專利名稱：流體動壓軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體動壓軸承裝置。該流體動壓軸承裝置作為軸承裝置適合于使用在信息設(shè)備的主軸電機(jī)中，例如，諸如HDD或FDD等的磁盤設(shè)備，諸如CD-ROM、CD-R/RW或DVD-ROM/RAM等的光盤設(shè)備，或諸如MD或MO等的磁光盤設(shè)備；用于激光打印機(jī)(LBP)的多邊形掃描電機(jī)(polygon scanner motor)；用于投影儀的顏色輪盤電機(jī)(colorwheel motor)；或諸如軸流風(fēng)扇等的用于電氣設(shè)備的小型電機(jī)。
背景技術(shù)：
除高旋轉(zhuǎn)精度之外，上述各種電機(jī)還需要速度的加快、成本的降低和噪音的減少等。決定這些所需要的特性的因素之一是支持電機(jī)主軸的軸承。近來，正在考慮使用具有良好的上述所需特性的作為此類型的軸承的流體動壓軸承，或者事實上這種流體動壓軸承已經(jīng)被投入實際使用中。
JP 2000-291648 A作為實例，披露了一種將使用在諸如HDD的盤驅(qū)動裝置的主軸電機(jī)中的流體動壓軸承裝置。在該軸承裝置中，軸承套固定于帶底圓筒形式的外殼的內(nèi)周，并且具有向外突出的凸緣部分的軸部件插入軸承套的內(nèi)周中。流體動力壓力產(chǎn)生于形成在旋轉(zhuǎn)軸部件和固定部件(即軸承套、外殼等)之間的徑向軸承間隙和軸向軸承間隙中，并且該流體動力壓力以非接觸的方式支持軸部件。
流體動壓軸承包括諸如外殼、軸承套、軸部件、止推件和密封件的部件。為確保信息設(shè)備的執(zhí)行所要求的高軸承性能日益提高，正在努力實現(xiàn)對于部件的加工精度以及裝配精度的改進(jìn)。另一方面，隨著信息設(shè)備走向價格降低的趨勢，對于這樣的流體動壓軸承裝置降低成本的要求日益變得嚴(yán)格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高耐用性并能以低成本生產(chǎn)的流體動壓軸承裝置。
在當(dāng)今的流體動壓軸承裝置中，為滿足上述要求，正在考慮由樹脂形成軸承固定側(cè)的固定件(即外殼)以及軸承的旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)件。另一方面，在流體動壓軸承裝置中，由于它的結(jié)構(gòu)，通過軸承間隙的媒介作用彼此相對的旋轉(zhuǎn)件和固定件之間的暫時滑動接觸是不可避免的。當(dāng)這樣的滑動接觸發(fā)生在由樹脂形成的部件之間時，擔(dān)心混合在一個樹脂部件中的增強(qiáng)纖維使配合部件破裂或磨損。
由本發(fā)明者進(jìn)行的檢驗顯示當(dāng)混合在樹脂中的增強(qiáng)纖維的直徑過大時，增強(qiáng)纖維的剛度增大，其結(jié)果為在滑動期間引起配合樹脂部件的破裂和磨損，并且過大的增強(qiáng)纖維的混合量導(dǎo)致增強(qiáng)纖維和配合樹脂部件之間的接觸頻率增加，引起相似的問題。已經(jīng)清楚，在前種情況下，當(dāng)纖維直徑超過12μm時此問題發(fā)生，而在后種情況下，當(dāng)混合量超過20vol％時此問題發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明，一種流體動壓軸承裝置包括旋轉(zhuǎn)件；固定件；徑向軸承部分，所述徑向軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件之間的徑向軸承間隙中所產(chǎn)生的流體的動壓作用，以非接觸方式在徑向方向上保持所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件；和止推軸承部分，所述止推軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件之間的止推軸承間隙或軸向軸承間隙中所產(chǎn)生的流體的動壓作用，以非接觸方式在軸向方向或止推方向上保持所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件，其中面對所述止推軸承間隙的所述固定件和所述旋轉(zhuǎn)件的至少部分都由樹脂形成，并且其中至少一個樹脂部分與作為填充物的纖維直徑為1至12μm的增強(qiáng)纖維混合。
通過由此使增強(qiáng)纖維的直徑為12μm或更小，增強(qiáng)纖維被軟化，所以可防止配合樹脂部件通過與增強(qiáng)纖維的接觸而破裂，可實現(xiàn)止推軸承部分的抗磨損性方面的改進(jìn)。
另外，利用將樹脂中的增加纖維的混合量設(shè)置為5-20vol％，可減少增強(qiáng)纖維和配合樹脂部件之間的接觸頻率，所以可實現(xiàn)止推軸承部分的抗磨損性的進(jìn)一步改進(jìn)。將增強(qiáng)纖維的混合量設(shè)定為5vol％或更多的原因在于如果少于5vol％，增強(qiáng)效果被降低，導(dǎo)致抗磨損性的減弱。
利用如此由樹脂形成通過止推軸承間隙的媒介作用彼此相對的固定件和旋轉(zhuǎn)件，使得它們各自的在軸向方向上的線性膨脹系數(shù)值大致相同，所以如果溫度改變，也可保持固定的止推軸承間隙，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)精度方面的進(jìn)一步改進(jìn)。另外，通過注塑成型可以低成本加工樹脂模制部分，所以可實現(xiàn)軸承裝置的生產(chǎn)成本的降低。另外，由樹脂形成旋轉(zhuǎn)件，與旋轉(zhuǎn)件由金屬形成的情況相比，可實現(xiàn)重量的減輕，由此可實現(xiàn)抗沖擊性的改進(jìn)。
除增強(qiáng)纖維之外，填充物可進(jìn)一步包括導(dǎo)電介質(zhì)。通常，樹脂為絕緣材料，所以當(dāng)部件如上述由樹脂形成時，旋轉(zhuǎn)件被帶有通過旋轉(zhuǎn)件和空氣之間的摩擦產(chǎn)生的靜電荷，擔(dān)心在磁盤和磁頭之間產(chǎn)生電勢差，或者外圍設(shè)備通過靜電荷的放電被破壞。考慮到這點，當(dāng)導(dǎo)電介質(zhì)被包括在樹脂部件的填充物中時，可確保旋轉(zhuǎn)側(cè)和固定側(cè)之間的導(dǎo)電性，從而消除這樣的問題。關(guān)于導(dǎo)電介質(zhì)的種類沒有特殊限制；可使用的導(dǎo)電介質(zhì)的實例包括纖維或粉末形式的材料，例如碳纖維、碳黑(carbonblack)、石墨、碳納米材料(carbon nanomaterial)和金屬粉末。
