JP4519718B2 - 軸受部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電鋳加工で形成された電鋳部を有する軸受部材およびその製造方法に関するものである。この軸受部材は、例えば軸の外周面との間に軸受隙間を形成する軸受面を電鋳部で構成した軸受部材として好適に使用可能である。

電鋳部品は、電鋳加工上の特性を活かし、微細かつ複雑な形状を有する部品として様々な分野に適用されている。また、この種の電鋳部品は、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）では、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（電鋳軸受部材）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

この種の軸受は、例えばＨＤＤ等のディスク駆動装置をはじめとする情報機器用のスピンドルモータに組み込んで使用されるが、その場合には、より高い回転精度や軸受剛性が求められる。上記要求性能を満足するためには、軸受面の面精度はもちろん、軸受面を要求性能に応じた形態とする必要が生じる。例えば、回転精度の向上を狙って、軸受面に動圧溝等の動圧発生手段を設けたり、あるいは、モーメント剛性の向上を狙って、軸受面を軸方向に離隔して複数設けた構成が考えられる。しかしながら、上記形態の軸受面を電鋳部の内周面に形成し、かつそれらを精度良く仕上げることは容易ではなく、そのため、かかる加工工程が複雑化し、高コスト化を招く。また、マスター軸には、電鋳部からの引抜きを考慮すると、その外周面形状が軸方向で均一のものを使用せざるを得ない場合が多い。このことによっても、マスター軸の外周面に析出形成される電鋳部の内周面の形状自由度が制限される。この種の問題は、軸受部材に限らず、微細かつ複雑な表面形状が求められる電鋳部品全てに起こり得る。

本発明の課題は、電鋳部表面の形状自由度を高めた軸受部材およびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、電鋳加工で形成された円筒状の電鋳部を有する軸受部材であって、電鋳部の内周面が、外径一定のマスター表面への析出によって形成された第一析出面と、マスター表面を被覆する導電性被膜上への析出によって形成された第二析出面とを備え、第一析出面はマスターの引抜きに伴い電鋳部の内周面に露出し、電鋳部の内周に挿入された軸との間に軸受隙間を形成すると共に、第二析出面は導電性被膜の除去により電鋳部の内周面に露出することを特徴とする軸受部材を提供する。

この構成によれば、導電性被膜上に析出した第二析出面は、その被膜厚み分だけ、マスター表面からその法線方向に離隔した位置に形成される。従って、導電性被膜の形状やサイズを適宜調整した上で電鋳加工を行い、その後、マスターおよび導電性被膜を除去すれば、第二析出面と、マスター表面と同レベルに形成される第一析出面との組み合わせにより、電鋳部の内周面がマスターの表面形状とは異なる形状に形成される。 そのため、電鋳部の内周面の形状自由度を高めることができる。

また、予めマスター表面に導電性被膜を高精度に形成しておくことで、導電性被膜の外表面形状が第二析出面として電鋳部の表面に高精度に転写される。これにより、電鋳部表面が高精度に仕上げられた状態で形成されるので、これら電鋳部表面の形成加工と仕上げ加工とを別々の加工で行う場合に比べて加工が容易であり、かかるコストを低減することが可能となる。

上記軸受部材として、例えば第一析出面が軸方向の複数箇所に離隔して形成され、隣接する第一析出面間に第二析出面が形成され、かつ第一析出面が軸との間に軸受隙間を形成するものが構成可能である。この場合、軸受隙間が軸方向の複数箇所に離隔して形成されると共に、第二析出面によって軸受部材の内周面に形成される帯状の凹部は、軸受隙間の間に形成され、軸受面となる第一析出面より大径の逃げ部となる。これによれば、軸をできるだけ軸方向に離隔した位置で支持しつつも、その軸受面積を必要以上に増加せずに済む。そのため、ロストルクや摺動摩擦の増加を避けつつ、モーメント耐力を高めることができる。

