燒結(jié)金屬軸承及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)金屬軸承及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)金屬軸承通過(guò)使?jié)櫥徒B于內(nèi)部氣孔而使用，隨著插入到內(nèi)周的軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而浸滲于內(nèi)部的潤(rùn)滑油向與軸的滑動(dòng)部滲出而形成油膜，借助該油膜來(lái)支承軸旋轉(zhuǎn)。這樣的燒結(jié)金屬軸承因其優(yōu)異的旋轉(zhuǎn)精度以及靜音性能，而被用作搭載于以信息設(shè)備為代表的各種電氣設(shè)備的電動(dòng)機(jī)用的軸承裝置，更具體而言，適合用作HDD、CD、DVD、藍(lán)光光盤用的磁盤驅(qū)動(dòng)裝置中的主軸電動(dòng)機(jī)的軸承、或者激光束打印機(jī)(LBP)的多邊形掃描儀電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)等的軸承。
[0003]另外，在這樣的燒結(jié)金屬軸承中，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的靜音性提高以及高壽命化，已知在該軸承的內(nèi)周面以及/或者端面設(shè)置有動(dòng)壓槽等的動(dòng)壓產(chǎn)生部的燒結(jié)金屬軸承。在該情況下，作為成形動(dòng)壓槽的方法，提出了所謂的動(dòng)壓槽精壓。就該精壓而言，例如將燒結(jié)體壓入擠壓模的內(nèi)周，并且通過(guò)上下沖頭沿軸向進(jìn)行壓迫，從而使燒結(jié)體切入預(yù)先插入燒結(jié)體的內(nèi)周的精壓栓外周的成形模。由此，將成形模的形狀，即與動(dòng)壓槽對(duì)應(yīng)的形狀轉(zhuǎn)印于燒結(jié)體的內(nèi)周面，成形出動(dòng)壓槽(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。另外，此時(shí)，通過(guò)在上下沖頭的端面也設(shè)置與動(dòng)壓槽對(duì)應(yīng)的成形模，從而除燒結(jié)體的內(nèi)周面以外在兩端面也成形出動(dòng)壓槽。
[0004]然而，最近隨著信息設(shè)備的小型化、薄壁化，對(duì)于搭載于信息設(shè)備的各種電動(dòng)機(jī)也要求小型化。另一方面，各種電動(dòng)機(jī)所要求的性能不變，因此提出了在信息設(shè)備上搭載多個(gè)該電動(dòng)機(jī)的方案。例如，在個(gè)人計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備中，為了確保規(guī)定的冷卻性能，提出了搭載兩個(gè)冷卻用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的方案。在該情況下，存在例如以消除冷卻不均、使吸氣排氣用的流路構(gòu)成為左右對(duì)稱等為目的，而將風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向彼此不同(正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)并排地各搭載一個(gè)的方式(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本專利第3607492號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-291983號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]這里，在上述燒結(jié)金屬軸承的兩端面形成與主軸的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的形狀的動(dòng)壓槽的情況下，例如通過(guò)將該軸承上下反轉(zhuǎn)地組裝于風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，從而能夠期待將上下一方的端面用作正轉(zhuǎn)用的推力軸承面，將另一方的端面用作反轉(zhuǎn)用的推力軸承面。若能夠采用這樣的使用方式，則無(wú)論對(duì)于正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的任一旋轉(zhuǎn)用的電動(dòng)機(jī)，均能夠通過(guò)一種燒結(jié)金屬軸承來(lái)應(yīng)對(duì)，因此從生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)出發(fā)非常優(yōu)選。
