专利名称：包含连通路的流体动压轴承机构、主轴电机和盘驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含连通路的流体动压轴承机构、主轴电机和盘驱动装置。
背景技术：
在硬盘装置和光盘装置中，搭载有使盘旋转的主轴电机。主轴电机包括被固定在装置的壳体上的静止部以及在保持盘的同时进行旋转的旋转部。主轴电机利用产生于静止部和旋转部之间的磁通来产生转矩，使旋转部相对于静止部旋转。主轴电机的静止部和旋转部经由轴承机构相连接。尤其是，在近年来的主轴电机中，使用使润滑油介于静止部和旋转部之间的流体动压轴承机构。例如，在日本特开 2001-65552号公报中，记载有通过润滑油的动压作用使轴部件和套筒相对旋转的动压轴承
直ο在流体动压轴承机构中，如果在润滑油中产生气泡，则难以获得旋转部的高精确度的旋转。因此，为了提高流体动压轴承机构的稳定性和可靠性而要求抑制气泡产生的技术。另外，作为对传统的流体动压轴承机构所要求的品质，因气泡的产生而造成的旋转性能的降低一般在容许的范围内。然而，为了获得更高品质的流体动压轴承机构，要求抑制或防止润滑油中的气泡产生。
发明内容
本申请所例示的第一发明的液体动压轴承机构包括静止轴承部和旋转轴承部，该旋转轴承部被支承成可相对于所述静止轴承部旋转。旋转轴承部包括轴部和外侧旋转部，该外侧旋转部从轴部的外周面向径向外侧扩展。静止轴承部包括套筒部，该套筒部包括与外侧旋转部的下表面相对向的上表面和插入了轴部的轴承孔。在静止轴承部和旋转轴承部之间存在有润滑油，润滑油的液面位于静止轴承部和外侧旋转部之间。第一动压槽组配置在外侧旋转部的下表面或套筒部的上表面，所述第一动压槽组对位于外侧旋转部的下表面和套筒部的上表面之间的润滑油产生朝向径向内侧的动压。第二动压槽组配置在外侧旋转部的表面或静止轴承部的表面，所述第二动压槽组对位于第一动压槽组和液面之间的润滑油产生朝向轴承内部侧的动压。相比于第二动压槽组的靠第一动压槽组侧的端部，第二动压槽组的靠液面侧的端部位于径向内侧。另外，套筒部包括连通路，连通路与轴承孔分开构成。连通路包括开口于套筒部的上表面的上侧开口和开口于套筒部的其它部位的下侧开口。相比于第一动压槽组的径向内侧的端部，上侧开口位于径向外侧。根据本申请所例示的第一发明，可抑制或防止在润滑油中产生气泡，能够提高流体动压轴承机构的稳定性和可靠性。通过下面参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细说明，可以更加清楚地理解本发明的上述及其它特点、要素、步骤、特征和优点。
图1是流体动压轴承机构的示意图。图2是盘驱动装置的剖视图。图3是主轴电机的剖视图。图4是主轴电机的局部剖视图。图5是套筒的俯视图。图6是套筒的局部剖视图。图7是套筒的仰视图。图8是套筒的剖视图。图9是流体动压轴承机构的局部剖视图。图10是主轴电机的剖视图。图11是主轴电机的局部剖视图。图12是套筒的俯视图。图13是盖的仰视图。图14是套筒的剖视图。图15是流体动压轴承机构的局部剖视图。图16是主轴电机的局部剖视图。图17是毂的剖视图。图18是套筒的俯视图。图19是主轴电机的局部剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明所例示的实施方式。另外，在下面，将沿着中心轴的方向设为上下方向，对于套筒部，将外侧旋转部侧设为上侧，以此来对各部件的形状和位置关系进行说明。但是，这只不过是为了便于说明而定义的上下方向，并不限定本发明的液体动压轴承装置、主轴电机和盘驱动装置在使用时的方向。图1是本发明的一个实施方式的流体动压轴承机构105的示意图。如图1所示， 流体动压轴承机构105包括静止轴承部103和旋转轴承部104。旋转轴承部104被支承成可相对于静止轴承部103旋转。旋转轴承部104包括轴部141和外侧旋转部142。轴部141沿着在上下方向延伸的中心轴109进行配置。外侧旋转部142从轴部141的外周面向径向外侧扩展。另一方面， 静止轴承部103包括套筒部137。套筒部137的上表面与外侧旋转部142的下表面相对向。套筒部137包括轴承孔161、与轴承孔161分开设置的连通路162。轴部141配置在轴承孔161中。连通路162连通上侧开口 16 和下侧开口 162b，其中，所述上侧开口 16 配置在套筒部137的上表面，所述下侧开口 162b配置在套筒部137的其它部位。在静止轴承部103和旋转轴承部104之间存在有润滑油151。润滑油151的液面 151a位于静止轴承部103和外侧旋转部142之间。
