專利名稱：流體動壓軸承裝置和配備流體動壓軸承裝置的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體動壓軸承裝置和配備流體動壓軸承裝置的電機(jī)。
背景技術(shù)：
利用在軸承間隙中形成的流體膜，流體動壓軸承裝置可旋轉(zhuǎn)地支撐著軸部件。這種流體動壓軸承裝置大致分成配置有用于在軸承間隙中的潤滑流體中產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生部的軸承(所謂的動壓軸承)；和未配置動壓產(chǎn)生部的軸承。兩種類型在高速旋轉(zhuǎn)、高旋轉(zhuǎn)精度、低噪聲等方面均展示了卓越特征?？紤]到那些特性，除在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等中安裝的風(fēng)扇電機(jī)外，流體動壓軸承裝置廣泛地適用于信息裝置用的小電機(jī)，例如安裝在諸如HDD和FDD的磁盤裝置，諸如CD-ROM，CD-R/RW，和DVD-ROM/RAM的光盤設(shè)備，和諸如MD和MO的磁光盤設(shè)備中的主軸電機(jī)，和安裝在激光束打印機(jī)(LBP)或相類似物中的多面鏡掃描儀(polygon scanner)電機(jī)。
例如，在上述多種電機(jī)中的用于風(fēng)扇電機(jī)的流體動壓軸承裝置中，具有葉片的電機(jī)被徑向軸承部徑向支撐，以便可旋轉(zhuǎn)。此外，由葉片產(chǎn)生的鼓風(fēng)動作的反作用力(推力)由定子線圈和轉(zhuǎn)子磁鐵之間產(chǎn)生的磁力的軸向分量支持，并且由于磁力和推力之間的差的推力負(fù)載被止推軸承部支持。在許多情況中，在風(fēng)扇電機(jī)用的軸承裝置中，動壓軸承被采用作徑向軸承部，并且其中旋轉(zhuǎn)軸的軸端保持與容納部件接觸的所謂樞軸承被采用作止推軸承部(例如參見JP2000-46057A)。
作為主軸電機(jī)用的流體動壓軸承裝置的實(shí)例，圖25中所示的結(jié)構(gòu)是已知的。在這種流體動壓軸承裝置中，在軸部件100的外周表面和經(jīng)徑向軸承間隙的中間媒介、與其相對的軸承部件200的內(nèi)周表面之間設(shè)置有以非接觸方式徑向支撐軸部件100的徑向軸承部400。此外，在軸部件100上設(shè)置的凸緣部110的端面和經(jīng)止推軸承間隙的中間媒介與其相對的部件(軸承部件200和蓋部件300)之間設(shè)置有以非接觸方式沿止推方向支撐軸部件的止推軸承部500。
近年來，特別是在磁盤裝置加入其中的信息裝置中，隨著性能的快速改進(jìn)，也旨在減小尺寸和厚度；并且對流體動壓軸承裝置的尺寸減小存在不斷嚴(yán)格的需求。然而，在如圖25所示的流體動壓軸承裝置中，其中徑向軸承部和兩個(gè)止推軸承部沿徑向方面被堆疊在一起，軸承裝置的徑向尺寸通常較大，限制了尺寸的減小。
考慮到這一點(diǎn)，例如已公開了其中軸部件形成截頭圓錐狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中燒結(jié)金屬的軸承部件被布置在其外周；在軸部件和軸承部件之間形成在一個(gè)軸向側(cè)其直徑大和在另一軸向側(cè)其直徑小的軸承間隙(傾斜軸承間隙)；并且止推軸承間隙形成在軸部件的端面和與其相對的封閉部件之間。利用這種結(jié)構(gòu)，無需提供圖25中所示的軸部件100的凸緣部110，這樣可以使軸承裝置的軸向尺寸更小(例如參照J(rèn)P2002-276649A)。
在JP2000-46057A中公開的流體動壓軸承裝置中，用于在徑向軸承間隙中產(chǎn)生流體動壓的槽(動壓產(chǎn)生部)與軸承部件的形成同時(shí)形成。然而，在這種系統(tǒng)中，很難保證動壓產(chǎn)生部的充分的精確度等級。此外，由于止推軸承部由樞軸承形成，由于軸承裝置長期使用的磨損是不可避免的，并且存在這種磨損負(fù)面影響旋轉(zhuǎn)精度的擔(dān)心。此外，從相對于瞬時(shí)負(fù)載保證必需的負(fù)載容量(瞬時(shí)剛度)觀點(diǎn)，樞軸承也不是利的。
在JP2002-276649A中公開的流體動壓軸承裝置中，為了形成傾斜軸承間隙，需要將軸部件的外周表面和軸承部件的內(nèi)周表面形成為圓錐表面。然而，通過機(jī)械加工一點(diǎn)也不容易精確和有效地形成圓錐表面。特別與外周表面相比，利用當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)更困難形成內(nèi)周表面，所以很難高精度和低成本地完成軸承部件的圓錐內(nèi)周表面；因此，不言而喻，當(dāng)在軸承部件的圓錐內(nèi)周表面中提供諸如動壓槽的動壓產(chǎn)生部時(shí)，很難保證動壓產(chǎn)生部必需的精度。包括旋轉(zhuǎn)精度的流體動壓軸承裝置的軸承性能極大地取決于軸承間隙的精確度。因此，不可能以穩(wěn)定的方式取得高度精確的軸承間隙，所以根據(jù)設(shè)計(jì)條件等不可能取得滿意的軸承性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于低成本地提供表現(xiàn)高軸承性能和長壽命的流體動壓軸承裝置。
本發(fā)明的第二目的在于低成本地提供配置有高精度的傾斜軸承間隙并表現(xiàn)高軸承性能的流體動壓軸承裝置。
為了實(shí)現(xiàn)第一目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了流體動壓軸承裝置，包括軸部件；與軸部件的外周表面相對的圓筒徑向軸承表面；通過在插入電鑄部(electroformed poriotn)的情況下通過注塑形成的軸承部件，該電鑄部具有徑向軸承表面；和止推軸承部，其配置有在軸承部件的端面上形成的止推軸承表面和面對止推軸承表面的止推軸承間隙，其中利用在止推軸承間隙中產(chǎn)生的潤滑流體的動壓作用沿止推方向支撐軸部件。這里描述的徑向軸承表面和止推軸承表面表示面對徑向軸承間隙和止推軸承間隙的表面。諸如動壓槽的動壓產(chǎn)生部是否形成在那些表面中是無關(guān)緊要的。
在上述結(jié)構(gòu)中，該軸承部件在插入電鑄部的情況下通過注塑形成，所以，與其中兩個(gè)或多個(gè)部件(例如套管和外殼)通過粘合等被固定在一起的情況相比，組裝過程得以簡化并且實(shí)現(xiàn)了成本的減?。淮送?，能夠?qū)崿F(xiàn)精度的提高。
此外，當(dāng)如在本發(fā)明中，止推軸承部由動壓軸承形成時(shí)，可以避免由于磨損的旋轉(zhuǎn)精度的惡化，這是由樞軸承形成時(shí)涉及的問題。此外，在動壓軸承中，止推軸承部實(shí)現(xiàn)的不是如樞軸承的情況的點(diǎn)支撐而是面支撐，所以可以擴(kuò)大止推軸承部的支撐面積，并且可以在徑向軸承部的外側(cè)上形成止推軸承部。因此，可以實(shí)現(xiàn)軸承剛性和瞬時(shí)剛度的提高。
該電鑄部是經(jīng)電鑄在原模(master)的表面上沉積的金屬層；它能夠基于電解鍍(電鍍)或非電解鍍(化學(xué)鍍)的方法形成。由于電鑄的特征，電鑄部的表面精度，特別是開始沉積的側(cè)面的表面精度是這樣的取得了用于形成電鑄部的原模的表面結(jié)構(gòu)以微米級被精確地轉(zhuǎn)移的致密表面。因此，通過提高原模的表面精度，可以高精度地精加工電鑄部的表面。在本發(fā)明中，上述特征被用于將軸承部件的徑向軸承表面形成為電鑄部，所以可以特別地以高精度控制徑向軸承部的旋轉(zhuǎn)精度。
止推軸承間隙例如形成在軸部件上設(shè)置的凸緣部的端面和止推軸承表面之間。對應(yīng)于這種凸緣部的部件實(shí)例包括具有轉(zhuǎn)子磁鐵安裝部的部件。這個(gè)部件也稱作轉(zhuǎn)子，并構(gòu)成電機(jī)的不可缺少的部件，所以與其中為形成止推軸承間隙，分離部件被加入軸承裝置中的情況相比，通過將這個(gè)部件用作用于形成止推軸承間隙的部件，可以取得部件數(shù)量和安裝步驟數(shù)量的減少和成本的減小。
還可以將軸部件形成為具有兩種不同外徑的作為一個(gè)的軸部件，并且在連接兩個(gè)不同外徑的兩個(gè)外周表面的臺階表面和軸承部件的止推軸承表面之間形成止推軸承間隙。在這種情況中，外周表面和軸部件的臺階表面分別面對徑向軸承間隙和止推軸承間隙，所以可以容易地和高精度地控制徑向軸承間隙與止推軸承間隙之間的垂直度，從而使得可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)精度的提高。此外，在這種情況中，還可以例如在軸部件的外周表面和軸承部件之間設(shè)置密封空間，用于防止填充軸承的內(nèi)部的潤滑流體的泄漏。
在軸承部件的止推軸承表面上可以形成用于在止推軸承間隙中產(chǎn)生流體壓力的動壓產(chǎn)生部。在這種情況中，與軸承部件的注塑同時(shí)，通過模制能夠形成動壓產(chǎn)生部，所以可以節(jié)省分離地形成動壓產(chǎn)生部的時(shí)間和努力，從而實(shí)現(xiàn)流體動壓軸承裝置的成本的進(jìn)一步減小。
