烧结轴承及具有该烧结轴承的流体动压轴承装置和电机、以及烧结轴承的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的烧结轴承(8)在外周面(8c)具有在圆周方向上等间隔配置的多个轴向槽(8c1)，并且在内周面(8a)具有在圆周方向上等间隔配置的多个动压槽(8a11)等。在该烧结轴承(8)中，将多个轴向槽(8c1)的个数设为同一圆周上的多个动压槽(8a11)等的个数的整数倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烧结轴承及具有该烧结轴承的流体动压轴承装置和电机、以及烧结轴承的制造方法。
技术介绍
流体动压轴承装置借助在轴部件的外周面和轴承部件的内周面之间的径向轴承间隙的流体膜(例如油膜)产生的压力，将轴部件非接触支撑为能够自由地相对旋转。流体动压轴承装置根据其高旋转精度及肃静性，能够适合用作信息设备(例如HDD等磁盘驱动装置、CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM、蓝光光盘等光盘驱动装置、MD、MO等光磁盘驱动装置)的主轴电机、激光打印机(LBP)的多面扫描镜电机、投影仪的色环、或者电气设备的冷却风扇等中使用的风扇电机等小型电机用途。作为在这样的流体动压轴承装置中使用的轴承部件，有时使用由烧结金属构成的烧结轴承。烧结轴承通过进行被称为精整的尺寸精度矫正加工，具有非常高精度的尺寸精度，因而能够高精度地设定烧结轴承与轴部件之间的径向轴承间隙，得到较高的旋转精度。为了主动提高径向轴承间隙的油膜的压力，在烧结轴承的内周面往往形成有动压槽(例如，参照下述的专利文献1和2)。下述的专利文献1所示的流体动压轴承装置例如将烧结轴承固定在外壳的内周上并注入油，然后将平直的轴部件插入烧结轴承的内周，由此能够进行装配。在这种情况下，在将轴部件插入烧结轴承的内周时，轴部件将空气卷入，有时气泡混入轴承装置内的润滑油中。并且，在流体动压轴承装置运转时，在轴承装置内的润滑油中产生局部的负压，有时也在润滑油中产生气泡。当在轴承装置内的润滑油特别是径向轴承间隙的油膜中产生气泡时，油膜的压力降低，因而不仅不能得到轴部件的充分的旋转精度，而且烧结轴承的内周面由于与轴部件的外周面接触而损伤，有可能耐久性降低。为了避免这样的不良情况，有时在流体动压轴承装置的烧结轴承的外周面形成多个轴向槽(例如，参照下述的专利文献1和2)。当在注入油后将轴部件插入于烧结轴承的内周时，能够经由该轴向槽将空气排出到外部。并且，能够借助该轴向槽，将轴承装置内部的容易产生负压的空间与轴承装置的开口部附近的空间连通，因而能够使该空间成为接近大气压的状态，事先防止负压的产生。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3734981号公报专利文献2：日本特开2012－177456号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，烧结轴承通常是经过以下工序制造的：成型工序，对原料粉末进行压缩成型而形成粉末压坯；烧结工序，对粉末压坯进行烧成使形成烧结体；精整工序，对烧结体进行再压缩而矫正尺寸精度。上述的轴向槽的槽深比动压槽深、而且不要求那么高的尺寸精度，因而往往在烧结前的成型工序中被成型。另一方面，动压槽由于槽深极浅(例如10μm以下)、而且为了有效地产生动压作用而要求较高的尺寸精度，因而往往在烧结后的精整工序中被成型。具体而言，通过在芯棒的外周面上设置形状与动压槽对应的成型模，在烧结体的内周插入了芯棒的状态下将它们压入模具的内周，从外周压迫烧结体将其内周面按压在芯棒的外周面的成型模中，在烧结体的内周面上转印成型模的形状，从而成型出动压槽。在上述的情况下，由于在被实施了精整工序的烧结体的外周面上已经形成有通过成型工序而成型的轴向槽，因而在模具的内周压入烧结体时，在烧结体的轴向槽和模具的内周面之间形成有空间。在这种情况下，在轴向槽的形成区域中来自模具的压迫力不会施加给烧结体，烧结体的内部的应力分布不均匀，因而烧结体的内周面不会被均匀地按压在芯棒上，有可能不能充分提高烧结轴承的内周面的尺寸精度。特别是当在精整工序中，在烧结体的内周面模具成型动压槽的情况下，烧结体的内周面不能被均匀地按压在成型模具上，动压槽的槽深的偏差增大，用于提高径向轴承间隙的流体膜的压力的效果降低，有可能导致轴承刚性的降低。鉴于如上所述的情况，本专利技术应该解决的课题是，在外周面具有轴向槽，在内周面具有动压槽的烧结轴承中，抑制动压槽的槽深的偏差，提高轴承刚性。用于解决问题的手段如上所述，在对外周面具有多个轴向槽的烧结体实施精整时，压迫力不会施加到轴向槽的形成区域中，烧结体的内部的应力分布不均匀，因而在烧结体的内周面产生圆周方向上的波纹。