JP2870000B2

JP2870000B2 - 動圧軸受とその製造方法

Info

Publication number: JP2870000B2
Application number: JP6817689A
Authority: JP
Inventors: 敏己高城; 博美杉; 拡光浅井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH02248717A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、事務機器、音響機器、測定機器などに使用
される高精度の動圧軸受およびその製造方法に関し、特
に外筒体の内径面に合成樹脂製の薄肉内筒体を一体的に
固着成形することにより動圧発生溝を形成してなる軸受
面の形状寸法を、任意に制御したものである。

〔従来の技術〕

この種の動圧軸受およびその製造方法としては、特開
昭61-36516号公報に提示されたものがある。このもの
は、外筒体と、この外筒体の内周面に固着された合成樹
脂製の薄肉内筒体とからなり、薄肉内筒体の内径寸法面
に動圧発生溝が形成された動圧すべり軸受であって、前
記薄肉内筒体が合成樹脂材料により成形時に接着剤など
の固着手段により外筒体の内周面に固着されている。

このような動圧軸受を製造する方法は次の通りであ
る。先ず、内周面に予め接着剤などの固着手段を施した
外筒体を外型の内周面に嵌装する。次いで、動圧発生溝
の形状に対応する突条が外周面に配列された内型と前記
外型に嵌装された外筒体との間の環状空間に、合成樹脂
を加熱溶融した成形材料を注入し、その成形材料が固化
して形成された内筒体を外筒体に固着させて、内筒体と
外筒体が一体に積層された軸受とした後、外型および内
型から軸方向に離型する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の動圧軸受にあって
は、軸方向の内径寸法を任意に制御することはできなか
った。したがって、例えば同一軸受内でのラジアル負荷
容量の異なる軸受や、軸受面以外の内径寸法面部分がシ
ャフトと接触しない構造の低トルク軸受などを使用した
い場合には、シャフト側の外径寸法寸法を部分的に変え
る以外になかった。

又、製造に際して、加熱溶融した合成樹脂からなる成
形材料を、外型に嵌装された外筒体と内型との間の環状
空間に注入し、成形材料が固化する際の外径寸法方向へ
の収縮を利用して、成形体を金型から引き抜き離型す
る。しかし、成形材料の固化時の収縮は大きくないか
ら、弾性係数の大きい熱硬化性樹脂などの場合、離型可
能な動圧発生溝の深さに限度があり、深溝の動圧軸受は
得られないという問題点もあった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、軸受面の形状
を任意に制御することにより、同一軸受内でラジアルす
きまを変化させた軸受や、低トルク軸受など、用途に応
じた設計が可能で、且つ動圧発生溝の深さも選択し得る
動圧軸受とその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、外筒体と、該外
筒体の内周面に固着された合成樹脂製の内筒体とからな
り、該内筒体の内周面に動圧発生溝が形成された動圧軸
受において、前記外筒体の内周面と内筒体の外周面とが
動圧軸受の軸中心線に平行に形成され、前記内筒体が軸
方向に異なる内径寸法部分を有するものである。

上記内筒体の軸方向に異なる内径寸法を有する部分
は、テーパ状とか、軸方向の頂部の内径寸法が底部の内
径寸法より大きい形状とか、軸方向の中央部の内径寸法
が頂部および底部の内径寸法より大きい形状などするこ
とができる。

又、上記内筒体が円周方向の複数箇所に異なる内径寸
法部分を有するものであってもよい。

さらに、前記外筒体が軸方向に異なる外径寸法部分を
有するものであってもよい。

その場合、前記外筒体の軸方向に異なる外径寸法を有
する部分は、軸方向の頂部の外径寸法を底部の外径寸法
より小さくしたり、逆に、軸方向の頂部の外径寸法を底
部の外径寸法より大きくしたり、あるいは軸方向の中央
部の外径寸法を頂部および底部の外径寸法より大きくす
ることができる。

又、本発明の動圧軸受の製造方法は、外筒体の内周面
に合成樹脂製の内筒体が固着され、該内筒体の内周面に
動圧発生溝が形成された動圧軸受の製造方法において、動圧発生溝の形状に対応する突条が外周面に配列され
た内型と、前記外筒体の半径方向に進退すして外筒体外
周面の圧力を変化させる外型との間に、予め内周面に固
着手段を施した前記外筒体を嵌挿し、外型を前記外筒体
方向に所定位置まで前進させて外筒体に半径方向の予圧
を与え、該予圧を与えられている外筒体と前記内型との
間の環状空間に合成樹脂を加熱溶融した成形材料を注入
し、該成形材料が固化した後に外型を外筒体から半径方
向に離間し、その後内型を離型する。

