JP3537286B2 - 焼結含油軸受およびそれを用いたモータ - Google Patents
焼結含油軸受およびそれを用いたモータInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータシャフト等
を回転可能に支持するための焼結含油軸受、およびそれ
を用いたモータに関するものである。さらに詳しくは、
焼結含油軸受の潤滑性能を向上させるための材料技術に
関するものである。
を回転可能に支持するための焼結含油軸受、およびそれ
を用いたモータに関するものである。さらに詳しくは、
焼結含油軸受の潤滑性能を向上させるための材料技術に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】モータシャフトなどのシャフトを回転可
能に支持するための軸受装置としては、たとえば、中心
に軸孔を有する焼結含油軸受が、軸受ホルダー内に軸方
向に２つ重ねて配置された構造のものが知られている。
この焼結含油軸受は、鉄粉の表面に銅を被覆した複合粉
体を用いて円筒状に成形された後、８００℃近くの温度
条件下で焼結され、この焼結により形成された焼結体に
対して潤滑油が含浸されたものである。
能に支持するための軸受装置としては、たとえば、中心
に軸孔を有する焼結含油軸受が、軸受ホルダー内に軸方
向に２つ重ねて配置された構造のものが知られている。
この焼結含油軸受は、鉄粉の表面に銅を被覆した複合粉
体を用いて円筒状に成形された後、８００℃近くの温度
条件下で焼結され、この焼結により形成された焼結体に
対して潤滑油が含浸されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような焼結含油軸
受では焼結体に潤滑油を含浸してあっても、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ駆動用のスピンドルモータのように２００回転／秒〜
６０００回転／秒といった広い回転範囲を有するモータ
に使用した場合に潤滑油不足の状態で大きな偏心負荷が
かかったときや、ＶＴＲ用のキャプスタンモータのよう
に側圧負荷が大きいモータにおいて高温下で低速回転ま
たは低温下で高速回転して大きな荷重負荷がかかったと
きには、モータシャフトと焼結含油軸受との間でモータ
シャフトと焼結体とが直接接触し合う境界潤滑状態とな
る。勿論、焼結含油軸受で完全な潤滑油切れが起きた場
合も前記の境界潤滑状態となる。しかし、従来の焼結含
油軸受は、焼結体を構成する材料自身は潤滑作用を有し
ていないため、前記の境界潤滑状態になると、焼結含油
軸受の方では比較的短時間のうちに焼結体の磨耗や焼付
きが発生するという問題点がある。
受では焼結体に潤滑油を含浸してあっても、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ駆動用のスピンドルモータのように２００回転／秒〜
６０００回転／秒といった広い回転範囲を有するモータ
に使用した場合に潤滑油不足の状態で大きな偏心負荷が
かかったときや、ＶＴＲ用のキャプスタンモータのよう
に側圧負荷が大きいモータにおいて高温下で低速回転ま
たは低温下で高速回転して大きな荷重負荷がかかったと
きには、モータシャフトと焼結含油軸受との間でモータ
シャフトと焼結体とが直接接触し合う境界潤滑状態とな
る。勿論、焼結含油軸受で完全な潤滑油切れが起きた場
合も前記の境界潤滑状態となる。しかし、従来の焼結含
油軸受は、焼結体を構成する材料自身は潤滑作用を有し
ていないため、前記の境界潤滑状態になると、焼結含油
軸受の方では比較的短時間のうちに焼結体の磨耗や焼付
きが発生するという問題点がある。
【０００４】そこで、本発明の課題は、シャフトと焼結
体とが直接接触し合う境界潤滑状態になっても、磨耗や
焼付きが発生しない焼結含油軸受、およびそれを用いた
モータを提供することにある。
体とが直接接触し合う境界潤滑状態になっても、磨耗や
焼付きが発生しない焼結含油軸受、およびそれを用いた
モータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、鉄粉の表面に銅を被覆した複合粉体の
みを主材として筒状に形成された焼結体に潤滑油が含浸
されて成る焼結含油軸受において、前記焼結体は、前記
主材に対して、二硫化モリブデンの粉体に銅を被覆した
固体潤滑材を添加したもので成形された後、６５０℃か
ら７００℃の温度条件下で焼結されて成ることを特徴と
する。
め、本発明では、鉄粉の表面に銅を被覆した複合粉体の
みを主材として筒状に形成された焼結体に潤滑油が含浸
されて成る焼結含油軸受において、前記焼結体は、前記
主材に対して、二硫化モリブデンの粉体に銅を被覆した
