專利名稱：流體軸承裝置及主軸電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及利用流體動壓的流體軸承裝置以及具有該流體軸承裝置的主軸電機。另外，本發(fā)明的流體軸承裝置特別適用于硬盤裝置以及其它的盤片裝置的主軸電機等中使用的流體軸承裝置，但也適用于其它設備。
背景技術(shù)：
作為硬盤裝置等中使用的主軸電機的軸承裝置，越來越多地使用比滾珠軸承裝置旋轉(zhuǎn)精度優(yōu)良、低噪音性也優(yōu)良的流體軸承裝置，以取代以往所使用的滾珠軸承裝置。
圖11表示傳統(tǒng)的流體軸承裝置的主要部分的剖視圖(參照日本專利特開2003-65323號公報(稱為專利文獻1)和日本專利特開平7-63220號公報(稱為專利文獻2))。圖11所示的傳統(tǒng)的流體軸承裝置中，在由燒結(jié)體構(gòu)成、軸承孔的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽51的套筒52的外周，設置有由工作流體即潤滑油不能通過的材料所形成的構(gòu)架53。將軸54插入在套筒52的軸承孔中，由這些套筒52和軸54構(gòu)成了徑向流體軸承。在構(gòu)架53的底部開口處，固定著形成有軸向動壓發(fā)生槽55的止推板56。在軸54的下端部，設置有與止推板56對置狀的止推凸緣57，由上述止推凸緣57和上述止推板56構(gòu)成了軸向流體軸承。包含構(gòu)成徑向流體軸承和軸向流體軸承的間隙在內(nèi)，在套筒52與軸54之間以及止推凸緣57與止推板56之間，充填著作為工作流體的潤滑油。
在上述傳統(tǒng)的流體軸承裝置結(jié)構(gòu)中，套筒52由使用燒結(jié)金屬材料的燒結(jié)體構(gòu)成。燒結(jié)體是將燒結(jié)后的成形物放入金屬模內(nèi)，通過沖壓成形可形成徑向動壓發(fā)生槽51，故可高精度且由簡單的工序來形成徑向動壓發(fā)生槽51。即，在使用非燒結(jié)體的固體金屬材料制作的套筒，必須在后工序中通過精密切削加工等方法來形成槽，與其相比，由燒結(jié)體構(gòu)成的套筒52，即使在后工序中不實施槽加工也可以，可減少制造成本。
燒結(jié)體在其內(nèi)部具有許多個小的空孔，當套筒52由燒結(jié)體構(gòu)成時，會產(chǎn)生工作流體即潤滑油通過套筒52的空孔而向外部漏出的問題。其結(jié)果，有時會帶來因潤滑油減少而防礙作為流體軸承功能的問題。又，電機旋轉(zhuǎn)時，存在于徑向動壓發(fā)生槽51內(nèi)的被加壓的潤滑油流入套筒52的空孔內(nèi)，會減小動壓發(fā)生槽所發(fā)生的壓力，降低作為徑向流體軸承的軸承剛性。
針對這些問題，在上述專利文獻1的流體軸承裝置中，利用由潤滑油不能通過的材料形成的構(gòu)架53，將由燒結(jié)體形成的套筒52圍住，以阻止?jié)櫥屯ㄟ^套筒52的空孔向外部漏出。又，在專利文獻2中公開的另一種傳統(tǒng)的流體軸承裝置中，在燒結(jié)體的套筒的內(nèi)周面實施堵塞微孔處理而將空孔堵住。這樣，旋轉(zhuǎn)時可防止?jié)櫥蛷膹较騽恿Πl(fā)生槽向套筒的空孔內(nèi)漏出，以達到不降低徑向流體軸承的軸承剛性的目的。
又，在日本專利特開2003-333792號公報(稱為專利文獻3)中，公開了一種由燒結(jié)金屬材料燒結(jié)后的燒結(jié)體來形成軸，在該燒結(jié)體的軸中含有潤滑油的結(jié)構(gòu)。插入有這種軸的套筒由潤滑油不能浸透的金屬固體構(gòu)成，在套筒內(nèi)，被支承著的軸在受到其中含有的潤滑油的潤滑狀態(tài)下進行旋轉(zhuǎn)。該軸承不是動壓軸承，稱為正圓滑動軸承。其結(jié)構(gòu)中，不是套筒而是軸采用了燒結(jié)體形成，但由于套筒由潤滑油不能浸透的材料所形成，故包含在軸中的潤滑油不會向套筒的外部漏出。
然而，在上述專利文獻1和專利文獻2所示的傳統(tǒng)的流體軸承裝置中，必須在所有的由燒結(jié)體形成的套筒的外側(cè)，配設由潤滑油不能通過的材料形成的構(gòu)架。因此增加了零件數(shù)，增加了制造組裝工序數(shù)以及制造成本。又，在近年所希望的硬盤裝置小型化方面，因需要有套筒和構(gòu)架2種構(gòu)件，故難以實現(xiàn)小型化。
又，上述專利文獻3中公開的傳統(tǒng)的流體軸承裝置，因單純地構(gòu)成了正圓滑動軸承，若加大構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸的多孔質(zhì)的燒結(jié)體的空孔率，則會使軸承的剛性下降，存在著不能應對該軸承剛性下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而作成的，其目的在于，提供一種可防止?jié)櫥偷鹊墓ぷ髁黧w向外部漏出、并可減少零件數(shù)，減少制造組裝工序數(shù)和制造成本、能應對硬盤裝置的小型化又能良好維持軸承剛性的流體軸承裝置及主軸電機。
