专利名称：流体动压轴承及其制造方法、主轴电机及盘驱动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体动压轴承、主轴电机、盘驱动设备以及该流体动压 轴承的制造方法。
背景技术：
用于在个人计算机、汽车导航系统等中使用的硬盘设备配备有用于 使磁盘绕其中心轴线旋转的主轴电机。在主轴电机的构造中，定子和转 子在其间布置有轴承装置的情况下相对于彼此旋转。近年来，通常使用 流体动压轴承装置作为主轴电机所用的轴承装置。在该流体动压轴承装 置中，轴和套筒之间存在润滑剂。轴和套筒在被润滑剂的流体动压支撑 的状态下相对于彼此旋转。
例如在日本专利特开公报No.2003-88042中公开了这种传统流体动 压轴承及设有该流体动压轴承的主轴电机。
用于支撑盘的毂、止推垫圈等固定至流体动压轴承的轴。这些部件 固定至轴的外周面。
毂、止推垫圈等的轴向端面经由润滑剂与套筒的轴向端面相对。因 此，有时要在毂等的轴向端面上形成具有增强润滑性质的润滑膜，以提 高穀等与套筒之间的可滑动性，而且还保护毂等和套筒免于在相互接触 时可能造成的损害。
然而，若在将毂等固定至轴的过程中，具有润滑膜的毂等的端面与 轴接触，则润滑膜有可能会变形，因此可能使穀等安装至轴的精度降低。 也就是说，润滑膜夹在轴与毂等的下表面之间而变形。特别是，这种变 形的变形量沿周向不均匀地分布。这会导致毂等相对于轴的轴向位置有 可能失配，并且毂等有可能相对于轴略微倾斜。
发明内容
根据本发明的一个方面的流体动压轴承包括沿中心轴线布置的轴、 固定至该轴的环形件、套筒、润滑剂以及润滑膜。
在所述轴的外周面上形成台阶面。所述环形件具有相对于中心轴线 径向延伸的下表面，该下表面的内缘部与所述台阶面接触。所述套筒具 有与所述环形件的下表面轴向相对的上表面。所述润滑剂存在于所述轴 与所述套筒之间以及所述环形件与所述套筒之间。
所述润滑膜至少在所述环形件的下表面的内缘部的径向向外的区域 中形成在所述下表面上。
一种根据本发明另一方面的制造流体动压轴承的方法，该方法包括
步骤a)、步骤b)和步骤c)。
在步骤a)中，在所述环形件的下表面的至少一部分上形成涂层。 在步骤b)中，在步骤a)之后，切削所述环形件的下表面以得到由
表面被切除的所述涂层形成的润滑膜以及暴露金属面，在该暴露金属面
上露出形成所述环形件的金属材料。
在步骤c)中，在步骤b)之后，通过使^f述环形件的所述暴露金属
面与在所述轴的外周面上形成的台阶面接触而将所述环形件和所述轴固
定在一起。
使用上述方法能够有效地在环形件的下表面上形成润滑膜和暴露金 属面。
在这里对本发明进行的说明中，用于说明各个部件的位置关系和方 位的术语"上"、"下"、"左"、"右"用于指图中的位置关系和方位，而 不是指构成实际装置时的位置关系和方位。
图1是沿包含中心轴线的平面剖取的表示盘驱动设备的剖视图。 图2是沿包含中心轴线的平面剖取的表示主轴电机的剖视图。 图3是沿包含中心轴线的平面剖取的表示套筒的剖视图。 图4是表示套筒的俯视图。
6图5是沿包含中心轴线的平面剖取的表示衬套及其附近的放大剖视图。
图6是表示主轴电机的制造过程的流程图。
图7是沿包含中心轴线的平面剖取的表示涂层的状态的剖视图，该 涂层作为在衬套上形成的润滑膜的原型。
图8是沿包含中心轴线的平面剖取的表示在衬套上进行切削作业的 状态的剖视图。
图9是沿包含中心轴线的平面剖取的表示已经进行过切削作业的衬 套的剖视图。
图10是沿包含中心轴线的平面剖取的表示已经进行过切削作业的 衬套的放大剖视图。
图11是沿包含中心轴线的平面剖取的表示根据修改实施方式的主轴 电机的剖视图。
具体实施例方式
