CN101405512A - 流体轴承装置 - Google Patents

Abstract

提供一种实现轴承刚性的提高进一步低成本化的流体轴承装置。在第一以及第二径向轴承部(R1、R2)的径向轴承间隙形成油膜，将轴构件(2)支承为可以旋转。在外壳(7)的内部收容轴承套筒(8)以及轴构件(2)，润滑油充满外壳(7)的内部空间，外壳(7)的开口部被密封构件(9)密封。由密封构件(9)的内周面(9a2)形成第一密封空间(S1)。外壳(7)以及密封构件(9)通过树脂的注射成形形成。

Description

流体轴承装置

技术领域

本发明涉及利用在径向轴承间隙形成的油膜将轴构件支承为可以旋转的流体轴承装置。

背景技术

流体轴承装置是利用在轴承间隙形成的油膜将轴构件支承为旋转自如的轴承装置。该流体轴承装置具有高速旋转、高旋转精度、低噪音等特点，近年来活用其特征将其适当用作以信息机器为首的各种电子机器上搭载的电动机用的轴承装置，更具体地说，将其用作HDD等磁盘装置，CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘装置，MD、MO等光磁盘装置等的主轴电动机和激光束打印机(LBP)的多功能扫描仪电动机、风扇电动机等电动机用轴承装置。

作为这种流体轴承装置，公知的构造是在有底圆筒状的外壳的内周固定烧结金属制的轴承套筒，并且在轴承套筒的内周插入轴构件，在轴构件的外周面和轴承套筒的内周面之间形成径向轴承间隙。在外壳内，通过与轴承套筒的轴向邻接来配置密封构件，在该密封构件的内周面和轴构件的外周面之间形成充满润滑油的密封空间，由此防止在毛细管作用下充满外壳内部的润滑油的泄漏。

作为外壳或密封构件的一个粒子，公知有易切割黄铜的削制品(例如参考专利文献1)。

另外，作为这种流体轴承装置，公知有图16所示的装置。该图所示的流体轴承装置70在外壳77的那周固定轴承套筒78，并且在轴承套筒78的内周插入轴构件72，在轴构件72的外周面和轴承套筒78的内周面之间的径向轴承间隙设有径向轴承部75、76。另外，在外壳77的开口部内周固定环状的密封构件79，在该密封构件78和轴构件72之间形成有密封空间。从实现流体轴承装置的低成本化的观点出发，构件数量希望尽可能地少，另外，构件形状希望尽可能简单，在该图所示的流体轴承装置70中，外壳77形成为侧部和底部形成为一体的有底筒状(杯状)，并且将侧部内周在轴向全长上形成为直线的圆筒面(例如参考专利文献2、专利文献3)。

另外，作为这种流体轴承装置，例如在专利文献4中采用树脂制的外壳，或在专利文献5中采用树脂制的轴承套筒。如此，通过使外壳或轴承套筒树脂化，实现材料成本的降低。

专利文献1：日本特开2003-172336号公报

专利文献2：日本特开2003-232353号公报

专利文献3：日本特开2003-239974号公报

专利文献4：日本特开2005-282779号公报

专利文献5：日本特开2005-163858号公报

近年，例如在HDD装置中，伴随着大容量化，存在磁盘的搭载张数增加的倾向(多层叠化)，对应于这样引起的重量增加，对支承轴的流体轴承装置要求轴承刚性的提高，尤其要求相对于力矩负载的轴承刚性(力矩刚性)的提高。另一方面，对于低成本化依然存在严格的要求，因此，仅提高轴承刚性是不够的，对于如何解决伴随与此的成本上升这一点需要重点考虑。

另外，为了对应于伴随着盘的多层叠化引起的重量增加来提高轴构件的拔卸强度(拔去力)并稳定地维持旋转精度，要求进一步提高轴承套筒相对于外壳的固定强度。虽然作为轴承套筒相对于外壳的固定手段提出了各种方案，但目前实际上大多情况下都采用简单的手段，例如压入、粘接等。

在压入时为了提高固定强度，需要将过盈量设定得很大。但是，在将过盈量设定得很大时，存在轴承套筒的内周面形状恶化，使轴承性能下降的顾虑。因此，仅通过压入并不能容易提高两者的固定强度。

另一方面，在粘接固定两者时，两者的粘接固定的通常例子是，在预先将粘接剂涂敷在外壳的内周面或轴承套筒的外周面上的状态下，通过使两者相对滑动来进行。但是，由于外壳和轴承套筒的相对滑动使得粘接剂流入外壳的底部侧(轴向轴承部侧)，存在应介于外壳的内周面和轴承套筒的外周面之间的粘接剂量不足的顾虑。尤其如上述专利文献那样，在将外壳形成为有底筒状的结构中，由于在外壳中预先插入轴构件，所以存在着流入的粘接剂附着于轴构件上的顾虑。这意味着在两者间得不到希望的固定强度，以及得不到希望的轴承性能。

另外，上述这样的树脂制的外壳或轴承套筒的内周面在注射成形后被限定为能够拔出内模的形状，即，相对于拔出内模方向不存在缩径的部分(所谓的咬边)的形状。由于这样的限制，树脂制的构件将内周面的形状限定为圆筒面等，因此，可使用的用途受限。

发明内容

本发明考虑以上这样的实情，目的在于提供一种提高轴承刚性且成本低的流体轴承装置。

另外，本发明的目的在于提供一种提高轴承套筒相对于外壳的固定强度，可发挥稳定的轴承性能的流体轴承装置。

另外，本发明的目的在于提供一种在不使轴承性能恶化的情况下，容易提高轴承套筒相对于外壳的固定强度的方法。

另外，本发明的目的在于提供一种廉价且可以多用途使用的具有树脂制构件的流体轴承装置。

为了达成所述目的，本发明提供一种流体轴承装置，其具有：通过在径向轴承间隙形成的油膜将轴构件支承为能够旋转的径向轴承部、在内部收容径向轴承部的外壳、充满在外壳的内部空间的润滑油以及对外壳的开口部进行密封的密封构件，其中，在密封构件的内周面形成第一密封空间，并且在外周面形成第二密封空间，且外壳通过树脂的注射成形形成。

如此通过在密封构件的外周面形成密封空间(第二密封空间)，相比于径向轴承部的径向轴承间隙可以将密封空间配置在更靠外径侧。因此，就不必如现有技术那样在轴向上排列配置径向轴承间隙和密封空间，可以在轴向上将两者的至少一部分重叠配置。因此可以削减收容径向轴承部以及密封空间的外壳的轴向尺寸。这意味着在不改变外壳的轴向尺寸的情况下能够扩大相邻的径向轴承部间的轴向跨距。由此，能够进一步提高轴承刚性、尤其是力矩刚性。

在采用这种结构的情况下，由于外壳的形状变得更复杂，所以如果是现有的金属材料的削制品则成本上升显著。相对于此，如果将外壳做成树脂的注射成形品，则即使是复杂形状的外壳也能够低成本形成，所以可以抑制制作成本的上升。

注射成形后的外壳，通过分模，在附于阳模(芯)的外周的状态下从模具取出。此时，通过在外壳的开口侧的端面形成承受来自突出机构的突出力的突出面，由此可以顺利使成形品脱模。突出面需要具有足够的受压面积，使得能够从突出销等承受必要的突出力，但只要在外壳的外周面设置外径外周面和小径外周面，在密封构件的外径侧配置大径外周面，则就可以容易确保突出面所需要的受压面积，可以顺利地脱模。另外，通过采用这样的结构，还可以将外壳中的密封构件的外径侧的区域和其他区域形成为大致相等的壁厚，可以避免由于成形收缩量的偏差引起的外壳的精度不良。

在以上的说明中，说明了由树脂成形外壳的情况，但还可以通过树脂的注射成形形成密封构件。在密封构件的内周面以及外周面形成密封空间，在该关系上，由于不仅外壳，而且密封构件的形状也复杂化，所以如果它们是树脂的注射成形品，则与削制品相比，能够实现成本的进一步降低。除了仅将密封构件设为树脂的注射成形品以外，密封构件和外壳这双方都可以是树脂的注射成形品，由此，可以实现成本的进一步降低。

