专利名称：主轴电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及譬如安装在HDD装置、光盘装置、光磁盘装置、磁盘装置及多面反射体等上的主轴电动机。
背景技术：
主轴电动机及构成其中枢部的流体轴承装置的种种类型已为人所知。作为对轴(轴体)的径向(半径方向)载荷进行的支承方法，大多设有轴和配设在该轴的外周面的轴承间隙部的圆筒形套筒。在该轴承间隙部充填、保持油等润滑流体，通过设在轴的外周面及套筒内周面的譬如由人字沟槽组成的动压发生槽，在固定于轴一端的转毂的旋转过程中使在润滑流体中产生动压，构成径向轴承部。
作为支承轴向(轴线方向)载荷的方法，是在轴的端部固定圆盘形止推板，在设置于该止推板上下面的至少一个面上的譬如人字沟槽中充填、保持润滑流体，构成止推轴承部。
这种主轴电动机、流体轴承装置如日本特开2000-113582号公报(以下称为在先文献1)所示。该在先文献1为防止润滑流体漏出到轴承外部，在支承构件、即套筒的外周面设有向轴线方向下方扩大的倾斜面，并且为了使止推轴承部的轴承间隙部向半径方向扩大，在支承构件的上端部设有倾斜面。另外为了防止油待润滑流体漏出到轴承外部，即所谓油移动，在锥形密封部涂敷譬如氟系列材料组成的防油剂。
日本特开2000-121986号公报(以下称在先文献2)记载的是稳定保持轴承间隙部的润滑流体，防止其飞溅、漏出。即，在套筒构件的内周面设置环形凹部，该环状凹部具有向该套筒构件的开口端呈倒锥形倾斜的端面。
参照在先文献2和图6，在套筒103的开口端面设有圆锥形部103c，该圆锥形部103c从外周部向内周部设有凹形倾斜面。该圆锥形部103c在装置组装时，在将轴102插入套筒时即使有润滑流体从两者的轴承间隙部溢出，也可使溢出的部分沿套筒103端面的圆锥形部103c而在轴承间隙部环流，而不会飞溅到套筒103的外侧。
上述文献1及文献2都公开了防止润滑流体漏出的技术构思。但上述在先文献1是为了防止润滑流体漏出而将倾斜面设置成在套筒外周面向轴线方向下方扩大的状态。这种结构是防止已保持在轴承间隙部的润滑流体漏出，但关于向轴承间隙部充填润滑流体时的问题及其解决方案则无任何记载。
在先文献2记载了在主轴电动机组装时将旋转轴插入套筒时润滑流体溢出的问题，且为解决该问题而提出在套筒端面侧设倾斜面。不过，在先文献2涉及在主轴电动机组装时将旋转轴插入充填有润滑流体的套筒的方法，故必须预先准备好对多余的润滑流体。
发明内容
鉴于上述传统问题及解决方案，本发明目的在于提供一种主轴电动机，可控制润滑流体向套筒外部飞溅、漏出，同时缓和施加在润滑流体上的压力，以防止气泡的发生、混入、侵入，延长寿命。
为实现上述目的，本发明主轴电动机具有轴；固定于该轴的轴线方向一端部且直径大于该轴的法兰盘；供所述轴嵌合的圆筒形套筒；在所述轴与所述圆筒形套筒嵌合的面之间形成的径向轴承间隙部；对着所述套筒的上端部配置并固定于所述轴的轴线方向另一端部的转毂；与所述法兰盘邻近互为相对的止推板；在所述法兰盘与所述止推板互为相对的面之间形成的止推轴承间隙部；保持在所述止推轴承间隙部的润滑流体，在所述套筒的上端部设有锥形部。
据此，由于设置直径大于轴的法兰盘，可以在与互为相对配置的止推板之间构成充分支承轴的轴线方向载荷的止推轴承部。另外，由于在套筒上端部设置锥形部，可积存足够的润滑流体以对充填到轴承间隙部。采用这样的结构的主轴电动机，可控制润滑流体向套筒外部飞溅、漏出，同时缓和施加于润滑流体上的压力，防止气泡的发生、混入、侵入，延长寿命。
