(57)【要約】【課題】外周面に軸方向溝を有し、内周面に動圧溝を有する焼結軸受において、複数の動圧溝の溝深さのばらつきを抑えて、軸受剛性を高める。【解決手段】本発明に係る焼結軸受８は、焼結前のフォーミングにより成形され、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝８ｃ１を外周面８ｃに有すると共に、焼結後のサイジングにより成形され、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝８ａ１１等を内周面８ａに有する。この焼結軸受８では、複数の軸方向溝８ｃ１の本数を、同一円周上に配された複数の動圧溝８ａ１１等の本数の整数倍とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結前のフォーミングにより成形され、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有すると共に、焼結後のサイジングにより成形され、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を内周面に有する焼結軸受であって、
前記複数の軸方向溝の本数が、前記複数の動圧溝の本数の整数倍であることを特徴とする焼結軸受。
【請求項２】
焼結前のフォーミングにより成形され、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有すると共に、焼結後のサイジングにより成形され、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を内周面に有する焼結軸受であって、
前記軸方向溝の半径方向深さが、前記焼結軸受の半径方向の肉厚の２０％以下であることを特徴とする焼結軸受。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の焼結軸受と、前記焼結軸受の内周に挿入された軸部材と、前記焼結軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜の圧力で前記軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流体動圧軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ。
【請求項５】
金属粉末を圧縮成形することにより、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有する圧粉体を成形するフォーミング工程と、前記圧粉体を焼成して焼結体を形成する焼結工程と、前記焼結体の内周に、外周面に成形型を有するコアロッドを挿入し、この状態で前記焼結体を外周から圧迫することにより、前記焼結体の内周面を前記コアロッドの外周面の成形型に押し付けて、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を前記焼結体の内周面に成形するサイジング工程とを有する焼結軸受の製造方法であって、
前記複数の軸方向溝の本数が、前記複数の動圧溝の本数の整数倍であることを特徴とする焼結軸受の製造方法。
【請求項６】
金属粉末を圧縮成形することにより、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有する圧粉体を成形するフォーミング工程と、前記圧粉体を焼成して焼結体を形成する焼結工程と、前記焼結体の内周に、外周面に成形型を有するコアロッドを挿入し、この状態で前記焼結体を外周から圧迫することにより、前記焼結体の内周面を前記コアロッドの外周面の成形型に押し付けて、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を前記焼結体の内周面に成形するサイジング工程とを有する焼結軸受の製造方法であって、
