烧结金属轴承及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种烧结金属轴承及其制造方法。
【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，随着插入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。
[0003]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于烧结体的内周面，成形出动压槽(例如，参照专利文献I)。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。
[0004]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)。
[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:日本特开2001-291983号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]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。
[0011]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I)。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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]用于解决课题的方案
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]发明效果
[0028]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