• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 22
    • 下载费用:30 金币  

    网上重庆时时彩违法吗: 动态可调节的流体动力轴承刚度.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410858102.7

    申请日:

    2014.10.27

    公开号:

    CN104700846A

    公开日:

    2015.06.10

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G11B 5/48申请公布日:20150610|||实质审查的生效IPC(主分类):G11B 5/48申请日:20141027|||公开
    IPC分类号: G11B5/48 主分类号: G11B5/48
    申请人: 希捷科技有限公司
    发明人: N·S·帕森诺尔特; H·洛伊特尔德; P·G·弗劳斯; T·E·朗格莱; M·M·麦克康尼尔; C·M·沃德玛
    地址: 美国加利福尼亚州
    优先权: 14/063,859 2013.10.25 US
    专利代理机构: 上海专利商标事务所有限公司31100 代理人: 何焜
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410858102.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.05.24|||2015.08.05|||2015.06.10

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本申请公开动态可调节的流体动力轴承刚度。一种设备,包括流体动力轴承和动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼的装置。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种设备,包括:
    固定组件;
    可旋转组件,可旋转组件配置为相对于固定组件旋转;
    流体动力轴承,流体动力轴承由固定组件和可旋转组件限定;和
    配置为动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼的装置。

    2.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括响应环境条件或运行状 态,动态调节刚度或阻尼的装置。

    3.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备进一步配置为调节流体动力轴 承上的轴向负载,以动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。

    4.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括电磁偏置环,电磁偏置 环配置为在可旋转组件和固定组件之间可操作地产生作用力以动态调节流体动 力轴承的刚度或阻尼。

    5.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括压电组件,压电组件配 置为调节流体动力轴承中的间隙。

    6.  如权利要求5所述的设备,其中所述设备还包括电磁偏置环,其中压电 组件与电磁偏置环连接以动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。

    7.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括:
    电磁偏置环,电磁偏置环与固定组件可操作地连接;
    压电组件;和
    控制杆,控制杆与电磁偏置环和压电组件连接,并配置为响应压电组件, 移动电磁偏置环,以动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。

    8.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括位移传感器,位移传感 器配置为响应环境条件,通过检测磁盘移动来动态调节流体动力轴承的刚度或 阻尼。

    9.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括流量调节器,流量调节 器配置为调节固定组件和可旋转组件之间的再循环路径以动态调节刚度或阻 尼。

    10.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备还包括:
    传感器,传感器配置为检测环境条件或运行状态;和
    控制器,控制器与传感器通信连接,并配置为从传感器接收信息以响应环 境条件或运行状态来动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。

    11.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备进一步配置为在可旋转组件 旋转过程中,响应于调节通过固定组件的电流,在固定组件和可旋转组件之间 产生偏置力。

    12.  如权利要求1所述的设备,其中所述设备进一步配置为响应解调换向 角或相位换向电路,保持可旋转组件的旋转速度。

    13.  一种设备,包括:
    流体动力轴承;和
    用于动态调节流体动力轴承的特性的装置。

    14.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括:
    传感器,传感器配置为检测环境条件或运行状态;和
    控制器,控制器与传感器通信连接,并配置为从传感器接收信息以响应环 境条件或运行状态来动态调节流体动力轴承的特性。

    15.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括电磁偏置环,电磁偏置环配置为在可旋转组件和固定组件之间可操作地 产生作用力。

    16.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括压电组件,压电组件配置为调节流体动力轴承中的间隙。

    17.  如权利要求16所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括电磁偏置环,其中压电组件与电磁偏置环连接。

    18.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括:
    电磁偏置环;
    压电组件;和
    控制杆,控制杆与电磁偏置环和压电组件连接,响应压电组件来移动电磁 偏置环以动态调节流体动力轴承的特性。

    19.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括位移传感器,位移传感器响应环境条件来检测磁盘移动以动态调节流体 动力轴承的特性。

    20.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括流量调节器,流量调节器调节固定组件和可旋转组件之间的再循环路径 以动态调节流体动力轴承的特性。

    21.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括在轴向上调节可旋转组件的飞高的装置,以动态调节流体动力轴承的特 性。

    22.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括在可旋转组件旋转过程中,响应于调节通过固定组件的电流,在固定组 件和可旋转组件之间产生偏置力的装置。

    23.  如权利要求13所述的设备,其中动态调节流体动力轴承的特性的装置 还包括响应解调换向角或与固定组件连接的相位换向电路以保持可旋转组件的 旋转速度的装置。

    24.  一种设备,包括:
    第一组件和第二组件,其中第二组件通过流体动力轴承相对于第一组件悬 浮,并与第一组件无接触;和
    用于减小第二组件相对于第一组件轴向位移的装置,其中减小轴向位移的 装置通过动态调节第一组件和第二组件之间的作用力,避免第一组件和第二组 件之间接触。

    25.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括响 应环境条件或运行状态,动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼的装置。

