CN1702339A - 动态轴承装置 - Google Patents

Abstract

一种动态轴承装置，它能够防止在将密封件推压进外壳的内圆周时所产生出的磨损粉末进入到外壳中。将密封件插入到外壳开口的内圆周中，并且有粘接剂介于它们之间。沿着密封件的推压方向向前运动的粘接剂借助毛细作用保持在位于密封件的外圆周和外壳的内圆周之间的下锥形空间中。由于设有该粘接剂，所以磨损粉末被该锥形空间中的粘接剂俘获，从而被限制在该粘接剂中。

Description

动态轴承装置

技术领域

本发明涉及一种动态轴承装置，用于通过润滑油在轴承间隙中所产生出的动态压力作用以非接触的方式可旋转地支撑轴构件。该轴承装置适用于：用于信息设备例如磁盘装置如HDD或FDD、用于CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM等的光盘装置以及用于MD、MO等的磁光盘装置的主轴电机；用于激光打印机(LBP)的多棱镜扫描器电机；以及用于电子设备例如轴流风扇等的小型电机。

背景技术

上述各种电机不仅需要以高旋转精确性进行操作，而且还需要以更高速度、更低成本以及更低噪声进行操作。决定所要求性能的部件之一为用于支撑电机主轴的轴承。作为这种轴承，在上述所要求性能上具有优异的特性的动态压力轴承近年来已经被考虑使用或者已经投入到实际应用中。

例如，在结合进用于盘驱动装置例如HDD的主轴电机中的动态轴承装置中，采用以下的动态压力轴承。该动态压力轴承包括：用于以非接触的方式沿着径向方向可转动地支撑轴构件的径向轴承部分；以及用于以非接触的方式沿着推压方向可转动地支撑轴构件的推力轴承部分。作为动态压力轴承的径向轴承部分，在轴承套的内圆周面或轴构件的外圆周面中设有用于产生出动态压力的凹槽(动态压力产生凹槽)。作为推力轴承部分，例如采用了包括形成在轴构件的凸缘部分的两个端面或与之相对的表面(轴承套的端面、固定在外壳上的推压构件的端面等)中的动态压力产生凹槽的动态压力轴承(例如，日本专利申请No.2002-061641)。

该轴承套通常固定在外壳的内圆周上的预定位置处。为了防止提供给外壳的内部空间的润滑油向外泄漏，有时在外壳的一个端部处将密封件安装在开口的内圆周上。

用在这种动态轴承装置中的外壳一般包括：圆柱形侧面；以及设在该侧面的端部处的底部。该底部不仅与侧面形成为一体，而且在一些情况中作为独立于侧面的底部构件固定在该侧面的一端的内圆周上。

在制造之后对这些动态轴承装置的每个部件进行清洁，以便清除在处理中产生出的细小金属粉末例如切削粉末。

在上述动态轴承装置中，可以想到采用压配合作为将密封构件固定在外壳的内圆周上的一般手段。但是在压配合中，通过随着压配合密封构件的外圆周和外壳的内圆周之间的滑动摩擦，可能产生出磨损粉末例如细小金属粉末或树脂粉末(在下面，共同被称为“磨损粉末”)，并从而进入外壳。进入外壳中的磨损粉末与润滑液混合进入轴承部分，由此对轴承的性能或使用寿命造成负面影响。

即使在通过压配合之外的其它方法固定密封件的情况中，在将密封件推入到外壳的内圆周中时，仍然存在在密封件的外圆周和外壳的内圆周之间出现刮擦从而类似地产生出磨损粉末的可能性。

虽然压配合也一般作为将底部构件固定到外壳一端的内圆周上的手段，但是存在由于在底部构件的外圆周和外壳的内圆周之间的滑动摩擦而类似产生上述磨损粉末而进入外壳的可能性。

本发明的目的在于防止磨损粉末进入外壳。

发明内容

在本发明中，动态轴承装置包括：外壳，它具有一个开口端且另一端封闭；设在所述外壳中的轴承套；插入到所述轴承套中的轴构件；以及用于密封所述外壳的开口的密封件，借助于在位于轴构件和轴承套之间的径向轴承间隙中产生的润滑液的动态压力作用，所述动态轴承装置以非接触的方式保持所述轴构件和所述轴承套，其中所述密封件的外圆周粘接在所述外壳的内圆周上以便固定在其上，并且在所述密封件的外圆周和所述外壳的内圆周之间具有用于保持粘接剂的锥形空间。用于封闭外壳的另一个端部的部分不仅可以与外壳形成为一体，而且也可以形成为单独的部件。该锥形空间可以向密封件的两个端面中的任一个开放。

根据上面的结构，即使在将密封构件推进外壳开口的内圆周中时产生出磨损粉末，由于设有粘接所以该磨损粉末也会被粘接剂俘获，从而被限制在该粘接剂中。因此，可以防止磨损粉末随着在密封件和外壳之间滑动而进入外壳。而且，由于在将密封件推进外壳的内圆周时粘接剂用作润滑剂，所以减少了磨损粉末的产生同时便于推压操作。

