CN101238300B - 用于流体动压轴承装置的壳体 - Google Patents

Abstract

提供一种用于流体动压轴承装置的壳体，其中与另一个构件的固定力随时间的恶化被减轻，这能够保持长时间的高支撑性能。壳体由树脂组合物形成，该树脂组合物在80℃的环境温度下、80Mpa的压缩力施加168小时时的压缩蠕变量为8％或更小，该树脂组合物为利用压配力固定的另一个构件提供足够的固定力，例如，即使长期使用后轴承套压配到壳体的内周中。因此，不用害怕另一个构件相对于壳体的固定位置偏移，并且能够长期保持高的支撑性能。

Description

用于流体动压轴承装置的壳体

技术领域

本发明涉及一种用于流体动压轴承装置的壳体。流体动压轴承装置具有适用于信息设备(例如HDD或FDD等磁盘设备，CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘设备，或者MD、MO等磁-光盘设备)的主轴电机、激光打印机(LBP)的多棱镜扫描电机、投影仪的色轮(color wheel)、或电器设备的小型电机的壳体。

背景技术

除了高旋转精度外，上述电机还需要提高速度、降低成本、降低噪声等。确定这些性能的一个因素是支撑电机主轴的轴承。近年来，作为这种轴承，正考虑使用在上述要求的性能方面具有优异表现的流体动压轴承，或者事实上这种流体动压轴承已经投入实际应用。

这种类型的流体动压轴承能够大概分成两组：动压轴承，该动压轴承配备有在轴承间隙的润滑流体中产生动压的动压产生部；和所谓的圆筒轴承，该圆筒轴承不具有动压产生部(该轴承的截面结构是圆形的)。

上述流体动压轴承装置由壳体、轴承套和轴构件等元件组成。由于信息设备在性能方面改进了，因此努力提高这些元件的尺寸精度和装配精度以便确保所需的高旋转性能。另一方面，由于信息设备的价格降低的趋势，因此正急需降低这种类型的流体动压轴承装置的成本。目前，为了满足这种需求，例如日本专利文献JP2003-314534A所公开，一些动压轴承装置具有树脂材料形成的壳体，该壳体是动压轴承装置的构成元件。

对于将轴承套或密封构件等其它元件固定到该树脂壳体的的内周的方法，考虑到固定力和临时定位，期望该方法包括压配或压配/粘接(通过粘接剂的媒介作用的压配)等压配力。然而，与金属壳体相比，树脂壳体抗蠕变力(压配力，即用于其它构件的固定力)差，因此树脂壳体随着时间会出现显著恶化。因此，当坠落冲击等过载施加到轴承装置上时，恐怕会出现其它构件相对于壳体的固定位置发生偏离和支撑性能恶化的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于流体动压轴承装置的树脂壳体，其中另一个构件的固定力随时间恶化被减轻，这能够长期保持高的支撑性能。

为了实现上述目的，利用压配力将本发明的用于流体动压轴承装置的壳体固定到另一个构件，其中：利用压配力与另一个构件接触地保持的、流体动压轴承装置的壳体的至少一部分由树脂组合物形成；并且当在80℃的环境温度下、80Mpa的压缩力施加168小时时，该树脂组合物的压缩蠕变量为8％或更小。

本发明的发明人所设计的试验表明当在80℃的环境温度下、80Mpa的压缩力施加168小时时压缩蠕变量为8％或更小的树脂组合物能够为利用压配力固定的另一个构件提供足够的固定力，即使长期使用后(例如对应于产品服务寿命的时间)。因此，当壳体由满足上述条件的树脂组合物形成时，另一个构件相对于壳体的所需的固定力得到保证，因此不用担心另一个构件的固定位置的偏移，并且能够保持高的支撑性能。

例如，在集成到HDD等磁盘驱动设备的主轴电机中的流体动压轴承装置的情况中，当壳体由树脂形成时，通过盘和空气之间的摩擦，盘毂等被充有静电，因为树脂通常是绝缘材料。因此，在磁盘和磁头之间产生电势差，这会有静电放电损害周围设备的担心。当形成壳体的树脂组合物的体积电阻率为10⁷Ω·cm或更小时，能够确保壳体的导电率，因此能够防止静电充电。

