本发明是关于采用滚珠轴承的旋转式致动装置，更具体地说是关于适合用于旋转盘储存器的这种旋转式致动装置。 1985年6月7号出版的JP-A-60-102862专利申请文献公开了一种旋转式致动装置，其中包括具有许多滚珠轴承的各轴承组。旋转式致动装置的轴结构可以简化且制造费用可以降低。办法是将该装置的旋转轴的上端和下端各为一个滚珠轴承支承如上述出版文献中所指出的那样，但两端的单个滚珠轴承的径向刚性小，其结果使旋转式致动装置的旋转部分的机械谐振频率低。所以，伺服控制程序中容易被引起振动从而降低磁头在磁盘上定位的精确度。在另一旋转式致动装置中，为了达到改进径向刚性的目的，它的转动轴的上端和下端由滚针轴承支承，由于滚针轴承的径向刚性大，旋转式致动装置的旋转部分能得到高的机械谐振频率，因而伺服控制不容易产生振动。但是，不利的是转动轴的形状复杂，需要增加推力轴承，使费用昂贵。
本发明的一个目的在于提供一机械装置，其中，轴承组中每一滚珠轴承的内圈和外圈与所有的并列安排在内外圈间整个圆周上的滚珠均匀接触来增加轴承组的刚性，即使轴承组使用的是标准规格的滚珠轴承也是如此。因此，使旋转式致动装置的旋转轴得到牢固地支撑成为可能的事实。
本发明的另一目的在于制造一个具有高谐振频率的旋转式致动装置的旋转部分，它的伺服控制中不易招致振动，从而提供一个不昂贵、且能使磁头定位精确的磁盘装置。
本发明的再一个目的在于提供一个能有效地增强径向刚性的机械结构，它不需求助于另外提供滚针轴承和推力轴承，且可用和简化形状的转动轴相适应的不昂贵的标准规格滚珠轴承。
本发明还有另一个目的在于提供一个能实现高刚度滚珠轴承组的机械结构，这是将施加在旋转式致动装置轴上的负荷均匀地分配到许多滚珠轴承上而实现的。
按照本发明，旋转式致动装置的轴至少用一个包含多个滚珠轴承的轴承组支承，各轴承各自的外圈通过一个中间隔件叠置，而各自的内圈通过一个中间弹性件的中间物叠置。各个滚珠轴承的内圈和外圈均匀地压靠着所有的滚珠，于是使轴承组呈现高径向刚性。滚珠轴承是用低价格、非特殊规格的产品。
图1是依照本发明的实施例、代表一磁盘装置主要部分轴承结构的断面放大图。
图2是本发明的磁盘装置实施例的纵断面图。
图3是依照本发明另一实施例中、用于旋转式致动装置的旋转轴轴承结构断面视图。
图4～图6是依照本发明另外的实施例中轴承结构的局部断面图。
图1所示为图2中的旋转式致动装置旋转轴的轴承结构图。
图2示出装有这种轴承结构的磁性盘装置1包括一个直接与电动机2连接并支撑多个旋转用的磁性盘3的心轴4;一个带有支撑一些磁头臂6的旋转轴7的旋转式致动装置10，各磁头臂的顶端均带有磁头5，旋转式致动装置10由一具有磁铁8和线圈9的音圈电动机驱动来转动磁头5;一个支承这些部件的底板11和一个笼罩在上述部件上的盖子。当驱动旋转式致动装置10时，各磁头臂6随旋转轴7一道转动，使磁头5能在磁性盘3上定位于所要求的轨迹上，磁性盘3电动机2驱动并使之转动，此定位动作系经由伺服机构执行。
旋转轴7的轴承结构从图1中可以看得很清楚。
轴7的上端由轴承组13支承而下端由轴承组14支承，轴承组13和14具有大致相同的结构且在弹簧偏压下用粘接法安装，在下面将予以叙说。
上轴承组13有两个叠置的滚珠轴承15和16，轴承15和16并不是高精度的特殊规格，而是通常的轴承，滚珠轴承15和16各自的外圈15a和16a粘合在一圆柱形壳体17上，它们的内圈15b和16b则粘合在一个轴套18上，轴套18以可轴向滑动的方式套装在轴7上，外圈15a和16a间插入或夹入一厚度为t的中间隔环19，而内圈15b和16b间插入或夹入一居间的波形垫圈20，波形垫圈20为一带有三个或三个以上顶点的弹性垫圈，夹在内圈15b和轴套18的法兰18a间的为一橡胶圈21，轴套18由螺钉22和垫圈23安装在轴7上。
下轴承组14有两个叠置的标准规格滚珠轴承24和25，滚珠轴承24和25各自的外圈24a和25a与一圆柱形壳体26粘接，而内圈24b和25b则和一个用可滑动配合方式配合在轴7上的轴套27粘接。一隔环28插入在外圈24a和25a之间，另一波形垫圈29则插入在内圈24b和25b之间，而另一橡胶圈30则插入在内环25b和轴套27的法兰27a之间，橡胶圈30可用其它弹性件代替。
