CN102177354A - 流体轴承装置 - Google Patents

Abstract

能够容易且低成本地制造出能够稳定地发挥高轴承性能的带凸缘轴构件。轴构件(2)具备轴部(2a)、与轴部(2a)的下端面(2a2)结合的凸缘部(2b)。轴部(2a)形成为截面正圆状，且在凸缘部(2b)设有周向的局部区域比轴部(2a)的下端向外径侧后退的非正圆状的贯通孔(2c)，在使轴部(2a)的下端面(2a2)与凸缘部(2b)的上侧端面(2b1)对接的状态下将轴部(2a)和凸缘部(2b)结合。由此形成上端开口部由贯通孔(2c)的上端开口部和轴部(2a)的下端部划分形成，而下端开口部由贯通孔(2c)的下端开口部构成的向凸缘部(2b)的两端面(2b1、2b2)开口流体通路(11)。

Description

流体轴承装置

技术领域

本发明涉及流体轴承装置。

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、低噪声等特征，近年来活用其特征，而适宜地用作搭载在以信息设备为代表的各种电气设备上的电动机用的轴承装置，更具体而言，适宜地用作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)的多边扫描电动机、以及PC等的风扇电动机等的电动机用轴承装置。

上述电动机中，搭载在主轴电动机上的流体轴承装置例如具备轴构件、由将该轴构件插入到内周的轴承套筒等构成的固定侧构件。作为轴构件，多使用在轴部的一端具有凸缘部的轴构件，这种情况下，在轴部的外周面和与其对置的面之间形成径向轴承部的径向轴承间隙，在凸缘部的端面和与其对置的面之间形成轴向轴承部的轴向轴承间隙(例如，参照专利文献1)。

作为带凸缘轴构件，有使用通过切削等机械加工而将凸缘和轴构件一体形成的一体型、和使用通过适当的方法将分别制作出的轴部及凸缘部一体化的分体型。作为分体型的带凸缘轴构件，例如像日本特开2001-317545号公报(专利文献2)所记载的那样，已知有在设于凸缘部中心的贯通孔中压入固定轴部的一端的结构。

然而，在这种流体轴承装置的运转中，充满内部空间的润滑油等润滑流体的压力平衡会发生失常。若该压力平衡的失常产生在由凸缘部的一端面形成的空间(例如，第一轴向轴承间隙)与由凸缘部的另一端面形成的空间(例如，第二轴向轴承间隙)之间，则存在尤其是轴向方向的旋转精度降低这样的问题。这种问题可以通过在凸缘部设置向其两端面开口的流体通路，并经由该流体通路使润滑油在上述两个空间之间流通而得以消除。

【专利文献1】日本特开2003-336636号公报

【专利文献2】日本特开2001-317545号公报

为了提供旋转精度优越的富于可靠性的流体轴承装置，关键在于充分地提高轴部与凸缘部之间的精度(直角度等)。一体型的带凸缘轴构件能够以高水准满足该要求，但需要专用的加工设备，因此其制作需要很大成本。另外，在一体型的带凸缘轴构件上设置上述的流体通路的话，需要在例如轴构件完成后通过另行的开孔加工在凸缘部形成贯通孔。然而，若对开孔加工所产生的切屑放任不管，则可能会导致污染的问题，因此需要在开孔加工后设置另行的清洗工序而仔细地除去切屑。因此，制造成本不可避免地进一步增大。

另一方面，与一体型相比，分体型的带凸缘轴构件虽然能够廉价地制作，但在上述专利文献2那样的压入的方法中，压入后的轴部与凸缘部的直角度依赖于压入面的加工精度。因此，在固定轴部与凸缘部时，不仅需要预先高精度地加工作为形成径向轴承间隙的一面的轴部的外周面，而且还需要高精度地加工凸缘部的内周面，从而导致制造成本的增大。

发明内容

本发明鉴于以上所示的各种问题点而提出，其目的在于能够容易且低成本地制造出能够稳定地发挥高轴承性能的带凸缘轴构件。

为了解决上述课题，本发明提供一种流体轴承装置，其具备：在轴部的一端具有凸缘部的轴构件；在轴部的外周面形成的径向轴承间隙；在凸缘部的端面形成的轴向轴承间隙，所述流体轴承装置的特征在于，在凸缘部设有贯通孔，将凸缘部和轴部在贯通孔的周围结合成使凸缘部的端面与轴部的端面对接的状态，经由贯通孔而形成向凸缘部的两端面开口的流体通路。需要说明的是，这里所说的“对接的状态”是指使凸缘部的端面与轴部的端面相互对置的状态，不仅包括端面彼此接触的状态，还包括端面彼此局部非接触的状态。

根据上述本发明的结构，可以仅通过在凸缘部设置贯通孔、具体而言设置能够在周围与轴部的端面对接的贯通孔，仅通过将两者结合成使轴部的端面与该凸缘部的端面对接的状态就能够形成流体通路。在上述本发明的结构中，通过将在凸缘部设置的贯通孔形成为大径，而流体通路被大径化，因此能够容易使润滑流体流入流体通路内，而且能够减少润滑流体在流体通路内流动时的流动阻力。从而，能够使润滑流体在凸缘部的两端形成的两个空间之间顺畅地流通，即使润滑流体的压力平衡在该两个空间之间产生失常，也能够快速地消除该压力平衡的失常。

