CN104204574A - 烧结金属轴承 - Google Patents

Abstract

一种烧结金属轴承，其特征在于，由以铜系粉末与铁系粉末作为主成分的原料粉末形成，且在内周具有径向轴承面，作为铜系粉末，使用微细铜粉以重量比计占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，所述微细铜粉显示出直径不足45μm的微粒的比例为80重量％以上的粒度分布，并且，在900℃以上且1000℃以下的条件下，烧结将原料粉末压缩成形而得到的压缩体。

Description

烧结金属轴承

技术领域

本申请(本申请第一发明)涉及一种烧结金属轴承，特别是涉及铜铁系的烧结金属轴承。另外，本申请(本申请第二发明)涉及流体动压轴承装置用的原材、使用该原材的轴部件以及使用该轴部件的流体动压轴承装置。

背景技术

烧结金属轴承通过使润滑油浸渗于内部气孔而使用，伴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，借助该油膜对轴进行旋转支承。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用作搭载于以信息设备为代表的各种电气设备的马达用的轴承，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马达轴承、或者激光打印机(LBP)的多边扫描马达、风机马达等的轴承。

烧结金属轴承有以铜作为主成分的铜系、以铁作为主成分的铁系、以铜和铁作为主成分的铜铁系等(例如，参照下述专利文献1)，其中，铜铁系的烧结金属轴承基于能够享有铜的优异的压缩变形性所带来的油膜形成率的提高效果、以及因铁所具有的高硬度而得到的轴承面的耐磨损性提高效果双方这一点而适合用作上述轴承。

即，由于铜是比较软的金属，因此在以铜作为主成分而使用的情况下，烧结金属轴承的内部气孔容易被压破，其结果是，油渗透率(在负荷了规定压力的状态下，将润滑油从烧结金属轴承的内径侧向外径侧输送时的润滑油的容易通过程度)降低。若油渗透率低，则润滑油不易向烧结金属轴承的内部气孔避让，因此，形成于轴承缝隙的油膜的压力容易增高，能够获得油膜所带来的高支承力。另外，由于铁是硬度比较高的金属，因此在以铁作为主成分而使用的情况下，烧结金属轴承的轴承面硬度增高，由此可以实现轴承面的耐磨损性提高。

另一方面，具备上述烧结金属轴承等轴承的流体动压轴承装置因其高旋转精度以及静音性能而适合用于各种磁盘驱动装置(例如HDD的磁盘驱动装置、CD－ROM等光盘驱动装置等)的主轴马达、激光打印机(LBP)的多边扫描马达、放映机的色轮马达用、或者使用于电气设备的冷却等的风机马达等小型马达。

图14示出将这种流体动压轴承装置使用于HDD等磁盘驱动装置的例子。在该图中，附图标记101表示流体动压轴承装置，附图标记102表示轴部件，附图标记103表示磁盘毂，附图标记104表示定子线圈，附图标记105表示转子磁铁，附图标记106表示马达基座，附图标记107表示壳体，附图标记108表示轴承套筒，附图标记110表示盖部件，附图标记121表示轴部，附图标记122表示凸缘部，附图标记D表示磁盘。

所述轴部件2通常如图15A所示那样在其外周面121a的局部形成有使直径略微减小的圆筒状的避让部102a，在该避让部102a与轴承套筒108之间保持规定量的润滑油，同时通过增大径向缝隙来减少摩擦转矩。并且，在该避让部102a的两侧的圆筒部102b、102c的局部形成有构成径向轴承部的动压槽图案A1、A2。

如图15B所示，所述动压槽图案A1、A2通过将在避让部102a的两侧形成了圆筒部102b、102c的轴原材102’夹持在上下一对滚轧模具(転造型)之间，通过公知的滚轧法而形成(参照专利文献2的图4)。由此，例如形成多个人字形状的动压槽G。需要说明的是，构成所述径向轴承部的动压槽图案A1、A2有时也代替形成于轴部件102的外周面，通过在轴承部件109的内周面使用滚轧滚珠(転造ボール)等而形成(参照专利文献3的图1)。通过滚轧而形成的轴部件102之后热处理，形成淬火轴，通过对该淬火轴的外周面实施研削等最终精加工而获得外周面达到规定精度的作为成品的轴部件102。然后，在轴部件102的端部、即动压槽形成区域102b的端部安装形成推力轴承部的凸缘部122。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－349575号公报

专利文献2：日本特开平7－114766号公报

专利文献3：日本特开平10－137886号公报

发明内容

发明要解决的课题

这样，铜铁系的烧结金属轴承能够同时具有铜系与铁系双方的特性，相反有时产生以下不良情况。即，若增加铜系组织的比率，则会获得油渗透率降低的优点，相反会产生耐磨损性降低的不良情况。另一方面，若增加铁系组织的比率，则会获得耐磨损性提高的优点，相反会产生油渗透率增高的不良情况。因此，在要求的油渗透率、耐磨损性的等级高的情况下，难以通过仅改变铜系与铁系之比率的调整来获得油渗透率与耐磨损性双方优异的烧结金属轴承。

这里，例如，认为若提高烧结密度(不考虑成品的内部气孔的情况下的表观上的单位体积的质量)，则内部气孔减少，从而可以减小油渗透率。特别是，在最近的信息设备(HDD等)中，伴随着存储容量的增大化，应当通过烧结金属轴承支承的旋转体(包括主轴以及与主轴一体旋转的磁盘毂、磁盘等)的重量存在增大的趋势。因此，认为烧结密度的增大化在实现烧结金属轴承的高强度化(高刚性化)以及耐磨损性的提高化方面也是适合的。但是，若为了提高烧结密度而增大压缩量，会将内部气孔压破，则浸渗于烧结金属轴承的内部的油量减少，因此提前出现润滑油的劣化，结果是存在导致轴承性能的提前降低的顾虑。考虑到此类情况，现有以上的烧结密度的增大化并不容易。

另外，作为形成铁系组织的铁系粉末，若使用不锈钢粉末，则能够不使烧结密度增高地提高耐磨损性，但由于不锈钢粉末一般比纯铁粉末高价，因此无法实现不导致成本增高地实现耐磨损性的提高的目的。

另外，关于上述的动压槽图案的成形，由于滚轧法是通过利用塑性变形使原材表面的材料移动而获得所希望形状的加工方法，因此，若在轴原材的表面存在凹陷的避让部，则容易产生朝向该避让部侧的材料流动。对于以往的轴部件102，如图15A所示，形成有动压槽G的动压槽图案A1、A2的单侧A1a、A2a与低一级的避让部102a邻接，从该避让部102a向动压槽图案A1、A2引入流体，但动压槽图案A1、A2的相反侧保持原样地与轴部件102的相同高度的圆筒部102b、102c连接。

因此，对于该动压槽G的深度而言，与避让部102a邻接的一侧A1a、A2a比相反侧A1b、A2b深，避让部102a的相反侧A1b、A2b因不具有供材料避让的空间而存在动压槽G的深度相对变浅的趋势。其结果，如图16的槽深度测定结果所示，槽深度在轴向上倾斜，左右不平衡，存在无法获得稳定的动压效果与径向方向轴承刚性的课题。虽然并非无法通过改变滚轧夹具的动压槽形成用凸部的高度来消除该课题，但凸部的加工难，成本增高。

