烧结轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种烧结轴承，其通过在模具内对金属粉末进行压粉成型后进行烧结而形成，并且含浸有润滑剂。本发明尤其是涉及一种能够在降低轴承与旋转轴之间的摩擦阻力的同时降低噪音的烧结轴承。
【背景技术】
[0002]烧结轴承作为价格便宜且可靠性高的轴承广泛应用于家电用电动机、车载用电动机和OA设备(办公自动化设备)等中。作为风扇电动机(Fan Motor)的一例，可以列举出电子计算机和电视机等家用电器内部的冷却风扇、冰箱内部的循环及冷却用的风扇、蓄电池的冷却和车内传感器的吸引所使用的车载用风扇等，对风扇电动机的需求每年都在增加。
[0003]由于采用风扇电动机的设备的使用期限长，所以该等风扇电动机不仅需要具有使用寿命长的特性，而且还需要具有能够降低耗电量这一重要的特性。尤其是在移动设备等由蓄电池驱动的设备中，需要最大限度地抑制耗电量。
[0004]另一方面，近年来对所述风扇电动机的静音化要求大大提高。一般来说，为了实现电动机的静音化，在烧结轴承方面需要做到:第一，通过缩小旋转轴与轴承之间的间隙来抑制因轴的晃动而产生的噪音，第二，通过提高含浸在轴承中的润滑剂的粘度来提高在内径滑动面产生的油膜的强度，由此能够有效地实现风扇电动机的静音化。
[0005]可是，在风扇电动机等运行负载低且转矩小的电动机中，旋转轴与轴承之间的摩擦阻力主要取决于含浸在轴承中的润滑剂的流体阻力。因此，如果旋转轴与轴承之间的间隙太小，则轴旋转时的润滑剂的流体阻力增大，导致电动机的耗电量变大。另一方面，随着润滑剂的粘度提高，流体阻力增大，同样会导致电动机的耗电量变大。因此，可供选择的润滑剂的粘度方面存在制约。
[0006]在现有技术中，作为能够降低旋转轴与轴承之间的摩擦阻力的烧结轴承，例如在专利文献I中公开了一种烧结轴承。
[0007]在该烧结轴承中，将旋转轴支撑成能自由旋转的轴承孔的轴向中间部的内径被形成为比轴向两端部(以下称为“轴承部”)的内径都要大。由此，由于能够避免中间部的内周面与旋转轴发生接触，所以能够减少轴承孔内周面的与旋转轴相对应的部分的面积(以下称为“滑动面积”)。由于能够抑制轴承孔内周面与旋转轴的接触，并且能够抑制轴旋转时的润滑剂的流体阻力，所以能够降低在旋转轴与轴承之间产生的摩擦阻力。在此，“与旋转轴相对应的部分”是指在旋转轴旋转时有可能与旋转轴发生接触，并且轴旋转时所受到的润滑剂的流体阻力的影响大的部分，而不是指在旋转轴旋转时始终与旋转轴接触的部分(以下相同)。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献I日本国专利特开平7-332363号公报
【发明内容】
[0011]可是，在现有的烧结轴承中，在降低旋转轴与轴承之间的摩擦阻力方面存在极限。
[0012]具体来说是，在现有的烧结轴承中，通过在烧结轴承的轴向扩大中间部的范围来缩小两个轴承部的范围，此时，越缩小两个轴承部的范围，越能够缩小滑动面积。但是，如果各个轴承部(各个轴承面)的轴向尺寸过小，则通过楔子效应而产生的液压会从各个轴承面的轴向两端逃逸，使得无法保持油膜的强度。并且，随着油膜强度下降，轴承面与旋转轴之间变得容易发生接触，其结果，不仅会导致在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力增大，而且会助长噪音发生。因此，在现有的烧结轴承中，在降低旋转轴与轴承之间的摩擦阻力方面存在极限。
[0013]本发明的课题在于提供一种能够降低旋转轴与轴承之间的摩擦阻力的烧结轴承。
[0014]技术方案
[0015]为了解决上述问题，第一发明所涉及的烧结轴承，通过在模具内对金属粉末进行压粉成型后进行烧结而形成，具有将旋转轴支撑成能自由旋转的轴承孔，并且含浸有润滑齐U，所述烧结轴承的特征在于，具有第一轴承部、第二轴承部以及中间部，所述第一轴承部具有支撑所述旋转轴的第一轴承面，所述第二轴承部具有支撑所述旋转轴的第二轴承面，所述中间部设置在所述第一轴承部与所述第二轴承部之间，所述中间部的内径形成为比所述第一轴承部的内径以及所述第二轴承部的内径都要大，所述第一轴承面和所述第二轴承面中的至少一方的轴承面上形成有多个凹坑。
[0016]在第一发明所涉及的烧结轴承中，在第一轴承部与第二轴承部之间设置有中间部，并且中间部的内径形成为比各个轴承部的内径都要大。
[0017]由此，能够避免中间部的内周面与旋转轴发生接触，使得能够减少轴承孔的内周面中的滑动面积。因此，与轴承孔的内径在轴向的全长上均相同的烧结轴承(以下称为“直线轴承”)相比，不仅轴承孔的内周面与旋转轴的接触得到抑制，而且还降低了轴旋转时的润滑剂的流体阻力，所以能够降低在轴承与旋转轴之间产生的摩擦阻力。
[0018]尤其是，在第一发明所涉及的烧结轴承中，在将旋转轴支撑成能自由旋转的第一轴承面和第二轴承面中的至少一方的轴承面上设置有多个凹坑。
[0019]由于轴承面的设置有各个凹坑的部分(范围)不会与旋转轴发生接触，所以能够减少轴承面中的滑动面积。因此，不仅轴承面与旋转轴的接触得到抑制，而且还降低了轴旋转时的润滑剂的流体阻力，从而能够降低在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力。
