KR102137424B1 - 소결 베어링 - Google Patents

Abstract

[과제] 회전축에 부여하는 저항을 저감하는 것이 가능한 소결 베어링을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명에 의한 소결 베어링(1)은 회전축(10)의 외주면을 지지하는 제 1 베어링면(21a)을 갖는 제 1 베어링부(21)와, 회전축(10)의 외주면을 지지하는 제 2 베어링면(22a)을 갖는 제 2 베어링부(22)와, 제 1 베어링부(21)와 제 2 베어링부(22) 사이에 형성된 중간부(23)를 갖고 있다. 중간부(23)의 내경은 제 1 베어링부(21)의 내경 및 제 2 베어링부(22)의 내경 각각과 비교해서 크게 형성되어 있다. 그리고, 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 중 적어도 한쪽의 베어링면(21a, 22a)에는 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다.

Description

소결 베어링{SINTERED BEARING}

본 발명은 금속분을 금형 내에서 압분 성형 후 소결함으로써 형성되고, 윤활제가 함침되는 소결 베어링에 관한 것으로서, 특히 회전축과의 마찰 저항을 저감하고, 또한 노이즈를 저감하는 것이 가능한 소결 베어링에 관한 것이다.

소결 베어링은 염가이고 또한 신뢰성이 높은 베어링으로서 가전용 모터, 차재용 모터, OA 기기 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그 일례로서, 팬 모터는 컴퓨터나 텔레비전 등 가전 기기 내부의 냉각 팬, 냉장고 내부의 순환 및 냉각용 팬, 배터리의 냉각이나 인카센서의 흡인에 사용되는 차재용 팬 등이 있고, 해마다 수요가 높아지고 있다.

이것들 팬 모터는 기기가 장기간 사용되는 점으로부터, 장기 수명화는 물론 소비 전력의 저감이 중요한 요구 특성이다. 특히, 모바일 기기와 같이 배터리로 구동하는 것은 소비 전력을 최대한 억제할 필요가 있다.

한편, 상기 팬 모터는 최근에 특히 정음화의 요구 레벨이 높아지고 있다. 일반적으로, 모터의 정음화를 위해서는 소결 베어링에 있어서 첫째로 회전축과 베어링의 클리어런스를 좁혀 축의 폭주에 의한 노이즈를 억제하는 것, 둘째로 베어링에 함침하는 윤활제의 점도를 높여서 내경 슬라이딩면에 발생하는 유막 강도를 높이는 것이 유효하다.

그러나, 팬 모터와 같이 저부하로 운전하고, 또한 저토크의 모터에 있어서는 회전축과 베어링의 마찰 저항은 베어링에 함침하는 윤활제의 유체 저항이 지배적이다. 따라서, 회전축과 베어링의 클리어런스를 지나치게 좁게 하면 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 커져 모터의 소비 전력이 증대해버린다. 또한, 윤활제의 점도를 높여도 유체 저항의 증대에 의해 소비 전력이 높아져버리기 때문에 선택하는 윤활제의 점도에도 제약이 있다.

종래, 회전축과의 마찰 저항을 저감할 수 있는 소결 베어링으로서 예를 들면 특허문헌 1에 나타낸 것이 알려져 있다.

이 소결 베어링에서는 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 구멍에 있어서, 축방향의 중간부의 내경이 축방향의 양 단부 각각(이하, 「베어링부」라고 한다)의 내경과 비교해서 크게 형성되어 있다. 이것에 의해, 중간부의 내주면이 회전축에 접촉하는 일이 없어지기 때문에 베어링 구멍의 내주면에 있어서의 회전축에 대응하는 부분의 면적(이하, 「슬라이딩 면적」이라고 한다)이 감소한다. 따라서, 베어링 구멍의 내주면과 회전축의 접촉이 억제되고, 또한 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항도 억제되기 때문에 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해지고 있다. 여기서, 「회전축에 대응하는 부분」이란 회전축이 회전하고 있을 때에 회전축에 상시 접촉하고 있는 부분을 의미하는 것은 아니고, 회전축에 접촉할 가능성이 있고 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 강하게 영향을 주는 부분을 의미한다(이하, 마찬가지로 한다).

일본 특허 공개 평 7-332363 호 공보

그러나, 종래의 소결 베어링에서는 회전축과의 마찰 저항을 저감하는 것에 한계가 있다.

즉, 종래의 소결 베어링에서는 그 축방향에 있어서 중간부의 범위를 넓혀서 양 베어링부의 범위를 좁게 할수록 슬라이딩 면적을 작게 할 수 있다. 그러나, 각 베어링부(각 베어링면)의 축방향의 치수가 지나치게 작아지면 쐐기 효과에 의해 발생한 유압이 각 베어링면의 축방향의 양단으로부터 빠져나가버려 유막 강도를 유지할 수 없게 된다. 그리고, 유막 강도가 저하하면 베어링면과 회전축의 접촉이 발생하기 쉬워져, 결과적으로 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항이 증가할 뿐만 아니라 노이즈 발생을 조장해버린다. 따라서, 종래의 소결 베어링에서는 회전축과의 마찰 저항의 저감에 한계가 있다.

본 발명의 과제는 회전축과의 마찰 저항을 저감하는 것이 가능한 소결 베어링을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 발명에 의한 소결 베어링은 금속분을 금형 내에서 압분 성형 후 소결해서 형성되고, 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 구멍을 갖고, 윤활제가 함침되는 소결 베어링으로서, 상기 회전축을 지지하는 제 1 베어링면을 갖는 제 1 베어링부와, 상기 회전축을 지지하는 제 2 베어링면을 갖는 제 2 베어링부와, 상기 제 1 베어링부와 상기 제 2 베어링부 사이에 형성된 중간부를 갖고, 상기 중간부의 내경은 상기 제 1 베어링부의 내경 및 상기 제 2 베어링부의 내경 각각과 비교해서 크게 형성되고, 상기 제 1 베어링면 및 상기 제 2 베어링면 중 적어도 한쪽의 베어링면에는 복수의 딤플이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에 의한 소결 베어링에서는 제 1 베어링부와 제 2 베어링부 사이에 중간부가 형성되어 있고, 중간부의 내경이 각 베어링부의 내경과 비교해서 크게 형성되어 있다.

