[发明专利]降低温度灵敏度的流体动力轴承

说明书

技术领域

本发明一般来说是涉及流体动力轴承，具体说是涉及具有锥形结构和降低温度灵敏度的流体动力轴承。

背景技术

作为计算机技术的不断进步的一个部分，愈来愈大的数据量要求存储在恒定回转磁盘上的密度就愈来愈高。磁盘驱动器一般包括一个或多个支承于恒定高速回转的、普通精度的、主轴轴承组件的旋转磁盘，在相对于每一个磁盘所选择的位置上，至少配置一个读/写磁头，该磁头在极接近于每个磁盘处是浮动的。磁头从磁道读出数据流或把数据流写到磁道上，磁道位于磁盘表面的规定位置。磁道的宽度确定了在给定磁盘上可能限定的磁道的数目。给定磁道的数目愈大，存储的密度就愈大。其主轴承是低磨损的磁盘驱动组件能提供较高的磁道密度，于是这就造成每个磁盘的存储密度增加。

流体动力主轴轴承是众所周知的，其中轴部分和轴承座部分有对应的面对表面，在各表面之间支承着相对的回转运动。通过这些轴承表面，一个轴承部分相对另一部分搭靠在液体润滑剂(即油)的油膜上。这种轴承在技术领域里是众所周知的，在优点中它的特征一般是具有低的磨损。然而，这样的轴承要求供给连续循环的润滑。这种润滑无论在磁盘驱动器中使用还是在任何别的场合使用，对于设计一种成功的流体动力轴承来说都是很重要的。

关于自持润滑型流体动力主轴轴承的改进结构，要解决的主要问题是防止润滑剂从轴承中泄漏。在任何场合中，润滑剂的损失将会降低轴承的性能，缩短其寿命，并降低其刚性或减小使轴承倾斜的阻力。当这些损失能降低轴承性能并引起读/写误差时，这些问题对于带有这种流体动力轴承的磁盘驱动器来说，是特别严重的。另外，润滑剂的泄漏能导致磁盘表面的污染，使读/写过程造成故障，甚至使浮动磁头组件突然失效。这样的磁盘驱动器的工作条件变化很大，特别是工作温度的变化很大。没有精细的设计，这种温度的改变或压力的改变将导致从轴承中产生大量的流体损失。

尽管在美国专利5,246,294中指出了解决这个问题的另一种方案，例如毛细收集器和节流阀组合体，但是对于在各种工作范围内仍须满足对具有可靠刚性的流体动力轴承的要求。

发明目的

因此，本发明的总目的是提供一种对温度相对不灵敏的改进的流体动力轴承。

本发明的另一目的是提供一种甚至在工作温度范围很宽的条件下，仍保持其刚性的流体动力轴承。

本发明的再一个目的是提供一种甚至在工作条件很严格或困难的情况下，也没有过度消耗动力的流体动力轴承。

本发明还有一个目的是提供一种高度稳定的防止倾斜或摆动的流体动力轴承，因此它特别适用于磁盘驱动器等装置中。

实现本发明的这些和其他目的的流体动力轴承，是一种具有固定轴和锥形套筒的锥形结构。该锥形套筒表面对轴的表面向内朝中心区域扩张，扩张的锥形部分面对轴的向内渐缩区域。套筒和轴在其轴向中心形成连接区域，其连接区域的形状是凹入形，最好是面对轴的漏斗形表面，以形成一个凹入的连接区域。凹入区域配置收缩管，当工作场合改变时，压力提高的情况下收缩管皱缩。管的皱缩使来自锥形轴承外层表面之间的一些润滑流体排出，减少各轴承之间的湿润的表面区域。结果是，即使工作温度有改变，轴承动力消耗变化不大，同时轴承的刚性保持稳定。从而得到了一种高效率的轴承，该轴承在磁盘驱动器和其它类似的工作环境中是非常有用的。

附图说明

本发明上述的和其它的特性和优点，通过参照下列结合附图的详细说明将会更全面的理解，其中相同的零件标有相同的参照号。

图1A是采用本发明的磁盘驱动器的顶面图；

图1B是采用本发明的磁盘驱动器组件剖开的侧视图；

图2是本发明实施例的局部侧视截面图。

实施发明的最佳方式

图1表示的是示例的磁盘驱动器组件10，轴11固定安装在该磁盘驱动器组件的框架13中。毂盘18至少支承一个磁盘14，而一般是支承多个磁盘，磁盘与主轴呈同心安装，且由回转的主轴壳体或套筒15支承。马达16也安装在框架13上，以驱动回转的壳体15并致使磁盘14回转(马达16的细节是与本发明不相关的)。图1B示意地表示选取数据用的装置，它也显示了安装一个磁盘14的轴11。如图所示，当磁盘回转时，选取数据是通过支承在致动杆27上的变换器23的伺服位置得到，并通过本技术中众所周知的声圈马达30定位。众所周知的是这种结构的长寿命和有用性，直接取决于支承磁盘的主轴马达的能力，以便在无倾斜或摆动情况下恒定速度回转和速度均匀，该主轴马达由于在工作期间靠近改变的环境温度，可能出现许多热源，所以必须在宽范围变化的环境条件下工作，而且必须还应具有经得起严重振动的能力。