流体轴承装置的制作方法

专利名称：流体轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体轴承装置，该流体轴承装置通过在径向轴承 间隙产生的油膜，由非接触方式支撑旋转部件；该流体轴承装置最适 合用作信息设备，例如HDD、 FDD等磁盘装置，CD-ROM、 CD-R/RW、 DVD- ROM/RAM等光盘装置，MD、 MO等的光-磁盘 装置等主轴电动机，复印机、激光束打印机(LBP)、条形码扫描器 等扫描设备电动机，或电气设备，例如轴流式风扇等小型电动机。
技术背景上述各种电动机，除要求高的旋转精度外，还要求高速度、低成 本、低噪声等。在决定这些性能要求的主要构成因素之一，有将该电 动机主轴支撑的轴承。近年来，正在研究具有优异的上述要求性能要 求的流体式轴承的使用，或正在实际使用。这种流体式轴承大体被分 为具有使动压发生在轴承间隙内的润滑油上的动压发生机构的所谓 流体动压轴承；和不具有动压发生机构的所谓流体圆形轴承(轴承面 为圆形的轴承)。图7显示出安装流体动压轴承装置31的信息设备用主轴电动机 的一个结构范例。该主轴电动机是被用于DVD-ROM等磁盘驱动装 置，该装置含有流体轴承装置31:将轴部件32旋转，并自由支撑； 支撑部件34:被安装置在轴部件32上，支撑作为驱动对象的例 如光盘33 (在图例中示出转盘)；电动机定子35:通过半径方向上的缝隙，相对设置； 电动机转子36:流体轴承装置31，作为其主要部件，由轴套21:在一端侧，含有开口部；在其它端侧，含有底部； 轴承部件22:固定在轴套21的内圆周面，呈圆筒状； 轴部件32:被插在轴承部件22的内圆周面上； 止推板24:被设置在轴套21的底部； 密封部件23:被安装在轴套21的开口部上；构成。在轴承部件22的内圆周面或轴部件32的外圆周面上，设置动 压发生用槽(动压槽)。而且，在轴套21的内部空间，注入润滑油。定子35被安装流体装置31的轴套21的外圆周，转子36被安装 在支撑部件34上，若对定子35通电，则由于在定子35与转子36间 发生的励磁力，转子36旋转。由此，支撑部件34与轴部件32构成 一个整体，旋转。由于轴部件32的旋转，在轴承部件22的内圆周面与轴部件32 的外圆周面间的径向轴承间隙产生因动压槽引起润滑油的动压作用， 在径向以非接触式支撑轴部件32的外圆周面。另外，止推板23在径 向支撑轴部件32的其它端侧(在图7中为下侧)的端面。此外，也有在径向轴承间隙与止推轴承间隙间的双方产生的动压旋方向以非接触方式支撑轴部件的结构。一般说来， 在这种轴承中，由于在以轴套的底部被形成的止推承受面与其相对的 轴承部件的端面围起来的空间呈密闭结构，所以尽可能使该密闭空间 对大气开放，在轴承部件的外圆，使在其两端面开口，形成轴向槽(循 环槽)。向轴套21的内部空间注入的润滑油，通常在主轴电动机安装时未将轴部件32安装的状态下进行，在注油后，安装着轴部件32。因 此，也存在着在轴套21的内部空间不可避免空气，由于周围温度的变化和电动机的发热，或因在高原地区的使用、以及在空间运输时等， 气压变化而轴套内部空间的空气热膨胀、收縮等，润滑油从在密封部件24的内圆周面与轴部件32的外圆周面间的密封空间被挤压出，泄 漏到外部的可能性。尤其是电动机配置形态为倒置式时(轴套21的开口部侧向下的 配置形态)和横向放置形态(将轴套21的开口部侧按水平方向配置 的形态)使用时，润滑油因流动容易停滞在开口部侧，所以易发生润 滑油泄漏。由上述事实，安装有现有流体轴承装置31的电动机在倒置配置 形态和横向放置形态等情况下的使用是不稳定的，而受到使用形态的 制约。另外，在上述构成的流体轴承装置31中，止推轴承部是以止推 板23将轴部件32的其它端侧的端面支撑的结构，轴部件32通过定 子35与转子36间的磁力，被挤压到止推板23上。因此，规定对向一端侧(在图7中的上侧)进行轴向移动。然而，在超过上述磁力的 冲击负载等加在电动机上时，以及在将电机以倒置的形态或横向放置形态使用时，存在着轴部件32有对轴套21，在一端侧进行轴向移动 而脱离轴套21的可能性。在轴承部件的制造工艺中，轴承部件通过将套筒状的烧结金属配 置在模具中，经精压加工形成规定尺寸。整形，随着脱模而产生弹回， 轴承部件的外圆周在外径侧膨胀，但轴套中的循环槽部分不与模具接 触的形态而不使内径侧受到压迫。所以，与其它处相比，脱膜后的弹回量变小。为此，整形，如图8所示，轴承部件22的外圆周与内圆 周不是圆形，而将循环槽25附近縮小成小直径的异形断面状态。迄 今为止，在轴承部件22的外圆周的2处(呈180°的相对位置)，往 往形成循环槽25。这时，整形的断面形状直至呈以循环槽25的部分 作为短轴的椭圆形状态。然而，在这种椭圆形状态，在轴承部件22的内圆周与轴部件32 的外圆周间的径向轴承间隙上的狭窄部分(短轴方向)和广阔部分(长 轴方向)上形成。这时，在径向轴承间隙的宽阔部分上，因流体动压 而导致轴承的脱壳效果下降。所以，有可能作为在椭圆形的长轴方向 上的轴承钢性下降，而导致轴承扭曲。对NRRO等产生不良影响。 发明内容本发明的课题在于提供一种流体轴承装置以及将该其安装的电 动机，该流体轴承装置及其安装的电动机在高温、低温环境、高原地 区使用以及空中运输时的减压环境下，不因轴套内部空间残留的空气膨胀、收縮，润滑油向外部泄漏，可在任意形态下稳定的运行、运输 等。本发明的其它课题在于以规定轴向相对移动到轴部件的轴套的 一端侧，以防止轴部件从轴套脱离。本发明的其它课题在于通过解除在因弹回后的轴承部件的变形 在各方向上引起的轴承钢性变坏，确保高精度旋转。为将上述的问题解决，本发明旨在提供一种结构，该结构含有轴套在一端侧含有开口部，在其它端侧含有底部；轴部件被收存在轴套内；径向轴承部设置在轴承部件的内圆周面与轴部件的外圆周面 间，用在径向轴承间隙产生的润滑油的油膜，以非接触方式将轴部件 支撑在径向上；密封部件被配置在轴套的开口部上，上述构成的流体轴承装置中，即使因在减压环境下的轴套内部残 留的空气膨胀、收縮，润滑油也不泄漏到外部的水平，在轴套的内部 空间，以润滑油进行填满；因此，在减压环境下的气压为，例如从 大气压到100Torr。