CN105579721B - 烧结金属轴承及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种烧结金属轴承(8)，其通过对将原料粉末压缩成形后的构件进行烧结而形成，且烧结金属轴承(8)的两端面(8b、8c)的至少外周缘设置有倒角部(8e、8e’)，并且在内周面(8a)设置有通过精压产生的动压产生部(8a1)，其中，倒角部(8e、8e’)的轴向尺寸(a1、a1’)比径向尺寸(b1、b1’)小，并且轴向一端侧与另一端侧之间的倒角部(8e、8e’)的轴向尺寸之差(a1‑a1’)比径向尺寸之差(b1‑b1’)大。

Description

烧结金属轴承及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种烧结金属轴承及其制造方法。

背景技术

烧结金属轴承通过使润滑油浸渗于内部气孔而使用，随着***到内周的轴的相对旋转而浸渗于内部的润滑油向与轴的滑动部渗出而形成油膜，借助该油膜来支承轴旋转。这样的烧结金属轴承因其优异的旋转精度以及静音性能，而被用作搭载于以信息设备为代表的各种电气设备的电动机用的轴承装置，更具体而言，适合用作HDD、CD、DVD、蓝光光盘用的磁盘驱动装置中的主轴电动机的轴承、或者激光束打印机(LBP)的多边形扫描仪电动机、风扇电动机等的轴承。

另外，在这样的烧结金属轴承中，为了实现进一步的静音性提高以及高寿命化，已知在该轴承的内周面以及/或者端面设置有动压槽等的动压产生部的烧结金属轴承。在该情况下，作为成形动压槽的方法，提出了所谓的动压槽精压。就该精压而言，例如将烧结体压入挤压模的内周，并且通过上下冲头沿轴向进行压迫，从而使烧结体切入预先***烧结体的内周的精压栓外周的成形模。由此，将成形模的形状，即与动压槽对应的形状转印于烧结体的内周面，成形出动压槽(例如，参照专利文献1)。另外，此时，通过在上下冲头的端面也设置与动压槽对应的成形模，从而除烧结体的内周面以外在两端面也成形出动压槽。

然而，最近随着信息设备的小型化、薄壁化，对于搭载于信息设备的各种电动机也要求小型化。另一方面，各种电动机所要求的性能不变，因此提出了在信息设备上搭载多个该电动机的方案。例如，在个人计算机等电子设备中，为了确保规定的冷却性能，提出了搭载两个冷却用的风扇电动机的方案。在该情况下，存在例如以消除冷却不均、使吸气排气用的流路构成为左右对称等为目的，而将风扇的旋转方向彼此不同(正转与反转的)风扇电动机并排地各搭载一个的方式(例如，参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3607492号公报

专利文献2：日本特开2001-291983号公报

发明内容

发明要解决的课题

这里，在上述烧结金属轴承的两端面形成与主轴的旋转方向对应的形状的动压槽的情况下，例如通过将该轴承上下反转地组装于风扇电动机，从而能够期待将上下一方的端面用作正转用的推力轴承面，将另一方的端面用作反转用的推力轴承面。若能够采用这样的使用方式，则无论对于正转反转的任一旋转用的电动机，均能够通过一种烧结金属轴承来应对，因此从生产效率的观点出发非常优选。

然而，在考虑实际的制造工序的情况下，难以量产如上述那样能够上下反转而兼作为正反两旋转电动机用的轴承的烧结金属轴承。即，在如上述那样将烧结金属轴承上下反转而使用的情况下，需要在使用上下任一端面的情况下均在推力方向上发挥相同的轴承刚性。这里，推力方向的轴承刚性受因各端面上形成的动压槽所产生的动压的大小影响，该动压的大小根据该动压槽的形状、尺寸(槽深度、长度)而确定。另一方面，在这种的烧结金属轴承中，通常，考虑与轴部、壳体的组装性，在其端面外周面以及内周缘设置有倒角部(例如，参照专利文献1)。烧结金属轴承的外径尺寸、内径尺寸难以兼顾轴部、壳体的径向尺寸而变更，因此若欲增大动压槽的长度，则必然地不得不缩小倒角部的径向尺寸。

然而，在将烧结金属轴承粘接固定于壳体的情况下，该倒角部作为一种粘接剂存积部而发挥功能。因此，若过度缩小倒角部的径向尺寸，则在向壳体的内周面涂敷粘接剂并将烧结金属轴承从轴向一端侧导入时，产生沿导入方向被挤出的粘接剂未完全收纳于倒角部与壳体的内周面的对置空间(粘接剂存积部)，而达到烧结金属轴承的端面的可能性。基于以上的理由，作为倒角部的径向尺寸能够允许的范围非常窄。

然而，在最终的冲压工序即动压槽精压工序中，为了在烧结体的内周面成形出动压槽后的精压栓的顺畅地脱出，需要朝向径向的相应的回弹。因此，虽然无论如何不得不较大地取得烧结体向挤压模的压入量，但越增大径向的压入量则回弹量也越大，因此精压后的倒角部的径向尺寸在上端侧与下端侧容易产生较大偏差。在该情况下，倒角部的径向尺寸在两端面产生较大差异，同时实现推力轴承面积与粘接剂的保持容量的尺寸设计变得非常困难。

