动压轴承装置用轴部件的制作方法

专利名称：动压轴承装置用轴部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及动压轴承装置用轴部件。
背景技术：
动压轴承装置是通过在轴承间隙产生的流体的动压作用将轴部件支 承为相对旋转自如的装置，最近，发挥其优越的旋转精度、高速旋转性、 静肃性等，适合用作以信息机器为首的各种电子机器上搭载的电动机用的
轴承装置。具体地说，用作在HDD等磁盘装置、CD—ROM、 CD—R/RW、 DVD—ROM/RAM等光盘装置、MD、 MO等光磁盘装置等信息机器上搭 载的主轴电动机用的轴承装置，用作激光束打印机(LBP)的多功能扫描 仪电动机、投影仪的色轮电动机、或者风扇电动机等电动机用轴承装置。 例如，在组装到HDD用主轴电动机中的动压轴承装置中，公知的是 用动压轴承构成在径向支承轴部件的径向轴承部或在轴向支承轴部件的 轴向轴承部这双方的结构。此时，大多情况是在轴承套筒的内周面和对其 相对的轴部件的外周面之中的任一方形成作为动压产生部的动压槽，并且 在两面间的径向轴承间隙形成径向轴承部。另外，大多情况是在设置于轴 部件上的凸缘部的一端面和与其相对的轴承套筒的端面之中的任一方形 成动压槽，并且在两面间的轴向轴承间隙形成轴向轴承部(例如参考专利 文献1)。
上述动压槽例如在轴部件的外周面以排列成人字形或螺旋形、或者多 圆弧状或台阶状等的状态下形成。作为用于形成这样的动压槽的方法，例 如有切削加工(例如参考专利文献2)或蚀刻加工(例如参考专利文献3)等。
另外，与上述切削加工或蚀刻相比，作为能够降低材料成本和加工成 本的动压槽的形成方法，例如公知有滚轧加工。此时，通过在旋转加工后 实施规定的热处理，大多情况下可以提高坯材的表面硬度(例如参考专利 文献4)。
专利文献h日本特开2003—239951号公报 专利文献2:日本特开平08 — 196056号公报 专利文献3:日本特开平06—158357号公报 专利文献4:日本特开平07 — 114766号公报
但是，通常，由于在高温下进行上述热处理，所以轴本身的变形难以 避免，存在外周面精度下降的可能性。尤其，在如动压槽那样以微小尺寸 高精度形成的情况下，轴的热处理时的变形对动压槽的形状精度带来不良 影响的可能性大。由此，例如在动压槽的深度或形状上产生偏差，存在无 法发挥足够的动压作用的可能性。上述文献公开的手段仅仅是以提高轴部 件的表面硬度为目的，并没有考虑热处理时变形引起的外周面精度的下 降。

发明内容
本发明的课题在于提供一种耐磨损性优越、且能够发挥高的动压作用 的动压轴承装置用的轴部件。
为了解决所述课题，本发明提供一种动压轴承装置用轴部件，其通过 滚轧形成有用于在轴承间隙产生流体的动压作用的凹部，其特征在于，在 凹部的表层部通过滚轧形成第一加工硬化层，且在凹部的周围区域的表层 部形成第二加工硬化层，第二加工硬化层的硬度比在凹部形成的第一加工 硬化层的硬度高出50Hv 200Hv。在此，本发明中的凹部意味着用于在轴 承间隙产生流体的动压作用的凹部，例如包括轴向槽状、圆周方向槽状、 倾斜槽状、交叉槽状、轴向或圆周方向的断续的槽形状、凹陷状(凹窝状) 等。
在通过滚轧在坯材表面形成凹部的情况下，坯材越尽可能软，加工性 的方面越优选，另外，由于滚轧模(模具)的使用寿命也延长，所以优选。 另一方面，对于作为成品的轴部件要求对于与相对件的滑动磨损具有高的 耐磨损性，因此表面部分的硬度越高越好。虽然通过滚轧在坯材表面形成 加工硬化层(在本发明中相当于第一加工硬化层)，但在这种加工方法中，
并不希望表层部的硬度有很大提高。相对于此，本发明的特征在于在形成 于凹部的表层部的第一加工硬化层和形成于凹部的周围区域的表层部的 第二加工硬化层之间设置适度的硬度差。由于第二加工硬化层通过塑性加 工形成，所以避免因热处理产生的变形，可以将尺寸精度的下降抑制在最 小限度。另外，由于通过滚轧以外的塑性加工在凹部的周围区域的表层部 设置了比第一加工硬化层更硬的第二加工硬化层，因此可以改善相对于相 对件的耐磨损性。因此，在提高耐磨损性的同时，可以得到能够稳定发挥 高的东亚作用的动压轴承装置用的轴部件。
另外，将上述硬度差设为50Hv 200Hv的理由如下。在上述硬度差 几乎不存在(不到50Hv)时，因为存在无法满足坯材的滚轧加工性和成 品的耐磨损性之中任一方的要求特性的可能性。另外，若上述硬度差很大 (超过200Hv)，则轴本身的耐磨损性自不用说，对相对件的攻击性也提 高，因此，有可能促进相对件的磨损。
第二加工硬化层例如可以通过进行滚筒抛光而得到。此时，可以将由 于滚轧而在凹部周围形成的隆起部(凸起部)通过滚筒抛光而縮小或除去。 因此，可以提高能够作为轴承面的凹部的周围区域的面精度，可以在该区 域稳定地形成高压的润滑膜。当然，并不限于滚筒抛光，只要是伴随着基 于冲击(冲撞)的塑性变形的塑性加工，就能够形成上述第二加工硬化层， 具体地说，例如可以列举出喷丸硬化或喷丸清理等加工手段。但是，若考 虑设置硬度差以外的要求特性，加工面的精度(平滑性)或去飞边、倒角 的容易性，则相比于从特定方向承受冲撞的喷丸硬化或喷丸清理，优选滚 筒抛光。
在将凹部例如设为槽形状的情况下，虽然在通过滚轧形成的槽的角部 经常产生隆起部或飞边等，但如上所述通过实施滚筒抛光，能够除掉这种 飞边，可以得到具有高尺寸精度的动压产生用的槽。
作为用于滚筒抛光的媒介体，例如可以使用与凹部的底面不接触的尺 寸的媒介体。通过用具有这种程度的尺寸的媒介实施滚筒抛光，例如在进 行角部的适当的倒角进而防止突起部向凹部的倒入的同时，可以縮小或除 去隆起部。因此，能够得到更高的成为轴承面的周围区域的表面精度。
另外，为了解决所述课题，本发明提供一种动压轴承装置用轴部件，
其通过滚轧形成有用于在轴承间隙产生流体的动压作用的凹部，其特征在 于，凹部的周围区域的表层部由滚轧后的氮化处理形成的氮化层构成。在 此所称的氮化处理包含使氮或碳扩散浸透的软氮化处理。
氮化处理由于实现氮向坯材种的扩散浸透，所以能够将此时的热处理
温度设定得低于例如淬火、渗碳等其他热处理时的温度(例如500 600°C 左右)。因此，可以将热处理时的变形，具体地说是超过坯材金属的相变 点的加热以及冷却引起的变形、或伴随金属组织的变化的体积的变化等限 制在最小限度，可以较高地保持凹部或周围区域的形状精度。
