動壓氣體軸承電動機的制作方法

專利名稱：動壓氣體軸承電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及小型電動機的軸承，尤其是涉及適合于硬盤驅動裝置(以下簡稱為HDD裝置)等那樣需要徑向及軸向定位精度的精密旋轉用電動機的軸承。
背景技術：
HDD裝置等中使用的小型電動機、即所謂的主軸電動機，為了進行信息的讀寫或讀取而要求高精度的旋轉。尤其是最近，出于記錄的高密度化的要求，對于徑向和軸向的定位需要嚴格的精度，而且，出于伴隨HDD裝置小型化而來的節能化的要求，減少電動機的消耗電流正受到重視。
但是，作為這種電動機的軸承，以往大多使用滾珠軸承，但因為上述高精度的旋轉要求，正逐漸從滾珠軸承轉換成使用潤滑油的動壓油型的滑動軸承。但是，使用油的動壓油軸承電動機大多受油的特性的影響，尤其是懼怕低溫時的消耗電流的增加和高速旋轉時的油泄漏和油劣變的影響，為了與其對應而使用相同的動壓軸承的情況下，可以考慮利用氣體來取代油。但是，使用氣體例如空氣時，對于低溫時的消耗電流的增加和潤滑油的泄漏及劣變不存在問題，但因為其粘度是油的大約1/1000，為了得到承受同等負荷用的軸承剛性，需要在直徑大的場所產生動壓的結構。
為此，已有了這樣的提案，即，為了在電動機旋轉體內部的有限的空間最大限度地構成大的動壓氣體軸承，通過由該電動機旋轉體的內周面和帶臺階圓柱形的支承軸的外周面構成的徑向動壓氣體軸承和由支承軸上表面及電動機旋轉體的貫插部底面所構成的推力動壓氣體軸承來支承電動機旋轉體(例如參照日本專利特開2000-50568號公報)。
為了延長徑向動壓氣體軸承的長度，已有相對于與支承軸同心的輻射狀的定子線圈組具有規定的空隙，由設于電動機旋轉體上的盤片承接部下方側外周的轉子磁鐵構成電動機驅動部的內轉子結構的提案(例如，參照日本專利特開2001-352726號公報)。
但是，將以往的動壓氣體軸承電動機用于HDD裝置時，上述特開2000-50568號公報所揭示的以往的動壓氣體軸承電動機中，沒有考慮用于保持磁記錄媒體即盤片所不可缺少的夾持螺孔。即，例如，如圖13所示，在電動機旋轉體51的上表面部51a上的推力動壓氣體軸承52的上方位置穿孔形成夾持螺孔53時，為了良好地穿孔夾持螺孔53，必須將電動機旋轉體51的上表面部做厚，與電動機旋轉體51的上表面部51a加厚相對應，會使徑向動壓氣體軸承54的長度變短，存在軸承剛性下降的問題。圖13中的55是立設在安裝基臺56上的支承軸，由該支承軸55的上部形成的大直徑部55a的上表面、電動機旋轉體51的上表面部51a的下表面構成推力動壓氣體軸承52。圖13中的57是與支承軸55同心安裝的定子線圈組，58是安裝在電動機旋轉體51的下端部外周的轉子磁鐵。
如圖13所示，在電動機旋轉體51的上表面部51a穿設夾持螺孔53時，將該夾持螺孔53從電動機旋轉體51的上表面部51a朝下方不貫通地形成為袋孔狀時，在形成螺紋面53a之前必須事先用鉆頭穿設圓孔53b。因此，為了穿設所述圓孔53b，需要比由螺紋面53a構成的有效螺紋深度長的尺寸，故必須使電動機旋轉體51的上表面部51a形成得較厚，導致徑向動壓氣體軸承54的長度變短。
另一方面，當將該夾持螺孔53從電動機旋轉體51的上表面部51a貫通至下方形成時，盡管在夾持螺孔53的所有長度上可形成螺紋面53a，但在穿設該夾持螺孔53時，電動機旋轉體51的上表面部51a的下表面受到穿孔時的力而變形，產生隆起或凸出的部分，另外，為了封閉夾持螺紋53而需要粘貼封閉密封件(未圖示)，如圖14所示，電動機旋轉體51的上表面部51a的下表面與支承軸55的大直徑部56的上表面之間無法構成推力動壓氣體軸承。
如上述特開2001-352726號公報所示，在電動機旋轉體的側壁上部設置夾持螺孔的情況下，為了不使盤片因振動和沖擊而錯位，需要得到大的緊固力用的螺紋直徑，為了將該螺孔設置在電動機旋轉體側壁上而使電動機旋轉體側壁部變厚，其結果，徑向動壓氣體軸承的直徑減小，存在軸承剛性下降的問題。

發明內容
本發明就是為了解決上述問題，其目的在于，提供一種即使在電動機旋轉體的上表面形成了插入能良好地保持盤片的螺釘用的夾持螺孔，也能以足夠的長度和直徑來確保徑向動壓氣體軸承和推力動壓氣體軸承，能得到足夠軸承剛性的動壓氣體軸承電動機。
技術方案1所述的動壓氣體軸承電動機，將圓柱形的支承軸立設于安裝基臺上，將有底圓筒狀的電動機旋轉體以留有間隙地從上方及側方覆蓋所述支承軸的外周的形態嵌合，在所述電動機旋轉體或固定于電動機旋轉體的構件上設置轉子磁鐵，與所述支承軸同心且與所述轉子磁鐵相對地設置定子線圈組，通過將所述電動機旋轉體面臨所述間隙形成的徑向動壓氣體軸承及推力動壓氣體軸承來進行支承，其特征在于，所述支承軸的上表面部形成為朝下方凹陷的凹狀，在所述電動機旋轉體上的面臨所述支承軸的凹狀部的部位，形成留有間隙地嵌入所述凹狀部內的凸狀部，由所述電動機旋轉體的內周面和所述支承軸的外周面構成徑向動壓氣體軸承，由所述電動機旋轉體的凸狀部和所述支承軸的凹狀部構成推力動壓氣體軸承，將所述推力動壓氣體軸承配置在所述徑向動壓氣體軸承的上端的下側，在所述電動機旋轉體的上表面部上的所述支承軸的凹狀部的上方位置形成用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔。
通過該結構，在電動機旋轉體的上表面部上可形成用于插通可良好地保持盤片的螺釘的夾持螺孔，同時可由電動機旋轉體的凸狀部和支承軸的凹狀部構成推力動壓氣體軸承，而且，徑向動壓氣體軸承的長度可取得長。