作为本发明的密封构件的具体结构，可以举出具有在内周面形成第一密封空间的第一密封部、从第一密封部的一端面沿轴向突出且在外周面形成第二密封空间的第二密封部的结构。

在流体轴承装置中，为了消除充满在外壳内的油的压力的不平衡，大多情况下使油在外壳内循环，在密封构件具有上述结构的情况下，为了实现在外壳内的油循环，需要在第一密封部的上述一端面形成油循环用的槽。在密封构件是削制品的情况下，该槽不得不通过铣削加工来形成，导致制造成本的上升，但如本发明那样如果密封构件是树脂的成形品，则在密封构件的成形的同时还可以用模具形成油循环用的槽，可以实现成本的进一步降低。

另外，为了达成上述目的，本发明提供一种流体轴承装置，其包括有底筒状的外壳、固定在外壳的内周的轴承套筒以及插入轴承套筒的内周的轴构件，通过在轴承套筒和轴构件之间的径向轴承间隙形成的油膜在径向上对轴构件进行支承，其特征在于，外壳具有：在其内径侧压入粘接轴承套筒的第一内周面；相比于第一内周面设置于更靠开口侧、在其内径侧间隙粘接轴承套筒的第二内周面；相比于第二内周面设置于更靠开口侧、直径小于第二内周面的直径但大于轴承套筒的直径的第三内周面

如上那样，本发明的特征是，外壳具有在其内径侧压入粘接轴承套筒的第一内周面以及相比于第一内周面设置于更靠开口侧、在其内径侧间隙粘接轴承套筒的第二内周面。在所述结构的流体轴承装置中，在轴承套筒和外壳之间，两者被压入连接的区域和被间隙粘接的区域在轴向上并列设置，因此与仅压入或粘接两者来固定的情况相比，可以提高两者的固定强度。另外，上述第三内周面可以作为轴承套筒插入时的引导面使用，有助于组装的简化。

上述结构的流体轴承装置，在外壳设置直径小于轴承套筒的外径的第一内周面，在相比于第一内周面更靠开口一侧设置直径大于轴承套筒的外径的第二内周面，在相比于第二内周面更靠开口侧设置直径小于第二内周面且带域轴承套筒的外径的第三内周面，在预先将粘接剂涂敷于第二内周面的状态下将轴承套筒配置在第一内周面的内径侧，之后可以通过将粘接剂导入轴承套筒的外周面和第一内周面之间的工序进行制造。而且，向轴承套筒的外周面和外壳的第一内周面之间导入粘接剂，可以采用例如通过使粘接剂软化，利用毛细管力向该区域吸入粘接剂的方法，通过真空吸引向该区域吸入粘接剂的方法，或者并用两者的方法等。

根据所述结构，在将轴承套筒压入固定于外壳的内周之后，可以向外壳的第一内周面和轴承套筒的外周面之间供给必要足够量的粘接剂。因此，可以避免在外壳的第一内周面或轴承套筒的外周面预先涂敷了粘接剂的状态下压入时顾虑的粘接剂流入外壳底部侧的情况，同时可以压入粘接外壳和轴承套筒。另外，在相比于外壳的第二内周面更靠开口侧设有直径小于第二内周面的直径但大于轴承套筒的外径的第三内周面，所以在插入轴承套筒时，可以用该第三内周面引导轴承套筒的外周面。因此，在插入轴承套筒时，尤其在插入开始时，可以避免其外周面或一端面上附着粘接剂的情况，因此，可以更有效避免粘接剂流入向外壳底部侧，可以发挥稳定的轴承性能。

在按照上述方式固定轴承套筒和外壳之际，第三内周面的内径尺寸优选被设定为第三内周面与第二内周面的半径尺寸差大于预先涂敷在第二内周面上的粘接剂的高度。根据所述结构，可以可靠防止插入轴承套筒时的粘接剂向外周面等的附着，可以实现组装作业的简化。

在将本申请所述的外壳制成金属的机械加工品时，外壳是具有多个不同直径内周面的形状，因此加工变复杂，其制造成本上升，另外，在被固定(压入)第一内周面的轴向区域，轴承套筒的内周面形状恶化、即径向轴承间隙的幅精度恶化，存在得不到希望的旋转精度的顾虑。从解决这些问题点的观点出发，希望外壳是树脂的注射成形品。

在上述结构的流体轴承装置上可以设置对外壳的开口部进行密封的密封构件，本发明在特别适于在密封构件的内周侧形成第一密封空间，在密封构件的外周侧形成第二密封空间的结构的流体轴承装置。

即，在这种流体轴承装置中，如图16所示，用于防止充满轴承内部的润滑油的泄漏的密封空间被设置于外壳的开口部，这是通常的例子。但是，如图16所示，在外壳77的内周固定密封构件79，仅在其内周侧设有密封空间的结构中，可以由密封构件79增强轴承套筒78相对于外壳77的固定前端，但密封空间和径向轴承间隙在轴向并列，相应地径向轴承部的轴向间隔距离缩小，因此在提高轴承刚性、尤其提高力矩刚性方面不利。因此，在由于盘的多层叠化使得重量增加的情况下，现状是难以确保希望的力矩刚性。另一方面，在上述那样的密封构件的内周侧形成第一密封空间，在密封构件的外周侧设有第二密封空间的结构中，可以缩小密封空间的轴向尺寸，相应地扩大轴承跨距，对提高力矩刚性有利。但是此时，由于密封构件例如被固定在轴承套筒上，所以得不到上述那样的固定强度的补充效果，确保要求的固定强度要费心。因此，如果采用上述的本发明的结构，在提高力矩刚性的同时，可以确保要求的轴承套筒的固定强度，可以提供能够应对盘的多层叠化的流体轴承装置。

当然，上述本发明的结构适用于图16所示的构造的流体轴承装置，还可以进一步提高轴承套筒相对于外壳的固定强度。

具有以上结构的流体轴承装置可以组装并适用于具有定子线圈和转子磁铁的电动机。

另外，为了达成上述目的，本发明提供一种流体轴承装置，其具有内侧构件；配置在内侧构件的外径侧，由树脂注射成形的外侧构件；面对内侧构件的外周面形成的径向轴承间隙，通过在径向轴承间隙形成的润滑膜将内侧构件支承为旋转自如，其特征在于，在外侧构件的内周面设有由成形面构成的圆周方向的凹部。

如此，在本发明中，在树脂制的外侧构件的内周面设有由成形面构成的圆周方向的凹部。由此，例如在外侧构件是外壳，在外壳的内周面粘接固定作为中间构件的轴承套筒的情况下，外壳的内周面的凹部作为粘接剂储存部起作用，可以增大两构件的固定力。或者，在外侧构件是外壳和轴承套筒的一体零件的情况下，由于外侧构件的内周面面对径向轴承间隙，所以外侧构件的内周面的凹部作为向径向轴承间隙供油的油储存部起作用，可以提高润滑性。

另外，该凹部由于是在外侧构件的注射成形时形成的成形面，所以不需要另外的工序或装置，可以低成本形成。

发明效果

以上所示，根据本发明，可以在避免增大流体轴承装置的轴向尺寸的同时提高轴承刚性，而且这种效果可以在低成本下得到。

另外，如以上所示，根据本发明，可以提供提高轴承套筒相对于外壳的固定强度，且能够发挥稳定的轴承性能的流体轴承装置。而且，这种流体轴承装置可以在低成本下得到。

另外，如以上所示，根据本发明，可以低成本地得到可用于多用途的具有树脂制的构件的流体轴承装置。

附图说明

图1是组装了本发明的流体轴承装置的HDD用主轴电动机的剖面图；

图2是本发明的第一实施方式的流体轴承装置的剖面图；

图3是轴承套筒的剖面图；

图4是表示外壳的注射成形工序的剖面图；

图5是表示作为对比例的外壳的剖面图；

图6是密封构件的沿着A-A线(参考图7)的剖面图；

图7是从B方向(参考图6)观察的密封构件的平面图；

图8是组装了本发明的流体轴承装置的信息机器用主轴电动机的剖面图；

图9是本发明的第二实施方式的流体轴承装置的剖面图；

图10是轴承套筒的剖面图；

图11是图9的X部的放大剖面图；

图12是表示外壳的注射成形工序的剖面图；

图13是密封构件的沿A-A线(参考图14)的剖面图；

图14是从B方向(参考图13)观察的密封构件的平面图；

图15是将轴承套筒组装在外壳上时的主要部分放大剖面图；

图16是表示公知的流体轴承装置的剖面图；

图17是组装了本发明的流体轴承装置的主轴电动机的剖面图；

图18是本发明的第三实施方式的流体轴承装置的剖面图；

图19是轴承套筒的(a)剖面图以及(b)仰视图；

图20(a)～(c)是表示外侧构件(外壳)的成形工序的剖面图；

图21是表示其他实施方式的流体轴承装置的剖面图。

图中：

1-流体轴承装置(流体动压轴承装置)