還可以不僅將徑向軸承表面而且將止推軸承表面形成為電鑄部。在這種情況中，電鑄部包括具有徑向軸承表面的徑向電鑄部；和與徑向電鑄部成整體或分離并具有止推軸承表面的止推電鑄部。通過也將止推軸承表面形成為電鑄部，由于電鑄的上述特征，也可以在止推軸承部中取得高旋轉(zhuǎn)精度。
此外，為了實(shí)現(xiàn)第二目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了流體動壓軸承裝置，包括軸部件；軸部件被插入其內(nèi)周中的軸承部件；和傾斜軸承間隙，其形成在軸部件的外周表面和軸承部件的內(nèi)周表面之間并且軸向傾斜，軸部件被傾斜軸承間隙中形成的流體膜可旋轉(zhuǎn)地支撐，其中軸承部件配置有面對傾斜軸承間隙的電鑄部，并在插入電鑄部的情況下通過注塑形成。
如上所述，由于電鑄的特征，電鑄部的沉積開始側(cè)表面是原模的表面結(jié)構(gòu)以微米級被精確轉(zhuǎn)移成的致密表面。因此，當(dāng)原模的外周表面形成為對應(yīng)于電鑄部的內(nèi)周表面結(jié)構(gòu)的圓錐表面，并且在其上執(zhí)行精細(xì)的精加工(finishing)以充分提高其精度時(shí)，可以高精度地取得圓錐內(nèi)周表面，這很難由傳統(tǒng)機(jī)械加工方法形成。與內(nèi)周表面相比，外周表面通常容易由機(jī)械加工高精度地形成，所以高精度地精加工作為圓錐表面的原模的外周表面并不很困難。因此，通過形成電鑄部以面對傾斜軸承間隙，可以高精度并低成本地取得其直徑在一個(gè)軸向側(cè)大并且在另一軸向側(cè)小的傾斜軸承間隙。
由于軸承部件能夠在插入上述電鑄部的情況下通過注塑(夾物模壓)形成，可以簡化組裝過程以實(shí)現(xiàn)成本的減小和精度的提高。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過在軸部件的外周表面或軸承部件的電鑄部中的一個(gè)上形成與傾斜軸承間隙相對的動壓產(chǎn)生部，可以在傾斜軸承間隙中產(chǎn)生流體動壓以取得軸承剛性的提高。當(dāng)在軸承部件的電鑄部上形成動壓產(chǎn)生部時(shí)，由于電鑄的特性，通過在原模中形成對應(yīng)于動壓產(chǎn)生部的結(jié)構(gòu)的圖案，可以高精度并且低成本地制造動壓產(chǎn)生部。另一方面，當(dāng)在軸部件的外周表面上形成動壓產(chǎn)生部時(shí)，原模的外周表面形成無表面凹凸的平滑表面。該電鑄部通過使用這種原模形成，并且在將電鑄部從原模分離后，在其外周表面上事先形成動壓產(chǎn)生部的軸部件被插入電鑄部的內(nèi)周，從而軸承裝置被組裝。
只要能夠在軸承間隙中(徑向軸承間隙、止推軸承間隔和傾斜軸承間隙)中產(chǎn)生流體動壓，上述動壓產(chǎn)生部能夠采用多種已知的形式。在徑向軸承間隙和傾斜軸承間隙中產(chǎn)生流體動壓的動壓生產(chǎn)部的實(shí)例包括采用人字形結(jié)構(gòu)、螺旋結(jié)構(gòu)等布置的多個(gè)動壓槽；以相等圓周間隔設(shè)置的軸向槽；和沿圓周方向設(shè)置的多個(gè)弧形表面、諧波形表面等。在止推軸承間隙中產(chǎn)生流體動壓的動壓生產(chǎn)部的實(shí)例包括采用人字形結(jié)構(gòu)、螺旋結(jié)構(gòu)或徑向設(shè)置的多個(gè)動壓槽。
如上所述構(gòu)造的流體動壓軸承裝置能夠適當(dāng)?shù)赜糜诰哂修D(zhuǎn)子磁鐵和定子線圈的電機(jī)中。特別地，為取得第一目的取得的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置具有上述特征，所以它適合用作風(fēng)扇電機(jī)用的軸承。在這種情況中，它例如可以采用如下結(jié)構(gòu)，其中由葉片產(chǎn)生的鼓風(fēng)作用的反作用力(推力)和沿軸向相反方向的磁力被導(dǎo)致施加在定子線圈和轉(zhuǎn)子磁鐵之間，并且由于磁力和反作用力之間的差的推力負(fù)載被止推軸承部支持。在轉(zhuǎn)子磁鐵的外側(cè)上設(shè)置的后軛(back yoke)(磁部件)和轉(zhuǎn)子磁鐵之間產(chǎn)生的磁吸引力也能夠提供沿與推力相反方向的磁力。
為實(shí)現(xiàn)第二目的取得的本發(fā)明的流體動壓軸承裝置適合用作特別是在迫切要求尺寸減小的電機(jī)中的軸承，例如，信息裝置用的主軸電機(jī)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過部件數(shù)目和組裝步驟的數(shù)目的減小，可以取得流體動壓軸承裝置成本的降低。此外，可以提供具有高軸承性能和長壽命的流體動壓軸承裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可以低成本地提供配置有高精度傾斜軸承間隙并具有高軸承性能的流體動壓軸承裝置。


圖1是其中已加入有助于取得本發(fā)明的第一目的的流體動壓軸承裝置的風(fēng)扇電機(jī)的實(shí)例的剖視圖；圖2是有助于取得本發(fā)明的第一目的的流體動壓軸承裝置的第一實(shí)施例的剖視圖；圖3A是顯示軸承部件的端面的圖；圖3B是軸承部件的縱剖視圖；圖4A是原模(master)的透視圖；圖4B是在其上實(shí)現(xiàn)掩蔽或掩模的原模的透視圖；圖4C是電鑄部件的透視圖；圖5是正好在夾物模壓(insert molding)后的軸承部件的剖視圖；圖6是有助于取得本發(fā)明的第一目的的流體動壓軸承裝置的第二實(shí)施例的剖視圖；圖7是電鑄部件的另一形式的透視圖；圖8是有助于取得本發(fā)明的第一目的的流體動壓軸承裝置的第三實(shí)施例的剖視圖；圖9是由多弧軸承形成的徑向軸承部的剖視圖；圖10是由多弧軸承形成的徑向軸承部的另一剖視圖；圖11是由多弧軸承形成的徑向軸承部的另一剖視圖；圖12是由階式止推軸承形成的徑向軸承部的剖視圖；圖13是由非圓筒軸承形成的徑向軸承部的剖視圖；圖14是流體動壓軸承裝置加入其中的信息裝置用的主軸電機(jī)的實(shí)例的剖視圖；圖15是其中已加入有助于取得本發(fā)明的第二目的的流體動壓軸承裝置的信息裝置用的主軸電機(jī)的實(shí)例的剖視圖；圖16是圖15的流體動壓軸承裝置的主要部的放大剖視圖；圖17是蓋部件的上端表面的剖視圖；圖18是顯示傾斜軸承間隙中的動壓作用的示意圖；圖19A是原模的透視圖；圖19B是在其上實(shí)現(xiàn)掩蔽或掩膜的原模的透視圖；圖20是電鑄部件的透視圖；圖21是電鑄部件安裝在其中的注塑用的模具的示意圖；圖22A到22D是顯示由一些其它方法形成動壓槽時(shí)采用的步驟的剖視圖；圖23A是有助于取得本發(fā)明的第二目的的流體動壓軸承裝置的第二實(shí)施例的剖視圖；圖23B是有助于取得本發(fā)明的第二目的的流體動壓軸承裝置的第三實(shí)施例的剖視圖；圖24是循環(huán)通路設(shè)置在其中的圖23A中所示的流體動壓軸承裝置的剖視圖；和圖25是傳統(tǒng)的流體動壓軸承裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；具體實(shí)施方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的流體動壓軸承裝置的概念圖，更具體地說，已加入有助于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的的流體動壓軸承裝置1的風(fēng)扇電機(jī)的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。該風(fēng)扇電機(jī)配置有以非接觸方式可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件2的流體動壓軸承裝置1；與軸部件2一起旋轉(zhuǎn)的葉片；被固定到軸部件2的轉(zhuǎn)子(凸緣部)9；和經(jīng)徑向間隙的媒介彼此相對的定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5；這種風(fēng)扇電機(jī)通常稱作徑向間隙類型風(fēng)扇電機(jī)。該定子線圈4被安裝到流體動壓軸承裝置1的軸承部件7，并且轉(zhuǎn)子磁鐵5被安裝到轉(zhuǎn)子9。當(dāng)定子線圈4被加電時(shí)，葉片利用定子線圈4和旋轉(zhuǎn)磁鐵5之間的電磁力旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇電機(jī)也可以是所謂的軸向間隙類型風(fēng)扇電機(jī)(未示出)，其中定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5經(jīng)軸向間隙的中間媒介彼此相對。
在葉片旋轉(zhuǎn)期間，圖中沿箭頭Y的方向的推力作用于軸部件2上，作為對鼓風(fēng)作用的反作用力。在定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5之間施加有被定向以抵消這種推力的磁力(排斥力)，并且流體動壓軸承裝置1的止推軸承部T支撐由于推力和磁力之間的差產(chǎn)生的推力負(fù)載。流體動壓軸承裝置1的徑向軸承部R1和R2支撐著作用在軸部件2上的徑向負(fù)載。
