專利名稱：軸承單元、以及裝有該軸承單元的電機(jī)和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸或?qū)⑿D(zhuǎn)體可旋轉(zhuǎn)地支撐到軸上的軸承單元、以及裝有該軸承單元的電機(jī)和電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸的軸承單元，傳統(tǒng)地已知如圖21所示地構(gòu)成的軸承單元。
圖21中所示的軸承單元100可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸101，并裝有徑向軸承104、與止推軸承110一體形成的空間形成構(gòu)件119、以及容納該徑向軸承104和空間形成構(gòu)件119的殼體105，該徑向軸承104用于在其周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸101，該止推軸承110在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸101的一端側(cè)。
在軸承單元100中，徑向軸承104與作為粘性流體填充在殼體105中的潤滑油一起構(gòu)成流體動壓軸承，并且在其中插入旋轉(zhuǎn)軸101的內(nèi)周表面上形成用于產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽111。
如圖21所示，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸101沿止推方向的一端側(cè)上的空間形成構(gòu)件119，被形成為包圍旋轉(zhuǎn)軸101的下部，即包圍要密封一側(cè)的端部。空間形成構(gòu)件119例如由合成樹脂形成。圍繞著在空間形成構(gòu)件119內(nèi)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸101的軸承支撐部分102填充潤滑油。
在空間形成構(gòu)件119內(nèi)表面?zhèn)壬系牡妆砻娴闹醒氩糠种?，一體形成可旋轉(zhuǎn)地支撐軸承支撐部分102的止推軸承110。軸承支撐部分102設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸101沿止推方向的一端側(cè)，該旋轉(zhuǎn)軸101由徑向軸承104支撐?？臻g形成構(gòu)件119由樹脂制成并通常用作止推軸承110。止推軸承110被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸101的軸承支撐部分102。軸承支撐部分102被形成為圓弧形或具有錐形頂端的形狀。
如圖21所示，其中容納有徑向軸承104和空間形成構(gòu)件119的殼體105具有以將徑向軸承104包圍于其中的方式容納圓筒狀的徑向軸承104的形狀。殼體105是通過用合成樹脂一體成型而形成的構(gòu)件。
殼體105由圓筒狀的殼體主體106、底部密封部分107和上部密封部分108組成，該底部密封部分107與殼體主體106一體形成而構(gòu)成其一個端側(cè)部分以用于密封殼體主體106的端側(cè)，該上部密封部分108與殼體主體106一體形成來構(gòu)成殼體主體106的另一個端側(cè)部分。在上部密封部分108的中央部分設(shè)置軸插孔109。由在殼體105中所容納的徑向軸承104可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸101插入該軸插孔109中。
通過使用合成樹脂材料圍繞圓筒形的徑向軸承104和空間形成構(gòu)件119進(jìn)行嵌件成型(outsert molding)，來將徑向軸承104布置在殼體主體42的內(nèi)周側(cè)，這樣來一體形成如上所述構(gòu)造的殼體105。
旋轉(zhuǎn)軸101一端側(cè)上的軸承支撐部分102被止推軸承110支撐，并且軸主體103的外周表面被徑向軸承104支撐。另外，旋轉(zhuǎn)軸101這樣被殼體105支撐，其中形成在另一端側(cè)的安裝部分120的一側(cè)從形成在殼體主體106的上部密封部分108中的軸插孔109伸出。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸101中，在軸承支撐部分102和軸主體103之間形成防止軸滑出的槽部分116。在空間形成構(gòu)件119上設(shè)置作為防軸滑出構(gòu)件的環(huán)形墊圈115，以對應(yīng)于防滑出槽部分116。墊圈115防止旋轉(zhuǎn)軸101滑出殼體105。墊圈115被旋轉(zhuǎn)軸101的軸承支撐部分102施壓以沿止推方向彎曲，并由此將軸承支撐部分102插入到防軸滑出槽部分116中，以進(jìn)行安裝。
現(xiàn)在，軸插孔109被形成為具有比軸主體103的外徑稍微更大的內(nèi)徑，以使得插入軸插孔109的旋轉(zhuǎn)軸101可以在不與軸插孔109的內(nèi)周表面可滑動地接觸的情況下旋轉(zhuǎn)。在此情況下，軸插孔109被形成為具有足以防止?jié)櫥?13從殼體105里面泄漏出來的間隔x1的間隙112，其中潤滑油113被填充在軸插孔109的內(nèi)周表面和軸主體103的外周表面之間的殼體中。
在旋轉(zhuǎn)軸101與軸插孔109的內(nèi)周表面相對的外周表面上形成錐形部分114。錐形部分114以這樣的方式傾斜，即向著殼體105的外面增大在旋轉(zhuǎn)軸101的外周表面和軸插孔109的內(nèi)周表面之間形成的間隙112的方式。錐形部分114在旋轉(zhuǎn)軸101的外周表面和軸插孔109的內(nèi)周表面之間形成的間隙112中形成壓力梯度，并形成將殼體105中填充的潤滑油113吸入殼體105里面的力。因為在旋轉(zhuǎn)軸101旋轉(zhuǎn)時潤滑油113被吸入殼體105里面，所以潤滑油113就可靠地滲入被制成流體動壓軸承的徑向軸承104的動壓產(chǎn)生槽111以產(chǎn)生動壓。由此，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸101的穩(wěn)定支撐，并且可以防止填充在殼體105中的潤滑油113的泄漏。
如圖21所示構(gòu)造的軸承單元100僅在軸插孔109側(cè)的一端處露出旋轉(zhuǎn)軸101，并通過殼體構(gòu)件無縫地覆蓋除了軸插孔109的小間隙之外的整個軸承單元100。結(jié)果，軸承單元100可以防止?jié)櫥?13泄漏到殼體105的外面。而且，因為與外面的連通部分只有軸插孔109的間隙，所以可以防止由于沖擊所導(dǎo)致的潤滑油的飛散。另外，軸承單元100可以通過墊圈115來防止旋轉(zhuǎn)軸101從殼體105上脫落。
但是，因為在上述軸承單元100中，用作防軸滑出構(gòu)件的墊圈115設(shè)置在底部密封部分107的一側(cè)或者殼體的密封部分的一側(cè)，并且軸承單元100設(shè)有空間形成構(gòu)件119來提供墊圈115，所以難以減小軸承單元100在其軸向上的長度。
另外，已知如圖22所示構(gòu)造的用于可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸的另一種軸承單元。
圖22中所示的軸承單元130可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸131。軸承單元130設(shè)有徑向軸承134、止推軸承140以及容納該徑向軸承134和止推軸承140的殼體135，該徑向軸承134用于在其周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸131，該止推軸承140用于在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸131的一端。
在軸承單元130中，徑向軸承134與作為粘性流體填充在殼體135中的潤滑油一起構(gòu)成流體動壓軸承，并且在其中插入旋轉(zhuǎn)軸131的內(nèi)周表面上形成用于產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽141。
如圖22所示，容納徑向軸承134和止推軸承140的殼體135由圓筒狀的殼體主體136、底部密封部分137和上部密封部分138組成，該底部密封部分137構(gòu)成與殼體主體136一體形成的一個端側(cè)部分以用于密封殼體主體136的該端側(cè)，該上部密封部分138形成在殼體主體136的開口的另一端側(cè)上。
在上部密封部分138的中央部分形成軸插孔139，由在殼體135中所容納的徑向軸承134可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸131插入該軸插孔139中。在殼體主體136的底部密封部分137的內(nèi)表面?zhèn)壬显O(shè)置用于可旋轉(zhuǎn)地支撐軸承支撐部分132的止推軸承140，其中在由徑向軸承134所支撐的旋轉(zhuǎn)軸131的沿止推方向的一端形成軸承支撐部分132。
止推軸承140被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸131的軸承支撐部分132。軸承支撐部分132被形成為圓弧形或錐形頂端。
在已將徑向軸承134、止推軸承140和旋轉(zhuǎn)軸131安裝在殼體主體136上之后，焊接上部密封部分138。由此，一體形成如上所述構(gòu)造的殼體135。
旋轉(zhuǎn)軸131以這樣的方式被殼體135所支撐，即使得在其一端側(cè)的軸承支撐部分132被止推軸承140支撐；軸主體133的外周表面被徑向軸承134支撐；并且位于另一端側(cè)的安裝部分150的一側(cè)從形成在殼體主體135的上部密封部分138中的軸插孔139伸出。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸131中，在軸承支撐部分132和軸主體133之間形成用于防軸滑出構(gòu)件的槽部分146。對應(yīng)于防軸滑出槽部分146，將作為防軸滑出構(gòu)件的環(huán)形墊圈145設(shè)置到底部密封部分137。墊圈145防止旋轉(zhuǎn)軸131滑出殼體135。墊圈145被旋轉(zhuǎn)軸131的軸承支撐部分132施壓以沿止推方向彎曲。由此，墊圈145使得軸承支撐部分132被插入，并因此安裝在防軸滑出槽部分146上。
現(xiàn)在，軸插孔139被形成為具有比軸主體133的外徑稍微更大的內(nèi)徑，以使得插入軸插孔139的旋轉(zhuǎn)軸131可以在不與軸插孔139的內(nèi)周表面可滑動地接觸的情況下旋轉(zhuǎn)。在此情況下，軸插孔139被形成為具有足以防止?jié)櫥?43從殼體135里面泄漏出來的間隔x2的間隙142，其中潤滑油143被填充在軸插孔139的內(nèi)周表面和軸主體的外周表面之間的殼體中。
在旋轉(zhuǎn)軸131與軸插孔139的內(nèi)周表面相對的外周表面上形成錐形部分144。錐形部分144傾斜成向著殼體135的外面來增大間隙142，該間隙142形成在旋轉(zhuǎn)軸131的外周表面和軸插孔139的內(nèi)周表面之間。錐形部分144在旋轉(zhuǎn)軸131的外周表面和軸插孔139的內(nèi)周表面之間形成的間隙142中形成壓力梯度。由此產(chǎn)生將殼體135中填充的潤滑油143吸入殼體135里面的力。因為在旋轉(zhuǎn)軸131旋轉(zhuǎn)時潤滑油143被吸入殼體135里面，所以潤滑油143就可靠地滲入構(gòu)成流體動壓軸承的徑向軸承134的動壓產(chǎn)生槽141以產(chǎn)生動壓。于是，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸131的穩(wěn)定支撐，并且另外還可以防止填充在殼體135中的潤滑油143的泄漏。
