專利名稱：流體軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種依靠徑向軸承間隙中產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜非接觸支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的流體軸承裝置。該軸承裝置，適于用作信息設(shè)備例如HDD、FDD等磁盤裝置，CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盤裝置，MD、MO等光磁盤裝置等的主軸馬達(dá)、激光打印機(jī)(LBP)的多角度掃描儀或電氣設(shè)備例如軸流式風(fēng)機(jī)等的小型馬達(dá)。
背景技術(shù)：
上述各種馬達(dá)，除了高旋轉(zhuǎn)精度以外，還要求高速化、低成本化、低噪音化等。決定這些要求性能的構(gòu)成要素之一，有支撐該馬達(dá)主軸的軸承，近年來(lái)，作為這種軸承，在上述要求性能上具有優(yōu)異特性的流體軸承的使用被研究、或被實(shí)際使用。
這種流體軸承，與具備使軸承間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油發(fā)生動(dòng)壓的動(dòng)壓發(fā)生裝置的動(dòng)壓軸承、不具備動(dòng)壓發(fā)生裝置的所謂純圓軸承(軸承面為純圓形狀的軸承)有很大區(qū)別。
例如，裝入HDD等磁盤裝置的主軸馬達(dá)中的流體軸承裝置中，設(shè)有徑向旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐軸構(gòu)件的徑向軸承部和推力方向(軸向)旋轉(zhuǎn)自由地支撐軸構(gòu)件的推力軸承部(軸向軸承部)，作為徑向軸承部，采用在軸承套筒內(nèi)周面或軸構(gòu)件外周面設(shè)置用于發(fā)生動(dòng)壓的槽(動(dòng)壓槽)的動(dòng)壓軸承。作為推力軸承部，采用例如在軸構(gòu)件的法蘭部?jī)刹炕蚺c之對(duì)置的面(軸承套筒的端面和固定在殼體上的推力構(gòu)件的端面等)設(shè)置動(dòng)壓槽的動(dòng)壓軸承(例如，參照特開2000-291648號(hào)公報(bào))?；蛘?，也有作為推力軸承部，采用依靠止推板接觸支撐軸構(gòu)件一端面這種結(jié)構(gòu)的軸承(所謂的樞軸軸承)的情況(例如，參照特開平11-191943號(hào))。
通常，軸承套筒被固定在殼體內(nèi)周的規(guī)定位置，另外，為了防止注入到殼體內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油泄漏到外部，而很多時(shí)候在殼體開口部配置密封構(gòu)件。
上述構(gòu)成的流體軸承裝置，由殼體、軸承套筒、軸構(gòu)件、推力構(gòu)件及密封構(gòu)件這樣的部件構(gòu)成，為了確保隨著信息設(shè)備的日益高性能化而成為必要的高的軸承性能，而致力于提高各部件加工精度和組裝精度。其另一方面，隨著信息設(shè)備的低價(jià)格化的傾向，而相對(duì)于這種流體軸承裝置的降低成本的要求也日益強(qiáng)烈。
在謀求這種流體軸承裝置的低成本化上很重要的一點(diǎn)，就是組裝工序的效率化。即，殼體和軸承套筒、殼體和推力構(gòu)件、殼體和密封構(gòu)件，通常很多時(shí)候采用粘接劑固定，而從粘接劑的涂布到固化需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，成為降低組裝工序效率的一個(gè)原因。另外，還擔(dān)心有由于粘接劑造成的逸出氣體的發(fā)生和粘接力的隨時(shí)間變化而變差(經(jīng)時(shí)劣化)等的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流體軸承裝置，降低這種流體軸承裝置的殼體的制造成本、同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)殼體與軸承套筒等的固定部的無(wú)粘接劑化，從而謀求組裝工序的效率化、更進(jìn)一步降低成本。