以下参照附图描述本发明的实施方式。在以下描述中，术语"上" 是指沿中心轴线L转子单元4所在的一侧，术语"下"是指沿中心轴线L 定子单元3所在的一侧。然而，这些术语并不旨在限制本发明的流体动 压轴承、主轴电机和盘驱动设备的安装姿态。
图1是表示沿包含中心轴线的平面剖取的根据本发明一个实施方式 的盘驱动设备2的剖视图。盘驱动设备2是在两个磁盘22旋转的同时从 磁盘22读取信息以及在其上写入信息的硬盘驱动器。如图1所示，盘驱 动设备2包括设备外壳21、两个磁盘(以下简称为"盘")22、访问单元 23以及主轴电机l。
设备外壳21包括杯状第一外壳部件211和盘状第二外壳部件212。 第一外壳部件211具有上开口。主轴电机1和访问单元23安装在第一外 壳部件211的内底面上。第二外壳部件212结合至第一外壳部件211从 而可覆盖第一外壳部件211的上开口。盘22、访问单元23以及主轴电机 1被容纳在设备外壳21的由第一外壳部件211和第二外壳部件212环绕的内部空间213内。设备外壳21的内部空间213保持清洁。
盘22为均具有中心孔的盘状信息存储介质。盘22安装至主轴电机 l的毂42并上下叠置，其间插设有间隔件221。访问单元23包括面向盘 22的上下表面的四个读写头231、用于支撑相应读写头231的臂232以 及用于使臂232摆动的摆动机构233。访问单元23设计成利用摆动机构 233使臂232横过盘22摆动，从而允许读写头231访问盘22的期望位置。 因此，读写头231执行从盘22的记录面读取信息和在其上写入信息的任 务。读写头231可仅执行读取和写入任务之一。
接下来，描述主轴电机1的详细构造。图2是表示沿包含中心轴线 的平面剖取的主轴电机1的剖视图。如图2所示，主轴电机1包括固定 至盘驱动设备2的设备外壳21的定子单元3以及保持盘22并绕中心轴 线L旋转的转子单元4。
首先描述定子单元3的构造。定子单元3包括基部件31 、定子芯32、 线圈33以及套筒34。
基部件31由铝之类的金属材料制成，并固定到盘驱动设备2的设备 外壳21。基部件31具有大致筒状的保持部311,保持部311围绕中心轴 线L沿轴向(在沿中心轴线L延伸的方向上，该定义在以下都适用)伸 出。在保持部311的内周侧(相对于中心轴线L来说的内周侧，该定义 在以下都适用)形成通孔。定子芯32固定至保持部311的外周侧(相对 于中心轴线L来说的外周侧，该定义在以下都适用)。
尽管基部件31和第一外壳部件211在本实施方式中形成为单独的部 件，但是本发明不局限于此。可选的是，基部件31和第一外壳部件211 可形成为单个部件。
定子芯32包括固定至保持部311的外周面的环形芯背部321以及从 芯背部321径向向外(沿垂直于中心轴线L的方向，该定义在以下都适 用)伸出的多个齿部322。定子芯32例如由轴向层压的电磁钢板形成。
线圈33由绕定子芯32的各个齿部322缠绕的导线形成。线圈33连 接至电源(未示出)。若通过引线331从电源向线圈33供应驱动电流， 则在齿部322中产生径向磁通。在齿部322中产生的磁通与转子磁体43
8的磁通相互作用，以产生使转子单元4绕中心轴线L旋转的扭矩。
套筒34布置在轴41的外周侧，并具有用于围绕轴41的大致筒状的 内周面。套筒34固定至基部件31的保持部311的内周面。在套筒34的 下表面上形成向下伸出的突出部34a。用于将在套筒34的下端部中形成 的开口密封的帽35固定至突出部34a。
在轴41的外周面与套筒34的内周面之间形成允许轴41绕中心轴线 L旋转的径向动压轴承部。在套筒34的内周面与轴41的外周面之间的小 间隙(例如，几微米左右)、轴41的下表面与帽35的上表面之间的小间 隙、套筒34的上表面与下述毂42的下表面之间的小间隙以及在套筒34 中轴向形成的循环孔34b中连续填充润滑剂51 (参见图5)。使用主要由 酯类构成的油作为润滑剂51，例如多元醇酯类油或双酯类油。