[0011]然而，在考慮實(shí)際的制造工序的情況下，難以量產(chǎn)如上述那樣能夠上下反轉(zhuǎn)而兼作為正反兩旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)用的軸承的燒結(jié)金屬軸承。即，在如上述那樣將燒結(jié)金屬軸承上下反轉(zhuǎn)而使用的情況下，需要在使用上下任一端面的情況下均在推力方向上發(fā)揮相同的軸承剛性。這里，推力方向的軸承剛性受因各端面上形成的動(dòng)壓槽所產(chǎn)生的動(dòng)壓的大小影響，該動(dòng)壓的大小根據(jù)該動(dòng)壓槽的形狀、尺寸(槽深度、長(zhǎng)度)而確定。另一方面，在這種的燒結(jié)金屬軸承中，通常，考慮與軸部、殼體的組裝性，在其端面外周面以及內(nèi)周緣設(shè)置有倒角部(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。燒結(jié)金屬軸承的外徑尺寸、內(nèi)徑尺寸難以兼顧軸部、殼體的徑向尺寸而變更，因此若欲增大動(dòng)壓槽的長(zhǎng)度，則必然地不得不縮小倒角部的徑向尺寸。
[0012]然而，在將燒結(jié)金屬軸承粘接固定于殼體的情況下，該倒角部作為一種粘接劑存積部而發(fā)揮功能。因此，若過(guò)度縮小倒角部的徑向尺寸，則在向殼體的內(nèi)周面涂敷粘接劑并將燒結(jié)金屬軸承從軸向一端側(cè)導(dǎo)入時(shí)，產(chǎn)生沿導(dǎo)入方向被擠出的粘接劑未完全收納于倒角部與殼體的內(nèi)周面的對(duì)置空間(粘接劑存積部)，而達(dá)到燒結(jié)金屬軸承的端面的可能性?；谝陨系睦碛?，作為倒角部的徑向尺寸能夠允許的范圍非常窄。
[0013]然而，在最終的沖壓工序即動(dòng)壓槽精壓工序中，為了在燒結(jié)體的內(nèi)周面成形出動(dòng)壓槽后的精壓栓的順暢地脫出，需要朝向徑向的相應(yīng)的回彈。因此，雖然無(wú)論如何不得不較大地取得燒結(jié)體向擠壓模的壓入量，但越增大徑向的壓入量則回彈量也越大，因此精壓后的倒角部的徑向尺寸在上端側(cè)與下端側(cè)容易產(chǎn)生較大偏差。在該情況下，倒角部的徑向尺寸在兩端面產(chǎn)生較大差異，同時(shí)實(shí)現(xiàn)推力軸承面積與粘接劑的保持容量的尺寸設(shè)計(jì)變得非常困難。
[0014]鑒于以上的情況，將通過(guò)本發(fā)明應(yīng)當(dāng)解決的課題設(shè)為提供有一種能夠通過(guò)上下反轉(zhuǎn)而將各端面作用推力軸承面的燒結(jié)金屬軸承。
[0015]用于解決課題的方案
[0016]通過(guò)本發(fā)明的燒結(jié)金屬軸承來(lái)解決上述課題。即，該軸承通過(guò)對(duì)將原料粉末壓縮成形后的構(gòu)件進(jìn)行燒結(jié)而形成，且燒結(jié)金屬軸承的兩端面的至少外周緣設(shè)置有倒角部，并且在內(nèi)周面設(shè)置有通過(guò)精壓產(chǎn)生的動(dòng)壓產(chǎn)生部，所述燒結(jié)金屬軸承的特征在于，倒角部的軸向尺寸比徑向尺寸大，并且軸向一端側(cè)的所述倒角部的軸向尺寸與另一端側(cè)的所述倒角部的軸向尺寸之差比軸向一端側(cè)的所述倒角部的徑向尺寸與另一端側(cè)的所述倒角部的徑向尺寸之差大。需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)的“倒角部的軸向尺寸”是指，燒結(jié)金屬軸承中的形成有倒角部的區(qū)域的從軸向一端到另一端的軸向上的分離距離，“倒角部的徑向尺寸”是指，形成有上述倒角部的區(qū)域的從徑向外徑端到內(nèi)徑端的徑向上的分離距離。
[0017]在本發(fā)明中，著眼于以往未考慮的端面外周緣的倒角部，從推力軸承面積與粘接劑的保持容積的觀點(diǎn)出發(fā)使倒角部的形狀以及尺寸最佳化。即，對(duì)于以往徑向尺寸與軸向尺寸相同的(例如傾斜角為45°的)倒角部，將其軸向尺寸設(shè)為比徑向尺寸大。另外，通過(guò)相對(duì)增大在利用精壓而成形動(dòng)壓產(chǎn)生部時(shí)的回彈所不可避免地產(chǎn)生的軸向一端側(cè)與另一端側(cè)之間的倒角部的軸向尺寸之差，從而相對(duì)縮小徑向尺寸之差。這樣通過(guò)改變倒角部的軸向尺寸來(lái)設(shè)定其形狀，從而縮小倒角部的徑向尺寸并且極力縮小其上下端側(cè)之差。由此，通過(guò)相對(duì)增大位于倒角部的內(nèi)徑側(cè)的兩端面的面積，能夠確保推力軸承面積。另外，在這種軸承中，與徑向相比，軸向上的尺寸(在允許范圍)相對(duì)具有設(shè)計(jì)上的富余，因此即使較大地取得軸向尺寸在粘接強(qiáng)度方面也不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)滿足上述的推力軸承性能及徑向軸承性能、與殼體的粘接強(qiáng)度的倒角部的設(shè)計(jì)。
[0018]另外，本發(fā)明的燒結(jié)金屬軸承也可以為，倒角部的軸向尺寸之差為0.05mm以上且
0.1mm以下，倒角部的徑向尺寸之差為0.02mm以下。通過(guò)設(shè)定為該范圍，即使在如后述那樣在內(nèi)周面以及兩端面通過(guò)精壓成形動(dòng)壓產(chǎn)生部的動(dòng)壓槽的情況下，也能夠發(fā)揮所需的足夠的徑向軸承剛性以及推力軸承剛性，并且能夠發(fā)揮所需的足夠的粘接強(qiáng)度。
