專利名稱：流體潤滑軸承裝置和具有其的電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流體潤滑軸承裝置及具有其的電機。
背景技術：
燒結金屬材料應用在許多領域，包括上面提到的燒結浸油軸承領域。最重要的是， 在燒結浸油軸承里，當它本身與要被支撐的軸之間進行相對旋轉時，用于浸沒的潤滑流體滲出到軸承與軸之間的滑動部分以便形成潤滑膜，并且以這種油膜為媒介，軸被旋轉地支撐。這樣的燒結浸油軸承適用于對軸承的性能和耐久性要求特別高的地方，例如，應用于自動軸承元件或信息設備的電機主軸。關于以上提到的應用于信息設備的電機，流體潤滑軸承正被考慮使用或者已經(jīng)被實際使用，該流體潤滑軸承(fluid lubrication bearing)展示了高旋轉精度,高速旋轉特性，低噪音特性和低成本。這種類型的流體潤滑軸承一般分為流體動壓軸承(hydrodynamic pressure bearing)和所謂的滾柱軸承(該種軸承剖面結構非常圓)。流體潤滑軸承配備有動壓產(chǎn)生部，該動壓產(chǎn)生部在軸承間隙的流體(例如潤滑油)中產(chǎn)生流體動壓，滾柱軸承則沒有配備這樣的動壓產(chǎn)生部。例如，在結合到用作盤片(disk)驅動裝置如HDD的主軸電機里的流體潤滑軸承裝置中，在徑向方向支撐軸構件的徑向軸承部分和在推力方向支撐軸構件的推力軸承部分都由流體動壓軸承形成。例如，在這種類型的流體動壓軸承裝置中已知的徑向軸承部分中，作為動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽形成在軸承套的內周表面或者與軸承套內周表面相對的軸構件的外部圓周表面中任一個上，在這兩個面之間形成徑向軸承間隙(請參見，例如， JP2003-239951A)。有時候，為了使軸承部分旋轉并為它提供潤滑油，并且為了獲得穩(wěn)定的軸承剛度， 燒結浸油軸承被用作構成上述軸承的軸承套。通過把主要成分是Cu粉、或Fe粉、或Cu粉和Fe粉兩種的金屬粉末壓制成預定構型(有時候是一種圓柱構型)，然后進行燒結，從而形成這種軸承套(一種燒結浸油軸承)。這樣的軸承套，其內部空隙被流體浸潰，這種流體如潤滑油或者潤滑油脂(請參見，例如，JP11-182551A)。另外一方面，考慮到被旋轉支撐的軸是在軸向壓力載荷或者轉矩載荷(moment load)的作用下被使用的，因此軸由高強度材料形成，例如不銹鋼(SUS)。在這種類型的燒結浸油軸承中，在它本身和軸之間的滑動摩擦是不可避免的，所以軸滑動所在的滑動表面(軸承表面)就需要令人滿意的滑動特性和高耐磨性。當直到相對于軸的滑動特性(適應性)被考慮時，燒結浸油軸承是令人滿意的，然而，在耐磨性方面，它不總是令人滿意的。尤其當關聯(lián)的構件是由較高硬度(例如，SUS)的金屬形成時，會有燒結浸油軸承過早磨損的擔心。
進一步，考慮到由于流體潤滑軸承裝置使用環(huán)境的變化會導致軸承性能方面的變化，例如，流體潤滑軸承裝置被用在高溫環(huán)境中，由于要取決于溫度或使用潤滑油種類，因此提供給軸承的潤滑油的粘性可能降低，導致軸承剛度的不足。另一方面，在低溫環(huán)境，潤滑油的粘性會增加，在旋轉(尤其在旋轉開始)期間會有轉矩損失的擔心。考慮到在軸向壓力載荷或者轉矩載荷作用下的使用，尤其當要被旋轉地支撐的軸構件由高強度的材料，如上面提到的SUS形成時，形成軸承套的材料的線性膨脹系數(shù)大于形成軸構件的材料的線性膨脹系數(shù)，這是很平常的。在這種情況下，例如，在高溫，徑向軸承間隙變的相當大，就會擔心軸承剛度進一步降低。另一方面，在低溫，徑向軸承間隙變得相當小，所以隨著潤滑油粘性的增加，就會擔心在旋轉期間轉矩損失進一步加大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種相對于要被支撐的關聯(lián)滑動構件在滑動特性方面和耐磨性方面得到改善的燒結金屬材料，和提供一種由這種金屬材料形成的燒結浸油軸承。本發(fā)明的第二個目的是提供一種流體潤滑軸承裝置，在該流體潤滑軸承裝置中， 能夠抑制溫度變化引起的軸承剛度減小，并實現(xiàn)了旋轉期間轉矩損失減小的目的。為了實現(xiàn)上面提到的第一個目的，本發(fā)明提供了一種燒結金屬材料，該燒結金屬材料通過壓制含有Cu粉和SUS粉的混合金屬粉，然后燒結混合金屬粉的壓塊而獲得。這里， 術語Cu粉包括純Cu粉、混合有其他金屬的Cu合金粉、和在其他金屬顆粒表面形成Cu覆蓋層的鍍銅金屬粉。進一步來說，為了實現(xiàn)第一個目的，本發(fā)明提供了一種由燒結金屬材料形成的燒結浸油軸承，該燒結金屬材料由上述混合金屬粉構成，并且在該燒結浸油軸承的內周具有軸承表面，該軸承表面支撐由潤滑油膜媒介支撐的軸的滑動表面。因此，通過把SUS粉混入到材料中，由燒結材料形成的表面(燒結浸油軸承的軸承表面)的硬度就得到加強。另一方面，通過把Cu粉混入到材料中，可確保所形成的表面(軸承表面)相對于關聯(lián)滑動構件(軸)具有令人滿意的滑動特性(相容性)。這樣，由包含這兩種金屬粉的混合金屬粉形成的燒結金屬材料，或者由這種燒結金屬材料形成的燒結浸油軸承，相對于關聯(lián)的滑動構件在耐磨性方面能夠獲得改進，而且相對于關聯(lián)滑動構件還能夠獲得令人滿意的滑動特性(摩擦小，轉矩損失低)?？梢允褂酶鞣N類型的SUS粉。首先，例如，優(yōu)選使用含有不小于5wt%且不大于 16wt%的Cr的SUS粉，更佳地，可使用含有不小于6 丨％且不大于IOwt %的Cr的SUS粉。 這要歸因于如下事實，即當Cr在合金狀態(tài)的SUS粉中的含量超過16wt%，就會擔心燒結金屬的二次成型性(燒結后的成型性能)，或擔心燒結金屬的強度受到相反影響。另一方面， 當Cr含量小于5wt%，與其混合的SUS粉的硬度是不夠的，也就不能得到在耐磨性方面的改
盡
口 o作為包含Cu粉和SUS粉的混合金屬粉，期望采用包含5被％到95被％的Cu粉和 5wt %到95wt %的SUS粉的混合金屬粉。當SUS粉的含量小于5wt %時，就會擔心由于SUS 粉的混合量不夠導致耐磨性得不到改善。當Cu粉的含量小于5wt%時，可能得不到令人滿意的滑動特性(相對于關聯(lián)滑動構件的相容性)。