從耐油性和成型性能的觀點出發(fā)，面對止推軸承間隙的固定件和旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分之一需要以LCP形成。從相似觀點看，面對止推軸承間隙的固定件和旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分之一可由PPS形成。
當(dāng)樹脂中的填充物的總量(包括導(dǎo)電介質(zhì)(如果包含一些導(dǎo)電介質(zhì)))超過30vol％時，當(dāng)另一部件通過超聲波熔接連接于樹脂部件時熔接強(qiáng)度顯著地減弱。為防止此發(fā)生，理想的方式是樹脂中的填充物的總量為30vol％或更少。
作為增強(qiáng)纖維，可使用強(qiáng)度和彈性模量優(yōu)良的PAN基碳纖維。
通過由基礎(chǔ)樹脂(base resin)相互不同的樹脂形成面對止推軸承間隙的固定件和旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分，可防止在滑動期間固定件和旋轉(zhuǎn)件的粘合。
更具體而言，旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分的實例包括設(shè)置在軸部件上的凸緣部分，和具有轉(zhuǎn)子磁鐵安裝部分的旋轉(zhuǎn)件。
此處，稱為旋轉(zhuǎn)件的實例包括設(shè)置在諸如HDD的盤裝置中的盤轂(disk hub)和轉(zhuǎn)盤(turnable)，和用于連接LBP的多角鏡(polygonmirror)的轉(zhuǎn)子部分。
根據(jù)本發(fā)明，固定件和旋轉(zhuǎn)件的至少一部分由樹脂形成，由此可實現(xiàn)成本的降低、通過重量的減輕而減小沖擊載荷以及實現(xiàn)高耐用性。另外，也可實現(xiàn)止推軸承部分的抗磨損性方面的改進(jìn)。
如上所述，為了實現(xiàn)重量的減輕和生產(chǎn)成本的降低等，正在考慮由樹脂形成外殼。要考慮的問題之一是當(dāng)由樹脂形成外殼時如何確保樹脂外殼和諸如電機(jī)支架的保持外殼的金屬部件之間的必需的固定力。尤其是，使用在便攜式信息設(shè)備中的流體動壓軸承裝置需要高抗沖擊性特性，所以需要固定力方面的進(jìn)一步改進(jìn)。
粘合是獲得高固定力的方法的實例。在此情況下，為加強(qiáng)金屬材料和樹脂材料之間的粘合力，可在樹脂模制表面執(zhí)行諸如堿蝕刻、等離子蝕刻或紫外線處理的表面處理。然而在這此方法中，在樹脂材料的外殼模制之后，必須在粘合/固定表面上單獨(dú)地執(zhí)行表面處理，導(dǎo)致加工步驟的數(shù)量增加，這導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。
相應(yīng)地本發(fā)明的目的是實現(xiàn)該類型的流體動壓軸承裝置的外殼生產(chǎn)成本的降低，并實現(xiàn)外殼和由金屬形成的其它部件之間的固定強(qiáng)度的增加。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，流體動壓軸承裝置包括外殼；軸承套，所述軸承套固定在所述外殼內(nèi)的合適位置中；旋轉(zhuǎn)件，所述旋轉(zhuǎn)件產(chǎn)生相對于所述軸承套和所述外殼的相對旋轉(zhuǎn)；徑向軸承部分，所述徑向軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述軸承套之間的徑向軸承間隙中所產(chǎn)生的潤滑油的動壓作用，以非接觸方式在徑向方向上支持所述旋轉(zhuǎn)件；和止推軸承部分，所述止推軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述外殼之間的止推軸承間隙中所產(chǎn)生的潤滑油的動壓作用，以非接觸方式在軸向方向或止推方向上支持所述旋轉(zhuǎn)件，其中所述外殼構(gòu)成止推軸承部分并且所述外殼具有止推軸承表面和固定表面，動壓槽被形成在所述止推軸承表面中，另一金屬件被固定于所述固定表面，并且該流體動壓軸承裝置的特征在于所述外殼具有包括所述止推軸承表面并由樹脂材料形成的部分，以及包括由金屬材料形成的固定表面的部分。
此處，“由金屬形成的其它部件”并不限于流體動壓軸承裝置的部件，也包括所有固定于外殼的部件。例如，當(dāng)軸承套由金屬材料形成并被固定于外殼的內(nèi)周表面時，所述軸承套對應(yīng)于由金屬形成的其它部件。另外，固定于流體動壓軸承裝置的外殼的外周表面的金屬電機(jī)支架也對應(yīng)于由金屬形成的其它部件。
通常，當(dāng)金屬部件彼此固定時，它們之間可容易地獲得高固定力。利用這一事實，在本發(fā)明中，包括固定表面的部分由金屬材料形成，其中由金屬形成的其它部件固定于所述固定表面，由此能夠可靠地將外殼與由金屬形成的其它部件彼此固定。尤其是，當(dāng)外殼與由金屬形成的其它部件的固定通過粘合實現(xiàn)時，可增加外殼的固定表面和固定表面上的由金屬形成的其它部件之間的粘合強(qiáng)度。另外，在包括外殼的固定表面的部分由樹脂材料模制之后，可省略單獨(dú)在模制的固定表面上執(zhí)行表面處理的步驟，由此可實現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。
另外，在本發(fā)明中，包括止推軸承表面的外殼的一部分由樹脂材料形成，所述可與包括止推軸承表面的部分同時模制樹脂材料的動壓槽。因此，與包括止推軸承表面的部分由金屬材料形成的情況相比，可省略單獨(dú)地加工動壓槽的步驟。以此方式，形成動壓槽的步驟可被簡化，可實現(xiàn)成本的進(jìn)一步減少。
如上所述，在本發(fā)明的流體動壓軸承裝置中，外殼具有如上述的金屬部分和樹脂部分構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)，所以可為外殼和由金屬形成的其它部件之間的粘合確保充分的粘合力，同時實現(xiàn)外殼重量的減輕及生產(chǎn)成本的減少。
通過注塑成型并且包括由金屬材料形成的固定表面的部分的樹脂材料作為插入部分或嵌入部分(insert part)，可容易地制造上述結(jié)構(gòu)的外殼。
外殼例如可具有圓柱形側(cè)部、位于所述側(cè)部的一端的開口和位于所述側(cè)部的另一端的底部，同時止推軸承表面設(shè)置在所述開口側(cè)。
