WO2020067155A1

WO2020067155A1 - 焼結軸受、流体動圧軸受装置、及びモータ

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Publication number: WO2020067155A1
Application number: PCT/JP2019/037596
Authority: WO
Inventors: 正志山郷
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2020-04-02
Also published as: JP2020051546A

Abstract

多孔質の焼結材料からなり、支持対象である軸部材（２）の円筒面（２ａ１）との間にラジアル軸受隙間を形成するラジアル軸受面（８ａ１）を備え、ラジアル軸受面（８ａ１）に、複数の動圧溝（Ｇ１，Ｇ２）と、複数の動圧溝（Ｇ１，Ｇ２）の相互間で動圧溝（Ｇ１，Ｇ２）の溝底面（Ｇ１ａ，Ｇ２ａ）に対して軸径方向内側に隆起した丘部（Ｈ）とを有し、ラジアル軸受隙間に満たした潤滑油の動圧作用で生じた圧力により軸部材（２）を非接触支持する軸受部材（８）（焼結軸受）において、動圧溝（Ｇ１，Ｇ２）の溝底面（Ｇ１ａ，Ｇ２ａ）における表面開孔率が、丘部（Ｈ）における表面開孔率よりも大きくなる構成とした。

Description

焼結軸受、流体動圧軸受装置、及びモータ

　本発明は、焼結軸受、流体動圧軸受装置、及びモータに関する。

　多孔質の焼結金属に潤滑油やグリースを含浸させた焼結軸受は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等のディスク駆動装置、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、或いは、ファンモータ等の小型モータにおける軸の支持に使用されている。

　上述の用途では、回転精度の向上や高速回転化等の観点から、焼結軸受の軸受面に動圧溝を形成し、軸受隙間に満たした潤滑流体の動圧作用で生じた圧力により軸を支持する場合がある。このように動圧作用で軸受隙間に圧力を発生させる焼結軸受は、流体動圧軸受と呼ばれており、その構成の一例が特許文献１に開示されている。

特開２００４－１１６６６７号公報

　近年、モータの低消費電力化を目的として、焼結軸受に対してはトルク低減、つまり支持対象である軸を回転させるためのトルクを抑制する性能が要求されている。ここで、軸受隙間（ラジアル軸受隙間）を大きくするほど、トルク低減が可能であるが、単純に軸受隙間を大きくするのみでは、トルク低減を実現できる反面、軸受剛性、つまり動圧作用で軸受隙間に発生する圧力が低下してしまう難点がある。

　一般に、軸受隙間の大きさと動圧溝の溝深さ（ラジアル溝深さ）との比を１：１にすると、軸受剛性が最も高くなることが知られている。そのため、トルク低減を実現しつつ軸受剛性の低下をも防止するためには、軸受隙間を大きくするに際し、これに合わせて動圧溝の溝深さを深くし、上記の比を１：１に維持する必要がある。しかしながら、動圧溝は、その加工工程に基づく制約から、一例として２～４μｍ程度の深さとすることが限界であり、これ以上深くすることができない。

　上記の制約について説明すると、動圧溝の加工工程では、動圧溝に対応した形状の凹凸が形成されたコアロッドを焼結金属素材の内周面に挿入し、この状態で焼結金属素材をダイの内周に圧入する。これに伴って、コアロッドの凹凸に押し付けられた焼結金属素材の内周面が塑性流動して動圧溝が成形される。その後、焼結金属素材をダイの内周から取り出す。この際のスプリングバックにより焼結金属素材の内周面を拡径させ、拡径した内周面からコアロッドを引き抜く。このような工程を経て動圧溝が加工されることから、スプリングバック量を超えて溝深さを深くできないという制約がある。

　上述のような事情から、本発明は、動圧溝の溝深さを深くすることなく、焼結軸受におけるトルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立させることを技術的な課題とする。

