專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于硬盤(pán)裝置等的小型的主軸電動(dòng)機(jī)的動(dòng)壓氣體軸承。
背景技術(shù)：
以往，隨著硬盤(pán)裝置的高密度化、高速數(shù)據(jù)傳送化，對(duì)所使用的主軸電動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈地要求高精度、高速旋轉(zhuǎn)。近年來(lái)，作為與該要求相應(yīng)的技術(shù)逐漸使用動(dòng)壓油軸承電動(dòng)機(jī)。還對(duì)能更高速旋轉(zhuǎn)、無(wú)油的飛散及油的劣化的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究。
由于氣體與油相比粘度低，是壓縮性流體，故動(dòng)壓氣體軸承每軸承單位面積的負(fù)荷容量低，與動(dòng)壓油軸承相比必然需要作成大型，若在硬盤(pán)裝置的主軸用的小型電動(dòng)機(jī)中要構(gòu)成動(dòng)壓氣體軸承時(shí)，想獲得足夠的軸承剛性是困難的。因此，需要將徑向軸承的直徑取得盡可能大，并對(duì)為了提高軸承剛性的各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
圖17表示以往的動(dòng)壓氣體一例的剖視圖。固定軸91，由圓筒狀的軸1和固定在該軸1的上端上的環(huán)狀的軸向推力板2構(gòu)成，固定軸91的下端被固定在底座7a上。通過(guò)規(guī)定的間隙將帶蓋圓筒形狀的輪轂3d嵌合成圍住軸1的外周面81和軸向推力板2的上面85的狀態(tài)。在輪轂3d的中央孔中，插入固定有將磁鐵5固定在下部并具有凸緣部41的軸銷(xiāo)4，利用輪轂3d、軸銷(xiāo)4和磁鐵5構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體92。在輪轂3d的下端部設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部31d，搭載著記錄盤(pán)片9和襯墊10，通過(guò)從上部將夾子8螺釘緊固在輪轂3d上進(jìn)行固定。
在軸1的外周面81上設(shè)有動(dòng)壓發(fā)生槽(未圖示)，在與輪轂3d的內(nèi)周面82d之間構(gòu)成徑向軸承。在軸向推力板2的上面85和下面84上設(shè)有動(dòng)壓發(fā)生槽(未圖示)，用軸向推力板2的上面85和輪轂3d的內(nèi)部上面86構(gòu)成第1軸向推力軸承，用軸向推力板2的下面84和軸銷(xiāo)4的凸緣部41的上面83構(gòu)成第2軸向推力軸承。
與磁鐵5相對(duì)的定子線(xiàn)圈組6被固定在底座7a上，通過(guò)向定子線(xiàn)圈組6進(jìn)行通電而使記錄盤(pán)片9與旋轉(zhuǎn)體92一起旋轉(zhuǎn)。利用旋轉(zhuǎn)體92的旋轉(zhuǎn)，在徑向軸承和第1、第2軸向推力軸承中發(fā)生動(dòng)壓，能以非接觸方式支承旋轉(zhuǎn)體92。
用與上述同樣的結(jié)構(gòu)，在徑向軸承上設(shè)有將氣體向軸向推力軸承方向壓送的動(dòng)壓發(fā)生槽，在軸向推力軸承上設(shè)有將氣體向外周方向壓送的動(dòng)壓發(fā)生槽，能獲得足夠的軸向推力負(fù)荷容量(例如，參照J(rèn)P2002-238212 A)。
又，通過(guò)作成將軸向推力動(dòng)壓油軸承設(shè)在徑向動(dòng)壓氣體軸承的內(nèi)部，能小型化且將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，能獲得足夠的徑向軸承剛性(例如，參照J(rèn)P2800278 B、JP2000-179542 A)。
又，將固定軸的結(jié)構(gòu)分離成基部側(cè)的第1部分和前端部側(cè)的第2部分，將徑向軸承的直徑設(shè)定成盡可能大，能獲得足夠的徑向軸承剛性(例如，參照J(rèn)P2000-50568 A)。
在上述的以往例那樣的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，為了能獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成盡可能大，存在輪轂3d的內(nèi)周面與外周面的半徑差即、輪轂3d的壁厚變薄的傾向。其結(jié)果，在將記錄盤(pán)片9搭載在輪轂3d上并用夾子8進(jìn)行固定時(shí)，由于在盤(pán)片支承部上施加著大的力，故輪轂3d變形而發(fā)生輪轂3d的內(nèi)周面的下端部進(jìn)入內(nèi)側(cè)的現(xiàn)象。
又，在以往的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，在未將記錄盤(pán)片9搭載在輪轂3d上的狀態(tài)下，由于軸1的外周面與輪轂3d的內(nèi)周面的間隙被加工成一定的狀態(tài)，故當(dāng)將記錄盤(pán)片9搭載在輪轂3d上進(jìn)行組裝時(shí)，在徑向軸承下端部上、軸1的外周面與輪轂3d的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙變窄，往往發(fā)生部分接觸、發(fā)生刮痕磨損并使軸承鎖定的現(xiàn)象。
