專利名稱：襯套單元、其制造方法以及使用該襯套單元的馬達的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種用于流體動力軸承組件的襯套單元、 一種制造 所述襯套單元的方法以及一種使用了安裝有所述襯套單元的流體動力軸 承組件的馬達。
背景技術：
傳統上，例如硬盤設備等記錄磁盤驅動單元包括用于以旋轉方式驅 動記錄磁盤的主軸馬達(在下文中簡稱為"馬達")。在這種利用流體動 壓的軸承組件中，利用軸、允許軸插入其中的村套等形成推力軸承部分 或者徑向軸承部分。日本公開專利公報第號公開了一種主軸馬達，其具有 軸承單元以及在末端附連有推力板的軸，軸承單元帶有插入到襯套殼體 中的襯套。在主軸馬達中，推力軸承部分被限定在襯套殼體上端面與轉 子轂下表面之間形成的間隙內，以及限定在襯套下端面與推力板上表面 之間形成的間隙內。曰本^S開專利爿i^艮第2006-77872號^^開了 一種具有類似于日本 > 開專利公報第號公開的構造的軸承單元。在日本公開專利 公報第2006-77872號公開的軸承單元中，村套具有設置在其軸向上端 面和下端面的動壓生成溝槽，并且推力軸承部分被限定在襯套上端面與 轉子轂下表面之間的間隙內，以及限定在襯套下端面與推力板上表面之 間的間隙內。在日本公開專利公報第2006-77872號公開的軸承單元中，襯套的上 端面沿軸向設置在殼體上端面的上方。當襯套的上端面沿軸向設置在殼 體上端面的上方時，馬達的效率會下降。另一方面，當襯套的上端面沿 軸向設置在殼體的上端面時，襯套的上端面會接觸到轉子轂的下表面， 并且其中形成動壓生成溝槽的上端面會被磨損。在其中形成動壓生成溝 槽的表面上的刮擦以及損壞會引起軸承單元的咬死以及類似故障
發明內容
根據本發明的一個優選實施方式，提供一種制造具有襯套以及襯套 殼體的襯套單元的方法。該方法包括如下步驟，將襯套與襯套殼體設置 成沿軸向彼此分離的狀態，襯套是中空的、以中心軸線為中心的大致圓 柱形形狀，在其沿軸向方向的上側具有上軸承表面，以及村套殼體是中 空的大致圓柱形形狀，其內徑與襯套外徑大致相同或大于襯套外徑。在 此方法中，襯套殼體具有凸緣部分以及沿軸向設置在凸緣部分下方的下 部，凸緣部分的下表面大致沿徑向延伸至下部。該方法進一步包括如下步驟使襯套與襯套殼體沿中心軸線方向彼此相向移動并且將村套插入 到襯套殼體中，以將上軸承表面與凸緣部分下表面之間沿中心軸線方向 的距離設定為接近預定距離。該方法進一步包括將襯套固定到襯套殼體 的步驟。在根據本發明的優選實施方式的方法中，凸緣部分的徑向外徑被構 造成大于下部的徑向外徑。此外，在使襯套與襯套殼體彼此相向移動的 步驟中，襯套的上軸承表面接觸到襯套保持部分的下表面并且被朝向襯 套保持部分偏壓，襯套殼體凸緣部分的下表面接觸到襯套殼體保持部分 的上表面并且被朝向殼體保持部分偏壓，并且沿中心軸線方向在襯套保 持部分的下表面與殼體保持部分的上表面之間的距離被設定為預定距 離。根據本發明的優選實施方式，能夠容易并精確地確定襯套上軸承表 面相對于襯套殼體凸緣部分下表面的位置。通過高度精確地確定襯套的第一軸承表面與凸緣部分下表面的位 置關系，能夠精確地保持限定在第一軸承表面與經由間隙與軸承表面相 對的轉子轂下表面之間的間隙距離，防止推力動壓軸承性能的下降。利用根據本發明優選實施方式的方法制造的襯套單元，可提供具有 良好可靠性和耐久性的馬達。參照附圖，從下面關于本發明優選實施方式的詳細描述中，本發明 其他的特征、要素、優點以及特點將變得更加清楚。


圖l是示出根據本發明第一優選實施方式的馬達的縱剖圖。圖2是圖1中示出的馬達所使用的襯套單元的縱剖圖。圖3A是示出襯套單元中的襯套的俯視圖。圖3B是示出襯套單元中的襯套的縱剖圖。圖3C是示出襯套單元中的襯套的仰視圖。圖4是示出制造圖2中示出的襯套單元的流程圖。圖5是示出利用襯套單元組裝設備制造襯套單元的視圖。圖6是示出利用襯套單元組裝設備制造襯套單元的另一視圖。圖7是示出制造根據本發明第二優選實施方式的襯套單元的工藝流 程的流程圖。圖8是示出利用襯套單元組裝設備制造根據本發明第二優選實施方 式的襯套單元的視圖。圖9是示出利用襯套單元組裝設備制造根據本發明第二優選實施方 式的襯套單元的視圖。圖IO是示出根據本發明第三優選實施方式的馬達的縱剖圖。
具體實施方式
