JP3607478B2

JP3607478B2 - 動圧型多孔質含油軸受

Info

Publication number: JP3607478B2
Application number: JP34962897A
Authority: JP
Inventors: 嗣人中関; 夏比古森
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11182551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結金属からなる多孔質体に潤滑油あるいは潤滑グリースを含浸させて自己潤滑機能を持たせると共に、軸受隙間に介在する油の動圧油膜によって軸の摺動面を浮上支持する動圧型多孔質含油軸受に関し、特にレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンミラー用や磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ等）用のスピンドルモータなど、高速下で高回転精度が要求される機器や、ＤＶＤ−ＲＯＭ用のスピンドルモータのように、ディスクが載ることによって大きなアンバランス荷重が作用し高速で駆動する機器などに好適である。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような情報機器関連の小型スピンドルモータでは、回転性能のより一層の向上と低コスト化が求められており、そのための手段として、スピンドルの軸受部を転がり軸受から多孔質含油軸受に置き換えることが検討されている。しかし、多孔質含油軸受は、真円軸受の一種であるため、軸の偏心が小さいところでは、不安定振動が発生しやすく、回転速度の１／２の速度で振れ回るいわゆるホワールが発生しやすい欠点がある。そこで、軸受面にヘリングボーン形やスパイラル形などの動圧溝を設け、軸の回転に伴う動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を発生させて軸を浮上支持することが従来より試みられている（動圧型多孔質含油軸受）。
【０００３】
一方、この種の動圧型多孔質含油軸受は、軸振れの抑制に高い効果を有する反面、軸受隙間内の油が軸受面の表面開孔を介して軸受内部に逃げてしまうことによる、動圧作用の低減現象（動圧抜け）があり、期待する動圧効果が得られにくいという問題がある。従来、この動圧抜けの問題を解消する手段として、軸受面における動圧溝に表面目つぶし加工を施して、動圧溝の形成領域を封孔した構成が知られている（実開昭６３−１９６２７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
動圧溝の形成領域を封孔した構成では、以下の問題点が生じる。
【０００５】
（ａ）動圧溝の形成領域が完全に封孔されているので、その領域では多孔質含油軸受の最大の特徴である油の循環が阻害される。従って、一旦軸受隙間に滲み出した油は動圧溝の作用によって溝の屈曲部に押し込まれ、そこにとどまることになる。軸受隙間内では大きな剪断作用が働いているので、その剪断力と摩擦熱によって溝部にとどまった油は変性しやすく、また、温度上昇によって酸化劣化が早まる傾向にある。従って、軸受寿命が短くなる。
【０００６】
（ｂ）動圧溝の形成領域を完全に封孔処理することは極めて困難である。上記公報では塑性加工により封孔できるとしているが、通常、動圧溝の溝深さはμｍオーダーのものであり、この程度の塑性加工で表面開孔が完全に封孔されることはない。
【０００７】
（ｃ）表面目つぶし加工を施す他の手段としてコーティング等を挙げているが、コーティング被膜の厚さは溝深さよりも薄くする必要があり、数μｍのコーティング被膜を動圧溝の形成領域にのみ施すのは極めて困難である。
【０００８】
尚、動圧溝の形成領域を完全に封孔しなくても、表面開孔の面積比（表面開孔率）を調整することにより、軸受隙間から軸受内部への油の戻り量が減少するので、それなりの効果は期待できる。しかし、表面開孔率の調整では、油の流れに対する抵抗が小さいため、油の戻り量の調整に限界があり、近時のスピンドルモータの一層の高速回転化、高性能化の傾向を考えると、充分な動圧効果を得ることができない場合が多い。