在本实施方式中，在套筒部137的上表面配置有第一动压槽组165。当旋转轴承部 104相对于静止轴承部103旋转时，通过第一动压槽组165，在介于外侧旋转部142的下表面和套筒部137的上表面之间的润滑油151中，产生朝向径向内侧的动压。另外，第一动压槽组165也可以配置在外侧旋转部142的下表面。另外，在静止轴承部103的表面上配置有第二动压槽组166。当旋转轴承部104相对于静止轴承部103旋转时，通过第二动压槽组166，在位于第一动压槽组165和液面151a 之间的润滑油151中，产生朝向轴承内部侧的动压。另外，第二动压槽组166也可以配置在外侧旋转部142的表面。第二动压槽组166的靠液面侧的端部相比于第二动压槽组166的靠第一动压槽组 165侧的端部位于径向内侧。因此，在第二动压槽组166的附近，由于第二动压槽组166和离心力双方的作用，润滑油151被吸引到轴承内部侧。因此，比起只通过第二动压槽组166 的作用来吸引润滑油151的情况，更能抑制或防止润滑油151中的气泡的产生。所以，也抑制或防止连通路162的上侧开口 16 附近的气泡的产生。此外，连通路162的上侧开口 16 比第一动压槽组165的径向内侧的端部更位于径向外侧。因此，即使假设在润滑油151中产生了气泡，也容易将气泡从连通路162经由上侧开口 16 排出到液面151a侧。所以，可以提高流体动压轴承机构105的稳定性和可靠性。接着，对本发明的更具体的实施方式进行说明。图2是盘驱动装置1的剖视图。盘驱动装置1使磁盘12 (在下面简称为“盘12”)旋转，同时对盘12进行信息的读取和写入。 如图2所示，盘驱动装置1包括装置壳体11、盘12、存取部13和主轴电机2。装置壳体11将盘12、存取部13和主轴电机2收容在内部。存取部13使磁头13a 沿着被支承在主轴电机2上的盘12的记录面移动，对盘12进行信息的读取和写入。另外， 存取部13也可以是只对盘12进行信息的读取和写入中的任一操作的结构。接着，对上述的主轴电机2的结构进行说明。图3是主轴电机2的剖视图。如图 3所示，该主轴电机2包括静止部3和旋转部4。静止部3被固定在盘驱动装置1的装置壳体11上。旋转部4被支承成可相对于静止部3旋转。静止部3包括基座31、定子单元32、静止轴承单元33和磁性部件；34。基座31包括向径向扩展的底部31a ；大致圆筒形状的支架部31b，其从底部31a 的径向内侧的端缘部向上方突出。本实施方式的基座31构成为装置壳体11的一部分。基座31和装置壳体11例如使用铝合金等金属构成。另外，基座31和装置壳体11也可以是别的材料。定子单元32包括定子芯35和线圈36。定子单元32根据提供给线圈36的驱动电流而产生磁通。定子芯35包括圆环形状的芯背(core kick) 3 和从芯背35a向径向外侧突出的多根齿部35b。芯背3 配置在基座31的支架部31b的外周侧。定子芯35例如利用硅钢板等电磁钢板构成。利用被卷绕在定子芯35的各齿部35b的周围的导线来构成线圈36。静止轴承单元33可自如旋转地支承旋转部4侧的轴41。静止轴承单元33包括与轴41的外周面相对向的套筒37和闭塞套筒37下部的闭塞部件38。套筒37配置在基座 31的支架部31b的内周侧。在本实施方式中，优选套筒37构成套筒部。
套筒37包括大致圆筒形状的套筒圆筒部37a和突缘部37b。在套筒圆筒部37a的大致中央处，配置有在轴向上贯通的轴承孔61。另外，在套筒圆筒部37a中，与轴承孔61分开地配置有从上表面延伸到下表面的连通路62。突缘部37b包括从套筒圆筒部37a的外周面的上端部向径向外侧突出的部位。套筒37例如由不锈钢或铜合金等金属构成。此外，套筒圆筒部37a和突缘部37b也可以用别的材料构成。再者，套筒37也可以由多孔质烧结金属构成。磁性部件34配置在基座31的底部31a的上表面上。磁性部件34优选构成为大致环状。磁性部件34由电磁钢板(例如硅钢板)、强磁性不锈钢(例如SUS430等)、冷轧钢板(例如SPCC、SPCE)等磁性体形成。磁性部件34被配置在后面叙述的转子磁铁44的下方。磁性部件34在与转子磁铁44之间产生轴向的磁性吸引力，通过磁性吸引力将旋转部4向静止部3侧吸引。旋转部4包括轴41、毂42、突缘承托部件43和转子磁铁44。轴41沿着中心轴9在上下方向上延伸。轴41优选被构造成大致圆柱形。轴41 被配置在套筒37的轴承孔61内，被支承成可相对于静止轴承单元33自如地旋转。在本实施方式中，优选轴41构成轴部。毂42被固定在轴41上。毂42与轴41 一起旋转。毂42包括平板部42a、突出部 42b、毂圆筒部42c和台部42d。平板部4 从轴41的外周面向径向外侧扩展。突出部42b 从平板部42a的下表面向下方突出。毂圆筒部42c从平板部42a的径向外侧的端缘部向下方延伸。台部42d从毂圆筒部42c的下端部向径向外侧突出。毂圆筒部42c的外周面至少有一部分与盘12的内周部接触。另外，台部42d的上表面包括放置盘12的部位。也就是说，在本实施方式中，毂圆筒部42c和台部42d构成保持盘12的保持部。另外，毂42也可以与轴41 一起由单一的部件来构成。突缘承托部件43被固定在毂42的突出部42b上。优选突缘承托部件43被构造成大致圆环状。突缘承托部件43从突出部42b的下端部向径向内侧延伸。突缘承托部件 43的上表面与套筒37的突缘部37b的下表面在轴方向上相对向。另外，毂42和突缘承托部件43也可以由单一的部件来构成。转子磁铁44被固定在毂圆筒部42c的内周面。转子磁铁44被构造成以中心轴9 为中心的大致圆环形状。转子磁铁44的内周面与定子芯35的多个齿部35b的外周面在径向上相对向。