前記外筒体を半径方向に拘束する外型は、円周方向の
複数箇所に内径寸法の異なる部分を有することができ
る。

又、外型は内径寸法の異なる部分を軸方向に有するこ
ともできる。

又、外筒体が軸方向に異なる外径寸法を有するフラン
ジ付の場合、その外筒体を半径方向に拘束する外型の内
径寸法と、前記フランジ付外筒体との間のクリアランス
を、フランジ部分と非フランジ部分とで異ならしめるこ
とができる。

〔作用〕

本発明の動圧軸受は、外筒体と、この外筒体の内周面
に接着剤を介して固着された合成樹脂製の内筒体とから
なり、内筒体の内周面には動圧発生溝が形成されたもの
である。外筒体の内周面と内筒体の外周面とは、動圧軸
受の軸中心線に平行に形成されており、基本的に第１図
（ａ）〜（ｄ）に示すように成形工程を経て製造され
る。

すなわち、第１工程（第１図（ａ））で、外筒体１
（内径寸法２r₁，外径寸法２r₂）の内径面1aに、予め例
えばエポキシ樹脂のような接着剤２を塗布する。

第２工程（第１図（ｂ））で、縦方向に分割可能な外
型３と、円柱状の外周面に動圧発生溝が形成されている
内型４とでなる金型に、上記外筒体１を間挿して型締め
する。

第３工程（第１図（ｃ））で、外筒体１の内周面1aと
内型４の外面4aとで形成されたキャビテイ空間Ｃ内に、
加熱溶融した合成樹脂５を圧力P₁で注入して、一定時間
保圧し樹脂を硬化させる。これにより合成樹脂製の内筒
体６が形成される。この内筒体６は、接着剤２を介して
外筒体１と強固に固着している。

第４工程（第１図（ｄ））で、外型３を開き、続いて
内型４を引き抜き、成形品を金型から取り出して、動圧
軸受を得る。

いま、上記の成形工程において、外筒体１の外周面1b
と外型３の内周面3aとの間に、寸法δのクリアランスを
設けた場合を考える。

キャビテイ空間Ｃ内への注入樹脂圧P₁で、外筒体１は
半径方向外側に弾性変形して、その内・外径寸法が広が
る。その状態で一定時間保圧して樹脂を硬化させた後、
外型３を開き、内型４を引き抜いて離型すると、半径方
向外側に弾性変形していた外筒体１が元の寸法に復元す
る。この外筒体１の復元と共に合成樹脂製の内筒体６の
内径寸法も変化し、縮小される。

すなわち、上記第３工程でキャビテイ空間Ｃ内に形成
された合成樹脂内筒体６の内径寸法（すなわち内型４の
外径寸法）を２R₁、また、成形がおわり離型後の上記内
筒体６の内径寸法を２R₂とすると、R₁＞R₂になる。

次に、上記の成形工程において、外筒体１の外周面1b
に外型３で加圧し、予圧P₂をかけた状態で成形した場合
を考える。

第２工程で外型３をキャビテイＣに向かって前進さ
せ、外筒体１の外径寸法面に圧力P₂をかけて予圧する。
これにより、外筒体１を半径方向内側へ弾性変形させ
る。この状態下で、キャビテイ空間Ｃ内へ樹脂を注入
し、一定時間保圧して樹脂を硬化させた後、外型３を開
くと、外筒体１は半径方向外側に弾性復元して、その内
・外径寸法が広がる。この外筒体１の復元と共に内筒体
６の内径寸法も変化し、拡大される。

すなわち、外筒体１を予圧した場合は、離型後の内筒
体６の内径寸法が予圧しない場合より大きくなる（R₁＜
R₂）。

ここで、始めの外筒体１の内径寸法を２r₁、外径寸法
を２r₂、また金型内での樹脂注型後の外筒体１の内径寸
法を２r₁′とすると、ある温度における外筒体１の弾性
変形による内径寸法の半径変化量Δｒ（＝r₁′‐r₁）は
次の式（１）で表される。

