CN1532430A - 液动轴承、具有该液动轴承的主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置 - Google Patents

液动轴承、具有该液动轴承的主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及支承着轴和套筒使其相对旋转轴而相对旋转的液动轴承。本发明的液动轴承的一个示例是，毛细管密封部与被微小间隙保持的以润滑油为工作流体的轴承部连续形成。毛细管密封部具有：随着从轴承部远离朝向旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大的第1毛细管密封部；和与该第1毛细管密封部相连续，同时随着从所述轴承部远离朝向旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大的第2毛细管密封部。第2毛细管密封部随着朝向轴线方向外侧而逐渐扩大。

Description

液动轴承、具有该液动轴承的 主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置
技术领域
本发明涉及一种液动轴承(Hydrodynamic Bearing)、使用该轴承的主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置。
背景技术
作为支承硬盘驱动器等的盘驱动装置使用的主轴电动机的转子(rotor)自由转动的轴承，开始采用可以实现安静且低振动的稳定旋转的液动轴承。
作为这种液动轴承，例如有美国专利第5423612号。图4表示上述美国专利第5423612号的局部概略结构的部分放大截面图。
在固定轴100上固定止推板102，在位于该止推板102的轴线方向下方的固定轴100的外周面和在半径方向与该外周面相对的转子104的内周面之间保持作为工作流体的润滑油106。并且在转子104的内周面，在转子104旋转时，通过使润滑油106向规定方向移动，形成用于产生支承施加在转子104的半径方向的载荷的支承压力的径向动压产生槽104a，构成径向轴承部108。
并且，止推板102的轴线方向下端面和在轴线方向与其相对的转子104的轴线方向上端面之间、以及止推板102的轴线方向上端面和在安装在轴线方向与其相对的转子104上的止推衬套110之间连续地保持润滑油106。在止推板102的下端面和上端面分别形成止推动压产生槽102a、102b，构成一对止推轴承部112、114，在转子104旋转时，通过使润滑油106向规定方向移动，产生用于支承施加在转子104的轴线方向的载荷的支撑压力。
在以这种润滑油106为工作流体的液动轴承的情况下，在轴承部的端部形成锥状的密封间隙，在该锥状的密封间隙内形成润滑油和空气的气液界面，并被保持着(参照图4的毛细管密封部(capillary sealportion)116)。
液动轴承的毛细管密封部通过使形成于毛细管密封部内的间隙的间隙尺寸随着远离轴承部而逐渐扩大，由此根据形成有润滑油界面的位置，使得润滑油的毛细管力产生差别。从而，使毛细管密封部具有下述功能，在由轴承部保持的润滑油量减少时，从毛细管密封部供给润滑油，并且在由于温度上升等使得轴承部内保持的润滑油的体积增加时，收容该增加部分。
另外，在图4所示的毛细管密封部116，通过轴100和止推衬套110的半径方向间隙与轴承部的外部连通的空气和润滑油106的气液界面118，形成朝向半径方向内侧的弯液面状。根据该结构，在转子104快速旋转时，起到离心力把该气液界面118向半径方向外侧、即止推轴承部112、114侧按压的作用，所以能够更有效防止润滑油106向轴承部外部泄漏。
但是，在使用这种主轴电动机的过程中，转子104因各种原因被施加来自外部的振动和冲击力(以下称为“外部助振力”)。在转子104旋转时被施加这种外部助振力的情况下，根据在止推轴承部102a、102b和径向轴承部108产生的动压与润滑油106的粘性而形成的阻尼效应，转子104产生晃动或姿势紊乱的可能性低。但是，由于在主轴电动机的旋转停止时未产生动压，所以只能靠润滑油106的粘性来抗拒外部助振力。