前記複数の軸方向溝の半径方向深さが、前記焼結軸受の半径方向の肉厚の２０％以下である焼結軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結軸受と、これを備えた流体動圧軸受装置及びモータ、並びに焼結軸受の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体動圧軸受装置は、軸部材の外周面と軸受部材の内周面との間のラジアル軸受隙間の流体膜（例えば油膜）に生じる圧力により、軸部材を相対回転自在に非接触支持するものである。流体動圧軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器（例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ、ブルーレイディスク等の光ディスク駆動装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク駆動装置）のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として好適に使用可能である。
【０００３】
このような流体動圧軸受装置に用いられる軸受部材として、焼結金属からなる焼結軸受が使用されることがある。焼結軸受は、サイジングと呼ばれる寸法精度矯正加工を行うことによって、非常に高精度な寸法精度を有しているため、焼結軸受と軸部材との間のラジアル軸受隙間が高精度に設定され、高い回転精度を得ることができる。焼結軸受の内周面には、ラジアル軸受隙間の油膜の圧力をより積極的に高めるために、動圧溝が形成されることが多い（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。
【０００４】
上記のような焼結軸受を有する流体動圧軸受装置において、ラジアル軸受隙間の油膜に空気が混入すると、流体膜の圧力が低下し、十分な回転精度が得られないばかりか、焼結軸受の内周面が軸部材の外周面との接触により損傷し、耐久性が低下する恐れがある。このような気泡は、焼結軸受の内周に軸部材を挿入する際に、軸部材が気泡を巻き込むことで生じたり、あるいは、流体動圧軸受装置の運転時に、軸受装置内の潤滑油に局部的な負圧が発生することで生じたりする。
【０００５】
このような不具合を回避するために、流体軸受装置では、焼結軸受の外周面に複数の軸方向溝が形成されることがある（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。軸部材の挿入時には、この軸方向溝を介して空気を外部へ排出することができる。また、この軸方向溝を介して、軸受装置の内部の負圧が発生しやすい空間を、軸受装置の開口部付近の空間と連通することができるため、この空間を大気圧に近い状態にして負圧の発生を未然に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３４９８１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７７４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、焼結軸受は、通常、金属粉末を圧縮成形して圧粉体を形成するフォーミング工程と、圧粉体を焼成して焼結体を形成する焼結工程と、焼結体を再圧縮して寸法精度を矯正するサイジング工程とを経て製造される。上記の軸方向溝は、動圧溝と比べて溝深さが深く、且つ、それ程高い寸法精度が要求されないため、焼結前のフォーミング工程で成形されることが多い。一方、動圧溝は、溝深さが極めて小さく（例えば１０μｍ以下）、且つ、動圧作用を効率的に発生させるために高い寸法精度が要求されるため、焼結後のサイジング工程で成形されることが多い。具体的には、コアロッドの外周面に動圧溝に対応した形状の成形型を設け、焼結体の内周にコアロッドを挿入した状態でこれらをダイの内周に圧入することにより、焼結体を外周から圧迫してその内周面をコアロッドの外周面の成形型に押し付けて、焼結体の内周面に成形型の形状を転写し、動圧溝が成形される。
【０００８】
上記の場合、サイジング工程が施される焼結体の外周面には、フォーミング工程で成形された軸方向溝が既に形成されているため、焼結体をダイの内周に圧入すると、焼結体の軸方向溝とダイの内周面との間に空間が形成される。この場合、軸方向溝の形成領域にはダイからの圧迫力が焼結体に加わらず、焼結体の内部の応力分布が不均一となるため、焼結体の内周面がコアロッドに均一に押し付けられず、焼結軸受の内周面の寸法精度が十分に高められない恐れがある。特に、サイジング工程において焼結体の内周面に動圧溝を型成形する場合、焼結体の内周面が成形型に均一に押し付けられないと、動圧溝の溝深のバラつきが大きくなり、ラジアル軸受隙間の流体膜の圧力を高める効果が低減され、軸受剛性の低下を招く恐れがある。
