專(zhuān)利名稱(chēng)：流體軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體軸承裝置，該流體軸承裝置通過(guò)在徑向軸承間隙產(chǎn)生的油膜，由非接觸方式支撐旋轉(zhuǎn)部件；該流體軸承裝置最適合用作信息設(shè)備，例如HDD、FDD等磁盤(pán)裝置，CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盤(pán)裝置，MD、MO等的光-磁盤(pán)裝置等主軸電動(dòng)機(jī)，復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)(LBP)、條形碼掃描器等掃描設(shè)備電動(dòng)機(jī)，或電氣設(shè)備，例如軸流式風(fēng)扇等小型電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
上述各種電動(dòng)機(jī)，除要求高的旋轉(zhuǎn)精度外，還要求高速度、低成本、低噪聲等。在決定這些性能要求的主要構(gòu)成因素之一，有將該電動(dòng)機(jī)主軸支撐的軸承。近年來(lái)，正在研究具有優(yōu)異的上述要求性能要求的流體式軸承的使用，或正在實(shí)際使用。這種流體式軸承大體被分為具有使動(dòng)壓發(fā)生在軸承間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油上的動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)的所謂流體動(dòng)壓軸承；和不具有動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)的所謂流體圓形軸承(軸承面為圓形的軸承)。
圖7顯示出安裝流體動(dòng)壓軸承裝置31的信息設(shè)備用主軸電動(dòng)機(jī)的一個(gè)結(jié)構(gòu)范例。該主軸電動(dòng)機(jī)是被用于DVD-ROM等磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置含有流體軸承裝置31將軸部件32旋轉(zhuǎn)，并自由支撐；
支撐部件34被安裝置在軸部件32上，支撐作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的例如光盤(pán)33(在圖例中示出轉(zhuǎn)盤(pán))；電動(dòng)機(jī)定子35通過(guò)半徑方向上的縫隙，相對(duì)設(shè)置；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子36流體軸承裝置31，作為其主要部件，由軸套21在一端側(cè)，含有開(kāi)口部；在其它端側(cè)，含有底部；軸承部件22固定在軸套21的內(nèi)圓周面，呈圓筒狀；軸部件32被插在軸承部件22的內(nèi)圓周面上；止推板24被設(shè)置在軸套21的底部；密封部件23被安裝在軸套21的開(kāi)口部上；構(gòu)成。在軸承部件22的內(nèi)圓周面或軸部件32的外圓周面上，設(shè)置動(dòng)壓發(fā)生用槽(動(dòng)壓槽)。而且，在軸套21的內(nèi)部空間，注入潤(rùn)滑油。
定子35被安裝流體裝置31的軸套21的外圓周，轉(zhuǎn)子36被安裝在支撐部件34上，若對(duì)定子35通電，則由于在定子35與轉(zhuǎn)子36間發(fā)生的勵(lì)磁力，轉(zhuǎn)子36旋轉(zhuǎn)。由此，支撐部件34與軸部件32構(gòu)成一個(gè)整體，旋轉(zhuǎn)。
由于軸部件32的旋轉(zhuǎn)，在軸承部件22的內(nèi)圓周面與軸部件32的外圓周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生因動(dòng)壓槽引起潤(rùn)滑油的動(dòng)壓作用，在徑向以非接觸式支撐軸部件32的外圓周面。另外，止推板23在徑向支撐軸部件32的其它端側(cè)(在圖7中為下側(cè))的端面。
此外，也有在徑向軸承間隙與止推軸承間隙間的雙方產(chǎn)生的動(dòng)壓作用，在徑向及螺旋方向以非接觸方式支撐軸部件的結(jié)構(gòu)。一般說(shuō)來(lái)，在這種軸承中，由于在以軸套的底部被形成的止推承受面與其相對(duì)的軸承部件的端面圍起來(lái)的空間呈密閉結(jié)構(gòu)，所以盡可能使該密閉空間對(duì)大氣開(kāi)放，在軸承部件的外圓，使在其兩端面開(kāi)口，形成軸向槽(循環(huán)槽)。
向軸套21的內(nèi)部空間注入的潤(rùn)滑油，通常在主軸電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)未將軸部件32安裝的狀態(tài)下進(jìn)行，在注油后，安裝著軸部件32。因此，也存在著在軸套21的內(nèi)部空間不可避免空氣，由于周?chē)鷾囟鹊淖兓碗妱?dòng)機(jī)的發(fā)熱，或因在高原地區(qū)的使用、以及在空間運(yùn)輸時(shí)等，氣壓變化而軸套內(nèi)部空間的空氣熱膨脹、收縮等，潤(rùn)滑油從在密封部件24的內(nèi)圓周面與軸部件32的外圓周面間的密封空間被擠壓出，泄漏到外部的可能性。
尤其是電動(dòng)機(jī)配置形態(tài)為倒置式時(shí)(軸套21的開(kāi)口部側(cè)向下的配置形態(tài))和橫向放置形態(tài)(將軸套21的開(kāi)口部側(cè)按水平方向配置的形態(tài))使用時(shí)，潤(rùn)滑油因流動(dòng)容易停滯在開(kāi)口部側(cè)，所以易發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏。
由上述事實(shí)，安裝有現(xiàn)有流體軸承裝置31的電動(dòng)機(jī)在倒置配置形態(tài)和橫向放置形態(tài)等情況下的使用是不穩(wěn)定的，而受到使用形態(tài)的制約。
另外，在上述構(gòu)成的流體軸承裝置31中，止推軸承部是以止推板23將軸部件32的其它端側(cè)的端面支撐的結(jié)構(gòu)，軸部件32通過(guò)定子35與轉(zhuǎn)子36間的磁力，被擠壓到止推板23上。因此，規(guī)定對(duì)向一端側(cè)(在圖7中的上側(cè))進(jìn)行軸向移動(dòng)。然而，在超過(guò)上述磁力的沖擊負(fù)載等加在電動(dòng)機(jī)上時(shí)，以及在將電機(jī)以倒置的形態(tài)或橫向放置形態(tài)使用時(shí)，存在著軸部件32有對(duì)軸套21，在一端側(cè)進(jìn)行軸向移動(dòng)而脫離軸套21的可能性。
在軸承部件的制造工藝中，軸承部件通過(guò)將套筒狀的燒結(jié)金屬配置在模具中，經(jīng)精壓加工形成規(guī)定尺寸。整形，隨著脫模而產(chǎn)生彈回，軸承部件的外圓周在外徑側(cè)膨脹，但軸套中的循環(huán)槽部分不與模具接觸的形態(tài)而不使內(nèi)徑側(cè)受到壓迫。所以，與其它處相比，脫膜后的彈回量變小。為此，整形，如圖8所示，軸承部件22的外圓周與內(nèi)圓周不是圓形，而將循環(huán)槽25附近縮小成小直徑的異形斷面狀態(tài)。迄今為止，在軸承部件22的外圓周的2處(呈180°的相對(duì)位置)，往往形成循環(huán)槽25。這時(shí)，整形的斷面形狀直至呈以循環(huán)槽25的部分作為短軸的橢圓形狀態(tài)。
然而，在這種橢圓形狀態(tài)，在軸承部件22的內(nèi)圓周與軸部件32的外圓周間的徑向軸承間隙上的狹窄部分(短軸方向)和廣闊部分(長(zhǎng)軸方向)上形成。這時(shí)，在徑向軸承間隙的寬闊部分上，因流體動(dòng)壓而導(dǎo)致軸承的脫殼效果下降。所以，有可能作為在橢圓形的長(zhǎng)軸方向上的軸承鋼性下降，而導(dǎo)致軸承扭曲。對(duì)NRRO等產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種流體軸承裝置以及將該其安裝的電動(dòng)機(jī)，該流體軸承裝置及其安裝的電動(dòng)機(jī)在高溫、低溫環(huán)境、高原地區(qū)使用以及空中運(yùn)輸時(shí)的減壓環(huán)境下，不因軸套內(nèi)部空間殘留的空氣膨脹、收縮，潤(rùn)滑油向外部泄漏，可在任意形態(tài)下穩(wěn)定的運(yùn)行、運(yùn)輸?shù)取?br> 本發(fā)明的其它課題在于以規(guī)定軸向相對(duì)移動(dòng)到軸部件的軸套的一端側(cè)，以防止軸部件從軸套脫離。
本發(fā)明的其它課題在于通過(guò)解除在因彈回后的軸承部件的變形在各方向上引起的軸承鋼性變壞，確保高精度旋轉(zhuǎn)。
為將上述的問(wèn)題解決，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在含有軸套在一端側(cè)含有開(kāi)口部，在其它端側(cè)含有底部；軸部件被收存在軸套內(nèi)；徑向軸承部設(shè)置在軸承部件的內(nèi)圓周面與軸部件的外圓周面間，用在徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜，以非接觸方式將軸部件支撐在徑向上；密封部件被配置在軸套的開(kāi)口部上構(gòu)成的流體軸承裝置中，即使因在減壓環(huán)境下的軸套內(nèi)部殘留的空氣膨脹、收縮，潤(rùn)滑油也不泄漏到外部的水平，在軸套的內(nèi)部空間，以潤(rùn)滑油進(jìn)行填滿(mǎn)；因此，在減壓環(huán)境下的氣壓為，例如從大氣壓到100Torr。