本發(fā)明的其他目的在于提供一種流體軸承裝置，其減少?gòu)牟考嗷ラg的固定部產(chǎn)生的逸出氣體的發(fā)生和固定力的隨時(shí)間變化而變差。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的流體軸承裝置，其構(gòu)成是具備殼體、配置在殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、依靠軸承套筒內(nèi)周面與軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜徑向非接觸支撐軸構(gòu)件的徑向軸承部，殼體由從配合3～35vol％填充材料的非晶性樹脂及配合2～30vol％填充材料的結(jié)晶性樹脂中選擇的一種樹脂材料形成，且利用熔敷將軸承套筒固定在殼體上。
樹脂制的殼體，能夠由注射成形等模具成形形成，因此，與經(jīng)車削等機(jī)械加工形成的金屬制殼體相比較，能夠低成本制造，同時(shí)與經(jīng)沖壓加工形成的金屬制殼體相比較能夠確保比較高的精度。
另外，利用熔敷將軸承套筒固定在殼體上，從而，與現(xiàn)有的利用粘接劑固定相比較，能夠防止或抑制從固定部產(chǎn)生的逸出氣體發(fā)生和固定力的經(jīng)時(shí)劣化等。
在此，所謂“熔敷”是指要接合的2構(gòu)件的一方或雙方的接合面熔融并粘合的現(xiàn)象。作為熔敷方法，可根據(jù)要接合的構(gòu)件的材質(zhì)和接合條件、其他諸條件等適宜選擇例如、超聲波熔敷、振動(dòng)熔敷、高頻感應(yīng)加熱熔敷、熱版熔敷等而采用。一般，超聲波熔敷是通過(guò)在超聲波振動(dòng)同時(shí)施以加壓力、從而使樹脂制品局部發(fā)生高強(qiáng)度的摩擦熱、使接合面熔融而粘合的方法。另外，振動(dòng)熔敷是通過(guò)對(duì)要接合的2構(gòu)件加壓并向規(guī)定方向振動(dòng)從而使接合面熔融而粘合的方法。另外，高頻感應(yīng)加熱熔敷是對(duì)要接合的構(gòu)件外加高頻磁場(chǎng)、利用過(guò)電流損失從而使之發(fā)熱、使接合在熔融而粘合的方法。另外，熱版熔敷是使高溫的熱源(熱板)與樹脂制品的接合面接觸、使接合面熔融而粘合的方法。這些熔敷方法中，從設(shè)備簡(jiǎn)單可行、可短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熔敷作業(yè)這點(diǎn)來(lái)看，超聲波熔敷特別作為優(yōu)選。
以非晶性樹脂形成殼體時(shí)，以下方面需要注意。即，一般而言，非晶性樹脂在超聲波熔敷等熔敷時(shí)的熔敷性上優(yōu)異，因此，利用熔敷將軸承套筒固定在非晶性樹脂制殼體上，從而，能夠獲得兩者的牢固且穩(wěn)定的固定狀態(tài)。其另一方面，非晶性樹脂與結(jié)晶性樹脂相比較，具有耐油性差的傾向，在存在熔敷時(shí)的殘余應(yīng)力等應(yīng)力的條件下，非晶性樹脂制殼體與填充在內(nèi)部空間的潤(rùn)滑油接觸，從而，存在殼體上發(fā)生應(yīng)力破裂的可能性。該應(yīng)力破裂，是一種樹脂在一定應(yīng)力下與潤(rùn)滑油(溶劑)接觸、從而潤(rùn)滑油滲透擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部、發(fā)生破裂的現(xiàn)象(也有時(shí)叫做“溶劑破裂”。)，不過(guò)，即使在無(wú)應(yīng)力下幾乎不發(fā)生由于與潤(rùn)滑油接觸而造成破裂的情況下，在在一定應(yīng)力條件下也有時(shí)會(huì)引起這種現(xiàn)象。
為此，為了防止殼體由于應(yīng)力破裂而劣化，而將填充材料相對(duì)于非晶性樹脂的配合比例限定在35vol％以下。如上所述，非晶性樹脂一般在熔敷性上優(yōu)異，不過(guò)，該熔敷性具有隨著填充材料的配合量增加而降低的傾向。從而，若填充材料的配合量過(guò)大，則為了確保固定部(熔敷部)所必須的固定強(qiáng)度，而產(chǎn)生提高熔敷時(shí)間等熔敷條件的必要，與此相伴熔敷時(shí)的殘余應(yīng)力增加，導(dǎo)致殼體的耐應(yīng)力破裂性不足的結(jié)果。通過(guò)將填充材料相對(duì)于非晶性樹脂的配合比例設(shè)定為35vol％以下，從而，能夠避免像這樣的不合理現(xiàn)象，而確保殼體良好的耐破裂性。另方面，若填充材料的配合量過(guò)小，則導(dǎo)致的結(jié)果是損害配合填充材料的本來(lái)目的即、賦予殼體所必需的強(qiáng)度、相對(duì)于溫度變化的尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)電性等特性這些目的。為此，為了確保殼體所必需的特性，而將填充材料相對(duì)于非晶性樹脂的配合比例設(shè)定為3vol％以上。