另外，只要是将轴部和凸缘部结合成使两者的端面对接的状态的本发明的结构，就可以利用将两者结合时使用的工具(模具)来管理轴部与凸缘部之间的直角度。因此，能够缓和轴部和凸缘部各自要求的精度，从而以低成本量产高精度的轴构件。

上述的结构也可以通过使贯通孔的周向局部区域在比与凸缘部结合的轴部的端面靠外径侧的位置向凸缘部的端面开口而得到。具体而言，例如将贯通孔形成为非正圆状，并将轴部中至少与凸缘部结合的一端部形成为比所述贯通孔的最大内径小径的截面正圆状，在将轴部与凸缘部定芯的状态下将所述轴部的一端部与凸缘部结合而得到上述结构。

应设置在凸缘部的贯通孔可以通过冲压加工(冲裁加工)而形成。这样，能够以低成本形成规定形状的贯通孔。

作为轴部与凸缘部的结合方法，只要能够将两者以规定的强度结合即可，可以采用粘接、摩擦压接、焊接等公知的各种方法，但优选结合部分(结合面积)微小但能够确保两者间的高结合强度的焊接、尤其是激光焊接。即，优选对凸缘部的端面与轴部的端面的对接部分进行激光焊接。此时，为了极力防止与激光的照射相伴而生的熔解物附着在形成轴承间隙的轴部的外周面或凸缘部的端面上的事态，优选从贯通孔的与轴部相反侧的开口部照射激光而将凸缘部与轴部结合。

本发明所涉及的流体轴承装置也可以形成为如下结构：还具备轴向两端开口的外方构件、闭塞外方构件的一端开口部的盖构件，在外方构件设有在与轴构件的外周面之间形成径向轴承间隙的轴承部、保持轴承部且具有向电动机座安装的安装部的保持部，盖构件固定在外方构件的外周面上。在该结构中，外方构件可以通过适当的方法将分别制作的轴承部和保持部一体化而成，但从降低成本的观点而言，优选通过嵌装轴承部而将保持部注塑成形的外方构件、或者一体地具有轴承部和保持部的外方构件。需要说明的是，在后述的各实施方式中，配置在轴构件2的外周、且与轴构件2的外周面2a1之间形成径向轴承间隙的轴承套筒8相当于“轴承部”，将该轴承套筒8保持在内周的壳体9相当于“保持部”。

然而，例如如图10所示，在使用通过适当的方法将分别制作的轴承部和保持部的一体化的外方构件的情况下，可以在保持部的内周面与轴承部的外周面之间设置流体通路，但如图2和图8所示，在将外方构件形成为通过嵌装轴承部而将保持部注塑成形的结构的情况下，或如图9所示，在外方构件形成为一体具有轴承部和保持部的结构的情况下，难以形成这种流体通路。因此，在采用这样的轴承装置的结构的情况下，在凸缘部设置向其两端面开口的流体通路的上述本发明的结构尤为有效。

其中，在上述结构中，若将盖构件固定在保持部的外周面，则与上述专利文献1所记载那样将盖构件固定在保持部(壳体)的内周面的情况相比，能够将固定面积增加内周面与外周面的直径差的量。在将盖构件固定在保持部的外周面的情况下，需要闭塞保持部(外方构件)的一端开口部的圆盘状的部分和固定在外周面的筒状的部分，但就扩大相对于保持部的固定面积而言，只要增加筒状部分的轴向尺寸即可，无需使盖构件厚壁化。另外，即使延长筒状部分，也不会影响轴承装置的全长尺寸。鉴于上述，能够在不对轴承装置的轴向尺寸和径向轴承部的轴承跨距造成影响的情况下提高盖构件的防脱强度，能够稳定维持所期望的轴承性能。

另外，根据上述结构，能够将固定在保持部的外周面上的盖构件活用作为向电动机座安装的安装部。考虑到成本方面，将保持部制成树脂的注塑成形品是有效的，但在将这样的保持部粘接固定在通常金属制成的电动机座上的情况下，难以确保必要的固定强度。另一方面，若保持部为金属制，则虽然能够满足固定强度，但无法否认的是与树脂制的情况相比成本变高。相对于此，根据上述结构，将盖构件由富于与电动机座的粘接性的金属材料形成，从而能够满足流体轴承装置相对于电动机座的固定强度，同时将保持部由树脂形成，从而也能够满足降低成本的要求。