包含Cu粉和SUS粉的混合金屬粉可以被混入其它成分，例如，混入一種低熔點的金屬(該金屬在不高于燒結溫度的溫度熔化)粉。采取這樣的措施是考慮到這樣的事實， 即通過混入一種能在燒結溫度熔化的金屬粉，該燒結溫度通常被設置低于Cu粉或SUS粉的熔點，熔化(液態(tài))金屬在Cu粉顆粒之間或Cu粉和SUS粉顆粒之間擔當粘合劑。結果，可增強燒結后燒結金屬材料的機械強度或燒結浸油軸承的機械強度。低熔點金屬是一種在不高于預定的燒結溫度(燒結浸油軸承的燒結溫度通常從 750到1000°C)的溫度熔化的金屬。使用這種金屬是可能的，舉例來說，這種金屬如Sn，Zn， Al，或者P，或者含有這些金屬中兩種或多種的合金。首先，Sn是特別適合的，因為在液態(tài)熔入Cu的Sn增強了燒結金屬材料的成型表面(燒結浸油軸承的軸承表面)的硬度。當進一步往包含Cu粉和SUS粉的金屬粉材料中混入低熔點金屬粉，更合適的混合比例如下Cu粉不小于5wt*%且不大于94. 8wt*%, SUS粉不小于5wt %且不大于 94. 8wt%,和低熔點金屬粉不小于0. 2wt%且不大于IOwt%。為了進一步增強滑動表面的滑動特性，把一種固體潤滑劑例如石墨混入上面的混合金屬粉中也是可能的。然而，石墨相對于金屬粉如Cu粉在燒結時結合性非常差。所以當混入石墨時，就有燒結體強度降低的擔心。因而，關于石墨的混入量必須多加小心。從上面的觀點來看,石墨混入量的上限值是2. 5wt%。通過將石墨的混入量保持在這個范圍內，可使燒結金屬材料的強度降低和通過燒結這種材料獲得的燒結浸油軸承的強度降低最小。另一方面，考慮這樣的事實，即混入比別的金屬相對硬的SUS粉，會導致在成形時相對于模子的侵蝕性(aggressiveness)增加，因此對于石墨混入量的下限值不小于 0. 5wt%是合適的。這有助于在成形時相對于模子在滑動特性方面取得改善，當模子被經(jīng)常使用時可減少破壞。在這種情況下，較佳地，整個混合比例如下Cu粉不小于5wt%且不大于 94. 5wt %, SUS粉不小于5wt 且不大于94. 5wt ,和石墨不小于0. 5wt 且不大于 2. 5wt%。當進一步混入低熔點金屬粉時，較佳地，整體混合比例如下Cu粉不小于5wt% 且不大于94. 3wt%, SUS粉不小于5wt*%且不大于94. 3wt*%,石墨不小于0. 5wt*%且不大于2. 5wt%,和低熔點金屬粉不小于0. 2wt%且不大于IOwt%。在上述成分的燒結金屬材料形成的燒結浸油軸承中，可在該燒結浸油軸承的內部圓周上設置的軸承表面形成動壓產(chǎn)生部。在這種情況下，通過在軸承和要支撐的軸之間的間隙中產(chǎn)生的流體動壓作用，燒結浸油軸承以非接觸的方式旋轉地支撐軸。上述燒結浸油軸承可以提供給，舉例來說，如具有燒結浸油軸承的流體潤滑軸承裝置。進一步來說，該流體潤滑軸承裝置可以提供給如配備了流體潤滑軸承裝置的電機。為了達到上面提到的第二個目的，本發(fā)明提供了一種包括軸構件和軸承套的流體潤滑軸承裝置，其中軸承套用來旋轉地支撐軸構件，突出的特色在于軸承套是通過壓制包含Cu粉和線性膨脹系數(shù)為8. OX 10_6/°C的金屬粉，然后在混合金屬粉的壓塊上執(zhí)行燒結獲得。通過這種材料形成的軸承套，該材料可以通過混合Cu和低線性膨脹系數(shù)(等于 8. OX 10_6/°C)金屬粉獲得，該軸承套的線性膨脹系數(shù)變得小于含常規(guī)成分(Cu和Fe)的軸承套的線性膨脹系數(shù)。因而，例如，當在高的溫度下潤滑油粘性降低時，可盡可能地抑制徑向軸承間隙的膨脹。當在低的溫度下潤滑油的粘性增加時，可盡可能地抑制徑向軸承間隙的縮小。因而，即使在高/低的溫度環(huán)境或在溫度顯著變化的環(huán)境中，可盡可能地抑制軸承剛度的減小，減少了旋轉時的轉矩損失。具有上述線性膨脹系數(shù)的金屬的實例包括單一金屬(unitary metal),如Mo和W, 和含有不小于25#%且不大于50#%的附的Fe-Ni合金。優(yōu)選的是，可使用含有不小于 30wt*%且不大于45wt*%的Ni的Fe-Ni合金。這種材料的具體例子包括Invar型(Fe_36Ni) 合金粉、Super-Invar型(Fe-32Ni_4Co,Fe-31Ni_5Co)合金粉、和Kovar型合金粉。這些合金粉都具有非常小的線性膨脹系數(shù)，構成的材料特別適合使用。作為包含Cu粉和低線性膨脹金屬粉的混合金屬粉，較為適合地，可包含不小于 30wt%且不大于90wt%的Cu粉、和不小于IOwt %且不大于70wt%的低線性膨脹金屬粉。 這要歸因于如下事實。當?shù)途€性膨脹金屬粉的含量小于10wt%時，就會擔心低線性膨脹金屬粉相當缺乏會導致線性膨脹系數(shù)降低的現(xiàn)象。當Cu粉的含量小于30wt%，就有軸承套的成型性能(可使用性)惡化的擔心，因而不可能確保所需尺寸精度，或者使模子的耐磨性惡化。進一步來說，為了實現(xiàn)軸承套的強化效果，可進一步地向包含Cu粉和Fe-Ni合金粉的混合金屬粉中混入SUS粉。這樣不僅有助于加強軸承套，而且改善了軸承套的耐磨性。作為包含SUS粉的混合金屬粉，使用不小于30 丨％且不大于80wt%的Cu粉，不小于IOwt %且不大于65wt%的低線性膨脹金屬粉,和不小于5wt%且不大于60wt%的SUS粉是理想的。通過按上述范圍內的比例混合金屬粉，可將軸承套的低線性膨脹特性和耐磨性保持在高水平。這樣，混合金屬粉形成了軸承套。該混合金屬粉由Cu粉，作為低線性膨脹金屬粉的Fe-Ni合金粉，或Cu粉和Fe-Ni合金粉組成，或者該軸承套由進一步包含了 SUS粉的混合金屬粉形成。也可把低熔點的金屬，如Sn或Zn混入這樣的混合金屬粉。這種低熔點金屬在燒結的時候熔化(變成液態(tài))，對于Cu粉和低線性膨脹金屬粉來說，其功能是作為一種粘合劑。這里，低熔點的金屬指在一定溫度下熔化的金屬，該溫度不高于在混合金屬粉被壓制后低熔點金屬被燒結(燒結溫度)的溫度。含有上述成分的混合金屬粉形成的軸承套，在它的內部圓周表面有動壓產(chǎn)生部。 在這種情況下，在構成了軸承套的徑向軸承的流體動壓產(chǎn)生區(qū)域和要被支撐的軸構件(并且軸構件以非接觸方式被旋轉地支撐)的外部圓周表面之間的徑向軸承間隙產(chǎn)生了流體動壓作用。配備了上述軸承套的流體潤滑軸承裝置可能被提供，例如，結合了這種流體潤滑軸承裝置的盤片驅動主軸電機。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種相對于要被支撐的軸在耐磨性和滑動特性方面得到改善的燒結金屬材料和一種由這種金屬材料形成的燒結浸油軸承。進一步來說，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種流體潤滑軸承裝置，在該流體潤滑軸承裝置中，抑制了由于溫度變化導致的軸承剛度的降低，并且降低了旋轉期間的轉矩損耗。


