[发明专利]转子毂、主轴电机和硬盘驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及用于硬盘驱动器的主轴电机，具体地说，涉及作为主轴 电机中的一个主要部件的转子毂。

背景技术

硬盘驱动器最初是作为计算机的存储装置开发的。然而近年来硬盘 驱动器不仅应用于计算机中而且广泛地应用于例如录像机、便携式音乐 播放器以及摄像机等家用电器中。

增加的存储容量和降低的价格维持着硬盘驱动器用途的扩充。在前 十年中硬盘驱动器的存储容量已经增加了一百倍，而其价格稳步下降。 强烈地需要一种能够低成本地存储大量信息的装置，这种趋势在未来仍 将持续。在此情况下，硬盘驱动器中的各个部件都要求高精度和低价格。 作为本发明的主题的转子毂也不例外。

图11所示的硬盘驱动器10中使用称为主轴电机的专用特殊电机。 主轴电机11在硬盘驱动器10中起使硬盘14旋转的作用。由于信息以极 高的密度即以非常窄的间距记录在硬盘14上，主轴电机11需要尽可能 无振动地使硬盘14旋转。为此，主轴电机11具有独特的构造。例如， 采用称为流体动力轴承的高精度轴承作为支撑转动轴的轴承。无论该轴 承多么精确，仅靠轴承一项不足以稳定地支撑硬盘14。

转子毂21在稳定地支撑硬盘14方面起到重要作用。图12示出了图 11中的主轴电机11及其相邻部分的放大图。转子毂21是由具有轴20和 轴套22的轴承机构支撑的，由此形成转动部。硬盘14可安装在转子毂 21上。硬盘14置于转子毂21的盘安装面25上，并通过夹具28固定到 转子毂21上，间隔件27夹于其间。如果转子毂21中存在任何偏心或应 变，可能是硬盘14振动的直接原因。在这点上，盘安装面25的工作精 度非常重要。因此，主轴电机中使用的转子毂需要最高等级的工作精度。 考虑到这一点，转子毂至今是通过已知能够提供高等级的工作精度的机 械加工，例如切削制造的。

然而，进行切削的成本较高。为了使硬盘驱动器更便宜并更广泛地 应用，降低转子毂的制造成本是必要的。降低成本的方法的示例包括日 本特开2003-285228和2005-205499中所公开的方法。在这些方法中，用 例如冷锻等塑性加工形成具有粗略形状的转子毂，接着通过切削或打磨 精细加工。结合使用塑性加工使得能够降低材料的切削量并具有更高的 切削精度。

用上述两种传统方法，能够减少材料的切削量但在锻压之后不容易 进行切削操作。具体地说，很难确保盘安装面的精度。

为了使得切削更容易，本发明尝试使用易切削不锈钢作为转子毂的 原材料。如果易切削不锈钢仅仅用在上述两种现有方法中，通常情况下 不锈钢在锻压工艺中会破裂。此外，由于通过塑性加工制造转子毂，令 人担忧的是易切削不锈钢中包含的夹杂物容易分离。当分离时，夹杂物 粘附到硬盘上。因为需要保持硬盘洁净，不允许夹杂物的粘附。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提供了一种能够以低成本和高精度形成的 转子毂。

本发明的一个特征在于当通过结合使用塑性加工和切削制造主轴电 机的转子毂时，使用包含用于提高可加工性的大量硫微粒的易切削不锈 钢作为转子毂的原材料，并且利用诸如锻压等塑性加工控制不锈钢中存 在的夹杂物的尺寸和朝向。另外，对于通过锻压获得的中间件，在其顶 板部分的大致整个表面进行加工，由此去除其表层。

结果，将所述顶板部分中存在的夹杂物倾斜地放倒或粉碎成较小尺 寸，这就阻止了夹杂物从顶板部分分离。另外，即使当顶板部分具有极 薄的区域时，也可以防止夹杂物穿透该区域。通过去除表层进一步限制 夹杂物的分离。为了获得这样的转子毂，在塑性加工中以30％到70％的 镦锻率特别对所述顶板部分进行镦锻。由此，能够限制转子毂在塑性加 工中的破裂并控制顶板部分中存在的夹杂物的朝向。这使得能够减少夹 杂物的分离并防止硬盘表面的污染。

通过使得夹杂物相对于盘安装面倾斜地延伸，也可减少盘安装面中 存在的夹杂物的分离。由于盘与盘安装面直接接触，更优选地是通过使 夹杂物倾斜45度或更多来可靠地限制夹杂物的分离。