JP2012177456A - 焼結軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結軸受の内周面に形成される動圧溝領域の丘部のダレを防止し、軸受剛性を高める。
【解決手段】ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２に形成される動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側に、複数の傾斜丘部８ａ３，８ａ４の端部を全周にわたって連結する環状丘部８ａ６，８ａ７を設ける。これにより、動圧溝領域を成形する成形型２０ａ，２０ｂのうち、傾斜丘部８ａ３，８ａ４を成形する傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４の端部を全周にわたって連結する環状凹部２０ａ６，２０ａ７が設けられ、傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４の端部が三方を囲まれた状態とはならないため内部に焼結体の材料が入り込みやすくなり、傾斜丘部８ａ３，８ａ４が端部まで精度良く成形される。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体動圧軸受装置に組み込まれる焼結軸受及びその製造方法に関する。

流体動圧軸受装置は、軸受部材の内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用により、軸部材を相対回転自在に支持するものである。流体動圧軸受装置は、優れた回転精度および静粛性を有するため、例えば、各種ディスク駆動装置（ＨＤＤの磁気ディスク駆動装置や、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク駆動装置等）のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ用、あるいはプロジェクタのカラーホイールモータ用として好適に使用されている。

流体動圧軸受装置に組み込まれる軸受部材として、焼結金属からなり、内周面に動圧溝領域が形成された焼結軸受を用いる場合がある。例えば図１２（ａ）に示す焼結軸受１００は、内周面の軸方向に離隔した２箇所にラジアル軸受面１１０が設けられ、各ラジアル軸受面１１０に動圧溝領域が形成される。詳しくは、円周方向に対して一方側及び他方側に傾斜し、ヘリングボーン形状に配列された複数の傾斜溝部１０１と、複数の傾斜溝部１０１の円周方向間に設けられた複数の傾斜丘部１０２と、ラジアル軸受面１１０の軸方向中央部に設けられ、傾斜丘部１０２と面一に連続した環状の背部１０３とが設けられる。各ラジアル軸受面１１０の軸方向両側には、傾斜溝部１０１と面一に連続した円筒面１０４が設けられる。このラジアル軸受面１１０の動圧溝領域により、焼結軸受１００の内周面が面するラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油がラジアル軸受面１１０の軸方向中央側に流動し、背部１０３において圧力が高められる。

焼結軸受の内周面に動圧溝領域を形成する方法として、例えば特許文献１には、焼結体（軸受スリーブ素材）の内周に、動圧溝領域の形状に対応した成形型を有する成形ピンを挿入した後、焼結体を半径方向に圧迫し、その内周面を成形型に押し付けることにより、成形型の形状を焼結体の内周面に転写する方法が示されている。上記の成形ピン（コアロッド）に形成される成形型１２０は、図１３に示すように、動圧溝領域の傾斜溝部を成形する傾斜凸部１２１と、動圧溝領域の傾斜丘部を成形する傾斜凹部１２２と、動圧溝領域の背部を成形する環状の背部成形面１２３とからなる。成形型１２０の軸方向両側には、傾斜凸部１２１と面一に連続した円筒面１２４が設けられる。この成形型１２０に焼結体の内周面を押し付けることにより、傾斜凸部１２１が焼結体の内周面に食い込んで傾斜溝部が成形されると共に、傾斜凹部１２２の内部に焼結体の材料が入り込んで傾斜丘部が成形される。

特開平１１−１９０３４４号公報 特開２００５−２６４９８３号公報

しかし、成形型１２０の傾斜凹部１２２の内部に焼結体１３０の材料を入り込ませる際、図１４に示すように、傾斜凸部１２１の側壁１２１ａとの摩擦により焼結体１３０の材料の流動が阻害され、傾斜凹部１２２の内部が焼結体１３０の材料で満たされない恐れがある。特に、傾斜凹部１２２の先端部１２２ａは、傾斜凸部１２１の側壁１２１ａ及び円筒面１２４の側壁１２４ａで三方を囲まれた状態となるため（図１３参照）、焼結体１３０の材料が傾斜凹部１２２の内部に特に入り込みにくくなり、動圧溝領域の傾斜丘部１０２の先端部１０２ａが所望の高さに達しない恐れがある（図１５参照）。この場合、図１２（ｂ）に示すように、ラジアル軸受面１１０の動圧溝領域に、傾斜丘部１０２の高さが先端に向けて徐々に低くなる、いわゆる「ダレ」が生じる恐れがある。

