專利名稱：金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸(日文ジヤ一ナル軸)的外周的軸承保持部件，以及形成與配置于上述空隙中的上述旋轉(zhuǎn)軸相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯構(gòu)成的，通過(guò)上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)形成的流體潤(rùn)滑膜來(lái)支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承及其制造方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的燃汽輪機(jī)或壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸的軸承，有不使用以往的油潤(rùn)滑軸承而是使用氣體軸承的例子。在燃?xì)廨啓C(jī)這樣的使用溫度高的場(chǎng)合，熱膨脹或熱變形很大，與旋轉(zhuǎn)軸相面對(duì)的軸承面由高剛性部件構(gòu)成的帶有傾斜部分或者人字形槽的動(dòng)壓軸頸軸承在可靠性方面存在著很難實(shí)用化的問(wèn)題。
為此，通過(guò)將軸承面用可彈性變形的金屬薄襯來(lái)構(gòu)成，開(kāi)發(fā)并采用了能夠吸收各部分的熱變形、熱膨脹、加工誤差、組裝誤差等的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承。
金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承由于在上述特征的基礎(chǔ)上又通過(guò)彈性支撐旋轉(zhuǎn)軸添加了衰減作用，因而高速旋轉(zhuǎn)非常穩(wěn)定。對(duì)于金屬薄襯式動(dòng)壓氣體軸承，例如在文獻(xiàn)(TRIBOLOGY TRANSACTIONS Vol.43-4(2000)pp795～801)中記述了其發(fā)展過(guò)程。
因此，金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承一般是由軸承滑動(dòng)面與彈性支撐它的彈簧材料構(gòu)成，通過(guò)提高軸承的撓性和衰減性來(lái)提高軸承性能。這種金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承根據(jù)支撐的軸承滑動(dòng)面的彈簧部件的結(jié)構(gòu)主要分為薄板型和凸出型。
薄板型金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承是以讓繞著旋轉(zhuǎn)軸隔著軸承間隙的多個(gè)薄板金屬襯在軸承圓周上相互重疊一部分的方式配置的，利用將金屬薄襯重疊而得到的非正圓軸承形狀，通過(guò)軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動(dòng)壓。另外，隨著軸載荷的作用，薄板金屬襯追隨著旋轉(zhuǎn)軸變形，通過(guò)這種變形由薄板金屬襯相互作用引起的摩擦來(lái)提高軸承的衰減能力，從而可有望獲得降低旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的效果。
另一方面，凸出型金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承是將繞著旋轉(zhuǎn)軸相隔軸承間隙配置的大致圓形頂端金屬襯通過(guò)相對(duì)于軸承保持部件(殼體)形成凹凸形狀的凸出金屬襯彈性支撐而構(gòu)成的。在旋轉(zhuǎn)軸上作用載荷的情況下，頂部金屬襯隨著旋轉(zhuǎn)軸變形，由此對(duì)凸出金屬襯上施加變形的同時(shí)，在凸出金屬襯與軸承保持部件的接觸面上產(chǎn)生滑移，通過(guò)摩擦對(duì)軸承施加衰減。除此之外，還提出了多重卷繞方式的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的方案。
此外，為了改善旋轉(zhuǎn)振動(dòng)等的軸承性能，可以通過(guò)在金屬薄襯與彈性支撐部件(例如凸出金屬襯)之間再插入金屬薄襯等方法，設(shè)置中間層(中間金屬襯)做成多層結(jié)構(gòu)，也可以在彈性支撐部件的形狀或材質(zhì)上下工夫，如此對(duì)剛性或衰減特性進(jìn)行改良。然而，帶有上述特征的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承部件的數(shù)目多，制造上需要精密加工，另外，在組裝階段的部件安裝時(shí)，因難以處理而需要精細(xì)的作業(yè)，不適合于量產(chǎn)等問(wèn)題。
另外，在潤(rùn)滑劑是氣體的情況下，由于因軸承滑動(dòng)面與旋轉(zhuǎn)軸之間的旋轉(zhuǎn)而形成的潤(rùn)滑膜小到了幾個(gè)微米以下，由凸出金屬襯形成的不連續(xù)的支撐會(huì)在軸承滑動(dòng)面上產(chǎn)生微小的凹凸，因而難以形成構(gòu)成潤(rùn)滑膜最基本的理想的楔形膜，其結(jié)果是降低了軸承的負(fù)載能力。
在此，如日本專利特開(kāi)平9-14262號(hào)公報(bào)中記載的動(dòng)壓氣體軸頸軸承那樣，提出有在圓筒狀金屬薄襯與軸承保持部件(殼體)之間設(shè)置振動(dòng)衰減材料(防振橡膠、高分子凝膠或者粉末等)的方案。
特許文獻(xiàn)1日本專利特開(kāi)平9-14262號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述特許文獻(xiàn)1記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承中，會(huì)有很難設(shè)定金屬薄襯與旋轉(zhuǎn)軸之間的微小軸承間隔的缺陷。另外，由于能夠連續(xù)地支撐軸承滑動(dòng)面即圓筒狀金屬薄襯，因而在滑動(dòng)面上難以產(chǎn)生微小的凹凸?fàn)钭冃?，這是很好的，然而由于帶有加強(qiáng)筋部分的潤(rùn)滑膜有變薄的傾向，因而難以形成楔形的潤(rùn)滑膜，此外，由于軸承滑動(dòng)面是圓筒面，因而會(huì)有滑動(dòng)面產(chǎn)生的磨損粉末難以從滑動(dòng)面上排出的缺陷。
本發(fā)明鑒于上述的問(wèn)題，其目的是提供一種容易形成構(gòu)成潤(rùn)滑膜的基本的楔形潤(rùn)滑膜，同時(shí)，軸承承載能力大，并且具有起動(dòng)或者停止時(shí)讓旋轉(zhuǎn)軸與軸承滑動(dòng)面直接接觸產(chǎn)生的磨損粉末很容易地從軸承滑動(dòng)面排出的結(jié)構(gòu)，另外，制造時(shí)能夠很容易地設(shè)定微小的軸承間隙，同時(shí)制作及組裝簡(jiǎn)單的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種金屬薄板式動(dòng)壓軸頸軸承，由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸的外周的軸承保持部件、配置于上述空隙中并構(gòu)成與上述旋轉(zhuǎn)軸相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯來(lái)構(gòu)成，通過(guò)上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)形成的流體潤(rùn)滑膜來(lái)支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載，其特征在于上述金屬薄襯由帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部，與該頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的突出狀圓弧面的閉環(huán)來(lái)構(gòu)成，在上述金屬薄襯與上述軸承保持構(gòu)件的空隙中充填有粘彈性體(或者彈性體)。