이것에 의해, 중간부의 내주면이 회전축에 접촉하지 않게 되고, 베어링 구멍의 내주면에 있어서의 슬라이딩 면적이 감소한다. 따라서, 베어링 구멍의 내경이 축방향의 전체 길이에 걸쳐서 동일하게 형성되어 있는 소결 베어링(이하, 「스트레이트 베어링」이라고 한다)과 비교해서 베어링 구멍의 내주면과 회전축의 접촉이 억제되고, 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

특히, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에서는 회전축을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링면 및 제 2 베어링면 중 적어도 한쪽의 베어링면에 복수의 딤플이 형성되어 있다.

이것에 의해, 베어링면 중 각 딤플이 형성되어 있는 부분(범위)에 대해서는 회전축에 접촉하지 않게 되기 때문에 베어링면에 있어서의 슬라이딩 면적이 감소한다. 따라서, 베어링면과 회전축의 접촉이 억제되고, 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능하게 되어 있다.

따라서, 베어링면의 축방향의 치수를 감소시키지 않고 베어링 구멍의 내주면에 있어서의 슬라이딩 면적을 감소시킬 수 있고, 유막 강도의 저하를 억제하면서 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에서는 베어링면에 복수의 딤플이 형성되어 있음으로써 함침된 윤활제가 각 딤플 내에 저류된다. 그리고, 회전축이 회전했을 때에 각 딤플 내에 저류되어 있는 윤활제가 베어링면과 회전축 사이로 인출된다. 이것에 의해, 회전축이 회전했을 때, 특히 운전 초기에 있어서의 유막 형성이 용이해져 베어링면의 마찰계수를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에서는 베어링면에 복수의 딤플이 형성되어 있음으로써 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 평균 클리어런스가 증가한다. 이것에 의해, 회전축이 회전했을 때에 베어링면과 회전축 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에 의하면 베어링면과 회전축의 접촉의 억제 및 윤활제의 유체 저항의 저감에 의해 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

특히, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 구동 토크가 작은 모터의 특성 향상이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 구동 토크가 작아질수록 베어링면과 회전축 사이에서 발생하는 마찰 저항의 크기가 모터 특성에 크게 영향을 주어 왔다. 구체적으로는 마찰 저항이 증대하면, 모터의 회전수가 감소하여 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없어짐과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다. 한편, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에 의하면 상술한 바와 같이 베어링면과 회전축 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 모터의 구동 토크를 작게 해도 모터 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 동시에 소비 전력 저감도 가능해진다.

또한, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스가 보다 작은 모터를 구성하는 것이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스가 작아질수록 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 증가하여 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항이 증대한다. 그러면, 모터의 회전수가 감소해서 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없게 됨과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다. 한편, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에 의하면 상술한 바와 같이 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 작게 했을 경우에 있어서도 모터 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 모터 소비 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 작게 할 수 있는 결과, 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스 내에 있어서의 회전축의 폭주를 억제할 수 있어 모터의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 보다 높은 점도의 윤활제를 사용하는 것이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 사용하는 윤활제의 점도가 높아질수록 베어링면과 회전축 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항이 증가한다. 그러면, 모터의 회전수가 감소해서 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없게 됨과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다. 한편, 제 1 발명에 의한 소결 베어링에 의하면 상술한 바와 같이 베어링면과 회전축 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 제 1 발명에 의한 소결 베어링을 적용함으로써 사용하는 윤활제의 점도를 높게 해도 모터 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 모터 소비 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 사용하는 윤활제의 점도를 높게 할 수 있는 결과, 베어링의 내마모성을 향상시킬 수 있고, 또한 고온 하에서의 윤활제의 증발 억제, 열화 억제, 누설 억제도 가능해지기 때문에 모터 수명을 연장하는 것이 가능해진다. 특히, 높은 점도의 윤활제를 사용함으로써 내경 슬라이딩면에 발생하는 유막 강도를 높일 수 있어 모터의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

제 2 발명에 의한 소결 베어링은 제 1 발명에 의한 소결 베어링에 있어서, 상기 복수의 딤플은 소성 가공에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 2 발명에 의한 소결 베어링에서는 복수의 딤플이 베어링면을 소성 변형 시킴으로써 형성되어 있다. 이것에 의해 각 딤플의 가공 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

특히, 소결 베어링은 금속분을 소결함으로써 형성되어 있기 때문에 다공질 구조를 갖고 있다. 이 때문에, 각 딤플을 소성 가공에 의해 형성함으로써 변형 부분이 미세 구멍에 흡수되기 때문에 베어링면의 융기를 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 소성 가공 이외에 딤플을 형성하는 방법으로서는 레이저 가공이나 에칭(부분 부식) 가공이 있지만, 이것들의 방법에는 대규모의 설비가 필요해지고, 가공 공정이 많아진다. 이것에 대하여, 소성 가공은 대규모의 설비가 필요없고, 가공 공정도 적기 때문에 비교적 염가이고 또한 다량으로 가공을 행할 수 있다.