上述构成的流体轴承装置，例如将轴套的内部空间抽成真空状 态后，在大气压下开放，通过用润滑油置换(轴套的内部间隙)可以 得到(真空浸油)。具体说来，在未注油的状态(例如图1 图4 中示出的状态)下，将流体轴承装置安装后，在真空槽内将流体轴承 装置全部或一部(至少在与流体轴承装置内的外部的开口部分)浸泡在润滑油中。在该状态下，将轴套的内部空间的空气抽真空后，在大 气压下开放，使润滑油充满轴套的内部空间可以得到。但是，由于真空槽内的真空度，在大气压下开放后，轴套内部变 为仅残留微量空气。如果残留空气越多，则因残留空气随周围温度环 境的变化而的膨胀、收縮，所以，润滑油被挤压到轴套外部，而有发 生润滑油泄漏的可能性。特别是在将电动机倒置形态下或在横向放置 形态下使用时，在轴套内部空间因润滑油的流动，易在开口部侧滞留， 因此易发生上述润滑油泄露。例如残留空气即使仅仅是微量，但也 有在高压地区使用或空中运输所产生的减压环境中，残留空气膨胀将 润滑油挤压到轴套外部，而有发生润滑油泄漏可能性。作为空气热膨胀的主要原因，虽可举出温度与气压，但若计算出 作为使用环境被推测的温度与在气压范围内的空气的膨胀、收縮量， 则可知道气压的影响是相当大的。安装本发明流体装置的小型主轴电动机的使用、储存环境， 一般 情况下，往往规定为以下条件温度使用温度0 60。C，储存温度-40°C 90°C气压运输时大气压 0.3atm (高度约10000m)若从气态方程式计算膨胀比例，则因 PV=nRTP:压力 V:体积n:模尔常数R:气体常数 T:绝对温度所以，①在压力一定，温度在-40'C 9(TC变化时，则V90/V-40=363/233=1.56倍 ②在温度一定，使压力从大气压到0.3atm变化时，则 V90/V-40=l/0.3=3.33倍为了控制由空气膨胀产生的润滑油泄漏,在上述标准范围内的环 境下,考虑具有更大影响的气压变化,能使润滑油不泄漏的结构是理想 的。例如，将在空中运输的高度设定为10000m，则由于那时的气压 约为230 Torr (0.3atm)，因此在230 Torr (0.3atm)的减压环境下， 为了不使润滑油泄漏，需要注入润滑油。在轴承制造时的检验中，发 现考虑余量以100Torr下，润滑油不发生泄漏是理想的。如上所述，本发明的流体轴承装置以及含有本发明流体轴承装置 的电动机，即使在高温、低温环境、高原地区使用以及空中运输等减 压环境下，也不因轴套内的残留空气的膨胀、收縮而润滑油向外泄漏， 并不受电动机的配置形态的限制，可稳定地运输和搬运。如上所述，由于是由润滑油将轴套内部空间充满的流体轴承装 置，使在顶部将形成栓塞状注射器那样的结构，所以因运输中的振动 等轴承部件向轴向移动，而且，也具有某种程度上控制轴部件从轴套 拔出的效果。另外，为解决上述课题，本发明旨在提供一种流体轴承装置结构，该结构含有轴套在一端侧含有开口部，在其它端侧含有底部； 轴承部件及轴承部件被收存在轴套内；径向轴承部设置在轴承部件的内圆周面与轴部件的外圆周面 间，用在径向轴承间隙产生的润滑油油膜，以非接触方式将轴部件支 撑在径向上；止推轴承部将轴承部件的其它端侧的端面在止推方向上支撑； 密封部件被配置在轴套的开口部上，上述轴部件上设置有突出部，上述突出部配置为限制上述轴部件朝向上述轴套的一端侧的轴向移动。在此，"突出部"可通过在轴部件上设置为整体，或所谓轴部件 将分部件固定在轴部件上构成。另外，"突出部"的形状没有特别限 定，可采用环状、部分环状、点状或针状等任意形状。若轴部件受到 外力或重力，在轴向对轴套相对移动到一端侧，则突出部与密封部件 接触，限制轴部件及其以上在轴向相对移动。因此，轴部件被保持在 轴套内，可防止对轴套的拔出。加之上述结构，也可采用润滑油填满轴套的内部空间，且即使通 过在从大气压至100 Torr的减压环境下的轴套内部空间残留的空气 的发生膨胀、收縮，也可不发生润滑油从轴套内部泄漏的结构。在上述结构中，可在突出部与密封部件间设置0.05 mm 0.5mm 的轴向间隙。该轴向间隙的值是轴部件的其它端侧的端面接触在止推 轴承部时的数值。为了避免在稳定运行(轴部件其它端侧的端面在接触止推轴承部 并支撑的状态下运转时)的突出部与密封部件的接触，因此需要在两 者之间设定一定的轴向间隙。若权衡各部件的尺寸公差与安装误差等，则该轴向间隙需0.05 mm以上。另一方面，由于上述轴向间隙的存在，若在运行中或运输中对轴 承装置反复加振动或冲击负载等，则轴部件在上述轴向间隙的范围 内，能在轴向对轴套相对移动。因此，若上述轴向间隙扩大，则因轴 部件的轴向相对移动，外部的空气通过密封空间(密封部件的内圆周 面与轴部件的外圆周面间的空间)流入到轴套内部，或存在着轴套内 部的润滑油从上述密封空间被挤出而泄漏到外部的可能性。另外，上 述轴向间隙值变得越大，则填满到轴套内部空间的润滑油量就变得更 多，热膨胀、收縮产生的润滑油体积的变化量就越大，所以，为了通 过将其体积变化量吸收，不使润滑油泄漏到外部，因此，出现需要加 大上述密封空间的容积。然而，加大密封部件的轴向尺寸，从在空间 上限制的角度往往存在着困难；另外，由于加大密封部件的内径尺寸， 可能关系到密封功能的下降(虹吸力下降)，所以是不理想的。如果是下述的机试验结果，上述轴向间隙为0.5mm以下，则发 现可防止润滑油从轴套内部向外部泄漏，上述轴向间隙的合适范围为 0.05 mm 0.5mm，最佳范围为0.05 mm 0.03mm。在上述结构中，在密封部件的内圆周面与其相对的轴承部件的外 圆周面间，可在面向一端侧设置逐渐扩大的圆锥形密封空间。由于将 密封空间加工成上述的圆锥形，所以密封空间内的润滑油在向随着密封空间变得窄小的方向(轴套的内部方向)因虹吸力而被吸入。