另外，通过热处理形成的硬化层的深度及其硬度与坯材的尺寸无关， 处于依存于处理温度和处理时间而定的倾向。因此，在实现坯材的小型化 的同时，要保持所希望的表面硬度时，无论如何硬化层相对于未硬化层所 占的比例增加。这样存在坯材(轴部件)本身相对于变形变脆、耐久性下 降的顾虑。相对于此，在本发明中，将基于氮化处理的氮化层形成为表层 部。只要是氮化处理，与其他热处理相比，能够形成非常薄的硬化层(氮 化层)，因此，在确保轴部件的韧性(相对于变形的耐久性)的同时，还 可以只提高表层部的硬度。
另外，在这种氮化处理中，有随着热处理温度变低，氮化层深度变小， 并且其硬度变高的倾向。因此，本发明的氮化处理如上所述，可以说对于 只使作为小型部件的轴部件的表层部硬化的情况下是非常适合的手段。
另外，在凹部的滚轧后，除了上述氮化处理，还可以实施滚筒抛光。 此时，由氮化层构成的表层部的表面的至少一部分的区域具有基于滚筒抛 光的加工面。
如此，通过在凹部的滚轧后实施氮化处理和滚筒抛光，可以避免由于 热处理产生的变形，可以将凹部和其周边区域的形状精度的下降限制在最 小限度，并且能够将由于滚轧加工在凹部周围形成的凸起部(隆起部)利 用滚筒抛光縮小或除去。因此，能够进一步提高凹部或成为轴承面的周围 区域表面的形状精度，可以进一步实现轴承性能的提高。
周围区域的表层部在由基于滚轧后的氮化处理的氮化层构成的情况 下，优选所述表层部的下层区域的硬度在400Hv以下。只要是该程度的硬
度，就可以提高凹部的滚轧加工性，另外，由于滚轧时的变形阻力小，所
以还可以延长滚轧模具(模)的使用寿命。
在上述任一发明的动压轴承装置用轴部件中，例如可以适当作为具有 该轴部件的动压轴承装置提供。
发明效果
如上所述，根据本发明，可以提供耐磨损性优越且可以发挥高动压作 用的动压轴承装置用的轴部件。


图1是本发明的第一实施方式的动压轴承装置的剖面图2是概念性表示在第一实施方式的第一构成例的动压轴承装置用轴 部件上滚轧凹部的工序的示意图3 (a)是滚轧前的轴部件的外周面表层部的剖面图，图3 (b)是 滚轧(転造)后的凹部及其周边区域的表层部的剖面图，图3 (c)是滚筒 抛光(""A加工)后的凹部及其周边区域的表层部的剖面图4是概念性表示滚筒抛光中使用的媒介体和凹部的尺寸关系的示意
图5 (a)是第二构成例的轴部件的侧视图，图5 (b)是轴部件的轴 正交剖面图6 (a)是表示在轴部件上形成的轴向槽的一形状的放大剖面图，图
6 (b) 图6 (d)都是表示轴向槽的其他形状的放大剖面图； 图7是表示第二构成例的轴部件的变形例的侧视图； 图8 (a)是第三构成例的轴部件的侧视图，图8 (b)是表示在轴部
件上形成的凹窝部(dimple)的剖面形状的放大图，图8 (c)是表示凹窝
部的俯视形状的放大图9是本发明的第二实施方式的动压轴承装置的剖面图10是概念性表示在第二实施方式的第一构成例的动压轴承装置用
轴部件上滚轧凹部的工序的示意图11 (a)是滚轧前的轴部件的外周面表层附近的剖面图，图11 (b)
是滚轧后的凹部及其周边区域的表层部附近的剖面图，图11 (c)是氮化
处理后的凹部及其周边区域的表层部附近的剖面图12是滚筒抛光后的凹部及其周边区域的表层部附近的剖面图13 (a)是第二构成例的轴部件的侧视图，图13 (b)是轴部件的 轴正交剖面图14 (a)是表示在轴部件上形成的轴向槽的一形状的放大剖面图， 图14 (b) 图14 (d)都是表示轴向槽的其他形状的放大剖面图15是第二构成例的变形例的轴部件的侧视图16 (a)是第三构成例的轴部件的侧视图，图16 (b)是表示在轴 部件上形成的凹窝部的剖面形状的放大图，图16 (c)是表示凹窝部的俯 视形状的放大图17是组装了本发明的第三实施方式的动压轴承装置的信息机器用 电动机的剖面图。 图中
1、 41、 IOI—动压轴承装置
2、 21、 31、 102、 121、 131—轴部件 2a、 102a—外周面
3、 103 —轴承部件
4、 104—电铸部
6、 106—径向轴承间隙
7、 107 —凹部
8、 108—周围区域
9a、 9b、 109a、 109b—倾斜槽
10、 IIO —动压产生部
14a、 15a—第一加工硬化层
15b—第二加工硬化层
18—媒介体
22、 122 —轴向槽
32、 132 —凹窝部
40—电动机
U4b、 U5b —氮化层
U5c—第二加工硬化层
Rl、 R2、 RlOl、 R102 —径向轴承部 Tl、 Tll、 T101—轴向轴承部
具体实施例方式
以下，基于图1 图8说明本发明的第一实施方式。
图1表示第一实施方式的动压轴承装置1的剖面图。在该图中，动压
轴承装置1包括轴部件2和能够将轴部件2插入内周的轴承部件3。
轴承部件3在该实施方式中，是由电铸部4和成形部5构成的有底筒
体，将与主体(master) —体或分体的电铸部4作为插入部件由树脂一体
注射成形。与轴部件2的外周面2a相对的电铸部4的内周面4a呈正圆形状。
轴部件2是具有一定直径的轴状，例如由碳素钢、不锈钢、各种合金 钢等加工性较高的金属材料(以硬度而言，优选300Hv 400Hv左右)制 成。当然，还可以使用通过淬火等将坯材整体的硬度提高到上述数值范围 的轴部件。
在轴部件2的外周面2a的整面或一部分区域形成有用于在外周面2a 和电铸部4的内周面4a之间的径向轴承间隙6产生润滑油的动压作用的 多个凹部7。在该实施方式中，凹部7由在圆周方向一端侧连续或接近、 且在圆周方向另一端侧向相互离开的方向倾斜的倾斜槽9a和倾斜槽9b构 成，以形成所谓人字形状的方式在圆周方向上隔开规定的间隔排列有多 个。此时，由各凹部7 (倾斜槽9a、 9b)和它们的周围区域8构成在径向 轴承间隙6产生润滑油的动压作用的动压产生部10。另外，上述结构的动 压产生部IO在该实施方式中，在轴向上下隔离设置在两处。
轴部件2的一端面2b大致呈球面状，在将轴部件2a插入轴承部件3 的内周的状态下，抵接于相对的电铸部4的底部4b的上端面4bl。
从轴承部件3和轴部件2之间的径向轴承间隙6的大气开放侧注入润 滑油。由此，包括径向轴承间隙6的轴承内部空间被润滑油充满，完成动 压轴承装置1。
在上述结构的动压轴承装置l中，在轴部件2的相对旋转时，在轴部 件2的外周面2a上设置的动压产生部10、 10和与其相对的电铸部4的内