また、上記軸受部材として、例えば第二析出面で動圧溝を形成すると共に、第一析出面で動圧溝間の丘部を形成したものが構成可能である。この場合、第二析出面により形成される動圧溝と、この動圧溝間の丘部を形成する第一析出面とで軸受面が構成される。従って、この構成によれば、動圧溝に生じた潤滑油等の流体の動圧作用で軸をラジアル方向に非接触支持して、軸受の回転精度をより一層高めることができる。

上記構成の軸受部材は、この軸受部材と、軸受部材の内周に挿入される軸とを備えた軸受装置として好適に提供することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、外径一定のマスターの表面に、導電性被膜を形成した上で電鋳加工を行って、マスター表面に析出した第一析出面と導電性被膜上に析出した第二析出面とを有する電鋳部を形成し、その後、電鋳部からのマスターの引抜きによる分離と導電性被膜の除去とを行うことで第一析出面および第二析出面を電鋳部の内周面に露出させ、この内周面に挿入した軸と第一析出面との間に軸受隙間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。

この方法によれば、電鋳部を形成した後、マスターを電鋳部から分離することで、電鋳加工時にマスター表面に析出した第一析出面が電鋳部の表面として露出し、さらに導電性被膜を除去することで、導電性被膜上に析出した第二析出面が電鋳部の表面として露出する。よって、予め導電性被膜を、その厚みやサイズ、形成位置等を適宜調整した上でマスター表面に形成しておくことにより、第二析出面ひいては電鋳部表面の形状自由度を高めることができる。

また、上記方法を採用して、内周面に動圧発生部を有する軸受部材を製造するに際し、マスターの外周面に、動圧発生部の形状に対応した型部を有する導電性被膜を形成した上で電鋳加工を行い、その後、電鋳部からのマスターの分離と導電性被膜の除去とを行うようにしてもよい。

上述の方法によれば、導電性被膜の除去後、電鋳部の内周面に、導電性被膜の上記型部に対応した形状の動圧発生部が形成される。従って、予め導電性被膜の型部を所要の形状とすることで、軸受部材の内周面に形成される動圧発生部の形状自由度を高めることができる。

また、上記動圧発生部の形状に対応した型部を含め、導電性被膜をマスター外周面の電鋳部形成予定領域の全面に亘って形成することもできる。この場合、電鋳部の内周面とマスターの外周面との間に導電性被膜が介在した状態となる。この状態からマスターの引抜きを行うことで、電鋳部とマスターとの摺動接触を避けることができる。また、上記導電性被膜を除去した後にマスター軸を引抜く場合、導電性被膜の除去により、電鋳部の内周面とマスター軸の外周面との間に少なくとも被膜厚さ分の径方向隙間が形成されるので、電鋳部とマスターとの摺動接触を避けることができる。従って、導電性被膜の除去と、マスターの分離との何れを先に行っても、電鋳部の内周面とマスターの外周面との間の摺動摩耗を避けて、マスター軸を電鋳部から引抜くことができる。

導電性被膜は、種々の方法によりマスター表面に形成することができ、一例として微量インクの集合体で形成する方法を挙げることができる。この方法は、インクジェット法に代表されるように、液滴状の微量インク（ここでは導電性材料）をノズル等から吐出し、これを素材表面（ここではマスター表面）に例えば着弾又は滴下させる等の形態で供給し、この微量インクの集合体で所要のパターン形状を形成する方法をいう。

上記導電性被膜の除去は、例えば溶剤で行うことができる。この場合、導電性被膜以外の部材、例えば電鋳部やマスター軸を、上記溶剤に対する耐性を有する材料で形成することで、導電性被膜のみを溶解し、被膜の除去を容易に行うことができる。

以上のように、本発明によれば、電鋳部表面の形状自由度を高めた軸受部材を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図７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、電鋳部４を樹脂でモールドした樹脂部５とを備える。