另外，转子磁铁44的内周成为交替地排列有N极和S极的磁极面。在静止轴承单元33、轴41、毂42和突缘承托部件43之间，构成有微小的间隙。而且，该间隙中存在有润滑油51。另外，连通路62被润滑油51充满。例如，润滑油51中使用多元醇酯系油或二酯系油。在这样的主轴电机2中，如果向线圈36供给驱动电流，则在定子芯35的多个齿部 35b上产生径向的磁通。然后，通过齿部3 和转子磁铁44之间的磁通的作用，产生周向的转矩，由此，旋转部4以中心轴9为中心相对于静止部3旋转。被支承在毂42上的盘12与旋转部4 一起，以中心轴9为中心进行旋转。轴41、毂42和突缘承托部件43被支承成可隔着润滑油相对于静止轴承单元33旋转。即，在本实施方式中，静止轴承单元33、轴41、毂42和突缘承托部件43构成流体动压轴承机构5，该流体动压轴承机构5以可使静止部3和旋转部4相对旋转的状态进行连接。
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作为优选的一个例子，静止轴承单元33构成流体动压轴承机构5的静止轴承部。 作为优选的一个例子，轴41、毂42和突缘承托部件43构成流体动压轴承机构5的旋转轴承部。另外，在本实施方式中，作为优选的一个例子，毂42和突缘承托部件43构成旋转轴承部的外侧旋转部。再者，在本实施方式中，作为优选的一个例子，突缘承托部件43构成突缘承托部。图4是流体动压轴承机构5附近的主轴电机2的局部剖视图。如图4所示，在静止轴承部和旋转轴承部之间，配置有第一间隙71、第二间隙72、第三间隙73、第四间隙74、 第五间隙75、第六间隙76和第7间隙77。第一间隙71表示套筒圆筒部37a的下表面与闭塞部件38的上表面之间的间隙。第二间隙72表示轴41的下表面与闭塞部件38的上表面之间的间隙。第三间隙73表示套筒圆筒部37a的内周面与轴41的外周面之间的间隙。第四间隙74表示套筒37的上表面与毂42的平板部42a的下表面之间的间隙。第五间隙75 表示套筒37的突缘部37b的外周面与毂42的突出部42b的内周面之间的间隙。第六间隙 76表示套筒37的突缘部37b的下表面与突缘承托部件43的上表面之间的间隙。第七间隙 77表示套筒圆筒部37a的外周面与突缘承托部件43的内周面之间的间隙。第一间隙71、 第二间隙72、第三间隙73、第四间隙74、第五间隙75、第六间隙76、第7间隙77以及连通路 62构成相互连通的空间。而且，该空间被润滑油51充满。填充有润滑油51的空间仅通过第七间隙77与外部连通。在本实施方式中，作为优选的一个例子，润滑油51的单一液面51a位于第七间隙77。但是，也可以在套筒37和旋转轴承部之间配置多个液面。如图4所示，在套筒37的上表面配置有轴承面63和环状面64，该环状面64配置在轴承面63的径向外侧。在套筒37的上表面，与套筒37的上表面的其它部位相比，轴承面63附近更位于上方。因此，轴承面63的高度比环状面64的高度高。轴承面63和环状面64在轴向上与毂42的平板部42a的下表面相对向。在本实施方式中，作为优选的一个例子，连通路62的上侧开口 6 配置在环状面 64上。即，作为优选的一个例子，上侧开口 6 配置为，相比于轴承面63更位于径向外侧。 与相比于轴承面63将上侧开口配置在更位于径向内侧的情况相比，则本实施方式的上侧开口 6 配置在靠近润滑油51的液面51a的位置。因此，在流体动压轴承机构5中，即使假设第三间隙73等间隙变为负压而在位于第三间隙73等间隙处的润滑油51中产生了气泡，也容易使气泡从连通路62经由上侧开口 6 排出到液面51a侧。如果从润滑油51排出气泡，则抑制或防止了流体动压轴承机构5的旋转精度的降低。另一方面，优选连通路62的下侧开口 62b配置在套筒圆筒部37a的下表面。如图 4所示，下侧开口 62b比上侧开口 6 更位于径向内侧。而且，连通路62相对于轴向倾斜延伸。如果与连通路在轴向上延伸的情况相比较，则润滑油51经由连通路62和套筒37的内侧的流路短。由此，减少了流体动压轴承装置5中的润滑油51的量。另外，下侧开口 62b 也可以配置在套筒圆筒部37a的内周面。图5是套筒37的俯视图。如图5所示，第一动压槽组65配置在套筒37的轴承面 63上。第一动压槽组65由以中心轴9为中心的多个螺旋状的槽构成。当毂42相对于套筒 37旋转时，通过第一动压槽组65，在介于轴承面63和平板部4 的下表面之间的润滑油51 中产生朝向径向内侧的动压。