技術方案2所述的發明，在技術方案1所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，在電動機旋轉體的上表面部上的凸狀部的外周側部位，以從上方面臨支承軸的凹狀部的形態貫通來形成夾持螺孔。
通過該結構，在電動機旋轉體的上表面部貫通形成夾持螺孔，故使電動機旋轉體的上表面部的厚度本身成為有效螺紋深度，且可使電動機旋轉體的上表面部的厚度做薄，又，因將夾持螺孔設置在電動機旋轉體的上表面部上的凸狀部的外周側部位，故即使從該部位朝下方穿孔時產生隆起部等的情況、或對夾持螺孔粘貼封止密接件的情況下，通過電動機旋轉體的凸狀部和支承軸的凹狀部能無障礙地構成推力動壓氣體軸承。
技術方案3的發明，在技術方案1所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，在電動機旋轉體的上表面部上的與凸狀部對應的位置，以不貫通凸狀部的下表面的形態使夾持螺孔形成為袋孔狀。
通過該結構，可將由電動機旋轉體的凸狀部和支承軸的凹狀部構成的推力動壓氣體軸承的面積取得大。
技術方案4的發明，在技術方案1～3中任何1項所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，支承軸為具有比與安裝基臺的結合部直徑大的大直徑部的帶臺階圓柱狀，在電動機旋轉體上以留有間隙的狀態設置推力套環，以從下方夾住支承軸的大直徑部，也可由支承軸的大直徑部的下表面和推力套環的上表面構成推力動壓氣體軸承。
通過該結構，也可由支承軸的大直徑部下表面和所述推力套環的上表面構成推力動壓氣體軸承。
技術方案5所述的發明，在技術方案1～3中任何1項所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，支承軸由立設于安裝基臺的圓筒狀部、凹狀地固定于該圓筒狀部的上端部內周且具有中央孔部的圓板狀的推力板部構成，在電動機旋轉體的軸心位置，設有貫通所述支承軸的推力板的中央孔部、外周具有轉子磁鐵的圓柱狀構件，在所述支承軸的圓筒狀部內側，與所述轉子磁鐵相對地設置定子線圈組，由所述電動機旋轉體的內周面和所述支承軸的圓筒狀部的外周面構成徑向動壓氣體軸承，由所述電動機旋轉體的凸狀部和作為所述支承軸的凹狀部的推力板部的上表面構成推力動壓氣體軸承。
通過該結構，可將由轉子磁鐵和定子線圈組構成的電動機驅動部配置在支承軸內部，能將徑向動壓氣體軸承的長度取得長，能產生足夠的軸承剛性。
技術方案6所述的發明，在技術方案5所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，在圓柱狀構件的轉子磁鐵的上方位置，設有面臨推力板部的下面部的凸緣狀的推力套環部，也可由所述推力板部的下面部和所述推力套環部的上表面構成推力動壓氣體軸承。
通過該結構，也可由推力板部的下面部和所述推力套環部的上表面構成推力動壓氣體軸承。
技術方案7所述的動壓氣體軸承電動機，將圓柱形的支承軸立設于安裝基臺上，將有底圓筒狀的電動機旋轉體以留有間隙地從上方及側方覆蓋所述支承軸的外周的形態嵌合，在所述電動機旋轉體或固定于電動機旋轉體的構件上設置轉子磁鐵，與所述支承軸同心且與所述轉子磁鐵相對地設置定子線圈組，由面臨所述間隙形成的徑向動壓氣體軸承及推力動壓氣體軸承支承所述電動機旋轉體，其特征在于，由所述電動機旋轉體的內周面和所述支承軸的外周面構成徑向動壓氣體軸承，由所述支承軸的上表面部和所述電動機旋轉體上的面臨所述支承軸的上表面部的底面部構成推力動壓氣體軸承，在所述電動機旋轉體的上表面部上，固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔的螺孔板。
通過該結構，不用在電動機旋轉體的上表面部直接形成夾持螺孔，通過形成螺孔板，可將貫通的夾持螺孔形成在螺孔板上，能消除螺紋加工中的底孔的不完整螺紋部、即沒有形成螺紋面而只形成圓孔的部位，即使形成規定的螺孔深度，也能使電動機旋轉體的上表面部的厚度做薄。其結果，能在電動機旋轉體內最大限度地確保徑向動壓氣體軸承的直徑及長度，得到足夠的軸承剛性，而且，在構成動壓氣體軸承部的電動機旋轉體上不直接設置螺孔，因而在洗凈過程中可將電動機旋轉體和螺孔板在不同工序中進行洗凈，殘留在夾持螺孔內的切削油和加工殘留物等物質不會污染電動機旋轉體的軸承部和表面，可提高可靠性，可減少成為HDD裝置的功能障礙的物質。
技術方案8所述的發明，在技術方案7所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，支承軸為具有比與安裝基臺的結合部直徑大的大直徑部的帶臺階圓柱狀，由該大直徑部的上表面部和所述電動機旋轉體上的面臨所述支承軸的上表面部的底面部構成推力動壓氣體軸承，以留有間隙的狀態在電動機旋轉體上設置推力套環，以從下方夾住支承軸的大直徑部，也可由支承軸的大直徑部的下表面和所述推力套環的上表面構成推力動壓氣體軸承。
通過該結構，也可由支承軸的大直徑部下表面和所述推力套環的上表面構成推力動壓氣體軸承。
技術方案9所述的發明，在技術方案7所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，支承軸由立設于安裝基臺的圓筒狀部、固定于該圓筒狀部的上端部內周且具有中央孔部的圓板狀的推力板部構成，在電動機旋轉體的軸心位置，設有貫通所述支承軸的推力板的中央孔部、外周具有轉子磁鐵的圓柱狀構件，在所述支承軸的圓筒狀部內側，與所述轉子磁鐵相對地設置定子線圈組，在圓柱狀構件上的轉子磁鐵的上方位置，設有面臨推力板部的下面部的凸緣狀的推力套環部，由所述電動機旋轉體的內周面和所述支承軸的圓筒狀部的外周面構成徑向動壓氣體軸承，由所述電動機旋轉體的凸狀部和所述支承軸的作為凹狀部的推力板部的上表面構成推力動壓氣體軸承，由所述推力板部的下面部和所述推力套環部的上表面也構成推力動壓氣體軸承。