但し、 P₁：外筒体の内径面にかかる圧力 P₂：外筒体の外径面にかかる圧力 E :外筒体の縦弾性係数 m :外筒体のポアソン数また、合成樹脂製内筒体６の金型内における内径寸法
２R₁が、離型後２R₂に変化したときの半径変化量をΔＲ
とすると、内筒体６の合成樹脂層の厚みが薄く樹脂の硬
化収縮量が無視できる場合は、その内筒体６の内径寸法
変化量は外筒体１の内径寸法変化量にほぼ等しくなるか
ら次式（２）が成立する。

ΔＲ≒Δｒ ……（２）上記（１），（２）式を用いれば、外筒体１の内外径
寸法r₁,r₂と、樹脂圧P₁と、外型３で外筒体１の外周面
にかける予圧P₂とを任意に組み合わせることにより、外
筒体１の弾性変形による内径寸法変化量Δｒを自在に制
御できる。換言すれば動圧軸受において、合成樹脂製内
筒体６の内周成形面でなる軸受面の形状・寸法を任意に
制御できる。かくして、内径寸法精度の厳しい軸受が製
造可能である。又、同一軸受内でのラジアル軸受すきま
を軸方向又は円周方向に変化させて負荷容量を制御した
り、低トルクとした軸受などの製造が可能である。

又、上記（１）式のΔｒを負の値とするように、金型
内で外筒体へ負荷する予圧力P₂を制御ずれば、成形後の
外筒体の弾性復元で、内筒体６の内径寸法（軸受内径寸
法）を成形時よりもかなり拡大することができる。この
軸受内径寸法の拡大の程度は、従来の合成樹脂製内筒体
成形における樹脂硬化時の収縮に伴う内径寸法拡大の程
度より大きくできる。したがって、本発明の方法によれ
ば、従来の溝深さ７μｍ程度より深い動圧発生溝であっ
ても容易に離型可能であり、深溝の動圧発生溝とするこ
とができる。

第２図は、内筒体６の成形における離型前後の内径寸
法変化量ΔＲと外筒体１の肉厚との相関関係を、実測値
と式（１）による計算値との比較で示したものである。

この場合の成形条件は次のとおりである。外筒体１は
アルミニウム製、内径寸法の半径r₁＝12mm、外径寸法の
半径r₂＝18、19.5、21、22、23mmの５種類。接着剤はエ
ポキシ系接着剤で20〜40μｍの厚さに塗布。

金型温度は160〜180℃、トランスファ成形機使用、射
出圧P₁は280kg/cm²及び350kg/cm²の２種、架橋時間は３
〜５分。Ｅ＝680000kg/cm²（170℃）、ｍ＝0.3。

外筒体１の外径寸法面1bと外型３との間には寸法δの
クリアランスを介在させたままとし、外筒体１の予圧P₂
＝０とした。

第２図中、曲線は射出圧P₁＝350kg/cm²での内径寸
法変化量ΔＲの計算値、曲線は同実測値である。又、
曲線は射出圧P₁＝280kg/cm²での内径寸法変化量ΔＲ
の計算値、曲線は同実測値である。

第２図において、式（１）によるΔＲの計算値と実測
値とはほぼ一致しており、アルミニウム製外筒体の弾性
変形量と内径寸法形状とは相関していることがわかる。

ちなみに、外筒体１の外径寸法r₂＝23mm、長さ30mmと
した成形品の動圧軸受は、真円度２μｍ以下、円筒度３
μ以下の高精度品が得られた。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図とともに説明する。なお、
各図において同一部分には同一符号を付してある。

第３図ないし第６図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１
実施例を示すもので、第３図は成形用金型の要部断面
図、第４図は外型を構成する部分の平面図、第５図は外
型におけるワーク位置決め構造の部分拡大図、第６図
（ａ）〜（ｄ）は、成形工程を説明する模式図である。