图3是沿包含中心轴线的平面剖取的表示套筒34的剖视图。如图3 所示，在套筒34的内周面上形成第一径向动压槽阵列341和第二径向动 压槽阵列342， 二者都用于在轴41的外周面与套筒34的内周面之间存在 的润滑剂51中产生流体动压。第一径向动压槽阵列341和第二径向动压 槽阵列342都由人字形槽形成。
如图3所示，第一径向动压槽阵列341的各个槽的弯曲过渡点与槽 的上端之间的尺寸dl大于各个槽的弯曲过渡点与槽的下端之间的尺寸 d2。此外，第二径向动压槽阵列342的各个槽的弯曲过渡点与槽的下端 之间的尺寸d4大于各个槽的弯曲过渡点与槽的上端之间的尺寸d3。因此， 第一径向动压槽阵列341和第二径向动压槽阵列342产生朝套筒34的轴 向中心作用的流体动压。在尺寸dl、 d2、 d3和d4之中，尺寸dl最大。 第一径向动压槽阵列341和第二径向动压槽阵列342整体在润滑剂51中 产生向下作用的流体动压。
当轴41相对于套筒34旋转时，如以上所述，润滑剂51受到第一径 向动压槽阵列341和第二径向动压槽阵列342的压力。因而，使得轴41 在被润滑剂51中产生的流体动压径向支撑的同时旋转。
尽管在本实施方式中第一径向动压槽阵列341和第二径向动压槽阵 列342形成在套筒34的内周面上，然而本发明不限于此。例如，第一径向动压槽阵列和第二径向动压槽阵列可形成在套筒的内周面和轴的外周 面其中之一上。
图4是套筒34的平面图。在套筒34的上表面的外缘部形成有靠近 衬套44的下表面44a的支承面34c。支承面34c具有推力动压槽阵列343， 用于在衬套44的下表面44a和套筒34的上表面之间存在的润滑剂51中 产生流体动压。推力动压槽阵列343包括绕中心轴线L形成的多个螺旋 槽。当轴41和毂42相对于套筒34旋转时，润滑剂51受到推力动压槽 阵列343的压力。因而，使轴41和毂42在被润滑剂51中产生的流体动 压轴向支撑的同时旋转。
如以上所述，套筒34设计成以可旋转的方式支撑轴41和毂42,使 它们可绕中心轴线L旋转。套筒34、帽35、下述轴41以及下述毂42构 成本发明的流体动压轴承5。
套筒34由例如磁性或无磁性不锈钢、铜合金之类的金属材料制成。
尽管在本实施方式中套筒34由单个部件构成，但是其也可由两个以 上部件构成。例如，该套筒可包括套筒主体部和用于容纳套筒主体部的 套筒壳体。
返回去参照图2，将描述转子单元4的构造。转子单元4包括轴41、 毂42和转子磁体43。
轴41是沿中心轴线L布置的大致筒状部件。轴41插入套筒34的孔 中并由套筒34支撑以相对于其旋转。轴41包括直径较小的头部411和 直径比头部411大的主体部412，头部411用于保持其外周面上的下述衬 套44，主体部412插入套筒34中。
在轴41的外周面上在头部411与主体部412之间的边界部中形成台 阶面413。台阶面413与衬套44的下表面44a的内缘部接触，从而限制 毂42相对于轴41的轴向位置。
在轴41的下端部，形成有用于保持轴41不会从套筒34移除的环形 凸缘部414。凸缘部414位于在套筒34的下表面与帽35的上表面之间限 定的空间中。当向转子单元4施加向上作用力时，凸缘部414的上表面 与套筒34的下表面接触。这防止定子单元3和转子单元4相互分离。尽
10管在本实施方式中轴41和凸缘部414形成单个部件，但是本发明不局限 于此。例如，轴和凸缘部可由单独的部件构造。
毂42是固定至轴41而与其一起旋转的部件。毂42包括衬套44和 毂主体部45，衬套44固定至轴41的头部411，毂主体部45固定至衬套 44的外周面并设计成将盘22保持在适当位置。权利要求中限定的环形件 是指本实施方式中的衬套44。
