口482、流體49、旋轉(zhuǎn)軸線100。
圖4示出了通過對圓形平板的中心進(jìn)行打孔而形成的止擋件46。這是可能的，原因是填充有流體49的存儲部48沿與旋轉(zhuǎn)軸線100垂直的方向形成。必須除去套筒42的接觸部422的一部分或止擋件46的一部分，以形成存儲部48。如圖4實(shí)施例中的放大截面圖所示，通過除去接觸部422的一部分形成了填充有流體49的存儲部48。間隙沿縱向方向垂直于旋轉(zhuǎn)軸線100。同時，流體入口482不應(yīng)該與孔出口471在空間上相連通。通過采取這種存儲部48的形狀，得到可存儲足夠流體49的空間。止擋件46在殼體41的方向上不總是突出的形狀。
盡管轂44旋轉(zhuǎn)時流體界面481a是傾斜的，但是，如圖4的放大圖，止擋件46阻止了流體49向外流出。此外，該存儲部48的形狀通過在轂44旋轉(zhuǎn)時將流體49的壓力引向孔出口471而增加了動壓力。
當(dāng)止擋件46的垂直長度變短時，殼體的形狀可以改變。并且與圖1的實(shí)施例相比，軸承的整個厚度變短。而且，沒有必要使存儲部48的形狀傾斜，從而得到套筒42的突出部421的直徑，并且同時增加了與殼體42的一致性。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的魚骨型的凹槽。圖5B是根據(jù)第四實(shí)施例的螺旋型的凹槽。
優(yōu)選地，圖5A和圖5B的凹槽50a、50b形成在第一和第二實(shí)施例的止擋件16、46或轂14、44的接觸表面中。圖5A是普通的魚骨型凹槽50a，而圖5B是普通的螺旋型凹槽50b。凹槽50a、50b可以形成為朝向離心力的方向抽吸油。這種抽吸方向增加了整個軸承的動壓力。為了確定油的抽吸方向，凹槽50a、50b必須根據(jù)轂14、44的旋轉(zhuǎn)方向而形成。凹槽50a、50b可以具有多種形狀，包括圖5A的魚骨型和圖5B的螺旋型。
同時，可以在產(chǎn)生動壓力的部分(諸如轂14、44和套筒12、42的接觸部分的一側(cè))處形成另一凹槽。
如上所述，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的流體動力軸承電動機(jī)的貫穿孔形成在與存儲部隔開的空間上，而這增加了流體動力軸承電動機(jī)的動壓力。通過改變存儲部的形成位置，流體的保持性變得更好。此外，止擋件有可能變形，而這減小了整個流體動力軸承電動機(jī)的尺寸。
雖然以上描述在應(yīng)用到各種實(shí)施例時已經(jīng)指出了本發(fā)明的新穎性特征，但是，技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以對示出的裝置或過程的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換以及改變。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，而不是前面的描述限定。在權(quán)利要求等同的意義和范圍內(nèi)的各種變型都涵蓋在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流體動力軸承電動機(jī)，包括環(huán)形的殼體，具有接合至其邊緣的線圈；套筒，包括接合至所述殼體中心部的突出部以及與所述突出部作為一體形成的環(huán)形接觸部；環(huán)形的轂，其具有接合至所述接觸部的內(nèi)周界，且具有附著至其邊緣的磁體，所述磁體面對所述線圈；止擋件，其設(shè)置在所述殼體與所述接觸部之間，且接合至所述轂，使得所述套筒與所述轂不分離；存儲部，作為空間形成在所述止擋件與所述套筒之間，且填充有流體，用于供應(yīng)并保持形成在所述接觸部與所述轂的所述內(nèi)周界之間的間隙中的流體；以及貫穿孔，從所述套筒的中心形成至所述套筒的邊緣，所述貫穿孔與所述存儲部在空間上相隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動力軸承電動機(jī)，其中，所述存儲部的縱向方向垂直于所述轂的旋轉(zhuǎn)軸線而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動力軸承電動機(jī)，其中，所述止擋件是具有穿孔的中心部的環(huán)形平板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動力軸承電動機(jī)，其中，在所述轂的所述內(nèi)周界中或在所述接觸部中形成有凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動力軸承電動機(jī)，其中，在所述轂的所述內(nèi)周界中或在對應(yīng)于所述轂的所述內(nèi)周界的所述止擋件中形成有凹槽，從而引起所述流體的動壓力，并向離心力方向抽吸所述流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及流體動力軸承電動機(jī)。該流體動力軸承電動機(jī)具有環(huán)形的殼體，該殼體具有接合至其邊緣的線圈；套筒，包括接合至殼體中心部的突出部以及與突出部作為一體形成的環(huán)形接觸部；環(huán)形的轂，具有接合至接觸部的內(nèi)周界，且具有附著于其邊緣的磁體，該磁體面對線圈；止擋件，設(shè)置在殼體與接觸部之間，且接合至轂，使得套筒與轂不分離；存儲部，作為空間形成在止擋件與套筒之間，并填充有流體，用于供應(yīng)并保持形成在接觸部與轂的內(nèi)周界之間的間隙中的流體；以及貫穿孔，從套筒的中心形成至套筒的邊緣，該貫穿孔與存儲部在空間上相隔離。
文檔編號G11B19/20GK101051497SQ200710079808
公開日2007年10月10日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者李他璟 申請人:三星電機(jī)株式會社