CN117628053A - 烧结含油轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供烧结含油轴承。在烧结含油轴承(8)中形成有在与轴部件(2)之间形成径向轴承间隙的轴承面(8a1)。使多个气孔在轴承面(8a1)上开口。将气孔中的气孔体积超过0.0005mm3的气孔作为粗大气孔(40)，在从轴承面(8a1)至深度50μm的区域中不存在粗大气孔(40)。

Description

烧结含油轴承
技术领域
本发明涉及烧结含油轴承。
背景技术
烧结含油轴承是由多孔质的烧结金属形成的轴承，在使润滑油含浸于烧结体的内部气孔的状态下使用。伴随着插入于烧结含油轴承的内周的轴的相对旋转，含浸于内部气孔的润滑油从烧结轴承的内周面(轴承面)渗出到轴承间隙，由此在轴承间隙中形成油膜，利用该油膜对轴部进行支承。
烧结含油轴承从其优异的旋转精度和肃静性出发，作为搭载于以信息设备为首的各种电气设备的电动机用的轴承装置来使用，更具体而言，作为HDD、CD、DVD、蓝光光盘用的盘驱动装置中的主轴电动机用、组装于这些盘驱动装置或PC等的风扇电动机用、或者组装于激光束打印机(LBP)的多边形扫描电动机用的轴承装置来使用。
作为烧结含油轴承的一例，公知有如下的流体动压轴承：在轴承面或者轴部的外周面形成动压产生槽等动压产生部，在轴部相对旋转时通过动压产生部的动压作用来提高充满轴承间隙的润滑油的压力(油膜强度)。
在该流体动压轴承中，当充满轴承间隙的润滑油的压力升高时，润滑油经由在轴承面上开口无数的气孔而浸入到内部气孔，轴承间隙中的润滑油的压力(油膜强度)降低，产生所谓的“动压泄漏”的问题。同样的问题在轴承面上没有形成动压产生部的烧结含油轴承(正圆轴承)中也会以轴承间隙中的润滑油的压力降低这样的形式出现。
作为动压泄漏的对策，在下述专利文献1中公开了鉴于轴承面的粗大气孔主要在具有应变的形状的铁粉的周边产生，将在铁粉的表面扩散结合有微细的铜粉的部分扩散合金粉用于原料粉。由于在应变形状的铁粉的凹部中进入微细的铜粉，因此作为部分扩散合金粉整体，应变的形状得到缓和。
另外，在下述专利文献2中，公开了在烧结体的内周面上成型动压产生槽的工序之前，设置以50μm以下的微小的压缩余量对烧结体的外周面进行压缩(轻整形)工序。通过该轻整形，露出到烧结体的外周面的铜发生塑性变形而进入烧结体的外周面的粗大气孔，因此能够减少外周面的粗大气孔。
专利文献1：日本特开2017-150596号公报
专利文献2：日本特开2019-183868号公报
这样，通过在专利文献1中减少烧结体的内周面(轴承面)的粗大气孔，在专利文献2中减少烧结体的外周面的粗大气孔，从而抑制由动压泄漏导致的油膜强度的降低。都着眼于在烧结体表面开口的粗大气孔成为动压泄漏的主要原因这一点。
然而，即使减少表面的粗大气孔，在轴承面由于与轴的滑动而磨损的情况下，存在于轴承的内部的粗大气孔也会在表面出现，导致再次产生动压泄漏的问题。这样，如果考虑长期的使用，则仅通过减少在表面开口的粗大气孔作为动压泄漏对策是不充分的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够长期抑制由动压泄漏导致的油膜强度的降低的烧结含油轴承。
为了达成以上的目的，本发明提供一种烧结含油轴承，其由含浸有润滑油的筒状的烧结体构成，该烧结含油轴承具有在与要支承的轴部件之间形成径向轴承间隙的轴承面，其特征在于，在所述轴承面上开口有多个气孔，将所述气孔中的气孔体积超过0.0005mm3的气孔作为粗大气孔，在从所述轴承面至深度50μm的区域中不存在所述粗大气孔。