本發(fā)明的流體軸承裝置，具有軸以及夾有微小間隙、相對于所述軸配置在外周上的套筒，在軸與套筒之間充填著工作流體，其特征在于，軸由燒結(jié)體形成，同時在該軸的外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽，套筒由工作流體不能通過的材料所形成。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于使用了由潤滑油等的工作流體不能浸透的材料形成的套筒，從外周側(cè)將軸圍住，因此，盡管軸是由燒結(jié)體組成的多孔質(zhì)體，也不用擔心工作流體向外部漏出。又，在套筒的外側(cè)也可以不配設構(gòu)架等，可由1個構(gòu)件來形成套筒的功能，與必需有構(gòu)架的傳統(tǒng)的流體軸承裝置相比，可減少零件數(shù)、制造工序數(shù)和制造成本。并且，因可減少零件數(shù)，故可得到能應對硬盤裝置的小型化要求的小型的主軸電機。制造時，通過沖壓成形等方式，能高精度且不費時地制造出軸及其徑向動壓發(fā)生槽。又，軸被工作流體圍住，外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽，故從外周均等地向軸的內(nèi)部附加徑向動壓發(fā)生槽的發(fā)生壓力，動壓發(fā)生時，還可防止工作流體從多孔質(zhì)體部分流出而使發(fā)生壓力下降。
又，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，其特征在于，具有從軸朝半徑方向外方凸出的止推凸緣；相對于所述止推凸緣、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間乃至止推凸緣與套筒及止推板之間充填著工作流體，套筒和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。采用上述結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了軸向流體軸承，徑向上也能位置限制。
又，止推凸緣由燒結(jié)體形成，同時在該止推凸緣的表面形成有軸向動壓發(fā)生槽，套筒和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
采用上述結(jié)構(gòu)，也可將軸與止推凸緣一體形成，可減少零件數(shù)，從而可進一步提高精度，由于通過沖壓工序和燒結(jié)工序，將徑向動壓發(fā)生槽和軸向動壓發(fā)生槽同時形成，故可進一步節(jié)省時間，可減少制造成本。另外，即使在將軸與止推凸緣分開單獨制造時，也具有能以高精度且較低成本地制造出具有軸向動壓發(fā)生槽的止推凸緣的優(yōu)點。
又，也可在由燒結(jié)體形成套筒的同時，在該套筒的內(nèi)周面上實施堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，止推板由工作流體不能通過的材料所形成。采用上述結(jié)構(gòu)，因進一步將套筒也由燒結(jié)體形成，故可進一步減少成本。
并且，也可不設置止推凸緣，而是在軸的端面形成軸向動壓發(fā)生槽和樞軸軸承，由此可進一步使構(gòu)造簡單化，可減少制造成本。
又，本發(fā)明的流體軸承裝置，具有由燒結(jié)體形成的軸以及相對于所述軸的外周面、確保有微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒，在所述軸與所述套筒之間充填著工作流體，其特征在于，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料所形成，同時在所述套筒的插入有所述軸的孔的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽。
采用本發(fā)明，由于在軸的周圍具有由潤滑油等的工作流體不能浸透的材料形成的套筒，因此，盡管軸是多孔質(zhì)的燒結(jié)體，工作流體也不會向外部漏出。在多孔質(zhì)的軸的孔中，幾乎無間隙地含浸有工作流體。該流體軸承裝置動作時，利用套筒的插入有軸的孔的內(nèi)周面形成的徑向動壓發(fā)生槽，均等地向軸的外周面附加壓力。由此，可防止動壓發(fā)生時工作流體出入于多孔質(zhì)的軸內(nèi)而使發(fā)生壓力下降。
采用上述結(jié)構(gòu)，因軸由燒結(jié)體形成，故制作該軸時，可適用沖壓成形等的高精度加工方法，加工簡單。又，由于在套筒的內(nèi)周面上，可通過滾軋成形、腐蝕或電解加工等來形成高精度的徑向動壓發(fā)生槽，可得到高精度的流體軸承裝置。又，由于減少了零件數(shù)，故若采用這種流體軸承，則可得到應對硬盤裝置小型化的小型的主軸電機。
又，套筒和止推板也可由工作流體不能通過的材料所形成，止推凸緣由燒結(jié)體形成，在該止推凸緣的表面形成有軸向動壓發(fā)生槽。由此，可將軸與止推凸緣一體成形而構(gòu)成，可減少零件數(shù)，從而可進一步提高精度，由于通過沖壓和燒結(jié)工序，可同時形成不需要有比徑向動壓發(fā)生槽更高加工精度的軸向動壓發(fā)生槽，故可使加工工序簡略化，可減少制造成本。即使在將軸與止推凸緣分開單獨制造時，也具有能以高精度且較低成本地制造出具有軸向動壓發(fā)生槽的止推凸緣。
