专利名称：圆锥型动压轴承装置及其制法和有该装置的记录盘片驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用润滑流体的动压力，使形成大致圆锥状的轴衬与轴承套筒相对性上浮，并以非接触的状态进行旋转支承的结构的圆锥型动压轴承装置、具有该装置的记录盘片驱动装置及其圆锥型动压轴承装置的制造方法。
背景技术：
近年来，正在努力开发可在高速旋转下稳定支承各种旋转体的动压轴承装置。其中在圆锥型动压轴承装置中，例如表示本发明实施例的
图1所示，在具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒13内，可相对旋转地插通具有相同的大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬21，同时在作为该轴承套筒13侧的倾斜动压面与轴衬21侧的倾斜动压面的相对间隙形成的大致圆锥状的倾斜轴承空间内，充填着油等的润滑流体。
并且，在所述轴衬21和轴承套筒13上的两倾斜动压面的至少一方侧，设置由适当形状的凹槽构造等组成的动压发生装置(未图示)，当所述轴衬21与轴承套筒13相对旋转时，通过所述动压发生装置对润滑流体进行加压，产生动压力，利用该润滑流体的动压力，使所述轴衬21与轴承套筒13朝径向和轴向双方相对性上浮，由此将所述两构件21、13以非接触状态进行旋转支承(例如、参照专利文献1～4)。
日本专利特开平7-7886号公报[专利文献2]日本专利特开平10-339318号公报[专利文献3]日本专利特开2002-174226号公报[专利文献4]日本专利特开2003-97547号公报在上述的圆锥型动压轴承装置中，形成于轴承套筒和轴衬的两动压面，相对旋转轴形成倾斜面，为了很好地得到两构件的相对上浮量等的动压特性，需要事先非常严格地设定有关该倾斜的动压面的角度的制造公差，形成高精度的倾斜动压面，故在实际制造这些倾斜动压面时需要化费很大的功夫。
又，由于该轴承套筒侧的倾斜动压面与轴衬侧的倾斜动压面相互呈相同的倾斜角度，设计成平行状态延伸的形态，故稍有些制造误差就会造成动压特性大幅度下降，有可能发生烧伤等现象。目前的现状是不能避免成品合格率的低下，结果是不得不制成高价格的产品。
但是，在上述的圆锥型动压轴承装置中，由于形成于轴承套筒13和轴衬21上的两倾斜动压面相互间是以相对于轴向以倾斜的状态配置成相对的关系，故该两构件13、21相互间的轴向位置会因微小的制造误差而发生大的变动。
为此，对于这种倾斜动压面的角度，需要设定非常严格的制造公差，必须预先形成高精度的倾斜动压面。
例如，在将由图13所示的合适精度形成的轴承套筒13和轴衬21相互组合的场合，固定构件侧与旋转构件侧的轴向相对间隙、特别是设于所述轴衬21的旋转轮毂22与轴承套筒13的止脱构件25、13d相互间的轴向的基准间隙AD被维持于适当间隙(例如约20μm)，其结果是可良好地抑止装置整体的轴向松动。
对此，例如图14所示，轴衬21的外径因制造误差，即使是被制造成了稍大的大径状态，轴衬21相对于轴承套筒13上也会出现朝轴向上方侧的错位，会发生装置整体的轴向松动。并且，这种轴向松动例如发生在记录再生盘片用的旋转驱动装置时，会造成记录再生盘片与记录头侧接触而损伤等的问题。为此，在上述图14的所述装置例中，将旋转轮毂22侧的止脱构件25通过具有相当于上述轴向错位的厚度的衬垫26来进行安装，由此将上述轴向的基准间隙AD维持于适正量。
这样，在制造圆锥型动压轴承装置时，必须形成高精度的倾斜动压面，因此需要化费巨大的功夫，目前的现状是不能避免成品合格率的低下，结果是不得不制成高价格的产品。
为此，本发明目的在于，提供廉价且高性能的圆锥型动压轴承装置。
发明内容
为了解决上述课题，在本发明技术方案1的圆锥型动压轴承装置中，将包含可相对旋转地插通在轴承套筒内的轴衬的中心轴的平面与该轴衬的倾斜动压面交叉的一对母线相互间形成的开角θ1，设定得比包含轴承套筒的中心轴的平面与该轴承套筒的倾斜动压面交叉的一对母线相互间形成的开角θ2大(θ1＞θ2)。
采用具有这种结构的技术方案1的圆锥型动压轴承装置，由于在具有狭小开角的大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒内，插通着具有宽大开角的大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬，因此形成于该轴承套筒与轴衬间的大致圆锥状的倾斜轴承空间，就可以使相当于圆锥状小径部位的部位成为宽大的空间，而使相当于圆锥状的大径部位的部位成为狭小的空间。
另一方面，受旋转时的动压力影响的轴承刚性是根据两构件间的相对旋转速度的大小进行增减的，故相对旋转速度大的大径部位的轴承刚性原先就比相对旋转速度小的小径部位的轴承刚性大。并且，由于该轴承刚性原先大的大径部位的倾斜轴承空间比小径部位狭小，因此能更有效地利用该大径部位的大的轴承刚性，作为轴承整体，可获得更高刚性的轴承特性。这样，在所述倾斜动压面的制造时，即使产生了与以往同样的制造误差，轴承特性的变动也比以往要小，还可抑止上浮量的下降量等，故可缓和对制造的公差的限制。