2-轴构件

3-轮毂

4-定子线圈

5-转子磁铁

6-托架

7-外壳

7a-小径部

7a1-小径外周面

7b-大径部

7b1-大径外周面

7c-底部

7f-突出面

8-轴承套筒

9-密封构件

9a-第一密封部

9b-第二密封部

10-循环槽

12-阳模

13-阴模

14-门

R1-第一径向轴承部

R2-第二径向轴承部

S1-第一密封空间

S2-第二密封空间

T1-第一轴向轴承部

T2-第二轴向轴承部

具体实施方式

图1概念性地表示了组装入流体轴承装置的一种即动压轴承装置(流体动压轴承装置)1的信息机器用主轴电动机的一个构成例。该信息机器用主轴电动机用在HDD等盘驱动装置中，具备动压轴承装置1、安装在动压轴承装置1的轴构件2上的盘轮毂3、例如隔着径向的间隙(gap)而相对的定子线圈4及转子磁铁5、托架6。定子线圈4被安装在托架6的例如外周面，转子磁铁5被安装在盘轮毂3的内周。盘轮毂3在其外周保持一张或多张磁盘等盘D。在对定子线圈4通电时，在定子线圈4与转子磁铁5间产生的电磁力的作用下，转子磁铁5旋转，伴随与此盘轮毂3及轴构件2一体旋转。

图2表示在上述主动电动机中使用的动压轴承装置1的一实施方式。该动压轴承装置1以如下部分为主要构成构件而构成，即：轴构件2、有底筒状的外壳7、外壳7内收容的轴承套筒8、对外壳7的一端开口部进行密封的密封构件9。而且，在以下说明中，为了方便说明，将外壳7的开口侧作为上侧，将其轴向相反侧作为下侧进行说明。

轴构件2由不锈钢等金属材料形成，包括轴部2a和在轴部2a的下端一体或分体设置的凸缘部2b。轴构件2的整体由金属形成，此外还可以通过例如用树脂构成凸缘部2b的整体或其一部分(例如两端面)，形成金属和树脂的混合构造。

外壳7由圆筒状的小径部7a、配置在小径部7a的一端侧的大径部7b以及对小径部7a的另一端开口部进行封口的底部7c一体构成。大径部7b的外周面7b1(大径外周面)的直径形成得大于小径部7a的外周面7a1(小径外周面)的直径，同样，大径部7b的内周面7b2的直径也形成得大于小径部7a的内周面7a2的直径。两内周面7a2、7b2的边界面7e形成为与轴向垂直的方向的平坦面状。在底部7c的内底面7c1形成作为轴向轴承面的动压槽区域(图2中涂黑表示)，在该区域，作为动压产生部形成有例如排列成螺旋状的多个动压槽(图示省略)。小径外周面7a1例如通过粘接被固定于图1所示的托架6的内周面。

外壳7通过树脂的注射成形而形成。为了防止树脂固化时的成形收缩差引起的变形，外壳7的各部7a～7c形成为大致均匀的壁厚。

形成外壳7的树脂主要是热可塑性树脂，例如作为非晶性树脂可使用聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯基砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)，作为结晶性树脂可使用液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫(PPS)等。另外，在上述树脂中填充的填充材的种类也没有特别限定，但例如作为填充材可以使用玻璃纤维等纤维状填充材、钛酸钾等晶须状填充材、云母等鳞片状填充材、碳纤维、碳黑、石墨、碳纳米材料、金属粉末等纤维状或粉末状的导电性填充材。这些填充材还可以单独或混合两种以上使用。

图4表示外壳7的注射成形工序。如图所示，外壳7是通过从合模之后的两个模具(阳模12和阴模13)之中的阴模13的轴芯部上设置的点状门14向腔室内注射熔融树脂而成形的。门的结构或数量是任意的，还可以采用多个点状门或盘门。门位置也是任意的，例如还可以将门14配置在底部7c的外周缘部。

当在树脂固化后分模时，成形品在附于阳模12中的状态下从阴模13取出。之后，通过用设置于阳模12上的突出机构、例如突出销15推压开口侧端面7f，使外壳7从阳模12分离。外壳7的突出除了用突出销以外，例如还可以用突出环或突出板来进行。

轴承套筒8由烧结合金构成的多孔质体、例如以铜为主成分的烧结金属形成为圆筒状。在烧结金属中含浸有润滑油。此外，还可以由实心的金属材料例如黄铜等软质金属形成轴承套筒8。

在轴承套筒8的内周面8a上，在轴向上分开设有构成径向轴承面的上下两个动压槽区域(图2中涂黑表示)。在这两个区域上，如图3所示，作为动压产生部，例如分别形成排列成人字形的多个动压槽G。上侧的区域的动压槽G在轴向上非对称形成，在该区域内上侧的动压槽的轴向长度X1比下侧的动压槽的轴向长度X2稍大(X1＞X2)。另一方面，下侧的区域的动压槽G形成为轴向对称，在该区域内上下动压槽G的轴向长度大致相等。作为具有动压槽G的进行轴承面的区域还可以形成在轴构件2的轴部2a的外周面。

在轴承套筒8的下侧端面8b上形成作为轴向轴承面的动压槽区域(图2中涂黑表示)。在该区域上作为动压产生部形成有例如排列成螺旋状的多个动压槽(图示省略)。

在轴承套筒8的外周面的一个部位或等配在圆周方向上的多个部位，在轴向上形成用于使润滑油循环的循环槽8d。循环槽8d的两端在轴承套筒8的两端面8b、8c开口。

密封构件9由圆盘状的第一密封部9a和从第一密封部9a的一端面9a1向轴向突出的圆筒状的第二密封部9b一体形成，截面呈倒L字状。在本实施方式中，第二密封部9b的外周面9b1以及内周面9b2都形成为圆筒面，但第一密封部9a的内周面9a2形成为上方扩径了的锥面状。如图6以及图7所示，在上述一端面9a1上形成有用于使润滑油循环的径向的循环槽10。该循环槽10横断端面9a1而形成于一处或圆周方向的等配多处(图7中为三处)。该密封构件9也与上述外壳同样由树脂的注射成形品形成。可以使用的基础树脂或填充材由于以在外壳7上的那些示例为准，因此省略说明。

动压轴承装置1的组装通过如下这样进行，在外壳7内收容轴构件2，之后在外壳7的内周面上固定轴承套筒8，进而在轴承套筒8的外周面上端固定密封构件9。之后，使润滑油充满在外壳7的内部空间，得到图2所示的动压轴承装置1。外壳7和轴承套筒8的固定以及轴承套筒8和密封构件9的固定可以通过压入或粘接、进而通过压入粘接(通过在粘接剂的介入下压入)而进行。组装后，构成密封构件9的第一密封部9a的端面9a1抵接于轴承套筒8的上侧端面8c，第二密封部9b的下侧端面隔着轴向间隙11和外壳7的内周的边界面7e相对。另外，密封构件9配置在外壳7的大径部7b的内径侧。

在轴构件2旋转时，轴承套筒8的内周面8a之中的成为径向轴承面的上下两处动压槽区域分别隔着径向轴承间隙和轴部2a的外周面相对。另外，轴承套筒8的下侧端面8b的作为轴向轴承面的动压槽区域隔着轴向轴承间隙和凸缘部2b的上侧端面2b1相对，外壳底部7c的内底面7c1的作为轴向轴承面的动压槽区域隔着轴向轴承间隙和凸缘部2b的下侧端面2b2相对。而且，伴随着轴构件2的旋转，在上述径向轴承间隙产生润滑油的动压，轴构件2在形成于径向轴承间隙内的润滑油的油膜的作用下，被非接触支承为在径向旋转自如。由此，构成将轴构件2非接触支承为在径向上旋转自如的第一径向轴承部R1和第二径向轴承部R2。同时，在上述轴向轴承间隙产生润滑油的动压，轴构件2在形成于两个轴向轴承间隙内的润滑油的油膜的作用下，被非接触支承为在轴向上旋转自如。由此，构成将轴构件2非接触支承为在轴向上旋转自如的第一轴向轴承部T1和第二轴向轴承部T2。