【０００９】
以上のような事情から、本発明が解決すべき課題は、外周面に軸方向溝を有し、内周面に動圧溝を有する焼結軸受において、動圧溝の溝深さのばらつきを抑えて軸受剛性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述のように、外周面に複数の軸方向溝を有する焼結体にサイジングを施すと、軸方向溝の形成領域に圧迫力が加わらず、焼結体の内部の応力分布が不均一となるため、焼結体の内周面に円周方向のうねりが生じる。例えば、焼結体１００の外周面１０１に３本の軸方向溝１０２を円周方向等間隔に形成すると、図１４に誇張して示すように、各軸方向溝１０２の円周方向位置で焼結体１００の内周面１０３が大径となり、内周面１０３にうねりが生じる。このようなうねりが生じた焼結体１００の内周面１０３に、６本の動圧溝１０４を同一円周上で等間隔に成形すると、図１５に模式的に示すように、内周面１０３のうねりの波長Ｔ’が、動圧溝１０４のピッチｔ’の２倍となる。この場合、うねりの山部に成形される動圧溝１０４（Ａ）と、うねりの谷部に成形される動圧溝１０４（Ｂ）とが生じるため、動圧溝１０４の溝深さのばらつきが大きくなる。
【００１１】
そこで、焼結軸受の外周面に形成される軸方向溝の本数を、焼結軸受の内周面の同一円周上に形成される動圧溝の本数と一致させることで、焼結体の内周面のうねりの波長Ｔと動圧溝のピッチｔとが一致するため、各うねりの同じ個所に動圧溝が成形される（図９参照）。これにより、各動圧溝がうねりから受ける影響が同等になり、動圧溝の溝深さのばらつきが抑えられる。このような効果は、軸方向溝の本数と動圧溝の本数とを一致させた場合に限らず、軸方向溝の本数を、動圧溝の本数の整数倍（１倍、２倍、３倍・・・）とすれば得ることができる。
【００１２】
本発明は、上記の着想に基づいてなされたものである。具体的には、焼結前のフォーミングにより成形され、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有すると共に、焼結後のサイジングにより成形され、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を内周面に有する焼結軸受であって、前記複数の軸方向溝の本数が、前記複数の動圧溝の本数の整数倍であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、金属粉末を圧縮成形することにより、円周方向等間隔に配された複数の軸方向溝を外周面に有する圧粉体を成形するフォーミング工程と、前記圧粉体を焼成して焼結体を形成する焼結工程と、前記焼結体の内周に、外周面に成形型を有するコアロッドを挿入し、この状態で前記焼結体を外周から圧迫することにより、前記焼結体の内周面を前記コアロッドの外周面の成形型に押し付けて、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝を前記焼結体の内周面に成形するサイジング工程とを有する焼結軸受の製造方法であって、前記複数の軸方向溝の本数が、前記複数の動圧溝の本数の整数倍であることを特徴とする。
【００１４】
また、応力分布が不均一となる要因として、上述の軸方向溝の溝本数以外に、軸方向溝の半径方向の深さがある。軸方向溝の半径方向深さが深すぎると、焼結体の内周面のうねりが大きくなり、動圧溝の溝深さのばらつきが大きくなる。本発明者らの検証によれば、特に、軸方向溝の半径方向深さが、焼結軸受の半径方向の肉厚の２０％を超えると、動圧溝の溝深さのばらつきが急激に大きくなる。従って、軸方向溝の半径方向深さは、焼結軸受の半径方向の肉厚の２０％以下とすることが好ましい。
【００１５】
上記の焼結軸受と、前記焼結軸受の内周に挿入された軸部材と、前記焼結軸受の内周面と前記軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に生じる流体膜の圧力で前記軸部材をラジアル方向に支持するラジアル軸受部とを備えた流体動圧軸受装置は、軸受剛性が高く、優れた回転精度を得ることができる。
【００１６】
