JP6890405B2 - 動圧軸受及びその製造方法 - Google Patents
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Description
圧粉工程は、原料粉末を金型に供給し、圧縮成形することで、円筒状の圧粉体を得る工程である。原料粉末は、粒子表面に酸化物被膜の形成が可能な金属粉末(イオン化傾向の大きな金属)を含む。原料粉末に含まれる金属粉末は、実質的に単一種の金属粉末からなる。具体的には、原料粉末に含まれる金属粉末の99wt%以上(あるいは、金属以外の成分を含む原料粉末全体の95wt%以上)が、単一種の金属粉末からなる。金属粉末としては、例えば鉄粉や銅粉等のように単一金属からなる粉末や、合金粉(例えば、予合金化したプレアロイ粉)を使用することができる。
脱脂工程は、圧粉体を加熱して、圧粉体に含まれる成形用潤滑剤を除去(脱ろう)する工程である。脱脂工程は、成形用潤滑剤の分解温度より高く、後述の酸化工程よりも低い温度で行われ、例えば300〜500℃で30〜120分間加熱される。脱脂前の圧粉体8’は、図9の左図に示すように、鉄粒子11の間の隙間に成形用潤滑剤14が配されているが、脱脂工程を施すことにより、図9の中央図に示すように、成形用潤滑剤14が消失し、鉄粒子11のみからなる圧粉体8’が得られる。
酸化工程では、圧粉体を酸化性雰囲気中で加熱する。これにより、図9の右図に示すように金属粉末(鉄粉)の各粒子11の表面に酸化物被膜12を生成させ、この酸化物被膜12を介して粒子11同士を結合することで強度が高められ、酸化圧粉体8”が得られる。具体的には、酸化工程により、金属粉末の各粒子の表面に生成される酸化物被膜が、鉄粒子11間に行き渡ってネットワークを形成することで、従来のような高温での焼結による結合力を代替し、酸化圧粉体8”が高強度化される。また、本実施形態では、主成分となる鉄粉の全粒子が酸化物被膜を介して接合されているわけではなく、一部の粒子同士が酸化物被膜を介することなく直接接触して融着している。
含油工程では、酸化圧粉体の内部気孔に、油が含浸される。具体的には、減圧環境下で酸化圧粉体を油中に浸漬した後、大気圧に戻すことにより、酸化圧粉体の表面の開口部から内部気孔に油が入り込む。以上により、多孔質含油軸受としての軸受スリーブ8が完成する。尚、含油工程を省略し、内部に油が含浸されていない酸化圧粉体を用いて、流体動圧軸受装置1を組み立ててもよい。この場合、流体動圧軸受装置1の内部に真空含浸等により油を充填する際に、ドライ状態の酸化圧粉体の内部気孔に油が含浸されることで、多孔質含油軸受としての軸受スリーブ8が得られる。
寸法変化率(%)={(酸化処理後寸法−酸化処理前寸法)/酸化処理前寸法}×100
2 軸部材
7 ハウジング
8 軸受スリーブ
8’ 圧粉体
8” 酸化圧粉体
9 シール部
11 鉄粒子
12 酸化物被膜
14 成形用潤滑剤
A ラジアル軸受面
B,C スラスト軸受面
G1,G2,G3 動圧溝
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 (5)
- 内周面にラジアル動圧発生部が形成され、金属粉末の粒子の表面に形成された酸化物被膜を介して前記粒子同士が結合された酸化圧粉体からなる動圧軸受において、
前記酸化圧粉体に含まれる金属粉末の99wt%以上が還元鉄粉で構成され、
前記酸化物被膜がFe 3 O 4 とFe 2 O 3 の混合体であり、
前記酸化圧粉体の真密度比が80%以上91%以下であり、
前記酸化圧粉体の圧環強さが150MPa以上である動圧軸受。 - 少なくとも一方の端面にスラスト動圧発生部が形成された請求項1に記載の動圧軸受。
- 請求項1又は2に記載の動圧軸受と、前記動圧軸受の内周に挿入された軸部材と、前記動圧軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる油膜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。
- 請求項3に記載の流体動圧軸受装置と、前記動圧軸受および前記軸部材のうち、回転側に設けられたロータマグネットと、前記動圧軸受および前記軸部材のうち、固定側に設けられたステータコイルとを備えたモータ。
- 還元鉄粉が95wt%以上を占める原料粉末を圧縮して圧粉体を成形すると同時に、該圧粉体の内周面にラジアル動圧発生部を成形する工程と、前記圧粉体を空気雰囲気中で加熱して、前記圧粉体を構成する金属粉末の粒子の表面に酸化物被膜を形成し、この酸化物被膜を介して前記粒子同士を結合して酸化圧粉体を得る工程とを有し、
前記酸化圧粉体の真密度比が80%以上91%以下であり、
前記酸化圧粉体の圧環強さが150MPa以上である動圧軸受の製造方法。
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