而且，由于粘接剂通过在锥形空间中的毛细作用而保持在锥形空间的缩小侧，所以确保了该粘接剂处于外壳的内圆周和密封件的外圆周之间，因此获得很大的粘性。

具体地说，在将密封件推压进外壳的内圆周中时，出现粘接剂沿着密封件的推压方向向前运动的现象。如果该运动是显而易见的，则预计该粘接剂进入到相互接触的密封件的端面和轴承套的端面之间，从而对轴承性能造成负面影响。这时，如果锥形空间具有朝着外壳的封闭端侧逐渐扩大的形状，则沿着密封件的推压方向向前运动的粘接剂通过在锥形空间中的毛细作用而保持在锥形部分的缩小侧上，从而可以防止粘接剂沿着推压方向向前运动。另外，由于保持该粘接剂的作用增强，所以也提高了用于俘获并且限制磨损粉末的粘接剂的作用。

另一方面，如果锥形空间具有朝着外壳的开口端侧逐渐扩大的形状，则在将密封件推压进外壳的内圆周中之后，可以通过在毛细作用下保持在锥形空间中的润滑剂密封该外壳相对于该锥形空间的封闭侧。在该情况下，如果尤其对外壳的内圆周设置位于锥形空间中以面对着外壳的外部的台阶，则在推压密封件之后保持在该锥形空间中的粘接剂的量增加，由此进一步提高了密封效果。

在该动态轴承装置中，可以同时设置朝着外壳的封闭侧逐渐扩大的锥形空间和朝着外壳的开口侧逐渐扩大的锥形空间。在该情况下，这两个锥形空间设置成相互轴向间隔开并且沿着它们相互分开的一个方向逐渐扩大。因此，同时可以获得由这两个锥形空间分别产生出的上述效果。

通过在密封件的外圆周和外壳的内圆周中的至少一个上设置锥形表面，可以形成上述每个锥形空间中的每一个。优选的是，该锥形表面设在密封件的外圆周上。

通过上面的结构，根据本发明，即使在将密封件插入到密封件的内圆周中时产生磨损粉末，由于设有粘接剂，所以该磨损粉末也会被粘接剂俘获以便被限制在该粘接剂中。因此，确保了能够将磨损粉末俘获以便防止磨损粉末进入外壳。而且，由于粘接剂通过锥形空间中的毛细作用而牢牢地保持在锥形空间的缩小侧上，所以可以获得较高的紧固力。

而且，为了解决上面的问题，本发明提供了一种动态轴承装置，包括：外壳；固定在所述外壳的内圆周上的轴承套；包括插入到所述轴承套中的轴部的旋转构件；用于封闭外壳的开口的底部构件；径向轴承部分，用于通过润滑液的动态压力作用在位于轴承套和轴部之间的径向轴承间隙中沿着径向方向产生压力；以及推力轴承部分，用于通过润滑液的动态压力作用在位于旋转构件和外壳之间的推力轴承间隙中沿着推压方向产生压力，其中底部构件被推压进外壳的开口中，以便用介于它们之间的粘接剂固定在其中。在该结构中，底部构件为独立于外壳的构件，并且不面对着推力轴承间隙。

根据该结构，即使在将底部构件推压进外壳的内圆周时产生磨损粉末，由于设有粘接剂，所以该磨损粉末会被粘接剂俘获以便被限制在粘接剂中。因此，防止了粘接剂随着底部构件的压配合而进入外壳。而且，由于粘接剂在底部构件的压配合中用作润滑剂，所以减少了在压配合中磨损粉末的产生，同时便于推压操作。

在底部构件的压配合中，出现了粘接剂沿着底部构件的推压方向向前运动的现象。如果该运动是显而易见的，则预计该粘接剂甚至会到达插入到轴承套的内圆周中的旋转构件附近，从而对该旋转构件的平滑转动造成负面影响。因此，为了避免出现这种情况，优选在底部构件的外圆周和外壳的内圆周之间设有用于保持粘接剂的内部锥形空间，该内部锥形空间靠近位于外壳内侧上的底部构件的压配合部分。沿着底部构件的推压方向向前运动的粘接剂通过在该内部锥形空间中的毛细作用而保持在内部锥形空间的压配合部分侧上，从而防止其朝着旋转构件流动。而且，由于用于保持该粘接剂的作用增强，所以也提高了用于俘获和限制该磨损粉末的粘接剂的作用。

而且，可以在推压构件的外圆周和外壳的内圆周之间设置用于保持粘接剂的外部锥形空间，该外部锥形空间靠近位于外壳外侧上的推压构件的压配合部分。在底部构件的压配合之后，通过毛细作用保持在外部锥形空间中的润滑剂能够将该压配合部分密封。具体地说，如果针对外壳的内圆周设有一台阶并且该台阶面对着外壳的外部位于外部锥形空间中，则在底部构件的压配合之后保持在该外部锥形空间中的粘接剂的量增加，由此进一步提高了压配合部分的密封效果。

另外，可以在底部构件的外圆周和外壳的内圆周之间设置用于保持粘接剂的内部锥形空间和用于保持粘接剂的外部锥形空间，所述内部锥形空间靠近位于外壳内侧上的底部构件的压配合部分，所述外部锥形空间靠近位于外壳外侧上的底部构件的压配合部分。因此，同时能够获得由这两个锥形空间产生出的上述作用。

