薄型磁盘机电动机制造技术

薄型结构的磁盘机电动机和用于磁盘机电动机等的气体润滑挠性垫支撑构件，电动机包括杯形转子，转子具有从该杯底部延伸的整体圆柱形部分；圆柱形延伸部分可以是轴或是环绕着定子绕组的空心延伸部分。定子可以是普通的定子或是具有一封闭端和／或杯形部分，以简化结构且无需使用密封件。定子或转子装有支撑构件，支撑着转子使其相对于定子转动。支撑构件可以是本文公开的挠性垫支撑构件，例如挠性垫流体动压轴承或平面或气体润滑挠性垫支撑构件。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及联锁磁盘机的一种结构型式，和可用于磁盘机和其它场合的一种挠性垫支撑构件。本专利技术部分涉及驱动磁盘用的一种电动机，特别是涉及一种用于这样一种场合的电动机在该场合下，该电动机用以驱动一些磁盘，各磁盘的金属盘上形成有磁性层，数据即用配置在各磁盘的上下表面附近的磁头记录在磁盘上以及从磁盘上重现。这类电动机通常叫做磁盘机电动机。随着旋转磁盘作为电子计算机存储媒体的使用日益增加，形成了对能准确转动和放置磁盘存储器的小型高速磁盘机的迫切需求。这类磁盘机历来采用具有围绕着定子(例如多极定子)的永久磁铁转子的外转子式电动机。授予肖赫(Schok)的美国专利4，599，664即介绍了一种这样的结构。该定子一般有一个单相绕组，该单相绕组产生交变场和辅助磁阻转矩，这个磁阻转矩与电磁转矩共同产生高度稳定的总转矩。转子轴由滚珠轴承结构装设在定子中，转子则固定在电动机轴的外端，形成一悬臂式轴承座。磁盘机固定在电动机轴的另一端。磁盘机需要有一个能形成精确起支撑作用、使用寿命长的支撑悬臂安装的转子的结构。磁盘机的永久磁铁电动机中历来都建议采用各种具有衬套和滚动元件(例如滚珠)的轴承结构。在授予塞茨(Seitz)的美国专利4，762，250的
技术介绍
部分中介绍的一种滚珠轴承构件中，有一对轴向间隔一段距离的高精度旋转滚珠轴承固定在定子结构经过机械加工的毂体中。各轴承的外座圈装在毂体内。第一轴承的外座圈固定在毂体中。第二轴承在装配过程中由位于毂体中一环形凹口内的特殊O形环固定在毂体中。两轴承的内座圈都装在电动机轴上，而且与电动机轴上的定位台肩和电动机轴外端上的外毂构件紧靠在一起。在毂体中两轴承之间经机械加工的凹口内设有一个开口钢环。在开口钢环与两间隔一段距离的轴承的各对置的外轴承之间设有适当的扁平弹簧垫圈，以便将各轴承以所要求的精确度和支撑形式有弹性地装配并固定就位。塞茨的专利还公开了一种杯形转子，该杯形转子放在定子上，转子的轴由间隔一段距离配置的密封的精密轴承支撑着。虽然市场上出售的电动机目前广泛采用象滚珠轴承之类的滚动元件轴承，然而使用这种轴承却出现一系列问题。举例说，滚珠轴承磨损较快，损坏也快，特别是当装有这些轴承的环境遭受污染时，更是如此。当然，任何依靠转动构件和静止构件之间的滚动或其它硬性接触的支撑结构都是如此。此外，滚珠轴承庞大，这大大增加了磁盘机的径向和竖向尺寸。因此滚珠轴承对磁盘机的成本和可靠性都有不利的影响。所以仍然需要改进转子支撑结构的工作性能。以将成本减至最低。当然周知可代替滚动元件(滚珠、滚柱和滚针)轴承的轴承有很多。其中主要的有支枢元件轴承和流体动压轴承。此外，本专利技术人还研制出了一种挠性垫式流体动压轴承，这种轴承有多个轴承垫和一个支撑结构，由支撑结构支撑着轴承垫使其挠曲得形成最佳的流体动力楔子。尽管这些可代替滚动元件轴承的轴承技术近来已有所发展(其中最突出的是本专利技术人在流体动压轴承
中的成就)，但这些技术还没有在磁盘机中得到广泛的应用。这在某种程度上是由于人们未能认识到其它形式的轴承完全可应用到磁盘机上，或未能认识到在轴承技术中最近获得的进步的本质所致。另一种周知的轴承是所谓气体润滑式轴承。这类轴承是在转轴和静止轴支撑构件的其中之一或两者的表面上形成(一般是通过蚀刻)具一定轮廓的表面制成的。为便于制造，该轮廓通常只在其中一个表面上形成，两对置着的表面的其中一个表面仍然保持光滑。在该支撑表面与转轴(至少其中一个具有一定轮廓的表面)之间保持一个精密的间隙，使得转轴开始转动时流过具一定轮廓的表面的气体变成湍流，而且增压到支撑转轴所需要的程度。若小心维持该容许间隙，使得轴承按设计工作，则转轴与轴承不致接触，而是为增压空气所形成的气垫所支撑。