结晶树脂具有良好的抗磨性、耐油性、低脱气特性、低吸水性和抗热性，因此它适合作为流体动压轴承装置的壳体的基础树脂。总之，聚苯硫(PPS)是特别优选的，因为它成本低，并且模制时具有良好的流动性(熔融粘度)。

在配备有上述壳体、固定到壳体内周的轴承套和轴的流体动压轴承装置中，壳体和轴承套的固定力随时间的恶化被抑制，使得能够长期保持高的支撑性能。

具有如上所述的流体动压轴承装置、转子磁铁和定子线圈的电机能够长时期使用。

根据本发明，用于流体动压轴承装置的壳体由具有良好的抗蠕变性的树脂组合物形成，因此另一个构件(例如轴承套)的固定力随时间恶化被抑制。因此，即使长期使用后，另一个构件相对于壳体的固定位置不会偏移，使得能够防止支撑刚度和轴承的旋转性能的恶化。

附图说明

图1是集成有本发明的第一实施例的流体动压轴承装置的主轴电机的剖视图；

图2是该流体动压轴承装置的剖视图；

图3是轴承套的剖视图；

图4是壳体的上端表面的平面视图；

图5是本发明的第二实施例的流体动压轴承装置的剖视图；

图6是本发明的第三实施例的流体动压轴承装置的剖视图；

图7是显示实例和对比实例的材料组成的图表；

图8是显示实例和对比实例的测试结果的图表；

图9是显示压缩蠕变量和抽取力减小比率之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下面将参考图1-4来说明本发明的第一实施例。

图1是显示集成有本发明的第一实施例的流体动压轴承装置1的信息设备主轴电机的结构实例的原理图。该主轴电机用于HDD等磁盘驱动设备，并配备有：流体动压轴承装置1，其旋转地支撑旋转构件3，旋转构件3以非接触方式配备有轴2；通过中间物(例如径向间隙)彼此面对的定子线圈4和转子磁铁5；和电机托架6。定子线圈4安装到电机托架(静止构件)6的外侧，转子磁铁5安装到旋转构件3的外周。流体动压轴承装置1的壳体7固定到电机托架6的内周。尽管未图示，一个或多个盘形信息记录介质，例如磁盘(以下简称为盘)，被旋转构件3支撑。在如上构造的主轴电机中，当电供应到定子线圈4时，在定子线圈4和转子磁铁5之间产生的电磁力作用下，转子磁铁5旋转，并且利用该旋转，旋转构件3和被旋转构件3保持的盘与轴2整体地旋转。

图2显示流体动压轴承装置1。流体动压轴承装置1主要配备有壳体7、固定到壳体7的轴承套8和适用于相对于壳体7和轴承套8相对旋转的旋转构件3。为了便于说明形成在壳体7的两个轴向端的开口，被盖构件10闭合的一个开口将称作下部开口，在相对侧上的另一个开口称作上部开口。

例如，旋转构件3配备有毂部分9和轴2，毂部分9位于壳体7的开口侧上，轴2插入轴承套8的内周。

毂部分9由金属材料或树脂材料形成，并由盘部分9a、圆柱部分9b、盘安装表面9c和凸缘部分9d构成，盘部分9a覆盖壳体7的开口侧(上侧)，圆柱部分9b从盘部分9a的外周部分朝下地轴向延伸，盘安装表面9c设置在圆柱部分9b的外周上。然后，盘通过适当的保持装置(例如夹具)保持在毂部分9上。

在本实施例中，轴2与毂部分9整体地形成，并且在轴2的下端具有用作分离防止装置的分离的凸缘部分2b。凸缘部分2b由金属形成并通过螺钉等连接装置固定到轴2上。

轴承套8可由黄铜等铜合金或铝合金等金属材料形成。可选地，轴承套8可由烧结金属构成的多孔材料形成。在本实施例中，轴承套8由主要成分为铜的烧结金属构成的多孔材料形成，并且呈圆筒体。

轴承套8的全部内周表面8a或部分圆筒区域上形成多个动压槽，该动压槽设置成径向动压产生部分。例如，图3所示的本实施例，形成两个轴向分离的区域，在该两个区域上形成多个动压槽8a1和8a2，多个动压槽8a1和8a2以鱼刺形结构布置。形成动压槽的这些区域暴露到作为径向轴承表面的轴2的外轴表面2a，在旋转构件3旋转期间，在第一和第二径向轴承部分R1、R2和轴2的外周表面2a之间形成第一和第二径向轴承部分R1和R2的径向轴承间隙(参见图2)。