このように、動圧溝領域の丘部にダレが生じると、溝深さが先端に向けて徐々に浅くなるため、十分な動圧作用が得られず、軸受剛性の低下を招く恐れがある。かかる不具合を回避するために、例えば特許文献２では、動圧溝領域と対向する平滑面を、その長さが動圧溝領域の長さよりも短くなるように段差でもって区画する構成が示されている。この構成によれば、動圧溝領域のうち、ダレにより溝深さが浅くなった部分は軸受面として機能せず、十分な溝深さを有する部分のみを軸受面として機能するため、軸受剛性の低下を防止できる。

しかし、上記特許文献２に記載の方法は、ダレの発生を前提として軸受剛性の低下を抑えるものであり、ダレの発生自体を防止するものではない。また、上記特許文献２に記載の構成では、軸受面よりも広域な動圧溝領域が必要となるため、焼結軸受を大型化せざるを得ず、軸受ユニット全体の大型化を招く。一方、焼結軸受の大きさを維持する場合は、軸受面の面積を縮小せざるを得なくなり、軸受剛性の低下を招く。

本発明が解決すべき課題は、焼結軸受の内周面に形成される動圧溝領域の丘部のダレを防止し、軸受剛性を高めることにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、内周面に、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に所定間隔で並べられた複数の傾斜溝部と、複数の傾斜溝部の円周方向間に設けられ、傾斜溝部よりも内径側に盛り上がった複数の傾斜丘部とを有する動圧溝領域が形成された焼結軸受であって、動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側に、複数の傾斜丘部の端部を全周にわたって連結する環状丘部を設けたものである。

この焼結軸受は、以下のような方法で製造することができる。すなわち、焼結体の内周に成形ピンを挿入し、焼結体の内周面を成形ピンの外周面に設けられた成形型に押し付けることにより、焼結体の内周面に動圧溝領域を成形する焼結軸受の製造方法であって、成形型が、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に所定間隔で並べられた複数の傾斜凸部と、複数の傾斜凸部の円周方向間に設けられ、傾斜凸部よりも内径側に凹んだ複数の傾斜凹部と、動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側に対応する箇所に設けられ、複数の傾斜凹部の軸方向他方側の端部を全周にわたって連結する環状凹部とを備えた方法で製造することができる。

このように、動圧溝領域を成形するための成形型に、複数の傾斜凹部の端部を全周にわたって連結する環状凹部を設けることで、傾斜凹部の端部が三方を囲まれた状態とはならない。従って、成形型を焼結体の内周面に押し付けた際、傾斜凹部の内部に焼結体の材料が入り込みやすくなり、傾斜凹部の内部が焼結体の材料で満たされる。これにより、傾斜丘部を端部まで所望の高さで成形することができるため、動圧溝領域の溝深さが端部まで十分に確保され、軸受剛性を高めることができる。

動圧溝領域の複数の傾斜溝部は、例えばヘリングボーン形状あるいはスパイラル形状に配列することができる。

成形型の環状凹部の軸方向幅を大きくすれば、環状凹部の内部に焼結体の材料が入り込みやすくなるため、環状凹部と連続した傾斜凹部の端部において材料がより一層入り込みやすくなり、動圧溝領域の丘部の高さを端部まで確実に確保することができる。このような効果を得るためには、環状丘部の軸方向幅を、例えば傾斜丘部の延在方向と直交する方向の幅よりも大きくすればよい。

上記のような焼結軸受と、焼結軸受の内周に挿入された軸部材と、焼結軸受の内周面と軸部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間の潤滑流体の動圧作用で軸部材を相対回転自在に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置は、動圧溝領域が精度良く形成されているため、高い軸受剛性を有する。

この流体動圧軸受装置は、例えば、軸部材に大径外周面及び小径外周面を設け、焼結軸受の動圧溝領域と軸部材の大径外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する構成とすることができる。この場合、焼結軸受の環状丘部と軸部材の小径外周面とをラジアル方向で対向させれば、環状丘部と軸部材の外周面との間の隙間が小さくなることによるトルク増大を回避できる。

