JP5318619B2 - 焼結金属軸受 - Google Patents

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金属軸受に関する。

焼結金属軸受は、例えば内部気孔に潤滑油等を含浸させた焼結含油軸受として好適に使用されるものであり、自動車用軸受部品や情報機器用のモータスピンドル等、優れた軸受性能や耐久性が要求される箇所に使用されている。

この種の軸受は、例えば下記特許文献１に開示のように、Ｃｕ粉末又はＦｅ粉末、あるいはその両者を主成分とする金属粉末を所定の形状（多くは円筒状）に圧縮成形した後、焼結して得られた多孔質体に、潤滑油又は潤滑グリース等の流体を含浸させることで形成される。

また、下記特許文献２には、Ｃｕ粉末と、ＳＵＳ粉末とを含む混合金属粉末を圧縮成形した後、焼結して得られた焼結含油軸受が開示されている。

特開平１１−１８２５５１号公報 特開２００６−２１４００３号公報

ところで、最近では、例えばＨＤＤの高容量化に代表されるように、各種情報機器用モータにおいては、情報処理量の増大を目的としてスピンドルの高速回転化あるいは情報記憶媒体を含むスピンドルの重量が増加する傾向にある。そのため、この種の情報機器用モータに組み込んで使用される上記焼結金属軸受にはこれまで以上に優れた耐摩耗性が要求されている。かかる観点からは、上記特許文献２に開示の如く、ＳＵＳ粉末を配合した焼結金属軸受が有効であるように思えるが、その一方で、ＳＵＳ粉末は他金属粉末との焼結性に乏しいことから、単にＳＵＳ粉末を配合しただけでは、十分な焼結強度を得ることができないおそれがある。

以上の事情に鑑み、本明細書では、耐摩耗性に優れると共に高い焼結強度を示し得る焼結金属軸受を提供することを解決すべき技術的課題とする。

本発明は、前記課題の解決を図るためになされたものである。すなわち、本発明に係る焼結金属軸受は、複数の金属粉末を含む原料粉末を圧縮成形し、焼結して得られたものであって、内部に含油可能な多数の気孔を有する焼結金属軸受において、原料粉末は、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末とを含み、かつ原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下に調整されている点をもって特徴づけられる。なお、ここでいう「純Ｆｅ粉末」は、工業上使用される高純度の鉄粉をいい、例えば９９％以上の純度を有するものが含まれる。

このように、摺動特性および加工性に優れたＣｕ粉末とＳＵＳ粉末とに対して、さらに純Ｆｅ粉末を配合することで、ＳＵＳ粉末の有する優れた耐摩耗性を焼結後の製品において発現可能としつつも、ＳＵＳ粉末と他粉末との焼結性の乏しさを純Ｆｅ粉末により補強して、高い焼結強度を有する焼結金属軸受を得ることができる。特に、この種の軸受においては、内部に含油のための多数の気孔を残す必要があることから、圧縮成形時の密度をそれほど高く設定できない事情があるところ、ＳＵＳ粉末に比べて焼結性および圧縮性に優れた純Ｆｅ粉末を配合することで、相当数の内部気孔を確保しつつも所期の焼結強度（例えば圧環強度で示される）を得ることができる。

この場合、上記効果を十分に得るために、上記Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末のうち少なくとも何れか一が、原料粉末に含まれる粉末中で最も高い割合を占める粉末であってもよい。また、その場合、上記３種の金属粉末が原料粉末中に占める割合の高い上位３種であってもよい。具体的には、原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下に調整されていてもよい。

また、原料粉末は、さらにリン化Ｆｅ粉末を含むものであってもよい。通常、リン化Ｆｅは純Ｆｅに比べて脆性であり、回避されるべきと考えられるころ、純Ｆｅ粉末とは別個の粉末状で原料粉末に配合するようにすれば、焼結体の強度や剛性に悪影響を与えることなく、むしろ、軸受面の耐摩耗性を向上させることが可能となる。

また、この場合、原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、およびリン化Ｆｅ粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下に調整されていてもよい。ここで、リン化Ｆｅ粉末の配合割合（含有割合）を上記のように設定したのは、以下の理由による。すなわち、リン化Ｆｅ粉末の含有割合が０．１ｗｔ％を下回ると、上記耐摩耗性の向上効果が十分に得られず、また、２．０ｗｔ％を上回ると、焼結体の強度に悪影響を及ぼす可能性が生じるからである。

原料粉末は、さらに低融点金属粉末を含むものであってもよい。ここでいう「低融点金属」とは、焼結時には溶融する程度の融点を有する金属を意味し、このような金属粉末は、焼結時に溶融して液相化することで、Ｃｕ粉末、ＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末のうちの同種粉末間あるいは異種粉末間のバインダとして作用する。そのため、当該粉末間の結合力を補強して、焼結強度を向上させることができる。低融点金属粉末としては、例えばＣｕ粉末の焼結温度で確実に溶融する金属粉末、すなわちＳｎ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｐ等の金属粉末、あるいはこれらを２種以上含む合金粉末が使用可能であり、この中でも焼結後の硬度を考えるとＳｎ粉末が好適である。

また、上述のように、低融点金属粉末を配合するのであれば、主として焼結作用に寄与するＣｕ粉末の割合を減らすことも可能となるため、例えば原料粉末に占めるＣｕ粉末の含有割合を、ＳＵＳ粉末と純Ｆｅ粉末の含有割合の総和よりも小さくすることも可能である。具体的には、原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、および低融点金属粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、低融点金属粉末：０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下に調整されていてもよい。