如果是该烧结含油轴承，即使在轴承面由于长期使用而磨损的情况下，也能够防止在轴承面上产生粗大气孔。因此，能够抑制动压泄漏而确保长期稳定的油膜强度。
另外，在从轴承面至深度50μm的区域中，也包括轴承面在内存在多个0.0005mm3以下的气孔，因此能够活跃地进行润滑油从轴承面的渗出，由此能够向轴承间隙提供充足的润滑油而防止空气的混入。另外，径向轴承间隙的润滑油向烧结含油轴承的内部回流，润滑油通过狭窄的气孔时的异物去除(过滤)也能够充分进行，因此润滑油的耐久性提高。因此，能够实现烧结含油轴承的耐久寿命的提高。
作为该烧结含油轴承，优选的是，在位于所述轴承面的半径方向相反侧的表面开口有多个气孔，在从所述表面至深度100μm的区域中不存在所述粗大气孔。由此，烧结含油轴承的内部的润滑油不容易从位于轴承面的半径方向相反侧的表面流出，因此能够更有效地抑制动压泄漏。
另外，作为该烧结含油轴承，优选的是，在经过所述轴承面的半径方向截面中的比从所述轴承面分离半径方向的壁厚的50％的位置靠所述轴承面侧的位置设置有所述粗大气孔数最大的环状区域。
如果是该结构，则由于在烧结含油轴承内部的靠近轴承面的区域保持有大量的润滑油，因此经由轴承面而向径向轴承间隙回流的润滑油量增大。另外，该区域中的润滑油的流动活跃化。因此，能够使径向轴承间隙与烧结含油轴承之间的润滑油的循环活跃化。由此，能够提高油膜强度并且提高过滤效果。
作为该烧结含油轴承，优选的是，通油度为0.004g/20min以下。如果是0.004g/20min以下的通油度，则能够得到较高的动压泄漏抑制效果。
作为烧结含油轴承，优选的是，该烧结含油轴承包含0.8wt％以上的石墨组织。这样，通过增加烧结含油轴承所包含的石墨组织的量，能够减小粗大气孔的大小，因此能够降低通油度，也容易实现0.004g/20min以下的通油度。
在以上所述的烧结含油轴承中，能够在轴承面上设置动压产生部。当像这样在轴承面上设置动压产生部时，通过在轴部件与烧结含油轴承的相对旋转时产生的动压作用，能够提高径向轴承间隙中的油膜强度。
流体动压轴承装置具有：烧结含油轴承，其在内周面形成有所述轴承面；壳体，其呈轴向一端侧开口且另一端侧被封闭的形态，在内周固定有所述烧结含油轴承；以及所述轴部件，其插入于所述烧结含油轴承的内周，通过所述动压产生部在所述烧结含油轴承的轴承面与所述轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中形成油膜而在径向上对所述轴部件进行非接触支承。该流体动压轴承装置能够抑制动压泄漏，因此具有优异的轴承刚性和旋转精度。
在该流体动压轴承装置中，在所述烧结含油轴承的轴向一侧设置所述粗大气孔较多的区域，并且在轴向另一侧设置所述粗大气孔较少的区域，如果将所述粗大气孔较多的区域配置于流体动压轴承装置的高负荷侧，则能够抑制径向轴承间隙的高负荷侧的油膜破裂或者润滑油的劣化。
该流体动压轴承装置能够用于电动机。
这样，根据本发明，即使在长时间使用烧结含油轴承时，也能够确保稳定的油膜强度。
附图说明
图1是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是本发明的实施方式的烧结含油轴承的剖视图。
图4是上述烧结含油轴承的仰视图。
图5A是示出动压槽精压工序的剖视图。
图5B是示出动压槽精压工序的剖视图。