【０００９】
そこで、本発明は、この種の動圧型多孔質含油軸受において、軸受本体の内部と軸受隙間との間の油の循環を確保しつつ、軸受隙間内における動圧抜けの問題を解消し、動圧溝による動圧効果を高めることにより、軸受機能、特に軸受剛性（軸受負荷容量）および軸受寿命のより一層の向上を図ることを主目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
図２は、傾斜状の動圧溝が形成された軸受面１ｂを有する動圧型多孔質含油軸受１で軸２を支持する際における、軸方向断面での油の流れを示している。軸２の回転に伴い、軸受本体１ａの内部の細孔内に保有された油が軸受面１ｂの軸方向両側（及びチャンファー部）から軸受隙間４に滲み出し、さらに動圧溝によって軸受隙間４の軸方向中央に向けて引き込まれる。その油の引き込み作用（動圧作用）によって軸受隙間４に介在する油膜の圧力が高められ、動圧油膜が形成される。この軸受隙間４に形成される動圧油膜によって、軸２はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面１ｂに対して浮上支持（非接触支持）される。軸受隙間４に滲み出した油は、軸２の回転に伴う発生圧力により、軸受面１ｂの表面開孔（「表面開孔」とは、多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう。）から軸受本体１ａの内部に戻り、軸受本体１ａの内部を循環して、再び軸受面１ｂ（及びチャンファー部）から軸受隙間４に滲み出す。
【００１１】
上記のように、動圧型多孔質含油軸受は、軸受本体の内部の細孔内に保有した油を軸受本体と軸受隙間との間で循環させながら、動圧溝の動圧作用によって軸受隙間内に動圧油膜を形成し、その動圧油膜によって軸を継続して浮上支持する点に特徴を有するものであり、そのような安定した軸受機能を発揮させるためには、油の適切な循環と、軸支持に必要な動圧油膜の形成を確保する必要がある。特に、油の循環は、油の劣化を抑制して軸受寿命を高める働きをもつ他、動圧油膜の形成に対して相互補完的に働き、また相反的にも働くので、油の循環を如何に適切ならしめるかは、この種の動圧型多孔質含油軸受における極めて重要な課題である。すなわち、軸受隙間内に充分な動圧力と油膜厚さをもった動圧油膜を常時形成するためには、新鮮な適量の油が軸受本体から軸受隙間へ常時滲み出して、動圧油膜を形成し、さらに軸受隙間から軸受本体へ戻るという油の循環サイクルが適切に働くことが不可欠である。油の循環量が過小であると、軸受隙間への油の滲み出しが不足して、動圧油膜の形成が不充分になると同時に、軸受隙間内に油が滞留し、温度上昇により酸化劣化をきたす。一方、油の循環量が過大であると、軸受隙間から軸受本体への油の戻りが過度となり、前述したような動圧抜けの問題が起こる。
【００１２】
油の循環量を制御するための手段として、表面開孔率の調整、油の動粘度の調整が挙げられる。しかし、表面開孔率の調整では油の流れに対する抵抗が小さいため、循環量調整に限界がある。また、油の動粘度の調整を過度に行うと、トルク上昇の要因となる。従って、これらの手段では不充分となる場合がある。
【００１３】
そこで、本発明は、焼結金属からなる多孔質の軸受本体に、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を設けた動圧型多孔質含油軸受において、少なくとも軸受面に、密度比α（％）が内部側部分よりも高い圧縮層を設けると共に、該圧縮層の密度比α（％）を８５≦α≦９５とし、かつ、該圧縮層の深さの平均値（ｔ）と軸受面の内径寸法（Ｄ１）との比（ｔ／Ｄ１）を１／６０≦ｔ／Ｄ１≦１／１５とすることによって、上記課題を解決した。ここで、密度比α（％）は下記式で表されるものである。
【００１４】
密度比α（％）＝（ρ１／ρ０）×１００
ρ１：多孔質体の密度
ρ０：その多孔質体に細孔が無いと仮定した場合の密度
【００１５】