如圖22所示構(gòu)成的軸承單元130僅在軸插孔139側(cè)的一端處露出旋轉(zhuǎn)軸131，并通過殼體構(gòu)件覆蓋除了軸插孔139的小間隙之外的整個軸承單元130。結(jié)果，可以防止?jié)櫥?43泄漏到殼體135的外面。而且，因為與外面的連通部分也只有軸插孔139的間隙，所以可以防止由于沖擊所導(dǎo)致的潤滑油的飛散。另外，軸承單元130可以用墊圈145來防止旋轉(zhuǎn)軸131從殼體135上脫落。
但是，上述軸承單元130在底部密封部分137作為殼體135的密封部分側(cè)面的側(cè)面上設(shè)置墊圈145或防軸滑出構(gòu)件。由于此構(gòu)造以及殼體主體136用于提供墊圈145的底部密封部分137的結(jié)構(gòu)，所以難以減小軸承單元130在軸向上的長度。
另外，已知如圖23所示構(gòu)造的用于可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸的另一種軸承單元。
圖23中所示的軸承單元160可旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸161。軸承單元160設(shè)有徑向軸承164和容納該徑向軸承164的殼體165，該徑向軸承164用于在其周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸161。
在軸承單元160中，徑向軸承164與作為粘性流體填充在殼體165中的潤滑油一起構(gòu)成流體動壓軸承，并且在其中插入旋轉(zhuǎn)軸161的內(nèi)周表面上形成動壓產(chǎn)生槽171。
如圖23所示，其中容納徑向軸承164和止推軸承170的殼體165由圓筒狀的殼體主體166、底部密封部分167和上部密封部分168組成，該底部密封部分167與殼體主體166一體形成來構(gòu)成一個端側(cè)部分以用于密封殼體主體166的該端側(cè)，該上部密封部分168設(shè)置在殼體主體166的開口的另一端側(cè)上。
在上部密封部分168的中央部分形成軸插孔169，由在殼體165中所容納的徑向軸承164可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸161插入該軸插孔169中。在殼體主體166的底部密封部分167的內(nèi)表面?zhèn)壬闲纬捎糜诳尚D(zhuǎn)地支撐軸承支撐部分162的止推軸承170，在由徑向軸承164所支撐的旋轉(zhuǎn)軸161的沿止推方向的一端形成軸承支撐部分162。
止推軸承170被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸161的軸承支撐部分162。軸承支撐部分162被形成為圓弧形或錐形頂端。
在已將徑向軸承164、止推軸承170和旋轉(zhuǎn)軸161安裝在殼體主體166上之后，焊接上部密封部分168。由此，一體形成如上所述構(gòu)造的殼體165。
旋轉(zhuǎn)軸161以這樣的方式被殼體165所支撐，即使得在其一端側(cè)的軸承支撐部分162被止推軸承170支撐；軸主體163的外周表面被徑向軸承164支撐；并且位于另一端側(cè)的安裝部分180的一側(cè)從形成在殼體主體165的上部密封部分168中的軸插孔169伸出。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸161上，在軸承支撐部分162和軸主體163之間的底部密封部分167的一端側(cè)上形成作為防軸滑出機(jī)構(gòu)的突出塊177，以形成具有比軸主體163更寬表面的大直徑部分。突出塊177的形狀為盤形，并具有當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸161向上移動時與徑向軸承164配合的突出部分178。突出塊177的突出部分178防止旋轉(zhuǎn)軸161從殼體165滑出。
現(xiàn)在，軸插孔169被形成為具有比軸主體163的外徑稍大的內(nèi)徑，以使得插入軸插孔169的旋轉(zhuǎn)軸161可以在不與軸插孔169的內(nèi)周表面可滑動地接觸的情況下旋轉(zhuǎn)。在此情況下，軸插孔169被形成為具有足以防止?jié)櫥?73從殼體165里面泄漏出來的間隔x3的間隙172，其中潤滑油173被填充在軸插孔169的內(nèi)周表面和軸主體的外周表面之間。
在旋轉(zhuǎn)軸161與軸插孔169的內(nèi)周表面相對的外周表面上形成錐形部分174。錐形部分174傾斜成向著殼體165的外面來增大間隙172，其中該間隙172形成在旋轉(zhuǎn)軸161的外周表面和軸插孔169的內(nèi)周表面之間。錐形部分174在旋轉(zhuǎn)軸161的外周表面和軸插孔169的內(nèi)周表面之間形成的間隙172中形成壓力梯度。由此產(chǎn)生將殼體165中填充的潤滑油173吸入殼體165里面的力。因為在旋轉(zhuǎn)軸161旋轉(zhuǎn)時潤滑油173被吸入殼體165里面，所以潤滑油173就可靠地滲入構(gòu)成流體動壓軸承的徑向軸承164的動壓產(chǎn)生槽171以產(chǎn)生動壓。于是，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸161的穩(wěn)定支撐，并且另外還可以防止填充在殼體165中的潤滑油173的泄漏。
如圖23所示構(gòu)造的軸承單元160僅在軸插孔169側(cè)的一端處露出旋轉(zhuǎn)軸161，并通過殼體構(gòu)件覆蓋除了軸插孔169的小間隙之外的整個軸承單元160。結(jié)果，可以防止?jié)櫥?73泄漏到殼體165的外面。而且，因為與外面的連通部分也只有軸插孔169的間隙，所以可以防止由于沖擊所導(dǎo)致的潤滑油的飛散。另外，軸承單元160可以用突出塊177的突出部分178來防止旋轉(zhuǎn)軸161從殼體165上脫落。
但是，由于將突出塊177形成在底部密封部分167的一側(cè)上或形成在殼體165的密封部分的一側(cè)上來用于防止軸滑出的結(jié)構(gòu)，所以上述軸承單元160難以減小其在軸向上的長度。
因此，在這些軸承單元100、130和160中，一般的通用性和可選擇性由于軸承單元在軸向上的長度而受限制，并且設(shè)計使用這些軸承單元的制品的自由度也受到限制。
日本專利申請公開(KOKAI)No.2003-130043。
本文件基于2004年2月13日遞交到日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)文件JP2004-037385，這里通過引用包括了其整個內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供這樣一種軸承單元以及包括該軸承單元的電機(jī)和電子設(shè)備，該軸承單元軸向上的長度被減小，同時具有防止軸滑出的功能以提高其一般的通用性、其選擇性以及設(shè)計使用該軸承單元的制品的自由度，以使得該制品的尺寸可以減小。
為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的軸承單元包括軸；徑向軸承，用于支撐所述軸的周旋方向；止推軸承，用于在止推方向上支撐所述軸的一端；殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有所述徑向軸承和所述止推軸承兩者，并且所述殼體形成為除軸插孔外都被密封的結(jié)構(gòu)，所述軸通過所述軸插孔被插入；和填充在所述殼體中的粘性流體，其中，在所述殼體的內(nèi)表面?zhèn)壬显O(shè)置用于以抵靠所述軸的一部分的狀態(tài)防止軸滑出的鎖定部分，所述鎖定部分是所述軸插孔的周緣部分。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的軸承單元中，作為防止軸滑出的防滑出機(jī)構(gòu)，在殼體內(nèi)表面?zhèn)壬陷S插孔的周緣部分中形成鎖定部分，用于通過抵靠軸來鎖定軸。因此，通過形成在軸開口側(cè)上的鎖定部分防止了軸從徑向軸承滑出。在該軸承單元中，通過形成鎖定部分，就不需要形成任何防滑出機(jī)構(gòu)，例如形成為具有比由徑向軸承所支撐的那部分的更大直徑的防滑出構(gòu)件和突出塊，而這些在考慮防止軸滑出的傳統(tǒng)軸承單元的殼體密封部分側(cè)上是必要的，并且可以實現(xiàn)防止軸滑出。
因此，在該軸承單元中，通過在殼體的軸插孔的周緣部分中形成的鎖定部分，可以減小軸承單元在軸向上的長度。而且，在該軸承單元中，通過減小在軸向上的長度，可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且可以提高使用該軸承單元的產(chǎn)品的設(shè)計自由度，以允許使得產(chǎn)品的尺寸更小。
用于實現(xiàn)上述目的的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)是包括用于將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支撐到定子上的軸承單元的電機(jī)，并且該電機(jī)使用上述軸承單元作為用于該電機(jī)的軸承單元。
此外，用于實現(xiàn)上述目的的根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備是包括這樣的電機(jī)的電子設(shè)備，所述電機(jī)具有用于將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支撐到定子上的軸承單元，并且該電子設(shè)備使用上述軸承單元作為其軸承單元。
根據(jù)本發(fā)明，在殼體的軸插孔的周緣部分中形成鎖定部分，用于通過抵靠軸的一部分而鎖定軸來實現(xiàn)防止軸滑出。因此，雖然本發(fā)明保留了防止軸滑出的功能，但是本發(fā)明可以省略傳統(tǒng)上設(shè)置在殼體密封部分側(cè)上的防滑出構(gòu)件。因此，可以去掉傳統(tǒng)上必要的例如殼體密封部分側(cè)上的防滑出構(gòu)件的部件，以降低成本。而且，可以減小軸承單元自身在其軸向上的長度。因此，可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且提高了使用該軸承單元的制品的設(shè)計自由度。而且，在保持其旋轉(zhuǎn)性能的同時，可以減小其尺寸。


圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的信息處理裝置(電子設(shè)備)的透視圖；圖2是示出沿圖1中的線II-II所取的橫截面的剖視圖；圖3是示出使用應(yīng)用了本發(fā)明的電機(jī)的散熱器的透視圖；圖4是示出應(yīng)用了本發(fā)明的電機(jī)的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖5是示出應(yīng)用了本發(fā)明的軸承單元的剖視圖；圖6是示出在徑向軸承的內(nèi)周表面上形成的動壓產(chǎn)生槽的透視圖；圖7是示出由旋轉(zhuǎn)軸的外周表面和殼體中設(shè)置的軸插孔的內(nèi)周表面所形成的間隙的剖視圖；圖8是用于解釋裝配應(yīng)用了本發(fā)明的軸承單元的步驟的視圖；圖9是用于解釋在應(yīng)用了本發(fā)明的軸承單元的裝配步驟中，將底部密封部分和殼體的主體結(jié)合的視圖；圖10是示出在應(yīng)用了本發(fā)明的軸承單元的裝配步驟中完成裝配的狀態(tài)的視圖；圖11是示出應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的橫截面視圖；圖12是用于解釋裝配應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的步驟的視圖；圖13是用于解釋在應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的裝配步驟中，將底部密封部分和殼體的主體結(jié)合的視圖；圖14是示出應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的橫截面視圖；圖15是用于解釋裝配應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的步驟的視圖；圖16是用于解釋在應(yīng)用了本發(fā)明的另一個軸承單元的裝配步驟中，將底部密封部分和殼體的主體結(jié)合的視圖；圖17是示出其中止推軸承包括動壓軸承的示例的橫截面視圖；
