JP2007139063A - 軸受部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な異径隙間を低コストに得る。
【解決手段】電鋳部４の内周面４ａとの間に段差を有する成形部５の内周面５ａが、マスター８の表面を被覆する非導電性被膜９に倣って成形される。非導電性被膜９の除去に伴い、内周に露出した成形部５の内周面５ａと軸部材２の外周面２ａとの間に、軸受すき間６より大径の半径方向隙間７が形成される。この軸受すき間６および半径方向隙間７を軸部材２との間に形成する軸受部材３は、マスター８表面の一部に非導電性被膜９を形成したマスター８に電鋳加工を行って電鋳部４を形成し、次いでマスター８表面の電鋳部４および非導電性被膜９をキャビティ１５内にインサートした状態で軸受部材３の射出成形（インサート成形）を行った後、軸受部材３から非導電性被膜９を除去することで製造される。
【選択図】図４

Description

本発明は、電鋳部を有する軸受部材およびその製造方法に関する。

この種の軸受部材は、電鋳部の成形母体となるマスター表面に析出した面がマスター表面の面精度に倣って高精度に形成可能であることを利用して、この電鋳部の析出面で軸受面を構成した軸受部材として好適に用いられている。

例えば、特開２００３−５６５５２号公報（特許文献１）には、電鋳部をインサート部品として一体に型成形した軸受部材が提案されている。この軸受部材は、電鋳部の成形母体となるマスター軸の非導電性マスキング部以外の領域に電鋳殻である円筒状の電鋳部を析出形成し、この電鋳部をインサート部品として軸受部材を樹脂で型成形した後、軸受部材の電鋳部をマスター軸から分離することで、分離面となる電鋳部の内周面をそのまま軸受面として使用可能としたことを特徴とするものである。
特開２００３−５６５５２号公報

上記の手法で形成した軸受部材では、電鋳部とマスター軸との分離が残留応力の解放に伴って行われるため、分離後のマスター軸の外周面と電鋳部の内周面との間の隙間は軸方向で均一幅となる。従来では、電鋳部が軸受部材の軸方向全長に亘って形成されているため、上記手法では、軸受部材の内周面と軸受部材の外周面との間に、軸受部材の全長に亘って均一幅の隙間しか得られない。

しかしながら、軸受に対する要求特性によっては、部分的に異なる幅の隙間が求められる場合もある。例えばオイル漏れ防止等のために軸受部材の端部にシール空間を形成する場合、あるいは二つの軸受面の間に逃げ部を形成する場合には、軸受部材の内周面と軸部材の外周面との間に、軸受すき間よりも大きい幅の隙間を形成する必要がある。

軸方向で半径方向寸法の異なる隙間（異径隙間）は、例えば電鋳部の内周面に後加工を施して、その内径寸法を拡大させることでも得ることはできるが、電鋳部の厚さは通常１ｍｍ以下であるから、精度面やコスト面を考慮すると実用的ではない。

そこで、本発明は、高精度の異径隙間を低コストに得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、電鋳部と、電鋳部と一体に形成された成形部とを備え、電鋳部の内周面に、軸部材を支持する軸受面が形成された軸受部材であって、内周面が、成形部の内周面と電鋳部の内周面とで形成され、かつ成形部の内周面が、電鋳部の内周面に対して段差を持った成形面であることを特徴とする軸受部材を提供する。

このように、本発明によれば、軸受部材の内周面が、成形部の内周面と電鋳部の内周面とで形成されているので、軸部材の外周面との間の隙間が、電鋳部の内周面との間のみならず、成形部の内周面との間にも形成される。この際、成形部の内周面が電鋳部の内周面に対して段差を持つことで、成形部の内周面と軸部材の外周面との間で異径隙間を形成することができる。また、電鋳加工により形成された電鋳部の内周面が高精度に得られると共に、成形部の内周面を成形面とすることで、成形部の内周面も高精度に得られる。そのため、これら内周面と軸部材の外周面との間に形成される異径隙間を高精度に得ることができる。

上記構成の軸受部材は、例えばこの軸受部材と、軸受部材の内周に挿入した軸部材とを備え、成形部の内周面と軸部材の外周面との間に半径方向の隙間を形成した軸受装置として提供可能である。この場合、上記半径方向の隙間でシール空間を形成することができる。また、上記半径方向の隙間で逃げ部を形成することもできる。