軸受部材３の内周面には、後述する電鋳加工によりマスター軸８の外周面８ａに析出した第一析出面４ａが形成される。この第一析出面４ａは、その全面に亘って軸部材２の外周面２ａとの間に軸受隙間を形成する軸受面となり、この実施形態では、軸方向に離隔して２箇所形成される。軸方向に離隔して形成された第一析出面（軸受面）４ａ、４ａ間には、後述する電鋳加工で導電性被膜７上に析出した第二析出面６が形成され、この第二析出面６によって、その径方向寸法を第一析出面４ａの径方向寸法に比べて大きくした逃げ部が形成される。第二析出面６で形成される逃げ部の形状は、電鋳加工前にマスター軸８の外周面８ａに形成される導電性被膜７の表面形状に倣ったものとなる。なお、図１では、第二析出面６で形成される逃げ部の形状を理解し易くするため、その径方向寸法を、軸部材２や軸受部材３の径方向寸法に比べて大きく誇張して描いている。

このように、軸受装置１を構成する軸受部材３の内周面に、第一析出面（軸受面）４ａを軸方向に離隔して２箇所形成し、かつ第一析出面４ａ、４ａ間に第一析出面４ａより大径の逃げ部を第二析出面６で形成することにより、軸部材２の相対回転時、軸部材２をなるべく軸方向に離隔した位置で支持しつつも、その軸受面積を必要以上に増加せずに済む。そのため、ロストルクや摺動摩耗の増加を避けつつ、モーメント耐力を高めることができる。

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軸８の外表面を絶縁性材料でマスキングする工程、マスター軸８の外周面８ａに導電性被膜７を形成する工程、導電性被膜７を形成したマスター軸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およびマスター軸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とマスター軸８とを分離する工程、および電鋳部４から導電性被膜７を除去する工程とを順に経て製造される。

電鋳部４の成形母体となるマスター軸８は、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。マスター軸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。

マスター軸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、マスター軸８の外周面精度は、軸受面となる電鋳部４の第一析出面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。

マスター軸８の外表面には、図２に示すように、電鋳部４の形成予定領域を除き、マスキングが施される。マスキング部９形成用の被覆材としては、絶縁性、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。

マスター軸８の外周面８ａのうち、電鋳部４の形成予定領域の一部領域に導電性被膜７が形成される。この実施形態では、図２に示すように、マスキング部９間の外周面８ａが露出した領域の軸方向中央に、導電性被膜７が全周に亘って帯状に形成される。導電性被膜７を形成する材料としては、その被膜上に電鋳部４を形成可能な程度に導電性を有すると共に、溶剤に対して溶解可能な材料であることが好ましく、例えば日本黒鉛工業（株）社製のＵ．Ｃ．Ｃを一例として挙げることができる。

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軸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軸８の外表面のうち、マスキング部９を除く領域（外周面８ａの露出領域および導電性被膜７表面）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、マスター軸８外周のマスキング部９以外の領域に円筒状の電鋳部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、図４に示すように、マスター軸８の外周面８ａの一部に導電性被膜７を形成し、さらに導電性被膜７の外周に電鋳部４を形成した複層状の構造をなす。このうち、電鋳部４の内周面には、マスター軸８の外周面８ａに析出した第一析出面４ａと、導電性被膜７上に析出した第二析出面６とが形成される。なお、電鋳部４の厚みは、これが薄すぎると軸受面（第一析出面４ａ）の耐久性低下等につながり、厚すぎるとマスター軸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〜１００μｍ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５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、固定型１１、および可動型１２からなる金型には、ランナ１３および点状ゲート１４と、キャビティ１５とが設けられる。点状ゲート１４は、同図に示すように、成形金型の、樹脂部５の軸方向一端面に対応する位置に形成され、円周方向等間隔に複数箇所形成される。各点状ゲート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。なお、ゲート形状としては、図５に示す点状ゲート１４の他、図示は省略するが、樹脂部５の軸方向一端面の外周縁部に対応する位置に環状につながった状態に設けられた、いわゆるフィルムゲートを採用することも可能である。

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１２を固定型１１に接近させて型締めする。次に、型締めした状態で、スプール（図示は省略する）、ランナ１３、および点状ゲート１４を介してキャビティ１５内に溶融樹脂Ｐを射出・充填し、樹脂部５を電鋳軸１０と一体に成形する。