第一密封部9a的内周面9a2在与轴部2a的外周面之间形成具有规定容积第一密封空间S1。在该实施方式中，第一密封部9a的内周面9a2形成为朝向上方而逐渐扩径的锥面状，因此，第一密封空间S1呈朝向下方逐渐缩小的锥形。另外，第二密封部9a的外周面9b1在与外壳7的大径部内周面7b2之间形成具有规定容积的第二密封空间S2。在该实施方式中，外壳7的大径部7b的内周面7b2形成为朝向上方逐渐扩径的锥面状，因此，第一以及第二密封空间S1、S2呈朝向下方逐渐缩小的锥形。因此，密封空间S1、S2内的润滑油在毛细管力的吸入作用下，朝向密封空间S1、S2变窄的方向被吸入，由此外壳7的上端开口部被密封。密封空间S1、S2还具有伴随着在外壳7的内部空间充满的润滑油的温度变化而吸收容积变化量的缓冲功能，油面总是处于密封空间S1、S2内。对于第一密封空间S1和第二密封空间的容积来说，第一密封空间S1的容积小于第二密封空间的容积。

而且，将第一密封部9a的内周面9a2制成圆筒面，另一方面，还可以将与其相对的轴部2a的外周面形成为锥面状，此时，由于还可以对第一密封空间S1赋予离心力密封的功能，因此密封效果进一步提高。

如上所述，第一径向轴承部R1的动压槽G形成为轴向非对称，上侧区域的轴向尺寸X大于下侧区域的轴向尺寸Y。因此，在轴构件2旋转时，对于动压槽G引起的润滑油的吸入力(泵吸力)来说，上侧区域的该吸入力相比于下侧区域的该吸入力相对变大。而且，由于该吸入力的压差，充满于轴承套筒8的内周面8a和轴部2a的外周面之间的间隙中的润滑油向下方流动，在第一轴向轴承部T1的轴向轴承间隙→轴向的循环槽8d→径向的循环槽10这样的路径循环，并被再次吸入第一径向轴承部R1的径向轴承间隙。

如此，通过构成为润滑油在外壳7的内部流动循环，防止充满在外壳7内部的润滑油的压力在局部成为负压的现象，可以解决伴随着负压产生的气泡的生成、因生成气泡引起的润滑油的泄漏或产生振动等问题。由于该润滑油的循环路径与第一密封空间S1连通，进而通过轴向间隙11与第二密封空间S2连通，因此，即使在由于某种理由使得在润滑油中混入气泡的情况下，在气泡伴随着润滑油循环时，从这些密封空间S1、S2内的润滑油的油面(气液界面)被排出到外气，更有效地防止气泡引起的不良影响。

另外，轴向的循环槽8d还可以形成于外壳7的内周面，径向的循环槽10还可以形成于轴承套筒8的上侧端面8c。

在本发明中，如前所述，这样不仅在密封构件9的内周面，还通过外周面形成密封空间S2。在现有技术中，由于利用轴部2a的外周面形成径向轴承间隙以及密封空间这双方，所以两者不得不在轴向上并列配置，轴向所需空间增加。相对于此，如本发明那样，在由密封构件9的外周面形成第二密封空间S2的情况下，可以将第二密封空间S2形成在径向轴承间隙的外径侧，如图2所示，可以在轴向上重合第二密封空间S2的形成区域和径向轴承间隙(在图示例子中是第一径向轴承部R1的径向轴承间隙)的形成区域。另外，由于在第二密封空间S2也确保在确保缓冲功能上必要的油量，因此，应在第一密封空间S1保持的油量减少，可以实现第一密封空间S1的低容积化、即第一密封部9a的薄壁化。由于以上的理由，可以抑制轴承装置的轴向尺寸的增大，同时可以增加轴承套筒8的轴向尺寸。由此，可以延长两个径向轴承部R1、R2间的跨距，可以提高轴承刚性(尤其是力矩刚性)，可以应对HDD装置中盘的多层叠化。

另一方面，由于将对应于这种结构而形成复杂化的外壳7以及密封构件9制成树脂的注射成形品，所以限制了这些构件的高成本化，可以提供廉价的动压轴承装置1。尤其对于密封构件9，由于其形状形成为大致圆筒状，所以如果是金属材料的削制品，则端面9a1上难以形成径向槽10，密封构件9的成本显著提高，但如果是树脂的注射成形，则在密封构件9的成形的同时，可以同时成形径向槽10，因此，可以实现进一步的低成本化。

另外，如图2所示，由于将外壳7的外周面在开口侧形成为比其他部位都大的直径(大径外周面7b1)，所以通过位于密封构件9的外径侧的大径部7b就可以确保足够的壁厚。因此，在注射成形工序中，即使在树脂固化后用突出销15等使成形品突出时，用突出面7f就能够确保足够大小的受压面积，可以实现基于突出销等的顺利的突出。另外，由于可以将包括大径部7b的外壳7整体形成为大致均匀的壁厚，所以可以避免因成形收缩量的偏差引起的外壳7的精度恶化。图5的外壳7′为了与本申请发明对比，相当于大径部7b的部分7b′的外周面形成为与其他部分相同直径的尺寸，但此时，难以用突出面7f′来确保足够的受压面积，且相当于大径部7b的部分7b′与其他部分相比壁薄，所以在成形收缩量上产生偏差。

在以上的说明中，例示了第一以及第二轴向轴承部T1、T2的动压槽形成在轴承套筒8的端面8b和外壳底部7c的内底面7c1上的情况，但还可以在凸缘部2b的两端面2b1、2b2的一方或双方上形成作为动压产生部的动压槽。

另外，作为径向轴承部R1、R2以及轴向轴承部T1、T2，例示了通过人字形或螺旋形的动压槽来产生润滑油的动压作用的结构，但作为径向轴承部R1、R2还可以采用所谓的阶式止推轴承、波型轴承或多圆弧轴承，作为轴向轴承部T1、T2还可以采用阶式止推轴承或波型轴承。进而，作为径向轴承部R1、R2，还可以采用不具有动压产生部的所谓正圆轴承，作为轴向轴承部T1、T2还可以采用对轴构件的端部进行接触支承的枢轴轴承。

以下，基于图8～图15说明本发明的第二实施方式。

图8概念性地表示组装了流体轴承装置101的信息机器用主轴电动机的一构成例。该主轴电动机用于HDD等盘驱动装置，并包括：将轴构件2支承为旋转自如的流体轴承装置101、安装在轴构件2上的盘轮毂3、例如隔着径向间隙相对的定子线圈4以及转子磁铁5。定子线圈4安装在托架6的外周，转子磁铁5安装在盘轮毂3的内周。流体轴承装置1的外壳7安装在托架6的内周。盘轮毂3上保持一张或多张磁盘等盘D。当对定子线圈4通电时，在定子线圈4和转子磁铁5之间的电磁力的作用下，转子磁铁5旋转，由此，盘轮毂3以及轴构件2一体旋转。

图9表示在上述主轴电动机中使用的流体轴承装置101的一实施方式。该流体轴承装置101以如下部分作为主要构成零件，即：轴构件2、有底筒状的外壳7、固定在外壳7的内周的轴承套筒8、对外壳7的开口部进行密封的密封构件9。此外在以下为了方便说明，将外壳7的开口侧作为上侧，将其轴向相反侧作为下侧进行说明。

轴构件2例如由不锈钢等金属材料形成，包括轴部2a、一体或分体设置在轴部2a的下端的凸缘部2b。轴构件2除了其整体由金属材料形成以外，例如还可以用树脂构成凸缘部2b的整体或其一部分(例如两端面)，形成金属和树脂的混合构造。

轴承套筒8由烧结金属构成的多孔质体、尤其以铜为主成分的烧结金属的多孔质体形成为圆筒状。而且，并不限定于烧结金属，还可以由不是多孔质体的其他金属材料、例如由黄铜等软质金属形成轴承套筒8。

在轴承套筒8的内周面8a上，在轴向上分开设有第一径向轴承部R1和第二径向轴承部R2的作为径向轴承面的上下两个区域(图9中涂黑表示)，在这两个区域上分别形成有例如图10所示的人字形的动压槽8a1、8a2。上侧的动压槽8a1相对于轴向中心m(上下的倾斜槽间区域的轴向中央)形成为轴向非对称，轴向中心m的上侧区域的轴向尺寸X1大于下侧区域的轴向尺寸X2。而且，动压槽还可以形成于轴部2a的外周面2a1。在轴承套筒8的外周面8d上形成使两端面8b、8c连通的一个或多个轴向槽8d1，在本实施方式中轴向槽8d1等配于圆周方向的三个部位。