結(jié)晶性樹脂比非晶性樹脂在耐油性上優(yōu)異，而在熔敷性上差。從而，以結(jié)晶性樹脂形成殼體時(shí)，若填充材料的配合量過(guò)大，則由于熔敷性降低而不能確保固定部(熔敷部)所必需的固定強(qiáng)度。為此，為了確保必要的熔敷性，達(dá)到固定部(熔敷部)所必需的固定強(qiáng)度，而將填充材料相對(duì)于結(jié)晶性樹脂的配合比例設(shè)定為30vol％以下。另方面，若填充材料的配合量過(guò)小，則導(dǎo)致的結(jié)果是損害配合填充材料的本來(lái)目的即、賦予殼體所必需的強(qiáng)度、相對(duì)于溫度變化的尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)電性等特性這些目的。為此，為了確保殼體所必需的特性，而將填充材料相對(duì)于結(jié)晶性樹脂的配合比例設(shè)定為2vol％以下。
一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、依靠軸承套筒內(nèi)周面與軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜徑向非接觸支撐軸構(gòu)件的徑向軸承部、在推力方向支撐軸構(gòu)件的推力軸承部，其中，由上述樹脂材料形成殼體，同時(shí)，利用熔敷將軸承套筒及構(gòu)成推力軸承部的推力構(gòu)件中的至少一方固定在殼體上。在利用熔敷只固定軸承套筒及徑向構(gòu)件的一方時(shí)，作為將另一方固定在殼體上的裝置，能夠采用鑲嵌成形、壓入等方法。例如，將軸承套筒作為插入構(gòu)件而由上述樹脂材料模具成形(注射成形等)殼體，從而，不用進(jìn)行特別的固定作業(yè)而能夠?qū)⑤S承固定在套筒上。
另外，一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、依靠軸承套筒內(nèi)周面與軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜徑向非接觸支撐軸構(gòu)件的徑向軸承部、密封殼體內(nèi)部的密封部，其中，由上述樹脂材料形成殼體，同時(shí)，利用熔敷可以將軸承套筒及構(gòu)成密封部的密封構(gòu)件中的至少一方固定在殼體上。利用熔敷只固定軸承套筒及密封構(gòu)件的一方時(shí)，作為將另一方固定在殼體上的裝置，能夠采用鑲嵌成形、壓入等方法。
另外，一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、依靠軸承套筒內(nèi)周面與軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜徑向非接觸支撐軸構(gòu)件的徑向軸承部、在推力方向支撐軸構(gòu)件的推力軸承部、封閉殼體底部的底構(gòu)件，其中，由上述樹脂材料形成殼體，同時(shí)，利用熔敷可以將軸承套筒及底構(gòu)件中的至少一方固定在殼體上。利用熔敷只固定軸承套筒及底構(gòu)件的一方時(shí)，作為將另一方固定在殼體上的裝置，能夠采用鑲嵌成形、壓入等方法。
形成殼體的樹脂只要是熱塑性樹脂，并沒(méi)有特別限定，不過(guò)，非晶性樹脂可以采用例如，聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯基砜(PPSF)、聚醚酰亞胺(PEI)。另外，結(jié)晶性樹脂可以采用例如，液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)。
另外，填充在上述樹脂中的填充材料的種類也沒(méi)有特別限定，不過(guò)，作為填充材料，可以采用例如，玻璃纖維等纖維狀填充材料、鈦酸鈣等晶須狀填充材料，云母等鱗片狀填充材料，碳纖維、碳黑、石墨、碳納米材料、金屬粉等纖維狀或粉末狀導(dǎo)電性填充材料。
