CN102144105B - 流体轴承装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提高轴承套筒相对于有底筒状的壳体的固定强度。流体轴承装置(1)具备有底筒状的壳体(7)、固定在其内周的轴承套筒(8)、插入到轴承套筒(8)内周的轴部件(2)。在彼此相对向的壳体(7)的小径部(7a)的内周面(7a2)与轴承套筒(8)的外周面(8d)之间设置粘结剂积存处(11)。而且,在壳体(7)的内周缘部设置与粘结剂积存处(11)连结的内周倒角(7f),并通过粘结剂(13)将该内周倒角(7f)与轴承套筒(8)之间形成的第一缩径空间(12)密封。

Description

流体轴承装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及流体轴承装置及其制造方法。
背景技术
流体轴承装置是通过形成在轴承间隙中的油膜将旋转侧的部件(例如,轴部件)支承为相对于固定侧的部件旋转自如的装置。该流体轴承装置具有高速旋转、高旋转精度、低噪音等特征,近年来有效地利用其特征,适合使用作为搭载在以信息设备为首的各种电气设备上的电动机用的轴承装置,更具体来说,适合使用作为HDD等磁盘装置或CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘装置等的主轴电动机、激光束打印机(LBP)的多边形扫描器(日语原文:ポリゴンスキヤナ)电动机、PC等的风扇电动机等的电动机用轴承装置。
例如,在日本特开2003-239974号公报(专利文献1)中公开有一种装入到盘装置用的主轴电动机中使用的流体轴承装置,具备:壳体;固定在壳体内周的轴承套筒;插入到轴承套筒内周的轴部件;通过形成在轴承套筒的内周面与轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中的油膜沿径向支承轴部件的径向轴承部。在该流体轴承装置中,以部件个数的减少和组装工时缩短为目的,而壳体形成为一端开口且另一端由一体设置的底部密闭的有底筒状(杯状)的模具成形品。
专利文献1:日本特开2003-239974号公报
然而,伴随着近年来的盘装置的大容量化等,搭载在流体轴承装置上的盘张数有增加的倾向(盘的多层叠化),而要求进一步提高轴承套筒相对于壳体的固定强度,以在重量增加的情况下也能够提高轴部件的防脱强度(防脱力)并稳定地维持旋转精度。作为轴承套筒相对于壳体的固定方法,提出了各种方案,但实际上,多采用费用应对效果优异的粘结。
例如在将粘结剂涂敷在壳体的内周面上的状态下将轴承套筒插入到壳体内周,然后使粘结剂固化,从而进行轴承套筒相对于壳体的粘结固定。此时,为了提高两者间的固定强度而增加粘结剂的涂敷量时,会产生如下情况:伴随着轴承套筒的插入,向轴承套筒的插入方向前方侧(壳体闭塞侧)掏出粘结剂,而粘结剂向壳体的闭塞侧蔓延。尤其是以进一步提高固定强度为目的,在伴随压入而将轴承套筒插入到壳体内周时,容易产生粘结剂的蔓延。产生此种情况时,有可能会产生壳体与轴承套筒之间应该夹有的粘结剂量不足而无法满足必要的固定强度(粘结强度)的情况。而且,蔓延的粘结剂有可能进入到推力轴承间隙而损害推力轴承部的轴承功能。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够使壳体与轴承套筒之间夹有必要充足量的粘结剂,以此提高轴承套筒相对于壳体的固定强度的流体轴承装置。
为了解决上述课题,在本发明中,提供一种流体轴承装置,具备至少一端开口的壳体、固定在壳体内周的轴承套筒、插入到轴承套筒内周的轴部件,伴随轴承套筒与轴部件的相对旋转,而通过形成在轴承套筒的内周面与轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中的油膜沿径向支承轴部件,所述流体轴承装置的特征在于,在彼此相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间设置粘结剂积存处,并在壳体的内周缘部设置与粘结剂积存处连结的内周倒角,并通过粘结剂将该内周倒角与轴承套筒之间密封。