可選擇地，外殼也可具有圓柱形側(cè)部、位于所述側(cè)部的一端的開口，和位于所述側(cè)部的另一端的底部，同時止推軸承表面設(shè)置在所述底部側(cè)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可獲得外殼和由金屬形成的其它部件之間的高固定強(qiáng)度以提供能夠使用在例如便攜式信息設(shè)備中的高抗沖擊性，同時實現(xiàn)該類型的流體動壓軸承裝置的外殼的重量的減輕及生產(chǎn)成本的減少。
一種具有如上所述的流體動壓軸承裝置、轉(zhuǎn)子磁鐵和定子線圈的電機(jī)，具有優(yōu)良的抗磨損性，并提供耐用性和旋轉(zhuǎn)精度優(yōu)良的特性。


圖1是橫截面圖，顯示了其中合并有根據(jù)本發(fā)明的流體動壓軸承裝置的信息設(shè)備主軸電機(jī)；圖2是流體動壓軸承裝置的橫截面視圖；圖3是用于流體動壓軸承裝置中的軸承套的橫截面視圖；圖4是從圖2的箭頭B方向所看見的外殼的俯視圖；圖5是根據(jù)另一實施例的流體動壓軸承裝置的橫截面視圖；圖6是在圖5的流體動壓軸承裝置中所使用的軸部件的橫截面視圖；圖7是根據(jù)另一實施例的流體動壓軸承裝置的橫截面視圖；圖8A至圖8C是根據(jù)另一實施例的徑向軸承部分的橫截面視圖；圖9是其中合并有根據(jù)本發(fā)明的流體動壓軸承裝置的信息設(shè)備主軸電機(jī)的橫截面視圖；圖10是流體動壓軸承裝置的橫截面視圖；圖11A是軸承套的橫截面視圖，圖11B是軸承套的仰視圖(從圖11A的箭頭A方向所見)；圖12是如圖10的箭頭B方向所見的外殼的俯視圖；和圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的流體動壓軸承裝置的橫截面視圖。
具體實施例方式
以下將參照圖1至圖13說明本發(fā)明的實施例。
圖1顯示了信息設(shè)備主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)實例，其中合并有根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體動壓軸承裝置1。主軸電機(jī)使用在諸如HDD的盤驅(qū)動裝置中，并且所述主軸電機(jī)裝備有流體動壓軸承裝置1，所述流體動壓軸承裝置1以非接觸的方式可旋轉(zhuǎn)地支持軸部件2；連接于所述軸部件2的盤轂(disk hub)3；以及定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5，定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5通過例如徑向間隙的中間媒介作用彼此相對。用于保持一個或多個諸如磁盤的盤的盤轂(disk hub)3，具有連接于盤轂3的內(nèi)周的轉(zhuǎn)子磁鐵5。定子線圈4被安裝于支架6的外周，所述支架6固定于流體動壓軸承裝置1的外殼7的外周。當(dāng)定子線圈4通電時，轉(zhuǎn)子磁鐵5被定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5之間的電磁力所旋轉(zhuǎn)，從而盤轂3和軸部件2作為一個部件(旋轉(zhuǎn)件)整體地旋轉(zhuǎn)。
盤轂3是杯形樹脂模制部分。圖1和圖2顯示盤轂3的實例，所述盤轂3具有凸緣狀基部3a，形成在基部3a的內(nèi)直徑側(cè)的第一圓筒形突出部分3b，和形成在基部3a的外直徑側(cè)的第二圓筒形部分3c。如圖1中所示，在與電機(jī)定子4相對的第二突出部分3c的內(nèi)周中，設(shè)置有用于安裝轉(zhuǎn)子磁鐵5的安裝部分3d。轉(zhuǎn)子磁鐵5通過粘合等安裝于安裝部分3d。
圖2是流體動壓軸承裝置1的放大視圖。流體動壓軸承裝置1包括外殼7、固定于外殼7的內(nèi)周的軸承套8，和插入軸承套8的內(nèi)周中的軸部件2。
在軸承套8的內(nèi)周表面8a和軸部件2的外周表面2c之間，設(shè)置有彼此軸向地隔開的第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2。另外，止推軸承部分T被形成在外殼7的開口側(cè)端表面(上端表面)7d和固定于軸部件2的盤轂3的下端表面(基部3a的第一突出部分3b的內(nèi)直徑側(cè)的下端表面)之間。在以下說明中，為方便起見，外殼7的底部7c側(cè)被稱為下側(cè)，而與底部7c軸向相對側(cè)被稱為上側(cè)。
軸部件2作為固定直徑的軸由例如不銹鋼的金屬材料形成。
本發(fā)明的外殼7是帶底的圓筒形式的樹脂模制部件。圖中所示實例的外殼裝備有圓筒形側(cè)部7b，和設(shè)置在側(cè)部7b的下端的底部7c，并且底部7c與側(cè)部7b整體地模制而成。
以此方式，外殼7和盤轂3被形成為樹脂模制部件。用于這些部件的材料的實例包括熱塑性樹脂如無定形樹脂如聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)和聚醚酰亞胺(PEI)和結(jié)晶樹脂如液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚苯硫醚(PPS)等。首要的是，耐油性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的LCP和PPS尤其適合作為外殼7的材料。
關(guān)于這一點，通過對于外殼7和盤轂3使用不同基礎(chǔ)樹脂，可防止外殼7和盤轂3在滑動期間粘合。例如，可使用LCP作為外殼7的基礎(chǔ)樹脂，而使用PPS作為盤轂3的基礎(chǔ)樹脂。
由增強(qiáng)纖維、導(dǎo)電媒介等構(gòu)成的填充物被混合入這些基礎(chǔ)樹脂中，并且通過利用由此獲得的樹脂合成物，外殼7和盤轂3通過注塑成型被單獨(dú)地形成。所需的被選擇并被使用的填充物的實例包括例如玻璃纖維和碳纖維的纖維填料，諸如鈦酸鉀的須狀填充物，諸如云母的鱗狀填充物，和諸如碳黑(carbon black)、石墨、碳納米材料(carbonnanomeaterial)和金屬粉末的纖維性的或粉末的導(dǎo)電填充物。經(jīng)由實例，在此實施例中，強(qiáng)度和彈性模量等優(yōu)良的聚丙烯腈合成纖維(PAN)基碳纖維被用作增強(qiáng)纖維，而有助于以小混合量確保高導(dǎo)電性的碳納米管(nanotube)被用作導(dǎo)電介質(zhì)。
盤轂3通過合適的方法被固定于軸部件2。關(guān)于這一點，通過注塑成型形成上述樹脂合成物的盤轂3，使用作為插入部分的軸部件2(夾物模壓)，可以單個步驟執(zhí)行盤轂3的模制以及將軸部件2組裝于盤轂3，能夠以低成本和高精度將軸部件3和盤轂3形成整體。通過彼此成整體的軸部件2和盤轂3形成旋轉(zhuǎn)件。
