CN1754297A - 动压气体轴承电动机 - Google Patents

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山本武克
池川泰造
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Abstract

支承轴(2)的上表面部形成为朝下方凹陷的凹状，电动机旋转体(3)上的面临支承轴的凹状部(2a)的部位，形成留有间隙地嵌入该凹状部内的凸状部(3a)，由电动机旋转体的内周面和支承轴的外周面构成径向动压气体轴承(6)，由电动机旋转体的凸状部和支承轴的凹状部构成推力动压气体轴承(7A)，将推力动压气体轴承配置在径向动压气体轴承的上端的下侧，在电动机旋转体的上表面部上的支承轴的凹状部的上方位置，形成盘片保持用螺钉的夹持螺孔。本发明提供一种即使在电动机旋转体的上表面形成插通能良好地保持盘片的螺钉用的夹持螺孔，也能以足够的长度和直径来确保径向动压气体轴承和推力动压气体轴承的动压气体轴承电动机。

Description

动压气体轴承电动机
技术领域
本发明涉及小型电动机的轴承，尤其是涉及适合于硬盘驱动装置(以下简称为HDD装置)等那样需要径向及轴向定位精度的精密旋转用电动机的轴承。
背景技术
HDD装置等中使用的小型电动机、即所谓的主轴电动机，为了进行信息的读写或读取而要求高精度的旋转。尤其是最近，出于记录的高密度化的要求，对于径向和轴向的定位需要严格的精度，而且，出于伴随HDD装置小型化而来的节能化的要求，减少电动机的消耗电流正受到重视。
但是，作为这种电动机的轴承，以往大多使用滚珠轴承，但因为上述高精度的旋转要求，正逐渐从滚珠轴承转换成使用润滑油的动压油型的滑动轴承。但是，使用油的动压油轴承电动机大多受油的特性的影响，尤其是惧怕低温时的消耗电流的增加和高速旋转时的油泄漏和油劣变的影响，为了与其对应而使用相同的动压轴承的情况下，可以考虑利用气体来取代油。但是，使用气体例如空气时，对于低温时的消耗电流的增加和润滑油的泄漏及劣变不存在问题，但因为其粘度是油的大约1/1000，为了得到承受同等负荷用的轴承刚性，需要在直径大的场所产生动压的结构。
为此，已有了这样的提案，即，为了在电动机旋转体内部的有限的空间最大限度地构成大的动压气体轴承，通过由该电动机旋转体的内周面和带台阶圆柱形的支承轴的外周面构成的径向动压气体轴承和由支承轴上表面及电动机旋转体的贯插部底面所构成的推力动压气体轴承来支承电动机旋转体(例如参照日本专利特开2000-50568号公报)。
为了延长径向动压气体轴承的长度，已有相对于与支承轴同心的辐射状的定子线圈组具有规定的空隙，由设于电动机旋转体上的盘片承接部下方侧外周的转子磁铁构成电动机驱动部的内转子结构的提案(例如，参照日本专利特开2001-352726号公报)。
但是，将以往的动压气体轴承电动机用于HDD装置时，上述特开2000-50568号公报所揭示的以往的动压气体轴承电动机中，没有考虑用于保持磁记录媒体即盘片所不可缺少的夹持螺孔。即，例如，如图13所示，在电动机旋转体51的上表面部51a上的推力动压气体轴承52的上方位置穿孔形成夹持螺孔53时，为了良好地穿孔夹持螺孔53，必须将电动机旋转体51的上表面部做厚，与电动机旋转体51的上表面部51a加厚相对应，会使径向动压气体轴承54的长度变短，存在轴承刚性下降的问题。图13中的55是立设在安装基台56上的支承轴，由该支承轴55的上部形成的大直径部55a的上表面、电动机旋转体51的上表面部51a的下表面构成推力动压气体轴承52。图13中的57是与支承轴55同心安装的定子线圈组，58是安装在电动机旋转体51的下端部外周的转子磁铁。
如图13所示，在电动机旋转体51的上表面部51a穿设夹持螺孔53时，将该夹持螺孔53从电动机旋转体51的上表面部51a朝下方不贯通地形成为袋孔状时，在形成螺纹面53a之前必须事先用钻头穿设圆孔53b。因此，为了穿设所述圆孔53b，需要比由螺纹面53a构成的有效螺纹深度长的尺寸，故必须使电动机旋转体51的上表面部51a形成得较厚，导致径向动压气体轴承54的长度变短。
另一方面，当将该夹持螺孔53从电动机旋转体51的上表面部51a贯通至下方形成时，尽管在夹持螺孔53的所有长度上可形成螺纹面53a，但在穿设该夹持螺孔53时，电动机旋转体51的上表面部51a的下表面受到穿孔时的力而变形，产生隆起或凸出的部分，另外，为了封闭夹持螺纹53而需要粘贴封闭密封件(未图示)，如图14所示，电动机旋转体51的上表面部51a的下表面与支承轴55的大直径部56的上表面之间无法构成推力动压气体轴承。
如上述特开2001-352726号公报所示，在电动机旋转体的侧壁上部设置夹持螺孔的情况下，为了不使盘片因振动和冲击而错位，需要得到大的紧固力用的螺纹直径，为了将该螺孔设置在电动机旋转体侧壁上而使电动机旋转体侧壁部变厚，其结果，径向动压气体轴承的直径减小，存在轴承刚性下降的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题，其目的在于，提供一种即使在电动机旋转体的上表面形成了插入能良好地保持盘片的螺钉用的夹持螺孔，也能以足够的长度和直径来确保径向动压气体轴承和推力动压气体轴承，能得到足够轴承刚性的动压气体轴承电动机。
