專利名稱：主軸電動機和具有該主軸電動機的盤裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種主軸電動機，而更具體地說，涉及一種內(nèi)轉子式主軸電動機，所述內(nèi)轉子式主軸電動機具有一種動態(tài)壓力流體軸承和一種具有主軸電動機的盤裝置。
各種盤裝置如磁盤裝置，光盤裝置等，都具有一個主軸電動機，所述主軸電動機支承和驅動一種作為旋轉體的磁盤。主軸電動機，比如一種固定軸式主軸電動機，通常都包括一個固定軸和一個轉子，所述轉子旋轉式支承在軸上。轉子通過若干徑向軸承和一個止推軸承支承在固定軸上，上述徑向軸承支承一個徑向負載，而上述止推軸承支承一個軸向負載。多個徑向軸承在固定軸的軸向方向上間隔開安裝，以便防止轉子相對于軸傾斜，也就是說，防止轉子繞一垂直于軸的軸線搖動。例如，在日本專利申請公開通報No.2000-186716所介紹的一種主軸電動機中，在一個微小間隙的外周表面和一個轉子的內(nèi)周表面之間限定一個微小間隙，并且在微小間隙中設置兩個徑向軸承。這兩個徑向軸承都安裝在固定軸的軸向方向上。
近年來，各種流體軸承已廣泛用作主軸電動機的軸承。一種流體軸承在使用一種流體如空氣或潤滑油的情況下產(chǎn)生一種動態(tài)壓力，上述流體充填在各微小間隙中，因而支承一個旋轉體。因此，旋轉體可以穩(wěn)定地被支承，并且主軸電動機可以小型化。
如上所述，主軸電動機具有多個徑向軸承，所述多個徑向軸承都是流體軸承，因此轉子可以穩(wěn)定地在高速下旋轉。在現(xiàn)代的磁盤裝置小型化的情況下，預期主軸電動機尺寸進一步減小。然而，在上述多個徑向軸承安裝在固定軸軸向方向上的構造中，軸的軸向方向上的尺寸大，并且不能輕易減小。也許，軸向尺寸可以通過只用一個徑向軸承來減小。然而，在這種情況下，有可能是轉子圍繞單個軸承搖擺或傾斜，因此轉子不能方便而穩(wěn)定地支承和旋轉。
發(fā)明概述本發(fā)明是在考慮了上述情況提出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種主軸電動機和一種具有主軸電動機的磁盤裝置，上述主軸電動機能穩(wěn)定地支承一個旋轉體，和使尺寸減小。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種主軸電動機，其特征在于包括一個固定軸，所述固定軸的其中至少一端是固定的；一個旋轉套筒，所述旋轉套筒旋轉式安裝在固定軸的外部，并具有一個內(nèi)周表面，一個外周表面和一個底表面，上述內(nèi)周表面跨過一個第一微小間隙與固定軸的一個外周表面相對，而上述底表面在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸；及一個外環(huán)件，所述外環(huán)件固定式設置，并具有一個相對的表面和一個內(nèi)周表面，上述相對的表面跨過一個第二微小間隙與旋轉套筒的底表面相對，而上述內(nèi)周表面跨過一個第三微小間隙與旋轉套筒的外周表面相對；一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體，所述流體充填在第一、第二、和第三微小間隙中；一個輪轂，所述輪轂固定到旋轉套筒上；一個磁性吸引部分，所述磁性吸引部分具有一個磁鐵和一個磁性構件，上述磁鐵固定到輪轂上，而上述磁性構件固定式安裝和與磁鐵相對，并通過磁鐵和磁性構件之間的磁性吸引力，將旋轉套筒朝固定軸的軸向使第二微小間隙變窄的一個方向推；一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第一微小間隙中；一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第三微小間隙中；及一個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第二微小間隙中。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種主軸電動機其特征在于包括一個固定軸，所述固定軸的其中至少一個端是固定的；一個旋轉套筒，所述旋轉套筒旋轉式位于固定軸的外部，并具有一個內(nèi)周表面，一個外周表面，一個第一端面和一個第二端面，上述內(nèi)周表面跨過一個第一微小間隙與固定軸的一個外周表面相對，上述第一端面在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸，而上述第二端面在固定軸的軸向方向上與第一端面間隔開，并在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸；一個外環(huán)件，所述外環(huán)件固定式安裝，并具有一個第一相對的表面，一個內(nèi)周表面和一個第二相對的表面，上述第一相對的表面跨過一個第二微小間隙與旋轉套筒的第一端面相對，上述內(nèi)周表面通過一個第三微小間隙與旋轉套筒的外周表面相對，及上述第二相對的表面跨過一個第四微小間隙與旋轉套筒的第二端面相對；一