如圖4中所示，在構(gòu)成止推軸承部分T的止推軸承表面的上端表面7d中，形成有例如螺旋結(jié)構(gòu)的動壓槽7d1。注塑成型形成外殼7時動壓槽7d1被形成。也就是說，在用于模制外殼7的模具的規(guī)定位置(模制上端表面7d的位置)，用于模制動壓槽7d1的模(matrixes)被預(yù)先加工，并且在注塑成型形成外殼7的時候槽模的結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)化到外殼7的上端表面7d，由此可在模制外殼7的同時形成動壓槽7d1。通過相同方法，動壓槽可被形成在盤轂3的下端表面3e中而不是形成在外殼7的上端表面7d中。
另外，外殼7在它的上部分的外周具有錐形外壁7e，所述錐形外壁7e的直徑向上逐漸地增大。在錐形外壁7e和設(shè)置在盤轂3上的圓筒形突出部分3b的內(nèi)壁之間，形成有錐形密封空間S，所述錐形密封空間S向上逐漸地變小。在軸部件2和盤轂3旋轉(zhuǎn)期間，密封空間S與止推軸承部分T的止推軸承間隙的外直徑側(cè)連通。
軸部件2作為固定直徑的軸由諸如不銹鋼的金屬材料形成。
軸承套8作為圓筒由多孔材料形成，所述多孔材料由例如燒結(jié)金屬構(gòu)成，特別是，多孔材料由主要成分為銅的燒結(jié)金屬構(gòu)成。通過例如超聲波熔化連接，軸承套8被固定于外殼7的內(nèi)周表面的預(yù)定位置，由此外殼7和軸承套8形成固定部件。軸承套8也可由諸如像銅這樣的軟質(zhì)金屬的金屬材料形成。
在由燒結(jié)金屬形成的軸承套8的內(nèi)周表面8a上，設(shè)置有軸向分開的上下兩個區(qū)域，所述兩個區(qū)域構(gòu)成第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2的各自的徑向軸承表面。在這兩個區(qū)域中，分別地形成有例如如圖3中所示的人字形結(jié)構(gòu)(或螺旋結(jié)構(gòu))的動壓槽8a1和8a2。上動壓槽8a1相對于軸向中心m(上傾斜槽和下傾斜槽之間的區(qū)域的軸向中心)軸向不對稱地被形成，并且軸向中心m的上側(cè)的區(qū)域的軸向尺寸X1大于軸向中心m下側(cè)的區(qū)域的軸向尺寸X2。另外，在軸承套8的外周表面8d中，形成有一個或多個軸向槽8d1，所述軸向槽8d1在軸承套的整個軸向長度上延伸。
軸部件2被插入軸承套8的內(nèi)周表面8a所限定的孔中。當(dāng)軸部件2和盤轂3靜止時，軸部件2的下端表面2d和外殼7的內(nèi)底表面7c1之間，以及在軸承套8的下端表面8c和外殼7的內(nèi)底表面7c1之間存在微小的間隙。
外殼7的內(nèi)部空間等注有潤滑油。也就是說，潤滑油注滿軸承套8的內(nèi)部空間、軸承套8的內(nèi)周表面8a和軸部件2的外周表面2c之間的間隙部分、軸承套8的下端表面8c和軸部件2的下端表面2d與外殼7的內(nèi)底表面7c1之間的間隙部分，和軸承套8的軸向槽8d1，軸承套8的上端表面8b和盤轂3的下端表面3e之間的間隙部分、止推部分T，和密封空間S。
在由軸部件2和盤轂3構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)期間，構(gòu)成軸承套8的內(nèi)周表面8a的徑向軸承表面的區(qū)域(上下兩區(qū)域)通過徑向軸承間隙的中間媒介作用與軸部件2的外周表面2c相對。另外，構(gòu)成止推軸承表面的外殼7的上端表面7d的區(qū)域通過止推軸承間隙的中間媒介作用與盤轂3的下端表面3e相對。當(dāng)軸部件2和盤轂3旋轉(zhuǎn)時，潤滑油的動壓產(chǎn)生于徑向軸承間隙之中，并且形成在徑向軸承間隙中的潤滑油膜以非接觸的方式徑向地并可旋轉(zhuǎn)地支持軸部件2。結(jié)果，形成有第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2，所述第一徑向軸承部分R1和所述第二徑向軸承部分R2以非接觸的方式徑向地并可旋轉(zhuǎn)地支持軸部件2和盤轂3。同時，潤滑油的動壓產(chǎn)生于止推軸承間隙中，并且形成在止推軸承間隙中的潤滑油膜以非接觸的方式在軸向或止推方向可旋轉(zhuǎn)地支持盤轂3。結(jié)果，形成有止推軸承部分T，所述止推軸承部分T在軸向方向以非接觸的方式可旋轉(zhuǎn)地支持軸部件2和盤轂3。
如上所述，第一徑向軸承部分R1的動壓槽8a1相對于軸向中心m軸向不對稱地被形成，同時軸向中心的上側(cè)的區(qū)域X1的軸向尺寸大于軸向中心以下的區(qū)域的軸向尺寸X2。因而，在軸部件2和盤轂3的旋轉(zhuǎn)期間，動壓槽8a1的潤滑油抽力(吸力)在上區(qū)域大于在下區(qū)域的潤滑油抽力。由于抽力的壓差，在重新被抽入第一徑向軸承部分R1的徑向軸承間隙中之前，注滿軸承套8的內(nèi)周表面8a和軸部件2的外周表面2c之間的間隙的潤滑油向下流動并通過以下路徑循環(huán)軸承套8的下端表面8c和外殼7的內(nèi)底表面7c1之間的間隙，軸向槽8d1，和盤轂3的下端表面3e和軸承套8的上端表面8b之間的間隙。以此方式，潤滑油通過間隙部分流動并循環(huán)，由此可防止以下現(xiàn)象在外殼7的內(nèi)部空間中的潤滑油壓力和在止推軸承部分T的止推軸承間隙中的潤滑油壓力局部地變?yōu)樨?fù)壓；從而可消除諸如由于負(fù)壓的產(chǎn)生而產(chǎn)生泡沫，由于泡沫的產(chǎn)生而引起的潤滑油的泄漏和振動的產(chǎn)生等問題。
利用密封空間S的毛細(xì)力和止推軸承部分T的動壓槽7d1的潤滑油抽力(吸力)，可更有效地防止?jié)櫥托孤┯谕獠俊?br> 在本發(fā)明中，通過止推軸承間隙的中間媒介作用彼此相對的外殼7和盤轂3兩者均由樹脂形成，所以它們各自的線性膨脹系數(shù)大致相同。因此，可使由于溫度改變而引起的軸向上的膨脹量在固定側(cè)和旋轉(zhuǎn)側(cè)大致相同，由此抑制了因溫度改變而引起的止推軸承間隙的寬度的波動，從而可獲得穩(wěn)定的軸承性能。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電機(jī)啟動或靜止時，或由于軸部件2的急轉(zhuǎn)等，通過止推軸承間隙的中間媒介作用彼此相對的外殼7的上端表面7d和盤轂3的下端表面3e暫時彼此滑動接觸。由兩部件的滑動接觸所引起的問題是在滑動部分P處樹脂部件在彼此上的滑動。
