流體動(dòng)壓軸承裝置以及具備該流體動(dòng)壓軸承裝置的電動(dòng)機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】流體動(dòng)壓軸承裝置(1)具備：燒結(jié)金屬制的軸承套筒(8)；以及旋轉(zhuǎn)體(2)，所述旋轉(zhuǎn)體(2)具有插入到軸承套筒(8)的內(nèi)周的軸部(21)和從軸部(21)的一端向徑向外側(cè)伸出的輪轂部(23)，伴隨著旋轉(zhuǎn)體(2)的旋轉(zhuǎn)，由軸承套筒(8)的上端面(8b)及下端面(8c)分別形成第一推力軸承部(T1)及第二推力軸承部(T2)的推力軸承間隙，在軸承套筒(8)的至少外周面上實(shí)施封孔處理，由軸承套筒(8)的錐狀外周面(8d1)形成對(duì)潤(rùn)滑油的油面進(jìn)行保持的密封間隙(S)，且在軸承套筒(8)的下端外周上固定有有底筒狀的蓋構(gòu)件(10)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
流體動(dòng)壓軸承裝置以及具備該流體動(dòng)壓軸承裝置的電動(dòng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種流體動(dòng)壓軸承裝置以及具備該流體動(dòng)壓軸承裝置的電動(dòng)機(jī)。【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，流體動(dòng)壓軸承裝置具有高速旋轉(zhuǎn)、高旋轉(zhuǎn)精度以及低噪聲等特點(diǎn)。因此，流體動(dòng)壓軸承裝置適合作為搭載于以信息設(shè)備為代表的各種電氣設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)用軸承裝置而使用，例如，適合作為組裝于HDD等磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置的主軸電動(dòng)機(jī)、組裝于PC 等的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、或組裝于激光打印機(jī)(LBP)的多邊形掃描儀電動(dòng)機(jī)等的電動(dòng)機(jī)用軸承裝置而使用。
[0003]例如在下述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種流體動(dòng)壓軸承裝置(主軸電動(dòng)機(jī))，該主軸電動(dòng)機(jī)具有:燒結(jié)金屬制的軸承套筒;旋轉(zhuǎn)體，其具有插入到該軸承套筒的內(nèi)周的軸部和配置在軸承套筒的一端面的軸向外側(cè)的輪轂部；以及徑向軸承部及推力軸承部，它們分別在徑向方向及推力方向上對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承，伴隨著旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，在軸承套筒的內(nèi)周面和與該軸承套筒的內(nèi)周面對(duì)置的軸部的外周面之間形成徑向軸承部的徑向軸承間隙， 并且在軸承套筒的一端面和與該軸承套筒的一端面對(duì)置的輪轂部的端面之間形成推力軸承部的推力軸承間隙。在該流體動(dòng)壓軸承裝置中，軸承套筒固定在有底筒狀的殼體的內(nèi)周上，殼體的開(kāi)口部形成在殼體的外周面與輪轂部的內(nèi)周面之間，由對(duì)潤(rùn)滑油的油面進(jìn)行保持的密封間隙密封。通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，能夠盡可能地防止?jié)櫥拖蛲獠啃孤?，穩(wěn)定地維持期望的軸承性能。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2013-104560號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]近年來(lái)，HDD的大容量化、低價(jià)格化迅速地發(fā)展，因此產(chǎn)生了同時(shí)實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)壓軸承裝置的進(jìn)一步的高旋轉(zhuǎn)精度化和低成本化的必要。作為用于使流體動(dòng)壓軸承裝置高旋轉(zhuǎn)精度化的技術(shù)手段，可以考慮擴(kuò)大在軸承套筒的端面上設(shè)置的推力軸承面的面積，提高推力軸承部的軸承剛性。然而，在像專(zhuān)利文獻(xiàn)1的流體動(dòng)壓軸承裝置那樣將軸承套筒固定在與軸承套筒分開(kāi)的殼體的內(nèi)周上的情況下，軸承套筒的徑向的厚壁化、即軸承套筒的端面(推力軸承面)的面積擴(kuò)大存在限度。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的流體動(dòng)壓軸承裝置中，尤其在殼體的一端外周形成密封間隙等，因此需要單獨(dú)且高精度地制作軸承套筒與殼體，并且將兩者高精度地固定。從而，在制造成本這一點(diǎn)上也存在困難。