제 3 발명에 의한 소결 베어링은 제 1 또는 제 2 발명에 의한 소결 베어링에 있어서, 상기 딤플은 상기 베어링면의 축방향의 끝으로부터 이간되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

제 3 발명에 의한 소결 베어링에 의하면, 딤플이 베어링면의 축방향의 끝으로부터 이간되어 형성되어 있음으로써 유압이 베어링면의 축방향의 끝으로부터 빠져나가는 것이 억제되어 유막 강도의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

제 4 발명에 의한 소결 베어링은 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 발명에 의한 소결 베어링에 있어서, 상기 복수의 딤플이 형성되어 있는 베어링면과 상기 회전축의 외주면 사이의 클리어런스는 6㎛ 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 팬 모터와 같은 경부하로 구동하는 모터에 있어서 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛보다 크게 하면, 이 클리어런스 내에 있어서 회전축의 폭주가 발생하여 노이즈가 커질 우려가 있다. 한편, 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 이하로 하면, 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 증가함으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항이 증가해버린다.

여기서, 본 발명에 의한 소결 베어링에서는 상술한 바와 같이 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 이하로 한 경우라도, 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감할 수 있어 모터의 소비 전력을 낮게 억제하는 것이 가능해지고, 동시에 회전축이 회전했을 때의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

제 5 발명에 의한 소결 베어링은 제 1 내지 제 4 중 어느 하나의 발명에 의한 소결 베어링에 있어서, 상기 복수의 딤플이 형성되어 있는 베어링면의 평균 미소경도(MHv)는 50~200의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 베어링면의 평균 미소경도(MHv)가 50보다 낮아지면, 소결 베어링의 내마모성이 나빠져 내구성이 저하한다. 한편, 베어링면의 평균 미소경도(MHv)가 200보다 높아지면, 각 딤플을 형성할 때에 각 딤플의 주위가 융기되어버려 소정의 치수나 정밀도를 얻을 수 없다.

따라서, 복수의 딤플이 형성되어 있는 베어링면의 평균 미소경도(MHv)를 50~200의 범위 내로 함으로써 소결 베어링의 내구성을 저하시키지 않고, 또한 소결 베어링의 치수나 정밀도를 떨어뜨리지 않고 베어링면에 딤플을 형성하는 것이 가능해진다.

제 6 발명에 의한 소결 베어링은 제 1 내지 제 5 중 어느 하나의 발명에 의한 소결 베어링에 있어서, 팬 모터에 적용되는 것을 특징으로 한다.

제 6 발명에 의한 소결 베어링에 의하면, 구동 토크가 작은 팬 모터의 특성 향상이 가능해지고, 동시에 소비 전력 저감도 가능해진다. 또한, 베어링면과 회전축 사이의 클리어런스가 보다 작은 팬 모터를 구성할 수 있기 때문에, 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스 내에 있어서의 회전축의 폭주를 억제할 수 있어 팬 모터의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 보다 높은 점도의 윤활제를 사용하는 것이 가능해지기 때문에 베어링의 내마모성을 향상할 수 있고, 또한 고온 하에서의 윤활제의 증발 억제, 열화 억제, 누설 억제도 가능해지기 때문에 모터 수명을 연장하는 것이 가능해진다. 특히, 높은 점도의 윤활제를 사용함으로써 내경 슬라이딩면에 발생하는 유막 강도를 높일 수 있어 팬 모터의 노이즈를 더욱 저감하는 것이 가능해진다.

[발명의 효과]

본 발명에 의한 소결 베어링에 의하면, 회전축과의 마찰 저항을 저감하고, 또한 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 팬 모터의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 팬 모터가 구비하는 소결 베어링의 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 소결 베어링의 베어링면의 부분 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 소결 베어링(20)에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

소결 베어링(20)은 가전용, 차재용 등의 각종 모터, OA 기기 등 광범위에 걸쳐서 적용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에서는 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용한 일례를 나타내고 있다.

[팬 모터(1)의 구성]

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 팬 모터의 부분 단면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 팬 모터가 구비하는 소결 베어링의 단면도이다. 도 3은 도 2에 나타낸 소결 베어링의 베어링면의 부분 확대도이다.

도 1에 나타낸 팬 모터(1)는 하우징 홀더(2)와, 하우징 홀더(2)에 유지된 소결 베어링(20)과, 소결 베어링(20)에 의해 회전 가능하게 지지된 회전축(10)을 구비하고 있다.

하우징 홀더(2)는 내부에 소결 베어링(20)을 유지하는 원통부(2a)를 갖고 있다. 원통부(2a)의 외주면에는 코일(3a)을 권회해서 형성된 적층 코어(고정자)(3)가 배치되어 있다.

회전축(10)은 금속(탄소강이나 스테인리스강 등의 합금강)에 의해 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 회전축(10)에는 로터 요크(4)를 통해 마그넷(회전자)(5)이 부착되어 있다. 마그넷(5)은 하우징 홀더(2)의 외주면에 배치된 적층 코어(3)에 대향하도록 배치되어 있다. 로터 요크(4)의 외주에는 임펠러(팬)(6)가 부착되어 있다. 또한, 하우징 홀더(2)의 원통부(2a)의 내저부에는 스러스트 플레이트(7)가 끼워 넣어져 회전축(10)의 반출력(反出力)측 단부를 스러스트 방향으로 축지지하고 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 소결 베어링(20)은 회전축(10)에 있어서의 로터 요크(4)와 스러스트 플레이트(7) 사이의 부분을 지지하고 있다. 소결 베어링(20)은 소결 금속(소결 합금을 포함)으로 이루어지고, 다공질 구조를 갖고 있다. 소결 베어링(20)에는 윤활유, 윤활 그리스 등의 윤활제가 함침되어 있다.

소결 베어링(20)은 대략 원통 형상으로 형성되고, 회전축(10)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 구멍(h)을 갖고 있다. 베어링 구멍(h)은 축방향(도 1에 나타낸 상하 방향)으로 관통하도록 형성되어 있다.

소결 베어링(20)은 제 1 베어링부(21)와, 제 2 베어링부(22)와, 제 1 베어링부(21)와 제 2 베어링부(22) 사이에 형성된 중간부(23)를 갖고 있다. 제 1 베어링부(21)의 내주면은 회전축(10)의 외주면을 지지하는 제 1 베어링면(21a)으로 되어 있다. 또한, 제 2 베어링부(22)의 내주면은 회전축(10)의 외주면을 지지하는 제 2 베어링면(22a)으로 되어 있다.