本发明所涉及的流体轴承装置具有以上的特征，因此能够适于装入具有定子线圈和转子磁体的电动机、例如装入盘装置用的主轴电动机中而使用。

【发明效果】

如以上所示，根据本发明，能够容易且低成本地制造能够稳定地发挥高轴承性能的带凸缘轴构件。由此，能够以低成本提供以高轴承性能著称的流体轴承装置。

附图说明

图1是示意性地表示装入流体轴承装置后的信息设备用主轴电动机的一例的剖视图。

图2是表示本发明所涉及的流体轴承装置的第一实施方式的剖视图。

图3是轴承套筒的剖视图。

图4是表示轴承套筒的下侧端面的图。

图5是表示盖构件的上侧端面的图。

图6A是从下方观察轴构件时的俯视图。

图6B是图6A的Y-Y剖视图。

图7A是示意性地表示凸缘部的焊接工序的局部放大剖视图。

图7B是示意性地表示凸缘部的焊接工序的局部放大剖视图。

图8是表示本发明所涉及的流体轴承装置的第二实施方式的剖视图。

图9是表示本发明所涉及的流体轴承装置的第三实施方式的剖视图。

图10是表示本发明所涉及的流体轴承装置的第四实施方式的剖视图。

图11是从下方观察其它实施方式所涉及的轴构件时的俯视图。

图12是表示由多圆弧轴承构成径向轴承部的情况的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1示意性地表示装入了流体轴承装置后的信息设备用主轴电动机的一结构例。该主轴电动机用于HDD等盘驱动装置，具备将轴构件2支承为旋转自如的流体轴承装置1、固定在轴构件2上的盘毂3、隔着例如径向的间隙而对置的定子线圈4及转子磁体5、电动机座6。定子线圈4安装在电动机座6的外周，转子磁体5安装在盘毂3的内周。流体轴承装置1的壳体9固定在电动机座6的内周。在盘毂3上保持一张或多张(在图示例中为两张)磁盘等盘D，盘D由未图示的夹紧机构相对于盘毂3固定。在以上的结构中，对定子线圈4通电时，在定子线圈4与转子磁体5之间的电磁力的作用下转子磁体5旋转，由此，盘毂3及保持在盘毂3上的盘D与轴构件2一体旋转。

图2表示本发明的第一实施方式所涉及的流体轴承装置1。该流体轴承装置1具备如下基本构件：轴构件2；配置在轴构件2的外周且轴向两端开口的外方构件7；闭塞外方构件7的一端开口的盖构件10。外方构件7包括相当于轴承部的轴承套筒8、将轴承套筒8保持在内周的相当于保持部的壳体9。需要说明的是，以下，方便起见，将设有盖构件10的一侧作为下侧并将其轴向相反侧作为上侧而进行说明。

轴承套筒8通过烧结金属所构成的多孔质体、尤其是以铜为主成分的烧结金属的多孔质体形成为圆筒状。轴承套筒8可以由烧结金属以外的其它多孔质体、例如多孔质树脂或陶瓷形成，也可以由黄铜等软金属形成。轴承套筒8的内周面8a及外周面8d这两方形成为直径恒定的圆筒面状。另外，在轴承套筒8的轴向两端的内周缘部及外周缘部分别形成倒角8ei、8eo、8fi、8fo。

如图3所示，在轴承套筒8的内周面8a上，与对置的轴部2a的外周面2a1之间形成径向轴承间隙的圆筒状的径向轴承面A1、A2在轴向的两处隔开形成。在径向轴承面A1、A2上分别形成有将多个动压槽8a1、8a2以人字形形状排列而成的径向动压产生部。在本实施方式中，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。另一方面，下侧的动压槽8a2形成为轴向对称，其上下区域的轴向尺寸分别与上述轴向尺寸X2相等。需要说明的是，径向动压产生部既可以形成在对置的轴部2a的外周面2a1上，也可以通过将多个动压槽以螺旋形状等排列而成。

如图4所示，在轴承套筒8的下侧端面8c上设有轴向轴承面B，该轴向轴承面B与对置的凸缘部2b的上侧端面2b1之间形成第一轴向轴承间隙。在轴向轴承面B上形成有对第一轴向轴承间隙产生动压作用的轴向动压产生部。该轴向动压产生部通过将弯曲成V字状的动压槽8c1和划分该动压槽8c1的丘部8c2沿圆周方向交替排列而成，整体形成为人字形形状。需要说明的是，轴向动压产生部也可以形成在对置的凸缘部2b的上侧端面2b1上。

壳体9形成为轴向两端开口的大致圆筒状，一体具有将轴承套筒8保持在内周的主体部9a、设置在主体部9a的上端内径侧的密封部9b。主体部9a的内周面形成为直径恒定的圆筒面状，外周面形成为下侧小径的带台阶的圆筒面状。从而，主体部9a成为相对形成为厚壁的厚壁部9a1与相对形成为薄壁的薄壁部9a2沿轴向重叠的形态。需要说明的是，如后述那样，在本实施方式中，壳体9的厚壁部9a1的外周面作为向电动机座6安装的安装部而发挥作用。

密封部9b的内周面9b1形成为朝向下方逐渐缩径的锥面状，与对置的轴部2a的外周面2a1之间形成朝向下方而径向尺寸逐渐缩小的楔状的密封空间S。

如上构成的壳体9将轴承套筒8作为嵌装部件而由树脂材料模具成形(注塑成形)。在壳体9的成形中使用的树脂材料只要能够进行注塑成形即可，并没有特别限定，作为机座树脂，可以使用液晶聚合物(LCP)、以聚苯硫醚(PPS)为代表的结晶性树脂、或聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)等非晶性树脂中的任一种。需要说明的是，树脂材料可以根据要求特性而混合各种填充材料，但如后所述，在本实施方式中，由于盖构件10能够确保导电性，因此无需混合用于对成形用树脂材料赋予导电性的填充材料(导电性填充材料)。但是，只要对壳体9的成形性等没有不良影响且成本方面没有问题，也可以混合导电性填充材料。