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）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等の高機能結晶性ポリマーが使用可能である。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、マスター軸８、導電性被膜７、電鋳部４、および樹脂部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、その後の分離工程において電鋳部４と導電性被膜７、および樹脂部５とからなる軸受部材３（図６を参照）と、マスター軸８とに分離される。

ところで、マスター軸８の外周面８ａに形成された電鋳部４には、電鋳部４の内周面（第一析出面４ａおよび第二析出面６）がマスター軸８から剥がれる方向に変位するのを妨げる向きの応力（残留応力）が生じる場合が多い。この残留応力は、例えば電鋳軸１０に衝撃を与える等して電鋳部４の内周面とマスター軸８の外周面８ａとの間の密着状態を解消することにより解放される。この応力解放に伴い電鋳部４の内周面が拡径し、この内周面とマスター軸８の外周面８ａとの間に径方向の隙間が形成される。

分離工程では、上述の原理を利用して軸受部材３とマスター軸８との分離が行われる。具体的には、電鋳軸１０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８の外周面８ａとの間に微小隙間を形成する。そして、この微小隙間を介した状態で、図６に示すように、マスター軸８を電鋳部４の内周から引抜く。これにより、電鋳部４の内周面のうち、マスター軸８の外周面８ａに析出形成された第一析出面４ａが外周面８ａから剥離し、内周側に露出する。

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とマスター軸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をマスター軸８から分離した後、電鋳部４の内周に形成された導電性被膜７を溶剤により溶解する。これにより、導電性被膜７が除去され、完成品としての軸受部材３が得られる。この際、電鋳部４の内周面には、図７に示すように、導電性被膜７の除去跡としての逃げ部が、導電性被膜７上に析出した第二析出面６で形成されると共に、逃げ部の軸方向両端に、逃げ部より小径の第一析出面（軸受面）４ａ、４ａが離隔形成される。

上述の如く形成された軸受部材３の内周に、引抜いたマスター軸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。この際、第二析出面６で形成された逃げ部における軸受部材３と軸部材２との間の径方向隙間幅ｄ２は、図７に示すように、第一析出面４ａと軸部材２の外周面２ａとの間の径方向隙間幅ｄ１に比べて、導電性被膜７の径方向厚みの分だけ大きい。

このように、マスター軸８の外周面８ａに導電性被膜７を形成した状態で電鋳部４を形成し、その後に導電性被膜７を除去することで、電鋳部４の内周に、マスター軸８の外周面８ａに析出した第一析出面４ａで軸受面を、また導電性被膜７上に析出した第二析出面６で逃げ部をそれぞれ形成することができる。これによれば、マスター軸８の外周面８ａ形状を逃げ部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、マスター軸８を引抜く際も無理抜きにならずに済み、電鋳部４の内周面、特に軸受面となる第一析出面４ａの損傷を防ぐことができる。

以上、本発明に係る軸受装置１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ず他の構成についても適用可能である。

図８は、軸受装置１の他の構成例を示す断面図である。同図における軸受装置１’は、電鋳部４の内周面に形成される第二析出面１６（同図中破線で囲まれる領域）で、逃げ部の代わりに、複数の動圧溝１６ａをへリングボーン形状に配列した領域（動圧発生部）を形成した点を特徴とするものである。この実施形態における第二析出面１６は、図９に示すように、マスター軸８に、上記動圧発生部に倣った形状の導電性被膜１７を形成した上で電鋳加工を行うことで導電性被膜１７上に析出した面であり、電鋳加工後、マスター軸８の分離と、導電性被膜１７の除去とを行うことで、動圧溝１６ａを有する動圧発生部を形成する。この場合、第二析出面１６で形成される動圧溝１６ａ間の丘部が第一析出面４ａで形成される。

このように、動圧溝１６ａ等の複雑な形状を電鋳部４の内周面に形成する場合であっても、導電性被膜１７を予め動圧溝１６ａに対応する形状に形成し、電鋳部４形成後、この導電性被膜１７を除去することにより、導電性被膜１７上に析出した第二析出面１６で動圧溝１６ａを形成することができる。また、このように複数の動圧溝１６ａを配列してなる動圧発生部を形成した軸受装置１’においては、第一析出面４ａおよび第二析出面１６と、これに対向する軸部材２の外周面２ａとの間の径方向隙間に、潤滑油を介在させた状態で、軸部材２が回転することにより、動圧溝１６ａによる潤滑油の動圧作用を生じる。これにより、軸部材２が油膜を介してラジアル方向に非接触支持される。