通過該結構，也可由推力板部的下面部和推力套環部的上表面構成推力動壓氣體軸承。
技術方案10所述的發明，在技術方案7～9中任何1項所述的動壓氣體軸承電動機的基礎上，其特征在于，螺孔板是環狀，相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔。
通過該結構，將螺孔板固定在電動機旋轉體上時能高精度地進行定位。
技術方案11所述的發明，在技術方案7～9中任何1項所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，螺孔板上貫通形成1個夾持螺孔，將多個螺孔板相互留有間隔地固定在所述電動機旋轉體的上表面部上。
通過該結構，將螺孔板固定在電動機旋轉體上時能高精度地進行定位，而且通過將螺孔板標準化，對螺孔的節徑不同的夾緊件也可使用，可降低成本。
如上所述，根據本發明的動壓氣體軸承電動機，支承軸的上表面部形成為朝下方凹陷的凹狀，在電動機旋轉體上的面臨所述支承軸的凹狀部的部位，形成留有間隙地嵌入所述凹狀部內的凸狀部，由所述電動機旋轉體的內周面和所述支承軸的外周面構成徑向動壓氣體軸承，由所述電動機旋轉體的凸狀部和所述支承軸的凹狀部構成推力動壓氣體軸承，將所述推力動壓氣體軸承配置在所述徑向動壓氣體軸承的上端的下側，在所述電動機旋轉體的上表面部上的所述支承軸的凹狀部的上方位置形成用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔，由此，可在電動機旋轉體的上表面形成插通能良好地保持盤片的螺釘用的夾持螺孔，同時在電動機旋轉體內能對徑向動壓氣體軸承的直徑和長度取得大，其結果能確保足夠的軸承剛性，降低低溫時的消耗電流，即使在更高速旋轉時也能提供足夠可使用的動壓氣體軸承電動機。
通過在電動機旋轉體的上表面部固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔的螺孔板，可在螺孔板上形成貫通的夾持螺孔，能使電動機旋轉體的上表面部的板簧做薄。其結果，能在電動機旋轉體內最大限度地確保徑向動壓氣體軸承的直徑及長度，得到足夠的軸承剛性，而且，在構成動壓氣體軸承部的電動機旋轉體上不直接設置螺孔，因而在洗凈過程中，可將電動機旋轉體和螺孔板在不同工序中進行洗凈，殘留在夾持螺孔內的切削油和加工殘留物等物質不會污染電動機旋轉體的軸承部和表面，可提高可靠性，并可減少成為HDD裝置的功能障礙的物質。


圖1是表示本發明的實施形態1的動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖2是表示同上實施形態1的其他動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖3是表示圖1所示實施形態1的動壓氣體軸承電動機的支承軸的俯視圖。
圖4是表示同上動壓氣體軸承電動機的支承軸的主視圖。
圖5是表示同上動壓氣體軸承電動機的其他實施形態的電動機旋轉體的正面剖視圖。
圖6是表示同上動壓氣體軸承電動機的其他實施形態的電動機旋轉體的仰視圖。
圖7是表示本發明的實施形態2的動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖8是表示同上實施形態2的其他動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖9是表示本發明的實施形態3的動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖10是表示本發明的實施形態4的動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。
圖11是表示本發明的實施形態3、4的動壓氣體軸承電動機的電動機旋轉體的俯視圖。
圖12是表示本發明的實施形態3、4的其他動壓氣體軸承電動機的電動機旋轉體的俯視圖。
圖13是表示以往的動壓其他軸承電動機的正面剖視圖。
圖14是表示以往的其他動壓其他軸承電動機的正面剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施形態進行說明。
(實施形態1)
以下參照圖1至圖6對本發明的實施形態1的動壓其他軸承電動機進行說明。
如圖1所示，本實施形態1的動壓氣體軸承電動機中，通過由該電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的大直徑部2b的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6、由支承軸2的凹狀部2a的上表面及具有間隙地嵌入該凹狀部2a的電動機旋轉體3的凸狀部3a的底面所構成的推力動壓氣體軸承7A來支承電動機旋轉體3，將推力動壓氣體軸承7A配置在徑向動壓氣體軸承6的上端的下側，這點與上述傳統例的動壓氣體軸承電動機不同。
以下對各部進行進一步的說明。