图6是概略性地示出本发明的实施方式的烧结含油轴承中的气孔的分布的剖视图。
图7是示出在通过烧结含油轴承的轴承面的半径方向上实测的粗大气孔的频数分布的图表。
图8是示出改变原料粉末所包含的石墨粉的配合量时的气孔体积和通油度的测定值的表。
图9是示出在烧结含油轴承的轴向上实测的粗大气孔的频数分布的图表。
标号说明
1：流体动压轴承装置；2：轴部件；7：壳体；8：轴承部件(烧结含油轴承)；8a：内周面；8a1：轴承面(径向轴承面)；8d：外周面；9：密封部件；40：粗大气孔；M：从轴承面至深度50μm的区域；N：从表面至深度100μm的区域。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1所示的主轴电动机用于HDD等盘驱动装置，该主轴电动机具有：流体动压轴承装置1，其将轴部件2非接触支承为旋转自如；盘毂3，其安装于轴部件2；以及定子线圈4和转子磁铁5，它们隔着半径方向的间隙对置。定子线圈4安装于外壳6，转子磁铁5安装于盘毂3。流体动压轴承装置1的壳体7安装于外壳6的内周。在盘毂3上保持有规定张数(在图示例中为2张)的磁盘等盘D。当对定子线圈4通电时，产生定子线圈4与转子磁铁5之间的电磁力，盘毂3和轴部件2通过该电磁力而成为一体地旋转。
如图2所示，流体动压轴承装置1具有轴部件2、作为本实施方式的烧结含油轴承的轴承部件8、在内周保持轴承部件8的壳体7、设置于壳体7的轴向一端的开口部的密封部9、以及封闭壳体7的轴向另一端的盖部10。另外，在以下的说明中，为了方便，在轴向上将壳体7的封闭侧称为下侧，将壳体7的开口侧称为上侧，但这并不意味着限定流体动压轴承装置1的使用方式。
轴部件2具有轴部2a和设置于轴部2a的下端的凸缘部2b。轴部件2由不锈钢等金属材料形成，在本实施方式中，包含轴部2a和凸缘部2b的轴部件2整体形成为一体。另外，也可以将轴部2a和凸缘部2b分体地形成。
在轴部2a的外周面设置有圆筒面2a1和环状凹部2a2，该圆筒面2a1形成于在轴向上分离的两个部位，该环状凹部2a2设置于两个部位的圆筒面2a1之间，直径比圆筒面2a1的直径小。圆筒面2a1作为在半径方向上与轴承部件8的内周面8a的轴承面8a1对置的轴承对置面发挥功能。
壳体7由树脂或金属形成为圆筒状。轴承部件8的外周面8d通过粘接、压入等适当的方法而固定于壳体7的内周面7a。
轴承部件8呈圆筒状，在内周面8a设置有径向轴承面。在图示例中，在轴承部件8的内周面8a的沿轴向分离的两个部位形成有径向轴承面8a1。在各径向轴承面8a1上形成有动压产生部，在本实施方式中，如图3所示，在各径向轴承面8a1上设置有动压槽，具体而言设置有呈人字形形状排列的动压槽G1、G2。图中交叉阴影线所示的区域表示从周围隆起的丘部(在图4中也同样)。上侧的动压槽G1在轴向上呈非对称的形状，下侧的动压槽G2在轴向上呈对称的形状。在径向轴承面8a1的轴向间区域设置有与动压槽G1、G2的槽底面连续的圆筒面8a2。动压槽G1、G2的深度为几μm～几十μm。
另外，也可以使上下的动压槽G1、G2双方为轴向对称形状。另外，也可以使上下的动压槽G1、G2在轴向上连续，或者省略上下的动压槽G1、G2中的一方。另外，作为动压产生部，也可以形成螺旋形状等其他形状的动压槽、将多个圆筒面组合而成的多圆弧轴承、或者将多个轴向槽沿周向等间隔地配置而成的阶梯轴承等。
