流体轴承装置用轴套及其制法、流体轴承装置、主轴电机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种流体轴承装置用轴套，其具备由烧结用金属粉末和含浸用树脂构成的内部区域、和将内部区域的表面覆盖且通过喷丸处理所形成的表面变形区域。由于表面变形区域是通过喷丸处理所形成的，因此可以使在表面附近的烧结用金属粉末之间形成的气孔减少。由此可以防止轴承部的支承压力通过气孔释放，可以防止轴承刚性的降低。这样可以在烧结金属制轴套中防止轴承刚性的降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流体轴承装置用轴套、尤其涉及一种烧结金属制轴套、采用烧结金属制轴套的流体轴承装置、主轴电机及轴套的制造方法。
技术介绍
近年来，采用旋转的圆盘的记录装置等，由于其内存容量增大，并且数据的传送数据在高速化，因此其中使用的记录装置的轴承为了使圆盘负载始终高精度地旋转故而要求有很高的性能和可靠性。因此在这些旋转装置中采用适于高速旋转的动压流体轴承装置。动压流体轴承装置，使润滑流体例如油介入轴与轴套之间，在旋转时通过动压产生槽产生泵压力(pumping pressure)，由此因轴是相对轴套以非接触的方式旋转的，没有机械摩擦，因此适于高速旋转。以下，参照图32～图34，针对以往的动压流体轴承装置的一例进行说明。图32是表示以往例的动压流体装置的概略结构的剖面图。在图32中，动压流体轴承装置，具有轴911、凸缘912、轴套913、止推板914、油915、转子916、底座917。轴911具有一体化的凸缘912，轴911旋转自由地被插入轴套913的轴承孔913C中，轴套912被收容在轴套913的凹部。在轴911的外周面或者轴套913的内周面的至少一方设置动压产生槽913A、913B，或者在凸缘912的与轴套913之间的对置面、以及在凸缘912与止推板914之间的对置面设置动压产生槽912A、912B，将止推板914固定在轴套913上。各动压产生槽913A、913B、912A、912B附近的轴承间隙，至少用油915填满。在转子916中固定有圆盘918另一方面，在底座917中将轴套913固定，在转子中安装未图示的转子磁铁，或者在底座917上与转子磁铁对置的位置固定未图示的电机定子。关于按照以上方式构成的以往的流体轴承式旋转装置，针对其动作进行说明。如果向未图示的转子磁铁赋予旋转力，则使转子916、轴911、凸缘912、圆盘918开始旋转。通过旋转使动压产生槽913A、913B、912A、912B将油915集拢，在轴911与轴套913之间、以及凸缘912与轴套913以及止推板914之间产生泵压力。由此轴911相对轴套913和止推板914以非接触的方式旋转，通过末图示的磁头或者光学头，进行圆盘918上的数据的记录再生。一般来说，流体轴承装置的轴套是由金属材料通过切削加工等制造的，但也提出过一种目的在于进一步降低制造成本的烧结金属制轴套(例如参照专利文献1)。作为烧结金属，是指成形并烧结例如铜合金等金属粉末而成的烧结体。在由金属棒等通过切削加工等制造轴套时，会产生许多金属屑造成材料浪费。但是在通过烧结制造轴套时，由于成形并烧结金属粉末，因此不会产生金属屑就不会有材料浪费了。并且在轴套的内周面成形动压产生用槽时，以往需要进行切削加工或电解加工，而在通过烧结制造轴套时，如果事先对成形用模具上与动压产生用槽对应的部分进行加工，则轴套成形的同时动压产生用槽也可以成形。根据以上所述，由于烧结金属制轴套的制造所需要的工序数以及时间是通过切削加工等制造相同部件时的几分之一，因此若由烧结来制造轴套则可以大副降低轴套的制造成本。但是，与烧结金属制轴套可以降低成本相反，其性能上存在问题。具体来说，由于烧结金属是金属粉末的集合体因此是多孔质的，在内部有着许多气孔(在金属粉末之间形成的较小的空间)。在气孔中存在被称作“组织气孔”的在烧结体的内部的气孔、和被称作“表面气孔”的在烧结体的表面开口的气孔。在一般的烧结金属中，由于表面气孔与组织气孔是连通的，因此润滑油通过气孔便可以穿过烧结金属的内部。在流体轴承装置中使用烧结金属制轴套时，润滑油穿过轴套，由径向轴承部产生的支承压力向轴套的外周侧释放。