　上記の課題を解決するための本発明は、多孔質の焼結材料からなり、支持対象である軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受面を備え、軸受面に、複数の動圧溝と、複数の動圧溝の相互間で動圧溝の溝底面に対して軸径方向内側に隆起した丘部とを有し、ラジアル軸受隙間に満たした潤滑流体の動圧作用で生じた圧力により軸部材を非接触支持する焼結軸受であって、動圧溝の溝底面における表面開孔率が、丘部における表面開孔率よりも大きいことを特徴とする。ここで、「表面開孔率」とは、単位面積あたりに占める、各開孔（焼結材料に含まれた気孔による開孔）の面積の総和の比率を意味する。

　この焼結軸受においては、動圧溝の溝底面と丘部とのうち、相対的に表面開孔率の大きい動圧溝の溝底面では、当該溝底面で開孔した気孔の影響により、動圧溝の溝深さが延長される。つまり、実質的な動圧溝の溝深さが、元来の溝深さ（設計上の深さ）に気孔による延長分を加えた深さとなる。一方で、相対的に表面開孔率の小さい丘部では、当該丘部で開孔した気孔による影響が、溝底面でのそれに比べて小さく、気孔が丘部の内径寸法に与える影響を略無視できる。そのため、丘部と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間の大きさは、気孔に左右されることなく、丘部の内径寸法と軸部材の外径寸法との差に基づいて決まる。従って、この焼結軸受によれば、動圧溝の元来の溝深さを深くしなくとも、気孔により溝深さが延長されている分だけ、これに合わせてラジアル軸受隙間を大きくでき、当該隙間の大きさと実質的な動圧溝の溝深さとの比を１：１にできる。以上のとおり、気孔による溝深さの延長に合わせてラジアル軸受隙間を大きくし、上記の比を１：１にできることで、この焼結軸受では、トルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立させることが可能となる。

　上記の焼結軸受において、動圧溝の溝底面における表面開孔率が４０％以上で、且つ、丘部における表面開孔率が１５％以下であってもよい。

　このようにすれば、動圧溝の溝底面と丘部とのそれぞれについて、上述の作用を高める上で、より効果的な表面開孔率となる。

　上記の焼結軸受と、焼結軸受の内周に挿入された軸部材とで流体動圧軸受装置を構成することができる。

　また、上記の流体動圧軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとでモータを構成することができる。

　本発明によれば、気孔による溝深さの延長に合わせてラジアル軸受隙間を大きくすることで、当該隙間の大きさと実質的な動圧溝の溝深さ（元来の溝深さと気孔による延長分との和）との比を１：１にできる。これにより、動圧溝の元来の溝深さを深くすることなく、焼結軸受におけるトルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立させることが可能となる。

スピンドルモータを示す断面図である。流体動圧軸受装置を示す断面図である。軸受部材を示す断面図である。軸受隙間および動圧溝の周辺を模式的に示す断面図である。軸受部材のラジアル軸受面の写真を示す図である。軸受部材の内周面における軸方向母線形状を示す図である。軸受部材の底面図である。動圧溝加工工程を示す断面図である。動圧溝加工工程を示す断面図である。動圧溝加工工程を示す断面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

　図１は、本実施形態に係る流体動圧軸受装置１を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を示している。このスピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材２を回転自在に非接触支持する流体動圧軸受装置１と、軸部材２に装着されたディスクハブ３と、軸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とを備えている。ステータコイル４はケーシング６に取り付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３に取り付けられている。流体動圧軸受装置１のハウジング７の外周面は、ケーシング６の内周に装着されている。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが所定の枚数保持されている。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との間に作用する電磁力でロータ５が回転し、それによって、ディスクハブ３および軸部材２が一体となって回転する。

　図２に示すように、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の内周に保持された軸受部材８と、ハウジング７の軸方向一端の開孔部に設けられたシール部９と、ハウジング７の軸方向他端を閉塞する蓋部１０とを有する。なお、以下の説明では、便宜上、軸方向でハウジング７の閉塞側を下側、ハウジング７の開孔側を上側と表記するが、これは流体動圧軸受装置１を使用する態様を限定する趣旨ではない。