參照圖1至圖10,將詳細描述本發明的優選實施方式。應當指出， 在本發明的描述中，被描述成上、下、左和右的各構件的位置關系以及 方向僅指附圖中的位置關系及方向，并不是指當實際安裝在設備中時的 位置關系及方向。第一優選實施方式圖l是根據本發明的優選實施方式的用于在存儲磁盤驅動器中驅動 數據存儲磁盤的馬達的縱剖圖。圖l僅示出了馬達l剖面圖的包括中心 軸線Jl的左半部(中心軸線Jl也是后面將描述的襯套單元22的中心
軸線)。馬達1包括作為定子組件的靜止部分2以及轉子部分3。轉子部分 3經由利用潤滑劑流體動壓的軸承組件被靜止部分2支撐，使其圍繞中 心軸線Jl可旋轉。在下面的描述中，為方便起見，沿著中心軸線方向 的轉子部分3側被稱為馬達1的上側，而沿著中心軸線方向的靜止部分 2側被稱為馬達1的下側，但這并不限制實際安裝中的方位。轉子部分3包括轉子轂31以及轉子磁鐵32。轉子轂31的中心與從 轉子轂31向下延伸的軸311連接。轉子磁鐵32附連到轉子轂31并且 圍繞中心軸線Jl設置。轉子轂31與軸311形成為由不銹鋼等材料制成 的單一構件。轉子轂31包括大致為圓盤形的盤狀部分312以及大致為 圓柱形的圓柱部分313。盤狀部分312從軸311的上端部起垂直于中心 軸線Jl延伸。圓柱部分313從盤狀部分312的徑向外端處起沿著中心 軸線向下延伸。大致為圓盤形的推力板33附連到軸311的下末端。記 錄磁盤9位于轉子轂31的上表面，如雙點劃線所示。靜止部分2包括用于支撐靜止部分2的每個零件、作為底座部分 的底座板21;大致為圓柱形的襯套單元22;以及銜鐵24。軸311被插 入到襯套單元22中。銜鐵24圍繞襯套單元22附連到底座板21。銜鐵24通過壓配合或膠粘連接、從上側附連到底座板21，并且在 銜鐵24與圍繞軸311設置的轉子磁鐵32之間產生圍繞中心軸線Jl的 扭矩。換句話說，定子24和轉子磁鐵32用作驅動機構，用于使轉子部 分3相對于靜止部分2旋轉。在底座板21的中心設置有大致為圓柱形并且圍繞中心軸線Jl朝上 延伸的襯套附連部分211。襯套單元22包括襯套221;大致為圓柱形、 作為襯套支撐構件的襯套殼體222;以及大致為圓盤形并插入到襯套附 連部分211的密封蓋223。襯套211成形為圍繞中心軸線Jl的大致圓柱 形形狀，并且軸311插入到襯套221中。襯套殼體222具有使襯套221 的外圓周表面附連到其上的內圓周表面。密封蓋223將位于襯套殼體 222下部的開口密封。襯套單元22通過膠粘連接、壓配合、焊接、鉚接 等方法固定到底座板21。如圖2示出，襯套單元222包括大致為圓柱形的下部2223以及凸緣部分2221。襯套殼體222的下部2223插入到由襯套附連部分211的 徑向內表面限定的孔中并且附連到襯套附連部分211。凸緣部分2221 沿軸向設置在下部2223的上面并且凸緣部分2221的外徑大于下部2223 的外徑。凸緣部分2221的下表面2224沿徑向朝內延伸并且抵達下部 2223。當襯套單元22附連到底座板21時，凸緣部分2221的下表面2224 接觸到襯套附連部分211的上端部分，用于將襯套單元22沿軸向定位 在底座板21上。應當指出，只要襯套單元22與底座板21的定位能夠 精確實現，下表面2224和襯套附連部分211可不抵接襯套。襯套221是由多孔的、油浸燒結材料模制而成，其材料沒有特別限 制；使用以多種金屬粉末、金屬化合物粉末以及非金屬粉末作為原材料 的鑄造及燒結物。例如，襯套221可以由諸如Fe-Cu、 Cu-Sn、 Cu-Sn-Pb、 和/或Fe-C等原材料制成，并具有12.9xl(TV攝氏度的熱膨脹系數。制成襯套殼體222的材料所具有的熱膨脹系數小于形成襯套221的 原材料的熱膨脹系數。例如，襯套殼體222可以由SUS420J2 (熱膨脹 系數10.4xl(rV攝氏度)、DHS-1 (注冊商標)、SF20T和/或類似材料 制成。襯套殼體222能夠通過切削金屬材料、壓制金屬板、以樹脂材料 注模等形成。通過上述構造，能夠避免由襯套殼體222的熱膨脹引起的襯套221 的熱膨脹。在根據本發明優選實施方式的馬達1中，在轉子轂31的盤狀部分 312的下表面與襯套221的上端面之間設置有微小間隙(上間隙41); 在襯套221的沿徑向方向的內表面與軸311沿徑向方向的外表面之間i更 置有微小間隙(側間隙42);在襯套221的下端面與推力板33的上表面 之間設置有微小間隙(第一下間隙);在推力板33的下表面與密封蓋223 的上表面之間設置有微小間隙(第二下間隙44);并且在襯套殼體222 凸緣部分2221的徑向外表面與轉子轂31圓柱部分313徑向內表面之間 設置有微小間隙(外間隙45 )。凸緣部分2221的外表面是傾斜的，使得其外徑在沿軸向朝下的方 向逐漸減小。轉子轂31的圓柱部分313成形為使得其對著凸緣部分2221 徑向外表面的徑向內表面具有固定直徑。通過上述構造，保留在上述間 隙中的潤滑油的界面在外間隙45中與外界空氣相遇并且在毛細作用和
