衬套单元、其制造方法以及使用该衬套单元的马达的制作方法

专利名称：衬套单元、其制造方法以及使用该衬套单元的马达的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于流体动力轴承组件的衬套单元、 一种制造 所述衬套单元的方法以及一种使用了安装有所述衬套单元的流体动力轴 承组件的马达。
背景技术：
传统上，例如硬盘设备等记录磁盘驱动单元包括用于以旋转方式驱 动记录磁盘的主轴马达(在下文中简称为"马达")。在这种利用流体动 压的轴承組件中，利用轴、允许轴插入其中的村套等形成推力轴承部分 或者径向轴承部分。日本公开专利公报第2003-262217号公开了一种主轴马达，其具有 轴承单元以及在末端附连有推力板的轴，轴承单元带有插入到衬套壳体 中的衬套。在主轴马达中，推力轴承部分被限定在衬套壳体上端面与转 子毂下表面之间形成的间隙内，以及限定在衬套下端面与推力板上表面 之间形成的间隙内。曰本^S开专利爿i^艮第2006-77872号^^开了 一种具有类似于日本 > 开专利公报第2003-262217号公开的构造的轴承单元。在日本公开专利 公报第2006-77872号公开的轴承单元中，村套具有设置在其轴向上端 面和下端面的动压生成沟槽，并且推力轴承部分被限定在衬套上端面与 转子毂下表面之间的间隙内，以及限定在衬套下端面与推力板上表面之 间的间隙内。在日本公开专利公报第2006-77872号公开的轴承单元中，衬套的上 端面沿轴向设置在壳体上端面的上方。当衬套的上端面沿轴向设置在壳 体上端面的上方时，马达的效率会下降。另一方面，当衬套的上端面沿 轴向设置在壳体的上端面时，衬套的上端面会接触到转子毂的下表面， 并且其中形成动压生成沟槽的上端面会被磨损。在其中形成动压生成沟 槽的表面上的刮擦以及损坏会引起轴承单元的咬死以及类似故障
发明内容
根据本发明的一个优选实施方式，提供一种制造具有衬套以及衬套 壳体的衬套单元的方法。该方法包括如下步骤，将衬套与衬套壳体设置 成沿轴向彼此分离的状态，衬套是中空的、以中心轴线为中心的大致圆 柱形形状，在其沿轴向方向的上侧具有上轴承表面，以及村套壳体是中 空的大致圆柱形形状，其内径与衬套外径大致相同或大于衬套外径。在 此方法中，衬套壳体具有凸缘部分以及沿轴向设置在凸缘部分下方的下 部，凸缘部分的下表面大致沿径向延伸至下部。该方法进一步包括如下步骤使衬套与衬套壳体沿中心轴线方向彼此相向移动并且将村套插入 到衬套壳体中，以将上轴承表面与凸缘部分下表面之间沿中心轴线方向 的距离设定为接近预定距离。该方法进一步包括将衬套固定到衬套壳体 的步骤。在根据本发明的优选实施方式的方法中，凸缘部分的径向外径被构 造成大于下部的径向外径。此外，在使衬套与衬套壳体彼此相向移动的 步骤中，衬套的上轴承表面接触到衬套保持部分的下表面并且被朝向衬 套保持部分偏压，衬套壳体凸缘部分的下表面接触到衬套壳体保持部分 的上表面并且被朝向壳体保持部分偏压，并且沿中心轴线方向在衬套保 持部分的下表面与壳体保持部分的上表面之间的距离被设定为预定距 离。根据本发明的优选实施方式，能够容易并精确地确定衬套上轴承表 面相对于衬套壳体凸缘部分下表面的位置。通过高度精确地确定衬套的第一轴承表面与凸缘部分下表面的位 置关系，能够精确地保持限定在第一轴承表面与经由间隙与轴承表面相 对的转子毂下表面之间的间隙距离，防止推力动压轴承性能的下降。利用根据本发明优选实施方式的方法制造的衬套单元，可提供具有 良好可靠性和耐久性的马达。参照附图，从下面关于本发明优选实施方式的详细描述中，本发明 其他的特征、要素、优点以及特点将变得更加清楚。


图l是示出根据本发明第一优选实施方式的马达的纵剖图。图2是图1中示出的马达所使用的衬套单元的纵剖图。图3A是示出衬套单元中的衬套的俯视图。图3B是示出衬套单元中的衬套的纵剖图。图3C是示出衬套单元中的衬套的仰视图。图4是示出制造图2中示出的衬套单元的流程图。图5是示出利用衬套单元组装设备制造衬套单元的视图。图6是示出利用衬套单元组装设备制造衬套单元的另一视图。图7是示出制造根据本发明第二优选实施方式的衬套单元的工艺流 程的流程图。图8是示出利用衬套单元组装设备制造根据本发明第二优选实施方 式的衬套单元的视图。图9是示出利用衬套单元组装设备制造根据本发明第二优选实施方 式的衬套单元的视图。图IO是示出根据本发明第三优选实施方式的马达的纵剖图。