　軸部材２は、軸部２ａと、軸部２ａの下端に設けられたフランジ部２ｂとを備える。軸部材２は、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、本実施形態では、軸部２ａおよびフランジ部２ｂを含む軸部材２全体が一体に形成されている。なお、軸部２ａとフランジ部２ｂとが別体に形成されていてもよい。

　軸部２ａの外周面には、軸方向に離隔した２箇所に形成された円筒面２ａ１と、２箇所の円筒面２ａ１の相互間に位置し、円筒面２ａ１よりも小径な環状凹部２ａ２とが設けられている。円筒面２ａ１は、軸受部材８の内周面８ａのラジアル軸受面８ａ１と軸径方向で対向する軸受対向面として機能する。

　ハウジング７は軸受部材８を保持する部材であり、樹脂、或いは、金属で円筒状に形成されている。ハウジング７の内周面７ａには、軸受部材８の外周面８ｄが接着によって固定されている。接着の形態としては、軸受部材８の外周面８ｄとハウジング７の内周面７ａとを隙間嵌めの状態で接着した、いわゆる隙間接着が採用されている。

　軸受部材８は、多孔質の焼結材料からなる円筒状に形成された焼結軸受である。焼結材料としては、焼結金属が使用されている。使用が可能な焼結金属としては、例えば、銅のみを主成分とする銅系焼結金属、銅と鉄を主成分とする銅鉄系焼結金属、銅とステンレス鋼を主成分とするステンレス系焼結金属等が挙げられる。

　図３に示すように、軸受部材８の内周面８ａには、軸方向に離隔した２箇所にラジアル軸受面８ａ１が形成されている。各ラジアル軸受面８ａ１には、動圧発生部としてヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝Ｇ１，Ｇ２が設けられている。図３中でクロスハッチングを施して示す領域は、複数の動圧溝Ｇ１同士、或いは、複数の動圧溝Ｇ２同士の相互間で、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａに対して軸径方向内側に隆起した丘部Ｈを示している（図４も参照）。

　上側の動圧溝Ｇ１は軸方向で非対称な形状をなし、下側の動圧溝Ｇ２は軸方向で対称な形状をなしている。軸方向で非対称な形状の上側の動圧溝Ｇ１により、ラジアル軸受隙間の潤滑流体が軸方向下向きに押し込まれ、ハウジング７の内部で潤滑流体が強制的に循環される（後述する）。２箇所のラジアル軸受面８ａ１の相互間領域には、円筒面８ａ２が設けられている。円筒面８ａ２は、動圧溝Ｇ１、Ｇ２の溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａと同一の円筒面上に連続して設けられている。なお、上下の動圧溝Ｇ１，Ｇ２の双方を軸方向で対称な形状としてもよい。また、上下の動圧溝Ｇ１，Ｇ２を軸方向で連続させてもよい。

　図４に示す、丘部Ｈと軸部材２の円筒面２ａ１との間のラジアル軸受隙間の寸法Ａを大きくするほど、軸受部材８におけるトルク低減の性能が高まる。一方、潤滑流体の動圧作用でラジアル軸受隙間に発生する圧力、すなわち軸受剛性は、ラジアル軸受隙間の寸法Ａと動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さの寸法Ｂとの比が１：１となる際に最も高くなる。トルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立させるため、軸受部材８の特徴的な構成として、図５に示すように、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａにおける表面開孔率が、丘部Ｈにおける表面開孔率よりも大きくなっている。これにより、後述の作用で両立が可能となる。なお、図５中で黒色の箇所が開孔である。また、図５中で極太線は動圧溝Ｇ１，Ｇ２と丘部Ｈとの境界を表す。

　溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａの表面開孔率は４０～６０％の範囲内とされている。本実施形態では、一例として溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａの表面開孔率は４６％である。一方で、丘部Ｈの表面開孔率は２～２５％の範囲内とされており、好ましくは２～１５％の範囲内とされる。本実施形態では、一例として丘部Ｈの表面開孔率は６％である。溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａと丘部Ｈとの表面開孔率の大小関係から、図６に示す、軸受部材８の内周面８ａにおける軸方向母線形状のとおり、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａでは開孔した気孔による凹部が相対的に多く、丘部Ｈでは凹部が相対的に少なくなっている。

　以上の構成から、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａでは、当該溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａで開孔した気孔（凹部）の影響により、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さが延長される。つまり、実質的な動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さが、元来の溝深さ（設計上の深さ）に気孔による延長分を加えた深さとなる。

　本実施形態では、一例として元来の溝深さが３μｍであり、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａで開孔した気孔の深さが平均で３μｍである。そして、既述のとおり、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａの表面開孔率は４６％である。このことから、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａの４６％の面積では、溝深さが元来の溝深さ３μｍに加えて、気孔の深さ３μｍの分が加算されて６μｍとなる。一方、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａの残りの５４％の面積では、開孔が存在せずに気孔の影響を受けないため、溝深さが元来の溝深さ３μｍのままとなる。これにより、気孔の影響を考慮した溝深さの平均値を算出すると、６μｍ×０．４６＋３μｍ×０．５４≒４．４μｍとなる。すなわち、実質的な動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さは、元来の深さ３μｍに気孔による延長分１．４μｍを加えた深さとなる。

　これに対し、丘部Ｈでは、当該丘部Ｈで開孔した気孔（凹部）による影響が、溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａでのそれに比べて小さく、気孔が丘部Ｈの内径寸法に与える影響を略無視できる。そのため、丘部Ｈと軸部材２の円筒面２ａ１との間のラジアル軸受隙間の大きさは、気孔に左右されることなく、丘部Ｈの内径寸法と円筒面２ａ１の外径寸法との差に基づいて決定される。

　従って、この軸受部材８では、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の元来の溝深さ（３μｍ）を深くしなくとも、気孔により溝深さが延長（１．４μｍの延長）されている分だけ、これに合わせてラジアル軸受隙間を大きく（１．４μｍの分大きく）できる。これに伴って、ラジアル軸受隙間の大きさ（図４の寸法Ａに相当）と、実質的な動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さ（図４の寸法Ｂに相当）との比を１：１にできる。このように気孔による溝深さの延長に合わせてラジアル軸受隙間を大きくし、上記の比を１：１にできることで、この軸受部材８では、トルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立できる。

　図７に示すように、軸受部材８の下側端面８ｂにはスラスト軸受面が形成されている。スラスト軸受面には、動圧発生部として、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝８ｂ１が形成されている。なお、動圧溝８ｂ１の形状として、ヘリングボーン形状や放射溝形状等を採用してもよい。また、軸受部材８の下側端面８ｂを平坦面として、その代わりに軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に動圧溝を形成してもよい。

　図２に示すように、シール部９は、ハウジング７の上端から軸径方向内側に突出している。本実施形態では、シール部９がハウジング７と一体に形成されているが、シール部９をハウジング７とは別体にすることもできる。シール部９の内周面９ａは、下方に向けて漸次縮径したテーパ状をなす。シール部９の内周面９ａと軸部２ａの外周面との間には、下方に向けて漸次に軸径方向幅が狭まるシール空間Ｓが形成される。この他、シール部９の内周面９ａを円筒面とする一方で、軸部２ａの外周面に上方に向けて漸次縮径するテーパ面を設け、これらの間にシール空間Ｓを形成してもよい。シール部９の下側端面９ｂには、軸受部材８の上側端面８ｃが当接している。