以上のように、本発明によれば、焼結軸受の内周面に環状丘部を形成することで動圧溝領域の丘部のダレを防止できるため、軸受剛性を高めることができる。

スピンドルモータの断面図である。 上記スピンドルモータに組み込まれた流体動圧軸受装置の断面図である。 上記流体動圧軸受装置に組み込まれた本発明の一実施形態に係る焼結軸受としての軸受スリーブの断面図である。 図３の拡大図である。 上記軸受スリーブの下面図である。 上記流体動圧軸受装置のラジアル軸受隙間周辺を示す断面図である。 焼結軸受の成形に用いる成形ピンの正面図である。 上記成形ピンで焼結体の内周面に動圧溝領域を成形する様子を示す、図７のＺ−Ｚ線における断面図である。 他の実施形態に係る軸受スリーブの断面図である。 他の実施形態に係る軸受スリーブの断面図である。 他の実施形態に係る軸受スリーブの断面図である。 従来の軸受スリーブの断面図である。 図１２の軸受スリーブの成形に用いる成形ピンの正面図である。 上記成形ピンで焼結体の内周面に動圧溝を成形する様子を示す、図１３のＸ−Ｘ線における断面図である。 上記成形ピンで焼結体の内周面に動圧溝を成形する様子を示す、図１３のＹ−Ｙ線における断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る焼結軸受（軸受スリーブ８）を有する流体動圧軸受装置１が組み込まれたスピンドルモータを示す。このスピンドルモータは、例えば２．５インチＨＤＤのディスク駆動装置に用いられ、軸部材２を回転自在に支持する流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１が取り付けられたブラケット６と、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に取り付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３に取り付けられる。ディスクハブ３には、ディスクＤが所定の枚数（図示例では１枚）搭載される。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との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、これにより軸部材２、ディスクハブ３、及びディスクＤが一体となって回転する。

流体動圧軸受装置１は、図２に示すように、軸部材２と、内周に軸部材２が挿入された焼結軸受としての軸受スリーブ８と、内周面に軸受スリーブ８が固定された有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の開口部に設けられたシール部材９とで構成される。尚、以下では、説明の便宜上、軸方向でハウジング７の開口側を上側、閉塞側を下側とする。

軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａの下端に設けられたフランジ部２ｂとを備え、例えばステンレス鋼等の溶製材で一体形成される。軸部２ａは、円筒状の大径外周面２ａ１と、上方へ向けて漸次縮径したテーパ面２ａ２とを有する。図示例では、大径外周面２ａ１が軸方向に離隔した２箇所に設けられ、これらの軸方向間に、大径外周面２ａ１よりも小径な小径外周面２ａ３が設けられる。軸部２ａの大径外周面２ａ１及び小径外周面２ａ３は軸受スリーブ８の内周面８ａと径方向に対向し、テーパ面２ａ２はシール部材９の内周面９ａと径方向に対向する。

軸受スリーブ８は、銅又は鉄あるいはこれらの双方を主成分とする焼結金属で、略円筒状に形成される。軸受スリーブ８の内周面８ａには、ラジアル軸受隙間に面するラジアル軸受面が設けられ、本実施形態では図３に示すように、内周面８ａの軸方向に離隔した２箇所にラジアル軸受面Ａ１，Ａ２が設けられる。

ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２には、それぞれラジアル軸受隙間の潤滑流体（本実施形態では潤滑油）に動圧作用を発生させる動圧溝領域が形成される。図示例では、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に等間隔で並べられ、ヘリングボーン形状に配列された複数の傾斜溝部８ａ１，８ａ２と、複数の傾斜溝部８ａ１，８ａ２の円周方向間に設けられ、傾斜溝部８ａ１，８ａ２よりも内径側に盛り上がった複数の傾斜丘部８ａ３，８ａ４と、複数の傾斜溝部８ａ１，８ａ２の軸方向間に設けられ、複数の傾斜丘部８ａ３，８ａ４と面一に連続した環状の背部８ａ５とで、動圧溝領域が構成される。軸部材２の回転時には、上側の傾斜溝部８ａ１により潤滑油が下方に流動すると共に、下側の傾斜溝部８ａ２により潤滑油が上方に流動することにより、潤滑油が背部８ａ５に集められて潤滑油の圧力が高められる。尚、図示例では、上側のラジアル軸受面Ａ１では、動圧溝領域が軸方向非対称に形成されており、具体的には、上側の傾斜溝部８ａ１の軸方向寸法が下側の傾斜溝部８ａ２の軸方向寸法よりも大きくなっている。下側のラジアル軸受面Ａ２の動圧溝領域は軸方向対称に形成されている。

