專利名稱：流體軸承裝置用軸套及其制法、流體軸承裝置、主軸電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體軸承裝置用軸套、尤其涉及一種燒結(jié)金屬制軸套、采用燒結(jié)金屬制軸套的流體軸承裝置、主軸電機(jī)及軸套的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，采用旋轉(zhuǎn)的圓盤的記錄裝置等，由于其內(nèi)存容量增大，并且數(shù)據(jù)的傳送數(shù)據(jù)在高速化，因此其中使用的記錄裝置的軸承為了使圓盤負(fù)載始終高精度地旋轉(zhuǎn)故而要求有很高的性能和可靠性。因此在這些旋轉(zhuǎn)裝置中采用適于高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)壓流體軸承裝置。動(dòng)壓流體軸承裝置，使?jié)櫥黧w例如油介入軸與軸套之間，在旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)動(dòng)壓產(chǎn)生槽產(chǎn)生泵壓力(pumping pressure)，由此因軸是相對(duì)軸套以非接觸的方式旋轉(zhuǎn)的，沒(méi)有機(jī)械摩擦，因此適于高速旋轉(zhuǎn)。
以下，參照?qǐng)D32～圖34，針對(duì)以往的動(dòng)壓流體軸承裝置的一例進(jìn)行說(shuō)明。圖32是表示以往例的動(dòng)壓流體裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖32中，動(dòng)壓流體軸承裝置，具有軸911、凸緣912、軸套913、止推板914、油915、轉(zhuǎn)子916、底座917。軸911具有一體化的凸緣912，軸911旋轉(zhuǎn)自由地被插入軸套913的軸承孔913C中，軸套912被收容在軸套913的凹部。在軸911的外周面或者軸套913的內(nèi)周面的至少一方設(shè)置動(dòng)壓產(chǎn)生槽913A、913B，或者在凸緣912的與軸套913之間的對(duì)置面、以及在凸緣912與止推板914之間的對(duì)置面設(shè)置動(dòng)壓產(chǎn)生槽912A、912B，將止推板914固定在軸套913上。各動(dòng)壓產(chǎn)生槽913A、913B、912A、912B附近的軸承間隙，至少用油915填滿。在轉(zhuǎn)子916中固定有圓盤918另一方面，在底座917中將軸套913固定，在轉(zhuǎn)子中安裝未圖示的轉(zhuǎn)子磁鐵，或者在底座917上與轉(zhuǎn)子磁鐵對(duì)置的位置固定未圖示的電機(jī)定子。
關(guān)于按照以上方式構(gòu)成的以往的流體軸承式旋轉(zhuǎn)裝置，針對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如果向未圖示的轉(zhuǎn)子磁鐵賦予旋轉(zhuǎn)力，則使轉(zhuǎn)子916、軸911、凸緣912、圓盤918開始旋轉(zhuǎn)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)使動(dòng)壓產(chǎn)生槽913A、913B、912A、912B將油915集攏，在軸911與軸套913之間、以及凸緣912與軸套913以及止推板914之間產(chǎn)生泵壓力。由此軸911相對(duì)軸套913和止推板914以非接觸的方式旋轉(zhuǎn)，通過(guò)末圖示的磁頭或者光學(xué)頭，進(jìn)行圓盤918上的數(shù)據(jù)的記錄再生。
一般來(lái)說(shuō)，流體軸承裝置的軸套是由金屬材料通過(guò)切削加工等制造的，但也提出過(guò)一種目的在于進(jìn)一步降低制造成本的燒結(jié)金屬制軸套(例如參照專利文獻(xiàn)1)。作為燒結(jié)金屬，是指成形并燒結(jié)例如銅合金等金屬粉末而成的燒結(jié)體。在由金屬棒等通過(guò)切削加工等制造軸套時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多金屬屑造成材料浪費(fèi)。但是在通過(guò)燒結(jié)制造軸套時(shí)，由于成形并燒結(jié)金屬粉末，因此不會(huì)產(chǎn)生金屬屑就不會(huì)有材料浪費(fèi)了。并且在軸套的內(nèi)周面成形動(dòng)壓產(chǎn)生用槽時(shí)，以往需要進(jìn)行切削加工或電解加工，而在通過(guò)燒結(jié)制造軸套時(shí)，如果事先對(duì)成形用模具上與動(dòng)壓產(chǎn)生用槽對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行加工，則軸套成形的同時(shí)動(dòng)壓產(chǎn)生用槽也可以成形。
根據(jù)以上所述，由于燒結(jié)金屬制軸套的制造所需要的工序數(shù)以及時(shí)間是通過(guò)切削加工等制造相同部件時(shí)的幾分之一，因此若由燒結(jié)來(lái)制造軸套則可以大副降低軸套的制造成本。
但是，與燒結(jié)金屬制軸套可以降低成本相反，其性能上存在問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，由于燒結(jié)金屬是金屬粉末的集合體因此是多孔質(zhì)的，在內(nèi)部有著許多氣孔(在金屬粉末之間形成的較小的空間)。在氣孔中存在被稱作“組織氣孔”的在燒結(jié)體的內(nèi)部的氣孔、和被稱作“表面氣孔”的在燒結(jié)體的表面開口的氣孔。在一般的燒結(jié)金屬中，由于表面氣孔與組織氣孔是連通的，因此潤(rùn)滑油通過(guò)氣孔便可以穿過(guò)燒結(jié)金屬的內(nèi)部。在流體軸承裝置中使用燒結(jié)金屬制軸套時(shí)，潤(rùn)滑油穿過(guò)軸套，由徑向軸承部產(chǎn)生的支承壓力向軸套的外周側(cè)釋放。其結(jié)果為，例如在徑向軸承部產(chǎn)生的支承壓力降低，徑向軸承部的剛性降低大約30％左右。
并且，如此便提出了一種按照徑向軸承部的支承壓力不會(huì)向軸套的外周側(cè)釋放的方式在軸套的外周側(cè)嵌入杯狀部件。但是，這種情況下，由于流體軸承裝置的部件件數(shù)增加，所以通過(guò)燒結(jié)金屬制軸套來(lái)降低制造成本的效果降低。因此，為了利用燒結(jié)金屬制軸套的低成本這樣的優(yōu)點(diǎn)，要求一種不會(huì)使軸承剛性降低的燒結(jié)金屬制軸套。
因此，本案的發(fā)明者，開發(fā)提出了一種使樹脂含浸在燒結(jié)體軸承中并密封氣孔的技術(shù)。
然而，在使樹脂含浸在壓粉燒結(jié)體軸承中時(shí)，在一般的工序中樹脂含浸材料易殘留在軸承材料表面。因此，樹脂含浸易對(duì)尺寸精度產(chǎn)生惡劣影響。并且，事實(shí)上是很難將在作為多孔質(zhì)材料的壓粉燒結(jié)體的表面以及內(nèi)部存在的空穴完全填埋的。進(jìn)而，由于需要將作為多孔質(zhì)材料的壓粉燒結(jié)體的表面附近殘留的表面附著樹脂去除，因此表面幾乎沒(méi)有樹脂殘余。這樣實(shí)際情況是沒(méi)有充分實(shí)現(xiàn)含浸樹脂的效果。
因此，如圖33所示，在多孔質(zhì)的軸套913的內(nèi)部存在有空穴(孔洞)。因此，例如即使最初將油915注入軸承間隙整體直至圖中標(biāo)號(hào)U的位置，在放置大約500個(gè)小時(shí)之后，油915A進(jìn)入軸套913內(nèi)的空穴中，油915的液面高度下降至圖中V的位置為止。其結(jié)果，動(dòng)壓產(chǎn)生槽913A與軸911摩擦而燒粘。
并且，如圖33所示，在多孔質(zhì)的軸套913的外部表面滲出油915B。因此，油915B蒸發(fā)，氣態(tài)的油會(huì)污染周圍。
另外，多孔質(zhì)的軸套913這樣的密封不足的問(wèn)題，可按照如下來(lái)診斷。在未圖示的燒杯中倒入足量的油，將軸套913單獨(dú)、或者是在將軸911、凸緣912、止推板914與軸套913組裝一起的狀態(tài)下浸漬放置，在大約500個(gè)小時(shí)之后測(cè)定總重量的增加來(lái)求出滲入(soak)多孔質(zhì)材料的油重量。但是，以往是如圖34所示通過(guò)80℃、500個(gè)小時(shí)的油中浸漬確認(rèn)2(mg)以上的變化(重量變化)。由于在軸承裝置中填充的整體油量為10毫克左右，因此該變化對(duì)于動(dòng)壓流體軸承裝置而言大大損害了可靠性。
進(jìn)一步，一般動(dòng)壓流體軸承裝置中的軸套913與軸911之間的間隙被設(shè)定為5(μm)左右。因此，密封孔處理后的表面處理精度、使用時(shí)的熱膨脹系數(shù)差中的使用環(huán)境溫度差、以及磨耗粉等問(wèn)題，對(duì)于流體軸承裝置是不可避免的。
專利文獻(xiàn)12003-314536號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于在燒結(jié)金屬制軸套中防止軸承剛性的降低。
第一技術(shù)方案的流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成；和表面變形區(qū)域，其將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，由燒結(jié)用金屬粉末構(gòu)成。表面變形區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度，比內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度大。
在該軸套中，由于表面變形區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度比內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度更大，因此內(nèi)部區(qū)域被氣孔較少的層覆蓋。此外，在內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)部有含浸用樹脂進(jìn)入氣孔。由此，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。在此所說(shuō)的平均密度是指用體積除重量后的值，例如軸套的平均密度是指用根據(jù)軸套的外形求出的體積除軸套的重量后的值。
第二技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成、和表面變形區(qū)域，其將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，且由燒結(jié)用金屬粉末構(gòu)成。表面變形區(qū)域從內(nèi)部區(qū)域側(cè)向表面?zhèn)鹊臒Y(jié)用金屬粉末部分的密度逐漸增大。
在該軸套中，由于表面變形區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的密度從內(nèi)部區(qū)域側(cè)向表面?zhèn)戎饾u變大，因此表面變形區(qū)域的表面密度最大。由此，尤其在表面變形區(qū)域的表面可以確切地防止軸承部的支承壓力釋放，可以防止軸承剛性的降低。
第一技術(shù)方案中的流體軸承用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成、和表面變形區(qū)域，其將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，且由燒結(jié)用金屬粉末構(gòu)成。
在該軸套中，由于表面變形區(qū)域是通過(guò)噴丸處理形成的，因此可以使在表面附近的燒結(jié)用金屬粉末之間形成的氣孔減少。由此，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。
第四技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第一技術(shù)方案的軸套，內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.5(g/cm3)以上。
在該軸套中，由于內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.5(g/cm3)以上，因此表面變形區(qū)域的密度進(jìn)一步提高，軸套表面的氣孔變少。由此，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。
第五技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，具備由含有燒結(jié)用金屬粉末的內(nèi)部區(qū)域、和將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋的含有氧化鐵的蒸氣處理層。
在該軸套中，由于內(nèi)部區(qū)域的表面被通過(guò)蒸氣處理所生成的氧化物覆蓋著，因此表面附近的氣孔其氣孔內(nèi)壁被上述氧化物封孔。因而可以防止軸承部的支承壓力釋放。
第六技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，蒸氣處理層的厚度為2(μm)以上。
第七技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.8(g/cm3)以上。
在該軸套中，由于內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.8(g/cm3)以上，因此可以防止軸承部的支承壓力釋放，可以防止軸承剛性的降低。
第八技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，氧化鐵含有Fe3O4。
在該軸套中，由于蒸氣處理層含有具有導(dǎo)通性的Fe3O4，因此可以確切地實(shí)施鍍敷處理，可以使鍍敷處理層的強(qiáng)度提高。
第九技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，還具備鍍敷處理層，其將蒸氣處理層的表面覆蓋。
在該軸套中，內(nèi)部區(qū)域被蒸氣處理層以及鍍敷處理層覆蓋著。因此，表面附近的氣孔由于通過(guò)蒸氣處理所生成的氧化物以及鍍敷將氣孔內(nèi)壁封孔，因此可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放。另外，該軸套涉及使用鐵系燒結(jié)材料的情況。
第十技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第九技術(shù)方案的軸套，蒸氣處理層的厚度是2(μm)以上，鍍敷處理層的厚度是2(μm)以上。
在該軸套中，由于蒸氣處理層以及鍍敷處理層的厚度任何一方都是2(μm)以上，因此可以更加確切地防止通過(guò)氣孔讓軸承部的支承壓力釋放。
第十一技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，具備燒結(jié)用金屬粉末、和在燒結(jié)用金屬粉末的粒子之間形成氧化鐵的蒸氣處理區(qū)域。
第十二技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，向流體軸承裝置的軸插入所述軸套，具備含有燒結(jié)用金屬粉末的內(nèi)部區(qū)域、和按照將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋的方式形成的含有氧化鐵的蒸氣處理層。至少在產(chǎn)生動(dòng)壓的區(qū)域，將蒸氣處理層去除。
