动压轴承、动压轴承装置以及马达的制作方法

    专利2026-09-22  3


    本技术涉及动压轴承。


    背景技术:

    1、动压轴承是在内周面形成有动压槽的圆筒状的轴承部件。当动压轴承和插入于其内周的轴部件相对旋转时,在轴部件的外周面与动压轴承的内周面之间的径向轴承间隙产生的流体膜的压力通过动压槽被提高,利用该压力(动压作用)将轴部件非接触支承为相对旋转自如。具有上述那样的动压轴承和轴部件的流体动压轴承装置从旋转精度和肃静性优异的特性出发,适合作为hdd的盘驱动装置的主轴马达、激光束打印机的多边形扫描仪马达、电子设备的冷却用的风扇马达等的旋转轴支承用来使用。

    2、作为在动压轴承的内周面形成动压槽的方法,公知有在圆筒状的烧结体的内周面模具成型出动压槽的所谓的动压槽精压。在该动压槽精压中,在将精压销插入于烧结体的内周的状态下,一边利用上冲头和下冲头沿轴向压迫烧结体,一边将烧结体压入冲模的内周,从而将烧结体的内周面按压至形成于精压销的外周面的成型模具。由此,成型模具的形状被转印到烧结体的内周面而形成动压槽(例如,参照专利文献1)。

    3、专利文献1:日本特许第3782900号公报

    4、在动压轴承中,动压槽的尺寸精度、特别是多个动压槽的深度的偏差成为问题。图14和图15是表示在同一条件下形成的动压轴承的动压槽的形状(轮廓)的图。将各动压槽和与其周向一侧相邻的丘部的最大径差设为各动压槽的深度(以下也称为“槽深度”)hf1~hf6。如图14所示,存在槽深度hf1~hf6的偏差较小的动压槽(最大的槽深度与最小的槽深度的差约为0.3μm的动压槽),如图15所示,存在槽深度hf1~hf6的偏差较大的动压槽(最大的槽深度与最小的槽深度的差约为1.5μm的动压槽)。当槽深度的偏差较大时,在周向上产生的动压力的偏差变大,因此轴承刚性降低。特别是,在动压轴承组装于以各种姿势使用的马达(例如,平板型终端的冷却风扇马达)的情况下,如果轴承刚性较低,则有可能动压轴承与轴接触而产生异响的产生等不良情况。


    技术实现思路

    1、因此,本实用新型的目的在于稳定地提供轴承刚性较高的动压轴承。

    2、在对动压槽进行模具成型时,如图7、图9以及图10所示,通过将烧结体28的内周面按压于形成在芯棒31的外周面的成型模具35,使烧结体28的材料(原料)进入成型模具35的凹部35a。此时,如果凹部35a的周向宽度h’[mm]与深度hf’[μm]之比h’/hf’过小,即如果凹部35a的周向宽度h’过小或者凹部35a的深度hf’过深,则烧结体28的材料难以进入凹部35a。因此,难以用烧结体28的材料填满凹部35a的整个区域,丘部的成型精度、进而动压槽的成型精度降低。

    3、因此,在本实用新型中,使成型模具的凹部的周向宽度h’[mm]与深度hf’[μm]之比(扁平度)h’/hf’大于0.1。由此,烧结体的材料容易进入凹部的角部,因此能够稳定地提供多个丘部的高度、即多个动压槽的深度的偏差为1μm以下的产品。在该情况下,形成于烧结体的动压槽间的丘部被转印有芯棒的凹部的形状,因此各丘部的周向宽度h[mm]与高度(相邻于该凹部的周向一侧的动压槽的深度)hf[μm]之比(扁平度)h/hf大于0.1。

    4、另一方面,如果成型模具的凹部的周向宽度h’过大,则进入凹部的烧结体的体积变大,因此为了使烧结体缩径而需要较大的成型压力,导致成型装置的大型化和高成本化。另外,如果成型模具的凹部的深度hf’过浅,则动压槽变浅,因此动压力有可能不足。因此,成型模具的凹部的周向宽度h’[mm]与深度hf’[μm]之比h’/hf’、即烧结体的丘部的周向宽度h[mm]与高度hf[μm]之比h/hf优选小于规定值,具体而言优选小于0.65。