图5是沿包含中心轴线的平面剖取的表示衬套44及其附近的放大剖 视图。如图5所示，衬套44在其下表面44a的内缘部与轴41的台阶面 413接触的状态下固定至轴41。衬套44的下表面44a面向套筒34的上 表面。由套筒34的支承面34c、衬套44的下表面44a和存在于其间的润 滑剂51构成推力动压轴承。衬套44包括从下表面44a的外缘部向下延 伸的筒状部441。筒状部441的内周面44b与衬套44的下表面44a相连 并隔着润滑剂51面对套筒34的外周面。在筒状部441的外周面上，形 成有与毂主体部45的下表面的内缘部接触的筒状部台阶面44c。
在衬套44的下表面44a和筒状部441的内周面44b上形成凹部46， 使得凹部46在下表面44a和内周面44b上延伸。凹部46包括在衬套44 的下表面44a上形成的第一凹部461以及在筒状部441的内周面44b上 形成的第二凹部462。凹部46构成整体截面为大致L形的单个槽。
第一凹部461至少覆盖衬套44的下表面44a的与套筒34的支承面 34c面对的区域。第一凹部461形成在下表面44a上除与轴41的台阶面 413接触的部分之外的区域中。第二凹部462在从内周面44b的上端延伸 指定宽度的区域上形成在筒状部441的内周面44b上。凹部46在衬套44 的下表面44a和筒状部441的内周面44b上形成为在它们的整个周边绕 中心轴线L延伸。
在凹部46的表面上形成润滑膜47以增强套筒34和衬套44之间的 润滑。润滑膜47保持在凹部46的凹陷区域中。该构造确保了润滑膜47 的位置精确限定在衬套44上。润滑膜47能够确保套筒34与衬套44之 间的良好滑动运动，并且即使在套筒34与衬套44由于外部冲击或其它 原因而相互接触时也可保护它们不振动或不被损坏。
ii润滑膜47由固体材料制成，例如具有高润滑特性的树脂。例如，润
滑膜47可由以下材料中的一种或多种制成硫化钼、硫化钨、石墨、氮 化硼、三氧化二锑、聚四氟乙烯(PTFE)、笔铅、云母、滑石、皂石以及 锌白。
在本实施方式的主轴电机1中，如以上所述，保持在第一凹部461 和第二凹部462中的润滑膜47形成在衬套44的下表面44a上除与轴41 的台阶面413接触的部分之外的区域中。这意味着在衬套44的下表面44a 与轴41的台阶面413之间不存在润滑膜47。因此，能够避免因润滑膜 47的变形而使衬套44安装至轴41的精度降低的问题。还能够防止毂42 与轴41轴向错位。而且，能够防止毂42以倾斜状态附连至轴41。
在本实施方式中，保持在第一凹部461和第二凹部462中的润滑膜 47形成在衬套44的下表面44a上包括与套筒34的支承面34c面对的部 分在内的区域中。因此，能够适当保护构成推力动压轴承的支承面34c 以及衬套44的面对支承面34c的下表面44a免受损坏。
在本实施方式中，第二凹部462形成在筒状部441的内周面44b上。 润滑膜47的涂层区域在筒状部441的内周面44b上延伸。这能够适当保 护筒状部441的内周面44b和套筒34的外周面免受损坏，即使在因盘22 的重量而使衬套44挠曲从而致使筒状部441的内周面44b与套筒34的 外周面接触的情况下也是如此。
返回去参照图2，毂主体部45包括平面部451、毂筒状部452以及 毂凸缘部453。平面部451固定至衬套44的外周面并径向向外延伸。毂 筒状部452从平面部451的外缘部向下延伸。毂凸缘部453从毂筒状部 452的下端部径向向外延伸。
盘22的内周部(内周面或内缘)与毂筒状部452的外周面45a接触。 盘22放置在毂凸缘部453的上表面45b上。
盘22上下叠置地以水平姿势布置在毂凸缘部453的上表面45b上。 也就是说，盘22中的下部盘放置在毂凸缘部453的上表面45b上，盘22 中的上部盘放置在该下部盘上方，其间插设有间隔件221。盘22的内周 部与毂筒状部452的外周面45a接触，从而保持盘22不会径向运动。