又，在本发明技术方案2的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案1的动压发生装置由轴向以适当的距离分开而形成的呈合适形状的凹槽的集合体所构成，如具有这种结构的技术方案2的圆锥型动压轴承装置那样，在具有轴向分开的动压发生装置的圆锥型动压轴承装置中也能获得良好的作用。
为了解决上述课题，在本发明技术方案3的圆锥型动压轴承装置中，使用合适的切削工具，通过切削加工从加工开始端部沿一定的切削加工方向连续状地形成大致圆锥状的倾斜动压面，在具有这种大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬和轴承套筒的至少一方侧的构件或与该构件一体设置的构件上，以与倾斜动压面一体加工的方式设置间隙基准面，该间隙基准面在与该轴衬和轴承套筒的另一方侧的构件间的轴向上形成基准间隙，并且在所述轴衬和轴承套筒的至少一方侧的构件上，与所述倾斜动压面一体连续状地设置加工基准面，该加工基准面用于对所述切削工具的径向位置和轴向位置进行检测。
具有这种结构的技术方案3的圆锥型动压轴承装置，在使用切削工具从加工开始端部对倾斜动压面进行加工时，通过对加工基准面进行切削加工，可确认切削工具的位置，由此可容易且可靠地使倾斜动压面的切削加工实现高精度化。
又，在本发明技术方案4的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的加工基准面，在从倾斜动压面的加工开始端部的切削加工方向上，被配置在与上游侧或下游侧相当的部位。
又，在本发明技术方案5的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的加工基准面，在倾斜动压面的加工前或加工后设置。
具有这种结构的技术方案4或5的圆锥型动压轴承装置，加工基准面的切削加工也可在对倾斜动压面进行切削加工的前后任一阶段中实施。
又，在本发明技术方案6的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的加工基准面，包含与轴衬的中心轴同心状配置的圆筒状的环状立壁面和与所述轴衬的中心轴正交的环状的环状平坦面。
具有这种结构的技术方案6的圆锥型动压轴承装置，由于对切削工具的位置确认是利用圆筒状的环状立壁面和环状的环状平坦面、通过在轴向及其与轴向正交的两方向上进行的，因此能更加可靠地进行高精度的切削加工。
又，在本发明技术方案7的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的加工基准面，与倾斜动压面的大径侧端部或小径侧端部的任一方侧连续状地设置。
具有这种结构的技术方案7的圆锥型动压轴承装置，倾斜动压面的切削加工从大径侧或小径侧开始都能同样进行。
又，在本发明技术方案8的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的轴衬的轴向一端侧部分，采用的是与被旋转体的保持构件一体或分体接合的构造，所述轴衬上的轴向的另一端侧部分比所述被旋转体保持构件更加朝轴向的外方区域突出。
具有这种结构的技术方案8的圆锥型动压轴承装置，对于从被旋转体保持构件的终端部突出的轴衬的前端部分的外径的计测，例如使用激光外径测定器等，可在不受被旋转体保持构件妨碍的情况下容易且正确地进行。
另一方面，在本发明技术方案9的记录盘片驱动装置中，包括具有上述技术方案3的圆锥型动压轴承装置的主轴电机；搭载于该主轴电机的转子上的信息记录盘片；以及在该信息记录盘片上记录或再生信息的记录头。
具有这种结构的技术方案9的记录盘片驱动装置，记录盘片驱动装置也能获得上述的良好作用。
又，本发明技术方案10的圆锥型动压轴承装置的制造方法是一种如下的方法即、使用合适的切削工具，通过切削加工从加工开始端部沿一定的切削加工方向连续状地形成大致圆锥状的倾斜动压面，在使用切削工具对具有这种大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬和轴承套筒的倾斜动压面进行切削加工时，在与所述轴衬和轴承套筒的至少一方侧的构件或与其构件一体设置的构件上，以与所述倾斜动压面一体的方式连续地形成间隙基准面和加工基准面，所述间隙基准面，在与该轴衬和轴承套筒的另一方侧的构件间形成作为基准的轴向相对间隙，所述加工基准面，用于对所述切削工具的径向位置和轴向位置进行检测，通过使用切削工具对所述加工基准面进行切削加工，计测该切削工具的位置，根据该切削工具的计测位置，对所述倾斜动压面和间隙基准面进行连续的切削加工。
具有这种结构的技术方案10的圆锥型动压轴承装置的制造方法，在使用切削工具从加工开始端部开始对倾斜动压面进行加工时，通过对加工基准面进行切削加工，可确认切削工具的位置，由此可容易且可靠地使倾斜动压面的切削加工实现高精度化。
又，在本发明技术方案11的圆锥型动压轴承装置的制造方法中，将上述技术方案8的加工基准面，在从倾斜动压面的加工开始端部的切削加工方向上，配置在与上游侧或下游侧相当的部位。
又，在本发明技术方案12的圆锥型动压轴承装置的制造方法中，上述技术方案10的加工基准面，在倾斜动压面的加工前或加工后设置。
具有这种结构的技术方案11或12的圆锥型动压轴承装置的制造方法，加工基准面的切削加工，也可在对倾斜动压面进行切削加工的前后任一阶段中实施。
在本发明技术方案13的圆锥型动压轴承装置的制造方法中，对上述技术方案10的加工基准面和倾斜动压面，使用同一个切削工具进行切削加工。