第十三技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是一種將流體軸承裝置的軸插入的軸套，具備燒結(jié)用金屬粉末、和在燒結(jié)用金屬粉末的粒子之間形成氧化鐵的蒸氣處理區(qū)域。至少在產(chǎn)生動(dòng)壓的區(qū)域，將蒸氣處理層去除。
第十四技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件以及固定部件中的一方的如第五技術(shù)方案的軸套；被固定在靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
在該流體軸承裝置中，由于具備第三技術(shù)方案中的軸套，因此可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。
第十五技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件以及固定部件中的一方的如第十一技術(shù)方案的軸套；被固定在靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
第十六技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件以及固定部件中的一方的如第十二技術(shù)方案的軸套；被固定在靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
第十七技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件以及固定部件中的一方的如第十三技術(shù)方案的軸套；被固定在靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
第十八技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件上的根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套；被固定在旋轉(zhuǎn)部件上且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的徑向軸承部；和被嵌入軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
在該流體軸承裝置中，由于具備根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，因此可以通過(guò)燒結(jié)制造具有循環(huán)功能的流體軸承裝置的軸套。由此，可以在該流體軸承裝置中使制造成本降低，并且可以防止軸承剛性的降低。
第十九技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件上的根據(jù)第十一技術(shù)方案的軸套；被固定在旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌入軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
第二十技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件上的根據(jù)第十二技術(shù)方案的軸套；被固定在旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌入軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
第二十一技術(shù)方案中的流體軸承裝置，是一種其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的流體軸承裝置，具備被固定在靜止部件上的根據(jù)第十三技術(shù)方案的軸套；被固定在旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在軸套以及軸之間的工作流體以及在軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌入軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
第二十二技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，包含有成形工序，其由燒結(jié)用金屬粉末成形1次成形體；燒結(jié)工序，其對(duì)1次成形體進(jìn)行燒結(jié)；定型處理工序，其對(duì)被燒結(jié)的1次成形體實(shí)施定型處理，成形2次成形體；樹脂含浸處理工序，其對(duì)2次成形體實(shí)施樹脂含浸處理；和噴丸處理工序，其對(duì)被實(shí)施樹脂含浸處理后的2次成形體實(shí)施噴丸處理。
在該制造方法中，由于對(duì)2次成形體實(shí)施樹脂含浸處理，因此可以使樹脂進(jìn)入2次成形體內(nèi)部的氣孔中。并且由于對(duì)被實(shí)施樹脂含浸處理后的2次成形體實(shí)施噴丸處理，因此可以進(jìn)一步將形成于2次成形體的表面且有樹脂進(jìn)入的氣孔封住。其結(jié)果為，可以在軸套的表面形成燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度提高且氣孔中有樹脂進(jìn)入的層。由此，用該制造方法可以制造一種可確切地防止通過(guò)氣孔讓軸承部的支承壓力釋放的軸套，可以防止軸承剛性的降低，同時(shí)可以降低制造成本。
第二十三技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十二技術(shù)方案的制造方法，2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.5(g/cm3)以上。
在該制造方法中，由于2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.5(g/cm3)以上，因此可以提高噴丸處理以及樹脂含浸處理的效果。
第二十四技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，包括成形工序，其由燒結(jié)用金屬粉末成形1次成形體；燒結(jié)工序，其對(duì)所述1次成形體進(jìn)行燒結(jié)；定型處理工序，其對(duì)被燒結(jié)后的1次成形體實(shí)施定型處理，成形2次成形體；和蒸氣處理工序，其使所述1次成形體或者2次成形體與高溫蒸氣接觸。
在該制造方法，由于使燒結(jié)后的1次成形體或者2次成形體與高溫蒸氣接觸，因此在燒結(jié)用金屬粉末的粒子間的氣孔中有蒸氣進(jìn)入，在1金屬粉末的表面形成氧化物。因而氣孔其氣孔內(nèi)壁被上述氧化物封孔，其結(jié)果為，可以防止軸承部的支承壓力釋放。
第二十五技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案的制造方法，還包含表面處理工序，其對(duì)在蒸氣處理工序中被處理的1次成形體或者2次成形體實(shí)施表面處理。
在此，作為表面處理，列舉例如鍍敷處理以及DLC膜涂層處理等第二十六技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案的制造方法，還包含薄膜去除工序，其將在蒸氣處理工序中在1次成形體或者2次成形體的表面形成的氧化鐵被膜的至少一部分去除。
由此，由于至少將與軸外周面對(duì)置的軸內(nèi)周面表面的氧化物薄膜去除，因此可以防止薄膜因沖擊等而剝離脫落并進(jìn)入軸承間隙，使軸磨耗等不利現(xiàn)象。
第二十七技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十五技術(shù)方案中的制造方法，在表面處理工序中對(duì)1次成形體或者2次成形體實(shí)施無(wú)電解鎳鍍敷處理或者DLC膜涂層處理。
第二十八技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案中的制造方法，2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.8(g/cm3)以上。
在該制造方法中，由于2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.8(g/cm3)以上，因此可以提高蒸氣處理以及表面處理的效果。
第二十九技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第十四技術(shù)方案的制造方法，1次成形體具有筒狀的軸套主體和從軸套主體向軸向突出的筒狀突出部。在定型處理工序中，筒狀突出部的尺寸變化率比軸套主體的尺寸變化率大。
在該制造方法中，由于在定型處理工序中筒狀突出部的尺寸變化率比軸套主體的尺寸變化率大，因此可以提高例如軸套主體與突出部之間的接頭的段差等的密度。按照這樣，通過(guò)將定型處理時(shí)的尺寸變化率部分改變，從而可以通過(guò)定型處理提高難以將燒結(jié)用金屬粉末填入模具的部分的密度，可以提高上述制造方法的效果。
第三十技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案中的制造方法，具備軸套、被插入軸套的軸承孔中且可相對(duì)地自由旋轉(zhuǎn)的軸、具有在軸的外周面以及軸套的內(nèi)周面中的至少一方形成的動(dòng)壓產(chǎn)生槽的至少1個(gè)徑向軸承。2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末的體積密度為85％以上。
第三十一技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案的裝置，在蒸氣處理工序中，通過(guò)使軸套在600～700℃的氣氛溫度內(nèi)與高溫蒸氣接觸15～50分鐘。
第三十二技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，是根據(jù)第二十四技術(shù)方案中的裝置，在蒸氣處理工序中，使軸套在400～700℃的氣氛溫度內(nèi)與高溫蒸氣接觸25～80分鐘。
第三十三技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第五技術(shù)方案的軸套，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
第三十四技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第十一技術(shù)方案的軸套，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
第三十五技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第十二技術(shù)方案的軸套，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
第三十六技術(shù)方案中的流體軸承裝置用軸套，是根據(jù)第十三技術(shù)方案的軸套，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
第三十七技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板、被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十四技術(shù)方案的流體軸承裝置。
在該主軸電機(jī)中，由于具備第十四技術(shù)方案中的流體軸承裝置，因此可以降低制造成本。
第三十八技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十五技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第三十九技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十六技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第四十技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十七技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第四十一技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十八技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第四十二技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞行定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第十九技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第四十三技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第二十技術(shù)方案的流體軸承裝置。
第四十四技術(shù)方案中的主軸電機(jī)，具備作為靜止部件的底板；被固定在底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于支承轉(zhuǎn)子相對(duì)底板可自由旋轉(zhuǎn)的根據(jù)第二十一技術(shù)方案的流體軸承裝置。
根據(jù)本發(fā)明中的流體軸承裝置用軸套，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。
并且如果采用本發(fā)明中的流體軸承裝置用軸套的制造方法，則可以制造一種可防止軸承剛性降低的軸套，可以提高軸承性能且降低軸套的制造成本。
另外，在本發(fā)明中的流體軸承裝置中，如上述，在軸套的體積密度85％以上(或者6.8g/cm3以上)的壓粉成型金屬燒結(jié)體的多孔質(zhì)材料中形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，并且通過(guò)對(duì)壓粉成形金屬燒結(jié)體的多孔質(zhì)材料在適當(dāng)?shù)?00～700℃的氣氛溫度內(nèi)實(shí)施水蒸氣處理，從而形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜。因此，通過(guò)燒結(jié)體材料的空穴至內(nèi)部為止生成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，將多孔質(zhì)的空穴充分封孔，且不僅機(jī)械強(qiáng)度增加，還能改善燒結(jié)體軸承的表面粗糙度。尤其該裝置作為動(dòng)壓流體軸承裝置很有效，還最適于小型主軸電機(jī)化。
進(jìn)而，在本發(fā)明中的流體軸承裝置中，通過(guò)對(duì)軸套的表面實(shí)施由含鎳的成分構(gòu)成的無(wú)電解鎳鍍敷或者DLC膜涂層，從而防止表面的磨耗與四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的剝離，得到可靠性更高的軸承部件。另外，如果在燒結(jié)體中浸漬樹脂或者硅酸納，則即便例如氧化物薄膜或鍍層等中存在針孔，也可以防止油向空穴內(nèi)的滲入。