又，本發(fā)明的流體軸承裝置，具有由燒結(jié)體形成的軸以及相對于所述軸的外周面、確保微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒，在所述軸與所述套筒之間充填著工作流體，其特征在于，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料構(gòu)成，同時在所述套筒的插入有所述軸的孔的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽，還具有確保微小間隙地配置成與所述軸的一方端面對置形狀、由工作流體不能通過的材料所形成的止推板，在所述軸的相對面的任一方具有軸向動壓發(fā)生槽。
這樣，不用設置止推凸緣，在軸的端面直接形成了軸向動壓發(fā)生槽，可進一步使構(gòu)造簡單化，可減少制造成本，可使流體軸承裝置小型化。


圖1為具有本發(fā)明的實施例1的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖2為具有本發(fā)明的實施例2的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖3為具有本發(fā)明的實施例3的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖4為具有本發(fā)明的實施例4的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖5為具有本發(fā)明的實施例5的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖6為具有本發(fā)明的實施例6的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
圖7為表示具有本發(fā)明的實施例7的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖。
圖8為表示具有本發(fā)明的實施例8的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖。
圖9為表示具有本發(fā)明的實施例9的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖。
圖10為表示具有本發(fā)明的實施例10的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖。
圖11為具有傳統(tǒng)的流體軸承裝置的主軸電機的剖視圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施例中的流體軸承裝置及具有該流體軸承裝置的主軸電機。
(實施例1)如圖1所示，本實施例1中的主軸電機的流體軸承裝置，包括軸1；從該軸1向半徑方向外方凸出的止推凸緣2；夾有微小間隙、相對于軸1配置在外周上的套筒3；夾有微小間隙、配置在與止推凸緣2相對位置上的止推板4。
套筒3被固定在主軸電機的基座5上，中央部形成有插通孔3a。在該插通孔3a中，以隔開微小間隙的姿勢插入軸1，在軸1與套筒3之間的微小間隙中，充填著作為工作流體的潤滑油6。在軸1的里端部，采用螺紋和外嵌結(jié)合等方式一體地固定安裝著止推凸緣2。按照與止推凸緣2的圓形平面部對置的形狀配設止推板4，固定在套筒3上，在止推凸緣2與止推板4之間的間隙中也充填有潤滑油6。
本流體軸承裝置中，尤其軸1由金屬燒結(jié)材料組成的燒結(jié)體所形成。在該軸1的外周面，螺旋狀或魚骨狀圖形等的徑向動壓發(fā)生槽7通過沖壓加工形成，構(gòu)成了徑向流體軸承。作為金屬燒結(jié)材料，比如可使用含有鐵或銅的金屬粒子所組成的燒結(jié)金屬構(gòu)成，但不限定于此。也可使用具有不銹鋼的鐵系粒子的鐵系粒子所組成的燒結(jié)金屬。另外，燒結(jié)體是內(nèi)部具有許多個空孔的多孔質(zhì)體。作為其制造方法，以規(guī)定比例將金屬粉與潤滑材料配合，經(jīng)混合后充填在金屬模中，通過沖壓而壓縮成形，然后將壓縮的粉末成形體放在熔點以下的高溫中加熱規(guī)定時間燒結(jié)制造而成。在該生產(chǎn)工序中，徑向動壓發(fā)生槽7、比如也可將燒結(jié)體重新放入金屬模中再次進行壓縮而形成，但不限定于此，也可在燒結(jié)前最初的沖壓方式的壓縮成形工序中形成。
本實施例中，軸1由燒結(jié)體形成，而套筒3、止推凸緣2和止推板4，則是由潤滑油6不能通過的材料、即由非多孔質(zhì)體的金屬固體和合成樹脂等的材料所形成。如圖1所示，本實施例中，在軸1的外周面上的靠近里側(cè)區(qū)域與靠近開口部區(qū)域的2個部位上，分別設置由徑向動壓發(fā)生槽7構(gòu)成的徑向流體軸承。
在止推凸緣2與止推板4的相對面上的至少一方的面上，形成有螺旋狀或魚骨狀圖形等的軸向動壓發(fā)生槽8，構(gòu)成了軸向流體軸承。并且，在與軸1的里端部鄰接的止推凸緣2的面與該面相對的套筒3的面上的至少一方，也形成軸向動壓發(fā)生槽8，構(gòu)成了軸向流體軸承。圖1中，表示的是將軸向動壓發(fā)生槽8分別形成在與止推凸緣2對置的套筒3的面和止推板4的面的情況。