あるいは、さらにリン化Ｆｅ粉末を含む場合、原料粉末に占める上記各金属粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：：１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下低融点金属粉末：０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下に調整されていてもよい。

原料粉末は、さらに黒鉛を含むものであってもよい。この場合、黒鉛は固体潤滑剤として作用するので、焼結体の摺動面（軸受面）あるいは圧縮成形時や焼結後の二次加工時における金型との摺動性を向上させる作用を有する。

また、本発明に係る焼結金属軸受は、Ｃｕの融点未満の温度で焼結して得られたものであってもよい。このようにして得られた焼結金属軸受であれば、圧縮成形体中のＣｕ粉末が溶けることなく粉状のままで残るため、完成品中のＣｕ組織が粉状（粒状）組織として残存し、その一部はＳＵＳ組織や純Ｆｅ組織等と共に軸受面を構成する。そのため、相手材（軸など）との間で良好な摺動性を得ることができる。また、純Ｆｅ成分の割合を高めつつも軸受面の加工性を確保して摺動面の面精度を維持することができる。かかる構成は、上記の如く低融点金属粉末を配合して焼結体の強度を補強する場合や、Ｃｕ粉末の一部を純Ｆｅ粉末に置き換えて、純Ｆｅ粉末の含有割合をさらに高める場合に組合せると一層有効である。

また、本発明に係る焼結金属軸受は、その焼結密度が６．８ｇ／ｃｍ^３以上７．３ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内に調整されているものであってもよい。焼結密度（見かけ密度）が上記範囲内に調整された軸受であれば、上記各金属粉末による耐摩耗性、強度、摺動性、加工性を充足しつつも、焼結含油軸受として使用可能な程度の数ないし大きさの内部気孔を確保して、特に後述する流体動圧軸受装置用の軸受部品として好適に供給することができる。

また、上記構成に係る焼結金属軸受は、回転支持すべき軸との間に流体の動圧作用を生じさせるための動圧発生部が形成されたものであってもよい。具体的には、軸受面となる内周面や軸方向端面に動圧発生部を形成したものであってもよい。この際、上述のように、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末とをバランスよく配合した構成を採ることで、例えば動圧溝等の凹凸形状も精度良く成形することができ、かつ、凸部分における摺動性ないし耐摩耗性を高めることができる。

以上の構成に係る焼結金属軸受は、上述の如く、耐摩耗性や強度、摺動性に優れていることから、この軸受を備えた流体動圧軸受装置として使用でき、特にＨＤＤ等のモータ用軸受装置など支持すべき軸の回転重量が比較的大きいスピンドルに好適に使用できる。

また、前記課題の解決は、複数の金属粉末を含む原料粉末を圧縮成形し、焼結して得られたものであって、内部に含油可能な多数の気孔を有する焼結金属軸受を製造する方法であって、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末とを含む原料粉末を圧縮成形し、焼結することを特徴とする焼結金属軸受の製造方法によっても達成される。

また、この際、例えば純Ｆｅ粉末とＣｕ粉末との相互の分散性を高めるために、純Ｆｅ粉末とＣｕ粉末とを、部分的な合金化により一体化した状態で原料粉末に供給するようにしてもよい。このようにすれば、純Ｆｅ粉末とＣｕ粉末とを一体的に原料粉末に供給されるため、純Ｆｅ粉末あるいはＣｕ粉末が偏析する事態を防いで、均質な焼結体を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、耐摩耗性に優れると共に高い焼結強度を示し得る焼結金属軸受を提供することができる。

本発明に係る焼結金属軸受は、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末とで、あるいはこれらの金属粉末を主成分として含む原料粉末を圧縮成形し、焼結することで形成される。ここで、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末が原料粉末全体に占める割合が、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となるように、各金属粉末の配合割合が調整される。

上記原料粉末に含まれる金属粉末のうち、Ｃｕ粉末の組成や形状は特に限定されない。従って、純Ｃｕ粉末の他、一部あるいは全体にわたって他の金属と合金化したＣｕ粉末を使用することも可能である。また、その製造方法についても特に問わず、還元法やアトマイズ法、あるいは電解法など種々の方法により製造されたものを使用することができる。Ｃｕ粉末のサイズについても特に限定されるものではないが、例えばＳＵＳ粉末あるいは純Ｆｅ粉末に比べて微細な粒径を有するものを使用する場合には、その配合割合を減じることができる。Ｃｕ粉末が微細であるほどＳＵＳ粉末や純Ｆｅ粉末との接触領域が増えることで、比較的少量でも軸受の強度を確保することができるとの理由による。また、ＳＵＳ粉末や純Ｆｅ粉末と同サイズのＣｕ粉末を使用する場合と比べて、完成品の軸受面等に露出するＣｕ組織の割合も増大するため、Ｃｕ粉末の配合割合が少なくても摺動性を確保し易いとの理由による。

また、上記原料粉末に含まれるＳＵＳ粉末に関し、その種類（組織）や形状等については特に限定されるものではなく、オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、フェライト系、マルテンサイト系のいずれの組織形態を有するＳＵＳ粉末を使用することも可能である。このうち、特に機械的強度や耐摩耗性に優れたものとしてマルテンサイト系ＳＵＳ粉末を使用することができる。このステンレス鋼の代表例として、例えばＳＵＳ４１０（１１．５Ｃｒ〜１３．５Ｃｒ）を挙げることができる。

純Ｆｅ粉末に関しても、その種類、形状等については特に限定されるものではなく、例えば還元Ｆｅ粉、アトマイズＦｅ粉、電解Ｆｅ粉などその製造方法を問わず種々の純Ｆｅ粉末を使用することができる。