根據(jù)本發(fā)明，由于金屬薄襯由帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部的閉環(huán)構(gòu)成，而金屬薄板與旋轉(zhuǎn)軸之間的軸承間隙的形狀又是這樣構(gòu)成，即從頂點(diǎn)部附近的間隙朝著突出狀圓弧面大致中央位置附近的間隙形成連續(xù)的間隙變窄的楔形間隙，因而旋轉(zhuǎn)軸一旦旋轉(zhuǎn)，頂點(diǎn)部附近間隙旁的流體(含有氣體)便被吸入，由于間隙的形狀是末端變窄，因而朝著間隙產(chǎn)生流體壓力，當(dāng)達(dá)到某一轉(zhuǎn)速以后形成了完整的流體潤(rùn)滑膜，便會(huì)將旋轉(zhuǎn)軸抬起，從而能夠提高支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的重量的負(fù)載能力。另外，形成軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯由于在金屬薄襯的頂點(diǎn)部有所松動(dòng)，因而能夠緩和與旋轉(zhuǎn)軸的輕微接觸，使軸承間隙的誤差允許度增大，從而能夠很容易地進(jìn)行軸承間隙的設(shè)定。另外，隨著旋轉(zhuǎn)而帶來(lái)的不平衡等的振動(dòng)負(fù)荷，通過(guò)軸承間隙產(chǎn)生的流體潤(rùn)滑膜與粘彈性體(或者彈性體)的回復(fù)力和衰減力來(lái)支撐、衰減，因而有助于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)小、穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。而且，在旋轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)或者停止時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與軸承滑動(dòng)面直接接觸會(huì)在軸承滑動(dòng)面上產(chǎn)生磨損粉末，而由于具有很容易地排到頂點(diǎn)附近很寬的間隙部中的結(jié)構(gòu)，因而能夠長(zhǎng)時(shí)間的維持穩(wěn)定的軸承性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，上述金屬薄襯的頂點(diǎn)部與上述軸承保持部件的內(nèi)周面并不直接接觸(形成有“間隙”)，將上述金屬薄襯配置在上述空隙中，并且充填上述粘彈性體(或者彈性體)。
根據(jù)該實(shí)施例，由于上述金屬薄襯的頂點(diǎn)部與上述軸承保持部件的內(nèi)周面以不直接接觸的方式形成間隙，包括金屬薄襯頂點(diǎn)部以及突出狀圓弧面的整個(gè)外周面都由具有彈性效果的粘彈性體(或者彈性體)來(lái)支撐，從而提高了針對(duì)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的回復(fù)力或衰減力的特性，因而能使軸承性能進(jìn)一步提高。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，在上述軸承保持部件上形成切口，將上述金屬薄襯頂點(diǎn)部插入到上述切口中，同時(shí)，上述頂點(diǎn)部與上述切口的底面并不直接接觸(形成有“間隙”)，將上述金屬薄襯配置在上述空隙中，并且充填上述粘彈性體(或者彈性體)。
根據(jù)該實(shí)施例，由于在軸承保持部件上形成切口，將金屬薄襯頂點(diǎn)部插入到切口中，同時(shí)，以讓頂點(diǎn)部與切口的底面并不直接接觸的方式形成間隙，除了金屬薄襯頂點(diǎn)部之外的整個(gè)外周面均由具有彈性效果的粘彈性體(或者彈性體)支撐，同時(shí)，頂點(diǎn)部也因間隙而能夠彈性變形，因而提高了針對(duì)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的回復(fù)力或衰減力的特性，從而能使軸承性能進(jìn)一步提高。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，在上述金屬薄襯的外周面上施加提高與上述粘彈性體(或者彈性體)的粘合性的前處理。
根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)在金屬薄襯的外周面上施加提高與粘彈性體(或者彈性體)粘合性的前處理，能夠防止發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生金屬薄襯本身膜振動(dòng)為原因的旋轉(zhuǎn)軸的不穩(wěn)定振動(dòng)，或者旋轉(zhuǎn)軸與金屬薄襯高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的燒結(jié)。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，在上述軸承保持部件的內(nèi)周面上施加提高與上述粘彈性體(或者彈性體)的粘合性的前處理。
根據(jù)該實(shí)施例，由于在軸承保持部件的內(nèi)周面上施加提高與粘彈性體(或者彈性體)粘合性的前處理，因而能夠防止旋轉(zhuǎn)軸與金屬薄襯及粘彈性體(或者彈性體)的所謂一齊旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，在上述金屬薄襯的內(nèi)周面或者上述旋轉(zhuǎn)軸的任何一方或者兩者之上，將潤(rùn)滑劑形成涂層或者形成硬質(zhì)薄膜或軟質(zhì)薄膜。
根據(jù)該實(shí)施例，由于在金屬薄襯的內(nèi)周面或者上述旋轉(zhuǎn)軸的任何一方或者兩者上讓潤(rùn)滑劑形成涂層或者形成硬質(zhì)薄膜或軟質(zhì)薄膜，因而能夠降低旋轉(zhuǎn)軸起動(dòng)時(shí)或停止時(shí)和低速旋轉(zhuǎn)時(shí)與金屬薄襯之間的摩擦力或者磨損。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，由位于將形成上述流體潤(rùn)滑膜的流體引入到上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的間隙中用的流體入口(頂點(diǎn)部附近的間隙)一側(cè)的上述粘彈性體(或者彈性體)形成的彈性部(低彈性部)的彈性系數(shù)比由位于排出引入的上述流體的流體出口(間隙形狀形成末端變窄的間隙)一側(cè)的上述粘彈性體(或者彈性體)形成的彈性部(高彈性部)的彈性系數(shù)要小。
根據(jù)該實(shí)施例，由位于將流體引入到旋轉(zhuǎn)軸與軸承滑動(dòng)面之間的間隙中的流體入口(間隙)一側(cè)的粘彈性體(或者彈性體)形成的彈性部(低彈性部)的彈性系數(shù)比由位于排出引入的流體的流體出口(間隙)一側(cè)的粘彈性體(或者彈性體)形成的彈性部(高彈性部)的彈性系數(shù)要小，因而低彈性部容易變形，高彈性部不易變形。由此，提高了低彈性部的撓性，從流體入口一側(cè)至流體出口一側(cè)的間隙形狀形成末端變窄的形狀，從而可以促進(jìn)楔形潤(rùn)滑膜的生成。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，在金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承中，于上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
根據(jù)該實(shí)施例，由于在金屬薄襯與旋轉(zhuǎn)軸之間將一端固定同時(shí)另一端成為自由端的頂部金屬襯配置成以旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向卷繞于旋轉(zhuǎn)軸上。這樣，頂部金屬襯就會(huì)讓一側(cè)的端部成為自由端而提高撓性，在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于頂部金屬襯隨著該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而變形，因而間隙呈末端變窄的形狀，從而可以促進(jìn)楔形潤(rùn)滑膜的生成。另外，由旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)能量被轉(zhuǎn)換成頂部金屬襯與金屬薄襯之間引起的庫(kù)侖摩擦能量，從而能夠衰減由旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，在與上述旋轉(zhuǎn)軸的上述軸承滑動(dòng)面相面對(duì)的表面上沿圓周方向形成一根或者多根軸槽，該一根或者多根軸槽通過(guò)形成于上述頂點(diǎn)部附近的間隙與外界空氣相連通。