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體，所述流體充填在第一、第二、第三、和第四微小間隙中；一個輪轂，所述輪轂固定到旋轉套筒上；一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第一微小間隙中；一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第三微小間隙中；一個產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第二微小間隙中；及一個產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第四微小間隙中。
按照本發(fā)明的再一方面，提供了一種盤裝置，其特征在于包括一種盤形記錄媒體；及支承和驅動上述記錄媒體的主軸電動機。
按照本發(fā)明的方面，可以提供一種主軸電動機和一種具有主軸電動機的磁盤裝置，上述主軸電動機能穩(wěn)定地支承一個旋轉體，并且在高度方向上的尺寸減小。
附圖簡介各附圖包括在說明書中并構成說明書的一部分，各附圖示出本發(fā)明的一些實施例，并與上面給出的一般說明和下面給出的一些實施例的詳細說明一起，用來闡明本發(fā)明的原理。


圖1是示出按照本發(fā)明第一實施例所述的一種硬盤驅動器(以后簡稱之為HDD)平面圖；圖2是示出HDD一種主軸電動機的剖視圖；圖3是示出主軸電動機一種固定軸的側視圖；圖4是示出主軸電動機一種旋轉套筒的側視圖；圖5A和5B是示出在主軸電動機的一個外環(huán)件上若干產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽的平面圖；及圖6是按照本發(fā)明第二實施例所述的一種HDD剖視圖。
發(fā)明詳細說明現(xiàn)在將參照附圖詳細說明一個第一實施例，在該第一實施例中按照本發(fā)明所述的盤裝置應用到一種HDD上。
如圖1和2所示，HDD包括一個機殼12和一個頂蓋14，上述機殼12取一種敞開頂部的矩形盒形式，而上述頂蓋14是用若干螺釘擰緊到機殼上。頂蓋14閉合機殼的頂部開口。機殼12具有一個扁平底壁12a，所述扁平底壁12a取一種扁平薄板的形狀，起一種基底的作用。機殼12用一種磁性材料如鐵制成。
機殼12裝有一個供作記錄媒體用的磁盤16，一個主軸電動機18，若干磁頭，和一個托架組件22。電動機18支承磁盤并使磁盤旋轉。各磁頭用來將信息寫入磁盤和從磁盤讀出信息。托架組件22支承各磁頭用于相對于磁盤16運動。另外，機殼12裝入一個音圈電機(以后簡稱之為VCM)24，一個斜坡負載機構25，一個襯底單元21等。VCM24搖動和定位托架組件。斜坡負載機構25當各磁頭移動到磁盤的最外面周邊時使各磁頭處于一個分路位置離開磁盤。襯底單元21具有一個讀出/寫入放大器，作為用于記錄/重放信號等等的處理電路用。
一個印刷電路板(未示出)設置在機殼12底壁12a的外表面?zhèn)壬?，所述印刷電路板通過襯底單元21控制主軸電動機18，VCM24和各磁頭的操作。
磁盤16具有一個磁記錄層，所述磁記錄層在磁盤16的上表面和/或下表面上形成，并且是例如直徑約為0.85英寸。磁盤16裝配在主軸電動機18的輪轂上，并通過一個夾緊彈簧(未示出)固定式支承在輪轂上，上述主軸電動機18將在后面說明。當電動機18被驅動時，磁盤16以一個規(guī)定的速度，比如以4200rpm(轉/分)旋轉。
托架組件22包括一個軸承部分26、若干臂30，和一個懸掛裝置32，上述軸承部分26固定在機殼12的底壁21a上，上述若干臂30從軸承部分延伸，而上述懸掛裝置32從每個臂延伸。一個磁頭34通過一個萬向支架部分(未示出)支承在懸掛裝置32的延伸端上。
如圖1中所示，托架組件22具有一個支承框架36，所述支承框架36從軸承部分26相對于各臂30朝相反方向延伸。支承框架36支承一個音圈38，所述音圈38構成VCM24的一部分。支承框架36用合成樹脂模制成，并在音圈38的外周邊上整體形成。音圈38位于一對軛鐵40之間，所述一對軛鐵40固定在機殼12上。音圈38和一對軛鐵和一個磁鐵(未示出)一起形成VCM24，上述磁鐵固定到上述一對軛鐵的其中之一上。當音圈38通電時，托架組件22繞軸承部分26搖動，隨后磁頭34移動和定位到磁盤16的一個所希望的磁道上。
斜坡負載機構25包括一個斜坡42和一個薄片44。斜面42設置在機殼12的底壁上，并位于磁盤16的外部。薄片44從懸掛裝置32的遠端延伸。當托架組件22旋轉到磁盤16外部再處理位置時，薄片44接合斜坡42的斜坡表面，和然后通過斜坡表面的傾斜向上拉。隨后，將磁頭卸載。
下面是主軸電動機18的詳細說明。
如圖2中所示，主軸電動機18包括一個固定軸50，旋轉套筒52，外環(huán)件54，和輪轂56。套筒52由固定軸旋轉式支承。外環(huán)件54固定到軸50和底壁12a上。輪轂56固定到套筒52上。固定軸50基本上直立放置在底壁12a的內(nèi)表面上，并且它的下端用一個螺釘51a固定到壁12a上。軸50的上端用一個螺釘51b固定到頂蓋14上。