如圖1所示，支承軸2是在上部具有大直徑部2b、下部具有小直徑部2c的帶臺階圓柱狀，由支承軸2的小直徑部2c通過壓入或粘結立設在安裝基臺1的支承筒部1a內。將有底圓筒狀(僅上表面部被蓋狀封閉，下面部為開放的形狀)的電動機旋轉體3，以留有間隙地從上方及側方覆蓋支承軸2的大直徑部2b外周的形態嵌合。在設于電動機旋轉體3的下端部的凸緣部內周設有轉子磁鐵5，在安裝基臺1的支承筒部1a的外周，朝向轉子磁鐵5地設置定子線圈組4，由這些轉子磁鐵5和定子線圈組4構成電動機驅動部。
在該動壓氣體軸承電動機中，支承軸2的大直徑部2b的上表面部形成為朝下方凹陷的凹狀，電動機旋轉體3上的面臨上述支承軸2的凹狀部2a的部位，形成留有間隙地嵌入上述凹狀部2b內的凸狀部3a，由電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的大直徑部2b的外周面構成徑向動壓氣體軸承6，由電動機旋轉體3的凸狀部3a和支承軸2的凹狀部2a構成推力動壓氣體軸承7A。上述推力動壓氣體軸承7A配置在上述徑向動壓氣體軸承6的上端的下側，在電動機旋轉體3的上表面部3b上的支承軸2的凹狀部2a的上方位置，形成用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔3c。
在圖1所示的動壓氣體軸承電動機中，在電動機旋轉體3的上表面部3b上的凸狀部3a的外周側部位，以從上方面臨支承軸2的凹狀部2a的形態貫通形成夾持螺孔3c。
在電動機旋轉體3上以留有間隙的狀態設置推力套環8，以從下方夾住支承軸2的大直徑部2b，也可由支承軸2的大直徑部2b的下表面和推力套環8的上表面構成推力動壓氣體軸承7B。因此，電動機旋轉體3被由電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6支承，同時被由支承軸2的凹狀部2a和電動機旋轉體3的凸狀部3a、及支承軸2的大直徑部2b的下表面和推力套環8的上表面構成的推力動壓氣體軸承7(7A、7B)支承。
這里，在徑向動壓氣體軸承6中，電動機旋轉體3的內周面或支承軸2的外周面的任何1個面上具有圖4，圖5所示的動壓發生槽6c，在推力動壓氣體軸承7(7A、7B)中，電動機旋轉體3的凸狀部3a或支承軸2的凹狀部2a的任何1個面、支承軸2的大直徑部2b的下表面或推力套環8的上表面的任何1個面上具有圖3、圖6所示的動壓發生槽7c。
具體地說，在3.5英寸型HDD裝置中的盤片標準內徑約25mm用的動壓氣體軸承電動機中，支承軸2的徑向動壓氣體軸承部6的直徑為17mm至23mm，最好取為21mm左右，就可在確保電動機旋轉體3的強度的狀態下產生大的徑向軸承剛性，而且，從支承軸2的凹狀部2a的上面端的深度為0.5mm至3mm，最好取為1mm左右，就可高精度地加工電動機旋轉體3的凸狀部3a及支承軸2的凹狀部2a，而且，夾持螺孔3c的有效螺紋深度為1mm至5mm，最好取為2mm左右，就可在確保電動機旋轉體3的強度的狀態下產生大的徑向軸承剛性，而且，夾持螺孔3c的節圓直徑為12mm至20mm，最好取為18mm左右，就可在確保夾持力的狀態下取得大的推力動壓氣體軸承7的面積。
另外，在2.5英寸型HDD裝置中的盤片標準內徑約20mm用的動壓氣體軸承電動機中，支承軸2的徑向動壓氣體軸承部6的直徑為14mm至18mm，最好取為17mm左右，夾持螺孔3c的節圓直徑為10mm至16mm，最好取為14mm左右，就可得到與盤片內徑25mm用的相同的良好效果。
這里，圖3是支承軸2的俯視圖，圖4是支承軸2的主視圖，圖5是電動機旋轉體的正面剖視圖，圖6是電動機旋轉體的仰視圖，在這些圖中，盡管表示的動壓發生槽6c、7c的形狀為人字形槽形狀的情況，但動壓發生槽6c、7c的形狀并不局限于人字形槽形狀。通過在徑向動壓氣體軸承6及推力動壓氣體軸承7的表面的單面或雙面實施電鍍、DLC(金剛石狀碳膜)、離子氮化等表面處理，可實現耐磨損性和降低摩擦系數。
上述結構中，當整流后的電流供給定子線圈組4后，轉子磁鐵5與定子線圈組4之間產生電磁力使電動機旋轉體3旋轉，通過在徑向動壓氣體軸承6及推力動壓氣體軸承7上形成的動壓發生槽6c、7c壓送內部流體即氣體、例如空氣，使內部壓力增大，電動機旋轉體3與支承軸2非接觸，以高精度被支承的狀態進行旋轉。
這樣，通過由其內周面和支承軸2的大直徑部2b的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6、及由支承軸2的凹狀部2a和電動機旋轉體3的凸狀部3a所構成的推力動壓氣體軸承7A來支承電動機旋轉體3，將推力動壓氣體軸承7A配置在徑向動壓氣體軸承6的上端的下側，即使在電動機旋轉體3的上表面部3b設置夾持螺孔3c，也能使電動機旋轉體3的上表面部3b的厚度做薄，能將徑向動壓氣體軸承6的長度取得長，產生足夠的軸承剛性，能提供旋轉精度高的動壓氣體軸承電動機。因為將夾持螺孔3c設置在電動機旋轉體3的上表面部3b上的凸狀部3a的外周側部位，故即使從該部位朝下方穿孔時產生隆起部等的情況或對夾持螺孔3c粘貼封止密接件的情況下，通過電動機旋轉體3的凸狀部3a和支承軸2的凹狀部2a都能無障礙地構成推力動壓氣體軸承7。
另外，圖2是表示其他實施形態的動壓氣體軸承電動機的正面剖視圖。在該動壓氣體軸承電動機中，在電動機旋轉體3的上表面部3b上的與凸狀部3a對應的位置，以不貫通上述凸狀部3a的下表面的形態使夾持螺孔3c形成為袋孔狀。
通過如此結構，可將由電動機旋轉體3的凸狀部3a和支承軸2的凹狀部2a構成的推力動壓氣體軸承7A的面積取得更大，能與電動機姿勢無關地確保足夠的軸承剛性，降低低溫時的消耗電流，即使在更高速旋轉時也能提供足夠可使用的動壓氣體軸承電動機。
