JP2009197903A - 焼結軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結軸受の表面開孔をコストを高騰させることなく減じることにより、潤滑不良や動圧作用の低下を防止する
【解決手段】バインダーとしてのＳｎ金属粉末の溶融により軸受面に形成された表面開孔の最大径ｄを、０μｍ＜ｄ≦２５μｍの範囲内とした。このために、最大粒径が２５μｍ以下のバインダー金属粉末を用いた。
【選択図】図６

Description

本発明は、金属粉末を圧縮成形した後、焼結して得られる焼結軸受に関する。

焼結軸受は、内部空孔に潤滑油等の潤滑流体を含浸させて使用され、支持すべき軸との相対回転に伴い内部に含浸された潤滑流体が軸との摺動部に滲み出して潤滑膜を形成し、この潤滑膜を介して軸を回転支持するものである。このような焼結軸受は、その高回転精度および静粛性から、自動車用軸受部品や情報機器用のモータスピンドル等、特に高い軸受性能や耐久性が要求される箇所に好ましく利用されている。

例えば特許文献１に示されている焼結軸受は、Ｃｕ粉末、ＳＵＳ粉末、Ｓｎ粉末等を所定の比率で混合し、所定の形状（多くは円筒状）に圧縮成形した後、焼結することにより形成される。このとき、比較的融点の低いＳｎ粉末は、焼結時に溶融した後固化することにより、Ｃｕ粉末やＳＵＳ粉末を結合するバインダーとして機能する。

特開２００６−１８９０８１号公報 特開平１１−６２９４８号公報

上記のような焼結軸受の製造において、Ｓｎ粉末が溶融すると、Ｓｎ粉末があった場所に空孔が形成される。このとき、Ｓｎ粉末の粒径が大きかったり、混合粉末中でＳｎ粉末が偏析したりすると、Ｓｎ粉末の溶融により形成される空孔が大きくなる。このような空孔が軸受の表面、特に軸受面に露出すると、潤滑流体が軸受面の表面開孔から内部に浸入しやすくなるため、摺動部に十分な潤滑膜が形成されず、潤滑不良が生じる恐れがある。特に、このような焼結軸受を潤滑膜の動圧作用で軸を支持する動圧軸受装置に用いると、軸の回転により圧力の高められた潤滑膜が軸受面の表面開孔から内部に抜けるいわゆる動圧抜けが生じ、十分な動圧作用が得られず、軸受性能が大きく低下する恐れがある。

このような事態を回避すべく、例えば特許文献２に示されている焼結軸受は、軸受面にショットブラストや回転サイジング等による封孔処理を施すことにより、軸受面の表面開孔を潰している。これにより、軸受面の表面開孔からの潤滑流体の浸入は抑えられるが、かかる封孔処理を別途設けることにより軸受の製造コストが高騰することとなる。

本発明の課題は、コストを高騰させることなく焼結軸受の表面開孔を減じることにより、潤滑不良や動圧作用の低下を防止することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、主成分金属粉末及びバインダー金属粉末を含む混合粉末を焼結して得られる焼結軸受であって、バインダー金属粉末の溶融により軸受面に形成された表面開孔の最大径ｄが、０μｍ＜ｄ≦２５μｍの範囲内であることを特徴とする。

このように、バインダー金属粉末の溶融により軸受面に形成される表面開孔の最大径（直径）ｄを２５μｍ以下に設定することで、潤滑膜を形成する潤滑流体の軸受内部への抜けを低減し、潤滑不良や動圧作用の低下を防止することができる。尚、焼結金属において、バインダー金属粉末の溶融による表面開孔の最大径が０になること、すなわち、バインダーの溶融により表面開孔が全く形成されないことは通常考えにくいため、ｄ＞０とした。