外環(huán)件54整體式具有一個環(huán)形基底部分54a，一個圓筒形部分54b，和一個環(huán)形凸緣54c，上述圓筒形部分54b從基底部分的外周邊延伸，而上述環(huán)形凸緣54c是在圓筒形部分一個延伸端的外周邊上。基底部分54a裝配在固定軸50下端部分的外周邊上，并處于與底壁12a的內(nèi)表面接觸?；撞糠?4a的上表面在徑向上相對于軸50延伸，并形成一個環(huán)形相對的表面55。圓筒形部分54b與固定軸50同軸，并跨過一個間隙面向軸的外部。
旋轉套筒52與固定軸50同軸，并位于外環(huán)件54的圓筒形部分54b和固定軸之間。套筒52具有一個內(nèi)圓周表面52a，一個外周表面52b，和一個底表面52c。內(nèi)周表面52a跨過一個第一微小間隙57面向軸50的外周表面。外周表面52b跨過一個第三微小間隙60面向圓筒形部分54b的內(nèi)周表面。底表面52c跨過一個第二微小間隙58面向基底部分54a的相對表面55。第一和第三微小間隙57和60具有它們各自的開口端和閉合端，上述開口端通向大氣，而上述閉合端通過第二微小間隙58相互連通。第一、第二、和第三微小間隙57、58和60裝滿一種潤滑油62，供用作產(chǎn)生一種動態(tài)壓力的流體。每個微小間隙的寬度是在約2-15μm范圍內(nèi)。
第一微小間隙57只設置一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分。第三微小間隙60只設置一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分。另外，第二微小間隙58設置一個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分。如圖2和3中所示，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生第一徑向壓力的槽64，上述產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的槽64由固定軸50外周表面上的人字形槽形成。槽64安排在軸50的圓周方向上，同時覆蓋它的整個圓周。當旋轉套筒52旋轉時，各槽64使第一微小間隙57中的潤滑油62產(chǎn)生一個徑向動態(tài)壓力。產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分具有一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a。
如圖2和4中所示，產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的槽66，所述多個槽66由旋轉套筒52外周表面52上的人字形槽形成。各槽66安排在套筒52的圓周方向上，同時覆蓋它的整個圓周。當旋轉套筒52旋轉時，各槽66使第三微小間隙60中的潤滑油62產(chǎn)生一個徑向動態(tài)壓力。產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心b。
在第一微小間隙57中產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分和第三微小間隙60中產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分安排成在固定軸50的徑向方向上相互疊加。另外，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分如此設置，以使它的動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a在軸50的軸向方向上與產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力部分的動態(tài)壓力產(chǎn)生中心b保持一個距離h。距離h設定為例如0.1mm-1mm。
如圖2和5A中所示，產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽68，上述產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽68由外環(huán)件54相對的表面55上的若干螺旋形槽形成。各槽68繞固定軸50螺旋式延伸，并安排在相對的表面55的圓周方向上。當旋轉套筒52旋轉時，各槽68使第二微小間隙58中的潤滑油62產(chǎn)生一個止推方向的動態(tài)壓力。如圖5B中所示，產(chǎn)生止推動態(tài)壓力部分的產(chǎn)生止推動態(tài)壓力槽68可供選擇地可以由若干人字形槽形成，上述若干人字形槽安排在外環(huán)件54的相對表面55上它的圓周方向中。