所 以，可以防止润滑油从轴套的内部向外部泄漏。上述圆锥形的密封空间可由在密封部件的内圆周面以及轴承部 件的外圆周面中，至少在一个方向设置的圆锥面构成。在轴承部件的 外圆周面设置圆锥面的结构中，在轴部件旋转时，密封空间的润滑油 受到离心力作用，被吸入到沿轴部件的圆锥面在向密封空间变窄的方 向(轴套的内部方向)。因此，加上上述虹吸力的吸入作用，由于也 有离心力产生的吸入作用，所以可进一步提高防止润滑油泄漏的效 果。用设置在轴套底部的止推轴承部将轴部件的轴承部在止推方向 支撑、接触结构的流体轴承装置中，存在着在止推轴承部的周围空间 润滑油压力升高，在密封部件内圆周面与轴部件外圆周面间的密封空 间中的润滑油产生压力差的情况。该压力差除在径向轴承部在轴向以 非对称式形成动压槽的宽度外，即使在设计上相对称，但在加工误差 (轴部件与轴承部件内圆周面的圆锥形，动压槽的宽度尺寸精度等) 大等情况下，也能同样产生。若产生这种压力差，则存在着在轴套的内部空间内的润滑油上产 生局部的减压，在润滑油中生成气泡，由此成为引起润滑油泄露与振 动发生等的原因。而且，由于止推轴承部周围的润滑油的压力升高， 产生的轴部件的脱壳，或者相反也存在着止推轴承部侧的压力变低， 轴承部件被挤压到止推板等的承受部件上，而导致承受部件异常损耗 的情况。这种问题可通过设置使止推轴承部与密封空间连通的循环槽加 以解除。即即使在止推轴承部的周围空间与密封空间之间滑油产生 压力差的情况下，由于润滑油通过循环槽在两个空间之间产生流动， 因此两个空间的油压也能够保证等压。上述循环槽是由具有例如第一半径方向槽在止推轴承部的底部侧，轴承部件的一侧的端 面与之相对的轴套面之间形成；第二半径方向槽在轴套的开口部侧，在轴承部件的另一侧的端 面与之相对的密封部件之间形成；轴向槽在轴承部件的外圆周面与轴套内外圆周面间形成 构成。本发明的"流体轴承装置"中，虽然含有流体动压动压轴承装置含有使动压发生在轴承间隙内的润滑 油上的动压发生机构；流体圆形轴承装置(轴承面为圆形的轴承装置)含有动压发生 机构；但是规定更优异的轴支撑功能的流体动压轴成装置是理想的。规 定为流体动压轴成装置时，作为上述"动压发生机构"，可通过径向 轴承间隙，在相对的轴承部件的内圆周面以及轴部件的外圆周面中， 在一个内圆周面内设置动压槽的结构；也可由非圆形，例如用数个 2圆弧、3圆弧、4圆弧等圆弧描绘的上述的一个圆周面的构成(用 数个圆弧描绘的径向轴承面也可称为"圆弧轴承")。前者情况下，作为动压槽的形状，也可采用如人字形、螺旋形、数个轴向槽形(在径 向轴承面内，设置数个轴向槽的轴承也可称作"步进式轴承"。)等各 种众所周知的动压槽形状。另一方面，通过止推轴承间隙，在相对面 的一个面通过形成人字形、螺旋形等动压槽，也可构成止推动压轴承 部，另外，作为轴承部件的材质除多孔烧结金属外，还可以采用铜合 金、不锈钢、黄铜、铝合金等。另外，为解决上述课题，本发明旨在提供一种流体动压轴承装置， 其结构具有-轴部件轴承部件含有含油烧结金属构成，通过轴部件的外圆周和径向 轴承间隙相对；轴套将轴承部件固定在内圆周上；轴部件与轴承部件相对运转中，使流体动压发生在径向轴承间 隙，采用非接触式方法支撑轴部件，且在轴部件的外圆周设置有使其 两端面形成开口而供润滑流体流动的三个以上的槽。如上所述，通过设置三个以上的槽，由于可增加在各方向上的轴 承钢性，所以就可提高轴承的旋转精度。在轴部件上设置与轴承部件的一个端面相对的凸缘部，通过使流 体动压发生在轴承部件的该端面与凸缘部的端面间被形成的止推轴 承间隙中，即使在止推方向上，也可采用非接触式支撑轴部件。这时， 止推轴承间隙的润滑流体因离心力的影响能更多的流入到槽中，但如 果是三个以上的循环槽，则也可以切实吸收这种润滑流体。轴承面的动压槽在将润滑流体挤压到上述止推轴承间隙中的非 对称形状时，可进一步增加润滑流体向槽的流入量，但即使在这种情 况下，也具有可吸收多余润滑流体。


图1为表示涉及本发明第1实施形态的流体动压轴承装置断面图。图2为表示涉及本发明第2实施形态的流体动压轴承装置断面图。图3为表示涉及本发明第3实施形态的流体动压轴承装置断面图。图4为表示涉及本发明第4实施形态的流体动压轴承装置断面图。图5为机试验中采用的流体轴承装置断面图。 图6为表示热循环曲线图。图7为安装现有流体轴承装置的主轴电动机断面图。 图8为2圆弧轴承装置横断面图。图9为表示作为动压发生机构在轴承部件的内圆周面形成数个 轴向槽形动压槽实施例的断面图。图10为表示作为动压发生机构由数个圆弧构成轴承部件内圆周 面的实施例断面图。图11为表示作为动压发生机构由数个圆弧构成轴承部件内圆周 面的实施例断面图。图12为表示作为动压发生机构由数个圆弧构成轴承部件内圆周 面的实施例断面图。图13为表示规定为不具备动压发生机构的圆形轴承的径向轴承 部实施例断面图。图14为表示具有循环槽流体轴承装置的一实施形态断面图。图15为表示具有循环槽流体轴承装置的其它实施形态断面图。图16为表示减压试验的试验结果图。图17为表示装机试验的试验结果图。图18为表示润滑油泄漏试验的试验结果图。图19为表示润滑油泄漏试验的试验结果图。图20为表示本发明中涉及的流体动压轴承装置的纵断面图。图21为轴承部件斜视图。图22为表示各种轴承中无次元刚性图。图23为3圆弧轴承横断面图。图24为4圆弧轴承横断面图。图25为说明偏心率的横断面图。图26为在轴向形成非对称的径向轴承面的动压型轴承装置的纵 断面图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施形态。图1表示涉及本发明实施形态的流体动压轴承装置1。该流体轴承装置l，例如如图7所示，是安装成信息设备用主轴电动机，为其主要部件，由轴套2:在一端侧(在图1中上侧)具有开口部2a，在其它端侧 (在图1中下侧)具有底部2C，呈有底形圆筒状；轴承部件3:被固定在轴套2的内圆周面上，呈圆筒状； 轴部件4:密封部件6:被固定在轴套2的开口部2a上 构成。