在图4所示结构的情况下，在主轴电动机停止时，如果向主轴电动机施加外部助振力，则转子104按箭头A所示在轴线方向上下晃动。在该情况下，在止推轴承部102a、102b和毛细管密封部116分别形成轴线方向的间隙，所以止推轴承部102a、102b和毛细管密封部116双方均由于以施加外部助振力为起因的转子104的晃动，间隙的轴线方向尺寸发生变化。并且，气液界面118也伴随这种间隙的轴线方向尺寸的变化，按箭头B所示在半径方向摇动。
此时，在转子104按箭头A所示在轴线方向下方晃动的情况下，加上形成于止推板102和止推衬套110之间的止推轴承部114的间隙，毛细管密封部116的密封间隙的轴线方向尺寸狭小，所以毛细管密封部116的气液界面118形成向与图4所示的弯液面状相反的方向，即半径方向内侧鼓起的状态，并且当施加给转子104的外部助振力超过润滑油106的表面张力时，气液界面118发生破坏，导致润滑油106飞散到轴承外部。
由于气液界面118的破坏而飞散到轴承部外部的润滑油106，随着转子104的旋转而污染主轴电动机的内部和外部。例如，如果飞散的润滑油106附着在对安装于转子104的硬盘等的记录盘的记录面或记录盘进行记录数据的读写的记录头上，则难以进行记录数据的读写，成为产生记录数据的读写错误的原因，损坏盘驱动装置的可靠性。
另外，如果润滑油106飞散到轴承部外部，则在轴承部内部，润滑油106的保持量变得不充足，导致轴承刚性降低，转子104的旋转支承不稳定。并且，由于润滑油106的保持量枯竭，止推板102以及轴100和转子104产生接触滑动，有时也会产生发热胶着。
另外，美国专利申请公开第2003-0030222号公开的结构是，使毛细管密封部形成于相对旋转轴倾斜的方向，而不是相对旋转轴正交的方向。这种毛细管密封部结构虽然使毛细管密封部的容积与图4结构相比可以变大，但依然存在毛细管密封部受因转子的轴线方向晃动造成的间隙尺寸变化的影响，所以对上述的转子旋转停止时的外部助振力的耐性不足。
发明内容
本发明的目的是即使在主轴电动机快速旋转时，也能维持毛细管密封部的高密封强度，增大毛细管密封部内的容积，可以保持充足量的润滑油。
另外，本发明的其他目的是强化针对主轴电动机的旋转停止时的施加外部助振力的耐性。
另外，本发明的其他目的是针对主轴电动机的旋转停止时的外部助振力的施加，防止润滑油向轴承外部的飞散。
另外，本发明的其他目的是，提供一种达到前述目的的可靠性和耐久性良好的液动轴承、主轴电动机及盘驱动装置。
为了达到上述目的，本发明的液动轴承的一个示例是，毛细管密封部与被微小间隙保持的以润滑油为工作流体的轴承部连续形成。毛细管密封部具有：随着从所述轴承部远离朝向旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大的第1毛细管密封部；和与该第1毛细管密封部相连续，同时随着从所述轴承部远离朝向旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大的第2毛细管密封部。第2毛细管密封部随着朝向轴线方向外侧而逐渐扩大。
本发明的液动轴承的一个示例，通过同时实现毛细管密封部的容积的扩大和对外部助振力的耐性的强化，即使在主轴电动机快速旋转时，也能防止润滑油向轴承部外部飞散。另外，由于第2毛细管密封部随着朝向轴线方向外侧而逐渐扩大，在主轴电动机快速旋转时，被第2毛细管密封部保持的润滑油通过离心力被按压到第1毛细管密封部侧，可以强化第2毛细管密封部的密封强度。并且，由于第2毛细管密封部随着朝向轴线方向外侧而逐渐扩大，在主轴电动机快速旋转时，可以强化相对来自轴线方向的外部助振力的耐性，防止润滑油向轴承部外部飞散，所以能够在扩大液动轴承的适用范围的同时，防止轴承部内的润滑油的保持量不足，提高耐久性和可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的一例的主轴电动机的概略结构的截面图。
图2是表示图1所示主轴电动机的上部止推板附近的概略结构的部分放大截面图。