また、以上の金属粉末に加えて、他の粉末が含まれていてもよく、その一例としてリン化Ｆｅ粉末（Ｆｅ_３Ｐ粉末）を挙げることができる。この場合、リン化Ｆｅ粉末は、焼結体の耐摩耗性向上を図る目的で配合され、その配合割合は、耐摩耗性の向上効果が認められる程度にその下限値が定められ、また焼結体の機械的特性に悪影響を及ぼさない程度にその上限値が定められる。具体的には、上記の割合でＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末が原料粉末に含まれる場合、リン化Ｆｅ粉末の配合割合は、原料粉末全体に対して０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下の範囲内で調整される。

あるいは、以上の粉末に加えて、Ｃｕよりもさらに融点の低い金属からなる粉末、例えばＳｎ粉末が含まれていてもよい。すなわち、上記原料粉末は、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、リン化Ｆｅ粉末、および低融点金属粉末としてのＳｎ粉末を含むものであってもよい。この種の金属粉末は、焼結時には溶融（液相化）し、上記同種の金属粉末間あるいは異種金属粉末間のバインダとして作用し、焼結体（焼結金属軸受）の強度向上に寄与する。そのため、係る場合には、主として焼結作用に寄与するＣｕ粉末の割合を減らすこともできる。具体的には、原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、リン化Ｆｅ粉末、および低融点金属粉末（Ｓｎ粉末）の含有割合が、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下、Ｓｎ粉末：０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下に調整されていてもよく、より好ましくは、Ｃｕ粉末：３０ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１５ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．２ｗｔ％以上１．０ｗｔ％以下、Ｓｎ粉末：１．０ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下に調整されていてもよい。

また、圧縮成形時の成形性や離型性、あるいは完成品の摺動特性を改善する目的で、上記原料粉末に、さらに黒鉛（グラファイト）粉末が含まれていてもよい。この場合、上記原料粉末は、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、リン化Ｆｅ粉末、低融点金属粉末（Ｓｎ粉末）、および黒鉛粉末を含むものであってもよい。また、この場合、原料粉末に占める各粉末の含有割合は、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下、Ｓｎ粉末：０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、黒鉛粉末：０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下に調整されていてもよい。

以上の原料粉末組成に係る焼結金属軸受は、例えば以下に示す方法で製造される。すなわち、上記原料粉末を所定の形状に圧縮成形する工程（ａ）、圧粉成形体を焼結する工程（ｂ）、焼結体に対してサイジングを施す工程（ｃ）の少なくとも３工程を経て製造される。

まず、圧粉成形工程（ａ）に関し、Ｖ型混合器等でＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末を混合した原料粉末を作成する。必要に応じて、リン化Ｆｅ粉末や低融点金属粉末、黒鉛等の各種粉末をさらに混合した原料粉末を作成してもよい。ここで、各粉末の混合比率は、上述した原料粉末全体に占める各粉末の含有割合に応じて設定される。

なお、リン化Ｆｅ粉末を混合する場合には、当該リン化Ｆｅ粉末の分散性を高めるため、予め純Ｆｅ粉末にリン化Ｆｅ粉末を混合したものを用意しておき、この混合粉（Ｆｅ＋Ｆｅ_３Ｐ混合粉）をＣｕ粉末やＳＵＳ粉末に混合するようにしてもよい。あるいは、同様の目的で、予め純Ｆｅ粉末の表面にＣｕ粉末を部分的に当接させ、この当接部分を合金化したもの（純Ｆｅ粉末とＣｕ粉末との一部合金体）をＳＵＳ粉末に混合して原料粉末として使用することも可能である。かかる手法は、特に分散性に乏しい微細Ｃｕ粉（例えば上記例示の粒径を有するＣｕ粉末）を使用する場合に有効である。

次に、完成品に準じた形状（例えば図３に示す円筒形状）の粉末充填空間を有する成形金型を用意し、この金型内に上記原料粉末を充填し、所定圧力でプレスすることで、上記金型に対応する形状の圧粉成形体を得る。この際、圧粉成形体の密度が例えば６．５ｇ／ｃｍ^３以上７．０ｇ／ｃｍ^３以下となるように、プレス条件が設定される。

次に、上記圧粉成形体を、所定の焼結温度、ここではＣｕの融点（１０８３℃）未満の温度で所定時間加熱する。これにより、少なくともＣｕ粉末と純Ｆｅ粉末とが相互に焼結され、これにより、Ｃｕ組織と、ＳＵＳ組織、および純Ｆｅ組織とを少なくとも有する焼結金属組織からなる焼結体を得ることができる（焼結工程（ｂ））。ここで、焼結温度に関し、焼結温度がＣｕの融点に近すぎると、溶融するＣｕ粉末の割合が増え、溶融したＣｕ組織が軸受内部に入り込むため、軸受表面にＣｕ組織を維持することが難しくなる。また、あまりにＣｕの融点から離れた低い温度で焼結を行うと、そもそも十分な焼結作用が期待できない。かかる観点から、焼結温度は例えば７５０℃以上１０６０℃以下の範囲内に設定するのがよい。

このようにして得られた焼結体の寸法ないし形状を矯正する目的で焼結体に対してサイジングを実施することで（サイジング工程（ｃ））、焼結金属軸受が完成する。このサイジングにより、焼結体が完成品に準じた寸法ないし形状に整形されると共に、軸受表面の表面開孔率が所定の大きさに調整される。なお、さらに内周面における表面開孔の個数や個々の開口面積を小さくする目的で、上記サイジングと併せて、あるいは上記サイジングに代えて回転サイジングを施すことも可能である。このサイジングによれば、内周面の表面開孔率がさらに小さく（例えば１０％以下）に調整される。そのため、後述する流体動圧軸受装置に組み込んで使用する場合であっても、軸受面上に所定膜厚の油膜を形成し易くなる。