通过壳体9的嵌装成形，轴承套筒8的上侧端面8b连同外周倒角8eo一起被树脂覆盖。此外，如图2所示那样，只要至少轴承套筒8的下端的外周倒角8fo被树脂覆盖，就能够实现防止轴承套筒8相对于壳体9的脱落。轴承套筒8的上端的内周倒角8ei没有被树脂覆盖。其原因在于，在注塑成形时通过使内周倒角8ei与模具接触而进行模具内的轴承套筒8的定位。

在成为主体部9a与密封部9b的交界的壳体9的上端外径侧，将角部切除。通过该切除部9c，壳体9的壁厚在从主体部9a到密封部9b的区域大致均匀化。因此，能够抑制注塑成形后的成形收缩所引起的密封部9b的内周面9b1的变形，确保密封空间S的形状精度。

需要说明的是，在本实施方式中，使用树脂材料作为壳体9成形用的材料，但并不限定于此，例如也可以使用镁合金或铝合金等低熔点金属材料。

盖构件10例如以间隙粘接的方式固定在构成壳体9(主体部9a)的薄壁部9a2的外周面上。由此，闭塞壳体9的下侧开口。盖构件10由具有导电性的金属材料形成，例如通过对金属板进行冲压加工，而形成为一体具有大致圆盘状的板部10a、从板部10a的外径端向上方延伸的圆筒状的筒部10b的有底筒状(杯状)。筒部10b与轴承套筒8的径向轴承面A2的一部分或全部(在本实施方式中为一部分)在轴向上重合。

如图5所示，在板部10a的上侧端面10a1上设有轴向轴承面C，该轴向轴承面C与对置的凸缘部2b的下侧端面2b2之间形成第二轴向轴承间隙。在轴向轴承面C上形成有用于对第二轴向轴承间隙产生动压作用的轴向动压产生部。该轴向动压产生部通过将弯曲成V字状的动压槽10a11和划分该动压槽10a11的丘部10a12沿圆周方向交替排列而构成，整体呈人字形形状。该轴向动压产生部也可以形成在对置的凸缘部2b的下侧端面2b2上。

盖构件10的筒部10b的上侧端面10b1与壳体9的厚壁部9a1的下侧端面9a11在轴向上对置，在后述的轴向轴承间隙的宽度设定后，在两面10b1，9a11间形成轴向间隙δ1。也可以在轴向轴承间隙的宽度设定后，例如通过粘接剂来将轴向间隙δ1完全密封。另外，在板部10a的上侧端面10a1与壳体9的薄壁部9a2的下侧端面之间形成轴向间隙δ2。优选该轴向间隙δ2的间隙宽度极小，以减少轴承装置内部的保油量。

轴构件2包括轴部2a、从轴部2a的下端向外径侧突出的凸缘部2b。轴部2a通过高钢性且富于耐磨性的金属材料、本实施方式中为不锈钢而形成为在整个长度上截面为正圆状的实心轴。轴部2a的外周面2a1除设有向内径侧后退的圆筒状的凹部的轴向区域之外形成为直径恒定的圆筒面状，且轴部2a的下端面2a2形成为没有凹凸的平滑的平坦面。另一方面，凸缘部2b与轴部2a同样由不锈钢形成，且形成为具有贯通孔2c的圆环状。凸缘部2b的两端面2b1、2b2形成为没有凹凸的平滑的平坦面。

轴构件2在轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1对接的状态下，通过在凸缘部2b的内周、更严格来讲在凸缘部2b的上端内周形成的结合部12而进行结合一体化。另外，在凸缘部2b设有向两端面2b1、2b2开口的流体通路11。该流体通路11经由凸缘部2b的贯通孔2c而向两端面2b1、2b2开口。关于该轴构件2的制造方法在后详述。

以上所示的流体轴承装置1通过将盖构件10(筒部10b)的外周面及壳体9的外周面以例如粘接固定的方式固定在由铝合金等金属材料形成的电动机座6(参照图1)的内周面上而装入电动机中。此时，只要将壳体9与盖构件10的外径尺寸形成为相等，就能够将它们可靠地固定在电动机座6的内周面上。另外，此时，只要将电动机座6的内周面形成为直径比壳体9的外周面的直径大某种程度，就能够利用填充在两者间形成的径向间隙中的粘接剂来将两者粘接固定(间隙粘接)。并且，由于盖构件10和电动机座6均为金属制，因此流体轴承装置1能够相对于电动机座6以高粘接强度固定。需要说明的是，只要能够在盖构件10与电动机座6之间确保充分的粘接强度即可，不一定非要将壳体9相对于电动机座6粘接固定。

在如上构成的流体轴承装置1中，轴构件2旋转时，在轴承套筒8的径向轴承面A1、A2和与它们对置的轴部2a的外周面2a1之间分别形成径向轴承间隙。并且，随着轴构件2的旋转，两径向轴承间隙的油膜压力在动压槽8a1、8a2的动压作用下提高，其结果是，对轴构件2在径向方向上进行非接触支承的径向轴承部R1、R2在轴向的两处间隔开形成。与此同时，在轴承套筒8的下侧端面8c上设置的轴向轴承面B与凸缘部2b的上侧端面2b1之间、及在凸缘部2b的下侧端面2b2与盖构件10的上侧端面10a1上设置的轴向轴承面C之间分别形成第一及第二轴向轴承间隙。并且，随着轴构件2的旋转，两轴向轴承间隙的油膜压力在动压槽8c1、10a11的动压作用下分别提高，其结果是，形成对轴构件2在轴向两方向上进行非接触支承的第一及第二轴向轴承部T1、T2。