具体实施方式
参照图1至图10,将详细描述本发明的优选实施方式。应当指出， 在本发明的描述中，被描述成上、下、左和右的各构件的位置关系以及 方向仅指附图中的位置关系及方向，并不是指当实际安装在设备中时的 位置关系及方向。第一优选实施方式图l是根据本发明的优选实施方式的用于在存储磁盘驱动器中驱动 数据存储磁盘的马达的纵剖图。图l仅示出了马达l剖面图的包括中心 轴线Jl的左半部(中心轴线Jl也是后面将描述的衬套单元22的中心
轴线)。马达1包括作为定子组件的静止部分2以及转子部分3。转子部分 3经由利用润滑剂流体动压的轴承组件被静止部分2支撑，使其围绕中 心轴线Jl可旋转。在下面的描述中，为方便起见，沿着中心轴线方向 的转子部分3侧被称为马达1的上侧，而沿着中心轴线方向的静止部分 2侧被称为马达1的下侧，但这并不限制实际安装中的方位。转子部分3包括转子毂31以及转子磁铁32。转子毂31的中心与从 转子毂31向下延伸的轴311连接。转子磁铁32附连到转子毂31并且 围绕中心轴线Jl设置。转子毂31与轴311形成为由不锈钢等材料制成 的单一构件。转子毂31包括大致为圆盘形的盘状部分312以及大致为 圆柱形的圆柱部分313。盘状部分312从轴311的上端部起垂直于中心 轴线Jl延伸。圆柱部分313从盘状部分312的径向外端处起沿着中心 轴线向下延伸。大致为圆盘形的推力板33附连到轴311的下末端。记 录磁盘9位于转子毂31的上表面，如双点划线所示。静止部分2包括用于支撑静止部分2的每个零件、作为底座部分 的底座板21;大致为圆柱形的衬套单元22;以及衔铁24。轴311被插 入到衬套单元22中。衔铁24围绕衬套单元22附连到底座板21。衔铁24通过压配合或胶粘连接、从上侧附连到底座板21，并且在 衔铁24与围绕轴311设置的转子磁铁32之间产生围绕中心轴线Jl的 扭矩。换句话说，定子24和转子磁铁32用作驱动机构，用于使转子部 分3相对于静止部分2旋转。在底座板21的中心设置有大致为圆柱形并且围绕中心轴线Jl朝上 延伸的衬套附连部分211。衬套单元22包括衬套221;大致为圆柱形、 作为衬套支撑构件的衬套壳体222;以及大致为圆盘形并插入到衬套附 连部分211的密封盖223。衬套211成形为围绕中心轴线Jl的大致圆柱 形形状，并且轴311插入到衬套221中。衬套壳体222具有使衬套221 的外圆周表面附连到其上的内圆周表面。密封盖223将位于衬套壳体 222下部的开口密封。衬套单元22通过胶粘连接、压配合、焊接、铆接 等方法固定到底座板21。如图2示出，衬套单元222包括大致为圆柱形的下部2223以及凸缘部分2221。衬套壳体222的下部2223插入到由衬套附连部分211的 径向内表面限定的孔中并且附连到衬套附连部分211。凸缘部分2221 沿轴向设置在下部2223的上面并且凸缘部分2221的外径大于下部2223 的外径。凸缘部分2221的下表面2224沿径向朝内延伸并且抵达下部 2223。当衬套单元22附连到底座板21时，凸缘部分2221的下表面2224 接触到衬套附连部分211的上端部分，用于将衬套单元22沿轴向定位 在底座板21上。应当指出，只要衬套单元22与底座板21的定位能够 精确实现，下表面2224和衬套附连部分211可不抵接衬套。衬套221是由多孔的、油浸烧结材料模制而成，其材料没有特别限 制；使用以多种金属粉末、金属化合物粉末以及非金属粉末作为原材料 的铸造及烧结物。例如，衬套221可以由诸如Fe-Cu、 Cu-Sn、 Cu-Sn-Pb、 和/或Fe-C等原材料制成，并具有12.9xl(TV摄氏度的热膨胀系数。制成衬套壳体222的材料所具有的热膨胀系数小于形成衬套221的 原材料的热膨胀系数。例如，衬套壳体222可以由SUS420J2 (热膨胀 系数10.4xl(rV摄氏度)、DHS-1 (注册商标)、SF20T和/或类似材料 制成。衬套壳体222能够通过切削金属材料、压制金属板、以树脂材料 注模等形成。通过上述构造，能够避免由衬套壳体222的热膨胀引起的衬套221 的热膨胀。在根据本发明优选实施方式的马达1中，在转子毂31的盘状部分 312的下表面与衬套221的上端面之间设置有微小间隙(上间隙41); 在衬套221的沿径向方向的内表面与轴311沿径向方向的外表面之间i更 置有微小间隙(侧间隙42);在衬套221的下端面与推力板33的上表面 之间设置有微小间隙(第一下间隙);在推力板33的下表面与密封盖223 的上表面之间设置有微小间隙(第二下间隙44);并且在衬套壳体222 凸缘部分2221的径向外表面与转子毂31圆柱部分313径向内表面之间 设置有微小间隙(外间隙45 )。凸缘部分2221的外表面是倾斜的，使得其外径在沿轴向朝下的方 向逐渐减小。转子毂31的圆柱部分313成形为使得其对着凸缘部分2221 径向外表面的径向内表面具有固定直径。通过上述构造，保留在上述间 隙中的润滑油的界面在外间隙45中与外界空气相遇并且在毛细作用和