這里，具體地說，在3.5英寸型HDD裝置中的盤片標準內徑約25mm用的動壓氣體軸承電動機中，從支承軸2的凹狀部2a的上面端的深度為0.5mm至3mm，最好取為2mm左右，就可高精度地加工電動機旋轉體3的凸狀部3a及支承軸2的凹狀部2a，而且，夾持螺孔3c的有效螺紋深度為1mm至5mm，最好取為2mm左右，就可產生有效的夾持力，而且，夾持螺孔3c的節圓直徑為10mm至20mm，最好取為15mm左右，就可在確保夾持力的狀態下取得大的推力動壓氣體軸承7的面積。
另外，在2.5英寸型HDD裝置中的盤片標準內徑約20mm用的動壓氣體軸承電動機中，夾持螺孔3c的節圓直徑為10mm至16mm，最好取為12mm左右，就可得到與盤片內徑25mm用的相同的良好效果。
(實施形態2)下面利用圖7及圖8對本發明的實施形態2的動壓氣體軸承電動機進行說明。
本實施形態2的動壓氣體軸承電動機中，支承軸2由立設于安裝基臺1的圓筒狀部2d、凹狀地固定于該圓筒狀部2d的上端部內周且具有中央孔部2e的圓板狀的推力板部2f構成。由推力板部2f的上表面構成凹狀部2a，電動機旋轉體3的凸狀部3a留有間隙地嵌入配置在該凹狀部2a內。在電動機旋轉體3的軸心位置，設有貫通上述推力板部2f的中央孔部2e、外周具有轉子磁鐵5的圓柱狀構件9，并且在圓柱狀構件9的轉子磁鐵5的上方位置，設有面臨推力板部2f的下面部的凸緣狀的推力套環部9a。也可由推力板部2f的下面部和推力套環部9a的上表面構成推力動壓氣體軸承7C。簡要地說，這些點與上述實施形態1的動壓氣體軸承電動機不同，此外的基本結構相同。
具體地說，如圖7所示，支承軸2的圓筒狀部2d通過壓入或粘結立設在安裝基臺1上，推力板部2f凹狀地固定在該圓筒狀部2d的上端部內周。將有底圓筒狀(僅上表面部被蓋狀封閉，下面部為開放的形狀)的電動機旋轉體3，以留有間隙地從上方及側方覆蓋這些圓筒狀部2d和推力板部2f的形態嵌合。在固定于電動機旋轉體3的軸心位置的圓柱狀構件9的下部外周安裝有轉子磁鐵5，在支承軸2的圓筒狀部2d內側，與轉子磁鐵5相對地設置定子線圈組4，由這些轉子磁鐵5和定子線圈組4構成電動機驅動部。
在圓柱狀構件9上的轉子磁鐵5的上方位置，設有呈夾住推力板部2f的姿勢的凸緣狀的推力套環部9a。電動機旋轉體3被由電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的圓筒狀部2d的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6支承，又被由推力板部2f的上表面構成的凹狀部2a和電動機旋轉體3的凸狀部3a、及推力板部2f的下面部和推力套環部9a的上表面構成的推力動壓氣體軸承7(7A、7B)支承。這里，在徑向動壓氣體軸承6中，電動機旋轉體3的內周面或支承軸2的圓筒狀部2d的外周面的任何1個面上具有動壓發生槽，在推力動壓氣體軸承7中，推力板部2f的上表面構成的凹狀部2a或電動機旋轉體3的凸狀部3a的任何1個面、推力板部2f的下面部或推力套環部9a的上表面的任何1個面上具有動壓發生槽。
在圖7所示的動壓氣體軸承電動機中，也將推力動壓氣體軸承7A配置在上述徑向動壓氣體軸承6的上端的下側，在電動機旋轉體3的上表面部3b上的支承軸2的凹狀部2a的上方位置，形成用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔3c。在電動機旋轉體3的上表面部3b上的凸狀部3a的外周側部位，以從上方面臨支承軸2的凹狀部2a的形態貫通形成夾持螺孔3c。
上述結構中，當整流后的電流供給定子線圈組4后，轉子磁鐵5與定子線圈組4之間產生電磁力使電動機旋轉體3旋轉，通過在徑向動壓氣體軸承6及推力動壓氣體軸承7上形成的動壓發生槽壓送內部流體即氣體、例如空氣，使內部壓力增大，電動機旋轉體3與支承軸2非接觸，以高精度被支承的狀態進行旋轉。
該結構，即使在電動機旋轉體3的上表面部3b設置夾持螺孔3c，也能使電動機旋轉體3的上表面部3b的厚度做薄，能將徑向動壓氣體軸承6的長度取得長，產生足夠的軸承剛性，能提供旋轉精度高的動壓氣體軸承電動機。因為將夾持螺孔3c設置在電動機旋轉體3的上表面部3b上的凸狀部3a的外周側部位，故即使從該部位朝下方穿孔時產生隆起部等的情況或對夾持螺孔3c粘貼封止密接件的情況下，通過電動機旋轉體3的凸狀部3a和支承軸2的凹狀部2a都能無障礙地構成推力動壓氣體軸承7。
而且，通過將由轉子磁鐵5和定子線圈組4構成的電動機驅動部配置在支承軸2內部，能將徑向動壓氣體軸承6的長度取得長，產生足夠的軸承剛性，能提供旋轉精度高的動壓氣體軸承電動機。
另外，圖8所示，與圖2所示的動壓氣體軸承電動機相同，在電動機旋轉體3的上表面部3b上的與凸狀部3a對應的位置，也可以不貫通上述凸狀部3a的下表面的形態使夾持螺孔3c形成為袋孔狀，通過如此結構，由電動機旋轉體3的凸狀部3a和支承軸2的凹狀部2a構成的推力動壓氣體軸承7A的面積能取得更大，能與電動機姿勢無關地確保足夠的軸承剛性，降低低溫時的消耗電流，即使在更高速旋轉時也能提供足夠可使用的動壓氣體軸承電動機。
(實施形態3)下面利用圖9、圖11及圖12對本發明的實施形態3的動壓氣體軸承電動機進行說明。
本實施形態3的動壓氣體軸承電動機中，如圖9所示，在電動機旋轉體3的上表面部3b上，固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔3c的螺孔板11，這點與傳統例的動壓氣體軸承電動機不同。