[0009]鑒于以上的實(shí)際情況，本發(fā)明的目的是能夠低成本地提供一種尤其推力方向的軸承性能優(yōu)異，并且能夠穩(wěn)定地維持期望的軸承性能的流體動(dòng)壓軸承裝置。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的而完成的本發(fā)明是一種流體動(dòng)壓軸承裝置，燒結(jié)金屬制的軸承套筒；以及旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體具有插入到所述軸承套筒的內(nèi)周的軸部和從所述軸部的一端向徑向外側(cè)伸出的輪轂部，伴隨著所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，在所述軸承套筒的內(nèi)周面和與該軸承套筒的內(nèi)周面對(duì)置的所述軸部的外周面之間形成有在徑向方向上對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的徑向軸承部的徑向軸承間隙，并且在所述軸承套筒的一端面和與該軸承套筒的一端面對(duì)置的所述輪轂部的端面之間形成有在推力方向的一方向上對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的推力軸承部的推力軸承間隙，所述流體動(dòng)壓軸承裝置的特征在于，在所述軸承套筒的至少外周面上實(shí)施封孔處理，由所述軸承套筒的一端外周面形成對(duì)潤(rùn)滑油的油面進(jìn)行保持的密封間隙，并且，在所述軸承套筒的另一端外周上固定有有底筒狀的蓋構(gòu)件。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中所說(shuō)的輪轂部不限于能夠保持磁盤(pán)(盤(pán)狀信息記錄介質(zhì))的盤(pán)轂， 是包括具有葉片或多面反射體的轉(zhuǎn)子等的概念。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即便省略在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的流體動(dòng)壓軸承裝置中采用的殼體，也能夠防止?jié)櫥偷耐獠啃孤┒€(wěn)定地維持期望的軸承性能。而且，若能省略殼體，則能夠使軸承套筒在徑向上厚壁化(擴(kuò)大軸承套筒的外徑尺寸)殼體的徑向的壁厚量，因此能夠通過(guò)軸承套筒的一端面的面積擴(kuò)大來(lái)提高推力軸承部的軸承剛性。
[0013]另外，在本發(fā)明中，密封間隙由軸承套筒的一端外周面形成，因此只需高精度地制作軸承套筒，就能夠確保期望的密封性能，進(jìn)一步確保軸承性能。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，有底筒狀的蓋構(gòu)件固定在軸承套筒的另一端外周上，該蓋構(gòu)件只要具有能夠防止?jié)櫥徒?jīng)由軸承套筒的另一端面等的表面開(kāi)孔、軸承套筒的軸孔的另一端開(kāi)口部等而向裝置外部漏出的功能即可，不需要?dú)んw所需程度的形狀精度和對(duì)軸承套筒的固定精度。另外，實(shí)施封孔處理使得軸承套筒中的至少外周面(向軸承外部露出的面)的表面開(kāi)孔被可靠地封住即可，封孔部的形成樣態(tài)不需要特別的精度。因此，通過(guò)將殼體替換為蓋構(gòu)件而能夠享受的成本降低效果要大于需要對(duì)軸承套筒實(shí)施追加的封孔處理而引起的成本增加量。從而，整體上能使流體動(dòng)壓軸承裝置的制造成本低廉化。
[0014]作為封孔處理，可以采用通過(guò)對(duì)被處理面(軸承套筒的外周面等)實(shí)施塑性加工等來(lái)將表面開(kāi)孔封住的所謂的填縫處理、使填充于在被處理面上開(kāi)口的表面開(kāi)孔中的(浸滲的)封孔材料硬化的處理、形成對(duì)被處理面進(jìn)行覆蓋的鍍敷被膜等的被膜形成處理等。在上述處理中，使填充于在被處理面的表面開(kāi)孔中的封孔材料硬化的處理由于能夠簡(jiǎn)便地執(zhí)行，并且不對(duì)被處理面的形狀產(chǎn)生影響，因而特別優(yōu)選。需要說(shuō)明的是，作為封孔材料，優(yōu)選與軸承套筒的密接性?xún)?yōu)異的材料，例如能夠采用環(huán)氧系樹(shù)脂。
[0015]在旋轉(zhuǎn)體上，可以設(shè)置配置在軸承套筒(的另一端面)與蓋構(gòu)件(的內(nèi)底面)之間的凸緣部。在該情況下，能夠在軸承套筒的另一端面和與該軸承套筒的另一端面對(duì)置的凸緣部的端面之間形成有在推力方向的另一方向上對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的推力軸承部的推力軸承間隙。
[0016]在以上的結(jié)構(gòu)中，可以在軸承套筒上設(shè)置在其一端面及另一端面上開(kāi)口的軸向的貫通孔。這樣一來(lái)，能夠使分別由軸承套筒的一端面及另一端面形成的空間借助上述貫通孔而連通，因此即便在軸承裝置內(nèi)的潤(rùn)滑油的壓力平衡發(fā)生崩潰的情況下，也能夠使該崩潰立即消除，從而能夠穩(wěn)定地維持期望的軸承性能。[〇〇17]在蓋構(gòu)件上，可以設(shè)置與軸承套筒的另一端面在軸向上卡合的臺(tái)階部。這樣一來(lái)，能夠在正確地管理軸承套筒與蓋構(gòu)件的軸向相對(duì)位置的狀態(tài)下將蓋構(gòu)件固定在軸承套筒上。
[0018]蓋構(gòu)件相對(duì)于軸承套筒的固定方式?jīng)]有特別限定，優(yōu)選能夠?qū)烧哌M(jìn)行簡(jiǎn)便且牢固地固定，并且能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸承套筒的外周面的表面開(kāi)孔的封住的粘接。
[0019]有底筒狀的蓋構(gòu)件例如能夠采用金屬(金屬板)的沖壓加工件、樹(shù)脂的注塑成形品。由此，能夠低成本地批量成產(chǎn)高精度的蓋構(gòu)件。需要說(shuō)明的是，蓋構(gòu)件固定在軸承套筒的另一端外周上，因此能夠?qū)⑸w構(gòu)件的外周面活用為相對(duì)于電動(dòng)機(jī)基座的安裝面。在該情況下，若蓋構(gòu)件由金屬形成，則能夠在蓋構(gòu)件與電動(dòng)機(jī)基座之間確保較高的粘接強(qiáng)度。
