JP2009149943A - 軸受部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電鋳部と型成形部との間の結合力が高い軸受部材を提供する。
【解決手段】軸受部材７は、電鋳部８と、これをインサートして型成形された型成形部９とを備える。電鋳部８の上端外周には、半径方向寸法が上方に向かって凸曲面状に漸次縮小した縮径面８ｄが形成されている。そして、型成形部９は、電鋳部８の縮径面８ｄを覆うように型成形されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受部材およびその製造方法に関するものである。

従来、自動車、産業機械、精密機器、電気、電子等の各分野では動的機構部品として軸受装置が広く用いられている。特に回転体を支持する滑り軸受や流体軸受等では、軸受部材の内周面あるいはこれに対向する軸の外周面の面精度が軸受性能を大きく左右するので、これらの面精度を高めるための多種多様な提案がされている。

例えば、特開２００３−５６５５２号公報（特許文献１）には、マスター表面の非マスキング領域に電鋳部を析出形成し、この析出形成された電鋳部をインサートして型成形部（文献中「樹脂成形部」）を一体に型成形した後、電鋳部をマスターから分離することにより、マスターへの析出開始面（マスターとの分離面）をそのまま軸受面として使用可能とした軸受部材が提案されている。電鋳加工の特性上、マスターとの分離面は、マスターの表面形状が高精度に転写された緻密面となる。そのため、マスターの表面精度を十分に高めておけば、高精度な軸受面を有する軸受部材が特段の後加工等を施すことなく、低コストに得られる。
特開２００３−５６５５２号公報

上記構成の軸受部材では、電鋳部と型成形部の間の結合強度が問題となる。すなわち、電鋳部と型成形部との間に十分な結合力が確保されていないと、型成形部を成形した後の離型時やマスターの分離時等に、軸受部材の端面、実質的には型成形部の端面にイジェクトピン等の押出機構から付与される相当量の加圧力によって、また使用中に付与される軸方向の衝撃荷重等によって電鋳部と型成形部とが分離するおそれがある。このように両部間に十分な結合力が確保されていないと、製造時に格別の配慮が必要となって製造コストの高騰を招くおそれがある他、軸受装置に必要とされる耐久寿命を確保できないおそれもある。両部間の結合力向上を目的として、別途粗面加工等を施すことも可能であるが、製造コストの高騰が避けられない。

本発明の課題は、電鋳部と型成形部の間の結合力が高い軸受部材を提供することにある。

また、本発明の他の課題は、電鋳部と型成形部の間の結合力が高い軸受部材を容易に製造可能とすることにある。

上記課題を解決するため、本発明では、内周に軸受面を有する電鋳部と、電鋳部をインサートして型成形された型成形部とを備える軸受部材において、電鋳部の一端外周に、半径方向寸法が前記一端に向かって漸次縮小した縮径面が形成されていることを特徴とする軸受部材を提供する。なお、ここでいう電鋳部には、電解めっきに準ずる手法で形成されたものの他、無電解めっきに準ずる手法で形成されたものも含む。

このように、電鋳部の一端外周に、半径方向寸法が前記一端に向かって漸次縮小した縮径面を形成すれば、型成形部は、インサートされる電鋳部の外周面のうち、縮径面と向かい合う形で一体に型成形される。そのため、離型時やマスター分離時に型成形部に対して軸方向の加圧力が付与された場合や、使用中に軸方向の衝撃荷重が付与された場合でも、電鋳部と型成形部とが軸方向に係合することによって両者の軸方向の相対移動が規制される。これにより、電鋳部と型成形部との間の結合力の向上が図られ、両者の分離が効果的に防止される。

電鋳部の一端内周には、半径方向寸法が前記一端に向かって漸次拡大した拡径面を形成することができる。この拡径面は、軸受部材の内周に軸を挿入する際の案内面として用いることができる他、特にこの軸受部材を流体軸受装置用の軸受部材として用いる際には、軸受部材の内周に挿入される軸との間にテーパ形状を呈する空間を形成することができる。テーパ形状を呈する空間は、軸受内部を満たす潤滑流体（例えば、潤滑油）の漏れ防止を目的として設けられるテーパシール部として用いることができる他、軸受隙間に潤滑油を供給する油溜りとして用いることができる。