如圖2中所示，主軸電動機18的輪轂56取一種環(huán)的形式，上述輪轂56固定在旋轉套筒52上端部分的外周邊上。輪轂56與固定軸50同軸，并在軸的徑向方向上向外延伸到外環(huán)件54的圓筒形部分54b的外面。在輪轂56的外周部分上整體式形成一個環(huán)形裙邊部分70，所述環(huán)形裙邊部分70朝機殼12的底壁12a方向延伸。另外，一個環(huán)形突起72從輪轂56的下表面伸出，并與固定軸50同軸式位于旋轉套筒52的圓筒形部分54b和裙邊部分70之間。一個環(huán)形制動器薄板74固定到突起72的下端上。制動器薄板74在固定軸50的軸向方向上面對圓筒形部分54b的凸緣54c，因而限制旋轉套筒52和輪轂56防止滑出軸50和外環(huán)件54。旋轉套筒52和輪轂56可以相互整體式模制而成。磁盤16用它的中心孔固定到輪轂56上，上述中心孔裝配在輪轂的外周表面上。
一個環(huán)形永久磁鐵76固定在裙邊部分70下端部分的外周邊上，并與固定軸50同軸式設置，上述裙邊部分70構成輪轂56的一部分。永久磁鐵76跨過一規(guī)定的間隙面向機殼12底壁12a的內(nèi)表面。如上所述，底壁12a由一種磁性材料形成并構成一個磁性構件。磁鐵76和輪轂56通過磁鐵和底壁之間的一種磁性吸引力推向底壁12a，上述磁鐵76起一種磁性吸引部分的作用，和磁鐵固定到上述輪轂56上。因此，把輪轂56和旋轉套筒52朝固定軸50的軸向方向上并朝一個方向推，以致第二微小間隙變窄。
在底壁12a的內(nèi)表面上，將多個定子線圈80安裝在輪轂56的外部，并跨過一個規(guī)定的間隙面向永久磁鐵76。當定子線圈通電時，輪轂56和旋轉套筒52通過各磁場之間的相互作用旋轉，上述各磁場由各線圈和磁鐵76獨立形成。
按照用這種方式構成的帶主軸電動機18的HDD，當輪轂56和旋轉套筒52旋轉時，在第一和第三微小間隙57和60中產(chǎn)生一個徑向動態(tài)壓力。在這種動態(tài)壓力作用下，輪轂56和旋轉套筒52支承一個徑向負載。同時輪轂56和旋轉套筒52在第二微小間隙58中所產(chǎn)生的止推方向動態(tài)壓力和由磁性吸引部分所產(chǎn)生的磁性吸引力的作用下，支承一個止推方向負載。因此，輪轂56和旋轉套筒52可以在沒有松度的情況下平穩(wěn)而始終如一地高速旋轉。同樣，由輪轂56支承的磁盤可以平穩(wěn)地高速旋轉。因此，磁頭34可以進行穩(wěn)定的信息記錄和重放。
在主軸電動機18中，第一和第二產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分如此安排，以使它們在固定軸50的徑向方向上間隔開和搭接，而不是在軸的軸向方向上疊加。因此，主軸電動機在軸50的軸向方向上的尺寸，亦就是說，它的高度，可以降至使電動機極小。另外，第一和第二產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分的各自動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a和b在軸50的軸向方向上相互偏離距離為h。因而，旋轉套筒52可以防止繞各產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分搖動或傾斜，以便輪轂56和旋轉套筒52可以穩(wěn)定地支承和旋轉。
因此，可以穩(wěn)定地支承輪轂和磁盤作為旋轉體，和最終主軸電動機尺寸可以減小。另外，可以得到一種小尺寸的磁盤裝置，所述小尺寸的磁盤裝置保證穩(wěn)定的信息記錄和重放。
在上述第一實施例中，第一產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分不限于固定軸的外周表面，而是可以用若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽在旋轉套筒的內(nèi)周表面上或是在上述兩種圓周表面上形成。第二產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分不限于旋轉套筒的外周表面，而是可以用若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽在外環(huán)件的內(nèi)周表面上或者在上述兩種圓周表面上形成。另外，產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分不限于外環(huán)件相對的表面，而是可以用若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽在旋轉套筒的底表面上或者在上述兩種表面上形成。
下面是按照本發(fā)明一個第二實施例所述的一種HDD的說明。
按照第二實施例，如圖6中所示，HDD的一個主軸電動機18包括一個固定軸50，旋轉套筒52，外環(huán)件54，和輪轂56。旋轉套筒52由固定軸旋轉式支承。外環(huán)件54固定到軸和機殼12的一個底壁12a上。輪轂56固定到套筒52上。
