CN102356249A - 烧结金属轴承及具备该轴承的流体动压轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烧结金属轴承及具备该轴承的流体动压轴承装置。本发明所涉及的烧结金属轴承通过将至少包含Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的原料粉末压缩成形，然后以规定的温度对该压缩成形体进行烧结而得到。

Description

烧结金属轴承及具备该轴承的流体动压轴承装置

技术领域

本发明涉及将金属粉末压缩成形后烧结而得到的烧结金属轴承及具备该轴承的流体动压轴承装置。

背景技术

烧结金属轴承例如被适当用作为在内部气孔中含浸有润滑油等的烧结含油轴承，在机动车用轴承部件或信息设备用的电动机主轴等要求良好的轴承性能和耐久性的部位使用。

在此，流体动压轴承装置为烧结金属轴承的用途之一。该流体动压轴承装置是利用在轴承间隙产生的润滑油等的动压作用而以非接触的方式将轴构件支承为旋转自如的轴承装置。该轴承装置具有高速旋转、高旋转精度、低噪声等的特征，近年来，活用该特征而适当地用作为在以信息设备为代表的各种电气设备中搭载的电动机用的轴承装置，更具体而言，适当地用作为HDD等的磁盘装置、CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘装置、MD、MO等光磁盘装置等的主轴电动机，激光束打印机(LBP)的多边形扫描电动机、风扇电动机等电动机用轴承装置。

对于上述各种电动机要求高旋转精度的提高。支承该电动机的主轴的轴承是决定该要求性能的构成要件之一，近年来，研究具有所述要求性能优良的特性的流体轴承的使用，或进行了实际使用。

这种流体轴承大致分为具备用于使轴承间隙内的润滑流体产生动压的动压产生部的动压轴承和不具备动压产生部的所谓的正圆轴承(轴承剖面为正圆形状的轴承)。

例如，在装入HDD等的盘驱动装置的主轴电动机中的流体动压轴承装置中，存在由动压轴承构成径向支承轴构件的径向轴承部及在推力方向上进行支承的推力轴承部这双方的情况。作为这种流体动压轴承装置(动压轴承装置)中的径向轴承部，公知有在例如烧结金属制的套筒的内径面上形成排列有多个动压槽的区域作为动压产生部，并在形成该动压产生部的面和与其对置的轴构件的外径面之间形成径向轴承间隙的结构(例如，参照下述专利文献1)。

例如如下述专利文献2公开的那样，这样多用途的烧结金属轴承通过在将Cu粉末或Fe粉末或者以这两者为主要成分的金属粉末压缩成形成规定的形状(大多为圆筒状)后烧结而得到的多孔质体中含浸润滑油或润滑脂等流体而形成。

在此，在下述专利文献3中公开了将含有Cu粉末和SUS粉末的混合金属粉末压缩成形后烧结而得到的烧结含油轴承。

或者，在下述专利文献4中，公开了以Fe系为主要成分的烧结金属轴承的一例。具体而言，提出了一种由Cu系合金粉末、Cu粉末、碳粉末和Fe粉末构成的Fe系烧结滑动构件，是由Cu成分15～25wt％、Si成分1～5wt％、Sn成分1～5wt％、碳成分3～10wt％、剩余部分Fe成分(55～80wt％)构成的Fe系烧结滑动构件。此外，公开了通过将配合成上述重量比的混合粉末进行压粉成形，将该压粉体以1100～1150℃烧结而制造该烧结滑动构件的主旨。

此外，对于装入上述流体动压轴承装置使用的烧结金属制的轴承套筒(烧结金属轴承)同样地，将Cu粉末或Fe粉末或者含有两者的金属粉末用模具压缩成形成规定形状，在将压缩成形体烧结后将该烧结材料进行整形而形成(参照下述专利文献5、下述专利文献6)。

图29～图31例示整形装置的大致构造。该装置以供烧结材料311的外径面311b压入的圆筒状的冲模313、成形烧结材料311的内径面311a的整形销312、从上下方向按压烧结材料311的两端面的上下的冲头314、315为主要要件。在整形销312的外周面设置有与完成品的轴承面的形状对应的凹凸状的成形模具。成形模具的凸部成形轴承面中的动压槽的区域，凹部成形动压槽以外的区域。

在整形中，首先，如图29所示，将烧结材料311配置成与冲模313的上表面位置对合。这种情况下，在烧结材料311的外径面311b与应当压入的冲模313的内径面之间确保有规定的压入量D301，在向冲模313压入前的状态下，在烧结材料311的内径面311a与整形销312的成形模具(凸部)之间存在内径间隙D302。

然后，使上冲头314及整形销312下降，将烧结材料311压入冲模313。如图30所示，将上冲头314压入至下死点而使烧结材料311压抵于下冲头315的上表面，从而从上下方向进行加压。烧结材料311从冲模313和上下冲头314、315受到压迫力而发生变形，内径面311a被整形销312的成形模具加压。内径面311a的加压量和压入量D301与内径间隙D302的差大致相等，从内径面311a到规定深度的表层部分被整形销312的成形模具加压，产生塑性流动而被成形模具咬住。由此，成形模具的形状被转印到烧结材料311的内径面311a上，成形轴承面(同时烧结材料311的外径面311b也被整形)。这种情况下，在从将上冲头314插入冲模313到上冲头314到达下死点而将烧结材料311压缩的期间，下冲头315在冲模313的内部待机，并维持其位置。

然后，如图31所示，在维持成形模具与烧结材料311的位置关系的同时使整形销312和上下的冲头314、315上升，将烧结材料311从冲模313拔出。若将烧结材料311从冲模313拔出，则在烧结材料311上产生反冲，其内径尺寸扩大。由此，能够在不破坏动压产生部的形状的情况下将烧结材料从整形销拔出。

【专利文献1】日本专利公开公报2003-239951号

【专利文献2】日本专利公开公报平11-182551号

【专利文献3】日本专利公开公报2006-214003号

【专利文献4】日本专利公开公报2001-123253号

【专利文献5】日本专利公开公报2002-178089号

【专利文献6】日本专利公开公报2002-206534号

但是，近来例如以HDD的高容量化为代表地，在各种信息设备用电动机中，以信息处理量的增大为目的，存在主轴的高速旋转化或包括信息存储介质的主轴的重量增加的倾向。因此，对于装入这种信息设备用电动机而使用的上述烧结金属轴承要求比以往更加良好的耐磨损性。考虑上述观点，如上述专利文献3所公开的那样，可以认为配合有SUS粉末的烧结金属轴承是有效的，但另一方面，SUS粉末缺乏与其他金属粉末的烧结性，因此仅配合SUS粉末则可能无法得到足够的烧结强度。

此外，如上述那样，对于装入这种信息设备用电动机而使用的上述烧结金属轴承要求比以往更加良好的耐磨损性，但另一方面，为了应对降低成本的要求，关于上述轴承的原料粉末，研究了从比较高价的Cu粉末置换成比较低价的Fe粉末。

然而，随着Fe粉末的比例的增高，可能存在以下的缺陷。即，为了得到轴之间的良好的滑动性，Cu成分是不可或缺的，但因提高了Fe成分的比例所以相对地Cu成分的比例减少，难以确保期望的滑动性。此外，为了得到良好的滑动性，与配合件的滑动面(轴承面)也需要高的面精度，但如果Fe成分占轴承的大部分，则Cu成分具有的加工性的优点得不到反映，可能无法得到规定的面精度。

此外，如上述专利文献4所记载的那样，通常，在Fe系的烧结金属轴承中，由于将比较接近作为主要成分的Fe的熔点的温度(1100℃～1150℃)设定为烧结温度，因此以超过Cu的熔点的温度进行烧结。这样，Cu粉末熔化而向内部气孔进入，难以与Fe成分同等地构成轴承面。因此，在这种情况下，难以反映出Cu成分具有的滑动性和加工性。

此外，如果考虑烧结材料(烧结金属轴承)的基于上述整形的成形精度，则如图32所示，存在通过所述的方法成形的烧结材料311在烧结材料的轴向两端部311c、311d产生内径尺寸差的情况。这是因为，受到烧结材料311的一端部311c的压缩量比另一端部311d的压缩量大、烧结材料311的一端部311c的密度比另一端部311d的密度大等的影响。即，如果在烧结材料311的一端部311c与另一端部311d产生密度差则对反冲量的大小带来影响等，这成为产生烧结材料的轴向两端部311c、311d的内径尺寸差的原因之一。

如此，在烧结材料311的一端部311c，内径尺寸d21变小，在另一端部311d，内径尺寸d22变大。由此，烧结材料311的内径面311a成为从上冲头314侧朝向下冲头315侧扩径的锥形形状，导致旋转精度的不良。

发明内容

鉴于以上情况，在本说明书中，第一技术的课题在于提供一种耐磨损性优良且能够显示出高烧结强度的烧结金属轴承。

此外，鉴于以上情况，在本说明书中，第二技术的课题在于提供一种能够以低成本制造且能够发挥高耐磨损性及滑动性的烧结金属轴承。

此外，鉴于以上情况，在本说明书中，第三技术的课题在于提供一种能够降低烧结材料的轴向两端部的内径尺寸差而提高旋转精度的轴承套筒的制造方法及流体轴承装置

所述第一技术的课题的解决通过本申请的第一发明所涉及的烧结金属轴承实现。即，该烧结金属轴承的特征在于，通过将含有多种金属粉末的原料粉末压缩成形并烧结而得到，且在内部具有可含油的多个气孔，原料粉末包括Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末。需要说明的是，在此所述的“纯Fe粉末”是指工业上使用的高纯度的铁粉，包括具有例如99％以上的纯度的铁粉。

这样，通过对滑动特性及加工性方面优良的Cu粉末和SUS粉末进一步配合纯Fe粉末，从而能够在烧结后的制品中发现SUS粉末所具有的良好的耐磨损性，并且通过纯Fe粉末加强SUS粉末与其他粉末的烧结性的缺乏，能够得到具有高烧结强度的烧结金属轴承。尤其是，在这种轴承中，需要在内部留有用于含油的多个气孔，因此压缩成形时的密度不能设定得过高，因此，通过配合与SUS粉末相比烧结性及压缩性优良的纯Fe粉末，能够确保相当数量的内部气孔且能够得到期望的烧结强度(例如以径向抗压强度表示)。

这种情况下，为了充分地得到上述效果，可以使上述Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末中的至少任一种为在原料粉末所含有的粉末中所占比例最高的粉末。此外，这种情况下，可以使上述三种金属粉末为占原料粉末中比例最高的三种。具体而言，可以将占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的含有比例分别调整为，Cu粉末：15wt％以上60wt％以下，SUS粉末：10wt％以上35wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下。

此外，原料粉末可以还含有磷化Fe粉末。通常，磷化Fe与纯Fe相比具有脆性，应考虑避免使用，但若以与纯Fe粉末分开的粉末状配合到原料粉末中，则不会对烧结体的强度、刚性造成不良影响，反而能够提高轴承面的耐磨损性。

此外，这种情况下，可以将占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末及磷化Fe粉末的含有比例可以分别调整为，Cu粉末：15wt％以上60wt％以下，SUS粉末：10wt％以上30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下，磷化Fe粉末：0.1wt％以上2.0wt％以下。在此，磷化Fe粉末的配合比例(含有比例)如上述那样设定是基于以下的理由。即，如果磷化Fe粉末的含有比例低于0.1wt％，则无法充分得到上述耐磨损性的提高效果，此外，如果超过2.0wt％，则产生对烧结体的强度波及不良影响的可能性。

原料粉末可以还含有低熔点金属粉末。在此所述的“低熔点金属”是指具有在烧结时熔化的程度的熔点的金属，这样的金属粉末在烧结时熔化而液相化，由此作为Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末中的的同种粉末间或者不同种粉末间的粘结剂发挥作用。因此，能够加强该粉末间的结合力，提高烧结强度。作为低熔点金属粉末，例如可以使用在Cu粉末的烧结温度下可靠熔化的金属粉末，即Sn、Zn、Al、P等金属粉末或者含有它们中的两种以上的合金粉末，其中考虑烧结后的硬度优选Sn粉末。

此外，如上所述，如果配合低熔点金属粉末，则主要有助于烧结作用的Cu粉末的比例可以减少，因此例如可以使占原料粉末的Cu粉末的含有比例比SUS粉末和纯Fe粉末的含有比例的总和小。具体而言，可以将占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末及低熔点金属粉末的含有比例分别调整为，Cu粉末：15wt％以上45wt％以下，SUS粉末：10wt％以上30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下，低熔点金属粉末：0.5wt％以上10wt％以下。

或者，在还含有磷化Fe粉末的情况下，可以将占原料粉末的上述各金属粉末的含有比例分别调整为，Cu粉末：15wt％以上45wt％以下，SUS粉末：10wt％以上30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下，磷化Fe粉末：0.1wt％以上2.0wt％以下，低熔点金属粉末：0.5wt％以上10wt％以下。

