专利名称：流体轴承装置及主轴电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用流体动压的流体轴承装置以及具有该流体轴承装置的主轴电机。另外，本发明的流体轴承装置特别适用于硬盘装置以及其它的盘片装置的主轴电机等中使用的流体轴承装置，但也适用于其它设备。
背景技术：
作为硬盘装置等中使用的主轴电机的轴承装置，越来越多地使用比滚珠轴承装置旋转精度优良、低噪音性也优良的流体轴承装置，以取代以往所使用的滚珠轴承装置。
图11表示传统的流体轴承装置的主要部分的剖视图(参照日本专利特开2003-65323号公报(称为专利文献1)和日本专利特开平7-63220号公报(称为专利文献2))。图11所示的传统的流体轴承装置中，在由烧结体构成、轴承孔的内周面形成有径向动压发生槽51的套筒52的外周，设置有由工作流体即润滑油不能通过的材料所形成的构架53。将轴54插入在套筒52的轴承孔中，由这些套筒52和轴54构成了径向流体轴承。在构架53的底部开口处，固定着形成有轴向动压发生槽55的止推板56。在轴54的下端部，设置有与止推板56对置状的止推凸缘57，由上述止推凸缘57和上述止推板56构成了轴向流体轴承。包含构成径向流体轴承和轴向流体轴承的间隙在内，在套筒52与轴54之间以及止推凸缘57与止推板56之间，充填着作为工作流体的润滑油。
在上述传统的流体轴承装置结构中，套筒52由使用烧结金属材料的烧结体构成。烧结体是将烧结后的成形物放入金属模内，通过冲压成形可形成径向动压发生槽51，故可高精度且由简单的工序来形成径向动压发生槽51。即，在使用非烧结体的固体金属材料制作的套筒，必须在后工序中通过精密切削加工等方法来形成槽，与其相比，由烧结体构成的套筒52，即使在后工序中不实施槽加工也可以，可减少制造成本。
烧结体在其内部具有许多个小的空孔，当套筒52由烧结体构成时，会产生工作流体即润滑油通过套筒52的空孔而向外部漏出的问题。其结果，有时会带来因润滑油减少而防碍作为流体轴承功能的问题。又，电机旋转时，存在于径向动压发生槽51内的被加压的润滑油流入套筒52的空孔内，会减小动压发生槽所发生的压力，降低作为径向流体轴承的轴承刚性。
针对这些问题，在上述专利文献1的流体轴承装置中，利用由润滑油不能通过的材料形成的构架53，将由烧结体形成的套筒52围住，以阻止润滑油通过套筒52的空孔向外部漏出。又，在专利文献2中公开的另一种传统的流体轴承装置中，在烧结体的套筒的内周面实施堵塞微孔处理而将空孔堵住。这样，旋转时可防止润滑油从径向动力发生槽向套筒的空孔内漏出，以达到不降低径向流体轴承的轴承刚性的目的。
又，在日本专利特开2003-333792号公报(称为专利文献3)中，公开了一种由烧结金属材料烧结后的烧结体来形成轴，在该烧结体的轴中含有润滑油的结构。插入有这种轴的套筒由润滑油不能浸透的金属固体构成，在套筒内，被支承着的轴在受到其中含有的润滑油的润滑状态下进行旋转。该轴承不是动压轴承，称为正圆滑动轴承。其结构中，不是套筒而是轴采用了烧结体形成，但由于套筒由润滑油不能浸透的材料所形成，故包含在轴中的润滑油不会向套筒的外部漏出。
然而，在上述专利文献1和专利文献2所示的传统的流体轴承装置中，必须在所有的由烧结体形成的套筒的外侧，配设由润滑油不能通过的材料形成的构架。因此增加了零件数，增加了制造组装工序数以及制造成本。又，在近年所希望的硬盘装置小型化方面，因需要有套筒和构架2种构件，故难以实现小型化。
又，上述专利文献3中公开的传统的流体轴承装置，因单纯地构成了正圆滑动轴承，若加大构成旋转轴的多孔质的烧结体的空孔率，则会使轴承的刚性下降，存在着不能应对该轴承刚性下降的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而作成的，其目的在于，提供一种可防止润滑油等的工作流体向外部漏出、并可减少零件数，减少制造组装工序数和制造成本、能应对硬盘装置的小型化又能良好维持轴承刚性的流体轴承装置及主轴电机。
本发明的流体轴承装置，具有轴以及夹有微小间隙、相对于所述轴配置在外周上的套筒，在轴与套筒之间充填着工作流体，其特征在于，轴由烧结体形成，同时在该轴的外周面形成有径向动压发生槽，套筒由工作流体不能通过的材料所形成。