通过在底部构件的外圆周和外壳的内圆周中的至少一个上设置锥形表面，可以形成上述每个锥形空间中的每一个。优选的是，该锥形表面设在密封件的外圆周上。

另外，为了解决上面的问题，本发明提供了一种制造上述动态压力轴承的方法，该方法包括以下步骤：将粘接剂施加到外壳的内圆周上；并且将底部构件推入其上已经施加有粘接剂的外壳的内圆周中。

通过上面的配置，根据本发明，即使在底部构件的压配合中产生出磨损粉末的情况下，由于设有粘接剂所以该磨损粉末也会被粘接剂俘获以便被限制在粘接剂中。因此，防止了磨损粉末随着底部构件的压配合而进入外壳。而且，由于粘接剂在底部构件的压配合中用作润滑剂，所以减少了在压配合中磨损粉末的产生，同时便于推压操作。

另外，靠近位于外壳内侧上的底部构件的压配合部分以便保持粘接剂的内部锥形空间设置在底部构件的外圆周和外壳的内圆周之间。因此，沿着推压构件的推压方向向前运动的粘接剂通过在内部锥形空间中的毛细作用而被保持在压配合部分侧上，从而被防止流进轴承中。因此，可以在压配合中避免出现轴承的平滑转动受到粘接剂的运动的负面影响。而且，用于保持该粘接剂内部锥形空间的作用增强，所以也提高了用于俘获和限制该磨损粉末的粘接剂的作用。

另外，靠近位于外壳外侧上的底部构件的压配部分以便保持粘接剂的外部锥形空间设在底部构件的外圆周和外壳的内圆周之间。因此，通过毛细作用而保持在外部锥形空间中的润滑剂能够将该压配合部分密封。具体地说，如果对于外壳的内圆周设有面对着外壳外部位于外部锥形空间的台阶，则在推动底部构件之后保持在该锥形空间中的粘接剂的量增加，因此进一步提高了密封作用。

附图说明

图1为用于信息设备的主轴电机的剖视图；

图2为剖视图，显示出动态轴承装置的一个实施方案；

图3a为轴承套的剖视图，图3b为其下端面的平面图，并且图3c为其上端面的平面图；

图4为局部放大剖视图，显示出外壳上端的内圆周附近；

图5为用于信息设备的主轴电机的剖视图；

图6为剖视图，显示出动态轴承装置的另一个实施方案；

图7a轴承套的剖视图，而图7b为从图7a中的方向A看到的轴承套的平面图；

图8为从图6中的方向B看到的该外壳的平面图；

图9为底部构件的剖视图；

图10为局部放大剖视图，显示位于外壳下端处的开口的附近；

图11为局部放大剖视图，显示出其中底部构件被推压进外壳下端的内圆周中的状态；

图12a、12b和12c为剖视图，显示出径向轴承部分的其它实施方案。

具体实施方式

下面将对本发明的实施方案进行说明。

图1显示出用于信息设备的主轴电机的结构示例，该主轴电机装有根据本实施方案的动态轴承装置1。该主轴电机用于盘驱动装置例如HDD。该主轴电机包括：动态轴承装置1，用于以非接触方式可转动地支撑轴构件2；转子(盘毂)3，它装在轴构件2上；以及通过例如径向间隙彼此相对的定子4和转子磁铁5。盘毂3包括一小直径圆柱形部分3a和一大直径圆柱形部分3b。未示出的至少一个盘、例如磁盘保持在小直径圆柱形部分3a的外圆周上。定子4安装到支架6的外圆周上，而转子磁铁5安装到盘毂3的大直径圆柱形部分3b的内圆周上。该动态轴承装置1的外壳7安装到支架6的内圆周上。在给定子4通电时，通过在定子4和转子磁铁5之间的电磁力使转子磁铁5转动，这反过来使得盘毂3和轴构件2协同操作。

图2显示出该动态轴承装置1。该动态轴承装置1包括以下主要部件：有底的圆柱形外壳7，它具有一个开口端且另一端封闭；固定到外壳7的内圆周上的轴承套8和密封件10；以及轴构件2。

第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2设置成在轴承套8的内圆周面8a和轴构件2的轴部2a的外圆周面2a1之间相互轴向间隔开。而且，第一推力轴承部分T1设置在轴承套8的下端面8c和轴构件2的凸缘部分2b的上端面2b1之间，而第二推力轴承部分T2设在外壳7的底部7c的内底面7c1和凸缘2b的下端面2b2之间。为了便于说明，下面将外壳7的底部7c侧称为下侧，并且将与之轴向相对的侧面称为上侧，以进行说明。

外壳7例如由软金属例如黄铜、或树脂材料例如热塑性树脂制成。该外壳7包括：圆柱形侧面7b；以及在侧面7b的下端处与该侧面7b形成为一体的底部7c。侧面7b的外圆周面的上部7b1形成为其直径小于剩余部分的直径。如图1所示，在小直径外圆周面7b1和盘毂3的小直径圆柱形部分3a的内圆周面3a1之间形成有迷宫密封件L。底部7c可以形成为独立于侧面7b的构件。