原料粉末可以还含有石墨。这种情况下，石墨作为固体润滑剂发挥作用，因此具有提高烧结体的滑动面(轴承面)或者与压缩成形时、烧结后的二次加工时的模具的滑动性的作用。

此外，上述第一发明所涉及的烧结金属轴承也可以是以小于Cu的熔点的温度烧结而得到的。如果为这样得到的烧结金属轴承，则压缩成形体中的Cu粉末不会熔化而保持粉状，因此完成品中的Cu组织作为粉状(粒状)组织残留存在，其一部分与SUS组织、纯Fe组织等共同构成轴承面。因此，能够在配合件(轴等)之间得到良好滑动性。此外，能够提高纯Fe成分的比例并同时确保轴承面的加工性而维持滑动面的面精度。上述构成在与如上述那样配合低熔点金属粉末而加强烧结体的强度的情况、或与将Cu粉末的一部分置换成纯Fe粉末而进一步提高纯Fe粉末的含有比例的情况组合时更为有效。

此外，上述第一发明所涉及的烧结金属轴承的烧结密度可以被调整在6.8g/cm³以上7.3g/cm³以下的范围内。若为烧结密度(表观密度)被调整在上述范围内的轴承，则能够使基于上述各金属粉末的耐磨损性、强度、滑动性、加工性充足并同时确保作为烧结含油轴承可使用的程度的数量和大小的内部气孔，尤其能够适当地供给作为后述的流体动压轴承装置用的轴承部件。

此外，上述结构所涉及的烧结金属轴承也可以形成有用于在与要旋转支承的轴之间产生流体的动压作用的动压产生部。具体而言，也可以在成为轴承面的内周面或轴向端面形成动压产生部。此时，如上所述，通过采用平衡良好地配合Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的结构，能够精度良好地成形例如动压槽等凹凸形状，并且能够提高凸部分的滑动性和耐磨损性。

如上所述，以上结构所涉及的烧结金属轴承在耐磨损性、强度、滑动性方面优良，能够作为具备该轴承的流体动压轴承装置使用，尤其能够适当地在HDD等的电动机用轴承装置等应支承的轴的旋转重量比较大的主轴中使用。

此外，所述第一技术的课题的解决，也可以通过以下的烧结金属轴承的制造方法实现，该烧结金属轴承的制造方法是制造通过将含有多种金属粉末的原料粉末压缩成形并烧结而得到且在内部具有可含油的多个气孔的烧结金属轴承的方法，其特征在于，将含有Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的原料粉末压缩成形并进行烧结。

此外，此时，为了提高例如纯Fe粉末和Cu粉末的彼此的分散性，可以在将纯Fe粉末和Cu粉末通过局部的合金化而一体化的状态下向原料粉末供给。这样，能够将纯Fe粉末和Cu粉末一体地向原料粉末供给，因此能够防止纯Fe粉末或Cu粉末偏析的情况，能够得到均质的烧结体。

此外，所述第二技术的课题的解决通过本申请的第二发明所涉及的烧结金属轴承实现。即，该烧结金属轴承是在Fe系组织中分散有Cu组织的烧结金属轴承，其特征在于，按重量比计算含有Cu组织的10倍以上的Fe系组织，且Cu组织作为粒状组织残留。在此，在“Fe系组织”中不但包括仅由Fe构成的组织，还包括例如SUS等以Fe为主要成分的组成。此外，对于Cu组织，无需使全部的Cu组织为粒状，可以使其一部分通过烧结而具有非粒状的形状。

这样，通过使Fe系组织的比例与Cu组织的比例相比大幅提高，能够实现耐磨损性的提高和制造成本的降低化。此外，通过使Cu组织作为粒状组织残留，Cu组织与Fe系组织共同构成包括滑动面的轴承表面，因此能够在与配合件(轴等)之间得到良好的滑动性。此外，能够提高Fe成分的比例并同时确保滑动面的加工性而维持滑动面的面精度。此外，形成上述Fe系组织和Cu组织的含有比例(10倍)是基于本发明人等的以下见解，即，通过以该比例含有Fe系组织和Cu组织，能够满足耐磨损性、滑动性、成本方面的上述三方面特性的全部。

在此，具体而言，可以使Fe系组织的含有比例按重量比计算为90％以上。此外，这种情况下，可以使Fe系组织的含有比例按重量比计算提高到最大98％。只要是Fe系组织的含有比例在上述范围内的烧结金属轴承，则能够按照实施等级满足耐磨损性和滑动性，且同时能够实现低成本化的实效。

此外，Fe系组织也可以由例如Fe组织和SUS组织的一方或双方构成。这种情况下，如果重视强度或成本方面则优选Fe组织，如果重视耐腐蚀性则优选SUS组织。

此外，上述结构所涉及的烧结金属轴承可以设置有用于在与要旋转支承的轴之间产生流体的动压作用的动压产生部。具体而言，可以在成为轴承面的内周面或轴向端面形成动压产生部。本发明所涉及的轴承由于采用使Cu组织作为粒状组织残留的结构，因此在具有轴承面的轴承表层部也存在Cu组织，能够精度良好地成形例如动压槽等凹凸形状。

如上所述，以上结构所涉及的烧结金属轴承在耐磨损性、滑动性方面优良，因此作为具备该轴承的流体动压轴承装置能够适当地使用。

此外，所述课题的解决也可以通过以下的烧结金属轴承的制造方法实现，该烧结金属轴承的制造方法是制造在Fe系组织中分散有Cu组织的烧结金属轴承的方法，其特征在于，将至少含有Cu粉末和按重量比计算为Cu粉末的10倍以上的Fe系粉末的原料粉末压缩成形，然后将该压缩成形体以小于Cu的熔点的温度烧结。

根据该方法，由于并非压缩成形体中的Cu粉末全部熔化而是保持粒状的状态残留，与上述同样地，能够以高等级确保滑动性(与配合件的磨合性)和加工性。此外，由于无需在烧结时熔化，因此能够防止形成新的内部气孔，或者能够防止相邻的内部气孔的扩大。无论如何，都能够防止增加具有后述的润滑油可流通程度的大小的内部气孔。

作为Fe系粉末，可以使用Fe粉末、SUS粉末等Fe系合金粉末。此外，为了提高Fe系粉末和Cu粉末的彼此的分散性，可以将Fe系粉末和Cu粉末以通过局部的合金化而一体化的状态向原料粉末供给。如此，原则上每一种Fe系粉末都与Cu粉末一体地向原料粉末供给，因此能够防止Fe系粉末或Cu粉末偏析的情况，能够得到均质的烧结体。

此外，作为上述原料粉末之一使用的Cu粉末可以具有比Fe系粉末粒径细微的粒径。在此，是否为“Cu粉末具有比Fe系粉末粒径细微的粒径”可以通过双方粉末的最大粒径、平均粒径、粒径中值中的任一项进行比较评价。或者，也可以通过所述值中的两个以上的评价基准所显示的数值的大小关系来确定双方的粉末粒径的大小关系。这样，通过使用比Fe系粉末细微的Cu粉，与例如具有与Fe系粉末同等粒径的Cu粉末相比，与Fe系粉末的接触面积(或者接触部位)增加。因此，即使大幅提高Fe粉末的配合比例(即使提高到90wt％以上)也能够确保轴承的强度。此外，担心随着粉末变得细微而流动性下降，但若为本发明，则能够将Cu粉末的配合比例与Fe系粉末的配合比例相比抑制得低，因此无需担心这种问题。

此外，所述第三技术的课题的解决通过本申请的第三发明所涉及的轴承套筒的制造方法实现。即，该制造方法通过使用冲模及一对冲头对通过烧结工序形成的烧结材料进行整形，在制造外插于轴构件且在内周面与轴构件的外周面之间形成有径向轴承间隙的圆筒状的轴承套筒时，在整形工序中，利用来自一方冲头的加压力将烧结材料压入冲模后，使另一方冲头向一方冲头侧移动，由此沿轴向压缩烧结材料。

根据上述第三发明所涉及的轴承套筒的制造方法，由于在烧结材料的全长压入冲模而利用一方冲头压缩烧结材料的状态下顶起另一方冲头，因此能够在一方冲头到达下死点的状态下从轴向两端部对烧结材料加压。由此，另一方冲头附近的烧结材料也被赋予从另一方冲头侧朝向一方冲头侧的按压力而被压缩。

可以使另一方冲头在烧结材料的整体压入冲模后向一方冲头侧移动。此外，可以在将烧结材料压入冲模期间使另一方冲头待机，或在一方冲头和另一方冲头限制烧结材料的同时将其压入冲模。

可以使另一方冲头向一方冲头侧的移动量大于利用一方冲头向冲模压入时产生的烧结材料的轴向的延伸量。由此，能够与烧结材料沿轴向延伸前的轴向尺寸相比进一步压缩烧结材料，因此能够可靠地压缩另一方冲头附近的烧结材料。

上述第三发明所涉及的流体轴承装置具有：上述第三发明所涉及的轴承套筒；插入轴承套筒的内周的轴构件；具有在轴承套筒的内周面与轴构件的外周面之间形成的径向轴承间隙，且利用在径向轴承间隙形成的润滑流体的膜沿径向支承轴构件的径向轴承部。

发明效果

如上所述，根据本申请的第一发明所涉及的烧结金属轴承及其制造方法，能够提供耐磨损性优良且能够显示高烧结强度的烧结金属轴承。

此外，如上所述，根据本申请的第二发明所涉及的烧结金属轴承及其制造方法，能够以低成本制造能够发挥高耐磨损性及滑动性的烧结金属轴承。

此外，如上所述，根据本申请的第三发明所涉及的轴承套筒的制造方法，另一方冲头附近的烧结材料也被赋予从另一方冲头侧朝向一方冲头侧的按压力而被压缩，因此能够减小轴向两端的密度差而降低烧结材料的轴向两端部的内径尺寸差，实现旋转精度的提高。

附图说明

图1是装入了本申请的第一发明的一实施方式所涉及的烧结金属轴承的流体动压轴承装置及具备该流体动压轴承装置的主轴电动机的剖视图。

图2是流体动压轴承装置的剖视图。

图3是第一发明所涉及的烧结金属轴承的剖视图。

图4是烧结金属轴承的一俯视图。

图5是第一发明的其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置的剖视图。

图6是第一发明的其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置的剖视图。

图7是装入了本申请的第二发明的一实施方式所涉及的烧结金属轴承的流体动压轴承装置及具备该流体动压轴承装置的主轴电动机的剖视图。

图8是流体动压轴承装置的剖视图。

图9是本发明所涉及的烧结金属轴承的剖视图。

图10是烧结金属轴承的一俯视图。

图11是其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置的剖视图。

图12是其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置的剖视图。

图13是一实施方式所涉及的烧结金属轴承的剖面照片。

图14是其他实施方式所涉及的烧结金属轴承的剖面照片。

图15是其他实施方式所涉及的烧结金属轴承的剖面照片。

图16是表示磨损试验的测定结果的曲线图。

图17是表示径向抗压试验的测定结果的曲线图。

图18是表示透过油量的测定结果的曲线图。

图19是装入了本申请的第三发明所涉及的流体轴承装置的信息设备用主轴电动机的剖视图。

图20是流体轴承装置的纵剖视图。

图21(a)是轴承套筒的纵剖视图，(b)是轴承套筒的下端面。

图22是示意性地表示在第三发明的第一实施方式的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图23是示意性地表示在第三发明的第一实施方式的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图24是示意性地表示在第三发明的第一实施方式的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图25是示意性地表示在第三发明的第一实施方式的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图26是表示在第三发明的第一实施方式的轴承套筒的制造方法中使用的上下的冲头的位置关系的图。

图27是表示第三发明的第二实施方式的轴承套筒的制造方法中使用的上下的冲头的位置关系的图。

图28是示意性地表示在第三发明的第四实施方式～第五实施方式的流体轴承装置的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图29是示意性地表示在现有的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图30是示意性地表示在现有的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图31是示意性地表示在现有的轴承套筒的制造方法中的套筒的整形工序的一例的图。

图32是表示通过现有的轴承套筒的制造方法制造的烧结材料的放大剖视图。

具体实施方式

以下，根据图1～图6说明本申请的第一发明所涉及的烧结金属轴承的实施方式。

本发明所涉及的烧结金属轴承将Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末或者作为主要成为包含所述的金属粉末的原料粉末压缩成形并进行烧结而形成。在此，调整各金属粉末的配合比例，以使Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末占原料粉末整体的比例为，Cu粉末：15wt％以上60wt％以下，SUS粉末：10wt％以上35wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下。

包含在上述原料粉末中的金属粉末中的Cu粉末的组成和形状没有特定的局限。由此，除了纯Cu粉末以外，还可以使用一部分或整体与其他的金属合金化了的Cu粉末。此外，其制造方法没有特别的局限，可以使用通过还原法、喷散法或电解法等各种方法制造出的粉末。对于Cu粉末的尺寸也没有特定的局限，但在使用例如粒径比SUS粉末或纯Fe粉末的粒径细微的粉末时，可以减小其配合比例。这是因为，Cu粉末越细微，与SUS粉末、纯Fe粉末的接触区域越增加，因此，即使较少的量也能够确保轴承的强度。此外，与使用和SUS粉末、纯Fe粉末相同尺寸的Cu粉末的情况相比，在完成品的轴承面等露出的Cu组织的比例也增大，因此即使Cu粉末的配合比例少也容易确保滑动性。