　蓋部１０は、黄銅等の金属や樹脂で形成されており、ハウジング７の内周面７ａの下端部に、圧入、接着等の手段で固定されている。これにより、ハウジング７の内部の空間がシール空間Ｓでのみ大気に開放された密閉空間となる。なお、蓋部１０は、ハウジング７と一体に形成することもできる。

　蓋部１０の端面１０ａにはスラスト軸受面が形成されている。このスラスト軸受面には、例えば、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝が形成されている（図示省略）。なお、動圧溝の形状として、ヘリングボーン形状や放射溝形状等を採用してもよい。また、蓋部１０の端面１０ａを平坦面として、その代わりに軸部材２のフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２に動圧溝を形成してもよい。

　ハウジング７の内部には、軸方向に延びる軸方向通油路１１と、軸径方向に延びる軸径方向通油路１２とが形成されている。軸方向通油路１１は、軸受部材８の外周面８ｄとハウジング７の内周面７ａとの間に形成され、軸径方向通油路１２は、軸受部材８の上側端面８ｃとシール部９の下側端面９ｂとの間に形成されている。軸方向通油路１１の下端は、軸受部材８の下側端面８ｂよりも下方の空間に開孔し、上端は軸径方向通油路１２の外側端と連なっている。軸径方向通油路１２の内側端はシール空間Ｓに開孔している。

　本実施形態では、軸受部材８の外周面８ｄに軸方向に延びる軸方向溝８ｄ１を設け、軸方向溝８ｄ１とハウジング７の内周面７ａとで形成された隙間により、軸受部材８の外周面８ｄに沿う軸方向通油路１１が形成されている。軸受部材８の上側端面８ｃには、環状溝８ｃ１と、環状溝８ｃ１よりも内側に位置する複数の軸径方向溝８ｃ２とが設けられ、環状溝８ｃ１および軸径方向溝８ｃ２と、シール部９の下側端面９ｂとで形成される隙間により、軸受部材８の上側端面８ｃに沿う軸径方向通油路１２が形成されている。また、シール部９の下側端面９ｂの外径側領域は、軸受部材８の上側端面８ｃから離反した位置にあり、この外径側領域と軸受部材８の上側端面８ｃとの間に形成された環状隙間１３に、軸方向通油路１１の上端と軸径方向通油路１２の外側端とがそれぞれ開孔している。環状隙間１３は、軸方向通油路１１、若しくは、軸径方向通油路１２の一部を構成する。この構成から、軸受部材８の下側端面８ｂよりも下方の空間が、軸方向通油路１１および軸径方向通油路１２を介してシール空間Ｓ、更にはラジアル軸受隙間と連なった状態となる。

　なお、軸方向通油路１１および軸径方向通油路１２は、軸受部材８の下側端面８ｂよりも下方の空間とシール空間Ｓとを連続させるものである限り、任意の形態を採用することができ、図２に示す形態には限定されない。例えば、軸方向溝８ｄ１を、軸受部材８の外周面８ｄに代えてハウジング７の内周面７ａに形成してもよい。また、環状溝８ｃ１や軸径方向溝８ｃ２を、軸受部材８の上側端面８ｃに代えてシール部９の下側端面９ｂに形成してもよい。

　流体動圧軸受装置１の内部には、潤滑流体としての潤滑油が真空含浸等の手段により供給され、ハウジング７の内部の全ての空間、例えば、軸受部材８の内周面８ａと軸部２ａの外周面との間の隙間、軸受部材８の下側端面８ｂとフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間の隙間、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２と蓋部１０の端面１０ａとの間の隙間、軸方向通油路１１、および軸径方向通油路１２が、軸受部材８の内部の気孔を含めて全て潤滑油で満たされる。この時、油面は、シール空間Ｓ内に形成される。