技术方案1所述的动压气体轴承电动机，将圆柱形的支承轴立设于安装基台上，将有底圆筒状的电动机旋转体以留有间隙地从上方及侧方覆盖所述支承轴的外周的形态嵌合，在所述电动机旋转体或固定于电动机旋转体的构件上设置转子磁铁，与所述支承轴同心且与所述转子磁铁相对地设置定子线圈组，通过将所述电动机旋转体面临所述间隙形成的径向动压气体轴承及推力动压气体轴承来进行支承，其特征在于，所述支承轴的上表面部形成为朝下方凹陷的凹状，在所述电动机旋转体上的面临所述支承轴的凹状部的部位，形成留有间隙地嵌入所述凹状部内的凸状部，由所述电动机旋转体的内周面和所述支承轴的外周面构成径向动压气体轴承，由所述电动机旋转体的凸状部和所述支承轴的凹状部构成推力动压气体轴承，将所述推力动压气体轴承配置在所述径向动压气体轴承的上端的下侧，在所述电动机旋转体的上表面部上的所述支承轴的凹状部的上方位置形成用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔。
通过该结构，在电动机旋转体的上表面部上可形成用于插通可良好地保持盘片的螺钉的夹持螺孔，同时可由电动机旋转体的凸状部和支承轴的凹状部构成推力动压气体轴承，而且，径向动压气体轴承的长度可取得长。
技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，在电动机旋转体的上表面部上的凸状部的外周侧部位，以从上方面临支承轴的凹状部的形态贯通来形成夹持螺孔。
通过该结构，在电动机旋转体的上表面部贯通形成夹持螺孔，故使电动机旋转体的上表面部的厚度本身成为有效螺纹深度，且可使电动机旋转体的上表面部的厚度做薄，又，因将夹持螺孔设置在电动机旋转体的上表面部上的凸状部的外周侧部位，故即使从该部位朝下方穿孔时产生隆起部等的情况、或对夹持螺孔粘贴封止密接件的情况下，通过电动机旋转体的凸状部和支承轴的凹状部能无障碍地构成推力动压气体轴承。
技术方案3的发明，在技术方案1所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，在电动机旋转体的上表面部上的与凸状部对应的位置，以不贯通凸状部的下表面的形态使夹持螺孔形成为袋孔状。
通过该结构，可将由电动机旋转体的凸状部和支承轴的凹状部构成的推力动压气体轴承的面积取得大。
技术方案4的发明，在技术方案1～3中任何1项所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，支承轴为具有比与安装基台的结合部直径大的大直径部的带台阶圆柱状，在电动机旋转体上以留有间隙的状态设置推力套环，以从下方夹住支承轴的大直径部，也可由支承轴的大直径部的下表面和推力套环的上表面构成推力动压气体轴承。
通过该结构，也可由支承轴的大直径部下表面和所述推力套环的上表面构成推力动压气体轴承。
技术方案5所述的发明，在技术方案1～3中任何1项所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，支承轴由立设于安装基台的圆筒状部、凹状地固定于该圆筒状部的上端部内周且具有中央孔部的圆板状的推力板部构成，在电动机旋转体的轴心位置，设有贯通所述支承轴的推力板的中央孔部、外周具有转子磁铁的圆柱状构件，在所述支承轴的圆筒状部内侧，与所述转子磁铁相对地设置定子线圈组，由所述电动机旋转体的内周面和所述支承轴的圆筒状部的外周面构成径向动压气体轴承，由所述电动机旋转体的凸状部和作为所述支承轴的凹状部的推力板部的上表面构成推力动压气体轴承。
通过该结构，可将由转子磁铁和定子线圈组构成的电动机驱动部配置在支承轴内部，能将径向动压气体轴承的长度取得长，能产生足够的轴承刚性。
技术方案6所述的发明，在技术方案5所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，在圆柱状构件的转子磁铁的上方位置，设有面临推力板部的下面部的凸缘状的推力套环部，也可由所述推力板部的下面部和所述推力套环部的上表面构成推力动压气体轴承。
通过该结构，也可由推力板部的下面部和所述推力套环部的上表面构成推力动压气体轴承。
技术方案7所述的动压气体轴承电动机，将圆柱形的支承轴立设于安装基台上，将有底圆筒状的电动机旋转体以留有间隙地从上方及侧方覆盖所述支承轴的外周的形态嵌合，在所述电动机旋转体或固定于电动机旋转体的构件上设置转子磁铁，与所述支承轴同心且与所述转子磁铁相对地设置定子线圈组，由面临所述间隙形成的径向动压气体轴承及推力动压气体轴承支承所述电动机旋转体，其特征在于，由所述电动机旋转体的内周面和所述支承轴的外周面构成径向动压气体轴承，由所述支承轴的上表面部和所述电动机旋转体上的面临所述支承轴的上表面部的底面部构成推力动压气体轴承，在所述电动机旋转体的上表面部上，固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔的螺孔板。
通过该结构，不用在电动机旋转体的上表面部直接形成夹持螺孔，通过形成螺孔板，可将贯通的夹持螺孔形成在螺孔板上，能消除螺纹加工中的底孔的不完整螺纹部、即没有形成螺纹面而只形成圆孔的部位，即使形成规定的螺孔深度，也能使电动机旋转体的上表面部的厚度做薄。其结果，能在电动机旋转体内最大限度地确保径向动压气体轴承的直径及长度，得到足够的轴承刚性，而且，在构成动压气体轴承部的电动机旋转体上不直接设置螺孔，因而在洗净过程中可将电动机旋转体和螺孔板在不同工序中进行洗净，残留在夹持螺孔内的切削油和加工残留物等物质不会污染电动机旋转体的轴承部和表面，可提高可靠性，可减少成为HDD装置的功能障碍的物质。