圖I是信息設備主軸電動機的剖視圖，在該主軸電動機中結合有本發(fā)明第一實施例的流體潤滑軸承設備；
圖2是流體潤滑軸承設備的剖視圖3A是軸承套的縱向剖視圖3B顯示軸承套的下端面；
圖4是信息設備主軸電機的剖視圖，在該信息設備主軸電機中結合了本發(fā)明第二個實施例的流體潤滑軸承裝置。
圖5是流體潤滑軸承裝置的剖視圖。
圖6A是軸承套的縱向剖視圖6B顯示軸承套的下端面；
圖7是軸承套內部顯微照片；
圖8是徑向軸承部分的另一結構范例的剖視圖9是徑向軸承部分的另一結構范例的剖視圖10是徑向軸承部分的另一結構范例的剖視圖11是顯示實例I的測試樣品材料的成分表；
圖12A到12E是一些表格，每個表格都顯示實例I中的粉末粒度分布(powerparticle;size)；
圖13是顯示實例I的耐磨試驗結果表；
圖14是顯示實例2的測試樣品材料的成分表；
圖15A到15F是一些表格，每個表格都顯示實例2的粉末粒度分布；
圖16是顯示實例2的線性膨脹系數(shù)測量試驗結果表；
圖17是顯示實例2的耐磨試驗結果表。
具體實施方式
以下將參考圖I到3來描述本發(fā)明的第一實施例。
圖I是顯示流體潤滑軸承裝置(流體動壓軸承裝置)I的結構的示意圖。該流體
潤滑軸承設備I配備有依照本發(fā)明實施例的燒結浸油軸承，并且在信息設備主軸電機中結合有流體潤滑軸承裝置I。這種主軸電機應用于盤片驅動裝置，如HDD，其配備了流體潤滑軸承裝置1，該流體潤滑軸承裝置支撐一個以非接觸方式旋轉的軸構件2，一個附接到軸構件2的盤片轂(disk hub) 3,—個定子線圈4和一個轉子磁鐵5,4和5以徑向間隙為媒介互相對立。定子線圈4附接到支架(bracket)6的外部圓周,轉子磁鐵5附接到盤片轂3的內部圓周。盤片轂3在它的外部圓周保留有一個或多個(圖I中有兩個)象盤片一樣的信息存儲介質，如磁性盤片(以下簡稱為磁盤)D。在主軸電機內，如上面描述構造，當定子線圈 4被通電，在定子線圈4和轉子磁鐵5之間就產(chǎn)生電磁力使轉子磁鐵5旋轉，盤片轂3和被盤片轂3支撐的磁盤D與軸構件2隨著轉子磁鐵5旋轉而整體地旋轉。圖2顯示了流體潤滑軸承裝置I。流體潤滑軸承裝置I主要由軸構件2，外殼 (hoursing) 7,固定于外殼7的軸承套8,密封構件9組成。為了便于說明，夕卜殼7側面的底部部分7b將被稱作下側，同時，相對于底部部分7b的它的一側被稱作上側。軸構件2由金屬材料形成，如不銹鋼，且軸構件2配備了軸部分2a和可以整體或單獨提供的在軸部分2a下端的凸緣部分2b。軸構件2可以是由金屬材料和樹脂材料形成的混合結構的軸構件。在這種情況下，至少包括軸部分2a的外部圓周表面2al的套子部分(sheath portion)是由金屬材料形成,剩余部分(例如，軸部分2a的中心部分和凸緣部分 2b)是由樹脂形成。外殼7是由樹脂合成物通過噴射造型法形成的，該樹脂合成物的基礎樹脂是LCP， PPS，PEEK等基礎樹脂，例如，與圖2中所示，外殼7由圓柱部分7a和在圓柱部分7a下端的整體地形成的底部部分7b組成。根據(jù)目的，形成外殼7的樹脂合成物，允許以下物質按適量混合，例如，玻璃纖維等纖維填料，鈦酸鉀等纖維狀填料，如云母等鱗狀填料，纖維或粉末傳導性填料如碳化纖維、黑煙末、石墨、碳納米材料或者各種各樣的金屬粉。例如，盡管未顯示，在底部部分7b的上端表面7bl的全部或者部分環(huán)形區(qū)域內形成了這樣的區(qū)域，即，在該區(qū)域內以螺旋狀布置有多個作為推力動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽。相對于凸緣部分2b的下端表面2b2的這個流體動壓產(chǎn)生區(qū)域，在軸構件2旋轉期間， 在它和下端表面2b2之間形成第二個推力軸承部分T2(參看圖2)的推力軸承間隙。這些流體動壓槽通過機械加工能夠與外殼7同時形成，這些流體動壓槽位于用來模制外殼7的模子(mold)的預定位置處(即形成上端表面7bl的位置)，用來形成流體動壓槽的槽就形成了。此外，在軸向上從上端表面7bl按預定尺寸向上隔開的位置上，有整體形成的臺階部分7d(step portion),該臺階部分7d將與軸承套8的下端表面8c接合以便實現(xiàn)軸向上的定位。軸承套8由多孔材料以圓柱形構型形成，并被固定于外殼7的內周表面，該多孔材料由主要成分是Cu (或Cu合金)和SUS的燒結材料構成。如下描述，軸承套8的內部的空隙充滿了潤滑油從而形成了燒結浸油軸承。在軸承套8的內周表面8a的全部或者部分圓柱形區(qū)域內，形成了作為徑向動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽。例如，如圖3A所示，在這個實施例中，形成了兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域在軸向的方向上彼此間隔，多個流體動壓槽8al和8a2以人字形(herringbone-like fashion)布置在這兩個區(qū)域內。在上部區(qū)域內，即形成流體動壓槽8al的地方，形成了相對于軸心m(上部傾斜槽和下部傾斜槽之間的區(qū)域的軸中心)軸向不對稱的流體動壓槽8al,而且軸心m上側區(qū)域的軸向尺寸Xl大于軸心m下側區(qū)域的軸向尺寸X2。如圖3B所示，在軸承套8的下端表面Sc的全部或者部分環(huán)形區(qū)域內，形成了以人字形布置的多個流體動壓槽8cl的區(qū)域。軸承套8可以這樣獲得，即把含有Cu (或者Cu合金)粉、SUS粉和作為低熔點金屬粉的Sn粉的混合金屬粉壓制成圓柱形構型，并在預定的燒結溫度燒結。進一步，在這個實施例中，在內周表面上的旋轉校準(rotation sizing)和槽校準(groove sizing)會受到影響(effect)，因此流體動壓槽8al，8cl及其它形成在燒結體的外表面。在旋轉校準和槽校準之前，就實現(xiàn)了尺寸校準(dimensional sizing),因此在高精度的后加工處理中執(zhí)行每個校準操作是可能的。進一步的，通過把Sn粉鍍在Cu粉顆粒的表面(例如，使用鍍 SnCu粉)，這樣就可以簡化金屬粉的處理，進而在燒結的時候，Sn就被均勻地分散到Cu粉顆粒中，從而有可能去進一步增強粘合結合效果。用作軸承套8材料的Cu粉的尺寸等于或小于SUS粉的尺寸是期望的。進一步來說，在這個實施例中，Cu粉，SUS粉和Sn粉的理想混合比例如下Cu粉不小于40wt% 且不大于94. 