CN101091068A - 动压轴承装置 - Google Patents

Abstract

一种防止润滑油泄漏的低成本动压轴承装置。微量墨供应在烧结金属制轴承构件(8)的第一外圆周面(8b2)上，微量墨的集合体构成的孔隙密封部分(17)形成动压轴承装置1的轴承构件(8)的暴露于空气的密封部分。

Description

动压轴承装置

技术领域

本发明涉及一种动压轴承装置(fluid dynamic bearing device)，该动压轴承装置利用轴承间隙中存在的流体(润滑流体)的动压效应来相对地支撑轴构件。这种轴承装置具有高速旋转、高旋转精度和较低的噪声等特征，并适合用作信息设备的小型电机用轴承设备，例如，HDD等磁盘设备，CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘设备，MD、MO等磁-光盘设备用主轴电机，激光打印机(LBP)的多面棱镜扫描电机，投影仪的环轮电机(collar wheel motor)，轴流风机(axial fan)等电器机械和设备。

背景技术

这种类型的动压轴承可大概分成两组：压力轴承，该压力轴承包括在轴承间隙的润滑流体中产生动压的动压产生部；和圆筒轴承(具有完全圆形轴承剖面的轴承)，该圆筒轴承(cylindrical bearing)不具有动压产生部。

例如，在集成到HDD等磁盘设备用主轴电机中的动压轴承装置中，有时动压轴承同时构成有在径向上支撑轴构件的径向轴承部分和在推力方向支撑轴构件的推力轴承部分。使用于这种类型的动压轴承装置的公知实例是如下的轴承装置，在该公知的轴承装置中，轴承构件由烧结金属制成并且轴承构件的内部浸有润滑油，使得轴承构件能够被用作浸油烧结轴承(例如，参见，JP2001-65577)。

发明内容

随着信息设备的性能的显著改善，对于动压轴承装置的高速旋转性能的需求日渐增加。今天，浸油烧结轴承广泛使用，由于在轴承装置运转期间润滑油流经孔的内部，  因此能够获得好的旋转性能。然而，在JP2001-65577所公开的动压轴承装置中，烧结金属制轴承构件的外圆周表面暴露于空气。因此，当轴承装置运转时，不能避免润滑油从轴承构件的外圆周表面泄漏出去。这种泄漏造成在装配电机时降低了到支架的附着力，而且还会污染周围环境。此外，油泄漏会降低旋转性能，并会使轴承装置中的润滑油量降低。

因此，基于防止润滑油泄漏的目的，有一种公知的轴承装置，在该公知的轴承装置中，轴承构件被容纳在与轴承构件分离的壳体内。然而，提供与轴承构件分离的壳体不可避免地要增加部件数量，部件数量增加又导致成本增加，装配人工增加，因此难以满足近年来对降低动压轴承装置成本的需求。

本发明的一个目的是提供一种能够防止润滑油泄漏引起的上述各种问题、并具有成本低、旋转性能良好的动压轴承装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种动压轴承装置，包括：轴构件、轴承构件和径向轴承间隙，所述轴承构件由烧结金属制成并在其内周处插入设置有轴构件，所述径向轴承间隙形成在轴构件的外圆周面和与之相对的轴承构件的内圆周面之间并注入有润滑流体，其中，通过硬化供应在轴承构件的外圆周面上的微量墨的集合体，形成用于密封表面孔隙的孔隙密封部分。

根据上述构造，烧结金属表面上的孔隙被密封。因此，可防止注入在轴承装置内的润滑流体的泄漏。这可防止周围环境污染、于支架的粘接性降低和旋转性能降低等问题。此时，无需在轴承构件的外圆周面上设置容纳轴承构件的构件(例如，壳体)。所以，在不增加部件数量和装配人工的同时，能够提供低成本的动压轴承装置。

在形成孔隙密封部分中，可形成微量墨的集合体，例如，铜鼓所谓喷墨方法，在该方法中，以与轴承构件的外圆周面不接触的状态墨从喷嘴供应。以与轴承构件不接触的状态供应墨的方法不仅包括上述喷墨方法，而且也包括无喷嘴型喷墨方法，在无喷嘴型喷墨方法中，墨滴不是从喷嘴派出，而是从墨流体表面(无喷嘴喷墨方法)，还包括用电泳引导墨的方法，墨不是以微滴的形式排出而是用微管连续地排出的方法，通过减小到固定表面的距离来排墨并同时击打固定表面的方法。