如上所述,在本发明的流体轴承装置中,在彼此相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间设置粘结剂积存处。此种粘结剂积存处例如能够通过在壳体设置使内径尺寸局部扩径的轴向区域、或者在轴承套筒设置使外径尺寸局部缩径的轴向区域而形成。并且,在设有粘结剂积存处的轴向区域中,相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间的径向分离距离大于其它部位(例如,将轴承套筒压入固定于壳体的轴向区域)。因此,在设有粘结剂积存处的轴向区域中,能够减弱轴承套筒插入时的向壳体另一端侧(底部侧)掏出粘结剂的掏出力,因此整体而言能够减少粘结剂向壳体闭塞侧的蔓延量。另一方面,在轴承套筒的插入结束后,能够使壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间夹有足量的粘结剂,因此能够提高两者的粘结强度。
而且,在本发明的流体轴承装置中,在壳体的内周缘部设置与粘结剂积存处连结的内周倒角,并通过粘结剂将该内周倒角与轴承套筒之间密封。根据所述结构,由于设有与粘结剂积存处的壳体开口侧相邻而径向尺寸朝向壳体闭塞侧逐渐缩小的空间,因此能够将供给到(附着到)该空间中的粘结剂顺利地向粘结剂积存处供给。而且,能够使由粘结剂固化而形成的粘结剂层的轴向尺寸长大化,因此能够进一步提高轴承套筒相对于壳体的粘结强度。根据以上结构,能够使彼此相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间夹有必要充足量的粘结剂,从而能够提高轴承套筒相对于壳体的固定强度。
另外,在本发明中,提供一种流体轴承装置的制造方法,所述流体轴承装置具备至少一端开口的壳体、固定在壳体内周的轴承套筒、插入到轴承套筒内周的轴部件,伴随轴承套筒与轴部件的相对旋转,通过形成在轴承套筒的内周面与轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中的油膜沿径向支承轴部件,所述流体轴承装置的制造方法的特征在于,在壳体的内周缘部设置内周倒角,在将轴承套筒固定在壳体的内周时,将在外周面涂敷有粘结剂的轴承套筒插入到壳体的内周,而将粘结剂向所述内周倒角与轴承套筒之间供给。如此,与壳体和轴承套筒的轴向的相对移动相伴的粘结剂的移动在轴承套筒的插入方向后方侧(壳体开口侧)的方向上比轴承套筒的插入方向前方侧更具统治性,因此即使在将轴承套筒压入到壳体内周的情况下,也能够有效地防止粘结剂向壳体闭塞侧的蔓延。
此时,优选以将涂敷在轴承套筒上的粘结剂的最大外径保持成小于内周倒角的最大内径的状态将轴承套筒插入到壳体的内周。这是为了防止粘结剂附着于壳体的端面而彼此相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间应该夹有的粘结剂量减少的情况。需要说明的是,涂敷的粘结剂的最大外径优选大于内周倒角的最小内径。
如上所述,粘结剂积存处能够通过在壳体设置使内径尺寸局部扩径的轴向区域、或者在轴承套筒设置使外径尺寸局部缩径的轴向区域来形成,但优选前者的结构,即,优选在壳体的内周面设有开口侧一端与所述内周倒角连结大径内周面,并在该大径内周面与轴承套筒之间形成所述粘结剂积存处。粘结剂积存处和由内周倒角形成的空间成为在轴向上直线重叠的形态,因此能够顺利地向粘结剂积存处供给粘结剂。