轴构件2例如由金属材料、例如不锈钢制成。该轴构件2包括：具有圆柱形外圆周面2a1的轴部2a和与轴部一体地或者相独立地设在轴部2a的下端处的凸缘部分2b。

轴承套8例如为由烧结金属制成的多孔体，具体地说为由主要由铜构成的烧结金属制成的多孔体，它形成为圆筒形。该轴承套8固定在外壳7的内圆周面上的预定位置处。

在由烧结金属制成的轴承套8的内圆周面8a上，按照相互轴向分开的方式设有与第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2的径向轴承表面对应的两个垂直设置区域。在这两个区域中，例如分别形成如图3(a)所示的鱼骨形图案的动态压力产生凹槽8a1和8a2。上动态压力产生凹槽8a1形成为相对于轴向中心m(在上下倾斜凹槽之间的区域的轴向中心)轴向不对称。上部区域在轴向中心m上方的轴向尺寸X1大于下部区域的轴向尺寸X2。而且，至少一个轴向凹槽8d1在其全部轴向长度上形成在轴承套8的外圆周面8d中。在该实施例中，三个轴向凹槽8d1在圆周上等间距地形成。而且，在轴承套8的上端面8b和下端面8c的外圆周的角部处分别形成有斜面8e和8f。

在用作第一推力轴承部分T1的推力轴承表面的轴承套8的下端面8c中形成有例如如图3(b)所示呈螺旋图案的动态压力产生凹槽8c1。在用作第二推力轴承部分T2的推力轴承表面的外壳底部7c的内底面7c1中也形成有呈螺旋图案的动态压力产生凹槽(未示出)。在任一个推力轴承表面上，可以采用鱼骨形图案、径向凹槽图案等作为这些动态压力产生凹槽的图案。带有这些动态压力产生凹槽的推力轴承表面可以形成在轴构件2的凸缘2b的两个端面2b1和2b2上。

如图3(c)所示，轴承套8的上端面8b，被沿着径向方向大致设在中部的具有V形横截面的圆周凹槽8b1分成径向内部区域8b2和径向外部区域8b3。在径向内部区域8b2中，形成有至少一个径向凹槽8b21。在该实施例中，三个径向凹槽8b21在圆周上等距离间隔开地形成。

密封件10由金属材料例如黄铜、或树脂材料形成为环形。该密封件装配到与外壳7的开口侧对应的侧面7b的上端的内圆周上。密封件10的内圆周面10a形成具有向上逐渐增大的直径的锥形表面。在内圆周面10a和与之相对的轴2a的圆柱形外圆周面2a1之间形成有锥形密封空间S。该密封空间S通过毛细作用将润滑油保持在外壳7中，从而限制了润滑油向外壳外面泄漏，与所示的实施例相反，密封件10的内圆周面可以形成为圆柱形，而与之相对的轴2a的外圆周面2a1可以形成为锥形以形成密封空间S。

如在图4中以放大的方式所示一样，密封件10的下端面10b具有一台阶。该台阶的径向内部区域10b1与轴承套8的上端面8b接触。该台阶的径向外部区域10b2与轴承套8的上端面8b间隔开，从而与上端面8b形成变薄的部分P。

密封件10的外圆周10c包括：圆柱形面10c1；锥形表面10c2，它从圆柱形面10c1的下端沿着径向向内倾斜方向延伸至下端面10b；以及锥形表面10c3，它从圆柱形面10c1的上端沿着径向向内倾斜方向延伸至上端面10d。圆柱形面10c1与轴线平行，并且通过松散配合装配到外壳开口的内圆周7d中，并且粘接剂介于它们之间。

该实施方案的动态轴承装置1例如按照以下步骤装配。

首先，将轴构件2设在外壳7中。接着，在轴2a插入到轴承套8的内圆周孔中的同时，将轴承套8推入到外壳7的内圆周7d中，以便使下端面8c抵靠在形成于外壳7的底侧上的台阶7e上。因此，该轴承套8相对于外壳7轴向定位。通过压配合、粘接、压配合和粘接的组合或其它适当的紧固方法，将该轴承套8固定在外壳7的内圆周7d上。

之后，将密封件10推压进位于外壳7的一个端部处的开口中，以便在粘接剂介于它们之间的情况下向前推压到预定位置。由于设有粘接剂，所以该密封件固定在外壳7上。具体地说，该粘接剂施加到外壳7的内圆周7d的上端上(其中固定着该密封件的区域)。之后，通过在外壳7的上端处的开口将密封件10推压进内圆周7d，从而该密封件10的下端面10b(径向内部区域10b1)抵靠在轴承套8的上端面8b上。由于在推压密封件10时位于圆柱形面10c1和内圆周7d之间的粘接剂用作润滑剂，所以减少了在压配合中的磨损粉末的产生，同时方便了推压操作。

图4显示出密封件10的推压操作完成的状态。在该状态中，密封件10的外圆周10c的圆柱形面10c1与外壳7的内圆周7d相对，并且粘接剂介于它们之间(未示出)。第一锥形空间X1从相对部分靠近位于外壳7的封闭侧上的密封件，而第二锥形空间X2靠近位于外壳7的开口侧上的密封件。第一锥形空间X1形成在密封件10的外圆周10c的下锥形表面10c2和外壳7的内圆周7d之间，从而沿着推压密封件10的方向朝着下侧(外壳的封闭侧)逐渐扩大。第二锥形空间X2形成在密封件10的外圆周10c的上锥形表面10c3和外壳7的内圆周7d之间，从而朝着与外壳7的开口侧对应的上侧逐渐扩大。这两个锥形空间X1和X2分别向密封件10的下端面10b和上端面10d开放。具体地说，第一锥形空间X1还与减薄部分P和圆周凹槽8b1连通。