제 1 베어링부(21)의 내경 및 제 2 베어링부의 내경은 각각 회전축(10)의 외경보다 큰 치수로 형성되어 있다. 또한, 제 1 베어링부(21)의 내경과 제 2 베어링부(22)의 내경은 대략 동일 치수로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 제 1 베어링부(21)의 내경 및 제 2 베어링부(22)의 내경은 각각 각 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스가 6㎛ 이하로 되도록 치수가 설정되어 있다. 또한, 중간부(23)의 내경은 제 1 베어링부(21)의 내경 및 제 2 베어링부(22)의 내경 각각보다 큰 치수로 형성되어 있다.

회전축(10)은 소결 베어링(20)의 베어링 구멍(h) 내에 삽통된 상태로 배치되어 있다. 그리고, 소결 베어링(20)에는 제 1 베어링부(21)가 회전축(10)의 출력측 단부를 지지하고, 제 2 베어링부(22)가 회전축(10)의 반출력측 단부를 지지하고 있다. 또한, 소결 베어링(20)에서는 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 각각이 회전축(10)을 회전 가능하게 지지하고, 중간부(23)의 내주면(23a)은 회전축(10)의 외주면에 접촉(미끄럼 접촉)하지는 않는다.

도 3에 나타낸 바와 같이 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 중 적어도 한쪽에는 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 각각에 있어서 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다. 그리고, 각 베어링면(21a, 22a)에는 대략 전역에 딤플이 형성되고, 또한 복수의 딤플은 규칙적으로 배치되어 있다. 또한, 중간부(23)의 내주면(23a)에는 딤플(d)은 형성되어 있지 않다.

각 딤플(d)은 피닝 가공, 전조 가공, 압인 가공 등의 소성 가공에 의해 형성되어 있다. 각 딤플(d)은 대략 반구체 형상, 대략 반타원체 형상, 대략 반원기둥 형상 등의 오목부로 해서 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 각 딤플(d)은 단경이 10~500㎛ 범위 내, 장경이 10~1000㎛ 범위 내에 있는 대략 반타원체 형상으로 형성되어 있다. 또한, 각 딤플(d)의 최대 깊이는 1~50㎛ 범위 내로 형성되어 있다. 또한, 각 딤플(d)은 둘레방향(축방향에 직교하는 방향)을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

본 실시형태에서는 각 딤플(d)은 각 베어링면(21a, 22a)의 축방향의 끝으로부터 이간되어 형성되어 있다. 즉, 각 딤플(d)은 각 베어링부(21, 22)의 축방향의 각 끝면에 드러나지 않도록(연통되지 않도록) 형성되어 있다.

여기서, 각 베어링면(21a, 22a)의 평균 미소경도(MHv)가 50보다 낮아지면, 소결 베어링(20)의 내마모성이 나빠져 내구성이 저하된다. 한편, 각 베어링면(21a, 22a)의 평균 미소경도(MHv)가 200보다 높아지면, 소성 가공에 의해 각 딤플(d)을 형성할 때에 각 딤플(d)의 주위가 융기되어버려 소정의 치수나 정밀도를 얻을 수 없다. 따라서, 각 베어링면(21a, 22a)의 평균 미소경도(MHv)는 50~200 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또한, 딤플 면적률이 10% 미만으로 되면 마찰계수의 저감 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, 딤플 면적률이 60%를 초과하면 각 베어링면(21a, 22a)에 있어서 슬라이딩 면적이 부족하여 내하중성이 불충분해진다. 따라서, 딤플 면적률은 10~60% 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 여기서, 딤플 면적률이란 각 베어링면(21a, 22a)의 총면적에 대한 해당 베어링면(21a, 22a)에 형성되어 있는 딤플(d)의 투영 면적 합계[해당 베어링면(21a, 22a)에 형성되어 있는 각 딤플(d)의 투영 면적을 해당 베어링면(21a, 22a)에 형성되어 있는 모든 딤플(d)에 대해서 합계한 값]의 비율을 말한다.

[소결 베어링(20)의 제조 방법]

이어서, 소결 베어링(20)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

또한, 이하에 있어서 내경 인터널 릴리프 베어링의 제법은 일본 특허 공개 평 2-8302 호 공보나 일본 특허 공개 평 7-332363 호 공보에 나타내어지는 제법을 이용한다.

즉, 소결 베어링(20)의 제조에 있어서는 우선 원료로 되는 금속 분말에 금형 윤활제를 첨가하고, 교반 혼합한다. 여기서, 금속 분말로서는 구리분, 청동분, 황동분, 양백분(洋白粉), 철분, 구리 니켈 합금분, 구리 피복 철분, 스테인리스분, 이것들의 혼합분 등을 이용할 수 있다.

또한, 금형 윤활제는 스테아르산 아연, 스테아르산 리튬 등으로 대표되는 금속 비누의 분말이나, 에틸렌비스스테아르산 아미드 등의 지방산 아미드의 분말, 또는 폴리에틸렌 등의 왁스계 윤활제의 분말을 이용할 수 있다. 베어링의 사용 용도에 따라서는 금속 분말과는 별도로 흑연, 이황화몰리브덴, 보론나이트라이드 등으로 대표되는 고체 윤활 성분의 분말을 첨가해도 좋다.

또한, 원료로 되는 금속 분말과 고체 윤활 성분, 금형 윤활제는 이것들에 한정한 것은 아니다.

이어서, 교반 혼합한 원료분을 100~500㎫ 정도의 압력으로 금형 내에서 프레스 성형하여 압분체를 형성한다.

또한, 압분체를 소정 분위기 및 소정 온도 조건에서 소결하여 소결체를 형성한다. 압분체를 소결함으로써 인접하는 금속 입자가 확산 접합되고, 금속 입자가 결합하여 다공질의 소결체가 형성된다.