周面4a之间的径向轴承间隙6产生润滑油的动压作用，由此，分别形成 将轴部件2在径向上支承为相对旋转自如的第一径向轴承部Rl和第二径 向轴承部R2。
另外，在轴部件2相对旋转时，轴部件2的一端面2b被底部4b的上 端面4M接触支承(枢轴支承)。由此，形成将轴部件2在轴向上支承为 相对旋转自如的轴向轴承部T1。
以下，基于图2 图4说明在外周面2a上形成了凹部7的轴部件2的 制造工序的一例。
图2是概念性表示在由上述材料构成的轴坯材11的外周面lla上通过 滚轧形成图1所示的形状的凹部7的工序。在一对滚轧模12、 13 (在该图 示中为平模)之中的第一滚轧模12的相对面12a上设有与为了向轴坯材 11上转印形成的凹部7相对应的形状的凸部模(图示省略)。如图3 (a) 所示，在滚轧前的状态下轴坯材11的外周面lla是平滑的。
通过在轴坯材11被一对滚轧模(在该图示例中是平模)12、 13夹持 的状态下使第二滚轧模13相对于第一滚轧模12相对滑动，轴坯材11按 压滚动在第一滚轧模12的凸部形成区域(图示省略)上。由此，从第一 滚轧模12 —侧在轴坯材11上滚轧形成例如图1所示的形状的凹部7 (动 压产生部10)。
此时，在轴坯材ll的外周面lla上形成的凹部7的表层部14，如图3 (b)所示，形成由滚轧形成的第一加工硬化层14a。在该实施方式中，同 时在凹部7的周围区域8的表层部15的一部分区域(凹部7的周边区域) 也形成由滚轧形成的第一加工硬化层15a。
另外，伴随着滚轧，分别处于凹部7的材质被压出向周围。其结果是， 如图3 (b)所示，在周围区域8的靠近凹部7的部位产生突出部(隆起部 16)。
在通过滚轧在轴坯材11上形成了凹部之后，对所述轴坯材11实施滚 筒抛光(例如离心滚筒抛光或流动滚筒抛光、或者组合二者的滚筒抛光 等)。由此，形成于周围区域8的隆起部16—边压溃， 一边縮小或除去， 周围区域8的表面8a成为例如图3 (c)所示那样的平滑的状态。尤其如 该实施方式所示，通过使用加工性较为优越的金属材料(以硬度而言，为
300Hv 400Hv)制成的轴坯材，可将凹部7滚轧时产生的隆起部16的程 度(高度)抑制得较小。由此，可以容易进行基于滚筒抛光的隆起部16 的除去。
凹部7如上所述，用于在径向轴承间隙6产生润滑油的动压作用，其 尺寸根据径向轴承间隙6的宽度决定。另一方面，在有效地对成为轴承面 的周围区域8的表面8a进行这种滚筒抛光时，需要具有一定程度的大小 的媒介体。因此，与媒介体冲撞到周围区域8的表面8a的比例相比，媒 介体冲撞到凹部7的表面7a (底面7al或内侧面7a2)的比例低。因此， 因与媒介体的冲撞引起的加工硬化主要在周围区域8的表层部15产生， 在所述区域形成基于滚筒抛光引起的第二加工硬化层15b。在该实施方式 中，在第二加工硬化层15b的下层侧几乎不残留第一加工硬化层15a (参 考图3 (c))。形成于周围区域8的第二加工硬化层15b的硬度相比于形成 于凹部7的第一加工硬化层14a的硬度，高50Hv 200Hv。
如上所述，通过在滚轧加工后，对轴坯材11实施滚筒抛光，得到在周 围区域8的表层部15之中的包含表面8a的最表层部形成了比第一加工硬 化层硬的第二加工硬化层15b的轴部件2。由此，成为轴承面的周围区域 8的表面8a的硬度的提高是不必说，还可以提高轴坯材11的辊轧加工性 和作为成品的轴部件2的轴承面精度(周围区域8的表面8a的平滑性)。 因此，可以得到兼备高的轴承性能和耐磨损性的动压轴承装置1用的轴部 件2或者具备该轴部件2的动压轴承装置1。
具体地说，通过使第一加工硬化层14a和第二加工硬化层15b之间的 硬度差在50Hv以上，可以初步得到良好的滚轧加工性和高的耐磨损性。 另外，通过使上述硬度差在200Hv以下，可以降低轴部件2的磨损，且可 以降低轴承部件3的磨损(在该实施方式中，是电铸部4的磨损)。
另外，在该实施方式中，在与通过滚轧形成在轴部件2上的凹部7(倾 斜槽9a、 9b)之间形成径向轴承间隙6的轴承部件3的内周面由电铸部4 的内周面4a形成，因此，可以高精度地形成所述内周面4a，由此，可以 更小地设定径向轴承间隙6。当然，也根据需要的轴承性能，但只要能够 縮小且高精度管理径向轴承间隙6，也没有必要将多个凹部7排列成复杂 的形状(人字形状等)。例如，即使是后述的轴向槽22、或凹窝部32那样
的简单形状的凹部7构成的动压产生部，也可以在径向轴承间隙产生高的 动压作用。
另外，如该实施方式所述，在通过滚轧形成槽状的凹部7 (倾斜槽9a、 9b)时，例如图4所示，虽然有时在凹部7的周缘部产生飞边17，但通过 利用适当大小的媒介体进行滚筒抛光，可以除去所述飞边17，或对凹部7 的周缘进行适度倒角。由此，可以尽量避免轴部件2相对旋转时成为滑动 相对面的电铸部4的内周面4a的磨损，或者可以避免咬住等损伤，可以 提高轴承的耐久性。
作为用于滚筒抛光的媒介体，以金属为首，可以使用陶瓷或树脂等各 种材质制成的媒介体，但从通过滚筒抛光来形成第二加工硬化层15b的观 点看，最好使用硬度较高的媒介体。另外，从将凹部7的形状保持为高精 度的观点来看，优选不与凹部7的底面7al接触的程度的大小的媒介体18。 在图4中，图示出了利用呈球状且不与凹部7的底面7al接触的具有媒介 体直径R的媒介体18进行滚筒抛光的情况，但并不特别限定于球状，也 可以使用多边形状或棒状等具有各种形状的媒介体。
而且，在本实施方式中，作为用于在轴坯材11上形成比第一加工硬化 层14a硬的第二加工硬化层15b的手段，例示了滚筒抛光，但所述加工手 段只要是通过冲击(冲撞)在表层部15 (尤其在最表层部)施加塑性变形 的手段即可，例如可以使用喷丸硬化或喷丸清理等加工手段来作为第二加 工硬化层15b的形成用手段。
以上，说明了第一实施方式的动压轴承装置1以及动压轴承装置1用 的轴部件的一结构(第一构成例)，但本发明的轴部件并不限定于该结构， 还可以采用其他的结构。以下，基于图5 图7说明第一实施方式的其他 结构(第二构成例)的轴部件。另外，基于图8说明第三构成例所述的轴 部件。
在上述第一构成例(图1、图3中例示的构成)中，例示出了由倾斜 槽9a和倾斜槽9b构成凹部7,并将所述形状的凹部7排列形成为人字状 的情况，但例如图5 (a)所示，也可以在轴部件21的外周面21a形成作 为凹部7的轴向槽22。此时，多个轴向槽22如图5 (b)所示，可以在圆 周方向上隔开规定的间隔形成。这些轴向槽22和其周围区域23构成动压