成形型の外型３は、軸方向に分離可能な上型3a、中型
3b、下型3cからなり、中型3bにはテーパ状の案内面ｔを
介して摺動案内される駆動キャビ3dが組み込まれてい
る。この駆動キャビ3dは、第４図に示すように、軸心に
貫通孔を有する円錐台形状で、複数の縦割（この実施例
では２分割）された分割型である。側面部には分割面3e
に直交する横穴3fが穿設され、その中に挿入された引張
りコイルばね3gで一体に密着させている。下型3cには、
第５図に示すように、外筒体１の位置決め凹部3hが深さ
0.1mmの環状溝として形成されている。なお、第３図に
おいて、Ｇはゲート、PLはパーティングライン、10aは
駆動キャビ3dを押し上げるばね、10bはノックピンであ
る。

この実施例の外筒体11は、例えばレーザビームプリン
タのスキャナーユニットスピンドルに用いるアルミニウ
ム製筒体で、内径寸法の半径r₁は一様に12mmである。こ
れに対して外径寸法の半径は軸方向に異なる部分を有し
ており、頂部はｒ＝18mm、底部はr₂＝23mmになっている
（第６図（ａ））。

外筒体11の内径面には、金型に間挿する前に予め、例
えばエポキシ変性のポリイミド樹脂接着剤２を20〜40μ
ｍの厚さに塗布する。

上記外筒体11を下型3c上に位置決めして取付ける。外
筒体11の中心部の貫通孔には外径寸法22mmの内径４が挿
入される。この内型４の外径面には、動圧発生溝の形状
に対応するＶ字状の突条4aが設けてある。この内型４と
外筒体11との間にキャビティＣが形成される。駆動キャ
ビ3dは、ばね10aの弾性力でテーパ面ｔに沿い、上方に
押し上げられている（第６図（ｂ））。

上型3aを降下させると、駆動キャビ3dはテーパ状の案
内面ｔに案内され、下降しつつ外筒体11に向かって半径
方向に前進する。そして所定位置に到達したとき、駆動
キャビ3dの内径寸法面が外筒体11の外径寸法面に当接し
て所定の予圧力P₂で予圧する。しかし、外筒体11の頂部
の外径寸法ｒ＝18mmの部分では、すきま13ができて予圧
はなされない。

型締め後に、図外のトランスファ成形機で例えば溶融
エポキシ樹脂をゲートＧからキャビティＣ内に圧入す
る。射出圧力は十分高くとり、例えば280〜350kg/cm²と
し、金型温度は160〜180℃とする。３〜５分間保圧し、
樹脂を硬化させる。なお、注入樹脂としては、エポキシ
樹脂に炭素繊維やガラス繊維等の補強材を混合したもの
でもよく、又エポキシ樹脂以外の合成樹脂、例えばフェ
ノール、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステル等の
樹脂も使用可能である。こうして、樹脂製内筒体16が形
成される。この内筒体16の外径面は、接着剤２を介して
外筒体11の内径面に一体に固着されている。

この成形のとき、外筒体11の頂部の外径寸法の半径ｒ
＝18mmの箇所では、高い内圧に押されて外筒体11がすき
ま13の方へ逃げて弾性変形する。そのため、キャビティ
Ｃ内において、エポキシ樹脂製の内筒体16の外径寸法
は、頂部が底部より拡張された形状に形成されている
（第６図（ｃ））。

これを離型するとき、上型3aを上方に分離すると、駆
動キャビ3dはばね10aの弾性力で上方に移動すると同時
に半径方向の外方へも移動して、外筒体11に負荷されて
いた予圧P₂が解放される。次いで内型４を下方へ引き抜
く。このとき、外筒体11の頂部の外方への弾性変形がも
との寸法に復元する。これにより、得られた動圧軸受
は、内型４の突条4aによる動圧発生溝Ｄが軸受面に形成
されており、且つ内筒体16の内径寸法が軸方向に異なる
ものとなる。すなわちこの実施例によれば、頂部16aに
おいて、軸受面の内径寸法が金型内の場合とは逆のテー
パ状になり、抜き勾配となる（第６図（ｄ））。その抜
き勾配の大きさを任意に調整するには、上記式（１），
（２）に基づき、離型前後の内筒体16の内径寸法変化量
ΔＲが求める値となるように、外筒体11に加える予圧P₂
の値、外筒体11の頂部の外径寸法2rの値等を選定すれば
よい。