表面张力的作用下形成弯液面，限定出锥形密封，借此外间隙45用作 油緩冲器，防止润滑油外流。衬套221的上端面和下端面分别包括动压生成沟槽阵列，当转子部 分3旋转时，动压生成沟槽阵列在润滑油中生成动压来支撑转子部分3。 通过上述构造，推力动压轴承部分分别限定在上间隙41和第一下间隙 43中。可替代地，推力板的下表面或者密封盖的上表面可以包括动压生 成沟槽阵列以在第二下间隙44中限定推力动压轴承部分。此外，衬套 221的径向内表面包括径向动压生成沟槽阵列，用于在侧间隙42中保留 的润滑油内产生润滑剂中的动压，使得径向动压轴承部分被限定在侧间 隙42中。如上所述，在马达1中，衬套单元22、密封盖223、轴311、盘状i过上述构造，转子部分3经由润滑油、通过流体动力轴承组件被非接 触地支撑，使得转子部分3以及设置在其上的数据存储磁盘9能够以高 精确度以及低噪音的方式转动。特别是，流体动力轴承组件中的上间隙 41、侧间隙42、第一下间隙43、第二下间隙44以及外间隙45是以连 续方式注以润滑油，这样能够进一步抑制由于润滑油中产生的气泡引起 的轴311与衬套221之间的异常接触，抑制由于轴承组件中空气的膨胀 而引起的润滑油泄漏。图2是示出衬套单元22 (除了密封盖223)的剖面图。在衬套单元 22中，衬套221插入到衬套壳体222中并距离衬套壳体222的内表面 2222有小空间，即为爭>动配合。在衬套壳体222的内表面2222与衬套 221的外表面2211之间放入粘合剂220使衬套221固定到衬套壳体222。 衬套221下端面的径向外部被倒角以形成连接第二轴承表面2214与外 表面2211的连接面，其中第二轴承表面2214的直径小于外表面2211 的直径(也就是用来形成后面将描述的粘合剂夹持部分56)。从衬套壳 体222与衬套221之间起，粘合剂220以连续方式被夹持至粘合剂夹持 部分56与衬套壳体222的内表面2222之间。在下文中，粘合剂220设 置在粘合剂夹持部分56与衬套壳体222的内表面2222之间的那部分被 称为额外粘合剂220a。另一方面，粘合剂220仅夹持在村套221的上端 部分与衬套壳体222之间。额外粘合剂220a用作楔子并且防止衬套221相对于村套壳体222
移位，即使是当朝下的重载荷经由转子毂31施加到衬套221上时。即， 额外粘合剂220a防止衬套221与衬套壳体222之间胶粘连接的破坏。图3A至3C分别是衬套221的俯视图、纵剖图以及仰视图。在图 3A和3C中，动压生成沟槽阵列被标以平行斜线，而在图3B中，没有 示出用于表示剖面的平行斜线。此外，在图3B中，推力动压生成沟槽 阵列以及径向动压沟槽阵列被着重示出。衬套221的外表面2211和内表面2212中每一个都具有大致圆柱形 形状。在衬套221的上端面限定有第一表面2213，并且在村套221的下 端面限定有第二轴承表面2214。在第一轴承表面2213和第二轴承表面2214中分别设置有动压生成 沟槽阵列，动压生成沟槽阵列包括多个以预定方式排列的沟槽。在本发 明的本优选实施方式中，在村套221的笫一轴承表面2213上的动压生 成沟槽被排列成绯鱼骨形状，在第一轴承表面2213上限定出第一沟槽 阵列511。相似地，在衬套221的第二轴承表面2214上的动压生成沟槽 被排列成螺旋形状，在第二轴承表面2214上限定出第二沟槽阵列512。 应当指出，在第一轴承表面2213上，动压生成沟槽可以被排列成螺旋 形状，以及在第二轴承表面2214上，动压生成沟槽可以被排列成绯鱼 骨形状。此外，在第一轴承表面2213和第二轴承表面2214上，动压生 成沟槽可以被排列成相同形式(例如，螺旋形状、鲱鱼骨形状等)。通过上述构造，其中第一轴承表面2213通过衬套221的上端面来 限定，推力动压轴承部分的直径能够减小，实现了马达l的较低动力消 耗。