以上の実施形態では、導電性被膜７、１７の除去を、マスター軸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。例えば図１０に示すように、逃げ部に対応する箇所７ａを含む導電性被膜７’が電鋳部４とマスター軸８との間に全面に亘って形成される場合や、図１１に示すように、動圧溝１６ａに対応する箇所（動圧溝対応部）１７ａを含む導電性被膜１７’が電鋳部４とマスター軸８との間に全面に亘って形成される場合など、マスター軸８と密着させた状態で、軸方向端部から溶剤により導電性被膜７’、１７’が溶解可能である限り、導電性被膜７’、１７’の除去をマスター軸８の引抜きに先んじて行うことができる。この場合、電鋳部４の内周面には、第一析出面４ａは析出形成されず、導電性被膜７’、１７’上に析出した第二析出面６、１６のみが形成される。

この場合、電鋳部４の内周全面に亘り形成された導電性被膜７’、１７’の膜部７ｂ、１７ｂを除去することで、電鋳部４の内周全面と軸部材２の外周面２ａとの間に膜部７ｂ、１７ｂの厚み分の径方向隙間幅が確保される。これにより、導電性被膜７’、１７’除去後のマスター軸８の分離工程では、マスター軸８の外周面８ａと電鋳部４の内周面（第一析出面４ａ）との摺動接触を確実に回避することができる。また、マスター軸８の引抜きに先立って導電性被膜７’、１７’を除去することで、マスター軸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できる。もちろん、上記形状の導電性被膜７’、１７’を除去する前にマスター軸８を引抜くことも可能である。この場合には、マスター軸８と電鋳部４の内周面との間に全面に亘って導電性被膜７’、１７’が形成されているので、マスター軸８の引抜き時、マスター軸８の外周面８ａと電鋳部４の内周面とが摺動接触することはない。これにより、電鋳部４内周面の損傷を確実に避けて、マスター軸８を電鋳部４から分離することができる。

これら導電性被膜７、１７（７’、１７’を含む。以下同じ。）の形成は、例えばインクジェット法を以って行うことができる。図１２は、複数の動圧溝１６ａをへリングボーン形状に配列した動圧発生部を形成するための導電性被膜１７をインクジェット方式で印刷形成する工程を概念的に示す図である。同図に示すように、この印刷工程で使用される印刷装置は、回転駆動部２３と、回転駆動部２３によって回転支持されるマスター軸８の外周面８ａと対向させた一又は複数のノズルヘッド２０と、ノズルヘッド２０に対してその円周方向位置を異ならせて配置した、好ましくは図示のようにマスター軸８を挟んだ状態でノズルヘッド２０と対向させて配置した硬化部２１とを主要な構成要素とする。ノズルヘッド２０には、液滴状の微量インク２２を吐出する複数のノズル２４が軸方向に配設される。このノズル２４の列は、一列でもよく、並列させた状態で複数列設けてもよい。

インク２２には、溶剤に溶解可能でかつ外周面８ａに硬化により定着可能なものが使用され、例えば熱硬化性樹脂や、紫外線硬化樹脂に代表される光硬化性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物が使用可能である。また、インク２２としては、導電性を有することが必須であるが、必ずしもベース樹脂自体が導電性を有する必要は無く、インク２２の成形性を損なわない程度に導電性を有する樹脂や充填剤をベース樹脂に配合したものを使用することもできる。硬化部２１は、樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー（熱や光）を供給するもので、この実施形態では紫外線ランプの照射装置が使用される。

以上の構成において、マスター軸８を回転駆動させた状態でノズル２４からインク２２を吐出することにより、液滴状の微量インク２２がマスター軸８の外周面８ａの所定位置に着弾する。この液滴をなす微量インク２２を多数集合させることで、マスター軸８の外周面８ａに、例えばへリングボーン形状に配列された複数の動圧溝対応部１７ａを含む導電性被膜１７が印刷形成される（図１２を参照）。