在轴承部件8的下侧端面8b设置有推力轴承面。在推力轴承面上形成有图4所示的泵入型的螺旋形状的动压槽G3。另外，作为动压槽G3的形状，也可以采用人字形形状或者放射槽形状等。另外，也可以将轴承部件8的下侧端面8b作为平坦面，在轴部件2的凸缘部2b的上侧端面2b1形成动压槽。
如图3所示，在轴承部件8的上侧端面8c形成有环状槽8c1和设置于环状槽8c1的内径侧的多个半径方向槽8c2。在轴承部件8的外周面8d沿圆周方向等间隔地设置有多个轴向槽8d1。轴部件2的凸缘部2b的外径侧的空间经由这些轴向槽8d1、环状槽8c1以及半径方向槽8c2等而与密封空间S连通，由此防止该空间中的负压的产生。另外，如果没有特别需要，也可以省略环状槽8c1和半径方向槽8c2，使轴承部件8的上侧端面8c成为平坦面。
轴承部件8由包含25质量％以上的铜的烧结体形成，在本实施方式中，由分别包含25质量％以上的铜和铁的烧结体形成。轴承部件8的真密度比为85％～95％。另外，真密度比由以下的式子来定义。ρ1是轴承部件的密度，ρ0是假定该轴承部件没有气孔的情况下的密度(真密度)。
真密度比[％]＝(ρ1/ρ0)×100
如图2所示，密封部9从壳体7的上端向内径侧突出。在本实施方式中，密封部9与壳体7一体地形成，但也能够使密封部9相对于壳体7分体。密封部9的内周面9a呈朝向下方逐渐缩径的锥状。在密封部9的内周面9a与轴部2a的外周面之间形成有半径方向宽度朝向下方逐渐变窄的截面楔形的密封空间S。此外，也可以使密封部9的内周面成为圆筒面，另一方面，在轴部2a的外周面设置朝向上方逐渐缩径的锥面，在它们之间形成截面楔形的密封空间S。轴承部件8的上侧端面8c与密封部9的下侧端面9b抵接。
盖部10由黄铜等金属或树脂形成，通过压入、粘接等适当的方法固定于壳体7的内周面7a的下端部。由此，壳体7的内部的空间成为仅在密封空间S向大气开放的密闭空间。盖部10也能够与壳体7一体地形成。
在盖部10的端面10a形成有推力轴承面。在该推力轴承面形成有例如泵入型的螺旋形状的动压槽(省略图示)。另外，作为动压槽的形状，也可以采用人字形形状、放射槽形状等。另外，也可以使盖部10的端面10a为平坦面而在轴部件2的凸缘部2b的下侧端面2b2上形成动压槽。
向上述结构的流体动压轴承装置1的内部注入油，在密封空间S内形成油面(参照图2)。本实施方式的流体动压轴承装置1是壳体7的内周的空间(比密封空间S靠内部侧的空间)包含轴承部件8的内部气孔在内充满油的所谓的全填充型。
当轴部件2进行旋转时，在轴承部件8的内周面8a的径向轴承面8a1与轴部2a的外周面(圆筒面2a1)之间形成有径向轴承间隙，通过动压槽G1、G2提高径向轴承间隙的油膜的压力，由此构成在径向上对轴部件2进行非接触支承的第1径向轴承部R1和第2径向轴承部R2。与此同时，在轴承部件8的下侧端面8b与凸缘部2b的上侧端面2b1之间、以及盖部10的端面10a与凸缘部2b的下侧端面2b2之间分别形成有推力轴承间隙。而且，通过轴承部件8的下侧端面8b的动压槽G3和盖部10的端面10a的动压槽，提高形成于各推力轴承间隙的油膜的压力，由此构成在两个推力方向上对轴部件进行非接触支承的第1推力轴承部T1和第2推力轴承部T2。
上述的轴承部件8主要依次经过原料粉末混合工序、成型工序、烧结工序、旋转精压工序以及动压槽精压工序来制造。
在原料粉末混合工序中，通过混合多种粉末来制作轴承部件8的原料粉末。原料粉末包含例如铁系粉末、铜系粉末以及低熔点元素的粉末作为金属粉末。在该原料粉末中，也可以根据需要添加各种成型润滑剂(例如，用于提高脱模性的润滑剂)、固体润滑剂(例如石墨粉)等。