固体潤滑材を添加したもので成形された後、６５０℃か
ら７００℃の温度条件下で焼結されて成ることを特徴と
する。
【０００６】本発明において、焼結体は、鉄粉の表面に
銅を被覆した複合粉体のみ（主材）に対して固体潤滑材
を配合してあるので、焼結体自身が潤滑性を有してい
る。従って、モータシャフトと焼結体とが直接接触し合
う境界潤滑状態となっても、磨耗や焼付きが発生しな
い。ここで、固体潤滑材を添加するといっても、無機化
合物からなる固体潤滑材を配合しただけでは、焼結時に
固体潤滑材が熱で分解し、かつ、固体潤滑材と主材との
密着性が弱くなってしまう。そこで、本発明で使用する
固体潤滑材では、無機化合物からなる粉体に銅を被覆す
ることにより、その焼結温度を７００℃以下にまで下げ
る一方で、確実に焼結を行うという面から焼結温度を６
５０℃以上と設定してある。このような範囲に焼結温度
を設定すると、焼結時に固体潤滑材が分解することがな
く、かつ、固体潤滑材と主材との密着性が高くなるの
で、焼結含油軸受であっても焼結体を構成する材料自身
の潤滑性能を活かすことができ、境界潤滑に起因する磨
耗や焼付きを防止できる。
銅を被覆した複合粉体のみ（主材）に対して固体潤滑材
を配合してあるので、焼結体自身が潤滑性を有してい
る。従って、モータシャフトと焼結体とが直接接触し合
う境界潤滑状態となっても、磨耗や焼付きが発生しな
い。ここで、固体潤滑材を添加するといっても、無機化
合物からなる固体潤滑材を配合しただけでは、焼結時に
固体潤滑材が熱で分解し、かつ、固体潤滑材と主材との
密着性が弱くなってしまう。そこで、本発明で使用する
固体潤滑材では、無機化合物からなる粉体に銅を被覆す
ることにより、その焼結温度を７００℃以下にまで下げ
る一方で、確実に焼結を行うという面から焼結温度を６
５０℃以上と設定してある。このような範囲に焼結温度
を設定すると、焼結時に固体潤滑材が分解することがな
く、かつ、固体潤滑材と主材との密着性が高くなるの
で、焼結含油軸受であっても焼結体を構成する材料自身
の潤滑性能を活かすことができ、境界潤滑に起因する磨
耗や焼付きを防止できる。
【０００７】本発明において、前記固体潤滑材は二硫化
モリブデンの粉体に銅を被覆したものを用いている。
モリブデンの粉体に銅を被覆したものを用いている。
【０００８】この場合には、前記固体潤滑材は、前記主
材に対して前記固体潤滑材を１重量％から３重量％まで
の範囲で添加することが好ましい。
材に対して前記固体潤滑材を１重量％から３重量％まで
の範囲で添加することが好ましい。
【０００９】本発明における焼結含油軸受とは、内周面
が平坦なものだけでなく、内周面にヘリングボーン状の
グルーブ溝が形成されたもの、軸線方向に６条の縦溝が
刻まれて６点支持構造になっているものなども含む意味
である。
が平坦なものだけでなく、内周面にヘリングボーン状の
グルーブ溝が形成されたもの、軸線方向に６条の縦溝が
刻まれて６点支持構造になっているものなども含む意味
である。
【００１０】このように構成した焼結含油軸受はモータ
においてモータシャフトを支持するのに適している。
においてモータシャフトを支持するのに適している。
【００１１】
［焼結含油軸受の構成］図１（ａ）、（ｂ）を参照して
本発明に係る焼結含油軸受を説明する。
本発明に係る焼結含油軸受を説明する。
【００１２】図１（ａ）は、本発明をＣＤ−ＲＯＭ駆動
用のスピンドルモータの軸受装置に適用した場合の縦断
面図、図１（ｂ）は、本発明をＶＴＲ用キャプスタンモ
ータの軸受装置に適用した場合の縦断面図である。な
お、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータの軸受装置
と、ＶＴＲ用キャプスタンモータの軸受装置とは基本的
な構成が同一であるため、対応する部分には同一符合を
付してある。
用のスピンドルモータの軸受装置に適用した場合の縦断
面図、図１（ｂ）は、本発明をＶＴＲ用キャプスタンモ
ータの軸受装置に適用した場合の縦断面図である。な
お、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータの軸受装置
と、ＶＴＲ用キャプスタンモータの軸受装置とは基本的
な構成が同一であるため、対応する部分には同一符合を
付してある。
【００１３】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明
に係る焼結含油軸受２０は、その中央部分にモータシャ
フトなどのシャフト３１を支持するための軸孔２１を備
える円筒体であり、軸線方向に並ぶように軸受ホルダー
２２に内部に２個配置されて、軸受装置３０を構成して