采用上述结构，由于使用了由润滑油等的工作流体不能浸透的材料形成的套筒，从外周侧将轴围住，因此，尽管轴是由烧结体组成的多孔质体，也不用担心工作流体向外部漏出。又，在套筒的外侧也可以不配设构架等，可由1个构件来形成套筒的功能，与必需有构架的传统的流体轴承装置相比，可减少零件数、制造工序数和制造成本。并且，因可减少零件数，故可得到能应对硬盘装置的小型化要求的小型的主轴电机。制造时，通过冲压成形等方式，能高精度且不费时地制造出轴及其径向动压发生槽。又，轴被工作流体围住，外周面形成有径向动压发生槽，故从外周均等地向轴的内部附加径向动压发生槽的发生压力，动压发生时，还可防止工作流体从多孔质体部分流出而使发生压力下降。
又，本发明在上述结构的基础上，其特征在于，具有从轴朝半径方向外方凸出的止推凸缘；相对于所述止推凸缘、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间乃至止推凸缘与套筒及止推板之间充填着工作流体，套筒和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。采用上述结构，构成了轴向流体轴承，径向上也能位置限制。
又，止推凸缘由烧结体形成，同时在该止推凸缘的表面形成有轴向动压发生槽，套筒和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
采用上述结构，也可将轴与止推凸缘一体形成，可减少零件数，从而可进一步提高精度，由于通过冲压工序和烧结工序，将径向动压发生槽和轴向动压发生槽同时形成，故可进一步节省时间，可减少制造成本。另外，即使在将轴与止推凸缘分开单独制造时，也具有能以高精度且较低成本地制造出具有轴向动压发生槽的止推凸缘的优点。
又，也可在由烧结体形成套筒的同时，在该套筒的内周面上实施堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，止推板由工作流体不能通过的材料所形成。采用上述结构，因进一步将套筒也由烧结体形成，故可进一步减少成本。
并且，也可不设置止推凸缘，而是在轴的端面形成轴向动压发生槽和枢轴轴承，由此可进一步使构造简单化，可减少制造成本。
又，本发明的流体轴承装置，具有由烧结体形成的轴以及相对于所述轴的外周面、确保有微小间隙地配置成可相对旋转的套筒，在所述轴与所述套筒之间充填着工作流体，其特征在于，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料所形成，同时在所述套筒的插入有所述轴的孔的内周面形成有径向动压发生槽。
采用本发明，由于在轴的周围具有由润滑油等的工作流体不能浸透的材料形成的套筒，因此，尽管轴是多孔质的烧结体，工作流体也不会向外部漏出。在多孔质的轴的孔中，几乎无间隙地含浸有工作流体。该流体轴承装置动作时，利用套筒的插入有轴的孔的内周面形成的径向动压发生槽，均等地向轴的外周面附加压力。由此，可防止动压发生时工作流体出入于多孔质的轴内而使发生压力下降。
采用上述结构，因轴由烧结体形成，故制作该轴时，可适用冲压成形等的高精度加工方法，加工简单。又，由于在套筒的内周面上，可通过滚轧成形、腐蚀或电解加工等来形成高精度的径向动压发生槽，可得到高精度的流体轴承装置。又，由于减少了零件数，故若采用这种流体轴承，则可得到应对硬盘装置小型化的小型的主轴电机。
又，套筒和止推板也可由工作流体不能通过的材料所形成，止推凸缘由烧结体形成，在该止推凸缘的表面形成有轴向动压发生槽。由此，可将轴与止推凸缘一体成形而构成，可减少零件数，从而可进一步提高精度，由于通过冲压和烧结工序，可同时形成不需要有比径向动压发生槽更高加工精度的轴向动压发生槽，故可使加工工序简略化，可减少制造成本。即使在将轴与止推凸缘分开单独制造时，也具有能以高精度且较低成本地制造出具有轴向动压发生槽的止推凸缘。
又，本发明的流体轴承装置，具有由烧结体形成的轴以及相对于所述轴的外周面、确保微小间隙地配置成可相对旋转的套筒，在所述轴与所述套筒之间充填着工作流体，其特征在于，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料构成，同时在所述套筒的插入有所述轴的孔的内周面形成有径向动压发生槽，还具有确保微小间隙地配置成与所述轴的一方端面对置形状、由工作流体不能通过的材料所形成的止推板，在所述轴的相对面的任一方具有轴向动压发生槽。