[0020]鑒于燒結(jié)金屬的良好的加工性，可以在軸承套筒的內(nèi)周面上設(shè)置使夾在徑向軸承間隙中的潤(rùn)滑油產(chǎn)生流體動(dòng)壓的動(dòng)壓產(chǎn)生部(徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部)。另外，基于同樣的理由，可以在軸承套筒的兩端面中的至少一端面上設(shè)置使夾在由該一端面形成的推力軸承間隙中的潤(rùn)滑油產(chǎn)生流體動(dòng)壓的動(dòng)壓產(chǎn)生部(推力動(dòng)壓產(chǎn)生部)。[0021 ]本發(fā)明所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置具有上述那樣的各種特點(diǎn)，因此例如能夠組裝于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置用的主軸電動(dòng)機(jī)、PC用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、或LBP用的多邊形掃描儀電動(dòng)機(jī)等各種小型電動(dòng)機(jī)而適當(dāng)?shù)厥褂?，并且能夠有助于各種電動(dòng)機(jī)的低成本化。[〇〇22]發(fā)明效果
[0023]由以上可知，根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)能夠以低成本制造且推力方向的軸承性能尤其優(yōu)異，并且能夠穩(wěn)定地維持期望的軸承性能的流體動(dòng)壓軸承裝置?！靖綀D說(shuō)明】
[0024]圖1是示意性地表示組裝有流體動(dòng)壓軸承裝置的電動(dòng)機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。 [〇〇25]圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置的剖視圖。
[0026]圖3是圖2所示的軸承套筒的概要剖視圖。
[0027]圖4是表示圖2所示的軸承套筒的下端面的俯視圖。
[0028]圖5是圖2所示的流體動(dòng)壓軸承裝置的局部概要放大圖。[〇〇29]圖6是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置的剖視圖。
[0030]圖7是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置的剖視圖。【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0032]圖1是組裝有流體動(dòng)壓軸承裝置的主軸電動(dòng)機(jī)的概要剖視圖。該主軸電動(dòng)機(jī)在HDD 等磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置中使用，具備:將旋轉(zhuǎn)體2支承為旋轉(zhuǎn)自如的流體動(dòng)壓軸承裝置1、在半徑方向上隔著空隙而對(duì)置的定子線圈4及轉(zhuǎn)子磁鐵5、以及在內(nèi)周保持流體動(dòng)壓軸承裝置1的電動(dòng)機(jī)基座6。定子線圈4安裝在電動(dòng)機(jī)基座6上，轉(zhuǎn)子磁鐵5安裝在作為構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體2的輪轂部 23的盤(pán)轂上。由盤(pán)轂保持一片或多片未圖示的磁盤(pán)(盤(pán)狀信息記錄介質(zhì))。在以上的結(jié)構(gòu)中， 當(dāng)向定子線圈4通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鐵5由于定子線圈4與轉(zhuǎn)子磁鐵5之間的電磁力而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體2與之相伴而旋轉(zhuǎn)。[〇〇33]在圖2中示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置1。該流體動(dòng)壓軸承裝置1具備:旋轉(zhuǎn)體2、具有供旋轉(zhuǎn)體2的軸部21插入的軸孔的大致圓筒狀的軸承套筒8、以及固定在軸承套筒8上的蓋構(gòu)件10，在內(nèi)部空間中填充有作為潤(rùn)滑流體的潤(rùn)滑油(由較密的散點(diǎn)影線表示)。需要說(shuō)明的是，以下為了便于說(shuō)明，將配置有蓋構(gòu)件10的一側(cè)作為下側(cè)，將其軸向相反側(cè)作為上側(cè)，但這并不限定流體動(dòng)壓軸承裝置1的使用樣態(tài)。[〇〇34]旋轉(zhuǎn)體2具備:插入到軸承套筒8的內(nèi)周的軸部21、從軸部21的下端向徑向外側(cè)伸出的凸緣部22、以及從軸部21的上端向徑向外側(cè)伸出的作為輪轂部23的盤(pán)轂。在本實(shí)施方式中，凸緣部22螺紋緊固在軸部21的下端處，輪轂部23與軸部21設(shè)置為一體。輪轂部23具備:配置在軸承套筒8的上方的圓盤(pán)部23a、從圓盤(pán)部23a的外徑端部向下方延伸且在外周上安裝有轉(zhuǎn)子磁鐵5(參照?qǐng)D1)的筒狀部23b、以及用于載置未圖示的磁盤(pán)的磁盤(pán)搭載面23c。
[0035]軸承套筒8由以銅或鐵為主要成分的燒結(jié)金屬的多孔質(zhì)體形成為大致圓筒狀。如圖3所示，在軸承套筒8的內(nèi)周面8a上，在軸向的兩處分開(kāi)設(shè)置有圓筒狀的徑向軸承面A1、 A2,在所述徑向軸承面A1、A2與對(duì)置的軸部21的外周面21a之間形成有徑向軸承部R1、R2的徑向軸承間隙。在徑向軸承面A1、A2上分別形成用于使夾在徑向軸承間隙中的潤(rùn)滑油產(chǎn)生動(dòng)壓作用的動(dòng)壓產(chǎn)生部(徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部)。設(shè)置在上側(cè)的徑向軸承面A1上的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部由排列為人字形狀的多個(gè)動(dòng)壓槽Aal、和區(qū)劃形成動(dòng)壓槽Aal的丘部構(gòu)成，設(shè)置在下側(cè)的徑向軸承面A2上的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部由排列為人字形狀的多個(gè)動(dòng)壓槽Aa2和區(qū)劃形成動(dòng)壓槽 Aa2的丘部構(gòu)成。