根據(jù)該實(shí)施例，在與旋轉(zhuǎn)軸的軸承滑動(dòng)面相面對(duì)的表面上沿圓周方向形成軸槽，該軸槽通過(guò)形成于頂點(diǎn)部附近的間隙與外界空氣相連通。由此，即使在讓形成該軸槽的旋轉(zhuǎn)軸由一個(gè)金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承支撐的情況下，旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生傾斜，由于通過(guò)間隙讓軸槽與外界空氣相連通，產(chǎn)生的壓力會(huì)由軸槽分割開(kāi)，從而形成與金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承端部相同的壓力，形成尤如采用了多個(gè)金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承那樣的壓力分布。由此，由自軸承中心的距離與壓力分布的乘積求得的軸承力矩負(fù)荷變大，從而能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸的傾斜。
另外，根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)具體實(shí)施例，它作為磁盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者多角鏡掃描儀電機(jī)或者背投電視彩色轉(zhuǎn)盤電機(jī)的軸頸軸承使用。
根據(jù)該實(shí)施例，在將本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承作為磁盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者多角鏡掃描儀電機(jī)或者背投電視彩色轉(zhuǎn)盤電機(jī)的軸頸軸承使用時(shí)，在以往油潤(rùn)滑軸承出現(xiàn)問(wèn)題的轉(zhuǎn)速為10000rpm以上的高速旋轉(zhuǎn)中，能夠解決出現(xiàn)潤(rùn)滑油的泄漏或霧化，隨著產(chǎn)生氣蝕而不規(guī)則振動(dòng)，軸承損失(耗費(fèi)動(dòng)力)增大等問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種制造金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的方法，其中包括以下步驟，制造將一個(gè)或者多個(gè)平坦的薄板相重疊的端部邊緣相接合、并帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部和與該頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的面的閉環(huán)的上述金屬薄襯的第1工序，在形成與上述軸承保持部件的外形尺寸相一致的定位(凹部)部的基座中央直立設(shè)置模仿上述旋轉(zhuǎn)軸的軸向柱，采用這種組裝工具讓由上述第1工序制作出的閉環(huán)狀金屬薄襯內(nèi)部環(huán)形空間穿過(guò)上述軸向柱，形成突出狀的圓弧面的第2工序，在上述組裝工具的基座凹部中嵌入上述軸承保持部件的第3工序，在上述金屬薄襯與上述軸承保持部的空隙中充填粘彈性體(或者彈性體)并進(jìn)行干燥的第4工序，從上述組裝工具上將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承取下的第5工序。
根據(jù)本發(fā)明，只要將一個(gè)或者多個(gè)平坦的薄板相重疊的端部邊緣相接合，將帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部和與該頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的面的閉環(huán)金屬薄襯以及軸承保持部件安裝到組裝工具上，在金屬薄襯與軸承保持部件的空隙中充填粘彈性體(或者彈性體)而后干燥，只要將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承從組裝工具上取下，就能夠制造出本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，除了能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行金屬薄襯的制造和組裝之外，還能夠制造出極高精度的金屬薄襯式動(dòng)壓軸承，并能夠提供適合于量產(chǎn)的制造方法。


圖1是第1實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖2是圖1的圍成方形的部分A的放大圖。
圖3是第1實(shí)施例變形例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖4是在粘彈性體的流體入口一側(cè)形成空孔的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖，在粘彈性體的流體出口一側(cè)插入固體物的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖，以及讓流體入口一側(cè)粘彈性體的充填量比流體出口一側(cè)的粘彈性體充填量要多的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖5是在金屬薄襯與旋轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置頂部金屬襯的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖6是第2實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖7是第2實(shí)施例變形例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖8是第3實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖9是第3實(shí)施例變形例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的剖視圖。
圖10是說(shuō)明制造金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的方法的說(shuō)明圖。
圖11是表示從旋轉(zhuǎn)軸所受到的應(yīng)力使金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承產(chǎn)生的壓力分布的簡(jiǎn)圖。
符號(hào)說(shuō)明1是金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，2是旋轉(zhuǎn)軸，3軸承保持部件，4是金屬薄襯，4a是頂點(diǎn)部，4b突出狀圓弧面，5是軸承間隙，6是粘彈性體(或者彈性體)，7是切口，10是組裝工具，11是基座，12是軸向柱，13凹部(定位部)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的最佳實(shí)施例。首先，參照?qǐng)D1至圖3對(duì)第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是第1實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖2是圖1的圍成方形的部分A的放大圖，圖3是第1實(shí)施例的變形例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖。
