动压轴承的制造方法技术

本发明专利技术的动压轴承的特征在于，由圆筒状的烧结体构成，在其端面的、至少承受轴向载荷的轴向区域上形成有多个细微的凹凸，并且在该轴向区域上形成有用于产生轴向动压的轴向动压凹部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适于备有记录盘驱动装置等的主轴电动机的轴承的。
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承受轴向及径向双方的载荷，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，基于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理由，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。润滑油从烧结轴承渗出，在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而高压化从而高轴承刚性地支承轴。这种动压凹部是对烧结轴承原材料通过塑性加工而形成的。作为通过塑性加工形成动压凹部的方法并不仅限于对烧结轴承进行，例如轴向动压凹部是通过以下方式形成的，即在对轴承原材料进行精压或压花的再压工序中使阳模的冲头的冲头面与轴向面对置，通过该冲头对轴承原材料在轴方向上进行压缩而刻印凸部。所述阳模形成有可形成轴向动压凹部的凸部。这种方法通过例如特开平5-60127号公报而被公开。在这样的动压轴承用于主轴电动机的情况下，在电动机停止的状态下，在轴向面及径向面与轴之间、向发生动压的微小间隙供给润滑油的量比旋转时还要减少。因此，在电动机起动时或停止时即电动机的转速比较低的情况下，润滑油的供给量容易产生不足，由此，轴与轴承之间的摩擦比较大，发生金属接触而容易产生磨耗。这个问题特别在与径向侧相比承受更大载荷的轴向侧显著发生，其结果产生电动机的转速上升缓慢等问题并且导致动压轴承的寿命降低。
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电动机起动时或者停止时易产生的与轴之间的摩擦，由此使电动机的转速上升迅速、并可抑制磨耗从而实现寿命的长期化的。本专利技术的动压轴承，其特征在于，由圆筒状的烧结体构成，在其端面的、至少承受轴向载荷的轴向区域上形成有多个细微的凹凸，并且在该轴向区域上形成有用于产生轴向动压的轴向动压凹部。作为形成有端面的凹凸的轴向区域的表面粗糙度优选地为0.5～3um的范围。在本专利技术的动压轴承中，在与通过该动压轴承旋转自如地支承的主轴电动机等的轴的轴向面对置的部分上设定有上述轴向区域。由此，若向两者间的微小间隙中供给了润滑油并且轴旋转时，则流入到轴向动压凹部上的润滑油成为高压并产生轴向动压。根据本专利技术的动压轴承，上述轴向区域的除轴向动压凹部之外的部分为形成有多个细微的凹凸的粗糙面。在该粗糙面的凹部上润滑油容易滞留，凹部起到贮油的功能。由此，即使在轴旋转起动时或者旋转停止时也会在端面的轴向区域与轴的轴向面之间存有较多润滑油，所以不易产生摩擦而抑制磨耗。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沿着前述端面的一圆周方向排列的多个人字槽。接着，本专利技术的动压轴承的制造方法是适于制造上述本专利技术的动压轴承的方法，其特征在于，通过将形成有凸部的冲头的冲头面按压到圆筒状的烧结轴承原材料的端面上，在该端面的、至少承受轴向载荷的轴向区域上刻印凸部，形成用于产生轴向动压的轴向动压凹部，其中，冲压的冲压面上的凸部是通过电火花加工或化学蚀刻形成的。根据上述制造方法，可通过对冲头的冲头面的凸部进行电火花加工或者化学蚀刻，而在为了留下凸部而除去的部分、即凹部(凸部的周围的表面)上形成多个细微的凹凸。若如这样将在凹部上形成了多个细微的凹凸的冲头面按压到烧结轴承原材料的端面上，则在该端面的轴向区域上刻印凸部而形成轴向动压凹部，并且复制冲头表面凹部的细微的凹凸，在烧结轴承的轴向区域上形成多个细微的凹凸。由此，在本专利技术中，由于使用了多孔质体、即烧结轴承原材料(烧结体)而容易发生塑性变形。因此，与使用松散材料的轴承原材料的情况相比，可容易地进行冲头面凹部的细微的凹凸的复制。在本专利技术中使用的冲头选择可进行电火花加工或者化学蚀刻的材质，列举了例如冷轧金属模用合金工具钢、热轧金属模用合金工具钢等合金工具钢、高速工具钢、超硬合金等。在制造本专利技术的冲头时，由于可将向冲头面形成凸部与在其周围的表面(凹部)上形成多个细微的凹凸同时进行，所以不以增加工序数即可在冲头面的凹部上形成凹凸。该凹凸在使动压轴承的端面的轴向区域作成粗糙面上成为极其适合的细微的凹凸。可通过利用该冲头对烧结轴承原材料的端面进行压缩，而使轴向动压凹部的形成与在端面的轴向区域上细微的凹凸的形成同时进行，在此也不必增加工序数即可在动压轴承的端面上形成凹凸。另外，在本专利技术中，通过电火花加工或者化学蚀刻形成冲头的冲头面凸部，从而形成凸部，但是特别优选地采用电火花加工。若通过电火花加工形成凸部，则由于可将冲头面的凸部形成为具有锋利的刃口的凸部，所以可将刻印该凸部而形成的动压轴承侧的轴向动压凹部的刃口锋利地形成，可得到希望的形状。作为在本专利技术的制造方法中使用的烧结轴承原材料的成分，为了可容易地对上述轴向动压凹部进行塑性加工，又，同时兼顾加工精度与强度，所以优选地成分为含有铁40～60wt％、铜40～60wt％、锡1～5wt％。根据本专利技术的动压轴承，在形成轴向动压凹部的端面的轴向区域上形成多个细微的凹凸而成为粗糙面，由于该凹部起到贮油的功能，所以，即使在轴旋转起动时或者旋转停止时，也可抑制由于在端面的轴向区域与轴的轴向面之间的摩擦而产生的磨耗。其结果起到如下效果，即使电动机的转速上升迅速，并且实现寿命的长期化。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是图1的II部分放大图。图3是一实施方式的动压轴承的俯视图。图4是图1的IV-IV线的箭头方向观察的剖视图。图5是表示通过再压用金属模对烧结轴承原材料进行压缩并在其上端面上形成凹凸及螺旋槽的状态的侧视图。图6是再压用的上冲头与用该上冲头压缩的烧结轴承原材料的剖视图。图7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9是表示在实施例中测定的轴向面的表面粗糙度与起动摩擦转矩之间的关系的线图。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表示一实施方式的圆筒状的动压轴承1，图2是图1的II部分放大图，图3是动压轴承1的俯视图，图4是图1的IV-IV线的箭头方向观察的剖视图。图1及图4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的整个表面上形成有如图2所示的多个细微的凹凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动压轴承，其特征在于，由圆筒状的烧结体构成，在其端面的、至少承受轴向载荷的轴向区域上形成有多个细微的凹凸，并且在该轴向区域上形成有用于产生轴向动压的轴向动压凹部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：新居胜敏，四方英雄，
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]