当通过第一动压槽组65在润滑油51中产生动压时，毂42的平板部4 隔着润滑油51以浮起的状态被支承在轴承面63的上方。这样，在套筒37的轴承面63和平板部42a 的下表面之间的、第一动压槽组65所在的区域中，构成推力轴承部52。图6是套筒37的上表面附近的局部剖视图。在图6中，第一动压槽组65以虚线来表示。如果构成第一动压槽组65的槽的深度dl太深，则可能有这样的问题在旋转的初期，难以使毂42相对于套筒37浮起。另一方面，如果槽的深度dl太浅，则可能存在稳定旋转时的毂42的浮起量变小这一问题。考虑这一点，优选构成第一动压槽组65的槽的深度dl为稳定旋转时的轴承面63 和平板部42a的下表面在轴向上的间隔d2 (参照图9)的大约0. 9倍以上且小于大约1. 5 倍。作为具体的数值，优选构成第一动压槽组65的槽的深度dl为大约3 μ m以上且小于大约20 μ m,更优选为大约5 μ m以上且小于大约15 μ m。如图6所示，在本实施方式中，优选环状面64的高度比构成第一动压槽组65的槽的底面的高度低。而且，构成第一动压槽组65的槽的径向外侧的端部向环状面64侧开口。 因此，在环状面64的上方空间和第一动压槽组65的槽的内部之间，可以使润滑油51顺畅地流动。特别是，在主轴电机2静止时，套筒37的轴承面63与毂42的平板部42a的下表面接触。即使从接触状态开始，也能将润滑油51顺畅地从环状面64的上方空间吸引到第一动压槽组65的槽的内部。因此，可以顺畅地开始主轴电机2的旋转。另外，构成第一动压槽组65的多个槽的形状也并不一定要为螺旋状。第一动压槽组65也可以是所谓的人字形状的槽组。此外，第一动压槽组65只要是配置在套筒37的上表面和毂42的平板部42a的下表面中的任一表面即可，或者，也可以在双方都配置。图7是套筒37的仰视图。如图7所示，在套筒37的突缘部37b的下表面，配置有第二动压槽组66。第二动压槽组66由以中心轴9为中心的多个螺旋状的槽构成。当突缘承托部件43相对于套筒37旋转时，通过第二动压槽组66，在介于突缘部37b和突缘承托部件43之间的润滑油51中产生朝向径向外侧的动压。优选第二动压槽组66配置在润滑油51的液面51a的附近。因此，第二动压槽组 66将液面51a附近的润滑油51向轴承内部侧吸引，防止润滑油51泄漏到外部。另外，优选第二动压槽组66的液面51a侧的端部比第二动压槽组66的第一动压槽组65侧的端部更位于径向内侧。由此，在主轴电机2旋转时，离心力作用于第二动压槽组66的附近，将润滑油51向径向外侧吸引。一般来说，如果通过动压槽来吸引液面附近的润滑油，则容易将气泡卷入润滑油中。与此相对，利用离心力来吸引润滑油，难以带有气泡的卷入。在本实施方式中，介于突缘部37b和突缘承托部件43之间的润滑油51通过第二动压槽组66和离心力双方的作用被吸引到轴承内部侧。因此，比只通过第二动压槽组66的作用来吸引润滑油51的情况更能抑制或防止在润滑油51中产生气泡。此外，因为通过第二动压槽组66来将润滑油51向径向外侧吸引，所以通过第二动压槽组66可以将轴承内部侧的润滑油51的压力保持比大气压高。另外，连通路62的内部的压力也能保持得比大气压高。因此，通过第二动压槽组66可以抑制或防止轴承内部侧的间隙变为负压，也能够抑制或防止因负压的产生而造成的气泡的产生。此外，在本实施方式中，当通过第二动压槽组66而在润滑油51中产生动压时，在
1突缘部37b的下表面和突缘承托部件43的上表面之间，产生轴向的支持力。即，第二动压槽组66也和第一动压槽组65 —起，作为在轴向上支承旋转部4的单元发挥作用。但是，第二动压槽组66并不一定需要是产生轴向支承力的单元。另外，构成第二动压槽组66的多个槽的形状并不一定需要是螺旋状。第二动压槽组66也可以是所谓的人字形的槽组。此外，第二动压槽组66只要配置在突缘部37b的下表面和突缘承托部件43的上表面中的任一表面即可，另外，也可以在双方都配置。此外，第二动压槽组66不是只能配置在突缘部37b的下表面，也可以配置在遍及突缘部37b的外周面或套筒37的上表面的宽广区域。在本实施方式中，优选构成第一动压槽组65的多个槽的面积之和比构成第二动压槽组66的多个槽的面积之和大。由此，可以抑制或防止这样的情况在第一动压槽组65 和第二动压槽组66之间，润滑油51的压力上升，使毂42过度浮起。也可以调整第一动压槽组65和第二动压槽组66的面积之外的参数，来抑制或防止这样的情况在第一动压槽组65和第二动压槽组66之间，润滑油51的压力上升，使毂42 过度浮起。例如，也可以将构成第一动压槽组65的多个槽的长度之和设置得比构成第二动压槽组66的多个槽的长度之和大。另外，也可以将构成第一动压槽组65的多个槽的容积之和设置得比构成第二动压槽组66的多个槽的容积之和大。作为这些设计的结果，也可以抑制或防止这样的情况在第一动压槽组65和第二动压槽组66之间，润滑油51的压力上升，使毂42过度浮起。优选在主轴电机2稳定旋转时，与比第一动压槽组65更位于径向内侧的润滑油51 的压力相比，位于第一动压槽组65和第二动压槽组66之间的润滑油51的压力小。根据这样的压力关系，可以抑制或防止毂42过度浮起。另外，优选位于第一动压槽组65和第二动压槽组66之间的润滑油51的压力比大气压大。根据这样的压力关系，可以抑制或防止各间隙变为负压。因此，抑制或防止了在润滑油51中产生气泡。图8是套筒37的剖视图。如图8所示，第三动压槽组67在上下方向上相互隔开距离地配置在套筒37的内周面上。优选第三动压槽组67为所谓的人字形状的槽组。当轴 41相对于套筒37旋转时，通过第三动压槽组67，在介于套筒37和轴41之间的润滑油51 中产生动压。