图3是表示具有图1所示的主轴电动机的盘驱动装置的概略结构的示意图。
图4是表示以往的液动轴承部的止推板附近的概略结构的部分放大截面图。
图5是使用表示本发明的一例的主轴电动机的概略结构的截面图，表示本发明的套筒的内周面的倾斜角的图。
具体实施方式
以下，参照图1至图3、及图5说明本发明的液动轴承和使用该液动轴承的主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置的一个实施方式。另外，在本发明说明的一个实施方式中，为了方便把各附图的上下方向设为“上下方向”，但并不用来限定实际安装状态下的方向。
图1所示的主轴电动机具有：支架2；固定在该支架2上的轴4；通过液动轴承由该轴4支承着并可以相对地自由旋转的转子6。
在作为静止部件的支架2的中央，形成使轴4的一端被嵌合固定的中心孔2a。
作为旋转部件的转子6具有：通过液动轴承与轴4相对的套筒6b；和被外嵌固定在套筒6b的外周部的转子毂6a。转子毂6a是由热膨胀系数小的不锈钢等形成为大致杯状的环状部件。在构成转子毂6a的外壁的周壁部的外周面，配置硬盘等的记录介质(在图3中图示为盘板53)，并且在周壁部的内周面通过粘接等固定转子磁体10。转子磁体10与固定在支架2上的定子12在半径方向通过间隙而相对。套筒6b考虑到加工性，是由铜、铜合金等较软的金属形成为中空圆筒状的环状部件。在套筒6b的中央形成贯通插入轴4的轴线方向的轴承孔6c，轴承孔6c由轴4支承着自由旋转。
另外，在轴4的上部和下部分别安装在半径方向外侧突出的圆盘状的上部止推板(相当于轴环状部件)14和下部止推板16。在轴承孔6c的与上部止推板14和下部止推板16对应的部位，形成直径大于上部及下部止推板14、16的外径的上部阶梯部6d和下部阶梯部6e。在该上部阶梯部6d和下部阶梯部6e的轴线方向上方和下方安装上部密封盖18和下部密封盖20，通过上部密封盖18和下部密封盖20堵塞上部阶梯部6d和下部阶梯部6e。
在轴4的外周面和在半径方向与其相对的套筒6b的内周面之间的微小间隙(micro gap)、以及上部止推板14的下面(轴线方向内侧面)和在轴线方向与其相对的套筒6b的上部阶梯部6d的平坦面之间的微小间隙，填满了不间断的润滑油8。在上部阶梯部6d的平坦面形成伴随转子6的旋转而使润滑油8中产生动压的动压产生槽22，构成上部止推轴承部24。
在轴4的外周面和在半径方向与其相对的套筒6b的内周面之间的微小间隙、以及下部止推板16的上面(轴线方向内侧面)和在轴线方向与其相对的套筒6b的下部阶梯部6e的平坦面之间的微小间隙，填满了不间断的润滑油8。在下部阶梯部6e的平坦面形成伴随转子6的旋转而使润滑油8中产生动压的动压产生槽22，构成下部止推轴承部26。
形成于这些止推轴承部24、26的动压产生槽22使用泵入型(pump intype)螺旋槽，以便用产生的动压分别向轴4压送润滑油8。另外，动压产生槽可以形成在上部及下部止推板14、16的上面和下面，或者上部及下部阶梯部6d、6e的平坦面和上部及下部止推板14、16的上面和下面的两面。
这样，通过使上部及下部止推轴承部24、26的动压产生槽22形成螺旋槽，与使用人字槽时相比，可以缩小上部及下部止推板14、16的外经。因此，可以减少下部止推轴承部26给由转子磁体10和定子12构成的磁气电路部带来的影响，能够获得充分的驱动转矩。并且，螺旋槽与人字槽相比，由于主轴电动机旋转时产生的润滑油8的粘性阻力小，所以能够缩小上部及下部止推轴承部24、26的损耗，提高主轴电动机的电气效率。其结果，可以抑制主轴电动机的消耗电力。
如图2的部分放大图所示，在上部止推板14的外周面形成第1圆锥面14a和第2圆锥面14b，其中，第1圆锥面14a从上部止推板14的下面的外周端部相对旋转轴大致平行地延伸后，朝向半径方向内侧向相对旋转轴倾斜的方向延伸，第2圆锥面14b与第1圆锥面14a的轴线方向外侧端部相连续，具有相对旋转轴的倾斜角小于(相对旋转轴更接近平行)第1圆锥面14a的倾斜角。
另外，在上部阶梯部6d的内周面，通过切除内周面的一部分，形成小阶梯部6d1，在小阶梯部6d1通过粘接或压入等固定环状的上部环状部件(相当于筒环状部件)25。