图1是本发明一实施例的主轴电动机主要部位剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是本发明一实施例的主轴电动机组装顺序图。
图4是本发明一实施例的主轴电动机的中间体。
图5A是本发明一实施例的锥形部。
图5B是本发明一实施例的锥形部。
图6说明本发明一实施例的锥形部。
具体实施例方式
实施形态1图1是主轴电动机的主要部位剖视图。主轴电动机1分别在底座2的内周部设有内部圆筒部3，在外周部设有外部圆筒部4。底座2的材质采用譬如压铸铝。在内部圆筒部3的内周安装套筒5。套筒5的形状大致成圆筒形，材质用黄铜镀镍。套筒5的上端部设锥形部6。所谓套筒5的上端部是指与安装在后述的轴8上的转毂50的上壁部51的下面互为相对的套筒5的开口部。在套筒5的外周面涂敷粘接剂后嵌入底座2的内部圆筒部3中并固定。套筒5的上端部(开口部)设锥形部6，在套筒5的内周面9设有譬如二处润滑流体积存部26。
设在套筒5上端部的锥形部6从套筒5的内径侧、即与轴8嵌合的一侧起，向套筒5的外径侧、即与内部圆筒部3抵接的一侧形成上升坡度。这样的结构是转毂50的上壁部51与套筒内径间的间隔L1最大，与其外径间的间隔L2最小。由此，可以针对润滑流体要沿锥形部6的坡度向上漏出、飞溅的力而在套筒5的上端部产生与之反向的气流，控制润滑流体的漏出、飞溅。
本实施例是使套筒5的上面端侧形状变化，以设定与转毂5的间隔，但也可局部地改变转毂50的形状，也可使套筒5及转毂50双方都变化形状，以产生上述气流。关于气流，将在后述的“实施形态5”中详细说明。
在轴8或套筒内周面9的至少一个面上设譬如人字沟槽10。本实施例是在轴8上设人字沟槽10。形成有人字沟槽10的轴8与套筒内周面9间的间隙构成径向轴承间隙部24，用于构成所谓径向轴承部。在该人字沟槽10中充填、保持油等润滑流体，一旦轴8旋转，该部位就构成动压流体轴承，在轴8的径向、即半径方向产生动压。
在轴8的轴线方向一端部用激光焊接有圆盘形金属体(以下称法兰盘)11。法兰盘11譬如为中空圆盘形，材质用不锈钢SU420J2。法兰盘11的直径大于轴8。其中心周边还包括中空的所谓环状金属体。本实施例采用环状法兰盘11。法兰盘11的一个面17与上推板12的一个面16互为相对。互为相对配置的上述构件的至少一个面上设有未图示的譬如人字沟槽，构成支承轴的轴线方向载荷的所谓止推轴承部。
在本说明书中，不区分“径向轴承间隙部”和“止推轴承间隙部”时，一律表示为“轴承间隙部”。
轴8具有直径较大的大直径部和直径较小的小直径部。小直径部是通过在轴8的一端部设置凸状部或凹状部而形成。即，轴8并不是只有一个直径的圆柱形，一个端部是非平面结构。法兰盘11的形状也是非平面，可以和轴8的非平面嵌合。即，法兰盘11上也设凹凸部或中空部13，只要形成易与轴8的一端部嵌合的形状即可。图1的实施例是将轴8的小直径部做成凸部28，且由中空部13构成法兰盘11的非平面。
图1是本发明主轴电动机的主要部位剖视图，图1中，轴8的左侧部分被省略。即，本发明主轴电动机的实体是以轴8为中心基本左右对称。
本发明主轴电动机的一个特征在于如前所述，轴8具有大直径部和小直径部(凸部28)，将该凸部28与法兰盘11的中空部13嵌合，并将嵌入抵接的部位使用激光焊接并设激光焊接部14。凸部28嵌入中空部13后，在轴8的凸部28与法兰盘11的另一面23之间留出积存部29。积存部29的一部分在实施激光焊接的同时被堵塞，所以密封度提高。