圖18是示出在其中止推軸承包括動壓軸承的軸承單元中的徑向軸承的內(nèi)周表面上形成的動壓產(chǎn)生槽的透視圖；圖19是示出在其中止推軸承包括動壓軸承的軸承單元的底部密封部分側(cè)的內(nèi)周表面上形成的動壓產(chǎn)生槽的平面圖；圖20是示出在其中止推軸承包括動壓軸承的軸承單元的上部密封部分側(cè)的內(nèi)周表面上形成的動壓產(chǎn)生槽的平面圖；圖21是示出傳統(tǒng)上使用的軸承單元的橫截面視圖；圖22是示出傳統(tǒng)上使用的另一個軸承單元的橫截面視圖；和圖23是示出傳統(tǒng)上使用的另一個軸承單元的橫截面視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖來描述應(yīng)用本發(fā)明的信息處理裝置。
如圖1所示，應(yīng)用本發(fā)明的信息處理裝置是筆記本式個人計算機(jī)，其包括用于顯示信息處理的結(jié)果等等的顯示單元2以及內(nèi)置有信息處理單元的計算機(jī)主體3，該信息處理單元用于進(jìn)行對各種信息的算術(shù)處理。在計算機(jī)主體3的上表面?zhèn)仍O(shè)置用于輸入計算機(jī)1的操作指令或用于輸入各種信息的鍵盤5，并在主體3內(nèi)設(shè)置散熱器4。散熱器4將設(shè)置在計算機(jī)主體3內(nèi)的例如CPU的信息處理電路或盤單元等所產(chǎn)生的熱散發(fā)到計算機(jī)主體3之外，從而也作為用于冷卻計算機(jī)主體3內(nèi)部的冷卻設(shè)備。
如圖2所示，計算機(jī)主體3中內(nèi)置的散熱器4被容納在構(gòu)成計算機(jī)主體3的殼體6中。如圖3所示，散熱器4包括金屬基座7、安裝到基座7上的電機(jī)10、由電機(jī)10操作來旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇8、將風(fēng)扇8容納在其中的風(fēng)扇殼9和散熱片11。
如圖3所示，基座7被形成為幾乎呈字母L形。在形成為幾乎呈字母L形的基座7的一端側(cè)的一個表面7a上安裝生熱元件12，生熱元件12例如是在通過通電被驅(qū)動時產(chǎn)生熱的中央處理單元(CPU)。生熱元件12被安裝到基座7的一側(cè)的表面7a側(cè)，在其間放置傳熱密封12a。
電機(jī)10被安裝在基座7的一側(cè)的表面7a側(cè)的差不多中央部分，并且還在表面7a上安裝在其中容納由電機(jī)10操作來旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇8的風(fēng)扇殼9。在風(fēng)扇殼9中形成將與由電機(jī)10轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇8的中央部分相應(yīng)的位置開口的環(huán)形進(jìn)氣口13。在殼體6的底表面?zhèn)壬吓c風(fēng)扇殼9中形成的進(jìn)氣口13相對的位置處形成開口14來與進(jìn)氣口13連通。而且，在風(fēng)扇殼9中形成將通過進(jìn)氣口13吸入到內(nèi)部的空氣排出的排氣口15。
散熱片11被固定在基座7另一端側(cè)的一側(cè)的表面7c上。散熱片11是波形或鰭狀的散熱片，并由散熱性能優(yōu)異的金屬制成，例如鋁。理想的是也用作為散熱優(yōu)異的金屬的鋁或鐵來制造基座7和風(fēng)扇殼9。
在安裝了生熱元件12并安裝了用于散發(fā)從生熱元件12產(chǎn)生的熱的散熱器4和散熱片11的基座7中形成多個安裝孔7b，用于將基座7安裝到殼體6中的螺釘通過這些孔被插入。如圖2所示，通過將插入安裝孔7b的固定螺釘固定到殼體6內(nèi)設(shè)置的凸臺16，來將基座7安裝到殼體6內(nèi)。
如圖2和3所示，當(dāng)基座7被安裝到殼體6中時，散熱片11被設(shè)置在與形成于殼體6的側(cè)面上的穿透孔17相對的位置處。
當(dāng)電機(jī)10被驅(qū)動并且電機(jī)10使風(fēng)扇8沿圖3中的箭頭R1的方向旋轉(zhuǎn)時，如上所述構(gòu)成的散熱器4將裝置外的空氣通過殼體6中所形成的開口14吸入圖2和3中的箭頭D1的方向，進(jìn)而散熱器4通過進(jìn)氣口13將空氣吸入風(fēng)扇殼9內(nèi)。通過風(fēng)扇8的旋轉(zhuǎn)被吸入風(fēng)扇殼9的空氣流通到圖2和3中的箭頭D2的方向，另外空氣還流通到圖3中箭頭D3的方向而流入散熱片11。然后，空氣通過穿透孔17被排出殼體6之外。
現(xiàn)在，由生熱元件12的驅(qū)動所產(chǎn)生的熱通過由散熱優(yōu)異的金屬形成的基座7而被傳遞到散熱片11。此時，通過用電機(jī)10使散熱器4的風(fēng)扇8旋轉(zhuǎn)而使從殼體6外面引入的空氣在散熱片11的多個鰭片中流通，空氣吸收了被傳遞到散熱片11的熱，并通過穿透孔17將熱散發(fā)到殼體6外面。
如圖4所示，應(yīng)用本發(fā)明并用于散熱器的電機(jī)10設(shè)有轉(zhuǎn)子18和定子19。
定子19一體形成在風(fēng)扇殼9的上表面板9a這一側(cè)，風(fēng)扇殼9在其中容納電機(jī)10以及由電機(jī)10轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇8。定子19裝有定子軛20、應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30、線圈21和線圈21繞在其上的鐵芯22。定子軛20可以是與風(fēng)扇殼9的上表面板9a一體形成，即被制成風(fēng)扇殼9的一部分，或者可以獨立于風(fēng)扇殼9而形成。定子軛20例如由鐵形成。通過壓配合、粘合或通過壓配合和粘合兩者來將軸承單元30固定到在定子軛20的中央部分形成為圓筒形的座23中。
注意到將軸承單元30通過壓配合插入其中的座23，與定子軛20一體形成為圓筒形。
如圖4所示，提供有驅(qū)動電流的線圈21繞在其上的鐵芯22被安裝到與定子軛20一體形成的座23的外周部分上。
與定子19一起構(gòu)成電機(jī)10的轉(zhuǎn)子18被安裝到由軸承單元30可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸31，并與旋轉(zhuǎn)軸31一體旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子18包括轉(zhuǎn)子軛24和風(fēng)扇8，風(fēng)扇8與轉(zhuǎn)子軛24一體旋轉(zhuǎn)并包括多個風(fēng)扇葉片25。風(fēng)扇8的風(fēng)扇葉片25通過嵌件成型到轉(zhuǎn)子軛24的外周表面而與轉(zhuǎn)子軛24一體形成。
環(huán)形轉(zhuǎn)子磁體26以與定子19的線圈21相對的方式被設(shè)于轉(zhuǎn)子軛24的圓筒形部分24a的內(nèi)周表面上。磁體26是塑性磁體，其中S極和N極在其周旋方向上被交替磁化。用粘結(jié)劑將磁體26固定在轉(zhuǎn)子軛24的內(nèi)周表面上。
通過將凸臺部分27壓配合到在由軸承單元30支撐的旋轉(zhuǎn)軸31的頂端側(cè)形成的安裝部分32，將轉(zhuǎn)子軛24可旋轉(zhuǎn)地與旋轉(zhuǎn)軸31一體安裝，其中在凸臺部分27處設(shè)有形成于平板部分24b的中央部分的通孔27a。
在具有上述構(gòu)造的電機(jī)10中，當(dāng)以預(yù)定的激勵模式從位于電機(jī)10之外的驅(qū)動電路單元向定子19這一側(cè)的線圈21供應(yīng)驅(qū)動電流時，在產(chǎn)生于線圈21中產(chǎn)生的磁場和來自轉(zhuǎn)子18這一側(cè)的轉(zhuǎn)子磁體26的磁場的影響下，轉(zhuǎn)子18與旋轉(zhuǎn)軸31一體旋轉(zhuǎn)。通過轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)，包括多個風(fēng)扇葉片25并安裝到轉(zhuǎn)子18上的風(fēng)扇8也與轉(zhuǎn)子18一體旋轉(zhuǎn)。通過風(fēng)扇8的旋轉(zhuǎn)，在裝置外的空氣沿著圖2和3中箭頭D1的方向通過形成于殼體6中的開口14被吸入，并流通到箭頭D2的方向中。當(dāng)進(jìn)一步在散熱片11中流通時，空氣通過穿透孔17被排到殼體6之外。由此，由生熱元件12產(chǎn)生的熱被散發(fā)到計算機(jī)主體3之外，于是計算機(jī)主體3的里面就被冷卻了。
如圖4和5所示，可旋轉(zhuǎn)地支撐上述電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸31的軸承單元30裝有在其周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33；和在其中容納有徑向軸承33的殼體37。
徑向軸承33被形成為由燒結(jié)金屬制成的圓筒。徑向軸承33與作為粘性流體填充在殼體37中的潤滑油38一起構(gòu)成流體動壓軸承，并且在其中插入旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33的內(nèi)周表面上形成動壓產(chǎn)生槽39。
如圖6所示，通過在徑向軸承33的內(nèi)周表面上形成一對V形槽39a以在周旋方向上與連接槽39b相連，而分別構(gòu)成若干動壓產(chǎn)生槽39。動壓產(chǎn)生槽39被分別形成，以使得該對V形槽39a的頂端側(cè)可以朝向旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)方向R2。在本實施例中，將該對動壓產(chǎn)生槽39形成為彼此平行地布置在呈圓筒形的徑向軸承33的軸向上的上部位置和下部位置處。根據(jù)徑向軸承33的尺寸、長度等來合適地選擇在徑向軸承33上形成的動壓產(chǎn)生槽的數(shù)量和尺寸。另外，徑向軸承33可以由銅、不銹鋼或聚合物材料制成。
當(dāng)被插入徑向軸承33的旋轉(zhuǎn)軸31沿圖6中的箭頭R2的方向(旋轉(zhuǎn)方向)繞中心軸CL(未示出)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，填充在殼體37中的潤滑油38就在動壓產(chǎn)生槽39中流通，并且形成為流體動壓軸承的徑向軸承33就在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和徑向軸承33的內(nèi)周表面之間產(chǎn)生動壓來支撐旋轉(zhuǎn)軸31。此時所產(chǎn)生的動壓極大地降低了旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33之間的摩擦系數(shù)，以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸31的平滑旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示，容納支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33的殼體37具有容納圓筒形的徑向軸承33的形狀，以將徑向軸承33包圍在其中。殼體37由以下組成殼體主體42，其上一體形成有上部密封部分44；和底部密封部分43，用于密封在殼體主體42與上部密封部分44相反一側(cè)上形成的下部開口部分。殼體主體42具有圓柱形的形狀，并且在殼體主體42的一端側(cè)上一體形成上部密封部分44。殼體主體42和上部密封部分44由樹脂制成。在上部密封部分44的中央部分形成軸插孔45，由容納在殼體37中的徑向軸承33可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸31通過該軸插孔45被插入。