第1實(shí)施例示出了頂點(diǎn)部4a及突出狀圓弧面4b分別帶有兩個(gè)金屬薄襯4的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1。然而，圖1中的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸2的外周的軸承保持部件3，配置于空隙中并構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)軸2相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯4，以及充填到軸承保持部件3和金屬薄襯4的空隙中的粘彈性體6來(lái)構(gòu)成。
金屬薄襯4由帶有兩個(gè)頂點(diǎn)部4a和兩個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)構(gòu)成。即，金屬薄襯4讓兩片平坦的方形薄板相重疊，將其兩端邊緣通過(guò)點(diǎn)焊、縫焊、激光焊等焊接方法或者粘合劑、釬焊、擴(kuò)散連接等方法接合起來(lái)，通過(guò)后述的組裝工具10構(gòu)成帶有兩個(gè)頂點(diǎn)部4a(接合部構(gòu)成頂點(diǎn)部)和兩個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)。因而在這種情況下，在從旋轉(zhuǎn)軸2中心看最遠(yuǎn)位置上的金屬薄襯4頂點(diǎn)部4a與軸承保持部件3之間存在著間隙C1(數(shù)百μm)，在該間隙C1中也充填著粘彈性體6。換句話說(shuō)，金屬薄襯4成為不受軸承保持部件3限制的狀態(tài)。再有，金屬薄襯4使用了不銹鋼、磷青銅、黃銅、銅、鋁等金屬薄板或者PTFE(聚四氟乙烯)等樹脂薄板，其厚度為10～100μm。再有，在制造實(shí)施例1的金屬薄襯4時(shí)，不使用兩片薄板，而是將一片薄板彎曲，通過(guò)將其彎曲的部分與端部邊緣分別接合來(lái)構(gòu)成帶有兩個(gè)頂點(diǎn)部4a和兩個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)，這樣也是可以的。這里，在粘彈性體或者彈性體中，作為粘彈性體使用了硅系或者丙烯系等橡膠材料或高分子凝膠，作為彈性體則使用了彈簧或者波紋金屬薄襯。在這種情況下，也可以采用這些粘彈性體與彈性體相組合的復(fù)合體。
另外，在金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1上支撐旋轉(zhuǎn)軸2時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸2與金屬薄襯4之間設(shè)置有預(yù)定的軸承間隙5(一般為數(shù)μm)，該間隙5的分布如圖2所示，頂點(diǎn)部4a附近部分的間隙5a最大，兩個(gè)頂點(diǎn)的大致中間部分的間隙5b最小。再有，靜止時(shí)，在中間部分的間隙5b位置上旋轉(zhuǎn)軸2與金屬薄襯4相接觸。另外，軸承間隙5在最小部分的間隙5b處一般設(shè)計(jì)成旋轉(zhuǎn)軸2直徑的大約3/1000以下。
另外，要減小旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，最好將軸承間隙5設(shè)定得小。在本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，在靜止時(shí)軸承間隙5幾乎沒(méi)有的狀態(tài)下，通過(guò)金屬薄襯4以及支撐它的彈性體6的彈性效果，在某一轉(zhuǎn)速以上時(shí)形成流體潤(rùn)滑膜，從而能夠?qū)⑿D(zhuǎn)軸2抬起來(lái)。此外，為了看清而將圖1～圖9中的金屬薄襯4的厚度以及軸承間隙5夸張顯示。實(shí)際的軸承間隙5最大也在10μm以下。
下面，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的作用進(jìn)行說(shuō)明，旋轉(zhuǎn)軸2一旦旋轉(zhuǎn)，就會(huì)從頂點(diǎn)部4a附近的間隙5a旁邊吸入流體，由于間隙的形狀是末端變窄，因而朝著間隙5b產(chǎn)生流體壓力，從而支撐住作用于旋轉(zhuǎn)軸2上的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的負(fù)荷。隨著旋轉(zhuǎn)而帶來(lái)的不平衡等的振動(dòng)負(fù)荷通過(guò)間隙5產(chǎn)生的流體潤(rùn)滑膜與粘彈性體6的回復(fù)力和衰減力來(lái)支撐、衰減，從而能實(shí)現(xiàn)振動(dòng)小的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。另外，由于金屬薄襯4的頂點(diǎn)部4a與軸承保持部件3的內(nèi)周面以不直接接觸的方式形成間隙C1，包括金屬薄襯4頂點(diǎn)部4a以及突出狀圓弧面4b的整個(gè)外周面都由具有彈性效果的粘彈性體6來(lái)支撐，因而提高了針對(duì)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的回復(fù)力或衰減力的特性，從而能使軸承性能進(jìn)一步提高。
另外，本實(shí)施例的特征是金屬薄襯4由具有多個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的頂點(diǎn)部4a的閉環(huán)構(gòu)成。頂點(diǎn)部4a由于板厚很厚，因而強(qiáng)度高，在動(dòng)負(fù)荷作用于作為軸承滑動(dòng)面的突出圓弧面4b上時(shí)，即使該方向的軸承滑動(dòng)面變位，金屬薄襯4也會(huì)通過(guò)突出圓弧面4b大致中央部以及頂點(diǎn)部4a中間位置即圓弧面4c附近的彎曲拉伸效果而變形。此時(shí)，由于其它突出圓弧面4b上幾乎不受影響，因而能夠確保金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剛性。因此由于上述的特征，在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)軸2與金屬薄襯4之間的軸承間隙5的形狀形成容易產(chǎn)生流體壓力的、在旋轉(zhuǎn)方向上末端變窄的楔形。
下面對(duì)形成更好的楔形的方法參照?qǐng)D4及圖5進(jìn)行說(shuō)明。圖4(A)是在粘彈性體6的流體入口(間隙5a)一側(cè)形成空孔22的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖4(B)是在粘彈性體6的流體出口(間隙5b)一側(cè)插入固體物23的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖4(C)是讓流體入口(間隙5a)一側(cè)的粘彈性體6的充填量大于流體出口(間隙5b)一側(cè)的粘彈性體6的充填量的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖5是在金屬薄襯4與旋轉(zhuǎn)軸2之間設(shè)置頂部金屬襯30的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖。
圖4(A)所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，旋轉(zhuǎn)軸2如圖所示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于流體吸入間隙5a(流體入口)一側(cè)的由粘彈性體6形成的低彈性部20的內(nèi)部形成有多個(gè)(圖中單側(cè)有10個(gè))空孔22。為此，低彈性部20的彈性系數(shù)比位于排出流體間隙5b(流體出口)一側(cè)的由粘彈性體6形成的高彈性部21的彈性系數(shù)要小。此外，在制造圖4(A)所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1時(shí)，在與后述組裝工具10的基座11上的空孔22相對(duì)應(yīng)的位置上直立設(shè)置銷釘，將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1從組裝工具10上取出時(shí)，就會(huì)在低彈性部20的粘彈性體6上形成空孔22。
