本发明专利技术提供一种流体轴承装置，该流体轴承装置能够阻止工作流体向轴承外部流出并防止径向轴承刚性降低，而且能够良好地维持推力轴承和径向轴承间隙，并能稳定转动。本发明专利技术是一种流体轴承装置，轴（２）插入套筒（１）的轴承孔（１ｂ）内可相对自由旋转，在轴（２）外周面和套筒（１）内周面至少一个面上设置具有动压发生槽（３Ａ、３Ｂ）的径向轴承面，工作流体（１１）充满所述轴（２）和套筒（１）之间空隙，轴（２）由高锰铬钢或不锈钢构成，套筒（１）整体是包含重量超过６０％的铁或铜的金属粒子构成的烧结金属，树脂、金属或水玻璃被含浸在存在于该烧结金属表面空孔中并硬化。由此，能够阻止工作流体（１１）从套筒（１）向轴承外部泄漏，同时，能够防止轴承内部的压力降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用动压流体轴承的流体轴承装置。本专利技术的流体轴承装置能够适用于特别适合硬盘装置或其他磁盘装置的电动机等的流体轴承装置，也可以适用于其他机器。而且，特别适合于使用油(润滑油)作为工作流体的场合，但是，也可以适用于使用空气作为工作流体的流体轴承装置，还适用于使用空气之外的气体作为工作流体的流体轴承装置。
技术介绍
近些年来，使用磁盘等的记录装置等由于其存储容量增大，而且数据传送速度高速化，在这种记录装置中使用的轴承装置必须具有高速且高精度的旋转功能，在其旋转动主轴部使用流体轴承装置。下文参考图9～13对现有流体轴承装置的一个示例进行介绍。如图9和图10所示，具有轴承孔30a的套筒主体30由烧结了铜合金等金属粒子的烧结金属构成，并一体地插入由金属或树脂加工的套筒罩31内部而固定。从而，由所述套筒主体30和套筒罩31构成套筒。轴32嵌合在套筒主体30的轴承孔30a内可自由旋转。轴32具有一体的止推法兰33。止推法兰33被收容在由套筒主体30、套筒罩31和止推板34所围成的空间部42内。止推法兰33设置得以与止推板34和套筒主体30二者面相对地被夹持姿态而能够旋转。转动毂35固定在轴32上。转动磁铁36固定在该转动毂35的粗大直径部内周上。电动机定子37面对转动磁铁36地安装在基座38内。在套筒主体30的轴承孔30a的内周面上以及与其相对的轴32的外周面中至少一个面上设置动压发生槽39A、39B。在止推法兰33和止推板34的相对面上设置动压发生槽40A，而且，根据需要在止推法兰33和套筒主体30的对置面中至少一个面上设置动压发生槽40B。将作为工作流体的油41注入动压发生槽39A、39B、40A、40B与临轴32及套筒主体30之间的空隙内或设置了止推法兰33的空间部42内。下文使用图9和图10介绍上述那样构成的现有流体轴承装置的工作。在图9中，首先，一旦向电动机定子37通电，产生转动磁场，轴32、止推法兰33和转动磁铁36与转动毂35一体开始转动，此时，动压发生槽39A、39B、40A、40B使油41产生泵送压力，动压产生槽39A、39B、40A、40B形成的面与对置面相对着上浮并非接触转动。也就是说，在动压发生槽39A、39B的位置形成以径向具有规定间隙状态可自由转动支撑的径向轴承，在动压发生槽40A、40B的位置形成以推力方向具有规定间隙状态可自由转动支撑的推力轴承。根据上述结构的流体轴承装置，由于由烧结金属形成套筒主体30且能够将烧结后的产品放入模具内进行压制成形，采用压制加工能够高精度且节省时间地制造动压发生槽39A、39B、40A、40B。因此不象使用一般金属材料制造套筒主体那样在后续工序执行精密切削加工等槽加工就能制造动压发生槽39A、39B、40A、40B，能够使制造成本降低。但是，在上述那样构成的现有流体轴承装置中，存在下述问题。如图10所示，轴32插在套筒主体30的轴承孔30a内可自由旋转，但是，由烧结金属形成的套筒主体30在内部具有2～15％面积程度的空孔30d，并由包含重量超过60％的铜合金且使油41在低压下含浸在空孔30d中的材料组成。因而，一旦轴承内部的温度升高，含浸在套筒主体30内的油41流出到套筒主体30外部；一旦流出到套筒主体30的外周面等外部，油41流出轴承外部，污染周围空气。而且，图11显示了套筒主体30的表面照片，如图11所示，由于套筒主体30表面具有空孔30d，在动压发生槽39A、39B、40A、40B的作用下，在轴承内部产生的2～5个气压的压力从表面的空孔30d大约泄漏30％，且径向轴承的刚性下降30％，轴32不能非接触地旋转，且旋转中会与套筒主体30接触并摩擦。图12显示根据表面面积空孔率(％)计算的径向轴承刚性下降比率(％)的计算值。