这样，不用设置止推凸缘，在轴的端面直接形成了轴向动压发生槽，可进一步使构造简单化，可减少制造成本，可使流体轴承装置小型化。
图1为具有本发明的实施例1的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图2为具有本发明的实施例2的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图3为具有本发明的实施例3的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图4为具有本发明的实施例4的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图5为具有本发明的实施例5的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图6为具有本发明的实施例6的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
图7为表示具有本发明的实施例7的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图。
图8为表示具有本发明的实施例8的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图。
图9为表示具有本发明的实施例9的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图。
图10为表示具有本发明的实施例10的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图。
图11为具有传统的流体轴承装置的主轴电机的剖视图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施例中的流体轴承装置及具有该流体轴承装置的主轴电机。
(实施例1)如图1所示，本实施例1中的主轴电机的流体轴承装置，包括轴1；从该轴1向半径方向外方凸出的止推凸缘2；夹有微小间隙、相对于轴1配置在外周上的套筒3；夹有微小间隙、配置在与止推凸缘2相对位置上的止推板4。
套筒3被固定在主轴电机的基座5上，中央部形成有插通孔3a。在该插通孔3a中，以隔开微小间隙的姿势插入轴1，在轴1与套筒3之间的微小间隙中，充填着作为工作流体的润滑油6。在轴1的里端部，采用螺纹和外嵌结合等方式一体地固定安装着止推凸缘2。按照与止推凸缘2的圆形平面部对置的形状配设止推板4，固定在套筒3上，在止推凸缘2与止推板4之间的间隙中也充填有润滑油6。
本流体轴承装置中，尤其轴1由金属烧结材料组成的烧结体所形成。在该轴1的外周面，螺旋状或鱼骨状图形等的径向动压发生槽7通过冲压加工形成，构成了径向流体轴承。作为金属烧结材料，比如可使用含有铁或铜的金属粒子所组成的烧结金属构成，但不限定于此。也可使用具有不锈钢的铁系粒子的铁系粒子所组成的烧结金属。另外，烧结体是内部具有许多个空孔的多孔质体。作为其制造方法，以规定比例将金属粉与润滑材料配合，经混合后充填在金属模中，通过冲压而压缩成形，然后将压缩的粉末成形体放在熔点以下的高温中加热规定时间烧结制造而成。在该生产工序中，径向动压发生槽7、比如也可将烧结体重新放入金属模中再次进行压缩而形成，但不限定于此，也可在烧结前最初的冲压方式的压缩成形工序中形成。
本实施例中，轴1由烧结体形成，而套筒3、止推凸缘2和止推板4，则是由润滑油6不能通过的材料、即由非多孔质体的金属固体和合成树脂等的材料所形成。如图1所示，本实施例中，在轴1的外周面上的靠近里侧区域与靠近开口部区域的2个部位上，分别设置由径向动压发生槽7构成的径向流体轴承。
在止推凸缘2与止推板4的相对面上的至少一方的面上，形成有螺旋状或鱼骨状图形等的轴向动压发生槽8，构成了轴向流体轴承。并且，在与轴1的里端部邻接的止推凸缘2的面与该面相对的套筒3的面上的至少一方，也形成轴向动压发生槽8，构成了轴向流体轴承。图1中，表示的是将轴向动压发生槽8分别形成在与止推凸缘2对置的套筒3的面和止推板4的面的情况。
在轴1上的从套筒3的开口部凸出的凸出侧端部1a上，以压入状态外嵌着其外周上比如固定有磁性记录盘片的旋转构件即轮毂9。本实施例中，在轮毂9的靠近基座部分外周上安装着转子磁铁10。在基座5上安装着卷绕有定子线圈11的并与转子磁铁10对置的定子铁心12。由该转子磁铁10和定子铁心12构成了向轴1与套筒3之间提供旋转驱动力的主轴电机的驱动部。