又，因軸承面的磨損而發(fā)生的磨損粉從底座與輪轂的下端面的間隙向電動(dòng)機(jī)外部飛散，往往會(huì)污染硬盤(pán)裝置內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明目的在于，提供如下一種動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)即、為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，即使在旋轉(zhuǎn)體的壁厚變薄的場(chǎng)合，也能將在旋轉(zhuǎn)體上搭載了記錄盤(pán)片時(shí)的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的變形抑制成較小，可抑制在旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的下端部發(fā)生的部分接觸，并能防止刮痕磨損和軸承的鎖定，又，能防止因軸承面的磨損而發(fā)生的磨損粉從底座與輪轂的下端面的間隙向電動(dòng)機(jī)外部飛散的現(xiàn)象。
為了解決上述課題，在本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，由具有圓筒表面的固定軸；以及在該固定軸的半徑方向上留有規(guī)定間隙地形成對(duì)置狀、具有旋轉(zhuǎn)自如嵌合的圓筒狀部的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，在所述固定軸的外周面或所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的至少任何一方上形成動(dòng)壓發(fā)生槽而構(gòu)成徑向軸承，在所述旋轉(zhuǎn)體下端設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部，將規(guī)定張數(shù)的記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上，在最上部配置有夾子，通過(guò)將所述夾子固定在所述旋轉(zhuǎn)體上，在所述盤(pán)片支承部與所述夾子之間，用規(guī)定的力將所述記錄盤(pán)片夾住而固定，通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)、利用中介于所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體之間隙中的氣體的動(dòng)壓，以非接觸方式對(duì)所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體和所述記錄盤(pán)片進(jìn)行支承，其特點(diǎn)在于，在所述旋轉(zhuǎn)體的所述盤(pán)片支承部側(cè)的端面上，將環(huán)狀的槽與所述固定軸同軸地進(jìn)行設(shè)置。
采用本發(fā)明，為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，即使在旋轉(zhuǎn)體的壁厚變薄的場(chǎng)合，由于在旋轉(zhuǎn)體的盤(pán)片支承部側(cè)的端面上，將環(huán)狀的槽與固定軸同軸地進(jìn)行設(shè)置，故利用所述環(huán)狀的槽，吸收在將夾子固定在旋轉(zhuǎn)體上時(shí)發(fā)生的向旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面?zhèn)鹊淖冃瘟康囊徊糠郑軐⒃谛D(zhuǎn)體上搭載了記錄盤(pán)片時(shí)的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的變形抑制成較小，可抑制在旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的下端部上發(fā)生的部分接觸，并能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，在本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，其特點(diǎn)在于，將所述固定軸的外徑在軸向作成一定，在將所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下，使所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙成為大致一定，在所述記錄盤(pán)片未搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下，使所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的直徑在軸向上進(jìn)行變化。
采用本發(fā)明，為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，即使在旋轉(zhuǎn)體的壁厚變薄的場(chǎng)合，在將記錄盤(pán)片搭載在旋轉(zhuǎn)體上時(shí)的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的變形后，由于固定軸的外周面與旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙成為大致一定，故能抑制旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的下端部上發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，在本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，其特點(diǎn)在于，將所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)徑在軸向作成一定，在將所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下，使所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙成為大致一定，使所述固定軸的外周面的直徑在軸向上進(jìn)行變化。