鉴于以上情况，本发明的第一技术课题要解决，在铜铁系的烧结金属轴承中，通过以低成本实现耐磨损性的提高和油渗透率的减少化，而能够长期发挥现有水平以上的轴承性能。

另外，鉴于以上情况，本发明的第二技术课题要解决，在滚轧形成单侧与避让部邻接的动压槽图案的动压槽时，防止相反侧的动压槽图案的槽深度相对变浅。

用于解决课题的手段

所述第一技术课题的解决通过本申请第一发明的烧结金属轴承来实现。即，该轴承的特征在于，烧结金属轴承由以铜系粉末与铁系粉末作为主成分的原料粉末形成，且在内周具有径向轴承面，作为铜系粉末，使用微细铜粉以重量比计占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，所述微细铜粉显示出直径不足45μm的微粒的比例为80重量％以上的粒度分布，并且，在900℃以上且1000℃以下的条件下，烧结将原料粉末压缩成形而得到的压缩体。需要说明的，这里所说的“铜系粉末”指的是以铜作为主成分的金属粉末，除了纯铜粉末之外还包括以铜作为主成分的合金粉末。相同地，“铁系粉末”指的是以铁作为主成分的金属粉末，除了纯铁粉末之外还包括以铁作为主成分的合金粉末。

如上所述，本申请第一发明的特征在于，使用粒度分布与以往使用的铜粉末不同的铜粉末(微细铜粉)，并且在使用该粉末的情况下以最佳的烧结温度进行烧结。即，本申请第一发明的发明人们发现了，使用与以往使用的铜粉末相比显示出微细微粒(直径不足45μm的微粒)的比例高(80重量％以上)的粒度分布的铜粉末(参照下述表1)作为铜系粉末，由此，与使用以往的铜粉末的情况相比，油渗透率大幅降低。特别是，发现了作为铜系粉末，通过使用上述微细铜粉以重量比计占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末、更优选以重量比计占铜系粉末整体的二分之一以上的铜系粉末，可以获得显著的油渗透率减少效果(参照后述的图5)。

表1

单位:重量％

这样，为了降低油渗透率，以往只能提高烧结密度，作为铜系粉末，通过使用上述微细铜粉占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，可以不增高烧结密度而将油渗透率抑制为较低水平。由此，即便是与以往相同的烧结密度，也能够通过使用微细铜粉来降低油渗透率，提高油膜形成率。因此，在这种情况下，能够相对增加铁系粉末的比例，能够实现耐磨损性的提高。

另一方面，明确了在使用微细铜粉以与以往相同的条件(烧结密度、烧结温度)进行烧结的情况下，油渗透率降低至所需以上。即，根据后述的实验结果明显可知，若使油渗透率处于允许范围内，则需要将烧结密度设定为比允许的数值范围小，相反，若想要使烧结密度处于允许范围内(想要将烧结密度设定为比较高的值)，则油渗透率低于允许范围的下限值(0.1g/10分钟)，因此存在无法兼得两者的问题(参照后述的图5)。如上述那样，这会产生如下问题：伴随着最近的HDD等高容量化所带来的旋转体的负荷增大，对支承该旋转体的烧结金属轴承也要求现有以上的高机械特性(强度、耐磨损性)，若烧结密度不足，即便提高铁系粉末的比例，也无法确保所需大小的强度、耐磨损性。因此，明确了若优先考虑烧结密度，则油渗透率过小，会产生无法得到烧结金属轴承原本应当具有的润滑油的循环效果、过滤效果(通过内部气孔捕捉混入润滑油中的异物来防止异物混入所导致的润滑油的劣化的效果)的顾虑。

本申请第一发明是基于以上见解而完成的，其特征在于，作为构成烧结金属轴承的原料粉末的铜系粉末，使用微细铜粉占规定的比例的铜系粉末，并且将烧结温度设为比以往更高的900℃以上且1000℃以下。根据以此方式获得的烧结金属轴承，可以获得适合于油膜形成的范围内的油渗透率，并且可以设定为可确保烧结密度的最低限度的大小。即，若使用微细铜粉占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，即便在900℃以上进行烧结，由于抑制了内部气孔的粗大化，因此也可以确保所需的油渗透率。另外，通过采用900℃以上，烧结作用得到发挥，粉末彼此间的结合更稳固，从而强度(刚性)、耐磨损性提高。若在900℃以上，则容易获得合金化所带来的耐磨损性的提高效果。另外，通过将烧结温度抑制到1000℃以下，则可以避免铜过度渗出(溶け出し)或者与铁过度合金化的情况，可以保留铜系组织。由此，可以维持铜所具有的压缩变形性、换言之烧结后的二次加工性，可以提高精整后的尺寸精度(形状精度)。另外，通过在轴承面保留铜系组织，还可以确保与轴之间的滑动特性(磨合性)。因此，可以获得例如与在铁系粉末中使用不锈钢粉末且在以往的温度下进行烧结的情况同等的高耐磨损性(参照图6)，并且可以充分发挥润滑油的循环效果、过滤效果。另外，通过将烧结密度设定为适当的大小，可使含油率为能够实现适当的油润滑(循环)的程度的大小，因此，可以与上述的循环效果、过滤效果一起防止润滑油的提前劣化。根据以上方式，能够长期发挥优异的轴承性能。

另外，对于本申请第一发明的烧结金属轴承而言，将烧结密度设为6.70g/cm³以上且7.20g/cm³以下。如上所述，根据本申请第一发明，可以获得适合于油膜形成的范围内的油渗透率，并且可以设定为可确保烧结密度的最低限度的大小，可以获得与现有水平相同或者现有水平以上的机械特性(刚性、耐磨损性等)。由此，即便在将烧结密度设定在上述的范围内的情况下，也能够使油渗透率在适当的范围内，具体而言是0.10g/10分钟以上且2.00g/10分钟以下的范围。由此，抑制了油压的避让，特别是在烧结金属轴承的径向轴承面、轴向一方或双方的端面设置有动压产生部的情况下，可以有效地抑制动压的避让，可以发挥足够的动压效果，因此，可以形成并维持高油膜压力。由此，可以获得高旋转精度，并且可以充分发挥内部气孔所带来的润滑油的过滤效果、循环效果，能够将润滑油的劣化抑制到最小限度。

另外，若能够将烧结密度设定在上述的范围内，则能够将获得的烧结金属轴承的含油率设为10体积％以上且14体积％以下。由此，可以实现适度的油循环。需要说明的是，这里所说的“含油率”是以容积百分率表示浸渗于烧结金属的油量的参数，在将没有浸渗润滑油的烧结金属轴承的重量设为W1，将使润滑油尽可能浸渗于内部气孔的烧结金属轴承的重量设为W2，将烧结金属的体积设为W3，将所浸渗的润滑油的密度设为ρ时，该“含油率”以(W2－W1)/(W3×ρ)×100[体积％]表示(JIS Z2501)。

另外，对于本申请第一发明的烧结金属轴承而言，铁系粉末可以由纯铁粉末构成。或者，铁系粉由末纯铁粉末和不锈钢粉末构成。

另外，在铁系粉末由铁粉末构成的情况下，也可以将铜系粉末占原料粉末的比例设为10重量％以上且40重量％以下，在铁系粉末由铁粉末和不锈钢粉末构成的情况下，也可以将铜系粉末占原料粉末的比例设为10重量％以上且60重量％以下。

这样，通过确定构成原料粉末的铁系粉末以及铜系粉末的组成，以上述的烧结条件(烧结温度、烧结密度)形成烧结金属轴承，从而可以获得显示出上述范围内的油渗透率以及含油率的烧结金属轴承。

