烧结金属轴承以及具备该轴承的流体动压轴承装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种烧结金属轴承以及具备该轴承的流体动压轴承装置。
【背景技术】
[0002]烧结金属轴承通过使润滑油浸渗于内部气孔而使用，伴随于插入到内周的轴的相对旋转而浸渗至内部的润滑油向与轴的滑动部渗出而形成油膜，借助该油膜而支承轴旋转。这样的烧结金属轴承因其优异的旋转精度以及静音性能，而适于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，适用用作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用途、或者激光束打印机(LBP)的多边扫描仪电动机、风扇电动机等的轴承用途。
[0003]在这种烧结金属轴承中，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/或者端面以规定的方式排列有作为动压产生部的动压槽的情况。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插入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在烧结体的内周面，动压槽成形为规定的形状(例如，参照专利文献I)。
[0004]作为上述的动压槽的排列方式，例如，沿轴向分离地在轴承内周面的两个部位设置排列有多个动压槽的区域。在该动压槽排列区域，在朝向各动压槽排列区域的轴向中央而产生润滑油的导入的方向上排列有动压槽，因此作为防止排列区域之间的负压的产生的目的，提出了在内周面或者与之对置的轴的外周面设置有作为润滑油存积部的凹部(若在轴承侧则为大径部，若在轴侧则为小径部)的结构(例如，参照专利文献2)。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本专利第3607492号公报
[0008]专利文献2:日本专利第4006810号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]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。例如笔记本电脑等所使用的冷却用风扇电动机薄型化，该电动机所使用的轴承装置也要求薄型化。另一方面，冷却性能要求与以往同等的水平，因此需要通过增大叶轮(风扇)的尺寸等进行应对。然而，若像这样使风扇巨大化，则与之相应地旋转体重量增加，因此作用于轴承的负荷反而增加。为了应对负荷的增加，可以提高轴承刚性，为此可以考虑例如增加动压槽的长度(长边方向尺寸)的方法。
[0011 ]然而，如专利文献2记载那样，在将动压槽排列区域设置在内周面的两个部位的烧结金属轴承中，即便欲增加动压槽的长度，对于电动机以及组装于该电动机的流体动压轴承装置也存在薄壁化的要求，因此烧结金属轴承的轴向尺寸本身反而趋于缩小的方向。因此，难以增大动压槽的长度。若强制地增大动压槽的长度，则必然缩小排列区域之间的区域(例如设置于轴承内周面的作为润滑油存积部的凹部)的轴向尺寸，因此能够通过该凹部保持的润滑油的体积也减少。在这样的情况下，因在该区域产生负压而产生气泡，担心因气泡向轴承间隙侵入导致的轴承性能的降低、因气泡的膨胀导致的润滑油的缓冲容积的减少。
[0012]鉴于以上的情况，通过本发明应当解决的技术课题在于提供一种烧结金属轴承，该烧结金属轴承能够实现流体动压轴承装置的小型化，并且防止轴承内部空间的负压的产生，发挥足够的轴承刚性。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]通过本发明的烧结金属轴承来实现上述课题的解决。即，该轴承为通过对将原料粉末压缩成形后的构件进行烧结而形成的多孔质体，且在内周面设置有动压产生部，所述烧结金属轴承的特征在于，作为动压产生部，在轴向上连续地形成有动压槽排列区域，该动压槽排列区域通过排列有相对于圆周方向倾斜的多个动压槽而成，所述烧结金属轴承的轴向尺寸为6mm以下，并且密度比为80%以上且95%以下。此外，这里所说的“密度比”是指将形成烧结金属轴承的多孔质体的密度除以假设该多孔质体中不存在气孔的情况下的密度而得到的值(百分率)。