鉴于以上的情况，将通过本发明应当解决的课题设为提供有一种能够通过上下反转而将各端面作用推力轴承面的烧结金属轴承。

用于解决课题的方案

通过本发明的烧结金属轴承来解决上述课题。即，该轴承通过对将原料粉末压缩成形后的构件进行烧结而形成，且烧结金属轴承的两端面的至少外周缘设置有倒角部，并且在内周面设置有通过精压产生的动压产生部，所述烧结金属轴承的特征在于，倒角部的轴向尺寸比径向尺寸大，并且轴向一端侧的所述倒角部的轴向尺寸与另一端侧的所述倒角部的轴向尺寸之差比轴向一端侧的所述倒角部的径向尺寸与另一端侧的所述倒角部的径向尺寸之差大。需要说明的是，这里所说的“倒角部的轴向尺寸”是指，烧结金属轴承中的形成有倒角部的区域的从轴向一端到另一端的轴向上的分离距离，“倒角部的径向尺寸”是指，形成有上述倒角部的区域的从径向外径端到内径端的径向上的分离距离。

在本发明中，着眼于以往未考虑的端面外周缘的倒角部，从推力轴承面积与粘接剂的保持容积的观点出发使倒角部的形状以及尺寸最佳化。即，对于以往径向尺寸与轴向尺寸相同的(例如倾斜角为45°的)倒角部，将其轴向尺寸设为比径向尺寸大。另外，通过相对增大在利用精压而成形动压产生部时的回弹所不可避免地产生的轴向一端侧与另一端侧之间的倒角部的轴向尺寸之差，从而相对缩小径向尺寸之差。这样通过改变倒角部的轴向尺寸来设定其形状，从而缩小倒角部的径向尺寸并且极力缩小其上下端侧之差。由此，通过相对增大位于倒角部的内径侧的两端面的面积，能够确保推力轴承面积。另外，在这种轴承中，与径向相比，轴向上的尺寸(在允许范围)相对具有设计上的富余，因此即使较大地取得轴向尺寸在粘接强度方面也不会产生问题。因此，根据本发明，能够实现同时满足上述的推力轴承性能及径向轴承性能、与壳体的粘接强度的倒角部的设计。

另外，本发明的烧结金属轴承也可以为，倒角部的轴向尺寸之差为0.05mm以上且0.1mm以下，倒角部的径向尺寸之差为0.02mm以下。通过设定为该范围，即使在如后述那样在内周面以及两端面通过精压成形动压产生部的动压槽的情况下，也能够发挥所需的足够的径向轴承刚性以及推力轴承刚性，并且能够发挥所需的足够的粘接强度。

以上说明的烧结金属轴承例如能够适于提供于如下的流体动压轴承，其具备上述烧结金属轴承；穿过该烧结金属轴承的内周的轴部；以及与轴部一体地旋转且与烧结金属轴承的任一个端面对置的端面对置部。另外，在该情况下，烧结金属轴承在其一方的端面具有形成为在将其一方的端面与端面对置部对置配置时与轴部的正转对应的形状的动压产生部，并且在另一方的端面具有形成为在将另一方的端面与端面对置部对置配置时与轴部的反转对应的形状的动压产生部。

另外，在该情况下，也可以为，本发明的流体动压轴承装置还具备客体，所述壳体在内周面通过粘接剂固定有烧结金属轴承的壳体，在该壳体的内周面与倒角部之间保持有粘接剂。

另外，以上说明的流体动压轴承装置具备能够将上下任一个端面适当用作推力轴承面的烧结金属轴承，因此也能够适于提供于如下的风扇电动机，其具备该流体动压轴承装置；以及安装于轴部的风扇。

另外，以上的说明的风扇电动机基于上述的理由，而适于提供于如下的信息设备，作为该风扇电动机，所述信息设备搭载有风扇的旋转方向彼此不同的两种风扇电动机。

另外，还通过本发明的烧结金属轴承的制造方法实现了上述问题的解决。即，该制造方法包括：将原料粉末压缩成形而获得压坯的工序；对该压坯进行烧结而获得烧结体的工序；以及对该烧结体实施精压而在烧结体的内周面成形出动压产生部的工序，所述烧结金属轴承的制造方法的特征在于，在将原料粉末压缩成形的工序中，在压坯的两端面的至少外周缘成形出倒角部，并且在对烧结体进行精压的工序中，倒角部的轴向上的精压量除以径向上的精压量而得到的值为0.25以上且1.5以下。需要说明的是，这里所说的“轴向上的精压量”是指精压前后的各倒角部的轴向尺寸的变化量，“径向的精压量”是指精压前后的各倒角部的径向尺寸的变化量。

这样，在本发明的制造方法中，在动压产生部的精压工序中，积极地增大以往基本为零、即使有与径向的精压量相比也非常小的轴向上的精压量。在本申请中，通过相对于径向的精压量的比例来规定轴向上的精压量。通过将这样轴向上的精压量设为比以往大，从而即使精压后的倒角部的轴向尺寸在上下端之间产生相应的差，也能够与之相应地极力缩小径向尺寸之差。由此，能够在内周面设置足够大小(深度)的动压产生部，并且缩小倒角部的上下端之间的径向尺寸的偏差，能够将径向尺寸本身设定为比以往小。由此，在任一个端面都能够提供足够大小的推力轴承面积，在将任一个端面用作推力轴承面的情况下，也能够发挥所需的推力轴承刚性。