另外，对于本申请第一发明的烧结金属轴承而言，在原料粉末中还可以配合有石墨，并且还可以配合有锡粉末。

另外，对于本申请第一发明的烧结金属轴承而言，可以将径向轴承面的表面开孔率设为2％以上且15％以下，还可以设为2％以上且12％以下。这样，通过将径向轴承面的表面开孔率设定为15％以下，能够防止油压(在设置有动压产生部的情况下是动压)向轴承内部避让，能够维持高油膜压力。另外，通过将表面开孔率设定为2％以上，能够确保烧结金属轴承所具有的过滤效果、抗烧结性(耐焼付き性)。

另外，以上的说明的烧结金属轴承通过以低成本实现耐磨损性的提高和油渗透率的减少化，而能够长期发挥现有水平以上的轴承性能，因此，例如能够适于用作具有该烧结金属轴承、配设在烧结金属轴承的内周的轴、以及浸渗于烧结金属轴承的润滑油的流体动压轴承装置。

另外，所述第二技术课题的解决通过本申请第二发明的流体动压轴承装置用原材来实现。即，该原材的特征在于，其为流体动压轴承装置用原材，该流体动压轴承装置用原材用于在向轴承部件插入轴部件而在两个部件之间形成了径向轴承部的流体动压轴承装置中使用的所述轴承部件或者轴部件，所述原材具有：动压槽形成区域，其通过滚轧而形成用于在所述径向轴承部产生动压作用的多个动压槽；避让部，其与该动压槽形成区域的单侧邻接，以可以保持向所述动压槽供给的流体的方式具有比所述动压槽大的深度；以及避让槽，其与所述动压槽形成区域的另一侧邻接。

这样，通过在动压槽形成区域的相反侧设置产生与朝向避让部方向的材料流动相同的材料流动的避让槽，由此，可以使动压槽滚轧形成中的材料流动在动压槽形成区域的两侧相等，可以消除动压槽深度的轴向梯度。由此，获得了动压槽深度的平衡，得到稳定的动压效果与径向方向轴承刚性。

所述动压槽形成区域能够以将避让部夹在中间的方式形成于至少两个位置。通过这样做，可以通过避让部抑制旋转转矩的上升，并且可以通过分离配置的至少两个径向轴承部提高轴部件的力矩刚性。另外，能够将保持于避让部的流体充分向径向轴承部供给，实现了径向方向上的旋转精度的稳定化。需要说明的是，在轴部件侧形成有避让部的情况下，可以使轴承部件侧的内周面形成为直径一定的正圆状圆筒面，进而降低其制造成本，并且可以在轴部件的外周面与轴承部件的内周面之间设置流体积存部。

所述避让槽的深度设定为动压槽的深度以上且避让部的深度以下，优选设为与避让部的深度相同程度。具体而言，优选避让槽的深度设定为20μm以上且50μm以下。若环状槽的深度在20μm以下，则促进材料流动的效果不充分，另一方面，若设为50μm以上，则无法获得进一步促进材料流动的特别的效果。另外，通过将避让槽的深度设为与避让部的深度相同程度，而更良好地获得了动压槽的深度的平衡，得到了更稳定的动压效果与径向方向轴承刚性。

优选所述避让槽的宽度设为0.5mm以下。这是因为，即便使避让槽的宽度超过0.5mm，也无法获得进一步促进材料流动的特别的效果。特别是，在避让槽的外侧形成有密封部的流体动压轴承装置用的轴原材中，若使避让槽的宽度超过0.5mm，则避让槽的一部分过度进入密封空间(渐变部)，密封空间的缝隙间隔扩大，毛细管力减弱，密封性降低。

优选所述轴原材在动压槽的滚轧形成前预先实施热处理而使表面固化，以便使后续工序中的作业变容易等。对于形成于轴部件的外周面的动压槽，由于所需深度尺寸是微米量级，因此即便在对通过热处理而形成的表面固化层(淬火轴)实施滚轧加工的情况下，也可以形成具备规定的深度尺寸的动压槽。

另外，由于不需要在滚轧形成动压槽之后、即在轴原材中积蓄有内部应力的状态下对轴原材实施热处理，因此不易产生应变所导致的变形。因此，根据情况的不同，可以省略最终精加工，另外，即便在实施最终精加工的情况下也可以减少其加工量。

此外，可以在实施滚轧加工之前，执行形成于表面固化层的表层部(淬火轴的外表面)的黑皮的除去加工。由于滚轧加工前的淬火轴的外周面呈不存在动压产生用的凹部等微小凹凸的大体平滑的圆筒面状，因此可以容易地除去黑皮。由此，黑皮从轴部件剥离而成为污物，不易产生轴承性能降低这样的问题。

所述轴承部件由多孔体或者烧结金属构成。由此，可以使润滑油浸渗并保持于多孔体或者烧结金属的内部空孔，即使避让部内的润滑油被引入径向轴承缝隙侧，该避让部的润滑油的压力降低，浸渗于轴承部件的内部空孔的润滑油也会从避让部的表面开孔向避让部内供给，可以防止避让部内的负压的产生。

使用了以上叙述的本申请第二发明的流体动压轴承装置用原材的流体动压轴承装置能够组装于具有定子线圈和转子磁铁的马达、例如磁盘驱动装置用的主轴马达并适当地使用。

发明效果

如上，根据本申请第一发明的烧结金属轴承，通过以低成本实现耐磨损性的提高、油渗透率的减少化，从而能够长期发挥现有水平以上的轴承性能。

另外，如上，根据本申请第二发明的流体动压轴承装置用原材，通过在动压槽形成区域的与避让部相反一侧设置避让槽，由此，可以使动压槽滚轧形成时的材料流动在动压槽形成区域的两侧相等，可以消除动压槽的轴向的槽深度梯度，获得动压槽的深度平衡，可以得到稳定的动压效果与径向方向轴承刚性。

附图说明

图1是应用了本申请第一发明的一实施方式的烧结金属轴承的马达的剖视图。

图2是构成图1的马达的流体动压轴承装置的剖视图。

图3是本申请第一发明的一实施方式的烧结金属轴承的剖视图。

图4是图3所示的烧结金属轴承的仰视图。

图5是表示烧结金属轴承的烧结密度与油渗透率之间的关系的图。

图6是示出烧结金属轴承的烧结温度与磨损深度之间的关系的图。

图7是概念性地表示油渗透率试验装置的侧视图。

图8A是表示烧结温度与内部气孔的大小之间的关系的烧结金属轴承的剖面放大照片。

图8B是表示烧结温度与内部气孔的大小之间的关系的烧结金属轴承的剖面放大照片。

图8C是表示烧结温度与内部气孔的大小之间的关系的烧结金属轴承的剖面放大照片。

图9是本申请第二发明的实施方式的流体动压轴承装置的含轴剖视图。

图10A是轴部件的侧视图。

图10B是轴原材的侧视图。

图11是表示轴部件的制造工序的框图。

图12是表示轴部件的动压槽的深度的测定结果的图。

图13A是轴部件的变形例的侧视图。

图13B是轴原材的侧视图。

图14是概念性地表示组装有以往的流体动压轴承装置的信息设备用主轴马达的一例的剖视图。

图15A是以往的轴部件的侧视图。

图15B是以往的轴原材的侧视图。

图16是示出以往的轴部件的动压槽的深度的测定结果的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本申请第一发明的一实施方式进行说明。