各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側、本実施形態では各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の上下両側には、環状丘部８ａ６，８ａ７が設けられる。環状丘部８ａ６は、各動圧溝領域の上側の傾斜丘部８ａ３の上端部を全周にわたって連結する。環状丘部８ａ７は、各動圧溝領域の下側の傾斜丘部８ａ４の下端部を全周にわたって連結する。図示例では、傾斜丘部８ａ３，８ａ４、背部８ａ５、及び環状丘部８ａ６，８ａ７が、同一円筒面上に連続して設けられる（これらをクロスハッチングで示す）。図４に示すように、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の上側に設けられた環状丘部８ａ６の軸方向幅Ｗ１は、これと連続する上側の傾斜丘部８ａ３の延在方向と直交する方向の幅Ｗ２よりも大きい（Ｗ１＞Ｗ２）。同様に、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の下側に設けられた環状丘部８ａ７の軸方向幅は、これと連続する下側の傾斜丘部８ａ４の延在方向と直交する方向の幅よりも大きい（図示省略）。ラジアル軸受面Ａ１の下側の環状丘部８ａ７とラジアル軸受面Ａ２の上側の環状丘部８ａ６との軸方向間には、環状丘部８ａ６，８ａ７よりも大径な円筒面８ａ８が設けられる。

軸受スリーブ８の下側端面８ｃには、スラスト軸受隙間に面するスラスト軸受面が形成される。このスラスト軸受面には、スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油に動圧作用を発生させる動圧溝領域が形成され、本実施形態では、図５に示すように、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝８ｃ１が形成される（クロスハッチングは丘部）。軸受スリーブ８の外周面８ｄには、軸方向溝８ｄ１が形成される。軸方向溝８ｄ１の本数は任意であり、本実施形態では例えば３本の軸方向溝８ｄ１が円周方向等間隔に配される。

ハウジング７は、内周面に軸受スリーブ８が固定された筒状の側部７ａと、側部７ａの下端を閉塞する底部７ｂとを一体に有する。ハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１には、スラスト軸受隙間に面するスラスト軸受面が形成される。このスラスト軸受面には、スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油に動圧作用を発生させるための動圧溝領域として、例えばスパイラル形状の動圧溝が形成される（図示省略）。

シール部材９は、例えば樹脂材料や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と径方向に対向し、これらの間に下方へ向けて径方向寸法を漸次縮小したシール空間Ｓが形成される。このシール空間Ｓの毛細管力により、潤滑油が軸受内部側に引き込まれ、油の漏れ出しが防止される。本実施形態では、軸部２ａ側にテーパ面２ａ２を形成しているため、シール空間Ｓは遠心力シールとしても機能する。シール部材９で密封されたハウジング７の内部空間に充満した潤滑油の油面は、シール空間Ｓの範囲内に維持される。すなわち、シール空間Ｓは、潤滑油の体積変化を吸収できる容積を有する。

上記の部材を組み立てた後、軸受スリーブ８の内部気孔を含めたハウジング７の内部の空間に潤滑油を充満させることにより、図２に示す流体動圧軸受装置１が完成する。このとき、油面はシール空間Ｓの内部に保持される。

軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面Ａ１，Ａ２と軸部２ａの大径外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。そして、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２に形成された動圧溝領域によりラジアル軸受隙間に満たされた潤滑油の圧力が高められ、この圧力（動圧作用）により軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が構成される。

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、及び、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１との間にそれぞれ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の底部７ｂの上側端面７ｂ１の動圧溝により各スラスト軸受隙間に満たされた潤滑油の圧力が高められ、この圧力（動圧作用）により軸部材２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２が構成される。