拡径面の表面性状は、軸受面の表面性状と異ならせることができる。かかる構成は、後述するように、マスターとの分離面で構成することができる軸受面に対し、拡径面をマスター表面に設けたマスキング部との分離面で構成することによって得られる。特許文献１中には、電鋳部の析出形成に伴って、電鋳部の端部内周には自然にテーパ面（拡径面）が形成される旨記載されているが、この手法では拡径面を高精度に形成するのが難しく、特に、電鋳部の拡径面をシール部や油溜りを形成する一方の面として使用することを想定すると、適切な油量管理が難しくなるため好ましくない。これに対し、上記本発明の構成では、マスキング部の一端を高精度な拡径面としておくことで、これに対応する形で電鋳部の拡径面が高精度化される。従って、油量管理等を適切に行うことが可能となり、望ましい。

また、上記他の課題を解決するため、内周に軸受面を有する電鋳部と、電鋳部をインサートして型成形された型成形部とを備える軸受部材の製造方法において、電鋳部の形成母材となるマスター表面に、半径方向寸法がマスターを引き抜く方向に漸次拡大した拡径面を一端外周に有するマスキング部を設け、当該マスキング部の拡径面に沿って電鋳部を析出形成することにより、電鋳部の一端外周に、半径方向寸法が電鋳部の前記一端に向かって漸次縮小した縮径面を形成すると共に、電鋳部の一端内周に、半径方向寸法が電鋳部の前記一端に向かって漸次拡大した拡径面を形成することを特徴とする軸受部材の製造方法を提供する。

このように、電鋳部の一端外周に上記の縮径面を電鋳部の析出形成時に形成すれば、工程数の増加による製造コストの増大を回避しつつ、電鋳部と型成形部との間の結合強度を高めることができる。また、縮径面の形成と同時に、電鋳部の一端内周に上記の拡径面が形成されるので、上述した作用効果を奏し得る軸受部材が低コストに得られる。

上記のようにして電鋳部を形成する際、マスターの外周面（厳密には、マスキング部が被着するマスターの外周面）に対するマスキング部の拡径面の傾斜角が１５°よりも小さいと、マスキング部一端の強度が不足し、マスキング部を除去する際、電鋳部の拡径面の内周にマスキング部が残存するおそれがある。一方、前記傾斜角が６０°よりも大きいと、電鋳部の一端外周に縮径面を形成できなくなるおそれがある。そのため、マスターの外周面に対するマスキング部のテーパ面の傾斜角は１５°以上６０°以下とするのが望ましい。

マスター表面に設けるべきマスキング部は、軸受部材（電鋳部）の製造コストを低廉化する観点から出来るだけ簡易な手段で形成および除去可能であるものが望ましく、例えば、一端外周に上記態様の拡径面を有する不導体チューブをマスターに圧入することが考えられる。しかしながら、不導体チューブを圧入する際、圧入抵抗によって不導体チューブの一端内周が不導体チューブの内周側に巻き込まれ、不導体チューブとマスターとの間に微小な隙間が形成される場合がある。このような隙間が存在した状態で電鋳加工を行うと電鋳部の一端にバリが形成され、これを別途取り除く必要が生じるため、却って製造コストが高騰するおそれがある。また、電鋳加工後、型成形部の成形前に不導体チューブを除去する（取り外す）際、完成した電鋳部を損傷させることなく圧入された不導体チューブを除去するのは容易ではない。

そこで、本発明では、上記態様のマスキング部を、ディッピングによりマスター表面にマスキング材を付着させた後、マスターを反転し、付着したマスキング材が所定形状となった時点でマスキング材を硬化させることによって形成することとした。このようにすれば、マスター表面に付着したマスキング材のうち、表層部分が流動することによってマスキング部が所定形状に形成されるので、マスキング部の形成に際してマスキング部とマスターとの間に隙間が生じない。そのため、上述したようなバリの発生問題が効果的に解消可能である。また、上記のようにして形成したマスキング部は、例えば、マスキング部を溶剤に浸漬し、マスキング部を膨潤させることで除去することができ、マスキング部の除去時に電鋳部が損傷するのを効果的に回避することができる。

マスキング材としては、加熱することによって硬化する熱硬化性を有するもの（熱硬化型）や、光線の照射によって硬化する光硬化性を有するもの（光硬化型）等、種々の硬化特性を有する樹脂材料を使用することができるが、上記手順で所定形状のマスキング部を形成するには、付着したマスキング材が所定形状になった時点で素早くマスキング材を硬化させる必要がある。そのため、マスキング材は硬化速度に優れるものが望ましく、光線の照射によって硬化する光硬化型が望ましい。光硬化型のマスキング材は、紫外線硬化型、赤外線硬化型、可視光硬化型等に分類されるが、その中でも特に硬化速度に優れ、かつ低コストな紫外線硬化型が望ましい。また、光硬化型のマスキング材は、光線が照射された部分、すなわちマスターに付着したマスキング材の表層部分から硬化が進行し、マスキング部の形状悪化を極力防止することができるので、所定形状のマスキング部を高精度に形成する観点からも、望ましい。

