專利名稱：流體軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合于硬盤裝置用的主軸電機等的流體軸承裝置。另外，本發(fā)明的流體軸承裝置除了硬盤裝置用的主軸電機等之外，適用于錄像機及其它電機的流體軸承裝置，并能用作對其它旋轉(zhuǎn)部進行支承的軸承。
背景技術：
隨著近年來硬盤裝置的高容量化，作為硬盤裝置的主軸電機等中所使用的軸承裝置，取代以往所使用的滾珠軸承裝置，而多使用旋轉(zhuǎn)精度比滾珠軸承高、而且靜音性也優(yōu)異的流體軸承裝置。
這種以往的流體軸承裝置如圖8、圖9概略地所示，在中央部具有插通孔的軸套51中，夾有規(guī)定間隙地插入安裝著對磁盤進行固定的輪轂52且被主軸電機部53旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的軸54，在軸54與軸套51之間的間隙中充填著潤滑油55。另外，在軸54的外周面與軸套51的內(nèi)周面相互相對的面的至少一方形成有人字形等動壓發(fā)生槽而構成徑向軸承部56，在該徑向軸承部56的部位也充填著潤滑油55。并且，當利用主軸電機部53旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸54時，利用徑向軸承部56的動壓發(fā)生槽的供油作用使?jié)櫥?5發(fā)生壓力，在軸套51中以與軸54具有一定量的間隙的姿勢構成旋轉(zhuǎn)自如地支承軸54的狀態(tài)。
另外，在軸54上的面對開口端57的外周部部位，以具有比徑向軸承部56的部分大的間隙的狀態(tài)形成有向軸X側開有缺口的密封面部58，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，潤滑油55也被積存在該密封面部58與軸套51之間的間隙中。由于在設有該密封面部58的部位能積存較多量的潤滑油55，故即使在因潤滑油55的一部分蒸發(fā)等原因而使該量減少的場合，積存在密封面部58中的潤滑油55也能利用毛細管現(xiàn)象向徑流入軸承部56側，在徑向軸承部56中能始終保持充滿潤滑油55的狀態(tài)，能良好地保持軸承性能。
但是，在使用具有這種流體軸承裝置的主軸電機等的硬盤裝置等中，還要求能在更小的空間中進行收容的小型的流體軸承裝置，根據(jù)該要求，就要求主軸電機、進而流體軸承裝置也小型化。
但是，在將上述圖9所示的軸54的外周部向軸X側形成有缺口的密封面部58的結構中，由于與軸54自身的軸X正交的面的剖面積較小，使軸54與形成缺口的密封面部58之間的潤滑油55的保持容量不能很大，在軸54直徑小的場合，該現(xiàn)象就更顯著，存在不能保持足夠量的潤滑油55的情況。
另外，為了使密封面部58的容量增大，當將軸54外周部開口有大的缺口時，該部位的實際的軸徑變得極小，產(chǎn)生對輪轂52等進行支承的軸54的軸強度變?nèi)醯娜秉c。
作為其應對處理的方法，如圖10所示，使密封面部61不形成在軸54上、而形成于軸套51上的靠近開口端57的內(nèi)周部上，在例如日本專利第2937833號公報等中揭示了這種流體軸承裝置。這里，密封面部6的剖面形狀用與軸54之間的間隙朝向開口端57側逐漸變大的僅1個傾斜面構成。采用該結構，密封面部61，由于形成于比軸54的外周部直徑大的軸套51內(nèi)周部上，故與將密封面部61形成于軸54的外周部上的情況相比，能構成可積存多量的潤滑油55的密封面部61。另外，由于可以不對軸54開有缺口，故支承輪轂52等的軸54的軸強度不降低。