在上側(cè)的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部中，上側(cè)區(qū)域的動(dòng)壓槽Aal的軸向尺寸比下側(cè)區(qū)域的動(dòng)壓槽Aal的軸向尺寸大，在下側(cè)的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部中，上側(cè)區(qū)域的動(dòng)壓槽Aa2及下側(cè)區(qū)域的動(dòng)壓槽Aa2的軸向尺寸與形成在上側(cè)的徑向軸承面A1上的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部中的下側(cè)區(qū)域的動(dòng)壓槽Aal的軸向尺寸相等。[〇〇36]在軸承套筒8的下端面8c上設(shè)置有環(huán)狀的推力軸承面C，在該環(huán)狀的推力軸承面C 與對(duì)置的凸緣部22的上端面22a之間形成有第二推力軸承部T2的推力軸承間隙(第二推力軸承間隙)。在該推力軸承面C上，形成有用于使夾在第二推力軸承間隙中的潤(rùn)滑油產(chǎn)生動(dòng)壓作用的推力動(dòng)壓產(chǎn)生部。如圖4所示，推力動(dòng)壓產(chǎn)生部例如通過(guò)在周向上交互設(shè)置螺旋形狀的動(dòng)壓槽Ca與區(qū)畫(huà)形成動(dòng)壓槽Ca的丘部而構(gòu)成。[〇〇37]另外，在軸承套筒8的上端面8b上設(shè)置有環(huán)狀的推力軸承面B，在該環(huán)狀的推力軸承面B與對(duì)置的輪轂部23的圓盤(pán)部23a的下端面23al之間形成有第一推力軸承部T1的推力軸承間隙(第一推力軸承間隙)。雖然省略詳細(xì)的圖示，但在該推力軸承面B上設(shè)置有推力動(dòng)壓產(chǎn)生部，該推力動(dòng)壓產(chǎn)生部例如通過(guò)在圓周方向上交替設(shè)置螺旋形狀的動(dòng)壓槽與區(qū)畫(huà)形成該動(dòng)壓槽的丘部而構(gòu)成。
[0038]軸承套筒8的外周面具有:相對(duì)地配置在上側(cè)并朝向上方而逐漸擴(kuò)徑的錐狀外周面8dl;以及相對(duì)地配置在下側(cè)并在軸向上延伸的圓筒狀外周面8d2。在錐狀外周面8dl與對(duì)置的輪轂部23的筒狀部23b的內(nèi)周面(圓筒狀內(nèi)周面)23bl之間形成有朝向上方而半徑方向尺寸逐漸縮小的楔狀的密封間隙S。該密封間隙S在流體動(dòng)壓軸承裝置1的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與第一推力軸承部T1的推力軸承間隙的外徑側(cè)連通。另外，密封間隙S具有對(duì)與在流體動(dòng)壓軸承裝置 1的內(nèi)部空間中填充的潤(rùn)滑油的溫度變化相伴的容積變化量進(jìn)行吸收的緩沖功能，在設(shè)想的溫度變化的范圍內(nèi)始終將潤(rùn)滑油的油面保持在密封間隙S的軸向范圍內(nèi)。需要說(shuō)明的是， 雖然省略圖示，但也可以在軸承套筒8的外周面中的與密封間隙S在軸向上相鄰的區(qū)域(具體而言，例如圓筒狀外周面8d2中的不與蓋構(gòu)件10干涉的區(qū)域)形成防油膜。由此，有效地防止?jié)櫥拖蛲獠啃孤?br>[0039]軸承套筒8具有在上端面8b(推力軸承面B)及下端面8c(推力軸承面C)上開(kāi)口的軸向上的貫通孔11。該貫通孔11設(shè)置在周向上的一處或多處(在本實(shí)施方式中為周向上的一處。參照?qǐng)D4 )，在此，對(duì)壓粉體在壓縮成形的同時(shí)進(jìn)行模具成形。
[0040]軸承套筒8具有對(duì)在其外周面上開(kāi)口的表面開(kāi)孔進(jìn)行封住的封孔部7。封孔部7例如能夠通過(guò)形成鍍敷被膜等的被膜形成處理、或者所謂的填縫處理來(lái)形成，但在本實(shí)施方式中，如在圖5中放大示出的那樣，通過(guò)在外周面的表面開(kāi)孔中填充封孔材料P并使其硬化來(lái)形成。作為封孔材料P，例如使用與軸承套筒8的密接性?xún)?yōu)異的環(huán)氧樹(shù)脂。封孔部7也可以形成在軸承套筒8的外周面(錐狀外周面8dl及圓筒狀外周面8d2)整個(gè)區(qū)域上，但在此，形成在從外周面的上端部直至圓筒狀外周面8d2的軸向大致中央部的范圍內(nèi)。這是由于，如后述那樣，蓋構(gòu)件10粘接固定在圓筒狀外周面8d2的下側(cè)區(qū)域。即，固定蓋構(gòu)件10的粘接劑作為封孔部7而發(fā)揮功能，并且圓筒狀外周面8d2的下側(cè)區(qū)域由蓋構(gòu)件10覆蓋。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，封孔部7的形成區(qū)域與蓋構(gòu)件10的固定區(qū)域(筒狀部10b)在軸向上重疊。
[0041]具有以上的結(jié)構(gòu)的軸承套筒8例如能夠通過(guò)以下那樣的順序來(lái)制造。首先，將銅系粉末或鐵系粉末作為主要成分，對(duì)在其中配合適當(dāng)?shù)奶畛洳牧隙玫降脑戏勰┻M(jìn)行壓縮成形而得到大致成品形狀的壓粉體，然后，對(duì)該壓粉體以燒結(jié)溫度以上進(jìn)行加熱而得到燒結(jié)體。接下來(lái)，對(duì)該燒結(jié)體實(shí)施矯正加工(精壓)，由此將燒結(jié)體精加工為成品形狀，同時(shí)在燒結(jié)體的內(nèi)周面及兩端面上分別模具成形徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部及推力動(dòng)壓產(chǎn)生部。然后，對(duì)該燒結(jié)體的外周面實(shí)施封孔處理而形成封孔部7。[〇〇42]需要說(shuō)明的是，在軸承套筒8的兩端面8b、8c上開(kāi)口的軸向上的貫通孔11不僅能夠通過(guò)對(duì)原料粉末(壓粉體)在壓縮成形的同時(shí)進(jìn)行模具成形來(lái)形成，也能夠通過(guò)對(duì)燒結(jié)體實(shí)施機(jī)械加工來(lái)形成。另外，徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部及推力動(dòng)壓產(chǎn)生部也可以對(duì)壓粉體在壓縮成形的同時(shí)進(jìn)行模具成形。