また、異径隙間の形状として、電鋳部と成形部のうち、何れか一方の内周面を他方の内周面の軸方向両側に配置した構成が考えられる。例えば上記半径方向の隙間でシール空間を形成する場合には、成形部の内周面を電鋳部の内周面の軸方向両側に配置して、上記半径方向の隙間を軸受装置の軸方向両端に形成するのが好ましい。また、上記半径方向の隙間で逃げ部を形成する場合には、電鋳部の内周面を成形部の内周面の軸方向両側に配置して、上記半径方向の隙間を複数の軸受面間に形成するのが好ましい。もちろん、本発明に係る異径隙間としては、上記例示の構成に限らず、種々の形態を採ることが可能である。

また、上記目的を達成するため、本発明は、電鋳部に軸受面を有する軸受部材を製造するに際し、表面の一部に非導電性被膜を形成したマスターを用いて電鋳加工を行い、次いでマスター表面の電鋳部および非導電性被膜をインサートした状態で射出成形を行った後、非導電性被膜の除去を行うことを特徴とする軸受部材の製造方法を提供する。

電鋳部の内周面と、電鋳部の内周面に対して段差を有する成形部の内周面とを有する軸受部材の内周面を形成するのに、例えばマスター軸を段付き軸状のマスターを使用する場合、成形品の内周面形状が基本的にマスター軸の内周面形状に依存するので、内周面形状の自由度が低くなる。また、形状変更や寸法変更ごとにマスター軸を加工する手間がかかり、高コスト化の要因となる。

これに対し、非導電性被膜で表面の一部を被覆したマスター軸を用いて電鋳加工を行い、次いでマスター軸を、電鋳部および非導電性被膜を含めてインサートして射出成形を行った後、マスター軸の分離および非導電性被膜の除去を行うようにすれば、マスターの表面形状に依存しない軸受部材の内周面が得られるので、その形状自由度を高めることができる。

特に軸受部材が、電鋳部と成形部のうち、何れか一方の内周面を他方の内周面の軸方向両側に配置した構造を有する場合、前者の方法では、射出成形後にマスター軸を分離する際、マスター軸外周面の段部と軸受部材内周面の段部とが軸方向で干渉するため、段差サイズによっては分離不可となる可能性があるが、後者の方法であれば、マスターは均一径にできるから、この種の干渉を排除することができ、マスターと軸受部材とを確実に分離することができる。

また、マスターとして（特に軸の部分には）均一径のものが使用できるので、製造コストの低廉化を図ることができる。非導電性被膜はマスターの表面に形成すればよいので、その制御も、内周面に高精度な加工を施す場合と比べて比較的容易であり、より一層の低コスト化が図ることが可能である。

非導電性被膜のマスター表面への形成方法としては、例えばスピンコート法をはじめ、汎用的なコーティング法が使用可能である。また、この他にも、インクジェット法等で液滴状の微量インクをマスター表面に供給し、かかるインクの集合体で被膜を形成する方法が使用可能である。非導電性被膜に適した材料としては、その作業工程を考慮して、耐メッキ性（電解質溶液に対する耐性）や耐環境性、耐熱性、溶剤への溶解性などに優れた樹脂材料を選択使用するのが好ましい。

ただ、樹脂部の内周面を成形するものがマスター表面をマスキングするための非導電性被膜である必要は無く、樹脂部の成形後に、除去可能なものであればよい。そのため、異径隙間を形成する方法として、電鋳部に軸受面を有する軸受部材を製造するに際し、表面の一部に非導電性被膜を形成したマスターを用いて電鋳加工を行った後、非導電性被膜を除去すると共に、除去領域の一部又は全体に樹脂層を形成し、次いでマスター表面の電鋳部および樹脂層をインサートした状態で射出成形を行った後、樹脂層の除去を行う方法も考えられる。この場合、非導電性被膜用の材料としては、主に耐メッキ性を満足するものであればよく、樹脂層用の材料としては、耐熱性に優れ、溶剤により溶け易いものであればよい。これにより、使用可能な材料の選択幅が広がり、より安価な材料を選択使用することができる。

以上のように、本発明によれば、高精度の異径隙間を低コストに得ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る軸受装置１の断面図を示す。同図において、軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２を内周に挿入可能な軸受部材３とを備える。このうち軸受部材３は、電鋳部４と成形部５とからなり、電鋳部４をインサート部品として樹脂材料で一体に射出成形される。

軸受部材３の内周面のうち軸方向両端を除く領域は、電鋳部４の内周面４ａで形成される。電鋳部４の内周面４ａは対向する軸部材２の外周面２ａとの間に、すき間幅Ｃ１の軸受すき間６を形成している。また、軸方向両端に位置し、内周面４ａと共に軸受部材３の内周面を構成する第二成形面５ａ、５ａは、後述するが、非導電性被膜９の外表面（成形面９ａ１）に倣って成形されたものであり、電鋳部４の内周面４ａに対して段差を有する。第二成形面５ａは、この実施形態では径一定の円筒面であり、対向する軸部材２の外周面２ａとの間に半径方向の隙間７を形成している。半径方向隙間７のすき間幅Ｃ２は、軸受すき間６のすき間幅Ｃ１より大きい。

半径方向隙間７は、この実施形態では、軸受内部に充満された潤滑油のシール空間となり、軸受すき間６を潤滑油で満たした状態では、潤滑油の油面は、常に軸方向両端のシール空間（半径方向隙間７、７）内に維持される。なお、図１に示す軸受すき間６および半径方向隙間７は、軸部材２や軸受部材３に比べれば何れも微小であるが、同図では、形状の理解を容易にするため、軸受すき間６のすき間幅Ｃ１および半径方向隙間７のすき間幅Ｃ２を、軸部材２の径方向寸法に比べて大きく（誇張して）描いている。

上記構成の軸受装置１において、軸部材２の相対回転時、軸受すき間６に満たされた潤滑油が油膜を形成し、かかる油膜を介して軸部材２が軸受部材３に対してラジアル方向に相対回転自在に支持される。また、この際、シール空間となる半径方向隙間７が軸受すき間６の大気開放側に隣接して形成されているため、軸部材２の相対回転に伴い潤滑油が軸受すき間６から軸受外部に漏れ出すのを防いで、潤滑油を軸受内部に保持することができる。

以下、軸受装置１の製造工程の一例を、軸受部材３の製造工程を中心に説明する。

軸受部材３は、電鋳加工で使用するマスター８の表面に非導電性被膜９を形成する工程、非導電性被膜９を形成したマスター８に電鋳加工を行って電鋳部４を形成する工程、電鋳部４および非導電性被膜９を有するマスター８をインサート部品として軸受部材３の型成形（インサート成形）を行う工程、電鋳部４とマスター８とを分離する工程、および軸受部材３から非導電性被膜９を除去する工程とを経て製造される。

電鋳部４の成形母体となるマスター８は、この実施形態では軸状をなし、例えば焼入処理をしたステンレス鋼で断面輪郭真円状に、かつ軸方向で均一径に形成される。マスター８の材料としては、ステンレス鋼以外にも、例えばクロム系合金やニッケル系合金など、マスキング性、導電性、耐薬品性を有するものであれば金属、非金属を問わず任意に選択可能である。

マスター８は、むく軸（中実軸）の他、中空軸あるいは中空部に樹脂を充填した中実軸であってもよい。また、マスター８の外周面精度は、軸受面となる電鋳部４の内周面４ａの面精度を直接左右するので、なるべく高精度に仕上げておくことが望ましい。

マスター８の表面のうち、電鋳部４の形成予定領域を除く領域には、マスキングのための非導電性被膜９が形成される。また、非導電性被膜９は、この実施形態では、成形部５の第二成形面５ａを成形し、軸部材２の外周面２ａとの間に半径方向隙間７を形成するためのものである。そのため、図２に示すように、マスター８の表面に形成された非導電性被膜９のうち、成形部５の第二成形面５ａに対応する箇所（成形部９ａ）は、他所に比べて肉厚に形成されている。

マスター８の表面に非導電性被膜９を形成する方法として、種々の方法が使用可能であり、例えばスピンコート法が挙げられる。また、この他には、液滴状の微量インクをインクジェット法等によりマスター表面に供給し、かかる微量インクの集合体で非導電性被膜９を形成する方法などが考えられる。上述した方法のうち、前者は、均等厚みの被膜を短時間で形成するのに優れた方法であるのに対し、後者は、微小かつ複雑な形状の被膜を形成するのに優れた方法である。そのため、形成すべき非導電性被膜９の形状に合わせて、上記方法を使い分けるのが好ましい。

非導電性被膜９を形成する材料としては、絶縁性（非電解析出性）はもちろん、電解質溶液に対する耐食性、さらには後述する成形部５の成形温度に対する耐久性（耐熱性）や溶剤に対する溶け易さ（溶解性）等を有する材料であることが好ましく、例えば酢酸ビニル樹脂やエチルセルロース、アセチルブチルセルロース、シェラック（天然樹脂）などが一例として挙げられる。

電鋳加工は、ＮｉやＣｕ等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター８を浸漬し、電解質溶液に通電して目的の金属をマスター８の表面のうち、非導電性被膜９を除く領域（外周面８ａの露出領域）に電解析出させることにより行われる。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ることも可能である。析出金属の種類は、軸受の軸受面に求められる硬度、あるいは潤滑油に対する耐性（耐油性）など、必要とされる特性に応じて適宜選択される。

以上の工程を経ることにより、図３に示すように、マスター８表面の非導電性被膜９形成領域以外の領域に電鋳部４を形成した電鋳軸１０が製作される。この段階で、電鋳軸１０は、マスター８の外周面８ａの軸方向一部領域に円筒状の電鋳部４を形成し、電鋳部４の軸方向両端に隣接して非導電性被膜９の成形部９ａを形成した形態をなす。なお、電鋳部４の厚みは、これが薄すぎると軸受面（内周面４ａ）の耐久性低下等につながり、厚すぎるとマスター８からの剥離性が低下する可能性があるので、求められる軸受性能や軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚み、例えば１０μｍ〜２００μｍの範囲に設定される。

上記工程を経て製作された電鋳軸１０は、軸受部材３をインサート成形する成形型内にインサート部品として供給配置される。

図４は、軸受部材３のインサート成形工程を概念的に示すもので、可動型１１、および固定型１２からなる金型には、ランナ１３およびゲート１４と、キャビティ１５とが設けられる。ゲート１４は、この実施形態では、同図に示す点状ゲートであり、成形金型の、成形部５の軸方向一端面に対応する位置に、円周方向等間隔に複数設けられる。各ゲート１４のゲート面積は、充填する溶融樹脂の粘度や成形品の形状に合わせて適切な値に設定される。

上記構成の金型において、電鋳軸１０を位置決め配置した状態で可動型１１を固定型１２に接近させて型締めする。この際、電鋳軸１０（マスター８）表面に形成された電鋳部４および非導電性被膜９は共にキャビティ１５内にある。次に、型締めした状態で、スプルー（図示は省略する）、ランナ１３、およびゲート１４を介してキャビティ１５内に溶融樹脂Ｐを射出・充填し、成形部５を電鋳軸１０と一体に成形する。

これにより、成形部５は、金型１１、１２内に設けられたキャビティ１５に即した形状に成形される。また、成形部５の内周面のうち、電鋳部４の外径側に位置する領域は電鋳部４の外周面４ｂで成形される（第一成形面５ｂ）。また、成形部５の内周面のうち、電鋳部４の軸方向両端側に位置する領域は、キャビティ１５の一部を形成する非導電性被膜９の成形面９ａ１に倣って成形される（第二成形面５ａ、５ａ）。

溶融樹脂Ｐとしては、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等の結晶性ポリマーや、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂が使用可能である。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合した樹脂材料が任意に選択可能である。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、導電化剤等の各種充填材を加えてもよい。

型開き後、マスター８、非導電性被膜９、電鋳部４、および成形部５が一体となった成形品を金型１１、１２から脱型する。この成形品は、その後の分離工程で電鋳部４と非導電性被膜９、および成形部５とからなる二次成形品と、マスター８とに分離される。

分離工程では、例えばマスター８あるいは電鋳部４に衝撃を加えることで、電鋳部４の内周面４ａをマスター８の外周面８ａから剥離させる。これにより、マスター８が軸受部材３（電鋳部４）から引抜かれる。

なお、電鋳部４の分離手段としては、上記手段以外に、例えば電鋳部４とマスター８とを加熱（又は冷却）し、両者間に熱膨張量差を生じさせることによる方法、あるいは両手段（衝撃と加熱）を併用する手段等が使用可能である。

電鋳部４をマスター８から分離した後、電鋳部４の軸方向両端内周に残る非導電性被膜９を溶剤により溶解する。これにより、非導電性被膜９が除去され、完成品としての軸受部材３が得られる。また、非導電性被膜９の除去に伴い、成形部５の第二成形面５ａが軸受部材３の内周に露出した状態となる。

上述の如く形成された軸受部材３の内周に、引抜いたマスター８とは別に作成した軸部材２を挿入することで、図１に示す軸受装置１が完成する。この場合、第二成形面５ａと軸部材２の外周面２ａとの間に形成される半径方向隙間７の径方向すき間幅Ｃ２は、電鋳部４の内周面４ａと軸部材２の外周面２ａとの間の軸受すき間６の径方向すき間幅Ｃ１に比べて、非導電性被膜９の成形部９ａの径方向厚みの分だけ大きい。

このように、マスター８の表面に非導電性被膜９を形成した状態で電鋳部４を形成し、その後の成形部５（軸受部材３）のインサート成形において、非導電性被膜９の成形面９ａ１で成形部５の第二成形面５ａを成形し、非導電性被膜９を除去することで、電鋳部４の内周面４ａと段差を介して隣接する成形部５の内周面５ａを形成することができる。また、軸部材２の外周面２ａと電鋳部４の内周面４ａとの間の軸受すき間６と軸方向に隣接し、かつその半径方向のすき間幅を異ならせた（Ｃ１＜Ｃ２）半径方向隙間７を形成することができる。従って、非導電性被膜９の成形部９ａの形状を適宜調整することで、電鋳部４の内周面４ａを含めた軸受部材３の内周面と、内周に挿入される均一径の軸部材２の外周面２ａとの間に形成される径方向のすき間を、マスター８の表面形状によって限定されることなく、自由な形状に形成することができる。

また、マスター８の外周面８ａ形状（表面形状）を半径方向隙間７に対応した形状とする必要はなく、上記実施形態のように、径一定の円筒面形状のもので済む。従って、マスター８を引抜く際も無理抜きにならずに済み、軸受面となる電鋳部４の内周面４ａの損傷を防ぐことができる。

また、この実施形態に係る軸受装置１であれば、電鋳部４の内周面４ａが高精度に形成されるので、軸部材２の外周面２ａとの間に形成される軸受すき間６を小さく（数μｍ程度）設定しても高い軸受性能（振れ精度など）を得ることができる。そのため、例えば軸受すき間６のすき間幅Ｃ１に対する半径方向隙間７のすき間幅Ｃ２の比が３≦（Ｃ２／Ｃ１）≦５０となるサイズの半径方向隙間７であれば、高いシール性と共に、防塵性（外部からの異物侵入を阻止）を発揮することが可能となるため好ましい。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、表面に非導電性被膜９を形成したマスター８上に電鋳部４を形成し、かかる非導電性被膜９および電鋳部４を有する電鋳軸１０をインサート部品として成形部５（軸受部材３）を射出成形すると共に、非導電性被膜９の成形面９ａ１で第二成形面５ａを成形した場合を説明したが、これ以外の方法を採ることもできる。例えば、図５に示すように、表面に非導電性被膜９を形成したマスター８の外周面８ａに電鋳部４を析出形成した後、非導電性被膜９を除去し、この非導電性被膜９の一部除去領域に、非導電性被膜９とは別材料からなる樹脂層１９を形成する。そして、樹脂層１９を形成した電鋳軸２０をインサート部品として（電鋳部４および樹脂層１９をキャビティ１５内にインサートした状態で）成形部５（軸受部材３）を成形した後、樹脂層１９を除去する方法などが実施可能である。この場合、樹脂層１９の表面１９ａに倣って成形部５の第二成形面５ａが成形される。

かかる方法によれば、非導電性被膜９用の材料には、射出成形時の耐熱性や被膜除去時の流動性（内周への流れ込み易さ）を考慮する必要が無く、一方、樹脂層１９用の材料には、電鋳時の耐食性等を考慮しなくて済む。そのため、各々の被膜９、１９用に使用可能な材料の選択幅が広がり、より安価な材料を使用することが可能となる。例えば、樹脂層１９には、アセトン等の汎用的な溶剤でも溶かすことができる酢酸ビニル樹脂、アセチルブチルセルロース、アセチルセルロース等の樹脂が使用可能である。

また、上記実施形態では、非導電性被膜９の形状、特に成形部９ａの形状を膜厚一定とした場合を例示したが、もちろんこれ以外の形状であってもよい。図６はその一例を示すもので、外周に電鋳部４を形成したマスター８の要部を拡大して示している。同図において、マスター８の表面に形成された非導電性被膜２９は径差を有し、その大径部側で電鋳部４と軸方向に隣接している。かかる形状の非導電性被膜２９を設けた電鋳軸をインサート部品として成形部５（軸受部材３）を成形することで、図７に示すように、成形部５の内周に、非導電性被膜２９の大径側成形面２９ａに倣った形状の大径側内周面５ｃと、小径側成形面２９ｂに倣った形状の小径側内周面５ｄとがそれぞれ成形される。このうち、大径側内周面５ｃは軸方向に隣接する電鋳部４の内周面４ａとの間に段差を有する。これにより、軸部材２を軸受部材３の内周に挿入した状態では、大径側内周面５ｃおよび小径側内周面５ｄと、対向する軸部材２の外周面２ａとの間に、すき間幅を軸方向で異ならせた（Ｃ３＞Ｃ４）半径方向隙間２７が形成される。

この場合、半径方向隙間２７の、すき間幅Ｃ３の領域では、比較的多くの潤滑油が保持されると共に、半径方向隙間２７の、すき間幅Ｃ４の領域はシール空間として機能する。そのため、軸受内部に潤滑油を継続的に供給しなくても、電鋳部４の内周面４ａで構成される軸受面、あるいは軸受すき間６に、常に潤沢な潤滑油を供給することができ、かかる軸受装置を長期に亘って安定的に使用することができる。

図８は、マスター８の表面に形成可能な非導電性被膜９の他形態を示している。同図における非導電性被膜３９はその膜厚を軸方向に漸次増大させた、いわゆるテーパ面形状をなすもので、その薄肉側（小径側）で電鋳部４と隣接している。かかる形状の非導電性被膜３９を設けた電鋳軸をインサート部品として成形部５（軸受部材３）を成形することで、図９に示すように、成形部５の内周に、非導電性被膜３９のテーパ状成形面３９ａに倣った形状のテーパ状内周面５ｅが成形される。テーパ状内周面５ｅの下端側（小径側）はは軸方向に隣接する電鋳部４の内周面４ａとの間に段差を有する。これにより、軸部材２を軸受部材３の内周に挿入した状態では、テーパ状内周面５ｅと、対向する軸部材２の外周面２ａとの間に、すき間幅Ｃ５を軸方向上方に向けて漸次拡大させた半径方向隙間３７が形成される。

この場合、半径方向隙間３７では、毛細管力によるシール作用が生じる。そのため、図１に示すような径一定のシール空間と比べてより高いシール機能を半径方向隙間３７で発揮することができる。

また、上記実施形態では、軸受部材３の軸方向両端に、半径方向隙間７、２７、３７が形成されるように、非導電性被膜９、２９、３９がマスター８表面に形成されていたが、これ以外の箇所に形成することも可能である。例えば、所定膜厚の非導電性被膜９を、軸受部材３の軸方向中央に対応する箇所に予め形成し、この状態で電鋳加工を施す。これにより、例えば図１０に示すように、複数の電鋳部４間に、電鋳部４の内周面４ａよりも大径の内周面５ａを成形部５の成形面として形成することができる。従って、軸方向に離隔して形成される複数（この図示例では２つ）の軸受すき間６（すき間幅Ｃ１）間に、いわゆる逃げ部としての半径方向隙間７（すき間幅Ｃ２ Ｃ２＞Ｃ１）が形成された軸受部材３を得ることができる。

何れにしても、半径方向隙間７、２７、３７の位置、形状、サイズ等は、非導電性被膜９、２９、３９によって調整可能である。例えば、上記実施形態では、軸受部材３の軸方向両端に半径方向隙間７、２７、３７が形成されている場合を例示したが、軸方向一端にのみ形成されていてもよい。もちろん、上述の構成は、非導電性被膜９、２９、３９に代えて、図５に示す樹脂層１９で成形部５の内周面（第二成形面５ａ）を成形する場合にも、同様に適用可能である。