具有这种结构的技术方案13的圆锥型动压轴承装置的制造方法，对于由加工基准面确认的切削工具位置，以完全对应的位置关系进行倾斜动压面的切削加工，能可靠地获得上述的作用。
综上所述，本发明技术方案1的圆锥型动压轴承装置，可相对旋转地插通在轴承套筒内的轴衬的倾斜动压面的一对母线相互间形成的开角θ1，其角度设定得比轴承套筒的倾斜动压面的一对母线相互间形成的开角θ2大(θ1＞θ2)，能有效地利用该大径部位的大的轴承刚性，可获得更高刚性的轴承特性，由此，可减小因倾斜动压面的制造误差引起的上浮量的下降量等，可缓和对制造的公差限制，故低成本且良好地提高圆锥型动压轴承装置的性能。
又，本发明技术方案2的圆锥型动压轴承装置，是将上述技术方案1的动压发生装置在轴向分开适当的距离而形成的呈合适形状的凹槽的集合体所构成，由此，即使是具有轴向分开的动压发生装置的圆锥型动压轴承装置，也能获得上述良好的作用。
如上所述，本发明技术方案3的圆锥型动压轴承装置或技术方案8的圆锥型动压轴承装置的制造方法，即、使用合适的切削工具，通过切削加工，从加工开始端部沿一定的切削加工方向连续状地形成大致圆锥状的倾斜动压面，在使用切削工具对具有这种大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬或轴承套筒的倾斜动压面进行切削加工时，在与所述轴衬和轴承套筒至少一方侧的构件或与其构件一体设置的构件上，以与倾斜动压面一体加工的方式设置间隙基准面，该间隙基准面，在与该轴衬和轴承套筒的另一方侧的构件间形成基准间隙，并且，与倾斜动压面一体状在连续形成加工基准面，该加工基准面用于对切削工具的径向位置和轴向位置进行检测，通过对该加工基准面的切削加工，计测·确认切削工具的位置，容易且可靠地能使倾斜动压面的切削加工实现高精度化，故可获得廉价且高性能的圆锥型动压轴承装置。
又，本发明技术方案4的圆锥型动压轴承装置，将上述技术方案3的加工基准面，在从倾斜动压面的加工开始端部的切削加工方向上，配置在与上游侧或下游侧相当的部位。并且，在本发明技术方案5的圆锥型动压轴承装置，将上述技术方案1的加工基准面，在倾斜动压面的加工前或加工后设置，加工基准面的切削加工也可在对倾斜动压面进行切削加工的前后任一阶段中实施，故在上述效果的基础上，可提高生产性的自由度。
又，在本发明技术方案6的圆锥型动压轴承装置中，上述技术方案3的加工基准面，由与轴衬的中心轴同心状配置的圆筒状的环状立壁面和与所述轴衬的中心轴正交的环状的环状平坦面所形成，通过在2个方向上对切削工具的位置进行确认，能更加可靠地进行高精度的切削加工，故。能更加可靠地获得上述的效果。
又，本发明技术方案7的圆锥型动压轴承装置，将上述技术方案3的加工基准面，在倾斜动压面的大径侧端部或小径侧端部的任一方侧连续状地设置，倾斜动压面的切削加工从大径侧或小径侧都能同样进行，故在上述效果的基础上，可提高倾斜动压面的切削加工的自由度。
又，本发明技术方案8的圆锥型动压轴承装置，通过将上述技术方案3的轴衬的轴向一端侧部分，与被旋转体的保持构件一体或分体接合，将所述轴衬的轴向的另一端侧部分比所述被旋转体保持构件更加朝轴向的外方区域突出，由此，对于轴衬的前端部分的外径的计测，使用测定器可在不受被旋转体保持构件妨碍的情况下容易且正确地进行而获得，故在上述效果的基础上，可提高产品质量。
另一方面，本发明技术方案9的记录盘片驱动装置，在具有上述技术方案3的圆锥型动压轴承装置的主轴电机的转子上搭载的信息记录盘片上，由记录头对信息进行记录或再生，故记录盘片驱动装置也能获得上述的效果。
又，本发明技术方案11的圆锥型动压轴承装置的制造方法，将上述技术方案10的加工基准面，设置在相当于在从倾斜动压面的加工开始端部的切削加工方向上的上游侧或下游侧的部位，并且，本发明技术方案12的圆锥型动压轴承装置，将上述技术方案10的加工基准面，在倾斜动压面的加工前或加工后设置，加工基准面的切削加工，也可在对倾斜动压面进行切削加工的前后任一阶段中实施，故在上述效果的基础上，可提高生产性的自由度。
本发明技术方案13的圆锥型动压轴承装置的制造方法，通过将上述技术方案10的加工基准面和倾斜动压面，使用同一个切削工具进行切削加工，对于由加工基准面确认的切削工具的位置，能以完全对应的位置关系进行倾斜动压面的切削加工，故可获得更加可靠的上述效果。
附图的简单说明图1为表示本发明一实施例的具有圆锥型动压轴承装置的轴旋转型的HDD用主轴电机的概略纵剖面说明图。
图2为放大表示图1所示的HDD用主轴电机中使用的圆锥型动压轴承部结构的纵剖面说明图。
图3为表示将轴承套筒的开角θ2作为基准(零)时的轴衬的开角θ1的相对开角的大小与含有轴衬的转子组的上浮量关系的线图。
图4为放大表示图3所示的HDD用主轴电机中使用的、一体地具有旋转轮毂的轴衬的纵剖面说明图。
图5为放大表示本发明另一实施例中的一体地具有旋转轮毂的轴衬的纵剖面说明图。
图6为放大表示本发明又一实施例中的一体地具有旋转轮毂的轴衬的纵剖面说明图。
图7为放大表示本发明又一实施例中的一体地具有旋转轮毂的轴衬的纵剖面说明图。
图8为表示本发明另一实施例中的具有圆锥型动压轴承装置的HDD用主轴电机的概略纵剖面说明图。
图9为放大表示图8所示的HDD用主轴电机中使用的轴承套筒的纵剖面说明图。
图10为放大表示本发明的另一实施例中的轴承套筒的纵剖面说明图。
