KR101414110B1 - 베어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정밀도의 동압 발생부를 갖는 베어링 부재를 안정되게, 또한 저비용으로 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 전기 주조 가공에 의해 전기 주조부(10)의 내주면에 동압 발생부로서 동압홈(8a1,8a2)을 형성하고, 이 전기 주조부(10)를 삽입하여 수지로 사출 성형함으로써 베어링 부재(8)를 형성한다. 이 축부재의 내주에 축부재(2)가 삽입된다.

동압, 베어링, 동압 베어링 장치

Description

베어링 장치{BEARING DEVICE}

본 발명은 베어링 간극에 생기는 유체의 동압작용으로 축부재를 회전가능하게 지지하는 베어링 장치에 관한 것이다. 이러한 종류의 베어링 장치는 「동압 베어링 장치」로 칭해지며, 정보기기, 예컨대 HDDㆍFDD 등의 자기디스크 장치, CD-ROM/RAM 등의 광디스크 장치, MDㆍMO 등의 광자기디스크 장치 등에 탑재하는 스핀들 모터용, 레이저빔 프린터(LBP) 등에 탑재하는 폴리곤 스캐너 모터용, 혹은 축류 팬 등의 전기기기에 탑재하는 소형 모터용으로서 적합하다.

이 동압 베어링 장치에서는 통상 축부재가 레이디얼 베어링 간극에 생기는 유체의 동압작용에 의해 레이디얼 방향으로 비접촉 지지된다. 레이디얼 베어링 간극에 유체의 동압작용을 발생시키기 위해서, 축부재의 외주면과 이것에 대향하는 베어링 부재의 내주면 중 적어도 어느 한쪽의 소정 영역에는 동압 발생부로서, 예컨대 헤링본 형상으로 배치된 동압홈이 형성된다.

그런데, 상기 정보기기용 동압 베어링 장치는 매우 높은 회전 정밀도가 요구되는 것이며, 따라서, 동압홈은 매우 고정밀도로 형성될 필요가 있다. 베어링 부재의 내주면에 이러한 종류의 동압홈을 형성하는 방법으로서, 전조에 의해 형성된 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌1 참조).

특허문헌1: 일본 특허 공개 평10-196640호 공보

상기 특허문헌1에 기재되어 있는 발명에 있어서는, 복수의 돌기를 갖는 전조기를 베어링 부재 내주에 삽입하고, 상기 전조기를 시계방향 및 반시계방향으로 교대로 회전시키면서 축방향으로 진행시킴으로써, 동압홈이 베어링 부재의 내주에 형성된다. 이러한 전조에 의한 동압홈의 형성 방법에서는, 그 특성상 홈형상에 불균형이 생기기 쉽고, 고밀도의 홈을 안정되게, 또한 저비용으로 양산하는 것이 곤란하다.

또한, 상기 정보기기에 이용되는 베어링 장치에는 보다 한층의 고속 회전 정밀도가 요구되고 있고, 그 때문에, 베어링 부재의 내주면과 이것에 대향하는 축부재의 외주면의 간극(클리어런스)을 고정밀도로 설정하는 것이 중요하게 된다.

그래서, 본 발명은 높은 회전 정밀도를 갖는 베어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 베어링 장치는, 마스터 축의 표면에 석출된 금속으로 형성된 전기 주조부와, 전기 주조부의 외주를 수지의 사출 성형으로 몰드하는 것에 의해 형성된 몰드부를 구비하는 베어링 부재의 내주에, 축부재를 삽입하여 이루어지는 베어링 장치로서, 전기 주조부의 내주에 마스터 축의 표면에 석출하기 시작한 면으로 이루어지는 베어링면을 형성하고, 전기 주조부의 두께를 10~200㎛, 축부재의 축지름을 1~6㎜로 하고, 또 몰드부에 있어서 수지의 반경방향의 성형 수축률을 0.05% 이상, 1.0% 이하로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

전기 주조부는 마스터 표면에 금속이온을 석출시켜 금속층을 형성하는 전기 주조 가공에 의해 형성된다. 이 금속층의 형성은 전해 도금과 비슷한 방법으로 행하는 것 외에 무전해 도금과 비슷한 방법으로도 행할 수 있다. 틀부는, 전기 주조부에 동압 발생부를 형성하는 경우에는 동압 발생부의 형상에 대응하는 단면 비진원(非眞圓) 형상으로 형성되고, 축부에 동압 발생부를 형성하는 경우에는 단면 진원 형상으로 형성된다. 전기 주조 가공의 특성상, 전기 주조부에는 마스터 축의 틀부가 정밀도 좋게 전사되고, 전사된 면은 마스터 축의 표면 정밀도에 가까운 면 정밀도로 된다. 그 때문에, 미리 마스터 축(특히, 그 틀부)의 표면 정밀도를 높여 두면 베어링 부재의 내주면을 고정밀도로 성형할 수 있고, 이것에 의해 베어링 간극을 고정밀도로 설정할 수 있게 된다.

예컨대, 전기 주조부의 내주면에 동압 발생부를 형성함으로써, 미리 마스터 축의 틀부의 정밀도를 높여 두는 것으로, 동압 발생부를 고정밀도로 형성할 수 있게 된다. 이 베어링 부재는 동압 발생부의 형상에 대응한 틀부를 외주에 갖는 마스터 축을 제작하는 공정(마스터 축 제작 공정)과, 틀부를 포함하는 마스터 축의 외주에 전기 주조부를 형성하는 공정(전기 주조 공정)과, 전기 주조부의 형성 후에 전기 주조부를 삽입하여 사출 성형하는 공정(몰드 공정)과, 사출 성형 후에 마스터 축과 전기 주조부를 분리하는 공정(분리 공정)을 거쳐 제작하는 것이 가능하다.