外環(huán)件54具有一個環(huán)形式底部分54a，一個圓筒形部分54b，和一個環(huán)形制動器薄板82，上述圓筒形部分54b從基底部分的外周邊延伸，上述環(huán)形制動器薄板82從圓筒形部分的一個延伸端朝固定軸50的方向延伸，并與基底部分54a相對?；撞糠?4a裝配在固定軸50下端部分的外周邊上，并與底壁12a的內(nèi)表面接觸?；撞糠?4a的上表面在徑向上相對于軸50延伸，并形成一個環(huán)形第一相對的表面55a。圓筒形部分54b與固定軸50同軸，并跨過一個間隙面向軸的外部。制動器薄板82的內(nèi)表面形成一個環(huán)形第二相對的表面82a，所述環(huán)形第二相對的表面82a面向第一相對的表面55a。
旋轉套筒52與固定軸50同軸，并位于外環(huán)件54的圓筒形部分54b和固定軸之間。套筒52具有一個內(nèi)周表面52a，外周表面52b，第一端面52c，和第二端面52d。內(nèi)周表面52a跨過一個第一微小間隙57面向軸50的外周表面。外周表面52b跨過一個第三微小間隙60面向圓筒形部分54b的內(nèi)周表面。第一端面52c在內(nèi)周表面52a和外周表面52b各自的下端之間延伸。第二端面52d從外周表面52b的上端朝固定軸方向延伸。
第一端面52c跨過一個第二微小間隙58面向基底部分54a的第一相對表面55a。第二端面52d跨過一個第四微小間隙84面向制動器薄板82的第二相對端面82a。第一和第四微小間隙57和84具有它們各自的通向大氣的敞開端。第一和第三微小間隙57和60具有它們各自的閉合端，上述各閉合端通過第二微小間隙58相互連通。第一、第二、第三、和第四微小間隙57、58、60和84裝滿一種潤滑油62，供作為一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體用。每個微小間隙的寬度是在約2-15μm范圍內(nèi)。制動器薄板82限制旋轉套筒52和輪轂56防止滑出固定軸50和外環(huán)件54。
第一微小間隙57只具有一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分。第三微小間隙60只具有一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分。第二微小間隙58具有一個產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分，和第四微小間隙84具有一個產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分。象在第一實施例中那樣，產(chǎn)生第一動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的槽64，所述多個槽64在固定軸50的外周表面上由多個人字形槽形成。各槽64安排在軸50的圓周方向上，同時覆蓋它的整個圓周。當旋轉套筒52旋轉時，各槽64使第一微小間隙57中的潤滑油62產(chǎn)生一個徑向動態(tài)壓力。產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分具有一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a。
產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的槽66，上述多個槽66在旋轉套筒52的外周表面52b上由多個人字形槽形成。各槽66安排在旋轉在筒52的圓周方向上，同時覆蓋它的整個圓周。當旋轉套筒52旋轉時，各槽66使第三微小間隙60中的潤滑油62產(chǎn)生一個徑向動態(tài)壓力。產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心b。
第一微小間隙57中產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分和第三微小間隙60中產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分安排成在固定軸50的徑向方向上相互疊加。另外，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分如此設置，以使它的動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a保持在軸50的軸向方向上與產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力部分的動態(tài)壓力產(chǎn)生中心b相距一個距離h。距離h設定到例如0.1mm-1mm。
產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽68，上述多個槽68在外環(huán)件54的第一相對表面55a上由多個螺旋形槽形成。各槽68圍繞固定軸50螺旋式延伸，并安排在相對表面55的圓周方向上。當旋轉套筒52旋轉時，各槽68使第二微小間隙58中的潤滑油62產(chǎn)生一個止推方向的動態(tài)壓力。