在套筒5的肩部30与法兰盘11的另一面23之间形成微小的间隙部。润滑流体通过该微小的间隙部被导入法兰盘11的一面17与止推板12的一面16之间的间隙、即止推轴承间隙部40。
如果凸部28嵌入时其顶端面15不与止推板12的一面16抵接，中空部13就不会堵塞，仍作为中空部13存在。
一旦设在法兰盘11的中心周边的中空部13被轴8嵌入，就形成凹部。该凹部可用作划定激光焊接部14用的标识部。该中空部13还提供应焊接部位、即焊接区。另外，由于中空部13为积存润滑流体提供了空隙，所以主轴电动机得以小型化。
止推板12与法兰盘11协同动作，用于构成支承轴8的轴线方向载荷的止推轴承部。不过也可用作图1所示的所谓单侧密封型主轴电动机的密封构件。由此可使主轴电动机结构简单。
本发明另一特征之一是在圆盘形止推板12的外周设置法兰盘11和止推板12不相对的周边部18。这是通过将止推板12的直径选得比法兰盘11的大而得到。该周边部18有助于使套筒5的下部19与法兰盘11的侧壁部20及止推板12的一面17抵接。由此可使套筒5坚固地包围法兰盘11，使套筒5与法兰盘11之间也牢牢固定。另外，设有从套筒5的下部19延伸的尖端部21，并将尖端部21转到止推板12的另一面22、即反面侧后铆接，再用粘接剂27粘合铆接处，就可进一步提高耐冲击性等机械性强度。
在轴8的轴线方向的另一端部、即大直径部固定转毂50。转毂50具有圆盘形上壁部51和由该上壁部51的外周端部垂下的周壁部52。为防止油等润滑流体飞溅到套筒5的外部，在上壁部51的局部设油挡61。在上壁部51的供轴8安装的周边设有譬如深度0.1mm左右的凹部53，在凹部53与轴8抵接的部位设有激光焊接部54。
在周壁部52上设有杯形部59。由杯形部59固定未图示的磁盘等。在周壁部52的内周沿圆周方向紧固有N极、S极交替磁化的圆筒形磁铁57。
在底座2的局部，邻近磁铁57安装有卷绕了线圈55的定子铁心56。在与磁铁57互为相对的底座2的局部，设有铁耗少的譬如采用铁-镍合金的吸引板58。由于磁铁57和吸引板58相互磁吸，所以主轴电动机1无论在哪个角度使用，各零件都经常保持在规定位置。这样，套筒5、止推板12及定子铁心56、轴8及转毂50等都以规定的位置关系被牢固保持。
一旦电流通过线圈55，就在定子铁心56的凸极产生磁场，在与定子铁心56互为相对的磁铁之间发生扭矩，毂轮50旋转。由此，被转毂50夹紧的硬磁盘(未图示)旋转。一旦转毂50旋转，固定在转毂50的轴8及固定在该轴8的法兰盘11即旋转。进而，通过形成于轴承间隙部的人字沟槽及油等润滑流体产生动压以提供主轴电动机。
实施形态2图2是图1的局部放大图，特别是放大轴8和套筒5的嵌合状态及轴8一端部的图。为了使图更简洁，省去了图1的人字沟槽。与图1相同处采用同一符号。
轴8设有直径较大的大径部和直径较小的小径部、即凸部28。凸部28为了在与止推板12之间形成中空部13，在与法兰盘11之间形成积存部29，凸部28、即小径部的高度h与法兰盘11的厚度t间的关系设定为h≤t。这个关系极为有用，关于这一点，只要设想一下与上述关系相反的情况、即h＞t的状态就能理解。即，如设定为h＞t的关系，凸部28的顶端面15就会与止推板12的一面16抵接。而如以不抵接的状态嵌入法兰盘11的中空部13，则轴8的凸部28与法兰盘11的另一面23的间隙、即积存部29就会过大，气泡容易进入，作为润滑流体积存部的功能下降，而且因间隙过大，耐冲击性也降低。