在軸1上的從套筒3的開口部凸出的凸出側(cè)端部1a上，以壓入狀態(tài)外嵌著其外周上比如固定有磁性記錄盤片的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件即輪轂9。本實施例中，在輪轂9的靠近基座部分外周上安裝著轉(zhuǎn)子磁鐵10。在基座5上安裝著卷繞有定子線圈11的并與轉(zhuǎn)子磁鐵10對置的定子鐵心12。由該轉(zhuǎn)子磁鐵10和定子鐵心12構(gòu)成了向軸1與套筒3之間提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的主軸電機的驅(qū)動部。
通常，輪轂9和基座5由鋁和不銹鋼等的金屬材料形成，但也可是合成樹脂等，對材料的種類不作限定。
在通過該主軸電機的驅(qū)動部對輪轂9、軸1、止推凸緣2進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，在徑向上由徑向動壓發(fā)生槽7、在軸向上由軸向動壓發(fā)生槽8，使各自部位的潤滑油6產(chǎn)生動壓，利用這些流體軸承(徑向流體軸承和軸向流體軸承)，相對于套筒3和止推板4，以確保微小間隙的非接觸狀態(tài)將軸1和止推凸緣2旋轉(zhuǎn)支承。
采用上述結(jié)構(gòu)，使用由潤滑油6不能通過的材料形成的套筒3從外周側(cè)將軸1圍住，盡管軸1是由燒結(jié)體組成的多孔質(zhì)體，但不用擔心潤滑油6向外部漏出。因此，不會導致潤滑油6因向外部漏出而減少，不會因這種不良現(xiàn)象而對流體軸承帶來妨礙，可維持良好的可靠性。并且，也可不在套筒3的外側(cè)配設構(gòu)架等，可用1個構(gòu)件來實現(xiàn)套筒3的功能。這樣，與必需有構(gòu)架的傳統(tǒng)構(gòu)成相比，可減少零件數(shù)，可減少制造組裝工序數(shù)和制造成本。又，制造時，可通過沖壓成形，高精度且不費時地制造出軸1及其徑向動壓發(fā)生槽7，即使在后工序中不進行使用通常金屬材料場合的那種精密切削加工等方式的槽加工也可以，可進一步減少制造成本。并且，因可減少零件數(shù)，故可得到應對硬盤裝置小型化要求的小型主軸電機。
又，軸1被潤滑油6圍住，外周形成有徑向動壓發(fā)生槽7，故從外周向軸1的內(nèi)部均等地附加徑向動壓發(fā)生槽7的發(fā)生壓力。這樣，動壓發(fā)生時，也可防止?jié)櫥?從多孔質(zhì)部分流出而使發(fā)生壓力下降。又，由于在由燒結(jié)體形成的軸1上形成有徑向動壓發(fā)生槽7，因此可加大徑向動壓發(fā)生槽7形成部位的面積，可自由地設計徑向動壓發(fā)生槽7的形狀，由此可良好保持軸承剛性，可維持高可靠性。
(實施例2)如圖2所示，在本實施例2的主軸電機的流體軸承裝置中，止推凸緣2與軸1一起由燒結(jié)體形成，制造工序中，將軸1與止推凸緣2一體成形來進行制造。
不僅在軸1的外周面形成徑向動壓發(fā)生槽7來構(gòu)成徑向流體軸承，而且在止推凸緣2上下的圓形平面部形成軸向動壓發(fā)生槽8來構(gòu)成軸向流體軸承。
另外，套筒3和止推板4，由潤滑油6不能通過的材料、即由非多孔質(zhì)體的金屬固體或合成樹脂等的材料形成。
采用上述結(jié)構(gòu)，因軸1與止推凸緣2一體形成，故可減少零件數(shù)，從而可進一步提高精度。又，由于通過沖壓和燒結(jié)工序同時形成了徑向動壓發(fā)生槽7和軸向動壓發(fā)生槽8，因此，可進一步節(jié)省時間，可降低成本。
又，因由套筒3和止推板4從外周側(cè)將軸1和止推凸緣2圍住，盡管軸1和止推凸緣2是多孔質(zhì)體，也不用擔心潤滑油6向外部漏出。并且，軸1和止推凸緣2被潤滑油6圍住，軸1的外周和止推凸緣2的上下面形成有動壓發(fā)生槽7、8，故向軸1的內(nèi)部和止推凸緣2的內(nèi)部均等地附加動壓發(fā)生槽7、8的發(fā)生壓力。這樣，動壓發(fā)生時，也可防止?jié)櫥?從多孔質(zhì)部分流出而使發(fā)生壓力下降。也不會因剛性降低而造成可靠性下降。
另外，也可將軸1與止推凸緣2分開單獨制造，該場合，具有高精度且成本較低地制造出具有軸向動壓發(fā)生槽8的止推凸緣2的優(yōu)點。
(實施例3)如圖3所示，在本實施例3的主軸電機的流體軸承裝置中，軸1由燒結(jié)體形成，軸1的外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽7，同時套筒3也由燒結(jié)體形成。其中，套筒3的內(nèi)周面(插通孔3a)實施了堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，潤滑油6不能從套筒3的內(nèi)周面流向內(nèi)部。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于進一步將至少套筒3也由燒結(jié)體形成，故可進一步減少成本。又，由于套筒3的內(nèi)周面(插通孔3a)實施了堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，故即使套筒3是多孔質(zhì)體，也不用擔心潤滑油6漏出。
(實施例4)如圖4所示，在本實施例4的主軸電機的流體軸承裝置中，沒有止推凸緣2，并將套筒3的內(nèi)徑作成一定。在軸1的底面形成有軸向動壓發(fā)生槽8。另外，在軸1的凸出側(cè)端部1a上形成臺階部，將軸1的止脫構(gòu)件13安裝在套筒3上，形成從上方將該臺階部蓋住的形狀，以防止軸1從套筒3脫出。