但是，在采用圖10所示那樣以往的流體軸承裝置的結構時，構成密封面部61的傾斜面與軸X相對的傾斜角度θ1(另外，在圖10中，由于構成密封面部61的傾斜面與軸X的交叉部分在圖外，故用與軸X平行的軸線相對的傾斜角度θ1來表示構成為同等的傾斜角)如圖10所示，當為小的角度時，若要能保持多量的潤滑油55，由于需要作成密封面部61的軸向長度大的尺寸L1，故相應地就使可設有徑向軸承部56的尺寸減小而使軸承剛性降低，尤其，在為了小型化而使軸54自身的長度減小的場合，要形成能保持足夠容量的密封面部61就變得困難。
另外，相反地，如圖11所示，若將構成密封面部61的傾斜面的相對軸X的傾斜角度θ2設置成較大時，即使設有密封面部61的軸向尺寸L2較小，也能保持多量的潤滑油55，但另一方面，在使流體軸承裝置的軸54等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，產(chǎn)生隨此進行旋轉(zhuǎn)的流動的潤滑油55就因離心力而容易從密封面部61向外部飛散，在潤滑油55向外部漏出的情況下，徑向軸承部56的潤滑油55有可能不足、或可能將輪轂等沾污。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而作成的，其目的在于，提供能利用密封面部來保持較多的潤滑油、并能防止在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時潤滑油向外部飛散的流體軸承裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的流體軸承裝置具有軸套；夾有規(guī)定間隙地插入于該軸套中的軸在該軸套中旋轉(zhuǎn)自如地支承軸的徑向軸承部；包括徑向軸承部的部位、充填在軸套與軸之間的間隙中的潤滑油；以及在軸套的面對開口端的部位、形成有比徑向軸承部的部分大的間隙并在與軸的間隙部分充填有潤滑油的密封面部，所述密封面部的剖面形狀由多個傾斜面構成，在所述密封面部上、靠近徑向軸承部所形成的靠近徑向軸承部傾斜面相對于軸的傾斜角度，大于在從該靠近徑向軸承部傾斜面離開徑向軸承部的一側所形成的至少1個離開傾斜面相對于軸的傾斜角度。
采用該結構，與將密封面部全體由與離開傾斜面的傾斜角度相同的傾斜角度的單一傾斜面構成的情況相比，能保持多量的潤滑油，另外，由于可使從密封面部的開口端的深度減小，故能足夠地取得徑向軸承部的尺寸長度，另外，由于在靠近開口端形成的離開傾斜面的傾斜角度比靠近徑向軸承部傾斜面形成得較小，故能防止在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時潤滑油向外部飛散的現(xiàn)象。
另外，也可以將徑向軸承部與靠近徑向軸承部傾斜面的連接部、靠近徑向軸承部傾斜面與離開傾斜面的連接部、離開傾斜面與軸套端面的連接部的至少一部分形成坡度小的剖面形狀，由此，能在制造軸套的切削工序等中防止連接部產(chǎn)生毛刺等現(xiàn)象，提高可靠性。
另外，由于在軸套的端面安裝了將密封面部的開口部分進行覆蓋的蓋板，故能更可靠地防止?jié)櫥拖蛲獠匡w散的現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明第1實施形態(tài)的流體軸承裝置的剖面主視圖。
圖2是本發(fā)明第1實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖3是本發(fā)明第2實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖4是本發(fā)明第3實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖5是本發(fā)明第4實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖6是本發(fā)明第5實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖7是本發(fā)明第6實施形態(tài)的流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖8是傳統(tǒng)流體軸承裝置的剖面主視圖。