作为本发明一实例，凸部28的高度h＝0.35mm、法兰盘11的厚度t＝0.50mm，凸部28嵌入中空部13的深度为h1，则可设定为h1＝0.25mm。一旦这样设定，积存部29的高度h2就成为h2＝h-(t-h1)，中部13的高度h3＝(t-h1)。积存部29的高度h2为h2＝0.10mm，即，设定为100μm，中空部13的高度h3为h3＝0.25mm，即形成250μm。
本发明的主轴电动机通过设定凸部28的高度h、法兰盘11的厚度t及凸部28嵌入法兰盘11的深度h1，可以将积存部29的高度及中空部13的高度h3设定为规定的大小。
积存部29可通过如下方法形成使轴8、套筒5及法兰盘11具有规定的形状，且将它们互为相对配置后形成3个间隙，将其中1个间隙通过激光焊接堵塞。即，经过在轴8和套筒5之间的间隙形成的径向轴承间隙部24供给的润滑流体与法兰盘11的另一面23接触并分流到间隙部25及积存部29两处，其中一方被激光焊接部14堵塞而保持。
由激光焊接部14拦堵的积存部29因密封度高，所以耐漏性好机械强度高。
间隙部25是将润滑流体导入在法兰盘11的一面17和止推板12的一面16之间形成的止推轴承间隙部40用的间隙部。也是规定轴8及转毂50的轴向可移动范围的间隙。间隙部25的尺寸可以根据套筒5的肩部30的高度与形状设定所希望的尺寸。可设定在0.005mm以上、0.05mm以下。
积存部29的形成有助于调节主轴电动机的整体高度，且有助吸收轴8在制造上的尺寸偏差。
实施形态3图3表示本发明主轴电动机的组装顺序。本发明主轴电动机的组装方法100如步骤102所示，用激光焊接将法兰盘11固定在轴8的一端部，使轴8与法兰盘11构成一体。法兰盘11的直径大于轴8的直径。
步骤104表示将轴8与套筒5嵌合的工序。将法兰盘11的相反侧、即轴8的轴线方向另一端部嵌入套筒5，使轴8与套筒5相嵌合。由此使轴8的外周面与套筒内周面9以微小的间隙互相对置。该微小间隙部为数μm大小，构成支承轴8的径向载荷的径向轴承间隙部24。
步骤106表示将止推板12与法兰盘11互为相对配置的工序。将止推板12的一面16与法兰盘11的一面17互为相对配置。在该互为相对的面之间构成支承轴8的轴线方向载荷的所谓止推轴承部。止推板12的直径大于法兰盘11，因此在止推板12的周边形成不对着法兰盘11的周边部18。
步骤108表示将套筒5与止推板12固定后将套筒下端侧密封的工序。一旦将套筒的下部19紧靠在法兰盘11和止推板12不相对的周边部18，就形成圆盘形法兰盘11的外周被圆筒形套筒5包围的结构，套筒5和法兰盘11、轴8的位置稳定固定。通过从套筒5的下部19延伸的尖湍部21将止推板12的另一面(反面)22铆接后将粘接剂27涂敷于该处进行密封。
步骤110表示外观检验及密封检验工序。外观检验特别要检验还作为主轴电动机的密封件用的止推板12及套筒5的形状和变位(松动)。密封检验是检验它们的气密状态，可用漏气测试器。
步骤112表示在轴8与套筒5的上端部互为相对的部分涂敷润滑流体7的工序。涂敷的润滑流体可以用如日本特开2000-179552号公报介绍的单质成分油。也可含有日本特开平8-259982号公报介绍的磁性流体组成物。
步骤114表示放置在真空气氛中的工序。放置在真空气氛中的是后述图4所示的流体轴承装置。即，是粘接轴8、套筒5、法兰盘11、止推板12及套筒5的尖端部21和止推板12的粘接剂27。流体轴承装置70为主轴电动机的半成品状态。但成为主轴电动机的核心。将该流体轴承装置70在真空度100Torr以下的譬如真空腔内放置数分钟。
步骤116表示将此前放置在真空气氛中的流体轴承装置70从真空气氛中返回到常压气氛中的工序。此时，产生大气压与轴承间隙部的真空间的压力差，使润滑流体充填到轴承间隙部。