图1所示的主轴马达例如使用于HDD等磁盘驱动装置，该主轴马达具备：流体动压轴承装置1，其非接触支承轴部件2且使其能够旋转自如；磁盘毂3，其装配于轴部件2；定子线圈4以及转子磁铁5，其例如以隔着半径方向的间隙的方式对置；以及马达托架6。定子线圈4安装在马达托架6的外周，转子磁铁5安装在磁盘毂3的内周。磁盘毂3在其外周保持一张或者多张(在图1中是两张)磁盘D。在如此构成的主轴马达中，当向定子线圈4通电时转子磁铁5旋转，伴随于此，磁盘毂3以及保持于磁盘毂3的磁盘D与轴部件2一体旋转。

如图2所示，流体动压轴承装置1包括轴部件2、有底筒状的壳体7、本申请第一发明的一实施方式的烧结金属轴承8、以及密封部件9。需要说明的是，在以下说明中，为了方便说明，以壳体7的轴向封闭侧作为下侧，以开口侧作为上侧。

轴部件2例如由不锈钢等金属材料形成，一体或单独具有轴部2a和设置在轴部2a的下端的凸缘部2b。轴部2a具有圆筒状的外周面2a1和朝向上方而逐渐缩径的渐变面2a2。以轴部2a的外周面2a1位于烧结金属轴承8的内周、渐变面2a2位于密封部件9的内周的方式配设轴部件2。

壳体7一体地具有筒状的侧部7a和封闭侧部7a的下端的底部7b。在侧部7a的内周固定烧结金属轴承8，在壳体7的底部7b的上侧端面7b1处，作为用于使推力轴承缝隙的油膜产生动压作用的推力动压产生部，例如形成有螺旋形状的动压槽(省略图示)。

烧结金属轴承8由以铜和铁作为主成分的铜铁系的烧结金属构成，通过在对包含铜系粉末与铁系粉末的原料粉末进行压缩成形之后对该压缩体进行烧结而得到，例如由以铜和铁作为主成分的、所谓铜铁系的烧结金属构成。在使用于烧结金属轴承8的铜系粉末中，使用微细铜粉以重量比计占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，其中所述微细铜粉显示出直径不足45μm的微粒的比例为80重量％以上的粒度分布，例如，使用将显示出上述粒度分布的纯铜粉末(微细铜粉)、与例如上述表1所示那样显示出直径不足45μm的微粒的比例小于70重量％的粒度分布的纯铜粉末(以往组成的铜粉)以重量比计1：2(微细铜粉占铜系粉末整体的比例为三分之一)的方式混合而成的铜系粉末。另外，在铁系粉末中，使用仅由纯铁粉末构成的铁系粉末、由纯铁粉末与不锈钢等铁合金粉末构成的铁系粉末，例如使用仅由纯铁粉末构成的铁系粉末。在这种情况下，铜系粉末与铁系粉末的配合比例设定为，相对于原料粉末整体，铜系粉末为10重量％以上且40重量％以下，并且铁系粉末为60重量％以上且90重量％以下。

另外，在上述原料粉末中根据需要配合石墨、锡粉末等。这里，石墨出于成形阶段中的与模具之间的滑动性、成品的与配合件(轴部件)之间的滑动性提高的目的而配合。锡粉末因烧结时在比较低温下液层化而进入粉末微粒之间，故而出于辅助其他粉末的结合的目的而配合。或者，可以作为高价的不锈钢粉末的代替品，出于实现耐磨损性的提高的目的而配合磷铁合金粉末。作为一例，在原料粉末由铜系粉末、铁系粉末(仅纯铁粉末)、石墨、锡粉末构成的情况下，各粉末的配合比例设定为：相对于原料粉末整体，铜系粉末为10重量％以上且40重量％以下，铁系粉末为50重量％以上且90重量％以下，石墨为0.5重量％以上且2.0重量％以下，并且锡粉末为1.0重量％以上且5.0重量％以下。

将如上所述那样确定的原料粉末压缩成形为规定的形状(基于图3所示的成品的形状)，以规定的烧结温度对该压缩体进行烧结，由此获得烧结体。然后，根据需要对该烧结体进行尺寸精整、旋转精整(内周面的封孔处理)、以及动压槽精整，由此获得作为成品的烧结金属轴承。

另外，在这种情况下，将烧结密度设定在6.70g/cm³以上且7.20g/cm³以下的范围内。烧结温度为铜的熔点以下，设定在900℃～1000℃的范围内，优选设定在930℃以上且970℃以下的范围内。另外，成品中的油渗透率设为0.10g/10分钟以上且2.00g/10分钟以下的范围内。含油率设为10体积％以上且14体积％以下的范围内。

这样，作为铜系粉末，通过使用上述微细铜粉占铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，可以不提高烧结密度地将油渗透率抑制为较低水平。由此，即便是与以往相同的烧结密度，也能够通过使用微细铜粉而降低油渗透率，提高油膜形成率。在这种情况下，能够相对增加铁系粉末的比例，实现耐磨损性的提高。另外，由于使用微细铜粉，并且将烧结温度设为比以往高的900℃以上，因此抑制了内部气孔的粗大化，获得了适合油膜形成的范围的油渗透率，并且设定为可确保烧结密度的最低限度的大小，可以获得高强度(刚性)、耐磨损性。还可以期待适度的合金化所带来的耐磨损性的进一步提高。另外，通过将烧结温度抑制在1000℃以下，可以避免铜过度渗出或者与铁合金化的情况，可以保留铜系组织。由此，可以维持铜所具有的压缩变形性，可以提高精整后的尺寸精度。另外，通过在轴承面保留铜系组织，还可以确保与轴之间的滑动特性(磨合性)。因此，例如可以获得与在铁系粉末中使用不锈钢粉末并在以往的温度下进行烧结的情况同等的高耐磨损性，并且可以充分发挥润滑油的循环效果、过滤效果。另外，由于可以将烧结密度设定为适当的大小，因此可以将含油率设为能实现适当的油润滑(循环)的程度的大小，因而可以在获得上述的循环效果、过滤效果的同时，防止润滑油的提前劣化。如上，能够长期发挥优异的轴承性能。

如上显示出粒度分布的纯铜粉末(微细铜粉)例如可以通过对各种粒径的铜粉进行筛分而获得，或者可以使用从废弃的电路基板溶出的铜而形成。特别是，由于如后者那样的再利用铜粉大量含有微细的微粒，因此可以简单地获得上述微细铜粉。

另外，由于铜与铁相比高价，因此，通过如上所述那样降低铜系粉末的比率并提高铁系粉末的比率，由此实现了低成本化。另外，若使用上述那样的再利用铜粉，可以进一步实现低成本化，并且可以减轻给环境造成的负担。

烧结金属轴承8呈大致圆筒状，内周面8a作为径向轴承面而发挥功能。在烧结金属轴承8的内周面8a，形成有用于使径向轴承缝隙的润滑油产生动压作用的径向动压产生部。在本实施方式中，如图3所示，在烧结金属轴承8的内周面8a的沿轴向分离的两个位置，作为径向动压产生部而形成人字形状的动压槽8a1、8a2。在这种情况下，丘部的顶面(最内径侧的面)作为径向轴承面而发挥功能。该面的表面开孔率例如通过旋转精整而设定为2％以上且15％以下。在上侧的动压槽区域中，动压槽8a1形成为轴向非对称形状，具体而言，相对于形成在丘部的轴向大致中央部的带状部分，上侧的槽的轴向尺寸X₁比下侧的槽的轴向尺寸X₂大(X₁＞X₂)。在下侧的动压槽区域中，动压槽8a2形成为轴向对称形状。基于以上所述的上下动压槽区域的抽运能力的不平衡，在轴部件2的旋转过程中，在烧结金属轴承8的内周面8a与轴部2a的外周面之间充满的油被向下方压入。