在底部密封部分43內(nèi)表面?zhèn)壬系闹醒氩糠种幸惑w形成止推軸承34，止推軸承34用于可旋轉(zhuǎn)地支撐在由徑向軸承33支撐的旋轉(zhuǎn)軸31的止推方向上的一端處形成的軸承支撐部分31a。底部密封部分43由共同用作止推軸承34的樹脂制成。止推軸承34被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸31的軸承支撐部分31a，軸承支撐部分31a被形成為圓弧形或錐形。
在殼體37的上部密封部分44中殼體37的內(nèi)表面?zhèn)壬系妮S插孔45的周緣部分中，設(shè)置用于防止旋轉(zhuǎn)軸31滑出徑向軸承33和殼體37的防軸滑出機(jī)構(gòu)。作為防軸滑出機(jī)構(gòu)，在上部密封部分44中軸插孔45的內(nèi)表面?zhèn)壬闲纬膳_階狀凹入部分51，其具有形成為臺階的作為鎖定部分52的臺階部分。也就是說，臺階狀凹入部分51通過在軸插孔45的周緣部分中形成圓筒形的凹入而制成，并且包括從上部密封部分的內(nèi)表面向著殼體外面的作為鎖定部分52的臺階的臺階部分。
當(dāng)從殼體內(nèi)向上拉起旋轉(zhuǎn)軸31以防止旋轉(zhuǎn)軸31跳出殼體37，即防止旋轉(zhuǎn)軸31的脫落時，臺階狀凹入部分51的鎖定部分52鎖定抵靠部分53，該抵靠部分53是旋轉(zhuǎn)軸31的一部分并將在后面描述。作為鎖定部分52的臺階部分形成為環(huán)形。臺階部分的外徑是臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3，并且臺階部分的內(nèi)徑是軸插孔45的內(nèi)徑d1。
通過將容納圓筒形的徑向軸承33的殼體主體42焊接到底部密封部分43，來一體形成如上所述構(gòu)造的殼體37。殼體37被構(gòu)造成密封其除了軸插孔45之外的內(nèi)部。
對構(gòu)成殼體37的合成樹脂材料沒有特別的限制，但理想的是使用增大對潤滑油38的接觸角的材料，接觸角增大表明排斥填充在殼體37中的潤滑油38。而且，優(yōu)選地使用具有優(yōu)異潤滑性的合成樹脂材料作為殼體37。例如，殼體37由聚甲醛(POM)制成，但可以使用例如聚酰亞胺、聚酰胺和聚縮醛的含氟系列合成樹脂，以及例如聚四氟乙烯(特氟綸(注冊商標(biāo)))和尼龍的合成樹脂來形成。而且，可以使用例如聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的合成樹脂。另外，殼體37可以由液晶聚合物制成，這樣可以進(jìn)行極其精確的成型。具體而言，在用液晶聚合物作為殼體37的情況下，殼體37保存潤滑油并具有優(yōu)異的抗磨損性。
由布置在殼體37中的徑向軸承33以及與殼體37一體形成的止推軸承34可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸31由以下部分組成由徑向軸承33支撐的軸主體31b；軸承支撐部分31a，其形成為與軸主體31b相連的圓弧或錐形頂端，并由止推軸承34支撐；和安裝部分32，例如電機(jī)10的作為旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子18安裝到安裝部分32的另一端側(cè)上。
而且，如圖5和7所示，在旋轉(zhuǎn)軸31上形成錐形插入部分31c，其包括來自軸主體31b要成為用于防止軸滑出的抵靠部分53的臺階部分，并且其與軸插孔45的內(nèi)表面相對。因此，安裝部分32的外徑d4被形成為稍小于軸主體31b的外徑d2。原因是在殼體37的上部密封部分44中形成的鎖定部分52用來防止旋轉(zhuǎn)軸31滑出。也就是說，軸插孔45的內(nèi)徑d1被形成為小于軸主體31b的外徑d2，以使得軸主體31b在插入其中之后不從軸插孔45中滑出。因此，軸主體31b的外徑d2與抵靠部分53的外徑相同。于是，因為安裝部分32的外徑d4小于軸插孔45的內(nèi)徑d1，以使得在裝配時安裝部分32可以插入軸插孔45中，所以外徑d4形成為小于軸主體31b的外徑d2。
如圖5所示，旋轉(zhuǎn)軸31以這樣的方式被殼體37所支撐，即使得在一端側(cè)處的軸承支撐部分31a被止推軸承34支撐；軸主體31b的外周表面被徑向軸承33支撐；并且在另一端側(cè)上形成的安裝部分32側(cè)從形成在殼體主體42的上部密封部分44中的軸插孔45伸出。
在上部密封部分44中形成的軸插孔45的內(nèi)徑d1形成為小于由徑向軸承33支撐的軸主體31b的外徑d2。而且，在軸插孔45中形成的臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3形成為大于軸主體31b的外徑d2。這里，臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3指的是在上部密封部分44中形成的圓筒形凹入的內(nèi)徑。
因此，當(dāng)從殼體37向上拉起軸主體31b時，在軸主體31b的軸開口側(cè)形成的抵靠部分53抵靠形成在殼體的臺階狀凹入部分51中的鎖定部分52，以由鎖定部分52鎖定。由此，控制了旋轉(zhuǎn)軸31沿軸向的運動，并且防止了將旋轉(zhuǎn)軸31向上拉起超過該位置。
附帶地，在軸承單元30中，通過使臺階狀抵靠部分53形成在旋轉(zhuǎn)軸31的軸主體31b之上，并通過使抵靠部分53抵靠殼體37的鎖定部分52，來實現(xiàn)防止軸滑出的功能，但是旋轉(zhuǎn)軸的形狀并不限于以上這樣。例如，旋轉(zhuǎn)軸可以構(gòu)造成具有圓錐形錐部作為抵靠部分。也就是說，旋轉(zhuǎn)軸可以構(gòu)造成通過使殼體的鎖定部分抵靠旋轉(zhuǎn)軸的錐形部分來具有防止軸滑出的功能。而且，殼體的形狀并不限于上述這樣。例如，臺階狀凹入部分51對殼體37并不總是必要的。也就是說，殼體可以構(gòu)造成通過這樣來具有防止軸滑出的功能，即，使旋轉(zhuǎn)軸的外徑形成為大于殼體的軸插孔的內(nèi)徑，以使得旋轉(zhuǎn)軸的抵靠部分抵靠殼體的軸插孔的周緣部分。
因此，即使在旋轉(zhuǎn)軸31在裝配時被提升的情況下，或者即使在由于沖擊等而使旋轉(zhuǎn)軸31向上提升的情況下，殼體37的鎖定部分52也抵靠軸主體31b的抵靠部分53。因此，軸承單元30防止了旋轉(zhuǎn)軸31滑出殼體37。
現(xiàn)在，殼體37的軸插孔45被形成為具有比旋轉(zhuǎn)軸31的插入部分31c的外徑稍大的內(nèi)徑，以使得作為插入軸插孔45的旋轉(zhuǎn)軸31的一部分的插入部分31c可以在不與軸插孔45的內(nèi)周表面可滑動接觸的情況下旋轉(zhuǎn)。在此情況下，軸插孔45被形成為包括足以防止?jié)櫥?8從殼體37里面泄漏出來的間隔c的間隙47，其中潤滑油38被填充在殼體37中軸插孔45的內(nèi)周表面和插入部分31c的外周表面之間。上部密封部分44構(gòu)成油密封部分，在該上部密封部分44中形成軸插孔45來形成間隙47，以防止填充在殼體37中軸插孔45和旋轉(zhuǎn)軸31之間的潤滑油38的泄漏。
因為與殼體37一體形成的上部密封部分44由例如聚酰亞胺、聚酰胺或尼龍的合成樹脂制成，所以可以保證軸插孔45的內(nèi)周表面對潤滑油38的接觸角為約60度。應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30包括構(gòu)成油密封部分的軸插孔45的內(nèi)周表面，并且可以在不在上部密封部分44上涂覆任何表面活性劑的情況下增大潤滑油38對上部密封部分44的接觸角。因此，可以防止?jié)櫥?8在由旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力下通過軸插孔45移動到殼體37之外。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸31與軸插孔45的內(nèi)周表面相對的外周表面上形成錐形部分48。錐形部分48傾斜以向著殼體37的外面增大在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47。錐形部分48在由旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面形成的間隙47中形成壓力梯度。因此，產(chǎn)生了將殼體37中填充的潤滑油38吸入殼體37里面的力。因為潤滑油38在旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)時被吸入殼體37里面，所以潤滑油38就可靠地滲入構(gòu)成流體動壓軸承的徑向軸承33的動壓產(chǎn)生槽39以產(chǎn)生動壓。于是，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸31的穩(wěn)定支撐，并且另外還可以防止填充在殼體37中的潤滑油38的泄漏。
在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30中，滲入位于構(gòu)成流體動壓軸承的徑向軸承33中的動壓產(chǎn)生槽39并產(chǎn)生動壓的潤滑油38，被填充來從殼體37的里面朝向間隙47，該間隙47由形成于旋轉(zhuǎn)軸31上的錐形部分48和軸插孔45的內(nèi)周表面形成，如圖5和7所示。也就是說，潤滑油38被填充在殼體37的間隙中，并且還充滿由燒結(jié)金屬制成的徑向軸承33。
現(xiàn)在，描述在形成于旋轉(zhuǎn)軸31上的錐形部分48和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47。間隙47的最小間隔對應(yīng)于在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隔c。優(yōu)選地間隔c從20μm到200μm，最優(yōu)選地是約100μm。如果間隔c小于20μm，那就難以在通過整體成型用合成樹脂制造殼體37時保證軸承單元30的殼體37的成型精度。如果間隙47的間隔c大于200μm，那么軸承單元30的抗沖擊性能就會降低?？箾_擊性能是指這樣的性能，即當(dāng)向軸承單元30施加沖擊時防止填充在殼體37中的潤滑油38飛散到殼體37之外的性能。
表示防止填充在殼體37中的潤滑油38飛散到殼體37之外的性能的抗沖擊性能，反比于間隙47的間隔c的平方。而且，由熱膨脹所導(dǎo)致的油面上升量反比于間隔c的大小，可以通過使間隔c變窄來提高抗沖擊性能。但是由于溫度升高所導(dǎo)致的潤滑油38的油面高度的上升變得陡峭，從而軸插孔45在軸向上的厚度必須變厚。
例如，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)軸31和軸插孔45之間形成的間隙47的間隔c為約100μm時，并且當(dāng)軸插孔45的高度H1即殼體37的上部密封部分44的厚度為約1mm時，在包括軸直徑從2mm到3mm的旋轉(zhuǎn)軸31在內(nèi)的軸承單元30中，軸承單元30的抗沖擊性能為1000G或更大，并且軸承單元30的耐溫性為80℃。因此，可以構(gòu)造高可靠性的軸承單元30，其防止填充在殼體37中的潤滑油38的飛散。
而且，因為在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30中設(shè)置了傾斜的錐形部分48，以向著殼體37的外面增大在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47的間隔c，所以在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的間隔c中形成壓力梯度，并且通過在旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力而產(chǎn)生了將殼體37中填充的潤滑油38吸入殼體37里面的力。