상기 사출 성형 후의 분리 공정에서는 마스터 축과 전기 주조부가 분리된다. 이 분리는, 예컨대, 전기 주조 가공에 따라 전기 주조부에 축적된 확경방향의 내부 응력을 해방시켜 전기 주조부의 내주를 확경시킴으로써 행할 수 있다. 이것 만으로는 전기 주조부의 확경량이 부족한 경우에는, 마스터 축 및 전기 주조부를 가열 또는 냉각해서 양자에 열팽창량의 차를 주면, 전기 주조부에 형성된 동압 발생부를 손상시키는 일 없이 마스터 축을 베어링 부재의 내주로부터 부드럽게 빼낼 수 있게 된다.

베어링 장치의 축부재로서는 전기 주조부의 성형시에 사용한 마스터 축을 그대로 사용하는 것 외에 마스터 축과 별도의 부재를 사용할 수도 있다. 후자이면, 분리된 마스터 축은 반복 전기 주조 가공에 사용할 수 있기 때문에 고정밀도의 베어링 부재를 안정되게 양산할 수 있다.

동압 발생부의 일례로서, 예컨대 헤링본 형상 등으로 배열된 복수의 동압홈을 들 수 있다. 이러한 동압홈을 포함하는 동압홈 패턴은 매우 복잡한 형상을 이루는 것이지만, 마스터 축 제작 공정의 단계에서 마스터 축의 외주에 동압홈 패턴에 대응한 부분을 갖는 틀부를 형성해 두면, 전기 주조 가공에 의해 틀부의 형상이 정확하게 전사되기 때문에, 고정밀도의 동압홈 패턴을 용이하게 또한 저비용으로 형성할 수 있다. 또한, 전기 주조부에 형성되는 동압 발생부는 상기 동압홈 외에 예컨대 복수의 원호면으로 형성할 수도 있다.

몰드 공정에서는 전기 주조 가공 후의 마스터 축을 삽입하여 사출 성형함으로써(삽입 성형), 몰드부와 전기 주조부로 이루어지는 베어링 부재가 일체로 성형된다. 삽입 성형에서는 형(型) 정밀도를 높이고 또한 전기 주조부를 정밀도 좋게 위치 결정하는 것만으로 고밀도의 부품이 일체로 성형되기 때문에, 그 후, 전기 주조부와 마스터 축을 분리하면 그 성형품을 베어링 장치용 베어링 부재로서 그대로 사용할 수 있다. 전기 주조 가공의 특성상, 전기 주조부의 외주면은 거친 면으로 형성되기 때문에, 상기와 같이 삽입 성형했을 때에는 사출 성형 재료가 전기 주조부의 외주면에 들어가고, 양자간의 고착력은 앵커 효과에 의해 강고한 것으로 된다.

이 몰드 공정에 앞서서, 전기 주조부에는 플랜지를 형성해 두는 것이 바람직하다. 플랜지를 형성함으로써 사출 성형 후는 플랜지와 몰드부 사이에서 빠짐 방지, 혹은 회전 방지가 되므로, 전기 주조부와 몰드부 사이에서 보다 높은 고착력을 얻을 수 있다. 특히 플랜지의 외주면을 비진원 형상으로 함으로써 보다 한층 높은 회전 방지 효과를 얻을 수 있게 된다. 플랜지에는 축심의 직교방향으로 연장된 것(도 6 참조) 외에 축심의 경사 방향으로 연장된 것(도 7 참조)도 포함된다.

전기 주조부의 플랜지는 전기 주조부를 소성 변형시킴으로써 형성할 수 있다. 예컨대 마스터 축의 외주에 밀착한 전기 주조부의 끝면을 축방향으로 가압하면, 피가압부는 마스터 축과 밀착한 내경측으로는 변형될 수 없기 때문에, 전기 주조부의 단부가 외경측으로 소성 변형되고, 이것에 의해 외측방향의 플랜지가 용이하게 성형 가능하게 된다. 특히 전기 주조부를 사출 성형으로 몰드할 때, 금형의 형체결로 전기 주조부를 부분적으로 소성 변형시키면, 플랜지의 형성 후, 그대로 캐비티에 수지나 금속을 사출함으로써 베어링을 삽입 성형할 수 있고, 플랜지를 형성하기 위한 특단의 가공을 요하는 일 없이 저비용으로 베어링을 제작할 수 있게 된다. 또한, 소성 변형된 플랜지의 외주면은 통상은 비진원 형상으로 되므로, 특별히 별도의 공정을 추가하는 일 없이 상기 비진원 형상의 외주면을 구비한 플랜지가 형성 가능하게 된다.

소성 변형으로 형성된 플랜지가 전기 주조부의 일단부 혹은 양단부에 형성되어 있으면, 소성 변형의 영향이 베어링면의 축방향 중앙부에 미치기 어려워진다. 따라서, 베어링 기능상 중요한 베어링면의 축방향 중앙부에서의 베어링면 정밀도의 저하를 회피할 수 있다.