此外，关于上述原料粉末所含有的SUS粉末，其种类(组织)、形状等没有特定的局限，也可以使用具有奥氏体系、奥氏体·铁素体系、铁素体系、马氏体系中的任一种的组织形态的SUS粉末。其中，尤其可以使用机械强度、耐磨损性优良的马氏体系SUS粉末。作为该不锈钢的代表例，例如可以举出SUS410(11.5Cr～13.5Cr)。

关于纯Fe粉末同样地，其种类、形状等没有特定的局限，例如为还元Fe粉、喷散Fe粉、电解Fe粉等，不局限于其制造方法而可以使用各种纯Fe粉末。

此外，除了以上的金属粉末以外，还可以含有其他的粉末，作为一例可以举出磷化Fe粉末(Fe₃P粉末)。这种情况下，配合磷化Fe粉末是为了达到实现烧结体的耐磨损性提高的目的，其配合比例的下限值被确定为耐磨损性的提高效果被认可的程度，此外其上限值被确定为不会对烧结体的机械特性波及不良影响的程度。具体而言，在原料粉末中以上述的比例含有Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的情况下，磷化Fe粉末的配合比例被调整为相对于原料粉末整体在0.1wt％以上2.0wt％以下的范围内。

或者，除了以上的粉末以外，还可以含有由熔点比Cu的熔点低的金属构成的粉末，例如也可以含有Sn粉末。即，上述原料粉末也可以是含有Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末、磷化Fe粉末及作为低熔点金属粉末的Sn粉末的粉末。这种金属粉末在烧结时熔化(液相化)，作为上述同种的金属粉末间或不同种金属粉末间的粘结剂发挥作用，有助于烧结体(烧结金属轴承)的强度提高。因此，在上述情况下，可以减少主要有助于烧结作用的Cu粉末的比例。具体而言，可以调整为，Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末、磷化Fe粉末及低熔点金属粉末(Sn粉末)占原料粉末的含有比例为：Cu粉末：15wt％以上45wt％以下，SUS粉末：10wt％以上30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下，磷化Fe粉末：0.1wt％以上2.0wt％以下，Sn粉末：0.5wt％以上10wt％以下，更优选调整为：Cu粉末：30wt％以上45wt％以下，SUS粉末：15wt％以上25wt％以下，纯Fe粉末：30wt％以上50wt％以下，磷化Fe粉末：0.2wt％以上1.0wt％以下，Sn粉末：1.0wt％以上4.0wt％以下。

此外，为了改善压缩成形时的成形性和离型性或完成品的滑动特性，在上述原料粉末中还可以含有石墨(炭精)粉末。这种情况下，上述原料粉末也可以由Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末、磷化Fe粉末、低熔点金属粉末(Sn粉末)及石墨粉末构成。此外，这种情况下，各粉末占原料粉末的含有比例调整为：Cu粉末：15wt％以上45wt％以下，SUS粉末：10wt％以上30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上60wt％以下，磷化Fe粉末：0.1wt％以上2.0wt％以下，Sn粉末：0.5wt％以上10wt％以下，石墨粉末：0.5wt％以上2.5wt％以下。

以上的原料粉末组成所涉及的烧结金属轴承通过例如以下所示的方法制造。即，经过将上述原料粉末压缩成形成规定的形状的工序(a)，烧结压粉成形体的工序(b)，对烧结体实施整形的工序(c)这至少三道工序进行制造。

首先，关于压粉成形工序(a)，通过V型混合器等制成混合有Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的原料粉末。也可以根据需要进一步制成混合有磷化Fe粉末、低熔点金属粉末、石墨等各种粉末的原料粉末。在此，各粉末的混合比率根据各粉末占上述的原料粉末整体的含有比例来设定。

需要说明的是，在混合磷化Fe粉末的情况下，为了提高该磷化Fe粉末的分散性，可以预先准备在纯Fe粉末中混合有磷化Fe粉末的粉末，将该混合粉(Fe+Fe₃P混合粉)混合到Cu粉末、SUS粉末中。或者，为了同样的目的，可以预先使Cu粉末部分与纯Fe粉末的表面抵接，并将该抵接部分合金化得到的材料(纯Fe粉末和Cu粉末的部分合金体)混合到SUS粉末中而作为原料粉末使用。所述方法尤其在使用缺乏分散性的细微Cu粉(例如具有上述例示的粒径的Cu粉末)的情况下有效。

接下来，准备具有以完成品为标准的形状(例如图3所示的圆筒形状)的粉末填充空间的成形模具，向该模具内填充上述原料粉末，并以规定压力进行冲压，由此得到与上述模具对应的形状的压粉成形体。此时，将冲压条件设定成使压粉成形体的密度成为例如6.5g/cm³以上7.0g/cm³以下。

接下来，将上述压粉成形体以规定的烧结温度、在此以小于Cu的熔点(1083℃)的温度加热规定时间。由此，至少Cu粉末和纯Fe粉末相互烧结，由此，能够得到由至少具有Cu组织、SUS组织及纯Fe组织的烧结金属组织构成的烧结体(烧结工序(b))。在此，关于烧结温度，如果烧结温度过于接近Cu的熔点，则熔化的Cu粉末的比例增加，熔化的Cu组织进入轴承内部，因此难以在轴承表面维持Cu组织。此外，如果以比Cu的熔点过低的温度进行烧结，则无法期待原有充分的烧结作用。从所述观点考虑，优选烧结温度设定在例如750℃以上1060℃以下的范围内。

通过对这样得到的烧结体实施整形以实现矫正烧结体的尺寸和形状的目的(整形工序(c))，从而完成烧结金属轴承。通过该整形，烧结体被整形成以完成品为标准的尺寸和形状，并且轴承表面的表面开孔率被调整到规定的大小。需要说明的是，为了减少内周面上的表面开孔的个数和各开口面积，还可以与上述整形一起或代替上述整形实施旋转整形。根据该整形，内周面的表面开孔率被调整得更小(例如10％以下)。因此，在装入后述的流体动压轴承装置使用的情况下，也能够容易地在轴承面上形成规定膜厚的油膜。

此外，在将上述烧结金属轴承作为烧结含油轴承使用的情况下，也可以此后设置含油工序(d)。即，利用真空含浸法等在使润滑油等润滑剂含浸到烧结金属轴承的内部气孔中后，适当地除去表面的润滑油，由此能制造烧结含油轴承。

在此，上述烧结金属轴承的体积率(100-气孔率[％])优选结合实际的用途设定，可以设定在例如75％以上95％以下(若以气孔率而言为5％以上25％以下)的范围内。例如，在如装入后述的流体动压轴承装置而使用的情况那样将润滑油含浸到内部气孔中使用的情况下，优选将气孔率设定得较大(若以气孔率而言为8％以上18％以下)，以使润滑油向轴承面(轴承间隙)的供给能够不停滞地进行，且能够将在随着温度变化而油量减少的情况下润滑油也能向轴承间隙供给的程度的量的润滑油保持在内部气孔中。需要说明的是，在此，“气孔率”是指占烧结金属轴承的每单位体积的各内部气孔的容积的总比例，具体而言通过以下的式子算出。

气孔率[％]＝100-密度比[％]＝{1-(ρ1/ρ0)}×100

ρ1：烧结金属轴承的烧结密度(测定方法参照JIS Z 2501干燥密度的栏)

ρ0：与烧结金属轴承为同一组成的物质的真正的密度

已知气孔率随着密度比的增加而大致线性下降，因此，通过求出密度比能够得到气孔率。

关于表面开孔率，也优选结合实际的用途设定，如果是例如流体动压轴承装置用途的情况，优选设定在2％以上15％以下。特别是，如后述那样，在烧结金属轴承的内周面等设置用于产生润滑油的动压作用的动压产生部(在图3中为动压槽8a1、8a2的排列区域)的情况下，为了防止油压的逸出，优选将该内周面的表面开孔率设定得比较小(例如为2％以上10％以下)。在此，“表面开孔”是指作为多孔质组织的烧结金属轴承中含有的气孔在外表面开口的部分。此外，“表面开孔率”是指占外表面的单位面积的表面开孔的面积比例，通过以下的条件进行测定、评价。

[测定器具]

金属显微镜：Nikon ECLIPSS ME600

数码相机：Nikon DXM1200

照片摄影软件：Nikon ACT-1ver.1

图像处理软件：英诺泰克(Innotech)制QUICK GRAIN

[测定条件]

照片撮影：快门速度0.5秒

2值化阈值：235

以上的说明所涉及的烧结金属轴承由于耐磨损性、强度、滑动性优良，因此能够作为例如HDD等磁盘装置、CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘装置、MD、MO等光磁盘装置等中的主轴电动机用的轴承装置，或作为激光束打印机(LBP)的多边形扫描电动机、投影仪的色轮电动机、风扇电动机等电动机用轴承装置适当使用。

图1是表示上述用途的一例的图，表示装入了本发明所涉及的烧结金属轴承8的流体动压轴承装置1的剖视图，还表示具备该流体动压轴承装置1的HDD的盘驱动用电动机的主要部分剖视图。该电动机具备：支承安装有枢毂3的轴构件2旋转的流体动压轴承装置1；隔着半径方向的间隙对置的定子线圈4及转子磁铁5；托架6。定子线圈4固定在托架6上，转子磁铁5固定在枢毂3上。流体动压轴承装置1的外壳7固定在托架6的内周。此外，如该图所示，在枢毂3上保持有一张或多张盘D(图1中为两张)。在这样构成的主轴电动机中，若对定子线圈4通电，则转子磁铁5在定子线圈4与转子磁铁5之间产生的励磁力的作用下旋转，伴随于此，保持在枢毂3上的盘D与轴构件2一体地旋转。

图2表示流体动压轴承装置1的纵剖视图。该流体动压轴承装置1具备：轴构件2；外壳7；固定在外壳7上且在内周配设有轴构件2的烧结金属轴承8；闭塞外壳7的一端的盖构件9；配设在外壳的另一端开口侧的密封构件10。

轴构件2由轴部2a和在轴部2a的下端一体或分体设置的凸缘部2b构成。在轴部2a的外周形成有径向轴承面2a1，该径向轴承面2a1与后述的设置在烧结金属轴承8的内周面8a上的动压槽8a1、8a2排列区域在径向上对置。在本实施方式中，径向轴承面2a1在轴向上隔开地设置有两处，在将轴部2a穿过烧结金属轴承8的内周的状态下，在径向轴承面2a1、2a1与内周面8a之间形成后述的径向轴承部R1、R2的径向轴承间隙(参照图2)。上述构造的轴构件2可以由各种金属材料形成，例如，考虑强度、刚性、耐磨损性等而由不锈钢等钢铁材料形成。

外壳7由例如黄铜等金属材料或树脂材料形成为大致筒状，其呈轴向两端开口的状态。烧结金属轴承8的外周面8d通过例如粘接(包括松粘接、压入粘接)、压入、熔敷(包括超声波熔敷、激光熔敷)等适当的手段固定在外壳7的内周面7a。此外，在内周面7a的下端侧形成有比内周面7a直径大且用于固定后述的盖构件9的固定面7b。需要说明的是，在由树脂材料形成外壳7的情况下，可以使用热可塑性树脂和热硬化性树脂中的任一种，例如使用热可塑性树脂时，可以使用以液晶高分子聚合物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)等为代表的结晶性树脂，或使用以聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚醚亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PAI)等为代表的非晶性树脂。所述树脂材料可以以单独或混合了两种以上混合的状态使用。

此外，还可以根据需要在上述树脂材料中填充(添加)玻璃纤维、碳纤维等纤维状填充材料、钛酸钾等须状填充材料、云母等鳞片状填充材料、炭黑、石墨、金属粉末、有机粉末等粉末状填充材料等的一种或将它们混合多种填充。当然，外壳7的材质不局限于树脂，例如也可以采用以铜系合金等为代表的金属或其他的材质。此外，其形成方法没有特别的局限，例如可以采用切削加工、锻造或冲压等塑性加工、或者MIM等金属注塑成形。

在本实施方式中，烧结金属轴承8呈具有多孔质结构的圆筒形状，在其内周面8a的整个面或者一部分上形成有作为径向动压产生部的排列有多个动压槽的区域。在本实施方式中，例如如图3所示，倾斜角互不相同的多个动压槽8a1、8a2排列成箭尾形状的区域在轴向上隔开地形成有两处。此外，在本实施方式中，为了有意识地作出轴承内部的润滑油的循环，将一方侧(在此为上侧)的动压槽8a1、8a2排列区域形成为轴向非对称。如果以图3所例示的方式进行说明可以明确，比在轴向上相邻的动压槽8a1、8a2间的区域(所谓的带部8a3)的轴向中心m靠上侧(密封构件10这一侧)的动压槽8a1排列区域的轴向尺寸X₁形成为比下侧的动压槽8a2排列区域的轴向尺寸X₂大。需要说明的是，位于内周面8a的下侧(靠近后述的推力轴承间隙的一侧)的动压槽8a1、8a2排列区域以轴向中央的带部8a3为交界形成为轴向对称。