[0043]蓋構(gòu)件10呈有底筒狀，該有底筒狀的蓋構(gòu)件10—體地具有在凸緣部22的下側(cè)配置的圓盤(pán)狀的底部l〇a和在底部10a的外徑端部立起設(shè)置的筒狀部10b。本實(shí)施方式的筒狀部 10b由在凸緣部22的外徑側(cè)配置的小徑筒部10bl、配置在比小徑筒部10bl靠上側(cè)的大徑筒部10b2、以及在與軸線正交的方向上延伸且連接兩筒部10bl、10b2的臺(tái)階部10b3構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，小徑筒部l〇bl的軸向尺寸(底部10a的上端面與臺(tái)階部10b3的上端面之間的軸向分隔距離)至少設(shè)定為將凸緣部22的厚度與在旋轉(zhuǎn)體2的旋轉(zhuǎn)時(shí)形成的兩個(gè)推力軸承間隙的間隙寬度合計(jì)而得出的值。該蓋構(gòu)件10例如通過(guò)對(duì)具有導(dǎo)電性的金屬板實(shí)施沖壓加工而形成。
[0044]具有以上的結(jié)構(gòu)的蓋構(gòu)件10在使臺(tái)階部10b3的上端面與軸承套筒8的下端面8c的外徑區(qū)域抵接的狀態(tài)(在使臺(tái)階部10b3與軸承套筒8在軸向上卡合的狀態(tài))下，將大徑筒部 10b2的內(nèi)周面固定在軸承套筒8的下端外周(圓筒狀外周面8d2的下側(cè)區(qū)域)上，由此安裝固定在軸承套筒8上。只要能得到期望的固定力，蓋構(gòu)件10相對(duì)于軸承套筒8的固定方法沒(méi)有特別限制，但在本實(shí)施方式中，借助夾在相互對(duì)置的大徑筒部10b2的內(nèi)周面與軸承套筒8的圓筒狀外周面8d2的下側(cè)區(qū)域之間的粘接劑層來(lái)對(duì)蓋構(gòu)件10與軸承套筒8進(jìn)行固定。通過(guò)以上的結(jié)構(gòu)，防止通過(guò)軸承套筒8的下端外周(圓筒狀外周面8d2中的未形成有封孔部7的下側(cè)區(qū)域)的表面開(kāi)孔、軸承套筒8的下端面8c的表面開(kāi)孔、以及軸承套筒8的軸孔的下端開(kāi)口部的潤(rùn)滑油泄漏。
[0045]需要說(shuō)明的是，如圖2所示，在本實(shí)施方式中，作為金屬板的沖壓成形品的蓋構(gòu)件 10的筒狀部l〇b(大徑筒部10b2)與設(shè)置在軸承套筒8的內(nèi)周面8a上的徑向軸承面A2的一部分在軸向上重疊。在這樣的情況下，在將蓋構(gòu)件10的大徑筒部10b2以較大的過(guò)盈量壓入軸承套筒8時(shí)，軸承套筒8的外周面(圓筒狀外周面8d2)發(fā)生變形，該變形可能會(huì)對(duì)徑向軸承面 A2的形狀精度、甚至徑向軸承部R2的軸承性能產(chǎn)生不良影響。因此，優(yōu)選蓋構(gòu)件10通過(guò)所謂的間隙粘接、或者通過(guò)以不對(duì)徑向軸承面A2的形狀精度產(chǎn)生不良影響的程度的過(guò)盈量壓入大徑筒部10b2的壓入粘接而固定在軸承套筒8上。
[0046]具有以上的結(jié)構(gòu)的流體動(dòng)壓軸承裝置1通過(guò)以下的順序組裝。首先，將一體地具有輪轂部23的軸部21插入到軸承套筒8的內(nèi)周，然后將凸緣部22固定在軸部21的下端。接下來(lái)，將蓋構(gòu)件10嵌合在軸承套筒8的下端外周，對(duì)兩者進(jìn)行粘接固定。軸承套筒8與蓋構(gòu)件10 之間的粘接固定在使蓋構(gòu)件10的臺(tái)階部10b3的上端面與軸承套筒8的下端面8c抵接的狀態(tài)下進(jìn)行。這樣一來(lái)，如上述那樣設(shè)定蓋構(gòu)件10的小徑筒部l〇bl的軸向尺寸，因此能夠在正確地管理軸承套筒8與蓋構(gòu)件10的軸向相對(duì)位置的狀態(tài)(正確地進(jìn)行兩個(gè)推力軸承間隙的間隙形成的狀態(tài))下對(duì)軸承套筒8與蓋構(gòu)件10進(jìn)行固定。然后，以填滿(mǎn)軸承套筒8的內(nèi)部氣孔、 徑向軸承部R1、R2的徑向軸承間隙、以及第一推力軸承部T1的推力軸承間隙及第二推力軸承部T2的推力軸承間隙等的方式在流體動(dòng)壓軸承裝置1的內(nèi)部空間填充潤(rùn)滑油(例如酯系潤(rùn)滑油)，完成圖2所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1。
[0047]在由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，在設(shè)置在軸承套筒8的內(nèi)周面8a上的兩個(gè)徑向軸承面A1、A2和與其對(duì)置的軸部21的外周面21a之間分別形成有徑向軸承間隙。并且，伴隨著旋轉(zhuǎn)體2的旋轉(zhuǎn)，在徑向軸承間隙中形成的油膜壓力由于徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部的動(dòng)壓作用而升高，從而在上下分開(kāi)的兩處形成在徑向方向上對(duì)旋轉(zhuǎn)體2 進(jìn)行非接觸支承的徑向軸承部R1、R2。[〇〇48]與此同時(shí)，在設(shè)置在軸承套筒8的上端面8b上的推力軸承面B和與其對(duì)置的輪轂部 23的圓盤(pán)部23a的下端面23al之間、以及在設(shè)置在軸承套筒8的下端面8c上的推力軸承面C 和與其對(duì)置的凸緣部22的上端面22a之間分別形成推力軸承間隙。然后伴隨著旋轉(zhuǎn)體2的旋轉(zhuǎn)，兩推力軸承間隙的油膜壓力由于推力動(dòng)壓產(chǎn)生部的動(dòng)壓作用而升高，形成在推力一方向及推力方向的另一方向上對(duì)旋轉(zhuǎn)體2進(jìn)行非接觸支承的第一推力軸承部T1及第二推力軸承部T2。