随着密封件10的推压，沿着密封件10的压配合方向向前运动的粘接剂M通过毛细作用保持在第一锥形空间X1中。在推压中，由于设有粘接剂M，所以由在密封件10和外壳的内圆周7d之间的刮擦等产生出的磨损粉末被粘接剂M俘获在第一锥形空间X1中，从而被限制在粘接剂M中。通过用于保持粘接剂M的第一锥形空间X1的作用，防止了粘接剂M朝着轴承套8的端面8b流动，同时提高了粘接剂俘获和限制磨损粉末的作用。

而且，粘接剂M通过毛细作用保持在第二锥形空间X2中。该粘接剂M能够在位于第二锥形空间内部的外壳中可靠地密封在密封件的外圆周10c和外壳的内圆周7d之间的间隙。具体地说，在该状态中，如由图4中的虚线所示一样，如果为面对着第二锥形空间X2的外壳7的内圆周7d设置台阶13，则在密封件10安装之后，保持在第二锥形空间X2中的粘接剂M的量增加，由此进一步增强了密封作用。

在上面的实施方案中，举例说明了其中通过松散配合将密封件10推压进外壳7的内圆周7d中的情况。但是，也可以将密封件10推压进外壳7的内圆周而使粘接剂介于它们之间，从而将密封件固定在其上。虽然在压配合的情况中，由于相对于外壳7的内圆周7d的滑动使得所产生出的磨损粉末量增加，但是即使在这种情况中也能够确保防止磨损粉末进入外壳7。

虽然在上面的实施方案中举例说明了设有第一锥形空间X1和第二锥形空间X2两者的情况，但是根据需要可以设置这些锥形空间中的任一个。

在按照上述方式完成装配时，该轴构件2的轴部2a插入到轴承套8的内圆周面8a中。因此，凸缘部分2b装在位于轴承套8的下端面8c和外壳7的内底面7c1之间的空间内。之后，用润滑液、例如润滑油填充包括轴承套8的内孔在内的由密封件10密封的外壳7的内部空间。润滑油的油位保持在密封空间S内。

在轴构件2的转动中，用作径向轴承表面的轴承套8的内圆周面8a的区域(两个垂直设置的区域)分别通过径向轴承间隙与轴部2a的外圆周面2a1相对。而且，用作推力轴承表面的轴承套8的下端面8c的区域通过推力轴承间隙与凸缘部分2b的上端面2b1相对，而用作推力轴承表面的底部7c的内底面7c1的区域通过推力轴承间隙与凸缘部分2b的下端面2b2相对。随着轴构件2的转动，在上述径向轴承间隙中产生出润滑油的动态压力，从而轴构件2的轴部2a由形成在径向轴承间隙中的润滑油的油膜以非接触的方式沿着径向方向可转动地支撑。因此，形成了用于沿着径向方向以非接触的方式可转动地支撑轴构件2的第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2。同时，在上述推力轴承间隙中产生润滑油的动态压力，从而轴构件2的凸缘部分2b由形成在推力轴承间隙中的润滑油的油膜以非接触的方式沿着两个推压方向可转动地支撑。因此，形成了用于沿着推压方向以非接触的方式可转动地支撑轴构件2的第一推力轴承部分T1和第二推力轴承部分T2。

如上所述，第一径向轴承部分R1的动态压力产生凹槽8a1相对于轴向中心m轴向不对称地形成；上部区域在轴向中心m上方的轴向尺寸X1大于下部区域的轴向尺寸X2(图3(a))。因此，在轴构件2的转动中，用于润滑油的动态压力产生凹槽8a1的拉力(泵送力)在上部区域中比在下部区域中相对更大。通过在在拉力中的压力差，填充在位于轴承套8的内圆周面8a和轴部2a的外圆周面2a1之间的间隙中的润滑油向下流动。润滑油循环穿过从第一推力轴承部分T1的推力轴承间隙、轴向凹槽8d1、减薄部分P和圆周凹槽8b1到径向凹槽8b21的路径，返回到位于轴承套8的内圆周面8a和轴部2a的外圆周面2a1之间的间隙，从而被重新拉进第一径向轴承部分R1的径向轴承间隙中。如果该动态轴承装置配置成润滑油按照上述方式在外壳7的内部空间中流动并循环，则可以防止出现内部空间中的润滑油的压力在局部上变负的现象，从而解决了例如随着负压的产生而产生出气泡、产生振动等问题。而且，即使在气泡由于某些原因而进入到润滑油中的情况下，在这些气泡随着润滑油循环时，气泡也会从在密封空间S中的润滑油油位(气液界面)向外界空气排出。因此，可以更加有效地防止这些气泡的负面影响。

轴承部分R1、R2、T1和T2的每一个的轴承结构不限于上面所例举的结构，因此可以改变为各种轴承结构中的任一种。例如，径向轴承R1和R2中的每一个可以由多叶片轴承(图12a至12c)或阶式止推轴承构成，而推力轴承部分T1和T2中的每一个可以由用于按照接触方式通过外壳的底部7c支撑轴构件2的端部的枢轴承构成。

