动压轴承的制造方法技术

本发明专利技术的动压轴承的制造方法，其特征在于，对密度调整为６．６～７．４Ｍｇ／ｍ↑［３］的圆筒状的烧结轴承原材料的形成轴向动压凹部的端面实施超声波加工，使该端面比前述密度更致密化，此后，在该端面上形成轴向动压凹部，接着在烧结轴承原材料的轴孔内周面上形成径向动压凹部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可使润滑油等润滑用流体发生动压而得到高的轴承刚性的，特别涉及一种用于使烧结轴承具有高的尺寸精度且以高精度按照希望的形状形成轴向动压凹部与径向动压凹部双方的制造方法。在本专利技术中得到的动压轴承适合作为备有记录盘驱动装置等的主轴电动机的轴承。
技术介绍
上述主轴电动机作为驱动源广泛使用于驱动磁盘或者CD、DVD等光盘并在这些盘上进行信息的读写的盘驱动装置等各种信息机器上。又，上述主轴电动机作为驱动源也广泛使用于激光打印机等镜面驱动装置上。作为这种主轴电动机的轴承多采用球轴承，但其在旋转精度、高速性、消音性方面有界限，作为这些特性优良的轴承而使用非接触型的动压轴承。所谓动压轴承是在轴与轴承之间的微小间隙上形成由润滑油形成的油膜、通过轴的旋转而使该油膜高压化从而高刚性地支承轴的轴承，该动压通过形成在轴或轴承的某一方上的、主要由槽形成的凹部而有效地发生。主轴电动机用的轴承是承受轴向及径向双方的载荷的结构，在动压发生用的上述凹部形成在轴承上的情况下，分别形成在承受轴向载荷的轴承的端面(轴向面)与承受径向载荷的轴承内周面(径向面)上。作为这样的动压轴承，可含有润滑油而自补给、并且容易形成动压发生用的上述凹部且批量生产率高等，所以优选地使用烧结轴承。烧结轴承是向将金属粉末压缩成形的压粉体烧结而得到的烧结体(多孔质体)的气孔中填充润滑油，在含油状态下使用的。润滑油从烧结轴承渗出，象上述那样的与轴之间的微小间隙上形成油膜，流入到动压凹部内的润滑油与轴的旋转相对应地高压化从而高轴承刚性地支承轴。如这样的动压凹部是对烧结轴承原材料通过塑性加工而形成的。在主轴电动机的轴承中有与径向面相比轴向面侧的动压较大地设定的情况。为了增大轴向面的动压，只要压碎该表面的气孔而使其致密化，以防止润滑油的漏出、即动压的泄漏而确保油压即可。又，该构造由于有助于摩擦阻力的降低和耐久性的提高所以优选。作为轴向面的封孔处理手段，通过特开平8-33260号公报或特开平11-51055号公报等公开了实施超声波加工对轴向面进行封孔处理，利用这种方法可在短时间内有效地实施封孔处理。上述超声波加工采用如下方法，即例如在将一端面作为轴向面的烧结轴承的情况下，将其相反侧的端面放到硬质的台上、将超声波振动体从上方按压到一端面上并施加超声波振动。但是，这种方法由于在轴方向上承受应力，所以烧结轴承原材料的内周面的两端部向内侧稍微突出而产生变形。由此产生很难得到尺寸精度高的动压轴承的问题。这样的问题可通过提高烧结轴承原材料的密度并将硬度较高地设定而消除。但是，在这种情况下会产生新问题，即向径向面上形成径向动压凹部很难通过塑性加工而形成。烧结轴承原材料的密度通常为6.5Mg/m3左右，以该密度如上述那样容易形成径向动压凹部，但是有轴向动压凹部由于硬度有点不足很难锋利地形成的倾向，又，在超声波加工后形成轴向动压凹部上，由于超声波加工而产生轴孔两端部的直径稍微收缩的变形。另一方面，若烧结轴承原材料的密度过高，虽然则由于超声波加工产生的影响较小可抑制变形，但是相反径向动压凹部由于较硬则很难形成。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可抑制由于轴向面的超声波加工而产生的烧结轴承原材料的变形，并且将轴向侧及径向侧这两方的动压凹部形成为希望的形状那样的。本专利技术的特征在于，对密度调整为6.6～7.4Mg/m3的圆筒状的烧结轴承原材料的形成轴向动压凹部的端面实施超声波加工，使该端面比前述密度更致密化，此后，在该端面上形成轴向动压凹部，接着在烧结轴承原材料的轴孔内周面上形成径向动压凹部。本专利技术中由于通过超声波加工对轴向面进行封孔处理，所以防止了在轴向面上的动压的泄漏而适合作为承受较大的轴向载荷的主轴电动机用的动压轴承。此时，由于在本专利技术中使用的烧结轴承原材料密度调整为比通常高的6.6～7.4Mg/m3，所以与通常相比也提高了硬度和刚性。