具體地說，如圖9所示，支承軸2為上部具有大直徑部2b、下部具有小直徑部2c的帶臺階圓柱狀，由支承軸2的小直徑部2c通過壓入或粘結立設在安裝基臺1上。將有底圓筒狀(僅上表面部被蓋狀封閉，下面部為開放的形狀)的電動機旋轉體3，以留有間隙地從上方及側方覆蓋支承軸2的大直徑部2b外周的形態嵌合，由支承軸2的大直徑部2b的上表面部、電動機旋轉體3上的面臨上述支承軸大直徑部2b的上表面部的底面部(即，電動機旋轉體3的上表面部3b的底面)構成推力動壓氣體軸承7A。另外，在設于電動機旋轉體3的下端部的凸緣部內周設有轉子磁鐵5，在嵌入支承軸2的小直徑部2c的安裝基臺1的支承筒部1a的外周，與轉子磁鐵5相對地設置定子線圈組4，由這些轉子磁鐵5和定子線圈組4構成電動機驅動部。
電動機旋轉體3的上表面部3b上，固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔3c的螺孔板11，該螺孔板11的厚度為1mm至5mm，最好為2mm左右。螺孔板11例如是圖11所示的環狀，相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔3c。
而且，在電動機旋轉體3上以留有間隙的狀態設置推力套環8，以從下方夾住支承軸2的大直徑部2b，也可由支承軸2的大直徑部2b的下表面和推力套環8的上表面構成推力動壓氣體軸承7B。因此，電動機旋轉體3被由電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6支承，且被由支承軸2的大直徑部2b的上表面部和電動機旋轉體3的上表面部3b的底面、及支承軸2的大直徑部2b的下表面和推力套環8的上表面構成的推力動壓氣體軸承7(7A、7B)支承。這里，在徑向動壓氣體軸承6中，電動機旋轉體3的內周面或支承軸2的外周面的任何1個面上具有動壓發生槽，在推力動壓氣體軸承7(7A、7B)中，支承軸2的大直徑部2b的上表面部和電動機旋轉體3上的上表面部3b的底面的任何1個面、支承軸2的大直徑部2b的下表面或推力套環8的上表面的任何1個面上具有動壓發生槽。
上述結構中，當整流后的電流供給定子線圈組4后，轉子磁鐵5與定子線圈組4之間產生電磁力使電動機旋轉體3旋轉，通過在徑向動壓氣體軸承6及推力動壓氣體軸承7上形成的動壓發生槽壓送內部流體即氣體、例如空氣，使內部壓力增大，電動機旋轉體3與支承軸2非接觸，以高精度被支承的狀態進行旋轉。
通過上述結構，不用在電動機旋轉體3的上表面部3b上直接形成夾持螺孔3c，通過形成螺孔板11，可在螺孔板11上形成貫通的夾持螺孔3c，能消除螺紋加工中的底孔的不完整螺紋部，即沒有形成螺紋面、只形成圓孔的部位，即使形成規定的螺孔深度，也能使電動機旋轉體3的上表面部3b的厚度做薄。其結果，能在電動機旋轉體3內最大限度地確保徑向動壓氣體軸承6的直徑及長度，得到足夠的軸承剛性，而且，不用在構成動壓氣體軸承部的電動機旋轉體3上直接設置螺孔，因而在洗凈過程中可將電動機旋轉體3和螺孔板11在不同工序中進行洗凈，殘留在夾持螺孔3c內的切削油和加工殘留物等物質不會污染電動機旋轉體3的軸承部及表面，可提高可靠性，可減少成為HDD裝置的功能障礙的物質。另外，形成夾持螺孔3c的螺孔板11不從電動機旋轉體3的上表面部3b朝下方露出，故即使萬一從螺孔板11上的夾持螺孔3c的部位朝下方穿孔時產生隆起部等的情況，通過將螺孔板11固定在電動機旋轉體3上的上表面部3b上，就可通過支承軸2的大直徑部2b的上表面部和電動機旋轉體3上的上表面部3b的底面良好地構成推力動壓氣體軸承7A。
作為螺孔板11是環狀，相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔3c，因而將螺孔板11固定在電動機旋轉體3上時能高精度地定位，各夾持螺孔3c之間的定位也能高精度地進行。
也可取而代之，如圖12所示，作為螺孔板11，采用貫通形成1個夾持螺孔3c的結構，在電動機旋轉體3的上表面部3b上，相互留有間隔地固定多個螺孔板11。
通過該結構，不僅將螺孔板11固定在電動機旋轉體3上時的定位能高精度地進行，而且通過使螺孔板11標準化，對于電動機旋轉體3的上表面3b上的夾持螺孔3c的安裝節徑不同的夾緊件也可使用，可降低成本。
(實施形態4)下面利用圖10對本發明的實施形態4的動壓氣體軸承電動機進行說明。
本實施形態4的動壓氣體軸承電動機中，如圖10所示，支承軸2由立設在安裝基臺1上的圓筒狀部2d、固定于該圓筒狀部2d的上端部內周且具有中央孔部2e的圓板狀的推力板部2f構成。電動機旋轉體3的上表面部3b的底面配置成留有間隙地面臨推力板部2f的上表面。在電動機旋轉體3的軸心位置，設有貫通上述推力板部2f的中央孔部2e、外周具有轉子磁鐵5的圓柱狀構件9，并且在圓柱狀構件9的轉子磁鐵5的上方位置，設有面臨推力板部2f的下面部的凸緣狀的推力套環部9a。也可由推力板部2f的下面部和推力套環部9a的上表面構成推力動壓氣體軸承7C。簡要地說，這些點與上述實施形態3的動壓氣體軸承電動機不同，此外的基本結構相同。
具體地說，如圖10所示，支承軸2的圓筒狀部2d通過壓入或粘結立設在安裝基臺1上，推力板部2f固定在該圓筒狀部2d的上端部內周。將有底圓筒狀(僅上表面部被蓋狀封閉，下面部為開放的形狀)的電動機旋轉體3，以留有間隙地從上方及側方覆蓋這些圓筒狀部2d和推力板部2f的形態嵌合。在固定于電動機旋轉體3的軸心位置的圓柱狀構件9的下部外周安裝有轉子磁鐵5，在支承軸2的圓筒狀部2d內側，與轉子磁鐵5相對地設置定子線圈組4，由這些轉子磁鐵5和定子線圈組4構成電動機驅動部。