また、上記態様でマスキング部を形成する際、マスキング材が低粘度であると、マスキング部の厚み確保が難しくなる他、マスターを反転し、マスキング材が所定形状となった後、マスキング材の表層部分を硬化させるまでの間、マスキング材を所定形状に保持するのが困難となる。一方、マスキング材が高粘度であると、マスターを反転した後、マスキング材が流動せず、マスキング部、特にその一端を所定形状に形成するのが難しくなる。本願発明者らは鋭意研究を重ねた結果、粘度が５Ｐａ・ｓ以上１２Ｐａ・ｓ以下のマスキング材を用いることにより、上記の問題が回避可能であることを見出した。

以上示す軸受部材は、内周に軸（軸部材）を挿入して、当該軸を相対回転可能に支持する流体軸受装置や滑り軸受装置を好適に構成することができる。

以上のように本発明によれば、電鋳部と型成形部との間の結合力が高い軸受部材を提供することができる。また、本発明によれば、電鋳部と型成形部との間の結合力が高い軸受部材を容易かつ低コストに製造することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における「上下」方向は説明の便宜上用いるものであり、軸受装置およびモータの設置方向や使用態様等を限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る軸受装置（流体軸受装置）１を組み込んだモータの一例を概念的に示す含軸断面図である。同図に示すモータは、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２を回転自在に支持する軸受装置１と、軸部材２に設けられたディスクハブ３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４およびロータマグネット５と、軸受装置１の軸受部材７を内周に固定したブラケット６とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の円筒部外周に取り付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の内周に取り付けられている。ディスクハブ３には、磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚（図示例では２枚）保持されている。以上の構成において、ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間の電磁力でロータマグネット４が回転し、これにより、ディスクハブ３およびディスクハブ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。

図２は、図１に示す軸受装置１を拡大して示すものである。軸受装置１は、軸部材２と、軸部材２を内周に挿入した軸受部材７とを主要な構成として備える。軸受部材７は、電鋳部８と、電鋳部８をインサートして電鋳部８と一体に型成形された型成形部９とを備える。本実施形態において、電鋳部８は上端を開口させた有底筒状に形成され、この電鋳部８の外表面を覆う形で型成形部９も有底筒状に形成される。なお、実際の電鋳部８の厚みは、型成形部９の厚みに比して十分に小さいものであるが、理解の容易化のため、図示例では電鋳部８の厚みを誇張して描いている。

軸部材２は、例えばステンレス鋼等の金属材料で中実軸に形成される。軸部材２の外周面２ａは軸方向全長に亘ってストレートな円筒面に形成され、軸部材２の下端面２ｂは下方に向かって円弧状に突出した凸曲面に形成される。

電鋳部８の内周面には、後述する軸受部材７（電鋳部８）の製造工程で用いるマスター１２との分離面である径一定の円筒面８ａと、円筒面８ａよりも開口側に位置し、上方に向かって半径方向寸法がテーパ状に漸次拡大する拡径面８ｃとが形成されている。電鋳部８の円筒面８ａは、軸部材２の外周面２ａとの間に半径方向の軸受隙間１０を形成する軸受面として機能し、電鋳部８の拡径面８ｃは、軸部材２の外周面２ａとの間に半径方向寸法が下方に向かって漸次縮小するテーパ形状のシール空間１１を形成するシール面として機能する。

電鋳部８の上端外周には、上方（マスター１２を引き抜く方向）に向かって半径方向寸法が漸次縮小した凸曲面状をなす縮径面８ｄが形成されており、型成形部９は、この縮径面８ｄを覆うようにして電鋳部８と一体に型成形されている。電鋳部８の内底面８ｂは、平滑な平坦面とされる。

軸受隙間１０を含む軸受内部空間には、潤滑流体として潤滑油が充満され、潤滑油の油面は、常にシール空間１１内に維持される。なお、軸受隙間１０およびシール空間１１の半径方向寸法は、実際には軸部材２や軸受部材７の半径方向寸法に比して何れも微小であるが、理解の容易化のため、図示例では軸受隙間１０およびシール空間１１の半径方向寸法を誇張して描いている。

以上の構成からなる軸受装置１において、軸部材２と軸受部材７とが相対回転する（本実施形態では軸部材２が回転する）と、軸受隙間１０に潤滑油の油膜が形成され、この油膜を介して軸部材２が軸受部材７に対してラジアル方向に回転自在に支持される。同時に、軸部材２の下端面２ｂが潤滑油を介して軸受部材７の内底面（電鋳部８の内底面８ｂ）で接触支持され、これにより軸部材２が軸受部材７に対してスラスト方向に回転自在に支持される。