그런데, 소성 변형으로 플랜지를 형성할 때, 전기 주조부에 작용하는 가압력이 지나치게 크면, 그 때의 충격에 의해, 마스터 축에 밀착한 전기 주조부 내주면이 마스터 축의 외주면으로부터 박리될 우려가 있다. 이러한 사태를 방지하기 위해서는, 소성 변형의 전후에 있어서의 전기 주조부의 축방향의 길이의 변화를 소성 변형 후의 전기 주조부의 축방향의 길이의 50% 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 플랜지의 소성 변형 전에 있어서의 전기 주조부의 축방향의 길이를 L2, 소성 변형 후에 있어서의 전기 주조부의 축방향의 길이를 L1로 하여, L1 및 L2를,

0<A/L1≤0.5 (단, A=L2-L1)

로 되는 식을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다.

몰드 공정에서 사출 성형하는 재료로서는 수지재료 외에 금속재료, 세라믹 등이 사용가능하다. 금속재료를 이용하는 경우에는, 예컨대 마그네슘 합금 등의 저융점 금속의 사출 성형, 금속 분말과 바인더의 혼합물을 사출 성형한 후, 탈지, 소결하는 소위 MIM 성형 등이 이용가능하다. 세라믹을 이용하는 경우에는, 예컨대 세라믹 분말과 바인더의 혼합물을 사출 성형한 후, 탈지, 소결하는 소위 CIM 성형 등이 이용가능하다. 일반적으로 수지재료를 사용한 경우에는 성형성이 우수함과 아울러 경량이라는 특징이 얻어지고, 금속재료를 사용한 경우에는 강성, 도전성, 및 내열성 등이 우수하다는 특징이 얻어진다. 또한, 세라믹을 사용한 경우에는 금속재료보다 가볍고, 강성, 내열성 등이 우수하다는 특징이 얻어진다.

그런데, 전기 주조부를 원통형상으로 성형한 경우, 성형 후의 전기 주조부의 내부 조직에는 확경방향의 잔류 응력이 작용하는 것으로 생각된다. 한편, 사출 성형 재료로서 수지를 사용한 경우, 원통형상의 수지 몰드부는 고화에 따라 수축하려고 한다. 따라서, 전기 주조부의 수지 몰드 후는 전기 주조부의 외주면과 수지 몰드부의 내주면이 서로 상대측으로 밀어진다. 아울러서, 전기 주조부의 내주면은 마스터 축의 외주면과 비슷한 평활면으로 되지만, 전기 주조부의 외주면은 일반적으로 거친 면으로 되므로, 수지 몰드 후는 전기 주조부의 표면 요철에 수지가 들어가고, 앵커 효과가 생긴다. 이들 복합 작용에 의해 전기 주조부와 수지 몰드부 사이에 강고한 고착력이 얻어진다.

이 전기 주조 베어링을 공업제품으로서 실용화하기 위해서는 전기 주조부와 몰드부 사이에서 보다 한층 강고한 고착력을 안정되게 확보하는 것이 필요하게 된다. 한편, 높은 고착력이 얻어지더라도 베어링면 정밀도 등의 다른 베어링 특성이 희생으로 될 것 같으면 전기 주조 베어링의 실용화에 지장을 초래한다.

그래서, 본 발명에서는 베어링 부재의 사출 성형 재료로서 수지를 사용하고, 수지의 성형 수축률을 0.02% 이상, 2% 이하로 하였다. 수지의 성형 수축률을 0.02% 이상으로 설정함으로써 용융 수지의 고착화시에 수지 몰드부에서 생기는 수축력이 커지므로 전기 주조부와 몰드부 사이에서 필요한 고착력을 확실하게 확보할 수 있다. 한편, 수지의 성형 수축률이 지나치게 크면 몰드부의 수축력이 과대하게 되고, 이 수축력의 전파에 의한 전기 주조부의 변형이 걱정되지만, 성형 수축률의 상한을 2%로 설정함으로써 이러한 종류의 폐해를 회피할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 동압 발생부를 포함하는 반경방향 단면에 있어서 전기 주조부의 베어링면에 내접하는 가상 원 반경(r1)과, 축부재의 외주면에 외접하는 가상 원 반경(r2)을 r1>r2로 하고 또한, 전기 주조부의 베어링면의 진원도와 축부재의 외주면의 진원도의 합을 4㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 전기 주조부의 베어링면의 내접원 반경(r1)과, 축부재의 외주면의 외접원 반경(r2)을 r1>r2로 설정함으로써, 서로 대향하는 베어링 부재의 베어링면과 축부재의 외주면 진원 형상의 최소 클리어런스를 확보할 수 있고, 이것에 의해 축부재와 베어링 부재의 상대 회전시에 있어서의 양자의 접촉 슬라이딩을 최대한 회피하여 안정된 회전 지지 상태를 얻을 수 있다. 한편, 상기 최소 클리어런스가 확보되어 있는 경우에도, 베어링 부재의 베어링면과 축부재의 외주면의 진원도가 지나치게 크면, 베어링 간극이 원주방향으로 불균일하게 되기 때문에, 축 진동 정밀도를 비롯한 회전 정밀도의 저하를 초래하고, 또한 접촉 슬라이딩부에서의 양자의 마모에 의한 베어링 수명의 저하도 걱정된다. 이러한 관점으로부터, 본 발명자들이 검증한 바, 전기 주조부의 베어링면의 진원도와 축부재의 외주면의 진원도의 합이 4㎛ 이하이면 상기 폐해를 회피할 수 있는 것을 판명하였다.