也就是說，在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30中，在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47通過表面張力密封防止了潤滑油38的飛散。
現(xiàn)在，描述表面張力密封。表面張力密封是一種利用流體的毛細(xì)現(xiàn)象的密封方法。從指示液體通過毛細(xì)管上升的高度的公式以及壓力和流體高度之間關(guān)系表達(dá)式，可以知道隨著毛細(xì)管變得越來越細(xì)，抽吸壓力一般變得越來越大。現(xiàn)在，在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30中，已滲入旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的潤滑油38形成為圓環(huán)形。在此情況下的抽吸壓力類似地隨著在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的間隔c變得越來越窄，而變得越來越大。附帶地，作為一個具體的計算示例，假定在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的間隔c是0.02cm(0.2mm)，粘性流體的表面張力γ是30dyn/cm2，并且潤滑油38的接觸角θ是15°，那么抽吸壓力是2.86×10-3大氣壓(atm)。因為間隙47的間隔c越窄，抽吸壓力越大，所以在旋轉(zhuǎn)軸31上形成錐形部分48使得作為粘性流體的潤滑油38可以被吸到間隙47的間隔c的變窄方向中，即被吸到朝向殼體37之內(nèi)的方向中。
通過這樣形成錐形部分48，在位于旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47中的潤滑油38中產(chǎn)生壓力梯度，其中通過該錐形部分48，在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的、并構(gòu)成用于防止填充在殼體37中的潤滑油38泄漏到殼體37之外的密封部分的間隙47的間隔c，向著殼體37的里面變得越來越小。也就是說，提供給潤滑油38的壓力梯度向著殼體37的里面增大，在殼體37的里面間隙47的間隔c變得越來越小。通過在潤滑油38中產(chǎn)生壓力梯度，向著殼體37的里面吸入潤滑油38的壓力P總是對潤滑油38起作用。因此，即使在旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)的情況下，空氣也不會進(jìn)入存在于間隙47中的潤滑油38中。
在未形成上述錐形部分48的情況下，即在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的間隔c在軸插孔45的高度方向上不變的情況下，在滲入旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間的間隙47的潤滑油38中不產(chǎn)生壓力梯度。因此，潤滑油38一致地存在于間隙47中。也就是說，通過使旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間的間隔c變窄，滲入間隙47并作為密封部分的潤滑油38在旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)時有時會在間隙47中移動而讓空氣E進(jìn)入。如果空氣E如上所述地進(jìn)入潤滑油38，則空氣會由于溫度變化、大氣壓變化等而膨脹，并且膨脹的空氣使?jié)櫥?8從構(gòu)成密封部分的間隙47飛散到殼體37之外。
相反，像應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30一樣，通過形成錐形部分48，在滲入間隙47中的潤滑油38中產(chǎn)生使得壓力越向殼體37里面就越大的壓力梯度，其中在該錐形部分48處，在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47的間隔c向著殼體37的里面變得越來越小。因此，可以在旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)時防止空氣進(jìn)入潤滑油38。
而且，形成如上所述的錐形部分48不僅可以在旋轉(zhuǎn)軸31對形成于殼體37中的軸插孔45偏心時，防止?jié)B入旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間所形成的間隙47的潤滑油38飛散到殼體37之外，而且可以使?jié)櫥?8滲入旋轉(zhuǎn)軸31的整個周緣，并且可以防止在旋轉(zhuǎn)軸31的周緣中潤滑油38的耗盡以確保旋轉(zhuǎn)軸31的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
在未形成上述錐形部分48的情況下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸31相對于殼體37中設(shè)置的軸插孔45傾斜時，潤滑油38集中到旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間的間隔c的較窄部分，并且潤滑油38被切斷而在相反側(cè)的間隔c的較寬部分處進(jìn)入了空氣。當(dāng)空氣進(jìn)入潤滑油38時，空氣由于溫度變化、大氣壓變化等而膨脹，并且使?jié)櫥?8從構(gòu)成密封部分的間隙47飛散到殼體37之外。
相反，像應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30一樣通過在旋轉(zhuǎn)軸31上形成錐形部分48，即使當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸31相對于形成于殼體37中的軸插孔45傾斜時，在傾斜的旋轉(zhuǎn)軸31沿其旋轉(zhuǎn)的橢圓軌道上總存在相同間隔c的間隙47，并且在旋轉(zhuǎn)軸31的外周表面和軸插孔45的內(nèi)周表面之間形成的間隙47在橢圓軌道上的間隔c在旋轉(zhuǎn)軸31的整個周緣上是不變的。因此，不會出現(xiàn)潤滑油38集中到間隔c的較窄側(cè)的現(xiàn)象，從而可以防止?jié)櫥?8從間隙47排出，并最終防止?jié)櫥?8從殼體37排出。雖然在上述軸承單元30中在旋轉(zhuǎn)軸31側(cè)形成錐形部分48，但是錐形部分48也可以形成在殼體37側(cè)的軸插孔45的內(nèi)周表面上。
描述用于制造如上構(gòu)造并應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30的過程。
如圖8所示，為制造應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30，將旋轉(zhuǎn)軸31插入其中容納有徑向軸承33的殼體主體42中。此時，從殼體主體42的開口部分側(cè)插入旋轉(zhuǎn)軸31，以使得可以首先插入安裝部分32這一側(cè)。因為旋轉(zhuǎn)軸31的安裝部分32的內(nèi)徑形成為小于軸插孔45的內(nèi)徑，所以安裝部分32從軸插孔45插入伸出到殼體37之外。然后，因為旋轉(zhuǎn)軸31的軸主體31b的外徑d2形成為大于軸插孔45的內(nèi)徑d1，所以軸主體31b不從軸插孔45中伸出。而且，因為軸主體31b的外徑d2形成為小于臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3，所以形成在軸主體31b上的抵靠部分53抵靠臺階狀凹入部分51的鎖定部分52。
接著，如圖9所示，將其上一體形成有止推軸承34的底部密封部分43焊接到殼體主體42的開口部分，殼體主體42容納有與其結(jié)合的旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33。
注意到可以通過例如熱密封或超聲密封的技術(shù)來進(jìn)行殼體主體42和上部密封部分44的結(jié)合。
然后，如圖10所示，當(dāng)容納旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33的殼體主體42與底部密封部分43通過焊接結(jié)合到一起時，將潤滑油38填充到殼體37中。如下面這樣來進(jìn)行潤滑油38的填充。即，將其中插入了旋轉(zhuǎn)軸31的殼體37投入其中包含潤滑油的未示出的填充池中。接著，通過真空裝置對其中投入了殼體的填充池抽真空。之后，將已抽成真空的填充池取出到空氣中，潤滑油38就填充到了殼體37中。
此時，潤滑油38被填充，以使得在潤滑油38由于溫度變化而膨脹的情況下潤滑油38不會從軸插孔45里面泄漏到殼體37之外，或者使得在潤滑油38由于溫度變化而收縮的情況下不會產(chǎn)生填充到在旋轉(zhuǎn)軸31和軸插孔45之間所形成的間隙47中的潤滑油38的短缺。也就是說，潤滑油38由于溫度變化而產(chǎn)生的油面高度的變化被設(shè)定在軸插孔45之內(nèi)的范圍內(nèi)。
通過使用真空裝置的吸真空來將潤滑油38填充到殼體37中，殼體37內(nèi)的壓力處于低于殼體37之外的狀態(tài)。結(jié)果，可以容易地防止?jié)櫥?8從殼體37泄漏。
因為在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元30中徑向軸承33由燒結(jié)金屬制成，所以潤滑油38被填充在徑向軸承33中，并且潤滑油38還被填充在由于旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽39中。也就是說，潤滑油38被填充在殼體37的所有間隙中。
雖然上述軸承單元30的殼體由合成樹脂制成，但是該材料并不限于合成樹脂。殼體可以由例如銅、SUS和鋁的金屬材料制成，或者可以由其中混合了這些金屬材料的合成樹脂制成。注意到有這樣一種情況，其中當(dāng)殼體由除合成樹脂之外的材料制成時，填充在殼體中的潤滑油對于軸插孔的內(nèi)周表面的接觸角無法被充分維持。在潤滑油的接觸角可能無法維持較大的這樣一種情況下，可以通過在軸插孔的內(nèi)周表面上，或者在包括軸插孔的內(nèi)周表面在內(nèi)的上部密封部分的外周表面上涂覆表面活性劑，來增大接觸角。
因為如上所述構(gòu)造的軸承單元30通過使殼體開口端側(cè)上的上部密封部分中形成的鎖定部分抵靠旋轉(zhuǎn)軸的抵靠部分來實現(xiàn)防止軸滑出，所以不必采用像傳統(tǒng)軸承單元那樣的構(gòu)造，即在作為殼體的密封部分側(cè)的底部密封部分側(cè)上裝有例如墊圈的防滑出構(gòu)件。因此，軸承單元30可以不要防滑出構(gòu)件的部分，從而降低了成本以及軸承單元自身在軸向上的高度。結(jié)果，軸承單元30可以在沒有任何潤滑油的泄漏和飛散的情況下保持好的潤滑性能和旋轉(zhuǎn)性能，并且此外，軸承單元30可以解決傳統(tǒng)軸承單元的問題。于是，可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且可以提高使用該軸承單元的制品的設(shè)計自由度。
雖然上述軸承單元30的止推軸承形成為殼體的一部分，但是止推軸承可以形成為與底部密封部分分離。
其中止推軸承可以形成為與底部密封部分分離的軸承單元可以如圖11所示地構(gòu)造。附帶地，在以下說明中，與圖5所示軸承單元30相同的部件用相同的標(biāo)號表示，并且省略了對其的詳細(xì)說明。
圖11所示的軸承單元60包括在周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33；在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸31的一端的止推軸承62；和在其中容納了徑向軸承33和止推軸承62的殼體63。