在上部环状部件25的内周面形成倾斜面25a(相当于第1内周面)和垂壁25b(相当于第2内周面)，其中，倾斜面25a与上部止推板14的第1圆锥面14a在半径方向相对，同时在从小阶梯部6d1的平坦面朝向半径方向内侧相对旋转轴倾斜的方向延伸，垂壁25b与倾斜面25a的轴线方向外侧端部相连续，实质上与从上部止推轴承部24向轴线方向外侧延伸的旋转轴平行。在上部环状部件25的倾斜面25a和第1圆锥面14a之间的间隙处形成第1毛细管密封部28a，其间隙尺寸随着从上部止推轴承部24朝向轴线方向外侧而逐渐扩大。同样，在上部环状部件25的垂壁25b和第2圆锥面14b之间的间隙处形成第2毛细管密封部28b，其间隙尺寸随着从上部止推轴承部24朝向轴线方向外侧而逐渐扩大。
由上部止推轴承部24保持的润滑油8经过相对形成于上部止推板14的外周面和上部阶梯部6d的内周面之间的旋转轴而大致平行的间隙，被填满在形成于第1圆锥面14a和倾斜面25a之间的第1毛细管密封部28a内。至少在转子6的旋转停止时(静止状态)，在与第1毛细管密封部28a的轴线方向外侧端部连接的第2毛细管密封部28b内形成气液界面并被保持着。即，第1毛细管密封部28a和第2毛细管密封部28b起到上部毛细管密封部28的作用。
该场合时，上部止推板14的第1圆锥面14a的倾斜角相对旋转轴设定为约10度至90度，优选设定在约55度至65度的范围内。另外，上部环状部件25的倾斜面25a的倾斜角相对旋转轴设定为约10度至70度，优选设定在约50度至55度的范围内。此时，形成于这些第1圆锥面14a和倾斜面25a之间的第1毛细管密封部28a的倾斜角设定为约小于等于20度，优选设定在约小于等于10度的范围内。并且，上部止推板的第2圆锥面14b的倾斜角相对旋转轴设定为约0度至45度，优选设定在约10度至30度的范围内，上部环状部件25的垂壁25b如果去除公差范围，实质上不具有倾斜角。此时，形成于这些第2圆锥面14b和垂壁25b之间的第2毛细管密封部28b的倾斜角定为约小于等于45度，优选设定在约小于等于15度的范围内。
这样，通过使上部毛细管密封部28相对旋转轴倾斜，例如图4所示，与在相对旋转轴正交的方向构成毛细管密封部的场合相比，增大了从润滑油8的气液界面到上部止推轴承部24的端部的距离、即作为毛细管密封部具有储存润滑油8的功能的间隙尺寸，所以上部毛细管密封部28的容积扩大。
另外，形成上部毛细管密封部28的第1毛细管密封部28a相对旋转轴具有从半径方向外侧向内侧增大的倾斜角，与第1毛细管密封部28a连续的第2毛细管密封部28b相对旋转轴仅具有很小的倾斜角。因此，在转子6快速旋转时，位于第1毛细管密封部28a内的润滑油8通过离心力被按压在上部止推轴承部24侧，与此相随，形成于第2毛细管密封部28b内的润滑油8的气液界面也被引入第1毛细管密封部28a侧，所以能够强化密封强度。
并且，至少在转子6的非旋转时润滑油8的气液界面所在的第2毛细管密封部28b，形成为相对旋转轴具有很小的倾斜角，所以在上部止推轴承部24，上部止推板14的下面和上部阶梯部6d的平坦面之间的间隙形成于轴线方向，与此相对，在第2毛细管密封部28b形成半径方向的间隙。因此，在施加外部助振力，转子6产生轴线方向晃动的情况下，在上部毛细管密封部28，间隙的间隙尺寸随着转子6的晃动而变化，但第2毛细管密封部28b的间隙尺寸几乎不变化，所以能够防止以这种外部助振力为起因的气液界面的破坏和随之产生的润滑油8向轴承外部的飞散，防止主轴电动机内外被污染。
即，通过使上部毛细管密封部28形成具有第1毛细管密封部28a和第2毛细管密封部28b的两段倾斜角度，可以增大毛细管密封部内的容积，强化密封强度，同时可以解决防止在非旋转时以外部助振力为起因的润滑油的飞散这种毛细管密封部具有的各种技术课题。
另外，上部毛细管密封部28的最小间隙尺寸被设定为大于形成于上部止推板14的外周面和上部阶梯部6d的内周面之间的、与旋转轴大致平行的间隙的间隙尺寸。并且，上部止推轴承部24的间隙的轴线方向的间隙尺寸被设定为小于形成于上部止推板14的外周面和上部阶梯部6d的内周面之间的、与旋转轴大致平行的间隙的间隙尺寸。