图11为表示本发明又一实施例中的具有圆锥型动压轴承装置的HDD用主轴电机的概略纵剖面说明图。
图12为表示使用具有本发明的圆锥型动压轴承装置的主轴电机的记录盘片驱动装置的概略构造例的纵剖面说明图。
图13为表示将传统的HDD用主轴电机中使用的一体地具有旋转轮毂的轴衬组装在轴承套筒中的状态的纵剖面说明图。
图14为表示将传统的HDD用主轴电机中使用的一体地具有旋转轮毂的轴衬，使用衬垫组装在轴承套筒中的状态的纵剖面说明图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。在此之前，首先概要说明具有应用了本发明的圆锥型动压轴承装置的硬盘驱动装置(HDD)用主轴电机。
图1所示的轴旋转/外转子型的主轴电机的整体结构，包括作为固定侧构件的定子组10；以及相对于该定子组10、从图示上侧进行组装的作为旋转侧构件的转子组20。
其中的定子组10，在后述的硬盘驱动装置(HDD)的本体板上具有螺钉固定的基座构架11。该基座构架11的大致中央部分形成的筒状的套筒保持部(轴承构件夹座)12的内周侧，通过压入和烧嵌等的固定方法，将呈中空状的轴承套筒13与所述基座构架11一体结合。为了使加工容易化，该轴承套筒13由磷青铜等的铜系材料构成，形成在轴向两端具有开口部的大致圆锥状的轴承用中心孔13a。又，在所述套筒保持部12的外周面，嵌装着在放射状突出的定子铁心的突极部上卷装有定子线圈14的定子铁心部15。
特别是如图2所示，构成所述转子组20一部分的轴构件即轴衬21，可绕旋转中心轴X1旋转自如地插入在所述轴承套筒13的轴承用中心孔13a内。本实施例的轴衬21，由与所述轴承套筒13的轴承用中心孔13a对应的大致圆锥状的不锈钢形成。
此时，在所述轴承套筒13的轴承用中心孔13a的内周面形成有大致圆锥状的倾斜动压面，而在所述轴衬21的外周面形成有同样大致圆锥状的倾斜动压面。另外，在所述轴承套筒13侧的倾斜动压面的轴向大致中央部分，凹设有带状的储油部即环状凹陷部。
在这些轴承套筒13侧和轴衬21侧的两倾斜动压面相互的相对部分，形成由微小间隙组成的倾斜轴承空间。在该倾斜轴承空间中形成有2个部位的圆锥型动压轴承部CB、CB，它们在轴向上以一定间隔隔开。再具体地讲，这些的各圆锥型动压轴承部CB中的轴承套筒13侧的倾斜动压面与轴衬21侧的倾斜动压面，中间隔开由数μm空隙组成的倾斜轴承空间而相对配置，在该倾斜轴承空间内，连续状地充填有例如由酯类或聚α烯烃类的润滑性油等组成的润滑流体。
此时，设于所述轴承套筒13的图示下端的开口部被盖子13b盖住，利用该盖子13b，上述的各圆锥型动压轴承部CB内的润滑流体不会向外部漏出。
在所述轴承套筒13和轴衬21的两倾斜动压面的至少一方侧，在轴向上分成2个区域地凹设具有未图示的例如人字形的凹槽构造的动压发生装置，旋转驱动所述轴衬21时，依靠这些的各动压发生用槽的泵压作用，对润滑流体进行加压而产生动压力，利用该润滑流体的动压力，使所述轴衬21从轴承套筒13侧朝径向和轴向相对性上浮，保持成非接触状态，由此，形成了将所述轴衬21和与其轴衬21一体设置的旋转轮毂22旋转自如支承的结构。
这样，由动压发生用槽加压的润滑流体，从包括所述各圆锥型动压轴承部CB的倾斜轴承空间向外部流出，但针对流出到该外部的润滑流体，设置有以倾斜状态贯通于所述轴承套筒13的筒体部内的循环孔13c，上述流出到外部的润滑流体通过该循环孔13c可返回至原来的圆锥型动压轴承部CB内。
特别是如图2所示，设于所述轴衬21的大致圆锥状的倾斜动压面的开角θ1，是由包含该轴衬21的旋转中心轴X的平面与该轴衬21的倾斜动压面交叉的一对母线相互间的角度来定义的，而设于所述轴承套筒13的大致圆锥状的倾斜动压面的开角θ2，是由包含该轴承套筒13的旋转中心轴即所述旋转中心轴X的平面与该轴承套筒13的倾斜动压面交叉的一对母线相互间的角度来定义的。本发明中，所述轴衬21的倾斜动压面的开角θ1，其角度设定得比所述轴承套筒13的倾斜动压面的开角θ2大(θ1＞θ2)。
另一方面，与所述轴衬21一起构成转子组20的被旋转体保持构件即旋转轮毂体22，形成大致杯状，可搭载磁盘等的各种信息记录媒体盘片，由与所述轴衬21一体的构件所形成。即，所述旋转轮毂体22在其外周部具有构成转子部的环状筒体部22a，相对于该环状筒体部22a，轴向安装着磁盘等的各种信息记录媒体磁盘(被旋转体)，同时以信息记录媒体盘片被推压的状态保持在从所述环状筒体部22a朝半径方向外侧延伸的盘片搭载部22b上。在相当于所述旋转轮毂体22的大致杯状底部的部位，将相当于后述的基隙基准面的底面22e与轴衬2 1的倾斜动压面进行一体加工。
在所述环状筒体部22a的内周面侧，安装固定着沿周向以一定间隔NS交替磁化的圆筒状的转子磁铁22c，由此构成转子部。所述转子磁铁22c相对于所述定子铁心部15的外周面呈环状相对地邻近配置。
所述转子磁铁22c的轴向下端面与安装于所述基座构架11侧的磁性吸引板16形成了轴向对面的位置关系，利用该两构件22c、16相互间的磁性吸引力，将所述旋转轮毂体22的整体朝轴向拉引，可获得稳定的旋转状态。
并且，所述轴承套筒13的图示上端面与所述旋转轮毂22的中心侧部分的图示下端面，以轴向接近的状态配置成相对，在这些轴承套筒13的图示上端面与旋转轮毂22的图示下端面之间，形成有轴向相对间隙D，同时在轴向相对间隙D(所述轴承套筒13)的外周侧，连设着利用毛细管力和旋转离心力双方的复合流体密封部CS。