이 경우, 축부재로서는 전기 주조 가공 시에 사용한 마스터를 그대로 사용할 수 있다. 마스터의 표면 형상은 베어링면으로 되는 전기 주조부의 내주면에 미크론 오더로 정확하게 전사되기 때문에, 상기한 바와 같이 전기 주조부의 베어링면의 진원도와 축부재의 외주면의 진원도의 합을 규정하면, 마스터로서의 축부재의 외주면의 진원도는 상기 합의 거의 절반의 수치(2㎛)로 된다. 따라서, 이 수치 이하의 진원도로 되도록 미리 마스터 표면의 마무리 가공을 행하면 양호한 회전 정밀도 및 높은 베어링 수명을 안정적으로 얻을 수 있게 된다.

축부재로서는 마스터 이외에도 마스터와는 별도로 제작한 부재를 사용할 수도 있다. 이 경우도, 상기 합의 절반의 수치 이하의 진원도로 되도록 상기 부재의 표면을 마무리하면 양호한 회전 정밀도를 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, r1, r2 및 진원도의 측정은 공통의 반경방향 단면 상에서 행해지지만, 이 반경방향 단면은 축방향의 임의의 몇 개소(등간격으로 3개소 이상이 바람직하다)에 있어서, 이 추출한 각 위치에서 상기 조건을 만족시키고 있는 것이 필요로 된다. 또한, 여기서 말하는 「진원도」는 원형체를 2개의 동심의 기하학적 원으로 잡았을 때, 동심 2원의 간격이 최소로 되는 경우의 2원의 반경의 차를 말한다(도 36 참조).

전기 주조부에는 축부재의 단부를 스러스트 방향으로 지지하는 스러스트 베어링면을 형성할 수 있다. 이 경우, 스러스트 베어링면을 구성하는 부재(스러스트 플레이트 등)를 압입이나 접착 등의 수단으로 본체에 조립할 필요가 없으므로, 공정수나 부품점수의 삭감을 통해서 베어링 장치의 저비용화를 도모할 수 있다.

스러스트 베어링부로서는, 스러스트 베어링면에서 축부재를 스러스트 방향으로 접촉 지지하는 피벗 베어링 외에, 스러스트 베어링면과 이것에 대향하는 축부재의 끝면 사이의 스러스트 베어링 간극에 생긴 유체의 동압작용으로 축부재를 스러스트 방향으로 비접촉 지지하는 동압 베어링을 사용할 수도 있다. 동압 베어링은, 예컨대 스러스트 베어링면 및 이것에 대향하는 축부재의 끝면 중 어느 한쪽에 복수의 동압홈을 형성함으로써 구성할 수 있다.

스러스트 베어링부를 동압 베어링으로 형성하는 경우로서, 스러스트 베어링면에 동압홈을 형성하는 경우, 마스터 축의 축끝에 동압홈 형상에 대응한 요철 형상의 스러스트 베어링면 성형부를 형성해 두면, 전기 주조 가공에 의해 스러스트 베어링면의 동압홈을 정밀도 좋게 성형할 수 있다. 한편, 축부재의 끝면에 동압홈을 형성하는 경우, 축끝을 평탄면으로 한 마스터 축에 의해 전기 주조 가공을 행하고, 스러스트 베어링면을 동압 발생부가 없는 평탄면 형상으로 성형한다. 그리고, 전기 주조부와 마스터 축의 분리 후, 미리 별도의 공정에서 끝면에 동압홈을 형성한 축부재를 베어링 부재의 내주에 삽입함으로써 동압 베어링을 구성한다.

축부재로서 마스터 축을 사용하는 경우, 마스터 축의 일단에 스러스트 베어링면을 성형하는 성형부를 형성함과 아울러, 타단에 스러스트 베어링면을 형성할 수도 있다. 이 경우, 전기 주조 가공시에, 성형부에서 스러스트 베어링면을 성형하고, 마스터 축과 전기 주조부의 분리 후에 마스터 축을 반전시켜 베어링 부재의 내주에 삽입하면 마스터 축의 베어링 구성부와 전기 주조부의 스러스트 베어링면 사이에서 스러스트 베어링부를 구성할 수 있다. 마스터 축의 베어링 구성부로서는, 예컨대, 끝면에 복수의 동압홈을 형성하는 구성, 끝면을 평탄면으로 하는 구성, 혹은 축끝을 구면형상으로 형성하는 구성이 고려된다. 앞의 양자의 경우, 마스터 축의 베어링 구성부와 스러스트 베어링면으로 동압 베어링이 구성되고, 후자의 경우, 베어링 구성부와 스러스트 베어링면으로 피벗 베어링이 구성된다.

이상의 구성을 갖는 베어링 장치는, 모터, 예컨대 HDD 등의 디스크 장치용 스핀들 모터에 바람직하게 사용할 수 있고, 이 모터는 저비용인데다가, 회전 정밀도가 양호하고, 또한 내구성도 높다는 특징을 구비한다.

이상의 설명에서는, 전기 주조부의 내주면 및 이것에 대향하는 축부재의 외주면 중 어느 한쪽에 동압 발생부를 형성한 경우를 예시하고 있지만, 이상에서 서술한 각 구성은, 전기 주조부의 내주면 및 이것에 대향하는 축부재의 외주면이 모두 동압 발생부를 갖지 않는 단면 진원 형상인 경우(진원 베어링)에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 이 경우, 마스터 축은 단면 진원 형상으로 형성된다. 이것에 의해 베어링 부재의 레이디얼 베어링면(전기 주조부의 내주면)이 진원 형상으로 성형되므로, 마스터 축과 전기 주조부의 분리 후, 진원 형상의 축부재를 베어링 부재의 내주에 삽입함으로써, 진원 형상의 레이디얼 베어링면과 이것에 대향하는 단면 진원 형상의 축부재 외주 사이에 진원 형상의 레이디얼 베어링 간극이 형성된다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 베어링 간극을 고정밀도로 설정하는 것이 가능하고, 이것에 의해 베어링 장치의 베어링 성능을 높일 수 있다.