12本实施方式的盘22由铝制成。毂主体部45也由铝制成。因此，盘 22的线性膨胀系数与穀主体部45的线性膨胀系数相同或接近。
这有助于避免在盘22和毂主体部45之间产生过高应力，即使环境 温度或主轴电机1的内部温度发生变化也是如此。本实施方式的衬套44 由不锈钢或硬度提高的其它材料制成。这用于保持衬套44牢固地固定至 轴41。
尽管本实施方式的毂42由两个部件，即衬套44和毂主体部45构成， 但是本发明不局限于此。可选的是，毂42可形成为单个部件。例如，若 利用玻璃作为主要材料制成盘，则可利用不锈钢或线性膨胀系数接近盘 的线性膨胀系数的其它材料将毂形成为单个部件。在这种情况下，毂用 作所述环形件。
转子磁体43通过轭431附连至毂主体部45的下表面。转子磁体43 绕中心轴线L环形布置。转子磁体43具有作为磁极面的内表面，该磁极 面面对定子芯32的齿部322的外周面。
在上述主轴电机l中，若向定子单元3的线圈33施加驱动电流，则 在定子芯32的齿部322中产生径向磁通。通过齿部322与转子磁体43 之间的磁通的作用而产生扭矩，该扭矩致使转子单元4绕中心轴线L相 对于定子单元3旋转。支撑在毂42上的盘22与轴41和毂42 —起绕中 心轴线L旋转。
接下来，参照图6中所示的流程图描述主轴电机1的制造顺序。主 轴电机1的下述制造顺序包括作为主轴电机1的一部分的流体动压轴承5 的制造顺序。
在主轴电机1的制造中，首先制备其上还未形成润滑膜47的衬套 44。在衬套44的下表面44a上待覆盖润滑膜47的区域中预先形成凹部 46。衬套44的下表面44a的凹部46与筒状部441的内周面44b周围的 区域处于比制造后状态可得到的尺寸略大的隆起状态(切削前状态)。
一旦在衬套44做好使用准备后，就在衬套44的下表面44a和筒状 部441的内周面44b上形成作为润滑膜47的原型的涂层470 (步骤S1)。 更具体地说，如图7所示，通过涂敷、喷洒、转印或其它方法将形成润滑膜47的材料连续地贴附至在衬套44的下表面44a以及筒状部441的 内周面44b上的凹部46及其附近区域。
在形成涂层470之后，在衬套44的下表面44a和筒状部441的内周 面44b上执行切削作业(步骤S2)。更具体地说，首先通过卡盘机构(未 示出)保持衬套44。该卡盘机构旋转从而使衬套44绕中心轴线L旋转。 如图8所示，在使衬套44旋转的同时使切削工具6沿目标表面轮廓(在 图8中由虚线表示)前进而切削筒状部441的内周面44b和衬套44的下 表面44a。
在该切削作业期间，如图8所示对形成衬套44的金属材料和涂层 470进行连续切削。通过该切削作业，如图9所示，在衬套44的下表面 44a和筒状部441的内周面44b上形成露出形成衬套44的金属材料的暴 露金属面44d以及由表面被切掉的涂层470形成的润滑膜47。
在本实施方式中，如以上所述，通过在衬套44的凹部46及其附近 区域上形成作为润滑膜47的原型的涂层470，然后顺序切削衬套44和涂 层470，而形成暴露金属面44d和润滑膜47。这能够在衬套44的下表面 44a上除与轴41的台阶面413接触的部分以外的区域中有效且容易地形 成润滑膜47。
在图9中，润滑膜47的表面以及暴露金属面44d示出为它们好像在 其边界区域相互平滑连接。然而，严格来说，暴露金属面44d略低于衬 套44的下表面44a上的已经进行过切削作业的润滑膜47的表面，如在 图10中可见，图10是沿包含中心轴线的平面剖取的衬套的局部放大剖 视图。在润滑膜47的表面与暴露金属面44d之间的边界区域形成台阶部 44e。
台阶部44e是通过对切削阻力较低的涂层470以及切削阻力较高的 金属材料进行连续切削而形成的。切削工具6的运动方向不局限于图8 中所示的方向。在切削工具6沿与图8中所示相反的方向运动时，在衬 套44的筒状部441的内周面44b上的暴露金属面44d与润滑膜47之间 的边界区域中形成与台阶部44e相同的台阶部。