상기 분위기는 진공 중, 환원성 가스 중(암모니아 분해 가스, 수소 가스, 엔도서믹 가스 등), 불활성 가스 중(질소 가스, 아르곤 가스 등) 및 이것들 환원성 가스와 불활성 가스의 혼합 가스 등에서 원료 조성에 따라 적절히 선택한다. 상기 소결 온도는 600~1200℃ 정도가 실용적이고, 예를 들면 청동(Cu-Sn)의 경우에서 600~800℃ 정도, 철을 주체로 하는 재료는 700~1200℃ 정도이고, 이쪽도 원료 조성에 따라 적절히 선택된다.

또한, 소결체는 금형 내에서 사이징(재압축)을 실시해서 재압축체를 형성한다. 소결체에 사이징을 실시함으로써 치수 정밀도를 향상시킬 수 있고, 표면 조도도 개선할 수 있다.

그리고, 압축 성형체의 베어링면(21a, 22a)에 있어서 복수의 딤플(d)을 형성한다. 베어링면(21a, 22a)에의 딤플(d)의 형성은 피닝 가공, 전조 가공, 압인 가공 등의 소성 가공을 이용한다. 예를 들면 베어링면(21a, 22a)에의 딤플(d)의 형성은 소성 가공용 공구를 이용하여 행할 수 있다. 이 공구는 볼록부를 갖는 맨드릴과, 맨드릴에 외감된 리테이너와, 리테이너에 의해 유지되고 맨드릴의 외주면을 굴러서 이동하는 전동체(轉動體)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 리테이너를 베어링 구멍(h)의 내주면에 삽입하고, 맨드릴을 회전시킴으로써 맨드릴의 볼록부에 의해 전동체가 리테이너의 외면으로부터 돌출 또는 매몰되고, 돌출된 전동체가 베어링면(21a, 22a)을 소성 변형시켜서 딤플을 형성할 수 있다.

또한, 딤플(d)이 형성된 베어링면(21a, 22a)에 회전 사이징(버니싱 가공)을 실시해도 좋다. 베어링면(21a, 22a)에 회전 사이징을 실시하여 베어링 구멍(h) 내경의 재마무리를 행함으로써 치수 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 표면 조도, 운전 초기의 순응성 등의 특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 딤플 형성 가공 후의 압축 성형체, 또는 딤플 형성 가공 후에 회전 사이징이 실시된 압축 성형체에 세정 처리를 실시하여 가공에 의해 발생한 금속 부스러기나, 사이징용 윤활유 등을 제거한다.

그 후, 세정된 압축 성형체에 윤활제를 함침시킴으로써 소결 베어링(20)이 완성된다.

[팬 모터(1)의 작용 효과]

이어서, 팬 모터(1)[소결 베어링(20)]의 작용 효과에 대해서 설명한다.

팬 모터(1)에서는 적층 코어(3)의 코일(3a)에 전류를 흘림으로써 회전축(10)이 회전되고, 이것에 따라 회전축(10)의 출력측에 배치된 임펠러(6)가 회전된다.

이때, 소결 베어링(20)에서는 양 베어링부(21, 22) 사이에 형성된 중간부(23)의 내경이 각 베어링부(21, 22)의 내경과 비교해서 큰 치수로 형성되어 있음으로써 중간부(23)의 내주면(23a)이 회전축(10)에 접촉(미끄럼 접촉)하지 않게 된다. 따라서, 스트레이트 베어링과 비교해 베어링 구멍(h)의 내주면과 회전축(10)의 접촉이 억제되고, 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축(10)과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

여기서, 종래 모터에 있어서 베어링과 회전축 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 방법으로서 이간해서 배치한 2개의 베어링에 의해 회전축을 지지하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이 방법에서는 독립된 2개의 베어링의 동축도의 불균일을 억제하는 것이 어렵고, 동축도가 나빠지면 회전축을 양 베어링에 관통시킬 수 없거나 관통시킬 수 있어도 회전축과 내경 슬라이딩면의 클리어런스가 지나치게 좁아져서 유체 저항이 증대해버려 모터의 소비 전력이 높아지게 되어버린다. 이 때문에, 필연적으로 클리어런스 설계를 넓게 해야만 하지만, 불균일의 범위에서 동축도를 좋게 할 수 있었을 경우 회전축과 내경 슬라이딩면의 클리어런스가 지나치게 커져 회전축의 폭주에 의해 모터의 노이즈가 발생해버린다. 여기서, 동축도란 기준 축선과 동일 직선상에 있어야 할 축선의 기준 축선으로부터 어긋난 크기를 의미한다.