为了提高轴41对套筒37的支承力，优选套筒37的内周面和轴41的外周面的径向间隔d3(参照图9)为大约Iym以上且小于大约5μπι。另外，更优选该间隔d3为大约 2μπι以上且小于大约3μπι。另外，第三动压槽组67只要配置在套筒37的内周面和轴41的外周面中的任一方就可，此外，也可以在双方都配置。图9是套筒37的上端部附近的流体动压轴承机构5的局部剖视图。在套筒37的轴承面63和毂42的平板部42a的下表面之间，配置有上述的推力轴承部52。另外，位于环状面64和平板部42a的下表面之间的环状区域53被配置在推力轴承部52的径向外侧。优选间隔d4比间隔d2大，其中，所述间隔d4是环状区域53中的环状面64和平板部42a的下表面在轴向上的间隔，所述间隔d2是推力轴承部52中的轴承面63和平板部 42a的下表面在轴向上的间隔。由此，抑制或防止环状区域53中的润滑油51的压力上升。另外，通过构成环状区域53，抑制或防止因毂42和套筒37接近而使电流值上升。优选套筒37的轴承面63与平板部42a的下表面之间的间隔d2例如为大约3 μ m 以上且小于大约30 μ m。另外，更优选该间隔d2为大约5μπι以上且小于大约20μπι。另一方面，优选套筒37的环状面64与平板部42a的下表面之间的间隔d4例如为大约10 μ m以上且小于大约200 μ m。另外，更优选该间隔d4为大约30 μ m以上且小于大约70 μ m。在本实施方式中，在套筒37的上表面，通过使轴承面63和环状面64的高度不同， 来实现间隔d2和间隔d4的差。然而，也可以通过在毂42的平板部42a的下表面构成高度不同的两个面，来实现间隔d2和间隔d4的差。另外，在本实施方式中，优选第五间隙75的径向间隔d5以及第六间隙76的轴向间隔d6也比上述间隔d2大。由此，既能在推力轴承部52中产生强的动压，又可在相比于推力轴承部52更位于液面51a侧的区域中抑制或防止压力的上升。其结果，抑制和防止气泡从连通路62的上侧开口 6 附近卷入推力轴承部52侧，促进气泡向液面51a侧排出。如果间隔d5比上述间隔d4大，则更能促进气泡向液面51a侧排出。优选间隔d5 为大约10 μ m以上且小于大约200 μ m,更优选为大约50 μ m以上且小于大约100 μ m。由于在磁性部件34和转子磁铁44之间产生的磁性吸引力，将主轴电机2的旋转部4向下方吸引。另外，在本实施方式中，定子芯35的轴向的磁中心相比于转子磁铁44的轴向的磁中心更位于下方。因此，在定子芯35和转子磁铁44之间也产生磁性吸引力的轴向分量。这些磁性吸引力有助于上述间隔d2、d4和d6的构成。即，在本实施方式中，通过由第一动压槽组65产生的动压、由第二动压槽组66产生的动压、产生于磁性部件34和转子磁铁44之间的磁性吸引力、以及产生于定子芯35和转子磁铁44之间的磁性吸引力的轴向分量，来适当地构成上述的间隔d2、d4和d6。接着，对本发明的另一实施方式进行说明。在下面，关于与上述实施方式实质相同的部位，省略说明，对与上述实施方式不同的部分进行说明。图10是另一实施方式的主轴电机202的剖视图。如图10所示，本实施方式的套筒237不具有向径向外侧突出的突缘部。而且，在套筒237的上部配置有盖239。S卩，本实施方式的静止轴承单元233包括套筒237、闭塞部件238和盖239。盖239包括大致圆筒形状的壁部239a和平板状的盖檐部239b。壁部239a的下部固定在套筒237的上表面。盖檐部239b从壁部239a的上端部向径向内侧扩展。另外，套筒237和盖239也可以由单一部件构成。另外，本实施方式的旋转部204包括大致圆板状的板M3。在板243的中央配置有圆孔243a，在圆孔内配置有轴Ml。板243的内周部在轴向上被夹于配置在轴241上的台阶的上表面和配置于毂M2的径向内侧的端部上的朝向下方的突起部Mk之间。板 243配置在套筒237的上方且盖檐部239b的下方。因此板243的下表面与套筒237的上表面在轴向上相对向。另外，板M3的上表面与盖檐部239b的下表面在轴向上相对向。此外，轴241和板M3也可以由单一部件构成。轴Ml、毂242和板243被支承成可隔着润滑油251相对静止轴承单元233旋转。 艮口，在本实施方式中，作为优选的一个例子，静止轴承单元233、轴Ml、毂242和板243构成流体动压轴承机构205，该流体动压轴承机构205以可使静止部203和旋转部204相对旋转的状态进行连接。作为优选的一个例子，静止轴承单元233构成流体动压轴承机构205的静止轴承部。作为优选的一个例子，轴Ml、毂242和板243构成流体动压轴承机构205的旋转轴承部。另外，在本实施方式中，作为优选的一个例子，毂242和板243构成旋转轴承部的外侧旋转部。图11是流体动压轴承机构205附近的主轴电机202的局部剖视图。如图11所示， 在静止轴承部和旋转轴承部之间，配置有第一间隙271、第二间隙272、第三间隙273、第四间隙274、第五间隙275和第六间隙276。第一间隙271表示套筒237的下表面与闭塞部件 238的上表面之间的间隙。第二间隙272表示轴Ml的下表面与闭塞部件238的上表面之间的间隙。