尽管未图示，轴承套8的全部下端表面8c或部分圆周区域形成多个动压槽，该多个动压槽例如以螺旋结构设置作为推力动压产生部分。形成这些动压槽的区域与作为推力轴承表面的凸缘部分2b的上端表面2b1相对，并且在旋转构件3旋转期间，在第二推力轴承部分T2和上端表面2b1之间形成推力轴承间隙(参见图2)。

壳体7以树脂制的圆筒形结构形成。在本实施例中，壳体7在其两个轴向端开口，并且它的下端被盖构件10闭合。上端表面的全部或部分圆形区域设置推力轴承表面7a。在本实施例中，在推力轴承表面7a上形成多个动压槽7a1，该多个动压槽7a1以螺旋结构设置作为推力动压产生部分。推力轴承表面7a(动压槽7a1形成区域)与毂部分9的盘部分9a的下端表面9a1相对，在旋转构件3旋转期间，在第一推力轴侧部分T1和下端表面9a1之间形成第一推力轴侧部分T1的推力轴承间隙(参见图2)。

闭合壳体7的另一端的盖构件10由金属材料或树脂材料形成，并固定到台阶部分7b，台阶部分7b形成在壳体7的另一端的内周上。这里，关于固定方法，没有特别的限定。例如，根据材料组合、所需装配强度和密封性能等，能够选择适当的方法，例如粘接(包括松粘接和压配粘接)、压配、熔接(例如超声熔接(ultrasonic fusion-bonding))、或焊接(例如激光焊接)等方法。

利用包括压配力的方法(例如压配或压配粘接)，轴承套8的外周表面8b固定到壳体7的内周表面7c。

在壳体7的外周上形成锥形密封表面7d，锥形密封表面7d朝上逐渐变大。在锥形密封表面7d和圆筒形部分9b的内周表面9b1之间形成环形密封空间S，环形密封空间S的径向尺寸从壳体7的闭合侧(下侧)向开口侧(上侧)逐渐变小。在轴2和毂部分9旋转期间，密封空间S与第一推力轴承部分T1的推力轴承间隙的外侧连通。

在壳体7的外周的下端处，形成粘接固定表面7e。在本实施例中，粘接固定表面7e为具有固定直径的圆筒形结构，并通过粘接或压配粘接等方法固定到电机托架6的内周表面6a上。结果，流体动压轴承装置1集成到电机中。

流体动压轴承装置的内部充满润滑油，并且润滑油的油面在密封空间S中保持恒定不变。可使用各种油作为润滑油。具体地，HDD等磁盘驱动设备用流体动压轴承装置中使用的润滑油需要具有低蒸发率和低粘度，优选癸二酸二辛酯(dioctyl sebacate，DOS)或壬二酸二辛酯(dioctyl azelate，DOZ)等酯类润滑油。

如上所述，轴承套8的外周表面8b利用压配力固定到树脂材料形成的壳体7的内周表面7c。由于树脂材料的树脂组合物(resin composition)的蠕变特性，压配力随时间减小。当形成壳体7的树脂组合物抗蠕变差时，壳体7和轴承套8固定在一起的固定力随时间更大程度地减小。当选择一种材料作为形成壳体7的树脂组合物，并且该材料在80℃的环境温度下被施加168小时的80MP压缩力时，该材料的压缩蠕变量为8％或更小时，它能够获得相对于轴承套8具有足够的固定力的壳体7，即长时间使用后(例如，与产品服务寿命对应的周期)。

当壳体7抗蠕变性能好时，能够抑制固定力随时间的恶化，这不仅适用相对于轴承套8的固定力的情况，而且适用盖构件10和电机托架6利用压配力固定到壳体7的情况。

壳体7的上端表面处的推力轴承表面7a通过中间的推力轴承间隙与毂部分9的盘部分9a的下端表面9a1相对，从而使得在电机启动、停止时，由于通过中间轴承间隙的彼此相对的表面的接触滑动，因此滑动表面的磨损是不可避免的。具体地，在形成动压槽的部分，动压槽的深度为10μm或更小，从而当磨损时，会有停止产生轴承的支撑力的风险。因此，需要为壳体7选择高抗磨的树脂材料(树脂组合物)。