圖1為作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具備采用軸套的流體軸承裝置的主軸電機(jī)1的縱剖面概略圖。
圖2為流體軸承裝置4的縱剖面概略圖。
圖3是示出燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖4是示出實(shí)施噴丸處理時(shí)的燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖5是實(shí)施樹脂含浸處理時(shí)的燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖6是示出并用噴丸處理以及樹脂含浸處理時(shí)的燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖7為軸套42的縱剖面概略圖(左半面)。
圖8為作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式(含變形例1)的軸套的制造方法的流程圖。
圖9為作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例2的軸套的制造方法的流程圖。
圖10是示出實(shí)施蒸氣處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖11是示出實(shí)施鍍敷處理時(shí)的燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖12是示出并用蒸氣處理以及鍍敷處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系的圖。
圖13是示出作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸套142的縱剖面概略圖(左半面)。
圖14是作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。
圖15是作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的制造方法的定型處理的概略圖。
圖16是表示作為本發(fā)明的第四實(shí)施方式的流體軸承裝置204的縱剖面概略圖。
圖17為作為本發(fā)明的第五實(shí)施方式的流體軸承裝置的剖面圖。
圖18為流體軸承裝置中的軸套的說(shuō)明圖。
圖19為流體軸承裝置中的轉(zhuǎn)子的說(shuō)明圖。
圖20為流體軸承裝置中的軸套剖面的放大圖。
圖21為有關(guān)流體軸承裝置中的體積密度的影響的說(shuō)明圖。
圖22為流體軸承裝置中的軸套重量變化說(shuō)明圖。
圖23為流體軸承裝置中的蒸氣處理時(shí)間說(shuō)明圖。
圖24為流體軸承裝置中的蒸氣處理時(shí)間說(shuō)明圖。
圖25是示出作為本發(fā)明第七實(shí)施方式的軸套442的縱剖面概略圖(左半面)的圖。
圖26為作為本發(fā)明的第七實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。
圖27為本發(fā)明的第七實(shí)施方式的變形例。
圖28是示出作為本發(fā)明的第八實(shí)施方式的軸套442的縱剖面概略圖(左半面)的圖。
圖29為作為本發(fā)明的第八實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。
圖30是示出作為本發(fā)明的第九實(shí)施方式的軸套442的縱剖面概略圖(左半面)的圖。
圖31為作為本發(fā)明的第九實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。
圖32為以往的流體軸承裝置的剖面圖。
圖33為以往的流體軸承裝置中的軸套的說(shuō)明圖。
圖34為以往的流體軸承裝置中的軸套重量變化說(shuō)明圖。
圖中1-主軸電機(jī)，2-底板，3-轉(zhuǎn)子，4-流體軸承裝置，41-軸，42-軸套，43-止推凸緣，44-止推板，46-潤(rùn)滑油，71a、71b-第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽，72a-第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽，73a-第三動(dòng)壓產(chǎn)生用槽，48a、148a-內(nèi)部區(qū)域，48b-表面變形區(qū)域，148b-蒸氣處理層，148c-鍍敷處理層，242g-循環(huán)槽，242h-第一槽部，242i-第二槽部，242j-第三槽部，S1-填充工序，S2-成型工序，S3-燒結(jié)工序，S4-噴丸處理工序，S5-定型處理工序，S6-樹脂含浸處理工序，S7-最終處理工序，S24-蒸氣處理工序，S26-鍍敷處理工序。
具體實(shí)施例方式
參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明(第一實(shí)施方式)圖1表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具備采用軸套的流體軸承裝置的主軸電機(jī)1的縱剖面概略圖。如圖1所示的O-O，是主軸電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)軸線。另外，在本實(shí)施方式的說(shuō)明中，為了方便起見(jiàn)，將附圖的上下方向表示為“軸向上側(cè)”、“軸向下側(cè)”等，但并非對(duì)主軸電機(jī)1的實(shí)際安裝形式限定。
主軸電機(jī)1，主要具備底板2(靜止部件)、轉(zhuǎn)子3(旋轉(zhuǎn)部件)、流體軸承裝置4。以下，針對(duì)各個(gè)部件的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
底板2，構(gòu)成主軸電機(jī)1在靜止側(cè)的部分，被固定或者構(gòu)成在例如記錄圓盤裝置的外殼(未圖示)上。底板2，具有托座部21，安裝有定子22。托座部21，是構(gòu)成底板2的主要部分的環(huán)狀部件，在內(nèi)周側(cè)具有延伸在周方向上側(cè)的筒狀部21a。定子22由于構(gòu)成磁電路，因此被固定在筒狀部21a的外周側(cè)。在筒狀部21a的內(nèi)周側(cè)，固定后述的流體軸承裝置4。
轉(zhuǎn)子3，是借助由磁電路部產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的部分，具有轉(zhuǎn)子中心體31、圓盤載置部32、后軛33、和轉(zhuǎn)子磁鐵34。轉(zhuǎn)子中心體31，是構(gòu)成轉(zhuǎn)子3的主要部分的圓板狀的部分，與后述的軸(shaft)41結(jié)合。圓盤載置部32用于載置記錄圓盤(未圖示)，被配置在轉(zhuǎn)子中心體31的外周側(cè)以及軸向下側(cè)。在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子中心體31與圓盤載置部32一體成形。
后軛33是被固定在轉(zhuǎn)子中心體31的軸向下側(cè)且圓盤載置部32的內(nèi)周側(cè)的筒狀部件。轉(zhuǎn)子磁鐵34，被固定在后軛33的內(nèi)周側(cè)，與上述定子22在半徑方向?qū)χ门渲?。由轉(zhuǎn)子磁鐵34和定子22構(gòu)成用于對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的磁電路部。即，通過(guò)在定子22的線圈中通電從而在轉(zhuǎn)子磁鐵34中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子3。轉(zhuǎn)子3，相對(duì)底板2被流體軸承裝置4支承可自由旋轉(zhuǎn)。
圖2表示流體軸承裝置4的縱剖面概略圖。流體軸承裝置4，用于支承轉(zhuǎn)子3相對(duì)底板2可自由旋轉(zhuǎn)，具有軸套42、軸41、止推板44、和推力凸緣(thrust flange)43。
軸套42是流體軸承裝置4在靜止側(cè)的部件，是被嵌入底板2的筒狀部21a的內(nèi)周側(cè)的筒狀燒結(jié)金屬制部件。軸套42進(jìn)一步具有軸套主體42a、至少1個(gè)(在此為多個(gè))第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽71a、71b、筒狀突出部42b、固定部42d、和密封部42e。軸套主體42a是構(gòu)成軸套42的主要部分的筒狀部分。第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽71a、71b是在軸套主體42a的內(nèi)周面成形的被均等地配置在圓周方向的槽，具有例如人字形狀。筒狀突出部42b是從軸套主體42a的端部向軸向突出的環(huán)狀的部分。固定部42d是從筒狀突出部42b的端部進(jìn)一步向軸向突出的環(huán)狀部分。固定部42d，與例如后述的止推板44的外周部粘著或者被鑿縫。密封部42e，是在軸套主體42a的軸向上側(cè)端部的內(nèi)周側(cè)形成的小直徑管密封部。
軸41是流體軸承裝置4在旋轉(zhuǎn)側(cè)的部件，是配置在軸套42的內(nèi)周側(cè)的圓柱狀部件。在錐狀軸承中，軸41是圓錐形狀的部件。并且，軸41具有凹部41a。凹部41a是在軸41的外周面形成的環(huán)狀凹進(jìn)部分，被配置在相當(dāng)于上述第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽71a、71b的軸向之間的位置。
止推凸緣43是流體軸承裝置4在旋轉(zhuǎn)側(cè)的部分，被固定在軸41的端部。止推凸緣43被配置在軸套42的筒狀突出部42b的內(nèi)周側(cè)。具體來(lái)說(shuō)，止推凸緣43，是在形成于軸套42與止推板44之間的空間介入微小的間隙而配置的。止推凸緣43，在與止推板44在軸向?qū)χ玫拿婢哂械诙?dòng)壓產(chǎn)生用槽72a。并且，止推凸緣43，在與軸套主體42a在軸向?qū)χ玫拿婢哂械谌齽?dòng)壓產(chǎn)生用槽73a。另外，第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽72a也可以在止推板44中成形，第三動(dòng)壓產(chǎn)生用槽73a也可以在軸套42的端部成形。
按照以上所述，在該流體軸承裝置4中，由具有第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽71a、71b的軸套42、軸41以及作為介入其中的工作流體的潤(rùn)滑油46，構(gòu)成在半徑方向支承轉(zhuǎn)子3的徑向軸承部71。在此，作為工作流體，除潤(rùn)滑油外還可以考慮高流動(dòng)性的油脂或離子性液體。并且，由具有第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽72a的止推凸緣43、止推板44以及介入其中的潤(rùn)滑油46，構(gòu)成在軸向支承轉(zhuǎn)子3的主止推軸承部72。進(jìn)而，由具有第三動(dòng)壓產(chǎn)生用槽73a的止推凸緣43、軸套42以及介入其中的潤(rùn)滑油46，構(gòu)成從(sub)止推軸承部73。然后因各部件相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此在各軸承部中產(chǎn)生軸41的半徑方向以及軸向的支承力。因此，軸套42對(duì)于流體軸承裝置4而言可以說(shuō)是非常重要的部件。
如上述，本發(fā)明中的軸套42是燒結(jié)金屬制的。在此，關(guān)于燒結(jié)金屬的特性進(jìn)一步詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。
在燒結(jié)金屬內(nèi)部具有許多氣孔(在金屬粉末之間形成的較小的空間)。在氣孔中，存在被稱作“組織氣孔”的在燒結(jié)體內(nèi)部的氣孔、和被稱作“表面氣孔”的在燒結(jié)體表面開口的氣孔。在以往的燒結(jié)金屬中，由于表面氣孔與組織氣孔連通，因此潤(rùn)滑油可以通過(guò)氣孔穿過(guò)燒結(jié)金屬的內(nèi)部。在流體軸承裝置的軸套是燒結(jié)金屬制的情況下，潤(rùn)滑油滲入套管內(nèi)部。然后潤(rùn)滑油通過(guò)氣孔穿過(guò)軸套內(nèi)部，由徑向軸承部產(chǎn)生的支承壓力向軸套的外周側(cè)釋放。其結(jié)果為，例如在徑向軸承部產(chǎn)生的支承壓力降低，徑向軸承部的剛性降低大約30％左右。
一般來(lái)說(shuō)，燒結(jié)金屬的潤(rùn)滑油滲入量與燒結(jié)金屬的平均密度有關(guān)。在此所說(shuō)的平均密度，是指用根據(jù)其外形計(jì)算的體積除燒結(jié)金屬的重量后的值，例如在用蠟等對(duì)燒結(jié)體表面的開氣孔進(jìn)行封孔處理后的狀態(tài)下，采用阿基米德(Archimedes)法根據(jù)燒結(jié)體的重量和體積求出的密度。圖3表示燒結(jié)金屬的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系。圖3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是將燒結(jié)金屬放置在80℃的潤(rùn)滑油中大約100個(gè)小時(shí)的情況下的結(jié)果。如圖3所示，在燒結(jié)金屬的金屬粉末的平均密度較小的情況下，由于內(nèi)部存在許多氣孔，因此潤(rùn)滑油的滲入量變多。相反，在燒結(jié)金屬的金屬粉末的平均密度較大時(shí)，由于內(nèi)部的氣孔數(shù)量較少，因此潤(rùn)滑油的滲入量變少。
但是，雖然通過(guò)使平均密度變大從而可以使?jié)櫥偷臐B入量降低，但儀調(diào)整平均密度而將燒結(jié)金屬的潤(rùn)滑油滲入量降低至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小為止是不太現(xiàn)實(shí)的。因此，為了使?jié)櫥偷臐B入量進(jìn)一步變少，要考慮對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施密封氣孔的封孔處理。
例如，通過(guò)對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施噴丸處理，使鋼球與表面附近的氣孔產(chǎn)生沖突從而可以將氣孔密封。圖4表示實(shí)施噴丸處理時(shí)的平均密度和潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系。比較圖3以及圖4可知，在對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施噴丸處理時(shí)，與未實(shí)施噴丸處理時(shí)相比潤(rùn)滑油的滲入量變少。例如在平均密度為7.0(g/cm3)以上時(shí)，有無(wú)噴丸處理潤(rùn)滑油的滲入量幾乎沒(méi)有差別。相反，在平均密度為6.8(g/cm3)以下時(shí)，可知潤(rùn)滑油的滲入量變少，具有噴丸處理的效果。但是，即使實(shí)施噴丸處理，也無(wú)法使燒結(jié)金屬的潤(rùn)滑油滲入量降低至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。