烧结金属轴承8的下侧端面8c作为推力轴承面而发挥功能。在烧结金属轴承8的下侧端面8c，形成用于使推力轴承缝隙的油膜产生动压作用的推力动压产生部。在本实施方式中，如图4所示，在烧结金属轴承8的下侧端面8c，作为推力动压产生部而形成螺旋形状的动压槽8c1。在烧结金属轴承8的外周面8d，在圆周方向等间隔的多个位置(图示例中是三个位置)形成轴向槽8d1。在将烧结金属轴承8的外周面8d与壳体7的内周面7c固定了的状态下，轴向槽8d1作为油的连通路而发挥功能，可以利用该连通路将轴承内部的压力平衡保持在适当的范围。

密封部件9例如由树脂材料、金属材料形成为环状，如图2所示配设在壳体7的侧部7a的上端部内周。密封部件9的内周面9a与设置于轴部2a的外周的渐变面2a2在径向上对置，在它们之间形成随着朝向下方而使径向尺寸逐渐缩小的密封空间S。通过该密封空间S的毛细管力将润滑油向轴承内部侧引入，防止油的漏出。在本实施方式中，由于在轴部2a侧形成有渐变面2a2，因此密封空间S也作为离心力密封而发挥功能。在被密封部件9密封了的壳体7的内部空间充满的润滑油的油面维持在密封空间S的范围内。即，密封空间S具有可以吸收润滑油的体积变化的容积。

在将上述的构成部件组装为基于规定的顺序以及图2的形态之后，通过向轴承内部空间填充润滑油而使润滑油浸渗于烧结金属轴承8的内部气孔，并且在其他空间(径向轴承缝隙等)充满润滑油。由此，得到作为成品的流体动压轴承装置1。作为在流体动压轴承装置1的内部充满的润滑油，可以使用各种油，但对于向HDD等磁盘驱动装置用的流体动压轴承装置1提供的润滑油，考虑到其使用时或者输送时的温度变化，可适当地使用低蒸发率且低粘度性优异的酯系润滑油、例如癸二酸二辛脂(DOS)、壬二酸二辛脂(DOZ)等。

在上述构成的流体动压轴承装置1中，当轴部件2旋转时，在烧结金属轴承8的内周面8a(径向轴承面)与轴部2a的外周面2a1之间形成径向轴承缝隙。产生于该径向轴承缝隙的油膜的压力通过形成于烧结金属轴承8的内周面8a的动压槽8a1、8a2来增高，从而构成通过该动压作用来非接触支承轴部2a且使其能够旋转自如的第一径向轴承部R1以及第二径向轴承部R2。

与此同时，在凸缘部2b的上侧端面2b1与烧结金属轴承8的下侧端面8c(推力轴承面)之间的推力轴承缝隙、以及凸缘部2b的下侧端面2b2与壳体7的底部7b的上侧端面7b1之间的推力轴承缝隙形成油膜，通过动压槽的动压作用增高油膜的压力。通过该动压作用，构成非接触支承凸缘部2b且使其在两个推力方向上能够旋转自如的第一推力轴承部T1以及第二推力轴承部T2。

本申请第一发明不限定于上述的实施方式。例如，在以上的实施方式中，作为径向动压产生部，例示了人字形状的动压槽，但并不局限于此，例如，也可以采用所谓阶梯式止推轴承、波型轴承、或者多圆弧轴承。另外，还可以采用将烧结金属轴承8的内周面8a以及轴部件2的外周面2a1双方设为圆筒面且作为径向轴承部R1、R2不具有动压产生部的、所谓正圆轴承。

另外，在以上的实施方式中，作为推力动压产生部，例示了螺旋形状的动压槽，但并不局限于此，例如还可以采用阶梯式止推轴承、波型轴承。或者，作为推力轴承部T1、T2，还可以采用对轴部件的端部进行接触支承的枢轴轴承。在这种情况下，烧结金属轴承8的下侧端面8c不作为推力轴承面而发挥功能。

另外，在以上的实施方式中，径向动压产生部以及推力动压产生部分别形成于烧结金属轴承8的内周面8a、下侧端面8c以及壳体7的内底面(上侧端面7b1)，但也可以形成于与这些面隔着轴承缝隙对置的面、即轴部2a的外周面2a1、凸缘部2b的上侧端面2b1以及下侧端面2b2。

另外，本申请第一发明的动压轴承装置不限于如上所述那样使用于HDD等磁盘驱动装置的主轴马达，也可以适当地使用于光盘的磁光盘驱动用的主轴马达等、在高速旋转下使用的信息设备用的小型马达、激光打印机的多边扫描马达等中的旋转轴支承用、或者电气设备的冷却用的风机马达。

实施例1

为了证实本申请第一发明的效果，对以微细铜粉占一定以上的比例的铜系粉末与铁系粉末为主的原料粉末所形成的烧结金属轴承、以及由以往组成的原料粉末形成的烧结金属轴承，进行磨损试验以及油渗透率测定试验，对各个特性进行比较评价。

这里，在试验材料中，作为用作铜系粉末的纯铜粉末而使用福田金属箔粉工业(株)制的CE－15，另外，作为用作铁系粉末的纯铁粉末而使用赫格纳斯(株)制的NC100.24，作为不锈钢粉末而使用大同特殊钢(株)制的DAP410L。另外，在该实验中，将石墨粉末、作为低熔点金属的锡粉末、以及磷粉末使用于原料粉末，石墨粉末使用日本石墨工业(株)制的ECB－250，锡粉末使用福田金属箔粉工业(株)制的Sn-At-W350，磷铁合金粉末使用(株)赫格纳斯制的PNC60。除了纯铜粉末之外的各粉末的粒度分布如表2～表6所示。另外，使用于磨损试验的试验片的各原料粉末(配合例A～D)的组成如表7所示。这里，使用将微细铜粉占铜系粉末的比例设为二分之一(微细铜粉：以往铜粉＝1：1)的铜系粉末。

表2

纯铁粉末(NC100.24)

粒径	重量％
		＞150μm	0.8
106～150μm	27.2
		75～106μm	31.1
45～75μm	24.3
		＜45μm	16.6

表3

不锈钢粉末(DAP410L)

粒径	重量％
		＞149μm	0.2
105～149μm	11.4
		74～105μm	20.0
63～74μm	13.4
		44～63μm	20.8
＜44μm	34.2

表4

锡粉末(Sn-At-W350)

粒径	重量％
		≥45μm	97.0
＜45μm	3.0

表5

石墨粉末(ECB-250)

粒径	重量％
		150μm以上	99.4
106～15Oμm	0.4
		63～106μm	0.1
63μm以下	0.1

表6

磷铁合金粉末(PNC60)

粒径	重量％
		150～212μm	0.1
106～150μm	21.3
		75～106μm	33.1
45～75μm	21.9
		＜45μm	23.6

表7

	配合例A	配合例B	配合例C	配合例D
					以往铜粉	28.85	13.85	28.85	18.79
微细铜粉	28.85	13.85	28.85	18.79
					纯铁粉末	40	70
不锈钢粉末			40	20
					磷铁合金粉末				40
石墨粉末	0.8	0.8	0.8	0.8
					锡粉末	1.5	1.5	1.5	1.5

单位:重量％

(磨损试验)