例如，在裝入HDD等磁盤驅(qū)動(dòng)裝置的主軸馬達(dá)中的流體軸承裝置中，為了向接地側(cè)釋放由于磁盤等盤與空氣的摩擦而發(fā)生的靜電，而有時(shí)要求殼體具有導(dǎo)電性。像這種情況，通過(guò)在形成殼體的樹脂中配合上述導(dǎo)電性填充材料，從而，能夠賦予殼體導(dǎo)電性。
作為上述導(dǎo)電性填充材料，從導(dǎo)電性高、在樹脂矩陣中的分散性良好、耐破裂磨損性良好、低溢出氣體性等方面來(lái)看，碳納米材料為優(yōu)選。作為碳納米材料，碳納米纖維作為優(yōu)選。該碳納米纖維中，也包含直徑40～50nm以下的被稱為“碳納米管”的物質(zhì)。
作為碳納米纖維的具體例，已知單層碳納米管、多層碳納米管、杯型層疊式碳納米纖維、氣相生長(zhǎng)碳纖維等，本發(fā)明中能夠使用它們中的任意一種碳納米纖維。另外，這些碳納米纖維能夠?qū)⒁环N或兩種以上混合使用，也能夠再與其他填充材料混合使用。
如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種流體軸承裝置，降低殼體的制造成本、同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)殼體與軸承套筒等的固定部的無(wú)粘接劑化，從而謀求組裝工序的效率化、更進(jìn)一步降低成本。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種減少?gòu)牟考嗷ラg的固定部產(chǎn)生的逸出氣體發(fā)生和固定力的經(jīng)時(shí)劣化、且品質(zhì)及耐久性優(yōu)異的流體軸承裝置。


圖1是使用了本發(fā)明的流體軸承裝置的信息設(shè)備用主軸馬達(dá)的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的流體軸承裝置的實(shí)施方式的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的流體軸承裝置的其他實(shí)施方式的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的流體軸承裝置的其他實(shí)施方式的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1概念性地表示裝入該實(shí)施方式的流體軸承裝置(流體動(dòng)壓軸承裝置)的信息設(shè)備用主軸馬達(dá)的一構(gòu)成例。該主軸馬達(dá)，用于HDD等盤驅(qū)動(dòng)裝置，具備旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐軸構(gòu)件2的流體軸承裝置1、安裝在軸構(gòu)件2上的轉(zhuǎn)子(盤轂)3、經(jīng)由例如半徑方向的間隔對(duì)置的定子4及轉(zhuǎn)子磁鐵5。定子4安裝在托架6的外周，轉(zhuǎn)子磁鐵5安裝在盤轂3內(nèi)周。流體軸承裝置1的殼體7安裝在托架6的內(nèi)周。盤轂3上保持著一張或多張磁盤等盤D。若對(duì)定子4通電，則在定子4與轉(zhuǎn)子磁鐵5之間的電磁力作用下轉(zhuǎn)子磁鐵5旋轉(zhuǎn)，從而，盤轂3及軸構(gòu)件2一體旋轉(zhuǎn)。
圖2表示流體軸承裝置1。該流體軸承裝置1以殼體7、固定在殼體7上的軸承套筒8及推力構(gòu)件10、軸構(gòu)件2作為構(gòu)成部件而構(gòu)成。
在軸承套筒8內(nèi)周面8a和軸構(gòu)件2的軸部2a1之間，軸方向間隔開設(shè)置第1徑向軸承部R1及第2徑向軸承部R2。另外，軸承套筒8的下側(cè)端面8c與軸構(gòu)件2的法蘭部2b的上側(cè)端面2b1之間設(shè)置第1推力軸承部T1，在推力構(gòu)件10的端面10a與法蘭部2b的下側(cè)端面2b2之間設(shè)置第2推力軸承部T2。還有，為了便于說(shuō)明，以推力構(gòu)件10側(cè)為下側(cè)、以推力構(gòu)件10相反一側(cè)為上側(cè)進(jìn)行說(shuō)明。