5wt% ；SUS粉不小于5wt*%且不大于50wt*% ；Sn粉不小0. 5wt*%且不大于 IOwt %。當SUS粉的混合量小于5wt%，歸功于SUS粉的耐磨性改善效果是不夠的。另一方面，當它超過50wt%，燒結后校準，尤其是上述流體動壓槽8al，8cl的成型就會變得困難。進一步來說,為了改善在壓制時的成型性能或者成品(finished product)的滑動性，可通過把滑動潤滑劑如石墨混合到上面提到的混合金屬粉中來達到該目的。在這種情況下，當混合石墨的量太大時，石墨可能阻礙金屬粉顆粒之間的燒結作用，并且會擔心燒結體強度降低。進而當軸承套8 (流動潤滑軸承裝置I)被使用時，一部分石墨由于沒有連接到其它金屬粉顆粒而可能從軸承套8中分離出來成為污染物，并混入到潤滑油中?？紤]到這些情況，石墨混合量的上限值為2. 5wt%是理想的。另一方面，當石墨的混合量太少，就擔心對成型性能有不利影響。這種對成型性能的不利影響歸因于混合的SUS粉沒有被覆蓋。也就是說，歸因于混合的SUS粉相對于其它金屬具有差的燒結特性，造型(燒結體)本身變得相當易碎，所以在二次成型時，如校準時， 燒結體的碎裂很容易發(fā)生，這要歸因于在釋放造型的時候，例如造型從模子中抽出的抽出力。尤其在槽校準的時候，由于燒結體的彈性回復，在用于形成流體動壓槽8al，8a2的芯棒通過內部圓周表面8a的放大部被拔出時，所以或多或少阻塞是不可避免的。然而，當燒結體在滑動性方面差時，會有一個巨大的抽出力(阻力)被施加在流體動壓槽8al和8a2或者它們圓周的區(qū)域。因而，當燒結體是脆的時候，碎裂就很容易發(fā)生。這樣，就會擔心流體動壓槽8al和8a2的成型精確度遠遠不夠和沒有施加足夠的流體動壓。從上面觀點來看，對于石墨混合量的下限值為0.5wt%是合適的。這有助于改善造型時有關模子的滑動特性并且減少對模子的損害。進而在槽校準釋放的時候，芯棒的抽出是平滑順利的，由此作用于燒結體尤其作用于流體動壓槽8al和8a2和它們圓周的區(qū)域的抽出力最小，從而可改善流體動壓槽8al和8a2的成型精確度。詳細來說，在這個實施例中，在軸承套8中設置了流體動壓槽8al和8a2，石墨進入通過燒結形成的彼此頸狀相連 (neck-connected)的金屬粉顆粒之間的間隙(空隙)，由此可減少在流體動壓槽8al和8a2 中產(chǎn)生的流體動壓的卸荷(relief)。這樣,可進一步增強軸承性能(軸承剛度)。在這種情況下，較佳地，整體的混合比例如下Cu粉不小于40Wt%且不大于 94wt% ；SUS粉不小于5wt*%且不大于50wt*% ；Sn粉不小于0. 5wt*%且不大于IOwt ;石墨不小于0. 5wt*%且不大于2. 5wt*%。燒結時的溫度(燒結溫度)不低于750°C且不高于1000°C為宜，更適宜的溫度范圍是不低于800°C且不高于950°C。這是由于這樣的事實，當燒結溫度低于750°C時，在粉狀顆粒之間的燒結作用是不充分的，導致燒結體強度降低。另一方面，當燒結溫度超過1000°C 時，如上述相同的原因，會擔心惡化校準時槽的成型性能。因此，通過形成燒結體，校準后，就能夠高精度地形成環(huán)狀的內部圓周表面和燒結體的外部圓周表面，和流體動壓槽8al和Scl的槽的深度。最后，用潤滑油浸潰燒結體(通常在固定到外殼7以后)，由此完成作為燒結浸油軸承的軸承套8。例如，作為成品的軸承套8的密度是7. 0到7. 4[g/cm3]，作為成品的軸承套8的內部圓周表面的表面孔面積比是 2到10 [vol % ]。這樣，通過使用按預定比例的含有Cu粉和SUS粉的混合金屬粉，就有可能得到在滑動特性，軸承表面硬度，主體機械強度和可使用性上出眾的軸承套(燒結浸油軸承)8。在這個實施例中，作為被包含在混合金屬粉中的SUS粉，可以這樣使用，例如，SUS 粉中含有不小于5被％且不大于16被％的Cr。通過使用熔合有該范圍內的Cr的SUS粉，就有可能獲得一種在耐磨性方面得到改善，在燒結后具有高水平的成型性能(流體動壓槽 Sal和Scl的可校準性和成型性能)和高水平的燒結體強度的軸承套8。進一步來說，如在這個實施例中，當要形成具有流體動壓槽8al和8a2的軸承套8時，在包含有上述范圍的Cr 的SUS粉中，較佳地，SUS粉包含不小于6 丨％且不大于IOwt %的Cr (例如，含Cr量8wt% 的SUS粉)。通過使用熔合有該范圍的Cr的SUS粉，當要使軸承套8的軸承表面有合適的硬度時，通過旋轉校準(rotation sizing),表面孔面積比的調整就容易實現(xiàn),可進一步增強流體動壓槽8al和8a2的校準的可使用性(成型性能)。例如，密封構件9由樹脂材料或金屬材料制成環(huán)形構型，并且被安置在外殼7的圓柱部分7a的上端部分的內部圓周里面。密封構件9的內部圓周表面9a相對于以預定的密封空間S為媒介的軸部分2a的外部圓周提供的錐形表面2a2。軸部分2a的錐形表面2a2 朝著上側(相對于外殼7的外側)在直徑上逐漸減小，在功能上相當于軸構件2旋轉期間的毛細力密封(capillary force seal)和離心力密封(centrifugal force seal)。軸構件2和軸承套8被插入到外殼7的內部圓周，并且軸承套8在軸向上的位置受臺階部分(step portion) 7d的作用。于是,軸承套8通過如附接,壓配,焊接等方法被固定到外殼7的內部圓周表面。接著，密封構件9的下端表面9b就開始與軸承套8的上端表面8b相接觸，然后密封構件9就被固定到外殼7的內部圓周表面7c。經(jīng)過這樣后，(再在) 外殼7的內部空間裝滿潤滑油，由此流體潤滑軸承裝置I就裝配完成了。在這時，密封構件 9密封的、外殼7內部空間填充的潤滑油的油面(包括軸承套8的內部空隙)被保持在密封空間S的范圍內。在軸構件2的旋轉期間，構成徑向軸承表面的軸承套8的內部圓周表面8a的區(qū)域 (形成流體動壓槽8al和8a2的上下兩個區(qū)域)相對于以徑向軸承間隙為媒介的軸部分2a 的外部圓周表面2al。隨著軸構件2的旋轉，在徑向軸承間隙的潤滑油被迫流向流體動壓槽 Sal和8a2的軸心m，并且經(jīng)受著壓力的增大。通過流體動壓槽的這種流體動壓作用，就形成了以非接觸方式支撐軸部分2a的第一徑向軸承部分Rl和第二徑向軸承部分R2。同時， 在凸緣部分2b的上端表面2bl和與之相對的軸承套8的下端表面Sc之間的推力軸承間隙內(流體動壓槽8cl形成的區(qū)域)，和在凸緣部分2b的下端表面2b2和底部部分7b的上端表面7bl之間的推力軸承間隙內(流體動壓槽形成的地方)，通過流體動壓槽的流體動壓作用分別形成了潤滑油膜。