能够精确控制上述供墨方法的供墨量。因此，通过预先程序设定和根据程序控制供墨部(例如，喷嘴)位置和墨的供应和中止，孔隙密封部分能够以期望的方式精确地形成。所以，能够低成本地形成孔隙密封部分，而无需在不需要供墨的部分进行掩盖等过程。此外，由于可精确控制墨的输出速率，孔隙密封部分可被形成为具有期望厚度，防止了过量墨的使用。

硬化墨的方法不是最重要的，可加热硬化，例如，通过电子束、光束等照射硬化。鉴于成本和工作环境的原因，优选光硬化墨，该墨可用光束照射硬化。可使用光硬化墨可以是可见光硬化型，和紫外线硬化型、红外硬化型等。但优选紫外线型硬化墨，因为其硬化成本低，周期短。

如上所述，由于烧结金属是多孔体，当烧结金属制轴承构件提供有墨时，期望的孔隙密封部分可不形成，墨会通过孔渗透到轴承构件中。所以，期望在预处理之后形成孔隙密封部分，以便墨不会渗透到轴承中。作为预处理，可选择注入过程等，但是优选耦合剂涂层，其可无需特殊设备低成本处理(耦合处理过程)。耦合剂是所谓的表面改性剂(modifier)，会恶化可湿性，换言之，增加墨的表面张力。所以，可防止提供的墨渗透到轴承中。

所述孔隙密封部分上的涂层和耦合剂可以任何方式形成，只要形成在除具有与轴承构件的外圆周面配合的其他元件的配合部分以外部分。“其他元件”的示例包括密封轴承构件的一端处的开口的盖子构件和密封轴承构件的另一端处的开口的密封构件。由于盖子构件和密封构件通常是非多孔体形成的。用作配合部分的轴承构件的外圆周面上的孔隙被这些元件所密封。如果在成本合装配其他元件的工时方面无问题，可在具有其他元件的配合部分形成孔隙密封部分和涂层。

根据本发明的动压轴承装置，第一轴承部分包括在径向轴承间隙中产生动压作用的动压产生部，第二轴承部分具有径向轴承间隙，第二轴承部分的径向轴承间隙的宽度小于第一轴承部分的径向轴承间隙的宽度。根据这种构造，例如，当轴承装置启动和停止时，在轴承间隙大于第一轴承部分的第二轴承部分中优先出现轴构件与相对元件(横过径向轴承间隙、与轴构件相对的元件)接触。因此，第一轴承部分的动压产生部不与相对元件接触，因此避免动压产生部的磨损，使得能够稳定地和长时间地维持动压产生部的功能。此时，圆筒轴承(cylindrical bearing)构成了第二轴承部分。

本发明中使用的径向轴承间隙的宽度是横过径向轴承间隙、彼此相对的两个面之间的距离。例如，在第一轴承部分，当动压产生部形成在轴部的外圆周面上时，动压产生部的表面和相对元件的内圆周面之间的最小距离是“径向轴承间隙的宽度”。

例如，第二轴承部分的径向轴承间隙可形成在密封轴承构件另一端处开口的密封构件的内圆周面和轴构件的外圆周面之间。在第二轴承部分中，如上所述，优先发生与轴构件的外圆周面的滑动接触。因此，期望密封构件由具有高耐磨的金属材料形成。此时，如果形成轴构件的金属材料与形成密封构件的金属材料相同，在滑动接触期间容易发生燃烧。所以，如果两者都由金属材料形成，那么期望它们由不同的金属材料形成。

动压产生部可以任意形式形成，只要能通过径向轴承间隙中的流体动压效应产生压力即可。这些形式的实例包括：具有多个槽(可是人字形或螺旋形)和上升的分界部分(它位于槽之间并划分出这些槽)的形式；具有多个弧形面的形式，该弧形面使轴承间隙在一个或两个圆周方向上收缩层楔形；以及其它形式。

构成第一轴承部分的动压产生部可形成在轴构件的外圆周面上或形成在横过径向轴承间隙、相对的轴承构件的内圆周面上。例如，形成动压产生部的广泛公知的方法有辊压过程和切削过程。然而，精确形成几微米精度等级的动压产生部是很困难的，而且在公知的方法过程中，还不可避免地会产生切削粉。如果轴承装置投入使用而切削粉还留在其中，作为污染物的切削粉会降低轴承的性能。所以，有必要设置额外的清洗步骤等，以便仔细地清楚这些切削粉，这又导致成本增加。