作为铁系粉末，除了铁粉(纯铁粉)以外，还能够使用铁合金粉(例如不锈钢粉)。作为铁系粉末，能够使用还原粉、雾化粉。作为铜系粉末，除了铜粉(纯铜粉)以外，还能够使用铜合金粉。作为铜系粉末，能够使用电解粉、雾化粉。作为低熔点元素的粉末，能够使用熔点低于铜的元素，例如包含锡、锌或者磷等的粉末。在本实施方式中使用锡粉。
原料粉末含有25质量％以上的铜作为金属粉末，例如分别含有25质量％以上的铁和铜。本实施方式的原料粉末中的金属粉末包含25～70质量％的铜粉、1～3质量％的锡粉，剩余部分为铁粉(或铁合金粉)和不可避免的杂质。
在成型工序中，通过向成型模具(省略图示)的型腔投入上述的原料粉末并进行压缩，得到与图3所示的轴承部件8近似的圆筒形状的压粉体。在成型工序中，在压粉体的外周面形成有轴向槽8d1(参照图3)。
在烧结工序中，将压粉体在不超过铜的熔点(1086℃)的烧结温度(例如700℃～900℃)下进行烧结，得到烧结体。在原料粉末中添加了流体润滑剂等各种成型润滑剂的情况下，成型润滑剂伴随着烧结而挥发。
在旋转精压工序中，以具有过盈量的方式将治具(精压销)按压于烧结体的内周面，在该状态下，使治具沿着烧结体的内周面的周向进行旋转(省略图示)。由此，烧结体的内周面的表层的材料被治具轧制，内周面的开孔部被压扁，内周面的表面开孔率(在内周面开口的各气孔的面积比)降低。
在动压槽精压工序中，通过图5A、图5B所示的动压槽精压模具30，在烧结体28的内周面28a上模成型出动压槽。具体而言，如图5A所示，在烧结体28的内周经由极微小的间隙插入芯棒31，并且利用上下冲头32、33约束烧结体28的轴向宽度。此时，冲模34的内径尺寸确定为在与烧结体28的外周面28d之间产生过盈量。在维持该状态的同时，如图5B所示，将烧结体28压入至冲模34的内周。由此，烧结体28一边轴向两侧被约束一边被从外周压迫，烧结体28的内周面28a被按压于在芯棒31的外周面形成的成型模31a。由此，成型模31a的形状被转印到烧结体28的内周面28a而成型出动压槽G1、G2(参照图3)。
之后，使烧结体28、芯棒31以及上下冲头32、33上升，从冲模34的内周取出烧结体28和芯棒31。此时，烧结体28的内周面28a由于回弹而扩径，从芯棒31的外周面的成型模31a剥离。然后，从烧结体28的内周拔出芯棒31。
当通过真空含浸等方法使润滑油含浸于这样形成的烧结体28的内部气孔时，图1所示的轴承部件8完成。
本申请发明人们对以上所述的轴承部件8的轴承面8a1的磨损进行了验证，结果发现，如果能够在从轴承面8a1到一定程度的深度的区域减少粗大气孔，则即使在长期使用所导致的轴承面8a1的磨损后，也能够抑制轴承面8a1上的粗大气孔的产生而维持油膜强度。
这样，只要在距表面一定深度的区域抑制粗大气孔的产生即可，这是因为在刚刚制造后的烧结含油轴承中，虽然伴随着轴部件2的旋转的轴承面8a1的磨损的发展速度较快，但伴随着轴承运转时间的经过，轴承面8a1逐渐磨合(平滑化)，因此轴承运转时间越长，磨损的发展速度越慢。实验的结果表明，即使在长期使用时，也很少从刚刚制造后的轴承面8a1磨损至超过50μm的深度。
基于以上的见解，在本实施方式的轴承部件8中，如在图6中概略性地图示的那样，将气孔中的气孔体积超过0.0005mm3的气孔设为粗大气孔，在从轴承面8a1至深度50μm的区域M中不存在粗大气孔40。粗大气孔40也不在轴承面8a1上开口。另外，在图6中，作为轴承部件8所包含的气孔，仅图示出粗大气孔40，省略了体积为0.0005mm3以下的微细气孔的图示。