    26.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括调 节第一组件和第二组件之间间隙的装置。

    27.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括在 轴向上调节第二组件飞高的装置,以动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。

    28.  如权利要求24所述的设备,还包括感测环境条件或运行状态的装置, 和响应环境条件或运行状态,向减小第二组件轴向位移的装置发出信号的装置。

    29.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括响 应解调换向角或与第一组件连接的相位换向电路,保持第二组件的旋转速度的 装置。

    30.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括电 磁偏置环。

    31.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括执 行组件。

    32.  如权利要求31所述的设备,其中减小执行组件轴向位移的装置包括压 电组件和电磁偏置环,其中压电组件与电磁偏置环连接。

    33.  如权利要求32所述的设备,其中压电组件配置为调节电磁偏置环的位 置。

    34.  如权利要求31所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括电 磁偏置环和控制杆,控制杆与执行组件和电磁偏置环连接。

    35.  如权利要求24所述的设备,其中减小第二组件轴向位移的装置包括调 节流体动力轴承流体流量的装置。

    说明书

    说明书动态可调节的流体动力轴承刚度
    背景技术
    电动马达可使用定子,磁体,和/或线圈,以使物体旋转。例如,马 达可使用于磁盘驱动器存储设备中的数据存储磁盘旋转。在操作过程中,可使 用定子,磁体,和/或线圈使数据存储磁盘高速旋转。例如,磁体和线圈可与定 子相互作用,以使磁盘相对于定子旋转。
    在某些条件下,电动马达利用具有流体动力轴承的主轴马达,支撑 毂和磁盘以使其旋转。在马达运行过程中,流体动力轴承在保持主轴和轴对准 的同时,减小摩擦。
    发明内容
    一种设备,包括流体动力轴承和用于动态调节流体动力轴承的刚度 或阻尼的装置。
    参照下列附图,说明书和所附权利要求可更好地理解实施例的这些 和其他方面和特征。
    附图说明
    在附图的各图中,本发明通过实例而不是通过限制来说明,图中相 同的附图标记表示相似的元件。
    图1根据本发明实施例的一个方面,提供了用于硬盘驱动器的主轴 马达的侧剖视图。
    图2A根据本发明实施例的一个方面,提供了主轴马达一部分的侧剖 视图,配置所述主轴马达以增加流体动力轴承刚度或阻尼。
    图2B根据本发明实施例的一个方面,提供了控制器示例性组件的示 例性框图。
    图3根据本发明实施例的一个方面,提供了主轴马达一部分的侧剖 视图,所述主轴马达被配置用以机械调节偏置组件。
    图4根据本发明实施例的一个方面,提供了另一主轴马达一部分的 侧剖视图,所述另一主轴马达被配置用以机械调节偏置组件。
    图5根据本发明实施例的一个方面,提供了主轴马达一部分的侧剖 视图,所述主轴马达包括电磁偏置组件。
    图6根据本发明实施例的一个方面,提供了主轴马达一部分的侧剖 视图,所述主轴马达包括一个或多个流量调节组件。
    图7根据本发明实施例的一个方面,提供了硬盘驱动器的平面图。
    具体实施方式
    在更详细地描述各实施例之前,应当理解的是,由于在这些实施例 中的元件可发生变化,因此实施例并不限于本文描述或示出的具体实施例。同 样需要理解的是,本文描述或示出的具体实施例具有易于从具体实施例分离的 元件,并且所述元件可选择性地与几个其他实施例任意之一结合,或代替本文 所述几个其他实施例任意之一中的元件。
    还应当理解的是,本文所用术语是为了描述实施例,术语并非意在 限制。除非指示其他,序号(如,第一,第二,第三,等)用于区分和识别一 组元件或步骤中不同的元件或步骤,并不对其实施例的元件或步骤提供连续或 数值限制。例如,“第一”,“第二”,和“第三”元件或步骤不一定以那种顺序出现, 并且,其实施例不一定限于三个元件或步骤?;褂Φ崩斫獾氖?,除非另外指出, 任何标记,如“左,”“右,”“前,”“后,”“顶,”“底,”“向前,”“向后,”“顺 时针,”“逆时针,”“上,”“下,”或其他类似术语,如“上部,”“下部,”“尾部,”“前 部,”“垂直,”“水平,”“近端,”“远端,”等是为了使用方便,并无意于暗示, 例如,任何特定的固定位置,定向,或方向。相反,这种标记用于反应,例如, 相对位置,定向,或方向?;褂Φ崩斫獾氖?,单数形式“一,”“一个,”和“该” 的使用包括复数的含义,除非上下文明确表示另外的含义。
