烧结金属轴承及其制造方法_2

文档序号:9816133阅读:来源:国知局
轴承性能、与壳体的粘接强度的方式设计倒角部,因此能够提供可通过上下反转而将各端面用作推力轴承面的烧结金属轴承。
【附图说明】
[0029]图1是搭载了本发明的一实施方式的风扇电动机的信息设备的示意图。
[0030]图2是构成图1的电动机的流体动压轴承装置的剖视图。
[0031]图3是本发明的一实施方式的烧结金属轴承的剖视图。
[0032]图4A是从轴向上侧观察图3所示的烧结金属轴承的上侧端面时的图。
[0033]图4B是从轴向下侧观察图3所示的烧结金属轴承的下侧端面时的图。
[0034]图5是将烧结金属轴承的原料粉末压缩成形并进行烧结而获得的烧结体的剖视图。
[0035]图6A是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图,是插入精压栓前的剖视图。
[0036]图6B是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图,是烧结体开始向挤压模压入时的剖视图。
[0037]图7A是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图,是向烧结体的压入动作结束的时刻的剖视图。
[0038]图7B是用于对图5所示的烧结体的精压工序进行说明的图,是将烧结体从挤压模脱模的时刻的剖视图。
[0039]图8是本发明的其他实施方式的烧结金属轴承的剖视图。
【具体实施方式】
[0040]以下,根据附图对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,从烧结金属轴承进行观察,将轮毂部的圆盘部一侧作为“上侧”,将盖构件一侧作为“下侦Γ进行处理。当然,该上下方向并不限定实际产品的设置方式、使用方式。
[0041]图1示出了具备本发明的流体动压轴承装置I的风扇电动机2、以及搭载有该风扇电动机2的信息设备3的概要剖视图。该风扇电动机2是所谓的离心式的风扇电动机2,安装在应当进行冷却的部件(信息设备3)的基座4上。在本实施方式中,旋转方向彼此不同的两种风扇电动机2、2,各安装有一个,合计安装有两个。
[0042]其中,一方的风扇电动机2(以后,设为一方的风扇电动机2进行正转,另一方的风扇电动机2 ’进行与之相反的旋转。)具备:流体动压轴承装置I;设置于流体动压轴承装置I的旋转构件9的多个风扇5;用于使这些风扇5与旋转构件9一体地旋转的驱动部6。驱动部6例如由隔着径向上的缝隙对置的线圈6a以及磁铁6b构成,在本实施方式中,线圈6a固定于固定侧(基座4),磁铁6b固定于旋转侧(构成旋转构件9的轮毂部10)。
[0043]当向线圈6a通电时,通过线圈6a与磁铁6b之间的励磁力使磁铁6b旋转,由此,在旋转构件9(在本实施方式中为轮毂部10)的外周缘立起设置的多个风扇5与旋转构件9 一体地旋转。通过该旋转,各风扇5产生朝向外径方向外侧的气流,以引入该气流的方式,从设置于风扇电动机2的轴向上侧的基座4的孔4a朝向轴向下侧产生吸气流。这样,通过在信息设备3的内部产生气流,从而能够将信息设备3的内部产生的热量向外部释放(冷却)。
[0044]图2示出了组装于风扇电动机2的流体动压轴承装置I的剖视图。该流体动压轴承装置I主要具备:壳体7;固定于壳体7的内周的烧结金属轴承8;以及相对于烧结金属轴承8进行相对旋转的旋转构件9。
[0045]旋转构件9具有:配置在壳体7的上端开口侧的轮毂部10;以及插入烧结金属轴承8的内周的轴部11。
[0046]轮毂部10包括:覆盖壳体7的上端开口侧的圆盘部1a;从圆盘部1a向轴向下侧延伸的第一筒状部1b;位于比第一筒状部1b靠外径侧的位置且从圆盘部1a向轴向下侧延伸的第二筒状部1c;以及从第二筒状部1c的轴向下端进一步向外径侧延伸的凸缘部10d。圆盘部1a与固定于壳体7的内周的烧结金属轴承8的一方的端面(上端面8b)对置。因此,在本实施方式中,圆盘部1a相当于端面对置部。另外,多个风扇5以从凸缘部1d的外周缘立起设置的方式与轮毂部10—体地设置。
[0047]轴部11在本实施方式中与轮毂部10—体地形成,在其下端具有不同体的凸缘部12。在该情况下,凸缘部12的上端面12a与烧结金属轴承8的另一方的端面(下端面Sc)对置。当然,也可以与轮毂部10不同体地形成轴部11,此时,能够将轴部11的上端压入在轮毂部10的中央设置的孔,并通过粘接等手段进行固定。或者,将由不同材料形成的轴部11与轮毂部10的一方作为嵌合部件,通过金属、树脂的注射成形来形成轴部11与轮毂部10的另一方。
[0048]壳体7呈使其轴向两端开口的筒状,通过盖构件13将其下端开口侧封口。另外,壳体7的内周面7a固定于烧结金属轴承8,并且其外周面7b固定于信息设备3的基座4。壳体7的上端面7c与轮毂部10的圆盘部1a的下端面1al的轴向上的对置间隔比烧结金属轴承8的上端面Sb与圆盘部1a的下端面1al的对置间隔大,这里,设定为视为不对旋转驱动时的损失转矩增加造成实质影响的程度的大小。