上述構(gòu)成的流體軸承裝置，例如將軸套的內(nèi)部空間抽成真空狀態(tài)后，在大氣壓下開(kāi)放，通過(guò)用潤(rùn)滑油置換(軸套的內(nèi)部間隙)可以得到(真空浸油)。具體說(shuō)來(lái)，在未注油的狀態(tài)(例如圖1～圖4中示出的狀態(tài))下，將流體軸承裝置安裝后，在真空槽內(nèi)將流體軸承裝置全部或一部(至少在與流體軸承裝置內(nèi)的外部的開(kāi)口部分)浸泡在潤(rùn)滑油中。在該狀態(tài)下，將軸套的內(nèi)部空間的空氣抽真空后，在大氣壓下開(kāi)放，使?jié)櫥统錆M(mǎn)軸套的內(nèi)部空間可以得到。
但是，由于真空槽內(nèi)的真空度，在大氣壓下開(kāi)放后，軸套內(nèi)部變?yōu)閮H殘留微量空氣。如果殘留空氣越多，則因殘留空氣隨周?chē)鷾囟拳h(huán)境的變化而的膨脹、收縮，所以，潤(rùn)滑油被擠壓到軸套外部，而有發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏的可能性。特別是在將電動(dòng)機(jī)倒置形態(tài)下或在橫向放置形態(tài)下使用時(shí)，在軸套內(nèi)部空間因潤(rùn)滑油的流動(dòng)，易在開(kāi)口部側(cè)滯留，因此易發(fā)生上述潤(rùn)滑油泄露。例如殘留空氣即使僅僅是微量，但也有在高壓地區(qū)使用或空中運(yùn)輸所產(chǎn)生的減壓環(huán)境中，殘留空氣膨脹將潤(rùn)滑油擠壓到軸套外部，而有發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏可能性。
作為空氣熱膨脹的主要原因，雖可舉出溫度與氣壓，但若計(jì)算出作為使用環(huán)境被推測(cè)的溫度與在氣壓范圍內(nèi)的空氣的膨脹、收縮量，則可知道氣壓的影響是相當(dāng)大的。
安裝本發(fā)明流體裝置的小型主軸電動(dòng)機(jī)的使用、儲(chǔ)存環(huán)境，一般情況下，往往規(guī)定為以下條件溫度使用溫度0～60℃，儲(chǔ)存溫度-40℃～90℃氣壓運(yùn)輸時(shí)大氣壓～0.3atm(高度約10000m)若從氣態(tài)方程式計(jì)算膨脹比例，則因PV＝nRTP壓力V體積n模爾常數(shù)R氣體常數(shù)
T絕對(duì)溫度所以，①在壓力一定，溫度在-40℃～90℃變化時(shí)，則V90/V-40＝363/233＝1.56倍②在溫度一定，使壓力從大氣壓到0.3atm變化時(shí)，則V90/V-40＝1/0.3＝3.33倍為了控制由空氣膨脹產(chǎn)生的潤(rùn)滑油泄漏，在上述標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的環(huán)境下，考慮具有更大影響的氣壓變化，能使?jié)櫥筒恍孤┑慕Y(jié)構(gòu)是理想的。
例如，將在空中運(yùn)輸?shù)母叨仍O(shè)定為10000m，則由于那時(shí)的氣壓約為230Torr(0.3atm)，因此在230Torr(0.3atm)的減壓環(huán)境下，為了不使?jié)櫥托孤枰⑷霛?rùn)滑油。在軸承制造時(shí)的檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)考慮余量以100Torr下，潤(rùn)滑油不發(fā)生泄漏是理想的。
如上所述，本發(fā)明的流體軸承裝置以及含有本發(fā)明流體軸承裝置的電動(dòng)機(jī)，即使在高溫、低溫環(huán)境、高原地區(qū)使用以及空中運(yùn)輸?shù)葴p壓環(huán)境下，也不因軸套內(nèi)的殘留空氣的膨脹、收縮而潤(rùn)滑油向外泄漏，并不受電動(dòng)機(jī)的配置形態(tài)的限制，可穩(wěn)定地運(yùn)輸和搬運(yùn)。
如上所述，由于是由潤(rùn)滑油將軸套內(nèi)部空間充滿(mǎn)的流體軸承裝置，使在頂部將形成栓塞狀注射器那樣的結(jié)構(gòu)，所以因運(yùn)輸中的振動(dòng)等軸承部件向軸向移動(dòng)，而且，也具有某種程度上控制軸部件從軸套拔出的效果。
另外，為解決上述課題，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在含有
軸套在一端側(cè)含有開(kāi)口部，在其它端側(cè)含有底部；軸承部件及軸承部件被收存在軸套內(nèi)；徑向軸承部設(shè)置在軸承部件的內(nèi)圓周面與軸部件的外圓周面間，用在徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油油膜，以非接觸方式將軸部件支撐在徑向上；止推軸承部將軸承部件的其它端側(cè)的端面在止推方向上支撐；密封部件被配置在軸套的開(kāi)口部上的流體軸承裝置中，將規(guī)定與密封部件接觸，在軸向向?qū)S部件的軸套一端側(cè)相對(duì)移動(dòng)的突出部設(shè)置在軸部件上。
在此，“突出部”可通過(guò)在軸部件上設(shè)置為整體，或所謂軸部件將分部件固定在軸部件上構(gòu)成。另外，“突出部”的形狀沒(méi)有特別限定，可采用環(huán)狀、部分環(huán)狀、點(diǎn)狀或針狀等任意形狀。若軸部件受到外力或重力，在軸向?qū)S套相對(duì)移動(dòng)到一端側(cè)，則突出部與密封部件接觸，限制軸部件及其以上在軸向相對(duì)移動(dòng)。因此，軸部件被保持在軸套內(nèi)，可防止對(duì)軸套的拔出。
加之上述結(jié)構(gòu)，也可采用潤(rùn)滑油填滿(mǎn)軸套的內(nèi)部空間，且即使通過(guò)在從大氣壓至100Torr的減壓環(huán)境下的軸套內(nèi)部空間殘留的空氣的發(fā)生膨脹、收縮，也可不發(fā)生潤(rùn)滑油從軸套內(nèi)部泄漏的結(jié)構(gòu)。
在上述結(jié)構(gòu)中，可在突出部與密封部件間設(shè)置0.05mm～0.5mm的軸向間隙。該軸向間隙的值是軸部件的其它端側(cè)的端面接觸在止推軸承部時(shí)的數(shù)值。
為了避免在穩(wěn)定運(yùn)行(軸部件其它端側(cè)的端面在接觸止推軸承部并支撐的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))的突出部與密封部件的接觸，因此需要在兩者之間設(shè)定一定的軸向間隙。若權(quán)衡各部件的尺寸公差與安裝誤差等，則該軸向間隙需0.05mm以上。
另一方面，由于上述軸向間隙的存在，若在運(yùn)行中或運(yùn)輸中對(duì)軸承裝置反復(fù)加振動(dòng)或沖擊負(fù)載等，則軸部件在上述軸向間隙的范圍內(nèi)，能在軸向?qū)S套相對(duì)移動(dòng)。因此，若上述軸向間隙擴(kuò)大，則因軸部件的軸向相對(duì)移動(dòng)，外部的空氣通過(guò)密封空間(密封部件的內(nèi)圓周面與軸部件的外圓周面間的空間)流入到軸套內(nèi)部，或存在著軸套內(nèi)部的潤(rùn)滑油從上述密封空間被擠出而泄漏到外部的可能性。另外，上述軸向間隙值變得越大，則填滿(mǎn)到軸套內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油量就變得更多，熱膨脹、收縮產(chǎn)生的潤(rùn)滑油體積的變化量就越大，所以，為了通過(guò)將其體積變化量吸收，不使?jié)櫥托孤┑酵獠?，因此，出現(xiàn)需要加大上述密封空間的容積。然而，加大密封部件的軸向尺寸，從在空間上限制的角度往往存在著困難；另外，由于加大密封部件的內(nèi)徑尺寸，可能關(guān)系到密封功能的下降(虹吸力下降)，所以是不理想的。
如果是下述的機(jī)試驗(yàn)結(jié)果，上述軸向間隙為0.5mm以下，則發(fā)現(xiàn)可防止?jié)櫥蛷妮S套內(nèi)部向外部泄漏，上述軸向間隙的合適范圍為0.05mm～0.5mm，最佳范圍為0.05mm～0.03mm。
在上述結(jié)構(gòu)中，在密封部件的內(nèi)圓周面與其相對(duì)的軸承部件的外圓周面間，可在面向一端側(cè)設(shè)置逐漸擴(kuò)大的圓錐形密封空間。由于將密封空間加工成上述的圓錐形，所以密封空間內(nèi)的潤(rùn)滑油在向隨著密封空間變得窄小的方向(軸套的內(nèi)部方向)因虹吸力而被吸入。所以，可以防止?jié)櫥蛷妮S套的內(nèi)部向外部泄漏。