如下所述，轴承部件3的内圆周面3a与轴部件4的外圆周面 4a之间，在轴向隔离设置第1径向轴承部R1与第2动压轴承部R2。 另夕卜，在轴套2的底部2c与轴部件4的下侧端面4b之间设置止推轴 承部T。轴套2由例如黄铜等软态金属材料形成，具有圆筒状的侧部2b 与底部2c。在底部2c的内底面的、形成止推轴承面的范围内，配置 例如树脂制成的止推板6。在本实施形态中，轴套2与侧部2b和底 部2c呈整体结构，但将侧部2b与底部2c作为分体结构，将形成底 部2c的金属质盖状部件固定在侧部2b的其它侧开口部，也可以用粘 接等的手段固定、密封。这时，止推板6配置在上述盖状部件的上面。轴部件4由例如不锈钢(SUS420J2)等金属材料形成，其下 侧端面4b凸球状。轴承部件3由例如烧结金属构成的多孔体，尤其是以铜为主要 成份的烧结金属多孔体形成。另外，在轴承部件3的内圆周面3a上， 在轴向隔离、设置在呈径向轴承面(第1径向轴承部R1与第2径向 轴承部R2的径向轴承面)的上下两个范围。在这些范围内，分别形成动压槽，例如人字形动压槽3al、 3a2。轴部件4的外圆周面4a被插入在轴承部件3的内圆周面3a内， 通过承轴承部件间隙，在与轴承部3的内圆周面3a呈径向轴承面的 范围(上下两处的范围)分别相对。另外，轴部件4的下侧端面4b 与止推板6的上面接触。密封部件5为环形的结构，压入在轴套2的开口部2a的内圆周 面内，用粘接等手段被固定。在本实施形态中，密封部件5的内圆周 面5a形成圆筒状，密封部件5的下侧端面5b与轴承部件3的上侧端 面3b接触。密封部件5的内圆周面5a通过与轴部件4的外圆周面4a所规定 的间隙相对。由此在两者之间形成圆筒状的密封空间Sl。用密封部 件5密封的轴套2的内部空间含有轴承部件3的内部气孔(多孔组织 的气孔)，使空气不夹杂，由润滑油填满，其润滑油的油面位于密封 空间Sl内。密封空间Sl的容积设定为应大于填满在轴套2的内部空 间的润滑油在使用温度范围内的容积随温度变化的变化量。根据这一 方法，润滑油的容积即使随温度变化而容积改变时，常常可将润滑油 的油面保持在密封空间S1内。例如在下述形态下，润滑油注入到轴套2的内部空间。首先，安 装各部件(轴套2、轴承部件3、轴部件4、止推板6、密封部件5)， 安装未注油的流体轴承装置1，将该未注油的流体轴承装置1在真空 槽中浸泡在润滑油中。轴套2内部空间的空气经在真空槽内抽真空， 排出。在该内部空间呈不夹杂空气的状态。然后，若在大气压中敞开，用润滑油填满轴套2的内部空间。润滑油注入结束，则从真空槽中取 出流体轴承装置1，并升温到流体轴承装置1的上限工作温度。随着 这种升温，填满在轴套2内部空间的润滑油发生热膨胀，剩余的润滑 油从密封空间Sl排放到外部。由该方法，即使流体轴承装置1在工 作上限温度运转时，润滑油的油面也能维持在密封空间S1内。然后， 若升温停止，润滑油的油面随着温度下降而降低，下降到密封空间 Sl内的适当水平。在上述注油工序中，按照真空槽内的真空度，有时在轴套2内部空间也残留着微量空气，但该空气量在所规定水平时，即在假设作为 流体轴承装置1及其安装的电动机在使用、运输环境的环境条件下，也可规定由于轴套2的内部空间残留的空气膨胀，从密封空间sl挤 压出润滑油而不泄漏到轴套2的外部的水平。在该实施形态中，即使 在100Torr的减压下，将流体轴承装置1以正置形态(将轴套2的开 口部2a侧向上的形态)、倒置形态(将轴套2的开口部2a侧向下的 形态)、横向放置形态(将轴套2的开口部2a侧水平配置的形态)、 斜置形态(轴套2的开口部2a侧向倾斜方向配置的形态)时，规定 润滑油应不泄漏到外部。在上述结构的流体轴承装置l中，若轴部件4旋转，则在上述径 向轴承间隙产生润滑油动压，轴部件4的外圆周面4a由于在上述径 向轴承间隙内形成的润滑油的油膜在径向可自由地旋转，进行非接触 式支撑。由此，构成在将轴部件4，在径向自由地旋转，自由地非接 触式支撑的第1径向轴承部Rl与第2径向轴承部R2。同时，轴部件4的下侧端面4b通过止推板6接触、支撑；因此，轴部件4在止推 方向自由地旋转、支撑的止推轴承部T构成。该实施形态的流体轴承装置1即使因周围温度变化和电动机的 发热，或在高原地区使用以及空中运输时等减压环境下的轴套内部空 间残留的空气产生膨胀、收縮，且受电动机的形态，润滑油也不从轴 套2的内部泄漏到外部，可稳定地运行、运输。图2表示涉及第2实施形态的流体轴承装置r。该实施形态的流体轴承装置r与上述第1实施形态不同点在于密封部件5'的内 圆周面与其相对的轴部件4'的外圆周面间形成的密封空间S2，在轴 套2的一端侧(外部方向)形成逐渐扩大的圆锥形。在该实施形态中， 为了形成圆锥形密封空间S2，将密封部件5'的内圆周面向一端侧， 设置成逐渐扩径形态的圆周面5 a';且在与圆周面5a'相对的轴部件 4'的外圆锥面上向一端侧设置成逐渐呈减径形状的圆锥面4ar;而 且也可在圆锥面5 a'与圆锥面4al'中的任意一面设定为圆筒面。如图2中虚线圆内放大所示，由于在密封空间S2内存在着润滑 油L的油面，密封空间S2内的润滑油L因虹吸力，被吸入到密封空 间S2向变窄的方向(其它端侧轴套2的内部方向)。为此，可有效 地防止润滑油L从轴套2的内部向外部泄漏。另一方面，由于在轴部 件4'的外圆周面上设置圆锥面4ar，在轴部件4'运转时，密封空 间S2内的润滑油L受到离心力，沿圆锥面4al'被吸入到密封空间 S2呈窄小的方向(轴套2的内部方向)。因此，加上上述虹吸力产生 的吸入作用，另外也由于离心力产生的吸入作用，因此，与上述的第1实施形态的流体轴承装置1相比，更进一步提高了防止润滑油L泄 漏的效果。图3表示涉及第3实施形态的流体动压轴承装置1。