如图4所示，在烧结金属轴承8的下端面8b的整个面或者一部分的区域，作为推力动压产生部形成有将多个动压槽8b1排列成螺旋形状的区域。该动压槽8b1排列区域在完成品的状态下与凸缘部2b的上端面2b1对置，在轴构件2旋转时，在其与上端面2b1之间形成后述的第一推力轴承部T1的推力轴承间隙(参照图2)。

如图3所示，在烧结金属轴承8的上端面8c的半径方向中央位置形成有剖面楔状的环状槽8c1。此外，在上端面8c的比环状槽8c1靠内周侧，在圆周方向多个部位形成有连接环状槽8c1和内周面8a的半径方向槽8c2。所述环状槽8c1、半径方向槽8c2与后述的轴向槽8d1相互作用而形成轴承内部空间中的润滑油的循环路，由此确保顺畅的润滑油的供给状态。

在烧结金属轴承8的外周面8d形成有多条(例如三条)沿轴向延伸的轴向槽8d1。所述轴向槽8d1在圆周方向上形成在彼此隔开相等间隔的位置。

这样，内周面8a的动压槽8a1、8a2排列区域通过接着在上述的整形工序(c)中实施的尺寸整形、旋转整形而进一步实施槽整形加工而形成在烧结体(烧结金属轴承8)的内周面8a。具体而言，通过在径向上压迫圆筒状的烧结体，向其内周面压抵具有与动压槽8a1、8a2对应的多个凸部的成形模具(成形杆)的外周面而使内周面仿照该模具发生塑性变形，从而转印成形动压槽8a1、8a2。此时，若以Cu的熔点以下的温度进行烧结，则在烧结体的内周面残留较多的Cu的粒状组织，能够良好地确保槽整形加工的成形性。因此，能够高精度地形成上述动压槽8a1、8a2或该动压槽8a1、8a2排列区域。尤其是，图3所示的形状的动压槽8a1、8a2排列区域通过使整形前的烧结体的内周面中的、沿着圆周方向排列的动压槽8a1、8a1间的区域和沿着轴向排列的动压槽8a1、8a2间的区域即带部8a3(均为在图3中用交叉剖面线所示的区域)相对于周围相对地凸起来成形动压槽8a1、8a2。因此，在烧结体的内周面残留有Cu组织的结构对于动压槽8a1、8a2的成形性和成形精度有效地发挥作用。需要说明的是，利用同样的方法，下端面8b的动压槽8b1排列区域也能够在上述槽整形加工时或者尺寸整形时成形。

闭塞外壳7的下端侧的盖构件9例如由金属材料或者树脂材料形成，固定在设于外壳7的内周下端的固定面7b上。此时，对于盖构件9的固定可以使用粘接、压入、熔敷、焊接等已知的固定手段。当然，盖构件9的固定方式不局限于图示的方式，例如也可以设置从外周缘向上端面9a侧突出成圆筒状的部分，将该突出部的外周面与外壳7的内周侧的固定面7b固定，还可以将该突出部的内周面与外壳7的下端侧的外周面固定。

在盖构件9的上端面9a的整个面或者一部分的区域上形成有呈例如与图4同样的排列方式(螺旋的方向相反)的动压槽排列区域。该动压槽排列区域在完成品的状态下与凸缘部2b的下端面2b2对置，在轴构件2旋转时，在其与下端面2b2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)。

作为密封机构的密封构件10在本实施方式中与外壳7分体形成，通过压入、粘接、熔敷、焊接等任意的手段固定在外壳7的上端内周。在此，以使密封构件10的下端面与烧结金属轴承8的上端面8c抵接的状态将密封构件10固定在外壳7上。需要说明的是，密封构件10的材质没有特别的局限，只要不是像多孔质材料那样可能发生漏油的材料，则可以使用各种金属材料或树脂材料等。或者，即使为多孔质材料，通过将与外部气体接触的表面通过涂敷等进行封孔，则也可以作为密封构件10使用。当然，也可以将密封构件10及盖构件9的任一方通过相同材料与外壳7一体形成。

在密封构件10的内周形成有呈锥形形状的密封面10a，在该密封面10a与轴部2a的上部外周面之间形成有密封空间S。在将润滑油填充于流体动压轴承装置1的内部的状态下，润滑油的油面始终维持在密封空间S的内部。

在将上述的构成部件以规定的顺序及以图2为标准的形态装配后，向轴承内部空间(图2中，由散点图案所示区域)填充润滑油，由此润滑油含浸到烧结金属轴承8的内部气孔中，并且其他的空间(径向轴承间隙等)也被润滑油充满。由此，得到作为完成品的流体动压轴承装置1。作为充满流体动压轴承装置1的内部的润滑油可以使用各种油，但作为向HDD等盘驱动装置用的流体动压轴承装置1提供的润滑油，考虑其使用时或输送时的温度变化，可以适当使用低蒸发率及低粘度性方面优良的酯系润滑油，例如癸二酸二辛酯(DOS)、壬二酸二辛酯(DOZ)等。

在上述结构的流体动压轴承装置1中，在轴构件2旋转时，烧结金属轴承8的两个的动压槽8a1、8a2排列区域与轴部2a的径向轴承面2a1、2a1隔着径向轴承间隙对置。并且，随着轴构件2的旋转，在上下任一动压槽8a1、8a2排列区域中，润滑油都朝向动压槽8a1、8a2的轴向中心被压入，其压力上升。通过这样的动压槽8a1、8a2的动压作用，将轴构件2沿径向以非接触的方式支承为旋转自如的第一径向轴承部R1和第二径向轴承部R2分别在轴向上隔开地形成两处(均参照图2)。

此外，在设于烧结金属轴承8的下端面8b上的动压槽8b1排列区域和与其对置的凸缘部2b的上端面2b1之间的推力轴承间隙、及设于盖构件9的上端面9a上的动压槽排列区域和与其对置的凸缘部2b的下端面2b2之间的推力轴承间隙分别在动压槽的动压作用下形成有润滑油的油膜。并且，在所述油膜的压力作用下，分别构成沿推力方向以非接触的方式支承轴构件2的第一推力轴承部T1和第二推力轴承部T2(均参照图2)。

这种情况下，烧结金属轴承8由于具有含有较多SUS组织和纯Fe组织的组织结构，因此成为径向轴承面的内周面8a的硬度也比较高。因此，即使例如在SUS制的轴构件2刚开始旋转后或者旋转停止前，在轴部2a的外周面2a1和与其对置的烧结金属轴承8的内周面8a之间产生接触滑动，两面2a1、8a间的硬度差小，能够抑制烧结金属轴承8与轴部2a之间的磨损。尤其是，如本实施方式这样，在轴构件2的上部安装有枢毂3及多张盘D的状态下，包括轴构件2的旋转体的重心向上侧移动且力矩载荷也变大，因此轴构件2与烧结金属轴承8在轴承上部容易发生接触滑动，但如上所述，通过减小两构件2a、8的硬度差(两滑动面2a1、8a的硬度差)，能极力地将所述滑动磨损抑制得小。

此外，设于烧结金属轴承8的内周面8a上的上侧的动压槽8a1、8a2排列区域相对于其带部8a3的轴向中心形成为轴向非对称，比轴向中心靠上侧的区域的轴向尺寸X₁比下侧的区域的轴向尺寸X₂大。因此，在轴构件2旋转时，上侧区域中的润滑油的吸入力(抽吸力)相对比下侧区域的吸入力大。于是，在该吸入力的差的作用下，从径向轴承间隙向其下方流出的润滑油在从第一推力轴承部T1的推力轴承间隙到位于其外径侧的烧结金属轴承8的轴向槽8d1、并且从上端面8c与密封构件10的下端面的轴向间隙到环状槽8c1及半径方向槽8c2这样的路径中循环，并再此被吸入第一径向轴承部R1的径向轴承间隙中。

这样，通过构成为润滑油在包括径向轴承间隙的轴承内部空间中流动循环，从而防止该内部空间内的润滑油的压力局部变成负压的现象，能够消除负压产生所伴随的气泡的生成、因气泡的生成而导致的润滑油的漏出和轴承性能的劣化、振动的产生等问题。此外，在因某些原因导致在润滑油中混入了气泡的情况下，气泡在伴随润滑油在上述循环路径内循环时从密封空间S内的润滑油的油面(气液界面)向外部气体排出，因此有效地防止气泡导致的不良影响。

以上，对第一发明所涉及的烧结金属轴承8的一用途例进行了说明，但能适用该轴承的流体动压轴承装置1不局限于该例是不言而喻的。

例如，作为具备烧结金属轴承8的流体动压轴承装置，在上述用途例中，对具有在设于轴部2a的一端的凸缘部2b的两端面2b1、2b2侧形成推力轴承部T1、T2的形态的情况进行了说明，但也可以使所述推力轴承部T1、T2的轴向分离距离不同。图5表示该情况的一例，该图所涉及的流体动压轴承装置11具有主要在外壳17的两端配置两个密封空间S1、S2这一点及将推力轴承部T1、T2形成在烧结金属轴承18的两端这一点上与图2所示的流体动压轴承装置1不同的形态。

在该图示例中，本发明所涉及的烧结金属轴承18不仅在其下端面18b且在其上端面18c上也具有图4所示的形状的动压槽排列区域(螺旋的方向与图3相反)。因此，第一推力轴承部T1设置在第一密封构件19的下端面19a与烧结金属轴承18的上端面18c之间，第二推力轴承部T2设置在第二密封构件20的上端面20a与烧结金属轴承18的下端面18b之间。此外，第一密封空间S1形成在固定于轴构件12上的第一密封构件19的外周面19b和与该面对合的外壳17上端的内周面17a之间，且第二密封空间S2形成在第二密封构件20的外周面20b和与该面对合的外壳17下端的内周面17a之间。需要说明的是，径向轴承部R1、R2分别形成在设置有图3所例示的径向动压产生部的内周面18a和与内周面18a对置的轴构件12的外周面12a之间这一点与图2所示的流体动压轴承装置1的情况同样。

本方式所涉及的流体动压轴承装置11与图2所示的流体动压轴承装置1相比，由于两推力轴承部T1、T2间的分离距离变大，因此能够提高作为轴承整体对力矩载荷的负载能力提高。因此，随着以HDD为代表的的信息设备的高容量化，即使在盘张数的增加等旋转体重量增加的情况下，也能够降低(抑制)与轴构件2的接触导致的烧结金属轴承8的滑动磨损。

图6表示另一其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置21的剖视图。在该图所涉及的流体动压轴承装置21中，将两个烧结金属轴承8沿轴向重叠配设，所述烧结金属轴承8、8固定在由筒部27a和底部27b构成的有底筒状的外壳27的内周面27a1。在沿轴向重叠配设的两个烧结金属轴承8中的上侧的烧结金属轴承8上，仅在密封构件10侧设置图3所例示的非对称动压槽8a1、8a2排列区域，在下侧的烧结金属轴承8上，仅在凸缘部2b侧设置图3所例示的对称的动压槽8a1、8a2排列区域。因此，在两个烧结金属轴承8、8间轴向上最远离的位置形成径向轴承部R1、R2。

这样，图6所涉及的流体动压轴承装置21与图2、图5所示的流体动压轴承装置1、11相比通过增大径向轴承部R1、R2间的分离距离来提高作为轴承整体对于力矩载荷的负载能力。因此，对于旋转体重量的增加、旋转速度的增加的情况，能够降低烧结金属轴承8、8的滑动磨损，能够长期地发挥良好的轴承性能。

此外，在以上的说明中，作为径向轴承部R1、R2及推力轴承部T1、T2例示了通过箭尾形状或螺旋形状的动压槽来产生润滑油的动压作用的结构，但能够使用本发明的结构不局限于此。

例如，虽然省略了图示，但作为径向轴承部R1、R2也可以采用在圆周方向的多个部位形成轴向的槽的、所谓的踏板(step)状的动压产生部，或者，采用在圆周方向上排列多个圆弧面，在其与对置的轴构件2、12的外周面2a1、12a之间形成楔状的半径方向间隙(轴承间隙)的、所谓的多圆弧轴承。

或者，将成为径向轴承面的烧结金属轴承8、18的内周面8a、18a形成为未设有作为动压产生部的动压槽和圆弧面等的正圆状内周面，而由与该内周面对置的正圆状的外周面构成所谓的正圆轴承。

此外，虽然同样省略了图示，但也可以使推力轴承部T1、T2的一方或双方由在成为推力轴承面的区域隔着圆周方向规定间隔而设有多个半径方向槽形状的动压槽的、所谓的踏板轴承或者波型轴承(端面成为谐波波形等的波型的轴承)等构成。