圖2是圖1中所示的流體動壓軸承裝置1的主要部的放大剖視圖。該流體動壓軸承裝置1主要包括軸部件2和軸部件2被插入其內(nèi)周的軸承部件7。
該軸承部件7是在插入電鑄部10的情況下通過注塑形成的樹脂模制產(chǎn)品；它由電鑄部10和樹脂材料形成的模制部11組成。
只要基礎(chǔ)樹脂允許注塑，構(gòu)成用于形成模制部11的樹脂材料的基礎(chǔ)樹脂是非晶體的還是晶體的并不重要。非晶體樹脂的實(shí)例包括聚砜(PSU)；聚醚砜(polyether sulfone，PES)；聚苯砜(polyphenyl sulfone，PPSU)；和聚醚酰亞胺(PEI)；晶體樹脂的實(shí)例包括液晶聚合物(LCP)；聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)；聚對苯二甲酸丁二酯(polybutyrene terephthalate，PBT)；和聚苯硫醚(PPS)。根據(jù)需要，從諸如強(qiáng)化材料(采用纖維、粉末等形式)、潤滑劑和導(dǎo)電材料的多種填充物中選擇的一種或兩種或多種類型的填充物與上述基礎(chǔ)樹脂混合。
模制部11也可以由金屬材料形成。能夠被使用的金屬材料的實(shí)例包括諸如鎂合金和鋁合金的低融點(diǎn)金屬材料。在這種情況中，與其中使用樹脂材料的情況相比，它可以在強(qiáng)度、熱阻、導(dǎo)電性等方面取得改進(jìn)。除此之外，模制部11也可以通過所謂的MIM模制形成，其中在使用金屬粉末和粘合劑的混合物注塑后，實(shí)現(xiàn)脫脂和燒結(jié)。此外，模制部11也可以使用陶瓷材料通過注塑形成。
該模制部11包括采用帶底圓筒形式的套管部11a，套管部11a在其內(nèi)周中具有電鑄部10；從套管部11a的下部向外延伸的實(shí)質(zhì)圓盤形狀的底部11b；和從底部11b的外周端部向上延伸的圓筒部11c，該部11a到11c形成為不具有界面的整體單元。定子線圈4用的安裝部11d被設(shè)置在套管部11a的外周表面上；定子線圈4利用粘合劑或相類似物被裝配到安裝部11d。除了在其上端處的開口，該模制部11被密封，并且也用作用于容納風(fēng)扇電機(jī)的部件的外殼。該基部11b組成風(fēng)扇電機(jī)的底部，并且圓筒部11c構(gòu)成風(fēng)扇電機(jī)的側(cè)部。
該電鑄部10具有面對徑向軸承間隙的徑向軸承表面A。如圖3B所示，在這個(gè)實(shí)施例中，徑向軸承表面A具有例如成人字圖案設(shè)置并形成在彼此垂直間隔開的兩個(gè)區(qū)域中的多個(gè)動壓槽Aa1和Aa2，作為動壓產(chǎn)生部。該上部動壓槽Aa1相對于軸向中心(上部和下部傾斜槽區(qū)域之間的軸向中心)沿軸向方向非對稱地形成，在軸向中心m的上側(cè)上的區(qū)域的軸向尺寸X1大于在其下側(cè)的區(qū)域的軸向尺寸X2。另一方面，下部動壓槽Aa2沿軸向方向?qū)ΨQ地形成，其上部和下部區(qū)域的軸向尺寸與上述軸向尺寸X2相同。在這種情況中，在軸部件2的旋轉(zhuǎn)期間，在上部動壓槽Aa1中的潤滑流體被抽入(泵力)的力比在下部對稱的動壓槽Aa2中的力相對較大。
此外，面對止推軸承間隙的止推軸承表面B形成在構(gòu)成軸承部件7(模制部11)的所有或部分上端表面7b的環(huán)形區(qū)域中；并且如圖3A所示以螺旋圖案布置的多個(gè)動壓槽Ba被形成在止推軸承表面B中。
例如，該軸部件2形成為由諸如不銹鋼的金屬材料形成的實(shí)心軸。該軸部件2的外周表面2a形成不具有突起和凹陷的圓形斷面結(jié)構(gòu)。該軸部件2的下端表面形成無表面粗糙的平坦表面。
作為凸緣部，在其外周表面上例如具有葉片的轉(zhuǎn)子9被固定到軸部件2的上端。該轉(zhuǎn)子磁鐵5被附于轉(zhuǎn)子9的圓筒部9b的內(nèi)周表面。例如在插入軸部件2的情況下通過樹脂注塑，該轉(zhuǎn)子9能夠與軸部件2整體形成。只要轉(zhuǎn)子9能夠與軸部件2整體旋轉(zhuǎn)，對轉(zhuǎn)子9的結(jié)構(gòu)、安裝方法等沒有特別的限制；例如，它還能夠通過粘合或壓配合固定到軸部件2。此外，轉(zhuǎn)子9還可以由金屬材料形成。
在組成轉(zhuǎn)子9的圓盤部9a的下端表面中，在其內(nèi)側(cè)上的部分徑向區(qū)域具有與設(shè)置在軸承部件7的上端表面7b上的止推軸承表面B軸向相對的推力接收表面9a1。在軸部件2的旋轉(zhuǎn)期間，下面描述的止推軸承部T1的止推軸承間隙形成在止推軸承表面B和推力接收表面9a1之間。
該流體動壓軸承裝置1的構(gòu)造如上所述，并且軸承部件7的內(nèi)部空間例如填充著作為潤滑流體的潤滑油。
在上述流體動壓軸承裝置1中，當(dāng)軸部件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)徑向軸承間隙的中間媒介，在構(gòu)成軸部件7的電鑄部10上形成的徑向軸承表面A與軸部件2的外周表面2a相對。當(dāng)軸部件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，在徑向軸承間隙中產(chǎn)生潤滑油的動壓，并且油膜剛性被壓力提高，結(jié)果軸部件以非接觸方式被徑向支撐。結(jié)果，形成以非接觸方式徑向和可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件2的第一徑向軸承部R1和第二徑向軸承部R2。
此外，當(dāng)軸部件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)止推軸承間隙的中間媒介，在軸承部件7的上端表面7b上形成的止推軸承表面B與轉(zhuǎn)子9的推力接收表面9a1相對。當(dāng)軸部件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，在止推軸承間隙中也產(chǎn)生潤滑油的動壓，并且油膜剛性被這種壓力提高，結(jié)果軸部件2以非接觸的方式沿止推方向被可旋轉(zhuǎn)地支撐。因此，形成以非接觸方式沿止推方向可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件2的止推軸承部T。
如上所述，在本發(fā)明中，止推軸承部T由動壓軸承形成，所以它可以避免由于磨損的旋轉(zhuǎn)精度的惡化，這是止推軸承部T由樞軸承形成時(shí)涉及的問題。此外，當(dāng)止推軸承部T由動壓軸承形成時(shí)，止推軸承部T實(shí)現(xiàn)的不是樞軸承的情況的點(diǎn)支撐而是面支撐，所以止推軸承部T的支撐面積變大，并且可以在徑向軸承部R1和R2的外側(cè)上形成止推軸承部T。因此，可以提高相對于瞬時(shí)負(fù)載的軸承剛性。
接著，將參照附圖描述上述流體動壓軸承裝置1的制造過程，重點(diǎn)是軸承部件7的制造過程。
圖4A到4C和圖5部分地顯示了用于構(gòu)成上述流體動壓軸承裝置1的軸承部件7的制造過程。更具體地說，圖4A顯示了生產(chǎn)原模12的步驟(原模生產(chǎn)步驟)；圖4B顯示了在需要掩膜的原模12的部分上執(zhí)行掩膜的步驟(掩膜步驟)；和圖4C顯示了通過電鑄形成電鑄部件14的步驟(電鑄步驟)。在那些步驟后，執(zhí)行了利用樹脂材料模制電鑄部件14的電鑄部10的步驟；和將電鑄部10和原模12彼此分離以生產(chǎn)軸承部件7的步驟。
在圖4A中所示的原模生產(chǎn)步驟中，采用實(shí)心軸形式的原模12由諸如淬火不銹鋼、鎳鉻鋼、一些其它鎳合金和鉻合金的導(dǎo)電材料形成。除了那些金屬材料，原模12能夠由已變得可導(dǎo)電(通過例如在其表面上形成導(dǎo)電膜)的諸如陶瓷材料的非金屬材料形成。
在原模12的一部分外部表面中，形成有成形部N，用于形成軸承部件7的電鑄部10。在成形部N中，電鑄部10的內(nèi)周表面的突出凹陷圖案被顛倒；在其沿軸向方向的兩部分處，分別存在形成動壓槽Aa1和Aa2之間的脊部的圓周上形成的凹陷12a1和12a2。當(dāng)然，根據(jù)動壓產(chǎn)生部的結(jié)構(gòu)，凹陷12a1和12a2也可形成螺旋結(jié)構(gòu)等。
在圖4B中所示的掩膜步驟中，除了成形部N之外，掩膜13(由圖中的點(diǎn)圖案指示)被設(shè)置在原模12的外部表面上。作為掩膜13的覆蓋材料，適當(dāng)?shù)剡x擇和使用具有電絕緣屬性和相對于電解溶液的抗腐蝕性的現(xiàn)有產(chǎn)品。
在執(zhí)行電鑄中，原模12被浸入包括諸如鎳或銅離子的金屬離子的電解溶液中，并且然后，對原模12供電，以便在除設(shè)置掩膜13的地方外的區(qū)域(即成形部N)上實(shí)現(xiàn)期望金屬的沉積(電沉積)。該電解溶液可根據(jù)需要包含諸如碳的滑動材料或諸如糖精的應(yīng)力減輕材料。根據(jù)諸如硬度和疲勞強(qiáng)度的物理屬性和動壓軸承的軸承表面的所需化學(xué)屬性，適當(dāng)?shù)剡x擇電沉積金屬的類型。
通過上述步驟，形成了包含原模12和覆蓋原模12的成形部N的電鑄部10的電鑄部件14。在這種情況中，在成形部N中形成的凹陷12a1和12a2的結(jié)構(gòu)被傳遞到電鑄部10的內(nèi)周表面，并且如圖3B所示的多個(gè)動壓槽Aa1和Aa2被形成以便彼此軸向間隔開。當(dāng)電鑄部10太厚時(shí)，相對原模12的其釋放屬性惡化，并且當(dāng)電鑄部10太薄時(shí)，電鑄部10的耐用性減小，所以根據(jù)必需的軸承屬性、軸承尺寸、其用途等，電鑄部10被設(shè)置到最佳厚度。
除了基于電解鍍的上述方法外，電鑄部10還可以由基于非電解鍍的方法形成。在這種情況中，原模12的導(dǎo)電性和掩膜13的絕緣屬性就不是必需的；代替地，它們需要顯示抗腐蝕性。
由上述步驟形成的電鑄部件14被轉(zhuǎn)移到模制步驟。雖然未示出，在模制步驟中，電鑄部件14作為插入部件被設(shè)置在預(yù)定模具中，并且然后通過使用上述樹脂材料執(zhí)行注塑(夾物模壓)。在注入樹脂材料后，樹脂材料凝固并且打開模具；然后，取得了模制產(chǎn)品，其中如圖5所示，包括原模12和電鑄部10的電鑄部件14和模制部11成整體。此時(shí)，與注塑同時(shí)，如圖3A所示的以螺旋圖案設(shè)置的多個(gè)動壓槽Ba形成在模制部11的上端表面中(軸承部件7的上端表面7b)。
此后，這種模制產(chǎn)品被轉(zhuǎn)移到分離步驟，其中它被分離成包括電鑄部10和模制部11(軸承部件7)的整體單元和原模12。在這種分離步驟中，在電鑄部10中累積的內(nèi)應(yīng)力被釋放，從而電鑄部10的內(nèi)周表面的直徑增加，并且被從原模12的外周表面12a釋放。例如通過對電鑄部件14或軸承部件7施加沖擊，或?qū)﹄婅T部10的內(nèi)周表面和原模12的外周表面12a之間的界面施加軸向按壓力，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部應(yīng)力的釋放。通過釋放內(nèi)部應(yīng)力，電鑄部的直徑徑向增加，并且在電鑄部10的內(nèi)周表面和原模12的外周表面之間形成適合尺寸的間隙(優(yōu)選地不小于動壓槽的深度)，從而可以從電鑄部10的內(nèi)周表面沿軸向方向平穩(wěn)地拔出原模12，同時(shí)避免在電鑄部10的內(nèi)周表面中形成的動壓槽和在原模12的外周表面12a上形成的成形部N(凹陷12a1和12a2)之間的過度干涉。結(jié)果，可以將模制產(chǎn)品分成包括電鑄部10和模制部11的軸承部件7和原模12。例如通過改變電鑄部10的厚度，可以控制電鑄部10的直徑增加量。
當(dāng)僅通過給予沖擊不可能充分地增加電鑄部10的內(nèi)周的直徑時(shí)，通過加熱或冷卻電鑄部10和原模12從而其間產(chǎn)生熱膨脹量的差別，可以將模制產(chǎn)品分成原模12和軸承部件7。
與原模12分離生產(chǎn)的軸部件2被插入如上所述從原模12分離的軸承部件7，并且軸承部件7的內(nèi)部空間填充潤滑油，從而完成了如圖2所示的流體動壓軸承裝置1。由于分離的原模12能夠被重復(fù)地用于電鑄，可以以穩(wěn)定的方式和低成本地大批量生產(chǎn)高精度軸承部件7。分離的原模12也可以照原樣用作軸部件2。
如上所述，在本發(fā)明中，通過在插入電鑄部10的情況下注塑能夠形成軸承部件7，因此與其中如在現(xiàn)有技術(shù)中，通過粘合等，套管被固定到外殼的內(nèi)周的情況相比，可以簡化組裝過程并實(shí)現(xiàn)成本的減小。
此外，在本發(fā)明中，軸承部件7整體配置有用于定子線圈4的安裝部11d，并且也用作用于容納電機(jī)的部件的外殼，所以無需提供將軸承裝置和定子線圈安裝到位用的支架。因此，通過減小部件數(shù)量和減小組裝步驟數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)成本的減小。
此外，由于電鑄的特征，電鑄部的表面，特別是開始沉積的側(cè)面，是以微米級被轉(zhuǎn)移的原模12的表面精度的致密表面，所以，通過高精度地形成特別是原模12的外部表面的成形部N，可以高精度地形成電鑄部10，即徑向軸承表面A。因此，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以高精度地控制旋轉(zhuǎn)精度，特別是徑向軸承部的旋轉(zhuǎn)精度。此外，由于止推軸承表面B與夾物模壓同時(shí)地模制形成，可以節(jié)省分離地形成止推軸承表面B的時(shí)間和努力，從而實(shí)現(xiàn)流體動壓軸承裝置1的成本的進(jìn)一步減小。
此外，由于電鑄的特征，電鑄部10的外周表面形成為粗糙表面，所以在夾物模壓期間，形成模制部11的樹脂材料進(jìn)入電鑄部10的外周表面的細(xì)微凸凹中，從而出現(xiàn)糙面粘結(jié)效應(yīng)。因此，在電鑄部10和模制部11之間出現(xiàn)強(qiáng)的固定力，并且在電鑄部10和模制部11之間實(shí)現(xiàn)了防止旋轉(zhuǎn)和脫離。因此，可以提供高沖擊阻力的高強(qiáng)度擊軸承部件7。
圖6顯示了為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的制造的根據(jù)第二實(shí)施例的流體動壓軸承裝置。圖中所示的流體動壓軸承裝置不同于上述流體動壓軸承裝置之處在于電鑄部10包括徑向電鑄部10a和與徑向電鑄部10a整體形成并具有止推軸承表面B的止推電鑄部10b。由于電鑄的上述特征，通過在電鑄部10上也如此形成止推軸承表面B，也可以在止推軸承部T中取得高旋轉(zhuǎn)精度。另外，這種流體動壓軸承裝置的部件和功能與圖2所示的流體動壓軸承裝置1的部件和功能相同，所以相同部件由相同的標(biāo)號代表，并且將省略其多余的描述。
圖6中所示的軸承部件7能夠通過例如圖7中所示的原模22形成。該原模22包括軸部2\2a，和被固定到軸部22a的圓盤部22b。掩膜13被設(shè)置在軸部22a的外周表面上，除了與圓盤部22b的下端表面連續(xù)的部分軸向區(qū)域和圓盤部22b的下端表面。當(dāng)通過使用原模22執(zhí)行電鑄時(shí)，可以取得電鑄部件14，其中徑向電鑄部10a和止推電鑄部10b被整體形成。通過使用這種電鑄部件執(zhí)行夾物模壓，形成了如圖6所示的軸承部件7。
雖然在圖6中，徑向電鑄部10a和止推電鑄部10b彼此是整體的，它們也可以作為分離部形成。當(dāng)作為分離部形成它們時(shí)，掩膜13的例如形成區(qū)域被改變。
圖8顯示了為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述第一目的根據(jù)第三實(shí)施例制造的流體動壓軸承裝置。圖中所示的流體動壓軸承裝置與圖6中所示的實(shí)施例的主要區(qū)別在于軸部件32的外周表面被分成小直徑外周表面32a和大直徑外周表面32b；并且止推軸承間隙被設(shè)置在連接兩個(gè)外周表面的臺階表面32c和與其相對的軸承部件7的上端表面7b(止推軸承表面B)之間。利用這種結(jié)構(gòu)，軸部件32的小直徑外周表面32a和軸部件32的臺階表面32c分別面對徑向軸承間隙和止推軸承間隙。因此，與其中止推軸承間隙被設(shè)置在與軸部件分離的凸緣部(轉(zhuǎn)子9)與軸承部件之間的上述結(jié)構(gòu)相比，可以容易地和高精度地控制徑向軸承間隙與止推軸承間隙之間的垂直度，從而使得可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)精度的進(jìn)一步提高。
此外，在這個(gè)實(shí)施例中，組成軸承部件7的模制部11整體配置有從套管部11a的上端的外側(cè)軸向向上突出的密封部11e；并且預(yù)定容量的密封空間S形成在密封部11e的內(nèi)周表面和軸部件32的大直徑外周表面32b之間。該密封空間S具有足夠大的容量以吸收潤滑油由于溫度變化的熱膨脹量，所以油位恒定地在密封空間S內(nèi)。在這個(gè)實(shí)施例中，密封部11e的內(nèi)周表面形成為軸向向上直徑逐漸增加的錐形表面。更確切地說，密封空間S是向軸承部件7的內(nèi)部逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)，并且利用填充著潤滑油的密封空間，由于毛細(xì)管吸引向軸承內(nèi)部的抽入力被施加到潤滑油。結(jié)果，潤滑油的泄漏得到可靠地防止，從而提供了其中將避免潤滑油污染的適合用于電機(jī)中的結(jié)構(gòu)。
在這種類型的流體動壓軸承裝置的內(nèi)部空間中，局部負(fù)壓可在軸承操作期間產(chǎn)生。這種負(fù)壓的產(chǎn)生導(dǎo)致生成氣泡，以及潤滑油的泄漏和由此產(chǎn)生振動?？紤]到這個(gè)，在這個(gè)實(shí)施例中，軸承部件7的下端(套管部11a)是敞開的，并且開口被蓋部件15密封，提供了套管部11a和蓋部件15之間的底部間隙；此外，提供了開口到大氣的在底部間隙和密封空間S之間連通的循環(huán)通路(通孔)16。利用這種結(jié)構(gòu)，形成了止推軸承間隙、徑向軸承間隙、底部間隙和循環(huán)通路16組成的連續(xù)循環(huán)通路。在軸承操作期間，填充軸承內(nèi)部的潤滑油流動循環(huán)穿過循環(huán)通路，從而保持了潤滑油的必需的壓力平穩(wěn)，并且能夠防止上述問題。在軸承部件7的模制后，例如利用機(jī)械加工等形成循環(huán)通路16；除此之外，當(dāng)模制軸承部件7(模制部11)時(shí)，與模制部11的模制同時(shí)，還可以提供利用銷模制循環(huán)通路16的模制模，從而形成循環(huán)通路。否則，這種流體動壓軸承裝置的部件實(shí)質(zhì)與上述流體動壓軸承裝置的那些相同，所以相同部件由相同標(biāo)號指示，并且其多余描述將被忽略。