図４は、多孔質体における密度比α（％）と細孔率（単位体積内に占める細孔の体積割合）（％）との関係を示している。細孔率は密度比αに線形比例し、密度比αが大きくなるに従って細孔率は低下する。例えば、密度比α＝７５％で細孔率は約２５、％、密度比α＝８０％で細孔率は約２０％、密度比α＝８５％で細孔率は約１５％、密度比α＝９０％で細孔率は約１０％、密度比α＝９５％で細孔率は約５％になる。細孔率は、外表面においては、表面開孔率（外表面の単位面積内に占める表面開孔の面積割合）とほぼ同じになる。
【００１６】
本発明では、少なくとも軸受面に密度比α（％）が８５≦α≦９５である圧縮層（表層部分）を設けているため、油が上記圧縮層（表層部分）の細孔を通過する際の抵抗が適度に大きくなり、軸受本体から軸受隙間への油の滲み出し、軸受隙間から軸受本体への油の戻りが適切量に調整される。そのため、動圧溝による動圧油膜の形成作用が高められ、軸受剛性（軸受負荷容量）が向上すると同時に、油の適切な循環が確保され、軸受寿命が向上する。
【００１７】
上記構成において、圧縮層の密度比α（％）を８５≦α≦９５の範囲内としたのは次の理由による。圧縮層の密度比αが８５％未満であると、油の流れに対する抵抗が小さくなりすぎて、動圧抜けが起こり、充分な動圧効果が期待できない。逆に、圧縮層の密度比αが９５％を超えると、油の流れに対する抵抗が大きくなりすぎて、油の適切な循環が阻害される。本発明の構成は、軸受面の表面から所定深さまでの圧縮層の細孔によって油の流れに抵抗を与えるので、表面開孔率を調整する構成に比べて、油の滲み出し・戻り量の調整効果が高い。
【００１８】
軸受本体の圧縮層よりも内部側部分の密度比α（％）は７５≦α＜８５の範囲内とするのが好ましい。これは次の理由による。すなわち、内部側部分の密度比αが７５％未満であると、細孔率が大きくなりすぎ、軸受面を成形する際、動圧溝の形状を精度良く仕上げることができない。逆に、内部側部分の密度比αが８５％以上であると、細孔率が小さくなりすぎ、油の保有量が減少する。従って、軸受面の成形精度を確保すると同時に、軸受本体の油保有量を確保する観点から、内部側部分の密度比α（％）を７５≦α＜８５の範囲内とするのが良い。
【００１９】
上記圧縮層の深さの平均値（ｔ）（以下「平均深さｔ」とする。）と軸受面の内径寸法（Ｄ１）との比（ｔ／Ｄ１）は１／６０≦ｔ／Ｄ１≦１／１５の範囲内とする。ｔ／Ｄ１が１／６０未満であると、油の流れに対する抵抗が小さくなりすぎ、逆に、ｔ／Ｄ１が１／１５を超えると、油の流れに対する抵抗が大きくなりすぎ、上記と同様の現象が起こる。
【００２０】
上記のような傾斜状の動圧溝を備えた軸受面は、軸受面に対応した形状の成形型によって、動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時成形することによって形成することができる。そのための手段として、例えば、軸受面の形状に対応した凹凸状の成形型をコアロッドの外周面に形成し、このコアロッドの成形型に多孔質体素材を供給して圧迫力を加え、多孔質体素材の内周面をコアロッドの成形型に加圧して塑性変形させる手段を採用することができる。軸受面の成形後、圧迫力を解除することによる多孔質体素材のスプリングバックを利用して、コアロッドの成形型を多孔質体素材から離型することができる。
【００２１】
油の循環量を制御するパラメータの一つに、油の動粘度がある。油の動粘度が高くなれば油は動きにくくなり、逆に、油の動粘度が低くなれば油は動きやすくなる。以上説明した構成に油の動粘度調整を付加すると、より良い効果が得られる。ただ、軸受面における圧縮層の密度比α（％）と油の動粘度との間には、油の適切な循環と動圧油膜の形成を確保し得る最適範囲が存在すると考えられるので、その最適範囲において油の動粘度を選定すべきである。例えば、油の動粘度は、４０°Ｃにおいて、５ｃＳｔ〜６０ｃＳｔ、望ましくは、８ｃＳｔ〜４０ｃＳｔにするのが良い。この範囲で油の動粘度を選定することにより、軸を浮上支持するために充分な動圧油膜が形成されると同時に、油の適切な循環が確保されるので、高回転精度、長寿命を達成することができる。
【００２２】