[0015]本发明是鉴于如下这一点而完成的，S卩，在将烧结金属轴承的轴向尺寸设为6_以下，并且将轴承整体的密度比设定为80%以上且95%以下的范围的情况下，该密度比与以往相比均匀化。即，在这种轴承的压粉成形工序中，一般通过沿应当成形的压粉成形体的轴向对填充于成形模的原料粉末进行加压而成形为规定的形状(通常为筒状)。因此，在如以往那样将原料粉末压缩成形为超过6mm的轴向尺寸的情况下，直接加压侧(例如轴向上侧)或者直接与成形模接触的表层部容易变密，越趋于从加压侧、成形模远离的一侧(例如轴向下侧、压粉成形体的芯部)则变得越稀疏。另一方面，已知如本发明那样，通过设定为将轴向尺寸缩小至6mm以下，并且其密度比为80%以上且95%以下(例如调整原料粉末的轴向的压缩量)，密度比之差在表层侧与芯侧、轴向一侧与另一侧非常小。由此，即使在轴向上连续地形成动压槽排列区域，例如如专利文献2所记载那样省略凹部，也能够隔着轴承面(动压槽排列区域)在轴承内部与轴承间隙之间实现适度的润滑流体的流通。由此，即使不存在润滑流体存积部(凹部)，也能够尽可能地避免在动压槽排列区域之间的区域产生负压的情况，并且能够发挥足够的动压作用而得到高轴承刚性。另外，通过兼顾轴向尺寸，与省略动压槽排列区域之间的区域相应地，能够与以往相比较长地获得动压槽，因此能够实现进一步的动压作用的提高。
[0016]另外，本发明的烧结金属轴承也可以为，轴承内部的密度比的偏差被抑制为3%以下。通过将轴承整体的密度比设定为上述的范围并且使轴承内部的密度比的偏差处于上述范围，从而能够将表层部的密度比设定为如下的程度，即，能够防止来自轴承表面的动压的损失并且能够适当地进行润滑油等向轴承间隙的渗出。另外，能够将除表层部以外的区域(比表层部靠内侧的区域)的密度比设定为该内侧区域的润滑油等的浸渗量适量。
[0017]另外，本发明的烧结金属轴承轴也可以为，在轴向上连续的动压槽排列区域均呈人字形状，并且，构成各个动压槽排列区域的动压槽在其轴向中央侧连续。
[0018]另外，本发明的烧结金属轴承也可以为，所述烧结金属轴承的内径尺寸为3mm以下，并且外径尺寸为6mm以下。在本发明中，能够通过轴向尺寸与其密度比实现轴承刚性对策，因此对于径向而言，能够将其尺寸维持为与以往相同的等级。具体而言，若内径尺寸以及外径尺寸处于上述范围，则能够得到朝向径向的相应的回弹量。因此，能够形成规定深度(几Mi左右)的动压槽，能够起到所需的动压效果。
[0019]以上的说明的烧结金属轴承例如能够适当应用于如下的流体动压轴承，所述流体动压轴承具备:该烧结金属轴承;穿过烧结金属轴承的内周的轴部;形成在包括烧结金属轴承的固定侧与包括轴部的旋转侧之间的密封空间；以及填充于包括烧结金属轴承的内部的轴承内部空间中的润滑油。
[0020]另外，在该情况下，本发明的流体动压轴承装置也可以为，润滑油的40°C的动粘度表现为20cSt以上且170cSt以下，100°C的动粘度表现为2cSt以上且50cSt以下。这样，通过调整烧结金属轴承的密度比而实现其内部结构的最佳化，并且对于润滑油而言，通过根据用途使用比较高粘度的润滑油，从而有助于轴承性能的进一步提高，并且能够抑制润滑油的劣化。由此，即使在实现薄型化的情况下，也能够提供高性能并且可靠性高的流体动压轴承装置。
[0021]另外，以上的说明的流体动压轴承装置通过旋转体的重量增加而能够长期发挥适度并且稳定的轴承刚性，因此能够适当应用于风扇电动机，该风扇电动机具备:上述流体动压轴承装置；以及安装于上述轴部的风扇。
[0022]发明效果
[0023]如上所述，根据本发明，能够提供一种烧结金属轴承，该烧结金属轴承能够实现流体动压轴承装置的小型化，并