上記のような流体動圧軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータに好適に組み込まれる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の焼結軸受によれば、動圧溝の溝深さのばらつきが抑えられるため、ラジアル軸受隙間の流体膜の圧力を効率良く高めて、軸受剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】スピンドルモータの断面図である。
【図２】上記スピンドルモータに組み込まれた流体動圧軸受装置の断面図である。
【図３】上記流体動圧軸受装置に設けられた、本発明の一実施形態に係る焼結軸受の軸方向断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における上記焼結軸受の断面図である。
【図５】上記焼結軸受の下面図である。
【図６】（ａ）は、上記焼結軸受の製造方法のフォーミング工程において、成形前の状態を示す断面図である。（ｂ）は、上記フォーミング工程において成形後の状態を示す断面図である。（ｃ）は、（ｂ）図のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図７】（ａ）は、上記焼結軸受の製造方法のサイジング工程において、成形前の状態を示す断面図である。（ｂ）は、上記サイジング工程において成形後の状態を示す断面図である。（ｃ）は、（ｂ）図のＹ−Ｙ線における断面図である。
【図８】サイジング工程を施した後の焼結体の軸直交方向の断面図である。
【図９】上記焼結軸受の内周面のうねり及び動圧溝を模式的に示す図である。
【図１０】他の実施形態に係る焼結軸受の軸直交方向の断面図である。
【図１１】図１０の焼結軸受の内周面のうねり及び動圧溝を模式的に示す図である。
【図１２】焼結軸受の軸方向溝の本数と、同一円周上に配された動圧溝の溝深さの差との関係を示すグラフである。
【図１３】焼結軸受の軸方向溝の溝深さと、同一円周上に配された動圧溝の溝深さの差との関係を示すグラフである。
【図１４】比較例の焼結体の断面図である。
【図１５】比較例の焼結体の内周面のうねり及び動圧溝を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すスピンドルモータは、例えばＨＤＤのディスク駆動装置に用いられるものである。このスピンドルモータは、流体動圧軸受装置１と、流体動圧軸受装置１の軸部材２に固定されたディスクハブ３と、半径方向隙間を介して対向させたステータコイル４およびロータマグネット５と、ブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６に固定され、ロータマグネット５はディスクハブ３に固定される。ブラケット６の内周面には、流体動圧軸受装置１のハウジング７が固定される。ディスクハブ３には、所定枚数（図示例では２枚）のディスクＤが保持される。ステータコイル４に通電すると、ロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ３に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。
【００２０】
流体動圧軸受装置１は、図２に示すように、本発明の一実施形態に係る焼結軸受８と、焼結軸受８の内周に挿入された軸部材２と、内周面に焼結軸受８が固定された有底筒状のハウジング７と、ハウジング７の開口部に配設されるシール部材９とを備える。尚、以下の流体動圧軸受装置１の説明では、便宜上、軸方向でハウジング７の開口側を上方、その反対側を下方という。
【００２１】
軸部材２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと、軸部２ａの下端に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。軸部２ａには、円筒状の外周面２ａ１と、上方へ向けて漸次縮径したテーパ面２ａ２とが形成される。軸部２ａの外径は、例えば１〜４ｍｍ程度とされる。
【００２２】
