[发明专利]动压流体轴承装置

说明书

本申请是分案申请，其母案申请号：200510083551X，申请日：2005年7月11日，发明名称：动压流体轴承装置。

技术领域

本发明涉及利用流体的动压的动压流体轴承装置。

背景技术

近年来，使用了磁盘等旋转的记录媒体的记录装置，在其存储容量增加的同时，数据的传送速度也在高速化。为此，对这种记录装置上使用的光盘等的轴承装置就要求高速并高精度地旋转。为此，作为轴承装置使用了动压流体轴承装置(例如参照专利文献1)。

下面，参照图8到图12，对以往的动压流体轴承装置进行说明。

图8是表示包含动压流体轴承装置的主轴电动机的典型的以往例的剖面图。在中央部，图示有动压流体轴承装置，在两端部图示有主轴电动机部。在图8中，轴111可旋转地插在套筒112的轴承孔112a中。轴111具有在图8中的下端部一体地构成的凸缘113。凸缘113被收容在安装于底座117上的套筒112的阶梯部中，与推力板114相对向并能够旋转。在轴111上安装有固定了旋转磁铁120的旋转轮毂118。在底座117上安装有与旋转磁铁120对向的电动机定子119。在套筒112的轴承孔112a的内周面上设置有在本领域所熟知的箭尾形状(Herringbone Pattern)的2组动压产生槽112b。在凸缘113的与套筒112的阶梯部对向的面上设置有同样所熟知的动压产生槽113a，在凸缘113的、与推力板114对向的面上设置有动压产生槽113b。在包含动压产生槽112b、113a、113b的、轴111及凸缘113和套筒112之间的间隙中填充有油130。

下面，对具有上述结构的以往的动压流体轴承装置的工作进行以下的说明。

在图8中，如果给电动机定子119通电，则产生旋转磁场，且旋转磁铁120、旋转轮毂118、轴111和凸缘113开始向规定的方向旋转。此时，由动压产生槽112b、113a、113b向油130产生泵吸压力，且轴111及凸缘113上浮，以非接触状态在推力板114及轴承孔112a的内周面旋转。

轴111通过填满到套筒112的轴承孔112a内的油130润滑而旋转。一般来说，油的粘度，如图9所示，如果温度降低，则以指函数方式增加。轴111旋转时受到的旋转阻力与油的粘度成正比，因此，在低温下轴111的旋转阻力增加，损失力矩增加，电动机的消耗电力增加。相反，在高温下，油的粘度降低，旋转阻力减少，但是与油的粘度成正比的动压流体轴承装置的轴承刚性降低，轴振动(轴111在旋转过程中在轴承孔112a中摇动的现象)增加。由套筒112的轴承孔112a的半径与轴111的半径的差所定义的“半径间隙”，在理论上与轴承刚性的3次方成反比，并且与损失力矩成反比。轴承孔112a和轴111的半径间隙，由于在低温下会降低随着油粘度的增加的损失力矩的增加，因此希望加大半径间隙。另外，由于在高温下会降低随着油粘度的降低的轴承刚性的降低，因此希望缩小半径间隙。为了满足这样的条件，从线膨胀系数的观点出发，最好这样选择套筒112和轴111的各材料。即，套筒112尽量用线膨胀系数小的材料做成，轴111尽量用线膨胀系数大的材料做成。

具体举例来说，作为具有适合于套筒112的线膨胀系数的一般的工业材料，有铁和其合金、铁素体类不锈钢、及马氏体类不锈钢，线膨胀系数在10×10^-6～12×10^-6的范围内。另外，作为适合于轴111的材料，有奥氏体不锈钢，线膨胀系数大约为17×10^-6。作为所述套筒112的材料所列举的3种材料，任何一个都是切削性极差的材料，因此，一般使用添加了各种易切削元素或其合金的所谓的铁类的易切削钢、铁素体类不锈钢的易切削钢或马氏体类不锈钢的易切削钢。作为易切削元素，有铅、硫磺、碲、硒等，作为易切削的合金，有硫化锰等。一般的易切削钢是为了最大限度地改善切削性而在成为基体的铁或铁素体类不锈钢、马氏体类不锈钢中尽量多添加这些易切削元素或合金使含量增加，且使易切削元素或其合金的结晶的大小尽可能大地制造。

在用这些易切削钢制造套筒112时，首先将易切削的原材料经冷轧轧制为具有比套筒112的最大外径大稍许的直径的圆棒。其次，将该圆棒用车床进行切削加工而制作套筒112。动压产生槽112b是在车床加工后通过另外的工序形成。

【专利文献1】特开H05-312212号公报

在如上所述地制造的以往的动压流体轴承装置中，存在以下的问题。

第1个问题是在由车床加工切削的轴承孔112a(此时还未加工动压产生槽)的表面出现易切削元素或其合金的结晶。