另一方面，通過(guò)對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施樹脂含浸處理，從而可以使樹脂預(yù)先滲入氣孔中。所含浸的樹脂是指例如丙稀系樹脂或環(huán)氧系樹脂等。圖5表示實(shí)施樹脂含浸處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系。如圖5所示，對(duì)燒結(jié)金屬進(jìn)行樹脂含浸時(shí)，與未進(jìn)行樹脂含浸時(shí)相比，潤(rùn)滑油的含浸量降低。(根據(jù)表示放置100個(gè)小時(shí)的情況下的滲入量的縱軸絕對(duì)值顯然)具體來(lái)說(shuō)，在密度不足6.5(g/cm3)時(shí)，由于燒結(jié)金屬內(nèi)的氣孔比例過(guò)大，因此氣孔未被樹脂填埋，無(wú)法降低潤(rùn)滑油的滲入量。相反，在密度為6.8(g/cm3)以下時(shí)，可以使?jié)櫥偷臐B入量大副降低。但是，雖然樹脂含浸處理比噴丸處理更有效果，但也無(wú)法使?jié)櫥偷臐B入量降低至在流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制套管的大小。
在此，針對(duì)潤(rùn)滑油的滲入量的具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)為如圖1所示的流體軸承裝置4的軸套42時(shí)，可以防止軸承剛性降低的滲入量為1000個(gè)小時(shí)大約20(mg)左右。但是，如果軸套中滲入20(mg)的潤(rùn)滑油，則實(shí)際上潤(rùn)滑油的液面降低。其結(jié)果為，例如徑向軸承部的潤(rùn)滑油丟失，導(dǎo)致流體軸承裝置燒粘。因此，如果考慮流體軸承裝置的燒粘，則作為流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的潤(rùn)滑油的滲入量變成1000個(gè)小時(shí)大約3.0(mg)左右。于是從圖5可知，即便在使平均密度變大且實(shí)施樹脂含浸處理時(shí)，也無(wú)法使?jié)櫥偷臐B入量降低至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。另外，由于該目標(biāo)數(shù)值因軸套以及流體軸承裝置的大小而改變，因此并非限定于該樹脂。
因此本發(fā)明中的制造方法，通過(guò)并用噴丸處理和樹脂含浸處理，從而與單獨(dú)進(jìn)行兩個(gè)處理的情況相比可實(shí)現(xiàn)效果更好的密封孔處理。圖6表示并用噴丸處理以及樹脂含浸處理時(shí)的平均密度和潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系。如圖6所示，對(duì)于燒結(jié)金屬實(shí)施噴丸處理以及樹脂含浸處理時(shí)，與單獨(dú)執(zhí)行各個(gè)處理的情況(圖4、圖5)相比，可以大副降低潤(rùn)滑油的滲入量。這種情況下，如果密度為6.5(g/cm3)以上(更優(yōu)選為6.8(g/cm3)以上)，則由于潤(rùn)滑油的滲入量為1000個(gè)小時(shí)3.0(g/cm3)以下，因此可以將潤(rùn)滑油的滲入量降低至可以作為軸套使用的大小。然后比較圖5以及圖6可知，當(dāng)密度為6.5(g/cm3)以上時(shí)，并用兩個(gè)處理時(shí)的滲入量一方，與僅實(shí)施樹脂含浸處理時(shí)的滲入量相比為大約八分之一左右。即，通過(guò)對(duì)燒結(jié)金屬并用噴丸處理以及樹脂含浸處理，從而可以使?jié)櫥偷臐B入量降低至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。
根據(jù)以上，本發(fā)明中的軸套42為了使?jié)櫥偷臐B入量降低而在制造工序中實(shí)施噴丸處理以及樹脂含浸處理。雖然以上就軸承尺寸為外徑φ12、內(nèi)徑φ14、長(zhǎng)度L15的程度對(duì)鐵系燒結(jié)金屬作了說(shuō)明，但本發(fā)明還具有如后述的蒸氣處理那樣不一定需要鐵系材料的優(yōu)點(diǎn)。因此即便是其它尺寸、其它材料的燒結(jié)金屬(例如銅系)也可以得到同樣的效果。
以下針對(duì)本發(fā)明中的軸套42及其制造方法的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖7表示軸套42的綜剖面概略圖(左半面)。該軸套42主要由內(nèi)部區(qū)域48a、表面變形區(qū)域48b構(gòu)成。內(nèi)部區(qū)域48a是由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成的筒狀部分。內(nèi)部區(qū)域48a的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.5(g/cm3)以上(更優(yōu)選6.8(g/cm3)以上)。表面變形區(qū)域48b，覆蓋內(nèi)部區(qū)域48a的表面，且由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成。表面變形區(qū)域48b是如后述通過(guò)噴丸處理形成的層。即為通過(guò)噴丸處理而產(chǎn)生形狀變形的區(qū)域。作為燒結(jié)用金屬粉末，列舉含有例如鐵、鐵合金、銅以及銅合金中的至少一種材料的粉末。
在該軸套42中，由于表面變形區(qū)域48b是通過(guò)噴丸處理形成的，因此表面變形區(qū)域48b的氣孔的至少一部分被封住，表面變形區(qū)域48b內(nèi)部的燒結(jié)用金屬粉末之間形成的氣孔減少。即，表面變形區(qū)域48b的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度比內(nèi)部區(qū)域48a的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度大，內(nèi)部區(qū)域48a變成沒(méi)有氣孔的被表面變形區(qū)域48b覆蓋的狀態(tài)。并且，由于表面?zhèn)纫环降膰娡杼幚硇Ч?，因此表面變形區(qū)域48b的金屬粉末部分的密度從內(nèi)部區(qū)域48a側(cè)向表面?zhèn)戎饾u增大。即，表面變形區(qū)域的表面密度為最大。另外，雖然圖7中是按照明確內(nèi)部區(qū)域48a與表面變形區(qū)域48b之間的邊界的方式進(jìn)行記載的，但實(shí)際上內(nèi)部區(qū)域48a與表面變形區(qū)域48b之間的邊界的密度是慢慢產(chǎn)生改變的。并且此外，由于表面變形區(qū)域48b由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成，因此有樹脂進(jìn)入表面變形區(qū)域48b以及內(nèi)部區(qū)域48a的內(nèi)部的氣孔中。即，該軸套42在表面具有氣孔極少且在該氣孔中有樹脂進(jìn)入的層。由此，在該軸套42中，可以防止通過(guò)氣孔讓徑向軸承71的支承壓力釋放，且可以防止軸承剛性的降低。
另外在該軸套42中，由于內(nèi)部區(qū)域48a的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.5(g/cm3)以上，故表面變形區(qū)域48b的密度比其更高，軸套42表面附近的氣孔很少。由此，可以防止通過(guò)氣孔讓徑向軸承71的支承壓力釋放，且可以更確切地防止軸承剛性的降低。
接著，針對(duì)該軸套42的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖8表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。如圖8所示，該制造方法包含填充工序S1、成形工序S2、燒結(jié)工序S3、噴丸處理工序S4、定型(sizing)處理工序S5、和樹脂含浸處理工序S6。
在填充工序S1中，在1次成形用模具中填充例如含鐵或銅的金屬粉末。在成形工序S2中，采用例如1次成形用的上模和下模對(duì)在填充工序S1中填充的金屬粉末材料進(jìn)行壓縮，成形1次成形體。然后，在燒結(jié)工序S3中用高溫?zé)Y(jié)1次成形體。
接著，在噴丸處理工序S4中，對(duì)被燒結(jié)后的1次成形體實(shí)施噴丸處理。通過(guò)實(shí)施噴丸處理從而鋼球與1次成形體的表面產(chǎn)生沖突。其結(jié)果為，將在1次成形體的表面附近形成的氣孔封住，在1次成形體的表面形成沒(méi)有氣孔，或者與內(nèi)部(表面區(qū)域)相比氣孔較少的層。即，通過(guò)噴丸處理在1次成形體的表面形成與內(nèi)部相比氣孔更少且金屬粉末部分的平均密度更高的表面變形區(qū)域。作為噴丸處理的條件，列舉例如令鋼球的平均粒徑為0.3(mm)、鋼球的投射量為60(kg/min)、鋼球的投射速度為50(m/s)的情況。這種情況下，與其它條件相比，降低潤(rùn)滑油的滲入量的效果更加良好。
然后在定型處理工序S5中，校正1次成形體的尺寸，具體來(lái)說(shuō)，在定型處理工序S5中，將被實(shí)施噴丸處理后的1次成形體設(shè)置在由被配置在規(guī)定位置上的內(nèi)形模以及外形模、和可自由升降的上模、下模組成的2次成形用模具內(nèi)，通過(guò)這些模具來(lái)壓縮1次成形體。其結(jié)果為，提高1次成形體的內(nèi)外周面和兩個(gè)端面之間的尺寸精度，成形2次成形體。通過(guò)實(shí)施定型處理，從而校正1次成形體的尺寸，同時(shí)可以進(jìn)一步提高1次成形體的金屬粉末部分的平均密度。例如，通過(guò)該處理可以將2次成形體的金屬粉末部分的平均密度提高至6.5(g/cm3)以上。
在定型處理工序S5中成形2次成形體之后，在樹脂含浸處理工序S6中對(duì)2次成形體實(shí)施樹脂含浸處理，因而2次成形體變成軸套42。作為含浸用樹脂，列舉例如丙烯系樹脂或環(huán)氧系樹脂等。通過(guò)實(shí)施樹脂含浸處理，從而樹脂進(jìn)入在2次成形體的表面以及內(nèi)部形成的氣孔中。其結(jié)果為，可以將在2次成形體的表面以及內(nèi)部形成的氣孔封住。即，通過(guò)噴丸處理工序S4以及樹脂含浸處理工序S6，可以在軸套42的表面形成與內(nèi)部相比密度更高且氣孔被樹脂封住的表面變形區(qū)域48b。然后，如上述在燒結(jié)金屬的平均密度高至某一定以上大小時(shí)，通過(guò)實(shí)施樹脂含浸從而可以防止?jié)櫥痛┻^(guò)燒結(jié)金屬的內(nèi)部。因此，通過(guò)上述工序制造的軸套42，通過(guò)形成于表面的表面變形區(qū)域48b可以確切地防止?jié)櫥屯ㄟ^(guò)氣孔穿過(guò)內(nèi)部。由此，在該制造方法中可以防止徑向軸承部71的支承壓力向軸套的外周側(cè)釋放，且可以降低軸承剛性的降低同時(shí)降低制造成本。
另外，在上述制造方法中，由于可以得到可防止軸承剛性降低的燒結(jié)金屬制軸套42，因此不需要在軸套42的外周側(cè)設(shè)置用于防止支承壓力釋放的覆蓋用部件，可以更加確切地降低制造成本。
另外，作為第一實(shí)施方式的變形例1，還可考慮在上述工序中加上最終處理工序S7的制造方法。具體來(lái)說(shuō)如圖8所示，在最終處理工序S7中，對(duì)被實(shí)施樹脂含浸處理后的2次成形體實(shí)施噴丸處理以及定型處理中的至少一方的處理。也可以在最終處理工序S7中實(shí)施噴丸處理以及定型處理雙方。這種情況下，在樹脂含浸處理之后由于再次實(shí)施噴丸處理以及定型處理中的至少一方的處理，因此可以改善樹脂含浸處理后的軸套42的表面粗糙度。
并且，作為第一實(shí)施方式的變形例2，還可考慮調(diào)換第一實(shí)施方式的制造工序的順序的情況。圖9表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例2的軸套的制造方法的流程圖。如圖9所示，該制造方法包含填充工序S11、成形工序S12、燒結(jié)工序S13、定型處理工序S14、樹脂含浸處理工序S15、和噴丸處理工序S16。在該制造方法中，在燒結(jié)工序S13之后，通過(guò)定型處理工序S14執(zhí)行1次成形體的尺寸校正，在實(shí)施噴丸處理之前在樹脂含浸處理工序S15中對(duì)2次成形體實(shí)施樹脂含浸處理。然后在實(shí)施樹脂含浸處理之后，在噴丸處理工序S16中對(duì)2次成形體實(shí)施噴丸處理。
即使是在該制造方法時(shí)，也可以在軸套42的表面形成氣孔較少且在該氣孔中有樹脂進(jìn)入的表面變形區(qū)域48b。因此，可以得到與上述第一實(shí)施方式的制造方法同等或者相近的效果。另外，由于在樹脂含浸處理之后實(shí)施噴丸處理，因此可以改善樹脂含浸處理后的2次成形體的表面粗糙度。即，在該制造方法中，可以用比上述制造方法更少的工序得到與工序S1～S7同等或者接近的效果，可以防止軸承剛性的降低同時(shí)更加降低制造成本。
(第二實(shí)施方式)另外，雖然在第一實(shí)施方式中并用噴丸處理以及樹脂含浸處理來(lái)制造封孔效果高的軸套，但也可考慮其它的封孔處理以及制造方法。下面針對(duì)作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸套的封孔處理及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。另外，本實(shí)施方式涉及主要使用鐵系燒結(jié)采用的情況。
除上述噴丸處理以及樹脂含浸處理以外，還可考慮通過(guò)對(duì)使燒結(jié)金屬與高溫蒸氣接觸的表面進(jìn)行高溫氧化從而執(zhí)行密封孔處理。圖10表示在實(shí)施蒸氣處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系。圖10表示通過(guò)蒸氣處理形成的被膜的厚度為2(μm)的情況。比較圖3以及圖10可知，在對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施蒸氣處理時(shí)，與未實(shí)施蒸氣處理時(shí)相比潤(rùn)滑油的滲入量變少。例如若以100個(gè)小時(shí)進(jìn)行比較，則在平均密度為6.8(g/cm3)以上時(shí)潤(rùn)滑油的滲入量變少，具有蒸氣處理的效果。但是僅就蒸氣處理來(lái)說(shuō)，無(wú)法降低潤(rùn)滑油的滲入量至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)蒸氣處理形成的薄膜的厚度薄至2～5(μm)。
另一方面，為了使?jié)櫥偷臐B入量變少，因此考慮對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施鍍敷處理，預(yù)先在表面形成鍍敷處理層。圖11表示在實(shí)施鍍敷處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油滲入量之間的關(guān)系。圖11表示鍍敷處理層的厚度為10(μm)的情況。如圖11所示，在對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施鍍敷處理時(shí)，與未實(shí)施鍍敷處理時(shí)相比潤(rùn)滑油的滲入量變少。但是，僅就鍍敷處理而言，無(wú)法降低潤(rùn)滑油的滲入量至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。原因在于，在實(shí)施鍍敷處理時(shí)，由于需要預(yù)先進(jìn)行脫脂或除銹，因此脫脂或除銹使用的液體會(huì)進(jìn)入燒結(jié)金屬的氣孔中，而鍍敷液就不能進(jìn)入氣孔中了。