技术方案8所述的发明，在技术方案7所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，支承轴为具有比与安装基台的结合部直径大的大直径部的带台阶圆柱状，由该大直径部的上表面部和所述电动机旋转体上的面临所述支承轴的上表面部的底面部构成推力动压气体轴承，以留有间隙的状态在电动机旋转体上设置推力套环，以从下方夹住支承轴的大直径部，也可由支承轴的大直径部的下表面和所述推力套环的上表面构成推力动压气体轴承。
通过该结构，也可由支承轴的大直径部下表面和所述推力套环的上表面构成推力动压气体轴承。
技术方案9所述的发明，在技术方案7所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，支承轴由立设于安装基台的圆筒状部、固定于该圆筒状部的上端部内周且具有中央孔部的圆板状的推力板部构成，在电动机旋转体的轴心位置，设有贯通所述支承轴的推力板的中央孔部、外周具有转子磁铁的圆柱状构件，在所述支承轴的圆筒状部内侧，与所述转子磁铁相对地设置定子线圈组，在圆柱状构件上的转子磁铁的上方位置，设有面临推力板部的下面部的凸缘状的推力套环部，由所述电动机旋转体的内周面和所述支承轴的圆筒状部的外周面构成径向动压气体轴承，由所述电动机旋转体的凸状部和所述支承轴的作为凹状部的推力板部的上表面构成推力动压气体轴承，由所述推力板部的下面部和所述推力套环部的上表面也构成推力动压气体轴承。
通过该结构，也可由推力板部的下面部和推力套环部的上表面构成推力动压气体轴承。
技术方案10所述的发明，在技术方案7～9中任何1项所述的动压气体轴承电动机的基础上，其特征在于，螺孔板是环状，相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔。
通过该结构，将螺孔板固定在电动机旋转体上时能高精度地进行定位。
技术方案11所述的发明，在技术方案7～9中任何1项所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，螺孔板上贯通形成1个夹持螺孔，将多个螺孔板相互留有间隔地固定在所述电动机旋转体的上表面部上。
通过该结构，将螺孔板固定在电动机旋转体上时能高精度地进行定位，而且通过将螺孔板标准化，对螺孔的节径不同的夹紧件也可使用，可降低成本。
如上所述，根据本发明的动压气体轴承电动机，支承轴的上表面部形成为朝下方凹陷的凹状，在电动机旋转体上的面临所述支承轴的凹状部的部位，形成留有间隙地嵌入所述凹状部内的凸状部，由所述电动机旋转体的内周面和所述支承轴的外周面构成径向动压气体轴承，由所述电动机旋转体的凸状部和所述支承轴的凹状部构成推力动压气体轴承，将所述推力动压气体轴承配置在所述径向动压气体轴承的上端的下侧，在所述电动机旋转体的上表面部上的所述支承轴的凹状部的上方位置形成用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔，由此，可在电动机旋转体的上表面形成插通能良好地保持盘片的螺钉用的夹持螺孔，同时在电动机旋转体内能对径向动压气体轴承的直径和长度取得大，其结果能确保足够的轴承刚性，降低低温时的消耗电流，即使在更高速旋转时也能提供足够可使用的动压气体轴承电动机。
通过在电动机旋转体的上表面部固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔的螺孔板，可在螺孔板上形成贯通的夹持螺孔，能使电动机旋转体的上表面部的板簧做薄。其结果，能在电动机旋转体内最大限度地确保径向动压气体轴承的直径及长度，得到足够的轴承刚性，而且，在构成动压气体轴承部的电动机旋转体上不直接设置螺孔，因而在洗净过程中，可将电动机旋转体和螺孔板在不同工序中进行洗净，残留在夹持螺孔内的切削油和加工残留物等物质不会污染电动机旋转体的轴承部和表面，可提高可靠性，并可减少成为HDD装置的功能障碍的物质。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态1的动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图2是表示同上实施形态1的其他动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图3是表示图1所示实施形态1的动压气体轴承电动机的支承轴的俯视图。
图4是表示同上动压气体轴承电动机的支承轴的主视图。
图5是表示同上动压气体轴承电动机的其他实施形态的电动机旋转体的正面剖视图。
图6是表示同上动压气体轴承电动机的其他实施形态的电动机旋转体的仰视图。
图7是表示本发明的实施形态2的动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图8是表示同上实施形态2的其他动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图9是表示本发明的实施形态3的动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图10是表示本发明的实施形态4的动压气体轴承电动机的正面剖视图。
图11是表示本发明的实施形态3、4的动压气体轴承电动机的电动机旋转体的俯视图。
图12是表示本发明的实施形态3、4的其他动压气体轴承电动机的电动机旋转体的俯视图。
图13是表示以往的动压其他轴承电动机的正面剖视图。