通過油膜的壓力，就形成了一個推力軸承部分Tl和一個支撐凸緣部分2b在兩個推力方向上非接觸旋轉的推力軸承部分T2。當軸構件2的旋轉被啟動或停止時，即使在軸構件2的軸部分外部圓周表面2al 和與之相對的軸承套8的內部圓周表面8a之間發(fā)生接觸滑動(contact sliding)(例如， 其中的徑向軸承表面)，由于通過含Cu粉和SUS粉的混合金屬粉形成軸承套8，因此構成滑動表面的徑向軸承表面的硬度也會得到增強。結果，在2al和8a兩個表面之間的硬度上的差別減少了，所以，盡可能的去防止軸承套8和軸構件2的軸部分2a—個或兩個(one or both)在互相滑動接觸中產(chǎn)生的磨損是可能的。如在這個實施例中，尤其是在盤片轂3和磁盤D都被連接到軸構件2的上部的情形下，力矩載荷被施加到軸構件2上，并且軸構件2和軸承套8很容易在軸承的上部開始互相接觸滑動。然而，如上所述，通過減少2a和8兩個構件在硬度上的差別(2al和8a兩個滑動表面的硬度差別)盡可能的抑制在它們之間的滑動磨損是可能的。
雖然在上述的第一個實施例中的外殼7包含圓柱部分7a和底部部分7b，這兩部分由樹脂整體形成，例如，盡管未顯示，由樹脂分別形成圓柱部分7a和底部部分7b也是可能的。在這種情況下，例如，由樹脂整體形成密封構件9和圓柱部分7a也是可能的，由此通過使軸承套8的上端表面Sb接觸與圓柱部分7a整體形成的密封部分的下端表面來實現(xiàn)軸承套8在軸向上的定位。進一步來說，雖然在上面描述的第一個實施例中在外殼7的底部部分7b的側面提供了推力軸承部分，例如，在底部部分7b的對面的一側(外殼7開口側)提供推力軸承部分也是可能的。在這種情況下，例如，盡管未顯示，由金屬(例如，不銹鋼)形成的凸緣部分 2b形成在軸部分2a下端之上，并且凸緣部分2b的下端表面2b2與軸承套8的上端表面Sb 相對。進而，在上端表面Sb的全部或部分的環(huán)形區(qū)域內形成了類似于流體動壓槽Scl的流體動壓槽(只是反向地導向)。結果，推力軸承間隙在8b和2b2兩個面之間形成了。當軸構件2的旋轉被啟動或停止，在凸緣部分2b的下端表面2b2和與之相對的軸承套8的上端表面Sb之間(在其中構成推力軸承表面的區(qū)域)接觸滑動發(fā)生了。在這種情況下，通過形成含Cu粉和SUS粉的混合金屬粉的軸承套8，包括推力軸承表面的上端表面 Sb的硬度也被增強。結果，在2b2和Sb兩個表面之間的硬度上的差別減少了，盡可能的去防止軸承套8和軸構件2的凸緣部分2b中的一個或兩個被磨損是可能的。下面本發(fā)明的第二個實施例將參考圖4到7來描述。圖4是顯示結合了流體潤滑軸承裝置11 (流體動壓軸承裝置)的信息設備主軸電機的結構實例的示意圖。這種主軸電機被用于盤片驅動裝置，如HDD，且配備了支撐軸構件 12按非接觸方式旋轉的流體潤滑軸承裝置11，附接到軸構件12盤片轂13，且定子線圈14 和轉子磁鐵15以徑向間隙為媒介彼此相對。定子線圈14附接到支架16的外部圓周，且轉子磁鐵15附接到盤片轂13的內部圓周，盤片轂13在它的外部圓周保留有一個或多個(圖 4中有兩個)磁盤D。在主軸電機內，如上面描述構造，當定子線圈14被通電,在定子線圈 4和轉子磁鐵5之間就產(chǎn)生電磁力使轉子磁鐵15旋轉，盤片轂13和被盤片轂13支撐的磁盤D與軸構件12就隨著轉子磁鐵15的旋轉而整體地旋轉。圖5顯示了流體潤滑軸承裝置11。流體潤滑軸承裝置11主要由軸構件12，外殼 17,固定到外殼17的軸承套18，密封構件19組成。為了便于說明，外殼17的底部部分17b 側將被稱作下側，同時，相對于底部部分7b的一側被稱作上側。軸構件12由金屬材料形成，如不銹鋼，該軸構件12配備了軸部分12a和凸緣部分 12b，凸緣部分12b可以整體或單獨設置在軸部分12a的下端。軸構件12可具有由金屬材料和樹脂材料形成的混合結構。在這種情況下，至少包括軸部分12a的外部圓周表面12al 的套子部分是由金屬材料形成，剩余部分(例如，軸部分12a和凸緣部分12b的中心部分) 是由樹脂形成。為了保證凸緣部分12b所要求的硬度，可形成如由樹脂和金屬組成的混合結構的凸緣部分12b，凸緣部分12b的金屬中心部分與軸部分12a的套子部分一起形成。外殼17是由樹脂合成物通過噴射造型法形成的，該樹脂合成物的基礎樹脂是 LCP，PPS，PEEK或者等基礎樹脂，例如，與圖5中所示，外殼17由圓柱部分17a和在圓柱部分17a下端的整體形成的底部部分17b組成。根據(jù)目的，與形成外殼17的樹脂合成物一樣， 使用通過混合適量上述基礎樹脂得到的樹脂合成物是可能的，例如，纖維填料如玻璃纖維， 纖維狀結晶類似的填料如鈦酸鉀，狀鱗填料如云母，纖維或粉末傳導性填料如碳化纖維、黑煙末、石墨、碳納米材料或者各種各樣的金屬粉。例如，盡管未顯示，在底部部分17b的上端表面17bl的全部或者部分環(huán)形區(qū)域內形成了這樣的區(qū)域，即，在該區(qū)域內以螺旋狀布置有多個作為推力動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽。相對于凸緣部分12b的下端表面12b2的這個流體動壓產(chǎn)生區(qū)域，在軸構件12旋轉期間，在它和下端表面12b2之間形成第二個推力軸承部分T12(參看圖5)的推力軸承間隙。 這些流體動壓槽通過機械加工能夠與外殼17同時形成，這些流體動壓槽位于用來模制外殼17的模子(mold)的預定位置處(即形成上端表面17bl的位置)，用來形成流體動壓槽的槽就形成了。此外，在軸向上從上端表面17bl按預定尺寸向上隔開的位置上，有整體形成的臺階部分17d(step portion),該臺階部分17d將與軸承套18的下端表面18c接合以便實現(xiàn)軸向上的定位。多孔材料形成圓柱形構型的軸承套18，被固定到外殼17的內部圓周表面，該多孔材料由主要成分是Cu和低線性膨脹金屬的燒結材料構成。在軸承套18的內部圓周表面18a的全部或者部分圓柱形區(qū)域內，形成了作為徑向動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽。例如，如圖6A所示，在這個實施例中，形成了兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域在向軸的方向彼此間隔，多個流體動壓槽18al和18a2如鯡魚魚骨方式排列在這兩個區(qū)域內。