[0049]在壳体7的外周上侧形成有随着朝向上方而外径尺寸增加的锥状的密封面7d。该锥状的密封面7d在与第一筒状部1b的内周面1bl之间,形成从壳体7的封闭侧(下方)朝向开口侧(上方)逐渐缩小径向尺寸的环状的密封空间S ο该密封空间S在轴部11以及轮毂部1旋转时与后述的第一推力轴承部Tl的推力轴承间隙的外径侧连通,能够在包括各轴承间隙的轴承内部空间之间实现润滑油的流通。另外,在轴承内部空间填充有润滑油的状态下,调整润滑油的填充量,以使得润滑油的油面(气液界面)始终维持在密封空间S内。
[0050]烧结金属轴承8是将例如以铜(不仅是纯铜也包括铜合金)、铁(不仅是纯铁也包括不锈钢等铁合金)等金属为主要成分的原料粉末压缩成形并进行烧结而成的烧结金属的多孔质体,大致呈圆筒形状。在烧结金属轴承8的内周面8a的整个面或者一部分形成有作为动压产生部而排列有多个动压槽Sal的区域。在本实施方式中,如图3所示,该动压槽Sal排列区域通过人字形状地排列多个动压槽8al、倾斜凸部8a2以及带部8a3(与倾斜凸部8a2、带部8a3—起在图3中标注剖面线的部分)而成,并且在轴向上分离地形成有两处,所述动压槽8al相对于圆周方向倾斜规定角,所述倾斜凸部8a2在圆周方向上划分这些动压槽8al,所述带部83a沿圆周方向延伸并在轴向上划分各动压槽8al。在该情况下,上侧的动压槽8al排列区域、下侧的动压槽Sal排列区域均相对于轴向中心线(沿圆周方向连接带部8a3的轴向中央的假想线)沿轴向对称地形成,其轴向尺寸彼此相等。
[0051 ]在烧结金属轴承8的上端面8b的整个面或者一部分形成有排列有作为动压产生部的多个动压槽Sbl的区域。在本实施方式中,例如如图4A所示,形成有沿圆周方向并排地排列有呈螺旋状延伸的多个动压槽Sbl的区域。此时,动压槽Sbl的螺旋的朝向设定为与旋转构件9的正转方向对应的朝向。在上述结构的动压槽8b I排列区域,在驱动图2所示的流体动压轴承装置I旋转的状态下,在与对置的轮毂部10的圆盘部1a的下端面1al之间形成后述的第一推力轴承部Tl的推力轴承间隙。
[0052]另外,在烧结金属轴承8的下端面8c的整个面或者一部分形成有排列有作为动压产生部的多个动压槽Scl的区域。在本实施方式中,例如如图4B所示,形成有沿圆周方向并排地排列有呈螺旋状延伸的多个动压槽8c I的区域。此时,动压槽8c I的螺旋的朝向设定为,在将该烧结金属轴承8上下反转而使下端面Sc与轮毂部10的下端面对置的状态下(参照图1的风扇电动机2’),与旋转构件9的反转对应的朝向。因此,在图2所示的设置方式中,成为与旋转构件9的相对于凸缘部12的正转方向对应的朝向(能够在与凸缘部12之间产生动压的朝向)。在上述结构的动压槽Scl排列区域,在驱动图2所示的流体动压轴承装置I旋转的状态下,在与对置的凸缘部12的上端面12a之间形成后述的第二推力轴承部T2的推力轴承间隙(参照图2)。
[0053]推力轴承间隙在组装流体动压轴承装置I的时刻自动地设定。即,在如图2所示那样组装流体动压轴承装置I的状态下,凸缘部12与轮毂部10的圆盘部1a配置在沿轴向夹着固定于壳体7的烧结金属轴承8的位置。由此,将从轮毂部10的下端面1al与凸缘部12的上端面12a的对置间隔减去烧结金属轴承8的轴向尺寸而获得的值设定为双方的推力轴承间隙的总和。
[0054]在烧结金属轴承8的外周面8d形成有一个或者多个(在本实施方式中为三个)轴向槽8dl。在将烧结金属轴承8固定于壳体7的状态下,该轴向槽8dl在与壳体7的内周面7a之间形成润滑油的流路(参照图2)。
[0055]另外,在烧结金属轴承8的两端面8b、8c的外周缘以及内周缘分别形成有规定形状的外侧倒角部8e(8e’)与内侧倒角部8f(8f’),上端面8b与外周面8d、以及下端面8c与外周面Sd通过外侧倒角部Se、Se,连结,并且上端面Sb与内周面8a、以及下端面8c与内周面8a通过内侧倒角部8f、8f’连结。
[0056]其中,位于上端面Sb以及下端面Sc的外周缘的外侧倒角部8e(8e’)均形成为其轴向尺寸al(al’)大于径向尺寸bl(bl’)(图3)。另外,上端面Sb与下端面8(:之间的外侧倒角部8e、8e’的轴向尺寸之差al-al’(绝对值)大于径向尺寸之差bl_bl’(绝对值)。具体而言,例如以轴向尺寸之差al-al’为0.05mm以上且0.1Omm以下的方式形成上下双方的外侧倒角部8e、8e’。另外,以径向尺寸之差bl-bl’为0.02mm以下的方式形成上下双方的外侧倒角部Se、Se’。由于具有这样的尺寸关系,因此外侧倒角部8e、8e’均相对于上端面Sb或者下端面Sc以超过45度的角度倾斜。
[0057]这样,在烧结金属轴承8的两端面8b、8c(特别是上端面Sb)的外周缘设置有外侧倒角部8e、8e’,因此例如在将该烧结金属轴承8粘接固定于壳体7的内周时,该外侧倒角部8
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