焼結軸受８は、焼結金属で円筒状に形成され、具体的には、鉄系あるいは銅鉄系の焼結金属で形成される。焼結軸受８の内周面８ａには、同一円周上で円周方向等間隔に配された複数の動圧溝が形成される。本実施形態では、上下に離隔した２箇所の領域に、図３に示すようなヘリングボーン形状の動圧溝が形成される。具体的には、上下の各領域において、円周方向に対して一方側に傾斜した複数の動圧溝８ａ１１，８ａ２１と、円周方向に対して他方に傾斜した複数の動圧溝８ａ１２，８ａ２２とが、それぞれ同一円周上で円周方向等間隔に平行に並べて配置される。本実施形態では、動圧溝８ａ１１，８ａ１２，８ａ２１，８ａ２２（以下、「動圧溝８ａ１１等」と言う。）が、それぞれ６本ずつ形成される（図４参照）。各動圧溝８ａ１１等の円周方向間には、円周方向に対して傾斜した方向に延びる傾斜丘部８ａ３（クロスハッチング領域）が設けられる。また、動圧溝８ａ１１と動圧溝８ａ１２との軸方向間、及び、動圧溝８ａ２１と動圧溝８ａ２２との軸方向間には、それぞれ環状丘部８ａ４（クロスハッチング領域）が設けられる。図示例では、傾斜丘部８ａ３と環状丘部８ａ４とが連続して設けられ、それぞれの内径面が同一円筒面上に配される。図示例では、上側の領域に形成された動圧溝８ａ１１，８ａ１２は軸方向非対称形状とされ、具体的に、動圧溝８ａ１１の軸方向寸法Ｌ１が動圧溝８ａ１２の軸方向寸法Ｌ２よりも大きい。一方、下側の領域に形成された動圧溝８ａ２１，８ａ２２は軸方向対称形状とされる。動圧溝８ａ１１等の溝深さＤ１（各動圧溝８ａ１１等の溝底と、その円周方向一方側に隣接した傾斜丘部８ａ３の内径面との径差。図４参照。）は、例えば５〜１０μｍとされる。
【００２３】
焼結軸受８の外周面８ｃには、複数の軸方向溝８ｃ１が円周方向等間隔に設けられる。複数の軸方向溝８ｃ１の本数は、同一円周上に配された動圧溝８ａ１１等の本数の整数倍とされる。本実施形態では、図４に示すように、軸方向溝８ｃ１の本数が、同一円周上に配された動圧溝８ａ１１等の本数と一致しており、具体的には軸方向溝８ｃ１が６本形成される。軸方向溝８ｃ１は、外周面８ｃの軸方向全長にわたって形成される。軸方向溝８ｃ１は、外周面８ｃの上下両端の面取り部の半径方向領域内に形成される。軸方向溝８ｃ１の溝深さＤ２（外周面８ｃの円筒面領域と軸方向溝８ｃ１の溝底との径差。図４参照。）は、焼結軸受８の半径方向肉厚Ｗの２０％以下とされる。
【００２４】
焼結軸受８の下側端面８ｂには、図５に示すようなスパイラル形状の動圧溝８ｂ１が形成される。図示例の動圧溝８ｂ１は、潤滑流体を内径側に押し込むポンプインタイプである。焼結軸受８の上側端面８ｄには、図３に示すように、環状溝８ｄ１と、環状溝８ｄ１の内径側に設けられた複数の半径方向溝８ｄ２とが形成される。
【００２５】
ハウジング７は、円筒状の側部７ａと、側部７ａの下方の開口部を閉塞する円盤状の底部７ｂとを有する。図示例では、側部７ａと底部７ｂとが樹脂で一体に射出成形される。底部７ｂの上側端面７ｂ１には、スラスト動圧発生部として、ポンプインタイプのスパイラル形状の動圧溝が形成される（図示省略）。この動圧溝は、例えばハウジング７の射出成形と同時に成形することができる。
【００２６】
シール部材９は、樹脂あるいは金属で環状に形成され、ハウジング７の側部７ａの内周面７ａ１の上端部に固定される（図２参照）。シール部材９の下側端面９ｂは、焼結軸受８の上側端面８ｄに当接している。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａの外周面に設けられたテーパ面２ａ２と半径方向で対向し、これらの間に下方へ向けて半径方向寸法を漸次縮小させた楔状のシール空間Ｓが形成される。軸部材２の回転時には、シール空間Ｓが毛細管力シールおよび遠心力シールとして機能し、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油の外部への漏れ出しを防止する。
【００２７】
上記の構成部品からなる流体動圧軸受装置１の内部に、潤滑流体としての潤滑油が注入される。これにより、焼結軸受８の内部空孔を含む流体動圧軸受装置１の内部空間が潤滑油で満たされ、油面は常にシール空間Ｓの範囲内に維持される。尚、潤滑流体として、潤滑油の他、グリースや磁性流体を使用してもよい。
【００２８】
軸部材２が回転すると、焼結軸受８の内周面８ａと軸部２ａの外周面２ａ１との間にラジアル軸受隙間が形成される。そして、焼結軸受８の内周面８ａに形成された動圧溝８ａ１１等によりラジアル軸受隙間の油膜の圧力が高められ、この動圧作用によって、軸部材２を回転自在に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１及び第２ラジアル軸受部Ｒ２が構成される。