该复合流体密封部CS配置成从所述轴向相对间隙朝半径方向外侧连设的状态，该复合流体密封部CS的内周侧倾斜壁面和外周侧倾斜壁面，分别由所述轴承套筒13的外周侧表面和相对于该轴承套筒13而相对配置于半径方向外方侧的止脱构件即环状筒体构件25的内周侧表面所形成。所述环状筒体构件25由大致环状的环状构件形成，通过设于所述旋转轮毂22上的固定部22d，将形成该环状筒体构件25的外周侧部位的板状的轮毂安装部25a固定。
在所述轴承套筒13的图示上端部分，设置有朝半径方向外侧鼓出状突出的止脱卡合凸边部13d，该止脱卡合凸边部13d的一部分相对于所述环状筒体构件25的本体部25b的图示上面侧，配置成轴向对置的状态。并且，通过将该两构件13d、25b配置成轴向可抵接，以防止所述旋转轮毂22的轴向脱出。即，在该轴承套筒13的止脱卡合凸边部13d的半径方向外侧，配置有所述环状筒体构件25的轮毂安装部25a，相对于所述止脱卡合凸边部13d的外周壁面，所述环状筒体构件25的轮毂安装部25a的内周壁面被配置成了从半径方向外方侧呈对面的状态。
这样，本实施例中，由于在具有狭小的开角θ2的大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒13内，插通着具有宽大开角θ1的大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬21，因此形成于该轴承套筒13与轴衬21间的大致圆锥状的倾斜轴承空间，就可以使相当于圆锥状的图示下方侧的小径部位的部位成为宽大的空间，而相当于圆锥状的图示上方侧的大径部位的部位成为狭小的空间。
另一方面，受旋转时的润滑流体动压力影响的轴承刚性是与所述两构件间13、21的相对旋转速度的大小对应地进行增减，故相对旋转速度大的图示上方侧的大径部位的轴承刚性原先就比相对旋转速度小的图示下方侧的小径部位的轴承刚性大。并且，由于该轴承刚性原先大的大径部位的倾斜轴承空间比小径部位狭小，因此该大径部位的大的轴承刚性能更有效地利用，作为轴承整体，可获得更高刚性的轴承特性。这样，有关上述倾斜动压面的制造，即使产生了与以往同样的制造误差，轴承特性的变动也比以往要小，还可抑止上浮量的下降量等，故可缓和对制造的公差限制。
例如，如图3所示，将轴承套筒13的开角θ2作为基准(零)时的轴衬21的开角θ1的相对开角的大小设定为横轴，相对于该相对开角，将包含所述轴衬21的转子组20的上浮量设定为纵轴，若将使用环境温度(25℃和75℃)作为参数进行计测，首先在轴衬21的开角θ1与轴承套筒13的开角θ2为同值的原点上可得到最大的上浮量，然而，所述的两开角θ1、θ2几乎是不可能制造成完全相同的，即使将两开角θ1、θ2设计成相同，实际上会出现如下的制造误差即、图示左侧的区域也就是轴衬21的开角θ1比轴承套筒13的开角θ2小的区域、或者图示右侧的区域也就是轴衬21的开角θ1比轴承套筒13的开角θ2大的区域。
如图3的左侧区域所示，在轴衬21的开角θ1比轴承套筒13的开角θ2小的区域中，随着轴衬21的开角θ1朝图示左方侧逐渐减小，转子组20的上浮量(纵轴)急速下降。反之，如图示右侧的区域所示，在轴衬21的开角θ1比轴承套筒13的开角θ2大的区域中，轴承刚性原先大的大径部位的大的轴承刚性，由于能更高效率的利用而提高了轴承整体的刚性，故即使轴衬21的开角θ1朝图示右方侧逐渐加大，也不会使转子组2θ的上浮量(纵轴)急剧变动，而是缓慢地下降。
在此状态下，上述实施例中，由于轴衬21的倾斜动压面的开角θ1，其角度设定得比轴承套筒13的倾斜动压面的开角θ2大(θ1＞θ2)，因此在制造该轴衬21和轴承套筒13的各倾斜动压面时即使产生了通常的制造误差的场合，也可维持成上浮量只是缓慢下降的图3右侧区域内的轴承特性，如上所述，与以往相比，可抑止上浮量的下降量，还能缓和制造时的公差限制。
另一方面，对于与上述图1中的硬盘驱动装置(HDD)对应的构成物，在标有同一符号的图4所示的实施例中，在轴衬21的图示下端侧的前端部分固定着环状的止脱环21a。该止脱环21a被配置在轴承套筒13的图示下端侧的中心部分凹设的收纳部13e内，利用这种配置关系，具有防止转子组20脱开的功能。在这种实施例中也能获得与上述实施例相同的作用·效果。
又，在所述轴承套筒13的图示上端部分，设置有朝半径方向外侧凸缘状鼓出的止脱卡合凸边部13d，该止脱卡合凸边部13d的一部分相对于所述环状筒体构件25的本体部25b的图示上面侧，配置成轴向对置的状态。并且，通过将该两构件13d、25b配置成轴向可抵接，以防止所述旋转轮毂22的轴向脱出。
此时，在所述轴承套筒13侧的止脱卡合凸边部13d的图示下面与环状筒体构件25的本体部25b的图示上面之间，形成有轴向的基准间隙AD，通过将该基准间隙AD维持于适正间隙(例如约20μm)，可良好地抑止装置整体的轴向松动。
在将该基准间隙AD维持于适正间隙的基础上，对环状筒体构件25的本体部25b的图示上面进行高精度加工，容易确保其平面度，故与本体部25b的图示上面侧相对的旋转轮毂22的底面22e和轴衬21的倾斜动压面的相对加工精度显得很重要。为此，与轴衬21的倾斜动压面一体加工、并成为环状筒体构件25的安装基准的面即、与本实施例中的轴衬21的倾斜动压面一体加工的底面22e，相当于本说明书中的轴衬侧的间隙基准面。又，本实施例中的止脱卡合凸边部13d的图示下面，相当于本说明书中的轴承套筒侧的间隙基准面。