在轴承套筒8的下侧端面8b上设置第一轴向轴承部T1的作为轴向轴承面的区域(图9中涂黑表示)，在该区域形成有图示省略的例如排列成螺旋状的多个动压槽。

外壳7由圆筒状的小径部7a和配置在小径部7a的上侧的圆筒状的大径部7b以及封住小径部7a的下端开口部的底部7c构成，各部7a～7c形成为一体。小径部7a的内周面以及外周面7a1，与大径部7b的内周面7b2以及外周面7b1相比形成为小径。小径部7a的内周面和大径部7b的内周面7b2在与轴向正交的方向的形成为平坦面状的台阶面7e连续。

在小径部7a上，如图11放大所示，形成有第一内周面7a21、相比于第一内周面7a21设置在更靠上侧(开口侧)的第二内周面7a22以及相比于第二内周面7a22设置在更靠上侧(开口侧)的第三内周面7a23，各内周面7a21～7a23各自内径尺寸不同。具体地说，第三内周面7a23的内径尺寸d3大于第一内周面7a21的内径尺寸d1，但小于第二内周面7a22的内径尺寸d2(d1＜d3＜d2)。另外，第一～第三内周面7a21～7a23的内径尺寸d1、d2、d3相对于轴承套筒8的外径尺寸(严格地说是固定在外壳7上之前的外径尺寸)d4，分别为d1＜d4、d2＞d4、d3＞d4。而且，在此所称的外壳7的内径尺寸d1、d2、d3以及轴承套筒8的外径尺寸d4都是在组装它们之前的状态的尺寸。在将它们组装起来的状态下，通过向外壳7的第一内周面7a21压入轴承套筒8，至少在压入区域第一内周面7a21的内径尺寸d1′在轴承8的外径尺寸d4以上(d1′≥d4)。即，在压入区域，基本上第一内周面7a21的内径尺寸d1′和轴承8的外径尺寸d4相等，但由于它们的面的面精度的偏差，在局部上，第一内周面7a21的内径尺寸d1′大于轴承8的外径尺寸d4。

另外，详细情况后述的本实施方式中在组装轴承套筒8之前，在第二内周面7a22上涂敷粘接剂20。而且，第二内周面7a22和第三内周面7a23的半径尺寸差(＝(d2-d3)/2)被设定为大于涂敷的粘接剂20的高度。而且，图11中为了容易理解而夸大描绘了各部分，实际上，即使是差异最大的第一内周面7a21和第二内周面7a22之间，内径尺寸差(d2-d1)也只是20～200μm左右。

在外壳7的底部7c的内底面7c1设有成为第二轴向轴承部T2的轴向轴承面的区域(图9中涂黑表示)，在该区域形成有省略图示的例如排列成螺旋状的多个动压槽。

上述结构的外壳7由树脂注射成形。为了防止因成形收缩时的收缩量的差引起的变形，外壳7的各部7a～7c形成为大致均匀的厚度。

形成外壳7的树脂主要是热可塑性树脂，例如作为非晶性树脂可使用聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯基砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)，作为结晶性树脂可使用液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫(PPS)等。另外，在上述树脂中填充的填充材的种类也没有特别限定，但例如作为填充材可以使用玻璃纤维等纤维状填充材、钛酸钾等晶须状填充材、云母等鳞片状填充材、碳纤维、碳黑、石墨、碳纳米材料、金属粉末等纤维状或粉末状的导电性填充材。这些填充材还可以单独或混合两种以上使用。

图12表示上述结构的外壳7的注射成形工序。如图所示，外壳7是通过从合模之后的两个模具(阳模12和阴模13)之中的阴模13的轴芯部上设置的门(点状门)14向腔室内注射熔融树脂而成形的。门的结构或数量是任意的，还可以采用多个点状门或盘门。门位置也是任意的，例如还可以将门14配置在底部7c的外周缘部。

当在树脂固化后分模时，成形品在附于阳模12中的状态下从阴模13取出。之后，通过用设置于阳模12上的突出机构、例如突出销15推压外壳7的开口部端面7f，使外壳7从阳模12分离。此时，虽然阳模12中，第二内周面7a22的成形部进行所谓的强制拔模，但该外壳7的形成材料是树脂，而且第二内周面7a22和第三内周面7a23通过倾斜面圆滑连续，因此不会因强制拔模而使得小径部7a的第三内周面7a23变形或损伤。而且，外壳7的突出除了用突出销15以外，例如还可以用突出环或突出板来进行。

密封构件9例如由黄铜等软质金属材料或其他金属材料、或者上述外壳7的成形所采用的树脂材料形成，其包括圆盘状的第一密封部9a和从第一密封部9a的外径侧向下方突出的圆筒状的第二密封部9b，第一密封部9a和第二密封部9b形成为一体，截面呈倒L字状。第一密封部9a的内周面9a2在与轴部2a的外周面2a1之间形成规定容积的第一密封空间S1。另外，第二密封部9b的外周面9b1在与构成外壳7的大径部7b的内周面7b2之间形成规定容积的第二密封空间S2。在本实施方式中，第一密封部9a的内周面9a2以及外壳7的大径部7b的内周面7b2都形成为使上方扩径了的锥面状，因此，第一以及第二密封空间S1、S2呈朝向下方逐渐缩小的锥形。

在第一密封部9a的下侧端面9a1上，如图13所示，形成有横断下侧端面9a1的一个或多个径向槽10。在本实施方式中，径向槽10如图14所示，等配在圆周方向三处。

上述的构成构件构成的流体轴承装置1在将轴构件2收容在外壳7内之后，在外壳7的内周固定轴承套筒8，进而可以通过在轴承套筒8固定密封构件9来进行组装。

具体地说，首先，如图15所示，在外壳7的第二内周面7a22上，例如在涂敷了热硬化性的粘接剂20的状态下，一边用外壳7的第三内周面7a23引导外周面8d，一边将轴承套筒8插入到第一内周面7a21的规定位置(可以确保轴向轴承间隙的位置)。由此，轴承套筒8被压入固定于外壳7的第一内周面7a21。第三内周面7a23的内径尺寸d3形成为小于第二内周面7a22的内径尺寸d2，并且形成为大于轴承套筒8的外径尺寸d4，另外，第二以及第三内周面的半径尺寸差被设定为大于涂敷的粘接剂20的高度，由此伴随着轴承套筒8的插入，粘接剂20附着在外周面8d或下侧端面8b上，避免了粘接剂20流入外壳7的底部7c侧的事态，同时可以压入固定轴承套筒8。

接着，对上述组装品实施加热处理。通过加热处理(烘焙)，涂敷在外壳7的第二内周面7a22上的粘接剂20暂时软化，其一部分被毛细管力吸入外壳7的第一内周面7a22和轴承套筒8的外周面8d之间。然后，暂时保持加热状态使粘接剂20固化，如图11所示，在第一内周面7a21的内径侧压入粘接外壳7和轴承套筒8，在第二内周面7a22的内径侧，外壳7和轴承套筒8通过残存的粘接剂20遍及全周被间隙粘接。

而且，虽图示省略，在第一内周面7a21和轴承套筒8的外周面8d之间使粘接剂20到处遍布，为了提高两面间的固定强度，在加热处理时使用真空吸引等方法，还可以向外壳7的底部7c侧吸入粘接剂20。

另外，轴承套筒8的外周面8d和外壳7的第一内周面7a22之间的间隙远远小于在轴承套筒8的外周面8d上设置的轴向槽8d1和外壳7的内周面之间形成的空间(贯通孔)，因此，即使假设粘接剂20要流入轴向槽8d1，对该粘接剂20作用有毛细管力。因此，轴向槽8d1也不会被粘接剂20填埋。

另外，在所述方式下固定外壳7和轴承套筒8的结果，有时在第二内周面7a22和轴承套筒8的外周面8d之间没有残存足够量的粘接剂20，在间隙粘接部分的固定强度不足。在所述情况下，还可以在第二内周面7a22和轴承套筒8的外周面8d之间补充粘接剂20。此时，填充的粘接剂20除了上述同样热硬化性粘接剂以外，还可以是例如厌气性粘接剂。