いる。軸受ホルダー２２は、２個の焼結含油軸受２０を
収納する円形の軸受保持孔２２１と、その下端寄りの位
置で外方に張り出したフランジ部２２２とから構成され
ている。
に係る焼結含油軸受２０は、その中央部分にモータシャ
フトなどのシャフト３１を支持するための軸孔２１を備
える円筒体であり、軸線方向に並ぶように軸受ホルダー
２２に内部に２個配置されて、軸受装置３０を構成して
いる。軸受ホルダー２２は、２個の焼結含油軸受２０を
収納する円形の軸受保持孔２２１と、その下端寄りの位
置で外方に張り出したフランジ部２２２とから構成され
ている。
【００１４】ここで、焼結含油軸受２０は、鉄粉の表面
に銅を被覆した複合粉体を主材として円筒体に成形され
た後、焼結されて焼結体２０ｂとされ、しかる後に焼結
体２０ｂに対して潤滑油が含浸されて製造される。但
し、本形態において、焼結含油軸受２０は、二硫化モリ
ブデンや窒化硼素などの無機化合物からなる粉体に銅を
被覆した固体潤滑材を予め主材に対して約１重量％〜約
３重量％添加したものから成形された後、６５０℃から
７００℃の温度条件下で焼結され、しかる後に潤滑油が
含浸されて製造される。
に銅を被覆した複合粉体を主材として円筒体に成形され
た後、焼結されて焼結体２０ｂとされ、しかる後に焼結
体２０ｂに対して潤滑油が含浸されて製造される。但
し、本形態において、焼結含油軸受２０は、二硫化モリ
ブデンや窒化硼素などの無機化合物からなる粉体に銅を
被覆した固体潤滑材を予め主材に対して約１重量％〜約
３重量％添加したものから成形された後、６５０℃から
７００℃の温度条件下で焼結され、しかる後に潤滑油が
含浸されて製造される。
【００１５】ここで、二硫化モリブデンなどの無機化合
物からなる粉体は柔らかいので、それを配合したものか
ら製造した焼結体２０ｂは、それ自身が潤滑性を有す
る。このため、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータ
のように２００回転／秒〜６０００回転／秒といった広
い回転範囲を有するモータに使用した場合に潤滑油不足
の状態で大きな偏心負荷がかかったときや、ＶＴＲ用の
キャプスタンモータのように側圧負荷が大きいモータに
おいて高温下で低速回転または低温下で高速回転して大
きな荷重負荷がかかったとき、モータシャフトと焼結体
とが直接接触し合う境界潤滑状態となっても、発熱や潤
滑油の劣化が起きない。
物からなる粉体は柔らかいので、それを配合したものか
ら製造した焼結体２０ｂは、それ自身が潤滑性を有す
る。このため、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータ
のように２００回転／秒〜６０００回転／秒といった広
い回転範囲を有するモータに使用した場合に潤滑油不足
の状態で大きな偏心負荷がかかったときや、ＶＴＲ用の
キャプスタンモータのように側圧負荷が大きいモータに
おいて高温下で低速回転または低温下で高速回転して大
きな荷重負荷がかかったとき、モータシャフトと焼結体
とが直接接触し合う境界潤滑状態となっても、発熱や潤
滑油の劣化が起きない。
【００１６】たとえば、ＶＴＲ用のキャプスタンモータ
において、−１０℃の温度下で２０００ｍｉｎ-1回転で
５００時間稼働したとき、従来のように固体潤滑材を添
加しないものから焼結体を製造した場合には、全体の約
２０％に相当するもので焼付きが発生し、全体の約５０
％に相当するもので消費電流の増大がみられたが、本形
態のように、固体潤滑材を添加したものから焼結体を製
造し、かつ、その焼結温度を６５０℃または６７５℃に
設定したものでは、焼付きや消費電流の増大などの不具
合が発生しなかった。
において、−１０℃の温度下で２０００ｍｉｎ-1回転で
５００時間稼働したとき、従来のように固体潤滑材を添
加しないものから焼結体を製造した場合には、全体の約
２０％に相当するもので焼付きが発生し、全体の約５０
％に相当するもので消費電流の増大がみられたが、本形
態のように、固体潤滑材を添加したものから焼結体を製
造し、かつ、その焼結温度を６５０℃または６７５℃に
設定したものでは、焼付きや消費電流の増大などの不具
合が発生しなかった。
【００１７】また、本形態のように固体潤滑材を添加し
たものでその焼結温度を上限の７００℃に設定したもの
では、焼付きが発生せず、かつ、全体の１０％と従来か
らみればかなり少ないものにおいて消費電流の増大がみ
られた程度であった。一方、固体潤滑材を添加したもの
でもその焼結温度を７５０℃に設定したものでは、焼付
きが発生しないものの、全体の２０％に相当するもので
消費電流の増大がみれられた。
たものでその焼結温度を上限の７００℃に設定したもの
では、焼付きが発生せず、かつ、全体の１０％と従来か