通常，轮毂9和基座5由铝和不锈钢等的金属材料形成，但也可是合成树脂等，对材料的种类不作限定。
在通过该主轴电机的驱动部对轮毂9、轴1、止推凸缘2进行旋转驱动时，在径向上由径向动压发生槽7、在轴向上由轴向动压发生槽8，使各自部位的润滑油6产生动压，利用这些流体轴承(径向流体轴承和轴向流体轴承)，相对于套筒3和止推板4，以确保微小间隙的非接触状态将轴1和止推凸缘2旋转支承。
采用上述结构，使用由润滑油6不能通过的材料形成的套筒3从外周侧将轴1围住，尽管轴1是由烧结体组成的多孔质体，但不用担心润滑油6向外部漏出。因此，不会导致润滑油6因向外部漏出而减少，不会因这种不良现象而对流体轴承带来妨碍，可维持良好的可靠性。并且，也可不在套筒3的外侧配设构架等，可用1个构件来实现套筒3的功能。这样，与必需有构架的传统构成相比，可减少零件数，可减少制造组装工序数和制造成本。又，制造时，可通过冲压成形，高精度且不费时地制造出轴1及其径向动压发生槽7，即使在后工序中不进行使用通常金属材料场合的那种精密切削加工等方式的槽加工也可以，可进一步减少制造成本。并且，因可减少零件数，故可得到应对硬盘装置小型化要求的小型主轴电机。
又，轴1被润滑油6围住，外周形成有径向动压发生槽7，故从外周向轴1的内部均等地附加径向动压发生槽7的发生压力。这样，动压发生时，也可防止润滑油6从多孔质部分流出而使发生压力下降。又，由于在由烧结体形成的轴1上形成有径向动压发生槽7，因此可加大径向动压发生槽7形成部位的面积，可自由地设计径向动压发生槽7的形状，由此可良好保持轴承刚性，可维持高可靠性。
(实施例2)如图2所示，在本实施例2的主轴电机的流体轴承装置中，止推凸缘2与轴1一起由烧结体形成，制造工序中，将轴1与止推凸缘2一体成形来进行制造。
不仅在轴1的外周面形成径向动压发生槽7来构成径向流体轴承，而且在止推凸缘2上下的圆形平面部形成轴向动压发生槽8来构成轴向流体轴承。
另外，套筒3和止推板4，由润滑油6不能通过的材料、即由非多孔质体的金属固体或合成树脂等的材料形成。
采用上述结构，因轴1与止推凸缘2一体形成，故可减少零件数，从而可进一步提高精度。又，由于通过冲压和烧结工序同时形成了径向动压发生槽7和轴向动压发生槽8，因此，可进一步节省时间，可降低成本。
又，因由套筒3和止推板4从外周侧将轴1和止推凸缘2围住，尽管轴1和止推凸缘2是多孔质体，也不用担心润滑油6向外部漏出。并且，轴1和止推凸缘2被润滑油6围住，轴1的外周和止推凸缘2的上下面形成有动压发生槽7、8，故向轴1的内部和止推凸缘2的内部均等地附加动压发生槽7、8的发生压力。这样，动压发生时，也可防止润滑油6从多孔质部分流出而使发生压力下降。也不会因刚性降低而造成可靠性下降。
另外，也可将轴1与止推凸缘2分开单独制造，该场合，具有高精度且成本较低地制造出具有轴向动压发生槽8的止推凸缘2的优点。
(实施例3)如图3所示，在本实施例3的主轴电机的流体轴承装置中，轴1由烧结体形成，轴1的外周面形成有径向动压发生槽7，同时套筒3也由烧结体形成。其中，套筒3的内周面(插通孔3a)实施了堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，润滑油6不能从套筒3的内周面流向内部。
采用上述结构，由于进一步将至少套筒3也由烧结体形成，故可进一步减少成本。又，由于套筒3的内周面(插通孔3a)实施了堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，故即使套筒3是多孔质体，也不用担心润滑油6漏出。
(实施例4)如图4所示，在本实施例4的主轴电机的流体轴承装置中，没有止推凸缘2，并将套筒3的内径作成一定。在轴1的底面形成有轴向动压发生槽8。另外，在轴1的凸出侧端部1a上形成台阶部，将轴1的止脱构件13安装在套筒3上，形成从上方将该台阶部盖住的形状，以防止轴1从套筒3脱出。
采用上述结构，因套筒3的内径一定，故具有方便于堵塞微孔处理的优点。
另外，也可不设置止脱构件13，利用将电机驱动部盖住的盖体14来兼用于轴1的防脱出功能。对于是否要防脱出以及设置该场所，本发明不作限定。
(实施例5)