此外，在衬套221内表面2212的上部和下部，动压沟槽被排列成 绯鱼骨形状，限定出沿轴向彼此分离的径向沟槽阵列513，以及三个沿 中心轴线Jl延伸的连通沟槽52设置在外表面2211，同时彼此隔开相同 的角度。连通沟槽52减小了上间隙41与第一下间隙43 (见图l)之间 的压力差，以防止在流体动力轴承组件中生成气泡。如图3B所示，衬套221朝向转子毂31的上端部2215 (在下文中被 称为"第一端部2215")的外围边缘被倒角而具有直线截面。换句话说， 限定了直径小于外表面2211直径、连接衬套的外表面2211与第一轴承 表面的连接面。被设置在第一端部2215轴向相对一侧的下端部2216(在 下文中被称为"第二端部")的外围边缘也被倒角而具有直线截面。在 各倒角形状与中心轴线Jl之间的夹角可以被任意设定。通过在第一端部2215的外围边缘倒角而形成的第一倒角端55的径 向宽度Wl小于通过在第二端部2216的外围边缘倒角而形成的粘合剂 夹持部分56的径向宽度W2。如图2所示，粘合剂夹持部分56夹持着 额外粘合剂220a。更具体而言，粘合剂夹持部分56在轴向上的宽度以 及在径向上的宽度分别被设定为比第 一倒角端55在中心轴线Jl方向上 的宽度以及在径向上的宽度大两倍。图4是示出制造衬套单元22 (除了密封盖223)的流程图。图5和 图6是示出利用衬套单元组装设备6制造衬套单元的视图。为了制造衬套单元22，如图5所示，衬套221的第一端部2215首 先从上侧被吸附，使得衬套221被衬套保持部分611保持(图4中的步 骤Sll)。然后，将厌氧及紫外线固化的粘合剂220施加到衬套壳体222 的内表面2222(步骤S12 )，并且衬套壳体222被支撑在同凸缘部分2221 的下表面接合的壳体保持部分621上并同时朝向衬套221的第二端部分 2216。在这个步骤中，衬套221以及衬套壳体222被保持，使得它们的 中心与衬套单元组装设备6的中心轴线J2对齐(步骤S13 )。在衬套221的下面，第一偏压部分612通过第一巻绕弹簧613附连 到下支撑部分(图未示)。在衬套壳体222的上面，沿径向包围衬套保 持部分611的第二偏压部分622通过第二巻绕弹簧623附连到上支撑部 分64。朝向下的销631通过块体间接地固定到上支撑部分64，同时朝 向销631的销接触部分632固定到壳体保持部分621上。在衬套221以及村套壳体222被设置到村套保持部分611以及壳体 保持部分621之后，上支撑部分64然后下降，使得衬套保持部分611 靠近壳体保持部分621，并且衬套221自第二端部分2216被插入到衬套 壳体222中(步骤S14 )。在插入过程中，衬套221的第二端部分2216接触到第一偏压部分 612,并且第一巻绕弹簧613弹性变形，使得衬套221通过第一偏压部 分612被朝向衬套支撑部分611偏压。在衬套221接触到第一偏压部分 612之后，可以停止通过衬套保持部分611对衬套221的吸附。同时，在衬套221插入的过程中，衬套壳体222的上部接触到第二 偏压部分622，使得第二巻绕弹簧623弹性变形并且使得衬套壳体222 被朝向壳体支撑部分621偏压。于是如图6所示，当销631的末端与销接触部分632接触时，衬套 221插入到衬套壳体222的过程停止。因此，壳体保持部分621相对于 衬套保持部分611的相对位置被精确确定，并且与衬套保持部分611接 触的衬套221同与壳体保持部分621接触的衬套壳体222在沿着中心轴 线J2方向上的相对位置被精确确定。在插入过程中，粘合剂220通过衬套221的第二端部2216被铺展 开使得粘合剂220被夹持在衬套221的外表面2211与衬套壳体222的 内表面2222之间。如图2所示，推出的额外粘合剂220a (图6中也示 出)被夹持在衬套221的粘合剂夹持部分56与衬套壳体222的内表面 2222之间。在步骤S12中施加的粘合剂220的量是预先确定的，使得 推出的额外粘合剂220a的量是适当的，同时考虑施加量的变化。其后，衬套221与衬套壳体222被保持一段预定时间(例如两分钟)， 并且未与空气接触的厌氧粘合剂220在衬套221的外表面与衬套壳体 222的内表面之间固化，使得衬套221固定到衬套壳体222。夹持在粘合剂夹持部分56中的额外粘合剂220a—一即暴露的额外 粘合剂一一被以紫外线进行辐射并被固化，完成了衬套单元22主要部 分的制造(步骤S15)。可以将衬套保持部分611与壳体保持部分621 彼此分离，并且在辐射紫外线以固化额外粘合剂220a之前可将衬套221 以及衬套壳体222取出。在上述制造方法中，通过使用衬套单元组装设备6，能够顺利并精 确地确定第一轴承表面2213相对于凸缘部分2221下表面2224的相对 位置。因为通过衬套单元组装设备6可以精确确定相对位置，例如凸缘 部分2221等衬套壳体222的某些部分可以不以高尺寸精度加工，使得 衬套壳体222的制造成本降低。在根据本发明优选实施方式的衬套单元22的制造方法中，粘合剂 220a是通过粘合剂夹持部分56被夹持，并且施加粘合剂220的位置以