上述圓錐形的密封空間可由在密封部件的內(nèi)圓周面以及軸承部件的外圓周面中，至少在一個(gè)方向設(shè)置的圓錐面構(gòu)成。在軸承部件的外圓周面設(shè)置圓錐面的結(jié)構(gòu)中，在軸部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封空間的潤(rùn)滑油受到離心力作用，被吸入到沿軸部件的圓錐面在向密封空間變窄的方向(軸套的內(nèi)部方向)。因此，加上上述虹吸力的吸入作用，由于也有離心力產(chǎn)生的吸入作用，所以可進(jìn)一步提高防止?jié)櫥托孤┑男Ч?br> 用設(shè)置在軸套底部的止推軸承部將軸部件的軸承部在止推方向支撐、接觸結(jié)構(gòu)的流體軸承裝置中，存在著在止推軸承部的周?chē)臻g潤(rùn)滑油壓力升高，在密封部件內(nèi)圓周面與軸部件外圓周面間的密封空間中的潤(rùn)滑油產(chǎn)生壓力差的情況。該壓力差除在徑向軸承部在軸向以非對(duì)稱(chēng)式形成動(dòng)壓槽的寬度外，即使在設(shè)計(jì)上相對(duì)稱(chēng)，但在加工誤差(軸部件與軸承部件內(nèi)圓周面的圓錐形，動(dòng)壓槽的寬度尺寸精度等)大等情況下，也能同樣產(chǎn)生。
若產(chǎn)生這種壓力差，則存在著在軸套的內(nèi)部空間內(nèi)的潤(rùn)滑油上產(chǎn)生局部的減壓，在潤(rùn)滑油中生成氣泡，由此成為引起潤(rùn)滑油泄露與振動(dòng)發(fā)生等的原因。而且，由于止推軸承部周?chē)臐?rùn)滑油的壓力升高，產(chǎn)生的軸部件的脫殼，或者相反也存在著止推軸承部側(cè)的壓力變低，軸承部件被擠壓到止推板等的承受部件上，而導(dǎo)致承受部件異常損耗的情況。
這種問(wèn)題可通過(guò)設(shè)置使止推軸承部與密封空間連通的循環(huán)槽加以解除。即即使在止推軸承部的周?chē)臻g與密封空間之間滑油產(chǎn)生壓力差的情況下，由于潤(rùn)滑油通過(guò)循環(huán)槽在兩個(gè)空間之間產(chǎn)生流動(dòng)，因此兩個(gè)空間的油壓也能夠保證等壓。
上述循環(huán)槽是由具有例如第一半徑方向槽在止推軸承部的底部側(cè)，軸承部件的一側(cè)的端面與之相對(duì)的軸套面之間形成；第二半徑方向槽在軸套的開(kāi)口部側(cè)，在軸承部件的另一側(cè)的端面與之相對(duì)的密封部件之間形成；軸向槽在軸承部件的外圓周面與軸套內(nèi)外圓周面間形成構(gòu)成。
本發(fā)明的“流體軸承裝置”中，雖然含有流體動(dòng)壓動(dòng)壓軸承裝置含有使動(dòng)壓發(fā)生在軸承間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油上的動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)；流體圓形軸承裝置(軸承面為圓形的軸承裝置)含有動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)；但是規(guī)定更優(yōu)異的軸支撐功能的流體動(dòng)壓軸成裝置是理想的。規(guī)定為流體動(dòng)壓軸成裝置時(shí)，作為上述“動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)”，可通過(guò)徑向軸承間隙，在相對(duì)的軸承部件的內(nèi)圓周面以及軸部件的外圓周面中，在一個(gè)內(nèi)圓周面內(nèi)設(shè)置動(dòng)壓槽的結(jié)構(gòu)；也可由非圓形，例如用數(shù)個(gè)2圓弧、3圓弧、4圓弧等圓弧描繪的上述的一個(gè)圓周面的構(gòu)成(用數(shù)個(gè)圓弧描繪的徑向軸承面也可稱(chēng)為“圓弧軸承”)。前者情況下，作為動(dòng)壓槽的形狀，也可采用如人字形、螺旋形、數(shù)個(gè)軸向槽形(在徑向軸承面內(nèi)，設(shè)置數(shù)個(gè)軸向槽的軸承也可稱(chēng)作“步進(jìn)式軸承”。)等各種眾所周知的動(dòng)壓槽形狀。另一方面，通過(guò)止推軸承間隙，在相對(duì)面的一個(gè)面通過(guò)形成人字形、螺旋形等動(dòng)壓槽，也可構(gòu)成止推動(dòng)壓軸承部，另外，作為軸承部件的材質(zhì)除多孔燒結(jié)金屬外，還可以采用銅合金、不銹鋼、黃銅、鋁合金等。
另外，為解決上述課題，本發(fā)明規(guī)定，在其結(jié)構(gòu)具有軸部件軸承部件含有含油燒結(jié)金屬構(gòu)成，通過(guò)軸部件的外圓周和徑向軸承間隙，相對(duì)；軸套將軸承部件固定在內(nèi)圓周上；軸部件與軸承部件相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中，使流體動(dòng)壓發(fā)生在徑向軸承間隙，采用非接觸式方法支撐軸部件，且在軸承部件的外圓周，使在其兩端面開(kāi)口形成潤(rùn)滑流體流動(dòng)的槽形結(jié)構(gòu)中，規(guī)定上述槽設(shè)定為三個(gè)以上，最理想的是設(shè)置三個(gè)。
如上所述，通過(guò)設(shè)置三個(gè)以上的槽，由于可增加在各方向上的軸承鋼性，所以就可提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
在軸部件上設(shè)置與軸承部件的一個(gè)端面相對(duì)的凸緣部，通過(guò)使流體動(dòng)壓發(fā)生在軸承部件的該端面與凸緣部的端面間被形成的止推軸承間隙中，即使在止推方向上，也可采用非接觸式支撐軸部件。這時(shí)，止推軸承間隙的潤(rùn)滑流體因離心力的影響能更多的流入到槽中，但如果是三個(gè)以上的循環(huán)槽，則也可以切實(shí)吸收這種潤(rùn)滑流體。
軸承面的動(dòng)壓槽在將潤(rùn)滑流體擠壓到上述止推軸承間隙中的非對(duì)稱(chēng)形狀時(shí)，可進(jìn)一步增加潤(rùn)滑流體向槽的流入量，但即使在這種情況下，也具有可吸收多余潤(rùn)滑流體。


圖1為表示涉及本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置斷面圖。
圖2為表示涉及本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置斷面圖。
圖3為表示涉及本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置斷面圖。
圖4為表示涉及本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置斷面圖。
圖5為機(jī)試驗(yàn)中采用的流體軸承裝置斷面圖。
圖6為表示熱循環(huán)曲線圖。
圖7為安裝現(xiàn)有流體軸承裝置的主軸電動(dòng)機(jī)斷面圖。
圖8為2圓弧軸承裝置橫斷面圖。
圖9為表示作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)在軸承部件的內(nèi)圓周面形成數(shù)個(gè)軸向槽形動(dòng)壓槽實(shí)施例的斷面圖。
圖10為表示作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)由數(shù)個(gè)圓弧構(gòu)成軸承部件內(nèi)圓周面的實(shí)施例斷面圖。
圖11為表示作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)由數(shù)個(gè)圓弧構(gòu)成軸承部件內(nèi)圓周面的實(shí)施例斷面圖。
圖12為表示作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)由數(shù)個(gè)圓弧構(gòu)成軸承部件內(nèi)圓周面的實(shí)施例斷面圖。
圖13為表示規(guī)定為不具備動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)的圓形軸承的徑向軸承部實(shí)施例斷面圖。
圖14為表示具有循環(huán)槽流體軸承裝置的一實(shí)施形態(tài)斷面圖。
圖15為表示具有循環(huán)槽流體軸承裝置的其它實(shí)施形態(tài)斷面圖。
圖16為表示減壓試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖17為表示裝機(jī)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖18為表示潤(rùn)滑油泄漏試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖19為表示潤(rùn)滑油泄漏試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖20為表示本發(fā)明中涉及的流體動(dòng)壓軸承裝置的縱斷面圖。
圖21為軸承部件斜視圖。
圖22為表示各種軸承中無(wú)次元?jiǎng)傂詧D。
圖23為3圓弧軸承橫斷面圖。
圖24為4圓弧軸承橫斷面圖。
圖25為說(shuō)明偏心率的橫斷面圖。
圖26為在軸向形成非對(duì)稱(chēng)的徑向軸承面的動(dòng)壓型軸承裝置的縱斷面圖。
具體實(shí)施例方式