由本發(fā)明者所進(jìn)行的檢驗使以下內(nèi)容變得清楚當(dāng)作為增強(qiáng)纖維混合的碳纖維的平均纖維直徑超過12μm時，盤轂3和外殼7之間滑動部分P處的磨損量顯著地增大。認(rèn)為這是由以下事實引起的由于纖維直徑的增大而變得剛性的碳纖維破壞配合部件在滑動部分P處的軟質(zhì)樹脂材料，并且由于配合部件的樹脂材料上的因此而變粗糙的樹脂表面的滑動，磨損不斷發(fā)生。另一方面，當(dāng)碳纖維的平均纖維直徑小于1μm時，碳纖維的所預(yù)期的增強(qiáng)效果變得相當(dāng)不足，這是不合適的。因此，滿意的方式是作為填充物的碳纖維的平均纖維直徑被設(shè)定為1μm到12μm的范圍(更優(yōu)為5至10μm)。
當(dāng)增強(qiáng)纖維太長時，由于當(dāng)再使用過剩樹脂材料時纖維被切短，所述增強(qiáng)纖維的再循環(huán)特性受到損害。另外，當(dāng)模制動壓槽時轉(zhuǎn)化特性也被削弱。從此觀點，增強(qiáng)纖維的平均纖維長度優(yōu)選為500μm或更小(更優(yōu)選，300μm或更小)。
另外，由本發(fā)明者所進(jìn)行的檢驗也使以下內(nèi)容變得清楚同樣當(dāng)碳纖維的混合率超過20vol％時，由于樹脂部件在彼此上滑動，滑動部分P處的磨損量顯著地增大。認(rèn)為這是由于以下事實而引起的作為碳纖維的混合量增加的結(jié)果，碳纖維與配合樹脂部件的接觸頻率增大。另一方面，當(dāng)碳纖維的混合率小于5％時，相當(dāng)難以獲得所需要的機(jī)械強(qiáng)度，并且難以確保樹脂部件的抗磨損性。因此，碳纖維的混合量優(yōu)選在5到20vol％的范圍中。
另一方面，即使增強(qiáng)纖維的纖維直徑和混合率在上述范圍以內(nèi)，如果諸如導(dǎo)電介質(zhì)的其它填充物的混合量太大，那么當(dāng)外殼7通過超聲波熔接固定于另一部件(例如，軸承套8)時，熔接強(qiáng)度減小。由本發(fā)明者所進(jìn)行的檢驗顯示當(dāng)包括增強(qiáng)纖維和導(dǎo)電介質(zhì)的填充物的總量(金屬填充物或無機(jī)填充物的總量)超過30vol％時，熔接部分的強(qiáng)度的減小變得相當(dāng)顯著，從而導(dǎo)致強(qiáng)度方面的問題。因此，總填充物的量優(yōu)選為30vol％或更少。
盡管在上述軸承裝置1中，外殼7和盤轂3之間存在有旋轉(zhuǎn)側(cè)和固定側(cè)之間的滑動部分P，但是本發(fā)明的應(yīng)用范圍并不僅限于此。本發(fā)明也可應(yīng)用于另一結(jié)構(gòu)的流體動壓軸承裝置，其中外殼7和旋轉(zhuǎn)件通過止推軸承間隙的中間媒介作用彼此相對，并且其中相對的部分構(gòu)成樹脂部件之間的滑動部分。例如，在圖5中所示的流體動壓軸承裝置中，作為旋轉(zhuǎn)件的軸部件2由軸部分2a和凸緣部分2b構(gòu)成，并且止推軸承間隙被形成在凸緣部分2b的上端表面2b1和軸承套8的下端表面8c之間，以及在凸緣部分2b的下端表面2b2和外殼底部7c的內(nèi)底表面7c1之間，由此形成止推軸承部分T1和T2，所述止推軸承部分T1和T2用于利用產(chǎn)生在止推間隙中的潤滑油的動壓作用以非接觸的方式在止推方向上支持軸部件2。
如圖6中所示，在流體動壓軸承裝置的軸部件2中，軸部分2a的外周由圓筒形金屬部件22形成，并且整個凸緣部分2b和軸部分2b的芯部分由樹脂材料21形成。在此情況下，樹脂外殼7的內(nèi)底表面7c1和凸緣部分2b的下端表面2b2構(gòu)成樹脂部件之間的滑動部分P，所以，通過采取與圖1至圖4所示結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，可獲得相同的效果。
在該類型的流體動壓軸承中，不僅軸承套8，而且樹脂部件也可通過超聲波熔接固定于外殼7的側(cè)部7b，其中所述樹脂部件為例如用于密封徑向軸承間隙的密封件10和外殼底部7c(止推板(thrust plate))，所述外殼底部7c獨(dú)立于外殼7的側(cè)部7b。
在圖7中所示的流體動壓軸承裝置中，止推軸承部分T布置在外殼7的開口7a側(cè)，并且軸部件2以非接觸的方式相對于軸承部件8在一個止推方向上被支持。凸緣部分2b設(shè)置在軸部件2的下端的上方，止推軸承部分T的止推軸承間隙形成在凸緣部分2b的下端表面2b2和軸承部件8的上端表面8b之間。密封件13連接于外殼7的開口的內(nèi)周，而密封空間S形成在密封件13的內(nèi)周表面13a和軸部件2的軸部分2a的外周表面之間。密封件13的下端表面13b通過軸向間隙的中間媒介作用與凸緣部分2b的上端表面2b1相對，并且當(dāng)軸部件2向上位移時，凸緣部分2b的上端表面2b1與密封件13的下端表面13b接合，從而防止軸部件2的分離。
在此情況下，當(dāng)凸緣部分2b由樹脂形成并且軸承套8本身由樹脂形成時，或者當(dāng)軸承套8的上端表面8b以樹脂覆蓋時，凸緣部分2b的下端表面2b和軸承套8的上端表面8b構(gòu)成在彼此上滑動的樹脂部分，所以，通過采用與如圖1到圖4所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，可獲得相同的效果。
徑向軸承部分R1和R2也可由多拱的軸承構(gòu)成。圖8A顯示了這樣的結(jié)構(gòu)的實例，其中圖5中所示的流體動壓軸承裝置1的徑向軸承部分R1和R2由多拱的軸承(也稱作“錐形軸承”)形成。在此情況下，多個拱形表面8a1被形成在構(gòu)成第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2的徑向軸承表面的軸承套8的內(nèi)周表面8a的區(qū)域中。拱形表面8a1是偏心拱形表面，它們的圓心以相同距離偏離旋轉(zhuǎn)中心O并且所述偏心拱形表面以相等圓周間距被形成。軸向分割槽8a2形成在偏心拱形表面8a1之間。
通過將軸部件2的軸部分2a插入由軸承套8的內(nèi)周表面8a限定的孔中，第一和第二徑向軸承部分R1和R2各自的徑向軸承間隙形成在軸承套8的偏心拱形表面8a1和軸部分2a的圓柱形外周表面2a之間，以及軸承套8的分割槽8a2和軸部分2a的圓柱形外周表面2a之間。面對偏心拱形表面8a1的徑向軸承間隙的區(qū)域為楔形間隙8a3，其寬度在一個圓周方向逐漸地減小。楔形間隙8a3的減小方向與軸部件2的旋轉(zhuǎn)方向重合。
圖8B和8C顯示了構(gòu)成第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2的多弧形(多弧形)軸承的其它實施例。