例えば、粒径が小さいバインダー金属粉末を使用すれば、バインダー金属粉末の溶融により形成される孔の大きさを抑えることができる。また、粒径が小さいバインダー金属粉末を使用することにより、バインダー粉末を混合粉末中で均一に分散させやすくなるため、バインダー金属粉末が偏析して大きな孔を形成する事態を回避することができる。図６に、粒径の異なる２種のバインダー金属粉末を用いた焼結軸受の軸受面の表面性状を拡大して示す。具体的には、図６（ａ）は最大粒径が５０μｍ以下のＳｎ粉末を用いた焼結軸受（比較品）であり、図６（ｂ）は最大粒径が２５μｍ以下のＳｎ粉末を用いた焼結軸受（本発明実施品）である。図６（ａ）及び（ｂ）において、黒色部分は表面開孔を表している。これらの図を比較すると、比較品である図６（ａ）の焼結軸受は粗大な表面開孔が形成されているのに対し、本発明の実施品である図６（ｂ）の焼結軸受は表面開孔の大きさが小さく、且つ表面開孔が均一に分散していることが分かる。このことから、最大粒径が２５μｍ以下のバインダー金属粉末を用いることにより、別途の工程を要することなく、すなわちコストを高騰させることなく、軸受面に形成される表面開孔の大きさを抑えることができ、潤滑不良や動圧作用の低下を防止することができると言える。尚、「最大粒径が２５μｍ以下の金属粉末」とは、粒径が２５μｍを超える粒子を一粒でも含むものを完全に排除する趣旨ではなく、粉末の製造上の都合等により粒径が２５μｍを超える粒子を極少量有するものを含むものとする（以下の説明において同様）。

このようにバインダー金属粉末の粒径を小さくしても、主成分金属粉末の粒径が大きいと、主成分金属粉末の粒子間に粗大な空孔が形成される恐れがある。この点に鑑み、最大粒径が５０μｍ以下の主成分金属粉末を使用すれば、金属粉末を密な状態で焼結し、粒子間の隙間を減じることができるため、軸受表面の開孔を抑え、潤滑不良や軸受性能の低下を確実に防止することができる。

一方、上記のバインダー金属粉末及び主成分金属粉末を含む混合金属粉末の粒径が小さすぎると、焼結軸受を圧粉成形する金型内で金属粉末が流動しにくくなり、成形性が低下する恐れがある。例えば、粒径が１０μｍ未満であるような細かい粉末を含む混合粉末で焼結軸受を形成すると、上記のような不具合が生じる恐れが高い。従って、混合粉末は、最小粒径が１０μｍ以上のものを使用することが好ましい。ここで、「最小粒径が１０μｍ以上の粉末」とは、粒径が１０μｍ未満の粒子を一粒でも含むものを完全に排除する趣旨ではなく、粉末の製造上の都合等により粒径が１０μｍ未満の粒子が極少量含まれたものを含むものとする（以下の説明において同様）。

また、混合粉末におけるバインダー金属粉末の混合比率は０．２質量％以上、１０質量％以下の範囲内とすることが望ましい。バインダー金属粉末の配合量が１０質量％を超えると、バインダー金属粉末が偏析しやすくなるためバインダー金属の溶融により大きな表面開孔が形成されるおそれがあり、バインダー金属粉末の配合量が０．２質量％未満であると、主成分金属を結合するバインダーとして十分に機能を果たすことができないためである。

上記のような焼結軸受と、その内周に挿入した軸部材とを備え、焼結軸受の内周面と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間に生じる潤滑膜の動圧作用で軸部材を支持する動圧軸受装置は、動圧抜けが抑えられ、優れた軸受性能を発揮することができる。

以上のように、本発明によると、コストを高騰させることなく焼結軸受の表面開孔を減じ、潤滑不良や動圧作用の低下を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る焼結軸受を有する動圧軸受装置１を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたディスクハブ３と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル４およびロータマグネット５とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ３の内周に取付けられている。ディスクハブ３は、その外周に磁気ディスク等のディスク状情報記憶媒体（以下、単にディスクという。）Ｄを一枚または複数枚（図１では２枚）保持している。このように構成されたスピンドルモータにおいて、ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間に発生する励磁力でロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ３およびディスクハブ３に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。

図２は、動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、軸部材２と、ハウジング７と、本発明に係る焼結軸受としての軸受スリーブ８と、シール部材９とを主な構成要素として構成されている。なお、説明の便宜上、軸方向でハウジング７の底部７ｂの側を下側、開口側を上側として以下説明する。

軸部材２は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。軸部２ａの外周面には、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受隙間に面する円筒状の外周面２ａ１と、シール空間Ｓに面する上方へ向けて漸次縮径したテーパ面２ａ２とが形成される。軸部材２は、全体を金属で形成する他、軸部２ａを金属で形成すると共に、フランジ部２ｂの全体あるいはその一部（例えば両端面）を樹脂で成形することもできる。