雖然在上述實(shí)施例中，流體動壓由徑向軸承部R1和R2中的人字形結(jié)構(gòu)或螺旋結(jié)構(gòu)的動壓槽產(chǎn)生時(shí)，這不應(yīng)被限制性地解釋。例如，還可以采用用于徑向軸承部R1和R2的多弧軸承、階式止推軸承或非圓柱軸承。在那些軸承中，多個(gè)弧形表面、軸向槽和諧波形生成表面分別構(gòu)成動壓產(chǎn)生部。如在上述實(shí)施例中，這種動壓產(chǎn)生部能夠形成在軸承部件7的電鑄部10中；有關(guān)形成動壓產(chǎn)生部的方法，它基于用于形成動壓槽的步驟，所以將省略其詳細(xì)描述。
圖9顯示了其中多弧軸承形成徑向軸承部R1和R2中的一個(gè)或兩個(gè)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，構(gòu)成徑向軸承表面A的軸承部件7(電鑄部10)的內(nèi)周表面的區(qū)域由三個(gè)弧形表面33(所謂的三弧軸承)組成。三個(gè)弧形表面33的各個(gè)曲率中心從軸承部件7的軸向中心O偏移相同的距離。在由三個(gè)弧形表面33確定的每個(gè)區(qū)域中，徑向軸承間隙是沿兩個(gè)圓周方向以楔形形式逐漸減小的楔形間隙35。因此，當(dāng)軸承部件7和軸部件2(包括圖8中所示的軸部件32)進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，徑向軸承間隙中的潤滑油被強(qiáng)制進(jìn)入楔形間隙35的最小間隙，并且其壓力增加。利用潤滑油的這種動壓作用，軸承部件7和軸部件2以非接觸的方式被支撐。還可以在三個(gè)弧形表面33之間的邊界部中形成一個(gè)臺階(或一段(step))深和稱作分離槽的軸向槽。
圖10顯示了其中徑向軸承部R1和R2的中一個(gè)或兩個(gè)由多弧軸承形成的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例。同樣在這個(gè)實(shí)例中，軸承部件7的內(nèi)周表面的區(qū)域由三個(gè)弧形表面33(所謂的三弧軸承)組成；在由三個(gè)弧形表面33確定的每個(gè)區(qū)域中，徑向軸承間隙是以楔形形式沿一個(gè)圓周方向逐漸減小的楔形間隙35。這種結(jié)構(gòu)的多弧軸承也稱作錐形軸承。在三個(gè)弧形表面33之間的邊界部中形成有一個(gè)臺階(或一段(step))深和稱作分離槽34的軸向槽。因此，當(dāng)軸承部件7和軸部件2沿預(yù)定方向進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，徑向軸承間隙中的潤滑油被強(qiáng)制進(jìn)入楔形間隙35的最小間隙，并且其壓力增加。利用潤滑油的這種動壓作用，軸承部件7和軸部件2以非接觸的方式被支撐。
圖11顯示了其中徑向軸承部R1和R2中的一個(gè)或兩個(gè)由多弧軸承形成的另一結(jié)構(gòu)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，圖10中所示的結(jié)構(gòu)被修改以便在三個(gè)弧形表面33的最小間隙側(cè)的預(yù)定區(qū)域θ被形成為其弧度中心是軸承部件7(軸部件2)的軸心O的同心弧形表面。因此，每個(gè)預(yù)定區(qū)域θ顯示了固定徑向軸承間隙(最小間隙)。這種結(jié)構(gòu)的多弧軸承也稱作錐形平軸承。
圖12顯示了其中徑向軸承部R1和R2中的一個(gè)或兩個(gè)由階式止推軸承形成的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，采用軸向槽形式的多個(gè)動壓槽36被以預(yù)定圓周間隔設(shè)置在組成徑向軸承表面A的軸承部件7(電鑄部10)的內(nèi)周表面的區(qū)域中。
圖13顯示了其中徑向軸承部R1和R2中的一個(gè)或兩個(gè)由非圓柱軸承形成的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，構(gòu)成徑向軸承表面A的軸承部件7(電鑄部10)的區(qū)域由三個(gè)諧波波形表面37組成。在由三個(gè)諧波波形表面37確定的每個(gè)區(qū)域中，徑向軸承間隙是沿兩個(gè)圓周方向以楔形形式逐漸減小的楔形間隙38。因此，當(dāng)軸承部件2和軸承部件7進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)相對旋轉(zhuǎn)的方向，填充在徑向軸承間隙中的潤滑油被強(qiáng)制進(jìn)入楔形間隙38的最小間隙側(cè)，并且其壓力增加。利用潤滑油的這種動壓作用，軸部件2和軸承部件7以非接觸的方式被支撐。當(dāng)不存在離心率時(shí)(即，當(dāng)軸中心是軸心O時(shí))，楔形間隙38的最小寬度h能夠利用如下等式近似得出h＝c+aw·cos(Nw·θ)其中c，aw，和Nw是恒量，c是平均軸承徑向間隙；aw是波幅度；θ是沿圓周方向的相位；和Nw是波數(shù)目(Nw≥2；在這個(gè)實(shí)施例中，Nw＝3)。雖然在所示實(shí)例中，軸部件2和軸承部件7是共心的，共用軸中心O，軸部件2的中心也可以偏移到軸中心O′。
雖然在上述結(jié)構(gòu)中，如在徑向軸承部R1和R2的情況中，兩個(gè)徑向軸承部彼此軸向間隔開，也可以提供在軸承部件7的內(nèi)周表面的垂直區(qū)域上延伸的單個(gè)徑向軸承部，或三個(gè)或更多個(gè)徑向軸承部。此外，雖然圖9到圖11所示的多弧軸承是所謂的三弧軸承，這不應(yīng)被限制性地理解；也可以采用所謂的四弧軸承、五弧軸承或由六或多個(gè)弧形表面形成的多弧軸承。此外，雖然圖13中所示的非圓柱軸承由三個(gè)諧波波形表面形成時(shí)，如同在多弧軸承的情況中，它也可以采用由四個(gè)或多個(gè)諧波波形表面形成的非圓柱軸承。
此外，雖然在上述實(shí)施例中，動壓產(chǎn)生部形成在構(gòu)成軸承部件7的電鑄部10的徑向軸承表面A中，也可以在與徑向軸承表面A相對的軸部件2的外周表面2a中提供動壓產(chǎn)生部。在這種情況中，電鑄部10的徑向軸承表面A形成為不具有表面凹凸的圓柱表面。
此外，雖然在上述情況中，動壓產(chǎn)生部被設(shè)置在電鑄部10的徑向軸承表面A中或軸部件的外周表面2a中，并且動壓在徑向軸承間隙中由動壓部生成，從而由動壓軸承形成徑向軸承部R1和R2，通過將電鑄部10的徑向軸承表面A形成為不具有表面凹凸的圓柱表面，并且將軸部件2的外周表面2a形成為不具有表面凹凸的圓形斷面結(jié)構(gòu)的表面，也可以形成徑向軸承部R1和R2。
此外，雖然在上述結(jié)構(gòu)實(shí)例中，止推軸承部T由螺旋結(jié)構(gòu)的動壓槽生成潤滑油的動壓作用，止推軸承部T也可以由所謂的階式止推軸承、所謂的槽形軸承(具有波紋臺階形式)等(未示出)形成，其中采用徑向槽形式的多個(gè)動壓槽以預(yù)定圓周間隔被設(shè)置在構(gòu)成止推軸承表面B的區(qū)域中。此外，如在徑向軸承部R1和R2的情況中，在止推軸承部T中，動壓軸承部可形成在與止推軸承表面B相對的轉(zhuǎn)子9的推力接收表面9a1或軸部件32的臺階表面32c。
上述流體動壓軸承裝置1可被加入除風(fēng)扇電機(jī)以外的電機(jī)中。圖14顯示了這種應(yīng)用的實(shí)例，其概念性地顯示了用于諸如HDD的磁盤裝置的信息裝置主軸電機(jī)。在這種信息裝置主軸電機(jī)中，安裝到流體動壓軸承裝置1的軸部件2的凸緣部由保持一個(gè)或多個(gè)磁盤的盤轂19形成。利用這種電機(jī)結(jié)構(gòu)，模制部11僅由具有定子線圈5用的安裝部11d的套管部11a形成，并且上述底部11b和圓筒部11c彼此分離。根據(jù)定子線圈4和轉(zhuǎn)子磁鐵5安裝的方式等，也可以如上所述整體形成各部分。另外，這個(gè)實(shí)例的部件和效果與上述的那些相同，所以相同部件由相同標(biāo)號指示，并且其多余描述將被忽略。