特别是如图4所示，所述轴衬21被立设在被旋转体保持构件即旋转轮毂22的中心位置，构成该轴衬21的根部侧的基部的大径部位与所述旋转轮毂22一体形成。从该轴衬21的大径部位朝轴向突出的前端侧的小径部位比所述旋转轮毂22的环状筒体部22a的轴向终端面(图示下端面)更向轴向外方区域突出，这样，对于该轴衬21的突出侧前端部分的外径的计测，可以使用激光外径测定器等的测定器，在不受所述旋转轮毂22影响的情况下进行计测。
在所述轴衬21的突出侧前端面形成有凹部21a，以在对以所述盘片搭载部22b为基准的轴向高度进行计测时，所述轴衬21的突出侧前端面不会成为障碍物。
形成于所述轴衬21外周面的倾斜动压面，通过使用合适的切削工具的切削加工(NC加工)沿着一定的切削加工方向连续状地形成，但本实施例中的倾斜动压面，则是从所述轴衬21的根部基部侧的大径部位的加工开始端部A朝突出侧前端部分即小径部位的方向连续状地形成。
并且，在该一定的切削加工方向上，相当于所述倾斜动压面的加工开始端部A的上游侧的部位即、图4中的从所述轴衬21的根基部侧的大径部位朝外周侧的区域中，设置有预先检测所述切削工具的位置用的加工基准面27。该加工基准面27由检测切削工具的径向位置用的圆筒状的环状立壁面27a和检测切削工具的轴向位置用的环状的环状平坦面27b构成，这些圆筒状的环状立壁面27a和环状的环状平坦面27b与所述倾斜动压面一体连续状地切削加工而成。
再具体地讲，构成所述径向的加工基准面27的圆筒状的环状立壁面27a，与所述轴衬21的中心轴X1形成同心状，配置成将所述轴衬21的根基部侧的大径部位从半径方向外方侧围成同心状的形状。另一方面，构成所述轴向的加工基准面27的的环状的环状平坦面27b，由与所述轴衬21的中心轴X1正交的平坦面构成，延伸成将所述倾斜动压面的加工开始端部A至所述圆筒状的环状立壁面27a之间连结。
在使用合适的切削工具对所述轴衬21的倾斜动压面进行切削加工成形之前，首先对所述加工基准面27即圆筒状的环状立壁面27a及其环状的环状平坦面27b，使用同一个切削工具进行切削加工。然后，在对该加工基准面27进行切削加工时，对当前正在所用的切削工具的轴向位置和径向位置分别计测，根据该切削工具的计测位置，通过从加工开始端部A开始持续地对所述倾斜动压面进行切削加工，可容易得到高精度的倾斜动压面。
特别是在本实施例中，由于使用同一切削工具对所述加工基准面27和倾斜动压面进行切削加工，故可容易且可靠地得到更高精度的加工，但也可调换成不同的切削工具进行切削加工。
这样，本实施例中，在从加工开始端部A开始使用切削工具对轴衬21的倾斜动压面进行加工时，在对该倾斜动压面的加工开始端部A进行切削加工之前的阶段，预先对加工基准面27进行切削加工，此时确认切削工具的位置。在确认了该切削工具位置之后再进行倾斜动压面的切削加工，可容易且可靠地实现高精度化。
特别是在本实施例中，由于所述加工基准面27由与轴衬21的中心轴同心状配置的圆筒状的环状立壁面27a和与轴衬21的中心轴正交的环状的环状平坦面27b构成，因此切削工具的位置确认是在轴向及与其轴向正交的2个方向上进行，能更加可靠地进行高精度的切削加工。
在上述实施例中，由于轴衬21的加工基准面27和倾斜动压面是使用同一个切削工具进行切削加工的，故倾斜动压面的切削加工是在与加工基准面27完全对应的位置关系下进行的，能可靠地获得上述的作用。
另一方面，对于与上述实施例相同的构成物，标有同一符号的图5的实施例中，在轴衬21的小径部分即、该轴衬21的突出侧的前端部分设定有加工开始端部A，从小径部分朝大径部分进行轴衬21的切削加工。并在该切削加工方向上，所述加工开始端部A的上游侧的部位即、比所述轴衬21更加前端侧的部分，在轴衬21的外周面分别设置有构成加工基准面37的圆筒状的环状立壁面37a和环状的环状平坦面37b。
在从加工开始端部A开始使用切削工具持续地对如此的轴衬21的倾斜动压面进行加工时，首先通过对所述加工基准面27即、圆筒状的环状立壁面27a和环状的环状平坦面27b预先进行切削加工，确认切削工具的位置，通过确认该切削工具位置，可容易地实现倾斜动压面的切削加工的高精度化。
这样，本发明中，可以将倾斜动压面的加工开始端部A设定成设置在倾斜动压面的大径侧端部或小径侧端部任一方侧上，倾斜动压面的切削加工从倾斜动压面的大径侧或小径侧的任一方开始均是一样的。
特别是在本实施例中，从该轴衬21的大径部分朝轴向突出的前端侧的小径部分比所述旋转轮毂22的环状筒体部22a的轴向终端面(图示下端面)更向轴向外方的区域突出，这样，通过在该突出的部位设置加工基准面37，可在不受所述旋转轮毂22妨碍的情况下对该加工基准面37进行测定。
另一方面，对于与上述实施例相同的构成物，标有同一符号的图6的实施例中，也是在轴衬21的小径部分即、该轴衬21的突出侧的前端部分设定有加工开始端部A，但本实施例中，在轴衬21的突出侧前端面的内部侧，凹设有凹陷状的加工基准面47即圆筒状的环状立壁面47a和环状的环状平坦面47b。
在这种实施例中，也可获得与上述各实施例相同的作用·效果，但本实施例对轴向小型化的超薄型的圆锥型动压轴承装置特别有效。
又，对于与上述实施例相同的构成物，标有同一符号的图7的实施例的加工基准面57中，轴衬21的根本基部侧的大径部分，形成有径向的加工基准面即圆筒状的环状立壁面57a，同时在该圆筒状的环状立壁面57a的外周侧，设置有轴向的加工基准面即环状的环状平坦面57b。在这种实施例中，也可获得与上述各实施例相同的作用·效果。