圖9是該傳統(tǒng)流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖10是另一傳統(tǒng)流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
圖11是又一傳統(tǒng)流體軸承裝置的部分剖面主視圖。
具體實施例方式
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。
另外，對圖1～圖6所示的本發(fā)明實施形態(tài)中的流體軸承裝置用作為硬盤裝置的主軸電機的情況進行描述，但不限于此。
如圖1和圖2概略地所示，本流體軸承裝置，在中央部有插通孔的軸套1中，夾有規(guī)定間隙地插入安裝著對磁盤進行固定的輪轂2且由主軸電機部3旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的軸4，在軸4與軸套1之間的間隙中充填著潤滑油5。另外，在軸4的外周面與軸套1的內(nèi)周面相互相對的面的至少一方形成有人字形等動壓發(fā)生槽而構成徑向軸承部6，包括該徑向軸承部6的部位充填著潤滑油5。另外，在該實施形態(tài)中，在軸4與軸套1之間的里側部位與靠近開口部部位的2處分別設有徑向軸承部6。
另外，在軸4的端部安裝著比軸4直徑粗的軸向推力法蘭盤9，為與軸向推力法蘭盤9的圓形平面部相對而配設有軸向推力板10并固定在軸套1中，在軸向推力法蘭盤9與軸向推力板10之間的間隙中也充填著潤滑油5。另外，在軸向推力法蘭盤9與軸向推力板10的相對面上的至少一方的面上形成有動壓發(fā)生槽而構成軸向推力軸承部12，另外，在與軸4的端部鄰接的軸向推力法蘭盤9的面和與該面相對的軸套1的面上的至少一方也形成有動壓發(fā)生槽而構成軸向推力軸承部12。
并且，當軸4被主軸電機部3旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，利用徑向軸承部6和軸向推力軸承部12的動壓發(fā)生槽的供油作用使?jié)櫥?產(chǎn)生壓力，在軸套1中以與軸4具有一定量的間隙的姿勢構成旋轉(zhuǎn)自如地支承軸4的狀態(tài)。
另外，在軸套1的面對開口端7的內(nèi)周部部位，以具有比徑向軸承部6的部分大的間隙的狀態(tài)形成有向外周側開有缺口的密封面部8，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，潤滑油5也被積存在該密封面部8與軸4的外周面之間的間隙中。
尤其在本發(fā)明中，如圖2所示，密封面部8由作為靠近徑向軸承部6所形成的靠近徑向軸承部傾斜面的第1傾斜面8a和作為在從該第1傾斜面8a離開徑向軸承部6的一側所形成的離開傾斜面的第2傾斜面8b構成。并且，使該密封面部8的第1傾斜面8a相對軸X的從徑向軸承部6側的傾斜角度α，比第2傾斜面8b相對軸X的從徑向軸承部6側的傾斜角度β(另外，在圖2中，由于第2傾斜面8b與軸X的交叉部分在圖外，故用相對與軸X平行的軸線的傾斜角度β來表示為同等的傾斜角)形成得較大。例如，將第1傾斜面8a的傾斜角度α作成比45度大的角度，將第2傾斜面8b的傾斜角度β作成比45度小的角度。另外，在該密封面部8中的第1傾斜面8a和第2傾斜面8b在軸套1的靠近開口端7的內(nèi)周部的部位上分別形成沿全周沒有凹凸部的圓錐梯形形狀。另外，圖2中的5a是潤滑油5的液面，潤滑油5被充填成與超過第1傾斜面8a至第2傾斜面8b之間接觸那樣的量。