另外，在圖4(B)所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，在低彈性部20的粘彈性體6內(nèi)部插入有多個(gè)(圖中單側(cè)有6個(gè))固體物23。該固體物23由比粘彈性體6的硬度還要高的材料形成。為此，與上述相同，低彈性部20的彈性系數(shù)比高彈性部21的彈性系數(shù)要小。此外，在制造圖4(B)所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1時(shí)，通過(guò)在軸承保持部件3與金屬薄襯4的空隙中充填高彈性部21的粘彈性體6，在其上插入固體物23，從而形成高彈性部21。
另外，在圖4(C)所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，低彈性部20的彈性體6比高彈性部21的粘彈性體6的充填量要多，同時(shí)，在金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1半徑方向上的厚度尺寸也形成得較大。為此，與上述相同，低彈性部20的粘彈性體6的彈性系數(shù)比高彈性部21的粘彈性體6的彈性系數(shù)要小。此外，在這種情況下，低彈性部20及高彈性部21由于與圖4(A)及圖4(B)所示的不同，因粘彈性體6的充填量不同，更嚴(yán)格地說(shuō)，不是低彈性部20與高彈性部21的彈性系數(shù)不同，而是低彈性部20與高彈性部21的彈性變形量不同。
如上所述，圖4(A)～(C)中任意一個(gè)的低彈性部20的彈性系數(shù)(圖4(C)情況下的彈性變形量)比高彈性部21的彈性系數(shù)(圖4(C)情況下的彈性變形量)要小，因而在吸入流體時(shí)流體入口一側(cè)的低彈性部20容易變形，流體出口一側(cè)的高彈性部21難以變形。由此，為了提高低彈性部20的撓性，將從流體入口一側(cè)至流體出口一側(cè)的間隙形狀形成末端窄的形狀，從而可以促進(jìn)楔形潤(rùn)滑膜的生成。
此外，作為改變低彈性部20的彈性系數(shù)和高彈性部21的彈性系數(shù)的方法，除了上述之外，例如還可以在粘彈性體6中混入金屬粉等，讓其混合率在低彈性部20較低，在高彈性部21較高。
下面，對(duì)圖5所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1進(jìn)行說(shuō)明，圖5所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，在金屬薄襯4與旋轉(zhuǎn)軸2之間配置兩個(gè)頂部金屬襯30。該頂部金屬襯30以與旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)方向同向地卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸2上，其一端部作為固定于金屬薄襯4頂點(diǎn)部4a的固定端30b，同時(shí)，另一端形成為不固定的自由端30a。
這樣，頂部金屬襯30因一側(cè)的端部成為自由端而提高撓性，在旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于頂部金屬襯30隨著該旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)而變形，因而從間隙5a至間隙5b的間隙形成末端窄的形狀，從而可以促進(jìn)楔形潤(rùn)滑膜的生成。另外，由旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)能量由于轉(zhuǎn)換成頂部金屬襯30與金屬薄襯4之間引起的庫(kù)侖摩擦能量，從而能夠衰減由旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)。
此外，在制造圖5所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1時(shí)，讓重疊的兩片頂部金屬襯30夾住兩片金屬薄襯4重合，在將其兩端通過(guò)上述的方法接合后，采用后述的組裝工具10來(lái)形成。
這時(shí)，頂部金屬襯30比金屬薄襯4的長(zhǎng)度銷短，同時(shí)，僅讓其一端與兩片金屬薄襯4相夾接合。因此兩片頂部金屬襯30讓其反向?qū)?yīng)的一端與兩片金屬薄襯4相夾接合。因此，重疊的是兩片頂部金屬襯30和兩片金屬薄襯4共計(jì)四片，而在兩端的接合部，則是一片頂部金屬襯30和兩片金屬薄襯4共計(jì)三片相接合。
在上述圖1、圖2、圖4、以及圖5所示的實(shí)施例中，示出了金屬薄襯4的頂點(diǎn)部4a與軸承保持部件3的內(nèi)周面帶有間隙C1的結(jié)構(gòu)，但如圖3所示，預(yù)先在軸承保持部件3上設(shè)置切口7，通過(guò)將金屬薄襯4的頂點(diǎn)部4a安裝在該切口7中便可有效地進(jìn)行定位。在這種情況下，最好通過(guò)在金屬薄襯4的頂點(diǎn)部4a與切口7的底面之間形成間隙C2，就能夠讓金屬薄襯4不受軸承保持部件3的限制。此外，圖3所示的實(shí)施例也可以說(shuō)是第1實(shí)施例的變形例，帶有兩個(gè)頂點(diǎn)部4a和兩個(gè)突出狀圓弧面4b，如上所述，只是頂點(diǎn)部4a嵌插到形成于軸承保持部件3上的切口7中這一點(diǎn)不同，其作用與第1實(shí)施例相同。另外，在該變形例中也可以在將頂點(diǎn)部4a通過(guò)焊接或者粘合劑接合的狀態(tài)下嵌插到切口7中，或者，不將金屬薄襯4的端部邊緣接合，而直接嵌插到切口7中。另外，在金屬薄襯4的頂點(diǎn)部4a與切口7的底面之間的間隙C2中不充填粘彈性體6也可以。
另外，在上述圖1～圖5所示的實(shí)施例中，說(shuō)明的是頂點(diǎn)部4a及突出狀圓弧面4b分別帶有兩個(gè)金屬薄襯4的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1，但也可如圖6及圖7所示，頂點(diǎn)部4a及突出狀圓弧面4b分別帶有三個(gè)金屬薄襯4的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1(以下稱為“第2實(shí)施例”)。圖6是第2實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖7是第2實(shí)施例的變形例的剖視圖。下面對(duì)第2實(shí)施例進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。此外，與第1實(shí)施例相同的部件添加了相同的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
第2實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1也由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸2的外周的軸承保持部件3，配置于空隙中并構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)軸2相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯4，以及充填到軸承保持部件3和金屬薄襯4的空隙中的粘彈性體6來(lái)構(gòu)成。
金屬薄襯4構(gòu)成帶有三個(gè)頂點(diǎn)部4a和三個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)。即，金屬薄襯4讓三片平坦的方形薄板的各端邊緣相重疊，將各端邊緣通過(guò)點(diǎn)焊、縫焊、激光焊等焊接方法或者粘合劑、釬焊、擴(kuò)散接合等方法相接合，形成帶有凹狀曲面的三角柱狀，通過(guò)后述的組裝工具10構(gòu)成帶有三個(gè)頂點(diǎn)部4a(接合部構(gòu)成頂點(diǎn)部)和三個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)。因此在這種情況下，在從旋轉(zhuǎn)軸2中心看最遠(yuǎn)位置上的金屬薄襯4頂點(diǎn)部4a與軸承保持部件3之間存在著間隙C1(數(shù)百μm)，在該間隙C1中也充填有粘彈性體6。換句話說(shuō)，金屬薄襯4為不受軸承保持部件3限制的狀態(tài)。此外，金屬薄襯4以及粘彈性體6的材料與第1實(shí)施例相同。這樣，上述結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的作用與第1實(shí)施例相同。