推力弹簧31由端板32和螺钉33套装在轴7的下端部位上，弹簧31在轴7上施加一个使它朝下的力F，同时在轴套27上也施加了一个使它朝上的反向的力F。
轴承组13装配方式如下所述。
安装时，选定滚珠轴承15和16，壳体17和轴套18的尺寸，以便使外圈15a、16a和壳体内壁成为带间隙的松配合，同时也使内圈15b、16b和轴套18的外表面间或为带间隙的松配合，如是，外圈15a、16a和壳体17间有空隙且这些外圈可沿壳体17灵活地移动。同样，内圈15b、16b和轴套18外表面间有空隙且这些内圈可沿轴套18灵活地移动。外圈15a和16a的外圆周表面上涂有热凝固粘合剂而内圈15b和16b的内圆周表面上也涂有相同的粘合剂。然后，外圈和内圈涂有粘合剂的滚珠轴承15和16、隔环19、波形垫圈20和橡皮圈21被安置在一起，如是完成了临时装配。
在临时装配中，迫使轴7向下的力F经由法兰18a和橡皮圈21施加于滚珠轴承15的内圈15b上。加于内圈15b上的力F通过滚15c传送到外圈15a并迫使外圈15a向下，因此，隔环19和滚珠轴承16的外圈16a被迫向下且外圈16a的底面在力F作用下被压向壳体17的基准面17a且和后者紧密地接触。所以，外圈16a的部位受基准面17a控制，在隔环19和外圈16a紧密接触时，外圈15a和隔环19上部表面紧密接触，从而控制其部位，由于外圈15a、16a和夹入其间的隔环19紧密封相互接触，夹在内圈15b和16b间的波形垫圈20产生弹性变形而迫使内圈15b受力朝上而内圈16b则受力朝下，波形垫圈20的几何尺寸是按波形垫圈被压缩到隔环19的厚度t时，波形垫圈20产生1/2F的力来确定的。波形垫圈产生的1/2F的力分别代表着分别地施加到内圈15b和16b上朝上和朝下的分力。
因此，上部内圈15b抵抗着向下的力F并由一个F-F/2（＝F/2）的力使之向上，同时，下部内圈16b由F/2的力迫使它向下。
上部内圈15b相应地使橡皮圈21变形且处在向所有的滚珠15c均匀加力的状态，所以，上部内圈15b的通过所有的滚珠15c作介体被外圈15a而保持在位。同样地，下部内圈16b相应地使波形垫圈20变形且处在向所有的滚珠16c均匀加力的状态，以便通过所有的滚珠介体而被外圈16a保持其位置。
这样，上部滚珠轴承15的外圈15a和内圈15b向着并列安排在这些内、外圈圆周上的所有的滚珠均匀地加力，同时，下部滚珠轴承16的外圈16a和内圈16b也向着并列安排在这些内、外圈圆周上的所有的滚珠均匀地加力。
在临时装配情况下，加热粘合剂，以便使外圈15a、16a与壳体17及内圈15b、16b和轴套18粘接，借以完成轴承组13的装配。
在这样装配的轴承组13中，滚珠轴承15的外圈15a和内圈15b与这些圈的整个圆周上并排安排的所有众多滚珠15c处在均匀接触状态，同样，滚珠轴承16的外圈16a和内圈16b也与这些圈的整个圆周上并安排的所有众多的滚珠16c处在均匀接触状态，因而使得有可能增强滚珠13的径向刚度。实际上由于分层叠置的滚珠轴承15和16，轴承组13的径向刚度比得上一般机床的，两个背靠背，面靠面或依照专门规格平行组合的轴承组的径向刚度，而且轴7能由轴承组13稳定地支撑。
由于，滚珠轴承15和16的每一个内圈和外圈已粘接固定这一事实，在用相同的F/2力施加负载以推挤滚珠时，滚珠轴承15和16可能平均分担加在轴上的负载，因而具有相同寿命，所以轴承组13能有最高的寿命。
从前面的叙述中可知隔环19、波形垫圈20及橡皮圈21在装配时是不可缺少的另件，但是在粘合以后，它们不再起特别的作用。
下部轴承组14可用前面所述相同方式装配，因此，正当滚珠轴承24的外圈24a和内圈24b与所有的滚珠24c均匀接触时，将它们粘接到壳体26和轴套27上，而当滚珠轴承25的外圈25a和内圈25b与所有的滚珠25c均匀接触时，将它们粘接到壳体26和轴套27上，从而增强轴组14的径向刚性。
旋转轴7能在它的上端和下端部位用轴承组13和14牢固地支撑，以便使旋转致动装置10具有不容易在伺服控制中引起振动的高谐机械振频率，因此，磁头5能保持高的精确位置。此外，由于使用滚珠轴承，轴7的形状可以简化，而且这种轴承结构可以降低费用，因为已不需要推力轴承，而标准规格的滚珠轴承也能满足需要。