また、上記焼結金属軸受を焼結含油軸受として使用する場合には、この後に含油工程（ｄ）を設けてもよい。すなわち、真空含浸法等を利用して焼結金属軸受の内部気孔に潤滑油等の潤滑剤を含浸させた後、適当に表面の潤滑油を除去することで焼結含油軸受を製造することも可能である。

ここで、上記焼結金属軸受の体積率（１００−気孔率［％］）は、実際の用途に合わせて設定するのがよく、例えば７５％以上９５％以下（気孔率で言えば、５％以上２５％以下）の範囲で設定される。例えば、後述する流体動圧軸受装置に組み込んで使用する場合のように、内部気孔に潤滑油を含浸させて使用する場合には、軸受面（軸受すき間）への潤滑油の供給が滞りなく行えるように、また、温度変化に伴い油量が減少した場合にも軸受すき間に潤滑油が供給できる程度の量の潤滑油を内部気孔に保持できるように、比較的大きめ（気孔率でいえば８％以上１８％以下）に設定するのがよい。なお、ここで、「気孔率」とは、焼結金属軸受の単位体積当たりに占める各内部気孔の容積の総和の割合をいい、具体的には以下の式によって算出される。
気孔率［％］＝１００−密度比［％］＝{１−（ρ１／ρ０）}×１００
ρ１：焼結金属軸受の焼結密度（測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ２５０１ 乾燥密度の欄を参照）
ρ０：焼結金属軸受と同一組成の物質の真の密度
気孔率は密度比の増加に伴いほぼ線形的に低下することが分かっており、従って、密度比を求めることで気孔率を得ることができる。

表面開孔率に関しても、実際の用途に合わせて設定すればよく、例えば流体動圧軸受装置用途の場合であれば、２％以上１５％以下に設定するのがよい。特に、後述するように、焼結金属軸受の内周面等に、潤滑油の動圧作用を発生させるための動圧発生部（図３では動圧溝８ａ１，８ａ２の配列領域）を設ける場合には、油圧の逃げを防ぐ目的で、当該内周面の表面開孔率は比較的小さめ（例えば２％以上１０％以下）に設定するのがよい。ここで、「表面開孔」とは、多孔質組織である焼結金属軸受中に含まれる気孔が外表面に開口した部分をいう。また、「表面開孔率」とは、外表面の単位面積に占める表面開孔の面積割合をいい、以下の条件で測定、評価されるものをいう。
［測定器具］
金属顕微鏡：Ｎｉｋｏｎ ＥＣＬＩＰＳＳ ＭＥ６００
デジタルカメラ：Ｎｉｋｏｎ ＤＸＭ１２００
写真撮影ソフト：Ｎｉｋｏｎ ＡＣＴ−１ ｖｅｒ．１
画像処理ソフト：イノテック製 ＱＵＩＣＫ ＧＲＡＩＮ
［測定条件］
写真撮影：シャッタースピード０．５秒
２値化しきい値：２３５

以上の説明に係る焼結金属軸受は、耐摩耗性や強度、摺動性に優れていることから、例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置等におけるスピンドルモータ用の軸受装置として、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイールモータ、ファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用される。

図１は、上記用途の一例を示すもので、本発明に係る焼結金属軸受８を組み込んだ流体動圧軸受装置１の断面図、さらにはこの流体動圧軸受装置１を備えたＨＤＤのディスク駆動用モータの要部断面図を示す。このモータは、ハブ３を取り付けた軸部材２を回転支持する流体動圧軸受装置１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、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６に固定され、ロータマグネット５はハブ３に固定される。流体動圧軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に固定される。また、同図に示すように、ハブ３には１又は複数枚のディスクＤ（図１では２枚）が保持される。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、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、流体動圧軸受装置１の縦断面図を示している。この流体動圧軸受装置１は、軸部材２と、ハウジング７と、ハウジング７に固定され、内周に軸部材２を配設した焼結金属軸受８と、ハウジング７の一端を閉塞する蓋部材９と、ハウジングの他端開口側に配設されるシール部材１０とを備える。

軸部材２は、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とで構成される。軸部２ａの外周には、後述する焼結金属軸受８の内周面８ａに設けられた動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域とラジアル方向に対向するラジアル軸受面２ａ１が形成される。この実施形態では、ラジアル軸受面２ａ１は軸方向に離隔して２ヶ所に設けられており、軸部２ａを焼結金属軸受８の内周に挿通した状態では、ラジアル軸受面２ａ１，２ａ１と内周面８ａとの間に後述するラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２のラジアル軸受隙間を形成する（図２を参照）。上記構造の軸部材２は、種々の金属材料で形成可能であり、例えば、強度や剛性、耐摩耗性等を考慮してステンレス鋼などの鉄鋼材料で形成される。

ハウジング７は、例えば真ちゅう等の金属材料や樹脂材料で略筒状に形成され、その軸方向両端を開口した形態をなす。ハウジング７の内周面７ａには、焼結金属軸受８の外周面８ｄが、例えば接着（ルーズ接着や圧入接着を含む）、圧入、溶着（超音波溶着やレーザ溶着を含む）など適宜の手段で固定される。また、内周面７ａの下端側には、内周面７ａよりも大径であって、後述する蓋部材９を固定するための固定面７ｂが形成される。なお、樹脂材料でハウジング７を形成する場合、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の何れもが使用可能であり、例えば熱可塑性樹脂であれば、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）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）等に代表される結晶性樹脂や、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）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等に代表される非晶性樹脂が使用可能である。これら樹脂材料は単独で、あるいは２種以上を混合した状態でも使用可能である。