(2) 고밀도의 동압 발생부를 갖는 베어링 부재를 안정되게, 또한 저비용으로 제공할 수 있다. 또한 동압홈의 형성시에 절삭분 등이 생기는 일은 없고, 오염물의 발생을 회피할 수 있다.

(3) 플랜지부를 통해 전기 주조부와 몰드부 사이에서 빠짐 방지 혹은 회전 방지가 되므로, 전기 주조부와 몰드부 상호간의 고착력을 보다 높일 수 있다.

(4) 장기간 안정된 베어링 성능을 발휘할 수 있음과 아울러, 부품점수 및 조립공수의 삭감을 통해서 저비용화를 도모할 수 있다.

(5) 전기 주조부와 몰드부의 상호간에서 높은 고착력을 안정되게 얻을 수 있다. 한편, 몰드부의 수축에 의한 전기 주조부의 변형을 억제할 수 있고, 이것에 의해 높은 베어링 정밀도가 얻어진다.

(6) 베어링의 강성, 내열성, 도전성 등을 높일 수 있으므로, 고부하, 고온 등의 가혹한 환경하에서도 전기 주조 베어링의 사용이 가능하게 되고, 전기 주조 베어링의 용도 확대에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 베어링 부재의 사시도이다.

도 2a는 마스터 축의 사시도, 도 2b는 마스터 축에 마스킹을 실시한 상태를 나타내는 사시도, 도 2c는 전기 주조축의 사시도이다.

도 3은 삽입 성형 직후의 베어링 부재의 단면도이다.

도 4는 사출 성형 금형의 단면도이다.

도 5는 사출 성형 금형의 단면도이다.

도 6은 베어링 장치의 단면도이다.

도 7은 전기 주조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 8은 베어링 부재의 단면도이다.

도 9는 동압 베어링 장치의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 동압 베어링 장치를 이용한 스핀들 모터의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 11은 본 발명의 동압 베어링 장치를 이용한 스핀들 모터의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 12는 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 13은 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 14는 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 15는 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 16은 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 17은 레이디얼 베어링부의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 18은 레이디얼 베어링부의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 19는 레이디얼 베어링부의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 20은 레이디얼 베어링부의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 21은 본 발명에 따른 베어링 부재의 사시도이다.

도 22a는 마스터 축의 사시도, 도 22b는 마스터 축에 마스킹을 실시한 상태를 나타내는 사시도, 도 22c는 전기 주조축의 사시도이다.

도 23은 마스터 축의 축끝을 나타내는 평면도이다.

도 24는 삽입 성형 직후의 베어링 부재의 단면도이다.

도 25는 몰드 공정을 나타내는 단면도이다.

도 26은 본 발명의 동압 베어링 장치를 이용한 스핀들 모터의 일례를 나타내 는 단면도이다.

도 27은 동압 베어링 장치의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 28은 베어링 부재의 일부를 확대한 단면도이다.

도 29는 베어링 부재의 단면도이다.

도 30은 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 31은 동압 베어링 장치의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 32는 축부재로서 사용하는 마스터 축의 정면도이다.

도 33은 마스터 축의 사시도이다.

도 34는 마스킹을 실시한 상태의 마스터 축을 나타내는 사시도이다.

도 35는 전기 주조축의 사시도이다.

도 36은 베어링 장치의 반경방향 단면도 및 그 확대도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 동압 베어링 장치 2 : 축부재

3 : 디스크 허브 4 : 고정자 코일

5 : 회전자 자석 7 : 하우징

8 : 베어링 부재 8a1 : 동압홈

8a2 : 동압홈 10 : 전기 주조부

11 : 전기 주조축 12 : 마스터 축

13 : 피복재 14 : 몰드부

20 : 플랜지 A : 레이디얼 베어링면

N : 틀부 R1 : 제 1 레이디얼 베어링부

R2 : 제 2 레이디얼 베어링부 T : 스러스트 베어링부

T1 : 제 1 스러스트 베어링부 T2 : 제 2 스러스트 베어링부

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에 나타내는 본 발명의 구성을 갖는 베어링 부재(8)는 마스터 축을 제작하는 공정(도 2a 참조), 마스터 축(12)의 소정 개소를 마스킹하는 공정(도 2b 참조), 비마스크부에 전기 주조 가공을 행하여 전기 주조축(11)을 형성하는 공정(도 2c 참조), 전기 주조축(11)의 전기 주조부(10)를 수지 등으로 몰드해서 베어링 부재(8)를 형성하는 공정(도 5 참조), 및 전기 주조부(10)와 마스터 축(12)을 분리하는 공정을 거쳐 제작된다.

도 2a에 나타내는 마스터 축(12)은 도전성의 금속재료, 예컨대 담금질 처리를 실시한 스테인레스강으로 형성된다. 물론 전기 주조부(10)의 성형성이 양호하면 스테인레스강 이외의 금속재료, 예컨대 니켈합금이나 크롬합금 등도 사용할 수 있다. 세라믹 등의 비금속재료로도, 도전 처리를 행함으로써(예컨대, 표면에 도전성의 금속 피막을 형성함으로써) 마스터 축으로서 사용할 수 있게 된다. 마스터 축(12)의 표면에는 전기 주조부(10)와의 사이의 마찰력을 줄이기 위한 표면 처리, 예컨대 불소계의 수지 코팅을 미리 실시해 두는 것이 바람직하다. 마스터 축(12)은 중실축 외에 중공축이나 중공부에 수지를 충전한 중실축으로 형성할 수도 있다.