最后如步骤118所示，通过激光焊接将转毂50焊接到轴8的端部。转毂50具有上壁部51和周壁部52，大致成圆盘形，其中心部开有未图示的孔，轴8嵌入该孔。
在供轴8嵌入的转毂50的上壁部51的中心部周边设有凹部53，对该凹部53与轴8抵接的部位作激光焊接并设激光焊接部54。凹部53形成后，不再需要确保激光焊接用的所谓焊接区，有助于主轴电动机的小型化。另外，凹部53可用作划定激光焊接部的标识部，因此可将激光焊接部54准确设定在规定位置。
图3表示完成本发明主轴电动机的主要工序，但并不是全部工序。譬如省略了套筒5嵌入底座2的工序、将定子铁心56及吸引板58固定到底座2的工序。另外，可根据设计更改图3所示组装顺序的部分或追加其它工序。
实施形态4图4表示构成本发明主轴电动机中枢部的流体轴承装置。在图3所示的组装方法中，一旦步骤112结束，流体轴承装置70就完成。该流体轴承装置70既不是将套筒5嵌入底座2，也不是将转毂50固定于轴8的另一端部，所以可与主轴电动机1区别。
即，流体轴承装置70是在轴8的一端部固定法兰盘11的一面，再与法兰盘的另一面互为相对地配置止推板12的一面。另外，止推板12的另一面被套筒5的尖端部21铆接，止推板12的另一面22与尖端部21抵接的部位用粘接剂27粘合，套筒5与止推板12被密封，在套筒5和轴8之间的锥形部6的周边涂敷润滑流体。这样一来，流体轴承装置70就如前所述，是所谓主轴电动机的中间体。虽然是中间体，但在本发明中可作为单元化的一个零件使用，这也是本发明的特征之一。
流体轴承装置70的功能检验通过譬如对套筒5及止推板12的外观检验或目视检验并确认其形状、变位(松动)等来进行。另外，为了气密检验，还要作漏气测试，不过单元化的本主轴电动机使这些检验变得容易，且在这个阶段不使用润滑流体，所以不会污染漏气测试装置及其辅助器具。
涂敷在锥形部6的防油剂因使表面张力下降，故有利于控制润滑流体飞溅到套筒5的外部。防油剂的涂敷使在套筒上端部露出的润滑流体易于擦拭。
另外流体轴承装置70不一定要在套筒5设锥形部6。这是因为，实施形态4的特征不是将润滑流体予先涂敷在套筒5的内周面9后再嵌入轴8，而是在将轴8嵌入套筒5的内周面9后再涂敷润滑流体，可以排除轴8嵌入时发生的漏出量。不过，在轴8的局部设有锥形31，这一点将在下面的实施形态5中详述。
实施形态5图5及图6表示实现本发明目的的最佳的轴8形状及套筒5的上端部形状。图5A表示在套筒5的上端部涂敷滑流流体7的状态，图5B是表示锥形部6和其近旁的轴8的放大图。图6是说明锥形部6A的作用的图。
如图5A所示，在轴8上设有由圆锥面和与之连接的圆筒面构成的轴锥形部部31。轴锥形部31的中心部32与套筒5上端部的锥形部6的端部33大体一致。这样的结构给锥形部6的端部33近旁带来较开阔的空间。
设于套筒5的上端部的锥形部6的端部33相当于将润滑流体圆滑地供给、充填到径向轴承间隙部24及止推轴承间隙部40的供给口，因此必须确保规定的空间。设在轴8上的轴锥形部31使该供给口的空间扩大，圆滑地供给、充填润滑流体。
轴锥形部31与套筒5的锥形部6相辅相成，形成开阔部34，因此扩大了保持润滑流体7的空间。从而可缓和润滑流体的压力，控制气泡的发生等。该供给口、即锥形部6的端部33近旁的空间扩大容易引起润滑流体向套筒5的外部飞溅，但因端部33向轴锥形部31的中心部32突出，故可避免此类问题。