图5在概念上显示出装有根据本发明另一个实施方案的动态轴承装置1的信息设备的主轴电机的结构示例。用于信息设备的主轴电机被用于盘驱动装置、例如HDD。该主轴电机包括：动态轴承装置1，用于可转动地支撑旋转构件3；通过例如径向间隙彼此相对的定子4和转子磁铁5；以及电机支架6。定子4安装到电机支架6的外圆周上，而转子磁铁5安装到旋转构件3的外圆周上。该动态轴承装置1的外壳7安装到电机支架6的内圆周上。在给定子4通电时，通过在定子4和转子磁铁5之间产生出的电磁力使转子磁铁5转动，这又使得旋转构件3协同转动。

例如如图6所示一样，该动态轴承装置1包括：外壳7；用于封闭位于外壳7的一个端部处的开口的底部构件11；固定到外壳7的内圆周中的轴承套8；以及相对于外壳7和轴承套8转动的旋转构件3。为了便于说明，下面将把由外壳7的底部构件11覆盖的侧面称为下侧，并且将与之轴向相对的侧面称为上侧来进行说明。

在该动态轴承装置1中，第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2设置成在轴承套8的内圆周面8a和旋转构件3(轴部2a的外圆周面)之间相互轴向分开。而且，第一推力轴承部分T1设在旋转构件3(盘毂部分9的下端面9a)和外壳7(侧面7b的上端面7b2)之间，而第二推力轴承部分T2设在旋转构件3(凸缘部分12的上端面12a)和轴承套8的下端面8c之间。

旋转构件3包括：插入到轴承套8的内圆周中的圆柱形轴部2a；盘毂部分9，它从轴部2a的上端向外径向延伸，从而覆盖外壳7的外圆周的上部和上端；以及盘形凸缘部分12，它固定到轴部2a的下端上。在所示的实施例中，举例说明了其中轴部2a和盘毂部分9形成为一体的情况。但是，轴部和盘毂可以形成为分开的构件。将轴部2a和凸缘部分12相互紧固的方法是任意的；图2显示出其中采用螺纹连接作为示例的情况。

盘毂部分9用作盘毂，并且包括：圆盘形平面部分9a，它从轴部2a的上端径向向外延伸；圆柱形部分9b，它从平面部分9a的外圆周轴向向下延伸；以及盘安装面9c和凸缘部分9d，它们径向向外伸出到圆柱形部分9b之外。将至少一个磁盘(未示出)装配到平面部分9a的外圆周中。这些磁盘由盘安装面8c从下面支撑，同时通过未示出的适当保持部件定位和保持。

轴承套8例如为由烧结金属制成的多孔体，具体地说，为由主要由铜构成的烧结金属制成的呈圆筒形的多孔体。

如图6所示，在轴承套8的内圆周面8a上，按照相互轴向分开的方式设有用作第一径向轴向部分R1和第二径向轴承部分R2的径向轴承表面的两个垂直设置区域。在这两个区域中，例如分别形成有如图7a所示的呈鱼骨形图案的动态压力产生凹槽8a1和8a2。上动态压力产生凹槽8a1相对于轴向中心m(在上下倾斜凹槽之间的区域的轴向中心)轴向不对称。上部区域在轴向中心m上方的轴向尺寸X1大于下部区域的轴向尺寸X2。而且，至少一个轴向凹槽8b1在其全部轴向长度上形成在轴承套8的外圆周面8d中。在该实施例中，三个轴向凹槽8d1在圆周上等间距地形成。

在用作推力轴承部分T2的推力轴承表面的轴承套8的下端面8c中，形成有例如如图7b所示的呈螺旋图案的动态压力产生凹槽8c1。

外壳7由圆柱形侧面7b构成，并且在该实施方案中由树脂材料制成。在用作推力轴承部分T1的推力轴承表面的侧面7b的上端面7b2的区域中，例如形成有如图8所示的呈螺旋图案的动态压力产生凹槽7b21。动态压力产生凹槽7b21可以通过使用用于形成外壳7的侧面7b的模具注塑成型侧面7b而同时形成，其中在模具的表面上形成有用于形成动态凹槽7b21的凹槽。

而且，如图6所示一样，在侧面7b的外圆周上形成有具有向上逐渐增大直径的锥形外壁7i。该锥形外壁7i与圆柱形部分9b的内圆周面9b1形成宽度向上减小的环形密封空间S。该密封空间S在轴部2a和盘毂部分9的转动中与推力轴承部分T1的推力轴承间隙的径向外部连通。

底部构件11被推入到其中的压配合部分7g形成在侧面7b的下端处。压配合部分7g的内圆周7g1的直径大于用来将轴承套9固定到其上的内圆周面7d的直径。压配合部分7g的厚度小于侧面7b的厚度。面对着外壳7的外部的台阶7g11(参见图11)形成在压配合部分7g的内圆周7g1上。在该实施方案中，台阶7g11具有直径向下逐渐增大的锥形表面。在外壳7的外圆周(侧面7b的外圆周)上，形成有将要固定到图1中所示的电机支架6的内圆周上的固定表面7h。

底部构件11例如由金属材料、例如不锈钢或铜制成，并且通过下面所述的步骤被推压并且粘接固定在外壳7的压配合部分7g的内圆周上。如图9所示，底部构件11的外圆周11c包括：压配合表面11c1，它被推压进外壳7的压配合部分的内圆周7g1中；锥形表面11c2，它从压配合表面11c1的上端沿着倾斜方向径向向内延伸至上端面11a；以及锥形表面11c3，它从压配合表面11c1的下端沿着倾斜方向径向向内延伸至下端面11b。该压配合表面11c1与轴线平行。