该流体轴承 装置1由于安装了例如图7中所示的信息设备用主轴电动机，因此， 作为其主要部件由轴套2:在一端侧(在图3中的上侧)具有开口部2a，在其它端 侧(图3中下侧)有底部，呈有底圆筒状；轴承部件3:固定在轴套2的内圆周面内，呈圆筒状； 轴部件4:密封部件5:固定在轴套2的开口部2a上； 构成。如下所述，在轴承部件3的内圆周面3a与轴部件4的外圆周 面4a间，设置第1径向轴承部Rl与第2动压轴承部R2在轴方向隔 离。另外，在轴套2的底部2c与轴部件4的下侧端面4b间设置止推 轴承部T。轴套2由例如黄铜等软态金属材料形成，具有圆筒状侧部2b和 底部2c。在底部2c的内底面、呈止推轴承面的范围内，配置例如 树脂质的止推板6。在本实施形态中，轴套2与侧部2b与底部2c呈 整体结构，但侧部2b与底部2c设置为分体结构，将呈底部2c的金 属质盖状部件固定在侧部2b的其它侧开口部，也可用粘接等的手段 进行固定、密封。这时，止推板6配置在上述盖状部件的上面。轴部件4由例如不锈钢(SUS420J2)等金属材料形成，其下 侧端面4b形成凸球状。另夕卜，在轴部件4的外圆周面4a上，可用压入、粘接等适当的机构将作为突出部的圆板形垫圈7固定。轴承部件3由例如烧结金属构成的多孔体，特别是以钢为主要成份的烧结金属多孔体形成。另外，在轴承部件3的内圆周面3a上， 在轴方向上设置呈径向轴承面(第1径向轴承部Rl与第2径向轴承 部R2的径向轴承面)的上下两个范围隔离。在这些范围中，分别形 成动压槽，例如人字形动压槽3al、 3a2。轴部件4的外圆周面4a被插入在轴承部件3的内圆周面3a上， 呈轴承部件3的内圆周面3a的径向轴承面的范围(上下两个范围)， 分别通过径向轴承间隙相对。另外，轴部件4的下侧端面4b与止推 板6的上面接触。密封部件5为环形，通过压入、粘接等手段固定在轴套2的开口 部2a的内圆周面内。在该实施形态中，密封部件5的内圆周面5a形 成圆筒状，密封部件5的下侧端面5b同轴承部件3的上侧端面3b按 规定的轴向间隔部X隔离，相对。轴部件4上设置的垫圈7配置在轴向间隔部X内，轴部件4的 下侧端面4b在与止推板6的上面接触的状态下，在垫圈7的上侧端 面7a与密封部件5的下侧端面5b间设置轴向间隙XI，在垫圈7的 下侧端面7b与轴承部件3的上侧端面3b间设置轴向间隙X2。轴向 间隙X1的大小为0.05mm 0.5mm,最理想的是0.05mm 0.3mm。轴 向间隙X2在轴部件4旋转时，垫圈7的下侧端面7b可设定为不与 轴承部件3的上端面3b接触的尺寸，但权衡各部件的尺寸公差与安 装误差等，规定为0.05mm以上是理想的。该轴向间隙X2的尺寸也可规定为与轴向间隙X1相同，也可比轴向间隙X1大或小。
密封部件5的内圆周面5a与轴部件4的外圆周面4a隔开规定的 间隙相对。因此，在两者之间形成圆筒状的密封空间Sl。用密封部 件5密封的轴套2的内部空间含有轴承部件3的内部气孔(多孔形组 织的气孔)，不夹杂空气，用润滑油填满，其润滑油的油面位于密封 空间Sl内。密封空间Sl内的容积设定为应大于填满轴套2的内部空
间的润滑油在使用温度范围内因温度改变而容积改变的变化量。由 此，即使在润滑油的容积随温度出现变化时，也可将润滑油的油面常 常保持在密封空间S1内。
向垫圈2的内部空间，成为注入润滑油，即使在从大气压到 100Torr的减压环境下，在轴套内部空间残留的空气发生膨胀、收縮， 且不受电动机的形态限制，而形成润滑油不从轴套2的内部泄漏的结 构。
在本实施形态中，轴部件4受到外力与重力，在一端侧对轴套2 产生轴向相对移动，则设置在轴部件4的垫圈7与密封部件5接触， 因此，对轴部件4分别规定了在其以上轴向相对移动。由此，轴部件 4可常常保持在轴套2内，防止从轴套2滑出。
另一方面，由于将垫圈7与密封部件5间的轴承间隙X1设定在 0.05mm 0.5mm的范围内，所以在稳定运转时(轴部件4的下端面 4b在接触止推板6、支撑的状态下旋转时)垫圈7不与密封部件5接 触，可获得稳定地运行状态。另外，即使在轴部件4在轴向间隙X1 的范围内沿轴向相对移动时，空气也流入到轴套2的内部，或不发生填满垫圈2内部的润滑油不发生从密封空间Sl被挤出泄漏到外部的
现象。 _
其它事项，由于按照第1实施形态，而将重复的说明省略。
图4表示涉及第4实施形态的流体轴承装置l'，该实施形态的
流体轴承装置l'与上述第3实施形态的不同点在于，将在密封部件
5'的内圆周面及其相对的轴部件4'间的外圆周面间形成的密封空 间S2，在垫圈2的一端侧(外部方向)上形成逐渐扩大的圆锥形。 在该实施形态中，为了形成圆锥形密封空间S2，将密封部件5'的内 圆周面上，设置向一端侧逐渐扩径形状的圆锥面5a';且在圆锥面5 a' 相对的轴部件4的外圆周面，设置向一端侧呈逐渐縮径形状的圆锥面 4al，。另外，可在圆锥面5a'与圆锥面4al，中的一方形成圆筒面。 如图4中虚线圆内扩大的部分所示，通过在密封空间S2内存在 着润滑油L的油面，密封空间S2内的润滑油L。因虹吸力吸入到向 密封空间S2呈狭小的方向(其它端侧轴套2的内部方向)。为此， 可有效防止润滑油L从轴套2的内部向外部泄漏。另一方面，通过在 轴部件4'的外圆周面通过设置圆锥面4al'，在轴部件4'旋转时， 密封空间S2内的润滑油L受到离心力，沿圆锥形面4al'吸入到密 封空间S2呈窄小方向(轴套2的内部方向)。因此，加上上述虹吸力 产生的吸入作用，也由于离心力产生的吸入作用，所以，比上述第3 实施形态的流体轴承装置1 ，更进一步提高了防止润滑油外泄的效 果。
在以上说明的实施形态中，在呈径向轴承面(第1径向轴承部Rl与第2径向轴承部R2的径向轴承面)的轴承部件3的内圆周面
3a上，作为动压发生机构，形成人字形动压槽3al、 3a2，但代替人 字形，也可形成螺旋发动压槽。或如图9所示，在呈径向轴承面的轴 承部件3的内圆周面的3a上，作为动压发生机构，也可形成数个轴 向槽形状的动压槽3a3 (所谓"步进式轴承")。