此外，在以上的实施方式中，对动压产生部均设置在固定侧(外壳27、烧结金属轴承8和盖构件9等)的情况进行了说明，但也可以将其一部分或者全部设置在旋转侧(轴构件2、12、凸缘部2b、密封构件19、20等)。具体而言，可以在轴构件2、12的外周面2a1、12a或者凸缘部2b的两端面2b1、2b2或者密封构件19、20的下端面19a或上端面20a中的一处以上的部位设置上述的动压产生部。

此外，在以上的实施方式中，对轴构件2、12旋转，利用烧结金属轴承8、18支承轴构件2、12的结构进行了说明，但也可将本发明适用在与此相反地，烧结金属轴承8、18这一侧旋转而由轴构件2、12这一侧支承烧结金属轴承的结构中。这种情况下，虽然省略了图示，但可以将烧结金属轴承8、18粘接固定于配设在其外侧的构件上而与该外侧构件一体旋转，并通过固定侧的轴部进行支承。

此外，在以上的实施方式中，作为充满流体动压轴承装置1、11、21的内部，用于在径向轴承间隙或推力轴承间隙形成流体膜的流体例示了润滑油，但还可以使用除此以外的能够形成流体膜的流体，例如空气等气体、磁性流体等具有流动性的润滑剂或者润滑脂等。当然，本发明所涉及的烧结金属轴承具有良好的耐磨损性，在不使用任何润滑流体的情况下也能够作为通常的滑动轴承使用。

[实施例1]

为了证实本申请的第一发明的效果，对由以规定比例含有Cu粉末、SUS粉末及纯Fe系粉末的原料粉末形成的烧结金属轴承(实施例1)和由现有组成的原料粉末形成的烧结金属轴承(比较例1及2)分别进行径向抗压试验及磨损量测定试验，对各特性进行了比较评价。

在此，在试验材料中，作为Cu粉末使用福田金属箔粉工业(株)制的CE-15，作为SUS粉末使用大同特殊钢(株)制的DAP410L，此外，作为纯Fe粉末使用海格纳士(株)制的NC100.24，作为磷化Fe粉末使用海格纳士(株)制的PNC60。此外，在该实验中，在原料粉末中使用作为低熔点金属的Sn粉末及石墨粉末，作为Sn粉末使用福田金属箔粉工业(株)制的Sn-At-W350，作为石墨粉末使用日本石墨工业(株)制的ECB-250。设定成形条件(冲压力)以使压粉成形体的密度成为6.5～7.0[g/cm³]。实施例的烧结温度为1050℃，比较例的烧结温度为870℃。实施例和比较例的各自的原料粉末的配合组成如下述的表1所示。作为完成品的试验片(烧结金属轴承)的完成品尺寸在实施例和比较例中都为

此外，试验片的个数在各实施例和比较例中都为5个。

表1

径向抗压强度的测定试验使用上述试验片，在实施例和比较例中均以JIS Z 2507为基准进行。

磨损量测定试验同样使用上述试验片，在实施例和比较例中均通过萨文型磨损试验机进行。此时的试验条件如下所述。

配合件材质：SUS420J2

周速：50m/min

表面压力：1.3MPa

润滑剂：酯油(12mm²/s)

试验时间：3hrs

在下述的表2中分别示出径向抗压试验的测定结果及磨损试验的测定结果。其中的值都表示以比较例1为基准(以比较例1的测定值为1)的相对值。

表2

	磨损深度比	径向抗压强度比	线膨胀系数比
				实施例1	0.16	1.12	12.3
比较例1	1	1	14.6
				比较例2	0.08	0.61	13.7

首先，关于耐磨损性，确认了在原料粉末中含有SUS粉末及纯Fe粉末的烧结金属轴承(实施例1)的情况下，显示出与仅含有SUS粉末的烧结金属轴承(比较例2)大致同等的磨损量(磨损深度、磨损痕面积)。此外，关于径向抗压强度，确认了实施例1显示了与仅以Cu粉末和Fe粉末为主而不含SUS粉末的烧结金属轴承(比较例1)同等或者比其更高的值。进而，对于线膨胀系数，确认了实施例1所涉及的烧结金属轴承显示出最小的值。从以上的结果可以确认，若为本发明所涉及的烧结金属轴承，则耐磨损性优良且能够显示高烧结强度。

以下，根据图7～图18说明本申请的第二发明所涉及的烧结金属轴承的实施方式。

本发明所涉及的烧结金属轴承主要由Fe系组织、分散在Fe系组织中的Cu组织构成或者以所述组织为主要构成。在此，Fe系组织占整体的比例按重量比计算为Cu组织的10倍以上，例如，以使在Fe系组织含有90wt％以上的情况下Cu组织含有9wt％以下的方式设定轴承中的Fe系组织和Cu组织各自的含有比例。在此，例如作为SEM使用(株)日立先端科技制的X3000，并且作为EDS使用株式会社堀场制作所制的EMAX7021H，通过元素分析来进行Fe及Cu的定量分析，通过质量浓度的比率进行判断。

Fe系组织是Fe组织或者SUS等Fe系合金组织中的任一种即可，此外，也可以一起含有这两者。此外，如上所述，在Fe系组织占整体的比例大幅提高时(例如为90wt％以上时)，优选由与SUS等相比熔点较低的Fe构成Fe系组织。这是因为在烧结时能够在原料粉末间(例如Fe粉末与Cu粉末之间)获得充分的烧结作用，容易确保烧结强度。

与Fe系组织共同构成烧结金属组织的Cu组织主要呈粒状。在此，各Cu组织的尺寸(粒状组织的长度尺寸大小(长寸幅)或者面积等)也可以整体地比Fe系组织的尺寸小。所述组织可以通过将例如粒径比Fe系粉末细微的Cu粉末作为原料粉末之一使用而得到。如此，通过含有比Fe系组织细微的Cu组织，能够增加与Fe系组织的接触面积(或者接触部位)。因此，在大幅度提高Fe粉末的配合比例(提高到90wt％以上)的情况下也能够确保轴承的强度。此外，与具有尺寸和Fe系组织的尺寸相同的Cu组织的原料粉末相比，在轴承面等轴承表面露出的Cu组织的比例(面积或者露出部位)也增大，因此即使该组织的比例少也容易确保滑动性。

此外，从提高轴承面的滑动性或确保烧结体的加工性的观点考虑，Cu组织占整体的比例越高越好，但如上所述，在Cu组织尺寸比Fe系组织尺寸小的情况下，也可以将其比例设定得比较小。具体而言，可以将Cu组织占整体的比例设定为1.0wt％以上9.0wt％以下。如果Cu组织的含有比例小于1.0wt％，则难以在轴承面上露出Cu组织，并且，即使露出了Cu组织，也难以在配合件之间充分发挥良好的滑动性(磨合性)。此外，在含有的Cu组织超过了9.0wt％时，难以将Fe系组织占整体的比例维持在Cu组织的10倍(90wt％)以上。这是因为，如后所述，通常在这种轴承中，除了作为主要成分的Fe系组织、Cu组织以外还含有规定量的Sn组织、石墨等其他组织。

此外，除了以上的组织以外还可以含有其他组织，例如还可以含有比Cu组织熔点更低的金属组织(例如由Sn等低熔点金属构成的组织)。即，上述烧结金属轴承也可以由Fe系组织、Cu组织及低熔点金属组织构成。这样的金属组织在烧结时熔化(液相化)，作为Fe系粉末间或者Cu粉末与Fe系粉末间的粘结剂发挥作用。因此，在Fe系粉末间的烧结作用不充分的情况下也能够加强该粉末间的结合力，从而提高烧结体(烧结金属轴承)的强度。作为低熔点金属，只要是在规定的烧结温度(在此为小于Cu的熔点的温度)下会熔化的金属即可，例如可以使用Sn、Zn、Al、P等金属或者含有两种以上的上述金属的合金。

此外，为了改善压缩成形时的成形性和离型性或完成品的滑动特性，在上述原料粉末中还可以含有石墨(炭精)组织。这种情况下，上述烧结金属轴承也可以由Fe系组织、Cu组织、低熔点金属组织及石墨组织构成。

在此，上述结构的组织构成的烧结金属轴承的体积率(100-气孔率[％])优选结合实际的用途设定，可以设定在例如75％以上95％以下(若以气孔率而言为5％以上25％以下)的范围内。例如，在如装入后述的流体动压轴承装置而使用的情况那样将润滑油含浸到内部气孔中使用的情况下，优选将气孔率设定得较大(例如15％以上25％以下)，以使润滑油向轴承面(轴承间隙)的供给能够不停滞地进行，且能够将在随着温度变化而油量减少的情况下润滑油也能向轴承间隙供给的程度的量的润滑油保持在内部气孔中。需要说明的是，在此，“气孔率”是指占烧结金属轴承的每单位体积的各内部气孔的容积的总比例，具体而言通过以下的式子算出。

气孔率[％]＝100-密度比[％]＝{1-(ρ1/ρ0)}×100

ρ1：烧结金属轴承的烧结密度(测定方法参照JIS Z 2501干燥密度的栏)

ρ0：与烧结金属轴承为同一组成的物质的真正的密度

已知气孔率随着密度比的增加而大致线性下降，因此，通过求出密度比能够得到气孔率。

关于表面开孔率，也优选结合实际的用途设定，如果若是例如流体动压轴承装置用途的情况，则优选设定在2％以上15％以下。特别是，如后述那样，在烧结金属轴承的内周面等设置用于产生润滑油的动压作用的动压产生部(在图9中为动压槽108a1、108a2的排列区域)的情况下，为了防止油压的逸出，优选将该内周面的表面开孔率设定得比较小(例如为2％以上10％以下)。在此，“表面开孔”是指作为多孔质组织的烧结金属轴承中含有的气孔在外表面开口的部分。此外，“表面开孔率”是指占外表面的单位面积的表面开孔的面积比例，通过以下的条件进行测定、评价。

[测定器具]

金属显微镜：Nikon ECLIPSS ME600

数码相机：Nikon DXM1200

照片摄影软件：Nikon ACT-1ver.1

图像处理软件：英诺泰克(Innotech)制QUICK GRAIN

[测定条件]

照片撮影：快门速度0.5秒

2值化阈值：235

以上的组织形态所涉及的烧结金属轴承通过例如以下所示的方法制造。即，经过将含有Fe系粉末和Cu粉末的原料粉末压缩成形成规定的形状的工序(a)，烧结压粉成形体的工序(b)，对烧结体实施整形的工序(c)这至少三道工序进行制造。

首先，关于压粉成形工序(a)，通过V型混合器等制成在Fe系粉末(例如Fe粉末)中混合有Cu粉末的原料粉末。在此，例如作为Fe粉末使用平均粒径为150μm以下的粉末，作为Cu粉末使用平均粒径为75μm以下的粉末。此外，在混合上述粉末时，各粉末的混合比率以上述的完成品中的各组织的含有比例为基准设定。例如，混合各粉末以使Fe系粉末(在混合有多种Fe系粉末时为它们的总量)在重量比上为Cu粉末的10倍以上。当然，也可以根据需要将Sn粉末、石墨粉末等其他种类的粉末混合到上述金属粉末中而作为原料粉末。

需要说明的是，此时，为了提高Cu粉末的分散性，可以预先使Cu粉末部分与纯Fe粉末的表面抵接，并将该抵接部分合金化得到的材料(Fe粉末和Cu粉末的部分合金体)作为原料粉末使用。所述方法尤其在使用缺乏分散性的细微Cu粉(例如具有上述例示的粒径的Cu粉末)的情况下有效。

接下来，准备具有以完成品为标准的形状(例如圆筒形状)的粉末填充空间的成形模具，向该模具的填充空间供给上述原料粉末，并以规定压力进行冲压，由此得到与上述模具对应的形状的压粉成形体。此时，将冲压条件设定成使压粉成形体的密度成为例如6.0g/cm³以上6.8g/cm³以下。

接下来，将上述压粉成形体以小于Cu的熔点(1083℃)的温度加热规定时间。由此，至少Cu粉末和Fe系粉末相互烧结，由此，能够得到由具有Fe系组织和Cu组织的烧结金属组织构成的烧结体(烧结工序(b))。在此，关于烧结温度，如果以过于接近Cu的熔点的烧结温度进行，则实际上熔化的Cu粉末的比例增加，难以在完成品中维持Cu的粒状组织。此外，如果以比Cu的熔点过低的温度进行烧结，则无法期待本身充分的烧结作用。从所述观点考虑，优选烧结温度设定在例如850℃以上1050℃以下的范围内。

通过对这样得到的烧结体实施整形以实现矫正烧结体的尺寸和形状的目的(整形工序(c))，从而完成烧结金属轴承。通过该整形，烧结体被整形成以完成品为标准的尺寸和形状，并且轴承表面的表面开孔率被调整到规定的大小。需要说明的是，为了减少内周面上的表面开孔的个数和各开口面积，还可以与上述整形一起或代替上述整形实施旋转整形。根据该整形，内周面的表面开孔率被调整得更小(例如10％以下)。因此，在装入后述的流体动压轴承装置使用的情况下，也能够容易地在轴承面上形成规定膜厚的油膜。