另外，本发明的烧结金属轴承的制造方法也可以为，倒角部的轴向上的精压量除以径向上的精压量而得到的值为0.5以上且1.0以下。通过设定为该范围，即使在如后述那样在内周面以及两端面通过精压而成形作为动压产生部的动压槽的情况下，也能够发挥所需的足够的径向轴承刚性以及推力轴承刚性。

另外，本发明的烧结金属轴承的制造方法也可以为，在将原料粉末压缩成形的工序中，以压坯的倒角部的轴向尺寸比径向尺寸大的方式成形倒角部。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够以同时满足上述的推力轴承性能以及径向轴承性能、与壳体的粘接强度的方式设计倒角部，因此能够提供可通过上下反转而将各端面用作推力轴承面的烧结金属轴承。

附图说明

图1是搭载了本发明的一实施方式的风扇电动机的信息设备的示意图。

图2是构成图1的电动机的流体动压轴承装置的剖视图。

图3是本发明的一实施方式的烧结金属轴承的剖视图。

图4A是从轴向上侧观察图3所示的烧结金属轴承的上侧端面时的图。

图4B是从轴向下侧观察图3所示的烧结金属轴承的下侧端面时的图。

图5是将烧结金属轴承的原料粉末压缩成形并进行烧结而获得的烧结体的剖视图。

图6A是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图，是***精压栓前的剖视图。

图6B是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图，是烧结体开始向挤压模压入时的剖视图。

图7A是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图，是向烧结体的压入动作结束的时刻的剖视图。

图7B是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图，是将烧结体从挤压模脱模的时刻的剖视图。

图8是本发明的其他实施方式的烧结金属轴承的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，从烧结金属轴承进行观察，将轮毂部的圆盘部一侧作为“上侧”，将盖构件一侧作为“下侧”进行处理。当然，该上下方向并不限定实际产品的设置方式、使用方式。

图1示出了具备本发明的流体动压轴承装置1的风扇电动机2、以及搭载有该风扇电动机2的信息设备3的概要剖视图。该风扇电动机2是所谓的离心式的风扇电动机2，安装在应当进行冷却的部件(信息设备3)的基座4上。在本实施方式中，旋转方向彼此不同的两种风扇电动机2、2’各安装有一个，合计安装有两个。

其中，一方的风扇电动机2(以后，设为一方的风扇电动机2进行正转，另一方的风扇电动机2’进行与之相反的旋转。)具备：流体动压轴承装置1；设置于流体动压轴承装置1的旋转构件9的多个风扇5；用于使这些风扇5与旋转构件9一体地旋转的驱动部6。驱动部6例如由隔着径向上的缝隙对置的线圈6a以及磁铁6b构成，在本实施方式中，线圈6a固定于固定侧(基座4)，磁铁6b固定于旋转侧(构成旋转构件9的轮毂部10)。

当向线圈6a通电时，通过线圈6a与磁铁6b之间的励磁力使磁铁6b旋转，由此，在旋转构件9(在本实施方式中为轮毂部10)的外周缘立起设置的多个风扇5与旋转构件9一体地旋转。通过该旋转，各风扇5产生朝向外径方向外侧的气流，以引入该气流的方式，从设置于风扇电动机2的轴向上侧的基座4的孔4a朝向轴向下侧产生吸气流。这样，通过在信息设备3的内部产生气流，从而能够将信息设备3的内部产生的热量向外部释放(冷却)。

图2示出了组装于风扇电动机2的流体动压轴承装置1的剖视图。该流体动压轴承装置1主要具备：壳体7；固定于壳体7的内周的烧结金属轴承8；以及相对于烧结金属轴承8进行相对旋转的旋转构件9。

旋转构件9具有：配置在壳体7的上端开口侧的轮毂部10；以及***烧结金属轴承8的内周的轴部11。

轮毂部10包括：覆盖壳体7的上端开口侧的圆盘部10a；从圆盘部10a向轴向下侧延伸的第一筒状部10b；位于比第一筒状部10b靠外径侧的位置且从圆盘部10a向轴向下侧延伸的第二筒状部10c；以及从第二筒状部10c的轴向下端进一步向外径侧延伸的凸缘部10d。圆盘部10a与固定于壳体7的内周的烧结金属轴承8的一方的端面(上端面8b)对置。因此，在本实施方式中，圆盘部10a相当于端面对置部。另外，多个风扇5以从凸缘部10d的外周缘立起设置的方式与轮毂部10一体地设置。

轴部11在本实施方式中与轮毂部10一体地形成，在其下端具有不同体的凸缘部12。在该情况下，凸缘部12的上端面12a与烧结金属轴承8的另一方的端面(下端面8c)对置。当然，也可以与轮毂部10不同体地形成轴部11，此时，能够将轴部11的上端压入在轮毂部10的中央设置的孔，并通过粘接等手段进行固定。或者，将由不同材料形成的轴部11与轮毂部10的一方作为嵌合部件，通过金属、树脂的注射成形来形成轴部11与轮毂部10的另一方。