如圖11所示，容納支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33的殼體63具有容納形成為圓筒形的徑向軸承33以包圍住其的形狀。殼體63由以下組成殼體主體64，上部密封部分66與其一體形成；和底部密封部分65，用于密封在殼體主體64與上部密封部分66相反一側(cè)上形成的下部開口部分。殼體主體64具有圓柱形的形狀，并且在其一端側(cè)上一體形成上部密封部分66。殼體主體64和上部密封部分66由樹脂形成。在上部密封部分66的中央部分形成軸插孔45，由容納在殼體63中的徑向軸承33可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸31通過該軸插孔45被插入。
在底部密封部分65內(nèi)表面?zhèn)壬系闹醒氩糠种行纬芍雇戚S承62，止推軸承62用于可旋轉(zhuǎn)地支撐在由徑向軸承33支撐的旋轉(zhuǎn)軸31的止推方向上的一端處形成的軸承支撐部分31a。止推軸承62由樹脂制成。止推軸承62被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸31的軸承支撐部分31a。軸承支撐部分31a被形成為圓弧形或錐形。
通過用壓配合和/或粘合將容納圓筒形的徑向軸承33的殼體主體64與底部密封部分65結(jié)合，來形成如上所述構(gòu)造的殼體63。殼體63被構(gòu)造成除了軸插孔45之外其內(nèi)部都被密封的結(jié)構(gòu)。
如圖11所示，旋轉(zhuǎn)軸31以這樣的方式被殼體63所支撐，即使得旋轉(zhuǎn)軸31一端側(cè)上的軸承支撐部分31a被止推軸承62支撐；軸主體31b的外周表面被徑向軸承33支撐；并且位于另一端側(cè)上的安裝部分32側(cè)從形成在殼體主體64的上部密封部分66中的軸插孔45伸出。
在殼體63的上部密封部分66中殼體63的內(nèi)表面?zhèn)壬系妮S插孔45的周緣部分中，設(shè)置用于防止旋轉(zhuǎn)軸31滑出徑向軸承33和殼體63的防軸滑出機(jī)構(gòu)。作為防軸滑出機(jī)構(gòu)，在上部密封部分66中軸插孔45的內(nèi)表面?zhèn)壬闲纬膳_階狀凹入部分51，其具有形成為臺階的臺階部分。臺階狀凹入部分51通過在軸插孔45的周緣部分中形成圓筒形的凹入而制成，并且包括作為從上部密封部分的內(nèi)表面向著殼體外面的臺階的臺階部分。當(dāng)從殼體內(nèi)向上拉起旋轉(zhuǎn)軸31時，臺階狀凹入部分51的臺階部分鎖定抵靠部分53以防止旋轉(zhuǎn)軸31跳出殼體63。也就是說，該臺階部分變成了用于防止旋轉(zhuǎn)軸31的脫落的鎖定部分52。
因此，即使當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸31在其裝配時被提升的時候，或者即使在由于沖擊等而使旋轉(zhuǎn)軸31向上提升的時候，殼體63的鎖定部分52抵靠軸主體31b的抵靠部分53。因此，類似于軸承單元30的情況，軸承單元60防止了旋轉(zhuǎn)軸31滑出殼體63。
描述用于制造如上構(gòu)造并應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元60的過程。
如圖12所示，為制造軸承單元60，將旋轉(zhuǎn)軸31插入其中容納有徑向軸承33的殼體主體64中。此時，從殼體主體64的開口部分側(cè)插入旋轉(zhuǎn)軸31，以使得可以首先插入旋轉(zhuǎn)軸31的安裝部分32這一側(cè)。因為旋轉(zhuǎn)軸31的安裝部分32的內(nèi)徑形成為小于軸插孔45的內(nèi)徑，所以安裝部分32從軸插孔45插入伸出到殼體63之外。然后，因為旋轉(zhuǎn)軸31的軸主體31b的外徑d2形成為大于軸插孔45的內(nèi)徑d1，所以軸主體31b不從軸插孔45中伸出。而且，因為軸主體31b的外徑d2形成為小于臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3，所以軸主體31b的抵靠部分53抵靠臺階狀凹入部分51的鎖定部分52。
接著，如圖13所示，從容納有旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33的殼體主體64的開口部分安裝止推軸承62，以通過將底部密封部分65壓配合和/或粘合到殼體主體64來結(jié)合。
然后，如圖13所示，當(dāng)?shù)撞棵芊獠糠?5已被壓配合和/或粘合到容納旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33的殼體主體64以結(jié)合起來時，將潤滑油38填充到殼體63中。如下面這樣來進(jìn)行潤滑油38的填充。即，將其中插入了旋轉(zhuǎn)軸31的殼體63投入其中包含潤滑油的未示出的填充池中。接著，通過真空裝置對其中投入了殼體的填充池抽真空。之后，將已抽成真空的填充池取出到空氣中，潤滑油38就填充到了殼體63中。
因為在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元60中徑向軸承33由燒結(jié)金屬制成，所以潤滑油38被填充在徑向軸承33中，并且潤滑油38還被填充在由于旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽39中。也就是說，潤滑油38被填充在殼體63的所有間隙中。
雖然上述軸承單元60的殼體由合成樹脂制成，但是殼體材料并不限于合成樹脂。殼體可以由例如銅、SUS和鋁的金屬材料制成，或者可以由其中混合了這些金屬材料的合成樹脂制成。注意到有這樣一種情況，其中當(dāng)殼體由除合成樹脂之外的材料制成時，填充在殼體中的潤滑油對于軸插孔的內(nèi)周表面的接觸角無法被充分維持。在潤滑油的接觸角可能無法維持較大的這樣一種情況下，可以通過在軸插孔的內(nèi)周表面上，或者在包括軸插孔的內(nèi)周表面在內(nèi)的上部密封部分的外周表面上涂覆表面活性劑，來增大接觸角。
因為如上所述構(gòu)造的軸承單元60類似于軸承單元30的情況，通過使在殼體開口端側(cè)上的上部密封部分中形成的鎖定部分抵靠旋轉(zhuǎn)軸的抵靠部分來實現(xiàn)防止軸滑出，所以不必采用像傳統(tǒng)軸承單元那樣的構(gòu)造，即在作為殼體的密封部分側(cè)的底部密封部分側(cè)上裝有例如墊圈的防滑出構(gòu)件。因此，軸承單元60可以不要防滑出構(gòu)件的部分，從而降低了成本以及軸承單元自身在軸向上的高度。結(jié)果，軸承單元60可以在沒有任何潤滑油的泄漏和飛散的情況下保持好的潤滑性能和旋轉(zhuǎn)性能，并且此外，軸承單元60可以解決傳統(tǒng)軸承單元的問題。于是，可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且可以提高使用該軸承單元的制品的設(shè)計自由度。
而且，雖然上述軸承單元30和軸承單元60分別包括獨立于殼體主體形成的底部密封部分，但是上部密封部分也可以形成為獨立于殼體主體，并且上部密封部分可以通過粘合到殼體主體而被結(jié)合。
其中上部密封部分形成為獨立于殼體主體的軸承單元可以如圖14所示地構(gòu)造。附帶地，在以下說明中，與圖5所示軸承單元30相同的部件用相同的標(biāo)號表示，并且省略了對其的詳細(xì)說明。
圖14所示的軸承單元70包括在周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33；在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸31的一端的止推軸承72；和在其中容納了徑向軸承33和止推軸承72的殼體73。
如圖14所示，容納支撐旋轉(zhuǎn)軸31的徑向軸承33的殼體73具有容納形成為圓筒形的徑向軸承33以包圍住其的形狀。殼體73由以下組成殼體主體74，底部密封部分75與其一體形成；和上部密封部分76，用于密封在殼體主體74與底部密封部分75相反一側(cè)上形成的上部開口部分。殼體主體74具有圓柱形的形狀，并且在其一端側(cè)上一體形成底部密封部分75。殼體主體74和底部密封部分75由樹脂形成。在上部密封部分76的中央部分形成軸插孔45，由容納在殼體73中的徑向軸承33可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸31通過該軸插孔45被插入。
在底部密封部分75內(nèi)表面?zhèn)壬系臍んw主體74的底部密封部分75中央部分中形成止推軸承72，止推軸承72用于可旋轉(zhuǎn)地支撐在由徑向軸承33支撐的旋轉(zhuǎn)軸31的止推方向上的一端處形成的軸承支撐部分31a。止推軸承72由樹脂制成。止推軸承72被形成為樞軸承，其在一點處支撐旋轉(zhuǎn)軸31的軸承支撐部分31a。軸承支撐部分31a被形成為圓弧形或錐形。
通過用壓配合和/或粘合將容納形成為圓筒形的徑向軸承33的殼體主體74與上部密封部分76結(jié)合，來形成如上所述構(gòu)造的殼體73。殼體73被構(gòu)造成除了軸插孔45之外其內(nèi)部都被密封的結(jié)構(gòu)。
如圖14所示，旋轉(zhuǎn)軸31以這樣的方式被殼體73所支撐，即使得一端側(cè)上的軸承支撐部分31a被止推軸承72支撐；軸主體31b的外周表面被徑向軸承33支撐；并且位于另一端側(cè)上的安裝部分32側(cè)從形成在殼體73的上部密封部分76中的軸插孔45伸出。
在殼體73的上部密封部分76中殼體73的內(nèi)表面?zhèn)壬系妮S插孔45的周緣部分中，設(shè)置用于防止旋轉(zhuǎn)軸31滑出徑向軸承33和殼體73的防軸滑出機(jī)構(gòu)。作為防軸滑出機(jī)構(gòu)，在上部密封部分76中軸插孔45的內(nèi)表面?zhèn)壬闲纬膳_階狀凹入部分51，其具有形成為臺階的臺階部分。臺階狀凹入部分51通過在軸插孔45的周緣部分中形成圓筒形的凹入而制成，并且包括作為從上部密封部分的內(nèi)表面向著殼體外面的臺階的臺階部分。當(dāng)從殼體內(nèi)向上拉起旋轉(zhuǎn)軸31時，臺階狀凹入部分51的臺階部分鎖定抵靠部分53以防止旋轉(zhuǎn)軸31跳出殼體73。也就是說，該臺階部分變成了用于防止旋轉(zhuǎn)軸31的脫落的鎖定部分52。
因此，即使當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸31在其裝配時被提升的情況下，或者即使在由于沖擊等而使旋轉(zhuǎn)軸31向上提升的情況下，殼體73的鎖定部分52抵靠軸主體31b的抵靠部分53。因此，類似于軸承單元30和60的情況，軸承單元70防止了旋轉(zhuǎn)軸31滑出殼體73。
描述用于制造如上所述構(gòu)造的并應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元70的過程。
如圖15所示，為制造軸承單元70，將旋轉(zhuǎn)軸31插入其中容納有徑向軸承33和止推軸承72的殼體主體74中。此時，從殼體主體74的開口部分側(cè)插入旋轉(zhuǎn)軸31，以使得可以首先插入旋轉(zhuǎn)支撐單元31a這一側(cè)。
接著，如圖16所示，通過將上部密封部分76壓配合和/或粘合到其中容納有旋轉(zhuǎn)軸31、徑向軸承33和止推軸承72的殼體主體74的開口部分，來結(jié)合上部密封部分76。
此時，因為旋轉(zhuǎn)軸31的安裝部分32的內(nèi)徑形成為小于軸插孔45的內(nèi)徑d1，所以安裝部分32從軸插孔45插入伸出到殼體73之外。然后，因為旋轉(zhuǎn)軸31的軸主體31b的外徑d2形成為大于軸插孔45的內(nèi)徑d1，所以軸主體31b不從軸插孔45中伸出。而且，因為軸主體31b的外徑d2形成為小于臺階狀凹入部分51的內(nèi)徑d3，所以形成在軸主體31b上的抵靠部分53抵靠臺階狀凹入部分51的鎖定部分52。