圖15是顯示信息裝置主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的概念圖，其中加入了根據(jù)本發(fā)明的流體動壓軸承裝置51，更具體地說，加入了有助于實(shí)現(xiàn)上述第二目的的流體動壓軸承裝置。這種信息裝置心軸電機(jī)用于諸如HDD的磁盤驅(qū)動設(shè)備，并配置有可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件52的流體動壓軸承裝置51；安裝到磁盤部件52并保持一個(gè)或多個(gè)磁盤D的盤轂59；經(jīng)徑向間隙的中間媒介，彼此面對的定子線圈54和轉(zhuǎn)子磁鐵55；和支架56。該定子線圈54被安裝到支架56的外周，并且轉(zhuǎn)子磁鐵55被安裝到盤轂59的內(nèi)周。當(dāng)定子線圈54被加電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鐵5 5被定子線圈54和轉(zhuǎn)子磁鐵55之間產(chǎn)生的電磁力旋轉(zhuǎn)，并且利用它，軸部件52和盤轂59作為一個(gè)整體單元(旋轉(zhuǎn)部件53)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)圖15所示的流體動壓軸承裝置51被用于一些其它信息裝置主軸電機(jī)中，諸如光盤裝置或磁光盤裝置用的主軸電機(jī)，支撐盤的轉(zhuǎn)盤被固定到軸部件52；當(dāng)流體動壓軸承裝置51用于激光束打印機(jī)(LBP)的棱鏡掃描儀(polygon scanner)電機(jī)中時(shí)，棱鏡(polygon mirror)被安裝到軸部件52；并且當(dāng)流體動壓軸承裝置51被用于個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的風(fēng)扇電機(jī)中時(shí)，風(fēng)扇被固定到軸部件52(那些實(shí)例均未示出)。
該流體動壓軸承裝置51主要包括軸部件52；在軸部件52的外周中設(shè)置的軸承部件57；和封閉在軸承部件57的一端處的開口的蓋部件58。在下文中，為了方便說明，該蓋部件58側(cè)將稱作下側(cè)，并且與其軸向相對的側(cè)將稱為上側(cè)。
該軸部件52由諸如不銹鋼的提供所需剛性和耐磨損性的金屬材料形成。該軸部件52包括截頭圓錐形的圓錐部52a，其直徑在一個(gè)軸向側(cè)小(在所示實(shí)例中上側(cè))并且在另一軸側(cè)(所示實(shí)例中的下側(cè))大；和圓柱基部52b，其被設(shè)置在圓錐部52a的頂部上并與圓錐部52a成整體。圓錐部52a的外周表面52a1和下端表面52a2形成為不具有表面凹凸的平滑表面。
該盤轂59由諸如壓配合或壓配合/粘合的適合方式固定到軸部件52的基部52b，軸部件52和盤轂59成整體以形成旋轉(zhuǎn)部件53。還可以在插入軸部件52的情況下通過注塑盤轂59形成旋轉(zhuǎn)部件53。
該軸承部件57包括其內(nèi)周表面形成圓錐表面的電鑄部60；和覆蓋電鑄部60的外周的模制部61。如下所述，模制部61在插入電鑄部60的情況下通過注塑形成。
軸承部件57的內(nèi)周表面57a形成為錐形表面，對應(yīng)于軸部件52的圓錐部52a的外周表面的結(jié)構(gòu)。軸承部件57的內(nèi)周表面57a和軸部件52的圓錐部52a的外周表面52a1的各個(gè)母線彼此平行，這樣兩個(gè)表面57a和52a1能夠成為彼此接觸的表面。如下所述，當(dāng)軸部件52旋轉(zhuǎn)時(shí)，在軸承部件57的內(nèi)周表面57a和軸部件52的圓錐部52a的外周表面52a1之間形成彼此垂直間隔開的兩個(gè)傾斜軸承間隙C1，以便其直徑在軸向上側(cè)上小并且在軸向下側(cè)上直徑大。雖然在所示實(shí)例中，傾斜軸承間隙C1的間隙寬度被放大以便方便理解結(jié)構(gòu)，間隙的尺寸實(shí)際約幾μm到十幾μm。
如圖16所示，在電鑄部60的內(nèi)周表面上形成彼此垂直間隔開的兩個(gè)傾斜軸承表面C；在軸部件52旋轉(zhuǎn)期間，在分別與傾斜軸承表面C相對的區(qū)域中形成有傾斜軸承間隙C1。在每個(gè)傾斜軸承表面C中，作為動壓產(chǎn)生部，形成有例如以人字形結(jié)構(gòu)布置的多個(gè)動壓槽Ca。雖然在所示實(shí)例中，兩個(gè)傾斜軸承表面C被形成在相同電鑄部60的內(nèi)周圍表面上，也可以在兩個(gè)或多個(gè)電鑄部60上獨(dú)立地形成傾斜軸承表面C。作為動壓槽結(jié)構(gòu)，除了圖中所示的人字形結(jié)構(gòu)外，還可以采用螺旋結(jié)構(gòu)等。
該蓋部件58由諸如不銹鋼或黃銅的金屬材料形成盤狀的結(jié)構(gòu)，并通過粘合劑或相類似物被固定到在軸承部件57的大直徑側(cè)的開口中形成的臺階部。止推軸承表面D形成在蓋部件58的上端表面58a上；在軸部件52的旋轉(zhuǎn)期間，止推軸承間隙C2形成在與止推軸承表面D相對的區(qū)域中。在止推軸承表面中，作為用于在止推軸承間隙C2中產(chǎn)生動壓的止推動壓產(chǎn)生部，形成了采用例如如圖17所示的螺旋結(jié)構(gòu)布置的多個(gè)動壓槽Ca。除圖中所示的螺旋結(jié)構(gòu)外，也可以采用人字形結(jié)構(gòu)、徑向結(jié)構(gòu)等作為動壓槽布置結(jié)構(gòu)。此外，具有諸如動壓槽的動壓產(chǎn)生部的止推軸承表面D也可以形成在軸部件52的下端表面52a2中。
雖然未示出，可以形成軸承部件57的內(nèi)周表面的上端和與其相對的軸部件52的外周表面52a1之間的密封空間。這種密封空間被形成為例如在軸承裝置內(nèi)部側(cè)更窄的錐形空間。采用這種漸縮結(jié)構(gòu)，利用毛細(xì)吸引，潤滑油被向著軸承裝置的內(nèi)側(cè)吸入，所以可以防止?jié)櫥黧w泄漏到軸承裝置的外部。該密封空間具有足以吸收由于溫度變化潤滑流體的熱膨脹量的容量，這樣潤滑油恒定地保持在密封空間中。還可以將與軸承部件分離的密封部件固定到軸承部件57的上端部的內(nèi)周表面，并且形成密封部件的內(nèi)周表面和與其相對的軸部件的外周表面之間的密封空間。
在上述結(jié)構(gòu)中，軸承裝置的內(nèi)部空間例如填充著滑動油作為潤滑流體。當(dāng)在這種狀態(tài)中，軸部件52和軸承部件57被導(dǎo)致進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)(在這個(gè)實(shí)施例中，軸部件52旋轉(zhuǎn))，通過兩個(gè)傾斜軸承間隙C1的中間媒介作用，軸承部件57的內(nèi)周表面上的傾斜軸承表面C與軸部件52的外周表面52a1相對。當(dāng)軸部件52旋轉(zhuǎn)時(shí)，在每個(gè)傾斜軸承間隙C1中產(chǎn)生潤滑油的動壓，并且如圖18所示，在軸部件52上施加了水平(徑向)分力Fr和垂直向下分力Ft(沿止推方向)。因此，形成了徑向并以非接觸方式沿一個(gè)止推方向可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件52的第一傾斜軸承部K1和第二傾斜軸承部K2。
當(dāng)軸部件52旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過止推軸承間隙C2的中間媒介，在蓋部件58的上端表面58a上形成的止推軸承表面D與軸部件52的下端表面52a2相對。當(dāng)軸部件52旋轉(zhuǎn)時(shí)，在止推軸承間隙C2中產(chǎn)生潤滑油的動壓，并且在止推軸承間隙C2中形成的潤滑油的油膜的剛性被壓力提高，并且軸部件2以非接觸方式沿止推方向被可旋轉(zhuǎn)地向上支撐。結(jié)果，形成了以非接觸方式沿另一止推方向可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件52的止推軸承部T。
接下來，將描述制造軸承部件57的過程。
圖19A到圖21顯示了用于制造上述軸承裝置的軸承部件57的步驟。更具體地說，圖19A顯示了用于制造原模62的步驟(原模生產(chǎn)步驟)；圖19B顯示了用于在需要掩膜處的原模62的部分上實(shí)現(xiàn)掩膜的步驟(掩膜步驟)；圖20顯示了通過電鑄用于形成電鑄部件64的步驟(電鑄步驟)；和圖21顯示了利用樹脂或相類似物模制電鑄部件64的電鑄部60的步驟(模制步驟)。在那些步驟后，該軸承部件57通過用于將電鑄部60和原模62彼此分離的步驟制造。
在圖19A中所示的原模制造步驟中，原模62由諸如已接受淬火的不銹鋼、鎳鉻鋼、一些其它鎳合金或鉻合金的導(dǎo)電材料形成。除那些金屬材料外，原模62也可由非金屬材料形成，諸如已經(jīng)受導(dǎo)電賦予處理的陶瓷材料(例如，在其表面上形成導(dǎo)電膜)。原模62配置有截頭圓錐部62a和與截頭圓錐部62a整體形成并且從截頭圓錐部62a的下端軸向延伸的圓柱部62b。與軸承部件57的內(nèi)周表面的結(jié)構(gòu)一致，截頭圓錐部62a的外周表面形成為漸縮表面，以便在一個(gè)軸側(cè)直徑小并且在另一軸側(cè)直徑大。
在構(gòu)成原模62的截頭圓錐部62a的外周表面的一部分軸向區(qū)域中，形成有用于形成軸承部件57的電鑄部60的成形部N1。該成形部N1是其中電鑄部60的內(nèi)周表面的凸凹圖案被顛倒的結(jié)構(gòu)；并且在其兩個(gè)軸向位置處，圓周地形成用于在動壓槽Ca之間形成脊部的凹陷Ka行。當(dāng)然，凹陷Ka也可形成與動壓槽圖案一致的螺旋結(jié)構(gòu)等。
在圖19B中所示的掩膜步驟中，掩膜63(由點(diǎn)圖案指示)被設(shè)置在原模62的外部表面上，除了成形部N1。作為掩膜63的覆蓋材料，對于電解液顯示非導(dǎo)電性和抗腐蝕性的現(xiàn)有產(chǎn)品被適當(dāng)?shù)剡x擇和使用。