接下来，通过将毂主体部45固定至已经进行过上述步骤的衬套44上而制造毂42 (步骤S3)。就此而言，穀主体部45例如以冷縮装配或压 配合方式固定至衬套44。
与上述的一系列步骤相继或并行的是，将轴41插入套筒34中(步 骤S4)。轴41穿过套筒34的下开口插入。当插入操作结束时，轴41的 头部411伸出超过套筒34的上开口 。
之后，将在步骤S4中插入套筒34的轴41以及在步骤S3中得到的 毂42固定在一起(步骤S5)。更具体地说，以压配合方式将毂42的衬套 44固定至轴41的头部411。在该压配合期间，在衬套44的下表面44a 的内缘部中形成的暴露金属面44d与轴41的台阶面413接触，从而限制 毂42相对于轴41的轴向位置。将轴41和毂42固定在一起的方法不局 限于压配合。也可以使用诸如粘接、冷縮装配之类的其它固定方法。
接下来，将帽35附连至套筒34的供轴41插入的下端部(步骤S6)。 帽35以焊接、粘合或敛缝方式固定至在套筒34的下端部中形成的突出 部34a。通过将帽35附连至套筒34的下端部而闭合套筒34的下开口 。
一旦在将帽35附连至套筒34的下端部之后，就填充润滑剂51 (步 骤S7)。更具体地说，首先将以上步骤中获得的包括套筒34、帽35、轴 41和毂42的组件装在一腔室中，然后使该腔室的内部减压。通过套筒 34的外周面与衬套44的筒状部441的内周面44b之间的间隙填充润滑剂 51。之后，通过使腔室内部的压力恢复至常压而使润滑剂51沿组件内的 间隙散布。
润滑剂51连续填充在套筒34的内周面与轴41的外周面之间的小间 隙、轴41的下表面与帽35的上表面之间的小间隙、套筒34的上表面与 衬套44的下表面之间的小间隙以及轴向形成在套筒34中的循环孔34b 中。
轭431和转子磁体43固定至毂主体部45的下表面(步骤S8)。更 具体地说，轭431通过粘合剂固定至毂主体部45的平面部451的下表面， 转子磁体43通过粘合剂固定至轭431的内周面。
在定子单元3中，定子芯32和线圈33固定至基部件31 (步骤S9)。 更具体地说，通过将定子芯32的芯背部321压配合至基部件31的头部
15311的外周面而使基部件31和定子芯32相互固定。从线圈33延伸的引 线331连接至指定电源装置。
接着，通过将套筒34压配合至基部件31的头部311而使基部件31 和套筒34相互固定(步骤SIO)。通过上述步骤而完成了主轴电机l。
尽管以上描述了本发明的一个实施方式，然而本发明并不局限于此。 在不背离本发明范围的情况下可做出多种改变和修改。
例如，尽管在步骤Sl中仅在凹部46及其附近区域上形成作为润滑 膜47的原型的涂层470，但是本发明并不局限于此。可在更广的区域上 形成润滑膜。也就是说，在切削作业之前执行的步骤S1中，可在至少覆 盖凹部46的区域上形成涂层470。例如，可在作为所述环形件的衬套的 下表面以及筒状部的内周面的整个区域中形成涂层。
尽管上述主轴电机1是其中轴41与毂42 —起旋转的所谓的轴旋转 式电机，但是本发明并不局限于此。本发明可应用于例如轴固定式流体 动压轴承、轴固定式主轴电机以及轴固定式盘驱动设备。
图11是沿包含中心轴线的平面剖取的表示轴固定式主轴电机的剖 视图。对于图11所示的主轴电机701，套筒741、毂742和转子磁体743 作为一个单元绕相对于基部件731固定的轴734旋转。作为环形件的推 力垫圈735固定至轴734的外周面。轴734、推力垫圈735和套筒741构 成流体动压轴承705。
在轴固定式主轴电机701中，在推力垫圈735的下表面上形成润滑 膜736。润滑膜736形成在推力垫圈735的下表面上除与轴734的台阶面 734a接触的部分以外的区域中。借此，能够防止推力垫圈735相对于轴 734的轴向位置出现错位，并防止推力垫圈735倾斜。