殼體7，是將例如作為結(jié)晶性樹脂的液晶聚合物(LCP)中配合2～30vol％作為導(dǎo)電性填充材料的碳納米管的樹脂材料注射成形而形成的，具備圓筒狀側(cè)部7b和從側(cè)部7b上端向內(nèi)徑側(cè)一體延伸的環(huán)狀密封部7a。密封部7a的內(nèi)周面7a1與設(shè)置在軸部2a外周的錐形面2a2經(jīng)由規(guī)定的密封S空間對(duì)置。還有，軸部2a的錐形面2a2向上側(cè)(相對(duì)于殼體7為外部側(cè))逐漸縮徑，通過(guò)軸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)從而還具有離心力密封的作用。
軸構(gòu)件2，例如由不銹鋼等金屬材料形成，具備軸部2a和與軸部2a下端一體或獨(dú)立設(shè)置的法蘭部2b。
軸承套筒8，例如以由燒結(jié)金屬構(gòu)成的多孔質(zhì)體、特別是以銅為主成分的燒結(jié)金屬的多孔質(zhì)體形成圓筒狀，固定在殼體7內(nèi)周面7c的規(guī)定位置。
在由該燒結(jié)金屬形成的軸承套筒8的內(nèi)周面8a，軸方向間隔開設(shè)置由第1徑向軸承部R1和第2徑向軸承部R2的徑向軸承面構(gòu)成的上下2個(gè)區(qū)域，該2個(gè)區(qū)域中分別形成例如人字形狀的動(dòng)壓槽。
在形成第1推力軸承部T1的推力軸承面的軸承套筒8下側(cè)端面8c上，形成例如螺旋形狀和人字形狀等的動(dòng)壓槽。
推力構(gòu)件10，例如由樹脂材料或黃銅等金屬材料形成，固定在殼體7的內(nèi)周面7c的下端部。在形成第2推力軸承部T2的推力軸承面的推力構(gòu)件10端面10a上，形成例如螺旋形狀和人字形狀等的動(dòng)壓槽。
該實(shí)施方式的流體軸承裝置1，例如，按如下工序組裝。
首先，將軸承套筒8插入殼體7內(nèi)周面7c中，使其上側(cè)端面8b與密封部7a的內(nèi)側(cè)面7a2抵接。從而確定軸承套筒8相對(duì)于殼體7的軸方向位置。并且，在該狀態(tài)，利用超聲波熔敷將軸承套筒8固定在殼體7上。如上所述，作為形成殼體7的樹脂材料，采用填充材料的配合比例限制在2～30vol％范圍內(nèi)的結(jié)晶性樹脂，因此，超聲波熔敷時(shí)的熔敷性良好，能夠獲得軸承套筒8的良好且穩(wěn)定的固定狀態(tài)。而且，以多孔質(zhì)的燒結(jié)金屬形成軸承套筒8，因此，熔敷時(shí)，殼體7的接合面的熔融樹脂從軸承套筒8的接合面的表面開孔(燒結(jié)金屬的多孔質(zhì)組織的內(nèi)部氣孔在表面開孔而形成的部位)侵入內(nèi)部氣孔內(nèi)而固化。并且，在內(nèi)部氣孔內(nèi)固化的部分基于一種固定器(anchor)效果而使殼體7與軸承套筒8牢固地密接，因此，不會(huì)發(fā)生兩者間的相對(duì)位置偏移，獲得牢固且穩(wěn)定的固定狀態(tài)。另外，結(jié)晶性樹脂在耐油性上優(yōu)異，因此，殼體7很難發(fā)生由于應(yīng)力破裂而產(chǎn)生的劣化，具有良好的耐久性。再有，殼體7配合有作為導(dǎo)電性填充材料的碳納米管，因此，既為樹脂制，又具有導(dǎo)電性。
接著，將軸構(gòu)件2與軸承套筒8安裝，其后，將推力構(gòu)件10安裝在殼體7內(nèi)周面7c下端部，定位在規(guī)定位置后，利用超聲波熔敷固定。殼體7由上述樹脂材料形成，因此，超聲波熔敷時(shí)的熔敷性良好，能夠獲得推力構(gòu)件10的良好且穩(wěn)定的固定狀態(tài)。還有，若在推力構(gòu)件10的外周面設(shè)有滾花狀和螺紋狀等凹凸形狀，則在提高由熔敷產(chǎn)生的固定力方面有效。
若如上述那樣完成組裝，則，形成軸構(gòu)件2的軸部2a被插入軸承套筒8的內(nèi)周面8a、法蘭部2b被收容在軸承套筒8下側(cè)端面8c與推力構(gòu)件10的端面10a間的空間部的狀態(tài)。其后，由密封部7a密封的殼體7的內(nèi)部空間，包括軸承套筒8的內(nèi)部氣孔，由潤(rùn)滑油充滿。潤(rùn)滑油的油面維持在密封空間S的范圍內(nèi)。