进一步地，壳体7的树脂组合物需要具有抗润滑油的耐油性。除了这些，还需要在使用时抑制脱气产生量和水吸收量。进一步地，考虑到使用环境的温度变化，也需要高等级的抗热性。

作为形成壳体7的树脂组合物的基础树脂，结晶树脂(PPS，LCP，PEEK等)满足上述条件(高抗磨性，高耐油性，低脱气产生量，低吸水性，和高抗热性)。在上述材料中，PPS与其它结晶树脂相比成本低，并且在模制时具有良好的流动性(熔融粘度)，从而使得PPS特别适用为壳体7的基础树脂。

通常而言，聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)是通过硫化钠和对二氯苯的缩聚合反应来制造的。同时，它包含作为副产品的氯化钠。因此，需要使用适当的溶剂来清洗聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)。为了清洗，任何溶剂都可，只要它的介电常数至少为10，优选的20或更高，更优选的50或更高。进一步地，基于环境的考虑，优选的溶剂例如是水(其介电常数大致为80)，具体地，为超纯水。通过使用这种溶剂清洗，主要是聚苯硫(PPS)端基的Na被去除，从而能够降低聚苯硫(PPS)的Na的含量(例如，降低到2000ppm或更小的程度)，这使得能够使用PPS作为形成壳体7的树脂材料。进一步地，通过去除端基的Na，有利地增加了结晶速率。

根据结构，PPS大致分成交联型PPS、半线性型PPS、和线性型PPS。任何类型的PPS都可用作毂部分9的树脂组合物的基础树脂，只要它的Na的含量为2000ppm或更小，优选的为1000ppm或更小，更优选的为500ppm或更小。在上述PPS中，许多线性型PPS满足这种条件。通过使用满足该条件的树脂组合物，能够抑制流到润滑油中的Na离子的量，以便更可靠地防止Na在流体动压轴承装置1的表面、旋转构件3保持的磁盘或磁盘头(未显示)上沉淀。

上述树脂材料能够与作为填料的碳素纤维混合。这有助于提供壳体7的强度，并抑制壳体7的尺寸随温度变化而变化，这能够获得高尺寸稳定性。结果，使用时能够以高精度控制推力轴承间隙。进一步地，通过使基础树脂与碳素纤维混合，碳素纤维的高电导率表明它自身能够给壳体7赋予足够的电导率(例如体积电阻率为10⁷Ω·cm或更小)。结果，使用时能够通过旋转构件3和壳体7(在某些情况下也通过轴承套8)将磁盘的静电引导的接地侧构件(电机托架等)。

能够使用各种类型的碳素纤维，例如PAN型，Pich型，和汽相合成型等碳素纤维。基于增强效果的考虑，优选具有相对高的拉伸强度(优选为3000Mpa或更高)的碳素纤维。具体地，作为具有高电导率的碳素纤维，优选PAN型碳素纤维。

对于PAN型碳素纤维，能够使用以下尺寸范围内的碳素纤维。

(1)当熔融的树脂被塑造用于喷射模塑时，碳素纤维被切成短纤维。当长度逐渐减小时，强度、电导率等会显著地恶化，使得难以满足所需特性。因此，在模制时允许纤维弯曲，相对长的纤维优选地用作要与树脂混合的碳素纤维。为了更具体，优选地使用的碳素纤维的平均长度为100μm或更长(更优选地为1mm或更长)。

(2)另一方面，在喷射模塑过程中，模中硬化的树脂能够被抽取出，然后再熔化以便与纯树脂成分混合，用于再次使用(循环使用)。在该情况下，一部分纤维重复地循环使用，从而当树脂中的纤维的初始长度过大时，与循环利用时切割的初始纤维长度相比，纤维长度被显著地减小，造成树脂组合物的特性的显著变化(例如熔融粘度)。具体地，熔融粘度的降低是一个重要的变化，因为它影响尺寸精度。为了减小特性变化，期望纤维长度相对短。为了更具体，纤维的平均长度优选地设定为500μm或更小(更优选地为300μm或更小)。

能够基于实际喷射模塑过程中使用的树脂组合物的记录来进行如上述的碳素纤维的纤维长度的选择。例如，当仅使用纯树脂成分时，或当纯树脂成分与循环回收树脂组合物混合时，由于纯树脂成分的比例大，基于抑制强度、电导率等的恶化，期望使用上述项目(1)中的尺寸范围内的碳素纤维，因为它允许碳素纤维的混合量降低。相反，当循环回收树脂组合物的比例大时，基于抑制循环利用造成的树脂组合物的特性的变化，期望使用上述项目(2)中的尺寸范围内的碳素纤维。