また、上記樹脂材料には、必要に応じて、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンブラック、黒鉛、金属粉末、有機粉末等の粉末状充填材などを１種又は複数種混合して充填（添加）することもできる。もちろん、ハウジング７の材質は樹脂に限るものではなく、例えば銅系合金などをはじめとする金属や他の材質を採用することができる。また、その形成方法も特に問わず、例えば切削加工の他、鍛造やプレス等の塑性加工、あるいはＭＩＭ等の金属射出成形を採用することができる。

焼結金属軸受８は、この実施形態では多孔質構造を有する円筒形状をなし、その内周面８ａの全面又は一部には、ラジアル動圧発生部として複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この実施形態では、例えば図３に示すように、互いに傾斜角の異なる複数の動圧溝８ａ１，８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が、軸方向に離隔して２ヶ所に形成される。また、この実施形態では、軸受内部における潤滑油の循環を意図的に作り出す目的で、一方側（ここでは上側）の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域を軸方向非対称に形成している。図３に例示の形態で説明すると、軸方向に隣接する動圧溝８ａ１，８ａ２間の領域（いわゆる帯部８ａ３）の軸方向中心ｍより上側（シール部材１０の側）の動圧溝８ａ１配列領域の軸方向寸法Ｘ_１が、下側の動圧溝８ａ２配列領域の軸方向寸法Ｘ_２よりも大きくなるように形成されている。なお、内周面８ａの下側（後述するスラスト軸受隙間に近い側）に位置する動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、軸方向中央の帯部８ａ３を境に軸方向対称に形成されている。

焼結金属軸受８の下端面８ｂの全面または一部の領域には、図４に示すように、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝８ｂ１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８ｂ１配列領域は、完成品の状態ではフランジ部２ｂの上端面２ｂ１と対向し、軸部材２の回転時、上端面２ｂ１との間に後述する第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。

焼結金属軸受８の上端面８ｃの半径方向中央位置には、図３に示すように、断面楔状の環状溝８ｃ１が形成される。また、上端面８ｃの環状溝８ｃ１より内周側には、環状溝８ｃ１と内周面８ａとをつなぐ半径方向溝８ｃ２が円周方向複数箇所に形成される。これら環状溝８ｃ１や半径方向溝８ｃ２は後述の軸方向溝８ｄ１と相まって軸受内部空間における潤滑油の循環路を形成し、これにより円滑な潤滑油の供給状態が確保される。

焼結金属軸受８の外周面８ｄには、軸方向に伸びる複数本（例えば３本）の軸方向溝８ｄ１が形成される。これら軸方向溝８ｄ１は、相互に円周方向で等間隔だけ離れた位置に形成されている。

このように、内周面８ａの動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、既述のサイジング工程（ｃ）にて実施される寸法サイジング、回転サイジングに続いて、さらに溝サイジング加工を施すことにより焼結体（焼結金属軸受８）の内周面８ａに成形される。具体的には、円筒状の焼結体を径方向に圧迫して、その内周面に、動圧溝８ａ１，８ａ２に対応する複数の凸部を有する成形型（成形ロッド）の外周面を押し当てて内周面を当該型に倣って塑性変形させることにより、動圧溝８ａ１，８ａ２が転写成形される。この際、Ｃｕの融点以下の温度で焼結していれば、焼結体の内周面にはＣｕの粒状組織が多数残っていることになり、溝サイジング加工の成形性が良好に確保される。そのため、上記動圧溝８ａ１，８ａ２あるいはこの動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域を高精度に成形することができる。特に、図３に示す形状の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、サイジング前の焼結体の内周面のうち、円周方向に沿って配列される動圧溝８ａ１，８ａ１間の領域と、軸方向に配列される動圧溝８ａ１，８ａ２間の領域である帯部８ａ３（何れも図３中クロスハッチングで示す領域）を周囲に対して相対的に盛り上がらせることで動圧溝８ａ１，８ａ２を成形するものである。そのため、焼結体の内周面にＣｕ組織が残っている構造は、動圧溝８ａ１，８ａ２の成形性あるいは成形精度に対して有効に作用する。なお、同様の方法で、下端面８ｂの動圧溝８ｂ１配列領域も、上記溝サイジング加工時に、あるいは、寸法サイジング時に成形可能である。

ハウジング７の下端側を閉塞する蓋部材９は、例えば金属材料あるいは樹脂材料で形成され、ハウジング７の内周下端に設けられた固定面７ｂに固定される。この際、蓋部材９の固定には、接着、圧入、溶着、溶接など既知の固定手段を用いることができる。もちろん、蓋部材９の固定形態は図示の形態に限るものではなく、例えば外周縁から上端面９ａ側に円筒状に突出する部分を設け、この突出部の外周面とハウジング７の内周側の固定面７ｂとを固定してもよいし、当該突出部の内周面とハウジング７の下端側の外周面とを固定するようにしてもよい。

蓋部材９の上端面９ａの全面又は一部の領域には、例えば図４と同様の配列態様（スパイラルの方向は逆）をなす動圧溝配列領域が形成される。この動圧溝配列領域、完成品の状態ではフランジ部２ｂの下端面２ｂ２と対向し、軸部材２の回転時、下端面２ｂ２との間に後述する第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。