在圖8B所示的實施例中，具有圖8A中所示的結(jié)構(gòu)，偏心拱形表面8a1的最小間隙側(cè)的預(yù)定區(qū)域θ由圓心為旋轉(zhuǎn)中心O的同圓心圓弧形成。因此，在預(yù)定區(qū)域θ中，徑向軸承間隙(最小間隙)被固定。這樣的結(jié)構(gòu)的多拱形軸承有時也被稱為錐形/平軸承。
在圖8C中，軸承套8的內(nèi)周表面8a的區(qū)域由三個拱形表面8a1形成，并且三個拱形表面8a1的圓心以相同距離偏離旋轉(zhuǎn)中心O。在由三個偏心拱形表面8a1限定的區(qū)域中，徑向軸承間隙在兩個圓周方向上均逐漸地減小。
盡管在所有上述多拱形軸承中第一和第二徑向軸承部分R1和R2都為三拱形的軸承，但是它們不應(yīng)當(dāng)限制性地解釋。也可采納所謂的四拱形軸承、五拱形軸承或由六個或更多拱形表面形成的多拱軸承。另外，除兩個徑向軸承部分與徑向軸承R1和R2的情況一樣彼此軸向隔開的結(jié)構(gòu)之外，也可采用以下結(jié)構(gòu)設(shè)置單一的徑向軸承部分，所述徑向軸承部分在軸承套8的內(nèi)周表面的垂直區(qū)域延伸。
另外，盡管在上述實施例中多拱形軸承被采用為徑向軸承部分，也可利用其它類型的軸承形成徑向軸承部分。例如，雖然未顯示，也可使用階式止推軸承(step bearing)，其中多個軸向凹槽形式的動壓槽被形成在構(gòu)成徑向軸承表面的軸承套8的內(nèi)周表面8a的區(qū)域中。
以下，將參照

本發(fā)明的實施例。
圖9是顯示了用于信息設(shè)備的主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)實例的概要圖，其中合并有根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體動壓軸承裝置1。用于信息設(shè)備的該主軸電機(jī)使用在諸如HDD的盤驅(qū)動裝置中，并且所述主軸電機(jī)裝備有以非接觸方式可旋轉(zhuǎn)地支持旋轉(zhuǎn)件3的流體動壓軸承裝置1，所述旋轉(zhuǎn)件3裝備有軸部分2；定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5；和由金屬形成的電機(jī)支架6，所述定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5通過例如徑向間隙的中間媒介作用而彼此相對。定子線圈4安裝于電機(jī)支架6的內(nèi)周，并且轉(zhuǎn)子磁鐵5安裝于旋轉(zhuǎn)件3的外周。流體動壓軸承裝置1的外殼7通過粘合等固定于電機(jī)支架6的內(nèi)周。旋轉(zhuǎn)件3保持諸如磁盤的一個或多個盤狀信息記錄介質(zhì)。當(dāng)定子線圈4被通電時，轉(zhuǎn)子磁鐵5被產(chǎn)生于定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5之間的電磁力所旋轉(zhuǎn)，由此旋轉(zhuǎn)件3和軸部分2整體地旋轉(zhuǎn)。
例如圖10中所示，流體動壓軸承裝置1裝備有外殼7、軸承套8和旋轉(zhuǎn)件3，其中所述外殼7具有在一端的開口7a和在另一端的底部7c，所述軸承套8固定在外殼7內(nèi)適當(dāng)位置，所述旋轉(zhuǎn)件3適合于相對于外殼7和軸承套8產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)。在以下說明中，為方便起見，外殼7的開口7a側(cè)將被稱為上側(cè)，而外殼7的底部7c側(cè)將被稱為下側(cè)。
旋轉(zhuǎn)件3例如由轂部分9和軸部分2構(gòu)成，其中所述轂部分9覆蓋外殼7的開口側(cè)7a，所述軸部分2將被插入軸承套8的內(nèi)周中。
轂部分9裝備有圓盤狀基部9a、圓筒形部分9b，盤安裝表面9c和凸緣部分9d，其中所述圓盤狀基部9a覆蓋外殼7的開口7a側(cè)，所述圓筒形部分9b從基部9a的外周部分軸向地向下延伸，所述盤安裝表面9c和凸緣部分9d設(shè)置在圓筒形部分9b的外周中。圓盤狀信息記錄介質(zhì)(未顯示)被安裝到基部9a的外周上，并且被放置在盤安裝表面9c上。圓盤狀信息記錄介質(zhì)被合適的保持裝置(未顯示)保持在轂部分9上。
在此實施例中，軸部分2與轂部分9整體地形成，并且所述軸部分2在它的下端具有單獨(dú)的凸緣部分10。凸緣部分10通過螺釘?shù)裙潭ㄓ谳S部分2。
軸承套8被形成為多孔材料的圓筒，所述材料由例如燒結(jié)金屬形成，尤其由主要成分為銅的燒結(jié)金屬形成。
如圖10中所示，在軸承套8的內(nèi)周表面8a上，設(shè)置有構(gòu)成第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2的各自的徑向軸承表面的軸向分開的上下兩個區(qū)域。在那兩個區(qū)域中，例如如圖11A中所示，分別地形成有人字形結(jié)構(gòu)的動壓槽8a1和8a2。上動壓槽8a1相對于軸向中心m(上下傾斜槽之間的區(qū)域的軸向中心)軸向不對稱地被形成，并且軸向中心m的上側(cè)的區(qū)域的軸向尺寸X1大于軸向中心m的下側(cè)的區(qū)域的軸向尺寸X2。另外，在軸承套8的外周表面8d中，形成有一個或多個在軸承套的整個軸向長度延伸的軸向槽8d1。在此實施例中，三個軸向槽8d1以相等圓周間距被形成。
在構(gòu)成止推軸承部分T2的止推軸承表面的軸承套8的下端表面8c的區(qū)域中，形成有例如圖11B中所示的動壓槽8c1。
外殼7裝備有側(cè)部7b，開口7a和底部7c，所述開口7a位于側(cè)部7b的一端，所述底部7c位于側(cè)部7b的另一端。側(cè)部7b由圓筒形金屬部分7b1和樹脂部分7b2構(gòu)成，其中所述樹脂部分7b2設(shè)置在所述金屬部分7b1的上部分的外周中。金屬部分7b1的外周的下部分構(gòu)成固定表面7f1，所述固定表面7f1通過粘合等固定于圖1中所示的電機(jī)支架6的內(nèi)周表面6a。在此實施例中，金屬部分7b1的內(nèi)周表面構(gòu)成固定表面7f2，金屬軸承套8通過粘合等被固定于所述固定表面7f2。
樹脂部分7b2的上端越過外殼側(cè)部7b的外周表面向內(nèi)地延伸，并且外殼側(cè)部7b的上端表面的外部分覆蓋有延伸部分7b1b。外殼7的開口7a由樹脂部分7b2的上端和金屬部分7b1的上端形成。例如如圖12中所示的動壓槽7b11形成在構(gòu)成止推軸承T1的止推軸承表面的樹脂部分7b2的上端表面7b1a的區(qū)域中。在此，樹脂部分7b2的向內(nèi)擴(kuò)展部分7b1b也可構(gòu)成形成動壓槽7b11的區(qū)域。