在项目(1)和(2)的两种碳素纤维中，较小直径的碳素纤维、较大量的碳素纤维混合能够有效地实现产品质量的一致性。进一步地，它们的纵横比(aspect ratio)越大，纤维的增强效果就越提高。因此，期望碳素纤维的纵横比越大越好。更具体地，优选的纵横比为6.5和更大。考虑到可操作性和实用性，纤维平均直径的适当范围为5-20μm。

为了增强效果、静电去除效果等，由于碳素纤维的增强效果、静电去除效果可以发挥到足够程度，碳素纤维相对于基础树脂的混合量为10-35vol％，优选地为15-25vol％。如果碳素纤维的混合量小于10vol％时，碳素纤维的增强效果和静电去除效果不能达到到足够程度。进一步地，不可能确保壳体7在另一个构件上滑动的部分的抗磨性，具体地，不能确保在它上面滑动的构件的抗磨性。如果碳素纤维的混合量超过35vol％时，壳体7的成型性恶化，导致难以获得高尺寸精度。

为了用熔融树脂以高精度填充空隙，通过使碳素纤维与基础树脂混合而获得的树脂组合物在喷射模塑时的温度和剪切速率为1000s^-1的情况下的熔融粘度保持在500Pa·s或更小。因此，还基于补偿由于填充碳素纤维等各种填料造成的粘度的增加，基础树脂在上述条件下的熔融粘度优选地为300Pa·s或更小。

如上所述，通过如上所述地形成树脂组合物的壳体7，能够形成具有良好的抗蠕变性、高耐油性、低脱气特性、模制时高流动性、低吸水性和高抗热性的壳体7。结果，能够提高集成有该轴承装置的流体动压轴承装置1和磁盘驱动设备的长期寿命和可靠性。进一步地，通过根据使用混合适当量的碳素纤维，还能够获得具有良好的机械强度、抗冲击、成型性、尺寸稳定性和静电去除特性的壳体7。

在如上地构造的流体动压轴承装置1中，轴2(旋转构件3)旋转时，构成径向轴承表面的轴承套8的内周表面8a的区域(形成动压槽8a1和8a2的上和下部区域)通过中间的径向轴承间隙与轴2的外周表面2a相对。当轴2旋转时，径向轴承间隙中的润滑油被朝动压槽8a1和8a2的轴向中心推动，结果它们的压力增加。由于动压槽8a1和8a2的动压作用，分别形成以非接触方式径向地支撑轴2的第一径向轴承部分R1和第二径向轴承部分R2。

同时，由于动压槽的动压作用，分别在壳体7的推力轴承表面7a(动压槽7a1形成区域)和与之相对的毂部分9的盘部分9a的下端表面9a1之间的推力轴承间隙中，和轴承套8的下端表面8c(动压槽形成区域)和与之相对的凸缘部分2b的上端表面2b1之间的推力轴承间隙中形成润滑油膜。由于这些油膜的压力，分别形成以非接触方式在推力方向上支撑旋转构件3的第一推力轴承部分T1和第二推力轴承部分T2。

在本发明中，轴承套8的内周表面8a和轴2的外周表面2a之间的间隙(第一间隙)，轴承套8的下端表面8c和凸缘部分2b的上端表面2b1之间的间隙(第二间隙)，轴承套8的上端表面8d和毂部分9的盘部分9a的下端表面9a1之间的间隙(第三间隙)，和环流间隙8e分别充有润滑油。在该连接中，通过循环润滑油，从而使得润滑油连续地通过这些间隙(包括环流间隙8e)，能够防止每个间隙中的压力平衡的损失和防止负压的产生。在图3所示的实例结构中，在构成用作产生这种循环流的装置的第一径向轴承部分R1的动压产生部分的动压槽8a1中，上部区域的轴向尺寸X1大于下部区域的轴向尺寸X2，因此在上部区域和下部区域之间提供了不同的泵吸力。在该情况下，能够使润滑油以下面的顺序产生循环：第一间隙，第二间隙，环流槽8e，和第三间隙。润滑油的环流方向可以相反。进一步地，如果没有特定需要，不总需要在上部和下部区域的动压槽之间提供不同的泵吸力。