表面張力的作用下形成彎液面，限定出錐形密封，借此外間隙45用作 油緩沖器，防止潤滑油外流。襯套221的上端面和下端面分別包括動壓生成溝槽陣列，當轉子部 分3旋轉時，動壓生成溝槽陣列在潤滑油中生成動壓來支撐轉子部分3。 通過上述構造，推力動壓軸承部分分別限定在上間隙41和第一下間隙 43中。可替代地，推力板的下表面或者密封蓋的上表面可以包括動壓生 成溝槽陣列以在第二下間隙44中限定推力動壓軸承部分。此外，襯套 221的徑向內表面包括徑向動壓生成溝槽陣列，用于在側間隙42中保留 的潤滑油內產生潤滑劑中的動壓，使得徑向動壓軸承部分被限定在側間 隙42中。如上所述，在馬達1中，襯套單元22、密封蓋223、軸311、盤狀i過上述構造，轉子部分3經由潤滑油、通過流體動力軸承組件被非接 觸地支撐，使得轉子部分3以及設置在其上的數據存儲磁盤9能夠以高 精確度以及低噪音的方式轉動。特別是，流體動力軸承組件中的上間隙 41、側間隙42、第一下間隙43、第二下間隙44以及外間隙45是以連 續方式注以潤滑油，這樣能夠進一步抑制由于潤滑油中產生的氣泡引起 的軸311與襯套221之間的異常接觸，抑制由于軸承組件中空氣的膨脹 而引起的潤滑油泄漏。圖2是示出襯套單元22 (除了密封蓋223)的剖面圖。在襯套單元 22中，襯套221插入到襯套殼體222中并距離襯套殼體222的內表面 2222有小空間，即為爭>動配合。在襯套殼體222的內表面2222與襯套 221的外表面2211之間放入粘合劑220使襯套221固定到襯套殼體222。 襯套221下端面的徑向外部被倒角以形成連接第二軸承表面2214與外 表面2211的連接面，其中第二軸承表面2214的直徑小于外表面2211 的直徑(也就是用來形成后面將描述的粘合劑夾持部分56)。從襯套殼 體222與襯套221之間起，粘合劑220以連續方式被夾持至粘合劑夾持 部分56與襯套殼體222的內表面2222之間。在下文中，粘合劑220設 置在粘合劑夾持部分56與襯套殼體222的內表面2222之間的那部分被 稱為額外粘合劑220a。另一方面，粘合劑220僅夾持在村套221的上端 部分與襯套殼體222之間。額外粘合劑220a用作楔子并且防止襯套221相對于村套殼體222
移位，即使是當朝下的重載荷經由轉子轂31施加到襯套221上時。即， 額外粘合劑220a防止襯套221與襯套殼體222之間膠粘連接的破壞。圖3A至3C分別是襯套221的俯視圖、縱剖圖以及仰視圖。在圖 3A和3C中，動壓生成溝槽陣列被標以平行斜線，而在圖3B中，沒有 示出用于表示剖面的平行斜線。此外，在圖3B中，推力動壓生成溝槽 陣列以及徑向動壓溝槽陣列被著重示出。襯套221的外表面2211和內表面2212中每一個都具有大致圓柱形 形狀。在襯套221的上端面限定有第一表面2213，并且在村套221的下 端面限定有第二軸承表面2214。在第一軸承表面2213和第二軸承表面2214中分別設置有動壓生成 溝槽陣列，動壓生成溝槽陣列包括多個以預定方式排列的溝槽。在本發 明的本優選實施方式中，在村套221的笫一軸承表面2213上的動壓生 成溝槽被排列成緋魚骨形狀，在第一軸承表面2213上限定出第一溝槽 陣列511。相似地，在襯套221的第二軸承表面2214上的動壓生成溝槽 被排列成螺旋形狀，在第二軸承表面2214上限定出第二溝槽陣列512。 應當指出，在第一軸承表面2213上，動壓生成溝槽可以被排列成螺旋 形狀，以及在第二軸承表面2214上，動壓生成溝槽可以被排列成緋魚 骨形狀。此外，在第一軸承表面2213和第二軸承表面2214上，動壓生 成溝槽可以被排列成相同形式(例如，螺旋形狀、鯡魚骨形狀等)。通過上述構造，其中第一軸承表面2213通過襯套221的上端面來 限定，推力動壓軸承部分的直徑能夠減小，實現了馬達l的較低動力消 耗。此外，在襯套221內表面2212的上部和下部，動壓溝槽被排列成 緋魚骨形狀，限定出沿軸向彼此分離的徑向溝槽陣列513，以及三個沿 中心軸線Jl延伸的連通溝槽52設置在外表面2211，同時彼此隔開相同 的角度。