上述区域的各气孔的体积能够通过基于X射线的CT扫描法来测定。基于CT扫描法的测定是通过对测定物拍摄例如4500张图像并根据该图像数据构建3D数据而计算内部的气孔的体积来进行的。作为测定设备，例如能够使用贝克休斯检测技术公司(waygatetechnologies公司)的GE phoenix v|tome|x m300。测定例如能够在电压250kv、电流300mA的条件下进行。
另一方面，包含轴承面8a1的轴承部件8的内周面8a未被完全封孔，在从轴承面8a1至深度50μm的区域M中存在体积为0.0005mm3以下的多个气孔。由此，在轴承面8a1上也开口有体积为0.0005mm3以下的多个气孔。轴承面8a1中的表面开孔率为了确保润滑油从轴承面8a1充分渗出并且抑制动压泄漏，优选为2％以上且15％以下的范围。
这样，通过使多个气孔在轴承面8a1上开口，并且使从轴承面8a1至深度50μm的区域的气孔体积为0.0005mm3以下，即使在轴承面8a1由于长期使用而磨损时，也能够防止在轴承面8a1上产生粗大气孔。因此，能够抑制动压泄漏而确保长期稳定的油膜强度。另外，由于在轴承面8a1上(也包括磨损后在内)开口有多个体积为0.0005mm3以下的气孔，因此润滑油从轴承面8a1的渗出也会活跃地进行，能够向轴承间隙提供充足的润滑油而防止空气的混入。另外，润滑油通过狭窄的气孔时的异物去除(过滤)也能够充分进行，润滑油的耐久性提高。因此，能够实现流体动压轴承装置1的耐久寿命的提高。
另外，在本实施方式的轴承部件8中，如图6所示，在从位于轴承面8a1的半径方向相反侧的轴承部件8的表面(在本实施方式中为外周面8d)至深度100μm的区域N中，不存在上述的粗大气孔40。另外，在从外周面8d至深度100μm的区域N中存在多个体积为0.0005mm3以下的微细气孔，并且在外周面8d上开口有多个微细气孔，因此润滑油也从轴承部件8的外周面8d渗出。
这样，通过在轴承部件8的从外周面8d至深度100μm的区域N中不存在粗大气孔40，从轴承部件8的外周面8d渗出的润滑油量减少。因此，抑制动压泄漏的效果进一步提高。即使轴承面8a1过度磨损而粗大气孔40在轴承面8a1上开口，外周面8d的表面开孔率也较低，因此能够维持动压泄漏的抑制效果。
另外，如图6所示，在轴承部件8的除了区域M、N以外的部分中，分散地存在体积超过0.0005mm3的多个粗大气孔40。
图7是示出在通过按照上述步骤制作的轴承部件8的轴承面8a1的半径方向上实测的粗大气孔40的频数分布的图表。该频数分布是通过如下的方式而得到的：将经过轴承部件8的轴承面8a1的半径方向截面在半径方向的多个部位等分而设定多个环状区域(例如半径方向宽度为0.1mm的环状区域)，通过CT扫描法对存在于各环状区域的粗大气孔40的数量进行计数。图7的横轴所示的半径位置将轴承部件8的轴心设为0。另外，图7中的曲线是与频数分布近似的曲线。另外，在该测定中使用的试样形成为内径尺寸为外径尺寸为轴向长度为12.47mm的圆筒状。
由图7可知，在该轴承部件8中，在从内周面8a(轴承面8a1)至深度50μm(半径2.05mm的位置)的区域、以及从外周面8d至深度100μm(半径3.65mm的位置)的区域中，不存在体积超过0.0005mm3的粗大气孔40。因此，能够得到较高的动压泄漏抑制效果。