產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分具有多個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽86，所述各槽86在旋轉套筒52的第二端面52d上由多個螺旋形槽形成。各槽86圍繞固定軸50螺旋式延伸，并安排在第二端面52d的圓周方向上。當旋轉套筒52旋轉時，各槽86使第四微小間隙84中的潤滑油62產(chǎn)生一個止推方向的動態(tài)壓力。第一和第二產(chǎn)生止推動態(tài)壓力部分的產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的槽可供選擇地可以用人字形槽形成。
主軸電動機18的輪轂56取一種環(huán)的形式，所述輪轂56固定在旋轉套筒52上端部分的外周邊上。輪轂56與固定軸50同軸，并在軸的徑向方向上向外延伸到外環(huán)件54的圓筒形部分54b的外面。朝機殼12的底壁12a方向延伸的一個環(huán)形裙邊部分70在輪轂56的外周部分上整體式形成。磁盤16用它的中心孔固定到輪廓56上，上述磁盤16的中心孔裝配在輪轂的外周表面上。旋轉套筒52和輪轂56可以相互整體式模制在一起。
一個環(huán)形永久磁鐵76固定在裙邊部分70的下端部外周邊上，并與固定軸50同軸式設置。永久磁鐵76跨過一個規(guī)定的間隙面向機殼12底壁12a的內(nèi)表面。底壁12a用一種磁性材料制成，并構成一個磁性構件。磁鐵76和輪轂56被磁鐵和底壁之間的磁性吸引的力推向底壁12a，上述磁鐵76起一種磁性吸引部分作用，和上述磁鐵固定到上述輪轂56上。因此，把輪轂56和旋轉套筒52朝固定軸50的軸向方向上和朝一個方向上推，以使第二微小間隙58變窄。
在底壁12a的內(nèi)表面上，多個定子線圈80安裝在輪轂56的外部，并跨過一個規(guī)定的間隙面向永久磁鐵76。當定子線圈80通電時，輪轂56和旋轉套筒52通過各磁場之間的相互作用旋轉，上述各磁場由各線圈和磁鐵76單獨形成。
第二實施例與第一實施例共享主軸電動機18和HDD的其它構造。因此，同樣的標號用來表示兩個實施例的同樣部分，并且那些部分的詳細說明略去。
按照用這種方式制造的帶主軸電動機18的HDD，當輪轂56和旋轉套筒52旋轉時，在第一和第二微小間隙57和60中產(chǎn)生一種徑向動態(tài)壓力。在這種動態(tài)壓力作用下，輪轂56和旋轉套筒52支承一個徑向負載。同時，在第二和第四微小間隙58和84中所產(chǎn)生的止推方向動態(tài)壓力和由磁性吸引部分所產(chǎn)生的磁性吸引力的作用下，輪轂56和旋轉套筒52支承一種止推方向的負載。因此，輪轂56和套筒52可以在沒有松度的情況下平穩(wěn)而始終如一地高速旋轉。同樣，由輪轂56所支承的磁盤16可以平穩(wěn)地高速旋轉。因此，磁頭34可以進行穩(wěn)定的信息記錄和重放。
在主軸電動機18中，產(chǎn)生第一和第二徑向動態(tài)壓力的部分如此安排，以使它們在固定軸50的徑向方向上間隔開和搭接，而不在軸的軸向方向上疊加。因此，主軸電動機在軸50軸向方向上的尺寸，也就是說它的高度可以降低到使電動機小型化。另外，產(chǎn)生第一和第二徑向動態(tài)壓力的部分各自的動態(tài)壓力產(chǎn)生中心a和b在軸50的軸向方向上相互偏離距離h。因此，可以防止旋轉套筒52圍繞產(chǎn)生徑向動態(tài)壓力的部分搖擺或傾斜，以便使輪轂56和套筒52可以穩(wěn)定地支承和旋轉。
因此，輪轂和磁盤可以穩(wěn)定地支承，和最終主軸電動機尺寸可以減小。另外，可以得到一種小尺寸的磁盤裝置，所述小尺寸的磁盤裝置可以保證穩(wěn)定的信號記錄和重放。
在上述第二實施例中，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分不限于固定軸的外周表面，并可以由多個產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述多個槽在旋轉套筒的內(nèi)周表面上或是在上述兩個周邊表面上形成。產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分不限于旋轉套筒的外周表面，并可以由多個產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述多個槽在外環(huán)件的內(nèi)周表面上或是在上述兩個周邊表面上形成。產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分不限于外環(huán)件的第一相對表面，并可以由多個產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述多個槽在旋轉套筒的第一端面上或是在兩個表面上形成。另外，產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分不限于旋轉套筒的第二端面，并可以由多個產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽形成，上述多個槽在制動器薄板的第二相對表面上或兩個表面上形成。
