CN102330737A - 动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机。所述动压轴承组件包括：轴套，轴***到轴套中；毂基体，结合到轴的上部并且与轴一起旋转；止动件板，固定地结合到轴套的上表面，并且防止轴在该轴旋转时上升；推力动压产生槽，形成在止动件板的上表面和毂基体的与所述止动件板的上表面对应的下表面中的至少一个上。

Description

动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机

本申请要求于2010年7月13日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0067342号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机，更具体地说，涉及这样一种动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机，所述动压轴承组件通过在固定部分中包括止动件而具有提高的抗冲击性和旋转精度并且可以以低水平的电流被驱动，在所述固定部分中，止动件防止轴在轴的旋转过程中上升。

背景技术

用在记录盘驱动装置中的小尺寸的主轴电机包括：固定部分；旋转部分，结合到固定部分并且关于旋转的假想轴线旋转；止动件，防止旋转部分分离；润滑流体，介于旋转部分和固定部分之间。旋转部分的旋转由润滑流体产生的流体压力支撑。

止动件固定地结合到旋转部分。止动件可包括结合到轴的法兰型止动件、结合到转子壳的环型止动件等。

然而，难以制造与轴成一体的法兰型止动件。在单独制造法兰型止动件然后将法兰型止动件与轴装配的情况下，要求高水平的制造质量(例如，密封控制、同轴控制等)。

此外，环型止动件受固体摩擦，这是因为没有润滑流体介于止动件和固定部分之间，从而导致止动件和固定部分之间的磨损和摩擦损失增加。存在由磨损产生的微粒会被吸入到轴承中的危险。

发明内容

本发明的一方面提供一种动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机，所述动压轴承组件通过包括在固定部分中的止动件和介于止动件和旋转部分之间的润滑流体而具有提高的抗冲击性和旋转精度，并且可以以低水平的电流被驱动。

根据本发明的一方面，提供一种动压轴承组件，该动压轴承组件包括：轴套，轴被***到轴套中；毂基体，结合到轴的上部并且与轴一起旋转；止动件板，固定地结合到轴套的上表面，并且防止轴在该轴旋转时上升；推力动压产生槽，形成在止动件板的上表面和毂基体的与所述止动件板的上表面对应的下表面中的至少一个上。

可在止动件板的内周表面和轴的与所述止动件板的内周表面对应的外周表面之间设置间隙，使得间隙可充有润滑流体。

止动件板可具有比轴套的内径小的内径。

轴可包括台阶部分，台阶部分被止动件板的内径下部卡住。

可在轴套的外周表面和毂基体的与所述轴套的外周表面对应的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

轴套可包括：旁路路径，将轴套的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力；槽，形成在轴套的轴向的上部中，并且将旁路路径与轴套和轴之间的间隙连接，从而允许旁路路径内的润滑流体在轴套和轴之间流动。

止动件板和轴套可一体地形成。

根据本发明的另一方面，提供一种动压轴承组件，该动压轴承组件包括：旋转部分，结合到轴的上部并且与轴一起旋转；轴承部分，支撑轴的旋转，并且具有形成在轴承部分的轴向的上部的内径端部上的止动件，并且被台阶部分卡住，台阶部分形成在轴的外周表面上，以防止轴在该轴旋转时上升；推力动压产生槽，形成在轴承部分的上表面和旋转部分的与所述轴承部分的上表面对应的下表面中的至少一个上。

可在轴承部分的外周表面和旋转部分的与所述轴承部分的外周表面对应的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

轴承部分可包括旁路路径，旁路路径将轴承部分的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力。

轴承部分可包括轴套和止动件板，轴套支撑轴的旋转，止动件板固定地结合到轴套的上表面，并防止轴在该轴旋转时上升。

根据本发明的另一方面，提供一种电机，该电机包括：转子，包括毂基体和磁体支撑件，毂基体具有中心孔，轴被***到所述中心孔中，磁体支撑件从毂基体沿外径方向延伸并且沿轴向向下弯曲以支撑磁体；轴承部分，包括轴套和止动件板，轴套支撑轴的旋转，止动件板固定地结合到轴套的上表面并且防止轴在该轴旋转时上升；定子，结合到轴套的外周表面并且包括芯，围绕所述芯缠绕线圈，线圈通过与磁体的电磁相互作用产生旋转驱动力；推力动压产生槽，形成在止动件板的上表面和毂基体的与所述止动件板的上表面对应的下表面中的至少一个上。

可在止动件板的内周表面和轴的与所述止动件板的内周表面对应的外周表面之间设置间隙，使得间隙可充有润滑流体。

止动件板可具有比轴套的内径小的内径。

轴可包括台阶部分，台阶部分被止动件板的内径下部卡住。

可在轴套的外周表面和毂基体的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

轴套可包括：旁路路径，将轴套的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力；槽，形成在轴套的轴向的上部中，并且将旁路路径与轴套和轴之间的间隙连接，从而允许旁路路径内的润滑流体在轴套和轴之间流动。