　軸部材２が回転すると、軸受部材８のラジアル軸受面８ａ１と軸部材２の円筒面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。そして、動圧溝Ｇ１，Ｇ２によりラジアル軸受隙間に形成された油膜の圧力が高められ、これにより軸部材２を非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１及び第２ラジアル軸受部Ｒ２が構成される。これと同時に、軸受部材８の下側端面８ｂ（スラスト軸受面）とフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１との間、及び、蓋部１０の端面１０ａ（スラスト軸受面）とフランジ部２ｂの下側端面２ｂ２との間に、それぞれスラスト軸受隙間が形成される。そして、軸受部材８の下側端面８ｂの動圧溝８ｂ１、及び、蓋部１０の端面１０ａの動圧溝により、各スラスト軸受隙間に形成された油膜の圧力が高められ、これにより軸部材２を非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。

　また、軸部材２の回転中は、第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２の各動圧溝Ｇ１，Ｇ２の非対称性等に起因して、軸受部材８の内周面８ａと軸部材２の外周面との間の隙間を満たす潤滑油に一定方向の流れ（例えば下向き）が生じる。そのため、第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受隙間から流出した潤滑油は、スラスト軸受隙間、軸方向通油路１１、軸径方向通油路１２を経てシール空間Ｓに達し、更には第１ラジアル軸受部Ｒ１のラジアル軸受隙間を介して、第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受隙間に還流する。

　流体動圧軸受装置１における軸受部材８（焼結軸受）は、原料粉から軸受部材８に対応した形状の圧粉体を成形する成形工程と、圧粉体を焼成して焼結体８’（焼結金属素材）を得る焼結工程と、焼結体８’に動圧溝Ｇ１，Ｇ２および動圧溝８ｂ１を成形する動圧溝加工工程とを、主たる工程として製造される。

　このうち、動圧溝加工工程では、図８に示すように、焼結体８’の内周面８ａ’および下側端面８ｂ’に対し、それぞれ動圧溝Ｇ１，Ｇ２および動圧溝８ｂ１の成形を行うと同時に、焼結体８’の内周面８ａ’、外周面８ｃ’、および両端面８ｂ’，８ｄ’の寸法矯正を行う。同工程は金型を用いて行う。金型は、ダイ１４、コアロッド１５、下パンチ１６、および上パンチ１７を備えている。コアロッド１５の外周面には、ラジアル軸受面８ａ１の動圧溝Ｇ１，Ｇ２に対応した形状の成形部１５ａが形成され、下パンチ１６の端面には、スラスト軸受面の動圧溝８ｂ１に対応した形状の成形部１６ａが形成されている。

　同工程では、コアロッド１５を焼結体８’の内周面８ａ’に挿入し、この状態で焼結体８’をダイ１４の内周に圧入する。このとき、上下のパンチ１６，１７で焼結体８’を圧迫し、コアロッド１５の成形部１５ａを焼結体８’の内周面８ａ’に食い込ませ、塑性流動により動圧溝Ｇ１，Ｇ２および丘部Ｈをそれぞれ成形する。また、下パンチ１６の成形部１６ａを焼結体８’の下側端面８ｂ’に食い込ませ、塑性流動により動圧溝８ｂ１、および、隣り合う動圧溝８ｂ１の間の丘部８ｂ２（図７も参照）をそれぞれ成形する。加えて、焼結体８’の各面がダイ１４の内周面、コアロッド１５の外周面、および上下のパンチ１６，１７の端面に押し付けられて成形され、各面の寸法矯正が行われる。この時点では、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａにおける表面開孔率と、丘部Ｈにおける表面開孔率とは同一である（ここでは、共に４６％）。なお、この時点における溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａおよび丘部Ｈの表面開孔率や気孔の深さ（大きさ）は、一例として成形工程における成形圧力の大小により調節できる。