軸構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)時(shí)，作為軸承套筒8的內(nèi)周面8a的徑向軸承面的區(qū)域(上下2處區(qū)域)與軸部2a的外周面2a1分別經(jīng)由徑向軸承間隙對(duì)置。另外，作為軸承套筒8下側(cè)端面8c的推力軸承面的區(qū)域，與法蘭部2b的上側(cè)端面2b1經(jīng)由推力軸承間隙對(duì)置，作為推力構(gòu)件10端面10a的推力軸承面的區(qū)域，與法蘭部2b的下側(cè)端面2b2經(jīng)由推力軸承間隙對(duì)置。并且，隨著軸構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)，在上述徑向軸承間隙發(fā)生潤(rùn)滑油的動(dòng)壓，軸構(gòu)件2的軸部2a依靠上述徑向軸承間隙內(nèi)形成的潤(rùn)滑油油膜、軸向旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐。從而，構(gòu)成徑向旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐軸構(gòu)件2的第1徑向軸承部R1和第2徑向軸承部R2。同時(shí)，上述推力軸承間隙發(fā)生潤(rùn)滑油的動(dòng)壓，軸構(gòu)件2的法蘭部2b依靠上述推力軸承間隙內(nèi)形成的潤(rùn)滑油油膜、兩推力方向旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐。從而構(gòu)成推力方向旋轉(zhuǎn)自由地非接觸支撐軸構(gòu)件2的第1推力軸承部T1和第2推力軸承部T2。
還有，上述構(gòu)成中，只將軸承套筒8及推力構(gòu)件10中一方利用熔敷固定在殼體7上，另一方可以用熔敷以外的方法、例如鑲嵌成形和壓入等方法固定在殼體7上。另外，殼體7可以由配合有3～35vol％填充材料的非結(jié)晶性樹脂形成。
圖3表示其他實(shí)施方式的流體軸承裝置11。該實(shí)施方式的流體軸承裝置11與圖2所示的流體軸承裝置1實(shí)質(zhì)上的不同點(diǎn)在于密封部由獨(dú)立的密封構(gòu)件12構(gòu)成，利用熔敷將密封構(gòu)件12固定在殼體7的內(nèi)周面7c上端部。密封構(gòu)件12，例如由金屬材料或樹脂材料形成，利用超聲波熔敷與殼體7的接合面熔敷。密封構(gòu)件12的內(nèi)周面12a與設(shè)置在軸部2a外周的錐形面2a2經(jīng)由規(guī)定的密封空間S對(duì)置。還有，密封構(gòu)件12可以利用熔敷以外的方法、例如鑲嵌成形(金屬材料的情況)和壓入等固定在殼體7上。其他事項(xiàng)以上述實(shí)施方式為基準(zhǔn)，因此，省略重復(fù)說(shuō)明。
另外，由獨(dú)立的密封構(gòu)件構(gòu)成密封部時(shí)，將殼體以上述樹脂材料成形為有底筒狀，在該殼體底部?jī)?nèi)底面，設(shè)置構(gòu)成第2推力軸承部T2的推力軸承面，從而還能夠省略推力構(gòu)件。此時(shí)，能夠與殼體成形同時(shí)成形該推力軸承面的動(dòng)壓槽(在成形殼體的成形模上形成成形上述動(dòng)壓槽的成形部。)圖4表示其他實(shí)施方式的流體軸承裝置21。該實(shí)施方式的流體軸承裝置21與圖2所示的流體軸承裝置1的實(shí)質(zhì)上的不同點(diǎn)在于將推力構(gòu)件10’安裝在殼體7的內(nèi)周面7c下端部后，利用熔敷將底構(gòu)件11固定在該下端部上。
該實(shí)施方式中，推力構(gòu)件10’，一體具備從其端面10a’外周緣部向上方延伸的環(huán)狀抵接部10b’。抵接部10b’的上側(cè)端面與軸承套筒8的下側(cè)端面8c抵接，抵接部10b’的內(nèi)周面與法蘭部2b外周面經(jīng)由間隙對(duì)置。
底構(gòu)件11，由例如樹脂材料形成，其上側(cè)面與推力構(gòu)件10’下側(cè)面抵接。
將軸承套筒8及軸構(gòu)件2以上述形態(tài)裝入后，將推力構(gòu)件10’插入殼體7的內(nèi)周面7c的下端部，使其抵接部10b’上側(cè)端面與軸承套筒8的下側(cè)端面8c抵接。從而，確定推力構(gòu)件10’相對(duì)于軸承套筒8的軸方向位置。通過(guò)控制抵接部10b’與法蘭部2b的軸方向尺寸，從而能夠高精度地設(shè)定第1推力軸承部T1與第2推力軸承部T2的推力軸承間隙。其后，將底構(gòu)件11安裝在內(nèi)周面7c下端部，使其上側(cè)面與推力構(gòu)件10’下側(cè)面抵接，在該狀態(tài)下，利用超聲波熔敷將底構(gòu)件11固定在殼體7上。其他事項(xiàng)以上述實(shí)施方式為基準(zhǔn)，因此，省略重復(fù)說(shuō)明。