壳体7呈使其轴向两端开口的筒状，通过盖构件13将其下端开口侧封口。另外，壳体7的内周面7a固定于烧结金属轴承8，并且其外周面7b固定于信息设备3的基座4。壳体7的上端面7c与轮毂部10的圆盘部10a的下端面10a1的轴向上的对置间隔比烧结金属轴承8的上端面8b与圆盘部10a的下端面10a1的对置间隔大，这里，设定为视为不对旋转驱动时的损失转矩增加造成实质影响的程度的大小。

在壳体7的外周上侧形成有随着朝向上方而外径尺寸增加的锥状的密封面7d。该锥状的密封面7d在与第一筒状部10b的内周面10b1之间，形成从壳体7的封闭侧(下方)朝向开口侧(上方)逐渐缩小径向尺寸的环状的密封空间S。该密封空间S在轴部11以及轮毂部10旋转时与后述的第一推力轴承部T1的推力轴承间隙的外径侧连通，能够在包括各轴承间隙的轴承内部空间之间实现润滑油的流通。另外，在轴承内部空间填充有润滑油的状态下，调整润滑油的填充量，以使得润滑油的油面(气液界面)始终维持在密封空间S内。

烧结金属轴承8是将例如以铜(不仅是纯铜也包括铜合金)、铁(不仅是纯铁也包括不锈钢等铁合金)等金属为主要成分的原料粉末压缩成形并进行烧结而成的烧结金属的多孔质体，大致呈圆筒形状。在烧结金属轴承8的内周面8a的整个面或者一部分形成有作为动压产生部而排列有多个动压槽8a1的区域。在本实施方式中，如图3所示，该动压槽8a1排列区域通过人字形状地排列多个动压槽8a1、倾斜凸部8a2以及带部8a3(与倾斜凸部8a2、带部8a3一起在图3中标注剖面线的部分)而成，并且在轴向上分离地形成有两处，所述动压槽8a1相对于圆周方向倾斜规定角，所述倾斜凸部8a2在圆周方向上划分这些动压槽8a1，所述带部83a沿圆周方向延伸并在轴向上划分各动压槽8a1。在该情况下，上侧的动压槽8a1排列区域、下侧的动压槽8a1排列区域均相对于轴向中心线(沿圆周方向连接带部8a3的轴向中央的假想线)沿轴向对称地形成，其轴向尺寸彼此相等。

在烧结金属轴承8的上端面8b的整个面或者一部分形成有排列有作为动压产生部的多个动压槽8b1的区域。在本实施方式中，例如如图4A所示，形成有沿圆周方向并排地排列有呈螺旋状延伸的多个动压槽8b1的区域。此时，动压槽8b1的螺旋的朝向设定为与旋转构件9的正转方向对应的朝向。在上述结构的动压槽8b1排列区域，在驱动图2所示的流体动压轴承装置1旋转的状态下，在与对置的轮毂部10的圆盘部10a的下端面10a1之间形成后述的第一推力轴承部T1的推力轴承间隙。

另外，在烧结金属轴承8的下端面8c的整个面或者一部分形成有排列有作为动压产生部的多个动压槽8c1的区域。在本实施方式中，例如如图4B所示，形成有沿圆周方向并排地排列有呈螺旋状延伸的多个动压槽8c1的区域。此时，动压槽8c1的螺旋的朝向设定为，在将该烧结金属轴承8上下反转而使下端面8c与轮毂部10的下端面对置的状态下(参照图1的风扇电动机2’)，与旋转构件9的反转对应的朝向。因此，在图2所示的设置方式中，成为与旋转构件9的相对于凸缘部12的正转方向对应的朝向(能够在与凸缘部12之间产生动压的朝向)。在上述结构的动压槽8c1排列区域，在驱动图2所示的流体动压轴承装置1旋转的状态下，在与对置的凸缘部12的上端面12a之间形成后述的第二推力轴承部T2的推力轴承间隙(参照图2)。

推力轴承间隙在组装流体动压轴承装置1的时刻自动地设定。即，在如图2所示那样组装流体动压轴承装置1的状态下，凸缘部12与轮毂部10的圆盘部10a配置在沿轴向夹着固定于壳体7的烧结金属轴承8的位置。由此，将从轮毂部10的下端面10a1与凸缘部12的上端面12a的对置间隔减去烧结金属轴承8的轴向尺寸而获得的值设定为双方的推力轴承间隙的总和。

在烧结金属轴承8的外周面8d形成有一个或者多个(在本实施方式中为三个)轴向槽8d1。在将烧结金属轴承8固定于壳体7的状态下，该轴向槽8d1在与壳体7的内周面7a之间形成润滑油的流路(参照图2)。

另外，在烧结金属轴承8的两端面8b、8c的外周缘以及内周缘分别形成有规定形状的外侧倒角部8e(8e’)与内侧倒角部8f(8f’)，上端面8b与外周面8d、以及下端面8c与外周面8d通过外侧倒角部8e、8e’连结，并且上端面8b与内周面8a、以及下端面8c与内周面8a通过内侧倒角部8f、8f’连结。