[0019]以上說(shuō)明的燒結(jié)金屬軸承例如能夠適于提供于如下的流體動(dòng)壓軸承，其具備上述燒結(jié)金屬軸承；穿過(guò)該燒結(jié)金屬軸承的內(nèi)周的軸部；以及與軸部一體地旋轉(zhuǎn)且與燒結(jié)金屬軸承的任一個(gè)端面對(duì)置的端面對(duì)置部。另外，在該情況下，燒結(jié)金屬軸承在其一方的端面具有形成為在將其一方的端面與端面對(duì)置部對(duì)置配置時(shí)與軸部的正轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的形狀的動(dòng)壓產(chǎn)生部，并且在另一方的端面具有形成為在將另一方的端面與端面對(duì)置部對(duì)置配置時(shí)與軸部的反轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的形狀的動(dòng)壓產(chǎn)生部。
[0020]另外，在該情況下，也可以為，本發(fā)明的流體動(dòng)壓軸承裝置還具備客體，所述殼體在內(nèi)周面通過(guò)粘接劑固定有燒結(jié)金屬軸承的殼體，在該殼體的內(nèi)周面與倒角部之間保持有粘接劑。
[0021]另外，以上說(shuō)明的流體動(dòng)壓軸承裝置具備能夠?qū)⑸舷氯我粋€(gè)端面適當(dāng)用作推力軸承面的燒結(jié)金屬軸承，因此也能夠適于提供于如下的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，其具備該流體動(dòng)壓軸承裝置；以及安裝于軸部的風(fēng)扇。
[0022]另外，以上的說(shuō)明的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)基于上述的理由，而適于提供于如下的信息設(shè)備，作為該風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，所述信息設(shè)備搭載有風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向彼此不同的兩種風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。
[0023]另外，還通過(guò)本發(fā)明的燒結(jié)金屬軸承的制造方法實(shí)現(xiàn)了上述問(wèn)題的解決。即，該制造方法包括:將原料粉末壓縮成形而獲得壓坯的工序;對(duì)該壓坯進(jìn)行燒結(jié)而獲得燒結(jié)體的工序；以及對(duì)該燒結(jié)體實(shí)施精壓而在燒結(jié)體的內(nèi)周面成形出動(dòng)壓產(chǎn)生部的工序，所述燒結(jié)金屬軸承的制造方法的特征在于，在將原料粉末壓縮成形的工序中，在壓坯的兩端面的至少外周緣成形出倒角部，并且在對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行精壓的工序中，倒角部的軸向上的精壓量除以徑向上的精壓量而得到的值為0.25以上且1.5以下。需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)的“軸向上的精壓量”是指精壓前后的各倒角部的軸向尺寸的變化量，“徑向的精壓量”是指精壓前后的各倒角部的徑向尺寸的變化量。
[0024]這樣，在本發(fā)明的制造方法中，在動(dòng)壓產(chǎn)生部的精壓工序中，積極地增大以往基本為零、即使有與徑向的精壓量相比也非常小的軸向上的精壓量。在本申請(qǐng)中，通過(guò)相對(duì)于徑向的精壓量的比例來(lái)規(guī)定軸向上的精壓量。通過(guò)將這樣軸向上的精壓量設(shè)為比以往大，從而即使精壓后的倒角部的軸向尺寸在上下端之間產(chǎn)生相應(yīng)的差，也能夠與之相應(yīng)地極力縮小徑向尺寸之差。由此，能夠在內(nèi)周面設(shè)置足夠大小(深度)的動(dòng)壓產(chǎn)生部，并且縮小倒角部的上下端之間的徑向尺寸的偏差，能夠?qū)较虺叽绫旧碓O(shè)定為比以往小。由此，在任一個(gè)端面都能夠提供足夠大小的推力軸承面積，在將任一個(gè)端面用作推力軸承面的情況下，也能夠發(fā)揮所需的推力軸承剛性。
[0025]另外，本發(fā)明的燒結(jié)金屬軸承的制造方法也可以為，倒角部的軸向上的精壓量除以徑向上的精壓量而得到的值為0.5以上且1.0以下。通過(guò)設(shè)定為該范圍，即使在如后述那樣在內(nèi)周面以及兩端面通過(guò)精壓而成形作為動(dòng)壓產(chǎn)生部的動(dòng)壓槽的情況下，也能夠發(fā)揮所需的足夠的徑向軸承剛性以及推力軸承剛性。
[0026]另外，本發(fā)明的燒結(jié)金屬軸承的制造方法也可以為，在將原料粉末壓縮成形的工序中，以壓坯的倒角部的軸向尺寸比徑向尺寸大的方式成形倒角部。
[0027]發(fā)明效果
[0028]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠以同時(shí)滿足上述的推力軸承性能以及徑向