采用本發(fā)明，為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，即使在旋轉(zhuǎn)體的壁厚變薄的場(chǎng)合，在將記錄盤(pán)片搭載在旋轉(zhuǎn)體上時(shí)的旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的變形后，由于固定軸的外周面與旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙成為大致一定，故能抑制旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的下端部上發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，在本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)中，其特點(diǎn)在于，在所述底座的圓周方向上設(shè)有凸部，設(shè)有規(guī)定間隙地與設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)體上的所述環(huán)狀的槽進(jìn)行嵌合，由此構(gòu)成迷宮環(huán)式密封。
采用本發(fā)明，利用設(shè)在旋轉(zhuǎn)體上的環(huán)狀的槽和底座的凸部，能阻止并防止因軸承面的磨損而發(fā)生的磨損粉從底座與輪轂的下端面的間隙向電動(dòng)機(jī)外部飛散。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖2是該動(dòng)壓氣體軸承的軸的側(cè)視圖。
圖3(a)是該動(dòng)壓氣體軸承的軸向推力板的俯視圖。
圖3(b)是該動(dòng)壓氣體軸承的軸向推力板的仰視圖。
圖4是該動(dòng)壓氣體軸承的盤(pán)片支承部附近的放大剖視圖。
圖5是表示該動(dòng)壓氣體軸承的、在搭載記錄盤(pán)片時(shí)和非搭載時(shí)的輪轂的內(nèi)周面的剖面形狀的圖。
圖6是表示該動(dòng)壓氣體軸承的、環(huán)狀的槽的深度與輪轂下端部的變形量的關(guān)系圖。
圖7是表示該動(dòng)壓氣體軸承的、輪轂的外半徑r1與槽的半徑方向內(nèi)側(cè)的壁的半徑r2之差(r1-r2)與輪轂下端部的變形量的關(guān)系圖。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的另一動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的又一動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖11是表示圖8所示的動(dòng)壓氣體軸承的、在搭載記錄盤(pán)片時(shí)和非搭載時(shí)的輪轂的內(nèi)周面的剖面形狀的圖。
圖12是表示圖9所示的動(dòng)壓氣體軸承的、在搭載記錄盤(pán)片時(shí)和非搭載時(shí)的輪轂的內(nèi)周面的剖面形狀的圖。
圖13是表示圖10所示的動(dòng)壓氣體軸承的、在搭載記錄盤(pán)片時(shí)和非搭載時(shí)的輪轂的內(nèi)周面的剖面形狀的圖。
圖14是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖15是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的另一動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖16是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的又一動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
圖17是以往的動(dòng)壓氣體軸承的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，使用圖1～圖7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖4是表示動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)的盤(pán)片支承部附近的放大圖。
如圖1所示，固定軸91由圓筒狀的軸1和固定在該軸1的上端的環(huán)狀的軸向推力板2構(gòu)成，固定軸91的下端被固定在底座7上。通過(guò)規(guī)定的間隙將帶蓋圓筒狀的輪轂3嵌合成圍住軸1的外周面81和軸向推力板2的上面85的狀態(tài)。在輪轂3的中央孔中，插入固定有將磁鐵5固定在下部并在中央具有凸緣部41的軸銷(xiāo)4，由輪轂3、軸銷(xiāo)4和磁鐵5構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體92。