其结果为，例如在径向轴承部产生的支承压力降低，径向轴承部的刚性降低大约30％左右。并且，如此便提出了一种按照径向轴承部的支承压力不会向轴套的外周侧释放的方式在轴套的外周侧嵌入杯状部件。但是，这种情况下，由于流体轴承装置的部件件数增加，所以通过烧结金属制轴套来降低制造成本的效果降低。因此，为了利用烧结金属制轴套的低成本这样的优点，要求一种不会使轴承刚性降低的烧结金属制轴套。因此，本案的专利技术者，开发提出了一种使树脂含浸在烧结体轴承中并密封气孔的技术。然而，在使树脂含浸在压粉烧结体轴承中时，在一般的工序中树脂含浸材料易残留在轴承材料表面。因此，树脂含浸易对尺寸精度产生恶劣影响。并且，事实上是很难将在作为多孔质材料的压粉烧结体的表面以及内部存在的空穴完全填埋的。进而，由于需要将作为多孔质材料的压粉烧结体的表面附近残留的表面附着树脂去除，因此表面几乎没有树脂残余。这样实际情况是没有充分实现含浸树脂的效果。因此，如图33所示，在多孔质的轴套913的内部存在有空穴(孔洞)。因此，例如即使最初将油915注入轴承间隙整体直至图中标号U的位置，在放置大约500个小时之后，油915A进入轴套913内的空穴中，油915的液面高度下降至图中V的位置为止。其结果，动压产生槽913A与轴911摩擦而烧粘。并且，如图33所示，在多孔质的轴套913的外部表面渗出油915B。因此，油915B蒸发，气态的油会污染周围。另外，多孔质的轴套913这样的密封不足的问题，可按照如下来诊断。在未图示的烧杯中倒入足量的油，将轴套913单独、或者是在将轴911、凸缘912、止推板914与轴套913组装一起的状态下浸渍放置，在大约500个小时之后测定总重量的增加来求出渗入(soak)多孔质材料的油重量。但是，以往是如图34所示通过80℃、500个小时的油中浸渍确认2(mg)以上的变化(重量变化)。由于在轴承装置中填充的整体油量为10毫克左右，因此该变化对于动压流体轴承装置而言大大损害了可靠性。进一步，一般动压流体轴承装置中的轴套913与轴911之间的间隙被设定为5(μm)左右。因此，密封孔处理后的表面处理精度、使用时的热膨胀系数差中的使用环境温度差、以及磨耗粉等问题，对于流体轴承装置是不可避免的。专利文献12003-314536号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于在烧结金属制轴套中防止轴承刚性的降低。第一技术方案的流体轴承装置用轴套，具备内部区域，其由烧结用金属粉末和含浸用树脂构成；和表面变形区域，其将内部区域的表面覆盖，由烧结用金属粉末构成。表面变形区域的烧结用金属粉末部分的平均密度，比内部区域的烧结用金属粉末部分的平均密度大。在该轴套中，由于表面变形区域的烧结用金属粉末部分的平均密度比内部区域的烧结用金属粉末部分的平均密度更大，因此内部区域被气孔较少的层覆盖。此外，在内部区域的内部有含浸用树脂进入气孔。由此，可以防止轴承部的支承压力通过气孔释放，可以防止轴承刚性的降低。在此所说的平均密度是指用体积除重量后的值，例如轴套的平均密度是指用根据轴套的外形求出的体积除轴套的重量后的值。第二技术方案中的流体轴承装置用轴套，具备内部区域，其由烧结用金属粉末和含浸用树脂构成、和表面变形区域，其将内部区域的表面覆盖，且由烧结用金属粉末构成。表面变形区域从内部区域侧向表面侧的烧结用金属粉末部分的密度逐渐增大。在该轴套中，由于表面变形区域的烧结用金属粉末部分的密度从内部区域侧向表面侧逐渐变大，因此表面变形区域的表面密度最大。由此，尤其在表面变形区域的表面可以确切地防止轴承部的支承压力释放，可以防止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体轴承装置用轴套，具备：　　　　内部区域，其由烧结用金属粉末和含浸用树脂构成；和　　　　表面变形区域，其将所述内部区域的表面覆盖，由烧结用金属粉末构成，　　　　所述表面变形区域的烧结用金属粉末部分的平均密度比所述内部区域的烧结用金属粉末部分的平均密度大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浜田力，浅田隆文，石川胜男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]