对显示出上述表7所示的四种配合比的原料粉末(配合例A～D)进行压缩成形而获得压缩体，并且，对应于以不同的烧结温度(850℃、950℃、1050℃)将该压缩体烧结而获得的烧结体，获得磨损试验的试验片。在这种情况下，通过使各配合例所涉及的烧结体的烧结密度不同而使含油率相同(12体积％)。具体而言，将配合例A的情况的烧结密度设为7.20g/cm³，将配合例B的情况的烧结密度设为6.9g/cm³，将配合例C的情况的烧结密度设为7.20g/cm³，将配合例D的情况的烧结密度设为7.10g/cm³。另外，试验片的成品尺寸均设为 磨损试验使用上述试验片在以下的试验条件下进行。

配合件

材质：SUS420J2

尺寸：

周速(转速)：400rpm

面压(负载)：14.7N

润滑油：酯油(粘度：12mm²/s)

试验时间：3hrs

(油渗透率测定试验)

在透过油量(油渗透率)的测定试验中，在磨损试验所使用的试验片中，使用了将配合例B中的微细铜粉全部替换为以往铜粉的试验片(以往组织)、将配合例B中的微细铜粉占铜系粉末的比例设为三分之一的试验片(本发明组织1)、将配合例B中的微细铜粉占铜系粉末的比例设为二分之一的试验片(本发明组织2)、以及仅用微细铜粉构成铜系粉末的试验片(本发明组织3)。各原料粉末(以往组织、本发明组织1～3)的组成如表8所示。对各组成的原料粉末测定使烧结密度以及烧结温度不同的情况下的油渗透率。烧结温度对于各组成均设为850℃与950℃两种。另外，烧结密度对于各组成均设为6.70、6.90、7.10、7.30、7.50g/cm³五种。试验片的成品尺寸均设为

表8

	以往组织	本发明组织1	本发明组织2	本发明组织3
					以往铜粉	27.7	18.47	13.85
微细铜粉		9.23	13.85	27.7
					纯铁粉末	70	70	70	70
石墨粉末	0.8	0.8	0.8	0.8
					锡粉末	1.5	1.5	1.5	1.5

单位:重量％

透过油量(油渗透率)的测定试验使用图7所示的油渗透率试验装置50来实施。该油渗透率试验装置50具备从轴向两侧将圆筒状的试样W(烧结金属轴承)夹持固定的保持部51、52、以及贮存油的容器53。试样W的轴向两端部与保持部51、52之间用未图示的橡胶垫片密封。贮存在容器53的内部的油(二酯油系润滑油)经由配管54以及保持部51内的连通路55向试样W的内周的空间供给。使用这样的装置50，对未浸渗润滑油的状态的试样W，在室温(26～27℃)环境下以0.4MPa对容器53进行空气加压，使油从试样W的内径侧向外径侧渗透10分钟，使在此期间从试样W的外周面渗出并滴下的油渗入配置在试样W的下方的布(或者纸)56并收集，根据试验前后的布56的重量差来计算油渗透率，测定油渗透率(g/10分钟)。另外，润滑油使用酯系油(40℃下为12mm²/s)。试验温度为25℃。

图6示出磨损试验的测定结果，图5示出油渗透率测定试验的测定结果。首先，如图6所示可知，在任一配合例中，随着增高烧结温度，磨损深度变小。另外可知，在铁系粉末中使用不锈钢粉末的情况下整体上磨损深度变小，但即便是仅使用纯铁粉末的情况，由于通过在铜系粉末中使用微细铜粉而增加铁系粉末的配合比例(配合例B)，因此也显示出高耐磨损特性。具体而言可知，配合不锈钢粉末并在850℃进行烧结的情况下的磨损深度、与使用微细铜粉并且铁系粉末中仅使用纯铁粉末且在950℃进行烧结的情况下的磨损深度显示出相等的值。

接下来，对油渗透率测定试验的结果进行说明，如图5所示可知，通过使用微细铜粉，与烧结温度相同的情况下的仅使用以往铜粉的情况相比，油渗透率减少。另外可知，为了实现将油渗透率用于上述例示的流体动压轴承装置的情况下通常设定的含油率(10～14体积％)所对应的范围(0.10～2.00g/cm³)，在使用微细铜粉在接近以往温度的温度(850℃)进行烧结的情况下，需要使烧结密度下降至相当低的水平，此时通过将烧结温度提升至950℃，可以使油渗透率以及烧结密度均处于允许范围内。

以下，根据附图对将本申请第二发明应用于与图14相同的HDD等磁盘驱动装置所使用的流体动压轴承装置的实施方式进行说明。图9的流体动压轴承装置101具备轴向的两端部开口的轴承部件109、插入到轴承部件109的内周的轴部件102、以及将轴承部件109的一端开口封闭的盖部件110作为构成部件，在内部空间填充有作为润滑流体的润滑油(以密集的散点影线表示)。

(轴承部件)

在本实施方式中，通过在内周插入了轴部件102的轴承套筒108、和在内周保持(固定)了轴承套筒108的壳体107构成轴承部件109。需要说明的是，以下，为了方便，以设置了盖部件110的一侧作为下侧，以其轴向相反侧作为上侧来进行说明。

轴承套筒108通过由烧结金属形成的多孔体、例如以铜或者铁作为主成分的烧结金属的多孔体形成为圆筒状。轴承套筒108既可以通过烧结金属以外的其他多孔体、例如多孔树脂、陶瓷形成，也可以通过黄铜、不锈钢等实心(非多孔)的金属材料形成。

轴承套筒108的内周面108a形成为没有凹凸的平滑的圆筒面，另外，轴承套筒108的外周面108d除了在圆周方向的一个或者多个位置设置有轴向槽108d1这一点之外，形成为没有凹凸的平滑的圆筒面。轴承套筒108的下侧端面108b形成为没有凹凸的平坦面，在上侧端面108c形成有环状槽108c1、以及外径端与环状槽108c1相连的径向槽108c2。

盖部件110由金属材料形成为板状。详细内容后述，在盖部件110的上侧端面110a与轴部件102的凸缘部102f的下侧端面102f2之间具有形成第二推力轴承部T2的推力轴承缝隙的环状区域。该环状区域形成为平滑的平坦面，没有设置动压槽等、用于使存在于推力轴承缝隙的润滑油产生动压作用的凹部。

壳体107由熔炼材料(例如，黄铜、不锈钢等实心的金属材料)形成为轴向两端开口的大致圆筒状，一体地具有在内周保持了轴承套筒108以及盖部件110的主体部107a、和从主体部107a的上端向内径侧延伸的密封部107b。在主体部107a的内周面设置直径相对较小的小径内周面107a1、以及直径相对较大的大径内周面107a2，在小径内周面107a1以及大径内周面107a2上分别固定有轴承套筒108以及盖部件110。

轴承套筒108以及盖部件110对壳体107的的固定手段没有特别限定，可以通过压入、粘接、压入粘接、焊接等适当的手段进行固定。在本实施方式中，向主体部107a的小径内周面107a1间隙嵌合轴承套筒108，通过使胶粘剂存在于该缝隙的所谓缝隙粘接，在壳体107的内周固定有轴承套筒108。在小径内周面107a1的轴向规定位置形成有作为胶粘剂积存部而发挥功能的环状槽107a3，通过向该环状槽107a3内填充胶粘剂并使之固化，由此实现轴承套筒108对壳体107的粘接强度的提高。

密封部107b的内周面107b1形成为朝向下方而逐渐缩径的渐变面状，在与对置的轴部件102的外周面121a之间形成朝向下方而使径向尺寸逐渐缩小的楔状的密封空间S。轴承套筒108的上侧端面108c与密封部107b的下侧端面107b2(的内径侧区域)抵接，由此，完成了轴承套筒108相对于壳体107的轴向上的相对定位。