在軸1的外周面81上，設(shè)有圖2所示的動(dòng)壓發(fā)生槽71，用軸1的外周面81和輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成徑向軸承。在軸向推力板2的上面85和下面84上，設(shè)有圖3(a)和圖3(b)所示的動(dòng)壓發(fā)生槽72、73，用軸向推力板2的上面85和輪轂3的內(nèi)部上面86構(gòu)成第1軸向推力軸承，用軸向推力板2的下面84和軸銷(xiāo)4的凸緣部41的上面83構(gòu)成第2軸向推力軸承。軸1的外周面81、軸向推力板2的上面85和下面84涂復(fù)有耐磨性膜，能降低摩擦系數(shù)和防止磨損。
與磁鐵5相對(duì)的定子線(xiàn)圈組6被固定在底座7上，通過(guò)向定子線(xiàn)圈組6進(jìn)行通電而使旋轉(zhuǎn)體92旋轉(zhuǎn)。利用旋轉(zhuǎn)體92的旋轉(zhuǎn)，在徑向軸承和第1、第2軸向推力軸承中，發(fā)生介于軸承間隙中的空氣的動(dòng)壓，能以非接觸方式支承旋轉(zhuǎn)體92。
在輪轂3的下端部設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部31，在該盤(pán)片支承部31上搭載著記錄盤(pán)片9和襯墊10，通過(guò)將夾子8從上部用螺釘緊固在輪轂3上，利用100N左右的緊固力進(jìn)行緊固。又，將夾子8固定在輪轂3上的手段不限于螺釘緊固，也可以是燒嵌配合或焊接等。
為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大，在輪轂3的壁厚比3mm小的場(chǎng)合，利用夾子8將記錄盤(pán)片9固定在盤(pán)片支承部31上時(shí)的輪轂3的內(nèi)周面82的變形增大。因此，在輪轂3的具有盤(pán)片支承部31的下側(cè)端面87的圓周方向上通過(guò)設(shè)有環(huán)狀的槽11，在將夾子8固定在旋轉(zhuǎn)體92上時(shí)發(fā)生的向旋轉(zhuǎn)體92的內(nèi)周面82側(cè)的變形量的一部分被環(huán)狀的槽11吸收，故能將輪轂3的內(nèi)周面82的變形抑制成較小。還能抑制在輪轂3的下端部上發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。但是，在輪轂3的內(nèi)周面82的軸向長(zhǎng)度比20mm長(zhǎng)的場(chǎng)合和在輪轂3上未設(shè)有環(huán)狀的槽11時(shí)的內(nèi)周面82的下端部的變形為5μm以上的場(chǎng)合，即使在設(shè)有環(huán)狀的槽11時(shí)也有不能將輪轂3的內(nèi)周面82的變形抑制成足夠小的可能性。又，由于當(dāng)盤(pán)片支承部31的軸向厚度薄時(shí)不能設(shè)置足夠大的環(huán)狀的槽11，故盤(pán)片支承部31的軸向厚度最好是1.5mm以上。
又，在底座7上設(shè)有與環(huán)狀的槽11相對(duì)的、圓周方向上的凸部12，通過(guò)數(shù)十μm至數(shù)百μm的間隙與環(huán)狀的槽11嵌合構(gòu)成迷宮環(huán)式密封，能防止在軸承面上發(fā)生的磨損粉向軸承外部的飛散。又，環(huán)狀的槽11的剖面形狀不限于矩形，也可以是三角形等。
下面用圖4～圖7對(duì)環(huán)狀的槽11的作用詳細(xì)地說(shuō)明。輪轂3用不銹鋼形成，并被加工成外直徑為25mm、內(nèi)周面82的軸向長(zhǎng)度為9.5mm、盤(pán)片支承部31的軸向厚度為2.5mm。為了獲得足夠的徑向軸承剛性，將軸1的直徑盡可能設(shè)定成較大，輪轂3的內(nèi)周面82與外周面88之差即、輪轂3的壁厚被加工成1mm。又，如圖4所示，當(dāng)將輪轂3的外半徑設(shè)為r1、將環(huán)狀的槽11的半徑方向內(nèi)側(cè)的壁89的半徑設(shè)為r2時(shí)，設(shè)有將r1-r2作成0.25mm、將寬度d作成0.5mm、將深度h作成1.5mm的環(huán)狀的槽11。
圖5表示在上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)中，對(duì)未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)、搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)、在未設(shè)有環(huán)狀的槽11的電動(dòng)機(jī)中搭載記錄盤(pán)片的狀態(tài)的、輪轂3的內(nèi)周面82的剖面形狀進(jìn)行測(cè)定后的結(jié)果。如圖5所示，通過(guò)設(shè)有環(huán)狀的槽11使輪轂3的內(nèi)周面82的變形量減少，輪轂3的內(nèi)周面82的下端部向半徑方向內(nèi)側(cè)的變形量a，從2μm減小成1.2μm。
作為硬盤(pán)裝置用的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，最好是將軸1的外周面81與輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成的間隙設(shè)定成3μm～5μm的程度，為了防止因在下端部發(fā)生的部分接觸引起的刮痕磨損和軸承的鎖定，當(dāng)考慮軸1或輪轂3的加工精度等時(shí)，必須將輪轂3的內(nèi)周面82的下端部的向半徑方向內(nèi)側(cè)的變形量，控制在軸1的外周面81與輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成的間隙的至少一半以下。在圖1所示的電動(dòng)機(jī)中，因?qū)⑤S1的外周面81與輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成的間隙設(shè)定成了3μm，最好是將輪轂3的內(nèi)周面82的下端部的向半徑方向內(nèi)側(cè)的變形量控制在約1.5μm以下。