另外,在上述结构的基础上,可以通过底部密闭壳体的另一端,在轴承套筒的壳体闭塞侧(插入方向前方侧)的外周缘部设置外周倒角,并通过粘结剂将该外周倒角与壳体之间密封。如此,能够使粘结剂夹在壳体与轴承套筒的嵌合区域中的两端部分,因此进一步增加两者之间的固定强度。需要说明的是,在制造所述结构的流体轴承装置的基础上,优选将包含外周倒角的在外周面涂敷有粘结剂的轴承套筒插入到壳体内周。如此,即使在伴随压入而将轴承套筒插入到壳体内周的情况下,也能够通过粘结剂捕捉轴承套筒与壳体的滑动摩擦产生的磨损粉并将轴承套筒插入到壳体内周。因此,还能够可靠地消除磨损粉混入轴承内部空间引起的污染问题。
然而,在此种流体轴承装置中,在轴承运转时,充满内部空间的润滑油的压力平衡有发生失常的情况,所述情况会导致伴随产生局部负压的气泡的生成、气泡的生成引起的润滑油泄漏或振动的发生等问题。此种问题能够通过在壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间设置向轴承套筒的两端面开口的流体通路并经由该流体通路使润滑油在轴承内部流动循环来消除。然而,在壳体的内周粘结固定轴承套筒的本发明的结构中,根据粘结剂的涂敷形态,有可能会产生所述流体通路被粘结剂填埋而难以使润滑油流动循环的情况。
所述问题能够通过将被粘结剂密封的密封部沿周向间断设置并在沿周向相邻的密封部之间设置向轴承套筒的两端面开口的流体通路来消除。需要说明的是,在此所说的密封部是至少包含壳体的内周倒角与轴承套筒之间的被粘结剂密封的空间,而且有时还包含轴承套筒的壳体闭塞侧外周倒角与壳体之间的被粘结剂密封的空间的概念。
如以上所示,通过采用本发明的结构,在将轴承套筒粘结固定在壳体内周时,能够有效地防止粘结剂向壳体开口相反侧(壳体闭塞侧)的蔓延。因此,上述本发明能够适合使用于在轴部件设有凸缘部并在轴承套筒的壳体开口相反侧一端面和与其相对向的凸缘部的一端面之间形成有推力轴承间隙的流体轴承装置。
另外,如以上所示,采用本发明的结构时,能够将壳体和轴承套筒牢固地粘结固定。因此,上述本发明尤其适合于壳体与轴承套筒的轴向的嵌合长度比轴承套筒的轴向整体长度尺寸短的流体轴承装置。
发明效果
以上,根据本发明,由于能够使壳体与轴承套筒之间夹有必要充足量的粘结剂,因此能够提供一种提高轴承套筒相对于壳体的固定强度并具备高耐久性能的流体轴承装置。而且,能够有效地减少粘结剂向壳体开口相反侧的蔓延量,因此也能够尽可能地防止粘结剂的蔓延引起的轴承性能下降的问题。
附图说明
图1是概念性地表示盘装置用的主轴电动机的剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式的流体轴承装置的剖视图。
图3A是轴承套筒的剖视图。
图3B是表示轴承套筒的下侧端面的图。
图4A是图2中的Y1部的放大剖视图。
图4B是图2中的Y2部的放大剖视图。
图5是图2的A-A剖视图。
图6是概念性地表示轴承套筒即将插入到壳体内周之前的阶段的主要部分放大剖视图。
图7是概念性地表示轴承套筒正在插入壳体内周的阶段的主要部分放大剖视图。
图8是表示本发明的第二实施方式的流体轴承装置的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图,说明本发明的实施方式。
图1概念性地示出装入有流体轴承装置的信息设备用主轴电动机的一结构例。该主轴电动机使用于HDD等盘驱动装置,具备将轴部件2支承为旋转自如的流体轴承装置1、固定在轴部件2上的盘毂3、例如隔着径向的间隙相对向的定子线圈4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安装在盘毂3的内周。流体轴承装置1的壳体7安装在托架6的内周。在盘毂3上保持有一或多张(图示例为三张)磁盘等盘D。在以上的结构中对定子线圈4通电时,转子磁铁5在定子线圈4与转子磁铁5之间的电磁力的作用下进行旋转,伴随于此,盘毂3及由其保持的盘D与轴部件2一体旋转。