在以上的说明中，对于使用热硬化性粘接剂作为粘接剂20，通过加热处理将粘接剂20导入外壳7的第一内周面7a21和轴承套筒8的外周面8d之间的情况进行了说明，但例如还可以使用厌气性粘接剂作为粘接剂20，通过真空吸引还可以向两面间导入粘接剂20。

在如上述那样外壳7和轴承套筒8的装置完成时，通过粘接、压入、压入粘接等适当方法将密封构件9固定在轴承套筒8的外周上端。在密封构件9的组装完成时，构成密封构件9的第一密封部9a的下侧端面9a1抵接于轴承套筒8的上侧端面8c，第二密封部9b的下侧端面通过规定的轴向间隙11与外壳7的台阶面7e相对。同时，在第一密封部9a的内周面9a2和轴部2a的外周面2a1之间形成第一密封空间S1，在第二密封部9b的外周面9b1和外壳7的大径部内周面7b2之间形成第二密封空间S2。之后，在由密封构件9密封了的外壳7的内部空间中，包括轴承套筒8的内部气孔，通过充满润滑油，完成图9所示的流体轴承装置1。

在轴构件2旋转时，轴承套筒8的内周面8a的作为径向轴承面的上下两处区域分别隔着径向轴承间隙和轴部2a的外周面2a1相对。另外，轴承套筒8的下侧端面8b的作为轴向轴承面的区域隔着轴向轴承间隙和凸缘部2b的上侧端面2b1相对，外壳7的内底面7c1的作为轴向轴承面的区域隔着轴向轴承间隙和凸缘部2b的下侧端面2b2相对。而且，伴随着轴构件2的旋转，在上述径向轴承间隙产生润滑油的动压，轴构件2的轴部2a被在上述径向轴承间隙内形成的润滑油的油膜非接触支承为在径向上旋转自如。由此，构成将轴构件2非接触支承为在径向上旋转自如的第一径向轴承部R1和第二径向轴承部R2。同时在上述轴向轴承间隙产生润滑油的动压，轴构件2被在上述轴向轴承间隙内形成的润滑油的油膜非接触支承为在轴向上旋转自如。由此，构成将轴构件2非接触支承为在两轴向上旋转自如的第一轴向轴承部T1和第二轴向轴承部T2

另外，在轴构件2旋转时，如上所述，第一以及第二密封空间S1、S2呈朝向外壳7的内部侧逐渐缩小的锥形，所以两密封空间S1、S2内的润滑油在毛细管力引起的吸入作用下，被吸入向密封空间变窄的方向、即外壳7的内部侧。由此，有效地防止润滑油从外壳7的内部漏出。另外，密封空间S1、S2具有伴随着在外壳7的内部空间填充的润滑油的温度变化而吸收容积变化量的缓冲功能，在假想的温度变化的范围内，润滑油油面总是处于密封空间S1、S2内。

而且，第一密封部9a的内周面9a2形成为圆筒面，另一方面，还可以使与其相对的轴部2a的外周面形成为锥面状，此时，由于还可以对第一密封空间S1赋予离心力密封的功能，因此密封效果进一步提高。

另外，如上所述，上侧的动压槽8a1相对于轴向中心m形成为轴向非对称，轴向中心m的上侧区域的轴向尺寸X1大于下侧区域的轴向尺寸X2(参考图3)。因此，在轴构件2旋转时，对于动压槽8a1引起的润滑油的吸入力(泵吸力)来说，上侧区域的该吸入力相比于下侧区域的该吸入力相对变大。而且，由于该吸入力的压差，充满于轴承套筒8的内周面8a和轴部2a的外周面2a1之间的间隙中的润滑油向下方流动，在第一轴向轴承部T1的轴向轴承间隙→由轴承套筒8的轴向槽8d1形成的流体通路→由第一密封部9a的径向槽10形成的流体通路这样的路径循环，并被再次吸入第一径向轴承部R1的径向轴承间隙。

如此，通过构成为润滑油在外壳7的内部空间流动循环，保持润滑油的压力平衡，同时可以解决伴随着局部的负压产生的气泡的生成、因生成气泡引起的润滑油的泄漏或产生振动等问题。由于上述循环路径与第一密封空间S1连通，进而通过轴向间隙11与第二密封空间S2连通，因此即使在因某种理由在润滑油中混入气泡的情况下，在气泡伴随着润滑油循环时，从密封空间S1、S2内的润滑油的油面(气液界面)被排出到外气。因此，更有效地防止气泡引起的不良影响。

另外，虽省略图示，轴向的流体通路还可以通过在外壳7的内周面设置轴向槽来形成，径向的流体通路还可以通过在轴承套筒8的上侧端面8c设置径向槽来形成。

在以上所示的流体轴承装置1中，在轴承套筒8和外壳7之间，由于两者被压入粘接的区域和被间隙粘接的区域在轴向上并列设置，所以与仅通过压入或仅通过粘接将两者固定的情况相比，可以提高两者的固定强度，可以应对盘的多层叠化。另外，通过按照上述手法组装两者，防止在组装时可能产生的粘接剂流入外壳底部侧的情况，可以避免对旋转性能带来不良影响。

另外，在本实施方式的流体轴承装置1中，不仅在密封构件9的内周侧，还在外周侧形成有密封空间。密封空间具有能够吸收因充满在外壳7的内部空间中的润滑油的温度变化引起的容积变化量的容积，因此，若是本实施方式的结构，还将第二密封空间S2设于密封构件9的外周侧，相应地可以将第一密封空间S1的轴向尺寸相比于图16所示的结构进一步缩小。因此，例如可以在不使轴承装置(外壳7)的轴向尺寸长大化的情况下，将轴承套筒8的轴向长度、换言之将两径向轴承部R1、R2间的轴承跨距设成大于图16所示的结构，可以提高力矩刚性。从这点看，也可以应对盘的多层叠化。

另一方面，由于形状复杂化的外壳7形成为树脂的注射成形品，所以可以抑制制造成本的上升，实现流体轴承装置1的低成本化。另外，通过将外壳7制成树脂的注射成形品，可以避免和外壳7的第一内周面7a21的固定区域上的轴承套筒8的内周形状的恶化、换言之可以避免径向上的旋转精度的恶化。

以上，对于本发明的流体轴承装置的一实施方式进行了说明，但外壳的开口部内周直径不同的本发明的结构还可以适用于图16所示的构造的流体轴承装置70。

另外，在以上的说明中，作为径向轴承部R1、R2以及轴向轴承部T1、T2，例示了通过人字形或螺旋形的动压槽产生润滑油的动压作用的构成，但作为径向轴承部R1、R2，还可以采用所谓的阶式止推轴承、多圆弧轴承或非正圆轴承，作为轴向轴承部T1、T2，还可以采用所谓的阶式止推轴承或波型轴承。另外，在由阶式止推轴承或多圆弧轴承构成径向轴承部的情况下，除了如径向轴承部R1、R2那样将两个径向轴承部分开设置在轴向上的结构以外，还可以构成为遍及轴承套筒8的内周侧的上下区域设置一个径向轴承部的结构。进而，作为径向轴承部R1、R2还可以采用不具有动压产生部的所谓的正圆轴承，另外作为轴向轴承部，还可以采用对轴构件的一端进行接触支承的枢轴轴承。

【实施例1】

为了验证本申请发明的有用性，进行了确认试验。确认试验是在外壳7中收容了轴构件2的状态下固定轴承套筒8，并测定轴构件2的拔卸强度(拔去力)而进行的。试验用的外壳是一体地具有小径部7a、大径部7b以及底部7c的图9所示的形态，实施例是小径部7a构成为图11放大所示的结构，比较例是小径部7a的内周面整体制成直的圆筒面，在其内周面粘接(间隙粘接)轴承套筒。而且，作为粘接剂，两者都采用同一热硬化性粘接剂。

在实施例中，可得到大约1000N左右的拔去力，相对于此，在比较例中，只能得到大约500N左右的拔去力。因此，可以确认到本发明的有用性。

以下，基于图17～图21说明本发明的第三实施方式。

图17概念性地表示组装了本发明的实施方式的流体轴承装置(动压轴承装置)201的信息机器用主轴电动机的一构成例。该主轴电动机用于HDD等盘驱动装置，并包括：将安装了盘轮毂3的轴构件202非接触支承为旋转自如的动压轴承装置201、例如隔着径向间隙相对的定子线圈4以及转子磁铁5、以及托架6。定子线圈4安装在托架6的外周，转子磁铁5安装在盘轮毂3的内周。动压轴承装置201固定在托架6的内周。盘轮毂3上保持一张或多张(本实施方式中是两张)磁盘等盘状信息记录介质(以下简称盘)D。在这样构成的主轴电动机中，当对定子线圈4通电时，在定子线圈4和转子磁铁5之间的电磁力的作用下，转子磁铁5旋转，伴随与此，盘轮毂3以及被保持在盘轮毂3上的盘D与轴构件202一体旋转。