また、以上の実施形態では、非導電性被膜９、２９、３９の除去を、マスター８の引抜き後に行う場合を説明したが、上記工程を逆の順序で行うことも可能である。すなわち、軸方向端部から溶剤により非導電性被膜９、２９、３９が溶解可能である限り、非導電性被膜９、２９、３９の除去をマスター８の引抜きに先んじて行うことができる。もちろん、マスター８の引抜き時、マスター８と一体に非導電性被膜９、２９、３９が成形部５から剥離除去されるのであればそれで構わない。もちろん、マスター８を引抜かずに、そのまま軸部材２として使用することも可能である。

また、以上の実施形態では、電鋳部４と一体に形成される成形部５を樹脂の射出成形で形成した場合を例示したが、他の材質、例えば金属の型成形（モールド成形）などで成形部５を形成することも可能である。この他にも例えば金属粉末を圧粉成形（型成形）した後焼結することで形成される焼結金属で成形部５を形成することもできる。

また、以上の実施形態では、軸受すき間６に形成される軸受として流体真円軸受を構成した場合を説明したが、この他にも、流体の動圧作用を生じるための動圧発生部を内周面４ａに設けた構成を採用することができる。その場合、例えば図示は省略するが、軸方向に対して傾斜した複数の溝（動圧溝）をへリングボーン形状に配列した領域を形成することもできる。あるいは、同じく図示は省略するが、例えば内周面４ａに複数の円弧面を形成し、これら円弧面と円弧面に対向する軸部材２の真円状外周面２ａとの間の径方向すき間を周方向に向けてくさび状に縮小させた、いわゆる多円弧軸受を構成することもできる。また、これらラジアル方向の動圧発生部は、軸受部材３の内周面（内周面４ａ）の側に設ける他、軸部材２の外周面２ａの側に設けることも可能である。

また、非導電性被膜９、２９、３９は、上述のように、マスター８の外周面８ａに円周方向に連続して形成する以外にも、円周方向あるいは軸方向に断続的に形成してもよい。円周方向に不連続に形成した場合の軸受面形状として、例えば図示は省略するが、電鋳部４の内周面４ａと非導電性被膜９、２９、３９で成形された成形部５の内周面とを円周方向に交互に配設し、これより軸受部材３の内周面に複数本の軸方向溝を形成した、いわゆるステップ軸受が挙げられる。

また、以上の実施形態では、いわゆるラジアル軸受部について述べたが、本発明は、スラスト軸受部（スラスト軸受面）を設けた軸受装置（軸受部材）に対しても適用が可能である。例えば、図示は省略するが、ラジアル軸受面となる電鋳部の内周面と共に、スラスト軸受面となる電鋳部の端面（軸直交端面）を共に形成した軸受部材に対しても本発明を適用することができる。

また、以上の実施形態では、軸受装置１の内部に充満し、軸受すき間に潤滑膜を形成する流体として、潤滑油を例示したが、これに限ることなく、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。

以上説明した軸受装置は、例えば情報機器用のモータに組み込んで使用可能である。以下、軸受装置を上記モータ用の軸受に適用した構成例を、図１１に基づいて説明する。なお、図１〜図１０に示す実施形態と構成・作用を同一にする部位および部材については、同一の参照番号を付し、重複説明を省略する。

図１１は、軸受装置１０１を組み込んだモータ１００の断面図を示している。このモータ１００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って、軸部材１０２を回転自在に非接触支持する軸受装置１０１と、軸部材１０２に装着されたロータ（ディスクハブ）１１１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１１２およびロータマグネット１１３とを備えている。ステータコイル１１２は、ブラケット１１４の外周に取付けられ、ロータマグネット１１３はディスクハブ１１１の内周に取付けられている。ディスクハブ１１１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１１２に通電すると、ステータコイル１１２とロータマグネット１１３との間の電磁力でロータマグネット１１３が回転し、それによって、ディスクハブ１１１及びディスクハブ１１１に保持されたディスクＤが軸部材１０２と一体に回転する。

この実施形態において、軸受装置１０１は、軸受部材１０３と、軸受部材１０３の内周に挿入される軸部材１０２とを備えている。軸受部材１０３は、一端を開口した有底筒状の電鋳部１０４と、電鋳部１０４と一体に形成される成形部１０５とからなる。電鋳部１０４の内周面１０４ａより大径でかつ内周面１０４ａとの間に段差を有する成形部１０５の内周面１０５ａは、対向する軸部材１０２の外周面１０２ａとの間に、シール空間となる半径方向隙間１０７を形成する。この場合、内周面１０５ａは、上記実施形態と同様に、マスター８の表面に形成された非導電性被膜９の成形面９ａ１に倣って成形される。

上記構成の軸受装置１０１において、軸部材１０２の回転時、軸部材１０２の外周面１０２ａと軸受部材１０３の軸受面（内周面１０４ａ）との間のラジアル軸受すき間１０６には潤滑油の油膜が形成され、これにより、軸部材１０２をラジアル方向に回転自在に支持するラジアル軸受部Ｒが形成される。同時に、軸部材１０２の下端面１０２ｂと、これに対向する電鋳部１０４の内底面１０４ｂとの間に、軸部材１０２をスラスト方向に回転自在に支持するスラスト軸受部Ｔが形成される。

なお、図１１では、スラスト軸受部Ｔをいわゆるピボット軸受で構成した場合を例示しているが、本発明は、動圧溝等の動圧発生手段で軸部材１０２をスラスト方向に非接触支持する動圧軸受にも適用可能である。

本発明の軸受装置は、以上の例示に限らず、モータの回転軸支持用として広く適用可能である。上記の通り、本発明によれば、軸受部材の内周面に高い形状自由度により、シール機能をはじめ優れた軸受性能を軸受装置に付与することができるので、上記ＨＤＤ等の磁気ディスク駆動用のスピンドルモータをはじめとして、高回転精度が要求される情報機器用の小型モータ、例えば光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ、あるいはレーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等における回転軸支持用としても好適に使用することができる。

本発明の一実施形態に係る軸受装置の断面図である。 非導電性被膜を形成したマスターの斜視図である。 電鋳軸の斜視図である。 軸受部材の型成形工程を概念的に示す図である。 樹脂被膜を形成した電鋳軸の斜視図である。 電鋳軸の他形態を示す要部拡大図である。 他形態に係る軸受装置の要部拡大図である。 電鋳軸の他形態を示す要部拡大図である。 他形態に係る軸受装置の要部拡大図である。 他形態に係る軸受装置の断面図である。 軸受装置を備えたモータの一形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 軸受装置
２ 軸部材
３ 軸受部材
４ 電鋳部
５ 成形部
６ 軸受すき間
７ 半径方向隙間
８ マスター
９ 非導電性被膜
１５ キャビティ
１９ 樹脂層
２７、３７ 半径方向隙間
２９、３９ 非導電性被膜
１００ モータ
１０１ 軸受装置
１０２ 軸部材
１０３ 軸受部材
１０７ 半径方向隙間Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ 径方向すき間幅
Ｒ ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部

Claims (7)

1. 電鋳部と、電鋳部と一体に形成された成形部とを備え、電鋳部の内周面に、軸部材を支持する軸受面が形成された軸受部材であって、
   内周面が、成形部の内周面と電鋳部の内周面とで形成され、かつ成形部の内周面が、電鋳部の内周面に対して段差を持った成形面であることを特徴とする軸受部材。
2. 電鋳部と成形部のうち、何れか一方の内周面を他方の内周面の軸方向両側に配置した請求項１記載の軸受部材。
3. 請求項１又は２に記載の軸受部材と、軸受部材の内周に挿入した軸部材とを備え、成形部の内周面と軸部材の外周面との間に半径方向の隙間を形成した軸受装置。
4. 前記半径方向の隙間でシール空間を形成した請求項３記載の軸受装置。
5. 前記半径方向の隙間で逃げ部を形成した請求項３記載の軸受装置。
6. 電鋳部に軸受面を有する軸受部材を製造するに際し、
   表面の一部に非導電性被膜を形成したマスターを用いて電鋳加工を行い、次いでマスター表面の電鋳部および非導電性被膜をインサートした状態で射出成形を行った後、非導電性被膜の除去を行うことを特徴とする軸受部材の製造方法。
7. 電鋳部に軸受面を有する軸受部材を製造するに際し、
   表面の一部に非導電性被膜を形成したマスターを用いて電鋳加工を行った後、非導電性被膜を除去すると共に、除去領域の一部又は全体に樹脂層を形成し、次いでマスター表面の電鋳部および樹脂層をインサートした状態で射出成形を行った後、樹脂層の除去を行うことを特徴とする軸受部材の製造方法。

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