本發(fā)明不直接限于上述實施例，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在其中進行各種改變和修改。另外，可以通過適當?shù)貙⑸鲜鰧嵤├矫嫠龅亩鄠€元件組合，形成各種不同的發(fā)明。例如，按照上述實施例所述的其中某些元件可以省略。另外，按照不同實施例所述的各元件可以按照要求組合。
例如，在本文所述的一些實施例中，磁性吸引部分的磁性構件不限于機殼的底壁，和一種與底壁分開的可供選擇的磁性構件可以與磁鐵相對。在這種情況下，機殼底壁可以用一種非磁性材料如鋁制成。另外，本發(fā)明不限于磁盤裝置，并可以應用于任何其它的盤形裝置，如各種光盤裝置。
權利要求
1.一種主軸電動機，其特征在于，包括一個固定軸(50)，所述固定軸(50)的至少一端是固定的；一個旋轉套筒(52)，所述旋轉套筒(52)旋轉式安裝在固定軸的外側，并具有一個內(nèi)周表面，一個外周表面，和一個底表面，上述內(nèi)周表面跨過一個第一微小間隙(57)與固定軸的外周表面相對，上述底表面在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸；以及一個外環(huán)件(54)，所述外環(huán)件(54)固定式設置，并具有一個與上述底表面相對的表面和一個內(nèi)周表面，上述相對的表面跨過一個第二微小間隙(58)與旋轉套筒的底表面相對，而上述內(nèi)周表面跨過一個第三微小間隙(60)與旋轉套筒的外周表面相對；一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體(62)，所述流體(62)裝滿第一、第二、和第三微小間隙；一個輪轂(56)，所述輪轂(56)固定到旋轉套筒上；一個磁性吸引部分，所述磁性吸引部分具有一個磁鐵(76)和一個磁性構件，上述磁鐵(76)固定到輪轂上，而上述磁性構件固定式安裝并與磁鐵相對，并通過磁鐵和磁性構件之間一個磁性吸引的力，朝固定軸的軸方向和一個方向推動旋轉套筒，以便第二微小間隙變窄；一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨地位于第一微小間隙(57)中；一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨地位于第三微小間隙(60)中；及一個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第二微小間隙(58)中。
2.按照權利要求1所述的主軸電動機，其特征在于，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力部分的一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心(a)在固定軸(50)的軸向方向上與產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力部分的一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心(b)間隔開。
3.按照權利要求1所述的主軸電動機，其特征在于，還包括一個定子線圈(80)，所述定子線圈(80)與磁鐵(76)相對，并相對于輪轂(56)的徑向方向位于輪轂(56)的外部。
4.按照權利要求1所述的主軸電動機，其特征在于，第一和第三微小間隙(57，60)各自具有敞開端和閉合端，上述各敞開端通向大氣，而上述各閉合端通過第二微小間隙(58)相互連通。
5.按照權利要求1所述的主軸電動機，其特征在于，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(64)，所述若干槽(64)在固定軸(50)的外周表面和旋轉套筒(52)的內(nèi)周表面的二者至少其中之一上形成，產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(66)，所述若干槽(66)在旋轉套筒(52)的外周表面和外環(huán)件(54)的內(nèi)周表面二者至少其中之一上形成，及產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(68)，所述若干槽(68)在旋轉套筒的底表面和外環(huán)件的相對表面二者至少其中之一上形成。