らみればかなり少ないものにおいて消費電流の増大がみ
られた程度であった。一方、固体潤滑材を添加したもの
でもその焼結温度を７５０℃に設定したものでは、焼付
きが発生しないものの、全体の２０％に相当するもので
消費電流の増大がみれられた。
【００１８】なお、焼付き品についてその磨耗量を調べ
たところ、２０μｍ程度の磨耗が見られ、消費電流値が
増大したものでは５μｍ程度の磨耗が見られたことか
ら、本形態によれば、焼付きや消費電流の増大を抑える
効果とともに、磨耗を抑える効果があることが確認でき
た。
たところ、２０μｍ程度の磨耗が見られ、消費電流値が
増大したものでは５μｍ程度の磨耗が見られたことか
ら、本形態によれば、焼付きや消費電流の増大を抑える
効果とともに、磨耗を抑える効果があることが確認でき
た。
【００１９】このように、本発明を適用したものでは、
二硫化モリブデンなどの無機化合物からなる粉体（固体
潤滑材）を添加したものから焼結体２０ｂを製造し、か
つ、固体潤滑材として前記の無機化合物からなる粉体の
表面に銅を被覆したものを用いてその焼結性を高めた
分、焼結温度を低めに設定したので、それから製造した
焼結含油軸受２０では、磨耗や焼付きが発生しないとい
う効果を奏する。すなわち、固体潤滑材を使用するとい
っても、無機化合物からなる固体潤滑材を配合しただけ
では、焼結時に固体潤滑材が熱で分解してしまうが、本
発明で使用する固体潤滑材では、二硫化モリブデンなど
の無機化合物からなる粉体に銅を被覆することによりそ
の焼結性を高めた分、その焼結温度を７００℃と低い温
度にまで下げてあるため、固体潤滑材が焼結時に分解し
ない。但し、焼結性を高めるという観点から焼結温度は
６５０℃以上に設定してある。それ故、焼結含油軸受２
０であっても、焼結体２０ｂ自身の潤滑性能を活かすこ
とができるので、境界潤滑に起因する磨耗や焼付きを防
止できる。また、焼結温度が低いため、焼結体２０ｂの
寸法精度が高いという利点もある。
二硫化モリブデンなどの無機化合物からなる粉体（固体
潤滑材）を添加したものから焼結体２０ｂを製造し、か
つ、固体潤滑材として前記の無機化合物からなる粉体の
表面に銅を被覆したものを用いてその焼結性を高めた
分、焼結温度を低めに設定したので、それから製造した
焼結含油軸受２０では、磨耗や焼付きが発生しないとい
う効果を奏する。すなわち、固体潤滑材を使用するとい
っても、無機化合物からなる固体潤滑材を配合しただけ
では、焼結時に固体潤滑材が熱で分解してしまうが、本
発明で使用する固体潤滑材では、二硫化モリブデンなど
の無機化合物からなる粉体に銅を被覆することによりそ
の焼結性を高めた分、その焼結温度を７００℃と低い温
度にまで下げてあるため、固体潤滑材が焼結時に分解し
ない。但し、焼結性を高めるという観点から焼結温度は
６５０℃以上に設定してある。それ故、焼結含油軸受２
０であっても、焼結体２０ｂ自身の潤滑性能を活かすこ
とができるので、境界潤滑に起因する磨耗や焼付きを防
止できる。また、焼結温度が低いため、焼結体２０ｂの
寸法精度が高いという利点もある。
【００２０】なお、本形態では焼結体２０ｂの全体に二
硫化モリブデンの無機化合物からなる粉体に銅を被覆し
た固体潤滑材が配合されているが、シャフト３１を支持
する軸孔２１の内周面だけに、二硫化モリブデンの無機
化合物からなる粉体に銅を被覆した固体潤滑材が添加さ
れている形態でも同様な効果を奏する。
硫化モリブデンの無機化合物からなる粉体に銅を被覆し
た固体潤滑材が配合されているが、シャフト３１を支持
する軸孔２１の内周面だけに、二硫化モリブデンの無機
化合物からなる粉体に銅を被覆した固体潤滑材が添加さ
れている形態でも同様な効果を奏する。
【００２１】［焼結含油軸受の製造方法］このような構
成の焼結含油軸受は、以下の方法で製造することができ
る。
成の焼結含油軸受は、以下の方法で製造することができ
る。
【００２２】図２は、本例の焼結含油軸受の製造方法を
示す工程図、図３は、本例の焼結含油軸受を製造する際
に行うサイジング工程の説明図である。
示す工程図、図３は、本例の焼結含油軸受を製造する際
に行うサイジング工程の説明図である。
【００２３】図２からわかるように、本例の焼結含油軸
受２０の製造方法では、成形工程１、焼結工程２、防錆
工程３、サイジング工程４、洗浄工程５、乾燥工程６、
および含浸工程７をこの順序で行うが、この工程順序は
従来の製造方法と同様である。
受２０の製造方法では、成形工程１、焼結工程２、防錆
工程３、サイジング工程４、洗浄工程５、乾燥工程６、
および含浸工程７をこの順序で行うが、この工程順序は
従来の製造方法と同様である。
【００２４】まず、成形工程１では、例えば、銅の被覆