ハウジング７は、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の結晶性樹脂、あるいはポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物で射出成形され、側部７ａと底部７ｂとを一体に有するコップ状に形成される。ハウジング７を形成する上記樹脂組成物としては、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカ状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボン繊維、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、各種金属粉等の繊維状または粉末状の導電性充填材を、目的に応じて上記ベース樹脂に適量配合したものが使用可能である。ハウジング７の射出材料は上記に限らず、例えば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の低融点金属材料が使用可能である。また、金属紛とバインダーの混合物で射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるＭＩＭ成形や、金属材料、例えば真ちゅう等の軟質金属のプレス成形、あるいは金属材料の機械加工でハウジング７を形成することもできる。

底部７ｂの上側端面７ｂ１の全面又は一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図示は省略するが、複数の動圧溝をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝は、例えばハウジング７の型成形と同時に成形することができる。

軸受スリーブ８は円筒状を成し、主成分金属粉末及びバインダー金属粉末を含む混合粉末を圧縮成形した後、焼結して得られた多孔質体である。本実施形態では、主成分金属粉末としてＣｕ（あるいはＣｕ合金）粉末およびＳＵＳ粉末、バインダー金属粉末としてＳｎ粉末が使用される。また、Ｓｎ粉末の溶融により軸受面に形成される表面開孔は、最大径ｄが２５μｍ以下に設定される。尚、このような表面開孔がＳｎ粉末の溶融により形成されたか否かは、表面開孔の周辺の主成分金属に溶融したＳｎが付着しているか否かを確認することにより推定することができる。

ラジアル軸受面となる軸受スリーブ８の内周面８ａには、ラジアル動圧発生部としての動圧溝が形成される。この実施形態では、例えば図３（ａ）に示すように、内周面８ａの軸方向に離隔した２箇所に、ヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２が形成される。図３（ａ）のクロスハッチングで示す領域は、周辺領域より内径向きに突出した丘部を示し、この丘部のうち、環状の平滑部から軸方向両側に斜めに延びた部分の円周方向間に前記動圧溝８ａ１、８ａ２が設けられる。上側の動圧溝８ａ１は、上側の丘部の軸方向略中央部に設けられた環状の平滑部に対して軸方向非対称に形成されており、環状平滑部より上側領域の軸方向寸法Ｘ１が下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなっている（Ｘ１＞Ｘ２）。下側の動圧溝８ａ２は、軸方向対称に形成されている。上下に離隔した動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域の軸方向間の領域は、動圧溝８ａ１、８ａ２と同一径に形成され、これらと連続している。スラスト軸受面となる軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、スラスト動圧発生部として、例えば図３（ｂ）に示すように、スパイラル形状の動圧溝８ｃ１が形成される。また、軸受スリーブ８の外周面８ｄには、１本又は複数本の軸方向溝８ｄ１（図示例では３本）が形成される。

シール部材９は、例えば樹脂材料又は金属材料で環状に形成され、ハウジング７の側部７ａの上端部内周に配設される。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａの外周に設けられたテーパ面２ａ２と半径方向で対向し、これらの間に下方へ向けて半径方向寸法を漸次縮小した楔状のシール空間Ｓが形成される。軸部材２の回転時には、シール空間Ｓが毛細管力シールおよび遠心力シールとして機能し、軸受内部の潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。

軸受スリーブ８の内周に軸部材２を挿入し、この軸受スリーブ８及び軸部材２をハウジング７の内周に収容し、軸受スリーブ８の外周面８ｄをハウジング７の内周面７ｃに固定する。このとき、ハウジング７に対する軸受スリーブ８の位置決めは、例えば、次のようにして行われる。まず、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に軸受スリーブ８の下側端面８ｃを当接させると共に、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２にハウジング７の内底面７ｂ１を当接させ、フランジ部２ｂの両端面２ｂ１、２ｂ２が面するスラスト軸受隙間を０の状態とする。その後、軸部材２をハウジング７の開口側へ引っ張って、前記二つのスラスト軸受隙間の隙間幅の合計分だけ軸受スリーブ８を上方へ相対移動させる。この状態で軸受スリーブ８をハウジング７に固定することにより、スラスト軸受隙間の幅設定が行われる。