連通溝槽52減小了上間隙41與第一下間隙43 (見圖l)之間 的壓力差，以防止在流體動力軸承組件中生成氣泡。如圖3B所示，襯套221朝向轉子轂31的上端部2215 (在下文中被 稱為"第一端部2215")的外圍邊緣被倒角而具有直線截面。換句話說， 限定了直徑小于外表面2211直徑、連接襯套的外表面2211與第一軸承 表面的連接面。被設置在第一端部2215軸向相對一側的下端部2216(在 下文中被稱為"第二端部")的外圍邊緣也被倒角而具有直線截面。在 各倒角形狀與中心軸線Jl之間的夾角可以被任意設定。通過在第一端部2215的外圍邊緣倒角而形成的第一倒角端55的徑 向寬度Wl小于通過在第二端部2216的外圍邊緣倒角而形成的粘合劑 夾持部分56的徑向寬度W2。如圖2所示，粘合劑夾持部分56夾持著 額外粘合劑220a。更具體而言，粘合劑夾持部分56在軸向上的寬度以 及在徑向上的寬度分別被設定為比第 一倒角端55在中心軸線Jl方向上 的寬度以及在徑向上的寬度大兩倍。圖4是示出制造襯套單元22 (除了密封蓋223)的流程圖。圖5和 圖6是示出利用襯套單元組裝設備6制造襯套單元的視圖。為了制造襯套單元22，如圖5所示，襯套221的第一端部2215首 先從上側被吸附，使得襯套221被襯套保持部分611保持(圖4中的步 驟Sll)。然后，將厭氧及紫外線固化的粘合劑220施加到襯套殼體222 的內表面2222(步驟S12 )，并且襯套殼體222被支撐在同凸緣部分2221 的下表面接合的殼體保持部分621上并同時朝向襯套221的第二端部分 2216。在這個步驟中，襯套221以及襯套殼體222被保持，使得它們的 中心與襯套單元組裝設備6的中心軸線J2對齊(步驟S13 )。在襯套221的下面，第一偏壓部分612通過第一巻繞彈簧613附連 到下支撐部分(圖未示)。在襯套殼體222的上面，沿徑向包圍襯套保 持部分611的第二偏壓部分622通過第二巻繞彈簧623附連到上支撐部 分64。朝向下的銷631通過塊體間接地固定到上支撐部分64，同時朝 向銷631的銷接觸部分632固定到殼體保持部分621上。在襯套221以及村套殼體222被設置到村套保持部分611以及殼體 保持部分621之后，上支撐部分64然后下降，使得襯套保持部分611 靠近殼體保持部分621，并且襯套221自第二端部分2216被插入到襯套 殼體222中(步驟S14 )。在插入過程中，襯套221的第二端部分2216接觸到第一偏壓部分 612,并且第一巻繞彈簧613彈性變形，使得襯套221通過第一偏壓部 分612被朝向襯套支撐部分611偏壓。在襯套221接觸到第一偏壓部分 612之后，可以停止通過襯套保持部分611對襯套221的吸附。同時，在襯套221插入的過程中，襯套殼體222的上部接觸到第二 偏壓部分622，使得第二巻繞彈簧623彈性變形并且使得襯套殼體222 被朝向殼體支撐部分621偏壓。于是如圖6所示，當銷631的末端與銷接觸部分632接觸時，襯套 221插入到襯套殼體222的過程停止。因此，殼體保持部分621相對于 襯套保持部分611的相對位置被精確確定，并且與襯套保持部分611接 觸的襯套221同與殼體保持部分621接觸的襯套殼體222在沿著中心軸 線J2方向上的相對位置被精確確定。在插入過程中，粘合劑220通過襯套221的第二端部2216被鋪展 開使得粘合劑220被夾持在襯套221的外表面2211與襯套殼體222的 內表面2222之間。如圖2所示，推出的額外粘合劑220a (圖6中也示 出)被夾持在襯套221的粘合劑夾持部分56與襯套殼體222的內表面 2222之間。在步驟S12中施加的粘合劑220的量是預先確定的，使得 推出的額外粘合劑220a的量是適當的，同時考慮施加量的變化。其后，襯套221與襯套殼體222被保持一段預定時間(例如兩分鐘)， 并且未與空氣接觸的厭氧粘合劑220在襯套221的外表面與襯套殼體 222的內表面之間固化，使得襯套221固定到襯套殼體222。夾持在粘合劑夾持部分56中的額外粘合劑220a—一即暴露的額外 粘合劑一一被以紫外線進行輻射并被固化，完成了襯套單元22主要部 分的制造(步驟S15)。可以將襯套保持部分611與殼體保持部分621 彼此分離，并且在輻射紫外線以固化額外粘合劑220a之前可將襯套221 以及襯套殼體222取出。在上述制造方法中，通過使用襯套單元組裝設備6，能夠順利并精 確地確定第一軸承表面2213相對于凸緣部分2221下表面2224的相對 位置。因為通過襯套單元組裝設備6可以精確確定相對位置，例如凸緣 部分2221等襯套殼體222的某些部分可以不以高尺寸精度加工，使得 襯套殼體222的制造成本降低。在根據本發明優選實施方式的襯套單元22的制造方法中，粘合劑 220a是通過粘合劑夾持部分56被夾持，并且施加粘合劑220的位置以