相反，在本发明中，通过硬化微量墨的集合体形成动压产生部。因此，克服了上述问题，并且能够高精度地形成动压产生部。此时，由于轴构件的外圆周面和轴承构件的内圆周面的表面构造可以平滑表面的形式形成，因此能够容易地执行轴构件和轴承构件的成型，实现了简单的成型。此外，由于可用形成上述孔隙密封部分的相同印刷设备来形成这种动压产生部，因此降低了设备投资。

具有上述构造的动压轴承装置能够以低成本制造，并具有高旋转精度和耐用性，因此可适用于具有转子磁铁和定子线圈的电机，例如，HDD用主轴电机等。

从上面的说明可清楚地看出，润滑油泄漏引起的各种问题被防止了，并且通过使用本发明的构造，能够以低成本制造具有高旋转性能的动压轴承装置。

附图说明

图1是显示集成动压轴承装置的电机示例的示意图；

图2是显示动压轴承装置的示例的剖视图；

图3是显示用于形成孔隙密封部分的喷墨方法的印刷设备的示例的示意图；

图4是显示用于形成动压产生部的喷墨方法的印刷设备的示例的示意图；

图5是显示用于形成动压产生部的喷墨方法的另一种形式的印刷设备的示例的示意图；

图6是显示另一种形式的动压产生部的剖视图；

图7是显示另一种形式的动压产生部的剖视图；

图8是显示另一种形式的动压产生部的剖视图。

附图符号说明

1    动压轴承装置

2    轴构件

2a’ 材料

8    轴承构件

8’  材料

8b2  第一外圆周面

8a2  第二外圆周面

14   第一轴承部分

15   第二轴承部分

17   孔隙密封部分

18      涂层

20      喷头

21      硬化构件

22      墨

A       径向轴承面

B，C    推力轴承面

Aa      分界部分

Ab      动压槽

P       配合部分

Q       配合部分

R1，R2  径向轴承部分

T1，T2  推力轴承部分

S       密封空间

具体实施方式

下面将参考附图来说明本发明的实施例。

图1概要地显示了信息设备用主轴电机的构造示例。信息设备用主轴电机用于HDD等磁盘驱动单元，并包括动压轴承装置1、安装在动压轴承装置1的轴构件2上的磁盘毂3、横过间隙在径向上彼此相对的定子线圈4和转子磁铁5、和支架6。定子线圈4安装在支架6的外圆周上，转子磁铁5安装在磁盘毂3的内圆周上。磁盘毂3在其外圆周上保持一个和多个磁盘等盘片D。动压轴承装置1安装在支架6的内圆周的内部。当启动定子线圈4时，在定子线圈4和转磁铁5之间产生的电磁力的作用下，转子磁铁5被转动，磁盘毂3和轴构件2也相应旋转。

图2显示上述主轴电机用动压轴承装置的示例。动压轴承装置1包括：作为主体元件的位于旋转中心的轴构件2，该轴构件2具有轴部2a；轴承构件8，该轴承构件具有套状部分，轴部2a可插入到该套状部分的内圆周；盖子构件7，该盖子构件密封动压轴承装置一端处的开口；和密封构件9，该密封构件密封与盖子构件7相对一端的开口。在一下说明中，为了便于说明，密封构件9所密封的一侧被称作上侧，轴向相对侧则被称为下侧。

例如，轴承构件8由烧结金属形成，通过压缩包含以铜为主要成分的金属粉并烧结该压缩块而获得。轴承构件8整体地包括圆筒套构件8a和凸起8b，轴部2a可插入圆筒套构件8a的内圆周，凸起8b从套构件8a朝外直径侧凸出并同样具有圆筒状。轴承构件8(套构件8a)的内圆周面8a1形成为完美的圆形圆筒表面，没有任何凸出和凹陷。凸起8b的外圆周表面构成第一外圆周面8b2，第一外圆周面8b2是动压轴承装置1暴露于空气的表面。套构件8a的外圆周面通过轴向区域被分成下部第二外圆周面8a2和上部第三外圆周面8a3，凸起8b形成在前述轴向区域中。第二外圆周面8a2和第三外圆周面8a3形成为其直径小于第一外圆周面8b2的直径。此外，在本实施例中，第二外圆周面8a2用作具有盖子构件8的配合部分P，第三外圆周面8a3用作具有密封构件9的配合部分Q。