量が４０重量％で、粒度分布が２００メッシュ以下の銅
被覆鉄粉９８重量部と、粒度分布が２００メッシュ以下
の銅−二硫化モリブデン粉体（二硫化モリブデンの粉体
に銅を被覆したもの／固体潤滑材）２重量部と、成形時
の押し型と粉体との間の潤滑剤としてのステアリン酸亜
鉛０．３〜０．５重量部とを配合した後、混合撹拌し、
しかる後に、１〜３トン／ｃｍ2 の加圧力で成形して、
図３に示すように、外形７．０２ｍｍφ、内径３．５４
ｍｍφ、高さ４．０ｍｍの円筒状の圧粉体２０ａを得
る。
量が４０重量％で、粒度分布が２００メッシュ以下の銅
被覆鉄粉９８重量部と、粒度分布が２００メッシュ以下
の銅−二硫化モリブデン粉体（二硫化モリブデンの粉体
に銅を被覆したもの／固体潤滑材）２重量部と、成形時
の押し型と粉体との間の潤滑剤としてのステアリン酸亜
鉛０．３〜０．５重量部とを配合した後、混合撹拌し、
しかる後に、１〜３トン／ｃｍ2 の加圧力で成形して、
図３に示すように、外形７．０２ｍｍφ、内径３．５４
ｍｍφ、高さ４．０ｍｍの円筒状の圧粉体２０ａを得
る。
【００２５】次に、焼結工程２では、圧粉体２０ａを予
備加熱した後、６５０℃〜７００℃の温度条件下で３０
分間、アンモニア分解ガス中（窒素−水素雰囲気中）で
焼結し、焼結体２０ｂを得る。
備加熱した後、６５０℃〜７００℃の温度条件下で３０
分間、アンモニア分解ガス中（窒素−水素雰囲気中）で
焼結し、焼結体２０ｂを得る。
【００２６】次に、防錆工程３では、焼結工程２を終え
た焼結体２０ｂが最終工程に至るまでの間に、金属表面
に錆が発生しないように防錆処理を施す。この防錆処理
では、防錆液として炭化水素油などを用い、この防錆液
中（炭化水素油中）に、洗浄かご等に収容した多数の焼
結体２０ｂをまとめて浸漬する。
た焼結体２０ｂが最終工程に至るまでの間に、金属表面
に錆が発生しないように防錆処理を施す。この防錆処理
では、防錆液として炭化水素油などを用い、この防錆液
中（炭化水素油中）に、洗浄かご等に収容した多数の焼
結体２０ｂをまとめて浸漬する。
【００２７】次に、サイジング工程４では、防錆工程３
を終えた焼結体２０ｂの形状や表面状態を整える。この
工程では、図３に示すように、円筒状の焼結体２０ｂの
軸孔２１にその内径とほぼ同じ径のサイジング棒３３を
上下に通し、焼結体２０ｂの内周面に点在するポーラス
やバリといった小さな凹凸をサイジング棒３３によって
再圧縮する。その結果、焼結体２０ｂは、面粗度の向上
とポーラスの微細化とが図られる。このサイジング工程
４では、焼結体２０ｂとサイジング棒３３との摩擦係数
を小さくすることを目的に、通常、焼結体２０ｂにサイ
ジング用潤滑液を付着させておくが、防錆工程３に使用
した防錆液（炭化水素油）が焼結体２０ｂの表面に付着
しているのを乾燥させずにそのままサイジング用潤滑液
として利用してもよい。
を終えた焼結体２０ｂの形状や表面状態を整える。この
工程では、図３に示すように、円筒状の焼結体２０ｂの
軸孔２１にその内径とほぼ同じ径のサイジング棒３３を
上下に通し、焼結体２０ｂの内周面に点在するポーラス
やバリといった小さな凹凸をサイジング棒３３によって
再圧縮する。その結果、焼結体２０ｂは、面粗度の向上
とポーラスの微細化とが図られる。このサイジング工程
４では、焼結体２０ｂとサイジング棒３３との摩擦係数
を小さくすることを目的に、通常、焼結体２０ｂにサイ
ジング用潤滑液を付着させておくが、防錆工程３に使用
した防錆液（炭化水素油）が焼結体２０ｂの表面に付着
しているのを乾燥させずにそのままサイジング用潤滑液
として利用してもよい。
【００２８】次に、洗浄工程５を行う。この洗浄工程５
は、従来、防錆液やサイジング用潤滑液を除去すること
を目的に行われているが、洗浄液として、防錆液（サイ
ジング用潤滑液）と同じく、炭化水素油を用いれば、防
錆液（サイジング用潤滑液）を除去するというよりは、
むしろ、焼結体２０ｂのポーラス内にある金属粉の除
去、およびサイジング時に発生した金属粉等を除去する
ことを目的として行うといえる。
は、従来、防錆液やサイジング用潤滑液を除去すること
を目的に行われているが、洗浄液として、防錆液（サイ
ジング用潤滑液）と同じく、炭化水素油を用いれば、防
錆液（サイジング用潤滑液）を除去するというよりは、
むしろ、焼結体２０ｂのポーラス内にある金属粉の除
去、およびサイジング時に発生した金属粉等を除去する
ことを目的として行うといえる。
【００２９】次に、乾燥工程６では、洗浄工程５を終え
た焼結体２０ｂを加熱し、焼結体２０ｂに付着している
洗浄液（炭化水素油）を蒸発させる。この乾燥工程６で
は、焼結体２０ｂの原材料である銅の酸化を防止するた
めに８０℃以下の温度条件下で行う。ここで、炭化水素
