專利名稱：流體支承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體支承裝置，尤其是涉及一種至少設(shè)有二個彎曲部分以產(chǎn)生流體壓力而從旋轉(zhuǎn)體的支撐件上抬起旋轉(zhuǎn)體的動壓均勻分布的流體支承裝置。
目前，隨著計算機相關(guān)工業(yè)的不斷發(fā)展，各種裝備的驅(qū)動電機，如磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置、激光打印機的光學(xué)多面鏡驅(qū)動裝置、攝像-錄像組合機驅(qū)動電機等，需要高度緊湊且小型化。這些驅(qū)動裝置需要精密且堅固的軸承，并且具有超強的轉(zhuǎn)動性能。按照這種要求，流體支承裝置已得到快速發(fā)展。
在具有動壓的流體軸承中，通常，流體具有一定的粘度系數(shù)以便降低存在于旋轉(zhuǎn)體和旋轉(zhuǎn)體支撐件之間的摩擦力，所述旋轉(zhuǎn)體支撐件承擔旋轉(zhuǎn)體的軸向載荷。在旋轉(zhuǎn)體的支撐件上設(shè)置有動壓槽以產(chǎn)生動壓。通過以一定的速度旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)體支撐件上的旋轉(zhuǎn)體，在旋轉(zhuǎn)體和支撐件之間產(chǎn)生一定的壓力。
通常，動壓槽有各種各樣的改進。在動壓槽中，最為熟知的是人字形槽和螺紋形槽。
圖1表示了一種具有動壓流體支承裝置的磁帶錄像機的磁頭驅(qū)動裝置，該軸承裝置采用了一種動壓槽。
如圖1所示，磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置20包括一旋轉(zhuǎn)的上鼓12，在上鼓12上有一用于讀錄像帶上記錄的視頻和音頻信號的磁頭11；一固定的下鼓13；一沿上鼓12的旋轉(zhuǎn)中心固定于下鼓13上的軸14；一環(huán)形止推軸承15，它將在上鼓12和下鼓13之間由上鼓12的軸向載荷產(chǎn)生的摩擦力減至最小；位于軸14上且與軸14的中心隔開一定距離的定子16；位于上鼓12上與定子16隔開一定距離并產(chǎn)生上鼓12的旋轉(zhuǎn)動力的轉(zhuǎn)子17。
這里，在軸14的圓周面上設(shè)置有多個產(chǎn)生動壓的人字形槽，以便支撐上鼓12的徑向載荷。
由于磁頭11位于具有上述結(jié)構(gòu)的磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置20的上鼓12上，在磁頭11振動或搖擺的情況下，復(fù)制視頻和音頻信號很困難且儲存信號的狀態(tài)變差。因此，止推軸承的作用很重要。
標號19a和19分別表示定子變換器和轉(zhuǎn)子變換器。
圖2是傳統(tǒng)止推軸承15的平面圖。止推軸承15是圓環(huán)柱體形狀的，有一定高度且內(nèi)徑與軸14緊配合。在止推軸承15與上鼓12接觸的止推軸承15的上表面，設(shè)置多個動壓槽15a。
通常，由于止推軸承15與上鼓12反復(fù)接觸/分開，它通常用強抗磨損材料制成。
在止推軸承15上設(shè)置的動壓槽15a通常被設(shè)為人字形，且多個動壓槽設(shè)置在以一定的間距沿圓周環(huán)繞止推軸承15中心的圓上。
動壓槽15a通過蝕刻方法以一定深度蝕刻而成。當蝕刻平面時，形成二個壁面和一個底面。在二個壁面中，一個被稱為第一側(cè)壁15c，而另一個被稱為第二側(cè)壁15b。
第一側(cè)壁15c和第二側(cè)壁15b產(chǎn)生動壓，這將作詳細說明。
如上面提到的，由于止推軸承15是環(huán)形的，所以它有一內(nèi)徑和一外徑，分別被稱作B和A。
從止推軸承15的中心O到外徑A畫一條線，這條線被叫作H。然后，在外徑A和內(nèi)徑B之間確定一假想的同心圓D。
這時，由于動壓的大小和位置取決于同心圓D，所以同心圓D的確定是以磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置的上鼓12的載荷大小為根據(jù)的。
當同心圓D確定后，D和H交點h被確定。當點h確定時，從點h到外徑A和內(nèi)徑B可畫直線，因此點d和c被確定。這里，d和c的角度為θ2。連接點c、h和d形成一條線chd，成為第二側(cè)壁15b。
此外，將直線H繞止推軸承15的中心轉(zhuǎn)過一定角度，形成直線H＇。旋轉(zhuǎn)角度與動壓面積有關(guān)，而動壓面積同動壓的大小有密切的關(guān)系。
H＇和同心圓D的交點為g。從點g向外徑A和內(nèi)徑B畫直線，因此，確定了點a和b。這里，a和b之間的角度為θ1。連接a、g和b形成一條線agb，成為第一側(cè)壁15c。