在圓柱狀構件9上的轉子磁鐵5的上方位置，設有呈夾住推力板部2f的姿勢的凸緣狀的推力套環部9a。電動機旋轉體3被由電動機旋轉體3的內周面和支承軸2的圓筒狀部2d的外周面構成的徑向動壓氣體軸承6支承，且被由推力板部2f的上表面和電動機旋轉體3的上表面部3b的下表面(底面)、及推力板部2f的下面部和推力套環部9a的上表面構成的推力動壓氣體軸承7(7A、7B)支承。這里，在徑向動壓氣體軸承6中，電動機旋轉體3的內周面或支承軸2的圓筒狀部2d的外周面的任何1個面上具有動壓發生槽，在推力動壓氣體軸承7中，推力板部2f的上表面或電動機旋轉體3的上表面部3b的下表面的任何1個面、推力板部2f的下面部或推力套環部9a的上表面的任何1個面上具有動壓發生槽。
該動壓氣體軸承電動機，也在電動機旋轉體3的上表面部3b上固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔3c的螺孔板11，螺孔板11例如圖11所示為環狀，相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔3c。
上述結構中，當整流后的電流供給定子線圈組4后，轉子磁鐵5與定子線圈組4之間產生電磁力使電動機旋轉體3旋轉，通過在徑向動壓氣體軸承6及推力動壓氣體軸承7上形成的動壓發生槽壓送內部流體即氣體、例如空氣，使內部壓力增大，電動機旋轉體3與支承軸2非接觸，以高精度被支承的狀態進行旋轉。
即使是上述結構，不用在電動機旋轉體3的上表面部3b上直接形成夾持螺孔3c，通過形成螺孔板11，可在螺孔板11上形成貫通的夾持螺孔3c，能消除螺紋加工中的底孔的不完整螺紋部，即沒有形成螺紋面、只形成圓孔的部位，即使形成規定的螺孔深度，也能使電動機旋轉體3的上表面部3b的厚度做薄。其結果，能在電動機旋轉體3內最大限度地確保徑向動壓氣體軸承6的直徑及長度，得到足夠的軸承剛性，而且，不用在構成動壓氣體軸承部的電動機旋轉體3上直接設置螺孔，因而在洗凈過程中可將電動機旋轉體3和螺孔板11在不同工序中進行洗凈，殘留在夾持螺孔3c內的切削油和加工殘留物等物質不會污染電動機旋轉體3的軸承部及表面，可提高可靠性，可減少成為HDD裝置的功能障礙的物質。
作為螺孔板11是環狀，通過采用相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔3c的結構，可將螺孔板11固定在電動機旋轉體3上時高精度地定位，各夾持螺孔3c之間的定位也能高精度地進行。
也可取而代之，如圖12所示，作為螺孔板11，采用貫通形成1個夾持螺孔3c的結構，在電動機旋轉體3的上表面部3b上，相互留有間隔地固定多個螺孔板11。通過該結構，不僅將螺孔板11固定在電動機旋轉體3上時的定位能高精度地進行，而且通過使螺孔板11標準化，對于電動機旋轉體3的上表面3b上的夾持螺孔3c的安裝節徑不同的夾緊件也可使用，可降低成本。
上述結構，通過將電動機驅動部配置在支承軸2的內部，就能將徑向動壓氣體軸承6的長度取得長，產生足夠的軸承剛性，能提供旋轉精度高的動壓氣體軸承電動機。
上述實施形態1～4中，每種情況敘述的都是支承軸2從安裝基臺1朝上方立設的結構，但支承軸2和電動機旋轉體3僅敘述了相對于安裝基臺1等的相對位置關系，上述的上下方向并不局限于沿重力的上下方向。
權利要求
1.一種動壓氣體軸承電動機，將圓柱形的支承軸(2)立設于安裝基臺(1)上，將有底圓筒狀的電動機旋轉體(3)以留有間隙地從上方及側方覆蓋所述支承軸(2)外周的形態嵌合，在所述電動機旋轉體(3)或固定于電動機旋轉體(3)的構件上設置轉子磁鐵(5)，與所述支承軸(2)同心且與所述轉子磁鐵(5)相對地設置定子線圈組(4)，通過將所述電動機旋轉體(3)面臨所述間隙形成的徑向動壓氣體軸承(6)及推力動壓氣體軸承(7)來進行支承，其特征在于，所述支承軸(2)的上表面部形成為朝下方凹陷的凹狀，在所述電動機旋轉體(3)上的面臨所述支承軸(2)的凹狀部(2a)的部位，形成留有間隙地嵌入所述凹狀部(2a)內的凸狀部(3a)，由所述電動機旋轉體(3)的內周面和所述支承軸(2)的外周面構成徑向動壓氣體軸承(6)，由所述電動機旋轉體(3)的凸狀部(3a)和所述支承軸2的凹狀部(2a)構成推力動壓氣體軸承(7A)，將所述推力動壓氣體軸承(7A)配置在所述徑向動壓氣體軸承(6)的上端的下側，在所述電動機旋轉體(3)的上表面部(3b)上的所述支承軸(2)的凹狀部(2a)的上方位置，形成用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔(3c)。
2.如權利要求1所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，在電動機旋轉體(3)的上表面部(3b)上的凸狀部(3a)的外周側部位，以從上方面臨支承軸(2)的凹狀部(2a)的形態貫通形成夾持螺孔(3c)。
3.如權利要求1所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，在電動機旋轉體(3)的上表面部(3b)上的與凸狀部(3a)對應的位置，以不貫通凸狀部(3a)的下表面的形態使夾持螺孔(3c)形成為袋孔狀。
4.如權利要求1～3中任一項所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，支承軸(2)為具有比與安裝基臺(1)的結合部直徑大的大直徑部(2b)的帶臺階圓柱狀，在電動機旋轉體(3)上以留有間隙的狀態設置推力套環(8)，以從下方夾住支承軸(2)的大直徑部(2b)，也可由支承軸(2)的大直徑部(2b)的下表面和推力套環(8)的上表面構成推力動壓氣體軸承(7B)。