即，在上部止推轴承部24的润滑油8的保持量减少的情况下，通过毛细管力保持在上部毛细管密封部28内的润滑油8经过与形成于上部止推板14的外周面和上部阶梯部6d的内周面之间的旋转轴大致平行的间隙，被供给上部止推轴承部24。
反之，因在上部止推轴承部24保持的润滑油8的温度上升等造成体积膨胀时，润滑油8的界面向上部毛细管密封部28中第2毛细管密封部28b内的间隙尺寸更加扩大的方向移动，由此，该体积增加部分的润滑油8被收容在上部毛细管密封部28内。
可是，虽没有特别详细图示，但在下部止推板16的外周部，在半径方向与其相对的下部环状部件27之间，以和上部止推板14的外周部相同的结构，形成下部毛细管密封部30。
如上所述，通过使上部及下部止推轴承部24、26的动压产生槽22形成为利用分别产生的动压把润滑油8朝向半径方向内侧压送的泵入型螺旋槽，在上部及下部止推轴承部24、26产生的动压形成随着朝向半径方向内侧而变高的压力斜率。因此，在向轴承部内部填充润滑油8时等，被上部及下部止推轴承部24、26保持的润滑油8中产生的气泡从压力高的上部及下部止推轴承部24、26的半径方向内侧向压力低的半径方向外侧移动。最终，气泡向保持润滑油8的间隙中间隙尺寸最大压力最低的上部及下部毛细管密封部28、30移动，从润滑油8的气液界面释放到空气中。
在轴4的外周面的大致中央部形成环状凹部4a，凹部4a具有轴4的外周面和轴承孔6c的内周面的半径方向之间的间隙随着朝向轴线方向内侧而倾斜的一对倾斜面。另外，在凹部4a形成与轴4的内部空气连通的连通孔36的开口。
该连通孔36由以下部分构成：使轴4的中心在轴线方向贯通的纵孔；在从该纵孔向半径方向延伸设置的凹部4a开口的第1开口部36a；与下部毛细管密封部30连续，通过由下部密封盖20的内周面和轴4的外周面之间规定的微小间隙，在连通轴承外部的空间开口的第2开口部36b。
另外，纵孔在轴4的加工及洗净后，通过例如由橡胶等弹性部件构成的密封部件38、40将开口于轴4的轴线方向两端部的开口部密封。这样，通过上部及下部密封盖18、20，使轴承的内部侧空间仅通过形成于上部及下部密封盖18、20的内周面和轴4的外周面之间的微小间隙与空气连通。
通过该第2开口部36b被取入连通孔36内的空气，在开口有第1开口部36a的凹部4c和与凹部4c相对的套筒6b的内周面之间形成环状的气体填充部42。通过该气体填充部42，保持在轴4的外周面和套筒6b的内周面之间的微小间隙中的润滑油8，在形成于凹部4a的一对倾斜面和套筒6b的内周面之间的毛细管密封部内形成气液界面，在轴线方向被分割成上下部分。
在套筒6b的内周面中与被分割成上下部分所保持的润滑油8对应的部位，形成伴随转子6的旋转使润滑油8中产生动压的动压产生槽44，构成上部径向轴承部46和下部径向轴承部48。形成于这些上部及下部径向轴承部46、48的动压产生槽44，采用的是在轴线方向为不平衡形状的人字槽，以便将分别产生的动压、润滑油8朝向轴线方向外侧、即朝向邻接的上部及下部止推轴承部24、26压送。
通过使上部及下部径向轴承部46、48的动压产生槽44形成分别将润滑油8压送到上部及下部止推轴承部24、26侧的形状，在填充润滑油8时等，被上部及下部径向轴承部46、48保持的润滑油8中产生的气泡从压力高的轴承部向与压力低的气体填充部42的界面侧移动，从气体填充部42通过连通孔36释放到轴承外部的空气中。
形成于上部及下部止推轴承部24、26的动压产生槽22是螺旋槽，仅依靠该螺旋槽不能产生保持转子6所需的充足的载荷支承压力。但是，如前所述，在与上部及下部止推轴承部24、26邻接的上部及下部径向轴承部46、48形成在轴线方向不平衡的人字槽的动压产生槽44。所以，在转子6旋转时，润滑油8通过螺旋槽和人字槽分别被压送到上部止推轴承部24和上部径向轴承部46的境界附近以及下部止推轴承部26和下部径向轴承部48的境界附近，因此通过两轴承部的协作动作可以产生支承施加给转子6的载荷的必要动压，能够稳定支承转子6。