本发明的第一实施例的上述说明不需要严格地解释分析。

尽管在上述第一实施例中碳素纤维被混合到一种基础树脂(聚苯硫)中以便获得形成壳体7的树脂组合物，但是也可添加另一种结晶树脂或无定形松香、橡胶成分等有机物质，除了碳素纤维外，也可添加金属纤维、玻璃纤维或金属须等无机物质，只要它们不影响本发明的效果即可。例如，能够混合具有良好耐油性的作为防粘剂的聚四氟乙烯(PTFE)，和作为电导率传递剂(electrical conductivity imparting agent)的炭黑。

进一步地，尽管在上述第一实施例中，布置有多个动压槽7a1的推力轴承表面7a(推力轴承部分T1)设置在壳体7的上端表面处，布置有多个动压槽的推力轴承表面(推力轴承部分T2)设置在轴承套8的下端表面8c处，但是本发明还可应用于仅设置有推力轴承部分T1的流体动压轴承。在该情况下，轴2不具有凸缘部分2b，并具有直线结构。因此，通过树脂材料整体地形成、使用盖构件10作为底部，壳体7能够形成为带底圆筒(bottomed cylinder)。进一步地，轴2和毂部分9能够由金属或树脂整体地形成，或者轴2和毂部分9可形成为分离独立的元件。在该情况下，轴2由金属形成，并且通过使用金属轴2作为插入部件，还能够与毂部分9一体地模制旋转构件3。

图5显示本发明的第二实施例的流体动压轴承装置11。在本实施例中，轴构件(旋转构件)12的下端处具有整体地或分离地设置的凸缘部分2b。壳体17设置有圆筒形侧部17a和与侧部17a分离并位于侧部17a的下端的底部17b。在壳体17的侧部17a的上端处，凸向内周的密封部分13与壳体17整体地形成。密封部分13的内周表面形成密封空间S’，密封空间S’位于密封部分13的内周表面和轴构件12的外周表面之间。尽管未显示，在壳体17的底部17b的上端表面17b1中，形成例如以螺旋方式布置的多个动压槽的区域，同样，在轴承套18的下端表面18c中，形成以相似结构布置的动压槽的区域。在轴承套18的下端表面18c和轴构件12的凸缘部分12b的上端表面12b1之间形成第一推力轴承部分T1，并且在壳体17的底部17b的上端表面17b1和凸缘部分12b的下端表面12b2之间形成第二推力轴承部分T12。

在本实施例中，壳体17的侧部17a和密封部分13由树脂材料形成。因此，与第一实施例相比，当壳体17的侧部17a由具有良好抗蠕变性的树脂组合物形成时，能够保证长的使用寿命，壳体17固定到轴承套18的所需固定力。进一步地，当壳体17的底部17b和侧部17a的固定包括压配力时，能够获得相似的效果。

图6显示本发明的第三实施例的流体动压轴承装置21。在本实施例中，密封构件23形成为与壳体27的侧部27a分离的元件，并且通过粘接、挤压、熔接等方法固定到壳体27的上端部分。壳体27的底部27b由树脂材料与壳体27的侧部27a整体模制而成，并形成为带底圆筒。另外，本实施例的其它结构与第二实施例相同，因此省略了进一步的说明。

在本实施例中，当壳体27由具有如同第一实施例的具有良好的抗蠕变的树脂组合物形成时，壳体27和轴承套28所需的固定力能够确保长寿命。进一步地，当密封构件23和壳体27的固定包括压配力时，能够获得相似的效果。

尽管在上述实施例(第一至第三实施例)中，鱼刺形或螺旋结构的动压槽用作径向动压产生部分和推力动压产生部分，但是本发明不限于采用的这些动压槽。

例如，尽管未显示，对于径向动压产生部分，还可采用所谓的台阶形动压产生部分，在该所谓的台阶形动压产生部分中圆周地形成多个轴向槽，还可采用所谓的多弧轴承(multi-arc bearing)，在该多弧轴承中圆周地布置多个弧形表面，在该多个弧形表面和相对的轴2(或轴构件12，22)的外周表面2a之间形成楔形径向间隙(轴承间隙)。