此外，尽管未图示，在用作推力轴承部分T1的推力轴承面B的下端面8a4的环形区域的部分中布置有多个动压槽，例如螺旋形形成的动压槽，在形成轴承构件8的同时模制形成该动压槽。

在轴承构件8的第一外圆周面8b2上形成有孔隙密封部分17，该孔隙密封部分17通过硬化微量墨(树脂化合物)的集合体而获得，通过形成孔隙密封部分17，从而密封了轴承构件8的第一外圆周面8b2上的孔隙。孔隙密封部分17通过这样的步骤形成，该步骤包括：在构成轴承构件8的材料8’的第一外圆周面8b2上形成偶合剂(coupling agent)涂层18的第一步骤，向第一步骤中形成的涂层18的表面供应墨的第二步骤，和硬化所供应的墨的电三步骤。

在第一步骤中，如图2的下部右侧的局部放大图所示，偶合剂涂层18形成在构成轴承构件8的材料8’的第一外圆周面上(结合过程)。涂层18仅形成在材料8’的在随后的第二步骤中至少要被供应墨的外圆周面上，特别地，除了与外圆周面的其他元件配合的配合部分P、Q以外，涂层18仅形成在第一外圆周面8b2上。但是，涂层18不仅可形成在第一外圆周面8b2上，而且也可形成其他外圆周面8a2、8a3上，甚至形成在端面上。

用异丙醇、丙酮等溶剂将耦合剂稀释成0.5wt％的稀释耦合剂，并通过公知方法，喷洒和干燥该稀释的耦合剂而形成耦合剂(coupling agent)涂层18。在形成涂层18的部分，湿度降低，换言之，表面张力增加。因此，能够防止当在第二步骤供应墨时墨渗透到轴承构件中。

作为形成涂层18的耦合剂，可使用钛酸盐基、硅烷基、铝基和锆酸盐基耦合剂。考虑到工业稳定性和墨的兼容性等，优选钛酸盐基耦合剂。可使用的钛酸盐基耦合剂包括KR41B和KR9SA(两者都由Ajinomoto-Fine-Techno有限公司制造)等一烷氧(monoalkoxy)基类型，KR138S和KR238S(两者都由Ajinomoto-Fine-Techno有限公司制造)等螯化物型，一烷氧焦磷酸盐型，配位型(coordination type)和等同型(coordinate type)。

在上述第一步骤的形成涂层18之后，通过在涂层18表面供应墨的第二步骤和硬化墨的第三步骤来形成孔隙密封部分17。作为供应墨的第二步骤的示例，本实施例采用流体墨以微滴状态从喷嘴喷出的喷墨方法，并击打涂层18的要被固定墨的表面，使得孔隙密封部分17被印刷并被硬化。

图3显示了喷墨印刷设备的概要，该喷墨印刷设备执行孔隙密封部分17的印刷和硬化。该印刷设备包括：一个和多个喷头20，喷头与构成轴承构件8的材料8’的外圆周面(特别是第一外圆周面8b2)相对，轴承构件8被旋转驱动；和硬化构件21，硬化构件21和喷头20在圆周方向上设置在不同的位置。排出微滴墨22的多个喷嘴24沿轴向设置在喷头20上。硬化构件21是发射光来硬化墨22的光源，例如，紫外线灯。

例如，墨22包括光硬化树脂，优选紫外线硬化树脂作为基础树脂，如果必要，并添加光聚合引发剂，如果还有必要，添加有机溶剂。

基础树脂的示例包括可自由基聚合单体，可自由基聚合低聚物，可阳离子聚合单体，还包括酰亚胺和硫醇-烯化合物如环状多烯化合物和聚硫醇化合物。其中，优选使用可自由基聚合单体，可自由基聚合低聚物和可阳离子聚合单体。此外，作为添加到这些基础树脂的光聚合引发剂，优选可自由基光聚合引发剂，可阳离子聚合引发剂等。这些光聚合引发剂不仅可单独使用，也可两种以上组合使用。

通过将不锈钢制固定件25插入轴向通孔并通过制成构件23将固定件25固定在其两端，材料8’被旋转地驱动。此时，固定件25的外圆周面和材料8’的内圆周面被设定成以这样程度的配合，即以材料8’能与固定件25同步旋转的程度。否则，这些表面就配合得更松，以便直接旋转地驱动轴承构件8。一个和多个材料8’在串联连接的状态下被支撑。为了有效执行印刷，作为示例，期望多个材料8’在串联连接的状态下被支撑。当多个材料8’串联连接时，通过使用固定件25连接材料8’而保证了每个材料8’之间的同轴性，因此能够防止供墨22精度的变化，在每个材料8’上形成高精度的孔隙密封部分17。