在此，图13～图15是本发明的一例所涉及的烧结金属轴承的剖面照片。所述的剖面照片均利用株式会社基恩士(Keyence)制的VE9800撮影得到。观察倍率为200倍。此外，沿轴向切断上述烧结金属轴承，以在切断面上进行研磨得到的部分作为撮影对象进行了观察。图13表示Fe组织为70wt％的情况、图8表示Fe组织为80wt％的情况、另外图15表示Fe组织为90wt％的情况的剖面照片。各图中，最明亮的灰色表示“Cu组织”，中程度的灰色表示“Fe组织”，此外，最暗的灰色(接近黑色的颜色)表示“内部气孔”。由所述的图(照片)可以看出，在Fe组织为70wt％的情况下不那么明确，但在Fe组织为90wt％的情况下，可观察到Cu组织作为粒状组织适度分散而残留的情况。此外，从任一图中都可以看出与各金属组织相比存在较多细微的气孔的情况。

以上的说明所涉及的烧结金属轴承由于耐磨损性、滑动性优良，因此能够作为例如HDD等的磁盘装置、CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM/RAM等光盘装置、MD、MO等光磁盘装置等中的主轴电动机用的轴承装置，或作为激光束打印机(LBP)的多边形扫描电动机、投影仪的色轮电动机、风扇电动机等电动机用轴承装置适当使用。

图7是表示上述用途的一例的图，表示装入了本发明所涉及的烧结金属轴承108的流体动压轴承装置101的剖视图，还表示具备该流体动压轴承装置101的HDD的盘驱动用电动机的主要部分剖视图。该电动机具备：支承安装有枢毂103的轴构件102旋转的流体动压轴承装置101；隔着半径方向的间隙对置的定子线圈104及转子磁铁105；托架106。定子线圈104固定在托架106上，转子磁铁105固定在枢毂103上。流体动压轴承装置101的外壳107固定在托架106的内周。此外，如该图所示，在枢毂103上保持有一张或多张盘D(图1中为两张)。在这样构成的主轴电动机中，若对定子线圈104通电，则转子磁铁105在定子线圈104与转子磁铁105之间产生的励磁力的作用下旋转，伴随于此，保持在枢毂103上的盘D与轴构件102一体地旋转。

图8表示流体动压轴承装置101的纵剖视图。该流体动压轴承装置101具备：轴构件102；外壳107；固定在外壳107上且在内周配设有轴构件102的烧结金属轴承108；闭塞外壳107的一端的盖构件109；配设在外壳的另一端开口侧的密封构件110。

轴构件102由轴部102a和在轴部102a的下端一体或分体设置的凸缘部102b构成。在轴部102a的外周形成有径向轴承面102a1，该径向轴承面102a1与后述的设置在烧结金属轴承108的内周面108a上的动压槽108a1、108a2排列区域在径向上对置。在本实施方式中，径向轴承面102a1在轴向上隔开地设置有两处，在将轴部102a穿过烧结金属轴承108的内周的状态下，在径向轴承面102a1、102a1与内周面108a之间形成后述的径向轴承部R11、R12的径向轴承间隙(参照图8)。上述构造的轴构件102可以由各种金属材料形成，例如，考虑强度、刚性、耐磨损性等而由不锈钢等钢铁材料形成。

外壳107由例如黄铜等金属材料或树脂材料形成为大致筒状，其呈轴向两端开口的状态。烧结金属轴承108的外周面108d通过例如粘接(包括松粘接、压入粘接)、压入、熔敷(包括超声波熔敷、激光熔敷)等适当的手段固定在外壳107的内周面107a。此外，在内周面107a的下端侧形成有比内周面107a直径大且用于固定后述的盖构件109的固定面107b。需要说明的是，在由树脂材料形成外壳107的情况下，可以使用热可塑性树脂和热硬化性树脂中的任一种，例如使用热可塑性树脂时，可以使用以液晶高分子聚合物(LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)等为代表的结晶性树脂，或使用以聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚醚亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PAI)等为代表的非晶性树脂。所述树脂材料可以以单独或混合了两种以上混合的状态使用。

此外，还可以根据需要在上述树脂材料中填充(添加)玻璃纤维、碳纤维等纤维状填充材料、钛酸钾等须状填充材料、云母等鳞片状填充材料、炭黑、石墨、金属粉末、有机粉末等粉末状填充材料等的一种或将它们混合多种填充。当然，外壳107的材质不局限于树脂，例如也可以采用以铜系合金等为代表的金属或其他的材质。此外，其形成方法没有特别的局限，例如可以采用切削加工、锻造或冲压等塑性加工、或者MIM等金属注塑成形。

在本实施方式中，烧结金属轴承108呈具有多孔质结构的圆筒形状，在其内周面108a的整个面或者一部分上形成有作为径向动压产生部的排列有多个动压槽的区域。在本实施方式中，例如如图9所示，倾斜角互不相同的多个动压槽108a1、108a2排列成箭尾形状的区域在轴向上隔开地形成有两处。此外，在本实施方式中，为了有意识地作出轴承内部的润滑油的循环，将一方侧(在此为上侧)的动压槽108a1、108a2排列区域形成为轴向非对称。如果以图9所例示的方式进行说明可以明确，比在轴向上相邻的动压槽108a1、108a2间的区域(所谓的带部108a3)的轴向中心m靠上侧(密封构件110这一侧)的动压槽108a1排列区域的轴向尺寸X11形成为比下侧的动压槽108a2排列区域的轴向尺寸X12大。需要说明的是，位于内周面108a的下侧(靠近后述的推力轴承间隙的一侧)的动压槽108a1、108a2排列区域以轴向中央的带部108a3为交界形成为轴向对称。

如图10所示，在烧结金属轴承108的下端面108b的整个面或者一部分的区域，作为推力动压产生部形成有将多个动压槽108b1排列成螺旋形状的区域。该动压槽108b1排列区域在完成品的状态下与凸缘部102b的上端面102b1对置，在轴构件102旋转时，在其与上端面102b1之间形成后述的第一推力轴承部T11的推力轴承间隙(参照图8)。

如图9所示，在烧结金属轴承108的上端面108c的半径方向中央位置形成有剖面楔状的环状槽108c1。此外，在上端面108c的比环状槽108c1靠内周侧，在圆周方向多个部位形成有连接环状槽108c1和内周面108a的半径方向槽108c2。所述环状槽108c1、半径方向槽108c2与后述的轴向槽108d1相互作用而形成轴承内部空间中的润滑油的循环路，由此确保顺畅的润滑油的供给状态。

在烧结金属轴承108的外周面108d形成有多条(例如三条)沿轴向延伸的轴向槽108d1。所述轴向槽108d1在圆周方向上形成在彼此隔开相等间隔的位置。

这样，内周面108a的动压槽108a1、108a2排列区域通过接着在上述的整形工序(c)中实施的尺寸整形、旋转整形而进一步实施槽整形加工而形成在烧结体(烧结金属轴承108)的内周面108a。具体而言，通过在径向上压迫圆筒状的烧结体，向其内周面压抵具有与动压槽108a1、108a2对应的多个凸部的成形模具(成形杆)的外周面而使内周面仿照该模具发生塑性变形，从而转印成形动压槽108a1、108a2。此时，由于在烧结体的内周面残留较多的Cu的粒状组织，因此槽整形加工的成形性良好，能够高精度地形成上述动压槽108a1、108a2或该动压槽108a1、108a2排列区域。尤其是，图9所示的形状的动压槽108a1、108a2排列区域通过使整形前的烧结体的内周面中的、沿着圆周方向排列的动压槽108a1、108a1间的区域和沿着轴向排列的动压槽108a1、108a2间的区域即带部108a3(均为在图9中用交叉剖面线所示的区域)相对于周围相对地凸起而成形动压槽108a1、108a2。因此，在烧结体的内周面残留有Cu的粒状组织的结构对于动压槽108a1、108a2的成形性和成形精度有效地发挥作用。需要说明的是，利用同样的方法，下端面108b的动压槽108b1排列区域也能够在上述槽整形加工时或者尺寸整形时成形。

闭塞外壳107的下端侧的盖构件109例如由金属材料或者树脂材料形成，固定在设于外壳107的内周下端的固定面107b上。此时，对于盖构件109的固定可以使用粘接、压入、熔敷、焊接等已知的固定手段。

在盖构件109的上端面109a的整个面或者一部分的区域上形成有呈例如与图10同样的排列方式(螺旋的方向相反)的动压槽排列区域。该动压槽排列区域在完成品的状态下与凸缘部102b的下端面102b2对置，在轴构件102旋转时，在其与下端面102b2之间形成后述的第二推力轴承部T12的推力轴承间隙(参照图8)。

作为密封机构的密封构件110在本实施方式中与外壳107分体形成，通过压入、粘接、熔敷、焊接等任意的手段固定在外壳107的上端内周。在此，以使密封构件110的下端面与烧结金属轴承108的上端面108c抵接的状态将密封构件110固定在外壳107上。需要说明的是，密封构件110的材质没有特别的局限，只要不是像多孔质材料那样可能发生漏油的材料，则可以使用各种金属材料或树脂材料等。或者，即使为多孔质材料，通过将与外部气体接触的表面通过涂敷等进行封孔，则也可以作为密封构件110使用。当然，也可以将密封构件110及盖构件109的某一方通过相同材料与外壳107一体形成。

在密封构件110的内周形成有呈锥形形状的密封面110a，在该密封面110a与轴部102a的上部外周面之间形成有密封空间S。在将润滑油填充于流体动压轴承装置101的内部的状态下，润滑油的油面始终维持在密封空间S的内部。

在将上述的构成部件以规定的顺序及以图8为标准的形态装配后，向轴承内部空间(图8中，由散点图案所示区域)填充润滑油，由此润滑油含浸到烧结金属轴承108的内部气孔中，并且其他的空间(径向轴承间隙等)也被润滑油充满。由此，得到作为完成品的流体动压轴承装置101。作为充满流体动压轴承装置101的内部的润滑油可以使用各种油，但作为向HDD等盘驱动装置用的流体动压轴承装置101提供的润滑油，考虑其使用时或输送时的温度变化，可以适当使用低蒸发率及低粘度性方面优良的酯系润滑油，例如癸二酸二辛酯(DOS)、壬二酸二辛酯(DOZ)等。

在上述结构的流体动压轴承装置101中，在轴构件102旋转时，烧结金属轴承108的两个的动压槽108a1、108a2排列区域与轴部102a的径向轴承面102a1、102a1隔着径向轴承间隙对置。并且，随着轴构件102的旋转，在上下任一动压槽108a1、108a2排列区域中，润滑油都朝向动压槽108a1、108a2的轴向中心被压入，其压力上升。通过这样的动压槽108a1、108a2的动压作用，将轴构件102沿径向以非接触的方式支承为旋转自如的第一径向轴承部R11和第二径向轴承部R12分别在轴向上隔开地形成两处(均参照图8)。

此外，在设于烧结金属轴承108的下端面108b上的动压槽108b1排列区域和与其对置的凸缘部102b的上端面102b1之间的推力轴承间隙、及设于盖构件109的上端面109a上的动压槽排列区域和与其对置的凸缘部102b的下端面102b2之间的推力轴承间隙分别在动压槽的动压作用下形成有润滑油的油膜。并且，在所述油膜的压力作用下，分别构成沿推力方向以非接触的方式支承轴构件102的第一推力轴承部T11和第二推力轴承部T12(均参照图8)。

这种情况下，烧结金属轴承108由于具有含有非常多的Fe系组织的组织结构，因此成为径向轴承面的内周面108a的硬度也比较高。因此，即使例如在SUS制的轴构件102刚开始旋转后或者旋转停止前，在轴部102a的外周面102a1和与其对置的烧结金属轴承108的内周面108a之间产生接触滑动，两面102a1、108a间的硬度差小，能够抑制烧结金属轴承108与轴部102a之间的磨损。尤其是，如本实施方式这样，在轴构件102的上部安装有枢毂103及多张盘D的状态下，包括轴构件102的旋转体的重心向上侧移动且力矩载荷也变大，因此轴构件102与烧结金属轴承108在轴承上部容易发生接触滑动，但如上所述，通过减小两构件102a、108的硬度差(两滑动面102a1、108a的硬度差)，能极力地将所述滑动磨损抑制得小。

此外，设于烧结金属轴承108的内周面108a上的上侧的动压槽108a1、108a2排列区域相对于其带部108a3的轴向中心形成为轴向非对称，比轴向中心靠上侧的区域的轴向尺寸X₁₁比下侧的区域的轴向尺寸X₁₂大。因此，在轴构件102旋转时，上侧区域中的润滑油的吸入力(抽吸力)比下侧区域的吸入力大。于是，在该吸入力的差的作用下，从径向轴承间隙向其下方流出的润滑油在从第一推力轴承部T11的推力轴承间隙到位于其外径侧的烧结金属轴承108的轴向槽108d1、并且从上端面108c与密封构件110的下端面的轴向间隙到环状槽108c1及半径方向槽108c2这样的路径中循环，并再此被吸入第一径向轴承部R11的径向轴承间隙中。