由此，即使在发生轴向动压的端面(轴向面)上一边负载在轴方向上的应力一边施加超声波加工，也可抑制两端的内周面向内侧突出的变形，其结果可得到尺寸精度高的动压轴承。又，若在如这样致密化了的轴向面上形成轴向动压凹部，则轴向动压凹部可锋利地形成，得到希望那样的形状。在形成上述轴向动压凹部后，在烧结轴承原材料的内周面上形成径向动压凹部，但是在本专利技术中烧结轴承原材料的密度调整为比通常高，但并不过高到塑性加工困难的水平。由此，将径向动压凹部采用以下方法形成为希望那样的形状，即用形成有突条的销并使销穿过、或用形成有突条的型芯进行再压而复制等。又，若用这样的方法形成径向动压凹部，则由于可降低径向动压凹部的气孔率，所以容易确保油压并容易得到高的径向动压。本专利技术的轴向动压凹部优选地为可有效地得到轴向动压的形状，例如，列举了随着朝向端面的一圆周方向一边向其内周侧弯曲一边延伸的多个螺旋槽，或者呈V字状且收敛于顶点的方向是沿着前述端面的一圆周方向排列的多个人字槽。又，本专利技术的径向动压凹部优选地为可有效地得到径向动压的形状，列举了例如与前述烧结轴承原材料的外径不同心、且随着朝向前述一圆周方向向内周侧缩径的多个圆弧面。本专利技术的烧结轴承原材料由于对上述各动压凹部加工容易且可同时实现加工精度和强度两方面，所以适合的成分为含有铁40～60wt％、铜40～60wt％、锡1～5wt％。根据本专利技术的动压轴承，由于形成轴向及径向动压凹部的烧结轴承原材料的密度规定为6.6～7.4Mg/m3，对轴向面进行超声波加工使其致密化后形成轴向动压凹部，此后，在烧结轴承原材料的内周面上形成径向动压凹部，所以起到以下效果，即可抑制由于轴向面的超声波加工而产生的烧结轴承原材料的变形而得到高的尺寸精度，防止轴向面的动压泄漏得到高的轴向动压，并且可将轴向侧及径向侧双方的动压凹部形成为希望那样的形状。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的动压轴承的纵剖视图。图2是一实施方式的动压轴承的俯视图。图3是图1的III-III线的箭头方向观察的剖视图。图4是表示通过超声波加工装置对烧结轴承原材料的上端面实施超声波加工的状态的侧视图。图5是表示通过再压用金属模在烧结轴承原材料的上端面上形成螺旋槽的状态的侧视图。图6是表示通过内周面加工装置在烧结轴承原材料的内周面上形成有分离槽及圆弧面的状态的侧视图。图7是使用一实施方式的动压轴承的轴承组件的纵剖视图。图8是表示轴向动压凹部的其他方式(人字槽)的动压轴承的俯视图。图9A～图9E是表示在实施例中进行地对螺旋槽的形成面的表面粗糙度沿圆周方向测定的结果的图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的一实施方式进行说明。图1表示利用一实施方式的制造方法而制造的圆筒状的动压轴承1，图2是动压轴承1的俯视图，图3是图1的III-III线的箭头方向观察的剖视图。这些图1及图3中的附图标记2是通过动压轴承1而旋转自如地支承的轴。在动压轴承1的一端面(图1中上端面)11上，如图2所示在圆周方向上隔开等间隔地形成有多个(这种情况下为12根)螺旋槽12，该螺旋槽12是随着朝向轴2的旋转方向R一边向内周侧弯曲一边延伸的。这些螺旋槽12的外周侧的端部在外周面开口，而内周侧的端部在轴孔13的内周面14上不开口而闭塞。动压轴承1的上端面11是承受来自轴2的轴向载荷的轴向面，螺旋槽12是轴向动压发生用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动压轴承的制造方法，其特征在于，对密度调整为６．６～７．４Ｍｇ／ｍ↑［３］的圆筒状的烧结轴承原材料的形成轴向动压凹部的端面实施超声波加工，使该端面比前述密度更致密化，此后，在该端面上形成轴向动压凹部，接着在烧结轴承原材料的轴孔内周面上形成径向动压凹部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：德岛秀和，松村隆志，近藤诚，新居胜敏，
申请(专利权)人：日立粉末冶金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]