在如上所述的构造中，在固定件25(材料8’)旋转时，通过从喷头20的喷嘴24喷墨来执行印刷。因此，微滴墨22落在涂层18的表面上，通过这些微滴墨的集合体而形成具有预定厚度的孔隙密封部分17。这里的“预定厚度”不限于某具体厚度，只要能够防止润滑油泄漏即可。例如，其厚度可为几微米到几十微米的范围，并可通过本印刷方法形成。材料8’的旋转使孔隙密封部分17到达与硬化构件21(硬化墨的第三步骤)相对区域，随后墨22将经紫外线照射，发生聚合反应而被硬化。当材料8’旋转一次即可完成这些印刷和硬化，也可旋转两次到几十次逐渐进行这些印刷和硬化。此时，在印刷孔隙密封部分17期间喷头20可设置在固定位置，和在印刷期间可沿轴向滑动。

在上述喷墨法的印刷方法中，由于供应墨22的第二步骤(印刷)和硬化所供应的墨22的第三步骤无时间延迟地连续执行，所以能更有效地形成孔隙密封部分17。此外，在喷墨法的印刷方法中，通过预先的程序设定可精确控制印刷范围和印刷形式。因此，无需在不需要印刷的部分上进行掩盖。进一步地，能够防止过量使用墨，因此可降低成本。

轴构件2由轴部2a和凸缘部2b构成，轴部2a由不锈钢等金属材料形成，凸缘部2b也由不锈钢等金属材料形成，并整体地或独立地设置在轴部2a的一端。在轴部2a的外圆周面2a1上具有作为动压产生部的区域，例如，包括动压槽Ab和分界部分Aa的区域(径向轴承面A)，动压槽Ab以人字形布置，分界部分Aa分界并形成动压槽Ab，径向轴承面A在轴向上形成两个分离的区域。在上部径向轴承面A上，动压槽Ab相对于轴心m非对称地形成，轴心m的上部区域的钟祥尺寸X1大于上述轴心m的下方区域的轴向尺寸X2。因此，当轴构件2转动时，上部径向轴承面A的润滑油的拖动力(泵驱动力)大于下部对称的径向轴承面A的润滑油的拖动力。在本实施例中，两个轴部2a和凸缘2b都由金属材料形成，但是，也可轴部2a由金属材料形成而凸缘2b由树脂形成。

在这个实施例中，通过从喷嘴将微滴流体墨喷到构成轴部2a的材料2a’的表面上，并使落在构成轴部2a的材料2a’的表面上的墨被硬化，使得动压槽图案被印刷和硬化，从而形成用作径向轴承面A的区域(动压槽图案)，该区域作为上述孔隙密封部分17。可使用与上述形成孔隙密封部分相同的喷墨印刷设备17来执行动压槽图案的印刷。图4示例了该设备。

在构成轴部2a的材料2a’在两端处被支撑构件23支撑并旋转时，利用从喷头20的喷嘴24喷出墨来执行动压槽图案的印刷，如图4所示。因此，墨的微滴击打材料2a’的外圆周面2a1的预定位置。通过聚集大量的微滴，在材料2a’的外圆周面2a1上形成作为动压产生部的动压槽图案(用作径向轴承面A的区域)，该动压槽图案具有多个例如以人字形布置的动压槽Ab和上升的分界部分Aa，该分界部分Aa分界并形成动压槽Ab。

此外，如图5所示，也可通过串联连接多个材料2a’和在轴向上滑动一个或多个喷头20，在多个材料2a’同时旋转时同时执行多个材料2a’的动压槽图案的印刷。在这种情况下，通过将轴的一端的凸起2a2插入另一端设置的凹陷，从而确保各个材料2a’之间的同轴性。

通过经历喷墨法印刷和硬化，一种方式形成的动压槽图案可用作径向轴承面A，而无需经历切削后的清洗等后续步骤。

轴承构件8的下部开口由金属或树脂材料制盖子构件7密封。盖子构件7呈底部圆筒形，并包括底部7b和圆筒侧部7a，该圆筒侧部7a从底部7b的外直径侧的上部沿轴向向上凸起。通过压配、压配粘接等，侧部7a的内圆周面7a2适配地固定在用作配合部分P的轴承构件8的第二外圆周面8a2上。此外，例如，通过压制处理过程(未显示)，在底部7b的上端面7b1的圆环区域的部分上形成第二推力轴承面C，该第二推力轴承面C具有多个以螺旋形布置的动压槽。