可以例如按照以下步骤装配出在该实施方案中的动态轴承装置1。

例如，通过适当的方法例如压配合、粘接、压配合和粘接的组合或焊接，将轴承套8固定到外壳7的内圆周面7d上。接着，将作为包括盘毂部分9和轴部2a的整体模制件的旋转构件3插入到轴承套8的内圆周中。如果在轴承套8固定到外壳7上的同时测量出轴承套8的内径尺寸，以获得与轴部2a的外径尺寸(提前测量出)相匹配的尺寸，则能够以良好的精度设定径向轴承间隙。

接着，在将用于保持的凸缘12安装在轴部2a上之后，将底部构件11推压到外壳7的压配合部分7g的内圆周7g1的预定位置，而粘接剂介于它们之间，从而固定在其上。具体地说，如在图10中按照放大的方式所示一样，将粘接剂M施加到外壳7的压配合部分的内圆周7g1的下端上。之后，将底部构件11推压进压配合部分的内圆周7g1中。由于粘接剂M在底部构件11的压配合中用作润滑剂，所以减少了在压配合中的磨损粉末的产生，同时方便了压配合操作。

图11显示出底部构件11的压配合完成的状态。底部构件11的外圆周11c的压配合表面11c1以预定的压配公差装配到外壳7的压配合部分的内圆周7g1中。内锥形空间Q1与在外壳7的内侧上的压配合部分相邻，而外锥形空间Q2在外壳7的外侧上与之相邻。内锥形空间Q1形成在外圆周11c的上锥形表面11c2和压配合部分的内圆周7g1之间，并且具有朝着压配合部分逐渐减小的形状。外锥形空间Q2形成在外圆周11c的下锥形表面11c3和压配合部分的内圆周7g1之间，并且具有朝着压配合部分逐渐减小的形状。内锥形空间Q1和外锥形空间Q2两者都分别向着底部构件11的上端面11a和下端面11b开放。

通过底部构件11的压配合，沿着底部构件11的压配合方向向前运动的粘接剂M通过毛细作用保持在内锥形空间Q1中。由于设有粘接剂M，所以在底部构件11的压配合中所产生的磨损粉末P被内锥形空间Q1中的粘接剂俘获，从而限制在粘接剂M中。通过用于保持粘接剂M的内锥形空间Q1的作用，防止了粘接剂M朝着轴2流动，同时提高了粘接剂M俘获并且限制磨损粉末P的作用。

而且，还用作润滑剂的粘接剂M通过毛细作用保持在外锥形空间Q2中。该润滑剂能够将底部构件11的压配合部分密封。具体地说，如果为外壳7的压配合部分的内圆周7g1设置台阶7g11，则增加了在底部构件11压配合之后保持在外锥形空间Q2中的粘接剂M的量，由此进一步提高了密封效果。

在按照上述方式完成装配时，旋转构件3的轴部2a被插入到轴承套8的内圆周面8a中。因此，凸缘部分12装在位于轴承套8的下端面8c和底部构件11的上端面11a之间的空间内。之后，用润滑液、例如润滑油填充由外壳7、盘毂部分9和底部构件11包围的、包括轴承套8的内孔在内的内部空间。该润滑油的油位保持在密封空间S内。

在旋转构件3转动时，用作径向轴承表面的轴承套8的内圆周面8a的两个垂直设置区域分别通过径向轴承间隙与轴2a的外圆周面2a1相对。通过轴部2a的转动，填充这些径向轴承间隙的润滑油产生动态压力作用。轴部2a通过所产生出的压力按照非接触的方式沿着径向方向被可转动地支撑。因此，形成了用于按照非接触的方式沿着径向方向可转动地支撑旋转构件3的第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2。

而且，在外壳7的侧面7b的上端面7b2和盘毂部分9的下端面9a1之间形成有推力轴承间隙。通过旋转构件3的转动，填充该推力轴承间隙的润滑油产生出动态压力作用。旋转构件3借助所产生出的压力按照非接触的方式沿着推力方向被可转动地支撑。因此，形成了用于按照非接触的方式沿着推力方向可转动地支撑旋转构件3的第一推力轴承部分T1。类似地，在轴承套8的下端面8c和凸缘12的上端面12a之间形成有推力轴承间隙。在该推力轴承间隙中产生润滑油的动态压力作用。因此，形成了用于按照非接触的方式沿着推力方向可转动地支撑旋转构件3的第二推力轴承部分T2。

根据该动态轴承装置，推力轴承部分T1形成在外壳7的上端面7b2和盘毂部分9的下端面9a1之间，从而在外壳7的径向外侧上形成用于密封在外壳7的上端处的开口的密封空间S。因此，与包括设置用于外壳7的上部的密封空间S的动态轴承装置相比，可以减小该动态轴承装置1的轴向尺寸。

上面已经对本发明的实施方案进行了说明。但是，本发明并不限于上面这些实施方案。

例如，虽然在这些实施方案中第一和第二推力轴承部分T1和T2设置成沿着两个方向支撑着推力载荷，但是如果没有什么不便的话，也可以将第二推力轴承部分T2省略。在该情况中，旋转构件3的凸缘部分12和形成在轴承套8的下端面8c中的动态压力产生凹槽8c1就不再需要。