另一方面，粗大气孔40的频数分布在比从轴承面8a1(半径位置2.0mm)分离轴承部件8的半径方向的壁厚的50％的位置(半径位置2.9mm附近)靠轴承面8a1侧的环状区域、详细而言比从轴承面8a1分离轴承部件8的半径方向的壁厚的40％的位置(半径位置2.7mm附近)靠轴承面8a1侧的环状区域、更详细而言比从轴承面8a1分离轴承部件8的半径方向的壁厚的35％的位置(半径位置2.6mm附近)靠轴承面8a1侧的环状区域中成为最大。具体而言，在从轴承面分离轴承部件8的半径方向的壁厚的30％的位置(半径2.5mm附近)的环状区域中成为最大。
由此，在轴承部件8内部的靠近轴承面8a1的区域中保持大量润滑油，因此经由轴承面8a1向径向轴承间隙回流的润滑油量增大。另外，润滑油的流动在该区域中活跃化。因此，能够使径向轴承间隙与轴承部件8之间的润滑油的循环活跃化。由此，能够提高油膜强度并且提高过滤效果。
从该观点出发，在轴承部件8中，期望在比从轴承面8a1(半径位置2.0mm)分离轴承部件8的半径方向的壁厚的50％的位置靠轴承面8a1侧的环状区域、优选比从轴承面8a1分离轴承部件8的半径方向的壁厚的40％的位置靠轴承面8a1侧的环状区域、更优选比从轴承面8a1分离轴承部件8的半径方向的壁厚的35％的位置靠轴承面8a1侧的环状区域中粗大气孔数成为最大。
以上说明的在区域M、N中排除了粗大气孔40的轴承部件8例如能够通过调整旋转精压工序和动压槽精压工序中的过盈量而得到。旋转精压工序的过盈量主要对内径侧的区域M中的粗大气孔40的产生频率造成影响，动压槽精压工序中的过盈量主要对外径侧的区域N中的粗大气孔40的产生频率造成影响。如果是图7所示的测定试验中使用的试样尺寸(内径尺寸外径尺寸/>轴向长度12.47mm)，则旋转精压工序的过盈量为左右、动压槽精压工序中的过盈量为/>左右是适当的。
轴承部件8中的气孔的大小也可以通过调整在原料粉末中配合的石墨粉的配合量来控制。通常石墨粉的配合量越多，则气孔的大小越小。
图8示出改变轴承部件8的原料粉末所包含的石墨粉的配合量时的气孔体积和通油度的测定值。如图8所示，即使石墨粉以外为相同成分和相同成分量，在将石墨粉的配合量设为0.5wt％的情况下，最大气孔的体积为0.0335mm3，平均体积为0.0031mm3，但在将石墨粉的配合量设为0.8wt％的情况下，最大气孔的体积为0.0115mm3，平均体积为0.0017mm3。因此，能够理解为石墨粉的配合量越多，气孔体积越小。与之对应地，也可以理解为通油度也在使石墨粉的配合量增多的情况下变小，通过将石墨粉的配合量设为0.8wt％，能够得到0.004g/20min的通油度。另外，原料粉末中的石墨粉的配合比例成为烧结后的石墨组织的含有率。
根据以上的见解，优选将石墨粉的配合量设为0.8wt％以上(将轴承部件8所包含的石墨组织的含有率设为0.8wt％以上)，由此能够将通油度抑制在0.004g/20min以下。因此，动压泄漏的抑制效果进一步提高。另外，这里的“通油度”是指，在将在烧结体的轴向两端面开口的气孔密封的状态下，对充满烧结体的内周的润滑油施加规定压力(这里为0.4MPa)，在该状态下保持20分钟时，从在烧结体的外周面开口的气孔渗出的润滑油的总重量。
图9是示出在轴承部件8的轴向上实测的粗大气孔40的频数分布的图表。该频数分布是通过如下的方式而得到的：将轴承部件8的轴向截面在轴向的多个部位等分而设定多个带状区域(例如轴向宽度为0.1mm的带状区域)，通过CT扫描法对存在于各带状区域的粗大气孔40的数量进行计数。图9的横轴所示的轴向位置将轴承部件8的一个端面设为0。另外，图9中的曲线是与频数分布近似的曲线。另外，在该测定中使用的试样形成为内径尺寸为外径尺寸为/>轴向长度为12.4mm的圆筒状。