このとき、図６に示すように、軸受スリーブ８の内周面８ａのうち、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２は軸部２ａの大径外周面２ａ１とラジアル方向に対向し、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の軸方向間の環状丘部８ａ６，８ａ７は軸部２ａの小径外周面２ａ３（大径外周面２ａ１よりも小径な領域、軸方向両端のテーパ面を含む）とラジアル方向に対向する。これにより、環状丘部８ａ６，８ａ７と軸部２ａの小径外周面２ａ３との径方向間に比較的大きな隙間が形成されるため、環状丘部８ａ６，８ａ７は軸受面として機能せず、環状丘部８ａ６，８ａ７を設けることによるトルクの増大を抑えることができる。尚、図６では、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の動圧溝領域の溝深さや、軸部材２の大径外周面２ａ１と小径外周面２ａ３との直径差、あるいはラジアル軸受隙間を誇張して示している。実際には、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の溝深さは２〜５μｍ程度、軸部材２の直径差は５０〜１００μｍ程度、ラジアル軸受隙間は１０〜２０μｍ程度に設定される。また、図示例では、ラジアル軸受面Ａ１の上側に設けられた環状丘部８ａ６及びラジアル軸受面Ａ２の下側に設けられた環状丘部８ａ７が、軸部材２の大径外周面２ａ１とラジアル方向に対向しているが、軸部材２のうち、これらの環状丘部８ａ６，８ａ７と対向する領域に、大径外周面２ａ１よりも小径な領域（例えば、小径円筒面やテーパ面）を設けてもよい。

また、軸受スリーブ８の外周面８ｄに形成された軸方向溝８ｄ１により、潤滑油が流通可能な連通路が形成される。この連通路により、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油に局部的な負圧が発生する事態を防止できる。特に本実施形態では、図３に示すように、軸受スリーブ８の内周面８ａに形成された上側のラジアル軸受面Ａ１の動圧溝領域が軸方向非対称な形状に形成されているため、軸部材２の回転に伴ってラジアル軸受隙間の潤滑油が下方に押し込まれ、上記の連通路を介して潤滑油が循環し、これにより局部的な負圧の発生を確実に防止できる。

上記の軸受スリーブ８は、金属粉末を圧縮成形して円筒状の圧粉体を形成する圧縮成形工程と、圧粉体を所定の温度で焼結して焼結体を得る焼結工程と、焼結体を所定の寸法精度にサイジングするサイジング工程と、焼結体の内周面及び下側端面に動圧溝領域を成形する溝成形工程とを順に経て製造される。以下、溝成形工程について詳しく説明する。

溝成形工程は、焼結体の内周に成形ピン２０（図７参照）を挿入するステップと、焼結体の軸方向両端面を上パンチ及び下パンチで拘束するステップと、焼結体をダイの内周に圧入することにより、焼結体の内周面を成形ピン２０の外周面の成形型に押し付けて、焼結体の内周面に動圧溝領域を成形するステップとを経て行われる。

成形ピン２０の外周面には、図７に示すように、ラジアル軸受面Ａ１を成形する成形型２０ａと、ラジアル軸受面Ａ２を成形する成形型２０ｂとが設けられる。成形型２０ａは、動圧溝領域の傾斜溝部８ａ１，８ａ２を成形する傾斜凸部２０ａ１，２０ａ２と、動圧溝領域の傾斜丘部８ａ３，８ａ４を成形する傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４と、動圧溝領域の背部８ａ５を成形する円筒面状の背部成形面２０ａ５と、環状丘部８ａ６，８ａ７を成形する環状凹部２０ａ６，２０ａ７とを有する。複数の傾斜凸部２０ａ１，２０ａ２は、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に等間隔で並べられ、ヘリングボーン形状に配列される。複数の傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４は、複数の傾斜凸部２０ａ１の円周方向間に設けられ、傾斜凸部２０ａ１よりも内径側に凹んでいる。複数の傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４は、一端が背部成形面２０ａ５で全周にわたって連結され、他端が環状凹部２０ａ６，２０ａ７で全周にわたって連結される。すなわち、傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４、背部成形面２０ａ５、及び、環状凹部２０ａ６，２０ａ７は、連続した同一円筒面状に形成され、この円筒面から複数の傾斜凸部２０ａ１，２０ａ２が外径側に突出している。