采用上述結(jié)構(gòu)，因套筒3的內(nèi)徑一定，故具有方便于堵塞微孔處理的優(yōu)點。
另外，也可不設置止脫構(gòu)件13，利用將電機驅(qū)動部蓋住的蓋體14來兼用于軸1的防脫出功能。對于是否要防脫出以及設置該場所，本發(fā)明不作限定。
(實施例5)
如圖5所示，在本實施例5的主軸電機的流體軸承裝置中，軸1由燒結(jié)體形成，在軸1的外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽7，同時在軸1的下端形成有樞軸軸承15。
采用上述結(jié)構(gòu)，因軸向流體軸承的部分變更成了樞軸軸承15，故構(gòu)造簡單，可進一步減少制造成本。
(實施例6)如圖6所示，在本實施例6的主軸電機的流體軸承裝置中，軸1由燒結(jié)體形成，軸1的外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽7，同時在軸1的下端形成有樞軸軸承15。套筒3也由燒結(jié)體形成，套筒3的內(nèi)周面實施了堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理。
采用上述結(jié)構(gòu)，因軸向流體軸承的部分變更成了樞軸軸承15，至少套筒3也由燒結(jié)體形成，故可進一步減少制造成本。
(實施例7)下面參照圖7說明本發(fā)明的實施例7中的主軸電機的流體軸承裝置。圖7為表示具有實施例7的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖，右半部分相對于中心線C呈對稱，故省略圖示。圖7中，本實施例的流體軸承裝置，包括軸1；安裝在該軸1的圖中的下端、從軸1朝半徑方向外方凸出的止推凸緣2；具有以確保微小間隙地將軸1插入的插通孔3a的套筒3，在套筒3上，安裝著以確保微小間隙地與止推凸緣2對置的止推板4。
套筒3被固定在主軸電機的基座5上。在軸1與套筒3之間的微小間隙中，充填著作為工作流體的潤滑油6。在軸1上，采用螺紋和外嵌結(jié)合等方式一體地固定著止推凸緣2。在止推凸緣2與止推板4之間的間隙中也充填有潤滑油6。
本流體軸承裝置中，軸1也是由金屬燒結(jié)材料燒結(jié)后的燒結(jié)體所形成。作為金屬燒結(jié)材料，比如可使用含有鐵或銅的金屬粒子所組成的燒結(jié)金屬構(gòu)成，但不限定于此，也可使用具有不銹鋼等的鐵系粒子的鐵系燒結(jié)金屬。燒結(jié)體是內(nèi)部具有許多個空孔的多孔質(zhì)體，在軸1的表面上圖示的大小白色圓點表示燒結(jié)體的空孔。因軸1是多孔質(zhì)體，故潤滑油6雖然浸透至軸1的空孔內(nèi)，但一旦浸透至所有的空孔內(nèi)飽和，就不會再繼續(xù)浸透。作為軸1的制造方法，以規(guī)定比例將金屬粉與潤滑材料配合進行混合，將混合物充填在金屬模中，通過沖壓而壓縮成形。將壓縮成形的成形體放在熔點以下的溫度中加熱規(guī)定時間燒結(jié)制造而成。
本實施例中，軸1由燒結(jié)體形成，但套筒3、止推凸緣2和止推板4，由潤滑油6不能通過的材料、即由非多孔質(zhì)體的金屬固體或合成樹脂等的材料形成。在套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面，通過傳統(tǒng)的公知方法、即滾軋成形、腐蝕、電解加工等，形成螺旋狀或魚骨狀圖形等眾所周知形狀的徑向動壓發(fā)生槽7A、7B。圖7中，在套筒3的剖視中圖示了2個徑向動壓發(fā)生槽7A、7B，在實際中，則是在套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面上分別設置多個徑向動壓發(fā)生槽7A、7B。要想在套筒3的內(nèi)周面3a上圖示出徑向動壓發(fā)生槽7A、7B是很難看清的，故模式圖示成了圖7所示的形態(tài)。
在止推凸緣2和止推板4各自的相對面的至少一方的面(圖7中的止推板4的上面)上，構(gòu)成了螺旋狀或魚骨狀圖形等眾所周知形狀的軸向動壓發(fā)生槽8A，構(gòu)成了軸向流體軸承。并且，在止推凸緣2的上面以及與該面相對的套筒3下面至少一方的面(圖7中的套筒3的下面)上，也形成有軸向動壓發(fā)生槽8B，構(gòu)成了軸向流體軸承。
在從套筒3的開口部凸出的軸1的凸出側(cè)端部1a上，以壓入狀態(tài)安裝著旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的輪轂9。在輪轂9的外周安裝著比如磁性記錄盤片20。本主軸電機中，在輪轂9的靠近基座5部分的外周上安裝著轉(zhuǎn)子磁鐵10。在基座5上，安裝著卷繞有定子線圈11并與轉(zhuǎn)子磁鐵10對置的定子鐵心12。利用轉(zhuǎn)子磁鐵10和定子鐵心12，構(gòu)成了向軸1與套筒3之間提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的主軸電機的驅(qū)動部。
當通過主軸電機的驅(qū)動部使輪轂9、軸1和止推凸緣2旋轉(zhuǎn)時，利用徑向動壓發(fā)生槽7A、7B在潤滑油6中發(fā)生徑向的動壓，利用軸向動壓發(fā)生槽8A、8B發(fā)生軸向的動壓，依靠這些動壓形成流體軸承(徑向流體軸承和軸向流體軸承)，軸1和止推凸緣2相對于套筒3和止推板4以確保微小間隙的非接觸狀態(tài)進行旋轉(zhuǎn)。