이것에 대하여, 소결 베어링(20)에서는 제 1 베어링부(21) 및 제 2 베어링부(22)가 중간부(23)를 통해서 일체로 형성되어 있음으로써 양 베어링부(21, 22)의 동축도의 값을 작게 하는 것이 가능해진다. 그리고, 양 베어링부(21, 22)의 동축도의 값을 작게 함으로써 양 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 접촉을 더욱 억제하는 것이 가능해진다. 특히, 소결 베어링(20)에서는 제 1 베어링부(21) 및 제 2 베어링부(22)가 일체로 형성되어 있음으로써 양 베어링부(21, 22)의 동축도를 3㎛ 이하로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 팬 모터(1)에서는 양 베어링부(21, 22)의 동축도를 3㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 양 베어링부(21, 22)의 클리어런스 레벨[베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이의 클리어런스]을 맞춤으로써, 팬 모터(1)를 양산할 때 노이즈 특성이나 소비 전력의 불균일을 억제할 수 있어 동등한 모터 품질을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 소결 베어링(20)에서는 회전축(10)을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 중 적어도 한쪽에 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 베어링면(21a, 22a) 중 각 딤플(d)이 형성되어 있는 부분(범위) 에 대해서는 회전축(10)에 접촉하지 않게 되기 때문에 베어링면(21a, 22a)에 있어서의 슬라이딩 면적이 감소한다. 따라서, 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 접촉이 억제되고, 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축(10)과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 베어링면(21a, 22a)의 축방향의 치수를 감소시키지 않고 베어링 구멍(h)의 내주면에 있어서의 슬라이딩 면적을 감소시킬 수 있고, 유막 강도의 저하를 억제하면서 회전축(10)과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 소결 베어링(20)에서는 베어링면(21a, 22a)에 복수의 딤플(d)이 형성되어 있음으로써 함침된 윤활제가 각 딤플(d) 내에 저류된다. 그리고, 회전축(10)이 회전했을 때에 각 딤플(d) 내에 저류되어 있는 윤활제가 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이로 인출된다. 이것에 의해, 회전축(10)이 회전했을 때에 특히 운전 초기에 있어서의 유막 형성이 용이해져서 베어링면(21a, 22a)의 마찰계수를 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 소결 베어링(20)에서는 베어링면(21a, 22a)에 복수의 딤플(d)이 형성되어 있음으로써 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 평균 클리어런스가 증가한다. 이것에 의해, 회전축(10)이 회전했을 때에 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 소결 베어링(20)에서는 복수의 딤플(d)이 베어링면(21a, 22a)을 소성 변형시키는 것에 의해 형성되어 있음으로써 각 딤플(d)의 가공 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 특히, 소결 베어링은 금속분을 소결하는 것에 의해 형성되어 있기 때문에 다공질 구조를 갖고 있다. 이 때문에, 각 딤플(d)을 소성 가공에 의해 형성함으로써 변형 부분이 미세 구멍에 흡수되기 때문에 베어링면(21a, 22a)의 융기를 방지하는 것이 가능해진다.

여기서, 소성 가공 이외에 의해 딤플을 형성하는 방법으로서는 레이저 가공이나 에칭(부분 부식)가공이 있지만, 이것들의 방법에는 대규모의 설비가 필요해지고, 가공 공정이 많아진다. 이것에 대하여, 소성 가공은 대규모의 설비가 필요없고, 가공 공정도 적기 때문에 비교적 염가이고 또한 다량으로 가공을 행할 수 있다.

특히, 소결 베어링(20)에서는 베어링면(21a, 22a)의 평균 미소경도(MHv)는 50~200의 범위 내에 있음으로써 소결 베어링의 내구성을 저하시키지 않고, 또한 소결 베어링의 치수나 정밀도를 떨어뜨리지 않고 베어링면에 딤플을 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 소결 베어링(20)에서는 각 딤플(d)이 베어링면(21a, 22a)의 축방향의 끝으로부터 이간되어 형성되어 있음으로써 유압이 베어링면(21a, 22a)의 축방향의 끝으로부터 빠져나가는 것이 억제되어 유막 강도의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 소결 베어링(20)에 의하면 베어링면과 회전축의 접촉이 억제되고, 동시에 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항을 감소시킴으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감하는 것이 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 팬 모터(1)에 있어서 이하에 나타내는 효과를 얻는 것이 가능해진다.

팬 모터(1)와 같이 구동 토크가 작은 모터의 특성 향상이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 구동 토크가 작아질수록 베어링면과 회전축 사이에서 발생하는 마찰 저항의 크기가 모터 특성에 크게 영향을 주어 왔다. 마찰 저항이 증대하면 모터의 회전수가 감소하여 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없어짐과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다.

이것에 대하여, 소결 베어링(20)에서는 상술한 바와 같이 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용함으로써 팬 모터(1)의 구동 토크를 작게 해도 팬 모터(1)의 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 동시에 소비 전력 저감도 가능해진다.

또한, 팬 모터(1)에 있어서 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스를 보다 작게 하는 것이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스가 작아질수록 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 증가하고, 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항이 증대한다. 그러면, 모터의 회전수가 감소해서 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없게 됨과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다.

이것에 대하여, 소결 베어링(20)에서는 상술한 바와 같이 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용함으로써 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스를 작게 해도 팬 모터(1)의 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 팬 모터(1)의 소비 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스를 작게 할 수 있는 결과, 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스 내에 있어서의 회전축(10)의 폭주를 억제할 수 있고, 상술한 양 베어링부(21, 22)의 동축도의 값을 작게 할 수 있음과 아울러 모터의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

일반적으로, 팬 모터와 같은 경부하로 구동하는 모터에 있어서 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 보다 크게 하면, 이 클리어런스 내에 있어서 회전축의 폭주가 발생하여 노이즈가 커질 우려가 있다. 한편, 베어링면과 회전축의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 이하로 하면, 축 회전 시의 윤활제의 유체 저항이 증가함으로써 회전축과의 사이에서 발생하는 마찰 저항이 증가해버린다. 이것에 대하여, 팬 모터(1)에서는 소결 베어링(20)을 적용함으로써 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에서 발생하는 마찰 저항을 저감할 수 있기 때문에 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 이하로 할 수 있다. 따라서, 팬 모터(1)에서는 노이즈 저감을 위해 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10)의 외주면 사이의 클리어런스를 6㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 팬 모터(1)에 있어서 보다 높은 점도의 윤활제를 사용하는 것이 가능해진다. 즉, 일반적으로 모터에서는 사용하는 윤활제의 점도가 높아질수록 베어링면과 회전축 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항이 증가한다. 그러면, 모터의 회전수가 감소해서 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없어짐과 아울러 모터의 소비 전력이 증가한다.