尚、軸受面における圧縮層の密度比αを８５％〜９５％の範囲内にした場合、軸受面における表面開孔率（面積率）は略５％〜１５％になるが、表面処理加工を追加して、表面開孔率をさらに小さく、例えば２％〜５％程度にしても良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の動圧型多孔質含油軸受の一実施形態を例示している。この多孔質含油軸受１は、例えばレーザビームプリンタのスキャナモータ等において、ロータとステータとの間の例磁力によって高速回転するスピンドル軸をハウジングに対して回転自在に浮上支持（非接触支持）するものである。
【００２５】
多孔質含油軸受１は、多孔質体例えば銅又は鉄、あるいはその両者を主成分とする焼結合金からなる軸受本体１ａと、潤滑油又は潤滑グリースの含浸によって軸受本体１ａの細孔内に保有された油（潤滑油又は潤滑グリースの基油）とで構成される。
【００２６】
軸受本体１ａの内周には、支持すべき軸の外周面と軸受隙間を介して対向する軸受面１ｂが形成され、その軸受面１ｂに傾斜状の動圧溝１ｃが形成されている。この実施形態における軸受面１ｂは、軸方向に対して一方に傾斜した複数の動圧溝１ｃを円周方向に配列形成した第１領域ｍ１と、第１領域ｍ１から軸方向に離隔し、軸方向に対して他方に傾斜した複数の動圧溝１ｃを円周方向に配列形成した第２領域ｍ２と、第１領域ｍ１と第２領域ｍ２との間に位置する環状の平滑領域ｎとで構成される。第１領域ｍ１の背（動圧溝１ｃ間の領域）１ｄと第２領域ｍ２の背（動圧溝１ｃ間の領域）１ｄは、それぞれ平滑領域ｎに連続している。軸受面１ｂには、動圧溝１ｃの形成領域を含む全領域にわたって表面開孔がほぼ均一に分布している。軸受本体１ａと軸との間に相対回転が生じると、第１領域ｍ１と第２領域ｍ２にそれぞれ逆向きに傾斜形成された動圧溝１ｃによって、軸受隙間内の油が平滑領域ｎに向けて引き込まれ、油が平滑領域ｎに集められるため、平滑領域ｎにおける油膜圧力が高められる。そのため、動圧油膜の形成効果が高い。
【００２７】
尚、軸受面１ｂの形状は同図に示すものに限定されず、例えば、軸方向に対して一方に傾斜した動圧溝と他方に傾斜した動圧溝とを対にしてＶ字状に連続させても良い（この場合、環状の平滑領域ｎは存在しない。）。また、１つの軸受本体の内周面に複数例えば２つの軸受面を軸方向に離間させて形成しても良い。これにより、軸受面相互間の同軸度を精度良く確保することができる。
【００２８】
図３は、軸受本体１ａの縦断面における密度分布を模式的に示している。軸受本体１ａは、その外表面から平均深さｔまでの表層部分（圧縮層）１ａ１の密度が高く、圧縮層１ａ１より内部側の内部側部分１ａ２の密度が低くなっている。圧縮層１ａ１の密度は密度比α（％）に換算して８５≦α≦９５の範囲内であり、内部側部分１ａ２の密度は密度比α（％）に換算して７５≦α＜８５の範囲内である。軸受本体１ａの軸受面１ｂの内径寸法Ｄ１（動圧溝１ｃの形成領域以外の領域を基準とする。）はφ３ｍｍ、外径寸法Ｄ２はφ６ｍｍ、動圧溝１ｃの深さｈは２〜４μｍである。軸受面１ｂにおける圧縮層１ａ１の平均深さｔは、軸受面１ｂの内径寸法Ｄ１に対して１／６０≦ｔ／Ｄ１≦１／１５の範囲内であり、この実施形態では内径寸法Ｄ１の１／６０で５０μｍである。軸受本体１ａの外周面、両端面における圧縮層１ａ１の平均深さｔも概ね軸受面１ｂのそれと同程度であり、この実施形態では５０μｍ程度である。図面では、動圧溝１ｃの深さｈ、圧縮層１ａ１の平均深さｔがかなり誇張して図示されている。また、深さｈと平均深さｔの寸法比も実際とは異なる比率で図示されている。尚、軸受本体１ａの外周面や両端面の圧縮層１ａ１は軸受本体１ａの内部に保有された油が外周面や端面から外部に流失することを防止するために形成されるものであり、その密度（密度比α）や平均深さｔは軸受面１ｂの圧縮層１ａ１に比べて多少ラフに管理しても良い。例えば、密度比αは１００％近く（細孔が殆ど無い状態）にしても良いし、平均深さｔは軸受面１ｂの圧縮層１ａ１よりも大きくても良いし小さくても良い。また、外周面や両端面の圧縮層１ａ１はなくても良い。
【００２９】