圖6表示環(huán)狀的槽11的深度h與輪轂3的內(nèi)周面82的下端部的向半徑方向內(nèi)側(cè)的變形量的關(guān)系的測(cè)定結(jié)果。從該圖6可知，為了使輪轂3的下端部的變形量處于約1.5μm以下，只要將環(huán)狀的槽11的深度h作成1.3mm以上即可。但是，由于軸1的外周面81與輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成的間隙不同、或因環(huán)狀的槽11的形狀及輪轂3的材料、形狀等引起的變形量的不同，故在本發(fā)明中只要將環(huán)狀的槽11的深度h作成1mm以上即可。
又，圖7表示輪轂3的外半徑r1與環(huán)狀的槽11的半徑方向內(nèi)側(cè)的壁89的半徑r2之差即r1-r2與輪轂3的內(nèi)周面82的下端部向半徑方向內(nèi)側(cè)的變形量的關(guān)系的測(cè)定結(jié)果。從該圖7可知，為了將輪轂3的下端部的變形量控制在約1.5μm以下，只要作成r1-r2≥-0.1mm即可。但是，由于軸1的外周面81與輪轂3的內(nèi)周面82構(gòu)成的間隙不同、或因環(huán)狀的槽11的形狀及輪轂3的材料、形狀等引起的變形量的不同，故在本發(fā)明中只要滿(mǎn)足r1-r2≥-1.0mm即可。
又，環(huán)狀的槽11的寬度d不對(duì)輪轂3的下端部的變形量有較大的影響，但通過(guò)作成盡可能小，能使盤(pán)片支承部31的剛性增大，能減小輪轂3的下端部的變形量。利用加工方法能將寬度d的最小值確定成某個(gè)程度，最好為1.5mm以下。
圖8～圖13表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的剖視圖。又，對(duì)與上述實(shí)施形態(tài)的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)相同的結(jié)構(gòu)使用相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。又，形狀和尺寸大致與實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)相同。
將軸1的外周面81的直徑在軸向作成一定，在未搭載記錄盤(pán)片的狀態(tài)下，如圖8所示作成圓滑地變化的形狀，使輪轂3a的內(nèi)周面82a的直徑在軸向中央部成為最小、下端部的直徑成為最大的狀態(tài)。
圖11表示未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)和搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)時(shí)的、輪轂3a的內(nèi)周面82a的剖面形狀的測(cè)定結(jié)果。由圖11可知，相對(duì)在搭載記錄盤(pán)片的狀態(tài)下設(shè)定的輪轂3a的內(nèi)周面82a的半徑來(lái)說(shuō)，在未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)下，通過(guò)將中央部的半徑作成-1μm、將下端部的半徑作成+2μm，在搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)下，輪轂3a的內(nèi)周面82a的剖面形狀成為大致直線(xiàn)。因此，輪轂3a的壁厚變薄，即使在搭載記錄盤(pán)片9時(shí)、輪轂3a的內(nèi)周面82a有較大變形的場(chǎng)合，采用本發(fā)明，能將軸1的外周面81與輪轂3a的內(nèi)周面82a構(gòu)成的間隙作成大致一定，能抑制在輪轂3a的下端部發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，在搭載記錄盤(pán)片9時(shí)的輪轂3a的內(nèi)周面82a的變形量不太大的場(chǎng)合，即使在如圖9所示將輪轂3b的內(nèi)周面82b的直徑從軸向中央部開(kāi)始的上部作成一定、從軸向中央部向下端部作成逐漸地變大的彎曲形狀的場(chǎng)合或者在如圖10所示將輪轂3c的內(nèi)周面82c的直徑從軸向中央部向下端部作成變大的圓錐形狀的場(chǎng)合，也能獲得同樣的作用。由于形狀變得簡(jiǎn)單，故還容易進(jìn)行加工和形狀檢查。
圖12表示將輪轂3b的內(nèi)周面82b作成彎曲形狀的場(chǎng)合的、在未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)和搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)時(shí)的、輪轂3b的內(nèi)周面82b的剖面形狀的測(cè)定結(jié)果。又，圖13表示將輪轂3c的內(nèi)周面82c作成圓錐形狀的場(chǎng)合的、在未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)和搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)時(shí)的、輪轂3c的內(nèi)周面82c的剖面形狀的測(cè)定結(jié)果。