この実施例で得られた動圧軸受は、頂部に抜き勾配を
有するため、内型４の離型が極めて容易になる利点があ
る。

第７図（ａ），（ｂ）に本発明の第２実施例を示す。

これは、内筒体が軸方向に異なる内径寸法部分を有
し、したがってラジアル軸受すきまが軸方向で異なるタ
イプの動圧軸受の場合である。

この実施例にあっては、外型３の構成部分である駆動
キャビ3dの内径寸法が頂部と底部とで異なっている。す
なわち、軸方向のほぼ中間の段部21から頂部に至る部分
の内径寸法Φ_１は、外筒体１の外径寸法に見合う大きさ
を有するのに対して、段部21から底部に至る部分の内径
寸法Φ_２は、外筒体１の外径寸法より大きくなってお
り、外筒体１との間にすきま22が設けられる。

成形時は、キャビティ内への注入樹脂圧P₁で、一様な
肉厚を有する外筒体１の下半部がすきま22の方へ逃げ、
外筒体内外径寸法が弾性的に拡大される。したがって、
キャビティ内における内筒体26は、上半部の外径寸法よ
り下半部の外径寸法か大きく、内径寸法は一様な形状に
なっている。

ところが離型後は、外筒体１の拡大された部分が復元
する。そのため、内筒体26は成形時とは逆になり、下半
部（底部）の内径寸法が上半部（頂部）の内径寸法より
小さい動圧軸受が得られる（第７図（ｂ））。内筒体26
の内径寸法面には、内型４により動圧発生溝Ｄが形成さ
れている。

この実施例によれば、離型時に外型３の締めを解放す
ると同時に、成形品の頂部の内径寸法が半径方向に拡大
されて逃げ23が形成されるから、内型４を無理抜きせず
に離型することが可能である。又、得られた軸受は低ト
ルクで、且つ開口部の軸受すきまが小さいから、潤滑油
等の洩れ逃げが起こりにくく、また、軸受に挿入された
シャフトの軸端での剛性が高く、矯正モーメント力が大
で回転の振れが少なくなるという利点がある。

第８図（ａ）〜（ｃ）に本発明の第３実施例を示す。

これは、第８図（ｃ）に示すように、内筒体36の中央
部の内径寸法Φ_３を頂部と底部とにおける内径寸法Φ_４
より大きくして、軸受面の中央部分に油溜り33を設け、
その上下に動圧発生溝Ｄを有する動圧軸受である。

この実施例にあっては、外筒体31の内径寸法は軸方向
に一様に形成してある。一方、外筒体31の外径寸法面の
外径寸法Φ_５を軸方向の中央部で拡張して、半径方向へ
の突出部34を設け、軸方向に肉厚差を設けてある。

成形時の外型３は、駆動キャビ3dの内径寸法Φ_６を上
記外筒体31の突出部34の外径寸法Φ_５より大きくとり、
型締め状態で外筒体31と駆動キャビ3dとの間に、軸方向
の全長に及ぶすきま37が形成されるようにしてある。

成形時は、キャビティ内への注入樹脂圧P₁で、異なる
肉厚を有する外筒体31の内・外径寸法面がすきま37の方
へ逃げ、外筒体31は弾性変形する。この弾性変形量は、
外筒体31の肉厚差で異なる。すなわち、肉厚の大きい突
出部34より、その上下の肉薄の部分のほうが半径方向の
外方により多く拡張される。したがって、外筒体31の内
面に成形された内筒体36の肉厚は、中央部が薄く、頂部
と底部とが厚くなる。

内型４を引き抜き離型すると、外筒体31の内外径寸法
が弾性的に復元される。そのため、内筒体36の半径方向
での凹凸のパターンは成形時とは逆になる。この復元量
は、外筒体31の肉厚変化に基づく剛性差のみに左右さ
れ、外筒体31の中央部に比べて頂部と底部とでより多く
なる。その結果、得られた動圧軸受の軸受面の中央部分
に、環状の凹所からなる油溜り33が形成される。

この第３の実施例によれば、金型の外型３と外筒体31
とは常に離されているから、離型時に金型との接触で外
筒体31の外面が損傷をうけるおそれがない。又、得られ
た軸受は軸受面の中央部分に油溜り33を設け、その上下
の軸受すきまは小さいから、潤滑剤等の保持が容易にな
るという利点がある。