如图5所示，在本实施例5的主轴电机的流体轴承装置中，轴1由烧结体形成，在轴1的外周面形成有径向动压发生槽7，同时在轴1的下端形成有枢轴轴承15。
采用上述结构，因轴向流体轴承的部分变更成了枢轴轴承15，故构造简单，可进一步减少制造成本。
(实施例6)如图6所示，在本实施例6的主轴电机的流体轴承装置中，轴1由烧结体形成，轴1的外周面形成有径向动压发生槽7，同时在轴1的下端形成有枢轴轴承15。套筒3也由烧结体形成，套筒3的内周面实施了堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理。
采用上述结构，因轴向流体轴承的部分变更成了枢轴轴承15，至少套筒3也由烧结体形成，故可进一步减少制造成本。
(实施例7)下面参照图7说明本发明的实施例7中的主轴电机的流体轴承装置。图7为表示具有实施例7的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图，右半部分相对于中心线C呈对称，故省略图示。图7中，本实施例的流体轴承装置，包括轴1；安装在该轴1的图中的下端、从轴1朝半径方向外方凸出的止推凸缘2；具有以确保微小间隙地将轴1插入的插通孔3a的套筒3，在套筒3上，安装着以确保微小间隙地与止推凸缘2对置的止推板4。
套筒3被固定在主轴电机的基座5上。在轴1与套筒3之间的微小间隙中，充填着作为工作流体的润滑油6。在轴1上，采用螺纹和外嵌结合等方式一体地固定着止推凸缘2。在止推凸缘2与止推板4之间的间隙中也充填有润滑油6。
本流体轴承装置中，轴1也是由金属烧结材料烧结后的烧结体所形成。作为金属烧结材料，比如可使用含有铁或铜的金属粒子所组成的烧结金属构成，但不限定于此，也可使用具有不锈钢等的铁系粒子的铁系烧结金属。烧结体是内部具有许多个空孔的多孔质体，在轴1的表面上图示的大小白色圆点表示烧结体的空孔。因轴1是多孔质体，故润滑油6虽然浸透至轴1的空孔内，但一旦浸透至所有的空孔内饱和，就不会再继续浸透。作为轴1的制造方法，以规定比例将金属粉与润滑材料配合进行混合，将混合物充填在金属模中，通过冲压而压缩成形。将压缩成形的成形体放在熔点以下的温度中加热规定时间烧结制造而成。
本实施例中，轴1由烧结体形成，但套筒3、止推凸缘2和止推板4，由润滑油6不能通过的材料、即由非多孔质体的金属固体或合成树脂等的材料形成。在套筒3的插通孔3a的内周面，通过传统的公知方法、即滚轧成形、腐蚀、电解加工等，形成螺旋状或鱼骨状图形等众所周知形状的径向动压发生槽7A、7B。图7中，在套筒3的剖视中图示了2个径向动压发生槽7A、7B，在实际中，则是在套筒3的插通孔3a的内周面上分别设置多个径向动压发生槽7A、7B。要想在套筒3的内周面3a上图示出径向动压发生槽7A、7B是很难看清的，故模式图示成了图7所示的形态。
在止推凸缘2和止推板4各自的相对面的至少一方的面(图7中的止推板4的上面)上，构成了螺旋状或鱼骨状图形等众所周知形状的轴向动压发生槽8A，构成了轴向流体轴承。并且，在止推凸缘2的上面以及与该面相对的套筒3下面至少一方的面(图7中的套筒3的下面)上，也形成有轴向动压发生槽8B，构成了轴向流体轴承。
在从套筒3的开口部凸出的轴1的凸出侧端部1a上，以压入状态安装着旋转构件的轮毂9。在轮毂9的外周安装着比如磁性记录盘片20。本主轴电机中，在轮毂9的靠近基座5部分的外周上安装着转子磁铁10。在基座5上，安装着卷绕有定子线圈11并与转子磁铁10对置的定子铁心12。利用转子磁铁10和定子铁心12，构成了向轴1与套筒3之间提供旋转驱动力的主轴电机的驱动部。
当通过主轴电机的驱动部使轮毂9、轴1和止推凸缘2旋转时，利用径向动压发生槽7A、7B在润滑油6中发生径向的动压，利用轴向动压发生槽8A、8B发生轴向的动压，依靠这些动压形成流体轴承(径向流体轴承和轴向流体轴承)，轴1和止推凸缘2相对于套筒3和止推板4以确保微小间隙的非接触状态进行旋转。
轴1因被插入在由润滑油6不能通过的材料所形成的套筒3的插通孔3a中，故轴1即使是由烧结体组成的多孔质体，润滑油6也不会向外部漏出。即，润滑油6不会因向外部的漏出而减少，可维持良好的可靠性。
采用本实施例，不必要象图11所示的传统的流体轴承装置那样在套筒52的外侧配设构架53等，可用1个构件来形成套筒52。这样，与必需有构架的传统的流体轴承装置构成相比，可减少零件数，可减少制造工序数和制造成本。