其中，位于上端面8b以及下端面8c的外周缘的外侧倒角部8e(8e’)均形成为其轴向尺寸a1(a1’)大于径向尺寸b1(b1’)(图3)。另外，上端面8b与下端面8c之间的外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸之差a1-a1’(绝对值)大于径向尺寸之差b1-b1’(绝对值)。具体而言，例如以轴向尺寸之差a1-a1’为0.05mm以上且0.10mm以下的方式形成上下双方的外侧倒角部8e、8e’。另外，以径向尺寸之差b1-b1’为0.02mm以下的方式形成上下双方的外侧倒角部8e、8e’。由于具有这样的尺寸关系，因此外侧倒角部8e、8e’均相对于上端面8b或者下端面8c以超过45度的角度倾斜。

这样，在烧结金属轴承8的两端面8b、8c(特别是上端面8b)的外周缘设置有外侧倒角部8e、8e’，因此例如在将该烧结金属轴承8粘接固定于壳体7的内周时，该外侧倒角部8e(8e’)与壳体7的内周面7a之间的空间作为一种粘接剂存积部而发挥功能。即，烧结金属轴承8向壳体7的粘接固定通常以如下方式进行，在壳体7的内周面7a预先涂敷规定量的粘接剂14，然后，从壳体7的轴向一方侧(例如，下端侧)导入烧结金属轴承8。此时，涂敷于壳体7的内周面7a的粘接剂14通过烧结金属轴承8而被向其导入方向前方侧挤出，另一方面，通过形成在上端面8b的外侧倒角部8e与壳体7的内周面7a之间的空间保持粘接剂14。由此，若与粘接剂14的挤出量相比，该空间具有保持该粘接剂14的足够的大小，则能够避免被挤出的粘接剂14侵入烧结金属轴承8的上端面8b的情况。

另一方面，位于上端面8b以及下端面8c的内周缘的内侧倒角部8f、8f’均形成为，其轴向尺寸a2与径向尺寸b2相等(图3)。另外，在本实施方式中，至少内侧倒角部8f(8f’)的轴向尺寸a2(a2’)形成为小于外侧倒角部8e(8e’)的轴向尺寸a1(a1’)。

在上述结构的流体动压轴承装置1的内部(轴承内部空间)填充有作为润滑流体的润滑油。这里，作为润滑油，能够使用各种润滑油，例如，优选使用蒸发率小、并且低温时的粘度降低小的酯系的润滑油。

在上述结构的流体动压轴承装置1中，在轴部11(旋转构件9)旋转时，烧结金属轴承8的内周面8a的成为径向轴承面的区域(上下两个动压槽8a1排列区域)经由径向轴承间隙与轴部11的外周面对置。并且，随着轴部11的旋转，上述径向轴承间隙的润滑油被压入动压槽8a1排列区域的轴向中心侧，轴向中心侧的区域的润滑油的压力上升。通过这样的动压槽8a1的动压作用，分别构成在径向方向上将轴部11非接触支承为旋转自如的第一径向轴承部R1与第二径向轴承部R2。

另外，在烧结金属轴承8的上端面8b(动压槽8b1排列区域)和与之对置的轮毂部10的下端面10a1之间的推力轴承间隙，通过动压槽8b1的动压作用而形成有润滑油的油膜。另外，在烧结金属轴承8的下端面8c(动压槽8c1排列区域)和与之对置的凸缘部12的上端面12a之间的推力轴承间隙，通过动压槽8c1的动压作用而形成有润滑油的油膜。并且，通过这些油膜的压力，构成在两推力方向上对旋转构件9进行非接触支承的第一推力轴承部T1以及第二推力轴承部T2。

以下，主要根据图5～图7B对上述的烧结金属轴承8的制造方法的一例进行说明。

即，上述结构的烧结金属轴承8主要包括：压粉成形工序(S1)，将原料粉末压缩成形而获得压坯；烧结工序(S2)，对压坯进行烧结而获得烧结体8’；以及动压槽精压工序(S3)，对烧结体8’实施精压，至少在烧结体8’的内周面8a成形作为动压产生部的动压槽8a1。在本实施方式中，在烧结工序(S2)之后且动压槽精压工序(S3)之前，还包括对烧结体8’实施尺寸精压的尺寸精压工序(S031)；以及对烧结体8’的内周面8a实施旋转精压的旋转精压工序(S032)。以动压槽精压工序(S3)为中心对各工序(S1)～(S3)进行说明。

(S1)压粉成形工序

首先，准备作为成为最终产品的烧结金属轴承8的材料的原料粉末，通过模具冲压成形将其压缩成形为规定的形状。具体而言，省略图示，使用如下的成形模具进行原料粉末的压缩成形，该成形模具包括：挤压模；塑孔栓，其***配置于挤压模的孔内；下冲头，其配设在挤压模与塑孔栓之间，且构成为能够相对于挤压模升降；以及上冲头，其构成为能够相对于挤压模与下冲头的任一方而进行相对位移(升降)。在该情况下，向由挤压模的内周面与塑孔栓的外周面、以及下冲头的上端面划分形成的空间填充原料粉末，然后，在将下冲头固定的状态下使上冲头下降，沿轴向对填充状态的原料粉末进行加压。然后，一边进行加压一边使上冲头下降至规定的位置，通过将原料粉末压缩至规定的轴向尺寸，从而成形出压坯。

另外，此时，省略图示，在上冲头的下端面以及下冲头的上端面的外周缘以及内周缘设置与应当成形的外侧倒角部8e、8e’以及内侧倒角部8f、8f’对应的形状的成形模，通过如上述那样将原料粉末压缩成形，从而成形出依照最终产品的形状(筒状)的压坯，并且在该压坯的对应部位成形有外侧倒角部8e、8e’以及内侧倒角部8f、8f’。