可选地，还可将构成径向轴承表面的轴承套8的内周表面8a形成为不设置作为动压产生部分的动压槽、弧形表面等的圆筒形内周表面，从而在该内周表面和与之相对的轴2的圆筒形外周表面2a之间形成所谓的圆筒轴承。

进一步地，还能够形成作为推力动压产生部分的所谓的立式止推轴承(step bearing)，槽形轴承(具有槽形台阶形式)等，在该立式止推轴承和槽形轴承中多个径向槽形式的动压槽以预定圆周间隔设置。

进一步地，尽管在上述实施例中，径向动压产生部分和推力动压产生部分形成在静止构件侧上，但是形成这些动压产生部分的轴承表面也可设置在与静止构件相对的旋转构件上。

为了清楚地说明本发明的使用，对不同成分的多个树脂组合物执行A)抗蠕变评价和B)电导率评价。图7显示树脂材料的成分和混合比例。

用于本评价测试的树脂组合物的材料如下：

(i)基础树脂和熔融粘度(测量温度，剪切速率(shearing rate)，熔融粘度)

线性型聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)：由Dainippon Ink andChemicals公司制造，等级LC-5G(310℃，10³s^-1，280Pa·s)

交联型PPS：由Dainippon Ink and Chemicals公司制造，等级T-4(310℃，10³s^-1，100Pa·s)

聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)：由Victrex-MC有限公司制造，等级150P(380℃，10³s^-1，120Pa·s)

液晶聚合物(LCP)：由Polyplastics有限公司制造，等级A950(310℃，10³s^-1，40Pa·s)

66尼龙(PA66)：由BASF有限公司制造，等级A3(280℃，10³s^-1，100Pa·s)

(ii)填料

碳素纤维(PAN型)：由Toho Tenax有限公司制造，等级：HM35-C6S；纤维直径：7μm；平均纤维长度：6mm；纵横比(aspect ratio)：857；拉伸强度：3240Mpa。

玻璃纤维：由Asahi Fiber Glass有限公司制造，等级：CS03MA497；纤维直径：13μm；平均纤维长度：3mm；纵横比(aspect ratio)：230；拉伸强度：3450Mpa。

碳黑：由Mitsubishi Chemical公司制造，等级：#3350B；颗粒尺寸：24nm。

Alborex：由Shikoku Chemical公司制造，等级：Y；主要成分：铝硼酸盐(aluminum borate)；平均直径：0.5-1μm；平均纤维长度：10-30μm；纵横比：10-60。

(A)抗蠕变评价方法如下

(1)杯形样品(

10mm(外直径)×15mm(高度)，侧部厚度：1mm，底部厚度：2mm)是由图7所示成分的材料注射塑模而成，该杯形样品的底部的下端表面的中心配备有细孔料口(pin gate)，并且上端处开口，该杯形样品用作抽取力测量的样品。

(2)烧结金属形成的轴承套压配到杯形样品的内周中。在该连接中，轴承套的外直径尺寸被设定为使得相对于杯形样品的压配余量(press-fitting margin)为0.2％。然后放入环境温度为130℃的恒温炉中，并在其中驻留5000小时。这些测试条件(130℃，5000h)已经通过基于所使用的通常环境温度(atmosphere temperature)和产品服务寿命的上限的计算而被设定好，这里环境温度的上限是90℃，产品服务寿命的上限是10年。为了更接近实际模式，也能够在压配部分中提供粘合剂(例如厌氧胶粘剂或环氧型粘合剂)。这里，通过不使用粘合剂的方法来进行评价。

(3)在轴承套压配之后，从直接测量的轴承套的杯形样品抽取的抽取力F0，和从已在恒温炉中驻留5000小时的轴承套的杯形样品的抽取的抽取力F通过拉伸和压缩测试器来测量。

(4)通过下面的公式来计算每种材料的抽取力减小比率(extractionforce reduction ratio)，并因此根据获得的数值来评价抗蠕变性能。

抽取力减小比率：D(％)＝((F0-F)/F0)×100

在上述公式中，当在恒温炉中驻留5000小时后的抽取力F为0(N)时，轴承套的抽取力减小比率D为100％。基于合格/不合格的判断标准，抽取力减小比率D为90％或更小的样品被认为可接受(○)，抽取力减小比率D超过90％的样品被认为不可接受(×)。