及插入襯套221的方向被確定，使得粘合劑220不會被推出至第一端部 2215—側，因此，防止了由于粘合劑220粘附到第一軸承表面2213而 導致的圖1所示的上間隙41中推力軸承部分的性能下降。此外，在不需要去除粘合劑的工作的情況下，可以增加施加粘合劑 的量并且可以防止粘合劑與推力板33接觸。因此，能夠筒便地增加粘 合強度，同時防止推力板33周圍的推力軸承部分的性能下降。因為推力板33與襯套殼體222內周表面之間的空間相對較大，粘 合劑僅影響到第一下間隙43和第二下間隙44中的推力軸承部分，即使 粘合劑220a從粘合劑夾持部分56朝向襯套殼體222展開。由于在第一端部2215的外圍端處的倒角外形能夠被制造得很小， 襯套221的上軸承表面2213的面積能夠被制造得很大，保持了很高的 動壓。此外，由于大的軸承表面，動壓生成溝槽能夠被排列成緋魚骨形 狀，進一步提高了推力軸承部分的性能(在上間隙41中)。正如已經描述的那樣，因為通過粘合劑夾持部分56夾持的部分粘 合劑220a用作楔子，所以能夠增加襯套221與襯套殼體222之間的接 合強度以抵抗外力，例如來自推力方向的由轉子部分3施加到襯套221 的沖擊。從而，襯套221與襯套殼體222沿軸向方向的緊固長度能夠被 制造得較短，因此獲得了較薄的馬達l。由于在襯套單元22的制造中使用了厭氧及紫外線固化的粘合劑， 使得可以容易地固化夾持在襯套221與襯套殼體222之間的空間中的粘 合劑220以及從間隙中推出的額外粘合劑220a，因此簡化了襯套單元 22的制造。在襯套單元22的制造中，因為襯套221通過松動配合附連到襯套 殼體222，可以防止在襯套221的插入過程中襯套221的外表面2211 與襯套殼體222的內表面2222之間的強摩擦。因此，限制了襯套221 的軸承表面的變形。因此，根據本發明的優選實施方式用粘合劑固定襯 套221與襯套殼體222的技術特別適用于當襯套221是由比固體材料相 對脆弱的多孔材料-例如燒結物-制成時的情況。第二優選實施方式
圖7是制造根據本發明第二優選實施方式的村套單元22的工藝流 程的流程圖，而圖8和圖9是示出制造襯套單元22的視圖。根據本發 明第二優選實施方式的襯套單元組裝設備6的構造將大致與本發明第一 優選實施方式具體描述的襯套單元組裝設備6的構造相同，于是將僅對 不同的特征作詳細地描述。根據本發明第二優選實施方式，要加工的襯 套單元22的構造以及使用襯套單元22的馬達1的構造基本上與圖1中 描述的相同。本發明的本優選實施方式中，使用了不同于本發明第一優選實施方 式所描述的粘合劑320。粘合劑320優選為熱固型粘合劑，特別是具有 快速固化特性的單組分環氧樹脂粘合劑。在本發明的本優選實施方式 中，根據基于日本工業標準C6521-1996的測試，粘合劑320在八十攝 氏度時具有四十秒或更短的固化時間，并且在一百一十攝氏度時具有十 五秒或更短的固化時間。這種粘合劑320的一個示例為AE-750,由 Ajinomoto國Fine國Techno可購買到。下面將描述使用粘合劑320時襯套單元22的制造方法。為了制造襯套單元22，如圖8所示，襯套221的第一端部2215首 先從上側被吸附，使得襯套221通過襯套保持部分611被保持(圖7中 的步驟S21)。然后，熱固型粘合劑320被施加到襯套殼體222的內表 面2222 (圖7中的步驟S22)。然后，襯套殼體222被支撐在同凸緣部分2221的下表面2224接合 的殼體保持部分621上并同時朝向襯套221的第二端部2216。在這個步 驟中，襯套221以及村套殼體222被保持，使得它們的中心與襯套單元 組裝設備的中心軸線J2對齊(圖7中的步驟S23 )。在完成襯套殼體222放置到殼體保持構件621上的同時，施加熱量 到襯套殼體222。具體地講，加熱器640施加熱量到殼體保持構件621， 并且熱量被傳遞到襯套殼體2222 (圖7中的步驟S24)。加熱可以不與 放置襯套殼體222同時開始，可以在襯套殼體222放置到殼體保持部分 621上之后再施加熱量。于是上支撐部分64下降使得襯套保持部分611靠近殼體保持部分 621,并且襯套221自第二端部2216被插入到襯套殼體222中(圖7中