還有，本發(fā)明也同樣能夠適用于作為推力軸承部采用所謂樞軸軸承、作為徑向軸承部采用所謂純圓軸承的流體軸承裝置。
關(guān)于圖4所示方式的動(dòng)壓軸承裝置，用結(jié)晶性樹脂LCP形成殼體7與底構(gòu)件11，利用超聲波熔敷將二者固定(實(shí)施例1～4、比較例1)，另外，用非晶性樹脂PES形成殼體7與底構(gòu)件11，利用超聲波熔敷將二者固定(實(shí)施例5～7、比較例2、3)，評(píng)價(jià)殼體7與底構(gòu)件11的熔敷部(以下只稱為“熔敷部”)的熔敷性。還有，實(shí)施例及比較例，在形成殼體7與底構(gòu)件11的樹脂中分別以表1、2所示的配合比例配合有填充材料，以使體積固有電阻為106Ω·cm。
根據(jù)下述評(píng)價(jià)項(xiàng)目按照○(良好)、△(較差)、×(差)3級(jí)評(píng)價(jià)熔敷部的熔敷性。其評(píng)價(jià)結(jié)果如表1、表2所示。
表1結(jié)晶性樹脂(LCP)

表2非晶性樹脂(PES)
根據(jù)形成殼體7與底構(gòu)件11的樹脂的材料物理性質(zhì)和熔敷部的熔敷量，算出完全熔敷時(shí)的熔敷部強(qiáng)度(計(jì)算值)，同時(shí)，對(duì)熔敷部的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)際測(cè)定(測(cè)定值)，由(測(cè)定值/計(jì)算值)求得熔敷部強(qiáng)度％，由該熔敷部強(qiáng)度％評(píng)價(jià)熔敷部強(qiáng)度。
用He泄漏試驗(yàn)機(jī)對(duì)熔敷部的密封性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
從熔敷部產(chǎn)生的漏油，主要是由于熔敷部因殘余應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力破裂而發(fā)生。將殼體7和底構(gòu)件11熔敷后，在殼體7的內(nèi)部空間填充二酯油，在70℃的周圍溫度下保持6小時(shí)后，以目視確認(rèn)從熔敷部有無(wú)漏油、漏油的程度。
評(píng)價(jià)熔敷部的耐熱沖擊性。與漏油試驗(yàn)同樣，將殼體7和底構(gòu)件11熔敷后，在殼體7的內(nèi)部空間填充二酯油，分別在-40℃和100℃的各周圍溫度下保持各1小時(shí)后，將其重復(fù)20個(gè)循環(huán)，施與熱沖擊。其后，以目視確認(rèn)熔敷部的漏油。
上述評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果是，實(shí)施例1～7在熔敷部強(qiáng)度、密封性、漏油、熱沖擊等各評(píng)價(jià)項(xiàng)目上顯示出良好的結(jié)果。與之相對(duì)，比較例1、3在熔敷部強(qiáng)度、密封性、漏油等各評(píng)價(jià)項(xiàng)目上沒(méi)有獲得滿意的結(jié)果。另外，比較例2，在密封性上獲得良好的結(jié)果，而在熔敷部強(qiáng)度、漏油等各評(píng)價(jià)項(xiàng)目上沒(méi)有獲得滿意的結(jié)果。還有，關(guān)于比較例1～3，由于在漏油試驗(yàn)中沒(méi)有獲得滿意的結(jié)果，因而不進(jìn)行熱沖擊試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在該殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入該軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、利用上述軸承套筒內(nèi)周面與上述軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜沿徑向非接觸支撐上述軸構(gòu)件的徑向軸承部，其特征在于上述殼體利用從配合3～35vol％填充材料的非晶性樹脂及配合2～30vol％填充材料的結(jié)晶性樹脂中選擇的一種樹脂材料形成，且利用熔敷將上述軸承套筒固定在上述殼體上。