产生部24。因此，虽然省略图示，但将该轴部件21插入图1所示的轴承 部件3的内周，使轴部件21相对于轴承部件3相对旋转，在此状态下， 充满润滑油的径向轴承间隙中产生基于动压产生部24的润滑油的动压作 用，由此，形成相对于轴承部件3在径向上非接触支承轴部件21的径向 轴承部。
作为凹部7的轴向槽22与第一构成例同样通过滚轧形成，之后，对 成为动压产生部24的区域实施滚筒抛光。由此，例如图6 (a)所示，在 轴向槽22的表层部25形成基于轴向槽22的滚轧加工的第一加工硬化层 25a。另外，在包括周围区域23的表面23a的表层部26的最表层部分形 成基于滚筒抛光的第二加工硬化层26b。在周围区域23的表层部26形成 的第二加工硬化层26b的硬度，比在轴向槽22的表层部25形成的第一加 工硬化层25a的硬度高，高度的幅度在50Hv 200Hv以下。而且，在该 构成例中，在表层部26形成的第二加工硬化层26b的、轴向槽22的周边 区域，残留有基于轴向槽22的滚轧加工的第一加工硬化层26a。
在该构成例(第二构成例)中，滚轧形成轴向槽22作为凹部7，之后， 通过滚筒抛光在周围区域23的表层部26与轴向槽22的表层部25之间设 置适当的硬度差，由此可以实现周围区域23的表面23a的硬度的提高， 并且可以提高轴向槽22的滚轧加工性和成为轴承面的周围区域23的表面 23a的面精度。因此，可以得到兼备高的轴承性能和耐磨损性的动压轴承 装置用的轴部件21。
作为能够形成的轴承槽22，如图6(a)所示，除了剖面形状是朝向轴 向中心呈凸出的剖面圆弧状的曲面22a以外，例如图6(b)所示，还可以 由剖面形状为相对于外周面21a的圆弧成为弦的平面22b构成。或者，如 图6 (c)所示，还可以由以在平面22b和外周面21a之间形成阶梯差的方 式，在平面22b的圆周方向两端设有立起部22c的结构的轴向槽22形成， 或者如图6(d)所示，由槽深度在轴向以及圆周方向上一定，由朝向外径 侧呈凸起的剖面形状的曲面22d构成的轴向槽22等形成。
轴部件21的外周上形成的轴向槽22的个数在考虑润滑油的动压作用 后，优选是三个以上。另外，由于相同的理由，轴向槽22的表示圆周方 向宽度圆周角a优选在10。以上、60°以下，轴向槽22的槽深度hl优选为
2um 20um。另夕卜，在从低成本化和高刚性化这两方面看时，轴向槽22 的全面积相对于周围区域23的表面23a的全面积之比(轴向槽22的轴向 长度均一时，上述面积比为(a/(360。一 a)})优选为15% 70%。
另外，作为轴向槽22，除了以遍及要形成径向轴承部的区域(动压产 生部24)整体的方式在轴向上延伸的轴向槽以外，例如图7所示，还可以 采用将轴向槽22在轴向上断续设置的结构。该其他构造由于以在动压产 生部24中遍及轴向全长来设置轴向槽22的情况为准，因此省略说明。
在第一、第二构成例中，虽然例示了倾斜槽9a、 9b或轴向槽22作为 凹部7，但当然还可以形成槽以外形状的凹部7。图8 (a)表示其一例(第 三构成例)，在轴部件31的外周面31a的一部分区域分散排列有作为凹部 7的凹窝部32。此时，由多个凹窝部32和其周围区域33构成动压产生部 34。因此，图示省略，但在将该轴部件31插入图1所示的轴承部件3的 内周并使轴部件31相对于轴承部件3相对旋转的状态下，在充满润滑油 的径向轴承间隙产生基于动压产生部34的润滑油的动压作用，由此形成 相对于轴承部件3在径向上对轴部件31进行非接触支承的径向轴承部。
作为凹部7的凹窝部32与上述构成例同样通过滚轧形成，之后，对 成为动压产生部34的区域实施滚筒抛光。由此，例如图8 (b)所示，在 凹窝部32的表层部35形成基于凹窝部32的滚轧加工的第一加工硬化层 35a。另外，在包含周围区域33的表面33a的表层部36的最表层部分形 成基于滚筒抛光的第二加工硬化层36b。在周围区域33的表层部36上形 成的第二加工硬化层36b的硬度比在凹窝部32的表层部35上形成的第一 加工硬化层35a的硬度高出50Hv 200Hv。而且，在该构成例中，在形成 于凹窝部32的周围区域33的表层部36上的第二加工硬化层36b的、凹 窝部32的一部分周边区域残留有基于滚轧加工的第一加工硬化层36a。
在该构成例(第三构成例)中，也滚轧形成凹窝部32作为凹部7，之 后，通过滚筒抛光对周围区域33的表层部36和凹窝部32的表层部35之 间设置适当的硬度差，由此可以实现周围区域33的表面33a的硬度的提 高，并且可以提高凹窝部32的滚轧加工性和成为轴承面的周围区域33的 表面33a的面精度。因此，可以得到兼备高的轴承性能和耐磨损性的动压 轴承装置用的轴部件31。
作为凹窝部32的大小，例如图8 (c)所示，优选凹窝部32的长轴方 向的宽度a相对于轴径dl的比a/dl在O.l以上且0.4以下。另外，凹窝部 32的深度h2优选例如是轴部件31的外周面31a面对的径向轴承间隙的宽 度(半径间隙尺寸)的1 10倍左右。如果是该程度的大小的凹窝部32， 则目前与在轴部件上设置的种类的凹窝部不同，可以构成产生高的动压作 用的动压产生部34，且即使在径向轴承间隙的宽度小的情况下，作为储油 部也可以有效地发挥作用。另外，从低成本化和高刚性化的观点看，凹窝 部32形成区域的总面积相对于周围区域33的表面33a的全面积之比优选 为10°% 70%。另外，作为凹窝部32的面形状，例如优选长轴宽度a相 对于短轴宽度b之比a/b在1.0 (正圆形状)以上且2.0以下的范围内，但 特别地，即便是上述范围之外的面形状的凹窝部32，也可以没有问题地形 成。
而且，在上述构成例(第一 第三构成例)中，作为凹部7例示了倾 斜槽9a、 9b或轴向槽22、凹窝部32等，但本发明只要是用于在径向轴承 间隙6等轴承间隙产生润滑油的动压作用的凹部，同样可以使用上述形状 以外的形状的凹部7。
以下，基于图9 图16说明本发明的第二实施方式。 图9表示第二实施方式的动压轴承装置101的剖面图。在该图中，动 压轴承装置101具备轴部件102和能将轴部件102插入内周的轴承部件 103。
轴承部件103在该实施方式中，是由电铸部104和成形部105构成的 有底筒体，将与主体(master) —体或分体的电铸部104作为插入部件由 树脂一体注射成形。与轴部件102的外周面102a相对的电铸部104的内 周面104a呈正圆形状。