(S2)烧结工序

在如上述那样得到压坯后，以与原料粉末对应的温度对该压坯进行烧结，从而获得烧结体8’。

(S031)尺寸精压工序以及(S032)旋转精压工序

然后，对烧结体8’实施尺寸精压，将烧结体8’的外径尺寸、内径尺寸以及轴向尺寸矫正为依照最终产品的尺寸，并且将内周面8a的表面开孔率调整为适于动压轴承的比例。在该阶段，在烧结体8’的内周面8a尚未形成规定的动压槽8a1排列区域(图5)。同样地，省略图示，在烧结体8’的两端面8b、8c尚未形成规定的动压槽8b1、8c1排列区域。因此，在尺寸精压时以及旋转精压时，能够不区别上下方向地将烧结体8’投入成形模具。

(S3)动压槽精压工序

通过对经由上述一系列的工序而获得的烧结体8’实施规定的动压槽精压，从而在烧结体8’的内周面8a成形出动压槽8a1排列区域。这里使用的成形装置如图6A所示具有：挤压模21，其具有烧结体8’的压入孔21a；精压栓22，其配置为能够***挤压模21的压入孔21a；下冲头23，其配设在挤压模21与精压栓22之间，且构成为能够相对于挤压模21相对升降；以及上冲头24，其构成为能够相对于挤压模21与下冲头23的任一方升降。在该情况下，挤压模21的压入孔21a的内径尺寸根据应当精压的烧结体8’的压入量而适当地设定。另外，在精压栓22的外周面形成有与应当成形的内周面8a的动压槽8a1排列区域对应的形状的第一成形模(图6)，并且在上冲头24的下端面24a以及下冲头23的上端面23a分别设置有与应当成形的上端面8b的动压槽8b1排列区域、下端面8c的动压槽8c1排列区域对应的形状的第二成形模以及第三成形模(省略图示)。需要说明的是，上冲头24的下端面24a与烧结体8’的上端面8b相比向外径侧扩大地形成，通过上冲头24的下降实现的上端面8b的加压动作，能够按压位于上端面8b的外周缘的外侧倒角部8e。下冲头23的上端面23a也与上冲头24相同，与烧结体8’的下端面8c相比向外径侧扩大地形成，在对下端面8c加压时，能够按压位于下端面8c的外周缘的外侧倒角部8e’。

接下来，对使用了上述成形装置的动压槽精压的一方式进行说明。首先，如图6A所示，在将烧结体8’配置于挤压模21的上端面21b的状态下，使上冲头24与精压栓22从该烧结体8’的上方下降。由此，将精压栓22***烧结体8’的内周，使设置于精压栓22的外周的第一成形模22a与内周面8a在径向上对置。然后，在第一成形模22a到达内周面8a的轴向规定位置后，仅使上冲头24继续下降并按压烧结体8’的上端面8b按压(图6B)。由此，烧结体8’被压入挤压模21的压入孔21a，烧结体8’的外周面8d被压迫，并且内周面8a切入预先***至内周的精压栓22的第一成形模22a。另外，从该状态起，使上冲头24进一步下降，通过上冲头24与下冲头23夹持烧结体8’，沿轴向压迫通过挤压模21限制朝向外径方向的变形的状态下的烧结体8’，内周面8a进一步切入第一成形模22a(图7A)。这样，将第一成形模22a的形状转印于内周面8a，成形出动压槽8a1排列区域。另外，此时，设置于上冲头24的下端面24a以及下冲头23的上端面23a的第二成形模以及第三成形模分别切入烧结体8’的上端面8b以及下端面8c，从而将第二成形模与第三成形模的形状转印于上端面8b与下端面8c，由此成形出对应的动压槽8b1、8c1排列区域。

在像这样在烧结体8’的内周面8a以及两端面8b、8c成形出规定的动压槽8a1～8c1排列区域后，使挤压模21相对于下冲头23相对下降，解除挤压模21对烧结体8’的限制状态(图7B)。由此，烧结体8’产生朝向外径方向的回弹，外周面8d以及外侧倒角部8e、8e’的外径尺寸增加。另外，通过使上冲头24上升，解除上冲头24与下冲头23对烧结体8’的轴向的限制状态(图7B)，从而烧结体8’产生朝向轴向的回弹，外周面8d以及外侧倒角部8e的轴向尺寸增加。另外，此时，设定压模21的压入孔21a的内径尺寸、上冲头24的下端面24a与下冲头23的上端面23a的最大接近距离、烧结体8’的外侧倒角部8e、8e’的尺寸等，以使得将外侧倒角部8e、8e’的轴向上的精压量(动压槽精压的前后的外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸的变化量a1-a01，a1’-a01’)除以径向上的精压量(动压槽精压的前后的外侧倒角部8e、8e’的径向尺寸的变化量b1-b01，b1’-b01’)而获得的值为0.25以上且1.5以下，更优选为0.5以上且1.0以下。这里，上述的值(比率)根据同一个外侧倒角部8e(8e’)的轴向上的精压量a1-a01(a1’-a01’)与径向上的精压量b1-b01(b1’-b01’)而算出。另外，上端侧与下端侧的任一个外侧倒角部8e、8e’均设定为上述的值处于上述范围内。由此得到的烧结体8’呈与最终产品相同的形状、尺寸，上端侧与下端侧之间的外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸之差a1-a1’如上述那样为0.05mm以上且0.10mm以下。另外，径向尺寸之差b1-b1’如上述那样为0.02mm以下。