另外，使锥形部6的端部33和设在套筒5的内周面9的润滑流体积存部26隔着径向轴承间隙24互为相对。这样的结构可以圆滑地由锥形部6向积存部26供给、充填润滑流体。通过积存部26，可从锥形部6向径向轴承间隙部24及止推轴承间隙部40圆滑地供给、充填润滑流体，且可以缓和施加在润滑流体的压力，控制润滑流体发生气泡。
再如图5B所示，积存部26的形状可形成人字形。轴锥形部31的端部39位于积存部26的大致中央部。即，积存部26的大致中央部位于轴锥形部31的端部，如果这样进行轴锥形部31和积存部26的定位，开阔部34就不会闭塞，从锥形部6的端部33近旁直到积存部26，大致以同样的粗细连通，所以可圆滑地向轴承间隙部供给、充填润滑流体。另外，附着在轴锥形部31附近的润滑流体通过离心力而集中到端部39，并转移到径向轴承间隙部24。即使有飞溅也会被积存部26收容。当然，轴锥形部31也可以不是圆锥面和圆筒面结构。积存部26的形状也可以不是人字形。总之，只要轴8上的轴锥形部31的局部和积存部26的局部隔着径向轴承间隙部24互为相对即可。
积存部26也设置在套筒5的中央附近，故万一有空气混入轴承间隙部，也可以在法兰盘11的中央部的空间和轴承部的空间保持规定量的润滑流体。
在锥形部6的厚度方向还设有阶梯部35。通过阶梯部35将锥形部6分为第1锥面36和第2锥面37。锥形部36的局部具有凹槽38。凹槽38也和第1锥面36及第2锥面37一样，可以看作一个锥面。
阶梯部35划定了涂敷防油剂的部位和不涂敷的部位间的边界，阶梯部35抑制防油剂经过端部33侵入径向轴承间隙部，阶梯部35还可作为控制润滑流体向套筒5的外部飞溅的油挡发挥作用。凹槽38还具有阻止润滑流体越过锥形部6溢出到套筒5外部的作用，即能够阻止溢流。
本实施例的锥形部6由阶梯部35、第1锥面36、第2锥面37及凹槽38构成，这些结构只要整体具有锥形即可，不必各部分别具备锥形。譬如，如将套筒5内径侧的第1锥面36设为大致平坦部，则锥面36可与阶梯部35一起作为将润滑流体供给、充填到径向轴承24和止推轴承40时的积存部使用。另外，关于凹槽38的形状及其数量或其深度等，只要考虑主轴电动机1整体的大小、锥形部6的大小设定即可。
图6说明本发明锥形部6A的作用、效果。
锥形部6A与图1及图5A所示的基本相同。为了方便，省略了设在锥形部6的阶梯部35、第1锥面36、第2锥面37及凹槽38，由这些构成的整个锥形部用符号6A表示。图6的轴8及转毂50也与图1、图5A的相同，不过为了与锥形部6A一致，分别用符号8A、50A将其示出。
在图6中，转毂50A以垂直的角度固定在轴8A的另一端部，在它们与套筒5A的上端部所包围的空间，存在一个由它们的大小和形状所决定的空间部61。
空间部61与2个间隙部、空隙部连通。一方是径向轴承间隙部24，另一方是套筒5的外径侧空隙部65。套筒5的外径侧空隙部65相当于通往空间部61的空气出入口，空气经外径空隙部65进入空间部61，或向套筒5A的外部排出。
以相互垂直的位置关系设置的轴8A和转毂50A所形成的空间部61的形状及大小由锥形部6A划定。本发明的套筒5A的上端部是从其内径侧向外径侧逐渐增加，锥形部6A与转毂50A间的间隔L1、L2是由套筒内径侧开始向其外径侧变窄。即，间隔L1大，间隔L2小。L1及L2的大小根据主轴电动机1的大小设定。譬如分别设定为0.3mm、0.1mm左右。从套筒内径侧到外径侧的大小譬如为1.7mm左右。
一旦轴8A及转毂50A旋转，即由于其离心力而在空间部61产生气流。该空气向圆周速度快的套筒5A的外径侧流动。但由于配设锥形部6A，该气流发生变化。即，产生从套筒5A内径侧向其外径侧的流出气流62和从套筒外径侧向其内径侧的流入气流63，由此在空间部61形成循环气流64。