第９図（ａ）〜（ｃ）に本発明の第４実施例を示す。

これは、上記第３実施例と同様に、軸受面の中央部分
に油溜り33を有する動圧軸受であるが、その製造工程が
異なるものである。

すなわちこの場合は、成形時に、駆動キャビ3dで外筒
体31の突出部34の外径寸法面に予圧P₂をかけ、外筒体31
の肉厚差に基づく剛性と予圧とを併用して外筒体31に半
径方向の弾性変位を生じさせる点が上記第３実施例とは
異なっている。

この実施例では、外筒体31の突出部34における突出量
を大きくできる。その他の作用・効果は第３実施例の場
合と同様である。

第10図（ａ），（ｂ）に本発明の第５実施例を示す。

この実施例の動圧軸受であっては、内筒体56の内径寸
法Φ_７が、円周方向の複数箇所で内径寸法Φ_８に拡張さ
れている。この拡張された内径寸法Φ_８の部分50がグリ
ース溜りである。内径寸法Φ_７の部分には動圧発生溝を
設けてもよいが、平滑な場合もある。このグリース溜り
50は、軸方向に連続して形成しても良く、又不連続に形
成してもよい。

このような動圧軸受の製造に用いる金型は、外筒体１
を半径方向に拘束する外型３の構成部分である駆動キャ
ビ3dの内径寸法Φ_９が、円周方向の複数箇所で内径寸法
Φ₁₀に拡張されて、軸方向の凹溝51が形成されている。
この凹溝51は上記のグリース溜り50に対応した位置に設
けられる。

このような駆動キャビ3dを用いて成形すると、成形時
にキャビティ内への注入樹脂圧P₁で、均一な肉厚を有す
る外筒体１の内・外径面が駆動キャビ3dの凹溝51の方へ
逃げ、外筒体１は弾性変形する。外筒体１の内径面に形
成された合成樹脂製の内筒体56の外径寸法は、上記外筒
体１の弾性変形に応じて局所的に半径方向に拡大された
状態で硬化する。

外型を分割面3eで半径方向に分割させて分離した後、
内型４を引き抜き離型すると、外筒体１の内外径寸法が
弾性的に復元される。そのため、内筒体56の半径方向で
の凹凸のパターンは成形時とは逆になり、軸受面に上記
グリース溜り50を有する動圧軸受が得られる。

第11図（ａ）〜（ｃ）に本発明の第６実施例を示す。

この実施例は、一様な軸受すきまを有する深溝動圧軸
受を製造する場合のものである。

厚みの均一なアルミニウム製の外筒体１は、外径寸法
12.5mm、内径寸法7.5mm、長さ30mm。内型４の外径寸法
は6mmで、その外径面に上下２列のＶ字状の動圧発生溝
形成突部（高さ15μｍ）4aを有している。

この外筒体１の内径面にエポキシ系の加熱硬化型接着
剤２を均一に塗布した後、金型３内に間挿し、その外筒
体１の外径面を駆動キャビ3dで加圧（P₂）して、外筒体
１を直径で40〜50μｍだけ軸心に向かって弾性変形させ
た（第11図（ａ））。次いで、外筒体１の内径面と内型
４の外径面との間のキャビティＣ内に、トランスファ成
形機で溶融したエポキシ樹脂５を圧入し、硬化させて内
筒体６を形成した（第11図（ｂ））。その硬化後、駆動
キャビ3dを半径方向外側に移動させて、外筒体１の外径
寸法面に負荷されていた予圧力を解除した。すると、ア
ルミニウム製の外筒体１の内・外径寸法が弾性復元して
拡大され、内型４の外径面と外筒体１の内径面との間
に、一様なすきま寸法を有する微小すきま60が生じる
（第11図（ｃ））。内筒体６の内径面には、内型４の動
圧発生溝形成突部4aに対応して、深さ15μｍの動圧発生
溝パターンが形成されている。その後、内型４を下方に
引き抜くと、内筒体６の内径面をなんら損傷させずに離
型でき、半径方向に一様な軸受すきまを有する深溝動圧
軸受が得られた。

第12図（ａ）〜（ｃ）に本発明の第７実施例を示す。

この実施例は、一様な軸受すきまを有すると共に、フ
ランジ付外筒を有する動圧軸受を製造する場合のもので
ある。

レーザー・ビーム・プリンタ用スキャナユニットエア
ースピンドルを形成するアルミニウム製外筒体71からフ
ランジ72を有していると、その内径寸法面に半径方向の
圧力P₁を加えた場合、式（１）に従い、フランジ72の部
分に対して肉薄の部分の方が、より大きく外方に弾性変
形する。それ故、自由に弾性変形できる状態で成形する
と、一様な軸受すきまを有するものが得られない。軸受
すきまを一様にするには、内筒体成形時の樹脂圧P₁によ
る外筒体71の弾性変形量を、肉厚の如何に関わらず一様
にすることが必要である。