【００２９】
これと同時に、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１と焼結軸受８の下側端面８ｂとの間にスラスト軸受隙間が形成されると共に、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１との間にスラスト軸受隙間が形成される。そして、焼結軸受８の下側端面８ｂに形成された動圧溝８ｂ１、及びハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１に形成された動圧溝により、各スラスト軸受隙間の油膜の圧力が高められ、軸部材２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１及び第２スラスト軸受部Ｔ２が構成される。
【００３０】
このとき、焼結軸受８の下側端面８ｂに形成される動圧溝８ｂ１、及び、ハウジング７の底部７ｂの上側端面７ｂ１に形成される動圧溝が、何れもポンプインタイプであるため、第１及び第２スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間の外径側の空間（フランジ部２ｂの外周面とハウジング７の内周面７ａ１との間の空間）に満たされた潤滑油は、内径側に引き込まれる。本実施形態では、この空間が、焼結軸受８の外周面８ｃの軸方向溝８ｃ１及び上側端面８ｄの環状溝８ｄ１及び半径方向溝８ｄ２を介して、シール空間Ｓと連通していることにより、上記の空間が常に大気圧に近い状態とされ、この空間における負圧の発生を防止できる。特に、本実施形態では、焼結軸受８の内周面８ａの上側領域に形成された動圧溝８ａ１１，８ａ１２が軸方向非対称形状であるため、軸部材２の回転に伴ってラジアル軸受隙間の潤滑油を下向きに押し込むポンピング力が発生する。これにより、ラジアル軸受隙間→第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間→軸方向溝８ｃ１→環状溝８ｄ１及び半径方向溝８ｄ２→ラジアル軸受隙間という経路を潤滑油が循環するため、ハウジング７の内部に満たされた潤滑油に局部的な負圧が発生することを確実に防止できる。
【００３１】
以下、上記の焼結軸受８の製造方法を説明する。焼結軸受８は、フォーミング工程、焼結工程、及びサイジング工程を経て行われる。
【００３２】
フォーミング工程では、混合金属粉末を円筒状に圧縮成形して圧粉体を成形する。混合金属粉末は、例えば、銅粉末、鉄粉末、錫粉末、及び黒鉛粉末を混合したものが用いられる。具体的に、フォーミング工程では、まず、図６（ａ）に示すように、フォーミング金型１０のダイ１１の内周面１１ａ、コアロッド１２の外周面１２ａ、及び下パンチ１３の上端面１３ａで画成されたキャビティ内に、混合金属粉末Ｍを流し入れる。ダイ１１の内周面１１ａには、軸方向溝８ｃ１に対応した形状の成形型１１ｂが設けられる｛図６（ｃ）参照｝。
【００３３】
そして、図６（ｂ）に示すように、上パンチ１４を下降させ、金属粉末Ｍを上方から圧縮することで、円筒状の圧粉体１８が成形される。このとき、ダイ１１の内周面１１ａの成形型１１ｂにより、圧粉体１８の外周面１８ｃには、円周方向等間隔に配された６本の軸方向溝８ｃ１が成形される｛図６（ｃ）参照｝。また、上パンチ１４の下端面１４ａには、環状溝８ｄ１及び半径方向溝８ｄ２に対応した形状の成形型（図示省略）が設けられ、この成形型を押し付けることにより、圧粉体１８の一方の端面１８ｂに環状溝８ｄ１及び半径方向溝８ｄ２が成形される。圧粉体１８の内周面１８ａは、平滑な円筒面状に成形される。圧粉体１８の他方の端面１８ｄは、平滑な平坦面状に成形される。圧粉体１８の角部（内周面１８ａ及び外周面１８ｃの上下両端）には、テーパ状の面取り部が成形される。その後、下パンチ１３で圧粉体１８を押し上げて、ダイ１１の内周から圧粉体１８が取り出される（図示省略）。
【００３４】
焼結工程では、圧粉体１８を所定の焼結温度で焼成することで、焼結体２８が形成される。焼結温度は、例えば８５０〜９００℃とされ、本実施形態では８７０℃とされる。
【００３５】