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1表示涉及本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置1。該流體軸承裝置1，例如如圖7所示，是安裝成信息設(shè)備用主軸電動(dòng)機(jī)，作為其主要部件，由軸套2在一端側(cè)(在圖1中上側(cè))具有開(kāi)口部2a，在其它端側(cè)(在圖1中下側(cè))具有底部2c，呈有底形圓筒狀；軸承部件3被固定在軸套2的內(nèi)圓周面上，呈圓筒狀；軸部件4密封部件6被固定在軸套2的開(kāi)口部2a上構(gòu)成。如下所述，軸承部件3的內(nèi)圓周面3a與軸部件4的外圓周面4a之間，在軸向隔離設(shè)置第1徑向軸承部R1與第2動(dòng)壓軸承部R2。另外，在軸套2的底部2c與軸部件4的下側(cè)端面4b之間設(shè)置止推軸承部T。
軸套2由例如黃銅等軟態(tài)金屬材料形成，具有圓筒狀的側(cè)部2b與底部2c。在底部2c的內(nèi)底面的、形成止推軸承面的范圍內(nèi)，配置例如樹(shù)脂制成的止推板6。在本實(shí)施形態(tài)中，軸套2與側(cè)部2b和底部2c呈整體結(jié)構(gòu)，但將側(cè)部2b與底部2c作為分體結(jié)構(gòu)，將形成底部2c的金屬質(zhì)蓋狀部件固定在側(cè)部2b的其它側(cè)開(kāi)口部，也可以用粘接等的手段固定、密封。這時(shí)，止推板6配置在上述蓋狀部件的上面。
軸部件4由例如不銹鋼(SUS420J2)等金屬材料形成，其下側(cè)端面4b凸球狀。
軸承部件3由例如燒結(jié)金屬構(gòu)成的多孔體，尤其是以銅為主要成份的燒結(jié)金屬多孔體形成。另外，在軸承部件3的內(nèi)圓周面3a上，在軸向隔離、設(shè)置在呈徑向軸承面(第1徑向軸承部R1與第2徑向軸承部R2的徑向軸承面)的上下兩個(gè)范圍。在這些范圍內(nèi)，分別形成動(dòng)壓槽，例如人字形動(dòng)壓槽3a1、3a2。
軸部件4的外圓周面4a被插入在軸承部件3的內(nèi)圓周面3a內(nèi)，通過(guò)承軸承部件間隙，在與軸承部3的內(nèi)圓周面3a呈徑向軸承面的范圍(上下兩處的范圍)分別相對(duì)。另外，軸部件4的下側(cè)端面4b與止推板6的上面接觸。
密封部件5為環(huán)形的結(jié)構(gòu)，壓入在軸套2的開(kāi)口部2a的內(nèi)圓周面內(nèi)，用粘接等手段被固定。在本實(shí)施形態(tài)中，密封部件5的內(nèi)圓周面5a形成圓筒狀，密封部件5的下側(cè)端面5b與軸承部件3的上側(cè)端面3b接觸。
密封部件5的內(nèi)圓周面5a通過(guò)與軸部件4的外圓周面4a所規(guī)定的間隙相對(duì)。由此在兩者之間形成圓筒狀的密封空間S1。用密封部件5密封的軸套2的內(nèi)部空間含有軸承部件3的內(nèi)部氣孔(多孔組織的氣孔)，使空氣不夾雜，由潤(rùn)滑油填滿(mǎn)，其潤(rùn)滑油的油面位于密封空間S1內(nèi)。密封空間S 1的容積設(shè)定為應(yīng)大于填滿(mǎn)在軸套2的內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油在使用溫度范圍內(nèi)的容積隨溫度變化的變化量。根據(jù)這一方法，潤(rùn)滑油的容積即使隨溫度變化而容積改變時(shí)，常?？蓪?rùn)滑油的油面保持在密封空間S1內(nèi)。
例如在下述形態(tài)下，潤(rùn)滑油注入到軸套2的內(nèi)部空間。首先，安裝各部件(軸套2、軸承部件3、軸部件4、止推板6、密封部件5)，安裝未注油的流體軸承裝置1，將該未注油的流體軸承裝置1在真空槽中浸泡在潤(rùn)滑油中。軸套2內(nèi)部空間的空氣經(jīng)在真空槽內(nèi)抽真空，排出。在該內(nèi)部空間呈不夾雜空氣的狀態(tài)。然后，若在大氣壓中敞開(kāi)，用潤(rùn)滑油填滿(mǎn)軸套2的內(nèi)部空間。潤(rùn)滑油注入結(jié)束，則從真空槽中取出流體軸承裝置1，并升溫到流體軸承裝置1的上限工作溫度。隨著這種升溫，填滿(mǎn)在軸套2內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油發(fā)生熱膨脹，剩余的潤(rùn)滑油從密封空間S1排放到外部。由該方法，即使流體軸承裝置1在工作上限溫度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油的油面也能維持在密封空間S1內(nèi)。然后，若升溫停止，潤(rùn)滑油的油面隨著溫度下降而降低，下降到密封空間S1內(nèi)的適當(dāng)水平。
在上述注油工序中，按照真空槽內(nèi)的真空度，有時(shí)在軸套2內(nèi)部空間也殘留著微量空氣，但該空氣量在所規(guī)定水平時(shí)，即在假設(shè)作為流體軸承裝置1及其安裝的電動(dòng)機(jī)在使用、運(yùn)輸環(huán)境的環(huán)境條件下，也可規(guī)定由于軸套2的內(nèi)部空間殘留的空氣膨脹，從密封空間s1擠壓出潤(rùn)滑油而不泄漏到軸套2的外部的水平。在該實(shí)施形態(tài)中，即使在100Torr的減壓下，將流體軸承裝置1以正置形態(tài)(將軸套2的開(kāi)口部2a側(cè)向上的形態(tài))、倒置形態(tài)(將軸套2的開(kāi)口部2a側(cè)向下的形態(tài))、橫向放置形態(tài)(將軸套2的開(kāi)口部2a側(cè)水平配置的形態(tài))、斜置形態(tài)(軸套2的開(kāi)口部2a側(cè)向傾斜方向配置的形態(tài))時(shí)，規(guī)定潤(rùn)滑油應(yīng)不泄漏到外部。
在上述結(jié)構(gòu)的流體軸承裝置1中，若軸部件4旋轉(zhuǎn)，則在上述徑向軸承間隙產(chǎn)生潤(rùn)滑油動(dòng)壓，軸部件4的外圓周面4a由于在上述徑向軸承間隙內(nèi)形成的潤(rùn)滑油的油膜在徑向可自由地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行非接觸式支撐。由此，構(gòu)成在將軸部件4，在徑向自由地旋轉(zhuǎn)，自由地非接觸式支撐的第1徑向軸承部R1與第2徑向軸承部R2。同時(shí)，軸部件4的下側(cè)端面4b通過(guò)止推板6接觸、支撐；因此，軸部件4在止推方向自由地旋轉(zhuǎn)、支撐的止推軸承部T構(gòu)成。
該實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1即使因周?chē)鷾囟茸兓碗妱?dòng)機(jī)的發(fā)熱，或在高原地區(qū)使用以及空中運(yùn)輸時(shí)等減壓環(huán)境下的軸套內(nèi)部空間殘留的空氣產(chǎn)生膨脹、收縮，且受電動(dòng)機(jī)的形態(tài)，潤(rùn)滑油也不從軸套2的內(nèi)部泄漏到外部，可穩(wěn)定地運(yùn)行、運(yùn)輸。
圖2表示涉及第2實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1’。該實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1’與上述第1實(shí)施形態(tài)不同點(diǎn)在于密封部件5’的內(nèi)圓周面與其相對(duì)的軸部件4’的外圓周面間形成的密封空間S2，在軸套2的一端側(cè)(外部方向)形成逐漸擴(kuò)大的圓錐形。在該實(shí)施形態(tài)中，為了形成圓錐形密封空間S2，將密封部件5’的內(nèi)圓周面向一端側(cè)，設(shè)置成逐漸擴(kuò)徑形態(tài)的圓周面5a’；且在與圓周面5a’相對(duì)的軸部件4’的外圓錐面上向一端側(cè)設(shè)置成逐漸呈減徑形狀的圓錐面4a1’；而且也可在圓錐面5a’與圓錐面4a1’中的任意一面設(shè)定為圓筒面。
如圖2中虛線圓內(nèi)放大所示，由于在密封空間S2內(nèi)存在著潤(rùn)滑油L的油面，密封空間S2內(nèi)的潤(rùn)滑油L因虹吸力，被吸入到密封空間S2向變窄的方向(其它端側(cè)軸套2的內(nèi)部方向)。為此，可有效地防止?jié)櫥蚅從軸套2的內(nèi)部向外部泄漏。另一方面，由于在軸部件4’的外圓周面上設(shè)置圓錐面4a1’，在軸部件4’運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，密封空間S2內(nèi)的潤(rùn)滑油L受到離心力，沿圓錐面4a1’被吸入到密封空間S2呈窄小的方向(軸套2的內(nèi)部方向)。因此，加上上述虹吸力產(chǎn)生的吸入作用，另外也由于離心力產(chǎn)生的吸入作用，因此，與上述的第1實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1相比，更進(jìn)一步提高了防止?jié)櫥蚅泄漏的效果。
圖3表示涉及第3實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置1。該流體軸承裝置1由于安裝了例如圖7中所示的信息設(shè)備用主軸電動(dòng)機(jī)，因此，作為其主要部件由軸套2在一端側(cè)(在圖3中的上側(cè))具有開(kāi)口部2a，在其它端側(cè)(圖3中下側(cè))有底部，呈有底圓筒狀；軸承部件3固定在軸套2的內(nèi)圓周面內(nèi)，呈圓筒狀；軸部件4密封部件5固定在軸套2的開(kāi)口部2a上；構(gòu)成。如下所述，在軸承部件3的內(nèi)圓周面3a與軸部件4的外圓周面4a間，設(shè)置第1徑向軸承部R1與第2動(dòng)壓軸承部R2在軸方向隔離。另外，在軸套2的底部2c與軸部件4的下側(cè)端面4b間設(shè)置止推軸承部T。