另外，密封空间S呈朝向下方(壳体9的内部侧)而径向尺寸逐渐缩小的楔形状，因此密封空间S内的润滑油在毛细管力所产生的吸入作用下被向壳体9的内部侧吸入。另外，密封空间S具有将与填充在壳体9的内部空间中的润滑油的温度变化相伴的容积变化量吸收的缓冲功能，在假定的温度变化的范围内将润滑油的油面始终保持在密封空间S内。通过该结构能够有效地防止润滑油从壳体9内部泄漏。

其中，在本实施方式中，设置在轴承套筒8的径向轴承面A1上的动压槽8a1的比轴向中心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，在轴构件2旋转时，动压槽8a1所产生的润滑油的吸引力在上侧区域相对地大于下侧区域。在这样的吸引力的压力差(抽吸能力的不平衡)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压入。这种情况下，在轴承内部的闭塞侧的空间、尤其是第二轴向轴承间隙的内径侧的空间中压力变高，作用在轴构件2上的朝上的浮起力过剩，其结果是，难以平衡两轴向轴承部T1、T2间的轴向支承力。

关于这点，在本实施方式所涉及的流体轴承装置1中，由于在凸缘部2b设有向其两端面2b1、2b2开口的流体通路11，因此能够使润滑油经由流体通路11在两轴向轴承间隙之间流通。因此，能够尽早地消除两轴向轴承间隙间的压力平衡的失衡，使两轴向轴承部T1、T2间的轴向支承力平衡，即实现轴向方向的旋转精度的稳定化。

另外，如上述那样，在本实施方式所涉及的流体轴承装置1中，存在第二轴向轴承间隙的内径侧空间的压力变高的趋势。这种情况下，若将形成第二轴向轴承部T2的动压槽10a11排列成以往多采用的抽入型(日语原文：ポンプインタイプ)的螺旋形状，则由于充满在第二轴向轴承间隙内的润滑油被向内径侧压入，因此有助于第二轴向轴承间隙的内径侧空间的压力增大。相对于此，若将形成第二轴向轴承部T2的动压槽10a11如图5所示那样形成为人字形形状，则能够避免该问题，因此优选。另一方面，在第一轴向轴承部T1中，由于不产生这种问题，因此也可以将动压槽8c1不形成为图4所示的人字形形状，而形成为抽入型的螺旋形状。

接下来，对上述轴构件2的制造方法进行详述。

首先，制作具有贯通孔2c的凸缘部2b。贯通孔2c形成为其圆周方向局部区域在比与凸缘部2b结合的轴部2a的下端部(下端面2a2)靠外径侧的位置向凸缘部2b的上侧端面2b1开口。具体而言，如图6A所示，本实施方式的贯通孔2c形成为圆弧状的第一圆弧面2c1和大致半圆状的第二圆弧面2c2在圆周方向上交替各配设三个而成的非正圆状，所述第一圆弧面2c1在进行轴部2a与凸缘部2b的定芯的状态下位于比轴部2a的外周面2a1靠内径侧的位置，所述第二圆弧面2c2在同样进行两者的定芯的状态下，其外径侧的局部区域位于比轴部2a的外周面2a1靠外径侧的位置。这样的非正圆状的贯通孔2c可以通过对形成为圆盘状的凸缘部2b实施冲压加工(冲裁加工)而形成。若采用冲压加工，则能够高精度且低成本地形成这种复杂形状的贯通孔2c。

接下来，在进行具有以上结构的凸缘部2b和另行制作的轴部2a的定芯的状态下将两者结合一体化。具体而言，首先，如图7A示意性所示，将轴部2a插入下模具31的内周而约束轴部2a的外周面2a1后，使凸缘部2b的上侧端面2b1与轴部2a的下端面2a2对接。在本实施方式中，使两端面2b1、2a2相互接触而将凸缘部2b载置在轴部2a(及下模具31)上。接下来，进行轴部2a与凸缘部2b的定芯并同时利用下模具31和上模具32约束凸缘部2b的两端面2b1、2b2。需要说明的是，虽然未图示，但为了简单且高精度地进行两者的定芯，而优选约束凸缘部2b的外周面。

在此，由于在凸缘部2b形成上述形式的贯通孔2c，因此将轴部2a与凸缘部2b以对接的状态定芯时，凸缘部2b的上侧端面2b1中的设有第一圆弧面2c1的周向区域与轴部2a的下端面2a2在径向上重合，另一方面，设有第二圆弧面2c2的周向区域与轴部2a的下端面2a2不重合(参照图6A及图6B)。