止动件板和轴套可一体地形成。

毂基体可包括：圆形板，具有圆形孔；圆筒形壁，从圆形板沿轴向向下弯曲并且具有倾斜的内周表面，使得圆筒形壁的内周表面和轴套的外周表面之间的润滑流体进行锥形密封。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其他方面、特点和其他优点将被更加清楚地理解，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机的示意性截面图；

图2是图1的部分A的放大视图；

图3是示出根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件的示意性立体图；

图4是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件的剖开立体图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的形成在止动件板中的推力动压轴承的人字形槽的图案示图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的形成在止动件板中的推力动压轴承的螺旋形槽的图案示图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式体现，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并且将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。

在附图中，为了清楚起见，可夸大形状和尺寸，将始终使用相同的标号来指示相同或相似的部件。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机的示意性截面图。图2是图1的部分A的放大视图。图3和图4分别是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件的立体图和剖开立体图。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的电机可包括动压轴承组件100、转子20和定子40。

将在下面描述动压轴承组件100的示例性实施例。根据本发明的电机可具有动压轴承组件100的各个示例性实施例的所有的具体特征。

转子20是被设置成相对于定子40可旋转的旋转结构。转子20可包括转子壳，转子壳沿转子壳的内周表面具有与芯44对应的环形磁体26，在环形磁体26和芯44之间具有预定的间隔。

磁体26是永磁体，该永磁体具有沿圆周方向交替地布置的北磁极和南磁极，以产生具有预定幅度的磁场。因线圈46和磁体26之间的电磁相互作用导致转子20旋转。

这里，转子壳包括毂基体22和磁体支撑件24。毂基体22压配合到轴110的上端，以固定到轴110。磁体支撑件24从毂基体22沿外径方向延伸并且沿轴向向下弯曲，从而支撑转子20的磁体26。

毂基体22可包括圆形板22a和圆筒形壁22b。圆形板22a具有中心孔，轴110被***到该中心孔中。圆筒形壁22b从圆形板22a沿轴向向下弯曲，并且形成为密封圆筒形壁22b和轴套120的外周表面之间的油。这里，圆筒形壁22b的内周表面可倾斜，使得油进行锥形密封(tapper sealing)。

同时，有关方向的术语按如下方式定义。如图1所示，轴向是指基于轴110的竖直方向，外径方向或内径方向是指以轴110为基准至转子20的外端的方向或者以转子20的外端为基准至轴110的中心的方向。

定子40是固定结构，该固定结构包括：线圈46，当将电力施加到线圈46时，线圈46产生具有预定幅度的电磁力；多个芯44，线圈46围绕芯44缠绕。

芯44被设置成固定到具有印刷电路板(未示出)的基体42的上部，图案电路被印刷在所述印刷电路板上。具有一定尺寸的多个线圈孔可形成为穿透基体42的与线圈46对应的部分(未示出)，使得线圈46通过基体42的所述部分被暴露。线圈46电连接到印刷电路板，从而将外部电力供应到线圈46。

动压轴承组件100可包括轴110、轴套120、止动件板130和盖板140。

参照图3和图4，轴110被***到形成在轴套120的中心的中心孔中。止动件板130设置在轴套120的轴向的上部上。盖板140设置在轴110和轴套120之下。

这里，轴110被***到轴套120的中心孔中，在轴110和轴套120之间具有细的间隙125。油填充细的间隙125，从而通过沿着轴110的外径方向和轴套120的内径方向中的至少一个方向形成的径向轴承产生的动压支撑转子20的旋转。此时，具有人字形形状或螺旋形形状的槽可形成在轴110的外周表面中。槽和细的间隙充有油，轴110的旋转被油支撑。

盖板140由弹性材料形成，从而当盖板140结合到轴套120的轴向的下部时盖板140弹性地变形。盖板140以这种方式覆盖轴套120的下部，从而支撑轴套120和轴110。盖板140可以以这样的方式结合到轴套120，使得盖板140的外周表面可与轴套120的内周表面接触。然而，本发明不限于此。盖板140可以以这样的方式结合到轴套120，使得盖板140的朝轴向弯曲的部分可与轴套120的内周表面接触。盖板140和轴套120之间的间隙充有油。这可用作支撑轴110的下表面的轴承。

在轴套120的中心具有中心孔，以允许轴110被***到轴套120中。轴套120的外周表面在轴套120的下部结合到定子40的基体42，并且在轴套120的上部面对毂基体22的圆筒形壁22b。这里，油的弯月面152形成在轴套120的外周表面的上部和圆筒形壁22b之间。