图14是表示以往的其他动压其他轴承电动机的正面剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。
(实施形态1)
以下参照图1至图6对本发明的实施形态1的动压其他轴承电动机进行说明。
如图1所示，本实施形态1的动压气体轴承电动机中，通过由该电动机旋转体3的内周面和支承轴2的大直径部2b的外周面构成的径向动压气体轴承6、由支承轴2的凹状部2a的上表面及具有间隙地嵌入该凹状部2a的电动机旋转体3的凸状部3a的底面所构成的推力动压气体轴承7A来支承电动机旋转体3，将推力动压气体轴承7A配置在径向动压气体轴承6的上端的下侧，这点与上述传统例的动压气体轴承电动机不同。
以下对各部进行进一步的说明。
如图1所示，支承轴2是在上部具有大直径部2b、下部具有小直径部2c的带台阶圆柱状，由支承轴2的小直径部2c通过压入或粘结立设在安装基台1的支承筒部1a内。将有底圆筒状(仅上表面部被盖状封闭，下面部为开放的形状)的电动机旋转体3，以留有间隙地从上方及侧方覆盖支承轴2的大直径部2b外周的形态嵌合。在设于电动机旋转体3的下端部的凸缘部内周设有转子磁铁5，在安装基台1的支承筒部1a的外周，朝向转子磁铁5地设置定子线圈组4，由这些转子磁铁5和定子线圈组4构成电动机驱动部。
在该动压气体轴承电动机中，支承轴2的大直径部2b的上表面部形成为朝下方凹陷的凹状，电动机旋转体3上的面临上述支承轴2的凹状部2a的部位，形成留有间隙地嵌入上述凹状部2b内的凸状部3a，由电动机旋转体3的内周面和支承轴2的大直径部2b的外周面构成径向动压气体轴承6，由电动机旋转体3的凸状部3a和支承轴2的凹状部2a构成推力动压气体轴承7A。上述推力动压气体轴承7A配置在上述径向动压气体轴承6的上端的下侧，在电动机旋转体3的上表面部3b上的支承轴2的凹状部2a的上方位置，形成用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔3c。
在图1所示的动压气体轴承电动机中，在电动机旋转体3的上表面部3b上的凸状部3a的外周侧部位，以从上方面临支承轴2的凹状部2a的形态贯通形成夹持螺孔3c。
在电动机旋转体3上以留有间隙的状态设置推力套环8，以从下方夹住支承轴2的大直径部2b，也可由支承轴2的大直径部2b的下表面和推力套环8的上表面构成推力动压气体轴承7B。因此，电动机旋转体3被由电动机旋转体3的内周面和支承轴2的外周面构成的径向动压气体轴承6支承，同时被由支承轴2的凹状部2a和电动机旋转体3的凸状部3a、及支承轴2的大直径部2b的下表面和推力套环8的上表面构成的推力动压气体轴承7(7A、7B)支承。
这里，在径向动压气体轴承6中，电动机旋转体3的内周面或支承轴2的外周面的任何1个面上具有图4，图5所示的动压发生槽6c，在推力动压气体轴承7(7A、7B)中，电动机旋转体3的凸状部3a或支承轴2的凹状部2a的任何1个面、支承轴2的大直径部2b的下表面或推力套环8的上表面的任何1个面上具有图3、图6所示的动压发生槽7c。
具体地说，在3.5英寸型HDD装置中的盘片标准内径约25mm用的动压气体轴承电动机中，支承轴2的径向动压气体轴承部6的直径为17mm至23mm，最好取为21mm左右，就可在确保电动机旋转体3的强度的状态下产生大的径向轴承刚性，而且，从支承轴2的凹状部2a的上面端的深度为0.5mm至3mm，最好取为1mm左右，就可高精度地加工电动机旋转体3的凸状部3a及支承轴2的凹状部2a，而且，夹持螺孔3c的有效螺纹深度为1mm至5mm，最好取为2mm左右，就可在确保电动机旋转体3的强度的状态下产生大的径向轴承刚性，而且，夹持螺孔3c的节圆直径为12mm至20mm，最好取为18mm左右，就可在确保夹持力的状态下取得大的推力动压气体轴承7的面积。
另外，在2.5英寸型HDD装置中的盘片标准内径约20mm用的动压气体轴承电动机中，支承轴2的径向动压气体轴承部6的直径为14mm至18mm，最好取为17mm左右，夹持螺孔3c的节圆直径为10mm至16mm，最好取为14mm左右，就可得到与盘片内径25mm用的相同的良好效果。
这里，图3是支承轴2的俯视图，图4是支承轴2的主视图，图5是电动机旋转体的正面剖视图，图6是电动机旋转体的仰视图，在这些图中，尽管表示的动压发生槽6c、7c的形状为人字形槽形状的情况，但动压发生槽6c、7c的形状并不局限于人字形槽形状。通过在径向动压气体轴承6及推力动压气体轴承7的表面的单面或双面实施电镀、DLC(金刚石状碳膜)、离子氮化等表面处理，可实现耐磨损性和降低摩擦系数。
上述结构中，当整流后的电流供给定子线圈组4后，转子磁铁5与定子线圈组4之间产生电磁力使电动机旋转体3旋转，通过在径向动压气体轴承6及推力动压气体轴承7上形成的动压发生槽6c、7c压送内部流体即气体、例如空气，使内部压力增大，电动机旋转体3与支承轴2非接触，以高精度被支承的状态进行旋转。
这样，通过由其内周面和支承轴2的大直径部2b的外周面构成的径向动压气体轴承6、及由支承轴2的凹状部2a和电动机旋转体3的凸状部3a所构成的推力动压气体轴承7A来支承电动机旋转体3，将推力动压气体轴承7A配置在径向动压气体轴承6的上端的下侧，即使在电动机旋转体3的上表面部3b设置夹持螺孔3c，也能使电动机旋转体3的上表面部3b的厚度做薄，能将径向动压气体轴承6的长度取得长，产生足够的轴承刚性，能提供旋转精度高的动压气体轴承电动机。因为将夹持螺孔3c设置在电动机旋转体3的上表面部3b上的凸状部3a的外周侧部位，故即使从该部位朝下方穿孔时产生隆起部等的情况或对夹持螺孔3c粘贴封止密接件的情况下，通过电动机旋转体3的凸状部3a和支承轴2的凹状部2a都能无障碍地构成推力动压气体轴承7。