上記のような軸受本体１ａは、銅又は鉄、あるいはその両者を主成分とする金属粉を圧粉成形し、さらに焼成して得られた図６に示すような円筒形状の焼結合金素材１’に対して、例えばサイジング→回転サイジング→軸受面成形加工を施して製造することができる。焼結合金素材１’の密度比α（％）は７５≦α＜８５の範囲内に設定される。
【００３０】
サイジング工程は、焼結合金素材１’の外周面と内周面のサイジングを行う工程で、焼結合金素材１’の外周面を円筒状のダイに圧入すると共に、内周面にサイジングピンを圧入する。サイジング代は、例えば、外周面について２０μｍ以下（半径量１０μｍ以下）、内周面について１０μｍ以下（半径量５μｍ以下）で行われる。
【００３１】
回転サイジング工程は、多角形のサイジングピンを焼結合金素材１’の内周面に圧入し、これを回転させながら内周面のサイジングを行う工程である。サイジング代は５μｍ程度（半径量２．５μｍ程度）で行われる。
【００３２】
軸受面成形工程は、上記のようなサイジング加工を施した焼結合金素材１’の内周面に、完成品１ａの軸受面１ｂに対応した形状の成形型を加圧することによって、軸受面１ｂの動圧溝１ｃの形成領域とそれ以外の領域（背１ｄ、平滑領域ｎ）とを同時成形する工程である。この工程は、例えば以下のようなものである。
【００３３】
図８は、軸受面成形工程で使用する成形装置の概略構造を例示している。この装置は、焼結合金素材１’の外周面を圧入する円筒状のダイ２０、焼結合金素材１’の内周面を成形するコアロッド２１、焼結合金素材１’の両端面を上下方向から押さえる上下のパンチ２２、２３を主要な要素として構成される。同図（ｂ）に示すように、コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面１ｂの形状に対応した凹凸状の成形型２１ａが設けられている。成形型２１ａの凸部分２１ａ１は軸受面１ｂにおける動圧溝１ｃの領域を成形し、凹部分２１ａ２は動圧溝１ｃ以外の領域（背１ｄ、環状の平滑領域ｎ）を成形するものである。成形型２１ａにおける凸部分２１ａ１と凹部分２１ａ２との段差（深さＨ）は、軸受面１ｂにおける動圧溝１ｃの深さｈと同じ２〜４μｍであるが、図面ではかなり誇張して図示されている。
【００３４】
ダイ２０への圧入前の状態において、焼結合金素材１’の内周面とコアロッド２１の成形型２１ａ（凸部分２１ａ１を基準）との間には内径すきまＴがある。内径すきまＴの大きさは２５μｍ（半径すきま）である。焼結合金素材１’の外周面のダイ２０に対する圧入代（外径しめしろＳ）は７５μｍ（半径代）である。
【００３５】
焼結合金素材１’をダイ２０の上面に位置合わせして配置した後、図９に示すように、上パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結合金素材１’をダイ２０に圧入し、さらに下パンチ２３に押し付けて上下方向から加圧する。
【００３６】
焼結合金素材１’はダイ２０と上下パンチ２２・２３から圧迫力を受けて変形を起こし、内周面がコアロッド２１の成形型２１ａに加圧される。内周面の加圧量は、外径しめしろＳ（半径量７５μｍ）と内径すきまＴ（半径量２５μｍ）との差５０μｍ（半径量）に略等しく、内周面から深さ５０μｍまでの表層部分がコアロッド２１の成形型２１ａに加圧され、塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結合金素材１’の内周面に転写され、軸受面１ｂが図１に示す形状に成形される。成形時、焼結合金素材１’の外周面はダイ２０によって、両端面は上下パンチ２２・２３によってそれぞれ加圧される。外周面の加圧量は５０μｍ、両端面の加圧量は片側５０μｍ程度である。
【００３７】
軸受面１ｂの成形が完了した後、図１１に示すように、焼結合金素材１’にコアロッド２１を挿入したままの状態で下パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ{（２）の状態}、焼結合金素材１’をダイ２０から抜く{（３）の状態}。焼結合金素材１’をダイ２０から抜くと、焼結合金素材１’にスプリングバックが生じ、その内径寸法が拡大するので（図１０参照）、動圧溝１ｃを崩すことなく、焼結合金素材１’の内周面からコアロッド２１を抜き取ることができる{（４）の状態}。これにより、軸受本体１ａが完成する。