その後、シール部材９の下側端面９ｂを軸受スリーブ８の上側端面８ｂに当接させ、この状態でシール部材９をハウジング７の内周面７ｃに固定する。そして、ハウジング７の内部空間に潤滑油を充満させることで、動圧軸受装置１の組立が完了する。このとき、潤滑油はシール部材９で密封されたハウジング７の内部空間（軸受スリーブ８の内部空孔を含む）に充満し、油面はシール空間Ｓの範囲内に維持される。

軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。そして、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１、８ａ２が、ラジアル軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させ、これにより軸部材２を支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２がそれぞれ構成される。

これと同時に、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と軸受スリーブ８の下側端面８ｃとの間、およびフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とハウジング底部７ｂの上側端面７ｂ１との間にスラスト軸受隙間が形成される。そして、軸受スリーブ８の下側端面８ｃの動圧溝８ｃ１及びハウジング７の内底面７ｂ１の動圧溝が、スラスト軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させ、これによりフランジ部２ｂを両スラスト方向に回転自在に支持する第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。

このとき、軸受スリーブ８の内部に含浸した潤滑油がラジアル軸受面（内周面８ａ）及びスラスト軸受面（下側端面８ｃ）の表面開孔から滲み出すことにより、ラジアル軸受隙間及びスラスト軸受隙間に常に潤沢な潤滑油を供給することができる。また、潤滑油が軸受スリーブ８の内部空孔を含めた軸受の内部空間を流動することにより、潤滑油が局部的に劣化する事態を回避することができる。さらに、本発明では、ラジアル軸受面及びスラスト軸受面の表面開孔の最大径ｄが２５μｍ以下に設定されていることにより、いわゆる動圧抜けが生じる事態を防止し、優れた軸受性能を発揮することができる。特に本実施形態のように、ディスクハブ３に複数枚（２枚）のディスクＤを装着する場合は、軸部材２には大きな負荷荷重が加わるため、本発明に係る焼結軸受を適用して、軸受性能を向上させることが好ましい。

また、ハウジング７の閉塞側に位置する第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間と、ハウジング７の開口側に形成されるシール空間Ｓとの間が、軸方向溝８ｄ１を介して連通状態となる。これによれば、例えば何らかの理由でハウジング７の閉塞側の流体（潤滑油）の圧力が過度に高まり、あるいは低下するといった事態を避けて、軸部材２をスラスト方向に安定して非接触支持することが可能となる。

また、この実施形態では、第１ラジアル軸受部Ｒ１の動圧溝８ａ１が軸方向非対称（Ｘ１＞Ｘ２）に形成されているため（図３参照）、軸部材２の回転時、動圧溝８ａ１の上側の溝による潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は、下側の溝の引き込み力に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、軸受スリーブ８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間の隙間に満たされた潤滑油を下方に流動させることにより、軸受内部の潤滑油を強制的に循環させることができる。このように、潤滑油が軸受の内部空間を流動循環するように構成することで、より確実に軸受内部の圧力バランスを適正に保つことができる。

以下、本発明に係る焼結軸受（軸受スリーブ８）の製造方法を説明する。

図４は、軸受スリーブ８の原材料となる混合金属粉末Ｍを所定形状（図示例では円筒形状）に圧縮成形し、焼結体１５を形成する工程を概念的に示すものである。この実施形態における成形装置は、ダイ１１と、コアロッド１２と、下パンチ１３と、上パンチ１４とを備える。

コアロッド１２はダイ１１の内周に挿入され、下パンチ１３は内周にコアロッド１２を挿入すると共に、ダイ１１の内周に挿入される。このとき、下パンチ１３のダイ１１に対する軸方向位置により、混合金属粉末Ｍの充填量が所定の値に設定される。混合金属粉末Ｍを充填する型領域（キャビティ）は、ダイ１１の内周面１１ａと、コアロッド１２の外周面１２ａと、下パンチ１３の上端面１３ａとで画成され、この型領域内に所定量の金属粉末Ｍが充填される（図４（ａ）参照）。

このときキャビティ内に充填される混合金属粉末Ｍは、主成分金属粉末としてのＣｕ粉末及びＳＵＳ粉末と、バインダー金属粉末としてのＳｎ粉末を配合したものである。Ｃｕ粉末及びＳＵＳ粉末は、最大粒径が５０μｍ以下のもの（例えば、粒度−３５０ｍｅｓｈとして市販されているもの）が使用される。Ｓｎ粉末は、最大粒径が２５μｍ以下のもの（例えば、粒度−６００ｍｅｓｈとして市販されているもの）が使用される。また、成形性の低下を回避するために、混合金属粉末Ｍは、最小粒径が１０μｍ以上であるものが使用される。さらに、圧縮成形時の成形性、あるいは完成品の摺動特性を改善する目的で、上記混合金属粉末Ｍに黒鉛（グラファイト）などの固体潤滑剤を配合してもよい。また、混合金属粉末におけるＳｎ粉末の混合比率は０．２質量％以上、１０質量％以下、好ましくは２質量％以上、５質量％以下の範囲内に設定される。