图2是表示本发明的流体轴承装置1的第一实施方式的图。该流体轴承装置1主要包括:壳体7;固定在壳体7内周的轴承套筒8;插入到轴承套筒8的内周并相对于壳体7及轴承套筒8进行相对旋转的轴部件2;密封壳体7的开口部的密封部件9。需要说明的是,以下,为了方便而以设有密封部件9的一侧为上侧并以其轴向相反侧为下侧进行说明。
轴部件2具备轴部2a和一体或分体地设置在轴部2a下端的凸缘部2b。除了轴部件2的整体由不锈钢等金属材料形成之外,例如还可以形成为凸缘部2b的整体或其一部分(例如两端面)由树脂形成的金属与树脂的混合结构。
轴承套筒8通过由烧结金属构成的多孔体,尤其是通过以铜为主成分的烧结金属的多孔体形成为圆筒状。轴承套筒8除了烧结金属以外,还可以通过例如黄铜等软质金属形成。
在轴承套筒8的内周面8a上,成为第一及第二径向轴承部R1、R2的径向轴承面的圆筒状区域分离设置在轴向的两个部位,如图3A所示,在该两个区域上分别形成有将多个动压槽Aa1、Aa2排列成人字形状而成的径向动压产生部A1、A2。上侧的动压槽Aa1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,比轴向中心m靠上侧区域的轴向尺寸X1大于下侧区域的轴向尺寸X2。另一方面,下侧的动压槽Aa2形成为轴向对称,其上下区域的轴向尺寸与上述轴向尺寸X2相等。需要说明的是,径向动压产生部A1、A2可以形成在相对向的轴部2a的外周面2a1,而且,也可以将多个动压槽排列成螺旋形状等。
在轴承套筒8的下侧端面8b上设置成为第一推力轴承部T1的推力轴承面的环状区域,如图3B所示,在该区域上形成有将多个动压槽Ba排列成螺旋形状而成的推力动压产生部B。推力动压产生部B可以形成在沿轴向相对向的凸缘部2b的上侧端面2b1上,而且也可以将多个动压槽排列成人字形状等。
在轴承套筒8的外周面8d上形成有向两端面8b、8c开口的1或多个轴向槽8d1,在本实施方式中,如图3B所示,等距离地配置在周向的三个部位。而且,在轴承套筒8的上端外周缘部、下端外周缘部、上端内周缘部及下端内周缘部分别设置倒角(倒棱),其中,设置在下端外周缘部的倒角相当于本发明中的外周倒角8e。
密封部件9呈截面倒L字形状,一体具有圆盘状的第一密封部9a和从第一密封部9a的外径端向下方延伸的圆筒状的第二密封部9b,并固定在轴承套筒8的上端外周。在固定于图示的轴承套筒8的状态下,第二密封部9b的下端面9b3隔着轴向间隙10与壳体7的阶梯面7e相对向。在第一密封部9a的下侧端面9a1上设有呈放射状延伸的一或多个径向槽9a11。
在第一密封部9a的内周面9a2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,而且,在第二密封部9b的外周面9b1与壳体7的大径部7b的内周面7b1之间形成规定容积的第二密封空间S2。第一密封部9a的内周面9a2及壳体7的大径部7b的内周面7b1都形成为朝向下方使内径尺寸逐渐缩小的锥面状。因此,两密封空间S1、S2呈朝向下方逐渐缩径的锥形状。
壳体7呈有底筒状(杯状),一体具有圆筒状的侧部和密闭该侧部下端开口的圆盘状的底部7c,且上端开口。侧部由将轴承套筒8固定在内周的小径部7a和配置在小径部7a上侧的大径部7b构成,小径部7a的内周面比大径部7b的内周面7b1小径,而且小径部7a的外周面比大径部7b的外周面小径。小径部7a的内周面经由沿与轴线正交的方向延伸的阶梯面7e而与大径部7b的内周面7b1连结。该壳体7为树脂的注塑成形品,为了防止成形收缩时的收缩量的差引起的变形而各部7a~7c形成为大致均匀厚度。壳体7的成形中使用的树脂材料以热塑性树脂为基体树脂,根据需要适量配合有强化材料或导电化材料等各种填充材料。