在具有上述結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生動壓的槽15a中，當向定子16和轉(zhuǎn)子17傳遞動力而使上鼓12轉(zhuǎn)動時，由于上鼓12底部和止推軸承15上表面之間的流體的邊界摩擦效應(yīng)，流體流入動壓槽15a的第一和第二側(cè)壁15c和15b。
參照圖2說明流體的壓力分布，在止推軸承15的外徑和內(nèi)徑A和B處，流體壓力非常小。當流體從A和B處流向同心圓D，流體壓力逐漸增加。這是因為流體從A和B兩處一齊流向D處。這里，在D處產(chǎn)生最大流體壓力Pmax。
當最大流體壓力比上鼓12的載荷大時，上鼓12脫離止推軸承15，且與止推軸承15互不接觸地旋轉(zhuǎn)。
然而，為了以最小摩擦力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動體上鼓12，傳統(tǒng)的止推軸承15的動壓槽15a僅有一個彎曲部分h和g，因此，僅產(chǎn)生唯一的流體壓力峰值。
從而，當作用在上鼓12上的載荷的方向變化或外界施加沖擊力時，上鼓12的轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性降低且產(chǎn)生振顫和搖擺。
因此，本發(fā)明的目的是通過將一止推軸承設(shè)成多個部分，分別承受旋轉(zhuǎn)體的載荷，來增加旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，止推軸承的每個部分都有一個峰值壓力，此壓力能夠?qū)⑿D(zhuǎn)體從旋轉(zhuǎn)體支撐件上抬起。
動壓均勻分布的流體支承裝置包括一固定的下鼓；一固定在下鼓中心的軸；一與軸榫接的圓環(huán)形止推軸承；和一通過止推軸承支撐并可旋轉(zhuǎn)地插入軸中的上鼓。動壓槽設(shè)于止推軸承和上鼓接觸表面上，產(chǎn)生流體壓力并有至少兩個彎曲點。從止推軸承上抬高上鼓的流體壓力在止推軸承的全部面積上都是均勻的。
一種較佳情況是，在動壓槽上形成的每一個彎曲點是連續(xù)連接的。
另一種較佳情況是，在動壓槽上形成的每一個彎曲點是不連續(xù)連接的。
通過下面參考附圖的詳細描述，對本發(fā)明及其效果將會有一更全面的理解，圖中相同符號表示相同或相似的部件。
圖1是磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置的剖視圖，該裝置帶有采用傳統(tǒng)動壓槽的流體支承裝置；圖2是圖1所示動壓槽的平面圖；圖3是本發(fā)明的采用動壓流體支承裝置的磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置的剖視圖；圖4是本發(fā)明止推軸承的平面圖；圖5是圖4的局部放大圖；圖6是依據(jù)本發(fā)明另一實施例的流體支承裝置中動壓槽的平面圖。
參照附圖，本發(fā)明的上述目的、特征和效果將通過最佳實施例得到更清楚的理解。
以下參照附圖，描述具有均勻動壓分布的流體支承裝置。
圖3表示了采用本發(fā)明動壓流體支承裝置的磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置，該流體支承裝置的動壓均勻分布。
如圖所示，具有均勻動壓分布的流體支承裝置包括一可旋轉(zhuǎn)的上鼓120，其上安裝一用來讀出錄像帶記錄的視頻和音頻信號的磁頭110；一固定的下鼓130；一沿著上鼓120的旋轉(zhuǎn)中心固定于下鼓130的軸140；一與軸140緊配合的止推軸承150，用于支撐上鼓120的載荷；一定子160和一轉(zhuǎn)子170，它們是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的裝置。
轉(zhuǎn)子170被固定在上鼓120的上表面，定子160被安置在軸140的末端，并離開轉(zhuǎn)子170一定距離。
另一方面，在上鼓120上有設(shè)置通孔的軸套180，通孔的直徑稍大于軸140，軸套180用以支撐上鼓120高速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的徑向載荷。
標號195和190分別是定子變換器和轉(zhuǎn)子變換器。
當磁帶錄像機磁頭驅(qū)動裝置200的上鼓120高速旋轉(zhuǎn)時，在上鼓120與止推軸承150相交處需設(shè)有一動壓槽150a，以便產(chǎn)生推開上鼓120的動壓。
動壓槽150a是環(huán)形的，具有一定的高度和內(nèi)徑，該內(nèi)徑與軸140緊配合，多個動壓槽設(shè)置在位于止推軸承150上表面的圓上。
下面參照


動壓槽150a。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的止推軸承的平面圖，圖5是圖4P處的局部放大圖。另外，圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的流體支承裝置的動壓槽的平面圖。