制造时，可通过冲压成形，高精度且以简单的工序制造出轴1。又，由于在非烧结体的套筒3的内周面上，可通过滚轧成形、腐蚀或电解加工等来形成径向动压发生槽7A、7B，故径向动压发生槽7A、7B的加工精度高。如上所述，本实施例中，因可减少零件数，故可得到能应对硬盘装置小型化的小型主轴电机。
又，由于在套筒3的插通孔3a的内周面形成有径向动压发生槽7A、7B，因此，故由径向动压发生槽7A、7B所形成的润滑油6的均等压力附加于被润滑油6围住的轴1的外周及内部的润滑油6中。因此，可防止动压发生时因润滑油6出入于多孔质部分等造成的发生压力下降。其结果，由此因可良好保持径向流体轴承和轴向流体轴承的轴承刚性，故可维持流体轴承装置的高可靠性。
(实施例8)下面参照图8说明本发明的实施例8中的主轴电机的流体轴承装置。图8为表示具有实施例8的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图，右半部分相对于中心线C呈对称，故省略图示。本实施例的轴1，在图中的下端部具有与轴1一体形成的烧结体的止推凸缘2。在制造工序中，轴1与止推凸缘2同时进行制造。其它结构与图7所示的上述实施例7相同。即，套筒3和止推板4由润滑油6不能通过的材料、即由非多孔质体的金属固体或合成树脂等的材料形成。在套筒3的插通孔3a的内周面，通过传统的加工方法、即滚轧成形、腐蚀、电解加工等，形成众所周知的径向动压发生槽7A、7B。在与止推凸缘2相对的套筒3的面上形成有轴向动压发生槽8B，在止推板4的面上形成有轴向动压发生槽8A，构成了轴向流体轴承。
采用本实施例的结构，因轴1与止推凸缘2一体形成，故可减少零件数，并可提高精度。
又，因由套筒3和止推板4从外周侧将轴1和止推凸缘2围住，尽管轴1和止推凸缘2是多孔质体，也不用担心润滑油6向外部漏出。并且，轴1和止推凸缘2中含浸有润滑油6。在套筒3的插通孔3a的内周面形成有动压发生槽7A、7B，在与止推凸缘2相对的套筒3的下面和止推板4的上面分别形成有动压发生槽8B、8A。动作时，向轴1的内部和止推凸缘2的内部均等地附加动压发生槽7A、7B、8A、8B所形成的压力。这样，动压发生时，可防止润滑油6从多孔质部分流出而使发生压力下降。不会因轴承的刚性降低而造成流体轴承可靠性的下降。
也可将轴1与止推凸缘2分开单独制造再将两者组合，该场合，也具有成本较低地进行制造的优点。
(实施例9)下面参照图9说明本发明的实施例9中的主轴电机的流体轴承装置。图9为表示具有实施例9的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图，右半部分相对于中心线C呈对称，故省略图示。如图9所示，本主轴电机的流体轴承装置中，轴1和止推凸缘2由烧结体形成。轴1和止推凸缘2一体成形进行制造。在止推凸缘2周边部的上下两个面(圆形平面部)上分别形成有轴向动压发生槽8A、8B，构成了轴向流体轴承。其它结构与图7所示的上述实施例7相同，省略其重复的说明。
套筒3和止推板4由润滑油6不能通过的材料、即由非多孔质体的金属固体或合成树脂等的材料所形成。在该套筒3的插通孔3a的内周面，通过传统的加工方法、即滚轧成形、腐蚀、电解加工等形成了众所周知的径向动压发生槽7A、7B。
本流体轴承装置中，因轴1与止推凸缘2一体形成，故可减少零件数，并可提高精度。又，通过冲压和烧结工序可同时形成轴向动压发生槽8A、8B，可使制造工序简略化，可减少成本。与径向动压发生槽7A、7B相比，轴向动压发生槽8A、8B不需要那样高的加工精度。这样，即使将轴向动压发生槽8A、8B设置在多孔质体的烧结体即止推凸缘2上，在功能方面也无问题。
(实施例10)下面参照图10说明本发明的实施例10中的主轴电机的流体轴承装置。图10为表示具有实施例10的流体轴承装置的主轴电机的左半部分剖视图，右半部分相对于中心线C呈对称，故省略图示。如图10所示，本主轴电机的流体轴承装置的轴1，未设置有图9所示那样的从轴1的下面沿径向凸出的止推凸缘2。构成轴向流体轴承的轴向动压发生槽8形成于轴的底面1c上。为了防止轴1从套筒3中脱出，在轴1的凸出侧端部1a上形成有台阶部1d，将止脱构件13安装在套筒3上，形成从上方将该台阶部1d盖住的形状。其它结构与上述实施例9的结构相同。
本流体轴承装置的结构中，因套筒3的插通孔3a的内径一定，故具有方便于套筒3的内周加工以及径向动压发生槽7A、7B形成的优点。