及插入衬套221的方向被确定，使得粘合剂220不会被推出至第一端部 2215—侧，因此，防止了由于粘合剂220粘附到第一轴承表面2213而 导致的图1所示的上间隙41中推力轴承部分的性能下降。此外，在不需要去除粘合剂的工作的情况下，可以增加施加粘合剂 的量并且可以防止粘合剂与推力板33接触。因此，能够筒便地增加粘 合强度，同时防止推力板33周围的推力轴承部分的性能下降。因为推力板33与衬套壳体222内周表面之间的空间相对较大，粘 合剂仅影响到第一下间隙43和第二下间隙44中的推力轴承部分，即使 粘合剂220a从粘合剂夹持部分56朝向衬套壳体222展开。由于在第一端部2215的外围端处的倒角外形能够被制造得很小， 衬套221的上轴承表面2213的面积能够被制造得很大，保持了很高的 动压。此外，由于大的轴承表面，动压生成沟槽能够被排列成绯鱼骨形 状，进一步提高了推力轴承部分的性能(在上间隙41中)。正如已经描述的那样，因为通过粘合剂夹持部分56夹持的部分粘 合剂220a用作楔子，所以能够增加衬套221与衬套壳体222之间的接 合强度以抵抗外力，例如来自推力方向的由转子部分3施加到衬套221 的冲击。从而，衬套221与衬套壳体222沿轴向方向的紧固长度能够被 制造得较短，因此获得了较薄的马达l。由于在衬套单元22的制造中使用了厌氧及紫外线固化的粘合剂， 使得可以容易地固化夹持在衬套221与衬套壳体222之间的空间中的粘 合剂220以及从间隙中推出的额外粘合剂220a，因此简化了衬套单元 22的制造。在衬套单元22的制造中，因为衬套221通过松动配合附连到衬套 壳体222，可以防止在衬套221的插入过程中衬套221的外表面2211 与衬套壳体222的内表面2222之间的强摩擦。因此，限制了衬套221 的轴承表面的变形。因此，根据本发明的优选实施方式用粘合剂固定衬 套221与衬套壳体222的技术特别适用于当衬套221是由比固体材料相 对脆弱的多孔材料-例如烧结物-制成时的情况。第二优选实施方式
图7是制造根据本发明第二优选实施方式的村套单元22的工艺流 程的流程图，而图8和图9是示出制造衬套单元22的视图。根据本发 明第二优选实施方式的衬套单元组装设备6的构造将大致与本发明第一 优选实施方式具体描述的衬套单元组装设备6的构造相同，于是将仅对 不同的特征作详细地描述。根据本发明第二优选实施方式，要加工的衬 套单元22的构造以及使用衬套单元22的马达1的构造基本上与图1中 描述的相同。本发明的本优选实施方式中，使用了不同于本发明第一优选实施方 式所描述的粘合剂320。粘合剂320优选为热固型粘合剂，特别是具有 快速固化特性的单组分环氧树脂粘合剂。在本发明的本优选实施方式 中，根据基于日本工业标准C6521-1996的测试，粘合剂320在八十摄 氏度时具有四十秒或更短的固化时间，并且在一百一十摄氏度时具有十 五秒或更短的固化时间。这种粘合剂320的一个示例为AE-750,由 Ajinomoto國Fine國Techno可购买到。下面将描述使用粘合剂320时衬套单元22的制造方法。为了制造衬套单元22，如图8所示，衬套221的第一端部2215首 先从上侧被吸附，使得衬套221通过衬套保持部分611被保持(图7中 的步骤S21)。然后，热固型粘合剂320被施加到衬套壳体222的内表 面2222 (图7中的步骤S22)。然后，衬套壳体222被支撑在同凸缘部分2221的下表面2224接合 的壳体保持部分621上并同时朝向衬套221的第二端部2216。在这个步 骤中，衬套221以及村套壳体222被保持，使得它们的中心与衬套单元 组装设备的中心轴线J2对齐(图7中的步骤S23 )。在完成衬套壳体222放置到壳体保持构件621上的同时，施加热量 到衬套壳体222。具体地讲，加热器640施加热量到壳体保持构件621， 并且热量被传递到衬套壳体2222 (图7中的步骤S24)。加热可以不与 放置衬套壳体222同时开始，可以在衬套壳体222放置到壳体保持部分 621上之后再施加热量。于是上支撑部分64下降使得衬套保持部分611靠近壳体保持部分 621,并且衬套221自第二端部2216被插入到衬套壳体222中(图7中