如图9所示，在轴承部件8的轴向一侧设置有粗大气孔40较多的区域A，在轴向另一侧设置有粗大气孔40较少的区域B。在HDD或者风扇电动机的情况下，通常施加于转子侧(图1的上侧)的负荷较大，因此壳体7内的轴承部件8优选将粗大气孔40较多的区域A朝向转子侧配置。由此，在粗大气孔40较多的区域A中，润滑油在径向轴承间隙与轴承部件8的内部之间活跃地循环，因此能够防止高负荷侧的径向轴承间隙中的油膜破裂或者润滑油的劣化。
本发明并不限于上述的实施方式。例如，在以上的实施方式中，示出了壳体7的内部空间也包含轴承部件8的内部气孔在内充满润滑油的所谓的全填充构造的流体动压轴承装置1，但并不限于此，也可以将本发明应用于在壳体7的内部空间设置有未被润滑油填满的空隙部的局部填充构造的流体动压轴承装置(省略图示)。另外，也能够将本发明应用于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，示出了将轴部件2作为旋转侧、将壳体7和轴承部件8作为固定侧的情况，但也可以与此相反，将轴部件2作为固定侧，将壳体7和轴承部件8作为旋转侧。
另外，在以上的实施方式中，示出了将流体动压轴承装置1应用于HDD等盘驱动装置的主轴电动机的情况，但并不限于此，例如也能够将本发明的流体动压轴承装置应用于激光束打印机的多边形扫描仪电动机、电子设备的冷却用风扇电动机等。

Claims (9)

1.一种烧结含油轴承，其由含浸有润滑油的筒状的烧结体构成，该烧结含油轴承具有在与要支承的轴部件之间形成径向轴承间隙的轴承面，其特征在于，
在所述轴承面上开口有多个气孔，
将所述气孔中的气孔体积超过0.0005mm3的气孔作为粗大气孔，在从所述轴承面至深度50μm的区域中不存在所述粗大气孔。
2.根据权利要求1所述的烧结含油轴承，其中，
在位于所述轴承面的半径方向相反侧的表面开口有多个气孔，
在从所述表面至深度100μm的区域中不存在所述粗大气孔。
3.根据权利要求2所述的烧结含油轴承，其中，
在经过所述轴承面的半径方向截面中的比从所述轴承面分离半径方向的壁厚的50％的位置靠所述轴承面侧的位置设置有所述粗大气孔数最大的环状区域。
4.根据权利要求1所述的烧结含油轴承，其中，
通油度为0.004g/20min以下。
5.根据权利要求4所述的烧结含油轴承，其中，
该烧结含油轴承包含0.8wt％以上的石墨组织。
6.根据权利要求1所述的烧结含油轴承，其中，
在所述轴承面上设置有动压产生部。
7.一种流体动压轴承装置，其具有：
权利要求6所述的烧结含油轴承，其在内周面形成有所述轴承面；
壳体，其呈轴向一端侧开口且另一端侧被封闭的形态，在内周固定有所述烧结含油轴承；以及
所述轴部件，其插入于所述烧结含油轴承的内周，
通过所述动压产生部在所述烧结含油轴承的轴承面与所述轴部件的外周面之间的径向轴承间隙中形成油膜而在径向上对所述轴部件进行非接触支承。
8.根据权利要求7所述的流体动压轴承装置，其中，
在所述烧结含油轴承的轴向一侧设置所述粗大气孔较多的区域，并且在轴向另一侧设置所述粗大气孔较少的区域，将所述粗大气孔较多的区域配置于高负荷侧。
9.一种电动机，其具有权利要求7或8所述的流体动压轴承装置。
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