另外，图2是表示其他实施形态的动压气体轴承电动机的正面剖视图。在该动压气体轴承电动机中，在电动机旋转体3的上表面部3b上的与凸状部3a对应的位置，以不贯通上述凸状部3a的下表面的形态使夹持螺孔3c形成为袋孔状。
通过如此结构，可将由电动机旋转体3的凸状部3a和支承轴2的凹状部2a构成的推力动压气体轴承7A的面积取得更大，能与电动机姿势无关地确保足够的轴承刚性，降低低温时的消耗电流，即使在更高速旋转时也能提供足够可使用的动压气体轴承电动机。
这里，具体地说，在3.5英寸型HDD装置中的盘片标准内径约25mm用的动压气体轴承电动机中，从支承轴2的凹状部2a的上面端的深度为0.5mm至3mm，最好取为2mm左右，就可高精度地加工电动机旋转体3的凸状部3a及支承轴2的凹状部2a，而且，夹持螺孔3c的有效螺纹深度为1mm至5mm，最好取为2mm左右，就可产生有效的夹持力，而且，夹持螺孔3c的节圆直径为10mm至20mm，最好取为15mm左右，就可在确保夹持力的状态下取得大的推力动压气体轴承7的面积。
另外，在2.5英寸型HDD装置中的盘片标准内径约20mm用的动压气体轴承电动机中，夹持螺孔3c的节圆直径为10mm至16mm，最好取为12mm左右，就可得到与盘片内径25mm用的相同的良好效果。
(实施形态2)
下面利用图7及图8对本发明的实施形态2的动压气体轴承电动机进行说明。
本实施形态2的动压气体轴承电动机中，支承轴2由立设于安装基台1的圆筒状部2d、凹状地固定于该圆筒状部2d的上端部内周且具有中央孔部2e的圆板状的推力板部2f构成。由推力板部2f的上表面构成凹状部2a，电动机旋转体3的凸状部3a留有间隙地嵌入配置在该凹状部2a内。在电动机旋转体3的轴心位置，设有贯通上述推力板部2f的中央孔部2e、外周具有转子磁铁5的圆柱状构件9，并且在圆柱状构件9的转子磁铁5的上方位置，设有面临推力板部2f的下面部的凸缘状的推力套环部9a。也可由推力板部2f的下面部和推力套环部9a的上表面构成推力动压气体轴承7C。简要地说，这些点与上述实施形态1的动压气体轴承电动机不同，此外的基本结构相同。
具体地说，如图7所示，支承轴2的圆筒状部2d通过压入或粘结立设在安装基台1上，推力板部2f凹状地固定在该圆筒状部2d的上端部内周。将有底圆筒状(仅上表面部被盖状封闭，下面部为开放的形状)的电动机旋转体3，以留有间隙地从上方及侧方覆盖这些圆筒状部2d和推力板部2f的形态嵌合。在固定于电动机旋转体3的轴心位置的圆柱状构件9的下部外周安装有转子磁铁5，在支承轴2的圆筒状部2d内侧，与转子磁铁5相对地设置定子线圈组4，由这些转子磁铁5和定子线圈组4构成电动机驱动部。
在圆柱状构件9上的转子磁铁5的上方位置，设有呈夹住推力板部2f的姿势的凸缘状的推力套环部9a。电动机旋转体3被由电动机旋转体3的内周面和支承轴2的圆筒状部2d的外周面构成的径向动压气体轴承6支承，又被由推力板部2f的上表面构成的凹状部2a和电动机旋转体3的凸状部3a、及推力板部2f的下面部和推力套环部9a的上表面构成的推力动压气体轴承7(7A、7B)支承。这里，在径向动压气体轴承6中，电动机旋转体3的内周面或支承轴2的圆筒状部2d的外周面的任何1个面上具有动压发生槽，在推力动压气体轴承7中，推力板部2f的上表面构成的凹状部2a或电动机旋转体3的凸状部3a的任何1个面、推力板部2f的下面部或推力套环部9a的上表面的任何1个面上具有动压发生槽。
在图7所示的动压气体轴承电动机中，也将推力动压气体轴承7A配置在上述径向动压气体轴承6的上端的下侧，在电动机旋转体3的上表面部3b上的支承轴2的凹状部2a的上方位置，形成用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔3c。在电动机旋转体3的上表面部3b上的凸状部3a的外周侧部位，以从上方面临支承轴2的凹状部2a的形态贯通形成夹持螺孔3c。
上述结构中，当整流后的电流供给定子线圈组4后，转子磁铁5与定子线圈组4之间产生电磁力使电动机旋转体3旋转，通过在径向动压气体轴承6及推力动压气体轴承7上形成的动压发生槽压送内部流体即气体、例如空气，使内部压力增大，电动机旋转体3与支承轴2非接触，以高精度被支承的状态进行旋转。
该结构，即使在电动机旋转体3的上表面部3b设置夹持螺孔3c，也能使电动机旋转体3的上表面部3b的厚度做薄，能将径向动压气体轴承6的长度取得长，产生足够的轴承刚性，能提供旋转精度高的动压气体轴承电动机。因为将夹持螺孔3c设置在电动机旋转体3的上表面部3b上的凸状部3a的外周侧部位，故即使从该部位朝下方穿孔时产生隆起部等的情况或对夹持螺孔3c粘贴封止密接件的情况下，通过电动机旋转体3的凸状部3a和支承轴2的凹状部2a都能无障碍地构成推力动压气体轴承7。
而且，通过将由转子磁铁5和定子线圈组4构成的电动机驱动部配置在支承轴2内部，能将径向动压气体轴承6的长度取得长，产生足够的轴承刚性，能提供旋转精度高的动压气体轴承电动机。
另外，图8所示，与图2所示的动压气体轴承电动机相同，在电动机旋转体3的上表面部3b上的与凸状部3a对应的位置，也可以不贯通上述凸状部3a的下表面的形态使夹持螺孔3c形成为袋孔状，通过如此结构，由电动机旋转体3的凸状部3a和支承轴2的凹状部2a构成的推力动压气体轴承7A的面积能取得更大，能与电动机姿势无关地确保足够的轴承刚性，降低低温时的消耗电流，即使在更高速旋转时也能提供足够可使用的动压气体轴承电动机。