また、軸部材２の回転時には、シール空間１１が、軸受内部側に向かって漸次縮径したテーパ形状を呈していることから、シール空間１１内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用により、シール空間１１が狭くなる方向、すなわち軸受部材７の内部側に向けて引き込まれる。これにより、軸受部材７の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。

また、軸受隙間１０の上方に隣接してシール空間１１が設けられ、このシール空間１１は、上記のように潤滑油の漏れ出しを防止するシール部（テーパシール部）としての機能の他、油溜りとしての機能も有する。そのため、軸受運転時には、軸受隙間１０に潤滑油を安定供給することができる。これにより、軸受隙間１０内の潤滑油不足に起因した油膜切れを防止して、高い回転性能を維持することができる。

次に、上記構成からなる軸受装置１の製造工程を、軸受部材７の製造工程を中心に図面に基づいて説明する。

軸受部材７は、主に、（Ａ）電鋳部８の成形母体となるマスターを製作する工程、（Ｂ）マスター表面にマスキング部を形成する工程、（Ｃ）マスキング部を形成したマスターに電鋳加工を施して電鋳部８を析出形成する工程、（Ｄ）電鋳部８を設けたマスターをインサートして型成形部９を電鋳部８と一体に射出成形する工程、および（Ｅ）マスターから電鋳部８を有する軸受部材７を分離する工程を順に経て製造される。

（Ａ）マスター製作工程
マスター製作工程では、導電性材料、例えば焼入処理を施したステンレス鋼で中実軸状のマスター１２が製作される。マスター１２の形成材料としては、求められる導電性や耐薬品性等を満足するものであれば、ステンレス鋼以外にも、ニッケル系合金やクロム系合金等のその他の金属材料、あるいは、導電処理（例えば、表面に導電性の被膜を形成する）が施されたセラミック等の非金属材料を採用することもできる。マスター１２の表面のうち、電鋳部８の析出形成領域（以下、析出形成部Ｍという）の表面精度は、軸受面として機能する電鋳部８の円筒面８ａおよび内底面８ｂ精度を直接左右する。従って、析出形成部Ｍの表面精度は、軸受面に求められる精度に応じて高精度に仕上げられる。なお、析出形成部Ｍを除く領域には、マスキング材の付着性を高めるための表面処理を施しておいても良い。

（Ｂ）マスキング工程
マスキング工程では、マスター１２の外表面のうち、析出形成部Ｍを除く領域にマスキング部１５が形成される。マスキング部１５を形成するマスキング材１３としては、後述する電鋳加工を考慮して、絶縁性および電解質溶液に対する耐食性を有する樹脂材料が使用される。さらに本実施形態では、以下示す手法でマスキング部１５を形成するにあたり、光硬化性樹脂、その中でも特に硬化速度に優れ、かつ後述する理由で、粘度が５Ｐａ・ｓ以上１２Ｐａ・ｓ以下の紫外線硬化樹脂を使用している。具体的には、例えば、サンユレック株式会社製のＳＵＶ−１０３（粘度：１０Ｐａ・ｓ）やＳＵＶ−３８１（粘度：８Ｐａ・ｓ）が使用可能で、本実施形態ではＳＵＶ−１０３を使用している。なお、上記の樹脂材料には、光重合開始剤等の各種添加剤を必要に応じて適宜配合しても良い。

以下、マスキング部１５の形成手順を図３に基づいて詳述する。

まず、図３（ａ）に示すように、上記のマスキング材１３を容器等に充満させ、この充満されたマスキング材１３中にマスター１２の析出形成部Ｍを除く領域を浸漬させた後、マスター１２を引き上げる（ディッピング）。マスター１２を引き上げると、図３（ｂ）に示すように、マスター１２表面にマスキング材１３が所定厚みで付着してなるマスキング層１３’が形成される。マスキング層１３’は、付着したマスキング材１３の自重によって、その厚みが析出形成部Ｍの軸方向反対側に向かって漸次増大した形態をなす。