図４（ａ）に示す状態から上パンチ１４を下降させ、金属粉末Ｍを軸方向上側から圧縮する（図４（ｂ）参照）。このように、キャビティに充填された金属粉末Ｍは、径方向を拘束された状態で軸方向に圧縮され、円筒状の圧縮成形体Ｍａに成形される。その後、ダイ１１を圧縮成形体Ｍａに対して下方へ相対移動させることにより、金型から圧縮成形体Ｍａを離型する（図４（ｃ）参照）。

こうして金型から離型した圧縮成形体Ｍａを所定の焼結温度で焼結することで、焼結体１５が得られる。焼結時の温度（焼結温度）は、７５０℃以上１０００℃以下であることが好ましく、８００℃以上９５０℃以下であればより好ましい。これは、焼結温度が７５０℃未満だと各粉末間の焼結作用が十分でないことから焼結体の強度が低下し、１０００℃を超えると、焼結体１５の硬度が高くなりすぎ、動圧溝の成形性に支障を来す恐れがあるためである。

上記サイジング工程を経た焼結体１５の内周面に、図３に示す動圧溝８ａ１、８ａ２を型成形する。以下、図５に基づいて、焼結体１５に対する動圧溝の型成形加工（動圧溝サイジング）の一例を説明する。この動圧溝成形工程は、焼結体１５の内周面１５ａに、完成品の動圧溝８ａ１、８ａ２の形成領域に対応した形状の成形型を加圧することによって、動圧溝８ａ１、８ａ２を成形する工程である。この動圧溝成形工程で使用する加工装置は、図５（ａ）に示すように、ダイ１６と、コアロッド１７と、上パンチ１８および下パンチ１９とを備える。

コアロッド１７の外周には、例えば図５（ｂ）に示すように凹状の成形型１７ａが設けられ、この成形型１７ａは、完成品である軸受スリーブ８の内周面８ａに設けられる動圧溝８ａ１、８ａ２間の丘部（図３（ａ）のクロスハッチング領域）の形状に対応している。この成形型１７ａの凹部の深さＨは、成形しようとする動圧溝８ａ１、８ａ２の溝深さ（すなわち、丘部の高さ）と同程度である。なお、通常この成形型１７ａの凹部の深さは数μｍ〜数十μｍ程度であり、他の構成要素の寸法に比べれば微小であるが、図５では理解の容易化のため深さを誇張して描いている。

この動圧溝成形工程では、まず図５（ａ）に示すように下パンチ１９の上に焼結体１５を載置する。この状態で、図５（ｂ）に示すように、軸受スリーブ８の内周に上方よりコアロッド１７を挿入し、軸受スリーブ８の両端面８ｂ、８ｃを上パンチ１８及び下パンチ１９で拘束する。このとき、焼結体１５の内周面１５ａとコアロッド１７の成形型１７ａの凸部との間には内径すき間Ｇが存在する。その後、図５（ｃ）に示すように、焼結体１５をダイ１６の内周に圧入することにより、焼結体１５がダイ１６と上下パンチ１８、１９とから圧迫力を受けて変形し、径方向にサイジングされる。これに伴い、焼結体１５の内周面１５ａがコアロッド１７の成形型１７ａに押し当てられ、内周面１５ａから所定深さまでの表層部分が塑性変形を起こして成形型１７ａに食い付く。これにより、成形型１７ａの凹部形状が焼結体１５の内周面１５ａに転写され、動圧溝８ａ１、８ａ２が成形される。

上記工程が完了した後、図５（ｄ）に示すように、上下パンチ１８、１９による軸方向拘束状態を保持した状態でダイ１６を下降させて焼結体１５をダイ１６から抜き、径方向の圧迫力を解除する。このとき、焼結体１５に径方向のスプリングバックが発生し、焼結体１５の内周面１５ａがコアロッド１７の外周面１７ａから剥離する。これにより、コアロッド１７を抜き取り可能な状態となり、焼結体１５からコアロッド１７が引き抜かれ、軸受スリーブ８が完成する。