軸套2由例如黃銅等軟態(tài)金屬材料形成，具有圓筒狀側(cè)部2b和底部2c。在底部2c的內(nèi)底面、呈止推軸承面的范圍內(nèi)，配置例如樹(shù)脂質(zhì)的止推板6。在本實(shí)施形態(tài)中，軸套2與側(cè)部2b與底部2c呈整體結(jié)構(gòu)，但側(cè)部2b與底部2c設(shè)置為分體結(jié)構(gòu)，將呈底部2c的金屬質(zhì)蓋狀部件固定在側(cè)部2b的其它側(cè)開(kāi)口部，也可用粘接等的手段進(jìn)行固定、密封。這時(shí)，止推板6配置在上述蓋狀部件的上面。
軸部件4由例如不銹鋼(SUS420J2)等金屬材料形成，其下側(cè)端面4b形成凸球狀。另外，在軸部件4的外圓周面4a上，可用壓入、粘接等適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)將作為突出部的圓板形墊圈7固定。
軸承部件3由例如燒結(jié)金屬構(gòu)成的多孔體，特別是以鋼為主要成份的燒結(jié)金屬多孔體形成。另外，在軸承部件3的內(nèi)圓周面3a上，在軸方向上設(shè)置呈徑向軸承面(第1徑向軸承部R1與第2徑向軸承部R2的徑向軸承面)的上下兩個(gè)范圍隔離。在這些范圍中，分別形成動(dòng)壓槽，例如人字形動(dòng)壓槽3a1、3a2。
軸部件4的外圓周面4a被插入在軸承部件3的內(nèi)圓周面3a上，呈軸承部件3的內(nèi)圓周面3a的徑向軸承面的范圍(上下兩個(gè)范圍)，分別通過(guò)徑向軸承間隙相對(duì)。另外，軸部件4的下側(cè)端面4b與止推板6的上面接觸。
密封部件5為環(huán)形，通過(guò)壓入、粘接等手段固定在軸套2的開(kāi)口部2a的內(nèi)圓周面內(nèi)。在該實(shí)施形態(tài)中，密封部件5的內(nèi)圓周面5a形成圓筒狀，密封部件5的下側(cè)端面5b同軸承部件3的上側(cè)端面3b按規(guī)定的軸向間隔部X隔離，相對(duì)。
軸部件4上設(shè)置的墊圈7配置在軸向間隔部X內(nèi)，軸部件4的下側(cè)端面4b在與止推板6的上面接觸的狀態(tài)下，在墊圈7的上側(cè)端面7a與密封部件5的下側(cè)端面5b間設(shè)置軸向間隙X1，在墊圈7的下側(cè)端面7b與軸承部件3的上側(cè)端面3b間設(shè)置軸向間隙X2。軸向間隙X1的大小為0.05mm～0.5mm，最理想的是0.05mm～0.3mm。軸向間隙X2在軸部件4旋轉(zhuǎn)時(shí)，墊圈7的下側(cè)端面7b可設(shè)定為不與軸承部件3的上端面3b接觸的尺寸，但權(quán)衡各部件的尺寸公差與安裝誤差等，規(guī)定為0.05mm以上是理想的。該軸向間隙X2的尺寸也可規(guī)定為與軸向間隙X1相同，也可比軸向間隙X1大或小。
密封部件5的內(nèi)圓周面5a與軸部件4的外圓周面4a隔開(kāi)規(guī)定的間隙相對(duì)。因此，在兩者之間形成圓筒狀的密封空間S1。用密封部件5密封的軸套2的內(nèi)部空間含有軸承部件3的內(nèi)部氣孔(多孔形組織的氣孔)，不夾雜空氣，用潤(rùn)滑油填滿(mǎn)，其潤(rùn)滑油的油面位于密封空間S1內(nèi)。密封空間S1內(nèi)的容積設(shè)定為應(yīng)大于填滿(mǎn)軸套2的內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油在使用溫度范圍內(nèi)因溫度改變而容積改變的變化量。由此，即使在潤(rùn)滑油的容積隨溫度出現(xiàn)變化時(shí)，也可將潤(rùn)滑油的油面常常保持在密封空間S1內(nèi)。
向墊圈2的內(nèi)部空間，成為注入潤(rùn)滑油，即使在從大氣壓到100Torr的減壓環(huán)境下，在軸套內(nèi)部空間殘留的空氣發(fā)生膨脹、收縮，且不受電動(dòng)機(jī)的形態(tài)限制，而形成潤(rùn)滑油不從軸套2的內(nèi)部泄漏的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施形態(tài)中，軸部件4受到外力與重力，在一端側(cè)對(duì)軸套2產(chǎn)生軸向相對(duì)移動(dòng)，則設(shè)置在軸部件4的墊圈7與密封部件5接觸，因此，對(duì)軸部件4分別規(guī)定了在其以上軸向相對(duì)移動(dòng)。由此，軸部件4可常常保持在軸套2內(nèi)，防止從軸套2滑出。
另一方面，由于將墊圈7與密封部件5間的軸承間隙X1設(shè)定在0.05mm～0.5mm的范圍內(nèi)，所以在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(軸部件4的下端面4b在接觸止推板6、支撐的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí))墊圈7不與密封部件5接觸，可獲得穩(wěn)定地運(yùn)行狀態(tài)。另外，即使在軸部件4在軸向間隙X1的范圍內(nèi)沿軸向相對(duì)移動(dòng)時(shí)，空氣也流入到軸套2的內(nèi)部，或不發(fā)生填滿(mǎn)墊圈2內(nèi)部的潤(rùn)滑油不發(fā)生從密封空間S1被擠出泄漏到外部的現(xiàn)象。
其它事項(xiàng)，由于按照第1實(shí)施形態(tài)，而將重復(fù)的說(shuō)明省略。
圖4表示涉及第4實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1’，該實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1’與上述第3實(shí)施形態(tài)的不同點(diǎn)在于，將在密封部件5’的內(nèi)圓周面及其相對(duì)的軸部件4’間的外圓周面間形成的密封空間S2，在墊圈2的一端側(cè)(外部方向)上形成逐漸擴(kuò)大的圓錐形。在該實(shí)施形態(tài)中，為了形成圓錐形密封空間S2，將密封部件5’的內(nèi)圓周面上，設(shè)置向一端側(cè)逐漸擴(kuò)徑形狀的圓錐面5a’；且在圓錐面5a’相對(duì)的軸部件4的外圓周面，設(shè)置向一端側(cè)呈逐漸縮徑形狀的圓錐面4a1’。另外，可在圓錐面5a’與圓錐面4a1’中的一方形成圓筒面。
如圖4中虛線圓內(nèi)擴(kuò)大的部分所示，通過(guò)在密封空間S2內(nèi)存在著潤(rùn)滑油L的油面，密封空間S2內(nèi)的潤(rùn)滑油L。因虹吸力吸入到向密封空間S2呈狹小的方向(其它端側(cè)軸套2的內(nèi)部方向)。為此，可有效防止?jié)櫥蚅從軸套2的內(nèi)部向外部泄漏。另一方面，通過(guò)在軸部件4’的外圓周面通過(guò)設(shè)置圓錐面4a1’，在軸部件4’旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封空間S2內(nèi)的潤(rùn)滑油L受到離心力，沿圓錐形面4a1’吸入到密封空間S2呈窄小方向(軸套2的內(nèi)部方向)。因此，加上上述虹吸力產(chǎn)生的吸入作用，也由于離心力產(chǎn)生的吸入作用，所以，比上述第3實(shí)施形態(tài)的流體軸承裝置1，更進(jìn)一步提高了防止?jié)櫥屯庑沟男Ч?br> 在以上說(shuō)明的實(shí)施形態(tài)中，在呈徑向軸承面(第1徑向軸承部R1與第2徑向軸承部R2的徑向軸承面)的軸承部件3的內(nèi)圓周面3a上，作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)，形成人字形動(dòng)壓槽3a1、3a2，但代替人字形，也可形成螺旋發(fā)動(dòng)壓槽?；蛉鐖D9所示，在呈徑向軸承面的軸承部件3的內(nèi)圓周面的3a上，作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)，也可形成數(shù)個(gè)軸向槽形狀的動(dòng)壓槽3a3(所謂“步進(jìn)式軸承”)。
或如圖10～圖12所示，作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)，也可由非圓形，例如數(shù)個(gè)圓形弧構(gòu)成呈徑向軸承面(第1徑向軸承部R1與第2徑向軸承部R2的徑向軸承面)的軸承部件3的內(nèi)圓周面3a(所謂“圓弧軸承”)。圖10中示出的范例為由兩個(gè)圓弧面(3a4、3a5)構(gòu)成軸承部件3的內(nèi)圓周面3a的結(jié)構(gòu)。圓弧面3a4的曲率中心O1與圓弧面3a5的曲率中心O2分別等距離偏離軸部件4的外圓周面4a(圓形)；圖11中示出的范例是由3個(gè)圓弧面(3a6、3a7、3a8)構(gòu)成軸承部件3的內(nèi)圓周面3a的結(jié)構(gòu)。圓弧面3a6的曲率中心為O3，圓弧面3a 7的曲率中心為O4，圓弧面3a 8的曲率中心為O5，分別等距離偏離軸部件4的外圓周面4a(圓形)。圖12中示出的范例是由4個(gè)圓弧面(3a9、3a10、3a11、3a12)構(gòu)成的軸承部件3的內(nèi)圓周面3a的結(jié)構(gòu)。圓弧面3a9的曲率中心為O6，圓弧面3a10的曲率中心為O7，圓弧面3a11的曲率中心為O8，圓弧面3a12的曲率中心為O9，分別等距離偏離軸部件4的外圓周面4a(圓形)。