シール手段としてのシール部材１０は、この実施形態ではハウジング７と別体に形成され、ハウジング７の上端内周に圧入、接着、溶着、溶接等任意の手段で固定される。ここでは、シール部材１０の下端面を焼結金属軸受８の上端面８ｃに当接させた状態でハウジング７に固定される。なお、シール部材１０の材質は特に問わず、多孔質材のように油漏れが生じるおそれのある材料でない限り、種々の金属材料もしくは樹脂材料等を使用することができる。あるいは、多孔質材であっても、外気と接触する表面をコーティング等により封孔しておくことで、シール部材１０として使用することができる。もちろん、シール部材１０および蓋部材９の何れか一方をハウジング７と同材料で一体に形成することも可能である。

シール部材１０の内周にはテーパ形状をなすシール面１０ａが形成されており、このシール面１０ａと、軸部２ａの上部外周面との間にシール空間Ｓが形成される。潤滑油を流体動圧軸受装置１の内部に充填した状態では、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓの内部に維持される。

上述の構成部品を、所定の手順および図２に準じる形態に組立てた後、軸受内部空間（図２中、散点模様で示す領域）に潤滑油を充填することで、焼結金属軸受８の内部気孔に潤滑油が含浸されると共に、その他の空間（ラジアル軸受隙間など）に潤滑油が満たされる。これにより、完成品としての流体動圧軸受装置１を得る。流体動圧軸受装置１の内部に充満される潤滑油としては、種々の油が使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の流体動圧軸受装置１に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が好適に使用可能である。

上記構成の流体動圧軸受装置１において、軸部材２の回転時、焼結金属軸受８の双方の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、軸部２ａのラジアル軸受面２ａ１，２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴い、上下何れの動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域においても潤滑油が動圧溝８ａ１，８ａ２の軸方向中心に向けて押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝８ａ１，８ａ２の動圧作用によって、軸部材２を回転自在にラジアル方向に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とがそれぞれ軸方向に離隔して２ヶ所に構成される（何れも図２を参照）。

また、焼結金属軸受８の下端面８ｂに設けた動圧溝８ｂ１配列領域とこれに対向するフランジ部２ｂの上端面２ｂ１との間のスラスト軸受隙間、および、蓋部材９の上端面９ａに設けた動圧溝配列領域とこれに対向するフランジ部２ｂの下端面２ｂ２との間のスラスト軸受隙間に、動圧溝の動圧作用により潤滑油の油膜がそれぞれ形成される。そして、これら油膜の圧力によって、軸部材２をスラスト方向に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２とがそれぞれ構成される（何れも図２を参照）。

この場合、焼結金属軸受８は、ＳＵＳ組織と純Ｆｅ組織を多く含む組織構造を有するため、ラジアル軸受面となる内周面８ａの硬度も比較的高い。そのため、例えばＳＵＳ製の軸部材２の回転開始直後、あるいは回転停止直前に、軸部２ａの外周面２ａ１とこれに対向する焼結金属軸受８の内周面８ａとの間で接触摺動が生じた場合でも、両面２ａ１、８ａ間の硬度差は小さくて済み、焼結金属軸受８と軸部２ａとの間の摩耗を抑制することができる。特に、この実施形態のように、軸部材２の上部にハブ３および複数枚のディスクＤを装着した状態では、軸部材２を含む回転体の重心が上側に移動し、かつモーメント荷重も大きくなるため、軸部材２と焼結金属軸受８とが軸受上部で接触摺動し易いが、上述のように両部材２ａ、８の硬度差（両摺動面２ａ１、８ａの硬度差）を小さくすることで、かかる摺動摩耗を極力小さく抑えることができる。

また、焼結金属軸受８の内周面８ａに設けた上側の動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域は、その帯部８ａ３の軸方向中心に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心より上側領域の軸方向寸法Ｘ１は下側領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きい。そのため、軸部材２の回転時、上側領域における潤滑油の引き込み力（ポンピング力）は下側領域におけるそれ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によって、ラジアル軸受隙間からその下方に向けて流出した潤滑油は、第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間からその外径側に位置する焼結金属軸受８の軸方向溝８ｄ１、そして、上端面８ｃとシール部材１０の下端面との軸方向隙間から環状溝８ｃ１および半径方向溝８ｃ２という経路を循環して、第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。

このように、潤滑油がラジアル軸受隙間を含む軸受内部空間を流動循環するように構成することで、当該内部空間内の潤滑油の圧力が局部的に負圧になる現象を防止して、負圧発生に伴う気泡の生成、気泡の生成に起因する潤滑油の漏れや軸受性能の劣化、振動の発生等の問題を解消することができる。また、何らかの理由で潤滑油中に気泡が混入した場合、気泡が潤滑油に伴って上記循環経路内を循環する際にシール空間Ｓ内の潤滑油の油面（気液界面）から外気に排出されるので、気泡による悪影響が効果的に防止される。

以上、本発明に係る焼結金属軸受８の一用途例につき説明したが、この軸受を適用可能な流体動圧軸受装置１がこの例のみに限定されないことはもちろんである。

例えば、焼結金属軸受８を備えた流体動圧軸受装置として、上記用途例では、軸部２ａの一端に設けたフランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２側にスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２を形成した形態を有する場合を説明したが、これらスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の軸方向離間距離を異ならせることも可能である。図５はその一例を示すもので、同図に係る流体動圧軸受装置１１は、主に、ハウジング１７の両端に２つのシール空間Ｓ１，Ｓ２を配置した点、およびスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２を焼結金属軸受１８の両端に形成した点で図２に示す流体動圧軸受装置１と異なる形態を有する。