又，对于与上述实施例相同的构成物，标有同一符号的图8和图9的实施例中，在轴承套筒13侧设置有加工基准面67。即，形成于本实施例的轴承套筒13的内周面的倾斜动压面，通过使用合适的切削工具的切削加工(NC加工)而形成，但本实施例中的倾斜动压面，则是从该轴承套筒13的图示上端侧的大径部分的预先确定的加工开始端部A开始朝图示下端侧的小径部分的沿一定的切削方向连续状地形成。
并且，在该一定的切削加工方向上，所述倾斜动压面的加工开始端部A的上游侧的部位即、所述轴承套筒13的图示上端部分，设置有预先检测所述切削工具的位置用的加工基准面67。该加工基准面67由检测切削工具的径向位置用的圆筒状的环状立壁面67a和检测切削工具的轴向位置用的环状的环状平坦面67b构成，这些圆筒状的环状立壁面67a和环状的环状平坦面67b与所述倾斜动压面一体连续状设置。
再具体地讲，构成径向的加工基准面的圆筒状的环状立壁面67a，与所述轴承套筒13的中心轴X2形成同心状，与所述倾斜动压面的加工开始端部A轴向一体连续状地进行设置。另一方面，构成轴向的加工基准面的环状的环状平坦面67b，利用轴承套筒13的图示上端面进行设置，朝与所述圆筒状的环状立壁面67a的轴端部分正交的方向延伸。具有这种加工基准面67的轴承套筒13，也可获得与上述各实施例相同的作用·效果。
另一方面，图10所示的实施例是将轴承套筒13的倾斜动压面一直形成至图示上端位置，但本实施例中的构成加工基准面77的径向的加工基准面的圆筒状的环状立壁面77a是利用了设于所述轴承套筒13的图示上端部分的凸缘状的止脱卡合凸边部13d的最外周面设置的。又，构成轴向的加工基准面的的环状的环状平坦面77b，利用轴承套筒13的图示上端面进行设置，朝与所述圆筒状的环状立壁面77a的轴端部分正交的方向延伸。具有这种加工基准面77的轴承套筒13，也可获得与上述各实施例相同的作用·效果。
另一方面，对于与上述图1的硬盘驱动装置(HDD)对应的构成物，标有同一符号的图11所示的实施例中，在轴衬21的图示下端侧的前端部分固定着环状的止脱环21a。该止脱环21a被配置在轴承套筒13的图示下端侧的中心部分凹设的收纳部13e内，利用这种配置关系，具有防止转子组20脱开的功能。在这种实施例中也能获得与上述实施例相同的作用·效果。
又，上述各实施例的主轴电机是安装在例如图12所示的硬盘驱动装置(HDD)内部进行使用的。即，如图12所示，具有上述各实施例中的圆锥型动压轴承装置的主轴电机M，通过固定在构成密闭状的外壳100的本体板100a上进行使用，利用与所述本体板100a嵌合的密闭盖100b，使包含该主轴电机M的外壳100的内部空间形成了清净空间100c。在所述主轴电机M的旋转轮毂(参照图1中的符号22)上，搭载着硬盘等的信息记录盘片101，同时利用相对于所述旋转轮毂由螺丝102固接的夹子103，将所述信息记录盘片101保持于不动状态。
以上根据实施例对本发明人的发明作了说明，但本发明不限定于上述实施例，在不脱离要旨的范围内，当然可作各种变形。
例如，上述实施例是将加工基准面设置在切削加工方向上的、加工开始端部A的上游侧的部位，首先在加工基准面确认切削工具位置之后再进行倾斜动压面的加工，本发明不限定于此，也可将加工基准面设置在切削加工方向上的、加工开始端部A的下游侧的部位，可先对倾斜动压面进行加工，然后再进行加工基准面的加工，由此确认到的切削工具的检测位置在下一切削加工时作为补正值来使用。
又，也可在切削加工方向上的加工开始端部A的下游侧部位，先对加工基准面进行加工，从该加工基准面对切削工具的轴向位置和径向位置进行计测，根据该计测结果从加工开始端部A朝加工基准面持续地进行切削加工。
又，上述实施例是本发明应用于硬盘驱动装置(HDD)用的主轴电机的情况，但本发明也同样适用于其它多种圆锥型动压轴承装置。
权利要求
1.一种圆锥型动压轴承装置，外周面具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬可相对旋转地插通在内周面具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒内，在这些轴承套筒和轴衬的两倾斜动压面间的相对间隙中形成有大致圆锥状的倾斜轴承空间，在该倾斜轴承空间内充填有润滑流体，同时在所述轴衬和轴承套筒的两倾斜动压面的至少一方侧形成有合适的动压发生装置，利用所述动压发生装置对所述润滑流体进行加压而产生动压力，利用该润滑流体的动压力，使所述轴衬与轴承套筒朝径向和轴向相对地上浮，以非接触的状态予以旋转支承，其特征在于，包含所述轴衬中心轴的平面与该轴衬的倾斜动压面交叉的一对母线相互间所形成的开角θ1，其角度设定得比包含轴承套筒中心轴的平面与该轴承套筒的倾斜动压面交叉的一对母线相互间所形成的开角θ2大(θ1＞θ2)。
2.如权利要求1所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述动压发生装置，由轴向以适当的距离分开而形成的呈合适形状凹槽的集合体所构成。