尚且，以上的動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)也可設(shè)置在軸部件4的外圓周面4a上。
或如圖13所示，也可將第1徑向軸承部R1(第2徑向軸承部R2)作為不具備動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)。
在圖14中示出的實(shí)施形態(tài)，是在圖1及圖2中示出的實(shí)施形態(tài)的流體動(dòng)壓軸承裝置中，用在配置與圓周方向上的一處或數(shù)處(圖示例中為兩處)的循環(huán)槽10，使徑向軸承部T與密封部件5的內(nèi)圓周面5a和軸部件4的外圓周面4a間的密封空間S1聯(lián)通的結(jié)構(gòu)。
密封部件5的內(nèi)圓周面5a與軸部件4的外圓周面4a隔開(kāi)規(guī)定的間隙、相對(duì)。由此，在兩者間形成圓筒狀密封空間S1。用密封部件5密封的軸套2的內(nèi)部空間含有軸承部件3的內(nèi)部氣孔(多孔狀組織的氣孔)，不使空氣夾雜，由潤(rùn)滑油填滿(mǎn)，其潤(rùn)滑油的油面位于密封空間S1內(nèi)。密封空間S1內(nèi)的容積設(shè)定為應(yīng)大于填滿(mǎn)在軸套2的內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油在使用溫度范圍內(nèi)，容積隨溫度的改變而變化的變化量。由此，即使在潤(rùn)滑油隨溫度改變而發(fā)生變化時(shí)，潤(rùn)滑油的油面常?？删S持在密封空間S1內(nèi)。
循環(huán)槽10由第一及第二的半徑方向槽10a、10c與軸方向槽10b構(gòu)成，在軸方向槽10b的兩端，具有將兩半徑方向槽10a、10c連接的結(jié)構(gòu)。第1半徑方向槽10a在軸承部件3的一方(軸套底部2c側(cè))的端面3c與之相對(duì)的軸套2的面形成。具體說(shuō)來(lái)，在與軸套底部2c的內(nèi)側(cè)面2c1間形成。另外，第2半徑方向槽10c在軸承部件3的其它方(軸套開(kāi)口部2a側(cè))端面3b與其相對(duì)的密封部件5的面形成，具體說(shuō)來(lái)，在與密封部件5的內(nèi)側(cè)面5b間形成。軸向槽10b在軸承部件3的外圓周面與軸套2的側(cè)部2b的內(nèi)圓周面間形成。
在圖14中示出的實(shí)施形態(tài)中，第一及第二的半徑方向槽10a、10c均在軸承部件3的兩端面3c、3b內(nèi)形成，軸方向槽10b在軸承部件3的外圓周面形成。軸部件4旋轉(zhuǎn)時(shí)，例如在止推軸承部T的空間(軸部件4的軸端部周?chē)目臻g)中，若潤(rùn)滑油的壓力升高，則通過(guò)循環(huán)槽10，潤(rùn)滑油產(chǎn)生從止推軸承部T的周?chē)蛎芊饪臻gS1流動(dòng)，由此，在止推軸承部T的周?chē)c密封空間S1的周?chē)系臐?rùn)滑油壓力保持為等壓。因此，氣泡隨著潤(rùn)滑油中局部減壓的產(chǎn)生而生成，可防止發(fā)生由此引起的潤(rùn)滑流體泄漏與振動(dòng)等。另外，在止推軸承部T的周?chē)?，因?rùn)滑油壓力升高的也能夠防止軸部件4的脫殼。與上述相反，密封空間S1的壓力升高時(shí)相同時(shí)，循環(huán)槽10保證止推軸承部T的周?chē)c密封空間S1等壓，也可防止由于氣泡的生成引起潤(rùn)滑油泄漏等與軸部件4被擠壓到軸套底部2C上產(chǎn)生的止推板6的異常磨損這種弊病。
圖15是將循環(huán)槽10’形成在與軸承部件3相對(duì)的部件(軸套2以及密封部件5)上的實(shí)施形態(tài)。即第一半徑方向槽10a’形成在軸套底部2c的內(nèi)側(cè)面2c1上；第二半徑方向槽10c’形成在密封部件5的內(nèi)側(cè)面5b’上；軸向槽10b’形成在軸套側(cè)部2b的內(nèi)圓周面上。通過(guò)該循環(huán)槽10’也可獲得與圖14中所示的實(shí)施形態(tài)相同的效果。
另外在圖14中表示圓筒狀密封空間S1、在圖15中表示圓錐形密封空間S2，但密封空間的形狀未作特別限定。與其相反，在圖14的實(shí)施形態(tài)中也可使用圓錐形密封空間S2；在圖15的實(shí)施形態(tài)中可使用圓筒狀的密封空間S1。
實(shí)施例在圖1示出形態(tài)的流體軸承裝置1上在上述形態(tài)(真空浸油)下注入潤(rùn)滑油，通過(guò)改變那時(shí)真空槽內(nèi)的真空度，制造了在大氣壓下開(kāi)放后使軸套2的內(nèi)部空間殘留的空氣量產(chǎn)生不同的5種試驗(yàn)軸承裝置(實(shí)施例1～2，比較例1～3)。測(cè)定真空浸油后在軸套內(nèi)部空間的殘留空氣量是很困難的，但例如若將真空槽內(nèi)的真空度降壓到380Torr(大氣壓的1/2)，則由于可推算為在大氣壓中敞開(kāi)后的軸套內(nèi)部殘留有50vol％的內(nèi)部空間容積的空氣，所以用這種方法推算出殘留空氣量。
采用上述各軸承裝置，檢驗(yàn)潤(rùn)滑油在減壓環(huán)境下放置時(shí)有無(wú)泄漏(減壓試驗(yàn))；以及將各種軸承裝置安裝成樣機(jī)的電動(dòng)機(jī)；在大氣壓下改變運(yùn)行形態(tài)，檢驗(yàn)在ON-OFF運(yùn)行時(shí)有無(wú)潤(rùn)滑油泄漏(裝機(jī)試驗(yàn))；將試驗(yàn)結(jié)果示于圖16(減壓試驗(yàn))、圖17(裝機(jī)試驗(yàn))。另外，試驗(yàn)條件如下所述減壓機(jī)試驗(yàn)真空度100Torr裝機(jī)試驗(yàn)使用電動(dòng)機(jī)CD-ROM樣機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速8000rpm氣氛溫度60℃電動(dòng)機(jī)配置形態(tài)正置、橫向放置、倒置運(yùn)轉(zhuǎn)條件ON-OFF(一周期30秒)機(jī)試驗(yàn)時(shí)間30萬(wàn)周期在減壓機(jī)試驗(yàn)中，由于軸套內(nèi)部的空間殘留的空氣量依真空槽的真空度不同而有差異，所以即使真空浸油，但在減壓下也有發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏的現(xiàn)象(比較例1～3)。
在裝機(jī)試驗(yàn)中，將潤(rùn)滑油點(diǎn)滴(比較例2、比較例3)在橫向放置或倒置形態(tài)中，在5到20萬(wàn)周期發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏。另一方面進(jìn)行真空浸油(實(shí)施例1、實(shí)施例2、比較例1)在30萬(wàn)周期全部配置形態(tài)下潤(rùn)滑油未發(fā)生泄漏。
因此可提供一種不發(fā)生潤(rùn)滑油泄漏的流體軸承裝置，該裝置如實(shí)施例所述，通過(guò)在100Torr下注入不發(fā)生泄漏的潤(rùn)滑油，即使在推測(cè)的任何使用形態(tài)、環(huán)境條件下，也可穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行、運(yùn)輸。
另外，制作出在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，在墊圈7與密封部件5間，將軸向間隙X1設(shè)定為0.1mm、0.3mm、0.5mm的三種流體軸承裝置(實(shí)施例3～5)。在各種流體軸承裝置1的軸部件4上安裝與樣機(jī)相等負(fù)載的惰速磁盤(pán)9(圖5)，在進(jìn)行1000G落下沖擊試驗(yàn)后，檢驗(yàn)潤(rùn)滑油有無(wú)從墊圈2的內(nèi)部泄漏。沖擊值1000G是參考筆記本式電腦用的HDD裝置等，近年來(lái)的便攜式用電設(shè)備等使用的主軸電動(dòng)機(jī)要求的耐沖擊負(fù)載特性進(jìn)行了設(shè)定。另外，用與上述相同條件對(duì)圖7所示的現(xiàn)有的流體軸承裝置進(jìn)行了試驗(yàn)(比較例4)。圖18示出試驗(yàn)結(jié)果。
從圖18示出試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)再加1000G的負(fù)載時(shí)，在比較例4中，軸部件從軸套脫離(軸承脫殼)，在實(shí)施例3～實(shí)施例5中未發(fā)生軸承脫離。也未發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油泄漏。
另外，將上述實(shí)施例3～實(shí)施例5以及比較例4的流體軸承裝置分別安裝在樣機(jī)電動(dòng)機(jī)(激光束打印機(jī)用廣角掃描裝置電動(dòng)機(jī))上，在下述條件下運(yùn)行后，檢驗(yàn)潤(rùn)滑油是否從軸套內(nèi)部泄漏。試驗(yàn)結(jié)果示于圖19。