도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 외주면(12a) 중 전기 주조 부(10)의 형성 예정부로 되는 영역에는 후술하는 레이디얼 베어링면(A)의 형상에 대응한 요철 형상을 갖는 틀부(N)가 형성된다. 이 틀부(N)와 레이디얼 베어링면(A)의 요철 형태는 정반대이고, 레이디얼 베어링면의 볼록한 부분이 틀부(N)에서는 오목부(12a1,12a2)로 된다. 도시예에서는 오목부(12a1,12a2)를 헤링본 형상의 동압홈 패턴에 대응한 형상으로 한 경우를 예시하고 있지만, 이것을 스파이럴 형상의 동압홈 패턴에 대응한 형상으로 형성할 수도 있다.

틀부(N)는, 예컨대 절삭 가공이나 프레스 가공 등에 의한 기계 가공 외에 에칭 등의 표면 처리 가공을 이용하여 형성된다. 이 틀부(N)도 포함시킨 마스터 축(12)의 외주면(12a)의 정밀도는 동압 발생부의 성형 정밀도, 나아가서는 동압 베어링의 베어링 성능을 직접 좌우하므로, 진원도, 원통도, 표면 거칠기 등의 기능상 중요하게 되는 정밀도를 미리 고정밀도로 마무리해서 놓을 필요가 있다.

도 2(b)에 나타내는 마스킹 공정에서는 마스터 축(12)의 외주면(12a)에 틀부(N)를 제외해서 마스킹(13)이 실시된다. 마스킹(13)의 재료로서는 비도전성, 및 전해질 용액에 대한 내식성을 갖는 기존품이 사용가능하다.

도 2c에 나타내는 전기 주조 가공은, Ni나 Cu 등의 금속이온을 포함한 전해질 용액에 마스킹 처리한 마스터 축(12)을 침지하고, 전해질 용액에 통전해서 원하는 금속을 마스터 축(12)의 표면에 석출시킴으로써 행해진다. 전해질 용액에는 카본 등의 슬라이딩재, 혹은 사카린 등의 응력 완화재를 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 전착금속의 종류는 동압 발생부에 요구되는 경도, 피로 강도 등의 물리적 성질이나, 화학적 성질에 따라 적절하게 선택된다. 전기 주조부(10)의 두께는 이것이 지나치게 두꺼우면 마스터 축(12)으로부터의 박리성이 저하되고, 지나치게 얇으면 전기 주조부(10)의 내구성 저하 등으로 이어지므로, 요구되는 베어링 성능이나 베어링 사이즈, 또한 용도 등에 따라 최적인 두께로 설정된다. 예컨대 축지름 1~6㎜의 회전용의 베어링에서는, 10~200㎛의 두께로 하는 것이 바람직하다.

이상에 서술한 바와 같이 전해 도금과 비슷한 방법으로 전기 주조부(10)를 형성하는 것 외에 무전해 도금과 비슷한 방법으로 전기 주조부(10)를 형성할 수도 있다.

이상의 공정을 거침으로써, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 외주면(12a)의 마스킹(13)을 제외한 영역(틀부(N))에 원통형상의 전기 주조부(10)를 피착한 전기 주조축(11)이 형성된다. 이 때, 전기 주조부(10)의 내주면에는 마스터 축(12)의 외주면(12a)에 형성한 틀부(N)의 요철 형상이 전사되고, 이것에 의해 동압 발생부로서 복수의 동압홈이 형성된다. 또한, 마스킹용의 피복재(3)가 얇은 경우, 도 3 중에 파선으로 나타내는 바와 같이, 전기 주조부(4)의 양단이 피복재(3)측에 돌출하여 내주면에 테이퍼 형상의 모따기부(4a)가 형성되는 경우도 있다.

다음에, 전기 주조축(11)은 예컨대 도 4에 나타내는 몰드 공정으로 이송되고, 전기 주조축(11)을 삽입 부품으로 하여 수지재료에 의한 사출 성형(삽입 성형)이 행해진다.

이 몰드 공정에서는, 전기 주조축(11)은 그 축방향을 형체결 방향(도면 상하방향)과 평행하게 하여 상형(15), 및 하형(16)으로 이루어지는 금형 내부에 공급된 다. 하형(16)에는 마스터 축(12)의 외경 치수에 적합한 위치 결정 구멍(18)이 형성되고, 이 위치 결정 구멍(18)에 전공정으로부터 이송한 전기 주조축(11)의 하단을 삽입하여 전기 주조축(11)의 위치 결정이 된다. 이 위치 결정 상태에서는 전기 주조축(11) 중 전기 주조부(10)의 하단면이 하형(16)의 성형면과 맞물리고, 전기 주조부(10)의 상단이 금형의 파팅 라인(P.L.)보다 상대 금형(본 실시형태에서는 상형(15))측으로 돌출되어 있다. 위치 결정 구멍(18)의 깊이(L3)는 마스터 축(12)의 하단과 전기 주조부(10)의 하단 사이의 거리(L4)보다 크고 (L3>L4), 따라서, 형체결 전의 상태에서는, 마스터 축(12)의 하단면은 위치 결정 구멍(18)의 바닥으로부터 부상한 상태에 있다. 이 부상량을 조정함으로써 전기 주조부(10)의 하단에 형성하는 플랜지의 소성 변형량을 변경할 수 있다.