另外，圖7所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1也可以說(shuō)是第2實(shí)施例的變形例，帶有三個(gè)頂點(diǎn)部4a和三個(gè)突出狀圓弧面4b，只是頂點(diǎn)部4a嵌插到形成于軸承保持部件3上的切口7中這一點(diǎn)不同，其作用與第2實(shí)施例相同。另外，在該變形例中也可以在將頂點(diǎn)部4a通過(guò)焊接或者粘合劑接合的狀態(tài)下嵌插到切口7中，或者，不將金屬薄襯4的端部邊緣接合，而直接嵌插到切口7中。
此外，與圖1～圖5的第1實(shí)施例、圖6及圖7的第2實(shí)施例不同，如圖8及圖9所示，將頂點(diǎn)部4a及突出狀圓弧面4b分別帶有一個(gè)金屬薄襯4的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1(以下稱為“第3實(shí)施例”)也是可以的。圖8是第3實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的剖視圖，圖9是第3實(shí)施例的變形例的剖視圖。下面對(duì)第3實(shí)施例進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。此外，與第1實(shí)施例相同的部件添加了相同的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
圖8的第3實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1也由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸2的外周的軸承保持部件3，配置于空隙中并構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)軸2相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯4，以及充填到軸承保持部件3和金屬薄襯4的空隙中的粘彈性體6來(lái)構(gòu)成。
金屬薄襯4構(gòu)成帶有一個(gè)頂點(diǎn)部4a和一個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)。即，金屬薄襯4讓一片平坦的方形薄板的兩個(gè)端部邊緣相重疊，通過(guò)點(diǎn)焊、縫焊、激光焊等焊接方法或者粘合劑、釬焊、擴(kuò)散連接等方法相接合形成淚滴狀，通過(guò)后述的組裝工具10構(gòu)成帶有一個(gè)頂點(diǎn)部4a(接合部構(gòu)成頂點(diǎn)部)和一個(gè)突出狀圓弧面4b的閉環(huán)。這樣，在這種情況下，在從旋轉(zhuǎn)軸2中心看最遠(yuǎn)位置上的金屬薄襯4頂點(diǎn)部4a與軸承保持部件3之間存在著間隙C1(數(shù)百μm)，在該間隙C1中也充填有粘彈性體6。換句話說(shuō)，金屬薄襯4為不受軸承保持部件3限制的狀態(tài)。此外，金屬薄襯4以及粘彈性體6的材料與第1實(shí)施例相同。這樣，上述結(jié)構(gòu)的第3實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的作用與第1實(shí)施例相同。
另外，圖9所示的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1也可以說(shuō)是第3實(shí)施例的變形例，帶有一個(gè)頂點(diǎn)部4a和一個(gè)突出狀圓弧面4b，只是頂點(diǎn)部4a嵌插到形成于軸承保持部件3上的切口7中這一點(diǎn)不同，其作用與第3實(shí)施例相同。另外，在該變形例中也可以在將頂點(diǎn)部4a通過(guò)焊接或者粘合劑接合的狀態(tài)下嵌插到切口7中，或者，不將金屬薄襯4的端部邊緣接合，而直接嵌插到切口7中。
此外，如圖4所示，位于間隙5a一側(cè)的低彈性部20的彈性系數(shù)比位于間隙5b一側(cè)的高彈性部21的彈性系數(shù)要小，并且如圖5所示，在金屬薄襯4與旋轉(zhuǎn)軸2之間配置兩個(gè)頂部金屬襯30的結(jié)構(gòu)，對(duì)于由圖6～圖9分別示出的第2實(shí)施例及第3實(shí)施例也都能夠適用。
下面，對(duì)本實(shí)施例的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的制造方法參照?qǐng)D10進(jìn)行說(shuō)明。圖10中是對(duì)制造第1實(shí)施例及第2實(shí)施例的軸頸軸承1的情況進(jìn)行說(shuō)明的。圖10(A)、(B)示出了第1實(shí)施例及第2實(shí)施例的金屬薄襯4，各突出狀圓弧面為兩個(gè)、三個(gè)的情況。在圖10(A)的兩個(gè)圓弧面的情況下，讓兩個(gè)金屬薄襯4的端面相接合形成閉環(huán)金屬薄襯4。接合是通過(guò)點(diǎn)焊、激光焊等焊接或者粘合劑來(lái)接合的。金屬薄襯的長(zhǎng)度L由適合的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的軸徑、預(yù)定的間隙、接合部的長(zhǎng)度等來(lái)確定。在兩個(gè)圓弧面的情況下接合后的狀態(tài)是將兩個(gè)平面在兩端面緊密貼合的狀態(tài)。圖10(B)示出了三個(gè)圓弧面的情況，三個(gè)金屬薄襯4的各端邊緣接合后的狀態(tài)成為形成了三個(gè)頂點(diǎn)部4a，以及從軸一側(cè)看的凹狀圓弧面4b的閉環(huán)。
上述結(jié)構(gòu)的閉環(huán)金屬薄襯4通過(guò)圖10(C)所示的組裝工具10組裝到軸承保持部件3中，從而制成金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1。組裝工具10通過(guò)形成與軸承保持部件3的外形尺寸相一致的定位凹部13，在基座11中央直立設(shè)置模仿旋轉(zhuǎn)軸2的軸向柱12來(lái)構(gòu)成。
首先，在軸向柱12上形成貫通閉環(huán)金屬薄襯4的內(nèi)部環(huán)形空間的突出狀圓弧面4b形成。模仿該旋轉(zhuǎn)軸2的軸向柱12的直徑與適用的旋轉(zhuǎn)軸2的直徑大致相同，最好是能夠形成預(yù)定軸承間隙5的直徑。接著，如圖10(C)～(E)所示，在將軸承保持部件3安裝到基座11的凹部13中之后，在金屬薄襯4與軸承保持部件3的空隙中充填粘彈性體6(或者彈性體)而后干燥。干燥后通過(guò)從組裝工具10上取出就能夠完成金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1。
如上所述，在本發(fā)明的制造方法中，只要將平坦的薄板4相重疊的端部邊緣通過(guò)焊接或者粘合劑相接合，將帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部4a和與該頂點(diǎn)部4a的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)的面4b的閉環(huán)金屬薄襯4以及軸承保持部件3安裝到組裝工具10上，在金屬薄襯4與軸承保持部件3的空隙中充填粘彈性體6(或者彈性體)而后干燥，再將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1從上述組裝工具10上取下，就能夠制造出金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1，除了能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行金屬薄襯4的制造和組裝之外，還能夠制造出極高精度的金屬薄襯式動(dòng)壓軸承，提供了一種可以適合于量產(chǎn)的制造方法。
