烧结轴承的制造方法、烧结轴承、以及具有该烧结轴承的振动电机的制作方法_2

文档序号:9291965阅读:来源:国知局
且将所述轴支承成旋转自如;锤,其设置于所述轴上;以及壳体,所述烧结轴承被压入固定于该壳体的内周,通过所述锤使所述轴相对于轴承中心偏心旋转,从而产生振动。
[0027]作为振动电机用的烧结轴承,可以使用由以铁为主要成分其次大量含有铜的烧结体构成、并且具有300MPa以上的径向抗压强度的烧结轴承。这样,通过使用价格低廉、以机械强度优异的铁为主要成分其次大量含有与轴的初期磨合性等滑动特性优异的铜的烧结体,来作为烧结体,由此,即使在使电机高速旋转、或者增大不平衡载荷的情况下,也能够在不导致特别的成本增加的情况下确保高旋转性能。特别地,通过使用径向抗压强度为300MPa以上的烧结轴承,即使在向壳体内周压入并固定烧结轴承的情况下,也能够尽可能地防止轴承面随着压入而变形从而导致轴承面的正圆度或圆柱度等降低这样的情况。因此,不需要对固定于壳体内周的烧结轴承追加实施用于将轴承面精加工成适当形状、精度的加工。反过来说,还能够没有问题地采用作为简单的固定方法的压入,来作为烧结轴承相对于壳体的固定方法。另外,如果烧结轴承具有300MPa以上的径向抗压强度,则即使在组装有振动电机的便携终端掉落等而对振动电机(烧结轴承)施加有大的冲击值的情况下,也能够尽可能地防止轴承面变形等。如上所述,根据本发明,能够以低成本提供可长期稳定地发挥高旋转性能的振动电机。
[0028]以下列举作为振动电机用的烧结轴承所优选的特性。
[0029]作为该烧结轴承,如上述所述,可以使用将原料粉末成型、烧结而成的烧结体,所述原料粉末含有使铜粉在铁粉中部分扩散而成的部分扩散合金粉、低熔点金属粉以及固体润滑剂粉。
[0030]作为部分扩散合金粉的铁粉,优选使用还原铁粉。
[0031]作为部分扩散合金粉,优选使用平均粒度为145目以下(平均粒径为106 μπι以下)的部分扩散合金粉。
[0032]该烧结轴承能够由原料粉末得到,该原料粉末使用锡粉作为低熔点金属粉、使用石墨粉作为固体润滑剂粉。这种情况下,烧结轴承能够由烧结体构成,该烧结体含有10质量%?30质量%的&1、0.5质量%?3.0质量%的Sn、以及0.3质量%?1.5质量%的(:,该烧结体的其余部分由铁和不可避免的杂质构成。
[0033]如果以软质的铁素体相为主体来构成烧结体的铁组织,则能够减弱轴承面对轴的攻击性,因此能够抑制轴的磨损。以铁素体相为主体的铁组织例如可以通过在铁与碳(石墨)不发生反应的900°C以下的温度下对压坯进行烧结而得到。
[0034]以铁素体相为主体的铁组织中,除了全部为铁素体相的组织以外,还包含在铁素体相的晶界处存在比铁素体相硬质的珠光体相这样的铁组织。这样,通过在铁素体相的晶界处形成珠光体相,由此,与铁组织仅由铁素体相构成的情况相比,能够提高轴承面的耐磨损性。为了同时实现对轴的磨损的抑制和轴承面的耐磨损性提高,优选使铁素体相(aFe)和珠光体相(γ Fe)在铁组织中所占的比例分别为80 %?95 %和5 %?20 % ( α Fe: γ Fe=80%?95%:5%?20% ) ο需要说明的是,上述的比例例如可以通过烧结体的任意截面中的铁素体相和珠光体相各自的面积比来求出。
[0035]上述构成中,烧结体的表层部的孔隙率、特别是包含轴承面的表层部的孔隙率优选设定为5%?20%。需要说明的是,在此所说的表层部是指从表面起至深度100 μπι的区域。
[0036]烧结轴承能够作为在烧结体的内部孔隙中浸渗有润滑油的所谓烧结含油轴承,这种情况下,作为润滑油,优选使用40°C下的运动粘度在1mm2/秒?50mm2/秒的范围内的润滑油。也可以在烧结体中浸渗以40°C下的运动粘度处于1mm2/秒?50mm2/秒的范围内的润滑油为基础油的液态脂。
[0037]在上述结构的振动电机中,可以将烧结轴承配置于电机部的轴向两侧。这种情况下,将配置于电机部的轴向两侧的烧结轴承中的一侧的烧结轴承配置于锤与电机部之间,且使该一侧的烧结轴承的轴向尺寸比另一侧的烧结轴承的轴向尺寸大。这样,由于能够将上述一侧的烧结轴承的轴承面面积设定得较大,因此能够在接近于相对较大的不平衡载荷起作用的锤的一侧,提高轴支承能力。另一方面,在相对较小的不平衡载荷起作用的上述另一侧的烧结轴承中,由于能将其轴承面面积设定得较小,因此能够抑制振动电机整体的转矩增大。