金屬部分7b1由諸如黃銅的軟質(zhì)金屬材料或者一些其它金屬材料形成，而樹脂部分7b2由諸如液晶聚合物或液晶高分子(LCP)或PPS的樹脂材料形成。在此實施例中，金屬部分7b1和樹脂部分7b2通過樹脂材料的注塑并且使用金屬部分7b1作為插入部件或嵌件(insert part)被整體地形成。在形成樹脂部分7b2的動壓槽7b11中，動壓槽7b11模預(yù)先形成在用于模制樹脂部分7b2的模的表面中，并且當(dāng)模制樹脂部分7b2時模的結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)化到樹脂部分7b2的上端表面7b1a，由此動壓槽與樹脂部分7b2同時地形成。
與側(cè)部7b分開形成的底部7c被改型為側(cè)部7b的下部分。底部7c由金屬材料或樹脂材料形成。在前種情況中，底部7c通過粘合等固定于側(cè)部7b；在后種情況中，底部7c通過超聲波熔接等固定于側(cè)部7b。
在樹脂部分7b2的外周中，形成有錐形外壁7e，其直徑向上逐漸地增大。在錐形外壁7e和圓筒形部分9b的內(nèi)周表面9b1之間，形成有密封空間S，密封空間S的徑向尺寸從外殼7的底部7c側(cè)向上逐漸地減小。在軸部分2和轂部分9的旋轉(zhuǎn)期間，密封空間S與止推軸承部分T1的止推軸承間隙的外部分連通。
流體動壓軸承裝置1的內(nèi)部，包括軸承套8的內(nèi)部空隙(多孔結(jié)構(gòu)的空隙)，注滿潤滑油。潤滑油的油平面始終保持在密封空間S內(nèi)。
當(dāng)流體動壓軸承裝置1的旋轉(zhuǎn)件3(軸部分2)旋轉(zhuǎn)時，構(gòu)成徑向軸承表面的軸承套8的內(nèi)周表面8a的上下兩區(qū)域通過徑向軸承間隙的中間媒介作用與軸部分2的外周表面2a相對。當(dāng)軸部分2旋轉(zhuǎn)時，注入徑向軸承間隙的潤滑油產(chǎn)生動壓作用，利用所述動壓作用的壓力以非接觸的方式徑向地并可旋轉(zhuǎn)地支持軸部分2。結(jié)果，形成有以非接觸方式徑向地并可旋轉(zhuǎn)地支持旋轉(zhuǎn)件的第一徑向軸承部分R1和第二徑向軸承部分R2。另外，止推軸承間隙形成在外殼7的樹脂部分7b2的上端表面7b1a和轂部分9的下端表面9a1之間，所述轂部分9與軸部分2整體地形成；當(dāng)旋轉(zhuǎn)件3旋轉(zhuǎn)時，注入止推軸承間隙的潤滑油產(chǎn)生動壓作用，利用所述動壓作用的壓力旋轉(zhuǎn)件3被以非接觸方式可旋轉(zhuǎn)地在止推方向上被支持。結(jié)果，形成有止推軸承部分T1，所述止推軸承部分T1以非接觸方式在止推方向上可旋轉(zhuǎn)地支持旋轉(zhuǎn)件3。以相同方式，止推軸承間隙形成在軸承套8的下端表面8c和軸部分2的凸緣部分10的上端表面10a之間，并且潤滑油的動壓作用產(chǎn)生在止推軸承間隙中，由此形成有第二止推軸承部分T2，所述止推軸承部分T2以非接觸方式在止推方向上支持旋轉(zhuǎn)件3。
以此方式，在該實施例中，包括固定表面7f1和7f2的外殼7的部分由金屬部分7b1形成，其中諸如電機(jī)支架6和軸承套8的金屬部件固定于所述固定表面7f1和7f2，而包括止推軸承表面的部分由樹脂部分7b2形成，其中在所述止推軸承表面處形成動壓槽7b11。利用此結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)由金屬形成的外殼7和軸承套8、電機(jī)支架6等之間的固定強(qiáng)度，從而可賦予流體動壓軸承裝置1對例如便攜式信息設(shè)備所要求的高抗沖擊特性。當(dāng)然，當(dāng)通過粘合將它們彼此固定時，可獲得高粘合強(qiáng)度，以及后處理(post-processing)，諸如用于確保粘合力的固定表面7f1和7f2的表面處理，和動壓槽7b11的電解處理，從而充分地減少外殼7的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明并不僅限于上述第一實施例。
盡管在上述第一實施例中具有動壓槽7b11的止推軸承表面設(shè)置在形成外殼7的開口7a的樹脂部分7b2的上端表面7b1a上(止推部分T1)，并且具有動壓槽8c1的止推軸承表面設(shè)置在軸承套8的下端表面8c上(止推部分T2)，本發(fā)明也可應(yīng)用于僅裝備有止推部分T1的流體動壓軸承裝置。在此情況下，如圖2中所示，軸部分2具有無凸緣部分10的直結(jié)構(gòu)。因此，外殼7可被形成為帶底的圓筒，其中底部7c和側(cè)部7b彼此成整體。
另外，盡管在以上實施例中軸承套8通過粘合被固定于外殼7的側(cè)部7b的固定表面7f2，但是當(dāng)軸承套8和外殼7之間可通過粘合之外的諸如壓配合或超聲波熔接的固定方法獲得充分的固定力時，并不特別必須形成包括金屬材料的外殼7的固定表面7f2的部分。
圖13顯示了根據(jù)另一實施例的流體動壓軸承裝置1’。在此實施例中，軸部分12在它的下端處整體地或單獨(dú)地設(shè)置有凸緣部分20。外殼17裝備有圓筒形側(cè)部17b和底部件17c，所述底部件17c固定于側(cè)部17b的下端部分。密封件13固定于外殼17的側(cè)部17b的上端部分的內(nèi)周。雖然未顯示，但是例如螺旋結(jié)構(gòu)的動壓槽形成在外殼17的底部件17c的內(nèi)底表面17c1中，并且相似結(jié)構(gòu)的動壓槽也形成在軸承套18的下端表面18c中。止推軸承部分T11形成在軸承套18的下端表面18c和軸部分12的凸緣部分20的上端表面20a之間，并且止推軸承部分T12形成在外殼17的底部件17c的內(nèi)底表面17c1和凸緣部分20的下端表面20b之間。
在此實施例中，外殼17的側(cè)部17b形成為金屬材料的圓筒形結(jié)構(gòu)，并且所述側(cè)部17b在側(cè)部17b的外周和內(nèi)周分別地具有固定表面17f1和固定表面17f2。雖然未顯示，金屬電機(jī)支架通過粘合、壓配合等固定于固定表面17f1，并且金屬軸承套18通過粘合等固定于固定表面17f2。具有動壓槽的底部件17c由樹脂材料模制而成，并且所述底部件17c通過超聲波熔接等固定于側(cè)部17b的下端部分。密封件13由金屬材料或樹脂材料形成。在前種情況下，密封件13通過粘合等固定于側(cè)部17b；在后種情況下，密封件13通過超聲波熔接固定于側(cè)部17b。在其他方面，該實施例與第一實施例大致相同，而它的冗余描述將省略。
在圖10和圖13中所示的所有實施例中，徑向軸承部分R1和R2可由圖8A至圖8C中所示的多拱形軸承形成或者由階式止推軸承形成。