[0020]因此，能够在不减小轴承面的轴向尺寸的情况下减少轴承孔内周面中的滑动面积，能够在抑制油膜的强度下降的同时，降低在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力。
[0021]此外，在第一发明所涉及的烧结轴承中，由于在轴承面设置了多个凹坑，所以能够将含浸在烧结轴承中的润滑剂贮留在各个凹坑中。在旋转轴旋转时，贮留在各个凹坑中的润滑剂被吸引到轴承面与旋转轴之间。因此，在旋转轴旋转时，尤其是在运行初期，能够使油膜的形成变得容易，从而能够降低轴承面的摩擦系数。
[0022]另外，在第一发明所涉及的烧结轴承中，由于在轴承面设置了多个凹坑，所以能够增大轴承面与旋转轴的外周面之间的平均间隙。由此，在旋转轴旋转时，能够降低存在于轴承面与旋转轴之间的润滑剂的流体阻力。
[0023]如上所述，根据第一发明所涉及的烧结轴承，由于能够抑制轴承面与旋转轴之间发生接触以及降低润滑剂的流体阻力，所以能够降低在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力。
[0024]尤其是，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，能够提高驱动转矩小的电动机的特性。也就是说，在一般情况下，电动机的驱动转矩越小，在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力的大小对电动机特性的影响越大。
[0025]具体来说是，随着摩擦阻力增大，电动机的转速减小，不仅会使得无法实现目标转速，而且还会导致电动机的耗电量增加。另一方面，根据第一发明所涉及的烧结轴承，如上所述，能够降低在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力。因此，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，即使在电动机的驱动转矩减小的情况下，也能够抑制电动机转速的减小，并且能够降低耗电量。
[0026]此外，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，能够构造成轴承面与旋转轴的外周面之间的间隙小的电动机。也就是说，在一般情况下，在电动机中，随着轴承面与旋转轴的外周面之间的间隙缩小，轴旋转时的润滑剂的流体阻力增大，从而使得在轴承面与旋转轴之间产生的摩擦阻力增大。此时，不仅会导致电动机的转速减小而使得无法实现目标转速，而且会导致电动机的耗电量增加。另一方面，根据第一发明所涉及的烧结轴承，如上所述，能够降低轴旋转时的润滑剂的流体阻力。因此，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，即使在轴承面与旋转轴的外周面之间的间隙缩小的情况下，也能够抑制电动机转速的减小。此夕卜，还能够抑制电动机的耗电量的增加。并且，由于能够缩小轴承面与旋转轴的外周面之间的间隙，所以能够抑制旋转轴在轴承面与旋转轴的外周面之间的间隙内发生晃动，由此能够降低电动机的噪音。
[0027]另外，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，能够使用更高粘度的润滑剂。也就是说，在一般情况下，在电动机中，随着所使用的润滑剂的粘度增大，存在于轴承面与旋转轴之间的润滑剂的流体阻力增大。此时，不仅会导致电动机的转速减小而使得无法实现目标转速，而且会导致电动机的耗电量增加。另一方面，根据第一发明所涉及的烧结轴承，如上所述，能够降低存在于轴承面与旋转轴之间的润滑剂的流体阻力。因此，通过应用第一发明所涉及的烧结轴承，即使使用高粘度的润滑剂，也能够抑制电动机转速的减小。此外，还能够抑制电动机的耗电量的增加。并且，由于能够使用高粘度的润滑剂，所以能够在提高轴承的耐磨耗性的同时，抑制润滑剂在高温下发生蒸发，能够抑制老化，并且还能够抑制润滑剂泄漏，从而能够延长电动机的使用寿命。尤其是，通过使用高粘度的润滑剂，能够提高在内径滑动面生成的油膜的强度，并且还能够降低电动机的噪音。
[0028]根据第一发明所涉及的烧结轴承，第二发明所涉及的烧结轴承的特征在于，所述多个凹坑通过塑性加工而形成。
[0029]在第二发明所涉及的烧结轴承中，通过使轴承面发生塑性变形来形成多个凹坑。由此，能够提高各个凹坑的加工精度。
[0030]尤其是，由于烧结轴承通过对金属粉末进行烧结而形成，所以具有多孔质结构。因此，通过塑性加工来形成各个凹坑，能够通过微孔来吸收变形部分，从而能够防止轴承面鼓出。
[0031]除了塑性加工外，作为形成凹坑的方法，还可以列举出激光加工和蚀刻(局部腐蚀)加工等，但该等方法不仅需要使用大型设备，而且会导致加工工序增多。与此相对，塑性加工由于不需要使用大型设备，并且加工工序少，所以能够以比较低的成本来进行大批量的加工。
[0032]根据第一发明或者第二发明所涉及的烧结轴承，第三发明所涉及的烧结轴承的特征在于，所述凹坑与所述轴承面的轴向的端部隔开间隔设置。
[0033]根据第三发明所涉及的烧结轴承，由于凹坑与轴承面的轴向的端部隔开间隔设置，所以能够抑制液压从轴承面的轴向的端部逃逸，由