[0038]发明效果
[0039]如上述所述,根据本发明,能够提供具有高强度、且提高了轴承面的耐磨损性的烧结轴承。
[0040]另外,当将本发明的烧结轴承组装于电机、例如振动电机中使用时,能够以低成本提供可靠性和耐久性优异的电机。另外,即使在使振动电机高速旋转或者增大了不平衡载荷的情况下,也能够长期稳定地发挥高旋转性能。
【附图说明】
[0041]图1是具有烧结轴承的振动电机的主要部分概要剖视图。
[0042]图2是沿图1中的A-A线观察的剖视图。
[0043]图3是示出烧结轴承的制造工序的框图。
[0044]图4是示意地示出部分扩散合金粉的图。
[0045]图5a是示出压缩成型工序的概要剖视图。
[0046]图5b是示出压缩成型工序的概要剖视图。
[0047]图6是概念性地示出压坯的一部分的图。
[0048]图7是示意性地示出烧结体的金属组织的图。
[0049]图8是图2中的X部分的显微镜照片。
[0050]图9是现有技术的烧结轴承的轴承面附近的显微镜照片。
【具体实施方式】
[0051 ] 下面,根据【附图说明】本发明的实施方式。
[0052]图1是代表性的振动电机的主要部分概要剖视图。图示例的振动电机I具有:电机部M,其具有转子磁铁和定子线圈等;金属制或者树脂制的壳体2,其形成为大致圆筒状;环状的烧结轴承4(41、42),它们分离地配置于轴向的两处部位,且压入固定于壳体2的内周;以及轴3,其插入烧结轴承4(41、42)的内周。轴3被配置于两个烧结轴承41、42之间的电机部M以1000rpm以上的转速旋转驱动。轴3由不锈钢等金属材料形成,在此使用直径为2mm以下(优选为1.0mm以下)的轴。在轴3的一端,以一体或分体的方式设置有锤W,该锤W用于使轴3相对于烧结轴承4偏心旋转。在轴3的外周面3a与烧结轴承4的轴承面4a之间形成的间隙(轴承间隙)的间隙宽度例如以单侧(半径值)计被设定为约4μπι。在烧结轴承4的内部孔隙中,浸渗有40°C下的运动粘度在1mm2/秒?50mm2/秒的范围内的润滑油(例如合成烃类润滑油)。之因此选择使用这样的低粘度的润滑油作为浸渗到烧结轴承4的内部孔隙中的润滑油,是为了确保形成在轴承间隙内的油膜的刚性并抑制转矩的升高。并且,也可以在烧结轴承4的内部孔隙中浸渗以40°C下的运动粘度处于1mm2/秒?50mm2/秒的范围内的油为基础油的液态脂,来代替上述的润滑油。
[0053]在具有上述构成的振动电机I中,当对电机部M通电而使轴3相对于烧结轴承4相对旋转时,保持在烧结轴承4的内部孔隙中的润滑油随温度上升而渗出到轴承面4a上。利用该渗出的润滑油,在对置的轴3的外周面3a与烧结轴承4的轴承面4a之间的轴承间隙内形成油膜,轴3被烧结轴承4支承成能够相对旋转自如。并且,轴3受到设置于其一端的锤W的影响而沿轴承面4a的整个面一边振摆回转一边旋转。S卩,如图2所示,轴3以使其中心Oa相对于烧结轴承4(41、42)的中心Ob向所有方向偏心的状态旋转。
[0054]在图示例中,使两个烧结轴承41、42的轴向长度(轴承面4a的面积)和径向的厚度相互不同。具体地说,将接近锤W的一侧的烧结轴承41的轴承面4a的面积设定得比远离锤W的一侧的烧结轴承42的轴承面4a的面积大。这是由于:在接近锤W的一侧,比远离锤W的一侧大的不平衡载荷作用于轴3,因此通过轴承面4a的面积扩大来实现支承能力的提高,另一方面,在远离锤W的一侧,由于不需要像接近锤W的一侧那样的支承能力,因此降低轴承面4a的面积而实现低力矩化。
[0055]虽然省略了图示,但为了防止浸渗到烧结轴承4的内部孔隙中的润滑油(或者液态脂)漏出到壳体2的外部或飞散,可以在振动电机I中设置对壳体2的开口部进行密封的密封部件。
[0056]以上说明的烧结轴承4由以铁为主要成分、含有10质量%?30质量%的铜的铁铜系的烧结体构成,且具有300MPa以
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