次いで、図３（ｃ）に示すように、マスター１２の天地を反転させ、マスター１２を倒立状態とする。マスター１２を倒立状態とすると、マスキング層１３’のうち、反析出形成部Ｍ側のマスキング材１３が、その自重によって析出形成部Ｍ側に向かって徐々に流動する。そして、同図に示すように、マスキング層１３’の一端部（析出形成部Ｍ側端部）にテーパ面１４が形成され、かつテーパ面１４のマスター１２外周面（軸線）に対する傾斜角αが所定値になった時点で、図３（ｄ）に示すように、図示しない紫外線ランプ等の硬化装置から光線（紫外線）１６を照射してマスキング層１３’を硬化させる。マスキング層１３’の硬化は、その表層部から内部に向かって徐々に進行する形で行われ、マスキング層１３’が完全に硬化すると、マスター１２の析出形成部Ｍを除く領域にマスキング部１５が形成される。このように、マスキング材１３として紫外線硬化樹脂を用いれば、マスター１２に付着したマスキング層１３’は、その表層部が最初に硬化するので、マスキング層１３’の形状の崩れを極力防止して、所定形状のマスキング部１５が得られる。

ここで、マスキング部１５の一端に設けたテーパ面１４の傾斜角αは、これが１５°よりも小さいとマスキング部１５の強度不足が顕著になり、後述する電鋳加工後、マスキング部１５を取り除く際に、電鋳部８の拡径面８ｃ内周にマスキング部１５の先端が残存するおそれが高くなる。一方、傾斜角αが６０°よりも大きいと、後述する電鋳加工時に、電鋳部８の一端外周に縮径面８ｄを形成するのが難しくなる。かかる事情に鑑みて、傾斜角αは、１５°以上６０°以下（１５°≦α≦６０°）とするのが望ましく、１５°以上４５°以下とするのがより望ましい。

このようなマスキング部１５の一端形状は、例えば、使用するマスキング材１３の粘度に応じて、マスター１２反転後、光線１６の照射を開始するまでの時間等を管理することによって、精度良く形成可能である。なお、電鋳部８の一端内周に形成される拡径面８ｃの傾斜角は、マスキング部１５のテーパ面１４の傾斜角αに対応したものとなり、シール空間１１の容積を直接左右する。そのため、テーパ面１４の傾斜角αは、上記範囲内であれば、必要とされるシール空間１１の容積に応じて任意の値に設定すれば良い。

また、上記の手順でマスキング部１５を形成するため、使用するマスキング材１３の粘度を５Ｐａ・ｓ以上１２Ｐａ・ｓ以下の範囲に限定した意味が生じる。すなわち、マスキング材１３の粘度が５Ｐａ・ｓよりも小さい場合および１２Ｐａ・ｓよりも大きい場合の何れであっても、所定形状のマスキング部１５を形成することが難しくなるのである。具体的には、前者の場合、マスキング材１３の流動性が比較的良好であるが故に、マスキング層１３’を所定形状に保持した状態で完全硬化させるのが難しい他、マスキング層１３’の膜厚が薄くなって、マスキング部１５に設けるべきテーパ面１４の傾斜角αが１５°未満となるおそれが高くなる。一方、後者の場合、マスキング材１３の流動性が低いため、図３（ｃ）に示す段階でマスキング層１３’が円滑に流動せず、マスキング部１５の一端に設けるべきテーパ面１４を形成できないおそれが、またテーパ面１４を形成できたとしても、その傾斜角αが大きくなり過ぎる。

以上のようにしてマスキング部１５を形成すれば、マスキング部１５とマスター１２との間に隙間が形成されず、以下示す電鋳加工時に、電鋳部８の一端にバリが生じるのを防止して、高精度な電鋳部８を低コストに形成することができる。

（Ｃ）電鋳加工工程
マスキング部１５が形成されたマスター１２は電鋳加工工程に移送される。この工程では、ＮｉやＣｕ等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター１２を浸漬させた後、マスター１２に通電して、マスター１２の析出形成部Ｍに目的の金属を析出（電解析出）させることによって電鋳部８が形成される。電解質溶液には、カーボンやフッ素系粒子などの摺動材、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。電着金属の種類は、軸受面として機能する円筒面８ａに求められる硬度、疲れ強さ等の物理的性質や、化学的性質に応じて適宜選択される。

電鋳部８は、マスター１２の析出形成部Ｍ上に徐々に堆積するように析出形成され、電鋳加工の初期段階では、図４に示すように、マスキング部１５の一端との境界部まで電鋳層（第１の電鋳層８１）が析出形成される。電鋳加工が進行するにつれて、第１の電鋳層８１の一端を覆うように、かつその一端内周がマスキング部１５のテーパ面１４に倣うようにして第２の電鋳層８２が形成される。