如圖12、圖13所示，在任一種形狀下，均可在搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)下，將軸1的外周面81與輪轂3b、3c的內(nèi)周面82b、82c構(gòu)成的間隙的最大值與最小值之差控制在1.5μm以下，能抑制輪轂3b、3c的下端部發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。又，在本發(fā)明中，軸1的外周面81與輪轂3b、3c的內(nèi)周面82b、82c構(gòu)成的間隙的最大值與最小值之差，只要是間隙的一半以下就可以。
圖14～圖16表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3。又，對(duì)與上述實(shí)施形態(tài)的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)相同的結(jié)構(gòu)使用相同的符號(hào)，并省略說(shuō)明。又，形狀和尺寸大致與實(shí)施形態(tài)1的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)相同。
將輪轂3d的內(nèi)周面82d的直徑在軸向作成一定，在未搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)下，如圖14所示作成圓滑地變化的形狀，使軸1a的外周面81a的直徑在軸向中央部成為最大、下端部的直徑成為最小的狀態(tài)。又，如圖15所示，將軸1b的外周面81b的直徑從軸向中央開(kāi)始的上部作成一定，形成從軸向中央部向下端部逐漸地變小的彎曲形狀，或者如圖16所示、將軸1c的外周面81c的直徑作成從軸向中央部向下端部變小的圓錐形狀。通過(guò)作成圖14、圖15、圖16所示的形狀，能獲得與實(shí)施形態(tài)2相同的作用，輪轂3d的壁厚變薄，即使在搭載記錄盤(pán)片9時(shí)輪轂3d的內(nèi)周面82a有較大變形的場(chǎng)合，在搭載記錄盤(pán)片9的狀態(tài)下，軸1a、1b、1c的外周面81a、81b、81c與輪轂3d的內(nèi)周面82d構(gòu)成的間隙的最大值與最小值之差，可控制在間隙的一半以下，能抑制在輪轂3d的下端部發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
如上所述，采用本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，由于能獲得足夠的徑向軸承剛性，即使將徑向軸承的直徑設(shè)定成較大、輪轂壁厚變薄的場(chǎng)合，通過(guò)將環(huán)狀的槽設(shè)置在輪轂的下端面上，也能將在輪轂上搭載記錄盤(pán)片時(shí)的輪轂的變形抑制成較小，能抑制輪轂的內(nèi)周面的下端部向內(nèi)側(cè)進(jìn)入所造成的、在軸承下端部發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，通過(guò)使輪轂的內(nèi)周面的直徑在軸向上發(fā)生變化、或使軸的外周面的直徑在軸向上發(fā)生變化，在將記錄盤(pán)片搭載在輪轂上的狀態(tài)下，軸的外周面與輪轂的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙能大致一定，能抑制在軸承下端部發(fā)生的部分接觸，能防止刮痕磨損和軸承的鎖定。
又，通過(guò)在底座上設(shè)置環(huán)狀的凸部，通過(guò)規(guī)定的間隙與環(huán)狀的槽嵌合而構(gòu)成迷宮環(huán)式密封，能防止因軸承面的摩擦所發(fā)生的磨損粉從底座與輪轂的下端面之間隙向電動(dòng)機(jī)外部飛散。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，由具有圓筒表面的固定軸、以及在該固定軸的半徑方向上留有規(guī)定間隙地相對(duì)并具有嵌合成旋轉(zhuǎn)自如的圓筒狀部的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，在所述固定軸的外周面或所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的至少任何一方上形成動(dòng)壓發(fā)生槽而構(gòu)成徑向軸承，在所述旋轉(zhuǎn)體下端設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部，將規(guī)定張數(shù)的記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上，在最上部配置有夾子，通過(guò)將所述夾子固定在所述旋轉(zhuǎn)體上，在所述盤(pán)片支承部與所述夾子之間用規(guī)定的力將所述記錄盤(pán)片夾住而固定，通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，從而利用介于所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體之間隙中的氣體的動(dòng)壓，以非接觸方式對(duì)所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體和所述記錄盤(pán)片進(jìn)行支承，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)體的所述盤(pán)片支承部側(cè)的端面上，與所述固定軸同軸地設(shè)有環(huán)狀的槽。