密封部107b的下侧端面107b2的外径侧区域朝向外径侧而逐渐向上侧后退，在与轴承套筒108的上侧端面108c之间形成有环状缝隙。该环状缝隙的内径端部与轴承套筒108的上侧端面108c的环状槽108c1相连。

具有以上构成的壳体107还可以采用树脂的注塑成形品。在这种情况下，也可以将轴承套筒108作为嵌入部件而用树脂注塑成形壳体107。另外，壳体107既可以采用以镁合金、铝合金等为代表的低熔点金属的注塑成形品，也可以采用所谓的MIM成形品。

(轴部件)

如图9、图10A所示，轴部件102在外周面121a的轴向的两个位置形成有动压槽图案A1、A2，在该动压槽图案A1、A2与对置的轴承套筒108的内周面108a之间形成径向轴承缝隙。该轴部件102由图10B的形状的轴原材102’形成。该轴原材102’例如通过锻造等将淬火后的不锈钢(例如SUS420J2)等形成为图示的形状而得到，在其外周面形成有圆筒状的避让部102a、以从两侧将该避让部102a夹在中间的方式而形成的作为动压槽形成区域的圆筒部102b1、102c1、圆筒部102b1、102c1的外侧的环状的避让槽102d、102e、以及避让槽102d、102e的外侧的圆筒部102b2、102c2。

避让部102a的深度比形成于圆筒部102b1、102c1的动压槽G的深度更深，例如可以设为20μm以上且50μm以下。圆筒部102b1、102c1是通过滚轧形成而形成动压槽G的部位，其外径与圆筒部102b2、102c2的外径相同。环状的避让槽102d、102e的深度W1(参照图9的局部放大图)例如可以设为20μm以上且50μm以下，较好设为与避让部102a的深度相同程度。

避让槽102d、102e的宽度W2例如可以设为0.5μm以下。特别是，由于在一方的避让槽102e的外侧(上侧)存在密封部S，因此使该避让槽102e不陷入密封部S。通常，仅靠轴承套筒108的端部的倒角C动压槽图案A2与密封部S之间的间隔即为约0.3μm，且具有密封端面的倒角以及平坦部的富余，因此利用这些来确保避让槽102e的宽度0.5μm。若使避让槽102e的宽度超过0.5mm，则根据设计条件的不同，也存在避让槽102e的一部分进入密封空间S的情况，于是，密封空间S的顶端缝隙扩大，毛细管力减弱，密封性降低。

在动压槽图案A1、A2中，分别在圆周方向上设置多个使存在于径向轴承缝隙的润滑油产生动压作用的动压槽G(图9中通过交叉影线表示)，这里，多个动压槽G排列成人字形状。需要说明的是，当然也可以形成人字形状以外的动压槽。

在本实施方式中，设置于下侧的动压槽图案A1的各动压槽G形成为轴向对称。设置于上侧的径向轴承面A2的各动压槽G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，相对于轴向中心m的上侧区域的轴向尺寸X₁比下侧区域的轴向尺寸X₂大。各动压槽G的槽深度设计为几μm左右，例如2.5μm以上且5μm以下的范围。

在轴部件102的外周面121a中、两个动压槽图案A1、A2之间、且比动压槽G的底部低的位置，设置有后退的(形成为小径)圆筒状的避让部102a。通过在轴部件102的外周面121a设置这样的避让部102a，从而在与形成为一定内径的圆筒面的轴承套筒108的内周面108a之间形成圆筒状的润滑油积存部。由此，在轴承运转过程中，可以一直用充足的润滑油充满在轴向上与润滑油积存部邻接的两个径向轴承缝隙，实现了径向方向上的旋转精度的稳定化。另外，由于确保了所述半径方向缝隙的缝隙宽度比径向轴承缝隙的缝隙宽度大，因此可以减小损失转矩，有助于马达的低耗电化。

轴部件102以及轴原材102’如上述那样构成，在将对轴原材102’进行了淬火的淬火轴导入到上下一对滚轧模具间之后，使该滚轧模具在水平方向上相对移动，将滚轧模具的动压槽形成部压紧于淬火轴的外周面。由此，淬火轴的外周面中，位于被动压槽形成区域的凸部压紧的部位的壁部发生塑性流动而向周围挤出，形成划分动压槽的丘部，另外，与此同时形成动压槽G。

(轴部件的制作工序)

具有以上结构的轴部件102通过在如图11所示那样依次经过轴原材形成工序P1、热处理工序P2、除去工序P3、滚轧工序P4以及精加工工序P5而制作的轴部件102的下端固定通过另外的工序而制作的凸缘部102f而完成。

(1)轴原材形成工序P1

在该轴原材形成工序P1中，通过对从长的棒状原材切割为规定长度的短的棒状原材实施规定的加工，由此获得除了动压槽G之外的部位精加工成与成品的轴部件102近似的形状的图10B的轴原材102’。图10B的形状可以通过锻造等塑性加工、车削等机械加工而获得。

(2)热处理工序P2

在该热处理工序P2中，通过对通过轴原材形成工序P1获得的轴原材102’中的至少外周面实施热处理，从而获得具有硬度为HV450以上、更优选为HV500以上的表面固化层的淬火轴。该热处理工序P2一般来说通常在滚轧工序P4之后进行，但也可以通过颠倒顺序而使后工序中的作业变容易等。热处理方法不特别限定，可以适当地组合高频淬火、真空淬火、渗碳淬火或者渗碳氮化淬火等淬火、以及淬火后的回火等。热处理只要以形成与应当形成的动压槽G的槽深度相比厚度更大的表面固化层的方式实施即可，可以未必以轴原材102’的整体高硬度化(淬火)的方式实施。

(3)除去工序P3

在该预精加工工序P3中，伴随着通过对轴原材102’实施热处理来形成淬火轴(表面固化层)，除去形成于淬火轴的表面的也被称作黑皮的氧化皮膜。黑皮(氧化皮膜)例如通过对淬火轴实施无心研磨来除去。需要说明的是，也可以通过该无心研磨实现热处理所导致的变形的除去与尺寸确定。

(4)滚轧工序P4

在该滚轧工序P4中，通过对(表面的黑皮除去后的)淬火轴的表面固化层实施滚轧加工，从而在作为淬火轴的外周面的动压面形成区域的圆筒部102b1、102c1，形成基于动压槽G的动压槽图案A1、A2。在本实施方式中，使用设置为能够相对滑动的一对滚轧模具在淬火轴的外周面滚轧形成动压槽图案A1、A2。

在滚轧形成该动压槽图案A1、A2时，由于各圆筒部102b1、102c1的两侧与避让部102a和避让槽102d、102e邻接，因此，左右均衡地发生与滚轧相伴的朝向圆筒部102b1、102c1的轴向外侧方向的材料流动，如图12的槽深度测定结果所示，获得在避让部102a侧与避让槽102d、102e侧实现了动压槽G的深度梯度的平衡的动压槽图案A1、A2。

(5)精加工工序P5

在该精加工工序P5中，将通过滚轧工序P4在外周面滚轧形成了动压槽图案A1、A2的淬火轴的外周面精加工为规定精度。由此，获得作为成品的轴部件102。然后，如图9所示，在成品的轴部件102的一方的圆筒部102b2安装凸缘部102f。凸缘部102f例如由与轴原材102’同种的不锈钢、或者烧结金属的多孔体形成为圆环状，通过压入、粘接、压入粘接、焊接等适当的手段固定在轴部件102的下端外周。另外，如图14所示在另一方的圆筒部2c2上安装磁盘毂3。