的步驟S25 )。在插入過程中，襯套221的第二端部2216接觸到第一偏壓部分612， 并且第一巻繞彈簧613彈性變形使得襯套221通過第一偏壓部分612被 朝向襯套保持部分611偏壓。在襯套221接觸到第一偏壓部分612之后， 可以停止通過襯套保持部分611對襯套221的吸附。同時，在襯套221插入的過程中，襯套殼體222的上部接觸到第二 偏壓部分622,使得第二巻繞彈簧623彈性變形并且使得襯套殼體222 被朝向殼體保持部分621偏壓。于是如圖9所示，當銷631的末端與銷接觸部分632接觸時，襯套 221插入到襯套殼體222的過程停止。因此，殼體保持部分621相對于 襯套保持部分611的相對位置被精確確定，并且與襯套保持部分611接 觸的襯套221同與殼體保持部分621接觸的襯套殼體222在沿著中心軸 線J2方向上的相對位置被精確確定。在插入過程中，粘合劑320通過襯套221的第二端部分2216被鋪 展開使得粘合劑320被夾持在襯套221的外表面與襯套殼體222的內表 面之間。如圖9所示，推出的額外粘合劑320a被夾持在襯套221的粘 合劑夾持部分56與襯套殼體222的內表面2222之間。在步驟S22中施 加的粘合劑220的量被預先確定，使得推出的額外粘合劑220a的量是 適當的，同時考慮施加量的變化。于是，襯套221與襯套殼體222被保持一段預定時間，并且由于來 自加熱器的熱量經由殼體保持構件621傳遞到襯套殼體222,粘合劑320 被固化以將襯套221固定到襯套殼體222。完成固定之后，可以將襯套保持部分611與殼體保持部分621彼此 分離，并且將襯套221以及襯套殼體222取出。襯套221以及襯套殼體222可以放置于保持在九十攝氏度的恒溫加 熱爐中大約一小時，用于去除留在粘合劑320中的氣體。在本發明的本優選實施方式中，當襯套221與襯套殼體222被精確 定位之后使粘合劑320固化。此外，因為粘合劑320具有快速固化的特 性，相比于本發明第一優選實施方式所描述的粘合劑220，使得襯套221與襯套殼體222在更短的時間內彼此固定。此外，通過使用環氧樹脂粘 合劑作為粘合劑320,可將襯套221與襯套殼體222牢固地彼此固定。 通過上述構造，縮短了襯套單元221的制造時間并且降低了制造成本， 因此提高了襯套單元22的生產率。第三優選實施方式下面將參照圖IO詳細描述本發明的第三優選實施方式。圖10是示 出根據本發明第三優選實施方式的馬達的剖面圖。根據本發明本優選實施方式的馬達包括靜止部分10、軸承組件 12以及轉子部分14。靜止部分IO包括底座板16，其具有大致設置于其中心的通孔。軸 承組件12被設置在通孔中并被固定到底座板16。軸承組件12包括大致為圓柱形、其中插入軸22的襯套20，以及大 致為圓柱形、帶有基部的襯套殼體18，襯套20被設置在基部內并且在 通孔中被固定到底座板16。襯套殼體18包括本體部分118和凸緣部分138，本體部分118具有 設置在底座板16的通孔之中并固定于其上的下部，凸緣部分138沿軸 向設置在本體部分118上面并且從本體部分118的上部沿徑向朝外延 伸。根據本發明本實施方式的馬達具有本體部分118和凸緣部分138， 本體部分118的軸向長度大于襯套單元22下部2223的軸向長度(如圖 2)，并且凸緣部分138的徑向長度小于襯套單元22的凸緣部分2221的 徑向長度(如圖2)。襯套殼體18的下開口用密封蓋128封閉。可替代 地，襯套殼體18與密封蓋128可成形為大致杯形的單一構件。襯套殼體18可以由金屬材料(例如不銹鋼、鋁合金、銅、銅合金 等)、環氧樹脂等材料制成。如本發明第一優選實施方式所述，襯套20 是由多孔的、油浸燒結材料模制而成。襯套20通過粘合劑固定到襯套 殼體18。粘合劑可從包括厭氧粘合劑、厭氧及紫外線固化粘合劑、熱固 型粘合劑等的組中選擇一種或多種。轉子部分14包括軸22、轉子轂24、磁軛26以及轉子磁鐵30。轉 子轂24與軸22 —體形成為單一構件。磁軛26設置在轉子轂24的徑向