運(yùn)行條件樣機(jī)電動(dòng)機(jī)LBP用廣角掃描裝置電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速30000rpm熱循環(huán)曲線參照?qǐng)D6試驗(yàn)時(shí)間20周期電動(dòng)機(jī)配置形態(tài)橫向放置形態(tài)、倒置形態(tài)從圖19中試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在加熱循環(huán)運(yùn)行時(shí)，在比較例4中出現(xiàn)潤(rùn)滑油泄漏，但在實(shí)施例3～5中，即使在橫向放置形態(tài)、倒置形態(tài)的任何一種形態(tài)配置，均未發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油泄漏。
從以上本發(fā)明顯示出以下示出的效果。
(1)在減壓環(huán)境下，特別是由于在從大氣壓至100Torr環(huán)境下，即使在軸套內(nèi)部空間殘留的空氣發(fā)生膨脹、收縮，但由于用潤(rùn)滑油填滿(mǎn)軸套內(nèi)部空間而潤(rùn)滑油不泄漏到外部的水平，所以在高溫、低溫環(huán)境，以及在高原地區(qū)使用和空運(yùn)時(shí)的減壓環(huán)境下等，以電動(dòng)機(jī)使用、運(yùn)輸環(huán)境所推測(cè)的任何環(huán)境條件下，即使在采用正置形態(tài)、倒置形態(tài)、橫向放置形態(tài)等任意形態(tài)時(shí)，也可使?jié)櫥筒粡妮S套內(nèi)部向外部泄漏，進(jìn)行穩(wěn)定地運(yùn)行、運(yùn)輸。
(2)在軸套內(nèi)部空間，在不夾雜空氣的狀態(tài)下，通過(guò)填滿(mǎn)潤(rùn)滑油可防止因空氣的混入產(chǎn)生的潤(rùn)滑油泄漏與氣蝕的發(fā)生。
(3)因與密封部件接觸，通過(guò)將規(guī)定在軸向相對(duì)移動(dòng)到軸部件軸套的一端側(cè)的突出部，可使軸部件常常保持在軸套內(nèi)，防止從軸套脫離。
(4)通過(guò)在突出部與密封部件間設(shè)置0.05mm～0.5mm的軸向間隙，可回避突出部與密封部件的接觸，可獲得穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，即使在軸部件在上述軸向間隙范圍內(nèi)的軸向相對(duì)移動(dòng)時(shí)，也可防止空氣流入到軸套內(nèi)部與防止?jié)櫥蛷妮S套內(nèi)部的泄漏。
(5)在密封部件的圓周面與其相對(duì)的軸部件的外圓周面間，通過(guò)設(shè)置向一端側(cè)逐漸擴(kuò)大的圓錐形的密封空間，以提高密封性，可進(jìn)一步有效地防止?jié)櫥偷男孤?br> (6)通過(guò)設(shè)置使止推軸承部與密封空間連通的循環(huán)槽，即使在止推軸承部與密封空間產(chǎn)生潤(rùn)滑油壓力差的情況時(shí)，也可使兩者等壓。因此可防止由壓力差的發(fā)生引起的氣泡生成、潤(rùn)滑油泄漏、軸承脫殼、止推板的異常磨耗等弊病。
圖20是表示流體動(dòng)壓軸承裝置的其它實(shí)施形態(tài)。該實(shí)施形態(tài)中的動(dòng)壓型軸承裝置，其主要結(jié)構(gòu)有軸承部件3圓筒狀；軸部件4軸套2有底桶狀部件構(gòu)成。
軸承部件3使?jié)櫥突驖?rùn)滑脂油浸在燒結(jié)金屬上，在使細(xì)孔內(nèi)含有油的含油燒結(jié)金屬上形成。作為燒結(jié)金屬，可使用例如銅基或鐵基或雙方為主要成分的金屬，最理想的是使用含銅20～95％成形。該軸承部件3與過(guò)去相同，經(jīng)壓粉成形→燒結(jié)→整形→含油的各工序制造，經(jīng)這種方法所得到的軸承部件3的內(nèi)圓周面以及在一方向的端面3c，通過(guò)沖壓加工等手段形成下述的動(dòng)壓發(fā)生用槽3a1、3a2(動(dòng)壓槽)。
在軸承部件3的內(nèi)圓周，形成作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)具有數(shù)個(gè)動(dòng)壓槽3a1、3a2的徑向軸承面的12a、12b。在圖示例中，舉例示出使在軸向隔離，形成兩個(gè)徑向軸承面12a、12b的情況，但徑向軸承面12a、12b的數(shù)量不限制在兩個(gè)，也可為一個(gè)或三個(gè)以上。徑向軸承面12a、12b、的動(dòng)壓槽3a1、3a2，若是對(duì)軸向成傾斜形狀是足夠的。除如圖中示出人字形排列外，也可以排列成螺旋形。此外，也可使用不具有調(diào)和波形等動(dòng)壓槽的非圓形的徑向軸承面。
軸部件4是由不銹鋼等金屬材料形成。由設(shè)置在直線狀軸部4c與軸部4c的端部的圓盤(pán)狀凸緣部4d構(gòu)成。軸部4c與凸緣部4d，除在壓入的其它部件上形成外，也可用鍛造等手段整體成形。
軸套2將一端開(kāi)口，同時(shí)形成將其它端封閉的有底桶狀。軸承部件3在軸套2的內(nèi)圓周，由壓入或粘接等手段固定。這時(shí)，在軸承部件3的內(nèi)圓周配置軸部件4的軸部4c。在軸套2的底部2c與軸承部件3的一方端面3c間的空間配置凸緣部4d。軸套底部2c，如圖所示，除與桶狀的側(cè)部2b整體成形外，也可與側(cè)部2b在分部件上形成，通過(guò)將這些部件咬合、安裝。側(cè)部2b的開(kāi)口部由于防止油作為潤(rùn)滑流體流出，所以，由密封部件5密封，在密封部件5與其相對(duì)的軸承部件3的端面3b間，為了提高儲(chǔ)油效果，因此形成軸向微小的間隙，在該狀態(tài)下，凸緣部4d的兩個(gè)端面4d1、4d2、分別與軸承部件3的一個(gè)端面3c，以及軸套底部2c的止推承受面9a1相對(duì)。在與凸緣部4d相對(duì)的軸承部件3的3c以及軸套底部2c的內(nèi)底面2c1上分別形成具有作為動(dòng)壓發(fā)生機(jī)構(gòu)的數(shù)個(gè)動(dòng)壓槽(圖示中省略)的止推軸承面11a、11b。止推軸承面11a、11b的動(dòng)壓槽形狀是任意的，除與徑向軸承面12a、12b相同，形成人字形或螺旋形動(dòng)壓槽外，也可形成步進(jìn)型止推軸承面。動(dòng)壓槽代替軸承部件端面3c和內(nèi)底面2c1，可在凸緣部4d的兩個(gè)端面4d1、4d2上形成。這時(shí)，在凸緣部4d的兩個(gè)端面4d1、4d2上形成上述止推軸承面。
在徑向軸承面12a、12b與軸部4c的外圓周面間的微小間隙(徑向軸承間隙)，以及止推軸承面11a、11b與其相對(duì)的面(圖示例為凸緣部4d的兩個(gè)端面4d1、4d2)間的微小間隙(止推軸承間隙)分別填滿(mǎn)作為潤(rùn)滑流體的油。在軸部件4與軸承部件3相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)(本實(shí)施形態(tài)中軸部件4運(yùn)行時(shí))由于各軸承面12a、12b、11a、11b的作用，在徑向軸承間隙與止推軸承間隙產(chǎn)生油的動(dòng)壓，軸部件4在徑向以及止推方向的兩個(gè)方向上對(duì)軸承部件3以非接觸方式支撐。
在軸承部件3的外圓周上，面對(duì)軸向形成在該兩端面3b、3c上開(kāi)口的槽，即循環(huán)槽10。該循環(huán)槽10是使在軸套2的底部2c與軸承部件3的端面3c間的密封空間與軸承外部連通的結(jié)構(gòu)，發(fā)揮著作為使油在軸向流通的通路作用。循環(huán)槽10中的油被軸承部件3吸收，另一方面，從軸承部件3的表面滲出再供給各軸承間隙。在本發(fā)明中，由于下述理由，規(guī)定該循環(huán)槽10在圓周方向上等間隔設(shè)置三個(gè)以上，最理想的是三個(gè)(參照?qǐng)D21)。
于是，在形成三個(gè)循環(huán)槽10時(shí)，整形后由于循環(huán)槽10的部分與其它部分的彈回量不同，所以軸承部件3，如圖23所示，變形為由三條大直徑圓弧13構(gòu)成的略三角形斷面(以下將這種變形的軸承部件稱(chēng)作“3圓弧軸承”)；另外，在形成四個(gè)循環(huán)槽10時(shí)，由于同樣的理由，整形的軸承部件，如圖24所示，變形為四個(gè)由四條大直徑圓弧13構(gòu)成的略四角形斷面(也稱(chēng)為“4圓弧軸承”)；圖示中雖作省略，但在設(shè)置成5以上的循環(huán)槽10時(shí)，也變形成具有與循環(huán)槽10數(shù)量相同的大直徑圓弧的多角形(“5圓弧軸承”、“6圓弧軸承”等)的斷面。另外，圖23及圖24，為了通俗理解，所以對(duì)圓形的變形率作了放大性地描述，但用眼睛不能明確辨認(rèn)這種程度的變形。
圖22是表示現(xiàn)有徑向軸承的2圓弧軸承、3圓弧軸承以及4圓弧軸承中的油膜無(wú)次元?jiǎng)傂缘慕馕鼋Y(jié)果。這是用雷諾微分方程式這種二階微分方程式表示軸承間隙內(nèi)的流體壓力，并由計(jì)算機(jī)將其在數(shù)值上解出求值所得到的結(jié)果。在壓力呈減壓的范圍內(nèi)，作為壓力極限條件使用雷諾條件。在此所說(shuō)的雷諾條件，是在油膜斷裂部，壓力梯度為零時(shí)滿(mǎn)足流量連續(xù)的條件。