[0049]另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于構(gòu)成上側(cè)的徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部的上下的動(dòng)壓槽Aal的軸向尺寸差，夾在軸承套筒8的內(nèi)周面8a與軸部21的外周面21a之間的間隙中的潤(rùn)滑油向下方流動(dòng)，在第二推力軸承部T2的推力軸承間隙—在軸承套筒8的兩端面8b、8c上開(kāi)口的軸向上的貫通孔11—第一推力軸承部T1的推力軸承間隙這一路徑上循環(huán)，再次被引入徑向軸承部R1的徑向軸承間隙。
[0050]通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑油的壓力平衡得到保持，同時(shí)能夠消除與局部的負(fù)壓的產(chǎn)生相伴的氣泡的生成、氣泡的生成引起的潤(rùn)滑油的泄漏、振動(dòng)的產(chǎn)生等問(wèn)題。第一推力軸承部T1的推力軸承間隙的外徑側(cè)與密封間隙S連通，因此即便在氣泡由于某些原因而混入潤(rùn)滑油中的情況下，氣泡也會(huì)在與潤(rùn)滑油一起在上述的路徑中循環(huán)之際，從密封間隙S內(nèi)的潤(rùn)滑油的油面(氣液界面)向外部空氣排出。從而，能夠進(jìn)一步有效地防止氣泡引起的不良影響。
[0051]通過(guò)例如將蓋構(gòu)件10的外周面粘接固定在由鋁合金等金屬材料形成的電動(dòng)機(jī)基座6(圖1參照)的圓筒狀內(nèi)周面上，從而具有以上的結(jié)構(gòu)的流體動(dòng)壓軸承裝置1被組裝入電動(dòng)機(jī)。蓋構(gòu)件10與電動(dòng)機(jī)基座6均為金屬制，因此流體動(dòng)壓軸承裝置1能夠相對(duì)于電動(dòng)機(jī)基座6而以較高的粘接強(qiáng)度固定。[〇〇52]如以上說(shuō)明的那樣，在本發(fā)明所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，在軸承套筒8的至少外周面上實(shí)施封孔處理，在軸承套筒8的上端外周面(錐狀外周面8dl)和與其對(duì)置的輪轂部23的內(nèi)周面23bl之間形成對(duì)潤(rùn)滑油的油面進(jìn)行保持的密封間隙S，并且在軸承套筒8的下端外周(圓筒狀外周面8d2的下側(cè)區(qū)域)上固定有有底筒狀的蓋構(gòu)件10。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，即便省略在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的流體動(dòng)壓軸承裝置中采用的殼體，也能夠防止?jié)櫥拖蛲獠啃孤┒€(wěn)定地維持期望的軸承性能。而且，若能省略殼體，則能夠使軸承套筒8在徑向上厚壁化(擴(kuò)大軸承套筒8的外徑尺寸)殼體的徑向的壁厚量。由此，能夠通過(guò)軸承套筒8的上端面8b(推力軸承面B)及下端面8c(推力軸承面C)的面積擴(kuò)大來(lái)提高第一推力軸承部T1及第二推力軸承部T2的軸承剛性。[〇〇53]另外，密封間隙S由軸承套筒8的外周面(錐狀外周面8dl)形成，因此只需高精度地制作軸承套筒8,就能夠確保期望的密封性能。在本發(fā)明中，有底筒狀的蓋構(gòu)件10固定在軸承套筒8的下端外周上，該蓋構(gòu)件10只要具有能夠防止?jié)櫥徒?jīng)由軸承套筒8的表面開(kāi)孔、 軸承套筒8的軸孔的下端開(kāi)口部等而向裝置外部漏出的功能即可，不需要在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的流體動(dòng)壓軸承裝置中使用的殼體所需程度的形狀精度、相對(duì)于軸承套筒8的固定精度。另外， 實(shí)施封孔處理使得軸承套筒8中的至少外周面的表面開(kāi)孔被可靠地封住即可，封孔部7的形成樣態(tài)不需要特別的精度。因此，通過(guò)將殼體置換為蓋構(gòu)件10而能夠享受的成本降低效果要大于需要對(duì)軸承套筒8實(shí)施追加的封孔處理而引起的成本增加量。從而，整體上能使流體動(dòng)壓軸承裝置1的制造成本低廉化。
[0054]由以上可知，根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)能夠以低成本制造且軸承性能、尤其是推力方向上的軸承性能優(yōu)異，并且能夠穩(wěn)定地維持期望的軸承性能的流體動(dòng)壓軸承裝置1。
[0055]在圖6中示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置1。該圖所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1與圖2所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1的主要不同點(diǎn)在于省略了凸緣部22,且與此相伴地省略了在推力方向上的另一方向?qū)πD(zhuǎn)體2進(jìn)行支承的第二推力軸承部T2這一點(diǎn)。若采用這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠與省略了凸緣部22的量相應(yīng)地使流體動(dòng)壓軸承裝置1在軸向上小型化，或者與省略了凸緣部22的量相應(yīng)地使軸承套筒8在軸向上長(zhǎng)尺寸化，從而擴(kuò)大徑向軸承部R1、R2的軸向分隔距離。若擴(kuò)大徑向軸承部R1、R2的軸向分隔距離，則能夠提高力矩剛性。[〇〇56]在如上述那樣省略了凸緣部22的情況下，旋轉(zhuǎn)體2(軸部21)的防脫功能喪失。因此，在該實(shí)施方式的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，通過(guò)將圓環(huán)狀的防脫構(gòu)件24固定在大徑內(nèi)周面 23b2上來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體2的防脫，所述防脫構(gòu)件24與設(shè)置在軸承套筒8的外周上的臺(tái)階面8d3 在軸向上卡合，所述大徑內(nèi)周面23b2設(shè)置在輪轂部23的筒狀部23b上。