第三间隙273表示套筒237的内周面与轴Ml的外周面之间的间隙。第四间隙 274表示套筒237的上表面与板M3的下表面之间的间隙。第五间隙275表示盖239的壁部239a的内周面与板M3的外周面之间的间隙。第六间隙276表示盖239的盖檐部239b 的下表面与板M3的上表面之间的间隙。第一间隙271、第二间隙272、第三间隙273、第四间隙274、第五间隙275、第六间隙276以及连通路262构成相互连通的空间。而且，该空间被润滑油251充满。填充有润滑油251的空间仅通过第六间隙276与外部连通。在本实施方式中，作为优选的一个例子，润滑油251的单一液面251a位于第六间隙276处。但是，也可以在静止轴承部和旋转轴承部之间配置多个液面。图12是套筒237的俯视图。如图11和图12所示，在套筒237的上表面，配置有轴承面263和被配置在轴承面沈3的径向外侧的环状面沈4。在轴承面263上配置有第一动压槽组265。关于第一动压槽组沈5的形状、尺寸和作用，与记载于上述的实施方式的第一动压槽组65的形状、尺寸和作用大致相同。另外，第一动压槽组265只要配置在套筒237 的上表面和板M3的下表面中的任一表面上即可，此外，也可以在双方都配置。图13是盖239的仰视图。如图13所示，在盖239的盖檐部239b的下表面上配置有第二动压槽组沈6。关于第二动压槽组沈6的形状、尺寸和作用，与记载于上述的实施方式的第二动压槽组66的形状、尺寸和作用大致相同。另外，第二动压槽组266只要配置在盖239的盖檐部239b的下表面和板M3的上表面中的任一表面上即可，此外，也可以在双方都配置。优选第一动压槽组265的面积、尺寸和容积与第二动压槽组266的面积、尺寸和容积的关系，为与上述实施方式大致相同的关系。由此，抑制或防止了这样的情况在第一动压槽组265和第二动压槽组266之间，润滑油251的压力上升，使板243过度浮起。图14是套筒237的剖视图。如图14所示，第三动压槽组267在套筒237的内周面上上下配置。关于第三动压槽组267的形状、尺寸和作用，优选与记载于上述的实施方式的第三动压槽组67的形状、尺寸和作用大致相同。图15是板243附近的流体动压轴承机构205的局部剖视图。通过上述第一动压槽组沈5，在套筒237的轴承面263和板M3的下表面之间，构成推力轴承部252。另外，在推力轴承部252的径向外侧，配置有环状区域253，该环状区域253位于环状面264和板M3 的下表面之间。优选间隔d204比间隔d202大，其中，所述间隔d204是环状区域253中的环状面264和板M3的下表面在轴向上的间隔，所述间隔d202是推力轴承部252中的轴承面沈3 和板M3的下表面在轴向上的间隔。由此，抑制或防止环状区域253中的润滑油251的压力上升。另外，通过配置环状区域253，抑制或防止因板243和套筒237接近而使电流值上升。优选套筒237的轴承面263和板M3的下表面之间的间隔d202例如为大约3 μ m 以上且小于大约30 μ m。另外，更优选该间隔d202为大约5μπι以上且小于大约20μπι。另一方面，优选套筒237的环状面沈4与板Μ3的下表面之间的间隔d204例如为大约10 μ m 以上且小于大约200 μ m。另外，更优选该间隔d204为大约30 μ m以上且小于大约70 μ m。在本实施方式中，在套筒237的上表面，通过使轴承面263和环状面264的高度不同，来实现间隔d202和间隔d204的差。然而，也可以通过在板243的下表面构成高度不同的两个面，来实现间隔d202和间隔d204的差。另外，在本实施方式中，优选第五间隙275的径向间隔d205以及第六间隙276的轴向间隔d206也比上述间隔d202大。由此，既能在推力轴承部252中产生强的动压，又可在相比于推力轴承部252更位于液面251a侧的区域抑制或防止压力的上升。其结果，抑制和防止气泡从连通路沈2的上侧开口沈加附近卷入推力轴承部252侧，促进气泡向液面 251a侧排出。在间隔d205比上述间隔d204大的情况下，更能促进气泡向液面251a侧排出。优选间隔d205为大约10 μ m以上且小于大约200 μ m,更优选为大约50 μ m以上且小于大约 100 μ m0另外，在本实施方式中，优选位于连通路沈2的上侧开口沈加缘部的、径向上最外侧的部位262c，比板243的外周部更位于径向外侧。由此，经由上侧开口 262a，可顺畅地将气泡从连通路沈2向液面251a侧排出。在本实施方式中，也在基座231的上表面配置磁性部件234。磁性部件234在与转子磁铁244之间产生轴向的磁性吸引力。另外，定子芯235的轴向的磁中心比转子磁铁M4 的轴向的磁中心更位于下方。因此，在定子芯235和转子磁铁244之间也产生磁性吸引力的轴向分量。这些磁性吸引力有助于上述的间隔d202、d204和d206的构成。即，通过由第一动压槽组265产生的动压、由第二动压槽组266产生的动压、产生于磁性部件234和转子磁铁 244之间的磁性吸引力、以及产生于定子芯235和转子磁铁M4之间的磁性吸引力的轴向分量，来适当地构成上述的间隔d202、d204和d206。