(B)通过JIS K 7194的四点探测方法，基于通过体积电阻率(volumeresistivity)测量获得的数值，来评价每种树脂组合物的电导率。基于合格/不合格的判断标准，体积电阻率为10⁷Ω·cm或更小的样品被认为可接受(○)，体积电阻率超过10⁷Ω·cm的样品被认为不可接受(×)。

图8显示上述测试的结果。对比实例2的树脂组合物在抗蠕变方面被认为不可接受，因为它不允许模制成杯形形状(壳体形状)。对比实例3的树脂组合物的电导率不符合所需的电导率，从而使得它不合适作为HDD中使用的流体动压轴承装置的壳体的材料。然而，因为能够用于对电导率无特殊要求的情况中，因此，全面考虑，它在评价中被判断成△。

利用抗蠕变和电导率的上述方法，通过对树脂组合物的评价，能够判断树脂是否适合用作形成流体动压轴承装置的壳体的材料。然而，上述抗蠕变评价测试需要5000小时的长时间，所以在开发产品阶段实际难以执行这种测试。有鉴于此，测量每种树脂组合物的压缩蠕变量，并考虑测量值与抗蠕变之间的关系，因此能够在短时间内判断树脂组合物是否适合用作形成流体动压轴承装置的壳体的材料。

通过下述方法来测量图7中显示的树脂组合物中的每种的压缩蠕变量。测量结果显示在图8中。

(1)利用图7所示成分的材料来执行喷射模塑以便形成圆筒形样品(

10mm×20mm(高度))，圆筒形样品具有上端表面，细孔料口的直径为2mm。在去除细孔料口之后，用#2000的砂纸抛光两个端表面以便准备用于压缩蠕变测量的样品。

(2)在使用一套夹具前，赋予80℃的热惯量。圆筒形样品放置在足够刚性的桌子上，更具体地，放置在当施加了测量负载时移动量为2μm或更小的桌子上，两个表面已经抛光成表面粗糙度为0.05μm的SS盘(

20mm×10mm(高度))放置在圆筒形样品上。在该状态下，能够测量到1/100mm的刻度表安装在桌子上以便测量圆筒形样品的初始高度L0。

(3)当保持环境温度80℃时，从SS盘上方施加负载从而使得样品的压缩力达到预定数值(在该测试中为80MPa)。在该状态下，样品驻留168小时，然后利用刻度表测量负载施加之后的圆筒形样品的高度L168。

(4)因此基于获得的L0和L168，根据下面的公式获得压缩蠕变：

压缩蠕变量：C(％)＝100×(L0-L168)/L0

图9显示压缩蠕变量C和抽取力减小比率D之间的关系。根据图9可知，压缩蠕变量C和抽取力减小比率D之间的关系基本是线性的。当考虑该线性度时，当压缩蠕变量C为8％或更小时能够可靠地实现90％或更小的抽取力减小比率D。因此，在上述条件(在环境温度80℃下，80Mpa的压缩力施加168小时)下，能够通过检测压缩蠕变量是否为8％或更小来评价树脂组合物的抗蠕变是否是适用于形成流体动压轴承的壳体的树脂组合物。

Claims (6)

1.一种用于流体动压轴承装置的壳体，该壳体将利用压配力固定到另一个构件上，另一个构件为在内周具有径向轴承表面的金属制的轴承套，利用压配力与轴承套接触的、用于流体动压轴承装置的壳体的至少一部分由树脂组合物形成；所述树脂组合物以从PPS、LCP、PEEK中选出的一个结晶性树脂作为基础树脂，并在该基础树脂中以10vol％以上35vol％以下的比例混合了PAN系碳纤维，并且当在80℃的环境温度下、80MPa的压缩压力施加168小时时，该树脂组合物的压缩蠕变量为8％或更小。

2.根据权利要求1的用于流体动压轴承装置的壳体，其中树脂组合物的体积电阻率为10⁷Ω.cm或更小。

3.一种流体动压轴承装置，包括：权利要求1的用于流体动压轴承装置的壳体；固定到壳体的内周的轴承套；和轴。

4.一种流体动压轴承装置，包括：权利要求2的用于流体动压轴承装置的壳体；固定到壳体的内周的轴承套；和轴。

5.一种电机，包括：权利要求3的流体动压轴承装置；转子磁铁；和定子线圈。

6.一种电机，包括：权利要求4的流体动压轴承装置；转子磁铁；和定子线圈。

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