    硬盘驱动器(“HDD”)的磁盘,如下文所述图7的磁盘,可利用电 动马达使其高速旋转,该电动马达包括安装于壳体底部上的主轴组件。这种电 动马达包括定子组件,定子组件包括若干定子齿,每个定子齿从磁轭延伸。该 若干定子齿中的每一个定子齿支撑一个励磁线圈,可以给励磁线圈通电,以极 化励磁线圈。这种电动马达还包括与该若干定子齿相邻设置的一个或多个永磁 体。由于设置在该若干定子齿上的该若干励磁线圈以交替极性通电,励磁线圈 对相邻永磁体的磁引力或斥力使主轴马达组件的主轴,包括毂,旋转,从而使 磁盘旋转,由一个或多个读写头执行读/写操作。
    通过增加流体形成流体动力轴承,以使主轴马达组件的主轴旋转而 摩擦降低。流体动力轴承可包括两部分:推力部和径向部。推力部控制轴向运 动,并且还可有助于角刚度控制。径向部控制从一侧到另一侧的径向运动和角 刚度。
    为了节省功率,某些马达可能牺牲刚度。然而牺牲刚度可能会增加 可能损坏马达的情况。例如,当马达从一侧到另一侧发生下降或扭曲时,可能 损坏流体动力轴承,磁头可能撞到磁盘上。极端情况下,某些马达和/或硬盘驱 动器可能关机并停止磁头以进行?;?。
    另一方面,根据本文所描述的实施例,各实施方案配置为检测环境条 件,并响应极端环境条件,动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。在某些实施 例中,可通过调制流体动力轴承上的轴向载荷,增大流体动力轴承的刚度或阻 尼,避免马达和/或硬盘驱动器关机。例如,如果用户携带具有硬盘驱动器的便 携式音乐播放器慢跑,跑步过程中的运动将导致硬盘驱动器来回摇摆。各实施 方案配置为调节流体动力轴承,使连续运动成为可能,而不是将马达和/或硬盘 驱动器关机。
    在马达运行过程中,马达在推力部中飞行的高度称为飞高 (fly-height)。相对于具有相较更高角刚度的较低的飞高,较高的飞高的角刚度 较低。因此,降低马达的飞高增加了角刚度,从而允许马达更好地承受极端条 件(例如,震动事件)。例如,降低飞高导致震动过程中,马达组件行进的距离 减小,进而减小了二次碰撞的震动。较小的距离减小了二次碰撞过程中组件(例 如,马达定子)能够达到的速度值。因此,降低飞高可能不会防止极端条件下 接触,但它减少了旋转马达部件的轴向加速度和位移。然后,减小该轴承的位 移可有助于稳定硬盘驱动器磁头的位置,并降低硬盘驱动器部件碰撞、彼此撞 击的可能性。
    各实施方案可配置为,调节轴向力,从而调节该流体动力轴承的轴向 刚度。此外,功率和动力可以相对于功耗,震动行为和轨道偏离行为调节以达 到最佳效果。某些实施例可改变马达润滑油的流动,影响电磁偏置,使流体动 力轴承变形,调节偏置部件位置,改变定子电流。各实施方案可以配置为具有 单推力马达和双推力马达。
    此外,各实施方案可以减小转子的轴向位移(例如,降低飞高从而缩 短震动事件过程中其加速距离),减小角位移(例如,降低震动事件过程中转子 的角位移),并增加角刚度(例如,降低对于外部力的响应,以减小移动)。因 此,各实施方案可减小可移动的距离并增加作用力(例如,刚度),以防止移动。 各实施方案从而动态增加刚度以基本上抵消,基本上克服或基本上减少不利环 境条件的影响。
    在各实施方案中,可通过改变轴承表面之一的直径(例如,使用压电 元件),施加通过流体动力轴承流体的电流以改变粘度,或通过使用热量改变马 达部件的几何形状来增加刚度,来调节流体动力轴承的刚度。各实施方案还可 应用于具有一个或多个推力轴承的马达,圆锥马达和主轴马达,但不限于此。
    图1根据一个实施例,提供了硬盘驱动器主轴马达的侧剖视图。这种 主轴马达100可用于硬盘驱动器,例如图7所示的硬盘驱动器700。此外,主轴 马达100可包括下文在随后的图中详细描述的各实施方案,各实施方案用以动 态调节马达的特性(例如,刚度或阻尼)。
    图1主轴马达100包括固定组件和定位以相对于彼此旋转(例如, 约4800;5400;7200;10,000;15000,等,转每分钟)的可旋转组件。该固定 组件包括,但不限于,与基板116连接的组件,如定子112和套筒114。固定组 件的组件和/或子组件,在本文中也可以称为固定组件,如固定定子112和固定 套筒114。