或如图10 图12所示，作为动压发生机构，也可由非圆形，例 如数个圆形弧构成呈径向轴承面(第1径向轴承部R1与第2径向 轴承部R2的径向轴承面)的轴承部件3的内圆周面3a (所谓"圆弧 轴承")。图10中示出的范例为由两个圆弧面(3a4、 3a5)构成轴承 部件3的内圆周面3a的结构。圆弧面3a4的曲率中心Ol与圆弧面 3a5的曲率中心02分别等距离偏离轴部件4的外圆周面4a (圆形)； 图11中示出的范例是由3个圆弧面(3a6、 3a7、 3a8)构成轴承部件 3的内圆周面3a的结构。圆弧面3a6的曲率中心为03，圆弧面3a7 的曲率中心为04，圆弧面3a8的曲率中心为05，分别等距离偏离轴 部件4的外圆周面4a (圆形)。图12中示出的范例是由4个圆弧面 (3a9、 3al0、 3al1、 3al2)构成的轴承部件3的内圆周面3a的结构。 圆弧面3a9的曲率中心为06，圆弧面3al0的曲率中心为07，圆弧 面3al1的曲率中心为08，圆弧面3al2的曲率中心为09，分别等距 离偏离轴部件4的外圆周面4a (圆形)。
尚且，以上的动压发生机构也可设置在轴部件4的外圆周面4a上。
或如图13所示，也可将第1径向轴承部Rl (第2径向轴承部R2)作为不具备动压发生机构。
在图14中示出的实施形态，是在图1及图2中示出的实施形态
的流体动压轴承装置中，用在配置与圆周方向上的一处或数处(图示
例中为两处)的循环槽10，使径向轴承部T与密封部件5的内圆周 面5a和轴部件4的外圆周面4a间的密封空间Sl联通的结构。
密封部件5的内圆周面5a与轴部件4的外圆周面4a隔开规定的 间隙、相对。由此，在两者间形成圆筒状密封空间S1。用密封部件5 密封的轴套2的内部空间含有轴承部件3的内部气孔(多孔状组织的 气孔)，不使空气夹杂，由润滑油填满，其润滑油的油面位于密封空 间Sl内。密封空间Sl内的容积设定为应大于填满在轴套2的内部空 间的润滑油在使用温度范围内，容积随温度的改变而变化的变化量。 由此，即使在润滑油随温度改变而发生变化时，润滑油的油面常常可 维持在密封空间S1内。
循环槽10由第一及第二的半径方向槽10a、 10c与轴方向槽10b 构成，在轴方向槽10b的两端，具有将两半径方向槽10a、 10c连接 的结构。第1半径方向槽10a在轴承部件3的一方(轴套底部2c侦lJ) 的端面3c与之相对的轴套2的面形成。具体说来，在与轴套底部2c 的内侧面2cl间形成。另外，第2半径方向槽10c在轴承部件3的其 它方(轴套开口部2a侧)端面3b与其相对的密封部件5的面形成， 具体说来，在与密封部件5的内侧面5b间形成。轴向槽10b在轴承 部件3的外圆周面与轴套2的侧部2b的内圆周面间形成。
在图14中示出的实施形态中，第一及第二的半径方向槽10a、10c均在轴承部件3的两端面3c、 3b内形成，轴方向槽10b在轴承部 件3的外圆周面形成。轴部件4旋转时，例如在止推轴承部T的空 间(轴部件4的轴端部周围的空间)中，若润滑油的压力升高，则通 过循环槽IO，润滑油产生从止推轴承部T的周围向密封空间Sl流动， 由此，在止推轴承部T的周围与密封空间S1的周围上的润滑油压力 保持为等压。因此，气泡随着润滑油中局部减压的产生而生成，可防 止发生由此引起的润滑流体泄漏与振动等。另外，在止推轴承部T 的周围，因润滑油压力升高的也能够防止轴部件4的脱壳。与上述相 反，密封空间S1的压力升高时相同时，循环槽10保证止推轴承部T 的周围与密封空间Sl等压，也可防止由于气泡的生成引起润滑油泄 漏等与轴部件4被挤压到轴套底部2C上产生的止推板6的异常磨损 这种弊病。图15是将循环槽10'形成在与轴承部件3相对的部件(轴套2 以及密封部件5)上的实施形态。S口第一半径方向槽10a，形成在 轴套底部2c的内侧面2cl上；第二半径方向槽10c，形成在密封部 件5的内侧面5b'上；轴向槽10b，形成在轴套侧部2b的内圆周面 上。通过该循环槽10'也可获得与图14中所示的实施形态相同的效 果。另外在图14中表示圆筒状密封空间Sl、在图15中表示圆锥形 密封空间S2，但密封空间的形状未作特别限定。与其相反，在图14 的实施形态中也可使用圆锥形密封空间S2;在图15的实施形态中可 使用圆筒状的密封空间S1。实施例在图1示出形态的流体轴承装置1上在上述形态(真空浸油)下 注入润滑油，通过改变那时真空槽内的真空度，制造了在大气压下开 放后使轴套2的内部空间残留的空气量产生不同的5种试验轴承装置 (实施例1 2，比较例1 3)。测定真空浸油后在轴套内部空间的残留空气量是很困难的，但例如若将真空槽内的真空度降压到380Torr (大气压的1/2)，则由于可推算为在大气压中敞开后的轴套内部残留 有50vol。/。的内部空间容积的空气，所以用这种方法推算出残留空气采用上述各轴承装置，检验润滑油在减压环境下放置时有无泄漏 (减压试验)；以及将各种轴承装置安装成样机的电动机；在大气压 下改变运行形态，检验在ON-OFF运行时有无润滑油泄漏(装机试 验)；将试验结果示于图16 (减压试验)、图17 (装机试验)。另外， 试验条件如下所述 减压机试验真空度100Torr 装机试验使用电动机CD-ROM样机电动机 转速8000rpm 气氛温度60 。C电动机配置形态正置、横向放置、倒置运转条件ON-OFF (—周期30秒)机试验时间30万周期在减压机试验中，由于轴套内部的空间残留的空气量依真空槽的 真空度不同而有差异，所以即使真空浸油，但在减压下也有发生润滑 油泄漏的现象(比较例1 3)。在装机试验中，将润滑油点滴(比较例2、比较例3)在横向放置或倒置形态中，在5到20万周期发生润滑油泄漏。另一方面进行 真空浸油(实施例l、实施例2、比较例l)在30万周期全部配置形 态下润滑油未发生泄漏。因此可提供一种不发生润滑油泄漏的流体轴承装置，该装置如实 施例所述，通过在100Torr下注入不发生泄漏的润滑油，即使在推测 的任何使用形态、环境条件下，也可稳定的进行运行、运输。