此外，旋轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)速一旦達(dá)到例如每分鐘5萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的高速度，金屬薄襯4的質(zhì)量太小，有時(shí)其自身便開(kāi)始振動(dòng)。其結(jié)果是在旋轉(zhuǎn)軸2上產(chǎn)生不穩(wěn)定的振動(dòng)，或旋轉(zhuǎn)軸2與金屬薄襯4在調(diào)整旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下相接觸，從而會(huì)引起燒結(jié)的情況。為了防止這種金屬薄襯4的膜振動(dòng)，金屬薄襯4施加了與充填的粘彈性體6(或者彈性體)相粘接或者在接合狀態(tài)下相緊貼的處理。更具體地說(shuō)，粘彈性體6(或者彈性體)與金屬薄襯4不會(huì)剝離，在充填粘彈性體6(或者彈性體)之前預(yù)先在金屬薄襯4的外周面上施加了提高粘彈性體6(或者彈性體)與金屬薄襯4接合性能的前處理，使得金屬薄襯4不會(huì)從粘彈性體6(或者彈性體)上剝離。
另外，充填在旋轉(zhuǎn)軸與金屬薄襯4以及軸承保持部件3的空隙中的粘彈性體6(GE東芝Silicone制造的TSE系列)為了防止所謂的一齊轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題，必須提高軸承保持部件3與粘彈性體6之間的接合性能。因此，與上述相同，在充填粘彈性體6之前預(yù)先在軸承保持部件3的內(nèi)周面上施加了提高粘彈性體6與軸承保持部件3接合性能的前處理。作為前處理，例如是在將粘彈性體6(GE東芝Silicone制造的TSE系列)充填到金屬薄襯4與軸承保持部件3的空隙中之前，將稱為底漆的前處理劑(GE東芝Silicone制造的ME121)涂布到軸承保持部件3上并進(jìn)行干燥，就可提高粘彈性體6(GE東芝Silicone制造的TSE系列)相對(duì)于軸承保持部件3的接合性的處理等。
此外，旋轉(zhuǎn)軸2為了在起動(dòng)或停止或者低速旋轉(zhuǎn)時(shí)與金屬薄襯4的表面固體接觸，必須降低金屬薄襯4與旋轉(zhuǎn)軸2之間的摩擦和磨損。為此，最好在旋轉(zhuǎn)軸2外周面與金屬薄襯4內(nèi)周面的至少一方上鍍覆耐磨特性優(yōu)異的鉻或者涂布DLC(像金剛石一樣的碳)的硬質(zhì)膜或PTFE(聚四氟乙烯)、MoS2(二硫化鉬)等固定潤(rùn)滑劑的涂層。作為其它的硬質(zhì)膜可以用WS2膜，作為固體潤(rùn)滑劑，可由上述PTFE與MoS2的混合物或者帶有潤(rùn)滑特性的涂料來(lái)代用。另外，作為潤(rùn)滑劑，將PFPE(全氟聚醚)油等涂布數(shù)納米厚也很有效。
此外，通常旋轉(zhuǎn)軸2會(huì)因不平衡的負(fù)荷偏離軸的中心，同時(shí)，在力矩負(fù)荷的作用下因軸中心的傾斜而引起擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而如圖11(A)所示，在讓旋轉(zhuǎn)軸2由一個(gè)金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1支撐的情況下，旋轉(zhuǎn)軸2發(fā)生傾斜時(shí)，由于金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的軸線方向中心部附近產(chǎn)生了很大的壓力，金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的壓力分布P2就會(huì)如圖11(A)所示，由此，由自軸承中心的距離與壓力分布的乘積求得的軸承力矩負(fù)荷變小，因而不能抑制旋轉(zhuǎn)軸2的傾斜。
對(duì)此，如圖11(B)所示，將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1分割成兩個(gè)，在讓旋轉(zhuǎn)軸2由多列金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1支撐的情況下，旋轉(zhuǎn)軸2發(fā)生傾斜時(shí)，各金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1上產(chǎn)生的壓力由于遠(yuǎn)離金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1軸線方向的中心部，因而金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的壓力分布P1就會(huì)如圖11(B)所示，由此，由自軸承中心的距離與壓力分布的乘積求得的軸承力矩負(fù)荷變大，從而能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸2的傾斜。
為此，在本實(shí)施例中，在與旋轉(zhuǎn)軸2的軸承滑動(dòng)面相面對(duì)的表面上通過(guò)在圓周方向上形成讓頂點(diǎn)部4a附近的間隙5a與外界空氣相連通的軸槽31，如圖11(C)所示，即使在讓形成該軸槽31的旋轉(zhuǎn)軸2由一個(gè)金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1支撐的情況下，旋轉(zhuǎn)軸2發(fā)生傾斜，由于通過(guò)間隙5a讓軸槽31與外界空氣相連通，因而產(chǎn)生的壓力會(huì)由軸槽31分割開(kāi)，從而形成與金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1的端部相同的壓力，形成尤如采用了多個(gè)金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1那樣的壓力分布P1。由此，由自軸承中心的距離與壓力分布的乘積求得的軸承力矩負(fù)荷變大，從而能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸2的傾斜。
此外，在圖11(C)中示出的是形成有一根軸槽31的情況，但并不限于此，形成多道軸槽31也是可以的。
另外，在本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，具有能高精度很小地設(shè)定軸承間隙5、以及即使對(duì)于軸徑為10mm程度以下的軸承也量產(chǎn)性優(yōu)良的特征。由于這種特征而在潤(rùn)滑流體中使用空氣等氣體的話，就能解決油潤(rùn)滑軸承在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的問(wèn)題、即潤(rùn)滑油的泄漏或霧化，產(chǎn)生氣蝕而不規(guī)則振動(dòng)，軸承損失(耗費(fèi)動(dòng)力)增大等缺陷。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度旋轉(zhuǎn)以及環(huán)境的整潔，因而本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1適于作為硬盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)或多角鏡掃描儀電機(jī)或者背投電視彩色轉(zhuǎn)盤電機(jī)的軸承使用。此外，在本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，其是針對(duì)潤(rùn)滑流體主要是氣體的情況記述的，本發(fā)明也可適用于潤(rùn)滑流體為水系或油系液體的情況。另外，軸徑最好是10mm以下的軸承，當(dāng)然10mm以上的軸徑(例如，50mm)的軸承也是適用的。
此外，在上面說(shuō)明的實(shí)施例中，是對(duì)旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，作為軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯4以及粘彈性體6(或者彈性體)、軸承保持部件3為靜止的情況進(jìn)行說(shuō)明的，但在本發(fā)明的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承1中，讓旋轉(zhuǎn)軸2靜止，金屬薄襯4、粘彈性體6(或者彈性體)以及軸承保持部件3旋轉(zhuǎn)的情況也是適用的。
權(quán)利要求