根據(jù)本發(fā)明的動壓槽150通過蝕刻方法以一定深度蝕刻而成。當蝕刻平面時，形成兩壁面和一底面。兩壁面中，一個被稱為第一側(cè)壁150b，另一個被稱為第二側(cè)壁150c。
為了明確確定第一和第二側(cè)壁150b和150c的位置和形狀，下面將加以詳細說明。
環(huán)形止推軸承150的內(nèi)徑稱為A，外徑稱為G，并確定假想的同心圓B、C、D、E和F。
首先，從止推軸承150的圓心O到外徑G的假想線稱為H。然后，將假想同心圓B與H相交處、假想同心圓D與H相交處和假想同心圓F與H相交處分別稱為c＇、b＇和a＇。
然后，從c＇分別向假想同心圓A和C畫直線，因此，點e＇和f被確定。這里，e＇和f之間的角為θ1。連接點c＇與f形成直線c＇f，同樣，連接點c＇和e＇形成直線c＇e＇。
此外，依據(jù)f和b＇連接形成的線b＇f，從b＇到同心圓E畫條線，因此點g＇被確定。這里f和g＇之間的角為θ2(這里θ2小于180度)。通過連接確定點b＇和g＇，得到直線b＇g＇。
同樣，得到直線g＇a＇和a＇d＇。連續(xù)連接直線e＇c＇、c＇f、fb＇、b＇g＇、g＇a＇和a＇d＇形成第一側(cè)壁150b，第一側(cè)壁150b的整個形狀類似于連續(xù)連接的“W”形。
此外，與第一側(cè)壁150b相似地，連續(xù)連接n＇m＇、m＇l＇、l＇k＇、k＇j＇、j＇i＇和i＇h＇得到第二側(cè)壁150c。
同時，二側(cè)壁也類似于連續(xù)連接的“W”形。
當動壓槽的位置和形狀通過第一和第二側(cè)壁150b和150c形成時，形成多個彎曲點a＇、b＇、c＇、d＇、e＇、f＇、g＇、h＇、i＇、j＇、k＇、l＇、m＇和n＇。這里，角θ1、θ2和θ3依據(jù)上鼓12的尺寸決定。
下面將參照附圖詳細說明具有止推軸承150的磁帶錄像機的磁頭驅(qū)動裝置200的工作情況，止推軸承150包括具有許多彎曲點的動壓槽150a。
首先，上鼓120通過轉(zhuǎn)子170和定子160沿一定方向高速旋轉(zhuǎn)，在上鼓120和止推軸承150之間的流體隨著上鼓120以相同的方向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生邊界摩擦。
這時，流體由止推軸承150的動壓槽150a的彎曲點沿預(yù)定方向聚集，且在每一彎曲點處產(chǎn)生最高流體壓力值。
雖然，流體壓力的大小不完全相同，但它們有相似的趨勢，因此，在止推軸承150的上表面上形成均勻的流體壓力分布。
圖6是本發(fā)明的另一實施例。如圖所示，通過間斷地構(gòu)成第一側(cè)壁150b和第二側(cè)壁150c的彎曲點，可以防止因流體漏損導(dǎo)致的流體壓力減小。
雖然已說明和描述了本發(fā)明的最佳實施例，顯而易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明實質(zhì)范圍的情況下可以進行各種改變和改進，并使用各種等效的零部件。另外，在不脫離本發(fā)明所述的主要范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，可進行許多適合特殊情況的改進，因此，本發(fā)明不僅限于所揭示的用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施例，而且還包括所有落在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的實施形式。
權(quán)利要求
1.一種動壓均勻分布的流體支承裝置，包括一固定安裝的下鼓；一固定安裝在所述下鼓中心的軸；一與所述軸榫接的環(huán)形止推軸承；和一旋轉(zhuǎn)地插入所述軸、并被所述止推軸承支撐的上鼓，其中，在所述止推軸承與所述上鼓相接觸的表面上設(shè)有動壓槽，這些槽至少有兩個產(chǎn)生流體壓力的彎曲點，用以在所述止推軸承的整個面上從所述止推軸承上均勻地抬起所述上鼓。
2.如權(quán)利要求1所述的流體支承裝置，其中，位于動壓槽上的每一個彎曲點是連續(xù)連接的。
3.如權(quán)利要求1所述的流體支承裝置，其中，位于動壓槽上的每一個彎曲點是間斷連接的。
全文摘要
一種裝有動壓均勻分布的止推軸承的流體支承裝置,通過均勻分配產(chǎn)生于止推軸承的動壓槽內(nèi)的流體壓力,有效地支撐軸向載荷。在止推軸承中,至少反復(fù)形成可產(chǎn)生最大流體壓力的兩個彎曲點,以聚集不同方向的流體。
文檔編號F16C17/10GK1190163SQ9712529
公開日1998年8月12日 申請日期1997年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月6日
發(fā)明者李昌雨 申請人:三星電子株式會社