在此，2圓弧軸承、3圓弧軸承以及4圓弧軸承是在各自的圓周方向上，以10°為寬度，分別設(shè)置2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)等間隔循環(huán)槽10的軸承。另外，任何一個(gè)軸承都可將軸承部件3的軸向長(zhǎng)度L與外徑之比(L/D)設(shè)定為0.5。另外，軸部件4的偏心率ε，以ε＝0.1作為標(biāo)準(zhǔn)。(2圓弧軸承的偏心率是0.0868)。另外，ε＝0表示如圖25中虛線所示的軸承部件3與軸承部件4的軸心一致的狀態(tài)；ε＝1，表示如該圖的雙點(diǎn)虛線所示的軸部件4內(nèi)接在軸承部件3的狀態(tài)(圖25中的徑向軸承的寬度作了放大性地描述)。
圖中的Kxx、Kyy、Kxy、Kyx是表示油膜彈性的常數(shù)的參數(shù)；用軸承面分別將在數(shù)值上解出的壓力部分布積分，通過(guò)在x方向、y方向上分別將在x、y方向求出的負(fù)載通過(guò)數(shù)值微分求出。用無(wú)次元表示這些數(shù)值，若用Kij表示4個(gè)無(wú)次元?jiǎng)傂?，則有次元?jiǎng)傂訩ij由下式表示Kij＝(W/Cp)Kij式中，W表示軸承負(fù)載，Cp表示軸承半徑間隙。
注腳xx是表示在X方向(橢圓的短軸方向)產(chǎn)生力的在X方向的位移；yy表示是表示在Y方向(橢圓的短軸方向)產(chǎn)生力的在Y方向的位移；xy是表示X方向(橢圓的短軸方向)產(chǎn)生力在Y方向的位移；yx是表示在Y方向(橢圓的短軸方向)產(chǎn)生力的X方向的位移。標(biāo)注注腳xy、yx是表示受到不是自己而是受到來(lái)自其它運(yùn)動(dòng)的位移產(chǎn)生的力的連續(xù)項(xiàng)。在連續(xù)項(xiàng)大時(shí)，增大了軸部件4的振擺回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性。由圖22可以理解在2圓弧軸承中，Kxx與Kyy不平衡，對(duì)于負(fù)載方向產(chǎn)生的軸承剛性之差大；在3圓弧軸承及4圓弧軸承中，為了使兩個(gè)值的達(dá)到平衡，而無(wú)這種不匹配的現(xiàn)象。由上述看出，彈回后的軸承部件3的斷面形狀應(yīng)近似于3圓弧軸承與4圓弧軸承，循環(huán)槽10的數(shù)量固定為3個(gè)以上是理想的。
另一方面，在考慮批量生產(chǎn)時(shí)的徑向軸承間隙的間隙管理時(shí)，在4圓弧軸承中，根據(jù)測(cè)量方向，對(duì)于內(nèi)徑尺寸形成大的誤差(參照?qǐng)D24的箭頭)；而在3圓弧軸承中，這種誤差小(參照?qǐng)D23的箭頭)。因此，與4圓弧軸承相比，3圓弧軸承可減少內(nèi)徑尺寸公差的范圍，可以更低成本制造。另外，若根據(jù)圖22，則連續(xù)項(xiàng)Kxy、Kyx的絕對(duì)值，由于3圓弧軸承小，所以甚至在這點(diǎn)上也是3圓弧軸承更理想的。另一方面，在5圓弧軸承以上的軸承中，為了要使彈回變形后的斷面形狀接近于圓形軸承，因此在軸部件4既有產(chǎn)生被稱(chēng)作旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定自勵(lì)運(yùn)動(dòng)的可能性，也增大了槽加工的成本。由于以上理由，要將彈回變形后的形狀近似為3圓弧軸承，則循環(huán)槽形成3個(gè)是最理想的。
圖26是在兩個(gè)徑向軸承面12a、12b中，將軸套2的底部側(cè)的軸承面12b對(duì)其它軸承面12a在軸向形成非對(duì)稱(chēng)，采用動(dòng)壓槽3a1、3a2加強(qiáng)油向軸套底部側(cè)吸入力的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，由于油膜的形成范圍偏離軸套底部側(cè)，所以增加了在循環(huán)槽10中流入的油量，在現(xiàn)有的兩個(gè)循環(huán)槽(25參照?qǐng)D8)中，存在著不能充分吸收油的流動(dòng)速度的可能性。但如上訴所述，通過(guò)將循環(huán)槽10設(shè)置成3個(gè)以上，就可以避免這種困境。循環(huán)槽的數(shù)量可按油的流動(dòng)決定，當(dāng)考慮到旋轉(zhuǎn)精度，如上述所述，形成3個(gè)循環(huán)槽10是最理想的。
如根據(jù)本發(fā)明，由于在軸承部件的外圓周上形成3個(gè)以上的循環(huán)槽，所以可防止在整形后因軸承部件的彈回變形使軸承剛性不穩(wěn)定，還可進(jìn)一步提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
權(quán)利要求
1.一種的流體軸承裝置，其特征在于其在含有軸套在一端側(cè)具有開(kāi)口部，在其它端側(cè)具有底部；軸部件及軸承部件被配置在上述軸套中；徑向軸承部被設(shè)置在上述軸承部件的內(nèi)圓周面與上述軸部件的外圓周面間，用在徑向軸承部間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜，在徑向采用非接觸式將上述軸部件支撐；止推軸承部被設(shè)置在上述軸套的底部，在止推方向?qū)⑸鲜鲚S部件的其它端側(cè)的端面支撐；密封部件被配置在上述軸套的開(kāi)口部的結(jié)構(gòu)中，其特征在于設(shè)置成與上述密封部件接觸，將規(guī)定在軸向相對(duì)移動(dòng)到對(duì)上述軸部件的上述軸套的一端側(cè)的突出部設(shè)置在上述軸部件上。
2.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于上述軸套的內(nèi)部空間用潤(rùn)滑油填滿(mǎn)，且即使因在從大氣壓到100Torr的減壓環(huán)境下，上述軸套的內(nèi)部空間殘留的空氣的膨脹、收縮，潤(rùn)滑油也不從上述軸套的內(nèi)部泄漏。
3.如權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置，其特征在于在上述突出部與上述密封部件間，設(shè)置0.05mm～0.5mm的軸向間隙。
4.如權(quán)利要求2所述的流體軸承裝置，其特征在于在上述突出部與上述密封部件間，設(shè)置0.05mm～0.5mm的軸向間隙。
5.一種流體軸承裝置，其特征在于其在含有軸套在一端側(cè)具有開(kāi)口部，在其它端側(cè)具有底部；軸部件及軸承部件被配置在上述軸套中；徑向軸承部被設(shè)置在上述軸承部件的內(nèi)圓周面與上述軸承部的外圓周面間，用在徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜，在徑向采用非接觸式，將上述軸部件支撐；止推軸承部在止推方向?qū)⑤S部件的軸端部采用接觸式支撐；密封部件被配置在上述軸套的開(kāi)口部，在與軸部件的外圓周間形成密封空間的結(jié)構(gòu)中，其特征在于設(shè)置使止推軸承部與密封空間連通的循環(huán)槽。
6.如權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置，其特征在于其含有第一半徑方向槽上述循環(huán)槽在軸套的底部側(cè)，在與軸承部件一端面與該相對(duì)的軸套的面間形成；第二半徑方向槽在軸套開(kāi)口部側(cè)，在軸承部件的其它端面與其相對(duì)的密封部件的面間形成；軸向槽在軸承部件的外圓周面與軸套的內(nèi)圓周面間形成。
7.一種電動(dòng)機(jī)，其特征在于其含有從權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)記述的流體軸承裝置。
8.一種流體動(dòng)壓軸承裝置，其特征在于其在含有軸部件；軸承部件由含油燒結(jié)金屬構(gòu)成，通過(guò)軸部件的外圓周與徑向軸承間隙，相對(duì)；軸套將軸部件固定在內(nèi)圓周內(nèi)；以軸部件與軸承部件的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)，使流體動(dòng)壓發(fā)生在徑向軸承間隙，采用非接觸式將軸部件支撐；且在軸部件的外圓周使其兩端面形成開(kāi)口，形成潤(rùn)滑流體流動(dòng)的槽的結(jié)構(gòu)中，其特征在于具有3個(gè)以上的上述槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流體軸承裝置，用密封部件(5)被密封的軸套(2)的內(nèi)部空間含有軸承部件(3)的內(nèi)部氣孔(多孔組織氣孔)，使空氣不夾雜、用油潤(rùn)滑體填滿(mǎn)，該潤(rùn)滑油的油面位于密封空間S1內(nèi)。在100Torr的減壓下，即使將流體軸承裝置(1)以正置形態(tài)、倒置形態(tài)、橫向放置形態(tài)、傾斜配置形態(tài)等任意形態(tài)配置時(shí)，潤(rùn)滑油不泄漏到軸套(2)的外部。
文檔編號(hào)F16C32/00GK1782451SQ20051012431
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月13日
發(fā)明者栗村哲彌, 山本康裕, 川瀨達(dá)夫 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社