采用該結構，由于將密封面部8由多個傾斜面8a、8b來構成，并由于將在密封面部8中的靠近徑向軸承部6所形成的第1傾斜面8a的傾斜角度α形成得較大，例如，與將密封面部8全體由與第2傾斜面8b的傾斜角度β相同的傾斜角度的單一傾斜面構成的情況相比，能在密封面部8中保持足夠量的潤滑油5，即使因潤滑油5的一部分蒸發(fā)等原因而使該量減少，積存在密封面部8中的潤滑油5也能利用毛細管現(xiàn)象向徑流入軸承部6側，在徑向軸承部6中能始終保持充滿潤滑油5的狀態(tài)，能良好地保持軸承性能。另外，由于在密封面部8中為越向開口端7側越寬的形狀，故也有能使在高溫時潤滑油5熱膨脹時的液面5a向開口端7側移動(熱膨脹后的潤滑油5的體積部分向開口端7側移動)的量減少的效果。而且，由于能使從密封面部8的開口端7的深度L、與將密封面部8全體用與第2傾斜面8b的傾斜角度β相同的傾斜角度的單一的傾斜面構成的情況相比較小，故由此能充分地獲得徑向軸承部6的尺寸長度并能獲得高的旋轉(zhuǎn)精度及足夠的剛性。另外，由于與第1傾斜面8a相比，靠近開口端7所形成的第2傾斜面8b的傾斜角度β形成為較小，故在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，能將作用于潤滑油5上的離心力抑制得較小而能防止?jié)櫥?向外部飛散，能保持良好的可靠性。
另外，形成第1傾斜面8a的范圍，根據(jù)所需的潤滑油5的量可適當決定，但最好是在設有密封面部8的部位上能確保足夠的油量，將其第2傾斜面8b側連接部的從軸4外周面離開的徑向尺寸D為徑向軸承部6的部位的軸套1內(nèi)周面離開軸4外周面之間的徑向尺寸d的2倍以上。
另外，除了上述結構以外，如圖3所示，在軸4的向外部露出的部位上所形成的剖面大致V字形的槽部4a上，也可以涂敷將潤滑油5彈開的防油劑13，由此，即使在潤滑油5的一部分在軸4的外周面上傳遞而要流出的場合，也能利用所述防油劑13將潤滑油5彈開而防止向外部流出。另外，還可以在軸套1上的開口端7設有的端面ia上涂敷防油劑13，由此，即使從軸套1上的第2傾斜面8b向端面1a傳遞而要流出的場合，也能利用所述防油劑13將潤滑油5彈開而防止向外部流出。
另外，在上述實施形態(tài)中，講述了將密封面部8分割成第1傾斜面8a和第2傾斜面8b的情況，但不限于此，也可以用相對軸X的方向分割成3個以上的傾斜面來構成。例如，如圖4所示，在比第2傾斜面8b更離開徑向軸承部6的一側，也可以將比第2傾斜面8b相對軸X的從徑向軸承部6側的傾斜角度β較大的傾斜角度γ的第3傾斜面8c形成為倒角形狀。另外，在圖4中，為了容易看清，用相對與軸X平行的軸線的傾斜角度γ來表示為第3傾斜面8c與軸X同等的傾斜角度γ。在該場合，軸套1上第2傾斜面8b與設有開口端7的端面1a，由于通過第3傾斜面8c比較坡度小地連接著，故在制造軸套1的切削工序等中，具有能將在連接部產(chǎn)生毛刺等的情況抑制成最小限度的優(yōu)點。另外，如圖2～圖4所示，潤滑油5，其液面5a被充填成與超過第1傾斜面8a至第2傾斜面8b接觸那樣的量。另外，也可以將密封面部8相對軸X進一步分割成4個以上，在這樣的場合，某1個特定傾斜面相對軸的傾斜角度，只要比該特定傾斜面更離開徑向軸承部側所形成的至少1個離開傾斜面相對軸的傾斜角度形成得較大就可以，采用該結構，能獲得與上述同樣的作用效果。
可是，在軸套1與軸4之間注入潤滑油5的場合，一般，將包括軸套1與軸4之間的空間減壓至接近真空的狀態(tài)，以將軸套1的開口端7配置成向上方的姿勢從開口端7側進行注入潤滑油5，但如上所述，由于在密封面部8上較多地保持潤滑油5并利用所有傾斜面8a、8b、8c(或傾斜面8a、8b)構成密封面部8，故具有能將潤滑油5順利地從密封面部8向徑向軸承部6側導入的優(yōu)點。