另外，在上部及下部止推轴承部24、26和与它们邻接的上部及下部径向轴承部46、48连续地保持润滑油8，同时将上部及下部径向轴承部46、48分离的气体填充部42通过连通孔36与空气连通，所以位于上部及下部毛细管密封部28、30内的上部及下部止推轴承部24、26的润滑油8的气液界面、和位于由凹部4a的一对倾斜面和轴承孔6c之间规定的毛细管密封部内的上部及下部径向轴承部46、48的润滑油8的气液界面，实质上处于相同的空气压状态。
因此，例如，以离心力或向主轴电动机施加外部助振力等为起因，上部及下部毛细管密封部28、30内的润滑油8的气液界面或形成于凹部4a的一对倾斜面和套筒6b的内周面之间的毛细管密封部内的润滑油8的气液界面的一方向远离轴承部的方向移动时，另一方的气液界面通过向各气液界面所在的各毛细管密封部内的润滑油8的气液界面的曲率半径相等的位置移动而达到平衡，可以保持稳定性且不破坏密封效果。
并且，在与上部及下部径向轴承部46、48邻接的上部及下部止推轴承部24、26不中断地保持润滑油8，从液动轴承部的一方润滑油8的气液界面到达另一方润滑油8的气液界面期间，只有1点的动压极大，不存在动压极小的点。因此，即使润滑油8中含有气泡，也能自动把气泡从位于压力最小的锥状间隙内的气液界面排出到轴承外部的空气中。
这样，被各液动轴承部保持的润滑油8中产生的气泡顺序向低压侧移动，从各润滑油8的气液界面向空气中释放，所以气泡不会滞留在被各液动轴承部保持的润滑油8中。并且，不需要排出气泡用的特殊结构，从而，可以简化主轴电动机的结构。
通过把形成于上部及下部密封盖18、20的内周面和轴4的外周面之间的间隙的半径方向尺寸设定得尽可能小，在主轴电动机旋转时，在形成于上部及下部止推板14、16和上部及下部密封盖18、20之间的轴线方向的间隙以及通过轴4的外周面和上部及下部密封盖18、20形成的半径方向间隙处，伴随转子6的旋转而产生的空气流的流速产生差异。因此，对润滑油8气化产生的蒸气(油雾)，增大向主轴电动机外部的流出阻力并提高润滑油8的气液界面附近的蒸气压力，所以能够进一步防止润滑油8的蒸发。
另外，在轴4、上部及下部密封盖18、20、上部及下部环状部件25、27以及上部及下部止推板14、16中的润滑油8的气液界面附近部位，涂覆例如由氟系列材料构成的拒油剂，在离心力不作用于润滑油8的主轴电动机的旋转停止时，可以有效防止润滑油8因油移动现象泄漏到主轴电动机的外部。
下面，参照图3说明一般的盘驱动装置50的内部结构。壳体51的内部形成尘埃等极少的清洁空间，在其内部设置安装有存储信息的圆板状盘板53的主轴电动机52。并且，在壳体51的内部配置对盘板53读写信息的记录头移动机构57，该记录头移动机构57由以下部分构成：读写盘板53上的信息的记录头部56；支承该记录头的支承臂55；和使记录头56和支承臂55向盘板53上的必要位置移动的促动器54。
作为这种盘驱动装置50的主轴电动机52，通过使用在图1中所图示的主轴电动机，可以实现高速且高精度的旋转支承，不仅能够对应盘板53的大容量化，还可防止因从主轴电动机52的液动轴承部飞散的润滑油造成的对壳体51内部的污染。因此，可以尽可能地防止盘板53的记录数据的读写错误的产生，并且可靠性及耐久性良好。
另外，如图5所示，构成本发明的第1毛细管密封部的套筒的第1内周面相对旋转轴形成第1角度θ1，θ1采用0≤θ1≤90°的角度值。并且，构成第2毛细管密封部的套筒的第2内周面相对旋转轴形成第2角度θ2，θ2采用0≤θ2≤90°的角度值。
以上，对本发明的液动轴承及使用该液动轴承的主轴电动机以及具有该主轴电动机的盘驱动装置的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于该实施方式，不脱离本发明的范围的各种变形乃至修改都是可行的。
例如，形成于上部及下部止推板14、16和上部及下部阶梯部6d、6e的内周面之间的相对旋转轴大致平行的间隙，是在加工上部及下部止推板14、16时等，为了使工具保持上部及下部止推板14、16的外周端部，基于在上部及下部止推板14、16的外周端部形成平面的必要性而设计的。但是，如果没有这种必要性，也可以不设置上部及下部止推板14、16的外周端部，而形成与上部及下部止推板14、16的下面及上面的外周端部连续的圆锥面。