这样，通过构成为润滑油在包括径向轴承间隙的轴承内部空间中流动循环，从而防止该内部空间内的润滑油的压力局部变成负压的现象，能够消除负压产生所伴随的气泡的生成、因气泡的生成而导致的润滑油的漏出和轴承性能的劣化、振动的产生等问题。此外，在因某些原因导致在润滑油中混入了气泡的情况下，气泡在伴随润滑油在上述循环路径内循环时从密封空间S内的润滑油的油面(气液界面)向外部气体排出，因此有效地防止气泡导致的不良影响。

以上，对本申请的第二发明所涉及的烧结金属轴承的一用途例进行了说明，但能适用该轴承的流体动压轴承装置101不局限于该例是不言而喻的。

例如，作为具备烧结金属轴承108的流体动压轴承装置，在上述用途例中，对具有在设于轴部102a的一端的凸缘部102b的两端面102b1、102b2侧形成推力轴承部T11、T12的形态的情况进行了说明，但也可以使所述推力轴承部T11、T12的轴向分离距离不同。图11表示该情况的一例，该图所涉及的流体动压轴承装置111具有主要在外壳117的两端配置两个密封空间S11、S12这一点及将推力轴承部T11、T12形成在烧结金属轴承118的两端这一点上与图8所示的流体动压轴承装置101不同的形态。

在该图示例中，本发明所涉及的烧结金属轴承118不仅在其下端面118b且在其上端面118c上也具有图10所示的形状的动压槽排列区域(螺旋的方向与图9相反)。因此，第一推力轴承部T11设置在第一密封构件119的下端面119a与烧结金属轴承118的上端面118c之间，第二推力轴承部T12设置在第二密封构件120的上端面120a与烧结金属轴承118的下端面118b之间。此外，第一密封空间S11形成在固定于轴构件112上的第一密封构件119的外周面119b和与该面对合的外壳117上端的内周面117a之间，且第二密封空间S12形成在第二密封构件120的外周面120b和与该面对合的外壳117下端的内周面117a之间。需要说明的是，径向轴承部R11、R12分别形成在设置有图9所例示的径向动压产生部的内周面118a和与内周面118a对置的轴构件112的外周面112a之间这一点与图8所示的流体动压轴承装置101的情况同样。

本方式所涉及的流体动压轴承装置111与图8所示的流体动压轴承装置101相比，由于两推力轴承部T11、T12间的分离距离变大，因此能够提高作为轴承整体对力矩载荷的负载能力提高。因此，随着以HDD为代表的的信息设备的高容量化，即使在盘张数的增加等旋转体重量增加的情况下，也能够降低(抑制)与轴构件102的接触导致的烧结金属轴承118的滑动磨损。

图12表示另一其他实施方式所涉及的流体动压轴承装置121的剖视图。在该图所涉及的流体动压轴承装置121中，将两个烧结金属轴承108沿轴向重叠配设，所述烧结金属轴承108、108固定在由筒部127a和底部127b构成的有底筒状的外壳127的内周面127a1。在沿轴向重叠配设的两个烧结金属轴承108中的上侧的烧结金属轴承108上，仅在密封构件110侧设置图9所例示的非对称动压槽108a1、108a2排列区域，在下侧的烧结金属轴承108上，仅在凸缘部102b侧设置图9所例示的对称的动压槽108a1、108a2排列区域。因此，在两个烧结金属轴承108、108间轴向上最远离的位置形成径向轴承部R11、R12。

这样，图12所涉及的流体动压轴承装置121与图8、图11所示的流体动压轴承装置101、111相比通过增大径向轴承部R11、R12间的分离距离来提高作为轴承整体对于力矩载荷的负载能力。因此，对于旋转体重量的增加、旋转速度的增加的情况，能够降低烧结金属轴承108、108的滑动磨损，能够长期地发挥良好的轴承性能。

此外，在以上的说明中，作为径向轴承部R11、R12及推力轴承部T11、T12例示了通过箭尾形状或螺旋形状的动压槽来产生润滑油的动压作用的结构，但能够使用本发明的结构不局限于此。

例如，虽然省略了图示，但作为径向轴承部R11、R12也可以采用在圆周方向的多个部位形成轴向的槽的、所谓的踏板(step)状的动压产生部，或者，采用在圆周方向上排列多个圆弧面，在其与对置的轴构件102、112的外周面102a1、112a之间形成楔状的半径方向间隙(轴承间隙)的、所谓的多圆弧轴承。

或者，将成为径向轴承面的烧结金属轴承108、118的内周面108a、118a形成为未设有作为动压产生部的动压槽和圆弧面等的正圆状内周面，而由与该内周面对置的正圆状的外周面构成所谓的正圆轴承。

此外，虽然同样省略了图示，但也可以使推力轴承部T11、T12的一方或双方由在成为推力轴承面的区域隔着圆周方向规定间隔而设有多个半径方向槽形状的动压槽的、所谓的踏板轴承或者波型轴承(端面成为谐波波形等的波型的轴承)等构成。

此外，在以上的实施方式中，对动压产生部均设置在固定侧(外壳127、烧结金属轴承108和盖构件109等)的情况进行了说明，但也可以将其一部分或者全部设置在旋转侧(轴构件102、112、凸缘部102b、密封构件119、120等)。具体而言，可以在轴构件102、112的外周面102a1、112a或者凸缘部102b的两端面102b1、102b2或者密封构件119、120的下端面119a或上端面120a中的一处以上的部位设置上述的动压产生部。

此外，在以上的实施方式中，对轴构件102、112旋转，利用烧结金属轴承108、118支承轴构件102、112的结构进行了说明，但也可将本发明适用在与此相反地，烧结金属轴承108、118这一侧旋转而由轴构件102、112这一侧支承烧结金属轴承的结构中。这种情况下，虽然省略了图示，但可以将烧结金属轴承108、118粘接固定于配设在其外侧的构件上而与该外侧构件一体旋转，并通过固定侧的轴部进行支承。

此外，在以上的实施方式中，作为充满流体动压轴承装置101、111、121的内部，用于在径向轴承间隙或推力轴承间隙形成流体膜的流体例示了润滑油，但还可以使用除此以外的能够形成流体膜的流体，例如空气等气体、磁性流体等具有流动性的润滑剂或者润滑脂等。当然，本发明所涉及的烧结金属轴承具有良好的耐磨损性，在不使用任何润滑流体的情况下也能够作为通常的滑动轴承使用。

[实施例2]

为了证实本申请的第二发明的效果，对由以规定比例含有Fe系粉末和Cu粉末的原料粉末形成的烧结金属轴承(实施例2)和由现有组成的原料粉末形成的烧结金属轴承(比较例3)分别进行磨损试验、径向抗压试验及透过油量测定试验，对各特性进行了比较评价。

在此，在试验材料中，作为Fe粉末使用海格纳士(株)制的NC100.24，作为Cu粉末使用福田金属箔粉工业(株)制的CE-15，此外，作为SUS粉末使用大同特殊钢(株)制的DAP410L。此外，在该实验中，在原料粉末中使用作为低熔点金属的Sn粉末及石墨粉末，作为Sn粉末使用福田金属箔粉工业(株)制的Sn-At-W350，作为石墨粉末使用日本石墨工业(株)制的ECB-250。设定成形条件以使压粉成形体的密度成为6.5～6.9[g/cm³]。实施例2的烧结温度为1050℃，比较例3的烧结温度为870℃。比较例3和实施例2各自的原料粉末的组成如表3所示。此外，各粉末的粒度分布如表4～表8所示。

表3

表4

表5

表6

表7

表8

对于作为完成品的试验片的完成品尺寸，在后述的磨损试验中，在实施例2、比较例3中均为

此外，在径向抗压试验及透过油量的测定试验中，在实施例2、比较例3中均为

此外，试验片的个数在实施例2、比较例3中均为5个。

在此，磨损试验使用上述试验片在以下的试验条件下进行。

对象试验片

材质：SUS420J2

尺寸：

周速：50m/min

表面压力：1.3MPa

润滑油：酯油(粘度：12mm²/s)

试验时间：3hrs

径向抗压强度的测定试验利用上述试验片在实施例2、比较例3中均以JIS Z 2507为基准进行。

透过油量的测定试验通过从油罐(tank)向未含浸润滑油状态下的试验片(烧结金属轴承)的内周供给润滑油，并对试验片的内周以规定时间施加适当的气压(4气压，10分钟)，测定从试验片的外周面向外部漏出的润滑油的量来进行。此外，作为润滑油使用酯系油(12mm²/s)。

图16表示磨损试验的测定结果，图17表示径向抗压试验的测定结果，图18表示透过油量的测定结果。如图16所示，在使Fe系组织占整体的比例以重量比计算为Cu组织的10倍以上时(实施例2)，可以发现与以往的组成(比较例3)相比磨损量大幅减少的效果。此外，从图17所示的结果可知，在将Fe系组织的比例与Cu组织的比例相比大幅增加时(实施例2)同样地，显示出与以往的组成(比较例3)同等等级的径向抗压强度。进而，从图18所示的结果可知，不仅如上所述是耐磨损性、径向抗压强度方面优良的组成(实施例2)，而且关于透过油量(润滑油的透过性)也发挥与以往的组成(比较例3)同等等级的性能。

以下，根据图19～图28说明本申请的第三发明所涉及的轴承套筒的制造方法及流体轴承装置的实施方式。

图19示意性地表示装入有通过本发明所涉及的轴承套筒的制造方法制造的具有套筒的流体轴承装置(动压轴承装置)201的信息设备用主轴电动机的一结构例。该主轴电动机在HDD等的盘驱动装置中使用，具备：以非接触的方式将轴构件202支承为旋转自如的流体动压轴承装置201；安装在轴构件202上的盘枢毂203；隔着例如半径方向的间隙对置的定子线圈204及转子磁铁205。定子线圈204安装在托架206的外周，转子磁铁205安装在盘枢毂203的内周。此外，流体动压轴承装置201的外壳207的外周面以粘接或压入等手段固定在托架206的内周面。盘枢毂203在其外周保持有一张或多张盘磁盘等盘状信息存储介质(以下简称盘)D。在这样构成的主轴电动机中，若对定子线圈204通电，则转子磁铁205在定子线圈204与转子磁铁205之间产生的电磁力的作用下旋转，伴随于此，盘枢毂203及保持在盘枢毂203上的盘D与轴构件202一体地旋转。

图20表示流体动压轴承装置201。该流体动压轴承装置201以轴构件202、外壳207、固定在外壳207上的套筒208及推力构件210、密封构件209为主要的构成要件。需要说明的是，为了便于说明，以下以外壳207的推力构件210固定侧为下侧、以推力构件210的固定侧的相反侧为上侧进行说明。

轴构件202由例如不锈钢等金属材料形成，或者形成为金属材料和树脂材料的混合结构，具备轴部202a和一体或分体地设置在轴部202a的下端的凸缘部202b。需要说明的是，作为混合结构的轴构件202使用由树脂材料形成轴部202a的芯部或凸缘部202b或者它们双方形成的构件。

套筒208通过由烧结金属构成的多孔质体、例如以铜为主要成分的烧结金属的多孔质体形成为圆筒状。该套筒208在与推力构件210的抵接部210b抵接的状态下压入固定于外壳207的内周面207a的规定位置。需要说明的是，套筒208的外径与外壳207的内径相比形成为，直径相对于后述的套筒208的外周面208d的外壳207的内周面207a大规定的压入量。

在套筒208的内周面208a的整个面或者一部分圆筒区域形成有作为径向动压产生部的动压槽。在本实施方式中，例如如图21(a)所示，多个动压槽208a1、208a2排列成箭尾形状的区域在轴向上隔开形成两处。在上侧的动压槽208a1的形成区域，动压槽208a1相对于轴向中心m(上下的倾斜槽间区域的轴向中央)形成为轴向非对称，比轴向中心m靠上侧的上侧区域的轴向尺寸X₂₁比下侧区域的轴向尺寸X₂₂大。

在套筒208的外周面208d遍及轴向全长形成有一条或多条轴向槽208d1。在本实施方式中，在圆周方向等间隔地形成有三条轴向槽208d1。

例如如图21(b)所示，在套筒208的下端面208c的整个面或者一部分环状区域形成有将多个动压槽208c1排列成螺旋形状的区域作为推力动压产生部。

密封构件209由例如树脂材料或软质金属材料形成为环状，配设在外壳207的内周面207a上端。密封构件209的内周面209a隔着规定的密封空间S21与设置在轴部202a的外周上的锥面202a2对置。需要说明的是，轴部202a的锥面202a2朝向上侧(相对于外壳207为外部侧)逐渐缩小直径，在轴构件202旋转时作为毛细管力密封件及离心力密封件发挥功能。此外，密封构件209的下端面209b形成为其外径侧区域209b1比内径侧区域向轴向上方后退的形态。