在向上的區(qū)域內，即流體動壓槽18al形成的地方，形成了相對于軸心m(上部和下部傾斜的槽之間區(qū)域的軸中心)軸向不對稱的流體動壓槽18al，而且在軸心m上側區(qū)域的軸向尺寸Xl大于在軸心m下側區(qū)域的軸向尺寸X2。如圖6B所示，在軸承套18的下端表面18c的全部或者部分環(huán)形區(qū)域內，形成了一個以螺旋狀排列的多個流體動壓槽18cl的區(qū)域。軸承套18可以通過把混合金屬粉壓制成圓柱體，并在預定的燒結溫度燒結獲得， 舉例來說，混合金屬粉包含純Cu粉、作為低線性膨脹金屬粉的Super-Invar型合金粉(以下簡稱為S. Invar)和SUS粉(進一步來說，有時候，Sn粉和P粉，或者它們的合金粉作為低熔點金屬粉)。在這個實施例中，相繼執(zhí)行尺寸校準，旋轉校準和槽校準，從而實現(xiàn)對燒結體的預定尺寸的校準，并且形成了流體動壓槽18al，IScl及其它。在燒結體的表面，為了改善在壓制時的成型性能和成品的滑動特性，進而混合一種固定潤滑劑如石墨到上述混合金屬粉內也是可能的。在這種情況下，考慮到由于石墨的混入使燒結體強度降低，因此期望的石墨混合量的上限值為2. 5wt%。進一步從改善在模制時相對于模子的滑動特性的觀點來看，期望的石墨混合量的下限值為0. 5wt%。用作軸承套18材料的純Cu粉的粒度(grain size)等于或小于S. Invar粉和SUS 粉的粒度是理想的。進一步來說，在這個實施例中，純Cu粉，S. Invar粉和SUS粉更適宜的混合比例如下純Cu粉不小于30wt*%且不大于80wt*% ；S. Invar粉不小10wt*%且不大于65wt*% ;和SUS粉不小于5wt*%且不大于60wt*%。當SUS粉的混合量小于5wt*%,由于SUS粉不夠，就會擔心在強化效果和耐磨性方面難以得到改善。純Cu粉在延展性方面是出眾的，并且是一種適合改善燒結體的成型性能的金屬，在燒結后，尤其是校準的可使用性上。當純Cu粉的混合比減少時，就會擔心在燒結后的校準，尤其是流體動壓槽18al，18cl 等的槽校準變得困難。從這個觀點來看，純Cu粉的混合比為30wt%或更多是理想的。在燒結時的溫度(燒結溫度)不低于750°C且不高于1000°C為宜，更適宜的溫度范圍是不低于800°C且不高于950°C。這是由于這樣的事實，當燒結溫度低于750°C，粉狀顆粒之間的燒結作用是不充分的，導致燒結體強度降低。另一方面，當燒結溫度超過iooo°c 時，如上述相同的原因，就會擔心校準時槽成型性惡化。當把Sn粉混入到混合金屬粉中，它相對于總的混合金屬粉的混合比以不小于 0. 2被％且不大于10wt%為宜。在這個比率的范圍內，Sn粉在上述燒結溫度熔化(液化)， 其功能是作為其它金屬(純Cu粉，S. Invar粉及其它)的粘合劑。進一步來說，通過使上述混合比率范圍內的Sn與純Cu粉熔合，在改善燒結體耐磨性的同時，可將純Cu的固有的出眾的可加工性(尤其是可塑性)維持到合適的程度。這樣，通過使用包含純Cu粉、低線性膨脹金屬粉(S. Invar粉)、SUS粉和預定比例的Sn粉的混合金屬粉，就有可能獲得不僅具有低線性膨脹系數(shù)，還具有高機械強度，并且在軸承表面的滑動特性(耐磨性，相容性)和尺寸精度方面較好的軸承套18。例如,作為成品的軸承套18的密度是7. 0到7. 4[g/cm3]，作為成品的軸承套18的表面孔面積比是2到 10[vol% ]0作為例子，圖7是顯微照片，顯示了由包含了純Cu粉、S. Invar粉、SUS粉和 Sn粉的混合金屬粉形成的軸承套18的內部。例如，密封構件19由樹脂材料或金屬材料以環(huán)形構型的形式形成，并且布置在外殼17的圓柱部分17a的上端部分的內部圓周內。密封構件19的內部圓周表面19a相對于以預定的密封空間S為媒介的軸部分12a的外部圓周提供的錐形表面12a2。軸部分12a的錐形表面12a2朝著上側(相對于外殼17的外側)在直徑上逐漸減小，在功能上相當于在軸構件12旋轉期間毛細力密封和離心力密封。軸構件12和軸承套18被插入到外殼17的內部圓周，并且軸承套18在軸向上的位置受臺階部分(step portion) 17d的作用。于是,軸承套18通過如附接,壓配,焊接等方法被固定到外殼17的內部圓周表面。接著，密封構件19的下端表面19b就開始與軸承套 18的上端表面18b相接觸，然后密封構件19就被固定到外殼17的內部圓周表面17c。經(jīng)過這樣后，(再在)外殼17的內部空間裝滿潤滑油，由此流體潤滑軸承裝置11就裝配完成了。在這時，密封構件19密封的、外殼17內部空間填充的潤滑油的油面(包括軸承套18 的內部空隙)被保持在密封空間S的范圍內。在軸構件12的旋轉期間，構成徑向軸承表面的軸承套18的內部圓周表面18a的區(qū)域(形成流體動壓槽18al和18a2的上下兩個區(qū)域)相對于以徑向軸承間隙為媒介的軸部分12a的外部圓周表面12al。隨著軸構件12的旋轉，在徑向軸承間隙的潤滑油被迫流向流體動壓槽18al和18a2的軸心m，并且壓力增大。通過流體動壓槽18al和18a2的這種流體動壓作用，就形成了以非接觸式支撐軸部分12a的第一徑向軸承部分Rll和第二徑向軸承部分Rl2 (參考圖5)。同時，在凸緣部分12b的上端表面12bl和與之相對的軸承套18的下端表面18c之間的推力軸承間隙內(流體動壓槽18cl形成的區(qū)域)，和在凸緣部分12b的下端表面12b2 和將成為底部部分17b的上端表面17bl的推力軸承表面之間的推力軸承間隙內(流體動壓槽形成的區(qū)域)，通過流體動壓槽的流體動壓作用分別形成了潤滑油膜。通過那些油膜的壓力，就形成了在兩個推力方向上以非接觸的方式旋轉地支撐凸緣部分12b的第一推力軸承部分Tll和第二推力軸承部分T12。當在高溫環(huán)境中使用時，軸構件12和軸承套18都膨脹，并且軸部分12a的外部圓周表面12al和包括徑向軸承表面的軸承套18的內部圓周表面18a向外移動。這里，軸承套18由含S. Invar粉的混合金屬粉形成，溫度上升引起的軸承套18的內部圓周表面18a 的位移量實際上等于或小于軸部分12a的外部圓周表面12al的位移量。結果，與溫度升高前的徑向軸承間隙相比，可將內部圓周表面18 a的徑向軸承表面和與之相對的外部圓周表面12al之間的徑向軸承間隙維持在至少相同的水平上。這樣，即使在由于溫度升高使?jié)櫥驼承越档偷那闆r下，可盡可能抑制軸承剛度的減少。進一步來說，在溫度降低時，與溫度降低前的徑向軸承間隙相比，可將內部圓周表面18a和與之相對的外部圓周表面12aI之間的徑向軸承間隙維持在至少相同的水平上。這樣，即使在由于溫度降低使?jié)櫥驼承陨叩那闆r下，盡可能減少在旋轉時(尤其在旋轉開始時)的扭矩損耗是可能的。