而且，图11是烧结金属表面0.30mm×0.32mm范围的放大照片，黑的部分表示空孔30d，白的部分表示金属部分(有光泽)。因而，在现有的流体轴承装置中，需要能从外周覆盖套筒主体30的套筒罩31，并且由所述套筒罩31将油41流出到轴承外部控制到最小限度。为了解决这种问题，日本专利文献1(特开2003-322145号公报)等介绍了一种流体轴承装置，作为阻止油41向轴承外部流出的结构，由非透油性的被覆层覆盖着嵌合在套筒罩31内的套筒主体30表面。根据这种结构，由于套筒主体30的表面由非透油性的被覆层覆盖，油不能浸入到套筒主体30的空孔内，因而，能够防止油41通过套筒主体30流出到轴承外部。而且，还能够防止轴承内部油41的压力降低，能够防止径向轴承刚性降低。但是，在上述现有的流体轴承装置中，存在下述问题。如图13所示，插入套筒罩31内并固定的套筒主体30倾斜固定着的情况下，由于轴承孔30a和止推板34之间的直角度产生偏差，推力轴承和径向轴承的间隙不均匀，且不能稳定地支撑，在上述偏差大时，轴32摩擦着套筒主体30的内面，产生不能非接触旋转的问题。而且将套筒主体30插入并固定在套筒罩31内的操作是必须的，同时，由于套筒主体30和套筒罩31是独立设置的，仅其状态也存在零件数量多的缺点。图14表示在各种温度下径向轴承半径空隙(um)、油41的粘度(mm2/s)、轴承摩擦转矩(g/cm)的计算值，但是，由于套筒主体3的铜合金线膨胀系数是20.5×10-6(/℃)，另一方面，轴32的马氏体不锈钢1的线膨胀系数是10.3×10-6(/℃)，所以，在低温下，一方面油41的粘度变得非常大，但是套筒主体30的内径变得过小，轴承孔30a和轴32之间的半径空隙变窄，存在旋转变沉重的问题。因而在使用这种流体轴承装置的电动机中，低温时消耗电流变大。
技术实现思路
本专利技术解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种流体轴承装置，该流体轴承装置能够阻止油等工作流体向轴承外部流出，同时能防止径向轴承刚性降低，而且能够良好地维持推力轴承和径向轴承的间隙，并能稳定且非接触地转动，还能在低温下良好地维持轴承的性能。本专利技术是一种流体轴承装置，轴插入套筒的轴承孔内可相对自由旋转，在轴外周面和套筒内周面至少一个面上，设置具有动压发生槽的径向轴承面，工作流体充满所述轴和套筒之间的空隙，相对固定侧的基座，可自由转动地支撑转动侧的转动毂，该流体轴承装置的特征在于，固定在转动毂或基座上的轴由高锰铬钢或不锈钢构成，固定在转动毂或基座上的套筒整体是由包含重量超过60％的铁或铜的金属粒子组成的烧结金属，树脂、金属或水玻璃被含浸在存在于该烧结金属表面的空孔内并硬化。在这种结构中，通过使树脂、金属或水玻璃含浸在存在于构成套筒的烧结金属表面空孔内并硬化，能够阻止油等工作流体从套筒表面的空孔向轴承外部流出，同时能防止轴承内部的压力低下，防止径向轴承刚性低下，并能够提高可靠性。而且，通过由烧结金属构成套筒整体，能够良好地维持推力轴承和径向轴承的间隙，并减少零件数量和组装工作量。而且，由于烧结金属组成的套筒原料的金属粒子成分是铁系，轴的线膨胀系数能变得比套筒的线膨胀系数大，在低温下套筒和轴之间空隙变大，即使低温下油的粘度变大，也能够防止轴的相对旋转变沉重，在使用该流体轴承装置的电动机中，能够将低温下的消耗电流控制在最小限度。附图说明图1是本专利技术实施例1的流体轴承装置剖面图；图2是同一流体轴承装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流体轴承装置，轴插入套筒的轴承孔内可相对自由旋转，在轴外周面和套筒内周面中至少一个面上设置具有动压发生槽的径向轴承面，工作流体充满所述轴和套筒之间空隙，相对固定侧的基座，可自由转动地支撑转动侧的转动毂，其特征在于：固定在转动毂或 基座上的轴由高锰铬钢或不锈钢构成，固定在转动毂或基座上的套筒整体是由包含重量超过６０％的铁或铜的金属粒子构成的烧结金属，树脂、金属或水玻璃被含浸在存在于该烧结金属表面的空孔内并硬化。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅田隆文，滨田力，大野英明，得能保典，
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]
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