轴部件102是具有一定直径的轴状，例如由各种碳素钢、铬钢、不锈 钢或铜合金等加工性较高的金属材料(以硬度而言，优选200Hv 400Hv 左右)制成。
在轴部件102的外周面102a的整面或一部分区域形成有用于在外周面 102a和电铸部104的内周面104a之间的径向轴承间隙106产生润滑油的 动压作用的多个凹部107。在该实施方式中，凹部107由在圆周方向一端
侧连续或接近、且在圆周方向另一端侧向相互离开的方向倾斜的倾斜槽
109a和倾斜槽109b构成，以形成所谓人字形状的方式在圆周方向上隔开 规定的间隔排列有多个呈所述形状的凹部107。此时，由各凹部107 (倾 斜槽109a、 10%)和它们的周围区域108构成在径向轴承间隙106产生润 滑油的动压作用的动压产生部110。另外，上述结构的动压产生部IIO在 该实施方式中，在轴向上下隔离设置在两处。
轴部件102的一端面102b大致呈球面状，在将轴部件102插入轴承 部件103的内周的状态下，抵接于相对的电铸部104的底部104b的上端 面104bl。
从轴承部件103和轴部件102之间的径向轴承间隙106的大气开放侧 注入润滑油。由此，包括径向轴承间隙106的轴承内部空间被润滑油充满， 完成动压轴承装置IOI。
在上述结构的动压轴承装置101中，在轴部件102的相对旋转时，在 轴部件102的外周面102a上设置的动压产生部110、 110和与其相对的电 铸部104的内周面104a之间的径向轴承间隙106产生润滑油的动压作用。 由此，分别形成将轴部件102在径向上支承为相对旋转自如的第一径向轴 承部R101和第二径向轴承部R102。
另外，在轴部件102相对旋转时，轴部件102的一端面102b被底部 104b的上端面104bl接触支承(枢轴支承)。由此，形成将轴部件102在 轴向上支承为相对旋转自如的轴向轴承部TlOl。
以下，基于图10 图12说明轴部件102的制造工序的一例。
在该实施方式中，轴部件102经过如下工序形成，通过滚轧形成凹部 107的滚轧工序(d);对在滚轧工序(d)形成的凹部107的至少周围区域 108实施氮化处理的氮化处理工序(e);以及对周围区域108实施滚筒抛 光的滚筒抛光工序(f)。 (d)滚轧工序
图IO是概念性表示在由上述材料支承的轴坯材111的外周面llla上 通过滚轧形成图9所示形状的凹部107的工序。在一对滚轧模112、 113 (在该图示例中是平模)之中的第一滚轧模112的相对面112a上设有与 为了向轴坯材111上转印形成的凹部107相对应的形状的凸部模(图示省
略)。如图11 (a)所示，在滚轧前的状态下轴坯材111的外周面llla是 平滑的。
通过在轴坯材111被滚轧模112、 113夹持的状态下使第二滚轧模113 相对于第一滚轧模112相对滑动，轴坯材111按压滚动在第一滚轧模112 的凸部形成区域上。由此，从第一滚轧模112—侧在轴坯材111上滚轧形 成例如图9所示的形状的凹部107 (动压产生部110)。
此时，在轴坯材111的外周面llla上形成的凹部107的表层部114， 如图11 (b)所示，形成由滚轧形成的第一加工硬化层U4a。在该实施方 式中，同时在凹部107的周围区域108的表层部115的一部分区域也形成 由滚轧形成的第一加工硬化层115a。
另外，伴随着滚轧，分别处于凹部107的材质被压出向周围。其结果 是，如图ll (b)所示，在周围区域108的靠近凹部107的部位产生突出 部(隆起部116)。
(e)氮化处理工序
在通过滚轧在轴坯材111上形成了凹部107之后，对所述轴坯材111 实施氮化处理。如此，通过使氮扩散渗透到凹部107的表层部114以及周 围区域108的表层部115的内部，在各表层部114、 115中形成坯材金属 和氮的氮化物。由此，例如图ll (c)所示，在包含第一加工硬化层114a 的凹部107的表层部114形成氮化层114b。另外，在包含第一加工硬化层 115a的周围区域108的表层部115形成氮化层115b。而且，作为上述氮化 处理(也包含软氮化处理)的具体手段，例如可以使用气体氮化或等离子 体氮化，或作为软氮化处理的具体手段，例如可以使用气体软氮化或盐浴 软氮化等。
此时，构成表层部115的氮化层115b的厚度是数um 数十ym，非常 薄。另外，该硬度(在此是表面硬度)是600Hv 1000Hv。对于氮化层 114b也同样。
另外，此处所称的"氮化层厚度"是指氮化物主要存在的化合物层和 氮扩散浸透在坯料金属中的状态的扩散层之中的、比较容易与其他层相区 别的化合物层的深度(厚度)。
氮化处理，由于通常在500'C 60(TC的温度下进行，所以例如与淬火
或渗碳等热处理相比，热处理时的轴坯材lll (轴部件102)的变形很小。
因此，能够将热处理时的变形和精加工研磨产生的凹部107(倾斜槽109a、 10%)的形状的偏差限制在最小限度，可以在轴部件102上设置具有高尺 寸精度的凹部107 (动压产生部IIO)。因此，在将所述轴部件102装入图 9所示的动压轴承装置101中使用的情况下，可以提高在径向轴承间隙106 产生的润滑油的动压作用。另外，由于不需要外周面llla的精加工研磨 等，所以可以省略所述工序，实现低成本化。
另外，在轴部件102旋转时，尤其在起动停止时凹部107的周围区域 108的表面108a有时与相对的电铸部104的内周面104a滑动接触，但如 上所述，通过由氮化层115b构成周围区域108的表层部115，可以提高包 含所述轴承面(表面108a)的表层部115的硬度。由此，可以降低轴部件 102的滑动磨损，换言之，可以抑制凹部107的磨损，即使长期使用也可 以稳定发挥高的动压作用。
另外，本发明由于其特征在于将动压产生用的凹部107设置在轴部件 102 —侧，所以即使对于最近的伴随信息机器的小型化而对动压轴承装置 101的尺寸也要求小尺寸化来说，也能够在不降低凹部107的加工性的情 况下应对。现状下即使对于具有数mm左右的轴径的轴部件102，伴随着 动压轴承装置101的小尺寸化也考虑了进一步的小径化，但如上所述，只 要能够形成非常薄的壁厚的氮化层U5b，可以将硬化层(在此为氮化层 115b)相对于轴部件102整体的未硬化层的比例限制在最小限度，可以保 证较高的轴部件102自身的韧性(耐疲劳特性)。具体地说，通过使氮化 层115b的厚度t相对于轴部件102的轴径d2之比t/d2设为0.05以下，可 以提高作为轴承面的周围区域8的表面108a的硬度，同时可以保证较高 的轴部件102的韧性。