上面对本发明所例示的实施方式进行了说明，但是本发明并不被限定于上述实施方式。下面，以与上述实施方式的不同点为中心来说明各种变化例。图16是一个变化例的主轴电机的流体动压轴承机构305附近的局部剖视图。在图16的例子中，在毂342的突出部342b上没有配置突缘承托部件。但是，突出部342b的内周面与套筒337的外周面在倾斜的上下方向上相对向。而且，润滑油351的液面351a位于突出部342b的内周面和套筒337的外周面之间。因此，套筒337的上部的外周面附近作为相当于上述实施方式的突缘部的部位来发挥作用，突出部342b的内周面附近作为相当于上述实施方式的突缘承托部件的部位来发挥作用。图17是图16的毂342的剖视图。如图17所示，在毂342的突出部342b的内周
14面配置有第二动压槽组366。另外，相比于第二动压槽组366的轴承内部侧的端部，第二动压槽组366的液面351a侧的端部位于径向内侧。因此，在第二动压槽组366附近，通过第二动压槽组366和离心力双方的作用，将润滑油351向轴承内部侧吸引。另外，第二动压槽组366只要配置在套筒337的外周面和毂342的突出部342b的内周面中的任一方即可，此外，也可以在双方都配置。图18是另一变化例的套筒437的俯视图。如图18所示，连通路的上侧开口 46 配置于在径向上与第一动压槽组465重叠的位置上。即使是这样的构造，如果与将上侧开口配置在比第一动压槽组更靠径向内侧的位置上的情况相比较，则上侧开口 46 配置于靠近润滑油的液面的位置上。因此，促进气泡从上侧开口 46 附近向液面侧排出。S卩，只要相比于第一动压槽组的径向内侧的端部，连通路的上侧开口位于径向外侧即可。图19是另一变化例的主轴电机的流体动压轴承机构505附近的局部剖视图。在图19的例子中，连通路562的上侧开口 56 朝向盖539的壁部539a的下表面开口。这样， 如果将上侧开口 56 设置为面对静止轴承部的一部分，则即使假设在上侧开口的缘部存在有微小的突起，也能够防止该突起和旋转轴承部接触。因此，在套筒537的制造工序中， 减轻了检查有没有上侧开口 56 附近的突起以及除去突起的负担。此外，作为另一变化例，套筒也可以被收容在有底的大致圆筒状的套筒壳体的内部。在该情况下，也可以作为套筒壳体的一部分，构成上述实施方式的盖。另外，也可以将连通路配置在套筒的外周面和套筒壳体的内周面之间。另外，本发明也可以应用在用于使磁盘之外的盘、例如光盘旋转的流体动压轴承机构、主轴电机和盘驱动装置中。另外，在不产生矛盾的范围内，也可以将在上述实施方式和变化例中用到的要素进行适当的组合。可以将本发明用于包括连通路的流体动压轴承机构、主轴电机和盘驱动装置中。只挑选了优选实施例来说明本发明。在不脱离所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以根据以上公开的内容，进行各种修改和改变。并且，以上对本发明的优选实施例的描述只是为了示例说明，而并不对由所附权利要求及其等同文件限定的本发明进行限制。
权利要求
1.一种流体动压轴承机构，其包括静止轴承部和旋转轴承部，该旋转轴承部被支承成可相对于所述静止轴承部旋转，其中，所述旋转轴承部包括轴部，其沿着在上下方向上延伸的中心轴进行配置；以及外侧旋转部，其从所述轴部的外周面向径向外侧扩展， 所述静止轴承部包括套筒部，该套筒部包括 与所述外侧旋转部的下表面相对向的上表面；以及与所述轴部相对向的轴承孔，在所述静止轴承部和所述旋转轴承部之间存在有润滑油， 所述润滑油的液面位于所述静止轴承部和所述外侧旋转部之间， 第一动压槽组配置在所述外侧旋转部的下表面或所述套筒部的上表面，所述第一动压槽组使介于所述外侧旋转部的下表面和所述套筒部的上表面之间的所述润滑油产生朝向径向内侧的动压，第二动压槽组配置在所述外侧旋转部的表面或所述静止轴承部的表面，所述第二动压槽组使位于所述第一动压槽组和所述液面之间的所述润滑油产生朝向轴承内部侧的动压， 相比于所述第二动压槽组的靠所述第一动压槽组侧的端部，所述第二动压槽组的靠所述液面侧的端部位于径向内侧，所述套筒部包括连通路，该连通路连通位于所述套筒部的上表面的上侧开口和位于所述套筒部的其它部位的下侧开口，所述连通路与所述轴承孔分开构成，相比于所述第一动压槽组的径向内侧的端部，所述上侧开口位于径向外侧。
2.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，构成所述第一动压槽组的多个槽的面积之和大于构成所述第二动压槽组的多个槽的面积之和。
3.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，构成所述第一动压槽组的多个槽的长度之和长于构成所述第二动压槽组的多个槽的长度之和。
4.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，相比于所述第一动压槽组的径向外侧的端部，所述上侧开口位于径向外侧。
5.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，所述上侧开口配置于在径向上与所述第一动压槽组重叠的位置上。