并且，使激光33以从凸缘部2b的下侧端面2b2侧穿过上模具32的贯通孔及凸缘部2b的贯通孔2c的方式，从未图示的激光照射装置向凸缘部2b的上端内周、更严格来说向凸缘部2b中的与轴部2a的下端面2a2在径向上重合的第一圆弧面2c1的形成区域照射。照射激光33时，凸缘部2b的上端内周缘部和与其相邻的轴部2a的下端熔融，如图7B所示，形成将凸缘部2b与轴部2a焊接固定而成的结合部12。同样地，在圆周方向的规定区域(轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1在径向上重合的区域的一部分或全部。即，各第一圆弧面2c1的形成区域的一部分或全部)形成结合部12。在结合部12的形成结束的同时，通过凸缘部2b的贯通孔2c与轴部2a的下端、更详细而言通过凸缘部2b的第二圆弧面2c2与轴部2a的下端部划分形成流体通路11的上端开口部，通过贯通孔2c的下端开口部形成流体通路11的下端开口部。

需要说明的是，作为结合部12的形成中使用的激光33，可以使用YAG激光、碳酸气体激光、半导体激光、光纤激光等公知的各种激光，但考虑到经济性、焊接强度、焊接容易性等，优选YAG激光或碳酸气体激光。另外，作为激光33的照射方式，可以采用连续式或脉冲式的任一种。

如以上所示，在本发明所涉及的流体轴承装置1中，在凸缘部2b设有贯通孔2c，具体而言，设有其周向局部区域在比与凸缘部2b结合的轴部2a的下端面2a2靠外径侧的位置向凸缘部2b的上侧端面2b1开口的非正圆状的贯通孔2c，从而仅通过将两者结合成使轴部2a的下端面2a2与该凸缘部2b的上侧端面2b1对接的状态，就能够形成向凸缘部2b的两端面2b1、2b2开口的流体通路11。在该结构中，流体通路11的两端开口部中的下端开口部由设置在凸缘部2b上的贯通孔2c的下端开口部构成。因此，只要将设置在凸缘部2b上的贯通孔2c形成为大径，就能够增大流体通路11的下端开口部，因此容易使尤其是充满在凸缘部2b的下侧端面2b2与盖构件10的上侧端面10a1之间形成的间隙(第二轴向轴承间隙)中的润滑油流入流体通路11内，而且能够减少润滑油在流体通路11内流动时的流动阻力。从而，在压力容易在第二轴向轴承间隙的内径侧的空间变高的本实施方式的结构中，也能够通过流体通路11使润滑油在两轴向轴承间隙之间顺畅地流通。由此，能够迅速消除两轴向轴承间隙之间的压力平衡的失衡，更早实现轴向方向的旋转精度的稳定化。

另外，只要是将轴部2a与凸缘部2b以两者的端面对接的状态结合的本发明的结构，就可以利用结合时使用的模具31、32来管理轴部2a与凸缘部2b之间的直角度。因此，缓和轴部2a和凸缘部2b各自要求的精度，从而能够以低成本量产高精度的轴构件2。

另外，在组装电动机时，在轴部2a的上端固定有盘毂3(参照图1)，但此时若轴部2a与凸缘部2b之间的结合强度不充分，则可能会因盘毂3固定时的加压力而导致轴部2a与凸缘部2b分离，但只要像本发明那样将轴部2a与凸缘部2b以两者的端面对接的状态结合，就可以通过轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1在轴向上卡合来抵抗盘毂3固定时的加压力。因此，能够有效地防止上述不良情况。

另外，由于通过照射激光33而将轴部2a与凸缘部2b结合一体化(激光焊接)，因此即使在轴部2a与凸缘部2b之间的接触面积比较小的本实施方式的结构中，也能够在两者间确保高结合强度。另外，在对两者进行激光焊接时，从凸缘部2b的下侧端面2b2侧照射激光33而在凸缘部2b的上端内周形成结合部12，因此也能够有效地防止焊接时生成的金属粒等熔解物附着在形成轴承间隙的轴部2a的外周面2a1或凸缘部2b的端面2b1、2b2上而导致轴承性能降低的情况。

以上，对在使轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1接触的状态下将两者结合一体化的情况进行了说明，但只要是激光焊接，即使在使两者以局部非接触的状态下对接(对置)的情况下，也能够高精度且高强度地将两者结合。这样，若在将轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1保持为非接触的状态下将两者结合，则能够进一步缓和轴部2a和凸缘部2b各自要求的精度，从而能够进一步使轴构件2的制造成本低廉化。

另外，在本实施方式中，轴部2a及凸缘部2b这两方都由不锈钢形成，但只要是激光焊接，则即使在不同种的金属间也能够确保高紧固强度。因此，只要能够确保轴构件2所需要的强度即可，轴部2a与凸缘部2b的形成材料可以不同。例如，由不锈钢形成轴部2a而由黄铜等形成凸缘部2b，也能够实现轴构件2的低成本化。

需要说明的是，以上，对通过照射激光33的激光焊接来将轴部2a与凸缘部2b结合一体化的情况进行了说明，但只要能够在轴部2a与凸缘部2b之间确保所期望的结合强度即可，两者的结合方法可以任意选择。例如，既可以通过在相互对置的轴部2a的下端面2a2与凸缘部2b的上侧端面2b1之间夹装粘接剂而将两者一体化，也可以通过摩擦压力接触或钎焊而将两者结合一体化。