在壳体7的内底面7c1(底部7c的上侧端面)上设置成为第二推力轴承部T2的推力轴承面的环状区域,虽然省略了详细的图示,但在该区域中形成有例如将多个动压槽排列成螺旋形状而成的推力动压产生部。该推力动压产生部在注塑成形壳体7的同时进行模具成形。需要说明的是,推力动压产生部能够形成在相对向的凸缘部2b的下侧端面2b2,而且,也可以将多个动压槽排列成螺旋形状等。
如图4A放大所示,在彼此相对向的壳体7的小径部7a的内周面与轴承套筒8的外周面8d之间形成由粘结剂13充满的粘结剂积存处11。详细来说,粘结剂积存处11形成在小径部7a的内周面中的大径内周面7a2和与其相对向的轴承套筒8的外周面8d之间,该小径部7a被划分成小径内周面7a1和大径内周面7a2。另一方面,在小径内周面7a1的内周伴随压入而粘结固定(压入粘结)有轴承套筒8。而且,在小径部7a的内周缘部设有内周倒角7f,形成在该内周倒角7f与轴承套筒8的外周面8d之间的第一缩径空间12由粘结剂13密封。此外,如图4B放大所示,形成在轴承套筒8的下端外周缘部上设置的外周倒角8e与壳体7(小径部7a)的小径内周面7a1之间的第二缩径空间14也由粘结剂13密封。
在此,在本实施方式中,为了防止在将轴承套筒8粘结固定在壳体7(小径部7a)的内周时,由设置在轴承套筒8的外周面8d上的轴向槽8d1和壳体7的小径部7a的内周面形成的沿轴向延伸的流体通路被粘结剂13填埋的情况,而如图5所示,将由小径部7a的大径内周面7a2形成的粘结剂积存处11间断地设置在周向的三个部位,并在沿周向相邻的粘结剂积存处11之间配设所述流体通路(轴向槽8d1)。而且,虽然省略了详细的图示,但由壳体7的内周倒角7f形成且被粘结剂13密封的第一缩径空间12、以及由轴承套筒8的外周倒角8e形成且被粘结剂13密封的第二缩径空间14也与粘结剂积存处11大致对合周向的相位(与粘结剂积存处11在轴向上重叠)而间断地设置在周向的三个部位。需要说明的是,壳体7的内周倒角7f及轴承套筒8的外周倒角8e设置在整周,因此,在第一及第二缩径空间12、14中,由粘结剂13密封的部分(这相当于本发明中所说的密封部)和未由粘结剂13密封的部分在周向上交替设置。
在以上的结构形成的流体轴承装置1中,轴部件2进行旋转时,轴承套筒8的内周面8a的成为径向轴承面的上下两个部位的区域分别隔着径向轴承间隙与轴部2a的外周面2a1相对向。并且,伴随轴部件2的旋转,形成在两径向轴承间隙中的油膜通过动压槽Aa1、Aa2的动压作用而提高其油膜刚性,通过该压力将轴部件2非接触支承为沿径向旋转自如。由此,在轴向的二个部位分离形成将轴部件2非接触支承为沿径向旋转自如的径向轴承部R1、R2。
另外,与此同时,在轴承套筒8的下侧端面8b的成为推力轴承面的环状区域与凸缘部2b的上侧端面2b1之间、以及壳体7的内底面7c1的成为推力轴承面的环状区域与凸缘部2b的下侧端面2b2之间分别形成有第一及第二推力轴承间隙。并且,伴随轴部件2的旋转,形成在两推力轴承间隙中的油膜通过动压槽的动压作用而提高其油膜刚性,并通过该压力将轴部件2非接触支承为沿推力两方向旋转自如。由此,形成将轴部件2非接触支承为沿推力方向旋转自如的第一推力轴承部T1和第二推力轴承部T2。
另外,如上所述,上侧的动压槽Aa1由于比轴向中心m靠上侧区域的轴向尺寸X1大于下侧区域的轴向尺寸X2,因此在轴部件2旋转时,动压槽Aa1产生的润滑油的引入力在上侧区域相对性地大于下侧区域。在此种引入力的差压的作用下,充满在轴承套筒8的内周面8a与轴部2a的外周面2a1之间的间隙中的润滑油向下方流动,在第一推力轴承部T1的第一推力轴承间隙→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9a11形成的流体通路这一路径中循环,而再次被引入到第一径向轴承部R1的径向轴承间隙中。