この図示例では、本発明に係る焼結金属軸受１８は、その下端面１８ｂだけでなく上端面１８ｃにも図４に示す形状の動圧溝配列領域（スパイラルの向きは図３と逆）を有する。そのため、第１スラスト軸受部Ｔ１は、第１シール部材１９の下端面１９ａと焼結金属軸受１８の上端面１８ｃとの間に設けられ、第２スラスト軸受部Ｔ２は、第２シール部材２０の上端面２０ａと焼結金属軸受１８の下端面１８ｂとの間に設けられる。また、第１シール空間Ｓ１は、軸部材１２に固定された第１シール部材１９の外周面１９ｂとこの面に向かい合うハウジング１７上端の内周面１７ａとの間に形成されると共に、第２シール空間Ｓ２は、第２シール部材２０の外周面２０ｂとこの面に向かい合うハウジング１７下端の内周面１７ａとの間に形成される。なお、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が、図３に例示のラジアル動圧発生部を設けた内周面１８ａと、内周面１８ａと対向する軸部材１２の外周面１２ａとの間にそれぞれ形成される点は、図２に示す流体動圧軸受装置１の場合と同様である。

本形態に係る流体動圧軸受装置１１は、図２に示す流体動圧軸受装置１と比べ、両スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２間の離間距離が大きくなっているため、軸受全体としてのモーメント荷重に対する負荷能力を向上させることができる。そのため、ＨＤＤをはじめとする情報機器の高容量化に伴い、ディスク枚数の増加など回転体重量が増加した場合であっても、軸部材２との接触による焼結金属軸受８の摺動摩耗を低減（抑制）することができる。

図６は、さらに他の形態に係る流体動圧軸受装置２１の断面図を示す。同図に係る流体動圧軸受装置２１では、焼結金属軸受８を軸方向に２個重ねて配設しており、これら焼結金属軸受８，８が、筒部２７ａと底部２７ｂとからなる有底筒状のハウジング２７の内周面２７ａ１に固定される。軸方向に重ねて配設された２個の焼結金属軸受８のうち、上側の焼結金属軸受８には、シール部材１０の側のみに図３で例示の非対称動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域が設けられ、下側の焼結金属軸受８には、フランジ部２ｂの側のみに図３で例示の対称な動圧溝８ａ１，８ａ２配列領域が設けられる。そのため、双方の焼結金属軸受８，８間で最も軸方向に離隔した位置でラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２が形成される。

このように、図６に係る流体動圧軸受装置２１は、図２や図５に示す流体動圧軸受装置１，１１に比べてラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２間の離間距離を大きくすることで、軸受全体としてのモーメント荷重に対する負荷能力を向上させている。そのため、回転体重量の増加や、回転速度の増加に対しても、焼結金属軸受８，８の摺動摩耗を低減して、長期にわたって優れた軸受性能を発揮することができる。

また、以上の説明では、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明を適用可能な構成はこれに限定されるものではない。

例えば、ラジアル軸受部Ｒ１，Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部材２，１２の外周面２ａ１，１２ａとの間に、くさび状の半径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。

あるいは、ラジアル軸受面となる焼結金属軸受８，１８の内周面８ａ，１８ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円状内周面とし、この内周面と対向する真円状の外周面とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。

また、スラスト軸受部Ｔ１，Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、スラスト軸受面となる領域に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（端面が調和波形などの波型になったもの）等で構成することもできる。

また、以上の実施形態では、動圧発生部を何れも固定側（ハウジング２７や焼結金属軸受８、蓋部材９など）に設けた場合を説明したが、その一部あるいは全てを回転側（軸部材２，１２やフランジ部２ｂ、シール部材１９，２０など）に設けることも可能である。具体的には、軸部材２，１２の外周面２ａ１，１２ａやフランジ部２ｂの両端面２ｂ１，２ｂ２、あるいはシール部材１９，２０の下端面１９ａや上端面２０ａのうち、１ヶ所以上に既述の動圧発生部を設けることが可能である。

また、以上の実施形態では、軸部材２，１２が回転して、それを焼結金属軸受８，１８で支持する構成を説明したが、これとは逆に、焼結金属軸受８，１８の側が回転して、それを軸部材２，１２の側で支持する構成に対しても本発明を適用することが可能である。この場合、図示は省略するが、焼結金属軸受８，１８はその外側に配設される部材に接着固定され、当該外側部材と一体に回転し、固定側の軸部によって支持される。

また、以上の実施形態では、流体動圧軸受装置１，１１，２１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流体膜を形成するための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも流体膜を形成可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。もちろん、本発明に係る焼結金属軸受は、耐摩耗性に優れたものであることから、何らの潤滑流体を使用することなく通常の滑り軸受として使用することも可能である。

本発明の効果を実証するため、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ系粉末とを所定の割合で含む原料粉末で形成された焼結金属軸受（実施例１）と、従来組成の原料粉末で形成された焼結金属軸受（比較例１および２）とについて、それぞれ圧環試験および摩耗量測定試験を行い、各特性につき比較評価を行った。