进而，在本实施方式所涉及的流体轴承装置1中，由于将盖构件10固定在壳体9(外方构件7)的外周面上，因此与上述专利文献1所记载那样将盖构件固定在壳体的内周面的情况相比，能够将两构件间的固定面积增加内周面与外周面的直径差的量。另外，通过缩短壳体9的厚壁部9a1的轴向尺寸而能够增加盖构件10的筒部10b的轴向尺寸，因此固定面积的进一步增大、即固定强度的进一步提高也容易实现。并且，相伴于此也无需将盖构件10厚壁化。从而，能够在不对流体轴承装置1的轴向尺寸和径向轴承部R1、R2的轴承跨距造成影响的情况下提高盖构件10的防脱强度。由此，提高流体轴承装置1的可靠性。

另外，盖构件10由金属材料形成，因此能够将盘D由于旋转而带上的静电经由轴构件2→盖构件10→电动机座6这样的路径可靠地向接地侧放电。但是，在将盖构件10与电动机座6粘接固定的情况下，可能会因粘接剂(通常为绝缘体)而导电路径被隔断。在这样的情况下，优选根据需要而跨盖构件10的下端外径端部与机座6的下端内径端部涂敷适当的导电材料，形成导电性覆膜。

这样由盖构件10构成导电路径的话，即使不考虑壳体9的导电性也可，因此在研究壳体9的成形材料时材料选择的余地广，流体轴承装置1的设计自由度增加。在使树脂制的壳体9带有导电性的情况下需要在树脂材料中混合高价的导电性填充材料，但在本发明中，不需要这种导电性填充材料的混合或能够减少混合量，从而抑制材料成本的高涨。

本发明并不限定于上述的实施方式。以下，说明本发明的其它实施方式。需要说明的是，在以下所示的其它实施方式中，对具有与上述实施方式同样的结构、功能的部位标注同一符号，而省略重复说明。

图8表示本发明所涉及的流体轴承装置1的第二实施方式，与图2所示的结构同样，将壳体9形成为嵌装有轴承套筒8的树脂的注塑成形品，且金属制的盖构件10固定在壳体9的外周面上，具体而言固定在薄壁部9a2的外周面上。在轴向轴承间隙的宽度设定后，在盖构件10的筒部10b的上侧端面10b1与壳体9的厚壁部9a1的下侧端面9a11之间形成有轴向间隙δ1。

在该第二实施方式所涉及的流体轴承装置1中，在壳体9的薄壁部9a2的下端形成向内径侧延伸的覆盖部9d，该覆盖部9d不仅覆盖轴承套筒8的外周倒角8fo，还覆盖轴承套筒8的下侧端面8c的整体。在覆盖部9d的端面形成有作为第一轴向轴承部T1的轴向动压产生部而发挥功能的多个动压槽(例如图4所示的人字形形状的动压槽)。需要说明的是，轴承套筒8的下端的内周倒角8fi没有被覆盖部9d覆盖。

这样，通过在壳体9的覆盖部9d形成轴向动压产生部，而不需要形成在轴承套筒8的下侧端面8c上的轴向动压产生部。因此，与图2所示的实施方式相比，能够将轴承套筒8的径向的壁厚形成得较薄。通过该薄壁化，能够减少相对于烧结金属制的轴承套筒8的含油量，因此能够减少轴承装置整体的保油量，能够抑制升温时的油的热膨胀量。从而，能够减小密封空间S的容积，减小密封空间S的轴向尺寸而使轴承装置整体在轴向上小型化，另外，能够扩大径向轴承部R1、R2的跨距而提高径向方向的旋转精度。

此外，预先将覆盖部9d的轴向动压产生部在壳体9成形用的模具上形成为与轴向动压产生部对应的槽型，由此能够与壳体9的注塑成形同时进行模具成形。因此，能够省略轴向动压产生部的形成工序而实现低成本化。另外，通过减小密封空间S的轴向尺寸，而减小了壳体9中密封部9b的壁厚与主体部9a的壁厚之差，因此在树脂的成形收缩时较难发生变形。因此，在该实施方式的流体轴承装置1中，省略了在壳体9的上端外径部上形成的切除部9c(参照图2)。

图9表示本发明所涉及的流体轴承装置1的第三实施方式。在该图所示的实施方式中，外方构件7在一体具有图2及图8所示的作为轴承部的轴承套筒8和保持该轴承套筒8的作为保持部的壳体9这一点与上述实施方式的结构不同。即，在轴构件2的轴部2a的外周面2a1与外方构件7的内周面之间形成径向轴承间隙(径向轴承部R1、R2)，在凸缘部2b的上侧端面2b1与外方构件7的下侧端面之间形成第一轴向轴承间隙(第一轴向轴承部T1)。需要说明的是，本实施方式所示的外方构件7既可以形成为树脂或金属的注塑成形品，也可以形成为锻造成形品。

以上，对配置有外方构件7的流体轴承装置进行了说明，该外方构件7通过在凸缘部2b设有流体通路11的轴构件2的外周嵌装轴承套筒8并将壳体9注塑成形而形成、或者一体具有相当于轴承套筒8和壳体9的部分，但以上所说明的轴构件2当然可以装入依照上述专利文献1构成的流体轴承装置、具体而言可以装入图10所示的流体轴承装置1中而使用。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结构上的主要不同之处在于，分别制作构成固定侧的壳体9、轴承套筒8、密封构件13及盖构件10，并在壳体9的内周通过粘接等方法来固定固定侧的其它构件(轴承套筒8等)。这样，在将分别制作而成的壳体9与轴承套筒8通过粘接等方法固定而形成外方构件7的本实施方式的结构中，能够在壳体9的内周面与轴承套筒8的外周面8d之间形成向轴承套筒8的两端面开口的流体通路14。这种情况下，能够使润滑油经由该流体通路14而在轴承内部流动循环，因此能够更有效地防止轴承内部的压力平衡的失衡。