油は、乾燥性が良いため、焼結体２０ｂの表面から完全
に蒸発する。
た焼結体２０ｂを加熱し、焼結体２０ｂに付着している
洗浄液（炭化水素油）を蒸発させる。この乾燥工程６で
は、焼結体２０ｂの原材料である銅の酸化を防止するた
めに８０℃以下の温度条件下で行う。ここで、炭化水素
油は、乾燥性が良いため、焼結体２０ｂの表面から完全
に蒸発する。
【００３０】乾燥工程６の後には含浸工程７を行う。こ
の含浸工程７では、乾燥工程６を終えた焼結体２０ｂに
対して、潤滑油としての鉱油（パラフィン系炭化水素
油、ナフテン系炭化水素油等）を含浸する。この含浸工
程７により、焼結体２０ｂは焼結含油軸受２０となる。
ここで、潤滑油としては、鉱油に代えて合成油（ポリオ
レフィン系炭化水素油等）を含浸することもある。
の含浸工程７では、乾燥工程６を終えた焼結体２０ｂに
対して、潤滑油としての鉱油（パラフィン系炭化水素
油、ナフテン系炭化水素油等）を含浸する。この含浸工
程７により、焼結体２０ｂは焼結含油軸受２０となる。
ここで、潤滑油としては、鉱油に代えて合成油（ポリオ
レフィン系炭化水素油等）を含浸することもある。
【００３１】［焼結含油軸受のモータへの使用例］図４
（ａ）は、本発明を適用した焼結含油軸受を用いたモー
タユニットを示す平面図、図４（ｂ）は、（ａ）のＸ−
Ｘ’線における断面図である。
（ａ）は、本発明を適用した焼結含油軸受を用いたモー
タユニットを示す平面図、図４（ｂ）は、（ａ）のＸ−
Ｘ’線における断面図である。
【００３２】図４（ａ）、（ｂ）に示すように、モータ
ユニット１０は、取付け板を兼用した回路基板１１を有
している。この回路基板１１上には、モータ本体１２
と、モータ本体１２を駆動制御するＩＣ１３と、モータ
本体１２の位置検出をするための磁気式エンコーダの構
成要素である磁気センサ１４と、回路基板１１と外部と
の配線接続を可能とするコネクタ１５が構成されてい
る。
ユニット１０は、取付け板を兼用した回路基板１１を有
している。この回路基板１１上には、モータ本体１２
と、モータ本体１２を駆動制御するＩＣ１３と、モータ
本体１２の位置検出をするための磁気式エンコーダの構
成要素である磁気センサ１４と、回路基板１１と外部と
の配線接続を可能とするコネクタ１５が構成されてい
る。
【００３３】モータ本体１２は、アウタロータ形のモー
タであり、略円筒状の軸受装置３０が回路基板１１の裏
面から表面に向かって取り付けられている。軸受装置３
０の外周面に対しては、それを同心状態で囲むように、
コアにコイルが巻回されたステータ１２１が取り付けら
れている。なお、軸受装置３０およびステータ１２１
は、共通のねじ１２２により締結固定されている。ステ
ータ１２１の外周端面に対しては、カップ状のロータケ
ース１２３の内周面に固定されたマグネット１２４がわ
ずかな隙間を介して対向している。ロータケース１２３
の上面部の中央部分には、ボス１２５が取り付けられて
いる。このボス１２５によりモータシャフト１２６とロ
ータケース１２３が連結されている。モータシャフト１
２６の基端側は、本発明を適用した焼結含油軸受２０を
内蔵する軸受装置３０により回転可能に支持されてい
る。なお、モータシャフト１２６の基端部はスラスト軸
受１２７により支持されている。
タであり、略円筒状の軸受装置３０が回路基板１１の裏
面から表面に向かって取り付けられている。軸受装置３
０の外周面に対しては、それを同心状態で囲むように、
コアにコイルが巻回されたステータ１２１が取り付けら
れている。なお、軸受装置３０およびステータ１２１
は、共通のねじ１２２により締結固定されている。ステ
ータ１２１の外周端面に対しては、カップ状のロータケ
ース１２３の内周面に固定されたマグネット１２４がわ
ずかな隙間を介して対向している。ロータケース１２３
の上面部の中央部分には、ボス１２５が取り付けられて
いる。このボス１２５によりモータシャフト１２６とロ
ータケース１２３が連結されている。モータシャフト１
２６の基端側は、本発明を適用した焼結含油軸受２０を
内蔵する軸受装置３０により回転可能に支持されてい
る。なお、モータシャフト１２６の基端部はスラスト軸
受１２７により支持されている。
【００３４】このように構成したモータ１０では、前記
のとおり、焼結含油軸受２０を構成する焼結体２０ｂ自
身が潤滑性を有しているため、モータシャフト１２６と
焼結含油軸受２０の焼結体２０ｂとの間で双方が直接接
触し合う境界潤滑状態となっても磨耗や焼付きが発生し
ない。特に、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータの
ように広い回転範囲を有するモータや、ＶＴＲ用キャプ
タンモータのように側圧が大きいモータに本発明を適用