3.一种圆锥型动压轴承装置，外周面具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬可相对旋转地插通在内周面具有同样大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒内，使用合适的切削工具，通过切削加工从加工开始端部沿一定的切削加工方向连续形成这些轴衬和轴承套筒的至少一方侧的倾斜动压面，作为这些轴承套筒和轴衬的两倾斜动压面相互间的相对间隙而形成的大致圆锥状的倾斜轴承空间内充填有润滑流体，同时在所述轴衬和轴承套筒的两倾斜动压面的至少一方侧形成有合适的动压发生装置，利用所述动压发生装置对所述润滑流体进行加压而产生动压力，利用此时的润滑流体的动压力，使所述轴衬与轴承套筒朝径向和轴向相对上浮，以非接触的状态予以旋转支承，其特征在于，在所述轴衬和轴承套筒中至少一方侧的构件或与该构件设成一体的构件上，以与所述倾斜动压面一体加工的方式设置间隙基准面，该间隙基准面形成与该轴衬和轴承套筒的另一方侧的构件间的轴向上的基准间隙，并且在所述轴衬和轴承套筒的至少一方侧的构件上，与所述倾斜动压面一体连续设置加工基准面，该加工基准面用于对所述切削工具的径向位置和轴向位置进行检测。
4.如权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述加工基准面，在从所述倾斜动压面的加工开始端部开始的切削加工方向上，被配置在与上游侧或下游侧相当的部位。
5.如权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述加工基准面，在所述倾斜动压面的加工前或加工后设置。
6.如权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述加工基准面，包括与所述轴衬的中心轴同心状配置的圆筒状的环状立壁面和与所述轴衬的中心轴正交的环状的环状平坦面。
7.如权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述加工基准面，与所述倾斜动压面的大径侧端部或小径侧端部的任一方侧连续状设置。
8.如权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置，其特征在于，所述轴衬的轴向一端侧部分，与被旋转体的保持构件一体或分体接合而成，所述轴衬的轴向另一端侧部分比所述被旋转体保持构件更加朝轴向的外方区域突出形成。
9.一种记录盘片驱动装置，其特征在于，包括具有权利要求3所述的圆锥型动压轴承装置的主轴电机；搭载于该主轴电机转子上的信息记录盘片；以及在该信息记录盘片上记录或再生信息的记录头。
10.一种圆锥型动压轴承装置的的制造方法，外周面具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴衬，可相对旋转地插通在内周面具有大致圆锥状的倾斜动压面的轴承套筒内，使用合适的切削工具，通过切削加工而从加工开始端部沿一定的切削加工方向连续状形成这些轴衬和轴承套筒的至少一方侧的倾斜动压面，在作为这些轴承套筒和轴衬的两倾斜动压面相互间的相对间隙而形成的大致圆锥状的倾斜轴承空间内充填着润滑流体，同时在所述轴衬和轴承套筒的两倾斜动压面的至少一方侧形成有合适的动压发生装置，利用所述动压发生装置对所述润滑流体进行加压而产生动压力，利用此时的润滑流体的动压力，使所述轴衬与轴承套筒朝径向和轴向相对上浮，以非接触的状态予以旋转支承，对如此结构的圆锥型动压轴承装置进行制造，其特征在于，在所述轴衬和轴承套筒至少一方侧的构件或与该构件一体设置的构件上，以与所述倾斜动压面一体加工的方式设置间隙基准面，所述间隙基准面，形成与该轴衬和轴承套筒的另一方侧的构件间的轴向上的基准间隙，并在使用所述切削工具对所述倾斜动压面进行切削加工时，与所述倾斜动压面一体状连续形成对所述切削工具的径向位置和轴向位置进行检测的加工基准面，通过使用所述切削工具对所述加工基准面进行切削加工，计测该切削工具的位置，根据该切削工具的计测位置，对所述倾斜动压面进行连续的切削加工。
11.如权利要求10所述的圆锥型动压轴承装置的制造方法，其特征在于，所述加工基准面，在从所述倾斜动压面的加工开始端部至切削加工方向，形成在与上游侧或下游侧相当的部位。
12.如权利要求10所述的圆锥型动压轴承装置的制造方法，其特征在于，所述加工基准面，在所述倾斜动压面的加工前或加工后形成。
13.如权利要求10所述的圆锥型动压轴承装置的制造方法，其特征在于，使用同一个切削工具对所述加工基准面和所述倾斜动压面加工。
全文摘要
一种圆锥型动压轴承装置，使用合适的切削工具，通过切削加工从加工开始端部(A)沿一定的切削加工方向连续状形成大致圆锥状的倾斜动压面，在具有该倾斜动压面的轴衬(21)和轴承套筒(13)至少一方侧的构件上，一体地连续状设置加工基准面(27)，该加工基准面(27)用于在倾斜动压面的加工前或加工后预先对切削工具的径向位置和轴向位置进行检测，通过利用该加工基准面(27)对切削工具的位置进行计测，可容易地使倾斜动压面(27)的切削加工的加工精度实现高精度化，可获得价廉且高性能的圆锥型动压轴承装置。
文档编号F16C17/10GK1601128SQ20041004889
公开日2005年3月30日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月13日
发明者五明正人, 斋地正义, 杉信进悟 申请人:日本电产株式会社