推力构件210例如由树脂材料或金属材料形成，配设在外壳207的内周面207a下端。在推力构件210的端面210a的一部分环状区域或整个面上形成有多个与例如图21(b)所示的动压槽208c1同样的动压槽排列成螺旋形状(螺旋的旋转方向相反)的区域来作为推力动压产生部。该动压槽形成区域与凸缘部202b的下端面202b2对置，在轴构件202旋转时，在动压槽形成区域与下端面202b2之间形成第二推力轴承部T22的推力轴承间隙(参照图20)。此外，在本实施方式中，推力构件210一体地具备从端面210a的外周缘部向上方延伸的环状的抵接部210b。抵接部210b的上侧端面与套筒208的下端面208c抵接，抵接部210b的内周面隔着径向的间隙与凸缘部202b的外周面对置。

图22～图25及图28示意性地表示在压粉成形后对经过了烧结工序的阶段的套筒(以下，称为烧结材料211)进行整形的工序中使用的加工装置。该加工装置构成为，作为主要要件具备：成形圆筒形状的烧结材料211的内径面211a的整形销212、成形烧结材料211的外径面211b的冲模213、从上下方向(轴向)限制烧结材料211的轴向两端面的第一冲头(上冲头)214及第一冲头(下冲头)215。

在整形销212的外周外插有上冲头214，该上冲头214相对于整形销212沿上下方向滑动自如。整形销212及上冲头214通过各自独立的驱动源进行升降运动。

在整形销212的外周面设置有与完成品的轴承面的形状对应的凹凸状的成形模具。成形模具的凸部成形轴承面中的动压槽的区域，凹部成形动压槽以外的区域。

如图22所示，在向冲模213压入前的状态下，在烧结材料211的内径面211a与整形销212的外径面之间存在内径间隙D22。内径间隙D22的大小例如为60μm。烧结材料211的外径面211b相对于冲模213的压入量D21例如为200μm。

接下来，根据图22～图26说明该第三发明的第一实施方式所涉及的流体动压轴承装置201的制造方法即成形套筒的方法。图26表示上冲头214和下冲头215的各加压面的上下动作的状況，横轴表示时间，纵轴表示上下移动量。图26中(A)的范围为初期状态即上冲头214及下冲头215在图22中所示的状态，经过了烧结工序的烧结材料211配置在冲模213的上端面。整形销212及上冲头214相对于烧结材料211配置在轴向上方。在该图示例中，使上冲头214与整形销212一起下降，使上冲头214压抵于烧结材料211的上端面。下冲头215在冲模213的内部待机。

如图26的范围(B)所示，从上述的初期状态使上冲头214及整形销212下降，通过上冲头214按压烧结材料211的一端部211c(上冲头附近的烧结材料)而将烧结材料211压入冲模213。这种情况下，烧结材料211压入冲模213从而沿图23所示轴向延伸。使该延伸量为X。需要说明的是，图23的假想线表示压入冲模213前的烧结材料211的另一端面。

如图26的范围(C)所示，上冲头214压入至下死点(参照图24(a))。在烧结材料211的全长压入冲模213(上冲头214到达下死点)的状态下，如图26的范围(D)所示，向图24(b)的箭头的方向顶起下冲头215。并且，如图26的范围(E)所示，从下冲头215侧对烧结材料211加压。即，使烧结材料211的另一端部211d压抵于下冲头215的上表面，从上下方向对烧结材料211加压。由此，如图24(c)所示，下冲头215向上冲头侧的移动量为P21，烧结材料211的另一端部211d压缩P21的量。

此时，烧结材料211从冲模213和上下冲头214、215受到压迫力而发生变形，内径面211a被整形销212的成形模具加压。内径面211a的加压量大致等于压入量(外径干涉量(interference))D21(半径量100μm)与内径间隙D22(半径量30μm)的差70μm(半径量)，距内径面211a深度5μm的表层部分被整形销212的成形模具加压，产生塑性流动而咬住成形模具。由此，成形模具的形状转印到烧结材料211的内径面211a，从而成形轴承面。成形时，烧结材料211的外径面211b被冲模213加压，烧结材料211的两端面被上下冲头214、215加压。外径面的加压量为200μm，两端面的加压量为单侧200μm左右。

此外，下冲头215向上冲头侧的移动量P21比由一方冲头压入冲模时产生的烧结材料211的轴向的延伸量X大。由此，比烧结材料211沿轴向延伸前的轴向尺寸(即，初期状态下的烧结材料211的轴向尺寸)进一步压缩烧结材料211。

在上述工序结束后，如图26的范围(F)所示，使上冲头214及整形销212一体地上升，并由下冲头215按压烧结材料211而使其上升至与冲模213的上端面同等高度的位置(参照图25)。由此，能够解除向烧结材料211的内径向的压迫力而将烧结材料211从冲模213拔出。当从冲模213拔出烧结材料211时，在烧结材料211产生反冲，其内径尺寸扩大。由此能够在不破坏动压产生部的形状的情况下从整形销拔出烧结材料。

在这样的本发明中，在烧结材料211的全长压入冲模213而烧结材料211被压缩的状态下顶起下冲头215，因此在上冲头214到达下死点的状态下，从轴向两端部对烧结材料211加压。因此，烧结材料211的另一端部211d也从下冲头侧朝向上冲头侧被赋予按压力而被压缩。由此，能够降低烧结材料211的轴向两端部211c、211d的内径尺寸差。

下冲头215的向上冲头侧的移动量P21比由上冲头214压入冲模213时产生的烧结材料211的轴向的延伸量X大。由此，能够比烧结材料211沿轴向延伸前的轴向尺寸进一步压缩烧结材料211，因此能够可靠地压缩下冲头附近的烧结材料211。

接下来，对第三发明的第二实施方式所涉及的流体动压轴承装置201的制造方法进行说明。这种情况下，使下冲头215在上冲头214到达下死点前向上冲头侧移动。即，如图27的范围(B)所示，从图27的范围(A)的初期状态使上冲头214及整形销212下降，通过上冲头214按压烧结材料211的一端部211c(上冲头附近的烧结材料)而将烧结材料211压入冲模213。并且，在图27的范围(D’)中，在上冲头214到达下死点前的状态下，顶起下冲头215而从下冲头侧对烧结材料211加压。以下，通过与所述第一实施方式同样的方法将烧结材料211从冲模213拔出。

作为第三实施方式，可以使下冲头215与上冲头214到达下死点大致同时地向上冲头侧移动。

作为第四实施方式，可以在将烧结材料211压入冲模213时，在通过上冲头214和下冲头215限制烧结材料211的同时将其压入冲模213。这种情况下，如图28(a)所示，整形销212及上冲头214相对于烧结材料211配置在轴向上方，且下冲头215在冲模213的成形孔的上端待机而支承烧结材料211的下表面。如图28(b)所示，从该状态使上冲头214及整形销212下降，上冲头214与烧结材料211的一端部211c抵接，烧结材料211在从轴向两侧被上下的冲头限制的状态下压入冲模213。若将上冲头214压入至下死点，则向图28(c)的箭头的方向顶起下冲头215而从下冲头侧对烧结材料211加压。即，使烧结材料211的另一端部211d压抵于下冲头215的上表面，从上下方向对烧结材料211加压。这种情况下，如图28(d)所示，下冲头215的向上冲头侧的移动量为P21，烧结材料211的另一端部211d压缩P21的量。

在上述工序结束后，使上冲头214及整形销212一体地上升，并由下冲头215按压烧结材料211而使其上升至与冲模213的上端面同等高度的位置(参照图25)。然后，通过与所述第一实施方式～第三实施方式同样的方法将烧结材料211从冲模213拔出。

作为第五实施方式，通过与所述第四实施方式同样的方法将烧结材料211压入冲模213，在上冲头214到达下死点前的状态下，顶起下冲头215而从下冲头侧对烧结材料211加压。

作为第六实施方式，通过与所述第四实施方式、第五实施方式同样的方法将烧结材料211压入冲模213，能够使下冲头215在与上冲头214到达下死点大致同时地向上冲头侧移动。

需要说明的是，在图28所示的轴承套筒的制造方法中，对与图19～图27所示的轴承套筒的制造方法同样的结构标注与图19～图27相同的符号而省略其说明。

以上，对第三发明的实施方式进行了说明，但本发明不局限于所述实施方式而能够进行各种变形，可以在成为套筒的烧结材料211上形成推力动压产生部。此时，例如在上冲头214的下端面或者下冲头215的上端面上预先设置与推力动压产生部对应的形状的模，由此，通过从轴向两侧限制烧结材料211，从而能够与轴向的整形同时地形成推力动压产生部。此外，在加压后取出烧结材料211的过程中，可以不使下冲头215的上升与上冲头214的上升同时进行，而在使上冲头214上升后使下冲头215上升。

此外，在以上的实施方式中，对在套筒208的内径面208a形成有多个动压槽208a1、208a2排列成箭尾形状的区域的情况进行了说明，但本发明不局限于上述结构，对于其他结构的动压产生部也同样能够适用。

符号说明

1、11、21流体动压轴承装置

2、12轴构件

2a    轴部

2a1、12a外周面

2b    凸缘部

2b1上端面

2b2下端面

3枢毂

4定子线圈

5转子磁铁

6托架

7、17外壳27外壳

7a、17a、27a1内周面

7b    固定面

8、18烧结金属轴承

8a、18a  内周面

8a1、8a2动压槽

8a3带部

8b、18b下端面

8b1动压槽

8c、18c上端面

8c1环状槽

8c2半径方向槽

8d    外周面

8d1轴向槽

9盖构件

9a    上端面

10、19、20密封构件

10a  密封面

19a  下端面

19b、20b外周面

20a  上端面

27a  筒部

27b    底部

101、111、121流体动压轴承装置

102、112轴构件

102a轴部

102a1、112a外周面

102b凸缘部

102b1上端面

102b2下端面

103枢毂

104定子线圈

105转子磁铁

106托架

107、117、127外壳

107a、117a  内周面

107b  固定面

108、118烧结金属轴承

108a、118a  内周面

108a1、108a2动压槽

108a3带部

108b、118b下端面

108b1动压槽

108c、118c上端面

108c1环状槽

108c2半径方向槽

108d外周面

108d1轴向槽

109盖构件

109a上端面

110、119、120密封构件

110a密封面

119a下端面

119b、120b外周面

120a上端面

127a筒部

127b底部

201流体动压轴承装置

202轴构件

202a轴部

202a2锥面

202b凸缘部

202b2下端面

203盘枢毂

204定子线圈

205转子磁铁

206托架

207外壳

207a  内周面

208套筒

208a  内周面

208a1动压槽

208c下端面

208c1动压槽

208d外周面

208d1轴向槽

209密封构件

209a  内周面

209b下端面

209b1外径侧区域

210推力构件

210a端面

210b抵接部

211、311烧结材料

211a、311a内径面

211b、311b外径面

211c、311b一端部

211d、311d另一端部

212、312整形销

213、313冲模

214、314上冲头

215、315下冲头

P21移动量

R1、R2、R11、R12、R21、R22径向轴承部

T1、T2、T11、T12、T21、T22推力轴承部

S、S1、S2、S11、S12、S21密封空间

d21、d22内径尺寸

D21、D301压入量

D22、D302内径间隙

X    延伸量

X1、X2、X11、X12、X21、X22轴向尺寸

Claims (12)

1.一种烧结金属轴承，其特征在于，通过将含有多种金属粉末的原料粉末压缩成形并烧结而得到，且在内部具有可含油的多个气孔，

原料粉末包括Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末。

2.根据权利要求1所述的烧结金属轴承，其特征在于，

占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末及纯Fe粉末的含有比例分别被调整为，Cu粉末：15wt％以上且60wt％以下，SUS粉末：10wt％以上且35wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上且60wt％以下。

3.根据权利要求1或2所述的烧结金属轴承，其特征在于，

原料粉末还包含磷化Fe粉末。

4.根据权利要求3所述的烧结金属轴承，其特征在于，

占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末及磷化Fe粉末的含有比例分别被调整为，Cu粉末：15wt％以上且60wt％以下，SUS粉末：10wt％以上且30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上且60wt％以下，磷化Fe粉末：0.1wt％以上且2.0wt％以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的烧结金属轴承，其特征在于，

原料粉末还包含低熔点金属粉末。

6.根据权利要求5所述的烧结金属轴承，其特征在于，

低熔点金属粉末为Sn粉末。

7.根据权利要求5或6所述的烧结金属轴承，其特征在于，

占原料粉末的Cu粉末、SUS粉末、纯Fe粉末及低熔点金属粉末的含有比例分别被调整为，Cu粉末：15wt％以上且45wt％以下，SUS粉末：10wt％以上且30wt％以下，纯Fe粉末：20wt％以上且60wt％以下，低熔点金属粉末：0.5wt％以上且10wt％以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的烧结金属轴承，其特征在于，

原料粉末还包含石墨。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的烧结金属轴承，其特征在于，

通过以小于Cu的熔点的温度烧结得到。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的烧结金属轴承，其特征在于，烧结密度被调整在6.8g/cm³以上且7.3g/cm³以下的范围内。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的烧结金属轴承，其特征在于，

形成有用于在与要旋转支承的轴之间产生流体的动压作用的动压产生部。

12.一种流体动压轴承装置，其中，

具备权利要求1～11中任一项所述的烧结金属轴承。

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