(实施形态3)
下面利用图9、图11及图12对本发明的实施形态3的动压气体轴承电动机进行说明。
本实施形态3的动压气体轴承电动机中，如图9所示，在电动机旋转体3的上表面部3b上，固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔3c的螺孔板11，这点与传统例的动压气体轴承电动机不同。
具体地说，如图9所示，支承轴2为上部具有大直径部2b、下部具有小直径部2c的带台阶圆柱状，由支承轴2的小直径部2c通过压入或粘结立设在安装基台1上。将有底圆筒状(仅上表面部被盖状封闭，下面部为开放的形状)的电动机旋转体3，以留有间隙地从上方及侧方覆盖支承轴2的大直径部2b外周的形态嵌合，由支承轴2的大直径部2b的上表面部、电动机旋转体3上的面临上述支承轴大直径部2b的上表面部的底面部(即，电动机旋转体3的上表面部3b的底面)构成推力动压气体轴承7A。另外，在设于电动机旋转体3的下端部的凸缘部内周设有转子磁铁5，在嵌入支承轴2的小直径部2c的安装基台1的支承筒部1a的外周，与转子磁铁5相对地设置定子线圈组4，由这些转子磁铁5和定子线圈组4构成电动机驱动部。
电动机旋转体3的上表面部3b上，固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔3c的螺孔板11，该螺孔板11的厚度为1mm至5mm，最好为2mm左右。螺孔板11例如是图11所示的环状，相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔3c。
而且，在电动机旋转体3上以留有间隙的状态设置推力套环8，以从下方夹住支承轴2的大直径部2b，也可由支承轴2的大直径部2b的下表面和推力套环8的上表面构成推力动压气体轴承7B。因此，电动机旋转体3被由电动机旋转体3的内周面和支承轴2的外周面构成的径向动压气体轴承6支承，且被由支承轴2的大直径部2b的上表面部和电动机旋转体3的上表面部3b的底面、及支承轴2的大直径部2b的下表面和推力套环8的上表面构成的推力动压气体轴承7(7A、7B)支承。这里，在径向动压气体轴承6中，电动机旋转体3的内周面或支承轴2的外周面的任何1个面上具有动压发生槽，在推力动压气体轴承7(7A、7B)中，支承轴2的大直径部2b的上表面部和电动机旋转体3上的上表面部3b的底面的任何1个面、支承轴2的大直径部2b的下表面或推力套环8的上表面的任何1个面上具有动压发生槽。
上述结构中，当整流后的电流供给定子线圈组4后，转子磁铁5与定子线圈组4之间产生电磁力使电动机旋转体3旋转，通过在径向动压气体轴承6及推力动压气体轴承7上形成的动压发生槽压送内部流体即气体、例如空气，使内部压力增大，电动机旋转体3与支承轴2非接触，以高精度被支承的状态进行旋转。
通过上述结构，不用在电动机旋转体3的上表面部3b上直接形成夹持螺孔3c，通过形成螺孔板11，可在螺孔板11上形成贯通的夹持螺孔3c，能消除螺纹加工中的底孔的不完整螺纹部，即没有形成螺纹面、只形成圆孔的部位，即使形成规定的螺孔深度，也能使电动机旋转体3的上表面部3b的厚度做薄。其结果，能在电动机旋转体3内最大限度地确保径向动压气体轴承6的直径及长度，得到足够的轴承刚性，而且，不用在构成动压气体轴承部的电动机旋转体3上直接设置螺孔，因而在洗净过程中可将电动机旋转体3和螺孔板11在不同工序中进行洗净，残留在夹持螺孔3c内的切削油和加工残留物等物质不会污染电动机旋转体3的轴承部及表面，可提高可靠性，可减少成为HDD装置的功能障碍的物质。另外，形成夹持螺孔3c的螺孔板11不从电动机旋转体3的上表面部3b朝下方露出，故即使万一从螺孔板11上的夹持螺孔3c的部位朝下方穿孔时产生隆起部等的情况，通过将螺孔板11固定在电动机旋转体3上的上表面部3b上，就可通过支承轴2的大直径部2b的上表面部和电动机旋转体3上的上表面部3b的底面良好地构成推力动压气体轴承7A。
作为螺孔板11是环状，相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔3c，因而将螺孔板11固定在电动机旋转体3上时能高精度地定位，各夹持螺孔3c之间的定位也能高精度地进行。
也可取而代之，如图12所示，作为螺孔板11，采用贯通形成1个夹持螺孔3c的结构，在电动机旋转体3的上表面部3b上，相互留有间隔地固定多个螺孔板11。
通过该结构，不仅将螺孔板11固定在电动机旋转体3上时的定位能高精度地进行，而且通过使螺孔板11标准化，对于电动机旋转体3的上表面3b上的夹持螺孔3c的安装节径不同的夹紧件也可使用，可降低成本。
(实施形态4)
下面利用图10对本发明的实施形态4的动压气体轴承电动机进行说明。
本实施形态4的动压气体轴承电动机中，如图10所示，支承轴2由立设在安装基台1上的圆筒状部2d、固定于该圆筒状部2d的上端部内周且具有中央孔部2e的圆板状的推力板部2f构成。电动机旋转体3的上表面部3b的底面配置成留有间隙地面临推力板部2f的上表面。在电动机旋转体3的轴心位置，设有贯通上述推力板部2f的中央孔部2e、外周具有转子磁铁5的圆柱状构件9，并且在圆柱状构件9的转子磁铁5的上方位置，设有面临推力板部2f的下面部的凸缘状的推力套环部9a。也可由推力板部2f的下面部和推力套环部9a的上表面构成推力动压气体轴承7C。简要地说，这些点与上述实施形态3的动压气体轴承电动机不同，此外的基本结构相同。