图18表示动压轴承装置201。该动压轴承装置201以如下部分作为主要构成零件，即：作为外侧构件A的外壳207、固定在外壳207上的作为中间构件B的轴承套筒208、以及相对于外壳207及轴承套筒208相对旋转且作为内侧构件C的轴构件202。在本实施方式中，外壳207形成为具有侧部207a以及底部207b的杯状。而且，为了方便说明，以下将外壳207的底部207b的一侧作为下侧，将与底部207b相反的一侧作为上侧进行说明。

轴构件202例如由SUS钢等金属材料形成，包括轴部202a以及在轴部202a的下端一体或分体设置的凸缘部202b。而且，轴构件202并不限定于此，例如还可以是金属材料和树脂材料的混合构造。

轴承套筒208例如由以铜为主成分的烧结金属的多孔质体形成为圆筒状。此外，还可以由其他的金属、树脂或陶瓷等形成轴承套筒208。

在轴承套筒208的内周面208a的全面或一部分圆筒区域，作为径向动压产生部，例如图19(a)所示，将多个动压槽208a1、208a2排列成人字形的区域在轴向上分开形成于两处。该动压槽208a1、208a2的形成区域作为径向轴承面与轴部2a的外周面2a1相对，在轴构件202旋转时，在与外周面2a1之间形成后述的径向轴承部R1、R2的径向轴承间隙(参考图2)。另外，在上侧的动压槽208a1的形成区域，动压槽208a1相对于轴向中心m(上下的倾斜槽间区域的轴向中央)形成为轴向非对称，轴向中心m的上侧区域的轴向尺寸X1大于轴向中心m的下侧区域的轴向尺寸X2。

在轴承套筒208的外周面208b上，遍及轴向全长地形成一个或多个在轴向延伸的槽208e。在该实施方式中，将三个轴向槽28e形成为圆周方向等间隔。这些轴向槽2008e在将轴承套筒208固定在外壳207的内周的状态下，在与相对的外壳207的内周面207a1之间构成润滑油的流体流路210b(参考图18)。例如通过在形成轴承套筒208本体的压粉体的成形模具上预先设置与轴向槽208e对应的部位，则这些轴向槽208e可以与轴承套筒208本体的压粉体成形同时成形。

在轴承套筒208的下端面208c的全面或一部分环状区域上，作为轴向动压产生部，如图19(b)所示，形成将多个动压槽208c1排列成螺旋形状的区域。该动压槽208c1的形成区域作为轴向轴承面与凸缘部202b的上端面202b1相对，在轴构件202旋转时，在与上端面202b1之间形成后述的第一轴向轴承部T1的轴向轴承间隙(参考图18)。

在轴承套筒208的上端面208d的径向的大致中央部，如图19(a)所示，遍及全周形成V字截面的圆周方向槽208d1。在由圆周方向槽208d1划分的上端面208d的内径侧区域形成一个或多个径向槽208d2。在使密封部209抵接于轴承套筒208的状态下，密封部209的下端面209b的外径侧区域和轴承套筒208的上端面208d之间的间隙、圆周方向槽208d1以及径向槽208d2构成流体流路210c(参考图18)。

外壳207形成为具有侧部207a以及底部207b的杯状。在外壳207的内底面207b1的全面或一部分环状区域，作为轴向动压产生部，形成将多个动压槽排列成螺旋形状的区域(图示省略)。该动压槽的形成区域作为轴向轴承面与凸缘部202b的下端面202b2相对，在轴构件202旋转时，在与下端面202b2之间形成后述的第二轴向轴承部T2的轴向轴承间隙(参考图18)。

在外壳207的内周面207a1上形成一个或多个圆周方向的凹部，除此以外的部分形成为没有咬边的形状。在本实施方式中，一个环状槽211形成在内周面207a1的轴向以及中央部。

外壳207通过树脂组成物被注射成形，所述树脂组成物以LCP或PPS、PEEK等结晶性树脂、或者PSU、PES、PEI等非晶性树脂作为基础树脂。作为形成外壳7的上述树脂组成物，可以根据目的例如使用将玻璃纤维等纤维状填充材、钛酸钾等晶须状填充材、云母等鳞片状填充材、碳纤维、碳黑、石墨、碳纳米材料、各种金属粉末等纤维状或粉末状的导电性填充材适量配置在上述基础树脂中而成的物质。

利用图20说明外壳207的成形工序。首先，在设置于可动模212的轴部212a的外周，外插用于形成环状槽211的环状构件214，例如通过压入固定在轴部212a的外周面上。在该状态下将可动模212和固定模213合模，通过向腔室内注射熔融树脂，将外壳207和环状构件214成形为一体(参考图20(a))。环状构件214使用的材料可以使用在特定的溶剂中熔融，且具有能够耐注射成形时的成形温度的耐热性的材料。另外，溶化环状构件214的溶剂优选是尽可能对外壳207的树脂材料没有影响的溶剂。作为满足这样的条件的材料，例如可以使用在聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮等水溶性树脂中配合了适当的填充剂的树脂材料。

在注射的熔融树脂固化后，在分模的同时将轴部212a从外壳207的内周拔出，将外壳207和环状构件214的一体成形品从模具中取出。此时，由于外插在轴部212a上的环状构件214被保持于外壳207，所以轴部212a和环状构件214分离，取出外壳207以及环状构件214的一体品(参考图20(b))。之后，在利用特定的溶剂使环状构件214熔融时，在外壳207的内周面207a1形成通过环状构件214成形的成形面构成的环状槽211(参考图20(c))。如此，通过由成形面形成环状槽211，就不需要例如在通过切削等机械加工来形成的情况那样的另外的工序或装置，可以简单形成，可以实现制造成本的降低。

在如此形成的外壳207的内周面例如通过压入粘接而固定轴承套筒208的外周面208b。此时，由于环状槽211作为粘结剂储存部起作用，所以外壳207和轴承套筒208的固定力提高。由此，可以壁面由于冲击负载等引起的外壳207和轴承套筒208的固定错开的危险性。尤其，如本实施方式那样，本发明适合用于通过搭载多个盘，装置的重量增加，存在冲击荷载增大的顾虑的轴承装置。

作为用于外壳207和轴承套筒208的固定的粘接剂，例如可以使用热硬化性粘接剂。此时，以充满环状槽211的方式涂敷粘接剂，在外壳207的内周插入轴承套筒208之后，通过使它们升温，使硬化剂硬化。在该升温时，由于树脂制的外壳207和金属制的轴承套筒208的线膨胀系数的差异，外壳207的内周面207a的环状槽211和轴承套筒208的外周面208b之间的间隙在径向上稍微扩开，在该状态下粘接剂硬化。之后，通过返回到常温，在扩径了的外壳207的内周面207a缩径时，通过在扩径状态下硬化的粘接剂，轴承套筒208被从外周压迫，存在轴承套筒208的内周面208a变形的顾虑。为了不使该变形影响径向轴承部R1、R2的轴承间隙，环状槽211的轴向位置优选避开径向轴承部R1、R2的形成区域，例如设置于它们的轴向间区域(参考图18)。

另外，在外壳207的内周面207a1之中的、固定轴承套筒208的圆筒面207a11的面精度差时，存在轴承套筒208的固定精度下降，轴构件202的旋转精度下降的顾虑。在本实施方式中，如图20(a)所示，外壳207的圆筒面207a11由于在固定模212的轴部212a的外周面成形，通过精度良好地加工模具，可以高精度地形成。

如图18所示，密封部209例如通过金属材料或树脂材料独立于外壳207分体形成，通过压入、粘接、熔敷、焊接等手段固定在外壳207的侧部207a的上端部内周。在该实施方式中，密封部209的固定在使密封部209的下端面209b抵接于轴承套筒208的上端面208d的状态下进行(参考图18)。