    该可旋转组件包括,但不限于,组件,如轴102,毂104,与毂104 连接的磁体110,和限制器轴承的限制器衬套106,该限制器衬套106可以是如 图所示的带凸缘的限制器衬套??尚榧淖榧?或子组件在本文中也可称 为可旋转组件,如可旋转轴102,可旋转毂104,可旋转磁体110,以及可旋转 限制器衬套106。毂104包括毂凸缘,其支撑磁盘组,以使磁盘组绕轴102的中 心轴线108旋转。在运行过程中,磁体110与毂104连接,并与定子112相互 作用,以使毂104和磁盘组旋转。在某些实施例中,定子112的绕组从磁体110 的中心向下方偏移,以在磁体110上产生向下的力,从而磁偏置主轴马达100。
    可以在固定组件和可旋转组件之间限定一个或多个流体动力轴承 (例如,轴颈轴承;推力轴承;等等)。图1的主轴马达100包括,例如,由套 筒114和旋转轴102限定的轴颈轴承118。轴颈轴承118使主轴马达100的轴 102具有径向刚度,限制轴在垂直于中心轴线108方向上的径向移动,并基本上 防止了轴102倾斜。
    图1的主轴马达100还包括,例如,套筒114或毂104之一上的推力 轴承120。推力轴承120向毂104施加向上的力,以抵消向下的力,例如毂104 的重量,毂104和偏置组件113之间的轴向力,以及定子112与磁体110之间 的轴向力。在各实施方案中,在下文中更详细描述,偏置组件113,例如,可以 是动态可调节的,从而允许偏置组件113和磁体110之间引力,响应环境条件 的变化自动调谐。因此,在各实施方案中,偏置组件113配置为调节流体动力 轴承上的轴向负载(下文描述)来动态调节流体动力轴承的刚度或阻尼。
    图1的主轴马达100还可包括在固定组件和可旋转组件之间的流体, 流体介质,或润滑流体136,如液体(例如,润滑油或流体),气体,或它们的 组合。如图1所示,从套筒114底部内半径向套筒114顶部外半径延伸的再循 环路径134利用润滑流体136流体地连接该一个或多个流体动力轴承,还向该 一个或多个流体动力轴承供给润滑流体136。各实施方案可包括再循环路径134 的不同配置。某些非限制性实例包括:从底部外半径向顶部内半径延伸,平行 于旋转轴延伸的非倾斜再循环路径,L形再循环路径等。
    虽然实施例是根据主轴马达100描述的,马达100包括旋转轴102, 但实施例不限于旋转轴马达。例如,其它非限制性的马达实例可包括固定轴马 达,轴和套筒都旋转的马达,锥形马达,双推力轴承马达,无限制器马达等。
    图2A根据本发明实施例的一个方面,提供了配置为增加流体动力轴 承刚度的主轴马达一部分的侧剖视图。主轴马达200具有与主轴马达100相同 附图标记的元件可完成与如本文所述的主轴马达100基本上类似的功能。主轴 马达200包括传感器280和控制器282。在某些实施例中,传感器280和控制器 282可位于主轴马达200的外部。
    传感器280可以包括加速度计,位移传感器等,以检测一项或多项环 境条件(例如,用于检测自由落体运动或震动事件)或运行状态(例如,驱动 状态,空闲状态,读/写状态等)。一个或多个传感器可以放置在主轴马达200 内的任何地方,其允许检测环境条件和/或运行状态。例如,传感器208可放置 在,例如,磁盘,毂104,和/或基板116上。传感器280还可以检测温度,震 动,颤动和回转运动。在某些实施例中,传感器280还可检测当磁盘移动时, 磁头和磁盘之间的位移变化。硬盘驱动器内的读/写伺服机构也可使用来自位移 传感器的数据。
    将传感器280与控制器282连接,并向控制器282提供数据??刂破?282确定流体动力轴承需要加以调节的刚度值。在各实施方案中,控制器282 可减小毂104和基板116之间的相对角度,以增加流体动力轴承的刚度。因此, 在某些实施例中,控制器282可配置为通过向主轴马达200的组件传递信号, 调节流体动力轴承的刚度,以响应环境状态或运行状态,从而调节主轴马达200 的轴向响应。
    通过动态调节流体动力轴承的刚度,本文所述的实施例通过动态调节 组件之间的偏置力避免各组件之间的接触。例如,在震动事件过程中,旋转组 件和固定组件可能彼此接触。通过增加流体动力轴承的刚度,旋转组件和固定 组件之间的某些或全部接触可基本上避免。因此,通过避免某些接触或避免所 有接触,可降低对固定组件和/或旋转组件造成的损坏。
    在某些实施例中,控制器282调节定子112与磁体110之间的偏置力, 以调节流体动力轴承的刚度??刂破?82可配置为,在运行过程中,通过在保 持旋转速度的同时改变通过定子112的一个或多个绕组的电流来调节定子112 和磁体110之间的偏置引力。例如,控制器282可响应环境条件(例如,震动, 颤动等),确定供给定子112的电流调节量。