也可不设置止脱构件13，而是使盖住电机驱动部的盖体14具有防止轴1脱出的功能，兼用于两者。本发明对有无止脱构件及其配置场所不作限定。
权利要求
1.一种流体轴承装置，具有轴以及夹有微小间隙、相对于所述轴配置在外周上的套筒，在轴与套筒之间充填着工作流体，其特征在于，轴由烧结体形成，同时在该轴的外周面形成有径向动压发生槽，套筒由工作流体不能通过的材料所形成。
2.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有从轴朝半径方向外方凸出的止推凸缘；相对于所述止推凸缘、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间、乃至止推凸缘与套筒及止推板之间充填着工作流体，套筒、止推凸缘和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
3.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有从轴朝半径方向外方凸出的止推凸缘；相对于所述止推凸缘、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间、乃至止推凸缘与套筒及止推板之间充填着工作流体，止推凸缘由烧结体形成，同时在该止推凸缘的表面形成有轴向动压发生槽，套筒和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
4.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有从轴朝半径方向外方凸出的止推凸缘；相对于所述止推凸缘、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间、乃至止推凸缘与套筒及止推板之间充填着工作流体，止推凸缘的表面、或与止推凸缘的表面对置的套筒的面、或与止推凸缘的表面对置的止推板的面的至少1个面上，形成有轴向动压发生槽，套筒由烧结体形成，同时在至少该套筒的内周面上实施堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
5.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有相对于轴的端面、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间、乃至轴的端面与止推板之间充填着工作流体，在轴的端面或止推板上形成有轴向动压发生槽，套筒和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
6.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有相对于轴的端面、夹有微小间隙地配置在相对位置上的止推板，在轴与套筒之间、乃至轴的端面与止推板之间充填着工作流体，在轴的端面或止推板上形成有轴向动压发生槽，套筒由烧结体形成，同时在至少该套筒的内周面上，实施堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
7.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有相对于轴的端面进行配置的止推板，在轴与套筒之间、乃至轴的端面与止推板之间充填着工作流体，在轴的端面形成有枢轴轴承，套筒和止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
8.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，具有相对于轴的端面进行配置的止推板，在轴与套筒之间、乃至轴的端面与止推板之间充填着工作流体，在轴的端面形成有枢轴轴承，套筒由烧结体形成，同时在至少该套筒的内周面上，实施堵塞微孔处理或涂覆处理或电镀处理，止推板由工作流体不能通过的材料所形成。
9.一种流体轴承装置，具有由烧结体形成的轴以及相对于所述轴的外周面、确保有微小间隙地配置成可相对旋转的套筒，在轴与套筒之间充填着工作流体，其特征在于，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料构成，同时在所述套筒的插入有轴的孔的内周面形成有径向动压发生槽。