当具有如上所述结构的盖子构件7被固定在轴承构件8上时，推力轴承间隙的宽度可容易地设定成恒定值。即，如果轴承构件8的第二外圆周面8b2的轴向尺寸L1与推力轴承间隙和凸缘2b的轴向尺寸L2的总和被设定成与盖子构件7的侧部7a的轴向尺寸L相同(L＝L1+L2)，在固定盖子构件7时，可容易地将推力轴承间隙的宽度设定成均匀一致的数值。

密封开口的密封构件9形成在轴承构件8的上端开口上。密封构件9包括磁盘部分9a和圆筒侧部9b，磁盘部分9a呈磁盘形并具有比轴承构件8的内圆周面8a1更朝内侧直径侧凸出的部分，筒侧侧部9b从磁盘部分9a的外直径侧沿轴向朝下地凸出。形成密封构件9的金属材料可为不锈钢、黄铜、铝和其他可用的金属材料。然而，当使用相同的材料时，由于与轴构件2滑动接触，可能会出现燃烧风险。因此，期望形成密封构件9的材料不同于轴构件2的材料。

密封构件9的磁盘部分9a的内圆周面包括第一内圆周面9a1和锥形的第二内圆周面9a2，第一内圆周面9a1形成为完美的圆形圆筒面，没有任何凸出和凹陷。锥形的第二内圆周面9a2的直径从第一内圆周面9a1的上端沿轴向向上地逐渐变大。第二内圆周面9a2横过具有预定容量的密封空间S与轴部2a的外圆周面2a1相对。通过压配、压配粘接等，侧部9b的内圆周面9b1固定在轴承构件8的用作配合部分Q的第三外圆周面8a3上，侧部9b的下端面9b2与轴承构件8的凸起8b的上端面8b1接触。此外，磁盘部分9a的下端面9a3的径向区域部分与轴承构件8的套子构件8a的上端面8a5接触。在动压轴承装置1装配后，由密封构架9所密封的动压轴承装置1的内部空间注入有作为润滑流体的润滑油。在这种状态下，润滑油的油面保持在密封空间S的范围内。

当以上述方式将密封构件9固定在轴承构件8上时，在密封构件9的磁盘部分9a的第一内圆周面9a1与轴承构件8的内圆周面8a1之间形成径向台阶部分16。为了便于理解，台阶部分16在图中放大表示，但台阶部分16的尺寸只有2微米到20微米。此外，盖子构件7的外圆周面、密封构件9的外圆周面和形成在轴构件8上的孔隙密封部分17的外圆周面以在同一直线上的方式形成。

在具有如上所述结构的动压轴承装置1中，当轴构件2旋转时，形成在轴部2a的外圆周面2a1上的两个径向轴承面A横过径向轴承间隙、分别与轴承构件8的内圆周面8a1相对。轴构件2的旋转在每个径向轴承间隙中注入的润滑油中产生流体动压效应，通过压力轴构件2以非接触的方式在径向上被自由转动地支撑。因此，形成以非接触的方式在径向上旋转支撑轴构件2的径向轴承部分R1、R2。这些径向轴承部分R1、R2构成第一轴承部分14，该第一轴承部分14包括轴向上彼此分离的两个动压轴承。

同时，在密封构件9的第一内圆周面9a1和与之相对的轴部2a的外圆周面2a1之间的间隙内形成润滑油膜，通过该润滑油膜，轴构件2以非接触的方式在径向上被旋转支撑。因此，形成了构成圆筒轴承(cylindricalbearing)的第二轴承部分15。由于无论密封构件9的第一内圆周面9a1与轴部2a的外圆周面2a1的相对区域如何，轴部2a的外圆周面2a1具有恒定的直径，因此，第二轴承部分15的径向轴承间隙W2的宽度小于第一轴承部分14的径向轴承间隙W1的宽度(上升的分界部分的外圆周面Aa和大直径内圆周面8a1之间的距离)(W2＜W1)，这是由于上述台阶部分16存在的缘故。

此外，形成在轴承构件8的套子构件8a的下端面8a4上的推力轴承面B横过推力轴承间隙、与凸缘部2b的上端面2b1相对；形成在盖子构件7的底部7b的上端面7b1上推力轴承面C横过推力轴承间隙、与凸缘部2b的上端面2b2相对。轴构件2的旋转在注入在每个推力轴承间隙中的润滑油中产生动压效应，因此轴构件2在压力的作用下以非接触的方式在推力方向上被自由旋转地支撑。因此，形成了以非接触方式在推力方向上自由旋转地支撑轴构件2的推力轴承部分T1、T2。