5.如權利要求1～3中任一項所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，支承軸(2)由立設于安裝基臺(1)的圓筒狀部(2d)、凹狀地固定于該圓筒狀部(2d)的上端部內周且具有中央孔部(2e)的圓板狀的推力板部(2f)構成，在電動機旋轉體(3)的軸心位置，設有貫通所述支承軸(2)的推力板(2f)的中央孔部(2e)、外周具有轉子磁鐵(5)的圓柱狀構件(9)，在所述支承軸(2)的圓筒狀部(2d)內側，與所述轉子磁鐵(5)相對地設置定子線圈組(4)，由所述電動機旋轉體(3)的內周面和所述支承軸(2)的圓筒狀部(2d)的外周面構成徑向動壓氣體軸承(6)，由所述電動機旋轉體(3)的凸狀部(3a)和作為所述支承軸(2)的凹狀部(2a)的推力板部(2f)的上表面構成推力動壓氣體軸承(7A)。
6.如權利要求5所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，在圓柱狀構件(9)的轉子磁鐵(5)的上方位置，設有面臨推力板部(2f)的下面部的凸緣狀的推力套環部(9a)，也可由所述推力板部(2f)的下面部和所述推力套環部(9a)的上表面構成推力動壓氣體軸承(7C)。
7.一種動壓氣體軸承電動機，將圓柱形的支承軸(2)立設于安裝基臺(1)上，將有底圓筒狀的電動機旋轉體(3)以留有間隙地從上方及側方覆蓋所述支承軸(2)的外周的形態嵌合，在所述電動機旋轉體(3)或固定于電動機旋轉體(3)的構件上設置轉子磁鐵(5)，與所述支承軸(2)同心且與所述轉子磁鐵(5)相對地設置定子線圈組(4)，通過將所述電動機旋轉體(3)面臨所述間隙形成的徑向動壓氣體軸承(6)及推力動壓氣體軸承(7)來進行支承，其特征在于，由所述電動機旋轉體(3)的內周面和所述支承軸(2)的外周面構成徑向動壓氣體軸承(6)，由所述支承軸(2)的上表面部和所述電動機旋轉體(3)上的面臨所述支承軸(2)的上表面部的底面部構成推力動壓氣體軸承(7A)，在所述電動機旋轉體(3)的上表面部(3b)上，固定具有用于保持磁記錄媒體即盤片的夾持螺孔(3c)的螺孔板(11)。
8.如權利要求7所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，支承軸(2)為具有比與安裝基臺(1)的結合部直徑大的大直徑部(2b)的帶臺階圓柱狀，通過該大直徑部(2b)的上表面部和所述電動機旋轉體(3)上的面臨所述支承軸(2)的上表面部的底面部構成推力動壓氣體軸承(7A)，以留有間隙的狀態在電動機旋轉體(3)上設置推力套環(8)，以從下方夾住支承軸(2)的大直徑部(2b)，也可由支承軸(2)的大直徑部(2b)的下表面和所述推力套環(8)的上表面構成推力動壓氣體軸承(7B)。
9.如權利要求7所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，支承軸(2)由立設于安裝基臺(1)的圓筒狀部(2d)、固定于該圓筒狀部(2d)的上端部內周且具有中央孔部(2e)的圓板狀的推力板部(2f)構成，在電動機旋轉體(3)的軸心位置，設有貫通所述支承軸(2)的推力板(2f)的中央孔部(2e)、外周具有轉子磁鐵(5)的圓柱狀構件(9)，在所述支承軸(2)的圓筒狀部(2d)內側，與所述轉子磁鐵(5)相對地設置定子線圈組(4)，在圓柱狀構件(9)上的轉子磁鐵(5)的上方位置，設有面臨推力板部(2f)的下面部的凸緣狀的推力套環部(9a)，由所述電動機旋轉體(3)的內周面和所述支承軸(2)的圓筒狀部(2d)的外周面構成徑向動壓氣體軸承(6)，由所述電動機旋轉體(3)的凸狀部(3a)和所述支承軸(2)的作為凹狀部(2a)的推力板部(2f)的上表面構成推力動壓氣體軸承(7A)，由所述推力板部(2f)的下面部和所述推力套環部(9a)的上表面也構成推力動壓氣體軸承(7C)。
10.如權利要求7～9中任一項所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，螺孔板(11)是環狀，相互留有間隔地貫通形成多個夾持螺孔(3c)。
11.如權利要求7～9中任一項所述的動壓氣體軸承電動機，其特征在于，螺孔板(11)上貫通形成1個夾持螺孔(3c)，將多個螺孔板(11)相互留有間隔地固定在所述電動機旋轉體(3)的上表面部(3b)上。
全文摘要
支承軸(2)的上表面部形成為朝下方凹陷的凹狀，電動機旋轉體(3)上的面臨支承軸的凹狀部(2a)的部位，形成留有間隙地嵌入該凹狀部內的凸狀部(3a)，由電動機旋轉體的內周面和支承軸的外周面構成徑向動壓氣體軸承(6)，由電動機旋轉體的凸狀部和支承軸的凹狀部構成推力動壓氣體軸承(7A)，將推力動壓氣體軸承配置在徑向動壓氣體軸承的上端的下側，在電動機旋轉體的上表面部上的支承軸的凹狀部的上方位置，形成盤片保持用螺釘的夾持螺孔。本發明提供一種即使在電動機旋轉體的上表面形成插通能良好地保持盤片的螺釘用的夾持螺孔，也能以足夠的長度和直徑來確保徑向動壓氣體軸承和推力動壓氣體軸承的動壓氣體軸承電動機。
文檔編號H02K7/08GK1754297SQ200480004830
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月24日 優先權日2003年2月25日
發明者城野政博, 得能保典, 山本武克, 池川泰造, 三木佐土子 申請人:松下電器產業株式會社