軸1因被插入在由潤滑油6不能通過的材料所形成的套筒3的插通孔3a中，故軸1即使是由燒結(jié)體組成的多孔質(zhì)體，潤滑油6也不會向外部漏出。即，潤滑油6不會因向外部的漏出而減少，可維持良好的可靠性。
采用本實施例，不必要象圖11所示的傳統(tǒng)的流體軸承裝置那樣在套筒52的外側(cè)配設構(gòu)架53等，可用1個構(gòu)件來形成套筒52。這樣，與必需有構(gòu)架的傳統(tǒng)的流體軸承裝置構(gòu)成相比，可減少零件數(shù)，可減少制造工序數(shù)和制造成本。
制造時，可通過沖壓成形，高精度且以簡單的工序制造出軸1。又，由于在非燒結(jié)體的套筒3的內(nèi)周面上，可通過滾軋成形、腐蝕或電解加工等來形成徑向動壓發(fā)生槽7A、7B，故徑向動壓發(fā)生槽7A、7B的加工精度高。如上所述，本實施例中，因可減少零件數(shù)，故可得到能應對硬盤裝置小型化的小型主軸電機。
又，由于在套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽7A、7B，因此，故由徑向動壓發(fā)生槽7A、7B所形成的潤滑油6的均等壓力附加于被潤滑油6圍住的軸1的外周及內(nèi)部的潤滑油6中。因此，可防止動壓發(fā)生時因潤滑油6出入于多孔質(zhì)部分等造成的發(fā)生壓力下降。其結(jié)果，由此因可良好保持徑向流體軸承和軸向流體軸承的軸承剛性，故可維持流體軸承裝置的高可靠性。
(實施例8)下面參照圖8說明本發(fā)明的實施例8中的主軸電機的流體軸承裝置。圖8為表示具有實施例8的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖，右半部分相對于中心線C呈對稱，故省略圖示。本實施例的軸1，在圖中的下端部具有與軸1一體形成的燒結(jié)體的止推凸緣2。在制造工序中，軸1與止推凸緣2同時進行制造。其它結(jié)構(gòu)與圖7所示的上述實施例7相同。即，套筒3和止推板4由潤滑油6不能通過的材料、即由非多孔質(zhì)體的金屬固體或合成樹脂等的材料形成。在套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面，通過傳統(tǒng)的加工方法、即滾軋成形、腐蝕、電解加工等，形成眾所周知的徑向動壓發(fā)生槽7A、7B。在與止推凸緣2相對的套筒3的面上形成有軸向動壓發(fā)生槽8B，在止推板4的面上形成有軸向動壓發(fā)生槽8A，構(gòu)成了軸向流體軸承。
采用本實施例的結(jié)構(gòu)，因軸1與止推凸緣2一體形成，故可減少零件數(shù)，并可提高精度。
又，因由套筒3和止推板4從外周側(cè)將軸1和止推凸緣2圍住，盡管軸1和止推凸緣2是多孔質(zhì)體，也不用擔心潤滑油6向外部漏出。并且，軸1和止推凸緣2中含浸有潤滑油6。在套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面形成有動壓發(fā)生槽7A、7B，在與止推凸緣2相對的套筒3的下面和止推板4的上面分別形成有動壓發(fā)生槽8B、8A。動作時，向軸1的內(nèi)部和止推凸緣2的內(nèi)部均等地附加動壓發(fā)生槽7A、7B、8A、8B所形成的壓力。這樣，動壓發(fā)生時，可防止?jié)櫥?從多孔質(zhì)部分流出而使發(fā)生壓力下降。不會因軸承的剛性降低而造成流體軸承可靠性的下降。
也可將軸1與止推凸緣2分開單獨制造再將兩者組合，該場合，也具有成本較低地進行制造的優(yōu)點。
(實施例9)下面參照圖9說明本發(fā)明的實施例9中的主軸電機的流體軸承裝置。圖9為表示具有實施例9的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖，右半部分相對于中心線C呈對稱，故省略圖示。如圖9所示，本主軸電機的流體軸承裝置中，軸1和止推凸緣2由燒結(jié)體形成。軸1和止推凸緣2一體成形進行制造。在止推凸緣2周邊部的上下兩個面(圓形平面部)上分別形成有軸向動壓發(fā)生槽8A、8B，構(gòu)成了軸向流體軸承。其它結(jié)構(gòu)與圖7所示的上述實施例7相同，省略其重復的說明。
套筒3和止推板4由潤滑油6不能通過的材料、即由非多孔質(zhì)體的金屬固體或合成樹脂等的材料所形成。在該套筒3的插通孔3a的內(nèi)周面，通過傳統(tǒng)的加工方法、即滾軋成形、腐蝕、電解加工等形成了眾所周知的徑向動壓發(fā)生槽7A、7B。
本流體軸承裝置中，因軸1與止推凸緣2一體形成，故可減少零件數(shù)，并可提高精度。又，通過沖壓和燒結(jié)工序可同時形成軸向動壓發(fā)生槽8A、8B，可使制造工序簡略化，可減少成本。與徑向動壓發(fā)生槽7A、7B相比，軸向動壓發(fā)生槽8A、8B不需要那樣高的加工精度。這樣，即使將軸向動壓發(fā)生槽8A、8B設置在多孔質(zhì)體的燒結(jié)體即止推凸緣2上，在功能方面也無問題。