如图2详细示出的，沿轴的径向方向工作的弹簧34和推销35设置在轴7的下端内部，在弹簧34的弹力作用下，推销35从径向顶紧轴套27，对它进行径向补偿，因而消除了轴7和轴套27间的空隙的不利影响。
图3示出本发明的一个改型实施例，在图3中，与图1中相同的另件用原来的标号表示，这里不再描述。在这改型中，由原图1中的轴承组13在轴的上端部位支撑轴7，而在轴的下端用一单个的滚珠轴承350支撑。图2示出装置的构造清楚地表明，轴承结构安装在很重的底板11上，因而下端部分的不希望出现的振幅小于上端部分的振幅，所以，只有上轴承组13应从波形垫圈20的基础上考虑分力的分布状况，以便有效地降低成本。
按照本发明的轴承结构的另一实施例的主要部分示于图4，其中与图1中相同的另件用原来的标号表示以避免冗长的解释。轴承组40具有内圈15b、16b和外圈16a、15a，内圈15b和16b取显示出轴7的形态，外圈15a和16a的位置随内圈15b和16b而定。对安装来说，内圈15b和16b用松配合装置在轴套18之上，并用相当于图1中隔环19的隔环41插入这些内圈之间。在外圈15a和16a之间夹持一个相当于图1中波形垫圈20的波形垫圈42，而在外圈16a和壳体17的基准面17a之间放入一个相当于图1中橡皮圈21的波形垫圈43。在这实施例中轴套18的法兰18a作为基准面。
迫使轴7向下的力F使内圈15b、隔环41及内圈16b向下，于是通过滚珠16c的介质作用，致使外圈16a被迫向下。内圈15b紧靠法兰18a以获得受控的姿态，内圈16b是由隔环41的压力来获得受控的姿态，而外圈16a和所有的滚珠16c达到均匀的接触。外圈15a受波形垫圈42的弹力（F/2）被迫使向上，以致经由滚珠15c而受力，从而获得受控的姿态，这就使外圈15a和所有的滚珠15c达到均匀的接触。当获得如上所述的受控的姿态后，将内圈15和16b粘接到轴套18上，同时，当获得上述受控的姿态后将外圈15a和16a粘接到壳体17上。
于是，和前面所述的一样，滚珠轴承15和16中每一个的内圈和外圈和所有的滚珠15c或所有的滚珠16c处于均匀接触下以增强滚珠轴承组40的径向刚性，因此，轴承组40能呈现和轴承组13可比的刚性。
在前叙的实施例中，轴承组13、14和40的每一组有两个叠置的滚珠轴承，不过在必要时可以用三个或三个以上的叠置的滚珠轴承，当滚珠轴承的数量增多，则更能增强刚性。
参照图5，于图中还叙述了轴承结构的另一实施例，其中，轴承组的滚珠轴承的一个具有一个沿轴向延伸的外圈。图5的这个实施例有利于将图3中轴承组13的外圈15a和16a间插入的隔环19和图4中内圈15b和16b间插入的隔环41省去。更具体地说，图5所示实施例的轴承组50包括一个具有外圈15a′的滚珠轴承15，外圈15a′的轴向厚度即高度大于内圈15b及下部滚珠轴承16的外圈和内圈16a和16b的厚度，测定应能使外圈15a′压缩波形垫圈20直到它的推压力增长到产生予定的力F及距离19′为零的尺寸，其中，波形垫圈的推压力系对抗推力弹簧31通过轴7施加在轴承组上的力F。
图6中例举了另一轴承组的实施例，其中弹性件43′安置在一组轴向排列的外圈的底部，外圈间夹入一居间的波形垫圈42，因此，加在外圈组上的负载能被传送到壳体17内侧的基准面17a上。能承受推力弹簧31施加的轴向力F的普通橡皮件可以作为弹性件43′使用。在这个实施例中，图4所示实施例中的波形垫圈43可以省略。
在前面的实施例中，已经知道在施加波形垫圈28或42的推压力F作用下，上部滚珠轴承包含的另件16a、16b及下部滚珠轴承包含的另件16a、16b和16c将沿轴向滑动到使每一个滚珠轴承能平均分担波形垫圈所产生的分力（F/2）的那个位置，然后，在那一个位置上将每个滚珠轴承粘接到壳体上。在一个粘接范列中，一种双液混合环氧树脂粘合剂在80℃下按予定的时间加热，但是波形垫圈20，42或43，隔环19或41及弹性件43′必须能承受上述加热条件。这样装配的滚珠轴承组，其滚珠轴承在平均分担分力F/2处和壳体17粘接，在很长的期间能满足它的提高刚度的功用。
尽管作为解说的目的，本发明已利用磁盘机构进行描述，但本发明并不受其限制，而是可以有效地应用于建造旋转体中加强径向刚性、消除不需要的振动的轴承组。旋转体如光学盘或光磁盘。