    图2A示出了相对于主轴马达200的力线202,力线202通过控制器 282控制电流变化(例如,增大)由定子112相对于磁体110产生。定子112产 生的作用力具有三个分量:径向分量,切向或周向分量和轴向分量。径向分量 将磁体110向定子112吸引,切向或周向分量使主轴马达100的可旋转组件旋 转。轴向分量吸引磁体110向下运动(例如,相对于中心轴线108)。
    在某些实施例中,控制器282配置为在保持主轴马达200旋转速度的 同时解调主轴马达200。提供给定子112的电流正比于移动的负载(例如,毂 104和磁体110)。解调主轴马达200可通过从最佳位置改变换向角来完成,并 在向定子112提供更多电流的同时保持速度。在某些实施例中,可通过解调副 回路的换向角或通过解调相位换向电路来调节通过定子112的电流。电流增大 产生电磁场,利用如力线202所示的向下的力,轴向吸引磁体110。因此,在保 持速度的同时,马达的解调增大了定子112产生的轴向力,从而增大了流体动 力轴承的刚度。
    图2B根据本发明实施例的一个方面,提供了控制器示例性组件的示 例性框图。图250包括反电动势(EMF)???52,主回路260,副回路262, 和反电动势270。在各实施方案中,控制器282包括反电动势???52。在某些 实施例中,反电动势???52位于控制器282的外部。
    反电动势???52配置为监控主轴马达200的组件(例如,定子112) 的电磁力并调节电磁力。在某些实施例中,反电动势???52包括反电动势检 测器254,反电动势过零检测器256,和换向???58。主回路260配置为控制 施加到定子112线圈的电流量。主回路260可配置为测量毂104的速度并增加 施加到定子的能量(例如,电压或电流),以保持毂104的速度和施加到毂104 上的扭矩。
    换向???58和副回路262配置为,根据转子的位置(例如,毂104) 控制从一个线圈到下一个线圈(例如,定子112的线圈)的电流的换向时机。 通过调节副回路262的换向(例如,稍早或稍晚),更多的电流将用于在保持相 同速度的同时保持相同的切向力。从而,定子112中电流的增加产生较大的封 闭电磁场,具有增加磁体110承受的径向力和轴向力的效果。定子112的磁场 趋向最强,并且如果磁体110与定子112对齐,则磁场最强。因此,电流的增 加产生更大的磁场,从而向下推动磁体110。该径向力和轴向力的增加使毂104 被向下推动(例如,减小毂104和基板116之间的间隙),这增加了流体动力轴 承的刚度。
    反电动势检测器254配置为检测定子(例如,定子112)的绕组的电 磁力。反电动势270表示检测到的定子(例如,定子112)三线圈绕组的示例性 的电信号(例如,正弦波形)。反电动势过零检测器256配置为检测定子线圈反 电动势(例如,反电动势270)通过零点的时刻。在正常运行期间,反电动势过 零检测器256可配置为等待对信号换向???58电延迟30°,以对定子绕组信号 换向。通过改变延迟改变换向时机,从而解调主轴马达200。然后,施加更大的 电流,保持毂104的旋转速度,使毂104承受的轴向力增大,从而增大流体动 力轴承的刚度。
    图3根据本发明实施例的一个方面,提供了配置为机械调节偏置组件 的主轴马达一部分的侧剖视图。主轴马达300具有与主轴马达100相同附图标 记的元件可完成与如本文所述的主轴马达100基本上类似的功能。主轴马达300 包括执行组件302。
    控制器282与执行组件302连接??刂破?82配置为通过执行组件 302来调节偏置组件113的位置(例如,响应从传感器280接收到的数据)。执 行组件302配置为移动(例如,机械地向上或向下)偏置组件113靠近远离磁 体110。在各实施方案中,执行组件302包括压电元件。在某些实施例中,执行 组件302包括电磁系统(例如,螺线管),以将偏置组件113向上和向下移动。 在某些实施例中,偏置组件113是环形的(例如,偏置环)。
    偏置组件113向磁体110的移动,减少了磁体110和偏置环组件113 之间的间隙。偏置组件113靠近磁体110移动或调节位置,在偏置组件113和 磁体110之间产生更强的引力(例如,向下的力)。从而,偏置组件113和磁体 110之间作用力增大,增大了流体动力轴承的刚度。
    例如,基板116可包括铝,偏置部件113包括钢。因此,偏置组件113 可在磁体110和偏置组件113之间产生引力,该力向下方拉动磁体110。
    图4根据本发明实施例的一个方面,提供了配置为机械调节偏置组件 的另一主轴马达的一部分的侧剖视图。主轴马达400具有与主轴马达100相同 附图标记的元件可完成与如本文所述的主轴马达100基本上类似的功能。主轴 马达400包括执行组件402和控制杆404。