具体地说，如图10所示，支承轴2的圆筒状部2d通过压入或粘结立设在安装基台1上，推力板部2f固定在该圆筒状部2d的上端部内周。将有底圆筒状(仅上表面部被盖状封闭，下面部为开放的形状)的电动机旋转体3，以留有间隙地从上方及侧方覆盖这些圆筒状部2d和推力板部2f的形态嵌合。在固定于电动机旋转体3的轴心位置的圆柱状构件9的下部外周安装有转子磁铁5，在支承轴2的圆筒状部2d内侧，与转子磁铁5相对地设置定子线圈组4，由这些转子磁铁5和定子线圈组4构成电动机驱动部。
在圆柱状构件9上的转子磁铁5的上方位置，设有呈夹住推力板部2f的姿势的凸缘状的推力套环部9a。电动机旋转体3被由电动机旋转体3的内周面和支承轴2的圆筒状部2d的外周面构成的径向动压气体轴承6支承，且被由推力板部2f的上表面和电动机旋转体3的上表面部3b的下表面(底面)、及推力板部2f的下面部和推力套环部9a的上表面构成的推力动压气体轴承7(7A、7B)支承。这里，在径向动压气体轴承6中，电动机旋转体3的内周面或支承轴2的圆筒状部2d的外周面的任何1个面上具有动压发生槽，在推力动压气体轴承7中，推力板部2f的上表面或电动机旋转体3的上表面部3b的下表面的任何1个面、推力板部2f的下面部或推力套环部9a的上表面的任何1个面上具有动压发生槽。
该动压气体轴承电动机，也在电动机旋转体3的上表面部3b上固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔3c的螺孔板11，螺孔板11例如图11所示为环状，相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔3c。
上述结构中，当整流后的电流供给定子线圈组4后，转子磁铁5与定子线圈组4之间产生电磁力使电动机旋转体3旋转，通过在径向动压气体轴承6及推力动压气体轴承7上形成的动压发生槽压送内部流体即气体、例如空气，使内部压力增大，电动机旋转体3与支承轴2非接触，以高精度被支承的状态进行旋转。
即使是上述结构，不用在电动机旋转体3的上表面部3b上直接形成夹持螺孔3c，通过形成螺孔板11，可在螺孔板11上形成贯通的夹持螺孔3c，能消除螺纹加工中的底孔的不完整螺纹部，即没有形成螺纹面、只形成圆孔的部位，即使形成规定的螺孔深度，也能使电动机旋转体3的上表面部3b的厚度做薄。其结果，能在电动机旋转体3内最大限度地确保径向动压气体轴承6的直径及长度，得到足够的轴承刚性，而且，不用在构成动压气体轴承部的电动机旋转体3上直接设置螺孔，因而在洗净过程中可将电动机旋转体3和螺孔板11在不同工序中进行洗净，残留在夹持螺孔3c内的切削油和加工残留物等物质不会污染电动机旋转体3的轴承部及表面，可提高可靠性，可减少成为HDD装置的功能障碍的物质。
作为螺孔板11是环状，通过采用相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔3c的结构，可将螺孔板11固定在电动机旋转体3上时高精度地定位，各夹持螺孔3c之间的定位也能高精度地进行。
也可取而代之，如图12所示，作为螺孔板11，采用贯通形成1个夹持螺孔3c的结构，在电动机旋转体3的上表面部3b上，相互留有间隔地固定多个螺孔板11。通过该结构，不仅将螺孔板11固定在电动机旋转体3上时的定位能高精度地进行，而且通过使螺孔板11标准化，对于电动机旋转体3的上表面3b上的夹持螺孔3c的安装节径不同的夹紧件也可使用，可降低成本。
上述结构，通过将电动机驱动部配置在支承轴2的内部，就能将径向动压气体轴承6的长度取得长，产生足够的轴承刚性，能提供旋转精度高的动压气体轴承电动机。
上述实施形态1～4中，每种情况叙述的都是支承轴2从安装基台1朝上方立设的结构，但支承轴2和电动机旋转体3仅叙述了相对于安装基台1等的相对位置关系，上述的上下方向并不局限于沿重力的上下方向。

Claims (11)

1.一种动压气体轴承电动机，将圆柱形的支承轴(2)立设于安装基台(1)上，将有底圆筒状的电动机旋转体(3)以留有间隙地从上方及侧方覆盖所述支承轴(2)外周的形态嵌合，在所述电动机旋转体(3)或固定于电动机旋转体(3)的构件上设置转子磁铁(5)，与所述支承轴(2)同心且与所述转子磁铁(5)相对地设置定子线圈组(4)，通过将所述电动机旋转体(3)面临所述间隙形成的径向动压气体轴承(6)及推力动压气体轴承(7)来进行支承，其特征在于，
所述支承轴(2)的上表面部形成为朝下方凹陷的凹状，在所述电动机旋转体(3)上的面临所述支承轴(2)的凹状部(2a)的部位，形成留有间隙地嵌入所述凹状部(2a)内的凸状部(3a)，由所述电动机旋转体(3)的内周面和所述支承轴(2)的外周面构成径向动压气体轴承(6)，由所述电动机旋转体(3)的凸状部(3a)和所述支承轴2的凹状部(2a)构成推力动压气体轴承(7A)，将所述推力动压气体轴承(7A)配置在所述径向动压气体轴承(6)的上端的下侧，在所述电动机旋转体(3)的上表面部(3b)上的所述支承轴(2)的凹状部(2a)的上方位置，形成用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔(3c)。