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，構(gòu)成所述旋轉(zhuǎn)體的所述徑向軸承的部分的軸向長(zhǎng)度是20mm以?xún)?nèi)，所述盤(pán)片支承部的軸向厚度是1.5mm以上，所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面與外周面的半徑差是3mm以?xún)?nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述環(huán)狀的槽的軸向深度是1mm以上。
4.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)體的外周面的半徑設(shè)為r1、將所述環(huán)狀槽的至半徑方向內(nèi)側(cè)的壁為止的半徑設(shè)為r2時(shí)，其關(guān)系成為r1-r2≥-1mm。
5.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上之前，與搭載后的所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的半徑方向的變形之差是所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙的一半以下。
6.一種動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，由具有圓筒表面的固定軸、以及在該固定軸的半徑方向上留有規(guī)定間隙地相對(duì)并具有嵌合成旋轉(zhuǎn)自如的圓筒狀部的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，在所述固定軸的外周面或所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的至少任何一方上形成動(dòng)壓發(fā)生槽而構(gòu)成徑向軸承，在所述旋轉(zhuǎn)體下端設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部，將規(guī)定張數(shù)的記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上，在最上部配置有夾子，通過(guò)將所述夾子固定在所述旋轉(zhuǎn)體上，在所述盤(pán)片支承部與所述夾子之間用規(guī)定的力將所述記錄盤(pán)片夾住而固定，通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，從而利用介于所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體之間隙中的氣體的動(dòng)壓，以非接觸方式對(duì)所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體和所述記錄盤(pán)片進(jìn)行支承，其特征在于，將所述固定軸的外徑在軸向作成一定，為在將所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下、所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面所構(gòu)成的間隙成為大致一定，而在所述記錄盤(pán)片未搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下使所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的直徑在軸向變化。
7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的直徑圓滑地變化成在軸向大致中央部成為最小、所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部成為最大的狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的直徑作成從軸向大致中央部向所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部逐漸地變大的彎曲形狀。
9.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的直徑作成從軸向大致中央部向所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部逐漸變大的圓錐形狀。
