流体动压轴承装置制造方法及图纸

一种流体动压轴承装置，在稳定旋转时将２处的轴向推力轴承部（ＳＢａ、ＳＢｂ）中轴承间隙较小侧的轴向推力轴承部（ＳＢｂ）中的动压产生用槽的深度形成得比另一方的轴向推力轴承部（ＳＢａ）中的动压产生用槽的深度较浅，并且，第２面对构件（１６）由硬度比第１面对构件（１３）高的材料构成，同时设置规定的施力装置，使轴向推力板（２３）始终从第２轴向推力轴承部侧（ＳＢｂ）上浮。本发明专利技术具有在轴向推力动压轴承部中容易产生所需足够的动压力及减少轴向推力动压轴承部的磨损的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使被夹于轴构件的动压面与轴承套筒的动压面之间的润滑流体产生动压、从而构成能对两构件相互间相对旋转地进行支承的流体动压轴承装置。
技术介绍
近年来，关于用于高速地旋转支承磁盘、光盘、光学多面体等的各种旋转体的流体轴承装置的方案被提出多种。动压轴承装置被应用于如图7所示的硬盘驱动装置(HDD)用主轴电动机，作为轴承构件的轴承套筒13被安装成相对轴构件21能旋转，设于上述轴构件21的外周上的动压面与设在上述轴承套筒13的内周上的动压面在半径方向接近相对形成的狭小间隙内通过注入油或空气等的润滑流体，形成有径向动压轴承部RB。并且，设在嵌合固定于上述轴构件21上的轴向推力板23侧的动压面与在轴向与该动压面相对的上述轴承套筒13侧的动压面和安装在轴承套筒13的开口部的配对板16侧的动压面，被配置成在轴向夹有狭小间隙地接近相对的状态，通过在该狭小间隙内注入上述润滑流体而构成轴向推力动压轴承部SBa、SBb。而且，利用在上述径向动压轴承部RB和轴向推力动压轴承部SBa、SBb中相对的两动压面中至少设在一侧的动压产生用槽等的流体加压装置(未图示)的泵吸作用对润滑流体加压，利用由此所产生的动压力使旋转侧的构件相对静止侧的构件在径向方向及轴向推力方向上分别以上浮的状态被旋转地支承。在这样的流体轴承装置中，在旋转侧构件稳定旋转时，旋转侧的构件相对静止的固定侧的构件夹有润滑流体地以非接触方式上浮，但在停止时旋转侧构件与固定侧构件在一方的轴向推力轴承部侧呈接触状态。例如，在HDD用主轴电动机的场合，搭载在旋转侧构件上的硬盘在成为稳定转速后，记录再生头通过导向构件而在盘片上移动并以非接触方式进行记录再生。另一方面，当旋转驱动停止时，旋转侧构件仅以旋转时的上浮量向重力方向变位。这时，导向构件与盘片留有不接触程度的间隙而分开，但在电动机的姿势反转的场合或受到过分的外部冲击的场合，旋转侧构件与旋转侧构件超过上述上浮量地变位，盘片与导向构件接触，有使盘片受损伤的可能。因此，有消除对电动机使用姿势限制的要求。为了解决该问题，有方案提出，将与安装在旋转侧构件上的驱动磁铁相对的磁性体设置在固定侧构件上来对旋转侧构件进行磁力吸引的电动机。但是，由于电动机在装配过程中的偏差及各构件零件的尺寸偏差而引起磁性体与驱动磁铁的间隙尺寸偏差，其结果，磁吸引力就产生偏差。当磁吸引力产生偏差时，轴向推力动压轴承部SBa、SBb的间隙产生变动，存在着不能获得规定的轴向推力动压力的问题。另外，当利用磁吸引力使旋转时的一方的轴向推力动压轴承部的间隙间隔过分变狭时，润滑流体的粘性增加，存在着电动机转矩损失变大的可能。并且，由于一般轴承磨损量与旋转侧构件的旋转速度与接触时间的乘积成正比，若在电动机起动时即使是低速旋转也能使其早期地上浮，就能抑制轴承磨损量。可是，在对旋转侧构件和固定侧构件进行磁力吸引的场合，由于必须产生超过磁吸引力的上浮力，若不作任何的改进，则上浮时期就延迟。即两构件的接触时间延长，使轴承产生磨损。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于，消除对电动机使用姿势的限制，并使在轴向推力动压轴承部上容易产生所需足够的动压力，通过减少轴向推力动压轴承部的磨损，提供可靠性高的流体动压轴承装置。专利技术的概述为了解决上述问题，技术方案1的流体动压轴承装置的特点是，在轴构件与轴承构件相对稳定地旋转时，旋转侧构件被支承在第1轴向推力轴承部的间隔L1和第2轴向推力轴承部的间隔L2中任何一方的间隔为较小的位置上，并且在该间隔较小一侧的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度被形成为比另一方的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度较浅。若采用具有这样结构的本专利技术，通过利用轴向推力动压产生用槽的深度较浅的一方在旋转初期的低速旋转时产生较大的动压力的现象，从而在旋转初期的阶段中，在轴向推力轴承部中旋转侧构件就早期地从固定侧构件上浮，减少伴随两构件接触所引起的磨损，在能获得耐久性优良的流体动压轴承的同时，即使在相对间隔狭小的轴向推力轴承部，也能获得较大的轴向推力动压力。又，技术方案2的流体动压轴承装置，是在技术方案1中，间隔较小侧的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度被设定成该轴向推力轴承部的弹性系数大致为最大的状态。