另外，本发明不限于套筒旋转的主轴电动机，也可适用于轴旋转的主轴电动机。
另外，在前述实施方式中，使用由一对径向轴承部46、48和一对止推轴承部24、26构成的液动轴承部来支承转子6的旋转。但是，也可以形成用一个液动轴承部同时支承施加给转子的半径方向载荷和轴线方向载荷的结构。
例如，本发明也可以适用于美国专利申请公报第2003-30222号公开的结构。即，该主轴电动机在轴线方向具有一对液动轴承部，该液动轴承部由以下部分构成：固定在轴的外周面的圆锥部件的倾斜面；在半径方向与该倾斜面相对的套筒的内周面；和形成于圆锥部件的倾斜面和套筒内周面之间的微小间隙。在套筒的内周面形成动压产生槽来支承转子。并且，在固定于套筒的轴线方向上方的盖部件的内周面和与液动轴承部连续的圆锥部件的外周面之间形成毛细管密封部。针对该主轴电动机，通过使用本发明的毛细管密封部28、30，可以获得和前述实施方式相同的作用效果。

Claims (18)

1.一种液动轴承，形成于轴和套筒之间，支承着所述轴和所述套筒，使其相对旋转轴而相对旋转，其特征在于，
在所述轴和所述套筒之间的微小间隙处保持着作为工作流体的润滑油，在构成所述微小间隙的所述轴和所述套筒的至少一方形成具有动压产生槽的轴承部，该动压产生槽在所述轴或所述套筒旋转时使所述润滑油产生动压，
在所述轴承部形成至少具有第1毛细管密封部和第2毛细管密封部的毛细管密封部，其中，第1毛细管密封部与所述轴承部邻接，随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大；第2毛细管密封部与所述第1毛细管密封部邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大，
在构成所述第1毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第1内周面，所述第1内周面相对所述旋转轴形成第1角度θ1，其采用偏小的角度、即0≤θ1≤90°的角度值，
在构成所述第2毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成与所述第1内周面邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第2内周面，所述第2内周面相对所述旋转轴形成第2角度θ2，其采用偏小的角度、即0≤θ2≤90°的角度值，
所述第1角度θ1和所述第2角度θ2的关系是θ1＞θ2。
2.根据权利要求1所述的液动轴承，所述第2角度θ2为θ2＞0。
3.根据权利要求2所述的液动轴承，所述第1角度θ1为θ1＞0。
4.根据权利要求1所述的液动轴承，至少在静止状态下，所述润滑油在所述第2内周面形成气液界面。
5.根据权利要求1所述的液动轴承，在所述轴上一体形成轴环状部件，或者在所述轴上固定独立形成的轴环状部件，在所述轴环状部件和所述套筒之间形成所述毛细管密封部的一部分或全部。
6.根据权利要求5所述的液动轴承，在所述套筒上安装筒环状部件，在所述筒环状部件和所述轴环状部件之间形成所述毛细管密封部的一部分或全部。
7.根据权利要求6所述的液动轴承，所述轴承部相对所述轴在轴线方向相隔一段距离设置成一对，并且对应所述一对轴承部在所述轴上安装一对所述轴环状部件。
8.根据权利要求7所述的液动轴承，所述轴承部相对所述轴在轴线方向相隔一段距离设置成一对，并且对应所述一对轴承部在所述套筒上安装一对所述筒环状部件。
9.根据权利要求1所述的液动轴承，在所述轴上固定与所述轴一体形成或独立形成的其外径在轴线方向形成扩径的环状圆锥部件，在所述圆锥部件和所述套筒之间形成所述毛细管密封部的一部分或全部。
10.根据权利要求9所述的液动轴承，在所述套筒上安装盖部件，在所述盖部件和所述圆锥部件之间形成所述毛细管密封部的一部分或全部。
11.根据权利要求10所述的液动轴承，所述轴承部相对所述轴在轴线方向相隔一段距离设置成一对，并且对应所述一对轴承部在所述轴上安装一对所述圆锥部件。