因此本發(fā)明的制造方法中，通過(guò)并用蒸氣處理和鍍敷處理，從而與單獨(dú)執(zhí)行兩個(gè)處理時(shí)相比可實(shí)現(xiàn)效果更好的密封孔處理。圖12表示在并用蒸氣處理以及鍍敷處理時(shí)的平均密度與潤(rùn)滑油的滲入量之間的關(guān)系。如圖12所示，在對(duì)燒結(jié)金屬實(shí)施蒸氣處理以及鍍敷處理時(shí)，與單獨(dú)執(zhí)行各個(gè)處理時(shí)(圖10、圖11)相比可以大副降低潤(rùn)滑油的滲入量。這種情況下，如果密度為6.8(g/cm3)以上(更優(yōu)選為7.0(g/cm3)以上)，則可以降低潤(rùn)滑油的滲入量至1000個(gè)小時(shí)3.0(mg)，因此可以降低潤(rùn)滑油的滲入量至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。然后比較圖11以及圖12可知，在密度為6.8(g/cm3)以上時(shí)，并用兩種處理時(shí)的滲入量與僅實(shí)施鍍敷處理時(shí)的滲入量相比更少。即，通過(guò)對(duì)燒結(jié)金屬并用蒸氣處理以及鍍敷處理，從而可以降低潤(rùn)滑油的滲入量至流體軸承裝置中可以使用燒結(jié)金屬制軸套的大小。
根據(jù)以上，本發(fā)明中的軸套42，為了使?jié)櫥偷臐B入量降低而在制造工序中實(shí)施蒸氣處理以及鍍敷處理。以下針對(duì)本發(fā)明中的軸套42以及其制造方法的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖13表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸套142的縱剖面概略圖(左半面)。如圖13所示，軸套142，由內(nèi)部區(qū)域148a、蒸氣處理層148b、鍍敷處理層148c構(gòu)成。內(nèi)部區(qū)域148a是由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成的筒狀部分。蒸氣處理層148b是包含有覆蓋著內(nèi)部區(qū)域148a的表面的氧化鐵的層。作為氧化鐵，列舉例如Fe3O4等。鍍敷處理層148c是覆蓋著蒸氣處理層148b的表面的層。作為鍍敷處理，列舉例如無(wú)電解鎳鍍敷處理等。另外，作為蒸氣處理層148b的厚度，優(yōu)選2(μm)以上，作為鍍敷處理層148c的厚度優(yōu)選2(μm)以上。
在該軸套142中，在蒸氣處理層148的氧化鐵具有導(dǎo)電性時(shí)可實(shí)施鍍敷處理。其結(jié)果為，與僅具備鍍敷處理層148c時(shí)相比可以使鍍敷處理層148c的強(qiáng)度提高。尤其，在蒸氣處理層148b含有具有導(dǎo)電性的Fe3O4時(shí)，由于電化形成一方的電極，因此可以可靠地實(shí)施鍍敷處理，且可以使鍍敷處理層148c的強(qiáng)度提高。由此，在該軸套142中，可以防止通過(guò)氣孔讓徑向軸承部71的支承壓力釋放，且可以確切地防止軸承剛性的降低。
并且，在該軸套142中，由于內(nèi)部區(qū)域148a的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.8(g/cm3)以上(更優(yōu)選7.0(g/cm3)以上)，因此可以提高蒸氣處理以及鍍敷處理的效果，且可以進(jìn)一步提高鍍敷處理層148c的強(qiáng)度。
進(jìn)而在軸套142中，由于蒸氣處理層148b以及鍍敷處理層148層的厚度都是2(μm)以上，因此可以提高蒸氣處理以及鍍敷處理的效果，可以更加確切地防止通過(guò)氣孔讓徑向軸承部71的支承壓力釋放。
接著，針對(duì)該軸套142的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖14表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸套的制造方法的流程圖。如圖14所示，該制造方法包含有填充工序S21、成形工序S22、燒結(jié)工序S23、蒸氣處理工序S24、定型處理工序S25、和鍍敷處理工序S26。
在填充工序S21中，將含有例如鐵或銅的金屬粉末材料填充在1次成形用的模具中。在成形工序S22中，采用例如1次成形用的上模和下模，壓縮在填充工序S21中所填充的金屬粉末材料，成形1次成形體。然后，在燒結(jié)工序S23中燒結(jié)1次成形體。
在蒸氣處理工序S24中，對(duì)所燒結(jié)的1次成形體實(shí)施蒸氣處理。具體來(lái)說(shuō)，例如使1次成形體與大約500℃的高溫蒸氣接觸，使1次成形體的表面高溫氧化。其結(jié)果為，在1次成形體的表面形成含有氧化鐵的蒸氣處理層148b。作為蒸氣處理層148b中含有的氧化鐵，列舉例如Fe3O4等。
然后在定型處理工序S25中，校正1次成形體的尺寸。具體來(lái)說(shuō)，在定型處理工序S25中，將被實(shí)施蒸氣處理后的1次成形體設(shè)置在由被配置在規(guī)定位置上的內(nèi)形模以及外形模、和可自由升降的上模、下模組成的2次成形用的模具內(nèi)，通過(guò)這些模具壓制1次成形體。其結(jié)果為，提高1次成形體的內(nèi)外周面與兩端面之間的尺寸精度，成形2次成形體。通過(guò)實(shí)施定型處理，從而校正1次成形體的尺寸，同時(shí)進(jìn)一步提高1次成形體的金屬粉末部分的平均密度。例如，通過(guò)該處理將1次成形體的平均密度提高至6.8(g/cm3)以上。
在定型處理工序S25中成形2次成形體之后，在鍍敷處理工序S26中對(duì)2次成形體實(shí)施作為表面處理的鍍敷處理，2次成形體變成軸套142。作為鍍敷處理，列舉例如無(wú)電解鎳鍍敷處理等。通過(guò)實(shí)施鍍敷處理，從而鍍敷用金屬進(jìn)入在2次成形體表面形成的蒸氣處理層148b的氣孔。這時(shí)，在蒸氣處理層148b中含有Fe3O4時(shí)，由于Fe3O4具有導(dǎo)電性，因此鍍敷用金屬容易進(jìn)入氣孔內(nèi)，更加牢固地形成鍍敷層。其結(jié)果為，可以可靠地封住在2次成形體表面形成的氣孔。即，通過(guò)蒸氣處理工序S24以及定型處理工序S25，在軸套142的表面形成氣孔被鍍敷用金屬封住的牢固的鍍敷處理層148c。因此，通過(guò)上述工序制造的軸套142，通過(guò)在表面形成的蒸氣處理層148b以及鍍敷處理層148c可以確切地防止?jié)櫥屯ㄟ^(guò)氣孔穿過(guò)內(nèi)部。由此在該制造方法中，可以防止徑向軸承部71的支承壓力向軸套142的外周側(cè)釋放，且可以防止軸承剛性的降低，同時(shí)降低制造成本。
另外，在上述制造方法中，由于可以得到可防止軸承剛性降低的燒結(jié)金屬制軸套142，因此不需要在軸套142的外周側(cè)設(shè)置用于防止支承壓力釋放的覆蓋用部件，可以更加降低制造成本。
進(jìn)而在該制造方法中，由于定型處理后的2次成形體的平均密度為6.8(g/cm3)以上，因此可以防止通過(guò)蒸氣處理以及鍍敷處理的氣孔讓徑向軸承部71的支承壓力釋放，同時(shí)更加確切地降低制造成本。
(第三實(shí)施方式)在以上所述的第一以及第二實(shí)施方式的軸套中，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放。但是，在軸具有止推凸緣時(shí)，如圖2所示軸套的端部形狀變得復(fù)雜。具體來(lái)說(shuō)，軸套主體與筒狀突出部之間的接頭部分變成錯(cuò)綜復(fù)雜的形狀，成形用模具的形狀也變得復(fù)雜。其結(jié)果為，在填充工序中，難以將金屬粉末填入該部分，無(wú)法提高金屬粉末的密度。因此，關(guān)于作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的軸套的制造方法，基于第一實(shí)施方式的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
該制造方法在定型處理工序方面具有特征。圖15表示作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的制造方法的定型處理的概略圖。圖15(a)表示定型處理前的1次成形體42’，圖15(b)表示定型處理后的2次成形體42’。如圖15所示，在定型處理工序中，將相當(dāng)于筒狀突出部42b的部分的尺寸變化率設(shè)定為比相當(dāng)于軸套42a的部分的尺寸變化率更大。例如，若令相當(dāng)于軸套主體42a、筒狀突出部42b以及固定部42d的部分在定型處理前軸向尺寸為L(zhǎng)1、L2、L3，其在定型處理后軸向尺寸為L(zhǎng)4、L5、L6，則按照滿足L1/L4＜L2/L5、L1/L4＜L3/L6的方式來(lái)決定1次成形模具以及2次成形模具的尺寸。另外，代替L1/L4＜L3/L6，也可以按照滿足L2/L5＜L3/L6的方式來(lái)決定模具的尺寸。
在該制造方法中，可以提高例如軸套主體42a與筒狀突出部42b之間的接頭以及筒狀突出部42b與固定部42d之間的接頭的段差等金屬粉末的密度。按照這樣因?qū)⒍ㄐ吞幚頃r(shí)的尺寸變化率部分改變，故可以提高通過(guò)定型處理難以將燒結(jié)用金屬粉末填入模具的部分的密度，可以使上述第一以及第二實(shí)施方式中的制造方法的效果更加提高。
(第四實(shí)施方式)另外，在上述第一以及第二實(shí)施方式中，針對(duì)不具有循環(huán)功能的流體軸承裝置作了記載。因此，針對(duì)作為第四實(shí)施方式的具有循環(huán)功能的流體軸承裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖16表示作為本發(fā)明的第四實(shí)施方式的流體軸承裝置204的縱剖面概略圖。如圖16所示，流體軸承裝置204用于支承轉(zhuǎn)子203相對(duì)底座半202可自由旋轉(zhuǎn)，具有軸套242、軸241、止推板244、和軸套蓋245。
軸套242是流體軸承裝置204在靜止側(cè)的部件，是在底板202的筒狀部221a的內(nèi)周側(cè)嵌入的筒狀部件。該軸套242是采用上述實(shí)施方式的制造方法制造的燒結(jié)金屬制軸套。軸套242還具有軸套主體242a、多個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽271a、271b、第一凹部242c、第二凹部242f、循環(huán)槽242g。軸套主體242a是構(gòu)成軸套242的主要部分的筒狀部分。第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽271a、271b是在軸套主體242a的內(nèi)周面成形的被均等地配置在內(nèi)周方向的槽，具有例如人字形狀。第一凹部242c是在軸套主體242a的軸向上側(cè)端部形成的環(huán)狀凹進(jìn)部分。第二凹部242f是在軸套主體242a的軸向下側(cè)端部形成的環(huán)狀凹進(jìn)部分。循環(huán)槽242g用于使?jié)櫥脱h(huán)，是在軸套主體242a的外周側(cè)以及軸向端部形成的槽狀部分。關(guān)于循環(huán)槽242g的詳細(xì)情況后述。軸241是流體軸承裝置204在旋轉(zhuǎn)側(cè)的部件，是被配置在軸套242的內(nèi)周側(cè)的圓柱狀的部件。
止推板244是被配置在軸套242的端部的圓板狀的部件，具有第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽272a。第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽272a具有例如螺旋形狀或人字形狀，形成在與軸241的軸向下側(cè)端部對(duì)置的位置。
軸套蓋245是被配置在軸套242的外周側(cè)的環(huán)狀部件。具體來(lái)說(shuō)，軸套蓋245具有蓋主體245a、圓板部245b、固定部245c。蓋主體245a是沿軸向延伸的筒狀部分，在內(nèi)周側(cè)嵌入軸套242。圓板部245b是被設(shè)置在蓋主體245a的軸向上側(cè)端部的環(huán)狀部分，從蓋主體245a向內(nèi)周側(cè)延伸。固定部245c是從蓋主體245a的端部進(jìn)一步向軸向下側(cè)突出的環(huán)狀部分。固定部245c將例如止推板244的外周部與軸套242之間夾進(jìn)。
圓板部245b與軸套主體242a的外周部在軸向鄰接，在圓板部245b與第一凹部242c之間形成環(huán)狀第一油室(或者工作流體室)261。止推板244，與軸套主體242a的外周部在軸向鄰接，在止推板244與第二凹部242d之間，形成環(huán)狀的第二油室262。然后在軸套242、止推板244以及軸套蓋245之間，填充作為工作流體的潤(rùn)滑油246。
如以上所述，在該流體軸承裝置204中，由具有第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽271a、271b的軸套242、軸241以及介入其中的潤(rùn)滑油246，構(gòu)成在半徑方向支承轉(zhuǎn)子203的徑向軸承部271。另外，由具有第二動(dòng)壓產(chǎn)生用槽272a的止推板244、軸241以及介入其中的潤(rùn)滑油246，構(gòu)成在軸向支承轉(zhuǎn)子203的止推軸承部272。
在此，針對(duì)循環(huán)槽242g的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。循環(huán)槽242g，由至少1個(gè)(在此為多個(gè))第一槽部242h、至少1個(gè)(在此為多個(gè))第二槽部242i、和至少1個(gè)(在此為多個(gè))第三槽部242j構(gòu)成。第一槽部242h是在軸套主體242d的外周側(cè)形成的沿軸向延伸的槽狀部分。第二槽部242i是在軸向上側(cè)的端部形成的延伸在半徑方向的槽狀部分。第二槽部242i，從第一槽部242h向半徑方向內(nèi)側(cè)延伸，并連接有第一槽部242h與第一凹部242c。第三槽部242j是在軸向下側(cè)的端部形成的延伸在半徑方向的槽狀部分。第三槽部242j，從第一槽部242h向半徑方向內(nèi)側(cè)延伸，并連接有第一槽部242h與第二凹部242f。
若綜合以上結(jié)構(gòu)，則在軸套242、軸套蓋245以及止推板244之間，通過(guò)循環(huán)槽242g形成循環(huán)流徑270。而且循環(huán)流徑270連接著上述第一油室261以及第二油室262。第一油室261以及第二油室262，經(jīng)由軸241的外周面以及軸套242的內(nèi)周面之間的間隙而連通。即，在該流體軸承裝置204中，軸241以及軸套蓋245之間的潤(rùn)滑油246通過(guò)第二油室262、循環(huán)流徑270以及第一油室261便可循環(huán)。
在該軸套242中，由于代替在軸向貫通的循環(huán)孔而具有循環(huán)槽242g，因此即使未在軸套242中形成循環(huán)孔也可以確保循環(huán)流徑270。其結(jié)果為，不需要像以往那樣形成在軸向貫通軸套的循環(huán)孔，通過(guò)燒結(jié)便可制造具有循環(huán)功能的流體軸承裝置用軸套。由此，可以降低具有循環(huán)功能的流體軸承裝置用軸套的制造成本。
并且在該軸套242中，由于是根據(jù)上述實(shí)施方式的制造方法所制造的，因而在表面形成表面變形區(qū)域或蒸氣處理層以及鍍敷處理層。因此，可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，且可以防止軸承剛性的降低。另外，可以防止在循環(huán)流徑270中流動(dòng)的潤(rùn)滑油穿過(guò)軸套242的內(nèi)部，可以防止循環(huán)功能的降低。由于上述專利文獻(xiàn)1中記載的軸套由以往的多孔質(zhì)的燒結(jié)金屬組成，因此軸承剛性以及循環(huán)功能降低，但由于在該軸套中可以防止軸承剛性以及循環(huán)功能的降低，因此可以通過(guò)燒結(jié)制造軸套，可以確切地降低軸套的制造成本。
(第五實(shí)施方式)圖17～圖19為表示本發(fā)明的動(dòng)壓流體軸承裝置的結(jié)構(gòu)的概略的剖面圖。如圖17所示，動(dòng)壓流體軸承裝置，主要由軸301、凸緣302、軸套303、作為潤(rùn)滑流體的潤(rùn)滑油(或者油)304、上蓋305、下蓋306、轉(zhuǎn)子307、和底座308構(gòu)成。軸301具有一體化的凸緣302，被插入軸套303的軸承孔303A中且可相對(duì)自由旋轉(zhuǎn)。凸緣302與軸套303的下面對(duì)置。在軸301的外周面以及軸套303的內(nèi)周面中的至少一方設(shè)置動(dòng)壓產(chǎn)生槽303B。在軸套303的下面以及凸緣302的與軸套303的下面303C對(duì)置的面中的至少一方，設(shè)置動(dòng)壓產(chǎn)生槽302A。上方蓋305和下方蓋306，被固定在軸套303或者轉(zhuǎn)子307中。各動(dòng)壓產(chǎn)生槽302A、303B附近的軸承間隙至少用油304填滿。在轉(zhuǎn)子307中固定有圓盤309，在底座308中固定有軸301。在轉(zhuǎn)子307中安裝有未圖示的轉(zhuǎn)子磁鐵，在底座308中與轉(zhuǎn)子磁鐵對(duì)應(yīng)的位置固定未圖示的電機(jī)定子。轉(zhuǎn)子磁鐵在軸向產(chǎn)生吸引力，以大約10～50(g)的力量將軸套303向凸緣302的方向推壓。
如圖18所示，軸套303整體的80重量％以上是由鐵成分構(gòu)成的壓粉成型金屬燒結(jié)體，是體積密度為85％以上的多孔質(zhì)材料(另外，當(dāng)材質(zhì)為純鐵時(shí)，體積密度為100％時(shí)的比重變成大約7.86)。在此所說(shuō)的體積密度也稱作燒結(jié)密度，在用蠟等對(duì)燒結(jié)體的表面開氣度進(jìn)行封孔處理后的狀態(tài)下，采用阿基米德法根據(jù)燒結(jié)體的重量和體積求出的密度，是指以真正的密度除燒結(jié)體的普通成分后的值。
在軸套303的表面形成厚度為2～10(μm)的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，借助該四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜就可以填埋在壓粉成型金屬燒結(jié)體的表面殘留的空穴(多孔的)了。并且，由于軸套303的軸承孔303A要求1(μm)以下的很高的加工精度，因此在四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的形成之前以及之后中的至少一方，實(shí)施定型加工。具體來(lái)說(shuō)，在軸承孔303A的模具內(nèi)插入軸套303然后通過(guò)壓制機(jī)械實(shí)施定型加工。該定型加工是在四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的形成之前執(zhí)行的一方，負(fù)載輕容易進(jìn)行定型。另一方面，在的形成之后進(jìn)行的一方，由于可以由定型工序?qū)λ难趸F(Fe3O4)薄膜的厚度偏差進(jìn)行補(bǔ)正，因此完成精度變得良好。
進(jìn)而如圖20所示，根據(jù)需要通過(guò)采用鎳系無(wú)電解鍍敷303H或者DLC薄膜(例如株式會(huì)社栗田制作所的等離子注入式的立體對(duì)象用3D壓縮DLC涂層等)作為四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜303G的涂層，從而實(shí)現(xiàn)軸套303的耐磨損性的提高同時(shí)得到完全的表面密封孔效果。另外，在涂層303H或四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜303G中存在針孔或表面缺陷時(shí)，為了完整地實(shí)現(xiàn)軸套303的密封孔效果，對(duì)于在作為燒結(jié)體材料303F的軸套303的內(nèi)部隨機(jī)殘留的內(nèi)部空穴，在涂層303H加工前根據(jù)需要在低壓環(huán)境下含浸樹脂303J。
圖19表示轉(zhuǎn)子307。在此表示用燒結(jié)金屬不僅制造軸套還有轉(zhuǎn)子或者轂的例子。轉(zhuǎn)子307是不銹鋼材料、銅系材料等金屬、硬質(zhì)樹脂、或者以鐵或鋼為主要成分的體積密度為85％以上的壓粉成型金屬燒結(jié)體。在轉(zhuǎn)子307為壓粉成型金屬燒結(jié)體時(shí)，其表面形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜至2～10(μm)的厚度，通過(guò)該四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜可以填埋殘留在壓粉成型金屬燒結(jié)體的表面的空穴(多孔)。轉(zhuǎn)子307與軸套303被一體安裝。在軸套303的外周面以及轉(zhuǎn)子307的內(nèi)周面中的至少一方，設(shè)置潤(rùn)滑流體可循環(huán)的縱向循環(huán)路徑303E。轉(zhuǎn)子307按照易固定圓盤等的方式具有段部307A。
另外，在軸套303以及轉(zhuǎn)子307是整體的80重量％以上由鐵成分組成的壓粉成型金屬燒結(jié)體，且體積密度為85％以上的多孔質(zhì)材料時(shí)，如果在對(duì)兩個(gè)部件分別進(jìn)行燒結(jié)之后輕輕壓入轉(zhuǎn)子307，之后在其表面形成2～10(μm)厚度的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜，則制造成本便宜。并且，由于軸套303與轉(zhuǎn)子307之間的材料的熱膨脹系數(shù)相同，因此即使溫度改變部件也不會(huì)產(chǎn)生畸變或者變形，動(dòng)壓流體軸承的性能變得良好。
另外，軸套303與轉(zhuǎn)子307是一體化作為壓粉成型金屬燒結(jié)體被加工的，縱槽303E可以通過(guò)鉆孔加工進(jìn)行1處乃至4處左右的縱孔加工。
關(guān)于按照以上方式構(gòu)成的以往的流體軸承式旋轉(zhuǎn)裝置，針對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
如果向未圖示的轉(zhuǎn)子磁鐵賦予旋轉(zhuǎn)力，則圖17中轉(zhuǎn)子307、軸套303、上蓋305、下蓋306、圓盤309開始旋轉(zhuǎn)。借助軸套303的旋轉(zhuǎn)，動(dòng)壓產(chǎn)生槽303B、302A將油304集攏，在軸301與軸套303之間以及凸緣302與軸套303之間產(chǎn)生泵壓力。由此，軸301相對(duì)軸套303與凸緣302以非接觸的方式旋轉(zhuǎn)，借助未圖示的磁頭或者光學(xué)頭，執(zhí)行圓盤309上的數(shù)據(jù)的記錄再生。借助軸套303的縱槽303E油可實(shí)現(xiàn)循環(huán)。因此，更易供給油量不足的部分所需要的油，可以防止供油不足。
油304通過(guò)表面張力被保持在凸緣302與下蓋306之間的間隙。如果軸承處于旋轉(zhuǎn)中，則對(duì)油304作用離心力且進(jìn)一步有效阻止漏油。并且油304通過(guò)表面張力還被保持在設(shè)置在上蓋305與軸套303之間的上部的傾斜面303D之間的間隙處。如果軸承是旋轉(zhuǎn)中，則對(duì)油304作用離心力防止漏油。設(shè)置上蓋305的內(nèi)徑與軸301的小徑部301A對(duì)置，且比軸301的外徑小。因此充分發(fā)揮作用于油304的離心力。另外，該間隙的油304因傾斜面303D的作用，油通過(guò)表面張力向間隙較小的外周部移動(dòng)。因此，油304也易流入縱槽303E中，易在軸承內(nèi)部移動(dòng)。由此，在軸承內(nèi)部引起油量不足或供油不足時(shí)，油304通過(guò)縱槽303E移動(dòng)向需要的地方供給。另外，如圖17所示，軸301的下端部301B也比軸301的外徑更細(xì)而構(gòu)成，下蓋306的內(nèi)徑也比軸301的外徑更小而構(gòu)成。因此，作用于油304的離心力被充分發(fā)揮，得到有效的油密封效果。
如圖17所示，軸套303在壓粉成型金屬燒結(jié)體材料的多孔質(zhì)表面形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜。關(guān)于壓粉成型中采用的金屬粉末，雖然采用黃銅等锏系金屬粉末也可以，但為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸之間的熱膨脹系數(shù)差變小，優(yōu)選由鐵成分占整體的80重量％以上的成分組成的鐵系粉末或者純鐵。這種情況下，在壓粉成型鐵粉之后，對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)得到軸承用的燒結(jié)體材料。
如圖20所示，軸套303的表面的殘留空穴被四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜封鎖。因此，油304會(huì)進(jìn)入該空穴內(nèi)，不會(huì)有軸承間隙的油304枯竭的擔(dān)心。并且，也不會(huì)產(chǎn)生油304通過(guò)軸套303的內(nèi)部的殘留空穴向軸套303外泄露的問(wèn)題。
圖21是向末圖示的燒杯中倒入足夠量的油，單獨(dú)浸漬軸套303并在80℃下放置，在1000個(gè)小時(shí)之后測(cè)定總重量的變化量，求出滲入多孔質(zhì)材料的油的重量的數(shù)據(jù)。雖然軸套303是壓粉成型金屬燒結(jié)體材料的多孔質(zhì)材料，但本案發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了其體積密度若是不足85％則即使在表面形成若干四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜也不會(huì)將表面充分封孔，而是如圖21所示油的滲入量增加。并且發(fā)現(xiàn)了如果體積密度為85％，則殘留在軸套303的表面的空穴因?qū)嵤┧难趸F(Fe3O4)薄膜而被密封，軸套303由于未吸入油315，因此在1000個(gè)小時(shí)之后重量也沒(méi)有變化非常良好。
另外，發(fā)現(xiàn)了得到了良好結(jié)果的軸套303的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的厚度為2～10(μm)。若是厚度為2(μm)以下則對(duì)多孔質(zhì)表面進(jìn)行密封孔的效果不足，并且在為10(μm)以下時(shí)會(huì)產(chǎn)生四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜或者剝離或者產(chǎn)生裂紋的缺陷。關(guān)于該四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的厚度，發(fā)現(xiàn)了如果其厚度為2～10(μm)的厚度則根據(jù)與多孔質(zhì)材料的體積密度為85％以上的條件的組合的效果將表面封孔，油則不會(huì)滲入。通過(guò)按照這樣制作的軸套303，可以提高將多孔質(zhì)材料的表面完全封孔后的動(dòng)壓流體軸承的壓力產(chǎn)生效果。
圖22是本發(fā)明的將在體積密度為85％以上的壓粉成型金屬燒結(jié)體材料的多孔質(zhì)表面形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜而成的軸套303浸漬在80℃的油中3000個(gè)小時(shí)并測(cè)定重量變化的數(shù)據(jù)。從圖22可知，放置3000個(gè)小時(shí)之后軸套303沒(méi)有產(chǎn)生重量變化，油沒(méi)有滲入內(nèi)部。通過(guò)采用將這樣的表面完全封孔后的軸套303，從而在如圖17所示的流體軸承裝置中，由于不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)的壓力降低因此性能高、剛性高，不會(huì)擔(dān)心因油滲入軸套303的內(nèi)部導(dǎo)致軸承間隙的油304枯竭軸承燒粘，或者油向軸套303的外部流出而軸承裝置的周邊被氣態(tài)油污染了。
另外，在本實(shí)施方式中，軸301以及凸緣302的材料，采用不銹鋼、高鉻錳鋼、或者碳鋼。軸301的徑向軸承面使用表面粗糙度在0.01～0.8(μm)的范圍內(nèi)通過(guò)加工完成后的材料。
另外，本實(shí)施例的流體軸承式旋轉(zhuǎn)裝置雖然示出了軸301的兩端可固定，且軸套303旋轉(zhuǎn)的軸承結(jié)構(gòu)，但如圖25所示，在軸旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)的動(dòng)壓流體軸承裝置中，由于與進(jìn)一步通過(guò)金屬切削所制作的軸套相比，本軸套的表面粗糙度更加粗糙，因此在通過(guò)粘著而固定軸套和轉(zhuǎn)子時(shí)，粘著強(qiáng)度變高，不需要設(shè)置粘著槽，并且即使未經(jīng)由其它部件而將軸套與底座直接粘著固定也可以應(yīng)用本發(fā)明。
另外，本實(shí)施例的流體軸承式旋轉(zhuǎn)裝置雖然示出了軸301的兩端可固定，軸套303旋轉(zhuǎn)的軸承結(jié)構(gòu)，但即使例如日本專利第315529號(hào)(具備流體動(dòng)壓軸承的電機(jī)以及具備該電機(jī)的記錄圓盤驅(qū)動(dòng)裝置)的圖18所示的流體軸承裝置中也可以應(yīng)用本發(fā)明。具體來(lái)說(shuō)，該流體軸承裝置，在軸的上側(cè)固定轉(zhuǎn)子，在軸的下側(cè)安裝環(huán)形狀的部件，該環(huán)形狀的部件周邊具有與徑向軸承面鄰接的貯油池，轉(zhuǎn)子的下面與軸套的上面對(duì)置形成止推軸承面。
(第六實(shí)施方式)由于如圖17所示的軸套303是燒結(jié)體材料的多孔質(zhì)，故而在采用該軸套作為動(dòng)壓流體軸承裝置時(shí)因動(dòng)壓泄露而導(dǎo)致壓力降低。因此，也可以是一種形成有四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的流體軸承裝置，該薄膜至少在經(jīng)過(guò)定型處理后的金屬燒結(jié)軸承材料的內(nèi)周面中的與電機(jī)軸滑接的部分形成。具體來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的第六實(shí)施方式中流體軸承裝置中，對(duì)由壓粉成型金屬燒結(jié)體材料構(gòu)成的軸套303實(shí)施水蒸氣處理并在多孔質(zhì)表面形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜。另外，也可以對(duì)于壓粉成型金屬燒結(jié)體材料，通過(guò)在400～700℃的氣氛溫度內(nèi)實(shí)施水蒸氣處理，從而在多孔質(zhì)表面形成四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜。
水蒸氣處理，因一般通過(guò)供給飽和水蒸氣中的氫氣從而使之氧化等的方法，歷來(lái)被公知作為一種盡量在230℃以下的比較低溫的氣氛中實(shí)現(xiàn)木材的成分分離或變形的永久性固定、木質(zhì)板類的尺寸穩(wěn)定性賦予、或者有關(guān)食品類別的穩(wěn)定化的方法。但是，本案發(fā)明者，通過(guò)改變處理溫度以及處理時(shí)間從而成功轉(zhuǎn)用于金屬燒結(jié)軸承材料中。
優(yōu)選水蒸氣處理中采用耐壓結(jié)構(gòu)的熱處理爐，在內(nèi)部放入金屬燒結(jié)軸承材料，通過(guò)蓋蓋將內(nèi)部密封之后，加熱至400～700℃的高溫溫度為止。因加熱內(nèi)部的水蒸發(fā)，且腔內(nèi)的壓力上升，因而開始金屬燒結(jié)軸承材料的熱處理。根據(jù)爐內(nèi)溫度在大概水蒸氣處理時(shí)間經(jīng)過(guò)25～80分鐘時(shí)，則在金屬燒結(jié)軸承材料表面生成作為尖晶石相氧化物的密質(zhì)且穩(wěn)定的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜。因此這時(shí)的薄膜厚度為2～10(μm)左右，幾乎不會(huì)對(duì)軸承的尺寸精度產(chǎn)生影響。
另外，關(guān)于水蒸氣處理的氣氛溫度，在不足400℃時(shí)，不能對(duì)軸承材料進(jìn)行四氧化三鐵(Fe3O4)足夠的薄膜。并且，相反即使超過(guò)700℃四氧化三鐵(Fe3O4)的生成也不會(huì)產(chǎn)生變化。另外，由于熱處理爐變得昂貴，因此根據(jù)生產(chǎn)性和所生成的被膜的密質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)看，在400～700℃的范圍內(nèi)、進(jìn)一步優(yōu)選在600～700℃的范圍內(nèi)較為理想。
另外關(guān)于水蒸氣處理的時(shí)間，在氣氛溫度如上述在400～700℃的范圍內(nèi)時(shí)，為了得到四氧化三鐵(Fe3O4)5(μm)左右的薄膜，在氣氛溫度600℃時(shí)大概25分鐘內(nèi)、在550℃時(shí)大概40分鐘內(nèi)、在45℃時(shí)大概65分鐘內(nèi)、在400℃時(shí)大概80分鐘左右。因此，作為處理時(shí)間，優(yōu)選在25～80分鐘的范圍內(nèi)。
關(guān)于進(jìn)行上述水蒸氣處理的金屬燒結(jié)軸承材料，之后根據(jù)需要通過(guò)再次實(shí)施定型處理，從而可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步精度的提高。實(shí)施水蒸氣處理后的軸套303，不僅能提高耐腐蝕性或耐磨損性進(jìn)而機(jī)械強(qiáng)度，還能用金屬將表面覆蓋。因此，水蒸氣處理作為鍍敷的底部處理較好，尤其因通過(guò)填埋空穴而使表面粗糙度消除，因此最適合利用于作為動(dòng)壓流體軸承裝置。
如果就這些各個(gè)觀點(diǎn)具體進(jìn)行說(shuō)明，則通過(guò)對(duì)由壓粉成型金屬燒結(jié)體的多孔質(zhì)材料構(gòu)成的軸套303在400～700℃的氣氛溫度內(nèi)實(shí)施水蒸氣處理，從而可使空穴變小。并且，通過(guò)水蒸氣處理，從而可以減少鍍敷向樹脂表面附著的困難度，使之后的鍍敷處理效果良好。另外，根據(jù)處理?xiàng)l件可使通氣性幾乎為零，消除因動(dòng)壓泄露而導(dǎo)致的壓力降低，可以使軸承的剛性以及旋轉(zhuǎn)精度提高。另外代之，還可以防止鍍敷液的浸入使耐腐蝕性良好。
進(jìn)一步，關(guān)于所生成的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的厚度液可以自由調(diào)整，并且由于標(biāo)準(zhǔn)膜厚度為5(μm)左右，因此通過(guò)采用模具的重新壓縮還可實(shí)現(xiàn)尺寸校正。
在進(jìn)行水蒸氣處理時(shí)，由于不會(huì)使各個(gè)軸承材料相沖突可以促進(jìn)處理作業(yè)，因此產(chǎn)品上不會(huì)產(chǎn)生壓痕，并且由于在處理前可以對(duì)殘留在內(nèi)部的加工油進(jìn)行高溫處理并去除，因此不需要額外的洗凈工序。進(jìn)而所生成的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的耐久性也是良好的。
圖23是在400～700℃的溫度條件下對(duì)軸套303針對(duì)各個(gè)時(shí)間實(shí)施水蒸氣處理，將各處理時(shí)間的軸套放置在80℃的油中500個(gè)小時(shí)之后測(cè)定重量變化的時(shí)間。由于所設(shè)定的溫度的400～700℃的范圍較廣，因此產(chǎn)生較多偏差，雖然圖23的數(shù)據(jù)體現(xiàn)著平均值，然而該試驗(yàn)的結(jié)果中水蒸氣處理時(shí)間為25～80分鐘較佳。在25分鐘以下時(shí)表面的封孔不足，另一方面，若超過(guò)80分鐘雖然能進(jìn)行封孔，但是產(chǎn)生了四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜在后面的定型工序等中易剝離、以及不經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。
圖24是在600～700℃的溫度條件下對(duì)軸套303針對(duì)各個(gè)時(shí)間實(shí)施水蒸氣處理，并將各處理時(shí)間的軸套放置在80℃的油中500個(gè)小時(shí)之后測(cè)定重量變化的數(shù)據(jù)。根據(jù)600～700℃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明水蒸氣處理時(shí)間為15～50分鐘較佳。在15分鐘以下時(shí)表面的封孔不足，如果在50分鐘以上則能充分進(jìn)行封孔。另一方面，若超過(guò)50分鐘雖然能進(jìn)行封孔卻未必經(jīng)濟(jì)，偶爾會(huì)產(chǎn)生之后四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜易剝離等的問(wèn)題。
另外，與在600℃以下進(jìn)行水蒸氣處理的情況相比，若在600～700℃的溫度條件下進(jìn)行水蒸氣處理，則可以縮短處理時(shí)間不僅生產(chǎn)性良好，而且因多孔質(zhì)材料表面溫度上升且活性度提高，因此多孔質(zhì)層與四氧化三鐵(Fe3O4)層的粘合性提高，并且不會(huì)在四氧化三鐵(Fe3O4)層表面殘留不穩(wěn)定的氧化鐵FeO，可以生成純度高且均勻的四氧化三鐵(Fe3O4)層，對(duì)于在旋轉(zhuǎn)時(shí)要產(chǎn)生很高的壓力的動(dòng)壓流體軸承裝置的軸套303而言是最佳的。
另外還發(fā)現(xiàn)了在四氧化三鐵(Fe3O4)層的表面進(jìn)而形成含鎳的無(wú)電解鍍敷或DLC薄膜時(shí)粘合性也變得優(yōu)良且這些薄膜的剝離強(qiáng)度改善了20％左右。尤其優(yōu)選與四氧化三鐵(Fe3O4)層相同的膜厚為5(μm)左右。雖然將軸套303與軸301之間的間隙設(shè)定為5μm左右，但通過(guò)實(shí)施定型處理便可確保適當(dāng)?shù)拈g隙，通過(guò)進(jìn)行鍍敷從而可以抑制磨耗粉的流出。進(jìn)一步，與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸之間的熱膨脹系數(shù)差較少的實(shí)施含鎳的無(wú)電解鍍敷或DLC薄膜的鐵系燒結(jié)體為最佳，若組合水蒸氣處理和鍍敷處理，則能進(jìn)一步改善圖22的潤(rùn)滑流體的滲入量。
另外，軸套303，在將鐵系粉末壓粉之后，對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)，進(jìn)而實(shí)施定型處理得到3個(gè)種類的軸承用材料，將其置入耐壓結(jié)構(gòu)的熱處理爐(東京熱處理工業(yè)(株)分批式同質(zhì)處理爐)內(nèi)，水蒸氣加熱至550℃之后，將其維持55分鐘并實(shí)施水蒸氣處理。其結(jié)果為，在各軸承用材料表面形成平均5.0(μm)厚度的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜層。另外關(guān)于這種情況下使用的熱處理爐，并非限定于上述，除此以外也可以是例如紫外線冷熱株式會(huì)社產(chǎn)的工業(yè)用過(guò)熱水蒸氣處理爐(ST爐)、或者小爐(bit furnace)與蒸氣產(chǎn)生裝置的組合等。
另外，雖然本發(fā)明中的作為對(duì)壓粉成型金屬燒結(jié)體的多孔質(zhì)材料的水蒸氣處理，以在400～700℃的氣氛溫度范圍內(nèi)為條件，但除此以外通過(guò)在無(wú)氧化(非活性)條件下可容易加熱加工的過(guò)熱水蒸氣處理中并用遠(yuǎn)紅外線加熱，從而采用比上述氣氛溫度范圍更低的低能量負(fù)載式的過(guò)熱水蒸氣處理裝置以更低的溫度條件也可以執(zhí)行同樣的四氧化三鐵(Fe3O4)薄膜的形成。在過(guò)熱水蒸氣處理方面雖然傳熱速度很高但由于具有熱效率低的缺點(diǎn)，因此根據(jù)上述無(wú)氧加熱加工處理法，除實(shí)現(xiàn)過(guò)熱水蒸氣處理的優(yōu)點(diǎn)之外還可以實(shí)現(xiàn)極高的熱效率，除提高軸承品質(zhì)之外，還可以實(shí)現(xiàn)處理時(shí)間的縮短化和成本的降低。
(第七實(shí)施方式)在上述第二實(shí)施方式中，雖然是按照向軸套的滲入量處于規(guī)定量以下的方式在蒸氣處理之后執(zhí)行鍍敷處理的，但有些情況下即便僅執(zhí)行蒸氣處理滲入量在實(shí)用上也沒(méi)有問(wèn)題。這就是具有潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)循環(huán)的結(jié)構(gòu)的情況。(參照?qǐng)D16)具有這樣的潤(rùn)滑油循環(huán)結(jié)構(gòu)的軸承具有潤(rùn)滑油貯存室(在圖16中第一油室261)。即便向軸套的滲入量稍微變多，由于僅該潤(rùn)滑油貯存室的潤(rùn)滑油減少，由于始終向動(dòng)壓槽部供給潤(rùn)滑油，因此難以引起燒粘等不利現(xiàn)象。具體來(lái)說(shuō)，如圖25所示，第七實(shí)施方式中的軸套442是主要被用于小型流體軸承裝置中的軸套，由蒸氣處理區(qū)域448d、和將蒸氣處理區(qū)域448d覆蓋的蒸氣處理層(氧化物被膜)448b構(gòu)成。蒸氣處理層448b，是與上述第二實(shí)施方式同樣含有通過(guò)蒸氣處理在蒸氣處理區(qū)域448d的表面形成的氧化物的層。蒸氣處理區(qū)域448d，是一種直至蒸氣處理層448b的內(nèi)部為止有高溫蒸氣進(jìn)入，在燒結(jié)用金屬粉末的各粒子表面形成有氧化物的區(qū)域。因此，在蒸氣處理區(qū)域448d的粒子之間的氣孔中有氧化物進(jìn)入。
另外，如圖26所示，這種情況下的制造方法的流程，由填充工序S421、成形工序S422、燒結(jié)工序S423、定型處理工序S424、蒸氣處理工序S425構(gòu)成。與上述第二實(shí)施方式的流程相比，在該流程中省略了與2次成形體的鍍敷處理工序S26對(duì)應(yīng)的工序，并且在定型處理工序S424之后執(zhí)行蒸氣處理工序S425。
這種情況下，可以防止通過(guò)氣孔讓徑向軸承部的支承壓力釋放，可以確切地防止軸承剛性的降低。并且，由于蒸氣處理層448b是比較硬的層，因此能得到與上述第二實(shí)施方式基本相同程度的耐磨耗性。
另外，如圖27所示，因軸套442的尺寸或形狀，有些情況下在蒸氣處理區(qū)域448d的內(nèi)部，殘余有與在上述第二實(shí)施方式中所說(shuō)明的內(nèi)部區(qū)域148a對(duì)應(yīng)的由燒結(jié)金屬構(gòu)成的內(nèi)部區(qū)域448a(未執(zhí)行蒸氣處理的區(qū)域)。即便這種情況下也能得到如圖25所示的軸套442同樣的效果。
(第八實(shí)施方式)在上述第七實(shí)施方式中，通過(guò)蒸氣處理層448b而將軸套442覆蓋，得到封孔效果以及與鍍敷處理時(shí)相同程度的耐磨耗性。但是，蒸氣處理層448b較硬的負(fù)面影響在于沖擊性較弱，在因加以沖擊而產(chǎn)生龜裂時(shí)會(huì)擔(dān)心在軸承的使用中剝離。如果蒸氣處理層448b剝離，則因該剝離片會(huì)促進(jìn)軸的磨耗，因此并非優(yōu)選。因此，還考慮在蒸氣處理工序S424之后至少將一部分蒸氣處理層448b去除的實(shí)施方式。
具體來(lái)說(shuō)如圖28所示，第八實(shí)施方式中的軸套542，是將上述第七實(shí)施方式中的處于軸套442的內(nèi)徑的蒸氣處理層(氧化物薄膜)448b去除之后形成的軸套，僅由蒸氣處理區(qū)域548d構(gòu)成。
并且，這種情況下的制造方法，如圖29所示，由填充工序S521、成形工序S522、燒結(jié)工序S523、蒸氣處理工序S524、薄膜去除工序S525、和定型處理工序S526構(gòu)成。與上述第七實(shí)施方式的流程相比，在該流程中在蒸氣處理工序S524之后增加了薄膜去除工序S525。薄膜去除工序S525，是一種將在蒸氣處理工序S524中在表面形成的蒸氣處理層去除的工序。作為蒸氣處理層的去除方法，列舉例如噴丸處理、滾筒研磨或切削加工等。要將如圖28所示整個(gè)表面的蒸氣處理層(氧化物被膜)去除，則可以用噴丸處理。另外，在僅將相當(dāng)于徑向軸承或止推軸承的部分去除時(shí)，通過(guò)鉸孔加工或車床加工等切削加工進(jìn)行去除。
即便這樣的實(shí)施方式中，有些情況下通過(guò)蒸氣處理區(qū)域548d滲入量在實(shí)用上也沒(méi)有問(wèn)題也可以應(yīng)用。另外，由于蒸氣處理層沒(méi)有剝離，因此可以防止因剝離片導(dǎo)致促進(jìn)軸的磨耗。即便滲入量稍微變多，在具有實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的結(jié)構(gòu)的軸承時(shí)，消除因剝離而導(dǎo)致的不利因素并提高可靠性的效果更大。
另外，雖然蒸氣處理區(qū)域548d與蒸氣處理層448b相比耐磨耗性降低，但由于存在氧化物因此也可以確保作為軸承而言沒(méi)有問(wèn)題之程度的磨耗性。并且，薄膜去除工序S525之后的定型處理工序S526，其目的在于提高尺寸精度或表面精度，根據(jù)密封效果的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)可以省略。另外，與上述第七實(shí)施方式同樣，也可以在蒸氣處理區(qū)域548d的內(nèi)部殘留由燒結(jié)金屬構(gòu)成的內(nèi)部區(qū)域(未進(jìn)行蒸氣處理的區(qū)域)。
(第九實(shí)施方式)雖然在上述第二實(shí)施方式中，在蒸氣處理層148b上進(jìn)行鍍敷處理，但也可以在如上述第八實(shí)施方式所說(shuō)明那樣將蒸氣處理層148b去除之后，執(zhí)行如上述第二實(shí)施方式所示的鍍敷處理。
具體來(lái)說(shuō)如圖30所示，該軸套642由蒸氣處理區(qū)域648d、和將蒸氣處理區(qū)域648d覆蓋的鍍敷處理層648c構(gòu)成。與上述第八實(shí)施方式同樣，因蒸氣處理區(qū)域648d至內(nèi)部為止有蒸氣進(jìn)入故在燒結(jié)金屬的粒子間的氣孔中有氧化物進(jìn)入。與上述第二實(shí)施方式同樣，鍍敷處理層648c是通過(guò)無(wú)電解鎳鍍敷處理等所形成的層，將蒸氣處理區(qū)域648d覆蓋。由此可以實(shí)現(xiàn)第八實(shí)施例的耐磨耗性的提高或封孔效果的提高。
這種情況下的制造方法，如圖31所示，由填充工序621、成形工序S622、燒結(jié)工序S623、蒸氣處理工序S624、薄膜去除工序S625、定型處理工序S626、和鍍敷處理工序S627構(gòu)成。與上述第八實(shí)施方式的流程相比，在定型處理工序S626之后追加鍍敷處理工序S627。
這種情況下也可以得到與上述第二實(shí)施方式同樣的封孔效果。另外，除此以外，由于蒸氣處理層被去除因此可以抑制因蒸氣處理層而導(dǎo)致的鍍敷處理的偏差。
(其它實(shí)施方式)作為其它實(shí)施方式，還考慮例如以下這樣的實(shí)施方式。
雖然在上述第一～第三實(shí)施方式中，在軸的端部設(shè)置有止推凸緣，但也可以應(yīng)用于沒(méi)有止推凸緣的類型的流體軸承裝置。
另外，在上述實(shí)施方式中，雖然記載了工作流體作為潤(rùn)滑油，然而也可以是高流動(dòng)性油脂或離子性液體等。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明的流體軸承裝置用軸套、采用該軸套的流體軸承裝置、主軸電機(jī)及其制造方法，因可以防止軸承剛性的降低因此有用。
權(quán)利要求
1.一種流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成；和表面變形區(qū)域，其將所述內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，由燒結(jié)用金屬粉末構(gòu)成，所述表面變形區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度比所述內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度大。
2.一種流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成；和表面變形區(qū)域，其將所述內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，由燒結(jié)用金屬粉末構(gòu)成，所述表面變形區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的密度，從所述內(nèi)部區(qū)域側(cè)至表面?zhèn)戎饾u增大。
3.一種流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成；和表面變形區(qū)域，其將所述內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋，通過(guò)噴丸處理形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，所述內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.5g/cm3以上。
5.一種流體軸承裝置用軸套，具備內(nèi)部區(qū)域，其含有燒結(jié)用金屬粉末；和蒸氣處理層，其覆蓋所述內(nèi)部區(qū)域的表面并含有氧化鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，所述蒸氣處理層的厚度為2μm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，所述內(nèi)部區(qū)域的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.8g/cm3以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，所述氧化鐵含有Fe3O4。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，還具備鍍敷處理層，其覆蓋所述蒸氣處理層的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，所述蒸氣處理層的厚度為2μm以上，所述鍍敷處理層的厚度為2μm以上。
11.一種流體軸承裝置用軸套，具備燒結(jié)用金屬粉末；和在所述燒結(jié)用金屬粉末的粒子之間形成氧化鐵的蒸氣處理區(qū)域。
12.一種流體軸承裝置用軸套，所述流體軸承裝置用軸套被插入流體軸承裝置的軸，所述流體軸承裝置用軸套具備內(nèi)部區(qū)域，其含有燒結(jié)用金屬粉末；和蒸氣處理層，其按照將所述內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋的方式形成且含有氧化鐵，至少在產(chǎn)生動(dòng)壓的區(qū)域，所述蒸氣處理層被去除。
13.一種流體軸承裝置用軸套，所述流體軸承裝置用軸套被插入流體軸承裝置的軸，所述流體軸承裝置用軸套具備燒結(jié)用金屬粉末；和在所述燒結(jié)用金屬粉末的粒子之間形成有氧化鐵的蒸氣處理區(qū)域，至少在產(chǎn)生動(dòng)壓的區(qū)域，所述蒸氣處理層被去除。
14.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件以及固定部件中的一方的如權(quán)利要求5所述的軸套；被固定在所述靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
15.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件以及固定部件中的一方的如權(quán)利要求11所述的軸套；被固定在所述靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
16.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件以及固定部件中的一方的如權(quán)利要求12所述的軸套；被固定在所述靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
17.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件以及固定部件中的一方的如權(quán)利要求13所述的軸套；被固定在所述靜止部件以及旋轉(zhuǎn)部件中的另一方且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；和具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部。
18.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件上的如權(quán)利要求5所述的軸套；被固定在所述旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌插在所述軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
19.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件上的如權(quán)利要求11所述的軸套；被固定在所述旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌插在所述軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
20.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件上的如權(quán)利要求12所述的軸套；被固定在所述旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌插在所述軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
21.一種流體軸承裝置，其用于將旋轉(zhuǎn)部件以相對(duì)靜止部件可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承，所述流體軸承裝置具備被固定在所述靜止部件上的如權(quán)利要求13所述的軸套；被固定在所述旋轉(zhuǎn)部件上、且被設(shè)置在所述軸套的內(nèi)周側(cè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的軸；具有被填充在所述軸套以及軸之間的工作流體、以及在所述軸套內(nèi)周面及軸外周面中的任一方形成的至少1個(gè)第一動(dòng)壓產(chǎn)生用槽的、徑向軸承部；和被嵌插在所述軸套的外周側(cè)的筒狀的蓋部件。
22.一種流體軸承裝置用軸套的制造方法，包括成形工序，其由燒結(jié)用金屬粉末成形1次成形體；燒結(jié)工序，其對(duì)所述1次成形體進(jìn)行燒結(jié)；定型處理工序，其對(duì)所述被燒結(jié)后的1次成形體實(shí)施定型處理，成形2次成形體；樹脂含浸處理工序，其對(duì)所述2次成形體實(shí)施樹脂含浸處理；和噴丸處理工序，其對(duì)所述被實(shí)施所述樹脂含浸處理后的2次成形體實(shí)施噴丸處理。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，所述2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度是6.5g/cm3以上。
24.一種流體軸承裝置用軸套的制造方法，包括成形工序，其由燒結(jié)用金屬粉末成形1次成形體；燒結(jié)工序，其對(duì)所述1次成形體進(jìn)行燒結(jié)；定型處理工序，其對(duì)被燒結(jié)后的1次成形體實(shí)施定型處理，成形2次成形體；和蒸氣處理工序，其使所述1次成形體或者2次成形體與高溫蒸氣接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，還包括表面處理工序，其對(duì)在所述蒸氣處理工序中被處理的所述1次成形體或者2次成形體實(shí)施表面處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，還包括薄膜去除工序，其將在所述蒸氣處理工序中在所述1次成形體或者2次成形體的表面形成的氧化鐵被膜的至少一部分去除。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，在所述表面處理工序中，對(duì)所述1次成形體或者2次成形體實(shí)施無(wú)電解鎳鍍敷處理或者DLC膜涂層處理。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，所述2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的平均密度為6.8g/cm3以上。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，所述1次成形體具有筒狀的軸套主體、和從所述軸套主體向軸向突出的筒狀突出部，在所述定型處理工序中，所述筒狀突出部的尺寸變化率比所述軸套主體的尺寸變化率大。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，流體軸承裝置具備軸套；被插入所述軸套的軸承孔中且可相對(duì)地自由旋轉(zhuǎn)的軸；具有在所述軸的外周面以及所述軸套的內(nèi)周面中的至少一方形成的動(dòng)壓產(chǎn)生槽的至少1個(gè)徑向軸承，所述2次成形體的燒結(jié)用金屬粉末部分的體積密度為85％以上。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，在所述蒸氣處理工序中，通過(guò)使所述軸套在600～700℃的氣氛溫度內(nèi)與高溫蒸氣接觸15～50分鐘。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流體軸承裝置用軸套的制造方法，其特征在于，在所述蒸氣處理工序中，使所述軸套在400～700℃的氣氛溫度內(nèi)與高溫蒸氣接觸25～80分鐘。
33.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
34.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
35.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
36.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流體軸承裝置用軸套，其特征在于，具有形成于外周側(cè)且沿軸向延伸的至少一個(gè)槽部。
37.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求14所述的流體軸承裝置。
38.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求15所述的流體軸承裝置。
39.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求16所述的流體軸承裝置。
40.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求17所述的流體軸承裝置。
41.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求18所述的流體軸承裝置。
42.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求19所述的流體軸承裝置。
43.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求20所述的流體軸承裝置。
44.一種主軸電機(jī)，具備作為所述靜止部件的底板；被固定在所述底板上且卷繞有定子線圈的環(huán)狀定子；作為具有轉(zhuǎn)子磁鐵的所述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)子；和用于將所述轉(zhuǎn)子以相對(duì)所述底板可自由旋轉(zhuǎn)的方式支承的如權(quán)利要求21所述的流體軸承裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流體軸承裝置用軸套，其具備由燒結(jié)用金屬粉末和含浸用樹脂構(gòu)成的內(nèi)部區(qū)域、和將內(nèi)部區(qū)域的表面覆蓋且通過(guò)噴丸處理所形成的表面變形區(qū)域。由于表面變形區(qū)域是通過(guò)噴丸處理所形成的，因此可以使在表面附近的燒結(jié)用金屬粉末之間形成的氣孔減少。由此可以防止軸承部的支承壓力通過(guò)氣孔釋放，可以防止軸承剛性的降低。這樣可以在燒結(jié)金屬制軸套中防止軸承剛性的降低。
文檔編號(hào)F16C33/12GK1919503SQ20061011084
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者浜田力, 淺田隆文, 石川勝男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社