通过形成为此种结构,在确保润滑油的压力平衡的同时,能够消除伴随局部产生负压的气泡的生成、气泡的生成引起的润滑油的泄漏或振动的发生等问题。上述的循环路径连通有第一密封空间S1,而且经由轴向间隙10连通有第二密封空间S2,因此即使在由于某种理由而气泡混入到润滑油中的情况下,也能在气泡伴随润滑油循环时将其从密封空间S1、S2内的润滑油的油面(气液界面)向外部气体排出。因此,进一步有效地防止气泡产生的坏影响。
另外,如上所述,第一及第二密封空间S1、S2呈锥形状,朝向壳体7的内部侧逐渐缩小,因此两密封空间S1、S2内的润滑油在毛细管力产生的引入作用下朝间隙宽度变窄的方向即朝壳体7的内部侧引入。而且,密封空间S1、S2具有缓冲功能,对伴随填充到壳体7的内部空间中的润滑油的温度变化而变化的容积变化量进行吸收,在设定的温度变化的范围内将润滑油的油面总是保持在密封空间S1、S2内。根据以上的结构,能有效地防止向轴承外部的润滑油泄漏。
由以上的结构形成的流体轴承装置1例如如下所述组装。需要说明的是,以下,以本发明的宗旨即在壳体7的内周固定轴承套筒8的工序为中心进行说明。
首先,以在壳体7的内周配设有轴部件2的状态(在壳体7的内底面7c1上载置有轴部件2的状态)将轴承套筒8插入到壳体7的小径部7a的内周。在将轴承套筒8插入到壳体7的内周之前,在轴承套筒8的外周面8d、更详细来说如图6所示在包含外周倒角8e在内的外周面8d的规定区域上适量涂敷粘结剂13。但是,粘结剂13涂敷在沿周向分离的三个部位(在周向上相邻的轴向槽8d1之间)。此时,进行轴承套筒8与壳体7的对芯,在该状态下,以使粘结剂13的最大外径d1小于壳体7的内周倒角7f的最大内径d2的方式涂敷粘结剂13。而且在本实施方式中,以使粘结剂13的最大外径d1大于内周倒角7f的最小内径的方式涂敷粘结剂13。需要说明的是,作为粘结剂13,只要能确保壳体7与轴承套筒8之间必要的固定强度即可,例如,能够使用热硬化型粘结剂、厌气性粘结剂、或兼具两硬化特性的粘结剂。
以上述形态将粘结剂13涂敷在轴承套筒8上之后,在进行了轴承套筒8的粘结剂13涂敷区域与壳体7的小径部7a的大径内周面7a2的周向的相位对合的基础上,将轴承套筒8插入到壳体7的小径部7a内周。插入轴承套筒8时,涂敷在轴承套筒8上的粘结剂13由于与壳体7的内周倒角7f、或将小径内周面7a1和大径内周面7a2连结的阶梯面(在上述形态中涂敷有粘结剂13的本实施方式中的内周倒角7f)接触而表面张力被破坏,其结果是,粘结剂13的一部分向壳体7的内周倒角7f与轴承套筒8的外周面8d之间的第一缩径空间12供给,然后向壳体7的大径内周面7a2与轴承套筒8的外周面8d之间的粘结剂积存处11供给(参照图7)。
在此,由于如上所述设定了涂敷在轴承套筒8上的粘结剂13与壳体7的内周倒角7f的尺寸关系,因此能有效地防止伴随将轴承套筒8插入到壳体7内周而粘结剂13附着于壳体7的阶梯面7e的情况。
伴随轴承套筒8的插入的进展,而附着在轴承套筒8的外周倒角8e等上的粘结剂13逐渐供给到轴承套筒8的外周面8d与小径部7a的小径内周面7a1之间。这是因为,由于在轴承套筒8的外周面8d上涂敷有粘结剂13,因而伴随轴承套筒8的插入而产生的粘结剂13的移动在轴承套筒8的插入方向后方侧的方向上比轴承套筒8的插入方向前方侧更具统治性。因此,在将轴承套筒8压入壳体7的小径内周面7a1的本实施方式中,也能有效地防止粘结剂13向壳体7的闭塞侧(推力轴承部侧)的蔓延。
需要说明的是,由于向两者间供给的粘结剂13作为润滑剂起作用,因此能顺利地进行轴承套筒8向小径部7a内周的插入(压入)。在伴随压入而将轴承套筒8插入到小径部7a内周的关系上,有因两者的滑动接触而产生磨损粉的情况,但该磨损粉由附着在外周倒角8e上的粘结剂13、以及向轴承套筒8与壳体7之间供给的粘结剂13捕捉,因此能有效地防止磨损粉向壳体7的内部空间等脱落而成为污染的情况。
并且,将轴承套筒8插入到壳体7的轴向规定位置之后(将两推力轴承部T1、T2的推力轴承间隙宽度设定为规定值之后),通过使粘结剂13硬化而将壳体7和轴承套筒8固定,进而将密封部件9固定在轴承套筒8的上端外周。如上所述组装完各结构部件之后,使作为润滑流体的润滑油充满在包含轴承套筒8的内部气孔在内的壳体7的内部空间中,而完成图2所示的流体轴承装置1。