在執(zhí)行電鑄中，掩膜62被浸入包含諸如Ni或Cu的金屬離子的電解液中；并且然后，對原模62供電，從而將期望的金屬沉積(電解沉積)在其中未設(shè)置掩膜63的原模62的外周表面的區(qū)域(成形部N1)。根據(jù)需要，電解溶液可包括諸如碳的滑動材料或諸如糖精的應(yīng)力減輕材料。根據(jù)動壓軸承的軸承表面的所需硬度、諸如疲勞強(qiáng)度的必需物理屬性和必需的化學(xué)屬性，電鑄用的金屬類型被適合地選擇。
通過上述步驟，如圖20所示，形成有電鑄部件64，其中原模62的成形部N1覆蓋著電鑄部60并且其中電鑄部60和原模62彼此成整體。在這種情況中，電鑄部60的內(nèi)周表面形成為錐形表面，對應(yīng)于原模62的截頭圓錐部62a的外周表面的結(jié)構(gòu)，并且在原模62上形成的成形部N1的凸凹圖案被轉(zhuǎn)移到其上。結(jié)果，如圖16所示，具有多個(gè)動壓槽Ca的兩個(gè)傾斜軸承表面C被形成在電鑄部60的內(nèi)周表面上，以便彼此垂直間隔開。當(dāng)電鑄部60太厚時(shí)，會出現(xiàn)相對于原模62的其釋放屬性的惡化；另一方面，當(dāng)它太薄時(shí)，電鑄部60耐久性導(dǎo)致減小。因此，它根據(jù)所需軸承性能、軸承尺寸、用途等被設(shè)置為最佳厚度。
除了上述基于電解鍍的方法外，電鑄部60還能夠由基于非電解鍍的方法形成。在這種情況中，原模62的導(dǎo)電性和掩膜63的絕緣屬性是不需要的；代替地，需要抗腐蝕性。
接下來，由上述步驟形成的電鑄部件64被轉(zhuǎn)移到其中軸承部件57由夾物模壓形成的模制步驟。
圖21是顯示模制步驟的概念圖；在模制步驟中，電鑄部件64被供應(yīng)入例如由上模65和下模66組成的模具中，其軸向方向與夾緊方向平行(圖中的垂直方向)。在下模66中，形成有與組成原模62的圓柱部62b的外部直徑尺寸一致的定位孔68，并且先前步驟轉(zhuǎn)移的電鑄部件64被插入定位孔68以將電鑄部件64設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ谏夏?5中，與定位孔68同軸地形成了原模62的上端部能夠被配合到其中的引導(dǎo)孔70。
在上述模具中，當(dāng)活動模(在這個(gè)實(shí)施例中的上模65)使得接近固定模(在這個(gè)實(shí)施例中的下模66)時(shí)，原模62由引導(dǎo)孔70引導(dǎo)到上模65中的預(yù)定位置，并且然后實(shí)現(xiàn)夾緊。在完成夾緊后，樹脂材料經(jīng)門69被注入空腔67以實(shí)現(xiàn)夾物模壓。只要基礎(chǔ)樹脂允許夾物模壓，組成注塑的樹脂材料的基礎(chǔ)樹脂是非晶體的還是晶態(tài)的不重要。非晶體樹脂的實(shí)例包括聚砜(PSU)；聚醚砜(PES)；聚苯砜(PPSU)；和聚醚酰亞胺(PEI)；晶體樹脂的實(shí)例包括液晶聚合物(LCP)；聚醚醚酮(PEEK)；聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)；和聚苯硫醚(PPS)。根據(jù)需要，樹脂材料可與從諸如加強(qiáng)材料(采用纖維、粉末等的任何形式)、潤滑劑和導(dǎo)電材料的多種填充物選擇的一種或兩種或多種類型的填充物混合。
還可以使用金屬材料作為注塑材料。能夠使用的金屬材料的實(shí)例包括諸如鎂合金和鋁合金的低融點(diǎn)金屬材料。在這種情況中，與其中使用樹脂材料的情況相比，可以取得有關(guān)強(qiáng)度、熱阻、導(dǎo)電性等的改進(jìn)。除此之外，還可以采用所述的MIM模制，其中在使用金屬粉末和粘合劑的混合物的注塑后，執(zhí)行脫脂和燒結(jié)。此外，還可以使用陶瓷材料作為注塑材料。
在完成夾物模壓后，模具被打開；然后，取得模制產(chǎn)品，其中由原模62和電鑄部60組成的電鑄部件64和模制部61彼此成一體。
此后，這種模制產(chǎn)品被轉(zhuǎn)移到分離步驟，其中它被分離成電鑄部60和模制部61組成的整體單元(軸承部件57)和原模62。如在上述實(shí)例中，在這個(gè)分離步驟中，通過例如向電鑄部件64(原模62)或軸承部件57施加沖擊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件的分離，以增加電鑄部60的內(nèi)周表面的直徑。這使得可以沿軸向方向從電鑄部60的內(nèi)周表面平穩(wěn)地抽出原模62，同時(shí)避免在電鑄部60的內(nèi)周表面上形成的動壓槽圖案和在原模62的外周表面上形成的成形部N1之間的過度干擾。當(dāng)僅通過施加沖擊不可能充分增加電鑄部的內(nèi)周的直徑時(shí)，如在上述實(shí)例中，通過加熱或冷卻電鑄部60和原模62從而產(chǎn)生其間熱膨脹量的差，可以將模制產(chǎn)品分成軸承部件57和原模62。
由于電鑄的特征，電鑄部60的外周表面形成為粗糙表面，所以在夾物模壓期間，形成模制部61的樹脂材料進(jìn)入電鑄部60的外周表面的細(xì)微粗糙或凸凹，從而由于糙面粘結(jié)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的固定力。此外，由于電鑄部60被形成以相對于軸方向傾斜，至少沿一個(gè)徑向方向?qū)崿F(xiàn)防分離。因此，可以提供展示高水平耐沖擊的高強(qiáng)度軸承部件57。
然后，分離制造的軸部件52被插入由上述步驟形成的軸承部件57的內(nèi)周中；此外，軸承部件57的內(nèi)部空間填充有潤滑油，軸承部件57的大直徑側(cè)開口被蓋部件58密封，從而取得如圖15所示的流體動壓軸承裝置51。從電鑄部60分離的原模62能夠被重復(fù)用于生產(chǎn)軸承部件57。
如上所述，在本發(fā)明中，軸承部件57由面對傾斜軸承間隙C1的電鑄部60和在電鑄部60插入的情況下，通過注塑形成的模制部61形成。由于電鑄的特征，電鑄部60的內(nèi)周表面的結(jié)構(gòu)與原模62的表面結(jié)構(gòu)一致，并且電鑄部60的內(nèi)周表面的精度與原模62的表面精度一致。因此，通過以預(yù)定結(jié)構(gòu)和預(yù)定精度形成原模62，電鑄部60的內(nèi)周表面以與原模的結(jié)構(gòu)一致的高精度形成，所以可以高精度和低成本形成圓錐內(nèi)周表面，這很難通過傳統(tǒng)方向高精度地形成。因此，可以提高傾斜軸承間隙C1的寬度精度，從而使得可以提高具有這種類型的傾斜軸承間隙的流體動壓軸承裝置的軸承性能。此外，當(dāng)如在這個(gè)實(shí)施例中，具有動壓槽Ca的傾斜軸承表面C由電鑄形成，由于電鑄的特征，可以形成高精度的動壓槽，所以同樣從這種觀點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)流體動壓軸承裝置的軸承性能的提高。
可以采用其它方法作為在電鑄部60的內(nèi)周表面中形成動壓槽Ca的方法。圖22A到22D顯示了其實(shí)例，其中執(zhí)行電鑄，對應(yīng)于動壓槽Ca的結(jié)構(gòu)的突出導(dǎo)電膜72形成在原模62的表面上的成形部N1。然后，導(dǎo)電膜72被去除，從而形成動壓槽Ca。
更具體地說，首先，如圖22A所示，成形部N1形成在原模62的外周表面的部分區(qū)域中，并且對應(yīng)于動壓槽圖案的突出導(dǎo)電膜72形成在成形部N1上。通過例如利用導(dǎo)電樹脂在原模62的表面上實(shí)現(xiàn)噴射打印，導(dǎo)電膜72能夠高精度地形成。然后，如圖22B所示，電鑄通過使用原模62進(jìn)行，形成成形部N1的結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)移的電鑄部60。在電鑄結(jié)束后，如在上述過程中，模制部61通過注塑形成，并且此外，如圖22C所示，原模62從模制產(chǎn)品分離。在這種過程中，導(dǎo)電膜72與電鑄部60一起從原模62的表面分離。此后，如圖22D所示，通過使用溶劑或相類似物去除電鑄部60的內(nèi)周表面上的導(dǎo)電膜72，取得軸承部件57，其中動壓槽Ca形成在電鑄部60的內(nèi)周表面中。當(dāng)采用這種方式形成軸承部件57，可以照原樣使用從電鑄部60分離的原模62作為軸部件52。通過照原樣將原模62用作軸部件52，與上述結(jié)構(gòu)相比，可以更容易地提高傾斜軸承間隙C1的寬度精度。
雖然在上述實(shí)例中，具有動壓槽Ca的傾斜軸承表面C形成在電鑄部60的內(nèi)周表面上，也可以在軸部件52的外周表面上形成具有動壓槽Ca的傾斜軸承表面C。這種類型的流體動壓軸承裝置51能夠通過如下過程組裝通過使用其外周表面形成為不凹凸的平滑表面的原模62，執(zhí)行電鑄；通過模制步驟和分離步驟形成其內(nèi)周表面是平滑的軸承部件57；除此之外，在軸部件52的外周表面上形成具有動壓槽Ca的傾斜軸承表面C；和將軸部件52插入軸承部件57的內(nèi)周。在這種情況中，在軸部件52的外周表面上的傾斜軸承表面C能夠通過諸如鍛造或軋制的塑性變形或通過諸如蝕刻或噴射打印的方法形成。