導電性被膜１７の印刷は、この実施形態では、マスター軸８の回転に伴って徐々に円周方向に進行する形で行われ、印刷部分が硬化部２１の対向領域に達すると（この図示例ではノズルヘッド２０対向箇所から半周すると）、紫外線の照射を受けたインク２２が重合反応を起こして順次硬化する。各ノズル２４からのインク２２の供給・停止を適宜切替えながらマスター軸８を１回転〜数十回転させて上記印刷・硬化工程を繰り返すことで、マスター軸８の全周に導電性被膜１７が形成される。

この種のインクジェット法によれば、被膜形状を予めプログラミングし、そのプログラムに沿ってノズル２４の位置およびインク２２の供給・停止を制御することができるので、複雑かつ微細な形状を有する導電性被膜１７であっても、かかる被膜を高い精度で形成することができる。また、図１０や図１１に係る導電性被膜７’、１７’のように、被膜厚みが周方向あるいは軸方向で異なるような被膜であっても、上記の方法であれば容易に形成することができる。

なお、インク２２の定着方式としては、上述のインクジェット方式に限らず、例えば電気泳動を利用して液滴を吐出・着弾させる方法や、いわゆるノズルレスタイプの液滴吐出方式、あるいはマイクロピペットを介してインク２２を液滴の状態ではなく連続的に素材の表面に吐出する方式、あるいは外周面８ａまでの距離を短縮し、インク２２を吐出と同時に外周面８ａに接触させる方式などを採用することができる。

また、導電性被膜７、１７は、上記形態のように、マスター軸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、軸受面３ａ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、導電性被膜７上に電鋳部４を形成した場合、図４に示すように、電鋳部４の外周面が導電性被膜７の厚み分だけ一部凸状に盛り上がって形成されることがある。この現象を利用すれば、例えば帯状の導電性被膜７を厚肉に形成し、この上に電鋳部４を形成することで、樹脂部５のインサート成形後、外径側に盛り上がった電鋳部４の径方向凸部４ｂを、樹脂部５に対する軸方向の抜け止めとして作用させることもできる。

また、以上の実施形態では、電鋳部４を薄肉円筒状に形成し、電鋳部４をインサート部品として、電鋳部４の外径側に樹脂部５を一体にインサート成形した場合を説明したが、必ずしも、軸受部材３を電鋳部４と樹脂部５とで構成する必要はなく、例えば電鋳部４自体を極度に厚肉に形成して、樹脂部５に対応する箇所も電鋳部４で形成することもできる。これによれば、電鋳部４のみで軸受部材３を構成することも可能である。また、マスター軸８の軸方向一端側にのみ絶縁性マスキングを施すことで、その内周面を有底円筒状とした電鋳部４が形成され、これにより、一端を閉口した軸受部材３を形成することが可能となる。

また、以上の実施形態では、軸受装置１、１’の軸受隙間に介在させ、ラジアル軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも軸受隙間に動圧作用を生じ得る流体、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１、１’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１を上記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８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１３は、軸受装置３１を組み込んだモータ３０の断面図を示している。このモータ３０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３２を回転自在に非接触支持する軸受装置３１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及びディスクハブ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。

この実施形態において、軸受装置３１は、軸受部材３と、軸受部材３の内周に挿入される軸部材３２と、軸受部材３の一端に装着され、軸部材３２の下端と接触するスラストプレート３３とを備えている。軸受部材３の内周には、図示は省略するが、図１に示す形状の逃げ部、および図８に示す形状の動圧発生部がそれぞれ形成されている。この場合、上記逃げ部（を形成する第二析出面６）および上記動圧発生部（を形成する第二析出面１６）を形成するためのマスター軸８には、その外周面８ａに、図２に示す形状の導電性被膜７と、図９に示す形状の導電性被膜１７とを共に形成したものが使用される。