すれば、境界潤滑状態において磨耗や焼付きが発生しな
い。
のとおり、焼結含油軸受２０を構成する焼結体２０ｂ自
身が潤滑性を有しているため、モータシャフト１２６と
焼結含油軸受２０の焼結体２０ｂとの間で双方が直接接
触し合う境界潤滑状態となっても磨耗や焼付きが発生し
ない。特に、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピンドルモータの
ように広い回転範囲を有するモータや、ＶＴＲ用キャプ
タンモータのように側圧が大きいモータに本発明を適用
すれば、境界潤滑状態において磨耗や焼付きが発生しな
い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る焼結
含油軸受において、筒状の焼結体全体は、鉄粉の表面に
銅を被覆した複合粉体のみ（主材）に対して二硫化モリ
ブデンなどの表面に銅を被覆した固体潤滑材を添加して
あるので、焼結体自身が潤滑性を有していることを特徴
とする。従って、シャフトと焼結体とが直接接触し合う
境界潤滑状態となっても磨耗や焼付きが発生しない。ま
た、本発明で使用する固体潤滑材では、無機化合物から
なる粉体に銅を被覆することにより焼結性を高めた分、
焼結温度を７００℃以下にまで下げる一方で、確実に焼
結を行うという面から焼結温度を６５０℃以上と設定し
てある。このような範囲に焼結温度を設定すると、焼結
時に固体潤滑材が分解することがないので、焼結含油軸
受であっても焼結体自身の潤滑性能を活かすことがで
き、境界潤滑に起因する磨耗や焼付きを防止できる。ま
た、焼結温度が低いため、焼結体の寸法精度が高いとい
う利点もある。
含油軸受において、筒状の焼結体全体は、鉄粉の表面に
銅を被覆した複合粉体のみ（主材）に対して二硫化モリ
ブデンなどの表面に銅を被覆した固体潤滑材を添加して
あるので、焼結体自身が潤滑性を有していることを特徴
とする。従って、シャフトと焼結体とが直接接触し合う
境界潤滑状態となっても磨耗や焼付きが発生しない。ま
た、本発明で使用する固体潤滑材では、無機化合物から
なる粉体に銅を被覆することにより焼結性を高めた分、
焼結温度を７００℃以下にまで下げる一方で、確実に焼
結を行うという面から焼結温度を６５０℃以上と設定し
てある。このような範囲に焼結温度を設定すると、焼結
時に固体潤滑材が分解することがないので、焼結含油軸
受であっても焼結体自身の潤滑性能を活かすことがで
き、境界潤滑に起因する磨耗や焼付きを防止できる。ま
た、焼結温度が低いため、焼結体の寸法精度が高いとい
う利点もある。
【図１】（ａ）は、本発明をＣＤ−ＲＯＭ駆動用のスピ
ンドルモータの軸受装置に適用した場合の縦断面図、
（ｂ）は、本発明をＶＴＲ用キャプスタンモータの軸受
装置に適用した場合の縦断面図である。
ンドルモータの軸受装置に適用した場合の縦断面図、
（ｂ）は、本発明をＶＴＲ用キャプスタンモータの軸受
装置に適用した場合の縦断面図である。
【図２】本発明を適用した焼結含有軸受の製造工程を示
す工程図である。
す工程図である。
【図３】本発明を適用した焼結含有軸受の製造工程にお
いて行うサイジング工程の説明図である。
いて行うサイジング工程の説明図である。
【図４】（ａ）は、軸受装置を備えたモータユニットを
示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線における断
面図である。
示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’線における断
面図である。
１０ モータユニット
２０ 焼結含油軸受
２１ 軸孔
２２ 軸受ホルダー
３０ 軸受装置
３１ シャフト
１２６ モータシャフト
２２１ 軸受保持孔
２２２ フランジ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 矢沢 岳彦
長野県駒ケ根市赤穂14−888番地 株式
会社三協精機製作所 駒ヶ根工場内
(56)参考文献 特開 平１−230740（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−209264（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−225749（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−97834（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−255631（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−341503（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−150330（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16C 17/00 - 17/26