空间部61的循环气流64的形成及其力的大小依赖于电机转速产生的风力、套筒上端部的间隔L1、L2、锥形部6A的倾斜角θ等。如间隔L2大，就可通畅地向空间部61流入空气及从空间部61流出空气，但对循环气流64的形成会产生重大影响。尤其是一旦空气的流出变大，就会妨碍循环气流64的形成。虽然还取决于转速和空间部的直径，不过间隔L2的值最大不要超过1mm，最好在0.2mm以下。本发明为了形成循环气流64，将间隔L1、L2及倾斜角θ设定为规定的大小。
流入气流63的方向能够抑制从径向轴承间隙部24渗出的油等润滑流体向套筒5A的外部飞溅。但该控制力与锥形部6A的倾斜角θ的大小有关，倾斜角θ小，将要从径向轴承间隙部24渗出的润滑流体推回套筒5A内径侧的力量就小。而倾斜角θ大，则会使径向轴承部的有效区域减少。因此，要构成所定的径向轴承部，就必须确认主轴电动机变大。
在这几个条件下反复多次实验的结果是，譬如，在转毂的内圆直径30mm、1分钟4万转左右的主轴电动机上，即使锥形部6A的倾斜角θ为5度左右也可得到充分的润滑流体密封效果。即，即使倾斜角θ是5度左右，锥形部6A也能有效地控制油等润滑流体的漏出、飞溅，而如果再对锥形部6A涂敷防油剂，则因润滑流体的表面张力下降，其效果就更加显著。具体地说，即使流入气流63的力在2μN以下，也足以将润滑流体压回套筒5A的内径侧。
技术效果从以上说明可知，本发明由于设置直径大于轴的法兰盘，所以可在与相对配置的上推板之间得到能充分支承轴的轴线方向载荷的止推轴承部。又由于在套筒上端部设置锥形部，所以可控制润滑流体向套筒外部飞溅、漏出。
由于设在套筒上端部的锥形部和转毂之间的间隔从套筒内径侧向其外径侧变窄，所以在转毂的与套筒互为相对的面上向半径方向内侧产生气流，可避免润滑流体顺转毂面渗出。另外，由于将设在轴侧的锥形部和设在套筒侧的锥形部都配置在开阔位置，所以润可确保充分涂敷滑流体的空间，同时缓和润滑流体压力，防止气泡发生，同时充分向积存部供给。
由于在套筒的上端部设锥形部，故可充分积存润滑流体，用于向轴承间隙部充填在转毂与相对的套筒上端部之间形成略封闭的空间，在套筒的与转毂互为相对的上端部向其半径方向、即从套筒的外径侧向其内径侧产生气流，因此可控制润滑流体从套筒的内径侧向其外径侧趋于漏出、飞溅。
由于可在空间部形成空气循环流，且其循环流与润滑流体在空间部中向套筒外径侧飞溅的方向相反，所以可控制润滑流体从套筒内径侧向其外径侧漏出、飞溅。
另外，润滑流体要沿套筒锥形部的坡度向上方漏出、飞溅，而在套筒的上端部产生与其方向相反的气流，因此，依靠该气流的力量可以将要渗出、飞溅的润滑流体压回套筒内径侧，控制润滑流体的飞溅。
又由于防油剂使表面张力降低，所以即使从套筒外径侧向其内径侧的气流力量减弱，也可控制润滑流体向套筒外部漏出、飞溅。由于防油剂具有不沾润滑流体的性质，故即使有如润滑流体外露出也容易擦去。
又，设在锥形部的阶梯部是划定涂敷防油剂处和不涂敷处的边界，阶梯部还可作为防止防油剂向径向轴承间隙部、止推轴承间隙部侵入的油挡发挥作用。
又，由锥形部圆滑地向积存部供给、充填油等润滑流体。设在轴侧的锥形部补充了设在套筒上端侧的锥形部的功能。即，设在套筒上端部的锥形部具有向径向轴承间隙部，止推轴承间隙部加入充填润滑流体时的积存部功能。锥形部的倾斜角小则不能充分确保作为积存部的功能，而设在轴侧的锥形补充该积存部功能。因此，一旦在轴侧设锥形，保持润滑流体的空间即扩大，润滑流体的压力得以缓和，从而防止气泡发生。