이것에 대하여, 소결 베어링(20)에서는 상술한 바와 같이 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용함으로써 사용하는 윤활제의 점도를 높게 해도 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 소비 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 그리고, 사용하는 윤활제의 점도를 높게 할 수 있는 결과, 베어링의 내마모성을 향상시킬 수 있고, 또한 고온 하에서의 윤활제의 증발 억제, 열화 억제, 누설 억제도 가능해지므로 모터 수명을 연장하는 것이 가능해진다. 특히, 높은 점도의 윤활제를 사용함으로써 내경 슬라이딩면에 발생하는 유막 강도를 높일 수 있어 모터의 노이즈를 저감하는 것이 가능해진다.

일반적으로, 구동 토크가 작은 모터에는 윤활제의 유체 저항을 저감하기 위해서 32㎟/s 이하의 윤활제를 사용한다. 이것에 대하여, 팬 모터(1)에서는 소결 베어링(20)을 적용함으로써 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있기 때문에 모터의 규정 전류값의 범위 내에서 사용하는 윤활제의 점도를 최대 70㎟/s까지 높일 수 있다. 한편, 윤활제의 점도를 10㎜/s²보다 낮게 하면 윤활제의 증발 특성이 저하한다. 따라서, 팬 모터(1)에서는 윤활제의 점도를 10~70㎟/s의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 여기서의 점도(㎜/s²)는 40℃에서의 값을 의미한다.

또한, 팬 모터(1)에 있어서 저온으로부터 고온까지의 사용 온도 범위를 넓힐 수 있다. 즉, 일반적으로 모터에서는 사용 온도가 낮아질수록 윤활제의 점도가 대폭 증가하여 베어링면과 회전축 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항이 증가한다. 그러면, 모터의 회전수가 감소해서 목표로 하는 회전수를 달성할 수 없어짐과 아울러 모터의 소비 전력이 증가하고, 특히 저토크의 모터일 경우에는 최악의 경우 기동 불량(기동하지 않는 상태)이 발생할 우려가 있다. 반대로, 모터의 사용 온도가 높아지면 윤활제의 점도가 대폭 저하하여 베어링 내경 슬라이딩면에 발생하는 유막강도가 저하하므로 베어링의 내마모성의 저하나 모터의 노이즈가 발생하기 쉬워진다. 또한, 윤활제의 증발, 열화, 누설도 일어나기 쉬워지기 때문에 모터 수명이 저하한다.

이것에 대하여, 소결 베어링(20)에서는 상술한 바와 같이 베어링면(21a, 22a)과 회전축(10) 사이에 존재하는 윤활제의 유체 저항을 저감할 수 있다. 따라서, 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용함으로써 저온에서 윤활제의 점도가 높아져도 회전수의 감소를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 소비 전력의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 여기서, 종래의 베어링과 동일한 점도의 윤활제를 선택했을 경우에는 모터의 고온 특성을 유지하면서 저온 특성을 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 종래의 베어링보다 높은 점도의 윤활제를 선택했을 경우에는 모터의 저온 특성을 유지하면서 고온 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

예를 들면, 소결 베어링(20)은 냉장고의 팬 모터에의 적용에 적합하다. 즉, 최근의 냉장고에서는 성에를 제거하기 위해서 정기적으로 온도를 올리는 성에 제거 제어가 행해진다. 이것에 의해, 냉장고에 사용되는 팬 모터에서는 윤활제의 점도가 높으면 기동 불량이 발생할 우려가 있는 한편으로, 윤활제의 점도가 지나치게 낮으면 성에 제거 제어가 행해졌을 때에 윤활제의 증발이나 열화, 누설이 일어나기 쉬워져 수명이 저하할 우려가 있다. 이것에 대하여, 보다 넓은 범위의 온도에 있어서 사용하는 것이 가능한 팬 모터(1)를 냉장고에 사용함으로써 기동 불량의 발생을 방지하면서 수명의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

(변형예)

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만 상기 실시형태에서는 다양한 변경을 행하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 제 1 베어링면(21a) 및 제 2 베어링면(22a) 각각에 있어서 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다. 그러나, 양 베어링면(21a, 22a) 중 제 1 베어링면(21a)에 있어서만 복수의 딤플(d)이 형성되어 있어도 상관없고, 양 베어링면(21a, 22a) 중 제 2 베어링면(22a)에 있어서만 복수의 딤플(d)이 형성되어 있어도 상관없다. 특히, 양 베어링면(21a, 22a) 중 제 2 베어링면(22a)에 있어서만 복수의 딤플(d)을 형성함으로써, 하중이 높아지는 출력측의 제 1 베어링면(21a)에 있어서의 유막 강도의 저하를 방지하면서 하중이 낮아지는 반출력측의 제 2 베어링면(22a)에 있어서의 마찰계수를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시형태에서는 제 1 베어링면(21a)에 형성되어 있는 딤플(d)과 제 2 베어링면(22a)에 형성되어 있는 딤플(d)은 형상, 치수 및 최대 깊이가 동일하게 되어 있다. 그러나, 제 1 베어링면(21a)에 형성되어 있는 딤플(d)과 제 2 베어링면(22a)에 형성되어 있는 딤플(d)에서 형상, 치수 및 최대 깊이 중 적어도 하나를 다르게 해도 상관없다. 예를 들면, 하중이 높아지는 출력측의 제 1 베어링면(21a)에서는 딤플(d)의 치수 및 최대 깊이 중 적어도 한쪽을 작게 하고, 하중이 낮아지는 반출력측의 제 2 베어링면(22a)에서는 딤플(d)의 치수 및 최대 깊이 중 적어도 한쪽을 크게 해도 상관없다.

또한, 양 베어링면(21a, 22a)에서 딤플(d)이 형성되어 있는 범위, 밀도 등을 다르게 해도 상관없다. 예를 들면, 하중이 높아지는 출력측의 제 1 베어링면(21a)에서는 딤플(d)이 형성되어 있는 범위 또는 밀도를 작게 하고, 하중이 낮아지는 반출력측의 제 2 베어링면(22a)에서는 딤플(d)이 형성되어 있는 범위 또는 밀도를 크게 해도 상관없다. 여기서, 밀도란 단위 면적당 딤플의 수를 의미한다(이하, 마찬가지로 한다).