的步骤S25 )。在插入过程中，衬套221的第二端部2216接触到第一偏压部分612， 并且第一巻绕弹簧613弹性变形使得衬套221通过第一偏压部分612被 朝向衬套保持部分611偏压。在衬套221接触到第一偏压部分612之后， 可以停止通过衬套保持部分611对衬套221的吸附。同时，在衬套221插入的过程中，衬套壳体222的上部接触到第二 偏压部分622,使得第二巻绕弹簧623弹性变形并且使得衬套壳体222 被朝向壳体保持部分621偏压。于是如图9所示，当销631的末端与销接触部分632接触时，衬套 221插入到衬套壳体222的过程停止。因此，壳体保持部分621相对于 衬套保持部分611的相对位置被精确确定，并且与衬套保持部分611接 触的衬套221同与壳体保持部分621接触的衬套壳体222在沿着中心轴 线J2方向上的相对位置被精确确定。在插入过程中，粘合剂320通过衬套221的第二端部分2216被铺 展开使得粘合剂320被夹持在衬套221的外表面与衬套壳体222的内表 面之间。如图9所示，推出的额外粘合剂320a被夹持在衬套221的粘 合剂夹持部分56与衬套壳体222的内表面2222之间。在步骤S22中施 加的粘合剂220的量被预先确定，使得推出的额外粘合剂220a的量是 适当的，同时考虑施加量的变化。于是，衬套221与衬套壳体222被保持一段预定时间，并且由于来 自加热器的热量经由壳体保持构件621传递到衬套壳体222,粘合剂320 被固化以将衬套221固定到衬套壳体222。完成固定之后，可以将衬套保持部分611与壳体保持部分621彼此 分离，并且将衬套221以及衬套壳体222取出。衬套221以及衬套壳体222可以放置于保持在九十摄氏度的恒温加 热炉中大约一小时，用于去除留在粘合剂320中的气体。在本发明的本优选实施方式中，当衬套221与衬套壳体222被精确 定位之后使粘合剂320固化。此外，因为粘合剂320具有快速固化的特 性，相比于本发明第一优选实施方式所描述的粘合剂220，使得衬套221与衬套壳体222在更短的时间内彼此固定。此外，通过使用环氧树脂粘 合剂作为粘合剂320,可将衬套221与衬套壳体222牢固地彼此固定。 通过上述构造，缩短了衬套单元221的制造时间并且降低了制造成本， 因此提高了衬套单元22的生产率。第三优选实施方式下面将参照图IO详细描述本发明的第三优选实施方式。图10是示 出根据本发明第三优选实施方式的马达的剖面图。根据本发明本优选实施方式的马达包括静止部分10、轴承组件 12以及转子部分14。静止部分IO包括底座板16，其具有大致设置于其中心的通孔。轴 承组件12被设置在通孔中并被固定到底座板16。轴承组件12包括大致为圆柱形、其中插入轴22的衬套20，以及大 致为圆柱形、带有基部的衬套壳体18，衬套20被设置在基部内并且在 通孔中被固定到底座板16。衬套壳体18包括本体部分118和凸缘部分138，本体部分118具有 设置在底座板16的通孔之中并固定于其上的下部，凸缘部分138沿轴 向设置在本体部分118上面并且从本体部分118的上部沿径向朝外延 伸。根据本发明本实施方式的马达具有本体部分118和凸缘部分138， 本体部分118的轴向长度大于衬套单元22下部2223的轴向长度(如图 2)，并且凸缘部分138的径向长度小于衬套单元22的凸缘部分2221的 径向长度(如图2)。衬套壳体18的下开口用密封盖128封闭。可替代 地，衬套壳体18与密封盖128可成形为大致杯形的单一构件。衬套壳体18可以由金属材料(例如不锈钢、铝合金、铜、铜合金 等)、环氧树脂等材料制成。如本发明第一优选实施方式所述，衬套20 是由多孔的、油浸烧结材料模制而成。衬套20通过粘合剂固定到衬套 壳体18。粘合剂可从包括厌氧粘合剂、厌氧及紫外线固化粘合剂、热固 型粘合剂等的组中选择一种或多种。转子部分14包括轴22、转子毂24、磁轭26以及转子磁铁30。转 子毂24与轴22 —体形成为单一构件。磁轭26设置在转子毂24的径向