设在轴侧的锥形部和设在套筒内径侧的积存部以大致相同的间隙宽度连通，所以保持润滑流体的空间开阔，润滑流体可圆滑供给承间隙部，同时由扩大的空间缓和压力，可控制润滑流体发生气泡。
从套筒上端部到润滑流体积存部的间隙部不闭塞地形成开阔部，因此润滑体向径向轴承间隙部及止推轴承间隙部的供给、充填圆滑通畅。
工业应用性由于本发明具有上述效果，即，避免润滑流体的多余供给、补充，防止气泡发生、混入润滑流体，所以提供的主轴电动机寿命长，其工业价值高。
权利要求
1.一种主轴电动机，其特征在于，具有轴；固定于该轴的轴线方向一端部且直径大于该轴的法兰盘；供所述轴嵌合的圆筒形套筒；在所述轴与所述圆筒形套筒嵌合的面之间形成的径向轴承间隙部；对着所述套筒的上端部配置并固定于所述轴的轴线方向另一端部的转毂；在所述法兰盘附近与之互为相对的止推板；在所述法兰盘与所述止推板互为相对的面之间形成的止推轴承间隙部；保持在所述止推轴承间隙部的润滑流体，在所述套筒的上端部设有锥形部。
2.根据权利要求1所述的主轴电动机，其特征在于，设在套筒上端部的锥形部设置成与所述转毂之间的间隔从所述套筒的内径侧起向其外径侧变窄。
3.根据权利要求1或2所述的主轴电动机，其特征在于，具有由轴、转毂和套筒上端部围绕的空间，所述空间部从套筒的内径侧起向其外径侧逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的主轴电动机，其特征在于，在由轴、转毂毂和套筒上端部围绕的空间产生气流，该气流有从套筒内径侧向其外径侧的气流与从套筒外径侧向其内径侧的气流。
5.根据权利要求4所述的主轴电动机，其特征在于，从套筒外径侧向其内径侧的气流是沿套筒锥形部的坡度向下流动。
6.根据权利要求1～5任一项所述的主轴电动机，其特征在于，在设在套筒上端部的锥形部涂敷防油剂。
7.根据权利要求1或2所述的主轴电动机，其特征在于，在设在套筒上端部的锥形部的局部设有阶梯。
8.根据权利要求1或2所述的主轴电动机，其特征在于，靠近设在套筒上端部的锥形部的端部，在径向轴承间隙部的局部设有开阔部，该开阔部作为润滑流体的积存部。
9.根据权利要求1或2所述的主轴电动机，其特征在于，在设于套筒上端部的锥形部端部附近的轴周边设有锥形部。
10.根据权利要求1或2所述的主轴电动机，其特征在于，靠近设在套筒上端部的锥形部的端部，在径向轴承间隙部的局部设有开阔部，该开阔部作为润滑体的积存部，同时在设于套筒上端部的锥形部端部近旁的轴周边设有锥形部，设在所述套筒内周面的积存部配置在隔着径向轴承间隙部与设在轴上的锥形部互为相对的位置。
11.根据权利要求10所述的主轴电动机，其特征在于，设在轴上的锥形部的端部和设在套筒内周面的润滑流体积存部的局部隔着径向轴承间隙部互为相对。
全文摘要
一种主轴电动机,轴(8)嵌入套筒(5)。法兰盘(11)固定于轴(8)的一端部,在它们互为相对的面的间隙形成径向轴承部。止推板(12)的一面(16)与法兰盘(11)的一面(17)互为相对而构成止推轴承部。止推板(12)的另一面(22)由套筒(5)的尖端部(21)铆接,用粘接剂(27)将它们固定。在套筒(5)的上面部位设有锥形部(6)。本发明可提高耐磨损性、耐冲击性,且小型化。
文档编号G11B19/20GK1387296SQ0212160
公开日2002年12月25日 申请日期2002年5月21日 优先权日2001年5月22日
发明者吉嗣孝雄, 吉川昭一 申请人:松下电器产业株式会社