如以上所示,在本发明中,在彼此相对向的壳体7的小径部7a的内周面与轴承套筒8的外周面8d之间设置粘结剂积存处11。该粘结剂积存处11的内径尺寸能够通过在小径部7a上设置比压入固定有轴承套筒8的轴向区域(小径内周面7a1)大径的大径内周面7a2而形成,在设有该大径内周面7a2(粘结剂积存处11)的轴向区域中,相对向的壳体7的内周面与轴承套筒8的外周面之间的径向分离距离大于其它部位。因此,在设有粘结剂积存处11的轴向区域中,由于能够减弱轴承套筒8插入时的向壳体7的底部7c侧掏出粘结剂13的掏出力,因此作为整体能够减少粘结剂13向底部7c侧的蔓延量。另一方面,在轴承套筒8的插入结束后,由于粘结剂积存处11存有足量的粘结剂13,因此能够提高轴承套筒8相对于壳体7的固定强度(粘结强度)。
另外,在壳体7的内周缘部上设置与粘结剂积存处11的上端连结的内周倒角7f,该内周倒角7f与轴承套筒8之间的第一缩径空间12由粘结剂13密封。若形成为此种结构,则能够将供给到缩径空间12中的粘结剂13顺利地向粘结剂积存处11供给。尤其是在本实施方式中,在壳体7的小径部7a上设置上端与内周倒角7f连结的大径内周面7a2,在该大径内周面7a2与轴承套筒8的外周面8d之间形成粘结剂积存处11,因此粘结剂积存处11和第一锥状空间12在轴向上成为直线重叠的形态,能更顺利地将粘结剂13向粘结剂积存处11供给。而且,因粘结剂13固化而形成的粘结剂层在轴向上成为重叠的结构,因此能进一步提高轴承套筒8相对于壳体7的粘结强度。
此外,形成在轴承套筒8的外周倒角8e与壳体7(小径部7a)的小径内周面7a1之间的第二缩径空间14也由粘结剂13密封。如此,能够使壳体7与轴承套筒8的嵌合区域中的两端部分夹有足量的粘结剂13,因此进一步增加两者间的固定强度。根据以上的结构,能够在彼此相对向的壳体7的内周面与轴承套筒8的外周面8d之间夹有必要充足量的粘结剂13,从而能够提高轴承套筒8相对于壳体7的固定强度。
尤其是在图2所示的流体轴承装置1中,由于壳体7与轴承套筒8的轴向的嵌合长度L2比轴承套筒8的全长尺寸L1短,因此难以确保壳体7与轴承套筒8之间必要充分的粘结强度,但通过形成为上述本发明的结构,即使在采用此种结构的情况下,也能提高轴承套筒8相对于壳体7的粘结强度,从而能够提供一种能够长期维持高轴承性能的高可靠性的流体轴承装置1。
另外,由于将由粘结剂13密封的密封部(第一缩径空间12及第二缩径空间14)、以及充满粘结剂13的粘结剂积存处11在周向上间断设置,并在所述间断部分上形成沿轴向延伸的流体通路,因此在将轴承套筒8粘结固定在壳体7内周的本发明的结构中,不会发生构成流体通路的轴承套筒8的轴向槽8d1被粘结剂13填埋的情况,而顺利地进行轴承内部的润滑油的流动循环。
以上,说明了适用于本发明的结构的流体轴承装置1的一实施方式,但本发明并未限定为图2所示的结构的流体轴承装置1。
图8是表示本发明的第二实施方式的流体轴承装置1的图。该图所示的流体轴承装置1与图2所示的流体轴承装置1的结构的主要区别在于:轴承套筒8在其整个长度上与壳体7的内周嵌合的点;以及将密封部件9形成为环状并将其固定在壳体7的上端内周,而在密封部件9的内周面和与其相对向的轴部2a的外周面2a1之间形成单一的密封空间S的点。在所述结构的流体轴承装置1中,轴承套筒8相对于壳体7的轴向的嵌合长度变长且在轴承套筒8的上侧也固定有密封部件9,因此与图2所示的流体轴承装置1相比,轴部件2的防脱强度提高,但通过采用本发明的结构,能够进一步提高轴部件2的防脱强度。需要说明的是,除此之外的结构与以上说明的结构实质上相同,因此附加共通的参照号码而省略重复说明。
在以上说明的各实施方式中,为了防止由设置在轴承套筒8的外周面8d上的轴向槽8d1形成的沿轴向延伸的流体通路被将轴承套筒8固定在壳体7的内周时使用的粘结剂13填埋的情况,而将粘结剂积存处11、由粘结剂13密封的第一及第二缩径空间12、14在周向上间断设置,但在无需使润滑油在轴承内部流动循环时,即无需在彼此相对向的壳体7的内周面与轴承套筒8的外周面8d之间设置沿轴向延伸的流体通路时,可以将粘结剂积存处11在整周设置,并通过粘结剂13在整周将第一及第二缩径空间12、14密封。如此,能够进一步提高壳体7与轴承套筒8之间的固定强度。
另外,以上例示了通过排列成人字形状等的动压槽作为径向轴承部R1、R2使充满径向轴承间隙内的润滑油产生动压的结构,但作为径向轴承部R1、R2,也可以采用所谓止推轴承、多圆弧轴承或非正圆轴承。而且,径向轴承部除了如上所述设置在沿轴向分离的二个部位之外,也可以形成在轴向的一个部位或三个部位以上。而且,作为径向轴承部,还可以采用不具有动压产生部的正圆轴承。
另外,例示了通过排列成螺旋形状等的动压槽作为推力轴承部T1、T2使推力轴承间隙内充满的润滑油产生动压的结构,但推力轴承部T1、T2的任一方或双方也可以由所谓止推轴承或波型轴承构成。而且,推力轴承部也可以不是上述的动压轴承,而通过对轴部件2的一端进行接触支承的所谓枢轴轴承构成。
符号说明:
1流体轴承装置
2轴部件
7壳体
7a小径部
7a2大径内周面
7c底部
7f内周倒角
8轴承套筒
8e外周倒角
11粘结剂积存处
12第一缩径空间
13粘结剂
14第二缩径空间
R1、R2径向轴承部
T1、T2推力轴承部

Claims (5)

1.一种流体轴承装置,具备轴向的一端开口且轴向的另一端由底部密闭的有底筒状的壳体、固定在壳体内周的轴承套筒、插入到轴承套筒内周的轴部件,形成有径向轴承部,并形成有第一及第二推力轴承部,该径向轴承部伴随轴承套筒与轴部件的相对旋转,而通过形成在轴承套筒的内周面与轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中的油膜沿径向支承轴部件,该第一及第二推力轴承部通过形成在由轴承套筒的壳体底部侧的端面及壳体的内底面分别形成的第一及第二推力轴承间隙中的油膜沿推力两方向支承轴部件,所述流体轴承装置的特征在于,
在彼此相对向的壳体的内周面与轴承套筒的外周面之间设置由粘结剂充满的粘结剂积存处,并在内周倒角和与该内周倒角相对向的轴承套筒的外周面之间设置由粘结剂密封的第一缩径空间,该内周倒角设置在壳体的内周缘部并与所述粘结剂积存处的壳体开口侧的端部连结,
所述粘结剂积存处及所述第一缩径空间内的粘结剂伴随着将在包含设置于壳体底部侧的外周缘部上的外周倒角在内的外周面涂敷有粘结剂的轴承套筒插入到壳体的内周,而供给到所述粘结剂积存处及所述第一缩径空间内的粘结剂硬化,
在轴承套筒的所述外周倒角和与该外周倒角相对向的壳体的内周面之间设置由粘结剂密封的第二缩径空间,第二缩径空间内的粘结剂是在轴承套筒向壳体的内周插入之前,涂敷在所述外周倒角上的粘结剂硬化这样的粘结剂。
2.根据权利要求1所述的流体轴承装置,其中,
在壳体的内周面设有壳体开口侧的端部与所述内周倒角连结的大径内周面,在该大径内周面与轴承套筒的外周面之间形成有所述粘结剂积存处。
3.根据权利要求1或2所述的流体轴承装置,其中,
将由粘结剂充满的粘结剂积存处及被粘结剂密封的密封部沿周向间断设置,在这些间断部分设置向轴承套筒的两端面开口的流体通路。
4.根据权利要求1所述的流体轴承装置,其中,
在轴部件设有凸缘部并在轴承套筒的壳体底部侧的端面和与其相对向的凸缘部的一端面之间形成有所述第一推力轴承间隙。
5.根据权利要求1所述的流体轴承装置,其中,
轴承套筒相对于壳体的轴向的嵌合长度比轴承套筒的轴向整体长度尺寸短。
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