    控制器282与执行组件402连接??刂破?82配置为通过执行组件 402和控制杆404调节偏置组件113的位置(例如,响应从传感器280接收到的 数据)。在各实施方案中,执行组件402包括压电元件。在某些实施例中,控制 杆404与基板116连接(例如,通过小齿轮)??刂聘?04可包括金属部分。执 行组件402配置为致动控制杆404,使偏置组件113相对于磁体110移动或调节 位置。在某些实施例中,控制杆404配置为对执行组件402提供机械优点。
    偏置组件113靠近磁体110移动或调节位置,在偏置组件113和磁体 110之间产生增大的引力(例如,向下的力)。从而,偏置组件113和磁体110 之间力的增大,增大了流体动力轴承的刚度。
    图5根据本发明实施例的一个方面,提供了包括电磁偏置组件的主轴 马达的一部分的侧剖视图。主轴马达500具有与主轴马达100相同附图标记的 元件可完成与如本文所述的主轴马达100基本上类似的功能。主轴马达500包 括电磁偏置组件502。在各实施方案中,电磁偏置组件502位于偏置组件113的 顶部上。电磁偏置组件502可通过胶水或其他粘合材料与偏置组件113连接。 在某些实施例中,偏置组件113包括电磁偏置部件502。电磁偏置组件502可包 括钢,并且可以是环,金属丝,或圆形绕组。
    控制器282与电磁偏置部件502连接??刂破?82配置为向电磁偏置 组件502施加电流(例如,响应震动事件,其他环境条件和/或运行状态),从而 产生拉动磁体110的电磁场。在各实施方案中,控制器282在正常运行期间可 不向电磁偏置部件502施加电流,但响应特定的环境条件(例如,震动,颤动 等)向电磁偏置组件502施加电流。在某些实施例中,施加到电磁偏置部件502 的电流产生磁通,磁通封闭于磁体110和毂104,从而在磁体110和毂104上产 生向下的力。该向下的力减小磁体110和电磁偏置组件502之间的间隙,增大 了流体动力轴承的刚度或阻尼。因此,电磁偏置组件502配置为例如响应于环 境条件来调节流体动力轴承上的轴向负载,以动态调节流体动力轴承的刚度或 阻尼。
    图6根据本发明实施例的一个方面,提供了包括一个或多个流量调节 组件的主轴马达的一部分的侧剖视图。主轴马达600具有与主轴马达100相同 附图标记的元件可完成与如本文所述的主轴马达100基本上类似的功能。主轴 马达600包括流量调节器602a-b。流体动力轴承的润滑流体沿再循环流动路径 604流动。
    控制器282与流量调节器602a-b连接??刂破?82配置为控制流量 调节器602a-b,增大/减小再循环路径604的液压(例如,响应震动事件,其他 环境条件和/或运行状态),从而调节液压。流量调节器602a-b可包括压电元件 (例如,其响应电流的施加而关闭)或机械阀(例如,微型阀)。在某些实施例 中,压电元件为有源元件而阀为无源元件。
    在各实施方案中,流量调节器602a-b配置为限制流体动力轴承的润 滑流体(例如,油)的流动。限制流体动力轴承的流体(例如,油)流动,使 液压升高,从而提高毂104的飞高。另一方面,去除限制并释放流体的流动, 使液压降低,从而降低毂104的飞高并增大流体动力轴承的刚度。
    因此,在正常工作条件下,流量调节器602a-b可配置为提高毂104 的飞高。根据条件变化,例如,如由控制器282所确定的那样,流量调节器602a-b 可配置为通过减小液压降低毂104的飞高,从而增大流体动力轴承的刚度。在 各实施方案中,电磁偏置组件(例如,电磁偏置组件502)可用于对磁体110施 加向下的力,连同流量调节器602a-b降低飞高,从而增大流体动力轴承的刚度。
    在某些实施例中,控制器282可响应环境条件(例如,震动,冲击, 颤动,等),使用流量调节器602a-b调节液压,以稳定(例如,通过减少或衰减 运动)一个或多个主轴马达组件。例如,可通过流量调节器602a-b调节液压, 以响应震动事件,使毂104的向下运动减速。
    图7根据本发明实施例的一个方面,提供了硬盘驱动器700的平面图。 硬盘驱动器700可包括壳体组件,壳体组件包括盖702,盖702与底部平台紧密 配合,底部平台具有框架702和底板或基板704,壳体组件为各硬盘驱动器组件 提供?;た占?。硬盘驱动器700包括计算机可读数据存储介质的一个或多个数 据存储磁盘706。通常,每个数据存储磁盘706的两个主表面都包括多个同心布 置的用于数据存储的磁道。每个数据存储磁盘706安装在毂708上,而毂708 又与基部平台和/或盖702可旋转地相互连接。毂708可能已被电化学加工(如 上所述)。通常,多个数据存储磁盘706可垂直间隔相互平行安装在毂708上。 主轴马达组件710使数据存储磁盘706旋转。如上所述,主轴马达组件710可 包括一个或多个配置为动态调节流体动力轴承刚度的实施方式。