外部，并且轉子磁鐵30沿徑向與銜鐵28相對，經由限定在其間的間隙 限定出靜止部分10的部分。轉子部分14進一步包括環形構件32。環形構件32固定到轉子轂 24使得環形構件的徑向內表面與本體部分118的軸向上部、經由限定在 它們之間的外間隙34相對。本體部分118的外表面在其上部是收縮的， 使其直徑在沿軸向朝下方向上逐漸減小。環形構件32對著凸緣部分 2221的徑向外表面的內表面具有固定直徑。通過上述構造，保留在軸承 組件12中的潤滑油的界面在外間隙34中與外界空氣相遇，并且在毛細 作用和表面張力的作用下形成彎液面，限定出錐形密封部分36，借此外 間隙34用作油緩沖器以防止潤滑油外流。在襯套殼體18和襯套20的上端面與轉子轂24的下表面之間限定 有上間隙40，以及在軸22的外表面與襯套20的內表面之間限定有徑向 間隙38。這些間隙以連續方式形成并以不間斷方式填充有潤滑油。潤滑 油僅在錐形密封部分36中與外界空氣相遇。在徑向間隙38中，上部徑向動壓軸承部分42以及下部徑向動壓軸 承部分44被設置成沿軸向彼此分離。在襯套20內表面的一部分限定出 上部徑向動壓軸承部分42的部分，上部徑向動壓軸承部分42包括排列 成緋魚骨形狀的徑向動壓生成溝槽(上溝槽陣列45)。相似地，在襯套 20內表面的另一部分限定出下部徑向動壓軸承部分44的部分，下部徑 向動壓軸承部分44包括排列成緋魚骨形狀的徑向動壓生成溝槽(下溝 槽陣列46)。此外，在襯套20的上端面與轉子轂24的下表面之間限定有推力動 壓軸承40a。在襯套20的上端面上，動壓生成溝槽排列成例如螺旋形狀 或緋魚骨形狀等預定形狀(即推力溝槽陣列48)。凸緣部分138的下表面與環形構件上表面經由它們之間限定的間隙 沿軸向相對。此外，凸緣部分138的徑向外表面設置在環形構件32內 表面的徑向外側。通過上述構造，可以防止轉子轂24沿軸向朝上從襯 套殼體18移開。同樣在本發明的本優選實施方式中，通過使用襯套單元組裝設備6， 能夠精確并容易地確定襯套20的上端面相對于凸緣部分138的軸向下
表面138a的相對位置，方便了襯套殼體18的制造。此外，通過襯套單 元組裝設備6可以精確確定相對位置，例如凸緣部分138上表面等襯套 殼體18的某些部分可以不以高尺寸精度加工，使得襯套殼體138的制 造成本降低。雖然上面描述了本發明的優選實施方式，本發明并不限制于此，而 是能夠以多種方式進行改動。例如，雖然在上面的實施方式中，襯套221與襯套殼體222在粘合 劑220被施加到其上之后被保持，也能夠在襯套221與襯套殼體222被 保持之后進行粘合劑的施加。保持襯套和保持襯套殼體的順序也可以被 適當改動。此外，襯套221的第一端部2215能夠自襯套殼體222的下部插入 到襯套殼體222中并固定其上。根據本發明優選實施方式的馬達是所謂的內轉子馬達，其中銜鐵24 被沿徑向設置在轉子磁鐵32的外側。可替代地，馬達也可以是所謂的 外轉子馬達，其中銜鐵24被沿徑向設置在轉子磁鐵32的內側。此外，軸承組件可以采用例如所謂的氣體動壓軸承，其中所利用的 流體為空氣。根據上述實施方式所述的馬iiiE可以被使用為設備的驅動源而不是硬 盤i殳備(例如，諸如可移動磁盤設備的磁盤驅動i殳備)。
權利要求
1.一種制造具有襯套以及襯套殼體的襯套單元的方法，包括如下步驟a)以沿軸向彼此分離的方式設置襯套和襯套殼體，其中襯套為中空的、以中心軸線為中心的大致圓柱形形狀，在其沿軸向方向的上側具有上軸承表面，襯套殼體為中空的、大致圓柱形形狀，其內徑與所述襯套外徑基本相同或大于所述襯套外徑，所述襯套殼體具有凸緣部分以及沿軸向設置在所述凸緣部分下方的下部，所述凸緣部分的下表面大致沿徑向延伸至所述下部；b)使所述襯套與所述襯套殼體沿所述中心軸線方向彼此相向移動并將所述襯套插入到所述襯套殼體，以將所述上軸承表面與所述下表面之間沿所述中心軸線的距離設定為接近預定距離；并且c)將所述襯套固定到所述襯套殼體。
2.根據權利要求l所述的方法，其中， 所述凸緣部分的徑向外徑大于所述下部的徑向外徑；并且在步驟b)中所述襯套的上軸承表面接觸到襯套保持部分的下表面并且被朝向 所述襯套保持部分偏壓；所述襯套殼體的凸緣部分的下表面接觸到襯套殼體保持部分的上 表面并且被朝向所述殼體保持部分偏壓；并且所述襯套保持部分的下表面與所述殼體保持部分的上表面之間沿 所述中心軸線的距離被"^殳定為所述預定距離。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟b)中，所述襯套的 下端部與所述襯套殼體的上端面在軸線方向上相對，并且所述襯套與所 述襯套殼體相對于彼此接近并將所述襯套插入到所述襯套殼體。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在步驟b)中，所述襯套的上 端部與所述襯套殼體的下端面在軸線方向上相對，并且所述村套與所述襯套殼體相對于彼此接近并將所述襯套插入到所述襯套殼體。
5. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括將粘合劑施加到所述 襯套徑向外表面和所述襯套殼體徑向內表面的至少其中之一的步驟，其 中，施加所述粘合劑的步驟在執行步驟c)之前執行；并且在步驟c)中，所述襯套和所述襯套殼體通過所述粘合劑彼此固定。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中， 所述粘合劑是熱固型粘合劑；將熱量施加到所述襯套和所述襯套殼體的至少其中之一，使熱固型 粘合劑固化以將所述襯套和所述襯套殼體彼此固定。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中在步驟b)中所述襯套的上軸承表面接觸到襯套保持部分的下表面并且被朝向 所述襯套保持部分偏壓；所述襯套殼體的凸緣部分的下表面接觸到襯套殼體保持部分的上 表面并且被朝向所述殼體保持部分偏壓；并且將熱量施加到所述殼體保持部分并通過所述殼體保持部分傳遞到 所述襯套殼體。
8. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述襯套包括連接所述襯套的軸向下表面與徑向外表面的連接面， 所述徑向外表面的直徑大于所述軸向下表面的直徑；并且通過步驟b)和c)，所述粘合劑的一部分沿徑向設置在所述襯套殼體 徑向內表面與所述襯套的徑向外表面之間，并且所述粘合劑的另一部分 沿徑向設置在所述連接面與所述襯套殼體的徑向內表面之間。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述襯套包括連接所述襯 套的上軸承表面與所述村套的徑向外表面的另 一連接面，并且所述另一 連接面沿徑向方向上的寬度小于連接所述襯套的軸向下表面與所述襯 套的徑向外表面的連接面沿徑向方向上的寬度。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述粘合劑是厭氧的及紫 外線固化的粘合劑，并且在執行步驟b)之后，將紫外線輻射到所述粘合 劑的另一部分。
11.根據權利要求l所述的方法，進一步包括將厭氧粘合劑施加到 所述襯套的徑向外表面和所述襯套殼體的徑向內表面的至少其中之一 的步驟。
12.根據權利要求l所述的方法，進一步包括將熱固型粘合劑施加 到所述襯套的徑向外表面和所述襯套殼體的徑向內表面的至少其中之 一的步驟，其中施加所述熱固型粘合劑的步驟是在執行步驟b)之前執 行。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述熱固型粘合劑是單組 分粘合劑，根據基于日本工業標準C6521-1996的測試，所述粘合劑在 八十攝氏度時具有四十秒或更短的固化時間，并且在一百一十攝氏度時 具有十五秒或更短的固化時間。
14.根據權利要求l所述的方法，其中，所述上軸承表面具有動壓 生成的溝槽陣列。
15.根據權利要求l所述的方法，其中，所述襯套包括在其軸向下 側的下軸承表面，并且所述下軸承表面包括動壓生成的溝槽陣列。
16.根據權利要求l所述的方法，其中，所述襯套是通過壓力模制 粉末材料形成的多孔構件。
17. —種流體動壓軸承，其包括根據權利要求l中所述的方法制造 的襯套單元。
18. —種使用流體動壓軸承機構的馬達包括轉子部分，其包括軸以及圍繞所述軸設置的轉子磁鐵；以及以能夠彼此相對轉動的方式支撐所述轉子部分的靜止部分，所述靜 止部分包括流體動壓軸承以及通過與所述轉子磁鐵相互作用而產生圍 繞中心軸線的扭矩的銜鐵。
全文摘要
將粘合劑施加到襯套殼體的內表面，并且使襯套朝向襯套殼體相對運動并插入到襯套殼體中。當襯套的第一軸承表面與襯套殼體的凸緣部分的下表面之間保持在預定距離時使粘合劑固化。
文檔編號F16C33/02GK101149078SQ200710154639
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月20日 優先權日2006年9月20日
發明者玉岡健人 申請人:日本電產株式會社