F16C 33/00 - 33/28
H02K 5/00 - 7/20
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄粉の表面に銅を被覆した複合粉体のみ
を主材として筒状に形成された焼結体に潤滑油が含浸さ
れて成る焼結含油軸受において、 前記焼結体は、前記主材に対して、二硫化モリブデンの
粉体に銅を被覆した固体潤滑材を添加したもので形成さ
れた後、 ６５０℃から７００℃の温度条件下で焼結されて成る こ
とを特徴とする焼結含油軸受。 - 【請求項２】 請求項１において、前記主材に対する前
記固体潤滑材の添加量は１重量％から３重量％までの範
囲であることを特徴とする焼結含油軸受。 - 【請求項３】 請求項１または２に規定する焼結含油軸
受を用いたモータであって、該焼結含油軸受によってモ
ータシャフトが支持されていることを特徴とするモー
タ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05883697A JP3537286B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 焼結含油軸受およびそれを用いたモータ |
| MYPI98001070A MY116416A (en) | 1997-03-13 | 1998-03-12 | Sintered oil-impregnated bearing, manufacturing method thereof, and motor comprising same |
| US09/038,963 US5980819A (en) | 1997-03-13 | 1998-03-12 | Sintered oil-impregnated bearing, manufacturing method thereof, and motor comprising same |
| CN98106976A CN1077250C (zh) | 1997-03-13 | 1998-03-13 | 烧结含油轴承制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05883697A JP3537286B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 焼結含油軸受およびそれを用いたモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252756A JPH10252756A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3537286B2 true JP3537286B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=13095748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05883697A Expired - Lifetime JP3537286B2 (ja) | 1997-03-13 | 1997-03-13 | 焼結含油軸受およびそれを用いたモータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5980819A (ja) |
| JP (1) | JP3537286B2 (ja) |
| CN (1) | CN1077250C (ja) |
| MY (1) | MY116416A (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010003848A (ko) * | 1999-06-25 | 2001-01-15 | 이형도 | 베어링 가공방법 및 장치 |
| US6929108B2 (en) | 2002-05-01 | 2005-08-16 | Zf Sachs Ag | Self-lubricating release bearing housing |
| KR100455261B1 (ko) * | 2002-07-04 | 2004-11-06 | 삼성전기주식회사 | 소결 함유 베어링 및 그 제조방법 |
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