另夕卜，在该实施方式中，由于轴坯材lll (轴部件102)由硬度400Hv 以下的金属材料形成，所以在制造时可以提高凹部107的加工性。另外， 由于制造时的变形阻力小，所以可以将伴随滚轧模112、 113的继续使用 的磨损限制在最小限度，可以延长滚轧模U2、 113的使用寿命。 (f)滚筒抛光工序
在该实施方式中，在对轴坯材111实施了氮化处理之后，对所述轴坯
材lll实施滚筒抛光(例如，离心滚筒抛光或流动滚筒抛光、或者组合二
者的滚筒抛光等)。由此，形成于周围区域108的隆起部116 —边压溃， 一边被除去，周围区域108的表面108a成为例如图12所示那样的平滑的 状态。另外，此时，在周围区域108的表面108a之中的至少一部分的区 域(例如隆起部116的形成区域)形成基于滚筒抛光的加工面(磨削面)。
此时，作为使用的媒介体，从滚筒抛光的实效性的观点看，使用相对 于轴部件102的尺寸具有一定程度大小的媒介体。因此，在凹部107的表 面107a (底面107al或内侧面107a2)不存在媒介体的冲撞，媒介体冲撞 于周围区域108的表面108a。由此，在周围区域108的表层部115产生基 于与媒介体的冲撞引起的加工硬化，在所述区域，形成基于滚筒抛光的第 二加工硬化层115c (参考图12)。在该实施方式中，周围区域108的表层 部115由通过氮化处理形成的氮化层115b和通过滚筒抛光形成的第二加 工硬化层115c构成。第二加工硬化层115c在之前形成的氮化层115b的最 表层部分上重复形成。
如上所述，在滚轧形成了凹部107之后的轴坯材111 (轴部件102)的 氮化处理之后，通过对轴坯材111实施滚筒抛光，可以得到在周围区域108 的表层部115上形成了氮化层115b以及第二加工硬化层115c的轴部件 102。由此，成为轴承面的周围区域108的表面108a的硬度的提高是不必 说，还可以提高表面108a的平滑性(平面度)和凹部107的形状精度。 尤其，如本实施方式所示，通过在氮化处理之后实施滚筒抛光加工，在尽 量抑制向轴部件111的冲撞痕迹和变形的同时除去隆起部116，可以进一 步提高轴承面(表面108a)的加工精度。
另外，如本实施方式所示，只要是硬度400Hv以下的材料制成的轴坯 材111 (表层部114、 115的下层区域的硬度在400Hv以下的轴部件102)， 凹部107的滚轧时，在周围区域108上形成的隆起部116的尺寸变小，且 容易成为通过滚筒抛光可容易除去的形状。因此，由此，也能够提高轴承 面(表面108a)的加工精度。
另外，如该实施方式所示，在通过滚轧形成槽状的凹部107 (倾斜槽 109a、 109b)时，有时虽然在凹部107的周缘部117上产生飞边，但通过 使用适当大小的媒介体来实施滚筒抛光，能够除去所述飞边，或者适当地
对凹部107的周缘部117进行倒角。由此，在轴部件102相对旋转时能够 尽量避免成为滑动相对面的电铸部104的内周面104a的磨损，或者可以 避免咬住等损伤，可以提高轴承的耐久性。
作为用于滚筒抛光的媒介体，以金属为首，可以使用陶瓷或树脂等各 种材质制成的媒介体，但从通过滚筒抛光来形成第二加工硬化层115b的 观点看，最好使用硬度较高的金属制成的媒介体或陶瓷柔软的媒介体。另 外，从将凹部107的形状保持为高精度的观点来看，优选不与凹部107的 底面107al接触的程度的大小的媒介体。另外，除了球状的媒介体以外， 例如也可以使用多边形状或棒状等具有各种形状的媒介体。
而且，在本实施方式中，由于在与通过滚轧在轴部件102上形成的凹 部107 (倾斜槽109a、 109b)之间形成径向轴承间隙106的轴承部件103 的内周面由电铸部104的内周面104a形成，因此，可以高精度地形成所 述内周面104a，由此，可以更小地设定径向轴承间隙106。当然，也根据 需要的轴承性能，但只要能够縮小且高精度管理径向轴承间隙106，也没 有必要将多个凹部107排列成复杂的形状(人字形状等)。例如，即使是 后述的轴向槽122、或凹窝部132那样的简单形状的(更容易加工的形状 的)凹部107构成的动压产生部，也可以在径向轴承间隙产生高的动压作 用。
以上，说明了第二实施方式的动压轴承装置101以及动压轴承装置101 用的轴部件的一结构(第一构成例)，但本发明的轴部件并不限定于该结 构，还可以采用其他的结构。以下，基于图13 图15说明第二实施方式 的其他结构(第二构成例)的轴部件。另外，基于图16说明第三构成例 所述的轴部件。
在上述第一构成例中，例示出了由倾斜槽109a和倾斜槽109b构成凹 部107，并将所述形状的凹部107排列形成为人字状的情况，但例如图13 (a)所示，也可以在轴部件121的外周面121a形成作为凹部107的轴向 槽122。此时，多个轴向槽122如图13 (b)所示，可以在圆周方向上隔 开规定的间隔形成。这些轴向槽122和其周围区域123构成动压产生部 124。因此，虽然省略图示，但将该轴部件121插入图9所示的轴承部件 103的内周，使轴部件121相对于轴承部件103相对旋转，在此状态下，
充满润滑油的径向轴承间隙中产生基于动压产生部124的润滑油的动压作
用，由此，形成相对于轴承部件103在径向上非接触支承轴部件121的径 向轴承部。
具有轴向槽122的轴部件121与上述实施方式同样经过(d)滚轧工 序、(e)氮化处理工序以及(f)滚筒抛光工序而形成。由此，例如图14 (a)所示，在轴向槽122的表层部125形成基于氮化处理的氮化层125b。 另外，在轴向槽122的周围区域123的表层部126形成基于氮化处理的氮 化层126b，并且，在包含表面123a的表层部126的最表层部分形成基于 滚筒抛光的第二加工硬化层126c。在表面123a形成基于滚筒抛光的加工 面。
在该构成例中，在通过滚轧形成的轴向槽122的表层部125和轴向槽 122的周围区域123的表层部126上分别设置基于氮化处理的氮化层125b、 126b，由此，可以实现成为轴承面的周围区域123的表面123a的硬度的 提高。另外，通过除了氮化处理还实施滚筒抛光处理，可以提高周围区域 123的表面123a的面精度。因此，可以得到兼备高的轴承性能和耐磨损性 的动压轴承装置用的轴部件121。