以上，对形成有流体通路11的情况进行了说明，该流体通路11在凸缘部2b设置非正圆状的贯通孔2c，在使截面正圆状的轴部2a的下端面2a2与该凸缘部2b的上侧端面2b1对接的状态下将轴部2a与凸缘部2b结合，由此形成向凸缘部2b的两端面2b1、2b2开口的流体通路11，但该流体通路11并不一定非要这样形成。例如如图10所示，也可以在凸缘部2b形成截面正圆状的贯通孔2c，在使至少下端部形成为截面非正圆状的轴部2a的下端面2a2与该上侧端面2b1对接的状态下将两者结合，由此形成与上述同样的流体通路11。需要说明的是，图10例示出由三个偏心圆弧面2a11构成轴部2a的下端外周面的情况。

这种情况下，不仅将轴部2a中与凸缘部2b结合一体化的下端部形成为截面非正圆状，也可以例如图11所示，将轴部2a的整体形成为截面非正圆状，在其外周配设具有正圆状的内周面8a的轴承套筒8，由此也能够在轴部2a的外周面2a1与轴承套筒8的内周面8a之间形成楔状的径向轴承间隙(楔状间隙Gr)。这样，能够在凸缘部2b形成上述形态的流体通路11，而且不用在相互对置的轴承套筒8的内周面或轴部2a的外周面2a1上设置复杂形状的动压槽，而能够将径向轴承部R由动压轴承的一种即多圆弧轴承构成。

需要说明的是，虽然省略了图示，但通过在使至少下端部形成为截面非正圆状的轴部2a的下端面2a2与设有非正圆状的贯通孔2c的凸缘部2b的上侧端面2b1对接的状态下将两者结合，也能够形成与上述同样的流体通路11。

另外，以上，对利用人字形形状等的动压槽所起的动压作用构成由动压轴承形成的径向轴承部R1、R2、或由动压轴承的一种即多圆弧轴承形成径向轴承部R的情况进行了说明，但也可以由所谓的立式止推轴承或波型轴承等公知的其它动压轴承构成径向轴承部。另外，也可以将隔着径向轴承间隙而对置的二面(就以上所示的实施方式而言，指轴部2a的外周面2a1和轴承套筒8的内周面8a这两方)形成圆筒面，由所谓的正圆轴承构成径向轴承部。

另外，在以上的实施方式中，对利用人字形形状等的动压槽所起的动压作用构成由动压轴承形成的轴向轴承部T1、T2的情况进行了说明，但也可以由所谓的立式止推轴承或波型轴承等公知的其它动压轴承构成轴向轴承部T1、T2中的任一方或双方。

【符号说明】

1    流体轴承装置

2    轴构件

2a   轴部

2a2  下端面

2b   凸缘部

2b1  上侧端面

2b2  下侧端面

2c   贯通孔

6    电动机座(电动机座)

7    外方构件

8    轴承套筒(轴承部)

9    壳体(保持部)

10   盖构件

11   流体通路

12   结合部

R1、R2、R  径向轴承部

T1、T2     轴向轴承部

Claims (9)

1.一种流体轴承装置，其具备：在轴部的一端具有凸缘部的轴构件；在轴部的外周面形成的径向轴承间隙；在凸缘部的端面形成的轴向轴承间隙，所述流体轴承装置的特征在于，

在凸缘部设有贯通孔，在贯通孔的周围将凸缘部和轴部结合成使凸缘部的端面与轴部的端面对接的状态，经由贯通孔而形成向凸缘部的两端面开口的流体通路。

2.根据权利要求1所述的流体轴承装置，其中，

贯通孔的圆周方向局部区域在比轴部的端面靠外径侧的位置向凸缘部的端面开口，该轴部与凸缘部结合。

3.根据权利要求1所述的流体轴承装置，其中，

贯通孔形成为非正圆状。

4.根据权利要求1所述的流体轴承装置，其中，

贯通孔通过冲压加工形成。

5.根据权利要求1所述的流体轴承装置，其中，

对凸缘部的端面与轴部的端面的对接部分进行激光焊接。

6.根据权利要求5所述的流体轴承装置，其中，

从贯通孔的与轴部相反侧的开口部照射激光而将凸缘部和轴部结合。

7.根据权利要求1所述的流体轴承装置，其中，

还具备轴向两端开口的外方构件和闭塞外方构件的一端开口部的盖构件，在外方构件设有在与轴构件的外周面之间形成径向轴承间隙的轴承部、保持轴承部且具有向电动机座安装的安装部的保持部，盖构件固定在外方构件的外周面上。

8.根据权利要求7所述的流体轴承装置，其中，

外方构件的保持部嵌装轴承部而被注塑成形。

9.根据权利要求7所述的流体轴承装置，其中，

外方构件一体具有轴承部和保持部。

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