外部，并且转子磁铁30沿径向与衔铁28相对，经由限定在其间的间隙 限定出静止部分10的部分。转子部分14进一步包括环形构件32。环形构件32固定到转子毂 24使得环形构件的径向内表面与本体部分118的轴向上部、经由限定在 它们之间的外间隙34相对。本体部分118的外表面在其上部是收缩的， 使其直径在沿轴向朝下方向上逐渐减小。环形构件32对着凸缘部分 2221的径向外表面的内表面具有固定直径。通过上述构造，保留在轴承 组件12中的润滑油的界面在外间隙34中与外界空气相遇，并且在毛细 作用和表面张力的作用下形成弯液面，限定出锥形密封部分36，借此外 间隙34用作油緩沖器以防止润滑油外流。在衬套壳体18和衬套20的上端面与转子毂24的下表面之间限定 有上间隙40，以及在轴22的外表面与衬套20的内表面之间限定有径向 间隙38。这些间隙以连续方式形成并以不间断方式填充有润滑油。润滑 油仅在锥形密封部分36中与外界空气相遇。在径向间隙38中，上部径向动压轴承部分42以及下部径向动压轴 承部分44被设置成沿轴向彼此分离。在衬套20内表面的一部分限定出 上部径向动压轴承部分42的部分，上部径向动压轴承部分42包括排列 成绯鱼骨形状的径向动压生成沟槽(上沟槽阵列45)。相似地，在衬套 20内表面的另一部分限定出下部径向动压轴承部分44的部分，下部径 向动压轴承部分44包括排列成绯鱼骨形状的径向动压生成沟槽(下沟 槽阵列46)。此外，在衬套20的上端面与转子毂24的下表面之间限定有推力动 压轴承40a。在衬套20的上端面上，动压生成沟槽排列成例如螺旋形状 或绯鱼骨形状等预定形状(即推力沟槽阵列48)。凸缘部分138的下表面与环形构件上表面经由它们之间限定的间隙 沿轴向相对。此外，凸缘部分138的径向外表面设置在环形构件32内 表面的径向外侧。通过上述构造，可以防止转子毂24沿轴向朝上从衬 套壳体18移开。同样在本发明的本优选实施方式中，通过使用衬套单元组装设备6， 能够精确并容易地确定衬套20的上端面相对于凸缘部分138的轴向下
表面138a的相对位置，方便了衬套壳体18的制造。此外，通过衬套单 元组装设备6可以精确确定相对位置，例如凸缘部分138上表面等衬套 壳体18的某些部分可以不以高尺寸精度加工，使得衬套壳体138的制 造成本降低。虽然上面描述了本发明的优选实施方式，本发明并不限制于此，而 是能够以多种方式进行改动。例如，虽然在上面的实施方式中，衬套221与衬套壳体222在粘合 剂220被施加到其上之后被保持，也能够在衬套221与衬套壳体222被 保持之后进行粘合剂的施加。保持衬套和保持衬套壳体的顺序也可以被 适当改动。此外，衬套221的第一端部2215能够自衬套壳体222的下部插入 到衬套壳体222中并固定其上。根据本发明优选实施方式的马达是所谓的内转子马达，其中衔铁24 被沿径向设置在转子磁铁32的外侧。可替代地，马达也可以是所谓的 外转子马达，其中衔铁24被沿径向设置在转子磁铁32的内侧。此外，轴承组件可以采用例如所谓的气体动压轴承，其中所利用的 流体为空气。根据上述实施方式所述的马iiiE可以被使用为设备的驱动源而不是硬 盘i殳备(例如，诸如可移动磁盘设备的磁盘驱动i殳备)。
权利要求
1.一种制造具有衬套以及衬套壳体的衬套单元的方法，包括如下步骤a)以沿轴向彼此分离的方式设置衬套和衬套壳体，其中衬套为中空的、以中心轴线为中心的大致圆柱形形状，在其沿轴向方向的上侧具有上轴承表面，衬套壳体为中空的、大致圆柱形形状，其内径与所述衬套外径基本相同或大于所述衬套外径，所述衬套壳体具有凸缘部分以及沿轴向设置在所述凸缘部分下方的下部，所述凸缘部分的下表面大致沿径向延伸至所述下部；b)使所述衬套与所述衬套壳体沿所述中心轴线方向彼此相向移动并将所述衬套插入到所述衬套壳体，以将所述上轴承表面与所述下表面之间沿所述中心轴线的距离设定为接近预定距离；并且c)将所述衬套固定到所述衬套壳体。