サイジング工程では、サイジング金型２０により焼結体２８を所定の寸法精度に矯正すると共に、焼結体２８の内周面２８ａに動圧溝を型成形する。具体的には、図７（ａ）に示すように、焼結体２８の内周にコアロッド２１を挿入する。そして、下パンチ２２で焼結体２８を下方から支持して焼結体２８とコアロッド２１との相対位置を維持しながら、図７（ｂ）に示すように、焼結体２８を上パンチ２３で下方に押し込んでダイ２４の内周に圧入する。これにより、焼結体２８が外周から圧迫され、焼結体２８の内周面２８ａが、コアロッド２１の外周面に形成された成形型２１ａに押し付けられ、焼結体２８の内周面２８ａに成形型２１ａの形状が転写されて、この内周面２８ａに動圧溝８ａ１１等が成形される。これと同時に、上パンチ２３の下面２３ａに設けられた成形型（図示省略）を、焼結体２８の端面２８ｂに押し付けることにより、この端面２８ｂに動圧溝８ｂ１が成形される。尚、このサイジング工程では、焼結体２８が、図２及び３に示す軸受スリーブ８とは上下反転させた状態で成形され、焼結体２８の図中上側の端面２８ｂに動圧溝８ｂ１が成形される。その後、ダイ２４の内周から焼結体２８及びコアロッド２１を取り出すことにより、焼結体２８の内周面２８ａをスプリングバックにより拡径させてコアロッド２１の外周面から剥離する。そして、焼結体２８の内周からコアロッド２１が引き抜かれる。
【００３６】
以上により、焼結軸受８が完成する。尚、必要に応じて、サイジング工程を施す前の焼結体の内周面に、回転サイジングやショットブラスト等の封孔処理を施しても良い。
【００３７】
上記の製造方法によれば、以下のような効果を得ることができる。すなわち、サイジング金型２０に搬入される焼結体２８の外周面２８ｃには、フォーミング工程で成形された複数の軸方向溝８ｃ１が形成されている。このため、サイジング工程において焼結体２８をダイ２４の内周に圧入すると、図７（ｃ）に示すように、焼結体２８の外周面２８ｃの軸方向溝８ｃ１とダイ２４の内周面２４ａとの間に空間Ｐが形成される。この場合、軸方向溝８ｃ１の形成領域では、焼結体２８がダイ２４により圧迫されないため、焼結体２８に加わる圧迫力が円周方向で不均一となり、焼結体２８の内周面２８ａがコアロッド２１の外周面に押し付けられる力が円周方向で不均一となる。従って、サイジング金型から取り出した焼結体２８の内周面２８ａには、図８に誇張して示すような円周方向のうねりが生じる。このうねりに起因して、動圧溝８ａ１１等の溝深さのばらつきが大きくなることが懸念される。
【００３８】
本実施形態では、上記のように、フォーミング工程において圧粉体１８に成形する軸方向溝８ｃ１の本数を、サイジング工程において焼結体２８に成形する同一円周上の動圧溝８ａ１１等の本数と一致させた。これにより、図９に示すように、焼結体２８の内周面２８ａに生じるうねりの波長Ｔと、動圧溝８ａ１１等のピッチｔとが一致するため、各うねりの同じ個所に各動圧溝８ａ１１等が成形される。従って、各動圧溝８ａ１１等がうねりから受ける影響がおおよそ等しくなり、動圧溝８ａ１１等の溝深さのばらつきが抑えられる。このように、動圧溝８ａ１１等の溝深さが均一化されることで、動圧溝８ａ１１等によるラジアル軸受隙間の油膜の圧力向上効果（動圧作用）が高められ、ラジアル方向の軸受剛性、ひいては軸部材２の回転精度が高められる。特に、本実施形態では、上記のように軸方向溝８ｃ１の溝深さＤ２が焼結軸受８の肉厚Ｗの２０％以下であるため、焼結体２８の内周面２８ａのうねり自体が抑えられ、動圧溝８ａ１１等の溝深さをより一層均一にすることができる。
【００３９】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、焼結軸受８の外周面８ｃに形成される軸方向溝８ｃ１の本数が、内周面８ａに形成される同一円周上の動圧溝８ａ１１等の本数と同じである場合を示したが、これに限らず、軸方向溝８ｃ１の本数が同一円周上の動圧溝８ａ１１等の本数の整数倍であればよい。例えば図１０に示されている焼結軸受８は、軸方向溝８ｃ１の本数が同一円周上の動圧溝８ａ１１の本数の２倍であり、具体的には、前者が１２本、後者が６本である。この場合、図１１に示すように、動圧溝８ａ１１等のピッチｔがうねりの波長Ｔの２倍となり、各動圧溝８ａ１１等がうねりに対して同じ位置に形成される。このため、上記の実施形態と同様に、各動圧溝８ａ１１等がうねりから受ける影響がおおよそ等しくなり、動圧溝８ａ１１等の溝深さのばらつきが抑えられる。軸方向溝８ｃ１の本数を、同一円周上の動圧溝８ａ１１等の本数の３倍、４倍、・・・とした場合も、上記と同様の効果を得ることができる。ただし、軸方向溝８ｃ１の本数が多すぎると、焼結軸受８の外周面８ｃの円筒面領域が少なくなり、ハウジング７との固定力が不足する恐れがある。このため、軸方向溝８ｃ１は、焼結軸受８の外周面８ｃに対する面積が２０％以下となるように形成することが好ましい。