尽管在以上实施方式中推力动压槽阵列343形成在套筒34或741的 上表面上，但是本发明并不局限于此。例如，推力动压槽阵列可形成在 衬套的下表面上或者推力垫圈的下表面上。在这种情况下，可在形成推 力动压槽阵列之后在衬套的下表面或者推力垫圈的下表面上形成润滑 膜。可选的是，可在衬套的下表面或推力垫圈的下表面上形成润滑膜之 后在润滑膜的表面上形成推力动压槽阵列。尽管上述实施方式的套筒34或741由不锈钢或铜合金之类的金属材 料(可溶性材料)制成，但是本发明并不局限于此。例如，套筒可由在 加热金属粉末的同时使其粘结并固化而得到的多孔烧结体形成。这确保 了套筒的内部浸有润滑剂，从而允许轴和毂能更加顺畅地相对于套筒进 行滑动运动。能以相对较低的价格获得由多孔烧结体形成的套筒。作为 再一选择，套筒可由各种树脂材料制成。
尽管在以上实施方式中描述了作为硬盘驱动器的盘驱动设备2以及 安装到其上的主轴电机l，但是本发明并不局限于此。例如，本发明可应 用于光盘驱动器之类的其它盘驱动设备、以及安装至该盘驱动设备上的 主轴电机和流体动压轴承。此外，在本发明中可使用除油之外的润滑剂， 例如气体。
权利要求
1、一种流体动压轴承，该流体动压轴承包括沿中心轴线布置的轴，该轴的外周部上形成有台阶面；固定至所述轴的环形件，该环形件具有相对于所述中心轴线径向延伸的下表面，该下表面具有与所述台阶面接触的内缘部；套筒，该套筒具有与所述环形件的下表面轴向相对的上表面；存在于所述轴与所述套筒之间以及所述环形件与所述套筒之间的润滑剂；以及润滑膜，所述润滑膜至少在所述环形件的下表面的所述内缘部的径向向外延伸的区域中形成在所述下表面上。
2、 如权利要求1所述的流体动压轴承，其中，在所述套筒的上表面 上形成支承面，该支承面具有推力动压槽阵列，该推力动压槽阵列用于 在所述套筒的上表面与所述环形件的下表面之间存在的润滑剂中产生流 体动压；并且所述润滑膜至少在与所述套筒的支承面轴向相对的区域中 形成在所述环形件的下表面上。
3、 如权利要求1所述的流体动压轴承，其中，所述环形件包括筒状 部，该筒状部具有从所述环形件的下表面向下延伸的内周面；并且所述 润滑膜连续形成在所述筒状部的内周面与所述环形件的下表面上。
4、 如权利要求1所述的流体动压轴承，其中，在所述环形件的下表 面上形成与所述台阶面接触的暴露金属面以及高于该暴露金属面的第一 凹部；并且所述润滑膜形成在所述第一凹部中。
5、 如权利要求4所述的流体动压轴承，其中，所述暴露金属面低于 所述润滑膜。
6、 如权利要求4所述的流体动压轴承，其中，在所述环形件的下表 面上形成使所述暴露金属面和所述第一凹部互连的台阶部。
7、 如权利要求4所述的流体动压轴承，其中，所述环形件包括筒状 部，该筒状部具有从所述环形件的下表面向下延伸的内周面；在所述筒 状部的内周面上形成与所述第一凹部相连的径向向外凹陷的第二凹部； 并且所述润滑膜形成在所述第一凹部和所述第二凹部中。
8、 如权利要求3所述的流体动压轴承，其中，在所述筒状部的内周 面上形成径向向外凹陷的第二凹部；并且所述润滑膜形成在所述第二凹 部中。
9、 如权利要求1所述的流体动压轴承，其中，所述润滑膜在所述环 形件的下表面的内缘部径向向外延伸的整个区域中形成在所述环形件的 下表面上。
10、 如权利要求1所述的流体动压轴承，其中，所述轴包括主体部 和头部，所述主体部的外周面与所述套筒的内周面径向相对，所述头部 的外周面的直径小于所述主体部的外周面的直径；并且所述轴的台阶面 位于所述主体部与所述头部之间的边界区域。
11、 一种主轴电机，该主轴电机包括 定子单元；转子单元，该转子单元通过权利要求1所述的流体动压轴承而以可 旋转的方式被所述定子单元支撑；以及扭矩产生部分，该扭矩产生部分用于产生扭矩以使所述转子单元绕 所述中心轴线相对于所述定子单元旋转。
