JP2019002570A - 振動モータ - Google Patents
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Abstract
Description
この工程では、後述する複数種の粉末を混合することにより、焼結軸受4の作製用材料である原料粉末を均一化する。本実施形態で使用する原料粉末は、部分拡散合金粉を主原料とし、これに低融点金属粉および固体潤滑剤粉を配合した混合粉末である。この原料粉末には、必要に応じて各種成形潤滑剤(例えば、離型性向上のための潤滑剤)を添加しても良い。以下、上記の各粉末について詳細に述べる。
図4に示すように、部分拡散合金粉11としては、鉄粉12の表面に銅粉13を部分拡散させたFe−Cu部分拡散合金粉が使用され、本実施形態では、鉄粉12の表面に、鉄粉12よりも平均粒径が小さい多数の銅粉13を部分拡散させたFe−Cu部分拡散合金粉が使用される。この部分拡散合金粉11の拡散部分はFe−Cu合金を形成しており、図4中の部分拡大図に示すように、合金部分は鉄原子12aと銅原子13aとが相互に結合し、配列した結晶構造を有する。部分拡散合金粉11は、145メッシュの篩の網目は通過可能な粒子、すなわち平均粒度145メッシュ以下(平均粒径106μm以下)の粒子のみが使用される。
低融点金属粉としては、融点が700℃以下の金属粉、例えば錫、亜鉛、リン等の粉末が使用される。本実施形態では、これらの中でも銅と鉄に拡散し易く(相性が良く)、単粉で使用できる錫粉14(図6参照)、特にアトマイズ錫粉を使用する。錫粉(アトマイズ錫粉)14としては、平均粒径5〜63μmのものが好ましく使用され、平均粒径20〜45μmのものが一層好ましく使用される。
固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン等の粉末を一種又は二種以上使用することができる。本実施形態では、コストを考えて黒鉛粉、特に鱗片状黒鉛粉を使用する。
成形工程では、図5(a)(b)に示すような成形金型20を使用して上記の原料粉末10を圧縮することにより、図1等に示す焼結軸受4に近似した形状(略完成品形状)の圧粉体4’を得る。成形金型20は、主要な構成として、同軸配置されたコア21、上下パンチ22,23およびダイ24を有する。成形金型20は、例えばカム式成形プレス機のダイセットにセットされる。
焼結工程では、圧粉体4’を焼結し、焼結体を得る。焼結条件は、黒鉛(黒鉛粉)に含まれる炭素が鉄と反応しない(炭素の拡散が生じない)条件とする。鉄−炭素の平衡状態では、723℃に変態点があり、これを超えると鉄と炭素の反応が開始されて鉄組織中にパーライト相(γFe)が生成されるが、焼結では900℃を超えてから炭素(黒鉛)と鉄の反応が始まり、パーライト相(γFe)が生成される。パーライト相(γFe)は高硬度(HV300以上)で相手材に対する攻撃性が強いため、焼結軸受4の鉄組織中に過剰にパーライト相(γFe)が存在すると、軸3の摩耗を進行させるおそれがある。また、一般的な焼結軸受の製造工程では、ブタン、プロパン等の液化石油ガスと空気を混合してNi触媒で熱分解させた吸熱型ガス(RXガス)の雰囲気下で圧粉体を加熱・焼結させる場合が多い。しかしながら、吸熱型ガスでは炭素が拡散して圧粉体の表面を硬化させるおそれがあり、上記同様の問題が生じ易くなる。
2 ハウジング
3 軸
4 焼結軸受
4’ 圧粉体
4” 焼結体
4a 軸受面
10 原料粉末
11 部分拡散合金粉
12 鉄粉
13 銅粉
14 錫粉(低融点金属粉)
16 青銅相
17 Fe−Cu−Sn合金
20 成形金型
αFe フェライト相
γFe パーライト相
M モータ部
W 錘
Claims (11)
- 軸と、軸を回転駆動させるモータ部と、内周に軸受面を有し、軸を回転自在に支持する焼結軸受と、軸に設けられた錘と、焼結軸受を内周に圧入固定したハウジングとを備え、錘で軸を軸受中心に対して偏心回転させることにより振動が発生する振動モータであって、
焼結軸受が、鉄を主成分とし、その次に銅を多く含む焼結体からなり、かつ300MPa以上の圧環強度を有することを特徴とする振動モータ。 - 焼結軸受が、鉄粉に銅粉を部分拡散させてなる部分拡散合金粉と、低融点金属粉と、固体潤滑剤粉とを含む原料粉末を成形し、焼結した焼結体からなる請求項1記載の振動モータ。
- 部分拡散合金粉の鉄粉として還元鉄粉が使用された請求項2に記載の振動モータ。
- 平均粒径106μm以下の部分拡散合金粉を使用した請求項2または3に記載の振動モータ。
- 低融点金属粉として錫粉、固体潤滑剤粉として黒鉛粉が使用され、
焼結軸受が、Cuを10〜30質量%、Snを0.5〜3.0質量%、Cを0.3〜1.5質量%含有し、残部を鉄および不可避的不純物とした焼結体からなる請求項2〜4何れか1項に記載の振動モータ。 - 焼結体の鉄組織がフェライト相を主体としている請求項1〜5何れか1項に記載の振動モータ。
- 焼結体の鉄組織をフェライト相と、フェライト相の粒界に存在するパーライト相とで構成した請求項1〜6何れか1項に記載の振動モータ。
- 焼結体の表層部の気孔率が5〜20%である請求項1〜7の何れか一項に記載の振動モータ。
- 焼結軸受は、焼結体に40℃の動粘度が10〜50mm2/sの潤滑油を含浸させたものである請求項1〜8の何れか一項に記載の振動モータ。
- 焼結軸受をモータ部の軸方向両側に配置した請求項1〜9の何れか一項に記載の振動モータ。
- モータ部の軸方向両側に配置した焼結軸受のうち、一方側の焼結軸受を錘とモータ部の間に配置し、かつ一方側の焼結軸受の軸方向寸法を、他方側の焼結軸受の軸方向寸法よりも大きくした請求項10記載の振動モータ。
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