進一步來說，除S. Invar粉之外,通過把SUS粉混入到混合金屬粉中，(構成)徑向軸承表面的內部圓周表面18a區(qū)域(流體動壓槽ISal和18a2形成的區(qū)域)的硬度得到增強。結果，在12al和18a兩個相對表面之間的硬度差別減少了，即使當軸承套18和軸部分 12a彼此相對接觸滑動時(例如，在旋轉開始時)，可盡可能地防止軸承套18和軸部分12a 中的一個或兩個的磨損。在上述第二個實施例中，外殼17包含圓柱部分17a和底部部分17b，這兩部分是由樹脂整體形成。盡管未顯示，除上面方法之外，例如由樹脂分別形成圓柱部分17a和底部部分17b也是可能的。在這種情況下，例如，由樹脂整體形成密封構件19和圓柱部分17a也是可能的。在這種結構中，可通過使軸承套18的上端表面18b接觸與圓柱部分17a整體形成的密封部分的上端表面來進行軸承套18的軸向定位。進一步來說，外殼17不限于樹脂材料的鑄模產(chǎn)物。例如，它可能是金屬材料的車削品或壓制品。雖然在上述的實施例中(第一個實施例和第二個實施例)形成了徑向軸承部分 Rl，R2，Rll和Rl2，還有推力軸承部分Tl，T2，Tll和T12，其中，鯡魚魚骨構型和螺旋構型的流體動壓槽產(chǎn)生了潤滑流體的流體動壓作用，但本發(fā)明并不限于該種結構。采用所謂的階式止推軸承(step bearing)或多葉軸承(multi_lobed bearing) 作為徑向軸承部分Rll和R12也是可能的。下面說明在第一個實施例的流體軸承裝置I中采用階式止推軸承或多葉軸承的示例。當然，在第二個實施例的流體軸承裝置11中采用相似的結構也是可能的。圖8顯示了徑向軸承部分Rl和R2中一個或兩個由多葉軸承形成的范例。在圖中， 構成徑向軸承表面的軸承套8的內部圓周表面的區(qū)域由多個(在這個圖中有3個)弧形表面8a3形成?；⌒伪砻?a3是偏心弧形表面，該偏心弧形表面的這些中心點按相同的距離偏離旋轉中心0，并且這些偏心弧形表面按相同的圓周間隔排列。在這些偏心弧形表面8a3 之間，形成了軸向分離槽(axial separation groove)8a40通過把軸構件2的軸部分2a插進軸承套8的內周，在偏心弧形表面8a3、軸承套8 的分離槽8a4和軸部分2a的完美圓柱形外部圓周表面2al之間分別形成第一和第二徑向軸承部分R1、R2的徑向軸承間隙。由偏心弧形表面8a3和完美的圓柱形外部圓周表面2al 形成的徑向軸承間隙區(qū)域是間隙寬度在一個圓周方向上逐漸減小的楔形間隙8a5。楔形間隙8a5減小的方向與軸構件2的旋轉方向一致。圖9顯示了形成第一和第二徑向軸承部分Rl和R2的多葉軸承的另一個范例。在這個實施例中，在圖8顯示的結構中，偏心弧形表面8a3的最小間隙側的預定區(qū)域0由同心弧形成，該同心弧的中心是旋轉中心O。這種結構的多葉軸承有時被稱作錐形/扁平軸承。在圖10中，構成徑向軸承表面的軸承套8的內部圓周表面的區(qū)域由三個弧形表面 8a7形成，并且這三個弧形表面8a7都以相同的距離偏離旋轉中心O。在由三個弧形表面 8a7形成輪廓的區(qū)域，在兩個圓周方向上徑向軸承間隙8a8逐漸減小。在上面提到的第一和第二徑向軸承部分Rl和R2的這些多葉軸承都稱為三弧軸承，這里并不是一種嚴格的構造，也可采用所謂的四弧軸承，五弧軸承或者由6個或更多弧形成的多葉軸承。進一步來說，除這種結構之外，即在該種結構中，兩個徑向軸承部分被軸向間隔彼此分離就如徑向軸承部分Rl和R2這種情況，采用另一種結構也是可能的，即在這種結構中，形成一個遍布軸承套8的內部圓周表面8a的垂直區(qū)域的單徑向軸承。進一步來說，盡管未顯示，例如，對于推力軸承部分Tl和T2中的一個或兩個所在的區(qū)域，構成了所謂的階式止推軸承、所謂的梳形軸承(corrugated bearing)(它的階梯形式是波形的)等推力軸承表面。在推力軸承表面上，以預定圓周間隔設置有徑向槽形的多個流體動壓槽。當然，在這種情況下，也可在第二個實施例的流體潤滑軸承裝置11中采用上述推力軸承部分Tl和T2的結構。進一步來說，雖然在第一和第二實施例中徑向軸承部分Rl和R2以及推力軸承部分Tl和T2都是由流體動壓軸承形成的，但通過其它類型的軸承來形成它們也是可能的。 例如，在第一個實施例的流體潤滑軸承裝置I的情況中，可將構成徑向軸承表面的軸承套8 的內部圓周表面8a形成為沒有配備流體動壓槽8al的完美圓柱形內部圓周表面或弧形表面8a3，并且通過這個內部圓周表面和與之相對的軸部分2a的完美的圓柱形外部圓周表面 2al形成所謂的滾柱軸承(cylindrical bearing)。因此，當在第一個實施例的流體潤滑軸承裝置I中采用滾柱軸承時，Cu粉的優(yōu)選混合比率是不小于30wt%且不大于80wt%。這里,設定下限值30wt%的原因是,與作為動壓產(chǎn)生部的流體動壓槽8al形成在內部圓周表面的軸承套8相比較，完美的圓柱形外部圓周表面在接觸滑動期間具有更大的滑動面積，并在旋轉開始(停止)時的轉矩損耗增加。上述滾柱軸承不僅可應用于流體潤滑軸承裝置1，而且可應用于其它方面，例如小電機或辦公設備的軸承元件。進一步來說，并不局限于如上述的滾柱軸承，本發(fā)明的流體潤滑軸承裝置1，11適合用作信息設備主軸電機的軸承，例如，磁性盤片裝置，如HDD，光學盤片裝置，如CD-ROM， ⑶-R/RW，或DVD-R0M/RAM，磁光盤片設備，如MD或MO，用作激光束印刷機(LBP)的多邊形掃描儀電機的軸承，和其它類型小電機的軸承。進一步來說，雖然在第一個和第二個實施例中，潤滑油被用作填充流體潤滑軸承裝置1，11內部的流體，用作在徑向軸承間隙和推力軸承間隙形成潤滑油膜的流體，但是， 也可用一些其它的能夠在每個軸承間隙形成潤滑油膜的潤滑油，例如，一種氣體，如空氣， 一種流動性潤滑劑，如電磁流體，或者一種潤滑油脂。[實例I]為了證明本發(fā)明的效果，對由包含Cu粉和SUS粉的混合金屬粉形成的燒結金屬材料(實例I)和由傳統(tǒng)成分(由Cu粉和Fe粉組成的混合金屬粉)的金屬粉形成的燒結金屬材料(用作比較的實例I)進行了磨損試驗，用于評價和比較兩者的耐磨性。作為純Cu 粉，使用 FUKUDAMETAL F0IL&P0WDER Co. ,Ltd.公司制造的 CE-15。作為SUS 粉，使用 Daido Steel Co. ,Ltd.公司制造的 DAP410L。作為 Fe 粉，使用 HOGANAS JAPAN Co. ,Ltd.公司制造的NC100. 24。