    5、如上所述,本实用新型是一种动压轴承,其具有在内周面模具成型有动压产生部的烧结体,其特征在于,所述动压产生部具有:多个动压槽,它们沿相对于周向倾斜的方向延伸;以及多个倾斜丘部,它们设置在所述多个动压槽的周向之间,各倾斜丘部的周向宽度h[mm]与相邻于该倾斜丘部的周向一侧的所述动压槽的深度hf[μm]之比h/hf满足0.1<h/hf<0.65,所述多个动压槽的深度hf的偏差为1μm以下。

    6、如果烧结体的密度较低,则在从外径侧压迫烧结体而对动压槽进行模具成型时,难以对烧结体的内周面施加压迫力,因此难以高精度地成型动压槽。因此,优选将烧结体的密度设定得较高,具体而言,优选将烧结体的密度比(烧结体的密度/假定在该烧结体中没有气孔的情况下的密度)设为80%以上。另一方面,如果烧结体的密度过高,则形成于烧结体的内部的气孔过小,会损害经由内部气孔的润滑流体的循环性,因此优选烧结体的密度比为95%以下。

    7、如果烧结体的各部位的密度比的偏差较大,则从冲模取出烧结体时的回弹量的偏差变大。在该情况下,在从烧结体的内周拔出芯棒时,烧结体中的回弹量较小的部分与芯棒的成型模具发生干涉,由此在该丘部产生脱落,烧结体的丘部的高度的偏差、即槽深度的偏差变大。因此,优选使烧结体的轴向和半径方向的密度比的偏差为3%以下,使烧结体的回弹量均匀。

    8、在从烧结体的内周拔出芯棒时,芯棒的成型模具的外径端的角部与形成于烧结体的内周面的丘部发生干涉,由此烧结体的丘部有可能脱落。为了避免这种情况,优选预先使芯棒的成型模具的外径端的角部变圆。另一方面,动压槽的截面形状理想的是完全的矩形状,越偏离矩形则动压力越低。因此,如果如上述那样使成型模具的外径端的角部变圆,则由该成型模具成型的动压槽的槽底的角部变圆而偏离矩形,因此无法避免动压力的降低。

    9、因此,优选使芯棒的成型模具的外径端的角部中的、在从烧结体的内周拔出时与动压槽干涉的一侧(轴向一侧)的角部比其相反侧(轴向另一侧)的角部变圆。在该情况下,在烧结体的轴向截面中,动压槽的槽底的轴向一侧的角部成为比轴向另一侧的角部圆的状态。由此,能够在确保由动压槽产生的动压力的同时,避免芯棒的成型模具与烧结体的丘部的干涉。

    10、如上所述,根据本实用新型,能够稳定地提供槽深度的偏差较小且轴承刚性较高的动压轴承。



    技术特征:

    1.一种动压轴承,其具有在内周面模具成型有动压产生部的烧结体,其特征在于,

    2.根据权利要求1所述的动压轴承,其特征在于,

    3.根据权利要求1或2所述的动压轴承,其特征在于,

    4.一种动压轴承装置,其特征在于,

    5.一种马达,其特征在于,


    技术总结
    本技术提供动压轴承、动压轴承装置以及马达。动压轴承(轴承套筒(8))具有在内周面模具成型有动压产生部(A1、A2)的烧结体。动压产生部(A1、A2)具有:多个动压槽(G1),它们沿相对于周向倾斜的方向延伸;以及多个倾斜丘部(G3),它们设置于多个动压槽(G1)的周向之间。各倾斜丘部(G3)的周向宽度h[mm]与相邻于该丘部(G3)的周向一侧的动压槽(G1)的深度Hf[μm]满足0.1<h/Hf<0.65,多个动压槽(G1)的深度Hf的偏差为1μm以下。

    技术研发人员:小松原慎治
    受保护的技术使用者:NTN株式会社
    技术研发日:20230914
    技术公布日:2024/4/29
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