さらに電鋳加工が進行すると、上記同様にして、第２の電鋳層８２を覆うように電鋳層が堆積する。このようにして所定厚みの電鋳層が析出形成されることにより、マスター１２の析出形成部Ｍ上に有底筒状の電鋳部８が形成される。上記の態様で電鋳部８が析出形成される結果、完成した電鋳部８の一端内周には、半径方向寸法がマスター１２を引き抜く方向にテーパ状に漸次拡大する拡径面８ｂが形成されると共に、一端外周には、半径方向寸法がマスター１２を引き抜く方向に凸曲面状に漸次縮小する縮径面８ｄが形成される。なお、電鋳部８の厚みは、これが厚すぎるとマスター１２からの剥離性が低下し、逆に薄すぎると電鋳部８の耐久性低下につながるので、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程度の厚みとされる。

なお、電鋳部８は、以上に述べた電解めっき（電気めっき）に準じた方法の他、無電解めっき（化学めっき）に準じた方法で形成することもできる。

マスター１２の析出形成部Ｍ上へ電鋳部８を析出形成した後、マスター１２に設けたマスキング部１５が除去される。マスキング部１５の除去は、例えば、アセトンやトルエン等の有機溶剤中にマスター１２を所定時間浸漬してマスキング部１５を膨潤させた後、マスター１２を有機溶剤中から取り出してマスキング部１５を引き抜くことにより行われる。このようにしてマスキング部１５を除去すると、図５（ｂ）に示すように、マスター１２と電鋳部８の一体品からなる電鋳部材１７が形成される。かかる態様でマスキング部１５を除去すれば、マスキング部１５の除去に際して、電鋳部８が損傷する事態は効果的に防止される。

このようにマスキング部１５を除去すると、電鋳部８の拡径面８ｃは、マスター１２に設けたマスキング部１５（のテーパ面１４）との分離面となるから、電鋳部８の拡径面８ｃは、マスキング部１５のテーパ面１４に倣った高精度な面に形成される。従って、電鋳部８のテーパ面８ｃを、シール空間１１を形成する一方の面として用いる本実施形態においては、油量管理等を高精度に行うことができ、軸受性能の安定化が図られる。なお、このようにして拡径面８ｃを形成することにより、拡径面８ｃの表面性状は、マスター１２との分離面となる円筒面８ａの表面性状とは異なるものとなる。

（Ｄ）インサート成形工程
以上のようにして形成された電鋳部材１７はインサート成形工程に移送され、型成形部９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６は、型成形部９のインサート成形工程を概念的に示すものである。同図に示す成形金型は、相対的に軸方向移動可能な上型１８および下型１９を主要な構成として備え、両型１８，１９を型締めした状態で、両型１８，１９間に型成形部９形状に対応したキャビティ２１が形成される。本実施形態では、下型１９が固定側とされ、その軸心上には溶融材料、ここでは溶融樹脂をキャビティ２１内に射出するためのゲート２０が設けられている。一方、可動側となる上型１８には、マスター１２（電鋳部材１７）を保持するための保持孔１８ａが設けられると共に、成形品を型外に排出する排出機構としてのイジェクトピン２２が円周方向に複数設けられている。イジェクトピン２２は、図示しない駆動機構により、上型１８に対して相対的に上下動可能とされている。なお、本実施形態では、ゲート２０を点状ゲートとしているが、円環状のゲート（フィルムゲート）等、その他のゲート形状を採用しても良い。また、ゲート２０のゲート面積は、射出する溶融樹脂の粘度等に応じて適切な値に設定される。

以上の構成からなる成形金型において、電鋳軸１７を上型１８の保持孔１８ａに位置決め配置した後、下型１９を上型１８に接近させて型締めを行う。型締め後、スプール、ランナ（何れも図示は省略）、およびゲート２０を介してキャビティ２１内に溶融樹脂を射出、充填し、型成形部９を電鋳軸１７と一体に型成形する。これにより、電鋳部８の外表面を覆う有底筒状の型成形部９が形成される。

型成形部９の成形に用いる樹脂材料は、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）等の結晶性樹脂の他、例えば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）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の非晶性樹脂をベース樹脂としたものである。例示した上記のベース樹脂は、一種だけでなく二種以上混合して使用しても良い。また、上記のベース樹脂には、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、導電材等の各種充填材を一種又は二種以上加えても良い。

型成形部９の成形後、型開きを行い、マスター１２、電鋳部８、および型成形部９が一体となった成形品を上型１８から離型する。詳細には、型開き後、上型１８に設けたイジェクトピン２２を上型１８に対して下型１９の側に相対移動させ、上型１８に残っている成形品を下型１９の側に押し出すことにより型外に排出する。

（Ｅ）分離工程
上記のようにして成形され、また成形金型から離型された成形品は分離工程に移送され、電鋳部８および型成形部９が一体化した軸受部材７と、マスター１２とに分離される。この分離工程では、例えばマスター１２あるいは軸受部材７（電鋳部８および型成形部９の何れか一方又は双方）に衝撃を加えることで、電鋳部８の内周面（円筒面８ａ）を若干量拡径させ、マスター１２の表面から電鋳部８を剥離させる。これにより、マスター１２が軸受部材７から分離可能となり、マスター１２を引き抜くと完成品としての軸受部材７が得られる。

なお、電鋳部８の剥離手段としては、上記手段以外にも、例えば電鋳部８とマスター１２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）を併用する方法等が使用可能である。

上述の如く形成された軸受部材７の内周にマスター１２とは別に準備した軸部材２を挿入し、軸受部材７の内部空間に潤滑流体としての潤滑油を充満させることにより、図２に示す軸受装置１が完成する。一方、分離されたマスター１２は、繰り返し電鋳加工に用いることができる。

以上のように、型成形部９は、インサートされる電鋳部８の一端外周に設けた縮径面８ｄと向かい合う形で一体成形されるので、成形金型からの成形品の離型時には、図６からも明らかなように、型成形部９がイジェクトピン２２による押出力（加圧力）を受ける向きに電鋳部８と係合し、両者の軸方向の相対移動が規制される。これにより、電鋳部８と型成形部９との間の結合力の向上が図られ、離型時に電鋳部８と型成形部９とが分離するのを効果的に防止することができる。また、同様の観点から、マスター１２の引き抜き時、型成形部９に作用するマスター１２への抜き力（例えば、治具による拘束力）によっても、電鋳部８と型成形部９とが分離するのを効果的に防止することができる。

また、電鋳加工の特性上、マスター１２への析出開始面（マスター１２との分離面）となる電鋳部８の円筒面８ａは、マスター１２（析出形成部Ｍ）の表面精度が高精度に転写された緻密面となる。その一方で、析出終了側の面、すなわち電鋳部８の外表面は粗面に形成される。そのため、型成形部９の成形時には溶融樹脂が電鋳部８表面の微小な凹凸に入り込み、いわゆるアンカー効果によって電鋳部８と型成形部９の結合力は一層向上する。

また、電鋳部８の縮径面８ｄは、電鋳加工時に形成されるため、これを設けることによる特段のコスト増は生じない。従って、電鋳部８と型成形部９との結合強度が高い軸受部材７を低コストに製造することができる。

以上では、型成形部９を樹脂で射出成形する場合について説明を行ったが、型成形部９は樹脂以外の溶融材料、例えばマグネシウムやアルミニウム等の金属材料で射出成形することも可能である。但しこの場合、型成形部９の成形に用いる金属材料は、インサート部品となる電鋳部８の形状精度が悪化するのを防止する観点から、電鋳部８（電鋳金属）よりも低融点であることが必須である。なお、電鋳金属をニッケル（Ｎｉ）あるいは銅（Ｃｕ）とする場合、マグネシウムやアルミニウムは電鋳金属よりも低融点であるから、問題なく使用可能である。この他、金属粉とバインダーの混合物で射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるＭＩＭ成形を採用して型成形部９を成形することもできる。もちろんこの場合も、使用する金属粉は、電鋳金属よりも低融点のものを選択する必要がある。

また、以上では、電鋳加工に用いるマスター１２とは別に準備した軸部材２を用いた軸受装置１について説明を行ったが、マスター１２をそのまま軸部材２として使用することも可能である。この場合、図３等に示すマスター１２のように、両端面を平坦面としたものではなく、一端を凸曲面としたマスターを製作し、この凸曲面側にマスキング部を形成すれば、当該マスターを用いて図２に示す軸受装置１を構築することができる。

また、以上では、軸受部材７に対する軸部材２のラジアル方向の支持を、いわゆる真円軸受で構成した軸受装置１について説明を行ったが、これ以外の軸受を採用することも可能である。例えば、図示は省略するが、軸部材２の外周面２ａ、あるいは軸受部材７の内周面（電鋳部８の円筒面８ａ）の何れか一方に、潤滑油の動圧作用を発生させるラジアル動圧発生部を設けることにより、軸部材２のラジアル方向の支持を、いわゆる動圧軸受で構成することができる。なお、ラジアル動圧発生部としては、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝の他、円周方向に複数設けた円弧面や軸方向溝等が採用可能である。