具有螺旋形形状或人字形形状的槽可形成在轴套120的内周表面中，以在轴套120的内周表面和轴110之间产生动压。

此外，旁路路径122可以以这样的方式形成，使得轴套120的轴向的上部和下部彼此连接。设置旁路路径122以分配油压。这里，槽124可在轴套120的轴向的上部中以这样的方式形成，使得槽124可形成为将旁路路径122与形成在轴套120和轴110之间的细的间隙125连接，从而允许油在细的间隙125和旁路路径122之间流动。

轴套120可通过锻造Cu或Al或者烧结Cu-Fe合金粉末或SUS粉末形成。

轴套120的轴向的上部可固定地结合到止动件板130。轴套120和止动件板130可通过粘合剂粘合。

细的间隙可形成在止动件板130的内周表面和轴110的外周表面之间，并且该细的间隙充有润滑流体150。这里，润滑流体150可以是油。

止动件板130可包括突起端部(或内径端部)132，突起端部132沿径向从轴套120的内周表面向内突出，并且当轴110旋转时，突起端部132被形成在轴110的外周表面上的台阶部分112卡住。即，止动件板130的内径比轴套120的内径小。换句话说，台阶部分112被止动件板130的内径下部卡住。

当在轴110旋转的过程中因油压导致轴110上升时，轴110的台阶部分112被止动件板130的突起端部132卡住，从而防止轴110进一步上升。

推力动压产生槽135可形成在止动件板130的上表面上。毂基体22的圆形板22a和止动件板130的上表面可具有填充在二者之间的作为润滑流体150的油，因此，可形成推力轴承。

当轴110和转子20执行旋转运动时，推力轴承可减小毂基体22和止动件板130之间的摩擦，由此可保持轴110和转子20的稳定的运动。

推力轴承与上述径向轴承连接。即，止动件板130和毂基体22之间的间隙与轴套120和轴110之间的间隙连接，注入到各个间隙中的油可自由地流动和循环。

在本实施例中，推力动压产生槽135可形成在止动件板130的上表面上。然而，本发明不限于此。推力动压产生槽135可形成在圆形板22a的下表面上，或者形成在止动件板130的上表面和圆形板22a的下表面两者上。

在本实施例中，旁路路径122仅形成在轴套120中，旁路路径122内的油通过形成在轴套120的上部中的槽124循环。然而，本发明不限于此。旁路路径122可形成为沿轴向穿透轴套和止动件板。在这种情况下，旁路路径内的油可通过推力动压产生槽循环，从而不需要形成槽124。

在本实施例中，止动件板130和轴套120被单独地制造然后彼此固定地结合。然而，本发明不限于此。止动件板130和轴套120可一体地形成。即，轴套可以以这样的方式被制造，使得轴套的轴向的上端部可在轴被***于其中的中心孔中沿径向从轴套的内周表面向内突出。

在本实施例中，润滑流体以油为示例。然而，本发明不限于此。润滑流体可使用其他流体，只要该流体可在旋转运动的过程中减小旋转部分和固定部分之间的摩擦以稳定地支撑旋转运动即可。

在下文中，将参照图5和图6描述为推力动压产生槽的抽吸槽300。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的形成在止动件板中的推力动压轴承的人字形槽的图案示图。图6是示出根据本发明的示例性实施例的形成在止动件板中的推力动压轴承的螺旋形槽的图案示图。

图5的具有人字形形状的抽吸槽300由一系列具有中间弯曲部分340的人字形槽320形成。图6的具有螺旋形形状的抽吸槽300包括一系列螺旋槽360。

在根据本发明的动压轴承组件的电机在其中旋转的动压轴承结构中，当包括轴110和转子20的旋转部分旋转时，因填充在轴110的外周表面和轴套120的内周表面之间的细的间隙125的油产生的压力而形成径向轴承，因填充在止动件板130的上表面和毂基体22的下表面(特别是圆形板22a的下表面)之间的细的间隙的油产生的压力而形成推力轴承。

此时，弯月面152以这样的方式形成，使得因形成在止动件板130的上表面和圆形板22a的下表面中的至少一个上的推力动压产生槽135而在轴套120的外周表面和毂基体22的圆筒形壁22b之间的油被泵出。

由于止动件板130形成为固定地结合到轴套120的轴向的上部或者与轴套120成一体，所以在止动件板130的内周表面和轴110的外周表面之间形成细的间隙，并且细的间隙可充有油。因此，推力轴承可与径向轴承连接。

同时，由于沿轴向穿透轴套120的或者穿透轴套120和止动件板130两者的旁路路径122可充有油，所以径向轴承的油压可允许填充轴套120的轴向的下表面和盖板140之间的间隙的油运动到旁路路径122中。

此时，径向轴承的轴向的上部的油可通过槽124运动到旁路路径122中。在旁路路径形成为沿轴向穿透止动件板130和轴套120的情况下，油可通过推力动压产生槽135运动到旁路路径中。