(流体动压轴承装置的工作)

在具有以上结构的流体动压轴承装置101中，当轴部件102进行旋转时，在轴部件102的动压槽图案A1、A2和与它们对置的轴承套筒108的内周面108a之间分别形成径向轴承缝隙。并且，伴随着轴部件102的旋转，形成于两个径向轴承缝隙的油膜的压力通过动压槽G、Aa的动压作用而增高，其结果是，在径向方向上非接触支承轴部件102的径向轴承部R1、R2分离形成在轴向上的两个位置。

与此同时，在设置于凸缘部102f的上侧端面102f1的推力轴承面、和与其对置的轴承套筒108的下侧端面之间，形成有第一推力轴承缝隙，并且在设置于凸缘部102f的下侧端面102f2的推力轴承面、和与其对置的盖部件110的上侧端面110a之间，形成有第二推力轴承缝隙。并且，伴随着轴部件102的旋转，形成于两个推力轴承缝隙的油膜的压力因动压槽的动压作用而分别增高，其结果是，形成在推力两方向上非接触支承轴部件102的第一推力轴承部T1以及第二推力轴承部T2。

另外，由于密封空间S呈随着朝向壳体107的内部侧而使径向尺寸逐渐缩小的楔形状，因此密封空间S内的润滑油因毛细管力所带来的引入作用而向壳体107的内部侧被引入。另外，密封空间S具有吸收向壳体107的内部空间填充的润滑油的伴随温度变化而产生的容积变化量的缓冲存储器功能，在假定的温度变化的范围内一直将润滑油的油面保持在密封空间S内。因此，有效地防止润滑油从壳体107内部泄漏。

另外，如上所述，上侧的动压槽G中，壁轴向中心m的靠上侧区域的轴向尺寸X₁比下侧区域的轴向尺寸X₂大，因此在轴部件102旋转时，动压槽G所带来的润滑油的引入力在上侧区域比在下侧区域大。通过这样的引入力的差压，在轴承套筒108的内周面108a与轴部件102的外周面121a1之间的缝隙充满的润滑油向下方流动，在第一推力轴承部T1的推力轴承缝隙→通过轴承套筒108的轴向槽108d1形成的轴向的流体通路111→通过轴承套筒108的上端外周倒角等形成的环状空间→通过轴承套筒108的环状槽108c1以及径向槽108c2形成的流体通路这一路径中循环，并被再次引入第一径向轴承部R1的径向轴承缝隙。

通过采用这样的结构，可以在保持润滑油的压力平衡的同时，消除伴随局部负压的产生的气泡的生成、因气泡的生成而引起的润滑油的泄漏、振动的产生等问题。由于密封空间S与所述的循环路径连通，因此即便在因某种理由导致气泡混入润滑油中的情况下，该气泡在随着润滑油进行循环时从密封空间S内的润滑油的油面(气液界面)向外部空气排出。因此，进一步有效地防止了气泡所带来的不良影响。

以上，说明了本申请第二发明的一实施方式，但本申请第二发明不限定于所述实施方式。例如，在所述实施方式中，作为向流体动压轴承装置101的内部空间填充的润滑流体，例示了润滑油，但也可以优选将本申请第二发明应用于将润滑脂、磁性流体以及空气等气体用作润滑流体的流体动压轴承装置101中。

另外，在所述实施方式中，说明了将本申请第二发明应用于以轴部件102作为旋转侧且以轴承套筒108等作为静止侧的流体动压轴承装置101中的情况，但也可以优选将本申请第二发明应用于与此相反而以轴部件102作为静止侧且以轴承套筒108等作为旋转侧的流体动压轴承装置101中。

另外，作为轴部件或轴原材的形状，也可以采用图13A、图13B所示的形式。在该形式中，仅在位于轴部件152(轴原材152’)的避让部152a的一方即作为动压槽形成区域的圆筒部152b1形成具有动压槽G的动压槽图案A，在位于相反侧的圆筒部152c不具有动压槽。在动压槽图案A的与避让部152a相反的一侧形成有与图10的避让槽102d相同的避让槽152d，此外，在避让槽152d的外侧的圆筒部152b2上安装图9的凸缘部102f。在该形式的轴部件152中，动压槽图案A的与单侧Aa相反的一侧Ab的动压槽G的深度与图12相同地不存在轴向梯度，在左右实现了平衡，获得了稳定的动压效果与径向方向轴承刚性。

另外，在所述实施方式中，通过滚轧在轴部件102的外周面121a形成了动压产生用的动压槽G，但在代替轴部件102的动压槽图案A1、A2，而使用公知的滚轧滚珠等在与该动压槽图案对置的轴承部件的内周面滚轧形成动压槽的情况下，也可以应用本申请第二发明。

附图标记

1：流体动压轴承装置

2：轴部件

2a：轴部

2a1：外周面

2a2：渐变面

2b：凸缘部

2b1：上侧端面

2b2：下侧端面

3：磁盘毂

4：定子线圈

5：转子磁铁

6：马达托架

7：壳体

7a：侧部

7b：底部

7b1：上侧端面

7c：内周面

8：烧结金属轴承

8a：内周面

8a1、8a2：动压槽

8c：下侧端面

8c1：动压槽

8d：外周面

8d1：轴向槽

9：密封部件

9a：内周面

D：磁盘

R1、R2：径向轴承部

T1、T2：推力轴承部

S：密封空间

101：流体动压轴承装置

102：轴部件

102’：轴原材

102a：避让部

102b1、102c1：圆筒部(动压槽形成区域)

102d、102e、152d：避让槽

102f：凸缘部

107：壳体

108：轴承套筒

109：轴承部件

110盖部件

A、A1、A2：动压槽图案

Aa：动压槽

R1、R2：径向轴承部

T1：第一推力轴承部

T2：第二推力轴承部

Claims (10)

1.一种烧结金属轴承，其特征在于，由以铜系粉末与铁系粉末作为主成分的原料粉末形成，且在内周具有径向轴承面，

作为所述铜系粉末，使用微细铜粉以重量比计占所述铜系粉末整体的三分之一以上的铜系粉末，所述微细铜粉显示出直径不足45μm的微粒的比例为80重量％以上的粒度分布，并且，

在900℃以上且1000℃以下的条件下，烧结将所述原料粉末压缩成形而得到的压缩体。

2.根据权利要求1所述的烧结金属轴承，其中，

烧结密度设为6.70g/cm³以上且7.20g/cm³以下。

3.根据权利要求1或2所述的烧结金属轴承，其中，

油渗透率设为0.10g/10分钟以上且2.00g/分钟以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

含油率设为10体积％以上且14体积％以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

所述微细铜粉占所述铜系粉末整体的比例设为二分之一以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

所述铁系粉末由纯铁粉末构成，所述铜系粉末占所述原料粉末的比例设为10重量％以上且40重量％以下。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

所述铁系粉末由纯铁粉末和不锈钢粉末构成，所述铜系粉末占所述原料粉末的比例设为10重量％以上且60重量％以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

在所述原料粉末中还配合有石墨。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的烧结金属轴承，其中，

在所述原料粉末中还配合有锡粉末。

10.一种流体动压轴承装置，其具备权利要求1～9中任一项所述的烧结金属轴承、配设在该烧结金属轴承的内周的轴、以及浸渗于所述烧结金属轴承的润滑油。