作为可以形成的轴向槽122，如图14 (a)所示，除了剖面形状是朝向 轴向中心呈凸起的剖面圆弧状的曲面122a以外，例如图14 (b)所示，还 可以考虑由剖面形状为相对于外周面121a的圆弧成为弦的平面122b构成 的轴向槽122。或者，如图14 (c)所示，还可以由以在平面122b和外周 面121a之间形成阶梯差的方式，在平面122b的圆周方向两端设有立起部 122c的结构的轴向槽122形成，或者如图14 (a)所示，由槽深度在轴向 以及圆周方向上一定，由朝向外径侧呈凸起的剖面形状的曲面122d构成 的轴向槽122等形成。
轴部件121的外周上形成的轴向槽122的个数在考虑润滑油的动压作 用后，优选是三个以上。由于相同的理由，轴向槽122的表示圆周方向宽 度的圆周角P优选在10。以上且60。以下，轴向槽122的槽深度hll优选 为2um 20"m。另外，在从低成本化和高刚性化这两方面看时，轴向槽 122的全面积相对于周围区域123的表面123a的全面积之比(轴向槽122 的轴向长度均一时，上述面积比为{0/(360°—e)})，优选为15% 70
%。
另外，在图13中例示了以遍及要形成径向轴承部的区域(动压产生
部124)整体的方式在轴向上延伸的多个轴向槽122并列配置在圆周方向 上的结构，但除此之外，例如图15所示，还可以采用将轴向槽122在轴 向上断续设置的结构。该其他构造，由于以设置遍及动压产生部124的轴 向全长而延伸的轴向槽122的情况为准，因此省略说明。
在第一、第二构成例中，虽然例示了倾斜槽109a、 109b或轴向槽122 作为凹部7，但当然还可以形成槽以外形状的凹部107。图16 (a)表示其 一例(第三构成例)，在轴部件131的外周面131a的一部分区域分散排列 有作为凹部107的多个凹窝部132。此时，由多个凹窝部132和其周围区 域133构成动压产生部134。因此，图示省略，但在将该轴部件131插入 图9所示的轴承部件103的内周并使轴部件131相对于轴承部件103相对 旋转的状态下，在充满润滑油的径向轴承间隙产生基于动压产生部134的 润滑油的动压作用，由此形成相对于轴承部件103在径向上对轴部件131 进行非接触支承的径向轴承部。
具有轴向槽132的轴部件131与上述构成例同样经过(d)滚轧工序、 (e)氮化处理工序以及(f)滚筒抛光工序而形成。由此，例如图16 (b) 所示，在凹窝部132的表层部135形成基于氮化处理的氮化层135b。另外， 在凹窝部132的周围区域133的表层部136形成基于氮化处理的氮化层 136b，并且，在包含表面133a的表层部136的最表层部分形成基于滚筒 抛光的第二加工硬化层136c。在表面133a形成基于滚筒抛光的加工面。
在该构成例中，在通过滚轧形成的凹窝部132的表层部135和凹窝部 132的周围区域133的表层部136上分别设置基于氮化处理的氮化层135b、 136b，由此，可以实现成为轴承面的周围区域133的表面133a的硬度的 提高。另外，通过除了氮化处理还实施滚筒抛光处理，可以提高周围区域 133的表面133a的面精度。因此，可以得到兼备高的轴承性能和耐磨损性 的动压轴承装置用的轴部件131。
作为凹窝部132的大小，例如图16 (c)所示，优选凹窝部132的长 轴方向的宽度c相对于轴径d2的比c/d2在0.1以上且0.4以下。另夕卜，凹 窝部132的深度h4优选例如是轴部件131的外周面131a面对的径向轴承 间隙的宽度的！ 10倍左右。如果是该大小的凹窝部132，则目前与在轴 部件上设置的种类的凹窝部不同，可以构成产生高的动压作用的动压产生 部134，且即使在径向轴承间隙的宽度小的情况下，作为储油部也可以有 效地发挥作用。另外，从低成本化和高刚性化的观点看，凹窝部132形成 区域的总面积相对于周围区域133的表面133a的全面积之比优选为10 % 70%。另外，作为凹窝部132的形状，在实用上，例如优选长轴宽度 c相对于短轴宽度d之比c/d在1.0 (正圆形状)以上且2.0以下的范围内， 但特别地，即便是上述范围之外的形状的凹窝部132，也可以没有问题地 形成。
在上述构成例(第一 第三构成例)中，作为凹部107例示了倾斜槽 109a、 109b或轴向槽122、凹窝部132等，但本发明只要是用于在径向轴 承间隙106等轴承间隙产生润滑油的动压作用的凹部，同样可以使用上述 形状以外的形状的凹部107。
另外，在上述构成例中，例示出了与凹部107的具体形状无关地对滚 轧后的轴坯材111实施(e)氮化处理，之后实施(f)滚筒抛光的情况， 但没有必要限定于该顺序。例如，可以在通过滚轧形成凹部107之后，按 照(f)滚轧加工、(e)氮化处理的顺序实施处理。另外，根据使用的轴坯 材111 (轴部件102)的材料，有时在(d)滚轧工序时产生的隆起部116 不会成为需要除去的程度的大小(高度)。在这样的情况下，也可以省略 (f)滚筒抛光加工工序。
以上说明的第一实施方式、第二实施方式的动压轴承装置用轴部件以 及具备该轴部件的动压轴承装置，例如可以装入信息机器用的主轴电动机 中使用。以下，基于图17对将第一实施方式的动压轴承装置用轴部件31 适用于上述电动机用的主轴的情况(第三实施方式)进行说明。而且，图 1 图8表示的构成例和结构与作用相同的部位以及部件，标注相同的参 考符号，省略重复说明。
图17表示组装了第三实施方式的动压轴承装置41的电动机40的剖 面图。该电动机40例如作为在HDD等盘驱动装置用的主轴电动机使用， 包括将轴部件31非接触支承为旋转自如的动压轴承装置41、安装在轴 部件31上转子(盘轮毂(disk hub)) 42、例如隔着半径方向的媒介体相
对的定子线圈43以及转子磁铁44、以及托架45。定子线圈43安装在托 架45的外周，转子磁铁44安装在盘轮毂42的内周。在盘轮毂42上保持 一张或多张的磁盘等盘D(在图9中，为两张)。在对定子线圈43通电时， 在定子线圈43和转子磁铁44之间的电磁力的作用下，转子磁铁44旋转， 通过这样，盘轮毂42以及被保持在盘轮毂42上的盘D与轴部件31 —体 旋转。 —
在该实施方式中，动压轴承装置41具备轴承部件46、插入到轴承部 件46的内周的轴部件31。轴承部件46由一端开口的有底筒状的电铸部 47和与电铸部47 —体形成的成形部48构成。轴承部件46例如将与主体 (master) —体或分体的电铸部47作为插入部件由树脂与成形部48 —体 注射成形。