10.如权利要求9所述的流体轴承装置，其特征在于，轴具有在该轴的半径方向外方上向外方凸出的止推凸缘，在所述止推凸缘上，具有能确保微小间隙地配置成相对的止推板，在所述轴与所述套筒之间、所述止推凸缘与所述套筒之间以及所述止推凸缘与所述止推板之间充填着工作流体，所述套筒、所述止推凸缘和所述止推板，由工作流体不能通过的材料构成。
11.如权利要求9所述的流体轴承装置，其特征在于，具有由烧结体形成的轴、从所述轴在半径方向上向外方凸出的由烧结体形成的止推凸缘、以及相对于所述止推凸缘确保有微小间隙地进行配置的止推板，在所述轴与所述套筒之间、所述止推凸缘与所述套筒之间以及所述止推凸缘与所述止推板之间充填着工作流体，所述套筒和所述止推板，由工作流体不能通过的材料构成。
12.如权利要求10所述的流体轴承装置，其特征在于，在与止推凸缘一方的面对置的套筒的面、以及与止推凸缘的另一方的面对置的止推板的面的至少1个面上，形成有轴向动压发生槽。
13.如权利要求11所述的流体轴承装置，其特征在于，在与止推凸缘一方的面对置的套筒的面、或与止推凸缘的另一方的面对置的止推板的面的至少1个面上，形成有轴向动压发生槽。
14.如权利要求10所述的流体轴承装置，其特征在于，在止推凸缘的两个面的至少一方，形成有轴向动压发生槽。
15.如权利要求11所述的流体轴承装置，其特征在于，在止推凸缘的两个面的至少一方，形成有轴向动压发生槽。
16.一种流体轴承装置，具有由烧结体形成的轴以及相对于所述轴的外周面、确保有微小间隙地配置成可相对旋转的套筒，在所述轴与所述套筒之间充填着工作流体，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料构成，同时在所述套筒的插入有轴的孔的内周面形成有径向动压发生槽，其特征在于，还具有确保微小间隙地配置成与所述轴的一方端面对置的形态、由工作流体不能通过的材料所形成的止推板，在所述轴的一方端面与所述止推板之间充填着工作流体，在所述轴的一方端面和所述止推板的相对面的任一方设有轴向动压发生槽。
17.一种主轴电机，包括具有轴以及夹有微小间隙、相对于所述轴配置在外周上的套筒、在轴与套筒之间充填着工作流体的流体轴承装置；向轴与套筒之间提供旋转驱动力的驱动部，其特征在于，轴由烧结体形成，同时在该轴的外周面上形成有径向动压发生槽，套筒由工作流体不能通过的材料所形成。
18.一种主轴电机，包括具有由烧结体形成的轴以及相对于所述轴的外周面、确保有微小间隙地配置成可相对旋转的套筒、在轴与套筒之间充填着工作流体的流体轴承装置；向轴与套筒之间提供旋转驱动力的驱动部，其特征在于，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料构成，同时在所述套筒的插入有轴的孔的内周面上形成有径向动压发生槽。
19.一种主轴电机，包括由烧结体形成的轴；相对于所述轴的外周面、确保有微小间隙地配置成可相对旋转的套筒；确保微小间隙地配置成与轴的一方端面对置形状、由工作流体不能通过的材料所形成的止推板；向轴与套筒之间提供旋转驱动力的驱动部，其特征在于，在所述轴与所述套筒之间充填着工作流体，所述套筒由所述工作流体不能通过的材料构成，同时在所述套筒的插入有轴的孔的内周面上形成有径向动压发生槽，在所述轴的一方端面与所述止推板之间充填着工作流体，在所述轴的一方端面和所述止推板的相对面的任一方设有轴向动压发生槽。
全文摘要
本发明的流体轴承装置，具有轴(1)以及夹有微小间隙、相对于所述轴(1)配置在外周上的套筒(3)，在轴(1)与套筒(3)之间充填着工作流体(6)，轴(1)由烧结体形成，同时在该轴(1)的外周面上形成有径向动压发生槽(7)，套筒(3)由工作流体(6)不能通过的材料所形成。由此，由于使用了由润滑油等的工作流体(6)不能浸透的材料形成的套筒(3)，从外周侧将轴(1)围住，因此，尽管轴(1)是由烧结体组成的多孔质体，也不用担心工作流体向外部漏出。本发明提供一种可防止润滑油等的工作流体向外部漏出、并能应对小型化的流体轴承装置。
文档编号H02K5/16GK1690459SQ200510067379
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年4月15日
发明者山本武克 申请人:松下电器产业株式会社