另外，如圖5所示，也可以將徑向軸承部6與第1傾斜面8a的連接部8d及第1傾斜面8a與第2傾斜面8b的連接部8e、第2傾斜面8b與軸套端面1a的連接部8f等形成坡度小的剖面形狀。
采用該結構，在制造軸套1的切削工序等中，能基本上可靠地防止在連接部8d、8e、8f上發(fā)生毛刺的情況。另外，還具有能將潤滑油5更順利地從密封面部8向徑向軸承部6側導入的優(yōu)點。
另外，如圖6所示，在軸套1的端面1a上，也可以安裝將密封面部8的開口端7的部分覆蓋的蓋板14，采用該結構，能更可靠地防止?jié)櫥?向外部飛散，由此，能提高可靠性。另外，在該場合，在與密封面部8附近的蓋板14的下面也可以涂敷防油劑13，由此，也能防止?jié)櫥?附著在蓋板14的下面，進一步提高可靠性。
另外，在任一個實施形態(tài)中，密封面部8都利用第1傾斜面8a和第2傾斜面8b、或第1傾斜面8a、第2傾斜面8b和第3傾斜面8c，由于分別在軸套1上的靠近開口端7的內(nèi)周部的部位上沿全周、即沒有僅一部分的小的凹凸部分等地形成圓錐梯形形狀，由此，在將潤滑油5從密封面部8向徑向軸承部6側導入時，也不會因凹凸部等而阻礙流動，具有能更順利地流入的優(yōu)點。
另外，在上述實施形態(tài)中，都將軸套1的一方作成開口并將另一方關閉，并對構成僅軸4的一端側突出的情況作了敘述，在該場合，密封面部8僅設在軸套1的單側。但是，不限于此，例如，如圖7所示(在該圖7中僅表示具有流體軸承部分的情況)，也能應用于軸4的兩端部從軸套1的兩側突出的結構，該場合，只要在軸套1的內(nèi)周面上的兩端的開口端7的附近內(nèi)周面上分別形成有同樣的多個傾斜面8a、8b等的密封面部8就可以。
權利要求
1.一種流體軸承裝置，其特征在于，具有軸套；夾有規(guī)定間隙地插入于該軸套中的軸；在該軸套中旋轉(zhuǎn)自如地支承軸的徑向軸承部；包括徑向軸承部的部位、充填在軸套與軸之間的間隙中的潤滑油；以及在軸套的面對開口端的部位、形成具有比徑向軸承部的部分大的間隙、并在與軸的間隙部分充填有潤滑油的密封面部，所述密封面部的剖面形狀由多個傾斜面構成，在所述密封面部上的、靠近徑向軸承部所形成的靠近徑向軸承部傾斜面相對于軸的傾斜角度，大于在從該靠近徑向軸承部傾斜離開徑向軸承部的一側所形成的至少1個離開傾斜面相對于與軸的傾斜角度。
2.如權利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于，徑向軸承部與靠近徑向軸承部傾斜面的連接部、靠近徑向軸承部傾斜面與離開傾斜面的連接部、離開傾斜面與軸套端面的連接部的至少一部分形成坡度小的剖面形狀。
3.如權利要求1或2所述的流體軸承裝置，其特征在于，在軸套的端面上安裝了將密封面部的開口部分進行覆蓋的蓋板。
全文摘要
本發(fā)明的流體軸承裝置，在軸套(1)與軸(4)之間充填有潤滑油(5)，在靠近軸套(1)上的開口端(7)的部位形成有密封面部(8)，所述密封面部(8)的剖面形狀由多個傾斜面(8a、8b)構成，在所述密封面部(8)上的、靠近徑向軸承部的傾斜面(8a)與軸(X)相對的傾斜角度(α)，比該靠近徑向軸承部傾斜面更離開徑向軸承部側所形成的傾斜面(8b)與軸(X)相對的傾斜角度(β)形成得較大。故能利用密封面部保持較多的潤滑油，并在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時也能防止?jié)櫥拖蛲獠匡w散。
文檔編號F16C17/02GK1619175SQ20041009744
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權日2003年11月21日
發(fā)明者芳我友廣 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社