在本发明中，通过硬化烧结金属制轴承构件8的第一外圆周面2b2上的微量墨的集合体来形成孔隙密封部分17，即，除了用作具有盖子构件7和密封构件9的外圆周面8a2、8a3以外的外圆周面，因此轴承构件8的表面孔隙被密封。这防止了润滑油从轴承装置流出。所以，这不仅防止了当轴承装置集成到电机时粘接剂的额外，而且也防止了电机元件的污染。此外，也能防止由于轴承装置内的润滑油量减少引起的轴构件2和轴承构件8的燃烧，所以可实现预期的旋转精度。进一步地，现有技术中的用于包含轴承构件8的元件(例如，壳体)可被省略，这减少了部件数量，节省了装配人工，因此降低了动压轴承装置1的成本。

此外，在本发明中，构成圆筒轴承(cylindrical bearing)的第二轴承部分15的径向轴承间隙W2的宽度小于构成上述动压轴承的第一轴承部分14的径向轴承间隙W1的宽度。因此，在轴承装置运转期间，当轴承装置开始或停止时，或当轴构件2停止(runout)时，与轴构件2的滑动接触优先出现在具有小轴承间隙宽度的第二轴承部分15，因此避免了第一轴承部分14的元件之间的滑动接触。因此，避免了形成在第一轴承部分14的径向轴承面A上的树脂制分界部分Aa的磨损，所以防止径向轴承面A上的动压效应的降低，能够长时间保持期望的轴承性能。此外，密封构件9和第二轴承部分15内的轴构件2的滑动是金属接触，因此，防止接触面的早期磨损。

此外，如果程序和其他部分地改变时，可仍用同样的设备进行孔隙密封部分17和径向轴承面A(动压槽图案)的形成。因此，投资成本很低，降低了动压轴承装置1的生产成本。

基于上述功能，本发明低成本地提供了能够防止油泄漏的动压轴承装置1，该动压轴承装置1与电机之间具有良好的装配性，具有优异的清洁性。而且，该动压轴承装置1具有高旋转精度和耐用性。

在上述说明中，在径向轴承面A设置在轴部2a的轴向的两个位置的情况下，上部的径向轴承面A上的动压槽Ab相对轴心m轴向非对称地形成。然而，当使用具有本发明结构的动压轴承装置1时，例如，在风扇电机、激光打印机用多面棱镜扫描电机，槽可轴向对称地布置，如同下部设置的在轴向上对称的下部径向轴承面A。

在上述说明中，径向轴承面A形成在轴部2a的外圆周面2a1上的情况是一个示例，但是，径向轴承面A也可形成在轴承构件8的内圆周面8a1上。此外，推力轴承面B形成在轴承构件8的下端面8a4上和推力轴承面C形成在盖子构件7的上端面7b1上是个示例。然而，这些推力轴承面B、C可分别形成在凸缘部2b的上端面2b1和下端面2b2上，上端面2b1和下端面2b2横过推力轴承间隙、彼此相对。此外，仅径向轴承面A通过喷墨方法印刷形成是个示例，但是，推力轴承面B和C也可使用喷墨方法印刷形成。

此外，在上面说明的动压轴承装置中，推力轴承部分由动压轴承构成，但是推力轴承部分也可由所谓的枢轴承(pivot bearing未显示)构成。

这样，上述形成在径向轴承面A上的动压产生部的构造仅是个示例，与动压槽的其他任何构造(例如，螺旋形)对应的动压槽图案可被形成作为动压产生部，只要它能通过喷墨方法印刷即可。在径向轴承面A上，也可以相似方法形成所谓的多弧动压产生部(multi-arc dynamic pressuregenerating portion)和所谓的阶梯形动压产生部(stepped dynamic pressuregenerating portion)。在所谓的多弧动压产生部中，在圆周方向上形成多个弧形面；在所谓的阶梯形动压产生部中，动压槽在轴向上形成在圆周方向的多个位置上。

此外，在上述说明中，径向轴承面A在轴向上分离地形成在两个位置上仅为一个示例，但是，径向轴承面A的数量是可选择的，径向轴承面A可形成在轴向的一个位置或三个以上位置处。