2.根据权利要求l所述的方法，其中， 所述凸缘部分的径向外径大于所述下部的径向外径；并且在步骤b)中所述衬套的上轴承表面接触到衬套保持部分的下表面并且被朝向 所述衬套保持部分偏压；所述衬套壳体的凸缘部分的下表面接触到衬套壳体保持部分的上 表面并且被朝向所述壳体保持部分偏压；并且所述衬套保持部分的下表面与所述壳体保持部分的上表面之间沿 所述中心轴线的距离被"^殳定为所述预定距离。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，所述衬套的 下端部与所述衬套壳体的上端面在轴线方向上相对，并且所述衬套与所 述衬套壳体相对于彼此接近并将所述衬套插入到所述衬套壳体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中，所述衬套的上 端部与所述衬套壳体的下端面在轴线方向上相对，并且所述村套与所述衬套壳体相对于彼此接近并将所述衬套插入到所述衬套壳体。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括将粘合剂施加到所述 衬套径向外表面和所述衬套壳体径向内表面的至少其中之一的步骤，其 中，施加所述粘合剂的步骤在执行步骤c)之前执行；并且在步骤c)中，所述衬套和所述衬套壳体通过所述粘合剂彼此固定。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中， 所述粘合剂是热固型粘合剂；将热量施加到所述衬套和所述衬套壳体的至少其中之一，使热固型 粘合剂固化以将所述衬套和所述衬套壳体彼此固定。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中在步骤b)中所述衬套的上轴承表面接触到衬套保持部分的下表面并且被朝向 所述衬套保持部分偏压；所述衬套壳体的凸缘部分的下表面接触到衬套壳体保持部分的上 表面并且被朝向所述壳体保持部分偏压；并且将热量施加到所述壳体保持部分并通过所述壳体保持部分传递到 所述衬套壳体。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述衬套包括连接所述衬套的轴向下表面与径向外表面的连接面， 所述径向外表面的直径大于所述轴向下表面的直径；并且通过步骤b)和c)，所述粘合剂的一部分沿径向设置在所述衬套壳体 径向内表面与所述衬套的径向外表面之间，并且所述粘合剂的另一部分 沿径向设置在所述连接面与所述衬套壳体的径向内表面之间。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述衬套包括连接所述衬 套的上轴承表面与所述村套的径向外表面的另 一连接面，并且所述另一 连接面沿径向方向上的宽度小于连接所述衬套的轴向下表面与所述衬 套的径向外表面的连接面沿径向方向上的宽度。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述粘合剂是厌氧的及紫 外线固化的粘合剂，并且在执行步骤b)之后，将紫外线辐射到所述粘合 剂的另一部分。
11.根据权利要求l所述的方法，进一步包括将厌氧粘合剂施加到 所述衬套的径向外表面和所述衬套壳体的径向内表面的至少其中之一 的步骤。
12.根据权利要求l所述的方法，进一步包括将热固型粘合剂施加 到所述衬套的径向外表面和所述衬套壳体的径向内表面的至少其中之 一的步骤，其中施加所述热固型粘合剂的步骤是在执行步骤b)之前执 行。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述热固型粘合剂是单组 分粘合剂，根据基于日本工业标准C6521-1996的测试，所述粘合剂在 八十摄氏度时具有四十秒或更短的固化时间，并且在一百一十摄氏度时 具有十五秒或更短的固化时间。
14.根据权利要求l所述的方法，其中，所述上轴承表面具有动压 生成的沟槽阵列。
15.根据权利要求l所述的方法，其中，所述衬套包括在其轴向下 侧的下轴承表面，并且所述下轴承表面包括动压生成的沟槽阵列。
16.根据权利要求l所述的方法，其中，所述衬套是通过压力模制 粉末材料形成的多孔构件。
17. —种流体动压轴承，其包括根据权利要求l中所述的方法制造 的衬套单元。
18. —种使用流体动压轴承机构的马达包括转子部分，其包括轴以及围绕所述轴设置的转子磁铁；以及以能够彼此相对转动的方式支撑所述转子部分的静止部分，所述静 止部分包括流体动压轴承以及通过与所述转子磁铁相互作用而产生围 绕中心轴线的扭矩的衔铁。
全文摘要
将粘合剂施加到衬套壳体的内表面，并且使衬套朝向衬套壳体相对运动并插入到衬套壳体中。当衬套的第一轴承表面与衬套壳体的凸缘部分的下表面之间保持在预定距离时使粘合剂固化。
文档编号F16C33/02GK101149078SQ200710154639
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者玉冈健人 申请人:日本电产株式会社