然后，如圖16所示，當(dāng)上部密封部分76已被壓配合和/或粘合到容納旋轉(zhuǎn)軸31和徑向軸承33的殼體主體74以結(jié)合起來時，將潤滑油38填充到殼體73中。如下面這樣來進(jìn)行潤滑油38的填充。即，將其中插入了旋轉(zhuǎn)軸31的殼體73投入其中包含潤滑油的未示出的填充池中。接著，通過真空裝置對其中投入了殼體的填充池抽真空。之后，將已抽成真空的填充池取出到空氣中，潤滑油38就填充到了殼體73中。
因為在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元70中徑向軸承33由燒結(jié)金屬制成，所以潤滑油38被填充在徑向軸承33中，并且潤滑油38還被填充在由于旋轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽39中。也就是說，潤滑油38被填充在殼體73的所有間隙中。
雖然上述軸承單元70的殼體由合成樹脂制成，但是殼體材料并不限于合成樹脂。殼體可以由例如銅、SUS和鋁的金屬材料制成，或者可以由其中混合了這些金屬材料的合成樹脂制成。附帶地，有這樣一種情況，其中當(dāng)殼體由除合成樹脂之外的材料制成時，填充在殼體中的潤滑油對于軸插孔的內(nèi)周表面的接觸角無法被充分維持。在潤滑油的接觸角可能無法維持較大的這樣一種情況下，可以通過在軸插孔的內(nèi)周表面上，或者在包括軸插孔的內(nèi)周表面在內(nèi)的上部密封部分的外周表面上涂覆表面活性劑，來增大接觸角。
因為如上所述構(gòu)造的軸承單元70類似于軸承單元30和60的情況，通過使在殼體開口端側(cè)上的上部密封部分中形成的鎖定部分抵靠旋轉(zhuǎn)軸的抵靠部分來實現(xiàn)防止軸滑出，所以不必采用像傳統(tǒng)軸承單元那樣的構(gòu)造，即在作為殼體的密封部分側(cè)的底部密封部分側(cè)上裝有例如墊圈的防滑出構(gòu)件。因此，軸承單元70可以不要防滑出構(gòu)件的部分，從而降低了成本以及軸承單元自身在軸向上的高度。結(jié)果，軸承單元70可以在沒有任何潤滑油的泄漏和飛散的情況下保持好的潤滑性能和旋轉(zhuǎn)性能，并且此外，軸承單元70可以解決傳統(tǒng)軸承單元的問題。于是，可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且可以提高使用該軸承單元的制品的設(shè)計自由度。
而且，雖然上述軸承單元70包括在軸的止推方向上進(jìn)行支撐的止推軸承，該止推軸承形成為支撐軸承支撐部分的樞軸承，圓弧或錐形頂端狀的軸承支撐部分形成在軸的一端側(cè)上，但是應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元并不限于使用上述樞軸承。軸承單元可以是通過由表面支撐軸的一端的軸承來進(jìn)行支撐的軸承單元。
參考圖17描述使用這樣的止推軸承的軸承單元，該止推軸承通過表面在止推方向上支撐軸。與圖5所示軸承單元30相同的部件用相同的標(biāo)號表示，并且省略了對其的詳細(xì)說明。
圖17所示的軸承單元80包括在周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸81的徑向軸承83；在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸81的一端的第一止推軸承82；和在其中容納了徑向軸承83和第一止推軸承82的殼體84。
如圖17所示，殼體84形成為圓筒形以在其中容納旋轉(zhuǎn)軸81。殼體84由以下組成殼體主體85，在周旋方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸81的徑向軸承83與其一體形成；形成為盤形來密封殼體主體85的底部的底部密封部分86；和形成在與底部密封部分86相反一側(cè)上的上部密封部分87。在底部密封部分86的內(nèi)表面?zhèn)壬系闹醒氩糠种校c底部密封部分86一體形成在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸81的一端側(cè)的第一止推軸承82。
在殼體主體85兩端的開口部分中形成作為盤形凹入的上配合凹入85a和底配合凹入85b，以分別與上部密封部分87和底部密封部分86配合來將這兩個密封部分安裝到殼體主體85。
在殼體84的上部密封部分87中形成軸插孔88，旋轉(zhuǎn)軸81的安裝部分81d通過該軸插孔88從殼體84伸出。形成軸插孔88的內(nèi)徑，以使得該內(nèi)徑大于錐形部分81c的外徑并小于軸主體81b的外徑。
在殼體84的上部密封部分87中殼體84的內(nèi)表面?zhèn)壬系妮S插孔88的周緣部分中，設(shè)置用于防止旋轉(zhuǎn)軸81滑出徑向軸承83和殼體84的防軸滑出機(jī)構(gòu)。作為防軸滑出機(jī)構(gòu)，在殼體84的上部密封部分87的內(nèi)表面?zhèn)容S插孔88的周緣部分上形成鎖定部分89，其控制旋轉(zhuǎn)軸81以不朝向軸開口側(cè)即向上運動，并與抵靠部分90可滑動地接觸。
由都布置在殼體84中的徑向軸承83以及第一止推軸承82可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)軸81由以下部分形成由第一止推軸承82支撐的軸承支撐部分81a；由徑向軸承83支撐的軸主體81b；安裝部分81d，例如電機(jī)10的作為旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)子18安裝到其與軸承支撐部分81a相反的另一端側(cè)上；和錐形插入部分81c，形成在軸主體81b和安裝部分81d之間并與軸插孔88的內(nèi)表面相對。軸主體81b形成為具有比錐形部分81c更大的直徑，并且在軸主體81b和旋轉(zhuǎn)軸81的插入部分81c之間形成作為由于防止軸滑出的抵靠部分90的臺階部分。
也就是說，旋轉(zhuǎn)軸81的軸主體81b形成為具有比錐形部分81c和安裝部分81d更大的直徑，并且在軸主體81b的上表面?zhèn)壬吓c鎖定部分89相對的位置處形成與鎖定部分89可滑動地接觸的可滑動接觸部分90。因為旋轉(zhuǎn)軸8 1的可滑動接觸部分90與殼體的上部密封部分87的鎖定部分89可滑動地接觸，所以可滑動接觸部分90控制旋轉(zhuǎn)軸81向上運動。因此，防止了旋轉(zhuǎn)軸81的脫落。
通過用燒結(jié)金屬形成殼體主體85來與殼體主體85一體形成徑向軸承83。徑向軸承83與作為粘性流體填充在殼體84中的潤滑油91一起構(gòu)成流體動壓軸承。在通過其插入旋轉(zhuǎn)軸81的內(nèi)周表面上形成動壓產(chǎn)生槽92。
如圖18所示，通過在徑向軸承83的內(nèi)周表面上形成一對V形槽92a以在周旋方向上與連接槽92b相連，而分別構(gòu)成若干動壓產(chǎn)生槽92。動壓產(chǎn)生槽92被分別形成，以使得該對V形槽92a的頂端側(cè)可以朝向旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)方向R3。在本實施例中，將該對動壓產(chǎn)生槽92形成為彼此平行地布置在徑向軸承83的軸向上的上部位置和下部位置處。根據(jù)徑向軸承83的尺寸、長度等來合適地選擇在徑向軸承83上形成的動壓產(chǎn)生槽的數(shù)量和尺寸。
當(dāng)被插入徑向軸承83的旋轉(zhuǎn)軸81沿圖18中的箭頭R3的方向繞中心軸CL連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，填充在殼體84中的潤滑油91就在動壓產(chǎn)生槽92中流通，并且形成為流體動壓軸承的徑向軸承83就在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和徑向軸承83的內(nèi)周表面之間產(chǎn)生動壓來支撐旋轉(zhuǎn)軸81。此時所產(chǎn)生的動壓極大地降低了旋轉(zhuǎn)軸81和徑向軸承83之間的摩擦系數(shù)，以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸81的平滑旋轉(zhuǎn)。
通過用燒結(jié)金屬形成底部密封部分86，而在其內(nèi)表面?zhèn)壬系闹行牟糠种信c底部密封部分86一體形成第一止推軸承82。第一止推軸承82支撐在圓筒形的軸主體81b的端部處所形成的平面狀軸承支撐部分81a。
如圖19所示，在第一止推軸承82與旋轉(zhuǎn)軸81的軸承支撐部分81a相對的表面上，形成構(gòu)造為動壓軸承的動壓產(chǎn)生槽93。通過在第一止推軸承82與旋轉(zhuǎn)軸相對的表面上形成一對V形槽93a以在周旋方向上與連接槽93b相連，而分別構(gòu)成若干動壓產(chǎn)生槽93。動壓產(chǎn)生槽93被分別形成，以使得該對V形槽93a的頂端側(cè)可以朝向旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)方向R4。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)時，填充在殼體84中的潤滑油91就在動壓產(chǎn)生槽93中流通，并且形成為流體動壓軸承的第一止推軸承82就在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和徑向軸承83的內(nèi)周表面之間產(chǎn)生動壓的同時，支撐在旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸81一端處形成的軸承支撐部分81a。這使得旋轉(zhuǎn)軸81和第一止推軸承82之間的摩擦系數(shù)非常小，并可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸81的平滑旋轉(zhuǎn)。
在軸承單元80中與第一止推軸承82相對的表面上形成第二止推軸承95，用于與第一止推軸承82共同在止推方向上支撐旋轉(zhuǎn)軸81。
通過鎖定部分89在止推方向上對旋轉(zhuǎn)軸81的支撐來形成第二止推軸承95，形成在殼體84的上部密封部分87中的鎖定部分89與在旋轉(zhuǎn)軸81的軸主體81b的上表面上形成的抵靠部分90可滑動地接觸。
如圖20所示，在上部密封部分87中形成的鎖定部分89的與旋轉(zhuǎn)軸81的可滑動接觸部分90相對的表面上，形成構(gòu)造為動壓軸承的動壓產(chǎn)生槽94。通過在鎖定部分89與旋轉(zhuǎn)軸81相對的表面上形成一對V形槽94a以在周旋方向上與連接槽94b相連，而分別構(gòu)成若干動壓產(chǎn)生槽94。動壓產(chǎn)生槽93被分別形成，以使得該對V形槽94a的頂端側(cè)可以朝向旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)方向R5。
而且，因為在軸承單元80中旋轉(zhuǎn)軸81由徑向軸承83、第一止推軸承82和第二止推軸承95所支撐，所以可以實現(xiàn)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。具體而言，在本實施例中，因為通過流體動壓軸承來形成徑向軸承83、第一止推軸承82和第二止推軸承95，所以旋轉(zhuǎn)軸81在由徑向軸承83、第一止推軸承82和第二止推軸承95與潤滑油91一起支撐的情況下旋轉(zhuǎn)。因此，可以抑制由與軸承可滑動接觸所引起的滑動聲音和振動的產(chǎn)生，并且可以構(gòu)造極低噪聲的軸承單元80。而且，因為止推軸承82形成為具有比旋轉(zhuǎn)軸81的安裝部分81d更大的直徑，所以可以實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)軸81的穩(wěn)定支撐。
附帶地，徑向軸承83和第一止推軸承82與殼體主體85和底部密封部分86一體形成，并由燒結(jié)金屬制成。但是，該材料并不限于燒結(jié)金屬，而是可以采用銅、不銹鋼或高聚物材料。