如6和图8显示了第一轴承部分14的结构，在该结构中，多弧动压产生部形成在径向轴承面A上。在图6所示实施例中，通过上述在轴部2a的外圆周面2a1上的喷墨印刷步骤和对印刷表面的硬化步骤，形成了多个轴向弧形面2a3和分离槽2a4。每个弧形面2a3是偏心弧形面，其中心以相同距离偏离旋转中心O，并在圆周方向上以规则的间隔形成。通过将轴部2a插入在轴承构件8的内圆周面8a1处，在轴部2a的偏心弧形面2a3和分离槽2a4之间分别形成径向轴承部分R1、R2的径向轴承间隙。径向轴承间隙的与偏心弧形面2a3相对的区域是楔形的，其宽度在一个圆周方向上逐渐增大。该轴承也被称作锥轴承。当轴构件2减小楔形间隙的方向上旋转时，推向楔形间隙收缩侧的润滑油的压力增加。因此，构成动压轴承的径向轴承部分R1、R2通过这种动压效应而形成。

在这种情况下，通过使第二轴承部分15(参考图2)的径向轴承间隙W2的宽度小于楔形间隙的最小宽度，可实现图2所示实施例的相同效果。

在图7中，偏心弧形面2a3的最小间隙侧上的预定区域θ由同心弧过程，该同心弧的中心为旋转中心O。这样的轴承有时被称为尖扁轴承(taperflat bearing)。在这种情况下，由于每个区域θ的径向轴承间隙的宽度是恒定的，第二轴承部分15的轴承间隙的宽度W2可制得小于前述恒定的宽度，以便实现图2所示实施例的相同效果。

在图8中，轴部2a的外圆周面上的径向轴承面由多个弧形面2a3形成。每个弧形面2a3的中心以相同距离偏离旋转中心O。在这种情况下，径向轴承间隙具有在两个圆周方向上逐渐收缩的构造。同样，在该情况下，第二轴承部分15的轴承间隙的宽度W2可制得小于楔形间隙的最小宽度，以便实现图2所示实施例的相同效果。

此外，形成在推力轴承面B、C上的动压产生部可以是具有以螺旋形或上述其他形状布置的动压槽的动压产生部，例如阶梯形动压产生部，即所谓的波形(阶梯形属于波形)。

此外，尽管上面的说明讨论了使用润滑油作为润滑流体注入动压轴承装置1的示例，能够在每个轴承间隙中产生动压的其他流体也可是使用，例如，磁流体和空气等气体。

Claims (10)

1.一种动压轴承装置，包括：轴构件、轴承构件和径向轴承间隙，所述轴承构件由烧结金属制成并包括插入在其内周处的轴构件，所述径向轴承间隙形成在轴构件的外圆周面和与之相对的轴承构件的内圆周面之间并注入有润滑流体，

其特征在于：通过硬化供应在轴承构件的外圆周面上的微量墨的集合体，形成用于密封表面孔隙的孔隙密封部分。

2.根据权利要求1所述的动压轴承装置，其中，在轴承构件的外圆周面上设置有耦合剂涂层，然后孔隙密封部分被形成。

3.根据权利要求1所述的动压轴承装置，其中，除具有与轴承构件的外圆周面配合的另一元件的配合部分以外，形成有孔隙密封部分。

4.根据权利要求3所述的动压轴承装置，其中，所述另一元件是盖子构件，所述盖子构件密封轴承构件的一端处的开口。

5.根据权利要求3所述的动压轴承装置，其中，所述另一元件是密封构件，所述密封构件密封轴承构件的另一端处的开口。

6.根据权利要求1所述的动压轴承装置，其中，包括具有在径向轴承间隙中产生动压作用的动压产生部的第一轴承部分和具有径向轴承间隙的第二轴承部分，所述第二轴承部分的径向轴承间隙的宽度小于第一轴承部分的径向轴承间隙的宽度，第二轴承部分构成圆筒轴承。

7.根据权利要求6所述的动压轴承装置，其中，第二轴承部分的径向轴承间隙形成在密封轴承构件的另一端处的开口的密封构件的内圆周面和轴构件的外圆周面之间。

8.根据权利要求6所述的动压轴承装置，其中，通过硬化微量墨的集合体形成第一轴承部分的动压产生部。

9.根据权利要求1或8所述的动压轴承装置，其中，墨是光硬化性的。

10.一种电机，具有权利要求1-9中任一项所述的动压轴承装置、定子线圈和转子磁铁。

Images