在这些实施方案中，已经举例说明了位于外壳7和旋转构件3之间的推力轴承部分T1形成于外壳7的上端面7b2和盘毂部分9的下端面9a1之间的情况。除了该结构之外，虽然在这里省略了对推力板的说明，但是本发明可以类似地应用于例如在外壳相对于底部构件11的开口侧上设有与底部构件11相独立的推力板并且推力轴承部分T1形成在推力板和凸缘部分12之间的情况。

径向轴承部分R1和R2中的每一个的轴承结构不限于上面的举例说明，而是能够改变成各种轴承结构。例如，径向轴承部分可以由多叶片轴承或阶式止推轴承构成。

图12a至12c显示出环形轴承的示例。其中，图12a显示出下面的环形轴承：在轴承套8的内圆周面8a上形成有具有与轴线中心O偏离的曲率中心的多叶片表面。在内圆周面8a和轴承2a的外圆周面2a1之间的径向轴承间隙按照楔形的方式沿着两个圆周方向减小。图12b显示出也被称为锥形轴承的环形轴承。在轴承套8的内圆周面8a上形成有一个多叶片表面。该径向轴承间隙按照楔形方式沿着一个圆周方向减小。在位于这些环形表面之间的每个边界处，形成有被称为分离槽的具有较大深度的轴向凹槽8a11。图12c为被称为锥形扁平轴承的圆形轴承。在图12b所示的结构中，利用将轴线中心O作为曲率中心的同心弧线，形成在具有最小间隙的侧面上的每个环形表面的预定区域θ。

Claims (15)

1.一种动态轴承装置，包括：

外壳，它具有一个开口端且另一端封闭；

设在所述外壳中的轴承套；

插入到所述轴承套中的轴构件；以及

用于密封所述外壳的开口的密封件，借助于在位于轴构件和轴承套之间的径向轴承间隙中产生的润滑液的动态压力作用，所述动态轴承装置以非接触的方式保持所述轴构件和所述轴承套，其中

所述密封件的外圆周粘接在所述外壳的内圆周上以便固定在其上，并且

在所述密封件的外圆周和所述外壳的内圆周之间具有用于保持粘接剂的锥形空间。

2.如权利要求1所述的动态轴承装置，其中所述锥形空间向所述密封件的两个端面中的任一个开放。

3.如权利要求2所述的动态轴承装置，其中所述锥形空间具有朝着所述外壳的封闭端侧逐渐扩大的形状。

4.如权利要求2所述的动态轴承装置，其中所述锥形空间具有朝着所述外壳的开口端侧逐渐扩大的形状。

5.如权利要求1所述的动态轴承装置，其中设有两个锥形空间，它们相互轴向分开并且沿着它们相互分开的方向逐渐扩大。

6.如权利要求2至5中任一项所述的动态轴承装置，其中在所述密封构件的外圆周上设有用于形成所述锥形空间的锥形表面。

7.一种动态轴承装置，包括：

外壳；

固定在所述外壳的内圆周上的轴承套；

包括插入到所述轴承套中的轴部的旋转构件；

用于封闭外壳的开口的底部构件；

径向轴承部分，用于通过润滑液的动态压力作用在位于轴承套和轴部之间的径向轴承间隙中沿着径向方向产生压力；以及

推力轴承部分，用于通过润滑液的动态压力作用在位于旋转构件和外壳之间的推力轴承间隙中沿着推压方向产生压力，其中

底部构件被推压进外壳的开口中，以便用介于它们之间的粘接剂固定在其中。

8.如权利要求7所述的动态轴承装置，在所述底部构件的外圆周和所述外壳的内圆周之间具有用于保持粘接剂的内部锥形空间，该内部锥形空间靠近位于外壳内侧上的底部构件的压配合部分。

9.如权利要求7所述的动态轴承装置，在所述底部构件的外圆周和所述外壳的内圆周之间具有用于保持粘接剂的外部锥形空间，该外部锥形空间靠近位于外壳外侧上的底部构件的压配合部分。

10.如权利要求7所述的动态轴承装置，在所述底部构件的外圆周和所述外壳的内圆周之间具有用于保持粘接剂的内部锥形空间和用于保持粘接剂的外部锥形空间，所述内部锥形空间靠近位于外壳内侧上的底部构件的压配合部分，以便保持粘接剂，所述外部锥形空间靠近位于外壳外侧上的底部构件的压配合部分。

11.如权利要求9所述的动态轴承装置，具有用于外壳的内圆周的台阶，该台阶位于外部锥形空间中、面对所述外壳的外部。

12.如权利要求10所述的动态轴承装置，具有用于外壳的内圆周的台阶，该台阶位于外部锥形空间中、面对所述外壳的外部。

13.如权利要求8至12中任一项所述的动态轴承装置，其中在所述底部构件的外圆周上设有用于形成所述锥形空间的锥形表面。

14.一种包括如权利要求1或7所述的动态轴承装置的电机。

15.一种制造如权利要求7所述的动态压力轴承的方法，该方法包括以下步骤：

将粘接剂施加到外壳的内圆周上；并且

将底部构件推入其上已经施加有粘接剂的外壳的内圆周中。

Images