そこでこの実施例にあっては、外筒体71と駆動キャビ
3dとの間のクリアランスを外筒体71の肉厚に応じて変え
ることにより、駆動キャビ3dによる外筒体71の外径面の
拘束程度を、外筒体71の肉厚に応じて制御する。

具体的には、フランジ72の部分のクリアランス寸法δ
_１と肉薄部分のクリアランス寸法δ_２との関係をδ_１＞
δ_２とし、肉薄部分の変形を肉厚部分と同一変形量とな
るように駆動キャビ3dで拘束する。

このように金型を設計することで、軸受面の円筒度５
μｍ以下の製品を得ることができた。

なお、上記各実施例では、熱硬化性樹脂製内筒体の場
合について述べたが、熱可塑性樹脂製円筒体であって
も、肉厚みが薄く、且つ成形時に金属製外筒体と接着さ
れる場合には同様である。

又、内筒体の成形に際しては、トランスファ成形機の
他、射出成形機を用いることも可能である。

なお、以上は動圧溝を有し、回転により動圧を発生さ
せ、軸と前記動圧溝を有する面とを相対的に非接触で支
持する動圧軸受について述べたが、動圧が所定の値にな
らないとき、動圧軸受の剛性を越える荷重が加えられた
とき、又は最初から意識して、動圧とすべりの働きの両
方をハイブリッドにした軸受とする場合の例のように、
動圧軸受であると同時に、すべり軸受としても用いるこ
とができる。あるいは、動圧溝を油溜りとするすべり軸
受としても用いることができる。

又、外筒体を金属製の例について述べたが、要は外筒
体に予圧を与え、あるいは軸方向又は半径方向に異なる
予圧を与え、これらが外筒体の形状の組み合わせによ
り、内筒体の円周面半径方向に異なる変位を軸方向に生
じさせればよいのであって、例えばガラス材料、焼結材
料、樹脂などであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、軸受成形時の
軸受内径寸法の弾性変形量と可変因子である軸受外筒体
の内・外径寸法、樹脂圧及び外筒体への予圧との間の定
量的な相関関係を利用する。しかして成形時に外型を半
径方向に進退させるなどして、それらの可変因子を調整
するとこで、軸受内径寸法の弾性変形量を制御して、軸
受すきまの形状・寸法を任意に設定することができる。

例えば内筒体の内径寸法を軸方向で異ならしめ、軸受
すきまを頂部で抜き勾配にしたり、底部の方を頂部より
小さくしたり、中央部を大きくしたりすることで、成形
時の離型がし易く、潤滑剤や動圧発生流体の保持が確実
で、低トルクの動圧軸受を得ることができる。

又、内筒体の内径寸法を円周方向で異ならしめ、半径
方向に複数箇所のグリース溜りを有し潤滑作用が大きい
動圧軸受を得ることができる。

又、一様な軸受すきまを有するフランジ付動圧軸受を
も容易に得ることができる。

又、深さ７μｍを越える動圧発生溝を有する深溝動圧
軸受でも容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないし（ｄ）は本発明の基本的な製造工程
を説明する模式図、第２図は上記工程における外筒体の
肉厚とその内径寸法の弾性変化量との相関関係を実測値
と計算値と比較して示すグラフ、第３図は本発明の第１
実施例の成形型の要部縦断面図、第４図は第３図に示さ
れる駆動キャビの平面図、第５図は第３図のＶ部拡大
図、第６図（ａ）ないし（ｄ）は第３図に示される成形
型を用いた製造工程図、第７図（ａ），（ｂ）は本発明
の第２実施例の製造工程図、第８図（ａ）ないし（ｃ）
は本発明の第３実施例の製造工程図、第９図（ａ）ない
し（ｃ）は本発明の第４実施例の製造工程図、第10図
（ａ）は本発明の第５実施例の製造工程の要部横断面
図、第10図（ｂ）は同第５実施例の軸受横断面図、第11
図（ａ）ないし（ｃ）は本発明の第６実施例の製造工程
図、第12図（ａ）ないし（ｃ）は本発明の第７実施例の
製造工程図である。 1,11,31,61,71は外筒体、３は外型、４は内型、6,16,2
6,36,56は内筒体、Ｄは動圧発生溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16C 17/02 F16C 33/14 B29C 45/14 B29D 31/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外筒体と、該外筒体の内周面に固着された
合成樹脂製の内筒体とからなり、該内筒体の内周面に動
圧発生溝が形成された動圧軸受において、前記外筒体の内周面と内筒体の外周面とが動圧軸受の軸
中心線に平行に形成され、前記内筒体が軸方向に異なる
内径寸法部分を有することを特徴とする動圧軸受。
【請求項２】前記内筒体の軸方向に異なる内径寸法を有
する部分は、テーパ状である請求項（１）記載の動圧軸
受。
【請求項３】前記内筒体の軸方向に異なる内径寸法を有
する部分は、軸方向の頂部の内径寸法が底部の内径寸法
より大きいことを特徴とする請求項（１）記載の動圧軸
受。
【請求項４】前記内筒体の軸方向に異なる内径寸法を有
する部分は、軸方向の中央部の内径寸法が頂部および底
部の内径寸法より大きいことを特徴とする請求項（１）
記載の動圧軸受。
【請求項５】外筒体と、該外筒体の内周面に固着された
合成樹脂製の内筒体とからなり、該内筒体の内周面に動
圧発生溝が形成された動圧軸受において、前記外筒体の内周面と内筒体の外周面とが動圧軸受の軸
中心線に平行に形成され、前記内筒体が円周方向の複数
箇所に異なる内径寸法部分を有することを特徴とする動
圧軸受。
【請求項６】外筒体と、該外筒体の内周面に固着された
合成樹脂製の内筒体とからなり、該内筒体の内周面に動
圧発生溝が形成された動圧軸受において、前記外筒体の内周面と内筒体の外周面とが動圧軸受の軸
中心線に平行に形成され、前記外筒体が軸方向に異なる
外径寸法部分を有することを特徴とする動圧軸受。
【請求項７】前記外筒体の軸方向に異なる外径寸法を有
する部分は、軸方向の頂部の外径寸法が底部の外径寸法
より小さいことを特徴とする請求項（６）記載の動圧軸
受。
【請求項８】前記外筒体の軸方向に異なる外径寸法を有
する部分は、軸方向の頂部の外径寸法が底部の外径寸法
より大きいことを特徴とする請求項（６）記載の動圧軸
受。
【請求項９】前記外筒体の軸方向に異なる内径寸法を有
する部分は、軸方向の中央部の外径寸法が頂部および底
部の外径寸法より大きいことを特徴とする請求項（６）
記載の動圧軸受。
【請求項１０】外筒体の内周面に合成樹脂製の内筒体が
固着され、該内筒体の内周面に動圧発生溝が形成された
動圧軸受の製造方法において、動圧発生溝の形状に対応する突条が外周面に配列された
内型と、前記外筒体の半径方向に進退すして外筒体外周
面の圧力を変化させる外型との間に、予め内周面に固着
手段を施した前記外筒体を嵌挿し、外型を前記外筒体方
向に所定位置まで前進させて外筒体に半径方向の予圧を
与え、該予圧を与えられている外筒体と前記内型との間
の環状空間に合成樹脂を加熱溶融した成形材料を注入
し、該成形材料が固化した後に外型を外筒体から半径方
向に離間し、その後内型を離型する動圧軸受の製造方
法。
【請求項１１】前記外筒体を半径方向に拘束する外型
が、内周方向の複数箇所に内径寸法の異なる部分を有す
ることを特徴とする請求項（10）記載の動圧軸受の製造
方法。
【請求項１２】前記外筒体を半径方向に拘束する外型
が、内径寸法の異なる部分を軸方向に有することを特徴
とする請求項（10）記載の動圧軸受の製造方法。
【請求項１３】軸方向に異なる外径寸法を有するフラン
ジ付外筒体を半径方向に拘束する外型の内径寸法と、前
記フランジ付外筒体との間のクリアランスが、フランジ
部分と非フランジ部分とで異なることを特徴とする請求
項（10）記載の動圧軸受の製造方法。