1.一種金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸的外周的軸承保持部件，以及形成與配置于上述空隙中的上述旋轉(zhuǎn)軸相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯構(gòu)成，通過(guò)上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)形成的流體潤(rùn)滑膜來(lái)支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載，在這種金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承中，其特征在于上述金屬薄襯由帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部，與該頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的突出狀圓弧面的閉環(huán)來(lái)構(gòu)成，在上述金屬薄襯與上述軸承保持部的空隙中充填有粘彈性體或者彈性體。
2.如權(quán)利要求1記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于上述金屬薄襯的頂點(diǎn)部與上述軸承保持部件的內(nèi)周面不直接接觸，將上述金屬薄襯配置在上述空隙中，并且充填上述粘彈性體或者彈性體。
3.如權(quán)利要求1記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述軸承保持部件上形成切口，將上述金屬薄襯頂點(diǎn)部插入到上述切口中，同時(shí)，上述頂點(diǎn)部與上述切口的底面不直接接觸，將上述金屬薄襯配置在上述空隙中，并且充填上述粘彈性體或者彈性體。
4.如權(quán)利要求1記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于讓形成上述流體潤(rùn)滑膜的流體引入到上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的間隙中的流體入口一側(cè)的上述粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)比讓排出引入的流體的流體出口一側(cè)的粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)要小。
5.如權(quán)利要求2記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于讓形成上述流體潤(rùn)滑膜的流體引入到上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的間隙中的流體入口一側(cè)的上述粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)比讓排出引入的流體的流體出口一側(cè)的粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)要小。
6.如權(quán)利要求3記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于讓形成上述流體潤(rùn)滑膜的流體引入到上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的間隙中的流體入口一側(cè)的上述粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)比讓排出引入的流體的流體出口一側(cè)的粘彈性體或者彈性體形成的彈性部的彈性系數(shù)要小。
7.如權(quán)利要求1記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
8.如權(quán)利要求2記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
9.如權(quán)利要求3記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
10.如權(quán)利要求4記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
11.如權(quán)利要求5記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
12.如權(quán)利要求6記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在上述金屬薄襯與上述旋轉(zhuǎn)軸之間配置與上述頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的頂部金屬襯，該頂部金屬襯與上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向同向卷繞在該旋轉(zhuǎn)軸上，其一端部作為固定于上述金屬薄襯頂點(diǎn)部的固定端，同時(shí)，另一端形成不固定的自由端。
13.如權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)記載的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承，其特征在于在與上述旋轉(zhuǎn)軸的軸承滑動(dòng)面相面對(duì)的表面上沿圓周方向形成一根或者多根軸槽，該一根或者多根軸槽通過(guò)形成于上述頂點(diǎn)部附近的間隙與外界空氣相連通。
14.一種金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的制造方法，該軸承由通過(guò)空隙圍住旋轉(zhuǎn)軸的外周的軸承保持部件，以及形成與配置于上述空隙中的上述旋轉(zhuǎn)軸相面對(duì)的軸承滑動(dòng)面的金屬薄襯來(lái)構(gòu)成，通過(guò)上述旋轉(zhuǎn)軸與上述軸承滑動(dòng)面之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)形成的流體潤(rùn)滑膜來(lái)支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載，在這種金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承的制造方法中，其特征在于它包括制造上述閉環(huán)金屬薄襯的第1工序，它將一個(gè)或者多個(gè)平坦的薄板相重疊的端部邊緣相接合，并帶有一個(gè)或者多個(gè)頂點(diǎn)部和與該頂點(diǎn)部的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的面，在形成與上述軸承保持部件的外形尺寸相一致的定位部的基座中央直立設(shè)置與上述旋轉(zhuǎn)軸相近似的軸向柱，采用這種組裝工具讓由上述第1工序制作出的閉環(huán)狀金屬薄襯內(nèi)部環(huán)形空間穿過(guò)上述軸向柱，形成突出狀的圓弧面的第2工序，在上述組裝工具的基座定位部中嵌入上述軸承保持部件的第3工序，在上述金屬薄襯與上述軸承保持部的空隙中充填粘彈性體或者彈性體并干燥的第4工序，從上述組裝工具上將金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承取下的第5工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠很容易地設(shè)定微小的軸承間隙，同時(shí)制作及組裝簡(jiǎn)單的金屬薄襯式動(dòng)壓軸頸軸承。它通過(guò)在旋轉(zhuǎn)軸2上經(jīng)由軸承間隙5讓兩片薄板的兩端部相接合，配置出閉環(huán)開(kāi)關(guān)的金屬薄襯4，在金屬薄襯4與軸承保持部件3內(nèi)側(cè)的空隙中充填粘彈性體6，形成了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多圓弧軸承，由此讓旋轉(zhuǎn)軸2與金屬薄襯4之間的軸承間隙5的形狀形成容易產(chǎn)生流體壓力的形狀。另外，它組裝容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適用于支撐小直徑旋轉(zhuǎn)軸2的情況。
文檔編號(hào)F16C33/14GK1683800SQ20051007830
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者永田真理, 花橋?qū)? 川池和彥 申請(qǐng)人:大同金屬工業(yè)株式會(huì)社