【００３８】
上述した軸受面１ｂの成形工程において、密度比α（％）が７５≦α＜８５の範囲内に設定された焼結合金素材１’の内周面が５０μｍの加圧量でコアロッド２１の成形型２１ａに加圧されることにより、その表層部分の密度が高められ、軸受本体１ａとして完成された状態で、図３に示すように、軸受面１ｂの表面から平均深さ５０μｍまでの領域に密度比α（％）が８５≦α≦９５の圧縮層１ａ１ができる。同時に、焼結合金素材１’の外周面および両端面がそれぞれ５０μｍの加圧量でダイ２０、上下パンチ２２・２３に加圧されることにより、それらの表面から平均深さ５０μｍまでの領域に密度比α（％）が８５≦α≦９５の圧縮層１ａ１ができる。軸受本体１ａの内部側部分１ａ２は成形時の影響を殆ど受けないので、その密度比α（％）は焼結合金素材１’の密度比α（％）である７５≦α＜８５の範囲内に維持される。
【００３９】
焼結合金素材１’の密度比α（％）は、上記のような軸受面成形工程において、コアロッド２１を抜き取る際の素材１’のスプリングバック量と密接な関係を有する。
【００４０】
図７は、焼結合金素材１’の密度比α（％）とスプリングバック量（μｍ：直径量）との関係を実験的に求めた結果を示している。素材１’の密度比αが高くなるに従って，スプリングバック量は減少している。軸受面１ｂにおける動圧溝１ｃの深さｈが２〜４μｍの場合、焼結合金素材１’の密度比αが８５％を超えると、スプリングバック量が３μｍ未満（直径量）となり、コアロッド２１を抜き取る際に軸受面１ｂの動圧溝１ｃを崩してしまう可能性が有る。一方、焼結合金素材１’の密度比αが７５％未満であると、スプリングバック量は５μｍ（直径量）より大きくなるが、動圧溝１ｃの成形精度が低下する。したがって、動圧溝１ｃを崩すことなくコアロッド２１の抜き取りを可能にし、かつ、動圧溝１ｃの成形精度を確保し得る観点から、焼結合金素材１’の密度比α（％）は７５≦α＜８５の範囲内に設定する必要がある。尚、素材１’のスプリングバック量の半径量が動圧溝１ｃの深さよりも大きい場合は、成形型２１ａを素材１’の内周面に干渉させることなく離型することができるが、素材１’のスプリングバック量の半径量が動圧溝１ｃの深さよりも小さく、成形型２１ａが素材１’の内周面に多少干渉する場合であっても、素材１’の材料弾性による拡径量（半径量）を付加して、動圧溝１ｃを崩すことなく成形型２１ａを素材１’の内周面から離型できれば良い。
【００４１】
以上のような工程を経て軸受本体１ａを製造し、これに潤滑油又は潤滑グリースを含浸させて油を保有させると、図１、図３に示すこの実施形態の動圧型多孔質含油軸受１が完成する。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を有する。
【００４３】
（１）軸受面における密度比α（％）が８５≦α≦９５の圧縮層の細孔を介して、保有した油を軸受本体の内部と軸受隙間との間で循環させる構成なので、軸受本体から軸受隙間への油の滲み出し、軸受隙間から軸受本体への油の戻りが適切量に調整される。そのため、動圧溝による動圧油膜の形成作用が高められ、軸受剛性（軸受負荷容量）が向上すると同時に、油の適切な循環が確保され、軸受寿命が向上する。
【００４４】
（２）軸受本体の圧縮層よりも内部側部分の密度比α（％）を７５≦α＜８５の範囲内に設定することにより、軸受面（特に動圧溝）の成形精度を確保することができると同時に、軸受本体の適切な油保有量を確保することができる。また、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを、軸受面に対応した形状の成形型によって同時成形する際、軸受本体の素材のスプリングバックを利用して、動圧溝を崩すことなく、成形型を素材から離型することができる。
【００４５】
（３）軸受本体の内部に保有される油の４０°Ｃにおける動粘度を５〜６０ｃＳｔの範囲内とすることにより、より良い効果が得られる。