雖然在上述實(shí)例中，使用在上側(cè)直徑小并在下側(cè)直徑大的傾斜軸承間隙C1，傾斜軸承間隙還可以沿相向方向傾斜，更確切地說，傾斜以便直徑在上側(cè)大并且下側(cè)直徑小。
圖23A和23B顯示了有助于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的的流體動壓軸承裝置的另一實(shí)施例；這個(gè)實(shí)施例對應(yīng)于圖15中所示的結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)流體動壓軸承裝置51沿軸向方向并排地排列。
在每個(gè)流體動壓軸承裝置51中，軸部件52具有彼此成整體的兩個(gè)圓錐部52a，并且軸承部件57配置有與圓錐部52a的外部各自外周表面相對的兩個(gè)電鑄部60a和60b和與電鑄部60a和60b整體模制的模制部61。在軸部件52的旋轉(zhuǎn)期間，在兩個(gè)圓錐部52a的外周表面和與之相對的內(nèi)周表面60a和60b之間，形成有沿相反方向傾斜的兩種類型的軸承間隙C11和C12；并且利用在傾斜軸承間隙C11和C12中產(chǎn)生的潤滑油的動壓作用，軸承部件52以非接觸方式徑向并沿兩個(gè)止推方向被支撐。圖23A顯示了其中不同傾斜方向的兩種類型的傾斜軸承間隙C11和C12被布置以在它們彼此接近側(cè)直徑小的實(shí)例；和圖23B顯示了其中相反地，兩種傾斜軸承間隙被布置以在它們彼此接近側(cè)直徑大的實(shí)例。
在兩個(gè)流體動壓軸承裝置51中，密封空間形成在上部和下部圓錐部52a的外周表面和軸承部件57的上和下端部的內(nèi)周表面之間，從而防止了潤滑油的泄漏(還可以形成與軸承部件58分離的密封部件的密封空間)。在這種情況中，該蓋部件58不是必需的。此外，在兩個(gè)流體動壓軸承裝置51中，利用傾斜軸承間隙C11和C12產(chǎn)生了沿兩個(gè)方向的推力支撐力，所以無需提供任何其它止推軸承間隙(例如，在圖15所示的實(shí)施例中，在蓋部件58的上端表面58a和與其相對的軸部件52的下端表面52a2之間形成的止推軸承間隙C2)。
在圖23A和23B中所示的兩種結(jié)構(gòu)中，利用基于圖22A到22D所示方法的方法，由導(dǎo)電膜72形成的成形部N1形成在原模62的外周表面上；并且然后執(zhí)行電鑄步驟、模制步驟和分離步驟，從而可以在電鑄部60a和60b的內(nèi)周表面中形成動壓槽Ca。在這種情況中，如在上述實(shí)例中，在原模62和電鑄部60a和60b彼此分離后，原模62能夠照原樣用作軸部件52。
除此之外，通過單獨(dú)地生產(chǎn)通過將軸承部件57和軸部件52的每個(gè)分成兩個(gè)取得的分部件，并且然后將分部件彼此整體結(jié)合，還可以組裝圖23A和23B所示的流體動壓軸承裝置51。將軸部件52的分部件結(jié)合在一起的方法的可能實(shí)例包括粘合，并且將軸承部件57的分部件結(jié)合在一起的方法的實(shí)例包括粘合和熔焊(超聲波焊接等)。
圖24顯示了修改，其中在圖23A中所示的結(jié)構(gòu)中，為消除在兩個(gè)傾斜軸承間隙C11和C12中產(chǎn)生的泵量的不平衡，特別在軸部件52的外周表面與軸承部件57的內(nèi)周表面之間的環(huán)形間隙(傾斜軸承間隙)的軸向中心處的彎曲部被允許經(jīng)循環(huán)通路73與軸承部件57的外部連通。雖然未示出，在圖23B中所示的結(jié)構(gòu)中，循環(huán)通路73也能夠以類似的方式形成。
雖然在上述結(jié)構(gòu)的實(shí)例中，流體動壓由在傾斜軸承部K1和K2和止推軸承部T中形成的人字形結(jié)構(gòu)或螺旋結(jié)構(gòu)的動壓槽產(chǎn)生時(shí)，這不應(yīng)被限制性地解釋。例如，作為傾斜軸承部K1和K2，還可以采用如圖9到13所示的多弧軸承、階式止推軸承或非圓柱軸承。在那些軸承中，多個(gè)弧形表面、軸向槽或諧波波形表面構(gòu)成用于在傾斜軸承間隙中產(chǎn)生動壓的動壓產(chǎn)生部。當(dāng)然，那些動壓產(chǎn)生部能夠不僅形成在軸承部件57的內(nèi)周表面中，而且在軸部件52的外周表面52a1中。動壓生產(chǎn)部的形成方法和結(jié)構(gòu)與上述那些相同，所以將省略其詳細(xì)描述。
當(dāng)采用多弧軸承作為每個(gè)傾斜軸承部K1和K2，可以采用三弧軸承、四弧軸承、五弧軸承和六或多弧表面形成的多弧軸承。當(dāng)采用非圓柱軸承時(shí)，可以采用由三個(gè)或四個(gè)或多個(gè)諧波波形表面組成的非圓柱軸承。
在圖15中所示的實(shí)施例中，當(dāng)由多弧軸承、階式止推軸承或非圓柱軸承形成傾斜軸承時(shí)，除了如在傾斜軸承部K1和K2的情況，其中兩個(gè)傾斜軸承部被提供以便彼此徑向間隔開的結(jié)構(gòu)，可以采用其中提供在軸承部件57的內(nèi)周表面的垂直區(qū)域或軸部件2的外周表面的垂直區(qū)域延伸的單個(gè)傾斜軸承部的結(jié)構(gòu)。
此外，還可以由所謂的階式止推軸承、所謂的槽形軸承(具有波紋臺階形式)等形成止推軸承部T，其中采用徑向槽形式的多個(gè)動壓槽以預(yù)定圓周間隔被設(shè)置在將作為止推軸承表面的區(qū)域中(未示出)。
雖然在上述實(shí)例中，傾斜軸承部K1和K2的每個(gè)由動壓軸承形成，還可以由一些其它類型的軸承形成它。例如，雖然未示出，還可以將軸承部件57(電鑄部60)的內(nèi)周表面形成為不具有動壓槽、弧形表面等的圓柱內(nèi)周表面，并且將經(jīng)傾斜軸承間隙的中間媒介與這個(gè)內(nèi)周表面相對的軸部件52的外周表面52a1形成為圓柱外周表面，從而形成所謂的圓柱軸承。當(dāng)通過圓柱軸承如此形成傾斜軸承部K1和K2時(shí)，形成電鑄部60用的原模62被重復(fù)用于電鑄；此外，如在其中通過去除導(dǎo)電膜72形成動壓槽Ca的情況中，原模62可照原樣用作軸部件52。
雖然在上述流動動壓軸承裝置1和51中，潤滑油被用作其內(nèi)部空間填充的潤滑流體，還可以在每個(gè)動壓槽中使用能夠產(chǎn)生動壓的一些其它流體，例如，磁流體，或諸如空氣的氣體。
權(quán)利要求
1.一種流體動壓軸承裝置，包括軸部件；與軸部件的外周表面相對的圓筒形徑向軸承表面；在插入電鑄部的情況下通過注塑形成的軸承部件，所述電鑄部具有徑向軸承表面；和止推軸承部，其配置有在軸承部件的端面上形成的止推軸承表面和面對止推軸承表面的止推軸承間隙，其中利用在止推軸承間隙中產(chǎn)生的潤滑流體的動壓作用沿止推方向支撐軸部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述軸部件配置有凸緣部；和所述止推軸承間隙形成在凸緣部的端面和止推軸承表面之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述軸部件配置有臺階表面；和所述止推軸承間隙形成在臺階表面和止推軸承表面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中在軸承部件的止推軸承表面上形成有用于在止推軸承間隙中產(chǎn)生流體壓力的動壓產(chǎn)生部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動壓軸承裝置，其中所述電鑄部包括具有徑向軸承表面的徑向電鑄部；和與徑向電鑄部成整體的止推電鑄部和與徑向電鑄部分離的止推電鑄部中的一個(gè)止推電鑄部，所述一個(gè)止推電鑄部具有止推軸承表面。
6.一種流體動壓軸承裝置，包括軸部件；軸部件插入其內(nèi)周中的軸承部件；和傾斜軸承間隙，其形成在軸部件的外周表面和軸承部件的內(nèi)周表面之間并且軸向傾斜，軸部件由傾斜軸承間隙中形成的流體膜可旋轉(zhuǎn)地支撐，其中軸承部件配置有面對傾斜軸承間隙的電鑄部，并在插入電鑄部的情況下通過注塑形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體動壓軸承裝置，其中動壓產(chǎn)生部形成在軸部件的外周表面和軸承部件的電鑄部中的一個(gè)中，以便動壓產(chǎn)生部與傾斜軸承間隙相對。
8.一種電機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求1到7的任一項(xiàng)的流體動壓軸承裝置；定子線圈；和轉(zhuǎn)子磁鐵。
全文摘要
一種表現(xiàn)高軸承性能和長壽命的廉價(jià)的流體動壓軸承裝置。流體動壓軸承裝置(1)主要包括軸部件(2)；和配置有與軸部件(2)的外周表面(2a)相對的圓筒徑向軸承表面(A)的軸承部件(7)。該軸承部件(7)通過插入電鑄部(10)的注塑形成；并且徑向軸承表面(A)形成在電鑄部(10)上。此外，止推軸承表面(B)形成在軸承部件(7)的上端表面(7b)上；并且軸部件(2)利用與止推軸承表面(B)相對的止推軸承間隙中產(chǎn)生的潤滑流體的動壓作用沿止推方向被支撐著。
文檔編號B29C45/14GK101018955SQ20068000085
公開日2007年8月15日 申請日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者古森功 申請人:Ntn株式會社