現(xiàn)在，殼體84的軸插孔88被形成為具有比旋轉(zhuǎn)軸81的插入部分81c的外徑稍大的內(nèi)徑，以使得作為旋轉(zhuǎn)軸81將插入軸插孔88中的一部分的插入部分81c可以在不與軸插孔88的內(nèi)周表面可滑動接觸的情況下旋轉(zhuǎn)。在此情況下，軸插孔88被形成為具有足以防止?jié)櫥?1從殼體84里面泄漏出來的間隔c的間隙96，其中潤滑油91被填充在軸插孔88的內(nèi)周表面和旋轉(zhuǎn)軸81的插入部分81c的外周表面之間。上部密封部分87以上述方式構(gòu)成油密封部分，該上部密封部分87形成軸插孔88來形成間隙96，以防止填充在殼體84中軸插孔88和旋轉(zhuǎn)軸81之間的潤滑油91的泄漏。
而且，在旋轉(zhuǎn)軸81與軸插孔88的內(nèi)周表面相對的外周表面上形成錐形部分97。錐形部分97以這樣的方式傾斜，即向著殼體84的外面增大在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間形成的間隙96的方式。錐形部分97在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間所形成的間隙96中形成壓力梯度，并形成將殼體84中填充的潤滑油91吸入殼體84里面的力。因為潤滑油91在旋轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)時被吸入殼體84里面，所以潤滑油91就可靠地滲入構(gòu)成流體動壓軸承的徑向軸承83的動壓產(chǎn)生槽92以產(chǎn)生動壓。由此，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)軸81的穩(wěn)定支撐，并且可以防止填充在殼體84中的潤滑油91的泄漏。
在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元80中，類似于軸承單元30的情況，在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間形成的間隙96通過表面張力密封來防止?jié)櫥?1的飛散。
而且，在軸承單元80中，類似于軸承單元30，錐形部分97以這樣的方式傾斜，即向著殼體84的里面減小在旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間形成的間隙96的間隔c，該間隙96構(gòu)成用于防止填充在殼體84中的潤滑油91泄漏到殼體84之外的密封部分。因此，錐形部分97在位于旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間所形成的間隙96中的潤滑油91中形成壓力梯度。也就是說，提供給潤滑油91的壓力梯度向著殼體84的里面變得越來越大，而間隙96的間隔c變得越來越小。由于在潤滑油91中產(chǎn)生壓力梯度，所以潤滑油91總是受到向著殼體84的里面吸入潤滑油91的壓力。因此，即使在旋轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)的情況下，空氣也不會進(jìn)入位于間隙96中的潤滑油91。
而且，形成如上所述的錐形部分97不僅在旋轉(zhuǎn)軸81對形成于殼體84中的軸插孔88偏心時，可以防止已滲入旋轉(zhuǎn)軸81的外周表面和軸插孔88的內(nèi)周表面之間所形成的間隙96的潤滑油91飛散到殼體84之外，而且可以使?jié)櫥?1滲入旋轉(zhuǎn)軸81的整個周緣上，并且可以防止圍繞旋轉(zhuǎn)軸81的潤滑油91的耗盡以確保旋轉(zhuǎn)軸81的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
為制造應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元80，焊接其中一體形成有徑向軸承83的殼體主體85和其中一體形成有第一止推軸承82的底部密封部分86，并將旋轉(zhuǎn)軸81容納在經(jīng)焊接的殼體主體內(nèi)。然后，在將被容納在殼體主體85和底部密封部分86中的旋轉(zhuǎn)軸81的安裝部分81d插入軸插孔88的同時，將其中一體形成有第二止推軸承95的上部密封部分87焊接到殼體主體85。
然后，當(dāng)殼體主體85、底部密封部分86和上部密封部分87已經(jīng)在容納旋轉(zhuǎn)軸81的狀態(tài)下結(jié)合起來時，將潤滑油91填充到殼體84中。如下面這樣來進(jìn)行潤滑油91的填充。即，將其中插入了旋轉(zhuǎn)軸81的殼體84投入其中包含潤滑油的未示出的填充池中。接著，通過真空裝置對其中投入了殼體的填充池抽真空。之后，將已抽成真空的填充池取出到空氣中，潤滑油91就填充到了殼體84中。
通過使用真空裝置吸真空來將潤滑油91填充到殼體84中，殼體84處于殼體84內(nèi)的壓力低于外面的壓力的狀態(tài)。結(jié)果，容易地防止了潤滑油91從殼體84泄漏。
因為在應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元80中徑向軸承83、第一止推軸承82和第二止推軸承95由燒結(jié)金屬制成，所以潤滑油91被填充在徑向軸承83中，并且潤滑油91還被填充在由于旋轉(zhuǎn)軸81的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生槽92、93和94中。也就是說，潤滑油91被填充在殼體84的所有間隙中。
因為如上所述構(gòu)造的軸承單元80通過使在殼體開口端側(cè)上的上部密封部分中形成的鎖定部分抵靠旋轉(zhuǎn)軸的抵靠部分來實現(xiàn)防止軸滑出，所以不必采用像傳統(tǒng)軸承單元那樣的構(gòu)造，即在底部密封部分側(cè)或殼體的密封部分側(cè)上設(shè)置例如墊圈的防滑出構(gòu)件。因此，軸承單元80可以省去防滑出構(gòu)件的部分，從而降低其成本并減小軸承單元自身在軸向上的高度。而且，軸承單元80通過設(shè)有第一和第二止推軸承可以實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定支撐，并且通過從旋轉(zhuǎn)軸的軸主體的上下兩側(cè)支撐徑向軸承還可以減小徑向軸承在軸向上的長度。軸承單元自身在軸向上的高度可以被減小。結(jié)果，軸承單元80可以在沒有任何潤滑油的泄漏和飛散的情況下保持好的潤滑性能和旋轉(zhuǎn)性能，并且可以解決傳統(tǒng)軸承單元的問題。可以提高軸承單元的一般通用性和可選擇性，并且可以提高使用該軸承單元的制品的設(shè)計自由度。
上述軸承單元使用潤滑油作為填充在殼體中的粘性流體。但是，只要是具有固定粘度和固定表面張力的流體，就可以適當(dāng)?shù)剡x擇各種粘性流體。
應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元不僅可以用作散熱器電機(jī)和盤驅(qū)動器的主軸電機(jī)的軸承，而且還可以用作各種電機(jī)的軸承。
而且，應(yīng)用本發(fā)明的軸承單元不僅可用于電機(jī)，而且可以廣泛地用于具有旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)構(gòu)或用于支撐相對于軸旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件的機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種軸承單元，包括軸；徑向軸承，用于支撐所述軸的周旋方向；止推軸承，用于在止推方向上支撐所述軸的一端；殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有所述徑向軸承和所述止推軸承兩者，并且所述殼體形成為除軸插孔外都被密封的結(jié)構(gòu)，所述軸通過所述軸插孔被插入；和填充在所述殼體中的粘性流體，其中在所述殼體的內(nèi)表面?zhèn)壬显O(shè)置用于以抵靠所述軸的一部分的狀態(tài)防止軸滑出的鎖定部分，所述鎖定部分是所述軸插孔的周緣部分。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承單元，其中所述殼體的所述軸插孔設(shè)有臺階狀凹入部分，并且所述鎖定部分是設(shè)置于所述臺階狀凹入部分中的臺階部分。
3.如權(quán)利要求2所述的軸承單元，其中所述軸設(shè)有抵靠部分，所述抵靠部分通過由所述鎖定部分鎖定而控制所述軸在軸向上的運動，并且所述軸的所述抵靠部分的外徑大于所述軸插孔的內(nèi)徑并小于所述臺階狀凹入部分的內(nèi)徑。
4.如權(quán)利要求1所述的軸承單元，其中所述軸設(shè)有抵靠部分，所述抵靠部分與所述殼體的所述鎖定部分可滑動地接觸，所述徑向軸承在其與所述軸的外周表面相對的內(nèi)周表面上設(shè)有第一動壓產(chǎn)生槽，所述第一動壓產(chǎn)生槽產(chǎn)生由所述粘性流體所引起的動壓，所述止推軸承在與所述軸的止推方向上的一端相對的表面上設(shè)有第二動壓產(chǎn)生槽，所述第二動壓產(chǎn)生槽產(chǎn)生由所述粘性流體所引起的動壓，并且所述鎖定部分在與所述抵靠部分相對的表面上設(shè)有第三動壓產(chǎn)生槽，所述第三動壓產(chǎn)生槽產(chǎn)生由所述粘性流體所引起的動壓。
5.一種具有將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支撐到定子上的軸承單元的電機(jī)，其中所述軸承單元包括軸；徑向軸承，用于支撐所述軸的周旋方向；止推軸承，用于在止推方向上支撐所述軸的一端；殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有所述徑向軸承和所述止推軸承兩者，并且所述殼體形成為除軸插孔外都被密封的結(jié)構(gòu)，所述軸通過所述軸插孔被插入；和填充在所述殼體中的粘性流體，其中在所述殼體的軸插入側(cè)上的密封部分處設(shè)置抵靠所述軸的用于防止軸從所述殼體滑出的抵靠部分，所述軸插孔設(shè)置在所述軸插入側(cè)上。
6.一種包括電機(jī)的電子設(shè)備，所述電機(jī)具有將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支撐到定子上的軸承單元，其中所述軸承單元包括軸；徑向軸承，用于支撐所述軸的周旋方向；止推軸承，用于在止推方向上支撐所述軸的一端；殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有所述徑向軸承和所述止推軸承兩者，并且所述殼體形成為除軸插孔外都被密封的結(jié)構(gòu)，所述軸通過所述軸插孔被插入；和填充在所述殼體中的粘性流體，其中在所述殼體的軸插入側(cè)上的密封部分處設(shè)置抵靠所述軸的用于防止軸從所述殼體滑出的抵靠部分，所述軸插孔設(shè)置在所述軸插入側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軸承單元、以及裝有該軸承單元的電機(jī)和電子設(shè)備。該軸承單元包括軸；徑向軸承，用于支撐所述軸的周旋方向；止推軸承，用于在止推方向上支撐所述軸的一端；殼體，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有所述徑向軸承和所述止推軸承兩者，并且所述殼體形成為除軸插孔外都被密封的結(jié)構(gòu)，所述軸通過所述軸插孔而被插入；和填充在所述殼體中的粘性流體，并且，在所述殼體的內(nèi)表面?zhèn)壬显O(shè)置用于以抵靠所述軸的一部分的狀態(tài)防止軸滑出的鎖定部分，所述鎖定部分是所述軸插孔的周緣部分。這種布置使得可以減小軸承單元在其軸向上的長度并提高軸承單元的通用性和可選擇性。
文檔編號F16C33/10GK1654841SQ200510007700
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者矢澤健一郎 申請人:索尼株式會社