상기 상형(15)에는 위치 결정 구멍(18)과 동축에 가이드 구멍(19)이 형성되어 있다. 이 가이드 구멍(19)의 깊이(L5)는, 도 5에 나타내는 형체결 시에 있어서, 마스터 축(12)의 상단이 가이드 구멍(19)의 바닥에 맞부딪치지 않을 정도이면 충분하다(또한, 마스터 축(12)의 하단은 위치 결정 구멍(18)의 바닥에 맞부딪친다).

이상의 금형에 있어서, 가동형(본 실시형태에서는 상형(15))을 고정형(본 실시형태에서는 하형(16))에 접근시켜 형체결하면, 우선 마스터 축(12)의 상단이 가이드 구멍(19)에 삽입되어 마스터 축(12)의 센터링이 행해지고, 또한 상형(15)의 성형면에 전기 주조부(10)의 상측 끝면이 접촉한다. 또한 상형(15)의 접근으로 전기 주조축(11)의 전체가 하방으로 밀어지고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 하형(16)의 성형면과 접촉한 전기 주조부(10)의 하단부, 및 상형(15)의 성형면과 접촉한 전 기 주조부(10)의 상단부가 각각 외경측으로 소성 변형되고, 전기 주조부(10)의 축방향 양단에 플랜지(20)가 형성된다. 금형 구조를 변경함으로써 전기 주조부(10)의 축방향 일단에만 플랜지(20)를 형성하는 것도 가능하다.

형체결 완료 후, 스풀(21), 러너(22), 및 게이트(23)를 통해서 캐비티(17)에 수지재료를 사출하고, 삽입 성형을 행한다. 수지재료는 기계적 강도를 비롯해서 내유성, 내열성 등이 우수한 것이 바람직하고, 예컨대 액정 폴리머(LCP), 폴리페닐렌술피드(PPS) 수지, 폴리아세탈(POM) 수지, 폴리아미드(PA) 수지 등의 고기능 결정성 폴리머가 사용가능하다. 물론 이들은 예시에 지나지 않고, 기존의 각종 수지재료 중에서 베어링의 용도나 사용환경에 적합한 수지재료가 선택될 수 있다. 필요에 따라서 강화재(섬유상, 분말상 등의 형태는 상관없다)나 윤활제 등의 각종 충전재를 첨가해도 된다.

수지재료로서는 성형 수축률(충전재 첨가 후의 예상값)이 0.02% 이상, 2% 이하(바람직하게는 0.05% 이상, 1% 이하)의 범위의 것이 선택된다. 본 발명자들이 검증한 바, 성형 수축률이 0.02% 미만이면 전기 주조부(10)와 수지 사이에서 충분한 고착력을 확보할 수 없고, 베어링의 내구성이 불안하게 되는 결과로 되었다. 한편, 성형 수축률이 2%를 초과하면 수지부의 수축력이 과대하게 되고, 그 영향으로부터 베어링면 정밀도에 악영향이 미치는 것이 판명되었다.

또한, 사출하는 재료로서는 금속재료도 사용가능하다. 금속 사출 성형에는 용융금속 사출성형과 금속분말 사출성형이 있고, 본 발명에서는 그 어느 것도 채용할 수 있다. 전자는 금속 칩이나 덩어리를 용융 또는 반용융 상태로 한 후에 금형 에 유입시켜 성형하는 기술이며, 특히 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 등의 저융점 금속을 이용하면 용해 설비를 소형화할 수 있다. 또한, 후자는 금속분말과 바인더를 혼합ㆍ혼련해서 금형에 유입시켜서 성형한 후, 이것을 금형으로부터 취출해서 탈지하고, 소결하는 기술로, 일반적으로 MIM(Metal Injection Molding)이라고 칭해지고 있다. 이 MIM 성형의 경우, 마그네슘 합금이나 알루미늄 합금 등의 저융점 금속에 한정되지 않고, 구리계 합금, 철계 합금 혹은 구리철계 합금 등의 다른 금속재료를 베어링의 용도에 따라 널리 선택할 수 있다. 이렇게 사출 성형 재료로서 금속을 사용함으로써 수지재료를 사용하는 경우에 비하여 강도, 내열성, 및 도전성 등을 보다 향상시킬 수 있다.

이 외에 수지재료나 금속재료 이외에도, 예컨대 세라믹을 사용할 수도 있고, 예컨대, 세라믹 분말과 바인더의 혼합물을 사출 성형한 후, 탈지, 소결하는 소위 CIM 성형 등이 이용가능하다. 이 경우, 금속재료보다 가볍고, 또한 수지재료보다 강성, 내열성이 우수하다는 특징이 얻어진다.

삽입 성형 완료 후, 성형틀을 개방하면 도 3에 나타나 있는 바와 같은 마스터 축(12)과 전기 주조부(10)로 이루어지는 전기 주조축(11)과, 몰드부(14)가 일체로 된 성형품이 얻어진다.

이 성형품은 그 후 분리 공정으로 이송되고, 전기 주조부(10) 및 몰드부(14)가 일체화된 것(베어링 부재(8))과, 마스터 축(12)으로 분리된다.