[0057]在圖7中示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置1。圖7所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1是圖6所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1的變形例，主要的變更點(diǎn)在于，通過(guò)局部地挖去軸承套筒8的外周部而在軸承套筒8的上端外周部上形成凸緣部8e，將該凸緣部8e的下側(cè)端面活用為與固定在輪轂部23的大徑內(nèi)周面23b2上的圓環(huán)狀的防脫構(gòu)件24在軸向上卡合的臺(tái)階面8d3這一點(diǎn)；以及在凸緣部8e(臺(tái)階面8d3)的下側(cè)設(shè)置錐狀外周面8dl，在該錐狀外周面8dl與防脫構(gòu)件24的內(nèi)周面24a之間形成密封間隙S這一點(diǎn)?？傊趫D7所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，使防脫構(gòu)件24(旋轉(zhuǎn)體2)與軸承套筒8的卡合位置和密封間隙S的形成位置與圖6所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1相反。[〇〇58]在采用這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，在推力軸承部(第一推力軸承部)T1的推力軸承間隙與密封間隙S之間形成有夾著潤(rùn)滑油的大致L字狀的迷宮式間隙，因此具有對(duì)夾在流體動(dòng)壓軸承裝置1的內(nèi)部空間中的潤(rùn)滑油的蒸發(fā)量進(jìn)行抑制這一優(yōu)點(diǎn)。另外，由于上述迷宮式間隙的存在，即便縮短密封間隙S的軸向尺寸也能夠確保密封間隙S所需的緩沖功能，因此能夠縮短應(yīng)設(shè)置在軸承套筒8的外周面上的密封間隙S的形成面(在此為錐狀外周面8dl)的軸向尺寸。因此，在軸承套筒8的外周面上形成有防油膜的情況下，其可形成區(qū)域擴(kuò)大，因此具有防油膜的形成位置的選擇自由度比圖6所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1更高這一優(yōu)點(diǎn)。
[0059]以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置1進(jìn)行了說(shuō)明，但可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)對(duì)流體動(dòng)壓軸承裝置1實(shí)施適當(dāng)?shù)淖兏?br>[0060]例如，在以上說(shuō)明的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，使用軸部21與輪轂部23形成為一體的旋轉(zhuǎn)體2,但也可以分別制作軸部21與輪轂部23并由適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)它們進(jìn)行固定。在該情況下，在圖2所示的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，也可以使用通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞綄⑤嗇灢?3固定在軸部21與凸緣部22的一體件上的旋轉(zhuǎn)體2。
[0061]另外，在以上說(shuō)明的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，僅將蓋構(gòu)件10的外周面作為相對(duì)于電動(dòng)機(jī)基座6的安裝面，但也可以將軸承套筒8的外周面活用為相對(duì)于電動(dòng)機(jī)基座6的安裝面。 在該情況下，只要相對(duì)于電動(dòng)機(jī)基座6的固定強(qiáng)度沒(méi)問(wèn)題，也可以使用由樹(shù)脂注塑成形而成的蓋構(gòu)件10。
[0062]另外，在以上說(shuō)明的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，在軸承套筒8的內(nèi)周面8a(徑向軸承面 A1、A2)上形成有徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部，但徑向動(dòng)壓產(chǎn)生部也可以形成在隔著徑向軸承間隙而對(duì)置的軸部21的外周面21a上。同樣地，在軸承套筒8的上端面8b(推力軸承面B)、下端面8c(推力軸承面C)上形成的推力動(dòng)壓產(chǎn)生部也可以形成在與它們對(duì)置的端面上。
[0063]另外，在以上說(shuō)明的流體動(dòng)壓軸承裝置1中，封孔部7僅形成在軸承套筒8的外周面上，但封孔部7也可以形成在軸承套筒8的其它面上，進(jìn)一步可以形成在軸承套筒8的表面整個(gè)區(qū)域上。[〇〇64]另外，本發(fā)明的徑向軸承部R1、R2中的任一方或雙方也能夠優(yōu)選地應(yīng)用于由所謂的多圓弧軸承、階式軸承及波型軸承等公知的其它動(dòng)壓軸承構(gòu)成的流體動(dòng)壓軸承裝置，推力軸承部T1、T2中的任一方或雙方也能夠優(yōu)選地應(yīng)用于由所謂的階式軸承、波型軸承等公知的其它動(dòng)壓軸承構(gòu)成的流體動(dòng)壓軸承裝置。
