JPH11182551A

JPH11182551A - 動圧型多孔質含油軸受

Info

Publication number: JPH11182551A
Application number: JP34962897A
Authority: JP
Inventors: Tsuguto Nakaseki; 嗣人中関; Natsuhiko Mori; 夏比古森
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-06
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JP3607478B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受剛性の向上、軸受寿命の向上【解決手段】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１ａ１の密度が高く、表層部分１ａ
１より内部側の内部側部分１ａ２の密度が低くなってい
る。表層部分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。軸受面１ｂにおける表層部分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の範囲内である。

Description

【発明の詳細な説明】

【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（ＬＢ
Ｐ）のポリゴンミラー用や磁気ディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ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】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】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μ
ｍ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】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、本発明では、多孔質の軸受本体
を、密度比α（％）が７５≦α＜８５の部分を主体とし
て構成すると共に、傾斜状の動圧溝が形成された軸受面
の表面から所定深さまでの表層部分の密度比α（％）を
８５≦α≦９５とし、軸受面における表層部分の細孔を
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。

【００１５】本発明では、少なくとも軸受面における表
層部分の密度比αを８５≦α≦９５の範囲内に設定して
るため、油が上記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。表層部分の密度比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、表層部分の
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表層部分
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。

【００１６】軸受本体の表層部分よりも内部側部分の密
度比α（％）を７５≦α＜８５の範囲内としたのは次の
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の範囲内とした。

【００１７】上記表層部分の深さの平均値（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
範囲内とすることが好ましい。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。

【００１８】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。

【００１９】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
る表層部分の密度比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。

【００２０】尚、軸受面における表層部分の密度比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。

【００２１】

【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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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ｍ
１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）１
ｄ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ｍ
２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。

【００２５】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。

【００２６】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１ａ１の密度が高
く、表層部分１ａ１より内部側の内部側部分１ａ２の密
度が低くなっている。表層部分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
る表層部分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５
０μｍである。軸受本体１ａの外周面、両端面における
表層部分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、表層部分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表層部分
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の表層部分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
表層部分１ａ１よりも大きくても良いし小さくても良
い。また、外周面や両端面の表層部分１ａ１はなくても
良い。

【００２７】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＜８
５の範囲内に設定される。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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１
ａ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。

【００３１】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２１ａ
２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。

【００３２】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。

【００３３】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２
２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。

【００３４】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２
１ａ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。

【００３５】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（の状態）、焼結合金素材１’をダイ２
０から抜く（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（の状態）。
これにより、軸受本体１ａが完成する。

【００３６】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の表層部分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の表層部分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。

【００３７】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。

【００３８】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２〜４
μｍ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１
ｃ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。

【００３９】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。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以下の効果を有する。

【００４１】（１）密度比αが８５≦α≦９５の範囲内
に設定された軸受面の表層部分の細孔を介して、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。

【００４２】（２）軸受本体の表層部分よりも内部側部
分の密度比α（％）が７５≦α＜８５の範囲内に設定さ
れているため、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。

【００４３】（３）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。

【００４４】（４）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表層部分１ａ２内部側部分１ｂ軸受面１ｃ動圧溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式で表される密度比α（％）が７５
≦α＜８５の部分を主体とし、傾斜状の動圧溝が形成さ
れた軸受面の表面から所定深さまでの表層部分の密度比
α（％）が８５≦α≦９５である焼結金属からなる多孔
質の軸受本体と、潤滑油又は潤滑グリースの含浸によっ
て軸受本体の内部の細孔内に保有された油とを備え、上記表層部分の細孔を介して、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、軸受隙間に形成され
る動圧油膜によって軸の摺動面を軸受面に対して浮上支
持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
【請求項２】上記表層部分の深さの平均値（ｔ）と軸
受面の内径寸法（Ｄ１）との比（ｔ／Ｄ１）が１／６０
≦ｔ／Ｄ１≦１／１５である請求項１記載の動圧型多孔
質含油軸受。
【請求項３】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請求項１又は２記載の動圧型多
孔質含油軸受。
【請求項４】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請求項１又は２記載の動圧型多孔
質含油軸受。
【請求項５】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
滑領域とを有する請求項１又は２記載の動圧型多孔質含
油軸受。
【請求項６】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請求項１又は２記載の動圧型多
孔質含油軸受。