上記構成の軸受装置３１において、軸部材３２の回転時、軸受部材３の第二析出面１６および第二析出面１６で形成される動圧溝１６ａ間の丘部（何れも図８を参照）とこれに対向する軸部材３２の外周面との間の径方向隙間には、動圧溝１６ａによる潤滑油の動圧作用で軸部材３２をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部Ｒが軸方向に離隔して２箇所形成される。これと同時に、軸部材３２の下端とスラストプレート３３の上端面との間に、軸部材３２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。

図１３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、この他にも、動圧溝等の動圧発生手段で軸部材３２をスラスト方向に非接触支持する動圧軸受も使用可能である。

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。上記構成の軸受装置であれば、上記の通り、軸受面となる第一析出面４ａ、あるいは第二析出面６、１６の形状自由度を容易に高め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。 非導電性マスキング部および導電性被膜を形成したマスター軸の斜視図である。 電鋳軸の斜視図である。 電鋳軸の断面図である。 軸受部材の型成形工程を概念的に示す図である。 マスター軸の分離工程を概念的に示す図である。 被膜除去空間の周辺を拡大した断面図である。 軸受装置の他の構成例を概念的に示す図である。 他の構成に係る導電性被膜を形成したマスター軸の斜視図である。 導電性被膜の他の構成例を概念的に示す断面図である。 導電性被膜の他の構成例を概念的に示す断面図である。 インジェット法による導電性被膜の形成工程を概念的に示す図である。 軸受装置を備えたモータの一構成例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
３ａ 軸受面
４ 電鋳部
４ａ 第一析出面
５ 樹脂部
６ 第二析出面
７ 導電性被膜
８ マスター軸
９ マスキング部
１０ 電鋳軸
１６ 第二析出面
１６ａ 動圧溝
１７ 導電性被膜
２１ 硬化部
２２ インク
２４ ノズル
３１ モータ
３３ スラストプレート
Ｒ ラジアル軸受部
Ｔ スラスト軸受部

Claims (8)

1. 電鋳加工で形成された円筒状の電鋳部を有する軸受部材であって、電鋳部の内周面が、外径一定のマスター表面への析出によって形成された第一析出面と、マスター表面を被覆する導電性被膜上への析出によって形成された第二析出面とを備え、
   第一析出面はマスターの引抜きに伴い電鋳部の内周面に露出し、電鋳部の内周に挿入された軸との間に軸受隙間を形成すると共に、第二析出面は導電性被膜の除去により電鋳部の内周面に露出することを特徴とする軸受部材。
2. 第一析出面が軸方向の複数箇所に離隔して形成され、隣接する第一析出面間に第二析出面が形成され、これにより軸受隙間を軸方向の複数箇所に離隔して形成すると共に、これら軸受隙間の間に逃げ部を形成した請求項１記載の軸受部材。
3. 第二析出面で動圧溝を形成すると共に、第一析出面で動圧溝間の丘部を形成した請求項１記載の軸受部材。
4. 請求項１〜３の何れか記載の軸受部材と、軸受部材の内周に挿入される軸とを備えた軸受装置。
5. 外径一定のマスターの表面に、導電性被膜を形成した上で電鋳加工を行って、マスター表面に析出した第一析出面と導電性被膜上に析出した第二析出面とを有する電鋳部を形成し、
   その後、電鋳部からのマスターの引抜きによる分離と導電性被膜の除去とを行うことで第一析出面および第二析出面を電鋳部の内周面に露出させ、この内周面に挿入した軸と第一析出面との間に軸受隙間を形成することを特徴とする軸受部材の製造方法。
6. 内周面に動圧発生部を形成するに際し、マスターの外周面に、動圧発生部の形状に対応した型部を有する導電性被膜を形成した上で電鋳加工を行い、その後、電鋳部からのマスターの分離と導電性被膜の除去とを行うことを特徴とする請求項５記載の軸受部材の製造方法。
7. 導電性被膜を、微量インクの集合体で形成する請求項５又は６記載の軸受部材の製造方法。
8. 導電性被膜の除去を、溶剤で行う請求項５〜７の何れか記載の軸受部材の製造方法。

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