例如，如图14所示，当在烧结体100的外周面101在圆周方向上等间隔形成3个轴向槽102时，在各轴向槽102的圆周方向位置处压迫力降低，因而在该圆周方向位置处烧结体100的内周面103成为大直径，在内周面103产生波纹(在图14中，夸大示出内周面103的波纹)。在产生了这样的波纹的烧结体100的内周面103中，当在同一圆周上等间隔成型出6个动压槽104时，如图15所示意的那样，内周面103的波纹的波长T’成为动压槽104的间距t’的2倍。在这种情况下，生成在波纹的波峰部成型的动压槽104(A)、和在波纹的波谷部成型的动压槽104(B)，因而动压槽104的槽深的偏差增大。因此，通过使在烧结轴承的外周面形成的轴向槽的个数、与在烧结轴承的内周面的同一圆周上形成的动压槽的个数一致，烧结体的内周面的波纹的波长T与动压槽的间距t一致，因而在各波纹的相同部位成型出动压槽(参照图9)。因此，各动压槽从波纹接受的影响相同，动压槽的槽深的偏差得到抑制。不限于使轴向槽的个数与动压槽的个数一致的情况，在将轴向槽的个数设为动压槽的个数的2倍、3倍…的情况下，同样能够得到这样的效果。即，只要将轴向槽的个数设为动压槽的个数的整数倍即可。本专利技术正是根据上述的构想而完成的。具体而言，本专利技术的烧结轴承在外周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个轴向槽，在内周面具有沿圆周方向等间隔配置的多个动压槽，其特征在于，所述多个轴向槽的个数是同一圆周上的所述多个动压槽的个数的整数倍。另外，本专利技术的烧结轴承的制造方法包括：成型工序，通过对原料粉末进行压缩成型，成型出在外周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个轴向槽的粉末压坯；烧结工序，对所述粉末压坯进行烧制而形成烧结体；以及精整工序，在所述烧结体的内周插入外周面上具有成型模的芯棒，在该状态下从外周压迫所述烧结体，由此将所述烧结体的内周面按压在所述芯棒的外周面的成型模上，在所述烧结体的内周面上成型出在圆周方向上等间隔配置的多个动压槽，其特征在于，所述多个轴向槽的个数是同一圆周上的所述多个动压槽的个数的整数倍。另外，作为在精整时烧结体的内部的应力分布不均匀的原因，除上述的轴向槽的槽个数以外，还有轴向槽的径向深度。在轴向槽的径向深度过深时，烧结体的内周面的波纹增大，动压槽的槽深的偏差增大。根据本专利技术人们的验证可知，特别是在轴向槽的径向深度超过烧结轴承的径向壁厚的20％时，动压槽的槽深的偏差急剧增大。因此，优选轴向槽的径向深度为烧结轴承的径向壁厚的20％以下。具有上述的烧结轴承、被插入到所述烧结轴承的内周中的轴部件、以及径向轴承部的流体动压轴承装置的轴承刚性提高，能够得到良好的旋转精度，其中，所述径向轴承部借助在所述烧结轴承的内周面与所述轴部件的外周面之间的径向轴承间隙产生的流体膜的压力，在径向上支撑所述轴部件。如上所述的流体动压轴承装置适合装配在具有定子线圈和转子磁铁的电机中。专利技术效果如上所述，根据本专利技术的烧结轴承，动压槽的槽深的偏差得到抑制，因而能够效率良好地提高径向轴承间隙的流体膜的压力，提高轴承刚性。附图说明图1是主轴电机的剖面图。图2是被装配在所述主轴电机中的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结轴承，其在外周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个轴向槽，在内周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个动压槽，其特征在于，所述多个轴向槽的个数是同一圆周上的所述多个动压槽的个数的整数倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.11 JP 2014-0476931.一种烧结轴承，其在外周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个轴向槽，在内周面具有在圆周方向上等间隔配置的多个动压槽，其特征在于，所述多个轴向槽的个数是同一圆周上的所述多个动压槽的个数的整数倍。2.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，所述轴向槽的径向深度为所述烧结轴承的径向壁厚的20％以下。3.一种流体动压轴承装置，该流体动压轴承装置具有：权利要求1或2所述的烧结轴承；轴部件，其插入于所述烧结轴承的内周；以及径向轴承部，其借助在所述烧结轴承的内周面和所述轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中产生的流体膜的压力，在径向上支撑所述轴部件。4.一种电机，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田和庆，栗村哲弥，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP