JP2007071375A - 軸受部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受部材の内周面に動圧溝を容易に形成可能とする。
【解決手段】 軸受部材３は、金属部である電鋳部４と、電鋳部４の外周を被覆する樹脂部５とで形成される。樹脂部５に圧迫力を付与し、電鋳部４の内周面に動圧溝を形成するための成形型Ｍを押し当てることにより、電鋳部４の一部領域を塑性変形させ、動圧溝を型成形する。
【選択図】図７

Description

本発明は、内周面に、軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成するためのラジアル軸受面を設けた軸受部材の製造方法に関するものである。

動圧軸受は、軸部材と軸受部材の相対回転により軸受隙間に流体動圧を発生させ、この圧力で軸部材を回転自在に支持する軸受である。この動圧軸受は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を備えるもので、近年ではその特徴を活かして、情報機器、例えばＨＤＤ、ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク装置等に搭載するスピンドルモータ用の軸受、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）などに搭載するポリゴンスキャナモータ用の軸受、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などに搭載するファンモータ用の軸受、あるいは軸流ファンなどの電気機器に搭載する小型モータ用の軸受として広く使用されている。

動圧軸受では、軸部材の外周面、あるいはラジアル軸受隙間を介してこれに対向する軸受部材の内周面の何れか一方に、ラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生部（例えば、動圧溝）が設けられる。このうち、軸受部材の内周面に動圧溝を形成する方法として、例えば金属製スリーブの内周に治具を挿入し、治具に回転と軸方向の送り動作を与えて動圧溝を転造する方法（例えば、特許文献１）、あるいは雄型に動圧溝形状に対応した成形部を設け、この雄型を用いて軸受部材を射出成形した後、いわゆる無理抜きで雄型を引き抜く方法（特許文献２）が提案されている。
特開平１０−１３７８８６号公報 特開平１０−３０６８２２号公報

上記特許文献１に示す転造では、軸受部材の内周に治具を挿入する必要があるため、近年強く求められる軸径の小径化の要請への対応が難しくなりつつある。一方、上記特許文献２に示す射出成形では、射出成形と同時に動圧溝が型成形されるため、射出成形後は、樹脂の成形収縮量のばらつきが動圧溝の精度に悪影響を及ぼし、軸受性能の低下を招くおそれがある。また、固化後に雄型を無理抜きすることから、動圧溝の崩れも懸念される。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、軸受部材の内周面に、高精度な動圧溝を容易に成形可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、外周面が樹脂部で形成されると共に、内周面が金属部で形成され、内周面と軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受部材を製造するに際し、樹脂部に圧迫力を付与して金属部の内周面を成形型に押し当てることにより、内周面に凹凸部を成形することにした。

上記本発明によれば、樹脂部に付与された圧迫力により金属部が縮径方向に圧迫され、その内周面が金属部の内周に配置した成形型に押し当てられる。この時の圧迫力で金属部の内周面が塑性変形を起こすため、成形型に対して凹凸を反転させた形状の凹凸部が金属部の内周面に形成される。
この方法で形成された金属部内周面の凹凸部は、例えば、軸と軸受部材の相対回転時にラジアル軸受隙間に動圧作用を生じさせる動圧発生部として利用することができる。動圧発生部としては、動圧溝（凹部）と動圧溝間の領域（凸部）からなるものを代表例として挙げることができるが、この他にも動圧作用を奏するものであれば、多円弧面やステップ面等の他の形態からなる動圧発生部を形成することもできる。さらには凹凸部の機能は、動圧発生機能を有するものに限られず、油溜め等の種々の機能を有するものも含まれる。例えば直線溝や螺旋溝等からなる油溝（凹部）と油溝以外の領域（凸部）からなるものも成形することが可能である。
この方法であれば、軸受部材の内周に挿入する治具を回転させ、あるいは軸方向に押し込む必要もなくなるので、成形型を小径化するだけで、小径の軸受部材にも適用可能であり、近年における軸受の小径化の要請に資するものとなる。

金属部と樹脂部とからなる軸受部材は、それぞれ別々に形成した後で一体化することも可能であるが、金属部を電鋳加工で形成した後、当該金属部をインサートして樹脂部を射出成形すれば軸受部材を低コストかつ高精度に成形することができる。

電鋳加工においては、電鋳金属を析出させるマスター軸に、電鋳金属の析出部となる電鋳形成部と凹凸部を成形する成形型とを設けるのが望ましい。この場合、前記析出部への金属部の形成後、金属部をマスター軸表面から剥離させて成形型の外周に配置し、次いで前記凹凸部の成形を行うことができる。これによれば、マスター軸と成形型とを共用化できるので、一連の工程を簡略化し、軸受部材の製造コストを低減することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明では、樹脂で形成され、内周面と軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受部材を製造するに際し、圧迫力を付与して内周面を成形型に押し当てることにより、内周面に凹凸部を成形することにした。

上記本発明によれば、軸受部材に付与された圧迫力により、軸受部材の内周面がその内周に配置した成形型に押し当てられる。この時の圧迫力で軸受部材の内周面が塑性変形を起こすため、成形型に対して凹凸を反転させた形状の凹凸部が軸受部材の内周面に形成される。
この方法であれば、樹脂のみからなる軸受部材の内周面に凹凸形状を形成する場合でも、射出成形後に凹凸部が型成形されるため、従来問題となっていた、樹脂の成形収縮量のばらつきによる凹凸部の精度悪化を招くおそれがなく、また、圧迫力が開放された後は軸受部材の内周が樹脂のスプリングバックによって拡径するので、雄型（成形型）の引抜きは無理抜きとならず、そのため成形型の剥離に伴う凹凸部の崩れのおそれもない。
なお、この方法で形成された軸受部材内周面の凹凸部も、上記金属部と樹脂部とからなる軸受部材同様、ラジアル軸受隙間に動圧作用を生じさせる動圧発生部として機能させる他、油溜め等としても機能させることもできる。

軸受部材が樹脂のみで形成される場合には、内周面の成形型に押し当てられた部分を軟化させることにより、凹凸部の成形精度を一層向上させることができる。成形型に押し当てられた部分を軟化させる方法としては、例えば成形型や軸受部材を加熱する方法、あるいは成形型や軸受部材に超音波振動を付与する方法等を挙げることができる。

以上のように、本発明によれば、軸受部材のサイズに関わらず、軸受部材の内周面に高精度な動圧溝が容易に成形可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る製造方法で形成された軸受部材３を組み込んだ動圧軸受装置１の一実施形態を概念的に示すものである。この動圧軸受装置１は、軸受部材３と、当該軸受部材３の内周に挿入された軸部材２とを主要な構成部材として備える。

軸部材２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で中実軸状に形成される。本実施形態において、軸部材２の外周面２ａは、動圧溝等の凹凸のない断面真円状に形成されている。

本実施形態における軸受部材３は、後に詳述する工程を経て形成される、金属部としての電鋳部４と、当該電鋳部４をインサートして射出成形された樹脂部５とを備える。
軸受部材３（電鋳部４）の内周面４ａには、図２に示すように、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２のラジアル軸受面となる領域が上下２箇所の領域に離隔して形成され、軸部材２との相対回転時には当該ラジアル軸受面に面する領域にラジアル軸受隙間が形成される。ラジアル軸受面には、ラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させる動圧発生部として機能する凹凸部Ａが形成される。本実施形態における凹凸部Ａは、例えばヘリングボーン形状に配列された複数の動圧溝４ａ１、４ａ２（凹部）と、動圧溝間の領域（凸部）とで構成されている。なお、動圧溝（凹部）形状としては、図示したヘリングボーン形状の他、スパイラル形状等を採用することもできる。

上記構成の動圧軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受部材３の上下二箇所に離隔形成されたラジアル軸受面は、それぞれ軸部材２の外周面２ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。軸部材２の回転に伴い、凹凸部Ａに形成された動圧溝４ａ１、４ａ２によって、ラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、その圧力によって軸部材２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第一のラジアル軸受部Ｒ１と第二のラジアル軸受部Ｒ２とが軸方向の二箇所に離隔して形成される。

次に、上記動圧軸受装置１の製造工程を、軸受部材３の製造工程を中心に説明する。

図１に示す軸受部材３は、電鋳加工で使用するマスター軸６の所要箇所に絶縁性材料でマスキング部７を形成した後、マスター軸６に電鋳加工を行って金属部としての電鋳部４を形成する工程（以上、金属部形成工程）、電鋳部４が形成されたマスター軸６をインサートして樹脂部５を射出成形する工程（樹脂部形成工程）、マスター軸６の外周面から電鋳部４を剥離させる工程（剥離工程）、および軸受部材３を構成する樹脂部５に内径方向の圧迫力を付与し、軸受部材３（電鋳部４）の内周面４ａに凹凸部Ａ（動圧溝４ａ１、４ａ２）を型成形する工程（凹凸部成形工程）を順に経て製作される。

金属部形成工程では、まず、導電性の金属材料、例えば焼入処理を施したステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、その他のニッケル合金、あるいはクロム合金等で中実軸状のマスター軸６が形成される。マスター軸６は、これらの金属材料以外にも導電処理を施したセラミック等の非金属材料で形成することもできる。マスター軸６の外周面精度は、軸受部材３の内周面精度（面粗さや真円度等）を直接左右するので、なるべく高精度に仕上げておくのが望ましい。

マスター軸６の外周面６ａの一部軸方向領域には、図３（ａ）に示すように、軸受部材３の電鋳部４を形成する電鋳形成部Ｎが形成される。電鋳形成部Ｎは、凹凸のない断面真円状に形成されている。また、マスター軸６の電鋳形成部Ｎを除く一部軸方向領域には、後に示す凹凸部成形工程で、動圧発生部としての動圧溝を型成形する成形型Ｍが形成される。成形型Ｍは、電鋳部４内周面の凹凸パターンが反転した形状をなし、その軸方向二箇所には、動圧溝４ａ１、４ａ２間の領域を成形する成形部６ａ１、６ａ２の列がヘリングボーン形状に形成されている。もちろん成形部６ａ１、６ａ２の形状は動圧溝形状に対応させ、スパイラル形状等に形成することもできる。このように、電鋳形成部Ｎと成形型Ｍとを同一のマスター軸６に形成することにより、凹凸部成形工程で、別途動圧溝の成形型を設けた部材を準備する手間を省き、製造コストの低減を図ることができる。

マスター軸６の外表面には、図３（ｂ）に示すように、電鋳形成部Ｎを除き、マスキングが施され、マスキング部７（図中、散点模様で示す）が形成される。マスキング部７用の被覆材としては、非導電性、および電解質溶液に対する耐食性を有する材料が選択使用される。

次に、上記のように形成されたマスター軸６に電鋳加工を施して、金属部としての電鋳部４が形成される。電鋳部４は、例えばＮｉやＣｕ等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター軸６を浸漬した後マスター軸６に通電して、マスター軸６の表面のうち、マスキング部７を除く領域に目的の金属を電解析出させることによって形成される。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。析出金属の種類は、軸受部材３の軸受面に求められる硬度、疲れ強さ等の物理的性質や、化学的性質などに応じて適宜選択使用される。

以上の工程を経ることにより、図４に示すように、マスター軸６の外周面のうち、マスキング部７以外の領域に電鋳部４を析出形成した電鋳軸８が製作される。この段階で、電鋳部４の内周面は、電鋳形成部Ｎの形状に倣って平滑な円筒面に形成されている。電鋳部４の厚みは、これが厚すぎるとマスター軸６からの剥離性が低下するだけでなく、後述する凹凸部成形工程で動圧溝を精度良く型成形することが難しくなる。逆に薄すぎると電鋳部４全体としての耐久性低下等につながるので、求められる軸受性能や軸受サイズ、あるいはその用途等に応じた最適な厚み、例えば１０μｍ〜１００μｍの厚みに設定される。

次に、上記工程を経て製作された電鋳軸８は樹脂部形成工程に移送される。樹脂部形成工程では、電鋳軸８をインサート部品として、樹脂部５を射出成形する（軸受部材３をインサート成形する）金型内に供給される。

図５は、樹脂部形成工程としてのインサート成形工程の一例を概念的に示すものであり、電鋳軸８は、その軸方向を型締め方向（図面上下方向）と平行にして、上型９、および下型１０からなる金型内部に供給される。上型９に設けられたゲート１２の形状は、点ゲート（多点ゲート含む）、フィルムゲート、あるいは環状ゲート等が選択可能で、ゲート面積、および充填する樹脂材料の粘度（流動性）や成形品の形状に合わせた適切なものが選択使用される。

上記構成の金型において、電鋳軸８を位置決め配置した状態で、上型９を下型１０に接近させて型締めを行う。型締め完了後、スプール、ランナ（以上、図示省略）、およびゲート１２を介してキャビティ１１に溶融状態の樹脂材料Ｐを射出・充填し、インサート成形が行われる。樹脂材料Ｐは、射出成形可能な樹脂材料であれば、非晶性樹脂・結晶性樹脂を問わず使用可能で、例えば、非晶性樹脂としては、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＦ）、あるいはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等、結晶性樹脂としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、あるいはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が使用可能である。もちろんこれらは一例にすぎず、軸受の用途や使用環境に適したその他の樹脂材料も使用可能である。上記の樹脂材料には、必要に応じて強化材（繊維状、粉末状等の形態は問わない）や潤滑剤、導電剤等の各種充填材が一種または二種以上配合される。

インサート成形完了後、型開きすると、マスター軸６および電鋳部４からなる電鋳軸８と樹脂部５とが一体となった成形品が得られる。この成形品は、その後剥離工程に移送され、電鋳部４と樹脂部５とが一体となった軸受部材３が、マスター軸６の電鋳形成部Ｎから剥離される。

剥離工程では、例えば電鋳軸８あるいは軸受部材３に衝撃を与え、電鋳部４の内周面を半径方向に拡径させてマスター軸６の外周面との間に微小隙間（半径寸法で１μｍ〜数μｍ程度）を形成することで、軸受部材３がマスター軸６から剥離される。これにより図６に示すようにマスター軸６と軸受部材３（電鋳部４）とは軸方向に相対移動可能となる。この他、電鋳部４とマスター軸６との熱膨張量差を利用してマスター軸６から軸受部材３を剥離することもできる。

電鋳形成部Ｎから剥離された軸受部材３は、凹凸部Ａを型成形する凹凸部成形工程に移送される。本実施形態において、凹凸部Ａの成形型Ｍは、上述したとおりマスター軸６の外周面に形成されている。したがって、図６に示すように、電鋳形成部Ｎから剥離した軸受部材３の内周面を、動圧溝の成形型Ｍの外周に位置するように軸受部材３をスライドさせるだけで、ワークの凹凸部成形工程への移送が可能となり、工程間移動の簡略化による製造コストの低減が図られる。

凹凸部成形工程における樹脂部５への圧迫力は、例えば図７に示すダイス１３を用いて付与することができる。このダイス１３は、軸受部材３の外径寸法と同一径あるいは若干大径に形成した円筒面状の供給部１３ａと、供給部１３ａから滑らかに連続し、内径寸法を漸次縮径させたテーパ面状のガイド部１３ｂと、ガイド部１３ｂから滑らかに連続した円筒面状をなし、供給部１３ａへの供給前の軸受部材３の外径寸法よりも小径の圧迫部１３ｃとを有する。

凹凸部成形工程は、軸受部材３の内周面をマスター軸６の成形型Ｍの外周に配置した状態で、軸受部材３をダイス１３の供給部１３ａに供給し、図示しないパンチで軸受部材３を、ガイド部１３ｂを介して圧迫部１３ｃに圧入することにより行われる。この際、成形型Ｍと軸受部材３の軸方向の相対スライドを規制するため、パンチからの押圧力はマスター軸６と軸受部材３の双方に作用させるのが望ましい。圧迫部１３ｃへの圧入に伴い、軸受部材３の樹脂部５を介して電鋳部４が縮径方向に圧迫され、電鋳部４の内周面がマスター軸６の成形型Ｍに押し当てられる。このときの圧迫力によって、電鋳部４の内周面の一部領域が塑性変形し、当該領域に成形型Ｍの凹凸形状が転写され、動圧溝４ａ１、４ａ２と動圧溝４ａ１、４ａ２を区画する部分とからなる凹凸部Ａが型成形される。その後、軸受部材３は、パンチでさらに押し込まれ、ダイス１３外に排出される。ダイス１３外への押出しと同時に、軸受部材３への圧迫力が解放されるため、樹脂部５および電鋳部４のスプリングバックによって電鋳部４の内周が拡径する。この時のスプリングバック量の大半は弾性に富んだ樹脂部分のスプリングバックが占めるので、同様の手法で金属材料を型成形する場合に比べ、スプリングバック量が大きくなる。従って、スプリングバック後の成形型Ｍと凹凸部Ａの干渉を防止し、軸受部材３をマスター軸６からスムーズに剥離することが可能となる。

なお、凹凸部成形工程は、例えば図８に示す成形装置で行うこともできる。この成形装置は、軸受部材３の軸方向両端面を上型１６と下型１７とで拘束した状態で、軸受部材３をダイス１５に圧入し、上型１６と下型１７間を一定距離に保持したまま成形型Ｍで凹凸部Ａを成形するものである。この場合、軸受部材３の軸方向の変形（伸び）が上下の型１６、１７で規制されるので、圧迫に伴う軸受部材３の軸方向の変形を防止することができ、成形後の凹凸部Ａ、さらには軸受部材３の精度悪化を防止することが可能となる。このように軸受部材３の軸方向両端側を拘束する手法は、上記図７に示す形態においても好ましく適用できる。

以上のようにして得られた軸受部材３の内周に、マスター軸６とは別に製作された軸部材２を挿入することにより、図１に示す動圧軸受装置１が完成する。

以上に示した本発明にかかる製造方法によれば、転造法のように、冶具を軸受部材の内周に挿入した状態で回転させ、あるいは軸方向に押し込む必要もなくなるので、軸受部材、その中でも特に小径の軸受部材内周面に容易かつ高精度に動圧発生用の凹凸部を成形することが可能となる。また、軸受部材３の内周面は金属部５で形成されているので、仮に樹脂部４で成形収縮のばらつきを生じても、その影響が軸受部材３の内周面に現れることはなく、成形後の凹凸部Ａの形状・精度を安定して保持することができる。

軸受装置の構成によっては、動圧軸受装置をモータに固定するための部材（例えば、図１３に示すブラケット３７）と軸受部材３とを樹脂等で一体形成する場合がある。このようにブラケット等と一体形成された軸受部材３は、図９に示すように筒部３ａの外周にフランジ部３ｂを有する形態となるので、軸受部材３をダイスに圧入することができず、図７や図８に示す方法をそのまま適用することが困難となる。

この場合、図９に例示するように、軸受部材３の筒部３ａの内周にマスター軸６を配置した状態で、筒部３ａの外周にテーパ状の第一型１８を配置し、さらにその外周に同じくテーパ状の第二型１９を配置することで凹凸部Ａの成形が可能となる。第一型１８および第二型１９は何れも円周方向の複数箇所で分割しておく。この構成において、第二型１９を下方に押し込めば、第１型１８の外周面が第二型１９の内周面でテーパ案内されて縮径方向に移動するため、軸受部材３の主として筒部３ａに内径側への圧迫力を付与し、電鋳部４の内周面に凹凸部Ａを型成形することが可能となる。

以上の説明では、動圧発生部として機能する凹凸部Ａの一例として、ヘリングボーン形状等の動圧溝を示したが、動圧発生部として機能する凹凸部Ａは、その他の形状、例えば多円弧状やステップ状に形成することもできる。
図１０はその一例を示すものであり、電鋳部４の内周面に多円弧面（図示例のものは三円弧面）４ａ３を形成した軸受部材３を示すものである。この場合、電鋳部４の内周面の内接円よりも大きく、外接円よりも小さい仮想真円よりも内径側の部分が凸部となり、外径側の部分が凹部となる。この多円弧面４ａ３の形状に対応した凹凸を有する成形型Ｍを用いて、以上に述べた凹凸部成形工程を行うことにより、図示例のような軸受部材３が形成される。

以上の実施形態では、軸受部材３の金属部を電鋳加工で形成する場合を説明したが、金属部の形成方法は特にこれに限定されない。例えば鍛造、切削、あるいはプレス加工等公知の方法で円筒状の金属部を形成することもできる。このようにして得た金属部を樹脂でインサート成形したり、あるいは別途射出成形した樹脂部５の内径に圧入や接着等の手段で固定したりすることもできる。その後、これを前記凹凸部成形工程に搬入して金属部５の内周面に凹凸部Ａを形成することにより、図２に示す軸受部材３を得ることができる。

以上の説明では、軸受部材３として樹脂と金属の複合構造品を例示したが、その全体が樹脂部５で形成された樹脂製の軸受部材３についても、同様の手順で内周面に凹凸部Ａを形成することができる。

図１２は、このような樹脂製軸受部材３’を示すものである。この軸受部材３’の内周面には図２に示す軸受部材３と同様に、凹凸部Ａが上下２箇所の領域に離隔して形成されている。この凹凸部Ａは、図２に示す実施形態と同様に、軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に流体動圧を発生させるための動圧発生部として機能するものであり、ヘリングボーン形状の動圧溝５ａ１、５ａ２からなる凹部と、動圧溝間の領域からなる凸部とで構成されている。
この軸受部材３’は、その射出成形後、凹凸部成形工程で内周面に凹凸部Ａを型成形することにより製作される。凹凸部成形工程は、基本的に図７〜図９に示す何れかの方法に準じるもので、軸受部材３’に圧迫力を付与することによって行われる。この場合、軸受部材３’の内周に挿入する雄型には電鋳形成部Ｎは不要で、成形型Ｍのみが形成されていれば足りる。

この手順であれば、樹脂部５の射出成形後に凹凸部Ａが型成形されるため、射出成形と同時に動圧溝を型成形する場合に問題となる、樹脂の成形収縮量のばらつきによる凹凸部Ａの精度悪化を招くおそれもない。さらに、凹凸部Ａの成形後は、圧迫力が開放されると同時に軸受部材３の内径が拡径して、成形型Ｍと軸受部材３’の内周面との間の干渉が防止されるため、成形型Ｍの引抜きは無理抜きとならず、動圧溝の崩れを招くこともない。したがって、本発明によれば、軸受部材３’の内周面に高精度な動圧溝が容易に成形可能となる。

なお、図示は省略するが、樹脂製軸受部材３’の内周面に凹凸部Ａを形成する際には、樹脂部５の成形型Ｍに押し当てられた部分を軟化させることにより、動圧溝の成形精度を向上させることができる。樹脂部５を軟化させる方法としては、例えば高周波誘導加熱やマイクロ波加熱等の手段で成形型Ｍや軸受部材３’を加熱する方法の他、成形型Ｍあるいは軸受部材３’に超音波振動等の高速微小振動を付与する方法等も挙げることができる。

以上の説明では、軸受部材３の内周面に形成する凹凸部Ａとして、軸受隙間に流体動圧作用を発生させるもの（動圧溝等）を例示したが、凹凸部Ａは動圧発生機能を有するに限らず、他の機能を目的とするものも含まれる。例えば、図１１に示すように、ロストルクや摺動摩擦の低下等を目的として、あるいは油溜めを目的として、軸受部材３の内周面に逃げ部４ｂを形成する場合、上下に離隔した内周面４ａと逃げ部４ｂとで凹凸部Ａが形成される。この凹凸部Ａも、その凹凸形状に対応した成形型Ｍを用いることにより、図７〜図９に準じた方法で高精度かつ低コストに成形することが可能である。

以上のようにして製作された軸受部材３（もしくは３’）を有する動圧軸受装置１は、例えば情報機器用のモータに組み込んで使用される。以下、図１に示す動圧軸受装置１をモータ用の軸受に適用した構成例を、図１３に基づいて説明する。なお、図１、図２に示す実施形態と構成・作用を同一にする部位については、同一の参照番号を付与して重複説明を省略する。

図１３は、動圧軸受装置を組み込んだモータの断面図を概念的に示すものである。このモータは、例えばＨＤＤ等のディスク駆動装置用のスピンドルモータとして使用されるものであり、軸部材３２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置と、軸部材３２に装着されたロータ（ディスクハブ）３４と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル３５およびロータマグネット３６とを備えている。ステータコイル３５は、ブラケット３７の外周に取付けられ、ロータマグネット３６はディスクハブ３４の内周に取付けられている。ディスクハブ３４には、磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚保持されている。ステータコイル３５に通電すると、ステータコイル３５とロータマグネット３６との間の電磁力でロータマグネット３６が回転し、それによって、ディスクハブ３４およびディスクハブ３４に保持されたディスクＤが軸部材３２と一体に回転する。

図示例の動圧軸受装置は、ラジアル軸受部とスラスト軸受部の双方を動圧軸受で構成したものであり、軸受部材３１と、軸受部材３１の内周に挿入される軸部材３２と、軸受部材３１の一端開口を封口する蓋部材３３とを備えている。軸部材３２は、軸部３２ａと、該軸部３２ａの一端に設けられたフランジ部３２ｂとで構成される。軸受部材３１は、軸受部材３１の下端側開口を蓋部材３３で封口できるように、図２に示す軸受部材３の樹脂部５の一部を下方に伸ばした形態をなしている。なお、図示は省略するが、フランジ部３２ｂの上下端面には、例えばスパイラル形状に配列された動圧溝が形成されている。