[0065]另外，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于輪轂部23由對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行保持的盤(pán)轂構(gòu)成的流體動(dòng)壓軸承裝置1，也能夠優(yōu)選地應(yīng)用于輪轂部23由具有葉片的轉(zhuǎn)子、或具有多面反射體的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的流體動(dòng)壓軸承裝置1。即，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于圖1所示那樣的主軸電動(dòng)機(jī)，也能夠優(yōu)選地應(yīng)用于組裝在PC用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、激光打印機(jī)(LBP)用的多邊形掃描儀電動(dòng)機(jī)等其它電氣設(shè)備用電動(dòng)機(jī)中的流體動(dòng)壓軸承裝置1。
[0066]附圖標(biāo)記說(shuō)明[〇〇67] 1流體動(dòng)壓軸承裝置
[0068]2旋轉(zhuǎn)體
[0069]21軸部
[0070]22凸緣部
[0071]23輪轂部
[0072]7封孔部
[0073]8軸承套筒
[0074]8b上端面(一端面)[〇〇75]8c下端面(另一端面)
[0076]8dl錐狀外周面
[0077]8d2圓筒狀外周面
[0078]1〇蓋構(gòu)件
[0079]l〇a底部
[0080]l〇b筒狀部[0081 ]10b3臺(tái)階部
[0082]11貫通孔[〇〇83]24防脫構(gòu)件
[0084]p封孔材料
[0085]S密封間隙
[0086]R1、R2徑向軸承部
[0087]T1、T2推力軸承部
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流體動(dòng)壓軸承裝置，其具備:燒結(jié)金屬制的軸承套筒；以及旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體具有插入到所述軸承套筒的內(nèi)周的軸部和從所述軸部的一端向徑 向外側(cè)伸出的輪轂部，伴隨著所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，在所述軸承套筒的內(nèi)周面和與該軸承套筒的內(nèi)周面對(duì)置的 所述軸部的外周面之間形成有在徑向方向上對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的徑向軸承部 的徑向軸承間隙，并且在所述軸承套筒的一端面和與該軸承套筒的一端面對(duì)置的所述輪轂 部的端面之間形成有在推力方向的一方向上對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的推力軸承部 的推力軸承間隙，所述流體動(dòng)壓軸承裝置的特征在于，在所述軸承套筒的至少外周面上實(shí)施封孔處理，由所述軸承套筒的一端外周面形成對(duì) 潤(rùn)滑油的油面進(jìn)行保持的密封間隙，并且，在所述軸承套筒的另一端外周上固定有有底筒 狀的蓋構(gòu)件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述封孔處理是使填充于所述軸承套筒的表面開(kāi)孔中的封孔材料硬化的處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)體具有配置在所述軸承套筒與所述蓋構(gòu)件之間的凸緣部，在所述軸承套筒的另一端面和與該軸承套筒的另一端面對(duì)置的所述凸緣部的端面之 間形成有在推力方向的另一方向上對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行非接觸支承的推力軸承部的推力軸 承間隙。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述流體動(dòng)壓軸承裝置具有在所述軸承套筒的一端面及另一端面上開(kāi)口的軸向上的 貫通孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述蓋構(gòu)件具有與所述軸承套筒的另一端面在軸向上卡合的臺(tái)階部。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述蓋構(gòu)件粘接固定在所述軸承套筒上。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，所述蓋構(gòu)件是金屬的沖壓加工件。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，在所述軸承套筒的內(nèi)周面上設(shè)置有動(dòng)壓產(chǎn)生部。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置，其中，在所述軸承套筒的兩端面中的至少一端面上設(shè)置有動(dòng)壓產(chǎn)生部。10.—種電動(dòng)機(jī)，其具備權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的流體動(dòng)壓軸承裝置。
【文檔編號(hào)】F16C17/10GK105992879SQ201480065349
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日
【發(fā)明人】新井隆生, 伊藤冬木, 藤原干久
【申請(qǐng)人】Ntn株式會(huì)社