進一步來說，作為低熔點金屬的Sn粉，使用FUKUDAMETAL F0IL&P0WDER Co. , Ltd.公司制造的Sn-At_W350。作為固體潤滑劑的石墨，使用Nippon Graphite Industry Co. ,Ltd.公司制造的ECB-250。對于實例和用作比較的實例,樣品(燒結金屬材料)的燒結溫度都是870°C。形成實例和用作比較的實例的燒結金屬材料的混合金屬粉的成分如圖11所示。這些粉末的相應粒度分布如圖12A到12E所示。在實例和用作比較的實例中，磨損試驗在以下條件下實施樣品尺寸外徑I 5mmX軸向寬度IOmm關聯(lián)樣品材料SUS420J2尺寸外徑40mmX軸向寬度4mm圓周速度50m/min.接觸壓力1.3MPa潤滑油酯油(12mm2/s)測試時間3小時圖13顯示了磨損結果。如圖所示，在不含SUS粉的燒結金屬材料(用作比較的實例I)上可以觀察到顯著的磨損。相反的是，在由包含SUS粉的金屬粉形成的燒結金屬材料 (實例I)上，同常規(guī)合成的產(chǎn)物(用作比較的實例I)相比，磨損量(磨損深度和磨損痕跡面積)非常小。從這些來看，證實本發(fā)明具有極大地減小了磨損量的效果。[實例2]為了證明本發(fā)明的效果，對由包含Cu粉和低膨脹金屬粉的混合金屬粉形成的樣品(實例2到5)和由常規(guī)成分(由Cu粉和Fe粉組成的混合金屬粉)的金屬粉形成的樣品(用作比較的實例2)進行了線性膨脹系數(shù)測量試驗，用于評價和比較它們(樣品)的膨脹系數(shù)。更進一步地，對由除包含Cu粉和低膨脹金屬粉(實例3到5)外還包含SUS粉的混合金屬粉形成的樣品(實例2到5)和常規(guī)產(chǎn)品進行了磨損試驗，用于評價和比較兩者的耐磨性。作為純Cu 粉，使用 FUKUDAMETAL F0IL&P0WDER Co.，Ltd.公司制造的 CE-15。作為低線性膨脹金屬粉的S. Invar粉，使用EPSON ATMIX CORPORATION公司制造的SUPER INVAR。作為SUS粉，使用Daido Steel Co.，Ltd.公司制造的DAP410L。作為Fe粉，使用 Calderys Japan Co. , Ltd.公司制造的NC100. 24。進一步來說,作為低熔點金屬的Sn粉， 使用FUKUDA METAL F0IL&P0WDER Co. ,Ltd.公司制造的Sn-At_W350。作為固體潤滑劑的石墨，使用Nippon Graphite Industry Co. , Ltd.公司制造的ECB-250。對于比較實例2和實例2到5，樣品(燒結金屬材料)的燒結溫度都是870°C。，形成實例和用作比較的實例中的燒結金屬材料的混合金屬粉的成分如圖14所示。這些粉末的相應粒度分布如圖15A到 15F所示。在這些實例和用作比較的實例中，線性膨脹系數(shù)測量試驗在以下條件下實施樣品外徑I 5mmX軸向寬度IOmm測量溫度-40 V到120 V溫度上升速度5°C/min.
負載10gf
氮氣流速200ml/min.
在實例和用作比較的實例中，磨損試驗在以下條件下實施
樣品外徑7. 5mmX軸向寬度IOmm
關聯(lián)樣品
材料SUS420J2
尺寸外徑40mmX軸向寬度4mm
圓周速度50m/min.
接觸壓力:1. 3MPa
潤滑油酯油(12mm2/S)
測試時間3小時
圖16顯示了線性膨脹系數(shù)測量試驗的結果。如圖所示，不包含S. Invar粉的樣品
(用作比較的實例2)表現(xiàn)出大的線性膨脹系數(shù)。相反的是，包含S. Invar粉的樣品(實例 2到5)，線性膨脹系數(shù)的值較小。 圖17顯示了磨損試驗的結果。如圖所示，在不含SUS粉的樣品(用作比較的實例 2)上可以觀察到顯著的磨損。相反的是，在由包含SUS粉的金屬粉形成的樣品(實例3到 5)上，同常規(guī)成分的樣品(用作比較的實例2)相比，磨損量(磨損深度和磨損痕跡面積)
非常小。
權利要求
1.一種流體潤滑軸承裝置，包括軸構件和旋轉支撐軸構件的軸承套，其中通過壓縮包含Cu粉和線性膨脹系數(shù)為8. OX 10_6/°C的金屬粉的混合金屬粉、然后在該混合金屬粉的壓塊上執(zhí)行燒結獲得軸承套。
2.根據(jù)權利要求I所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述混合金屬粉包含等于或大于 30wt%且等于或小于9(^丨％的Cu粉，和等于或大于IOwt%且等于或小于7(^丨％的低線性膨脹金屬粉。
3.根據(jù)權利要求I所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述混合金屬粉還混合有SUS粉。
4.根據(jù)權利要求3所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述混合金屬粉包含等于或大于 30wt%且等于或小于8(^丨％的Cu粉、等于或大于IOwt %且等于或小于65wt%的低線性膨脹金屬粉、和等于或大于5wt%且等于或小于60wt%的SUS粉。
5.根據(jù)權利要求I所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述低線性膨脹金屬粉是Fe-Ni合金粉，該Fe-Ni合金粉包含等于或大于25wt%且等于或小于5(^1:%的Ni。
6.根據(jù)權利要求5所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述Fe-Ni合金粉是Invar型合金粉或Super-Invar型合金粉。
7.根據(jù)權利要求I所述的流體潤滑軸承裝置，其中，所述軸承套包括設置在軸承套的內周表面的動壓產(chǎn)生部。
8.一種電機，包括權利要求I到7中任何一項所述的流體潤滑軸承裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體潤滑軸承裝置和具有其的電機。公開了一種流體潤滑軸承裝置，包括軸構件和旋轉支撐軸構件的軸承套，其中通過壓縮包含Cu粉和線性膨脹系數(shù)為8.0×10-6/℃的金屬粉的混合金屬粉、然后在該混合金屬粉的壓塊上執(zhí)行燒結獲得軸承套。
文檔編號F16C17/10GK102588428SQ20121005228
公開日2012年7月18日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權日2005年1月5日
發(fā)明者伊藤冬木, 岡村一男, 田中敏彥 申請人:Ntn株式會社