在密封部209的内周面209a形成有锥面，在该锥面和与锥面相对的轴部202a的外周面202a1之间，形成朝向上方径向尺寸逐渐扩大的环状的密封空间S。在被密封部208密封的外壳207的内部空间注入润滑油，外壳207内被润滑油充满(图18中的散点区域)。在该状态下，润滑油的油面被维持在密封空间S的范围内。

在上述结构的动压轴承装置201中，在轴构件202旋转时，轴承套筒208的径向轴承面(内周面208a的动压槽208a1、208a2形成区域)隔着径向轴承间隙和轴部202a的外周面202a1相对。伴随着轴构件202的旋转，上述径向轴承间隙的润滑油被压入动压槽208a1、208a2的轴向中心m侧，其压力上升。构成在这样的动压槽208a1、208a2的动压作用下，在径向对轴构件202进行非接触支承的第一径向轴承部R1和第二径向轴承部R2。

与此同时，在轴承套筒208的轴向轴承面(下端面208c的动压槽208c1形成区域)和与其相对的凸缘部202b的上端面202b1之间的轴向轴承间隙，以及在外壳207的轴向轴承面(上端面207b1的动压槽形成区域)和与其相对的凸缘部202b的下端面202b2之间的轴向轴承间隙，在各动压槽的动压作用下分别形成润滑油的油膜。而且，构成在这些油膜的压力下，在轴向对轴构件2进行非接触支承的第一轴向轴承部T1和第二轴向轴承部T2。

另外，位于外壳207的下端内部的轴承轴承部T1、T2的轴向轴承间隙和形成于外壳207的开口侧的密封空间S之间，通过由外壳207的台阶部207d和轴承套筒208的下端面208c构成的流体流路210a、由在轴承套筒208的外周面208b上形成的轴向槽208e构成的流体流路210b以及由密封部209的下端面209b和轴承套筒208的上端面208d构成的流体流路210c而处于连通状态。由此，可以避免例如由于某种理由轴向轴承部T1、T2侧的流体(润滑油)压力过度变高或下降的情况，可以使轴构件202在轴向上稳定来对其进行非接触支承。

另外，在该实施方式中，第一径向轴承部R1的动压槽208a1由于相对于轴向中心m形成为轴向非对称(X1＞X2)(参考图19)，因此在轴构件202旋转时，对于基于动压槽208a1的对润滑油的吸引力(泵吸力)来说，上侧区域的该吸入力相比于下侧区域的该吸入力相对变大。而且，由于该吸入力的压差，充满于轴承套筒208的内周面208a和轴部202a的外周面202a1之间的间隙中的润滑油向下方流动，在第一轴向轴承部T1的轴向轴承间隙→流体流路210a→流体流路210b→流体流路210c这样的路径循环，并被再次吸入第一径向轴承部R1的径向轴承间隙。如此，润滑油通过在外壳7的内部空间进行流动循环，确保适当的轴承内部的压力平衡。由此，可以防止伴随着润滑油的负压产生引起的气泡的生成，可以解决伴随于此的润滑油的泄漏或振动的产生等问题。

本发明的实施方式并不限定于上述。此外，在以下的说明中，对于具有与上述实施方式相同功能的部位标注相同符号，并省略说明。

图21所示的流体轴承装置221，由树脂将外壳7的侧部207a和轴承套筒208成形为一体，该一体成形品为外侧构件A。外侧构件A的下端开口部被分体形成的底部207b堵塞。在作为内侧构件C的轴构件202的外周面202a1上，人字形的动压槽202c1、202c2形成于在轴向上分开的两个区域。外侧构件A的内周面208a在面对径向轴承间隙且面对径向轴承部R1、R2的轴向间的区域的部分，形成作为圆周方向的凹部的环状槽211。该环状槽211与上述实施方式同样，与外侧构件A的成形同时成形。在轴构件202旋转时，环状槽211作为避让部起作用，在使轴构件202的旋转转矩降低的同时作为向径向轴承间隙供油的油储存部来起作用，提高轴构件202和外侧构件A的润滑性。

在以上的实施方式中，作为在外侧构件A的内周面上形成的圆周方向的凹部，示出了形成截面矩形的环状槽211的区域，但凹部的形状并不限定于此。例如作为凹部，还可以形成截面半圆形的环状槽或在圆周方向上分开的多个圆弧状槽。

另外，在以上的实施方式中，示出了利用由可以在特定的溶剂中熔融的材料形成的环状构件214来形成圆周方向的凹部的情况，但并不限定于此。例如通过将能够分割的多个金属制的圆弧状构件插入并成形外侧构件A，将一体成形品从模具取出之后，通过对圆弧状构件进行分隔而从外侧构件A卸下，可以形成凹部。或者，通过能够使环状构件214弹性变形的材料、例如橡胶系的材料形成，与上述同样在外侧构件A的插入成形后卸下，由此也可以形成凹部。

另外，上述所示的动压产生部还可以设置于隔着各轴承间隙相对的面上。另外，动压产生部的形状也不限定于上述情况，例如作为径向轴承部的动压产生部，还可以形成螺旋形状的动压槽、阶式止推轴承、多圆弧轴承或圆弧轴承等。另外，作为轴向轴承部的动压产生部，还可以形成人字形的动压槽、阶式止推轴承、波型轴承等。

另外，可以将隔着径向轴承间隙相对的轴构件2的外周面202a1以及轴承套筒208的内周面208a任一个形成为圆筒面，构成正圆轴承。另外，作为轴向轴承部，还可以采用所谓的枢轴轴承。

另外，作为填充在轴承内部的润滑流体，上述采用了润滑油，但并不限定于此，例如还可以采用润滑脂或磁性流体等。

另外，以上的动压轴承装置201、221，并不限定于主轴电动机，还可以适用于风扇电动机等其他电动机。

而且，本发明的实施方式并不限定于上述，例如还可以适当组合以上说明的本发明的第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式的流体轴承装置的结构。

Claims (10)

1.一种流体轴承装置，其具有：通过在径向轴承间隙形成的油膜将轴构件支承为能够旋转的径向轴承部、在内部收容径向轴承部的外壳、充满在外壳的内部空间的润滑油以及对外壳的开口部进行密封的密封构件，所述流体轴承装置的特征在于，

在密封构件的内周面形成第一密封空间，并且在外周面形成第二密封空间，且外壳通过树脂的注射成形形成。

2.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，

在外壳的开口侧的端面形成有承受突出机构的突出力的突出面。

3.如权利要求1或2所述的流体轴承装置，其特征在于，

在外壳的外周面设置大径外周面和小径外周面，在密封构件的外径侧配备大径外周面。

4.一种流体轴承装置，其具有：通过在径向轴承间隙形成的油膜将轴构件支承为能够旋转的径向轴承部、在内部收容径向轴承部的外壳、充满在外壳的内部空间的润滑油以及对外壳的开口部进行密封的密封构件，所述流体轴承装置的特征在于，

在密封构件的内周面形成第一密封空间，并且在外周面形成第二密封空间，且密封构件通过树脂的注射成形形成。

5.如权利要求4所述的流体轴承装置，其特征在于，

密封构件包括在内周面形成第一密封空间的第一密封部以及从第一密封部的一端面沿轴向突出且在外周面形成第二密封空间的第二密封部，在第一密封部的上述一方的端面形成有循环槽。

6.如权利要求1或3所述的流体轴承装置，其特征在于，

外壳是有底筒状，在外壳的内周固定轴承套筒，形成轴承套筒和轴构件之间的径向轴承间隙，

外壳具有：在其内径侧压入粘接轴承套筒的第一内周面；相比于第一内周面设置于更靠开口侧、在其内径侧间隙粘接轴承套筒的第二内周面；相比于第二内周面设置于更靠开口侧、直径小于第二内周面的直径但大于轴承套筒的外径的第三内周面。

7.如权利要求6所述的流体轴承装置，其特征在于，

外壳是树脂的注射成形品。

8.如权利要求6或7所述的流体轴承装置，其特征在于，

所述流体轴承装置还具有对外壳的开口部进行密封的密封构件，

在密封构件的内周侧形成第一密封空间，在密封构件的外周侧形成第二密封空间。

9.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，

在外壳的内周面固定轴承套筒，轴承套筒的内周面面对径向轴承间隙，在外壳的内周面设有由成形面构成的圆周方向的凹部。

10.如权利要求1所述的流体轴承装置，其特征在于，

在外壳的内周一体地设置轴承套筒，该一体零件的内周面面对径向轴承间隙，在该一体零件的内周面设有由成形面构成的圆周方向的凹部。

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