    硬盘驱动器700还包括执行臂组件712,执行臂组件712绕枢轴轴承 714枢转,枢轴轴承714又由基部平台和/或盖702可旋转地支撑。执行臂组件 712包括一个或多个独立的刚性执行臂716,刚性执行臂716从靠近枢轴轴承714 的位置延伸出来。多个执行臂716通常以垂直间隔关系布置,硬盘驱动器700 的每个数据存储磁盘706的每个主数据存储表面都具有一个执行臂716。也可以 采用其他类型的执行臂组件结构,一个例子为具有从普通结构伸出悬臂的一个 或多个刚性执行臂尖端的E形块等等。执行臂驱动组件,如音圈马达718等, 使执行臂组件712移动。音圈马达718为磁性组件,在控制电子装置720的引 导下,控制执行臂组件712的运行??刂频缱幼爸没蛴∷⒌缏钒遄榧?PCBa) 720可包括若干与印刷电路板(PCB)724连接的集成电路722??刂频缱幼爸?720可使用连接件与音圈马达组件718,滑块726,或主轴马达组件710连接, 连接件可包括插脚,电缆或电线(未示出)。
    承载梁或悬架728附于每个执行臂716的自由端并从其伸出悬臂。通 常,悬架728通过类似弹簧力的力大体向其相应的数据存储磁盘706偏置?;?块726设置在或靠近每个悬架728自由端的地方。通常称为读写头(例如,换 能器)的装置作为磁头单元(未示出)适当地安装在滑块726下,并用于硬盘 驱动器读写操作?;?26下的磁头单元可利用各种类型的读取传感器技术, 例如:各向异性磁阻(AMR),巨磁阻(GMR),隧穿磁阻(TuMR),其他磁 阻技术,或其他合适的技术。
    滑块726下的磁头单元与前置放大器730连接,前置放大器730通过 柔性电缆732与硬盘驱动器700的控制电子装置720相互连接,柔性电缆732 通常安装在执行臂组件712上。信号在磁头单元和其相应的数据存储磁盘706 之间交换,以进行硬盘驱动器读/写操作。在这一点上,音圈马达718用于使执 行臂组件712枢转,以同时沿路径734移动滑块726,并越过相应的数据存储磁 盘706,将磁头单元置于数据存储磁盘706上适当位置,以进行硬盘驱动器读/ 写操作。
    当硬盘驱动器700不处于运行状态时,将执行臂组件712枢转到“停 放位置”,以将每个滑块726大体布置在其相应的数据存储磁盘706的周界处或 超过该周界,但是在任何情况下,与其相应的数据存储磁盘706处于垂直间隔 关系。在这一点上,硬盘驱动器700包括斜坡组件(未示出),斜坡组件设置在 超过数据存储磁盘706周界的位置,以将相应的滑块726从相应的数据存储磁 盘706垂直移走,并同时向执行臂组件712施加一定程度的保持力。
    沿硬盘驱动器700一侧端的驱动器连接器738的暴露触点736可用于 将硬盘驱动器700的电路与下一整合层连通,如插入件,电路板,电缆连接器, 或电子组件。驱动器连接器738可包括跳线(未示出)或开关(未示出),这些 跳线或开关可用于配置硬盘驱动器700,以满足用户特定的特征或配置。跳线或 开关可以是凹陷的,并从驱动器连接器738内露出。
    框架703可配置为围绕硬盘驱动器700的周界提供刚度。枢轴旋转轴 可连接至或处于盖702和基板704之间。结果,枢轴连接区域和框架703之间 的跨度可在硬盘驱动器700颤动或震动过程中(例如,在硬盘驱动器700运行 过程中),使挠曲加剧。实施例配置为将组件定位并连接于这种跨度中,从而增 大刚度和阻尼,从而降低颤动和震动的不合需影响。
    因此,本文提供的是一种设备,包括固定组件和配置为相对于固定组 件旋转的可旋转组件。该设备还包括由固定组件和可旋转组件限定的流体动力 轴承,以及配置为动态调节流体动力轴承特性(例如,刚度或阻尼)的装置。 在各实施方案中,该设备还包括响应环境条件和/或运行状态,动态调节刚度的 装置。该设备还可包括配置为检测环境条件和/或运行状态的传感器,和控制器, 控制器与传感器通信连接并配置为从传感器接收信息以响应环境条件和/或运行 状态来动态调节流体动力轴承的刚度。在各实施方案中,该设备还包括位移传 感器,位移传感器配置为响应环境条件,通过检测磁盘移动来动态调节流体动 力轴承的刚度。
    在各实施方案中,该设备还可包括电磁偏置环,电磁偏置环配置为在 可旋转组件和固定组件之间可操作地产生作用力,以动态调节流体动力轴承的 刚度。该设备还可包括压电组件,压电组件配置为调节流体动力轴承中的间隙。 在某些实施方案中,该设备还包括电磁偏置环,其中压电组件连接至电磁偏置 环以动态调节流体动力轴承的刚度。在各实施方案中,该设备还可包括可操作 地与固定组件连接的电磁偏置环,固定压电组件,以及与电磁偏置环和压电组 件连接的控制杆。该控制杆可配置为响应压电组件,移动电磁偏置环,以动态 调节流体动力轴承的刚度。在某些实施例中,该设备还可包括流量调节器,流 量调节器配置为调节固定组件和可旋转组件之间的再循环路径,以动态调节刚 度。