(實施例10)下面參照圖10說明本發(fā)明的實施例10中的主軸電機的流體軸承裝置。圖10為表示具有實施例10的流體軸承裝置的主軸電機的左半部分剖視圖，右半部分相對于中心線C呈對稱，故省略圖示。如圖10所示，本主軸電機的流體軸承裝置的軸1，未設置有圖9所示那樣的從軸1的下面沿徑向凸出的止推凸緣2。構(gòu)成軸向流體軸承的軸向動壓發(fā)生槽8形成于軸的底面1c上。為了防止軸1從套筒3中脫出，在軸1的凸出側(cè)端部1a上形成有臺階部1d，將止脫構(gòu)件13安裝在套筒3上，形成從上方將該臺階部1d蓋住的形狀。其它結(jié)構(gòu)與上述實施例9的結(jié)構(gòu)相同。
本流體軸承裝置的結(jié)構(gòu)中，因套筒3的插通孔3a的內(nèi)徑一定，故具有方便于套筒3的內(nèi)周加工以及徑向動壓發(fā)生槽7A、7B形成的優(yōu)點。
也可不設置止脫構(gòu)件13，而是使蓋住電機驅(qū)動部的蓋體14具有防止軸1脫出的功能，兼用于兩者。本發(fā)明對有無止脫構(gòu)件及其配置場所不作限定。
權(quán)利要求
1.一種流體軸承裝置，具有軸以及夾有微小間隙、相對于所述軸配置在外周上的套筒，在軸與套筒之間充填著工作流體，其特征在于，軸由燒結(jié)體形成，同時在該軸的外周面形成有徑向動壓發(fā)生槽，套筒由工作流體不能通過的材料所形成。
2.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有從軸朝半徑方向外方凸出的止推凸緣；相對于所述止推凸緣、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間、乃至止推凸緣與套筒及止推板之間充填著工作流體，套筒、止推凸緣和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
3.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有從軸朝半徑方向外方凸出的止推凸緣；相對于所述止推凸緣、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間、乃至止推凸緣與套筒及止推板之間充填著工作流體，止推凸緣由燒結(jié)體形成，同時在該止推凸緣的表面形成有軸向動壓發(fā)生槽，套筒和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
4.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有從軸朝半徑方向外方凸出的止推凸緣；相對于所述止推凸緣、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間、乃至止推凸緣與套筒及止推板之間充填著工作流體，止推凸緣的表面、或與止推凸緣的表面對置的套筒的面、或與止推凸緣的表面對置的止推板的面的至少1個面上，形成有軸向動壓發(fā)生槽，套筒由燒結(jié)體形成，同時在至少該套筒的內(nèi)周面上實施堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
5.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有相對于軸的端面、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間、乃至軸的端面與止推板之間充填著工作流體，在軸的端面或止推板上形成有軸向動壓發(fā)生槽，套筒和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
6.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有相對于軸的端面、夾有微小間隙地配置在相對位置上的止推板，在軸與套筒之間、乃至軸的端面與止推板之間充填著工作流體，在軸的端面或止推板上形成有軸向動壓發(fā)生槽，套筒由燒結(jié)體形成，同時在至少該套筒的內(nèi)周面上，實施堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
7.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有相對于軸的端面進行配置的止推板，在軸與套筒之間、乃至軸的端面與止推板之間充填著工作流體，在軸的端面形成有樞軸軸承，套筒和止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
8.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有相對于軸的端面進行配置的止推板，在軸與套筒之間、乃至軸的端面與止推板之間充填著工作流體，在軸的端面形成有樞軸軸承，套筒由燒結(jié)體形成，同時在至少該套筒的內(nèi)周面上，實施堵塞微孔處理或涂覆處理或電鍍處理，止推板由工作流體不能通過的材料所形成。
9.一種流體軸承裝置，具有由燒結(jié)體形成的軸以及相對于所述軸的外周面、確保有微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒，在軸與套筒之間充填著工作流體，其特征在于，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料構(gòu)成，同時在所述套筒的插入有軸的孔的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽。