6.一種主軸電動機，其特征在于，包括一個固定軸(50)，所述固定軸(50)的至少一端是固定的；一個旋轉套筒(52)，所述旋轉套筒(52)旋轉式位于固定軸的外側，并具有一個內(nèi)周表面、一個外周表面、一個第一端面和一個第二端面，上述內(nèi)周表面跨過一個第一微小間隙(57)與固定軸的外周表面相對，上述第一端面在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸，和上述第二端面在固定軸的軸向方向上與第一端面間隔開，并在內(nèi)周表面和外周表面之間延伸；一個外環(huán)件(54)，所述外環(huán)件(54)固定式安裝，并具有一個第一相對的表面，一個內(nèi)周表面，和一個第二相對的表面，上述第一相對的表面跨過一個第二微小間隙(58)與旋轉套筒的第一端面相對，上述內(nèi)周表面跨過一個第三微小間隙(60)與旋轉套筒的外周表面相對，及第二相對的表面跨過一個第四微小間隙(84)與旋轉套筒的第二端面相對；一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體(62)，所述流體(62)裝滿第一、第二、第三、和第四微小間隙；一個輪轂(56)，所述輪轂(56)固定到旋轉套筒上；一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第一微小間隙中；一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分，所述部分單獨位于第三微小間隙中；一個產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第二微小間隙中；及一個產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分，所述部分位于第四微小間隙中。
7.按照權利要求6所述的主軸電動機，其特征在于，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力部分的一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心(a)在固定軸(50)的軸向方向上與產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力部分的一個動態(tài)壓力產(chǎn)生中心(b)間隔開。
8.按照權利要求6所述的主軸電動機，其特征在于第一和第四微小間隙(57，84)各自具有通向大氣的敞開端，第一和第三微小間隙(57，60)各自具有通過第二微小間隙(58)相互連通的閉合端，及第四微小間隙具有一個與第三微小間隙連通的閉合端。
9.按照權利要求6所述的主軸電動機，其特征在于，產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(64)，所述若干槽(64)在固定軸(50)的外周表面和旋轉套筒(52)的內(nèi)周表面二者的至少其中之一上形成，產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(66)，所述若干槽(66)在旋轉套筒的外周表面和外環(huán)件(54)的內(nèi)周表面二者的至少其中之一上形成，產(chǎn)生第一止推動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(68)，所述若干槽(68)在旋轉套筒的第一端面和外環(huán)件第一相對的表面二者的至少其中之一上形成，及產(chǎn)生第二止推動態(tài)壓力的部分具有若干產(chǎn)生動態(tài)壓力的槽(86)，所述若干槽(86)在旋轉套筒的第二端面和外環(huán)件第二相對的表面二者的至少其中之一上形成。
10.按照權利要求6所述的主軸電動機，其特征在于，還包括一個磁性吸引部分，所述磁性吸引部分具有一個磁鐵(76)和一個磁性構件，上述磁鐵(76)固定到輪轂(56)上，而上述磁性構件固定式與磁鐵相對，并通過磁鐵和磁性構件之間的一種磁性吸引力朝固定軸(50)的軸向方向和一個方向推動旋轉套筒(52)，以使第二微小間隙變窄。
11.按照權利要求10所述的主軸電動機，其特征在于，還包括一個定子線圈(80)，所述定子線圈(80)與磁鐵(76)相對，并相對于輪轂(56)的徑向方向位于輪轂(56)的外部。
12.一種盤裝置，包括一種盤形記錄媒體(16)；及一個按照權利要求1-11其中之一所述的主軸電動機(18)，所述主動電動機(18)支承和驅動記錄媒體。
全文摘要
一種主軸電動機包括一個固定軸(50)，一個旋轉套筒(52)，和一個外環(huán)件(54)。旋轉套筒具有一個內(nèi)周表面(52a)，一個外周表面(52b)和一個底表面(52c)，所述內(nèi)周表面(52a)跨過一個第一微小間隙(57)與固定軸的一個外周表面相對。外環(huán)件(54)具有一個相對的表面(55)和一個內(nèi)周表面，上述相對的表面(55)跨過一個第二微小間隙(58)與旋轉套筒的底表面相對，而上述內(nèi)周表面跨過一個第三微小間隙(60)與旋轉套筒的外周表面相對并固定式設置。第一、第二和第三微小間隙裝滿一種產(chǎn)生動態(tài)壓力的流體(62)。一個產(chǎn)生第一徑向動態(tài)壓力的部分單獨位于第一微小間隙中，和一個產(chǎn)生第二徑向動態(tài)壓力的部分在第三微小間隙中。一個產(chǎn)生止推動態(tài)壓力的部分位于第二微小間隙中。
文檔編號H02K5/16GK1638239SQ20041001148
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權日2003年12月25日
發(fā)明者北村寬之 申請人:株式會社東芝