2.一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在該殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入該軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、利用上述軸承套筒內(nèi)周面與上述軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜沿徑向非接觸支撐上述軸構(gòu)件的徑向軸承部、沿推力方向支撐上述軸構(gòu)件的推力軸承部，其特征在于上述殼體利用從配合3～35vol％填充材料的非晶性樹脂及配合2～30vol％填充材料的結(jié)晶性樹脂中選擇的一種樹脂材料形成，且利用熔敷將上述軸承套筒及構(gòu)成上述推力軸承部的推力構(gòu)件中的至少一方固定在上述殼體上。
3.一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在該殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入該軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、利用上述軸承套筒內(nèi)周面與上述軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜沿徑向非接觸支撐上述軸構(gòu)件的徑向軸承部、密封上述殼體內(nèi)部的密封部，其特征在于上述殼體利用從配合3～35vol％填充材料的非晶性樹脂及配合2～30vol％填充材料的結(jié)晶性樹脂中選擇的一種樹脂材料形成，且利用熔敷將上述軸承套筒及構(gòu)成上述密封部的密封構(gòu)件中的至少一方固定在上述殼體上。
4.一種流體軸承裝置，具備殼體、配置在該殼體內(nèi)部的軸承套筒、插入該軸承套筒內(nèi)周面的軸構(gòu)件、利用上述軸承套筒內(nèi)周面與上述軸構(gòu)件外周面間的徑向軸承間隙產(chǎn)生的潤(rùn)滑油的油膜沿徑向非接觸支撐上述軸構(gòu)件的徑向軸承部、在推力方向支撐上述軸構(gòu)件的推力軸承部、封閉上述殼體底部的底構(gòu)件，其特征在于上述殼體利用從配合3～35vol％填充材料的非晶性樹脂及配合2～30vol％填充材料的結(jié)晶性樹脂中選擇的一種樹脂材料形成，且利用熔敷將上述軸承套筒及上述底構(gòu)件中的至少一方固定在上述殼體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的流體軸承裝置，其特征在于上述非晶性樹脂為從聚砜即PSF、聚醚砜即PES、聚苯基砜即PPSF、聚醚酰亞胺即PEI中選擇的一種樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的流體軸承裝置，其特征在于上述結(jié)晶性樹脂為從液晶聚合物即LCP、聚醚醚酮即PEEK、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯即PBT、聚苯硫醚即PPS中選擇的一種樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的流體軸承裝置，其特征在于上述填充材料為具有導(dǎo)電性的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體軸承裝置，其特征在于上述具有導(dǎo)電性的材料為碳納米材料。
全文摘要
一種流體軸承裝置，其目的在于降低殼體的制造成本、同時(shí)謀求殼體與軸承套筒等的固定部的無(wú)粘接劑化。殼體(7)，是將在作為結(jié)晶性樹脂的液晶聚合物(LCP)中配合2～35vol％作為導(dǎo)電性填充材料的碳納米管的樹脂材料注射成形而形成的。軸承套筒(8)插入殼體(7)內(nèi)周面(7c)，利用超聲波熔敷固定在殼體(7)上。
文檔編號(hào)F16C33/74GK1806132SQ200480016729
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者里路文規(guī), 伊藤健二 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社