    该设备还可包括在轴向上调节可旋转组件飞高的装置,以动态调节流 体动力轴承的刚度。在各实施方案中,该设备还包括在可旋转组件旋转过程中, 响应于调节通过固定组件的电流,在固定组件和可旋转组件之间产生偏置力的 装置。在某些实施例中,该设备还可包括响应解调换向角和/或相位换向电路, 保持可旋转组件旋转速度的装置,其中相位换向电路通信连接用于保持可旋转 组件的旋转速度的装置。
    本文还提供了一种设备,包括流体动力轴承和用于动态调节流体动力 轴承特性(例如,刚度或阻尼)的装置。用于动态调节流体动力轴承刚度的装 置还可包括配置为检测环境条件或运行状态的传感器,以及控制器,控制器与 传感器通信连接并配置为从传感器接收信息以响应环境条件或运行状态来动态 调节流体动力轴承的刚度。在各实施方案中,用于动态调节流体动力轴承刚度 的装置还包括位移传感器,位移传感器响应环境条件,检测磁盘移动以动态调 节流体动力轴承的刚度。
    在各实施方案中,用于动态调节流体动力轴承刚度的装置还包括电磁 偏置环,电磁偏置环配置为在可旋转组件和固定组件之间可操作地产生作用力。 在某些实施例中,用于动态调节流体动力轴承刚度的装置还包括压电组件,压 电组件配置为调节流体动力轴承中的间隙。在各实施方案中,用于动态调节流 体动力轴承刚度的装置还包括电磁偏置环,其中压电组件与电磁偏置环连接。 在某些实施例中,用于动态调节流体动力轴承刚度的装置还包括电磁偏置环, 压电组件和控制杆,控制杆与电磁偏置环和压电组件连接,响应压电组件移动 电磁偏置环,以动态调节流体动力轴承的刚度。
    在各实施方案中,用于动态调节流体动力轴承刚度的装置还包括流 量调节器,流量调节器调节固定组件和可旋转组件之间的再循环路径,以动态 调节流体动力轴承的刚度。在某些实施例中,用于动态调节流体动力轴承刚度 的装置还包括用于在轴向上调节可旋转组件飞高的装置,以动态调节流体动力 轴承的刚度。在各实施方案中,用于动态调节流体动力轴承刚度的装置还包括 在可旋转组件旋转过程中,响应于调节通过固定组件的电流,在固定组件和可 旋转组件之间产生偏置力的装置。在某些实施例中,用于动态调节流体动力轴 承刚度的装置还包括响应解调换向角和/或与固定组件连接的相位换向电路,保 持可旋转组件旋转速度的装置。
    本文还提供了一种设备,包括第一组件和第二组件。第二组件通过流 体动力轴承,相对于第一组件悬浮并与第一组件无接触。该设备还包括减小第 二组件相对于第一组件轴向位移的装置。减小轴向位移的装置通过动态调节第 一组件和第二组件之间的作用力,避免第一组件和第二组件之间接触。在各实 施方案中,减小第二组件轴向位移的装置包括响应环境条件和/或运行状态动态 调节流体动力轴承特性(例如,刚度或阻尼)的装置。在某些实施例中,减小 第二组件轴向位移的装置包括调节第一组件和第二组件之间间隙的装置。在各 实施方案中,减小第二组件轴向位移的装置包括在轴向上调节第二组件飞高的 装置,以动态调节流体动力轴承的特性(例如,刚度或阻尼)。在某些实施例中, 该设备还包括感测环境条件和/或运行状态的装置,和响应环境条件和/或运行状 态向减小第二组件轴向位移的装置发出信号的装置。
    在各实施方案中,减小第二组件轴向位移的装置包括响应解调换向角 和/或与第一组件连接的相位换向电路,保持第二组件旋转速度的装置。在某些 实施例中,减小第二组件轴向位移的装置包括电磁偏置环。
    在各实施方案中,减小第二组件轴向位移的装置包括执行组件。执行 组件可包括压电组件和电磁偏置环,其中压电组件与电磁偏置环连接。压电组 件可配置为调节电磁偏置环的位置。在某些实施例中,减小第二组件轴向位移 的装置还包括电磁偏置环和控制杆,控制杆与执行组件和电磁偏置环连接。在 各实施方案中,减小第二组件轴向位移的装置包括调节流体动力轴承流体流量 的装置。
    虽然实施例已通过实施例的方式描述和/或示出,虽然这些实施例和/ 或例子已经相当详细地描述,但是申请人并不意图限制或以任何方式将实施例 的范围限制如此详细。实施例的其他修改和/或变形在所述实施例的启示下是显 而易见的,并且,在其更广泛的方面,该实施例可包括这些修改和/或变形。因 此,可以不脱离实施例的范围,偏离上述实施例和/或例子。上述实施方式和其 他实施方式在所附权利要求的范围之内。

    关 键 词:
    动态 调节 流体 动力 轴承 刚度
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:动态可调节的流体动力轴承刚度.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5890332.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03