另外，制作出在图3所示的结构中，在垫圈7与密封部件5间， 将轴向间隙Xl设定为O.lmm、 0.3mm、 0.5mm的三种流体轴承装置 (实施例3 5)。在各种流体轴承装置1的轴部件4上安装与样机相 等负载的惰速磁盘9 (图5)，在进行1000G落下冲击试验后，检验 润滑油有无从垫圈2的内部泄漏。冲击值1000G是参考笔记本式电 脑用的HDD装置等，近年来的便携式用电设备等使用的主轴电动机 要求的耐冲击负载特性进行了设定。另外，用与上述相同条件对图7 所示的现有的流体轴承装置进行了试验(比较例4)。图18示出试验 结果。从图18示出试验结果发现再加1000G的负载时，在比较例4中， 轴部件从轴套脱离(轴承脱壳)，在实施例3 实施例5中未发生轴承脱离。也未发现润滑油泄漏。另外，将上述实施例3 实施例5以及比较例4的流体轴承装置 分别安装在样机电动机(激光束打印机用广角扫描装置电动机)上， 在下述条件下运行后，检验润滑油是否从轴套内部泄漏。试验结果示 于图19。运行条件样机电动机LBP用广角扫描装置电动机转速30000rpm热循环曲线参照图6 试验时间20周期电动机配置形态横向放置形态、倒置形态从图19中试验结果发现在加热循环运行时，在比较例4中出现润滑油泄漏，但在实施例3 5中，即使在横向放置形态、倒置形态的任何一种形态配置，均未发现润滑油泄漏。 从以上本发明显示出以下示出的效果。(1)在减压环境下，特别是由于在从大气压至100Torr环境下， 即使在轴套内部空间残留的空气发生膨胀、收縮，但由于用润滑油填 满轴套内部空间而润滑油不泄漏到外部的水平，所以在高温、低温环 境，以及在高原地区使用和空运时的减压环境下等，以电动机使用、 运输环境所推测的任何环境条件下，即使在采用正置形态、倒置形态、 横向放置形态等任意形态时，也可使润滑油不从轴套内部向外部泄 漏，进行稳定地运行、运输。(2) 在轴套内部空间，在不夹杂空气的状态下，通过填满润滑 油可防止因空气的混入产生的润滑油泄漏与气蚀的发生。(3) 因与密封部件接触，通过将规定在轴向相对移动到轴部件 轴套的一端侧的突出部，可使轴部件常常保持在轴套内，防止从轴套 脱离。(4) 通过在突出部与密封部件间设置0.05mm 0.5mm的轴向间隙，可回避突出部与密封部件的接触，可获得稳定的运行状态。同 时，即使在轴部件在上述轴向间隙范围内的轴向相对移动时，也可防 止空气流入到轴套内部与防止润滑油从轴套内部的泄漏。(5) 在密封部件的圆周面与其相对的轴部件的外圆周面间，通 过设置向一端侧逐渐扩大的圆锥形的密封空间，以提高密封性，可进 一步有效地防止润滑油的泄漏。(6) 通过设置使止推轴承部与密封空间连通的循环槽，即使在 止推轴承部与密封空间产生润滑油压力差的情况时，也可使两者等 压。因此可防止由压力差的发生引起的气泡生成、润滑油泄漏、轴承 脱壳、止推板的异常磨耗等弊病。图20是表示流体动压轴承装置的其它实施形态。该实施形态中的 动压型轴承装置，其主要结构有轴承部件3:圆筒状； 轴部件4: 轴套2:有底桶状 部件构成。轴承部件3使润滑油或润滑脂油浸在烧结金属上，在使细孔内含 有油的含油烧结金属上形成。作为烧结金属，_可使用例如:铜基或铁 基或双方为主要成分的金属，最理想的是使用含铜20 95%成形。该轴承部件3与过去相同，经压粉成形一烧结一整形一含油的各工序制 造，经这种方法所得到的轴承部件3的内圆周面以及在一方向的端面 3c，通过冲压加工等手段形成下述的动压发生用槽3al、3a2(动压槽)。在轴承部件3的内圆周，形成作为动压发生机构具有数个动压槽 3al、 3a2的径向轴承面的12a、 12b。在图示例中，举例示出使在轴向 隔离，形成两个径向轴承面12a、 12b的情况，但径向轴承面12a、 12b 的数量不限制在两个，也可为一个或三个以上。径向轴承面12a、 12b、 的动压槽3al、 3a2，若是对轴向成倾斜形状是足够的。除如图中示出 人字形排列外，也可以排列成螺旋形。此外，也可使用不具有调和波 形等动压槽的非圆形的径向轴承面。轴部件4是由不锈钢等金属材料形成。由设置在直线状轴部4c 与轴部4c的端部的圆盘状凸缘部4d构成。轴部4c与凸缘部4d，除 在压入的其它部件上形成外，也可用锻造等手段整体成形。轴套2将一端开口，同时形成将其它端封闭的有底桶状。轴承部 件3在轴套2的内圆周，由压入或粘接等手段固定。这时，在轴承部 件3的内圆周配置轴部件4的轴部4c 。在轴套2的底部2c与轴承部 件3的一方端面3c间的空间配置凸缘部4d。轴套底部2c，如图所示， 除与桶状的侧部2b整体成形外，也可与侧部2b在分部件上形成，通 过将这些部件咬合、安装。侧部2b的开口部由于防止油作为润滑流体流出，所以，由密封部件5密封，在密封部件5与其相对的轴承部 件3的端面3b间，为了提高储油效果，因此形成轴向微小的间隙，在该状态下，凸缘部4d的两个端面4dl、 4d2、分别与轴承部件3的 一个端面3c，以及轴套底部2c的止推承受面9al相对。在与凸缘部 4d相对的轴承部件3的3c以及轴套底部2c的内底面2cl上分别形成 具有作为动压发生机构的数个动压槽(图示中省略)的止推轴承面 lla、 llb。止推轴承面lla、 lib的动压槽形状是任意的，除与径向 轴承面12a、 12b相同，形成人字形或螺旋形动压槽外，也可形成步 进型止推轴承面。动压槽代替轴承部件端面3c和内底面2cl，可在凸 缘部4d的两个端面4dl、 4d2上形成。这时，在凸缘部4d的两个端 面4dl、 4d2上形成上述止推轴承面。在径向轴承面12a、 12b与轴部4c的外圆周面间的微小间隙(径 向轴承间隙)，以及止推轴承面lla、 lib与其相对的面(图示例为凸 缘部4d的两个端面4dl、 4d2)间的微小间隙(止推轴承间隙)分别填 满作为润滑流体的油。在轴部件4与轴承部件3相对旋转时(本实施 形态中轴部件4运行时)由于各轴承面12a、 12b、 lla、 llb的作用， 在径向轴承间隙与止推轴承间隙产生油的动压，轴部件4在径向以及 止推方向的两个方向上对轴承部件3以非接触方式支撑。