上記構成の動圧軸受装置３１において、軸部材３２が回転すると、軸部３２ａの外周面と軸受部材３１の内周面との間に形成されるラジアル軸受隙間には、動圧溝４ａ１、４ａ２によって潤滑油の動圧作用が発生し、これによって軸部材３２をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ、Ｒが軸方向の二箇所に離隔して形成される。これと同時に、軸部材３２のフランジ部３２ｂの上側端面と軸受部材３１の下側端面との間、およびフランジ部３２ｂの下側端面と蓋部材３３の上側端面との間に形成されるスラスト軸受隙間には、フランジ部３２ｂの上下端面に形成された動圧溝によって潤滑油の動圧作用が発生し、これによって軸部材３２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部Ｔ、Ｔが形成される。

図１３では、スラスト軸受部Ｔを動圧軸受で構成した場合を例示しているが、この他にも、軸部材３２の一端を接触支持する、いわゆるピボット軸受も使用可能である。

なお、本発明にかかる製造方法で形成された軸受部材は、図１や図１３で説明を行ったように軸部材との間で相対回転する動圧軸受に用いる以外にも、例えば軸部材（ガイド）との間で直線方向に摺動する直線軸受として用いることも可能である。
図１４は、上記直線軸受に用いられる軸受部材の一例を示すものであり、当該軸受部材３の内周面に、凹凸部Ａを構成する螺旋溝４ｃが形成されている。この螺旋溝４ｃは、例えば潤滑油あるいは潤滑グリースのような潤滑剤を保持する油溝としての機能を有するものであり、上述した動圧溝等と同様の手順で形成することができる。油溝は直線状であってもよい。

動圧軸受装置の一実施形態を概念的に示す断面図である。 凹凸部の一実施形態を示す断面図である。 （ａ）図はマスター軸の斜視図、（ｂ）図はマスター軸にマスキングを施した状態を示す斜視図である。 電鋳軸の斜視図である。 軸受部材の樹脂部形成工程を概念的に示す断面図である。 マスター軸の剥離工程を概念的に示す断面図である。 凹凸部成形工程の一実施形態を示す断面図である。 凹凸部成形工程の他の形態を示す断面図である。 凹凸部成形工程の他の実施形態を示す断面図である。 凹凸部の他の形態を示す断面図である。 凹凸部の他の形態を示す断面図である。 本発明にかかる軸受部材の他の形態を示す断面図である。 本発明にかかる製造方法で形成された軸受部材を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの一例を示す断面図である。 本発明にかかる製造方法で形成された軸受部材を直線軸受として用いた一例を示す概要図である。

符号の説明

１ 動圧軸受装置
２、３２ 軸部材
３、３’ 軸受部材
４ 電鋳部
４ａ１、４ａ２ 動圧溝
５ 樹脂部
６ マスター軸
７ マスキング部
８ 電鋳軸
９ 上型
１０ 下型
１３、１５ ダイス
１６ 上型
１７ 下型
Ａ 凹凸部
Ｍ （凹凸部の）成形型
Ｎ 電鋳形成部
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２ ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部

Claims (5)

1. 外周面が樹脂部で形成されると共に、内周面が金属部で形成され、内周面と軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受部材を製造するに際し、
   樹脂部に圧迫力を付与して金属部の内周面を成形型に押し当てることにより、内周面に凹凸部を成形することを特徴とする軸受部材の製造方法。
2. 金属部を電鋳加工で形成した後、樹脂部を射出成形する請求項１記載の軸受部材の製造方法。
3. マスター軸に金属の析出部となる電鋳形成部と前記成形型とを設け、このマスター軸を用いて電鋳加工を行い、析出部への金属部の形成後、金属部をマスター軸表面から剥離させて成形型の外周に配置し、次いで前記凹凸部の成形を行う請求項２記載の軸受部材の製造方法。
4. 樹脂で形成され、内周面と軸部材の外周面との間にラジアル軸受隙間を形成する軸受部材を製造するに際し、
   圧迫力を付与して内周面を成形型に押し当てることにより、内周面に凹凸部を成形することを特徴とする軸受部材の製造方法。
5. 内周面の、成形型に押し当てられた部分を軟化させる請求項４記載の軸受部材の製造方法。

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