ラジアル軸受面Ａ２を成形する成形型２０ｂは、上側の傾斜凸部２０ａ１及び傾斜凹部２０ａ３の長さを除いて成形型２０ａと同様の構成であるため、上記と同一の符号を付して重複説明を省略する。また、成形型２０ａと成形型２０ｂの軸方向間には、円筒面８ａ８を成形するための円筒成形面２０ａ８が設けられる。円筒成形面２０ａ８は、環状凹部２０ａ６，２０ａ７よりも大径となっている。

上記のような成形ピン２０を焼結体の内周に径方向隙間を介して挿入した状態で、焼結体をダイの内周に圧入すると、焼結体が内径向きに圧迫され、焼結体の内周面が成形ピン２０の外周面に押し付けられる。これにより、成形型２０ａ，２０ｂの傾斜凸部２０ａ１，２０ａ２が焼結体の内周面にめり込んで傾斜溝部８ａ１，８ａ２が成形されると共に、円筒成形面２０ａ８で焼結体の内周面に円筒面８ａ８が成形される。これと同時に、成形型２０ａ，２０ｂの傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４、背部成形面２０ａ５、及び環状凹部２０ａ６，２０ａ７に焼結体の材料が入り込んで傾斜丘部８ａ３，８ａ４、背部８ａ５、環状丘部８ａ６，８ａ７が成形される。

このとき、図８に示すように、成形型２０ａ（２０ｂ）の傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４の先端（特に各成形型２０ａ，２０ｂの上下端側の先端）と環状凹部２０ａ６，２０ａ７とが面一に連続しているため、傾斜凹部の先端が三方を囲まれた従来の成形型（図１３参照）と比べて、焼結体１０の材料が傾斜凹部２０ａ３，２０ａ４の端部まで入り込みやすくなる。これにより、傾斜丘部８ａ３，８ａ４が端部まで精度よく成形され、ダレの発生による軸受剛性の低下を防止できる。また、図示のように、環状凹部２０ａ６，２０ａ７の壁面との摩擦により焼結体１０の環状丘部８ａ６，８ａ７の端部にダレが生じる場合があるが、環状丘部８ａ６，８ａ７は軸受面として機能しないため、軸受剛性に影響はない。以上により、焼結体１０の内周面にラジアル軸受面Ａ１の動圧溝領域及びラジアル軸受面Ａ２の動圧溝領域が精度良く成形される。これと同時に、下パンチ（図示省略）に設けた成形型を焼結体の下側端面に押し付けて、この面に動圧溝領域を成形し、軸受スリーブ８が完成する。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明を省略する。

上記の実施形態では、図３に示すように、上側のラジアル軸受面Ａ１の下側に設けられた環状丘部８ａ７と、下側のラジアル軸受面Ａ２の上側に設けられた環状丘部８ａ６との間に円筒面８ａ８が形成されているが、これに限らず、例えば図９に示すように円筒面８ａ８を省略し、上側のラジアル軸受面Ａ１と下側のラジアル軸受面Ａ２の軸方向間に共通の環状丘部８ａ９を設けてもよい。

また、上記の実施形態では、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の軸方向両端側に環状丘部８ａ６，８ａ７が設けられているが、これに限らず、例えば図１０に示すように、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の軸方向一方の端部のみに環状丘部を設けてもよい。図示例では、上側のラジアル軸受面Ａ１の下側に環状丘部８ａ７を設けると共に、当該ラジアル軸受面Ａ１の上側の環状丘部を省略し、さらに、当該ラジアル軸受面Ａ１の傾斜溝部８ａ１及び傾斜丘部８ａ３を内周面８ａの上端に設けられたチャンファに達するまで延ばしている。同様に、下側のラジアル軸受面Ａ２の上側に環状丘部８ａ６を設けると共に、当該ラジアル軸受面Ａ２の下側の環状丘部を省略し、さらに、当該ラジアル軸受面Ａ２の傾斜溝部８ａ２及び傾斜丘部８ａ４を内周面８ａの下端に設けられたチャンファに達するまで延ばしている。このように、傾斜丘部８ａ３，８ａ４を軸受スリーブの円筒状内周面８ａの端部まで延ばすことで、この傾斜丘部８ａ３，８ａ４を成形する成形型の傾斜凹部（図示省略）の端部が三方を囲まれた状態とならないため、傾斜丘部８ａ３，８ａ４を端部まで精度良く成形することができる。