こうして形成された軸受スリーブ８は、最大粒径が２５μｍ以下の細かなバインダー金属粉末を用いて成形しているため、表面に径が２５μｍを超えるような粗大気孔の形成を抑えることができる。これにより、軸受スリーブ８の軸受面８ａに回転サイジング等の封孔処理を施すことが不要となり、製造の簡略化及び低コスト化を図ることができる。尚、封孔処理は必ずしも省略しなければならないわけではなく、生産効率やコスト面で問題なければ、動圧溝サイジングを施す前の焼結体１５の内周面１５ａに回転サイジングやショットブラスト等の封孔処理を施しても良い。この場合、軸受面の表面開孔をさらに減じることができ、軸受性能をより一層向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同一の構成、機能を有する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

以上の実施形態では、軸受スリーブ８の材料としての主成分金属粉末として、Ｃｕ粉末及びＦｅ粉末を使用した場合を示したが、これに限らず、例えばＳＵＳ粉末やＣｕ−Ｚｎ粉末等を使用することもできる。あるいは、バインダー金属粉末としてＳｎ粉末を使用した場合を示したが、これに限らず、例えばＳｂやＺｎ等を使用することもできる。

また、以上の実施形態では、ラジアル動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１、８ａ２が形成されているが、これに限らず、例えばスパイラル形状の動圧溝やステップ軸受、あるいは多円弧軸受を採用してもよい。動圧発生部を設けず、軸部２ａの外周面２ａ１及び軸受スリーブ８の内周面８ａを共に円筒面としたいわゆる真円軸受を構成してもよい。

また、以上の実施形態では、スラスト動圧発生部としてスパイラル形状の動圧溝が形成されているが、これに限らず、例えばヘリングボーン形状の動圧溝やステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ型が波型になったもの）等を採用することもできる。

また、以上の実施形態では、動圧発生部が軸受スリーブ８の内周面８ａ、下側端面８ｃ、およびハウジング底部７ｂの上側端面７ｂ１に形成されているが、それぞれと軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部２ａの外周面２ａ１、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１、および下側端面２ｂ２に動圧発生部を設けてもよい。

また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２が軸方向で離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けてもよい。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。

また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間や、スラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。

また、本発明の方法で製造された動圧軸受装置は、上記のようにＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに限らず、光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ等の高速回転下で使用される情報機器用の小型モータや、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ、あるいは電気機器のファンモータ等に好適に使用することができる。

動圧軸受装置１を組み込んだモータを示す断面図である。 動圧軸受装置１の断面図である。 （ａ）は、軸受スリーブ８の断面図、（ｂ）は、軸受スリーブ８の下面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、焼結体の成形工程を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、軸受スリーブの溝サイジング工程を示す断面図である。 （ａ）は、比較品としての焼結軸受の表面性状を示す拡大平面図、（ｂ）は、本発明の実施品としての焼結軸受の表面性状を示す拡大平面図である。

符号の説明

１ 動圧軸受装置
２ 軸部材
３ ディスクハブ
４ ステータコイル
５ ロータマグネット
６ ブラケット
７ ハウジング
８ 軸受スリーブ（焼結軸受）
９ シール部材
Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ シール空間

Claims (6)

1. 主成分金属粉末及びバインダー金属粉末を含む混合粉末を焼結して得られる焼結軸受であって、
   バインダー金属粉末の溶融により軸受面に形成された表面開孔の最大径ｄが、０μｍ＜ｄ≦２５μｍの範囲内であることを特徴とする焼結軸受。
2. 最大粒径が２５μｍ以下のバインダー金属粉末を用いた請求項１記載の焼結軸受。
3. 最大粒径が５０μｍ以下の主成分金属粉末を用いた請求項１記載の焼結軸受。
4. 最小粒径が１０μｍ以上の混合粉末を用いた請求項１記載の焼結軸受。
5. 混合粉末におけるバインダー金属粉末の混合比率が、０．２質量％以上、１０質量％以下の範囲内である請求項１記載の焼結軸受。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の焼結軸受と、その内周に挿入した軸部材とを備え、焼結軸受の内周面と軸部材の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間に生じる潤滑膜の動圧作用で軸部材を支持する動圧軸受装置。