6.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，在所述外侧旋转部的下表面和所述套筒部的上表面之间配置有推力轴承部和环状区域，该推力轴承部包括所述第一动压槽组，该环状区域相比于所述推力轴承部配置在径向外侧，所述环状区域中的所述外侧旋转部的下表面与所述套筒部的上表面在轴向上的间隔大于所述推力轴承部中的所述外侧旋转部的下表面与所述套筒部的上表面在轴向上的间隔。
7.根据权利要求6所述的流体动压轴承机构，其中，在所述套筒部的上表面配置有所述第一动压槽组和环状面，该环状面相比于所述第一动压槽组位于径向外侧，所述环状面的高度比构成所述第一动压槽组的槽的底面低， 所述第一动压槽组的径向外侧的端部朝向所述环状面侧开口。
8.根据权利要求6所述的流体动压轴承机构，其中， 所述上侧开口在所述环状区域开口。
9.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中， 所述上侧开口面向所述静止轴承部的一部分。
10.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中， 所述第二动压槽组配置在所述液面的附近。
11.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中， 相比于所述上侧开口，所述下侧开口位于径向内侧。
12.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，所述静止轴承部包括闭塞所述套筒部的下侧的闭塞部件，所述液面位于所述静止轴承部和所述旋转轴承部之间的空间的上侧，所述静止轴承部和所述旋转轴承部之间的空间中的位于所述液面下侧的空间被所述润滑油充满。
13.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中， 所述套筒部包括大致圆筒状的套筒圆筒部；突缘部，其从所述套筒圆筒部的外周面的上端部向径向外侧突出， 所述外侧旋转部包括突缘承托部，该突缘承托部包括与所述突缘部的下表面相对向的上表面，所述润滑油的所述液面位于所述套筒圆筒部的外周面与所述突缘承托部的内周面之间，所述第二动压槽组配置在所述突缘部的下表面或所述突缘承托部的上表面。
14.根据权利要求1所述的流体动压轴承机构，其中，所述外侧旋转部包括大致圆板状的板部，该板部包括与所述套筒部的上表面相对向的下表面，所述静止轴承部包括盖部，该盖部包括与所述板部的上表面相对向的下表面， 所述润滑油的所述液面位于所述板部的上表面与所述盖部的下表面之间， 所述第二动压槽组配置在所述板部的上表面或所述盖部的下表面。
15.根据权利要求14所述的流体动压轴承机构，其中，位于所述板部的径向外侧的间隙的径向间隔比配置有所述第一动压槽组的区域中的所述板部的下表面与所述套筒部的上表面的轴向间隔宽，相比于所述板部的外周部，所述上侧开口的缘部的在径向上位于最外侧的部位位于径向外侧。
16.根据权利要求14所述的流体动压轴承机构，其中，配置有所述第二动压槽组的区域中的所述板部的上表面和所述盖部的下表面之间的间隔大于配置有所述第一动压槽组的区域中的所述板部的下表面与所述套筒部的上表面之间的间隔。
17.—种主轴电机，其具有 静止部；以及旋转部，其借助权利要求1所述的流体动压轴承机构被支承为可相对于所述静止部旋转，所述静止部包括产生磁通的定子，所述旋转部包括在径向上与所述定子相对向的磁铁。
18.根据权利要求17所述的主轴电机，其中，所述静止部还包括磁性部件，该磁性部件配置在所述磁铁的下方，在该磁性部件与所述磁铁之间产生磁性吸引力。
19.根据权利要求17所述的主轴电机，其中，相比于所述磁铁的轴向的磁中心，所述定子的轴向的磁中心位于下方。
20.一种盘驱动装置，其包括 权利要求17所述的主轴电机；存取部，其对被支承在所述主轴电机的所述旋转部上的盘进行信息的读取和写入中的至少一方；以及壳体，其收容所述主轴电机和所述存取部。
全文摘要
本发明提供包含连通路的流体动压轴承机构、主轴电机和盘驱动装置。流体动压轴承机构包括静止轴承部和旋转轴承部。静止轴承部包括套筒部。旋转轴承部包括轴部和外侧旋转部。润滑油介于静止轴承部和旋转轴承部之间，第一动压槽组配置在套筒部的上表面或外侧旋转部的下表面。另外，第二动压槽组配置在相比于第一动压槽组位于液面侧的、静止轴承部的表面或外侧旋转部的表面。相比于第二动压槽组的第一动压槽组侧的端部，第二动压槽组的液面侧的端部位于径向内侧。而且，相比于第一动压槽组的径向内侧的端部，设置在套筒部的连通路的上侧开口位于径向外侧。
文档编号F16C17/00GK102454694SQ20111000264
公开日2012年5月16日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年10月19日
发明者丸山哲也, 八幡笃志, 关井洋一, 小嶋裕文, 水上顺也 申请人:日本电产株式会社