また、以上では、軸受部材７に対する軸部材２のスラスト方向の支持を、いわゆるピボット軸受で構成した軸受装置１について説明を行ったが、例えば、軸部材２の下端面２ｂを平坦面とし、この平坦面あるいはこれに対向する軸受部材７の内底面（電鋳部８の内底面８ｂ）にスラスト動圧発生部を設けることにより、軸部材２のスラスト方向の支持を、いわゆる動圧軸受で構成することができる。スラスト動圧発生部としては、スパイラル形状やヘリングボーン形状の動圧溝、複数の径方向溝等が採用可能である（以上、図示は省略）。

また、以上では、軸受装置１の内部空間に充填する潤滑流体として潤滑油を用いたが、潤滑流体膜を形成可能な他の流体、例えば、潤滑グリースや磁性流体、さらには空気等の気体等を潤滑流体として使用することもできる。

また、以上で説明した軸受装置１は、図１に示すディスク駆動装置用のスピンドルモータに限らず、その他のモータ、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）用のファンモータに組み込んで好適に使用することも可能である。

図７は、軸受装置１を組み込んだファンモータを概念的に示すものである。このように軸受装置１をファンモータ用の軸受として用いる場合、軸受装置１の軸部材２には、図１に示すディスクハブ３に代えて、羽根（ファン）を有するロータ３３が取り付けられる。なお、これ以外の構成は図１に示す実施形態に準ずるので、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。

また、以上では本発明に係る軸受部材７を流体軸受装置の構成部品として用いる場合について説明を行ったが、本発明に係る軸受部材７は滑り軸受装置の構成部品としても好適である。

軸受装置を組み込んだスピンドルモータを概念的に示す含軸断面図である。 本発明に係る軸受装置の一実施形態を概念的に示す含軸断面図である。 マスキング部の形成工程を段階的にかつ概念的に示すもので、（ａ）図はマスターをマスキング材に浸漬した状態を示す図、（ｂ）図はマスターをマスキング材から引き上げた状態を示す図、（ｃ）図は（ｂ）図の状態からマスターを反転させた状態を示す図、（ｄ）図はマスキング層を硬化させる状態を示す図である。 電鋳加工工程を概念的に示す要部拡大断面図である。 （ａ）図は、マスターに電鋳部およびマスキング部が被着した状態を示す図、（ｂ）図は、電鋳部材を示す図である。 型成形部のインサート成形工程を概念的に示す断面図である。 軸受装置を組み込んだファンモータを概念的に示す含軸断面図である。

符号の説明

１ 軸受装置
２ 軸部材
７ 軸受部材
８ 電鋳部
８ｃ 拡径面
８ｄ 縮径面
９ 型成形部
１０ 軸受隙間
１１ シール空間
１２ マスター
１３ マスキング材
１４ テーパ面
１５ マスキング部
１６ 光線（紫外線）
１７ 電鋳部材
２２ イジェクトピン
α 傾斜角
Ｍ 析出形成部

Claims (8)

1. 内周に軸受面を有する電鋳部と、電鋳部をインサートして型成形された型成形部とを備える軸受部材において、
   電鋳部の一端外周に、半径方向寸法が前記一端に向かって漸次縮小した縮径面が形成されていることを特徴とする軸受部材。
2. 電鋳部の一端内周に、半径方向寸法が前記一端に向かって漸次拡大した拡径面が形成されている請求項１記載の軸受部材。
3. 拡径面の表面性状が、軸受面の表面性状と異なる請求項２記載の軸受部材。
4. 内周に軸受面を有する電鋳部と、電鋳部をインサートして型成形された型成形部とを備える軸受部材の製造方法において、
   電鋳部の形成母材となるマスター表面に、半径方向寸法がマスターを引き抜く方向に漸次拡大した拡径面を一端外周に有するマスキング部を設け、当該マスキング部の拡径面に沿って電鋳部を析出形成することにより、電鋳部の一端外周に、半径方向寸法が電鋳部の前記一端に向かって漸次縮小した縮径面を形成するとともに、電鋳部の一端内周に、半径方向寸法が電鋳部の前記一端に向かって漸次拡大した拡径面を形成することを特徴とする軸受部材の製造方法。
5. マスターの外周面に対するマスキング部の拡径面の傾斜角を、１５°以上６０°以下とした請求項４記載の軸受部材の製造方法。
6. ディッピングによりマスター表面にマスキング材を付着させた後、マスターを反転し、付着したマスキング材が所定形状となった時点でマスキング材を硬化させることにより前記マスキング部を形成する請求項４記載の軸受部材の製造方法。
7. マスキング材が光硬化性を有する請求項６記載の軸受部材の製造方法。
8. マスキング材の粘度が５Ｐａ・ｓ以上１２Ｐａ・ｓ以下である請求項６又は７記載の軸受部材の製造方法。

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