在这种精压工序中，为了在烧结体8’的内周面8a成形出动压槽8a1后的精压栓22的顺畅地脱出，需要朝向径向的相应的回弹，但在性质方面，难以严格地管理回弹量。另外，如上所述，对于烧结体8’，通过从上下的一侧(在本实施方式中通过上冲头24)按压烧结体8’，无论如何朝向烧结体8’的按压形态也容易上下变得不均匀。与此相对，在本发明中，与以往相比积极地增大轴向的精压量。具体而言，使外侧倒角部8e(8e’)的轴向上的精压量a1-a01(a1’-a01’)除以径向上的精压量b1-b01(b1’-b01’)而获得的值为0.25以上且1.5以下(以往小于0.25)。由此，即使精压后的外侧倒角部8e(8e’)的轴向尺寸a1(a1’)在上下端之间产生相应的差，与之相应地，也能够极力减小径向尺寸之差b1-b1’(0.02mm以下)。由此，能够在内周面8a设置足够大小(深度)的动压槽8a1，并且能够减小外侧倒角部8e、8e’的上下端之间的径向尺寸b1、b1’的偏差，与以往相比能够将径向尺寸b1、b1’本身设计得较小。由此，能够对任一端面8b、8c提供足够大小的推力轴承面积，在将任一端面8b(8c)用作推力轴承面的情况下(图1所示的左右任一个风扇电动机2、2’)，也能够发挥所需的推力轴承刚性。

另外，在本发明中，使外侧倒角部8e(8e’)的轴向尺寸a1(a1’)大于径向尺寸b1(b1’)，并且使轴向一端侧与另一端侧之间的外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸之差a1-a1’大于径向尺寸之差b1-b1’。这样，通过对外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸a1、a1’进行研究来设定其形状，能够减小外侧倒角部8e、8e’的径向尺寸b1、b1’并且大幅缩小其上下端侧之差。由此，能够相对较大地得到位于外侧倒角部8e、8e’的内径侧的两端面8b、8c的面积，从而确保推力轴承面积。另外，在这种轴承8中，与径向相比轴向上的尺寸(允许范围)具有相对较大的设计上的富余，因此，即使较大地取得轴向尺寸a1(a1’)，在粘接强度方面也不会产生问题。因此，根据本发明，能够实现同时满足上述的推力轴承性能以及径向轴承性能、与壳体7的粘接强度的外侧倒角部8e、8e’的设计。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明的烧结金属轴承8及其制造方法不限于上述方式，当然能够在本发明的范围内进行各种变形、变更。

例如，在上述实施方式中例示了如下情况，即，在动压槽精压工序中，将烧结体8’压入挤压模21，并且通过上冲头24以及下冲头23在轴向上压缩烧结体8’，从而进行内周面8a的动压槽8a1排列区域的成形，但是在可能的情况下，也可以不进行朝向挤压模21的压入，仅通过轴向的压入而在烧结体8’的内周面8a形成动压槽8a1排列区域。另外，对于轴向压缩时的上冲头24以及下冲头23的移动方式也不限于上述例示的方式。例如，也可以采用使上冲头24下降从而在与下冲头23之间对烧结体8’进行轴向上的一定程度的压缩的状态后，使下冲头23上升而进一步压缩烧结体8’等其他按压方式。

另外，在上述实施方式中，作为内周面8a的动压产生部，例示了呈人字形状地排列多个动压槽8a1、在圆周方向上划分这些动压槽8a1的倾斜凸部8a2、沿圆周方向延伸并在轴向上划分各动压槽8a1的带部8a3而成的结构，当然也可以将本发明应用于呈除此以外的形状的动压槽8a1排列区域。例如，如图8所示，也可以采用省略带部8a3并使动压槽8a1与倾斜凸部8a2分别沿轴向连续的方式。另外，对于上端面8b或者下端面8c的动压产生部也是同样地，不限于呈螺旋形状的动压槽8b1、8c1排列区域，也可以形成呈其他形状的动压槽8b1、8c1排列区域。

另外，在上述实施方式中，例示了烧结金属轴承8的内周面8a的动压槽8a1与同外侧倒角部8e(8e’)连续的内周面8a以及上端面8b(或者下端面8c)存在于同一平面程度的情况(在该情况下，动压槽8a1排列区域之间的区域与动压槽8a1存在于同一平面程度)，然而也可以将动压槽8a1及其划分部成形为，动压槽8a1的划分部(倾斜凸部8a2、带部8a3等)与内周面8a、上端面8b或者下端面8c存在于同一平面程度。

另外，本发明的流体动压轴承装置1不仅能够应用于上述例示的离心式的风扇电动机2，也能够应用于轴流式等其他类型的风扇电动机2。当然，不限于风扇电动机2，也能够适当用作HDD等磁盘驱动装置所使用的主轴电动机、光盘的光盘驱动用的主轴电动机等、在高速旋转状态下使用的信息设备3用的小型电动机、激光束打印机的多边形扫描仪电动机等各种电动机驱动用轴承装置。此时，当然也可以将本发明应用于除上下反转地使用以外的用途。