在轴承部件3的外圆周上，面对轴向形成在该两端面3b、 3c上 开口的槽，即循环槽IO。该循环槽10是使在轴套2的底部2c与轴 承部件3的端面3c间的密封空间与轴承外部连通的结构，发挥着作 为使油在轴向流通的通路作用。循环槽10中的油被轴承部件3吸收，另一方面，从轴承部件3的表面渗出再供给各轴承间隙。在本发明中， 由于下述理由，规定该循环槽IO在圆周方向上等间隔设置三个以上， 最理想的是三个(参照图21)。于是，在形成三个循环槽10时，整形后由于循环槽10的部分与其它部分的弹回量不同，所以轴承部件3，如图23所示，变形为由 三条大直径圆弧13构成的略三角形断面(以下将这种变形的轴承部 件称作"3圆弧轴承")；另外，在形成四个循环槽10时，由于同样 的理由，整形的轴承部件，如图24所示，变形为四个由四条大直径圆弧13构成的略四角形断面(也称为"4圆弧轴承")；图示中虽作省略，但在设置成5以上的循环槽10时，也变形成具有与循环槽10 数量相同的大直径圆弧的多角形("5圆弧轴承"、"6圆弧轴承"等) 的断面。另外，图23及图24，为了通俗理解，所以对圆形的变形率 作了放大性地描述，但用眼睛不能明确辨认这种程度的变形。图22是表示现有径向轴承的2圆弧轴承、3圆弧轴承以及4圆 弧轴承中的油膜无次元刚性的解析结果。这是用雷诺微分方程式这种 二阶微分方程式表示轴承间隙内的流体压力，并由计算机将其在数值 上解出求值所得到的结果。在压力呈减压的范围内，作为压力极限条 件使用雷诺条件。在此所说的雷诺条件，是在油膜断裂部，压力梯度 为零时满足流量连续的条件。在此，2圆弧轴承、3圆弧轴承以及4圆弧轴承是在各自的圆周 方向上，以1(T为宽度，分别设置2个、3个、4个等间隔循环槽10 的轴承。另外，任何一个轴承都可将轴承部件3的轴向长度L与外径之比(L/D)设定为0.5。另外，轴部件4的偏心率e ，以e =0.1 作为标准。(2圆弧轴承的偏心率是0.0868)。另外，￡=0表示如图 25中虚线所示的轴承部件3与轴承部件4的轴心一致的状态；e =1 ， 表示如该图的双点虚线所示的轴部件4内接在轴承部件3的状态(图 25中的径向轴承的宽度作了放大性地描述)。图中的Kxx、 Kyy、 Kxy、 Kyx是表示油膜弹性的常数的参数； 用轴承面分别将在数值上解出的压力部分布积分，通过在x方向、y 方向上分别将在x、 y方向求出的负载通过数值微分求出。用无次元 表示这些数值，若用Kij表示4个无次元刚性，则有次元刚性Kij由下式表示Kij= (W/Cp) Kij式中，W表示轴承负载,Cp表示轴承半径间隙。 注脚xx是表示在X方向(椭圆的短轴方向)产生力的在X方向 的位移；yy表示是表示在Y方向(椭圆的短轴方向)产生力的在Y 方向的位移；xy是表示X方向(椭圆的短轴方向)产生力在Y方向 的位移；yx是表示在Y方向(椭圆的短轴方向)产生力的X方向的 位移。标注注脚xy、 yx是表示受到不是自己而是受到来自其它运动 的位移产生的力的连续项。在连续项大时，增大了轴部件4的振摆回 转运动的不稳定性。由图22可以理解在2圆弧轴承中，Kxx与Kyy 不平衡，对于负载方向产生的轴承刚性之差大；在3圆弧轴承及4圆 弧轴承中，为了使两个值的达到平衡，而无这种不匹配的现象。由上 述看出，弹回后的轴承部件3的断面形状应近似于3圆弧轴承与4圆弧轴承，循环槽10的数量固定为3个以上是理想的。另一方面，在考虑批量生产时的径向轴承间隙的间隙管理时，在 4圆弧轴承中，根据测量方向，对于内径尺寸形成大的误差(参照图24的箭头)；而在3圆弧轴承中，这种误差小(参照图23的箭头)。 因此，与4圆弧轴承相比，3圆弧轴承可减少内径尺寸公差的范围， 可以更低成本制造。另外，若根据图22,则连续项Kxy、 Kyx的绝 对值，由于3圆弧轴承小，所以甚至在这点上也是3圆弧轴承更理想 的。另一方面，在5圆弧轴承以上的轴承中，为了要使弹回变形后的 断面形状接近于圆形轴承，因此在轴部件4既有产生被称作旋转的不 稳定自励运动的可能性，也增大了槽加工的成本。由于以上理由，要 将弹回变形后的形状近似为3圆弧轴承，则循环槽形成3个是最理想 的。图26是在两个径向轴承面12a、 12b中，将轴套2的底部侧的轴 承面12b对其它轴承面12a在轴向形成非对称，采用动压槽3al、 3a2 加强油向轴套底部侧吸入力的结构。这时，由于油膜的形成范围偏离 轴套底部侧，所以增加了在循环槽10中流入的油量，在现有的两个 循环槽(25:参照图8)中，存在着不能充分吸收油的流动速度的可 能性。但如上诉所述，通过将循环槽10设置成3个以上，就可以避 免这种困境。循环槽的数量可按油的流动决定，当考虑到旋转精度， 如上述所述，形成3个循环槽10是最理想的。如根据本发明，由于在轴承部件的外圆周上形成3个以上的循环 槽，所以可防止在整形后因轴承部件的弹回变形使轴承刚性不稳定， 还可进一步提高轴承的旋转精度。
权利要求
1、一种流体动压轴承装置，其含有轴部件；轴承部件由含油烧结金属构成，通过轴部件的外圆周与径向轴承间隙相对；轴套将轴部件固定在内圆周内；其特征在于以轴部件与轴承部件的相对运转，使流体动压发生在径向轴承间隙，采用非接触式将轴部件支撑；且在轴部件的外圆周设置有使其两端面形成开口而供润滑流体流动的3个以上的槽。
全文摘要
本发明提供一种流体动压轴承装置，其包括轴部件；由含油烧结金属构成，通过轴部件的外圆周与径向轴承间隙相对的轴承部件；将轴部件固定在内圆周内的轴套。且以轴部件与轴承部件的相对运转，使流体动压发生在径向轴承间隙，采用非接触式将轴部件支撑；并且在轴部件的外圆周设置有使其两端面形成开口而供润滑流体流动的3个以上的槽。
文档编号F16C32/06GK101255892SQ200810084710
公开日2008年9月3日 申请日期2002年11月11日 优先权日2001年11月13日
发明者山本康裕, 川濑达夫, 栗村哲弥 申请人:Ntn株式会社