【００４６】
（４）軸受面を、動圧溝が形成された第１領域と第２領域との間に環状の平滑領域を有する形状とすることにより、第１領域および第２領域の動圧溝によって油が平滑領域に集められて、平滑領域に油膜圧力の高い動圧油膜が形成されるので、軸受剛性が向上し、軸振れ等をより小さくすることができる。
【００４７】
（５）軸受本体の内周面に複数の軸受面を軸方向に離隔形成することにより、軸受面相互間の同軸度を精度良く確保することができる。また、複数の軸受を配置する場合に比べ、部品点数、組立工数を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる動圧型多孔質含油軸受の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】動圧型多孔質含油軸受で軸を浮上支持する際の、軸方向断面での油の流れを模式的に示す図である。
【図３】動圧型多孔質含油軸受における軸受本体の密度分布を模式的に示す縦断面図である。
【図４】多孔質体の密度比αと細孔率との関係を示す図である。
【図５】ＬＢＰスピンドルモータの構成を概念的に示す断面図である。
【図６】軸受本体の素材となる焼結合金素材を示す断面図である。
【図７】焼結合金素材の密度比αとスプリングバック量との関係を示す図である。
【図８】軸受面の成形加工に使用する成形装置の概略を示す図（図ａ）、軸受面を成形するコアロッドを示す図（図ｂ）である。
【図９】軸受面の成形工程を示す図である。
【図１０】軸受面の成形工程を示す図である。
【図１１】軸受面の成形工程を示す図である。
【符号の説明】
１動圧型多孔質含油軸受
１ａ軸受本来
１ａ１圧縮層
１ａ２内部側部分
１ｂ軸受面
１ｃ動圧溝

Claims

焼結金属からなる多孔質の軸受本体に、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を設けた動圧型多孔質含油軸受において、
少なくとも前記軸受面に、下記式で表される密度比α（％）が、内部側部分よりも高い圧縮層を有すると共に、該圧縮層の密度比α（％）が８５≦α≦９５であり、かつ、該圧縮層の深さの平均値（ｔ）と軸受面の内径寸法（Ｄ１）との比（ｔ／Ｄ１）が１／６０≦ｔ／Ｄ１≦１／１５であることを特徴とする動圧型多孔質含油軸受。
密度比α（％）＝（ρ１／ρ０）×１００
ρ１：多孔質体の密度
ρ０：その多孔質体に細孔が無いと仮定した場合の密度
前記内部側部分の密度比α（％）が７５≦α＜８５であることを特徴とする請求項１記載の動圧型多孔質含油軸受。
前記軸受面の表面開孔率が５〜１５％であることを特徴とする請求項１又は２記載の動圧型多孔質含油軸受。
前記軸受本体の内部に保有される油の４０°Ｃにおける動粘度が５〜６０ｃＳｔであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の動圧型多孔質含油軸受。
上記焼結金属が銅または鉄、あるいは、その両者を主成分とすることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の動圧型多孔質含油軸受。
上記軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とが、軸受面に対応した形状の成形型によって同時成形されたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の動圧型多孔質含油軸受。
上記軸受面が、軸方向に対して一方に傾斜した複数の動圧溝を円周方向に配列形成した第１領域と、第１領域から軸方向に離隔し、軸方向に対して他方に傾斜した複数の動圧溝を円周方向に配列形成した第２領域と、第１領域と第２領域との間に位置する環状の平滑領域とを有することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の動圧型多孔質含油軸受。
上記軸受本体の内周面に複数の軸受面が軸方向に離隔形成されたことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の動圧型多孔質含油軸受。