ここで、試験材料には、Ｃｕ粉末として福田金属箔粉工業（株）製のＣＥ−１５を、ＳＵＳ粉末として大同特殊鋼（株）製のＤＡＰ４１０Ｌを、また、純Ｆｅ粉末としてヘガネス（株）製のＮＣ１００．２４、リン化Ｆｅ粉末として、ヘガネス（株）製のＰＮＣ６０をそれぞれ用いた。また、この実験では、低融点金属としてのＳｎ粉末および黒鉛粉末を原料粉末に使用し、Ｓｎ粉末には福田金属箔粉工業（株）製のＳｎ-Ａｔ-Ｗ３５０を、黒鉛粉末には日本黒鉛工業（株）製のＥＣＢ−２５０をそれぞれ用いた。圧粉成形体の密度が６．５〜７．０［ｇ／ｃｍ^３］となるように成形条件（プレス力）を設定した。実施例の焼結温度は１０５０℃、比較例の焼結温度は８７０℃とした。実施例と比較例、各々の原料粉末の配合組成は下記の表１に示す通りである。完成品としての試験片（焼結金属軸受）の完成品寸法は、実施例、比較例共にφ（内径）４ｍｍ×φ（外径）７．５ｍｍ×ｔ（軸方向幅）１２．４ｍｍとした。また、試験片の数は各実施例、比較例共に５とした。

圧環強度の測定試験は、上記試験片を用いて実施例、比較例共にＪＩＳ Ｚ ２５０７に準拠して行った。

摩耗量測定試験は、同じく上記試験片を用いて実施例、比較例共にサバン型摩耗試験機により行った。その際の試験条件は下記に示す通りである。
相手材材質：ＳＵＳ４２０Ｊ２
周速：５０ｍ／ｍｉｎ
面圧：１．３ＭＰａ
潤滑剤：エステル油（１２ｍｍ^２／ｓ）
試験時間：３ｈｒｓ

下記の表２に圧環試験の測定結果および摩耗試験の測定結果をそれぞれ示す。何れの値も比較例１を基準として（比較例１の測定値を１として）相対値として示している。

まず、耐摩耗性に関していえば、原料粉末にＳＵＳ粉末および純Ｆｅ粉末を含む焼結金属軸受（実施例１）の場合には、ＳＵＳ粉末のみを含む焼結金属軸受（比較例２）とほぼ同等の摩耗量（摩耗深さ、摩耗痕面積）を示すことが確認された。また、圧環強度に関していえば、Ｃｕ粉末とＦｅ粉末のみを主としＳＵＳ粉末を含まない焼結金属軸受（比較例１）と同等あるいはそれ以上の高い値を示すことが確認された。さらには、線膨張係数に関しても、実施例１に係る焼結金属軸受が最も小さい値を示すことが確認された。以上の結果より、本発明に係る焼結金属軸受であれば、耐摩耗性に優れると共に高い焼結強度を示し得ることが確認された。

本発明の一実施形態に係る焼結金属軸受を組み込んだ流体動圧軸受装置、およびこの流体動圧軸受装置を備えたスピンドルモータの断面図である。 流体動圧軸受装置の断面図である。 本発明に係る焼結金属軸受の断面図である。 焼結金属軸受の一平面図である。 他の形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。 他の形態に係る流体動圧軸受装置の断面図である。

１，１１，２１ 流体動圧軸受装置
２，１２ 軸部材
２ａ 軸部
２ｂ フランジ部
３ 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
７，１７，２７ ハウジング
８，１８ 焼結金属軸受
８ａ，１８ａ 内周面
８ａ１，８ａ２ 動圧溝
８ｂ，１８ｂ 下端面
８ｂ１ 動圧溝
８ｃ，１８ｃ 上端面
８ｄ 外周面
８ｄ１ 軸方向溝
９ 蓋部材
１０，１９，２０ シール部材
Ｒ１，Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２ スラスト軸受部
Ｓ１，Ｓ２ シール空間

Claims (11)

1. 複数の金属粉末を含む原料粉末を圧縮成形し、焼結して得られたものであって、内部に含油可能な多数の気孔を有する焼結金属軸受において、
   原料粉末は、Ｃｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末とを含み、かつ
   原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、および純Ｆｅ粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下に調整されていることを特徴とする焼結金属軸受。
2. 原料粉末は、さらにリン化Ｆｅ粉末を含む請求項１に記載の焼結金属軸受。
3. 原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、およびリン化Ｆｅ粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、リン化Ｆｅ粉末：０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下に調整されている請求項２に記載の焼結金属軸受。
4. 原料粉末は、さらに低融点金属粉末を含む請求項１〜３の何れかに記載の焼結金属軸受。
5. 低融点金属粉末はＳｎ粉末である請求項４に記載の焼結金属軸受。
6. 原料粉末に占めるＣｕ粉末とＳＵＳ粉末、純Ｆｅ粉末、および低融点金属粉末の含有割合がそれぞれ、Ｃｕ粉末：１５ｗｔ％以上４５ｗｔ％以下、ＳＵＳ粉末：１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、純Ｆｅ粉末：２０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下、低融点金属粉末：０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下に調整されている請求項４又は５に記載の焼結金属軸受。
7. 原料粉末は、さらに黒鉛を含む請求項１〜６の何れかに記載の焼結金属軸受。
8. Ｃｕの融点未満の温度で焼結して得られた請求項１〜７の何れかに記載の焼結金属軸受。
9. 焼結密度が、６．８ｇ／ｃｍ³以上７．３ｇ／ｃｍ³以下の範囲内に調整されている請求項１〜８の何れかに記載の焼結金属軸受。
10. 回転支持すべき軸との間に流体の動圧作用を生じさせるための動圧発生部が形成されている請求項１〜９の何れかに記載の焼結金属軸受。
11. 請求項１〜１０の何れかに記載の焼結金属軸受を備えた流体動圧軸受装置。

Images