因此，若采用具有这样结构的本专利技术，能获得较大的轴承刚性。技术方案3的流体动压轴承装置，是在技术方案2中，间隔较小侧的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度最好被设定成所述间隔的0.8倍-2.8倍的尺寸。又，技术方案4的流体动压轴承装置，是在技术方案1中，在所述第1轴向推力轴承部和所述第2轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度被设定成各自的轴向推力轴承部的弹性系数大致为最大的状态。因此，若采用具有这样结构的本专利技术，在能获得大的轴承刚性的同时，即使因在轴向推力板上产生的残余应力及应变的影响而使实际的弹性系数峰值偏移时，也能获得所期望的弹性系数。又，技术方案5的流体动压轴承装置的特点是，第2面对构件用比第1面对构件硬度高的材料构成，并具有在旋转时对所述轴向推力板始终施力成从第2轴向推力轴承部侧上浮状态的施力装置。因此，若采用具有这样结构的轴向推力动压轴承部，由于构成轴向推力板始终从硬度高的材料一侧上浮的状态，故不论电动机的使用姿势如何都能抑制轴向推力动压轴承部的磨损，并提高轴承的可靠性。这时，第2轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度最好比第1轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度形成得较浅，并且，所述施力装置最好是，以比旋转侧构件上的重力还大的磁吸引力将所述旋转侧构件向固定侧构件吸引，所述旋转侧构件在稳定旋转时，施力成所述第2轴向推力轴承部的间隔L2比所述第1轴向推力轴承部的间隔L1较小。另外，所述第2轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度，最好设定成所述第2轴向推力轴承部的间隔L2的0.8倍-2.8倍的尺寸。若采用具有这样结构的本专利技术，则能良好地获得上述的作用。并且，若预先将所述第2面对构件的面粗糙度形成得比所述第1面对构件的面粗糙度较平滑，就能获得良好的上浮状态。附图的简单说明图1是应用本专利技术流体动压轴承装置的主轴电动机的剖视图。图2是表示在轴向推力板上形成的动压产生用槽的一例子的俯视说明图。图3是表示应用本专利技术流体轴承装置的主轴电动机停止时状态的主要部分剖视图。图4是表示应用本专利技术流体轴承装置的主轴电动机稳定旋转时状态的主要部分剖视图。图5是表示轴向推力板的上浮量、轴向推力动压产生用槽的深度，在轴向推力动压轴承中的弹性系数的关系的曲线图。图6是表示本专利技术流体动压轴承装置的其他实施形态的剖视图。图7是用于说明现有技术的流体轴承装置的剖视图。专利技术的实施方式以下，结合附图说明将本专利技术应用于硬盘驱动装置(HDD)的实施形态。图1所示的轴旋转型的HDD用主轴电动机，大致由作为静止构件的定子组10和能相对该定子组10安装成可旋转的作为旋转构件的转子组20构成。其中，定子组10具有螺钉紧固在未图示的驱动装置本体的底座侧上的框架11。在形成于该框架11的大致中央部分上的筒状的套筒保持部12的内侧，形成中空圆筒状的轴承套筒13通过压入或热压等固定方法与框架11结合成一体。为使该轴承套筒13的加工容易化，该轴承套筒用磷青铜等的铜系材料构成，并形成在两端具有开口部的中心孔。并且，在套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体动压轴承装置，其具有：轴构件、设在该轴构件上的环状的轴向推力板、从半径方向外方侧接近相对地包围所述轴构件的轴承构件、形成于该轴承构件与所述轴构件之间的间隙部的径向动压轴承部、由形成于所述轴向推力板的一方侧端面与轴向相对的第１面对构件之间的第１轴向推力轴承部及形成于所述轴向推力板的另一方侧端面与轴向相对的第２面对构件之间的第２轴向推力轴承部所构成的轴向推力动压轴承部、设在所述径向动压轴承部和所述轴向推力动压轴承部上的动压产生用槽、充填在所述径向动压轴承部和所述轴向推力动压轴承部中的润滑流体， 并具有：在所述轴构件及所述轴向推力板侧与所述轴承构件侧的双方构件相互间进行相对旋转时、利用所述动压产生用槽对所述润滑流体产生动压力而使上述双方的构件相互间在径向方向和轴向推力方向上分别相对上浮的轴承结构，其特征在于， 在所述轴构件与所述轴承构件相对地稳定旋转时，旋转侧构件被支承在所述第１轴向推力轴承部的间隔Ｌ１和所述第２轴向推力轴承部的间隔Ｌ２中任何一方的间隔为较小的位置上，并且在该间隔较小一侧的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度被形成为比另一方的轴向推力轴承部上的动压产生用槽的深度较浅。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：五明正人，
申请(专利权)人：株式会社三协精机制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]