在轴部件31的外周面31a上，如图9所示，形成有作为凹部7的多个 凹窝部32。另外，轴部件31的一端面31b呈球面状，在将轴部件31插入 轴承部件46的内周的状态下，抵接于相对的电铸部47的底部47b的上端 面47M。另夕卜，在轴部件31的外周面31a之中的、成为盘轮毂42的固定 区域的端部区域形成圆环槽31c。具有圆环槽31c的轴部件131例如通过 将轴部件131作为插入部件的模具成形来与盘轮毂42 —体形成。该圆环 槽31c作为盘轮毂42的相对于轴部件31的防脱件起作用。除此以外的结
构由于以上述实施方式中的记载为准，所以省略说明。
将上述结构的轴部件31插入轴承部件46的内周，向轴承部件46的 内部空间注入润滑油。由此，电铸部47的内周面47a或底部47b的上端 面47bl和与其相对的轴部件31的外周面31a之间的间隙、以及包括在轴 部件31上形成的凹窝32的轴承内部空间被润滑油充满，完成动压轴承装 置41。
在上述结构的动压轴承装置41中，在轴部件31旋转时，在轴部件31 的外周面31a上形成的动压产生部34在与相对的轴承部件46的内周面(电 铸部47的正圆内周面47a)之间形成径向轴承间隙49。而且，伴随着轴 部件31的旋转，径向轴承间隙49的润滑油产生基于动压产生部34的动 压作用，该压力上升。由此，形成在径向上将轴部件31支承为旋转自如 的径向轴承部Rll。同时，在轴部件31的一端面31b和与其相对的电铸
部47的上端面47M之间形成在轴向上将轴部件31支承为旋转自如的轴 向轴承部Tll。
以上，只要是该实施方式的动压轴承装置41，就能够降低轴部件31 和轴承部件46之间的滑动磨损。因此，能够尽量避免由于在轴部件31上 设置的凹窝部32或其周围区域33的磨损而使得在径向轴承间隙49产生 的动压作用减少这样的事态的发生，可以长期发挥稳定的轴承性能。
另外，通过在轴部件31 —侧设置动压产生部34 (用于产生动压作用 的凹部7)，与将所述动压产生部设置于轴承部件46的一侧的情况相比， 加工容易。因此，可以容易应对上述电动机的小尺寸化的要求。
以上，说明了将第一实施方式的动压轴承装置用轴部件适用于电动机 用主轴的情况的一例(第三实施方式)，但当然即使在取代图17中的轴部 件31，而适用第二实施方式的动压轴承装置用轴部件(例如图16的轴部 件131)的情况下，也可以得到与上述同样的作用效果。
而且，在以上的实施方式(第一 第三实施方式)中，例示了由电铸 部4、 104、 47和树脂制的成形部5、 105、 48构成轴承部件3、 103、 46 的情况，但没有必要特别限定于此。例如，也可以取代电铸部4、 104、 47， 而使用烧结金属制的套筒体来构成轴承部件。另外，还可以由金属材料将 轴承部件3、 103、 47形成为一体，或由提高了滑动性和耐磨损性的树脂 组成物将轴承部件3、 103、 47形成为一体。或者，还可以将作为电动机 40侧的部件的托架45由与轴承部件46相同的材料(金属或树脂等)形成 为一体。
而且，在图1、图9以及图17中，例示了轴向轴承部T1、 T10K Tll 由所谓的枢轴轴承构成的情况，但本发明还可以适用于由动压槽等动压产 生机构在轴向上对轴部件2、 10^进行非接触支承的动压轴承。此时，例 如在第一实施方式的轴部件2上设置没有图示的向轴部件2的外径侧突出 的凸缘部，在凸缘部的端面通过滚轧形成倾斜槽或凹窝部等动压产生用的 凹部，接着通过实施滚筒抛光，可以在凹部及其周围区域之间赋予适度的 硬度差(50Hv 200Hv)。或者，在第二实施方式的轴部件102上设置没 有图示的向轴部件102的外径侧突出的凸缘部，在凸缘部的端面通过滚轧 形成倾斜草或凹窝部等动压产生用的凹部，接着通过实施氮化处理，可以
提高成为轴向轴承面的面(凹部的周围区域的表面)的硬度。
另外，在以上的实施方式中，作为充满在动压轴承装置1、 101、 41 的内部，并在径向轴承间隙等产生动压作用的流体，例示了润滑油，但除 此以外，还可以使用在轴承间隙能够产生动压作用的流体，例如空气等气 体、或磁性流体等具有流动性的润滑剂、或可以使用润滑脂等。
权利要求
1.一种动压轴承装置用轴部件，其通过滚轧形成有用于在轴承间隙产生流体的动压作用的凹部，其特征在于，在所述凹部的表层部通过所述滚轧形成第一加工硬化层，且在所述凹部的周围区域的表层部形成第二加工硬化层，所述第二加工硬化层的硬度比在所述凹部形成的第一加工硬化层的硬度高出50Hv～200Hv。
2. 如权利要求1所述的动压轴承装置用轴部件，所述第二加工硬化层 通过进行滚筒抛光而得到。
3. 如权利要求2所述的动压轴承装置用轴部件，所述滚筒抛光用与所 述凹部的底面不接触的尺寸的媒介体进行。
4. 一种动压轴承装置用轴部件，其通过滚轧形成有用于在轴承间隙产 生流体的动压作用的凹部，其特征在于，所述凹部的周围区域的表层部由所述滚轧后经氮化处理形成的氮化 层构成。
5. 如权利要求4所述的动压轴承装置用轴部件，所述表层部的表面的 至少一部分区域具有滚筒抛光形成的加工面。
6. 如权利要求4所述的动压轴承装置用轴部件，所述表层部的下层区 域的硬度在400Hv以下。
7. —种动压轴承装置，其具有权利要求1 6的任一项所述的动压轴 承装置用轴部件。
全文摘要
提供耐磨损性优越且能够发挥高动压作用的动压轴承装置用的轴部件。在轴坯材(11)上滚轧形成用于在径向轴承间隙(6)产生润滑油的动压作用的凹部(7)。此时，在轴坯材(11)的外周面(11a)上形成的凹部(7)的表层部(14)形成基于滚轧的第一加工硬化层(14a)。同时，在凹部(7)的周围区域(8)的表层部(15)的一部分区域也形成滚轧形成的低压加工硬化层(15a)。凹部(7)的滚轧后，对所述轴坯材(11)实施滚筒抛光。由此，在表层部(15)的最表层部形成基于滚筒抛光的第二加工硬化层(15b)。在周围区域(8)形成的第二加工硬化层(15b)的硬度比形成于凹部(7)的第一加工硬化层(14a)的硬度高出50Hv以上200Hv以下。
文档编号F16C33/04GK101356382SQ20068005073
公开日2009年1月28日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年1月19日
发明者山本康裕, 日比建治 申请人:Ntn株式会社