10.一種動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，由具有圓筒表面的固定軸、以及在該固定軸的半徑方向上留有規(guī)定間隙地相對(duì)并具有嵌合成旋轉(zhuǎn)自如的圓筒狀部的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，在所述固定軸的外周面或所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面的至少任何一方上形成動(dòng)壓發(fā)生槽而構(gòu)成徑向軸承，在所述旋轉(zhuǎn)體下端設(shè)有向半徑方向外側(cè)延伸的凸緣狀的盤(pán)片支承部，將規(guī)定張數(shù)的記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上，在最上部配置有夾子，通過(guò)將所述夾子固定在所述旋轉(zhuǎn)體上，在所述盤(pán)片支承部與所述夾子之間用規(guī)定的力將所述記錄盤(pán)片夾住而固定，通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，從而利用中介于所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體之間隙中的氣體的動(dòng)壓，以非接觸方式對(duì)所述固定軸與所述旋轉(zhuǎn)體和所述記錄盤(pán)片進(jìn)行支承，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)徑在軸向作成一定，為在將所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下、所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面構(gòu)成的間隙成為大致一定，而使所述固定軸的外周面的直徑在軸向變化。
11.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，使所述固定軸的外周面的直徑圓滑地變化成在軸向大致中央部成為最大、所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部成為最小的狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述固定軸的外周面的直徑作成從軸向大致中央部向所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部逐漸變小的彎曲形狀。
13.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述固定軸的外周面的直徑作成從軸向大致中央部向所述盤(pán)片支承部側(cè)的端部逐漸變小的圓錐形狀。
14.如權(quán)利要求6～13中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在將所述記錄盤(pán)片搭載在所述盤(pán)片支承部上的狀態(tài)下，所述固定軸的外周面與所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面所構(gòu)成的間隙的最大值與最小值之差是所述間隙的一半以下。
15如權(quán)利要求6～13中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，設(shè)有權(quán)利要求1所述的環(huán)狀的槽。
16.如權(quán)利要求6～13中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周面與外周面的半徑差是3mm以下。
17.如權(quán)利要求1或6或10中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述固定軸由圓筒狀的軸和固定在該軸的上端內(nèi)側(cè)的環(huán)狀的軸向推力板構(gòu)成，所述固定軸的下端被固定在底座上，通過(guò)規(guī)定的間隙將帶蓋圓筒形狀的輪轂嵌合成圍住所述軸和所述軸向推力板上面的狀態(tài)，在所述輪轂中央固定有將磁鐵固定在下部的軸銷(xiāo)，在所述軸銷(xiāo)的所述磁鐵上部設(shè)有凸緣部，利用所述輪轂的內(nèi)部上面與所述軸銷(xiāo)的所述凸緣部夾入所述軸向推力板，所述旋轉(zhuǎn)體由所述輪轂、所述軸銷(xiāo)和所述磁鐵構(gòu)成，與所述磁鐵相對(duì)的定子線(xiàn)圈組固定在所述底座上，構(gòu)成內(nèi)轉(zhuǎn)子型的電動(dòng)機(jī)。
18.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在所述底座的圓周方向上設(shè)有凸部，設(shè)有規(guī)定間隙地與設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)體上的環(huán)狀的槽嵌合，由此構(gòu)成迷宮環(huán)式密封。
19.一種硬盤(pán)裝置，其特征在于，使用如權(quán)利要求1或6或10中任一項(xiàng)所述的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的動(dòng)壓氣體軸承電動(dòng)機(jī)，將軸承半徑設(shè)定成較大而能獲得足夠的徑向軸承剛性，并能防止軸承的鎖定和磨損粉向軸承外的飛散。通過(guò)將環(huán)狀的槽(11)設(shè)在輪轂(3)的下端面(87)上，能將在記錄盤(pán)片(9)搭載在輪轂(3)上時(shí)的輪轂(3)的內(nèi)周面(82)的變化抑制成較小，能抑制徑向軸承的部分接觸、并防止軸承的鎖定。又，在底座(7)上沿圓周方向設(shè)有凸部(12)，通過(guò)與環(huán)狀的槽(11)嵌合而構(gòu)成迷宮環(huán)式密封，能防止在軸承面上發(fā)生的磨損粉向軸承外部的飛散。
文檔編號(hào)H02K7/08GK1530558SQ20041003993
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
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