12.根据权利要求11所述的液动轴承，所述轴承部相对所述轴在轴线方向相隔一段距离设置成一对，并且对应所述一对轴承部在所述套筒上安装一对所述盖部件。
13.一种在外周部保持可以记录信息的圆板状记录介质的主轴电动机，
具有：由轴和套筒中的一方保持的定子；由所述轴和所述套筒的另一方保持着的与所述定子协作动作并产生旋转磁场的转子磁体；和液动轴承，形成于所述轴和所述套筒之间，同时支承着所述轴和所述套筒，使其相对旋转轴而相对旋转，
在所述轴和所述套筒之间的微小间隙处保持着作为工作流体的润滑油，在构成所述微小间隙的所述轴和所述套筒的至少一方形成具有动压产生槽的轴承部，该动压产生槽在所述轴或所述套筒旋转时使所述润滑油产生动压，
在所述轴承部形成至少具有第1毛细管密封部和第2毛细管密封部的毛细管密封部，其中，第1毛细管密封部与所述轴承部邻接，随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大；第2毛细管密封部与所述第1毛细管密封部邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大，
在构成所述第1毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第1内周面，所述第1内周面相对所述旋转轴形成第1角度θ1，其采用偏小的角度、即0≤θ1≤90°的角度值，
在构成所述第2毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成与所述第1内周面邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第2内周面，所述第2内周面相对所述旋转轴形成第2角度θ2，其采用偏小的角度、即0≤θ2≤90°的角度值，
所述第1角度θ1和所述第2角度θ2的关系是θ1＞θ2。
14.根据权利要求13所述的主轴电动机，所述第2角度θ2为θ2＞0。
15.根据权利要求14所述的主轴电动机，所述第1角度θ1为θ1＞0。
16.一种安装有可以记录信息的圆板状记录介质的盘驱动装置，具有：
壳体；
被固定在所述壳体内部，使所述记录介质旋转的主轴电动机；和
用于在所述记录介质的必要位置写入或读出信息的单元，
所述主轴电动机具有：由轴和套筒中的一方保持的定子；由所述轴和所述套筒的另一方保持着的，与所述定子协作动作并产生旋转磁场的转子磁体；和液动轴承，形成于所述轴和所述套筒之间，同时支承着所述轴和所述套筒，使其相对旋转轴而相对旋转，
在所述轴和所述套筒之间的微小间隙处保持着作为工作流体的润滑油，在构成所述微小间隙的所述轴和所述套筒的至少一方形成具有动压产生槽的轴承部，该动压产生槽在所述轴或所述套筒旋转时使所述润滑油产生动压，
在所述轴承部形成至少具有第1毛细管密封部和第2毛细管密封部的毛细管密封部，其中，第1毛细管密封部与所述轴承部邻接，随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大；第2毛细管密封部与所述第1毛细管密封部邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向，其半径方向间隙至少变大，
在构成所述第1毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第1内周面，所述第1内周面相对所述旋转轴形成第1角度θ1，其采用偏小的角度、即0≤θ1≤90°的角度值，
在构成所述第2毛细管密封部的外周壁的所述套筒的内周面，形成与所述第1内周面邻接，同时随着从所述轴承部远离朝向所述旋转轴的方向而至少接近所述旋转轴的第2内周面，所述第2内周面相对所述旋转轴形成第2角度θ2，其采用偏小的角度、即0≤θ2≤90°的角度值，
所述第1角度θ1和所述第2角度θ2的关系是θ1＞θ2。
17.根据权利要求16所述的盘驱动装置，所述第2角度θ2为θ2＞0。
18.根据权利要求17所述的盘驱动装置，所述第1角度θ1为θ1＞0。
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