12、 一种盘驱动设备，该盘驱动设备用于在使盘旋转的同时执行读 信息和写信息中的至少一种任务，并包括权利要求11所述的用于使所述盘旋转的主轴电机； 用于执行从所述盘读取信息和在所述盘上写入信息中的至少一种任 务的访问单元；以及用于容纳所述主轴电机和所述访问单元的外壳。
13、 一种用于制造流体动压轴承的方法，该流体动压轴承包括沿 中心轴线布置的轴；固定至所述轴并相对于所述中心轴线径向向外延伸 的环形件；用于支撑所述轴和所述环形件以使它们相对彼此旋转的套筒； 以及在所述轴与所述套筒之间以及所述环形件与所述套筒之间存在的润 滑剂，其中该方法包括-a) 在所述环形件的下表面的至少一部分上形成涂层的步骤；b) 所述步骤a)的后继步骤，在该步骤中，切削所述环形件的下表面以得到由表面被切除的所述涂层形成的润滑膜以及暴露金属面，在该暴露金属面上露出形成所述环形件的金属材料；以及c)所述步骤b)的后继步骤，在该步骤中，通过使所述环形件的所述暴露金属面与在所述轴的外周面上形成的台阶面接触而将所述环形件 和所述轴固定在一起。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述环形件包括第一凹部， 该第一凹部在高于所述暴露金属面的位置形成在所述下表面上；并且在 所述步骤a)中，所述涂层至少形成在包含所述第一凹部的区域中。
15、 根据权利要求13所述的方法，其中所述暴露金属面低于所述润 滑膜。
16、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述轴包括主体部和头部， 所述主体部的外周面与所述套筒的内周面径向相对，所述头部的外周面 的直径小于所述主体部的外周面的外径；并且所述轴的台阶面位于所述 主体部与所述头部之间的边界区域。
17、 根据权利要求13所述的方法，其中在所述步骤a)中，所述涂层至少在一区域的除与所述台阶面接触的部分以外的部分中形成在所述 环形件的下表面上。
18、 根据权利要求13所述的方法，其中，所述环形件包括从所述环 形件的下表面向下延伸的筒状部；所述筒状部具有与所述环形件的下表 面相连的内周面；并且在所述步骤a)中，所述润滑膜连续形成在所述环 形件的下表面以及所述筒状部的内周面上。
19、 根据权利要求14所述的方法，其中，所述环形件包括从所述环 形件的下表面向下延伸的筒状部；所述筒状部具有与所述环形件的下表 面相连的内周面以及与所述第一凹部相连的第二凹部；并且在所述步骤 a)中，所述润滑膜至少形成在包含所述第一凹部和所述第二凹部的区域 中。
20、 根据权利要求19所述的方法，其中，在所述步骤b)中，对所 述环形件的下表面和所述筒状部的内周面进行切削而在所述环形件的下 表面和所述筒状部的内周面上形成所述润滑膜和所述暴露金属面。
全文摘要
本发明涉及流体动压轴承及其制造方法、主轴电机及盘驱动设备。所述流体动压轴承包括沿中心轴线布置的轴、固定至该轴的环形件、套筒、润滑剂以及润滑膜。在所述轴的外周面上形成台阶面。所述环形件具有相对于中心轴线径向延伸的下表面，该下表面的内缘部与所述台阶面接触。所述套筒具有与所述环形件的下表面轴向相对的上表面。所述润滑剂存在于所述轴与所述套筒之间以及所述环形件与所述套筒之间。所述润滑膜至少在所述环形件的下表面的内缘部的径向向外的区域中形成在所述下表面上。
文档编号G11B19/20GK101498339SQ20091000392
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月31日
发明者丸山哲也, 伊藤通浩, 小嶋裕文, 斋地正义, 沓掛诚 申请人:日本电产株式会社