【００４０】
また、上記の実施形態では、焼結軸受８の内周面８ａにヘリングボーン形状の動圧溝８ａ１１等を形成した場合を示したが、これに限らず、スパイラル形状の動圧溝や、軸方向に沿って延びるステップ形状の動圧溝を形成してもよい。何れの動圧溝も、焼結体の円筒面状の内周面にサイジングにより成形される。また、上記の実施形態では、焼結軸受８の内周面８ａの軸方向に離隔した２箇所に動圧溝８ａ１１等を形成したが、これらを軸方向に連続させてもよいし、あるいは、へリングボーン形状の動圧溝を一組のみ形成してもよい。
【００４１】
また、上記の実施形態では、焼結軸受８の下側端面８ｂにスパイラル形状の動圧溝８ｂ１を形成した場合を示したが、これに限らず、ヘリングボーン形状やステップ形状等の他の形状の動圧溝を形成してもよい。また、焼結軸受８の下側端面８ｂを平坦面とし、これに対向する軸部材２のフランジ部２ｂの上側端面２ｂ１に動圧溝を形成してもよい。
【００４２】
また、上記の焼結軸受８は、軸部材の回転を支持する軸回転型の流体動圧軸受装置に限らず、軸部材が固定され、焼結軸受が回転する軸固定型の流体動圧軸受装置や、軸部材及び焼結軸受の双方が回転する流体動圧軸受装置に適用することもできる。
【００４３】
また、上記の流体動圧軸受装置は、ＨＤＤのスピンドルモータに限らず、他の情報機器のスピンドルモータ、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器のファンモータに適用することができる。
【実施例１】
【００４４】
本発明の効果を確認するために、図３に示すような動圧溝８ａ１１等が内周面に形成された焼結軸受に対し、外周面に６本の軸方向溝を円周方向等間隔に形成した実施品と、外周面に３本の軸方向溝を円周方向等間隔に形成した比較品を製作した。これらの実施品及び比較品において、同一円周上の動圧溝の溝深さのばらつき測定した。具体的には、実施品及び比較品の所定の軸方向位置（例えば、図３のＩＶ−ＩＶ線）における内周面の真円度波形を測定し、この波形から、焼結軸受の軸心に対する各動圧溝の溝底の半径方向位置の差を算出する。その結果、図１２に示すように、実施品は、比較品と比べて、同一円周上の動圧溝の溝深さのばらつきが明らかに小さい（１／４以下）。このことから、軸方向溝の本数を同一円周上の動圧溝の本数と同数にすることで、動圧溝の溝深さのばらつきが抑えられることが明らかとなった。
【実施例２】
【００４５】
また、上記の比較品において、軸方向溝の溝深さを異ならせたときの、動圧溝の溝深さのばらつきを測定した。その結果、図１３に示すように、軸方向溝の溝深さが大きくなるほど、動圧溝の溝深さのばらつきが大きくなり、特に、軸方向溝の溝深さが焼結軸受の半径方向肉厚の２０％を超えると、動圧溝深さのばらつきが急激に大きくなっている。このことから、軸方向溝の溝深さは、焼結軸受の半径方向肉厚の２０％以下とすることが好ましいことが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４６】
１     流体動圧軸受装置
２     軸部材
７     ハウジング
８     焼結軸受
８ａ１１，８ａ１２，８ａ２１，８ａ２２    動圧溝
８ｃ１ 軸方向溝
９     シール部材
１０   フォーミング金型
１１   ダイ
１２   コアロッド
１３   下パンチ
１４   上パンチ
１８   圧粉体
２０   サイジング金型
２１   コアロッド
２２   下パンチ
２３   上パンチ
２４   ダイ
２８   焼結体
Ｒ１，Ｒ２    ラジアル軸受部
Ｔ１，Ｔ２    スラスト軸受部
Ｓ     シール空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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