这种气体润滑的轴承结构既可用于径向轴承也可用于止推轴承。此外，还可以采用各种呈一定轮廓的形状，包括锥形、平头锥形、阶梯形、袋形、螺旋槽形和人字形轮廓。一般认为，螺旋形槽的轮廓至少对止推轴承来说可能是最好的。一般气体润滑的轴承(特别是径向轴承)的主要缺点之一是，为了使间隙保持严格合乎要求的间隙，制造容差要求小。由于气体润滑轴承一般用在小而轻的负荷，而且轮廓的深度可在1/10，000英寸的范围内，因而转轴与支撑构件之间的那个间隙必须非常小。实际上已经主明，要经济地制造得达到如此精密的容差是有困难的。因此，气体润滑轴承尽管有其优点，但仍然未能广泛代替滚动元件和其它类型的轴承。另一种周知的通常叫做平面轴承或含油轴承的轴承也有类似的缺点。这种轴承仅仅是一个由例如青铜之类的多孔金属制成的光滑衬套。多孔金属中装有油或石墨润滑剂。相对于平面轴承动的元件的支撑表面仅仅在平面轴承经油或石墨润滑过的表面上滑动。但为使磨损均匀并使转轴精确就位，这种轴承必须制造得达到极精密的容差。因此磁盘机中没有广泛应用这种轴承。如上面所说的那样，其它可代替滚动轴承的轴承结构在商业上还没有成功地应用到磁盘机中。因此滚动元件轴承尽管存在公认的缺陷，但仍然在磁盘机工业中占优势。磁盘机领域中历来存在的另一种倾向是趋向薄型磁盘机的方向发展，在便携式(可放在膝上的)小型电子计算机领域中，更是如此。人们业已作了种种尝试，试图在不影响磁盘机性能的前提下减小磁盘机外形的垂直高度。授予埃尔萨塞(Elsasser)等人的美国专利4，658，312所公开的内容就是这种尝试的一个例子。这类结构一般采用滚珠轴承以及独立的转轴和转子;这些特点限制了减小垂直高度所能达到的程度，因为，举例说，转子外壳顶部必须厚得足以将其与独立的转轴连接起来。因此仍然需要有一个可靠、廉价、重量轻的薄型磁盘机。此外还需要有滚珠轴承以外的器件用来支撑薄型磁盘机结构的转轴。最后还需要有一种能经济地加以制造(即无需制造得达到精密的容差)的气体润滑式轴承。本专利技术提供一种克服了周知的一般薄型磁盘机电动机存在的缺陷的薄型磁盘机的电动机，具体措施是例如采用经改进的转子和/或定子外壳设计。本专利技术还提供一种转子或定子上装有挠性垫支撑构件用以支撑转子使其相对于定子转动的磁盘机电动机。挠性垫支撑构件可以是这样一种支撑构件，该支撑构件具有由支撑结构所支撑的轴承，从而形成这里将介绍的流体动力楔子或新型自调整平面或气体润滑的挠性垫支撑构件。此外，本专利技术还提供一种能消除与滚动元件轴承支撑构件有关的一些缺点的新型挠性垫支撑构件;这种新型的挠性垫支撑构件有许多用途，它可用于本专利技术的磁盘机电动机中。本专利技术的磁盘机电动机包括一转子外壳、一定子和至少一支撑构件;转子外壳上到少装有一个永久磁铁，且转子外壳至少有一个轴向延伸的圆柱形表面部分;定子包括一些定子叠片和绕组，以及至少一个与转子的圆柱形表面同轴且与该表面间隔一段距离的圆柱形表面;支撑构件则用以支撑转子使其相对于定子转动。支撑构件装在转子和定子的其中之一上使其相对于定子和转子中的另一个转动，后者具有一支撑表面。若支撑构件是个挠性垫支撑构件，则它可包括多个基本上刚硬的垫和一个支撑各垫之用支撑结构。该支撑结构系设计得使垫在负荷的作用下按要求挠曲。在流体动压轴承的情况下，这是指通过挠曲使楔子的形成达到最佳。对平面或气体润滑轴承来说，这是指径向挠曲。挠性垫支撑构件安装在静止构件或转动构件的其中之一上，以便相对于两者中的另一个转动。后者有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动磁盘用的电动机，其特征在于，它包括：一转子外壳，该转子外壳上至少装有一个永久磁铁，且该转子外壳包括一杯形部分，该杯形部分具有一圆柱形外壁、一封闭端和一从该封闭端伸出的圆柱形外周边的内部分，该内部分基本上与该圆柱形外壁共轴线，以在 圆柱形外壁与内部分之间形成圆柱形空间。一定子，该定子包括定子叠片和定子绕组，且其至少一部分装配在转子所形成的圆柱形空间中，至少一个支撑构件，延伸在定子和转子之间，用以支撑转子，使转子相对于定子转动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗素D艾迪，
申请(专利权)人：罗素D艾迪，
类型：发明
国别省市：US[美国]