在根据本发明的动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机中，旋转部分仅包括轴和转子，所以旋转部分重量减轻并因此具有提高的抗冲击性，并且还可以以低水平的电流被驱动。此外，由于旋转部分的数量减小，所以可减小会在旋转部分的装配过程中产生的不平衡，由此可提高旋转精度。

如上所述，在根据本发明的示例性实施例的动压轴承组件及具有该动压轴承组件的电机中，可提高抗冲击性和旋转精度并且易于油密封控制。此外，动压轴承组件和电机以低水平的电流被驱动。

虽然已经与示例性实施例相关联地示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和变化。

Claims (19)

1.一种动压轴承组件，包括：

轴套，轴被***到轴套中；

毂基体，结合到所述轴的上部并且与轴一起旋转；

止动件板，固定地结合到轴套的上表面，并且防止所述轴在该轴旋转时上升；

推力动压产生槽，形成在止动件板的上表面和毂基体的与所述止动件板的上表面对应的下表面中的至少一个上。

2.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，在止动件板的内周表面和所述轴的与所述止动件板的内周表面对应的外周表面之间设置间隙，使得所述间隙充有润滑流体。

3.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，止动件板具有比轴套的内径小的内径。

4.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，所述轴包括台阶部分，所述台阶部分被止动件板的内径下部卡住。

5.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，在轴套的外周表面和毂基体的与所述轴套的外周表面对应的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

6.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，轴套包括：

旁路路径，将轴套的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力；

槽，形成在轴套的轴向的上部中，并且将旁路路径与轴套和所述轴之间的间隙连接，从而允许旁路路径内的润滑流体在轴套和所述轴之间流动。

7.根据权利要求1所述的动压轴承组件，其中，止动件板和轴套一体地形成。

8.一种动压轴承组件，包括：

旋转部分，结合到轴的上部并且与所述轴一起旋转；

轴承部分，支撑所述轴的旋转，并且具有形成在轴承部分的轴向的上部的内径端部上的止动件，并且被台阶部分卡住，所述台阶部分形成在所述轴的外周表面上，以防止所述轴在该轴旋转时上升；

推力动压产生槽，形成在轴承部分的上表面和旋转部分的与所述轴承部分的上表面对应的下表面中的至少一个上。

9.根据权利要求8所述的动压轴承组件，其中，在轴承部分的外周表面和旋转部分的与所述轴承部分的外周表面对应的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

10.根据权利要求8所述的动压轴承组件，其中，轴承部分包括旁路路径，所述旁路路径将轴承部分的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力。

11.根据权利要求8所述的动压轴承组件，其中，轴承部分包括轴套和止动件板，轴套支撑所述轴的旋转，止动件板固定地结合到轴套的上表面，并防止所述轴在该轴旋转时上升。

12.一种电机，包括：

转子，包括毂基体和磁体支撑件，毂基体具有中心孔，轴被***到所述中心孔中，磁体支撑件从毂基体沿外径方向延伸并且沿轴向向下弯曲以支撑磁体；

轴承部分，包括轴套和止动件板，轴套支撑所述轴的旋转，止动件板固定地结合到轴套的上表面并且防止所述轴在该轴旋转时上升；

定子，结合到轴套的外周表面并且包括芯，围绕所述芯缠绕线圈，线圈通过与磁体的电磁相互作用产生旋转驱动力；

推力动压产生槽，形成在止动件板的上表面和毂基体的与所述止动件板的上表面对应的下表面中的至少一个上。

13.根据权利要求12所述的电机，其中，在止动件板的内周表面和所述轴的与所述止动件板的内周表面对应的外周表面之间设置间隙，使得所述间隙充有润滑流体。

14.根据权利要求12所述的电机，其中，止动件板具有比轴套的内径小的内径。

15.根据权利要求12所述的电机，其中，所述轴包括台阶部分，所述台阶部分被止动件板的内径下部卡住。

16.根据权利要求12所述的电机，其中，在轴套的外周表面和毂基体的内周表面之间形成润滑流体的弯月面。

17.根据权利要求12所述的电机，其中，轴套包括：

旁路路径，将轴套的轴向的上部和下部连接，并且分配润滑流体的压力；

槽，形成在轴套的轴向的上部中，并且将旁路路径与轴套和所述轴之间的间隙连接，从而允许所述旁路路径内的润滑流体在轴套和所述轴之间流动。

18.根据权利要求12所述的电机，其中，止动件板和轴套一体地形成。

19.根据权利要求12所述的电机，其中，毂基体包括：

圆形板，具有圆形孔；

圆筒形壁，从圆形板沿轴向向下弯曲并且具有倾斜的内周表面，使得圆筒形壁的内周表面和轴套的外周表面之间的润滑流体进行锥形密封。

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