　その後、図９に示すように、焼結体８’をダイ１４の内周から取り出す。この際のスプリングバックにより、焼結体８’の内周面８ａ’が拡径する。そして、拡径した内周面８ａ’からコアロッド１５を引き抜く。このとき、図１０に示すように、コアロッド１５の外周面により焼結体８’に成形された丘部Ｈを擦りながら引き抜く。これにより、丘部Ｈで開孔した気孔が潰されて封孔処理がなされる。この処理に伴って、封孔処理がなされていない動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝底面Ｇ１ａ，Ｇ２ａにおける表面開孔率が、封孔処理がなされた丘部Ｈにおける表面開孔率（ここでは、６％）よりも大きくなる。なお、封孔処理により丘部Ｈの表面開孔率をどの程度小さくするかは、一例としてコアロッド１５の外周面を丘部Ｈに押し付ける力の大小により調節できる。以上により動圧溝加工工程が完了する。その後、焼結体８’に潤滑油を含浸（真空含浸）させて気孔に潤滑油を保有させる等の処理を施すことで、軸受部材８が製造される。

　ここで、従来の軸受部材の製造工程では、上記の成形工程、焼結工程を経た後、焼結体の寸法矯正を行う１次サイジング工程、焼結体の内周面に対して封孔処理を行う回転サイジング工程を行うのが一般的である。これに対し、本実施形態の製造工程では、成形工程、焼結工程を経た後、１次サイジング工程および回転サイジング工程の両工程を省略し、動圧溝加工工程を行う。このように両工程を省略できるため、本実施形態における軸受部材８は、低コストで製造できるという利点がある。

　また、本実施形態における軸受部材８では、上述のとおり、トルク低減と軸受剛性低下の防止とを両立させるために、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の元来の溝深さ（設計上の深さ）を深くする必要がない。従って、溝深さを深くすることを目的として、軸受部材８の製造に際してスプリングバック量の大きい材質に変更するような必要性が当然になくなる。このため、材質の変更に伴う軸受特性の変化についても防止できる。その上、下記のような不具合も回避できる。すなわち、材質を変更して動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さを深くしようとすると、コアロッド１５の凹凸に対する充填性が悪化し、これに起因して、一部箇所で溝深さが浅くなる「ダレ」と呼称される不良が生じやすくなる。しかしながら、本実施形態における軸受部材８では、動圧溝Ｇ１，Ｇ２の溝深さを深くする必要がなく、ダレの発生を防止できる。このため、ダレの発生に伴って軸受剛性が低下したり、ラジアル軸受隙間に負圧が発生したりする不具合を回避できる。

　以上に説明した軸受部材８は、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用のスピンドルモータに限らず、レーザビームプリンタ用のポリゴンスキャナモータ、或いは、ファンモータ等の小型モータに組み込んで使用することもできる。

　１　　　　　　　　流体動圧軸受装置
　２　　　　　　　　軸部材
　２ａ１　　　　　　円筒面
　４　　　　　　　　ステータコイル
　５　　　　　　　　ロータマグネット
　８　　　　　　　　軸受部材（焼結軸受）
　８ａ１　　　　　　ラジアル軸受面
　Ｇ１、Ｇ２　　　　動圧溝
　Ｇ１ａ，Ｇ２ａ　　溝底面
　Ｈ　　　　　　　　丘部

Claims

　多孔質の焼結材料からなり、
　支持対象である軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受面を備え、
　前記軸受面に、複数の動圧溝と、該複数の動圧溝の相互間で該動圧溝の溝底面に対して軸径方向内側に隆起した丘部とを有し、
　前記ラジアル軸受隙間に満たした潤滑流体の動圧作用で生じた圧力により前記軸部材を非接触支持する焼結軸受であって、
　前記動圧溝の溝底面における表面開孔率が、前記丘部における表面開孔率よりも大きいことを特徴とする焼結軸受。
　前記動圧溝の溝底面における表面開孔率が４０％以上で、且つ、前記丘部における表面開孔率が１５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の焼結軸受。
　請求項１又は２に記載の焼結軸受と、該焼結軸受の内周に挿入された軸部材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、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ。