[发明专利]烧结金属材料、烧结浸油轴承和流体润滑轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结浸油轴承(sintered oil-impregnated bearing)，和一 种流体润滑轴承装置。

背景技术

烧结金属材料应用在许多领域，包括上面提到的烧结浸油轴承领域。 最重要的是，在烧结浸油轴承里，当它本身与要被支撑的轴之间进行相 对旋转时，用于浸没的润滑流体渗出到轴承与轴之间的滑动部分以便形成 润滑膜，并且以这种油膜为媒介，轴被旋转地支撑。这样的烧结浸油轴承 适用于对轴承的性能和耐久性要求特别高的地方，例如，应用于自动轴承 元件或信息设备的电机主轴。

关于以上提到的应用于信息设备的电机，流体润滑轴承正被考虑使用 或者已经被实际使用，该流体润滑轴承(fluid lubrication bearing)展示了高 旋转精度，高速旋转特性，低噪音特性和低成本。

这种类型的流体润滑轴承一般分为流体动压轴承(hydrodynamic pressure bearing)和所谓的滚柱轴承(该种轴承剖面结构非常圆)。流体润 滑轴承配备有动压产生部，该动压产生部在轴承间隙的流体(例如润滑油) 中产生流体动压，滚柱轴承则没有配备这样的动压产生部。

例如，在结合到用作盘片(disk)驱动装置如HDD的主轴电机里的 流体润滑轴承装置中，在径向方向支撑轴构件的径向轴承部分和在推力方 向支撑轴构件的推力轴承部分都由流体动压轴承形成。例如，在这种类型 的流体动压轴承装置中已知的径向轴承部分中，作为动压产生部的流体动 压槽形成在轴承套的内周表面或者与轴承套内周表面相对的轴构件的外 部圆周表面中任一个上，在这两个面之间形成径向轴承间隙(请参见，例 如，JP 2003-239951A)。

有时候，为了使轴承部分旋转并为它提供润滑油，并且为了获得稳定 的轴承刚度，烧结浸油轴承被用作构成上述轴承的轴承套。通过把主要成 分是Cu粉、或Fe粉、或Cu粉和Fe粉两种的金属粉末压制成预定构型 (有时候是一种圆柱构型)，然后进行烧结，从而形成这种轴承套(一种 烧结浸油轴承)。这样的轴承套，其内部空隙被流体浸渍，这种流体如润 滑油或者润滑油脂(请参见，例如，JP11-182551A)。

另外一方面，考虑到被旋转支撑的轴是在轴向压力载荷或者转矩载荷 (moment load)的作用下被使用的，因此轴由高强度材料形成，例如不锈 钢(SUS)。

在这种类型的烧结浸油轴承中，在它本身和轴之间的滑动摩擦是不可 避免的，所以轴滑动所在的滑动表面(轴承表面)就需要令人满意的滑动 特性和高耐磨性。

当直到相对于轴的滑动特性(适应性)被考虑时，烧结浸油轴承是令 人满意的，然而，在耐磨性方面，它不总是令人满意的。尤其当关联的构 件是由较高硬度(例如，SUS)的金属形成时，会有烧结浸油轴承过早磨 损的担心。

进一步，考虑到由于流体润滑轴承装置使用环境的变化会导致轴承性 能方面的变化，例如，流体润滑轴承装置被用在高温环境中，由于要取决 于温度或使用润滑油种类，因此提供给轴承的润滑油的粘性可能降低，导 致轴承刚度的不足。另一方面，在低温环境，润滑油的粘性会增加，在旋 转(尤其在旋转开始)期间会有转矩损失的担心。

考虑到在轴向压力载荷或者转矩载荷作用下的使用，尤其当要被旋转 地支撑的轴构件由高强度的材料，如上面提到的SUS形成时，形成轴承 套的材料的线性膨胀系数大于形成轴构件的材料的线性膨胀系数，这是很 平常的。在这种情况下，例如，在高温，径向轴承间隙变的相当大，就会 担心轴承刚度进一步降低。另一方面，在低温，径向轴承间隙变得相当小， 所以随着润滑油粘性的增加，就会担心在旋转期间转矩损失进一步加大。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种相对于要被支撑的关联滑动构件在 滑动特性方面和耐磨性方面得到改善的烧结浸油轴承。

本发明的第二个目的是提供一种流体润滑轴承装置，在该流体润滑轴 承装置中，能够抑制温度变化引起的轴承刚度减小，并实现了旋转期间转 矩损失减小的目的。