附图标记说明

1 流体动压轴承装置

2、2’ 风扇电动机

3 信息设备

4 基座

5 风扇

6 驱动部

7 壳体

7a 内周面

8 烧结金属轴承

8’ 烧结体

8a 内周面

8a1 动压槽(内周面)

8a2 倾斜凸部

8a3 带部

8b 上端面

8b1 动压槽(上端面)

8c 下端面

8c1 动压槽(下端面)

8e、8e’ 外侧倒角部

8f、8f’ 内侧倒角部

9 旋转构件

10 轮毂部

10a 圆盘部

10a1 下端面

12 凸缘部

13 盖构件

14 粘接剂

21 挤压模

21a 压入孔

22 精压栓

22a 第一成形模

23 下冲头

24 上冲头

a1、a1’、a01、a01’ 轴向尺寸(外侧倒角部)

a2，a2’ 轴向尺寸(内侧倒角部)

b1、b1’、b01、b01’ 径向尺寸(外侧倒角部)

b2、b2’ 径向尺寸(内侧倒角部)

R1、R2 径向轴承部

T1、T2 推力轴承部

S 密封空间

Claims (8)

1.一种烧结金属轴承，其通过对将原料粉末压缩成形后的构件进行烧结而形成，且所述烧结金属轴承的两端面的至少外周缘设置有倒角部，并且在内周面及所述两端面设置有通过精压产生的动压产生部，所述烧结金属轴承是装入流体动压轴承装置中的流体动压装置用的轴承，所述流体动压轴承装置具备穿过所述烧结金属轴承的内周的轴部；以及与该轴部一体地旋转且与所述烧结金属轴承的任一个端面对置的端面对置部，所述烧结金属轴承的特征在于，

所述烧结金属轴承在其一方的端面具有形成为在将所述一方的端面与所述端面对置部对置配置时与所述轴部的正转对应的形状及尺寸的第一推力动压产生部，并且在另一方的端面具有形成为在将所述另一方的端面与所述端面对置部对置配置时与所述轴部的反转对应的形状及尺寸的第二推力动压产生部，

所述倒角部的轴向尺寸比径向尺寸大，并且轴向一端侧的所述倒角部的轴向尺寸与另一端侧的所述倒角部的轴向尺寸之差为0.05mm以上且0.1mm以下，所述倒角部的径向尺寸之差为0.02mm以下。

2.一种流体动压轴承装置，其具备：权利要求1所述的烧结金属轴承；所述轴部；以及所述端面对置部。

3.根据权利要求2所述的流体动压轴承装置，其中，

所述流体动压轴承装置还具备壳体，所述壳体在内周面通过粘接剂固定有所述烧结金属轴承，在该壳体的内周面与所述倒角部之间保持有所述粘接剂。

4.一种风扇电动机，其具备：

权利要求2或3所述的流体动压轴承装置；以及

安装于所述轴部的风扇。

5.一种信息设备，其中，作为权利要求4所述的风扇电动机，所述信息设备上搭载有所述风扇的旋转方向不同的两种风扇电动机，

一方的所述风扇电动机具备使所述烧结金属轴承的第一推力动压产生部与所述端面对置部对置配置的流体动压轴承装置，另一方的所述风扇电动机具备使所述烧结金属轴承的第二推力动压产生部与所述端面对置部对置配置的流体动压轴承装置。

6.一种烧结金属轴承的制造方法，其是装入流体动压轴承装置的流体动压轴承装置用的烧结金属轴承的制造方法，所述流体动压轴承装置具备：轴部；以及与该轴部一体地旋转且与所述烧结金属轴承的任一个端面对置的端面对置部，所述烧结金属轴承在其一方的端面具有形成为在将所述一方的端面与所述端面对置部对置配置时与所述轴部的正转对应的形状及尺寸的第一推力动压产生部，并且在另一方的端面具有形成为在将所述另一方的端面与所述端面对置部对置配置时与所述轴部的反转对应的形状及尺寸的第二推力动压产生部，

所述烧结金属轴承的制造方法包括：将原料粉末压缩成形而获得压坯的工序；对该压坯进行烧结而获得烧结体的工序；以及对该烧结体实施精压而在所述烧结体的内周面成形出动压产生部，并且，在所述烧结体的两端面成形出所述第一推力动压产生部和所述第二推力动压产生部的工序，所述烧结金属轴承的制造方法的特征在于，

在将所述原料粉末压缩成形的工序中，在所述压坯的两端面的至少外周缘成形出倒角部，并且

在对所述烧结体进行精压的工序中，所述倒角部的轴向上的精压量除以径向上的精压量而得到的值为0.25以上且1.5以下。

7.根据权利要求6所述的烧结金属轴承的制造方法，其中，

所述倒角部的轴向上的精压量除以径向上的精压量而得到的值为0.5以上且1.0以下。

8.根据权利要求6或7所述的烧结金属轴承的制造方法，其中，

在将所述原料粉末压缩成形的工序中，以所述压坯的所述倒角部的轴向尺寸比径向尺寸大的方式成形所述倒角部。