權(quán)利要求
1.一種流體動壓軸承裝置，包括旋轉(zhuǎn)件；固定件；徑向軸承部分，所述徑向軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件之間的徑向軸承間隙中所產(chǎn)生的流體的動壓作用，以非接觸方式在徑向方向上保持所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件；和止推軸承部分，所述止推軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件之間的止推軸承間隙中所產(chǎn)生的流體的動壓作用，以非接觸方式在止推方向上保持所述旋轉(zhuǎn)件和所述固定件，其中面對所述止推軸承間隙的所述固定件和所述旋轉(zhuǎn)件的至少部分都由樹脂形成，并且其中至少一個樹脂部分與作為填充物的纖維直徑為1至12μm的增強(qiáng)纖維混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述增強(qiáng)纖維以5-20vol％的量混合于樹脂中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述填充物進(jìn)一步含有導(dǎo)電介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任意一項所述的流體動壓軸承裝置，其中所述填充物以30vol％或比30vol％更少的總量混合于樹脂中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述增強(qiáng)纖維為聚丙烯腈合成纖維PAN基碳纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中面對所述止推軸承間隙的所述固定件和所述旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分由不同的基礎(chǔ)樹脂的樹脂材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中面對所述止推軸承間隙的所述固定件和所述旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分之一由液晶聚合物L(fēng)CP形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中面對所述止推軸承間隙的所述固定件和所述旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分之一由聚苯硫醚PPS形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分為軸部件的凸緣部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)件的樹脂部分為具有用于轉(zhuǎn)子磁鐵的安裝部分的旋轉(zhuǎn)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，包括軸部件，所述軸部件設(shè)置為旋轉(zhuǎn)件；軸承套，所述軸部件被插入所述軸承套的內(nèi)周中；和外殼，其中所述軸承套被固定于所述外殼內(nèi)的合適位置中，所述軸承套和所述外殼設(shè)置為固定件，所述外殼具有面對所述止推軸承間隙的部分。
12.一種流體動壓軸承裝置，包括外殼；軸承套，所述軸承套固定在所述外殼內(nèi)的合適位置中；旋轉(zhuǎn)件，所述旋轉(zhuǎn)件產(chǎn)生相對于所述軸承套和所述外殼的相對旋轉(zhuǎn)；徑向軸承部分，所述徑向軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述軸承套之間的徑向軸承間隙中所產(chǎn)生的潤滑油的動壓作用，以非接觸方式在徑向方向上支持所述旋轉(zhuǎn)件；和止推軸承部分，所述止推軸承部分利用所述旋轉(zhuǎn)件和所述外殼之間的止推軸承間隙中所產(chǎn)生的潤滑油的動壓作用，以非接觸方式在止推方向上支持所述旋轉(zhuǎn)件，其中所述外殼構(gòu)成止推軸承部分并且所述外殼具有止推軸承表面和固定表面，其中動壓槽被形成在所述止推軸承表面中，另一金屬件被固定于所述固定表面，并且其中所述外殼具有包括所述止推軸承表面并由樹脂材料形成的部分，以及包括由金屬材料形成的固定表面的部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體動壓軸承裝置，其中所述外殼通過將包括由金屬材料形成的固定表面的部分用作插入部件或嵌件、注塑成型樹脂材料而形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體動壓軸承裝置，其中所述外殼具有圓筒形側(cè)部、位于所述側(cè)部的一端的開口和位于所述側(cè)部的另一端的底部，同時止推軸承表面設(shè)置在所述開口側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體動壓軸承裝置，其中所述外殼具有圓筒形側(cè)部、位于所述側(cè)部的一端的開口，和位于所述側(cè)部的另一端的底部，同時止推軸承表面設(shè)置在所述底部側(cè)。
16.一種電機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求1或12的流體動壓軸承裝置；轉(zhuǎn)子磁鐵；和定子線圈。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高耐用性并能以低成本生產(chǎn)的流體動壓軸承裝置。在該流體動壓軸承裝置中，外殼(7)和盤轂(3)為樹脂模制部分，而止推軸承間隙形成在外殼(7)的上端表面(7d)和盤轂(3)的下端表面(3e)之間。在此情況下，擔(dān)當(dāng)滑動部分(P)的表面(7d，3e)在軸承的操作期間臨時地滑動接觸彼此。樹脂外殼(7)中作為增強(qiáng)纖維的混合PAN基碳纖維的直徑為12μm或更小，并且混合量在5－20vol％的范圍以內(nèi)，從而可防止滑動部分(P)中破裂和磨損的發(fā)生。
文檔編號F16C33/10GK1957184SQ20058001006
公開日2007年5月2日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者柴原克夫, 伊藤健二, 古森功, 中島良一, 栗村哲彌 申請人:Ntn株式會社