10.如權(quán)利要求9所述的流體軸承裝置，其特征在于，軸具有在該軸的半徑方向外方上向外方凸出的止推凸緣，在所述止推凸緣上，具有能確保微小間隙地配置成相對的止推板，在所述軸與所述套筒之間、所述止推凸緣與所述套筒之間以及所述止推凸緣與所述止推板之間充填著工作流體，所述套筒、所述止推凸緣和所述止推板，由工作流體不能通過的材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9所述的流體軸承裝置，其特征在于，具有由燒結(jié)體形成的軸、從所述軸在半徑方向上向外方凸出的由燒結(jié)體形成的止推凸緣、以及相對于所述止推凸緣確保有微小間隙地進行配置的止推板，在所述軸與所述套筒之間、所述止推凸緣與所述套筒之間以及所述止推凸緣與所述止推板之間充填著工作流體，所述套筒和所述止推板，由工作流體不能通過的材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的流體軸承裝置，其特征在于，在與止推凸緣一方的面對置的套筒的面、以及與止推凸緣的另一方的面對置的止推板的面的至少1個面上，形成有軸向動壓發(fā)生槽。
13.如權(quán)利要求11所述的流體軸承裝置，其特征在于，在與止推凸緣一方的面對置的套筒的面、或與止推凸緣的另一方的面對置的止推板的面的至少1個面上，形成有軸向動壓發(fā)生槽。
14.如權(quán)利要求10所述的流體軸承裝置，其特征在于，在止推凸緣的兩個面的至少一方，形成有軸向動壓發(fā)生槽。
15.如權(quán)利要求11所述的流體軸承裝置，其特征在于，在止推凸緣的兩個面的至少一方，形成有軸向動壓發(fā)生槽。
16.一種流體軸承裝置，具有由燒結(jié)體形成的軸以及相對于所述軸的外周面、確保有微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒，在所述軸與所述套筒之間充填著工作流體，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料構(gòu)成，同時在所述套筒的插入有軸的孔的內(nèi)周面形成有徑向動壓發(fā)生槽，其特征在于，還具有確保微小間隙地配置成與所述軸的一方端面對置的形態(tài)、由工作流體不能通過的材料所形成的止推板，在所述軸的一方端面與所述止推板之間充填著工作流體，在所述軸的一方端面和所述止推板的相對面的任一方設有軸向動壓發(fā)生槽。
17.一種主軸電機，包括具有軸以及夾有微小間隙、相對于所述軸配置在外周上的套筒、在軸與套筒之間充填著工作流體的流體軸承裝置；向軸與套筒之間提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的驅(qū)動部，其特征在于，軸由燒結(jié)體形成，同時在該軸的外周面上形成有徑向動壓發(fā)生槽，套筒由工作流體不能通過的材料所形成。
18.一種主軸電機，包括具有由燒結(jié)體形成的軸以及相對于所述軸的外周面、確保有微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒、在軸與套筒之間充填著工作流體的流體軸承裝置；向軸與套筒之間提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的驅(qū)動部，其特征在于，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料構(gòu)成，同時在所述套筒的插入有軸的孔的內(nèi)周面上形成有徑向動壓發(fā)生槽。
19.一種主軸電機，包括由燒結(jié)體形成的軸；相對于所述軸的外周面、確保有微小間隙地配置成可相對旋轉(zhuǎn)的套筒；確保微小間隙地配置成與軸的一方端面對置形狀、由工作流體不能通過的材料所形成的止推板；向軸與套筒之間提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的驅(qū)動部，其特征在于，在所述軸與所述套筒之間充填著工作流體，所述套筒由所述工作流體不能通過的材料構(gòu)成，同時在所述套筒的插入有軸的孔的內(nèi)周面上形成有徑向動壓發(fā)生槽，在所述軸的一方端面與所述止推板之間充填著工作流體，在所述軸的一方端面和所述止推板的相對面的任一方設有軸向動壓發(fā)生槽。
全文摘要
本發(fā)明的流體軸承裝置，具有軸(1)以及夾有微小間隙、相對于所述軸(1)配置在外周上的套筒(3)，在軸(1)與套筒(3)之間充填著工作流體(6)，軸(1)由燒結(jié)體形成，同時在該軸(1)的外周面上形成有徑向動壓發(fā)生槽(7)，套筒(3)由工作流體(6)不能通過的材料所形成。由此，由于使用了由潤滑油等的工作流體(6)不能浸透的材料形成的套筒(3)，從外周側(cè)將軸(1)圍住，因此，盡管軸(1)是由燒結(jié)體組成的多孔質(zhì)體，也不用擔心工作流體向外部漏出。本發(fā)明提供一種可防止?jié)櫥偷鹊墓ぷ髁黧w向外部漏出、并能應對小型化的流體軸承裝置。
文檔編號H02K5/16GK1690459SQ200510067379
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者山本武克 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社