2.如权利要求1所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，在电动机旋转体(3)的上表面部(3b)上的凸状部(3a)的外周侧部位，以从上方面临支承轴(2)的凹状部(2a)的形态贯通形成夹持螺孔(3c)。
3.如权利要求1所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，在电动机旋转体(3)的上表面部(3b)上的与凸状部(3a)对应的位置，以不贯通凸状部(3a)的下表面的形态使夹持螺孔(3c)形成为袋孔状。
4.如权利要求1～3中任一项所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，支承轴(2)为具有比与安装基台(1)的结合部直径大的大直径部(2b)的带台阶圆柱状，在电动机旋转体(3)上以留有间隙的状态设置推力套环(8)，以从下方夹住支承轴(2)的大直径部(2b)，也可由支承轴(2)的大直径部(2b)的下表面和推力套环(8)的上表面构成推力动压气体轴承(7B)。
5.如权利要求1～3中任一项所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，支承轴(2)由立设于安装基台(1)的圆筒状部(2d)、凹状地固定于该圆筒状部(2d)的上端部内周且具有中央孔部(2e)的圆板状的推力板部(2f)构成，在电动机旋转体(3)的轴心位置，设有贯通所述支承轴(2)的推力板(2f)的中央孔部(2e)、外周具有转子磁铁(5)的圆柱状构件(9)，在所述支承轴(2)的圆筒状部(2d)内侧，与所述转子磁铁(5)相对地设置定子线圈组(4)，由所述电动机旋转体(3)的内周面和所述支承轴(2)的圆筒状部(2d)的外周面构成径向动压气体轴承(6)，由所述电动机旋转体(3)的凸状部(3a)和作为所述支承轴(2)的凹状部(2a)的推力板部(2f)的上表面构成推力动压气体轴承(7A)。
6.如权利要求5所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，在圆柱状构件(9)的转子磁铁(5)的上方位置，设有面临推力板部(2f)的下面部的凸缘状的推力套环部(9a)，也可由所述推力板部(2f)的下面部和所述推力套环部(9a)的上表面构成推力动压气体轴承(7C)。
7.一种动压气体轴承电动机，将圆柱形的支承轴(2)立设于安装基台(1)上，将有底圆筒状的电动机旋转体(3)以留有间隙地从上方及侧方覆盖所述支承轴(2)的外周的形态嵌合，在所述电动机旋转体(3)或固定于电动机旋转体(3)的构件上设置转子磁铁(5)，与所述支承轴(2)同心且与所述转子磁铁(5)相对地设置定子线圈组(4)，通过将所述电动机旋转体(3)面临所述间隙形成的径向动压气体轴承(6)及推力动压气体轴承(7)来进行支承，其特征在于，
由所述电动机旋转体(3)的内周面和所述支承轴(2)的外周面构成径向动压气体轴承(6)，由所述支承轴(2)的上表面部和所述电动机旋转体(3)上的面临所述支承轴(2)的上表面部的底面部构成推力动压气体轴承(7A)，在所述电动机旋转体(3)的上表面部(3b)上，固定具有用于保持磁记录媒体即盘片的夹持螺孔(3c)的螺孔板(11)。
8.如权利要求7所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，支承轴(2)为具有比与安装基台(1)的结合部直径大的大直径部(2b)的带台阶圆柱状，通过该大直径部(2b)的上表面部和所述电动机旋转体(3)上的面临所述支承轴(2)的上表面部的底面部构成推力动压气体轴承(7A)，以留有间隙的状态在电动机旋转体(3)上设置推力套环(8)，以从下方夹住支承轴(2)的大直径部(2b)，也可由支承轴(2)的大直径部(2b)的下表面和所述推力套环(8)的上表面构成推力动压气体轴承(7B)。
9.如权利要求7所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，支承轴(2)由立设于安装基台(1)的圆筒状部(2d)、固定于该圆筒状部(2d)的上端部内周且具有中央孔部(2e)的圆板状的推力板部(2f)构成，在电动机旋转体(3)的轴心位置，设有贯通所述支承轴(2)的推力板(2f)的中央孔部(2e)、外周具有转子磁铁(5)的圆柱状构件(9)，在所述支承轴(2)的圆筒状部(2d)内侧，与所述转子磁铁(5)相对地设置定子线圈组(4)，在圆柱状构件(9)上的转子磁铁(5)的上方位置，设有面临推力板部(2f)的下面部的凸缘状的推力套环部(9a)，由所述电动机旋转体(3)的内周面和所述支承轴(2)的圆筒状部(2d)的外周面构成径向动压气体轴承(6)，由所述电动机旋转体(3)的凸状部(3a)和所述支承轴(2)的作为凹状部(2a)的推力板部(2f)的上表面构成推力动压气体轴承(7A)，由所述推力板部(2f)的下面部和所述推力套环部(9a)的上表面也构成推力动压气体轴承(7C)。
10.如权利要求7～9中任一项所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，螺孔板(11)是环状，相互留有间隔地贯通形成多个夹持螺孔(3c)。
11.如权利要求7～9中任一项所述的动压气体轴承电动机，其特征在于，螺孔板(11)上贯通形成1个夹持螺孔(3c)，将多个螺孔板(11)相互留有间隔地固定在所述电动机旋转体(3)的上表面部(3b)上。
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