또한, 상기 실시형태에서는 각 베어링면(21a, 22a)의 대략 전역에 있어서 복수의 딤플(d)이 형성되어 있다. 그러나, 각 베어링면(21a, 22a)의 일부에 있어서 딤플(d)이 형성되어 있지 않은 영역을 형성해도 상관없다. 예를 들면, 각 베어링면(21a, 22a)의 축방향의 양 단부 중 적어도 한쪽에 있어서 딤플(d)이 형성되어 있지 않은 영역을 형성함으로써 각 베어링면(21a, 22a)에 있어서의 유막 강도의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시형태에서는 각 딤플(d)은 대략 반타원체 형상(투영면의 형상이 타원 형상)으로 형성되어 있다. 그러나, 각 딤플(d)은 투영면의 형상이 원형, 부채꼴, 삼각형, 사각형, 마름모꼴로 형성되어 있어도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 각 베어링면(21a, 22a)에 형성되어 있는 복수의 딤플(d)에서는 형상, 치수 및 최대 깊이가 동일하게 되어 있다. 그러나, 각 베어링면(21a, 22a)에 형성되어 있는 복수의 딤플(d)에 있어서 형상, 치수 및 최대 깊이 중 적어도 하나가 다른 것을 혼재시켜도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 각 베어링면(21a, 22a)에 있어서 복수의 딤플(d)이 규칙적으로 배치되어 있다. 그러나, 각 베어링면(21a, 22a)에 있어서 복수의 딤플(d)이 불규칙적으로 배치되어 있어도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 각 딤플(d)은 둘레방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 그러나, 각 딤플(d)은 축방향을 따라 연장되도록 형성되어 있어도, 축방향 및 둘레방향 각각에 대하여 소정 각도로 경사지는 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있어도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 소결체에 사이징(재압축)을 실시한 후에 압축 성형체의 베어링면(21a, 22a)에 있어서 복수의 딤플(d)을 형성하고 있다. 그러나, 소결체의 베어링면(21a, 22a)에 있어서 복수의 딤플(d)을 형성한 후에 사이징(재압축)을 실시해도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 소결 베어링(20)을 팬 모터(1)에 적용한 일례를 나타냈지만, 소결 베어링(20)은 이하와 같이 광범위한 용도에 적용이 고려되고, 그 중에서도 특히 고속 회전의 모터에의 적용이 적합하다고 생각된다.

[가전용]

컴퓨터, 텔레비전, 디지털 비디오, 프로젝터, LED 조명 등의 냉각 팬, DLP용 컬러 휠 모터, 디지털 카메라나 디지털 비디오 등의 소경 스테핑 모터, 냉장고용 팬, 전자레인지용 팬, 선풍기, 환기팬, 에어컨, 드라이어, 청소기, 주서/믹서, 푸드프로세서, 진동 모터, ODD용 스핀들 모터, HDD용 스핀들 모터 등.

[차재용]

배터리 냉각용 팬, 온도 조절 시트용 팬, 인카센서용 팬, 오디오나 내비게이션 기기용 냉각 팬, 블로워, 에어콘용 액츄에이터, 워셔 펌프, 도어 미러, 도어 클로저, 시트 리클라이닝, 시트 슬라이드, 파워 윈도우, 와이퍼, 스타터, ETC나 EGR 등의 흡배기 기구의 모터, EPS(전동 파워스티어링), EPB(전자제어 파킹 브레이크) 등.

[OA 기기용]

폴리곤 미러 스캐너 모터, 스테핑 모터 등.

1 : 팬 모터 2 : 하우징 홀더
2a : 원통부 3 : 적층 코어
3a : 코일 4 : 로터 요크
5 : 마그넷 6 : 임펠러
7 : 스러스트 플레이트 10 : 회전축
20 : 소결 베어링 21 : 제 1 베어링부
22 : 제 2 베어링부 23 : 중간부
21a : 제 1 베어링면 22a : 제 2 베어링면
23a : 내주면 h : 베어링 구멍
d : 딤플

Claims (6)

1. 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링면을 가지고, 상기 회전축의 회전 중에 상기 회전축이 상기 베어링면에 대해서 슬라이딩 함과 아울러 내부에 함침된 윤활제만으로 유막이 형성되는 소결 베어링(동압 베어링을 제외)으로서,
   다공질 구조의 제 1 베어링부가 가지는 제 1 베어링면과,
   다공질 구조의 제 2 베어링부가 가지는 제 2 베어링면과,
   상기 제 1 베어링부 및 상기 제 2 베어링부에 함침된 윤활제와,
   상기 제 1 베어링부와 상기 제 2 베어링부 사이에 마련된 중간부를 가지며,
   상기 중간부의 내경은 상기 제 1 베어링부의 내경 및 상기 제 2 베어링부의 내경 각각과 비교해서 크게 형성되고,
   상기 제 1 베어링면 및 상기 제 2 베어링면 중 적어도 한쪽의 베어링면에는 그 둘레 방향의 전역에서 복수의 딤플이 형성되어 있고,
   상기 딤플은 둘레 방향을 따라 연장되어 있고,
   상기 복수의 딤플이 형성되어 있는 베어링면과 상기 회전축의 외주면 사이의 클리어런스는 6㎛ 이하로 설정되어 있고,
   상기 딤플의 표면과 제 1, 제 2 베어링부 내부에 다공질 구조에 따른 미세구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 소결 베어링.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 딤플의 깊이는 50㎛이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 소결 베어링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 딤플의 둘레 방향 치수는 10~1000㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 소결 베어링.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 딤플이 형성되어 있는 베어링면의 평균 미소경도(MHv)는 50~200의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 소결 베어링.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   팬 모터에 적용되는 것을 특징으로 하는 소결 베어링.
6. 삭제

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