また、上記の実施形態では、傾斜溝部８ａ１，８ａ２の軸方向間に背部８ａ５を設けた場合を示したが、これに限らず、例えば図１１に示すように背部を省略してもよい。この場合、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の上下の傾斜溝部８ａ１，８ａ２を連続したＶ字形状とすると共に、各ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２の上下の傾斜丘部８ａ３，８ａ４を連続したＶ字形状とすることができる。

また、上記の実施形態では、ラジアル軸受面Ａ１，Ａ２に形成される複数の傾斜溝部８ａ１，８ａ２をヘリングボーン形状に配列した場合を示したが、これに限らず、例えば複数の傾斜溝部８ａ１，８ａ２をスパイラル形状に配列してもよい（図示省略）。

また、上記の実施形態では、上側のラジアル軸受面Ａ１の動圧溝領域を軸方向非対称な形状とし、ラジアル軸受隙間の潤滑油を強制的に循環させる場合を示したが、このような強制的な循環が必要なければ、上側のラジアル軸受面Ａ１の動圧溝領域を軸方向対称な形状としてもよい。

また、上記の実施形態では、スラスト軸受面の動圧溝をスパイラル形状に配列した場合を示したが、これに限らず、動圧溝をヘリングボーン形状や放射状に配列してもよい。

また、上記の実施形態では、潤滑流体が潤滑油である場合を示しているが、これに限らず、例えば磁性流体や空気等の流体を使用することも可能である。

１ 流体動圧軸受装置
２ 軸部材
２ａ 軸部
２ａ１ 大径外周面
２ａ３ 小径外周面
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）
８ａ１，８ａ２ 傾斜溝部
８ａ３，８ａ４ 傾斜丘部
８ａ５ 背部
８ａ６，８ａ７ 環状丘部
８ａ８ 円筒面
９ シール部材
１０ 焼結体
２０ 成形ピン
２０ａ，２０ｂ 成形型
２０ａ１，２０ａ２ 傾斜凸部
２０ａ３，２０ａ４ 傾斜凹部
２０ａ５ 背部成形面
２０ａ６，２０ａ７ 環状凹部
２０ａ８ 円筒成形面
Ａ１，Ａ２ ラジアル軸受面
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 (7)

1. 内周面に、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に所定間隔で並べられた複数の傾斜溝部と、前記複数の傾斜溝部の円周方向間に設けられ、前記傾斜溝部よりも内径側に盛り上がった複数の傾斜丘部とを有する動圧溝領域が形成された焼結軸受であって、
   前記動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側に、前記複数の傾斜丘部の端部を全周にわたって連結する環状丘部を設けた焼結軸受。
2. 前記複数の傾斜溝部がヘリングボーン形状に配列された請求項１の焼結軸受。
3. 前記複数の傾斜溝部がスパイラル形状に配列された請求項１の焼結軸受。
4. 前記環状丘部の軸方向幅が、前記傾斜丘部の延在方向と直交する方向の幅よりも大きい請求項１〜３何れかの焼結軸受。
5. 請求項１〜４何れかの焼結軸受と、前記焼結軸受の内周に挿入された軸部材と、前記焼結軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間の潤滑流体の動圧作用で前記軸部材を相対回転自在に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置。
6. 前記軸部材に大径外周面及び小径外周面を設け、前記焼結軸受の動圧溝領域と前記軸部材の大径外周面との間に前記ラジアル軸受隙間が形成されると共に、前記焼結軸受の環状丘部と前記軸部材の小径外周面とをラジアル方向で対向させる請求項５の流体動圧軸受装置。
7. 焼結体の内周に成形ピンを挿入し、前記焼結体の内周面を成形ピンの外周面に設けられた成形型に押し付けることにより、前記焼結体の内周面に動圧溝領域を成形する焼結軸受の製造方法であって、
   前記成形型が、円周方向に対して傾斜した方向に延び、円周方向に所定間隔で並べられた複数の傾斜凸部と、前記複数の傾斜凸部の円周方向間に設けられ、前記傾斜凸部よりも内径側に凹んだ複数の傾斜凹部と、前記動圧溝領域の少なくとも軸方向一端側に対応する箇所に設けられ、前記複数の傾斜凹部の軸方向他方側の端部を全周にわたって連結する環状凹部とを備えた焼結軸受の製造方法。

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