분리 공정에서는 베어링 부재(8)와 마스터 축(12)의 분리가 행해진다. 구체적으로는 전기 주조축(11) 혹은 베어링 부재(8)에 예컨대 충격을 줌으로써 전기 주 조부(10)에 축적된 잔류 응력을 해방하고, 전기 주조부(10)의 내주면(10a)을 반경방향으로 확경시켜서 베어링 부재(8)의 내주면(10a)과 마스터 축(12)의 외주면(12a) 사이에 간극(동압홈 깊이 이상의 간극이 바람직하다)을 형성한다. 이 간극형성에 의해, 베어링 부재(8)의 내주면에 형성된 레이디얼 베어링면(A)과 마스터 축(12)의 외주면(12a)에 형성된 틀부(N) 사이의 축방향의 요철 맞물림이 해소된다. 따라서, 충격을 주어 전기 주조부(10)를 마스터 축(12)의 외주면(12a)으로부터 박리시킨 후, 마스터 축(12)을 축방향으로 빼냄으로써 레이디얼 베어링면(A)을 손상시키는 일 없이 마스터 축(12)과 베어링 부재(8)를 원활하게 분리할 수 있게 된다. 또한, 전기 주조부(10)의 확경량은, 예컨대 전기 주조부(10)의 두께를 변화시킴으로써 1㎛ ~ 수십㎛의 범위에서 제어할 수 있다.

응력 해방만으로는 전기 주조부(10)의 내주면(10a)에서 충분한 확경량을 확보할 수 없는 경우, 전기 주조부(10)와 마스터 축(12)을 가열 또는 냉각하고, 양자간에 열팽창량 차를 생기게 함으로써 마스터 축(12)과 베어링 부재(8)를 분리할 수도 있다.

여기서, 마스터 축(12)을 상기한 바와 같이 금속재료나 세라믹 재료로 형성해 두면 사출 성형시의 고온ㆍ고압환경하에 있어서도 마스터 축(12)의 변형을 회피할 수 있다. 따라서, 사출 성형시에 있어서의 틀부(N)의 변형을 회피할 수 있기 때문에 레이디얼 베어링면(A)을 고정밀도로 형성할 수 있다. 또한, 전기 주조부(10)와 분리된 마스터 축(12)은 반복 베어링 부재(8)의 제작에 사용할 수 있고, 또한 레이디얼 베어링면(A)은 마스터 축(12)의 틀부(N)와 비슷한 형상으로 된다. 따라 서, 마스터 축(12)의 제작 비용을 억제할 수 있는데다가, 개체간에서 정밀도의 불균형이 적고, 또한 고밀도의 동압 발생부를 갖는 베어링 부재(8)를 안정되게 양산할 수 있다.

또한, 전기 주조 가공의 특성상, 전기 주조부(10)의 외표면은 거친 면으로 형성되기 때문에, 삽입 성형시에는 몰드부(14)를 구성하는 재료가 전기 주조부 외표면의 미소한 요철에 들어가고, 앵커 효과에 의한 강고한 고착력이 발휘된다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명에서는 전기 주조부(10)에 플랜지(20)를 형성하고, 전기 주조부(10)를 플랜지(20)도 포함시킨 형태로 삽입 성형하고 있으므로, 전기 주조부(10)와 몰드부(14) 사이에서 빠짐 방지, 또한 회전 방지가 된다. 따라서, 전기 주조부(10)와 몰드부(14) 사이의 고착력을 높이고, 내구성이 우수한 신뢰성이 높은 베어링 부재(8)를 제공할 수 있게 된다. 특히, 도 4 및 도 5에 나타내는 실시형태와 같이, 전기 주조부(10)를 소성 변형시켜서 플랜지(20)를 형성하는 경우, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그 외주면(20a)의 형상은 임의적인 요철을 갖는 비진원 형상으로 되므로 높은 회전 방지 효과가 얻어진다. 또한, 도 1에서는 외주면(20a)의 요철이 이해의 용이화를 위해서 과장되게 그려져 있다.

그런데, 상술한 바와 같이, 소성 변형으로 플랜지(20)를 형성하는 경우, 전기 주조부(10)에 작용하는 금형으로부터의 가압력이 지나치게 크면, 그 때의 충격에 의해, 마스터 축(12)에 밀착한 전기 주조부(10)의 내주면이 마스터 축(12)의 외주면으로부터 박리될 우려가 있다. 전기 주조부(10)가 박리되면 그 순간에 전기 주조부(10)가 확경해서 마스터 축(12)과의 사이에 간극이 형성되기 때문에, 그 후의 사출 성형시에는 사출 압력에 의해 전기 주조부(10)의 내주면이 랜덤하게 축경되고, 내주면(10a)의 정밀도 저하를 초래할 우려가 있다. 이러한 사태를 방지하기 위해서는 사출 성형 전에 있어서의 전기 주조부(10)의 마스터 축(12)으로부터의 박리 방지에 노력할 필요가 있고, 이것은 전기 주조부(10)의 소성 변형량의 상한을 관리함으로써 달성할 수 있다고 생각된다.

이러한 관점으로부터 검토한 바, 도 6에 나타내는 베어링 부재(8)에 있어서, 소성 변형 후에 있어서의 전기 주조부(10)(도 6에 실선으로 나타낸다)의 축방향의 길이를 L1로 하고, 소성 변형 전에 있어서의 전기 주조부(10)(도 5에 파선으로 나타낸다)의 축방향의 길이를 L2로 했을 때, 전기 주조부(10)의 축방향 길이의 변화 A=L2-L1이, 소성 변형 후의 전기 주조부(10)의 축방향의 길이(L1)의 50% 이내(바람직하게는 20% 이내)이면, 소성 변형에 의한 사출 성형 전의 전기 주조부(10)의 박리를 방지할 수 있는 것을 판명하였다. 한편, A=0에서는 플랜지(20)를 형성할 수 없다. 따라서,

0<A/L1≤0.5

를 만족하도록 L1, L2를 정하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서는 소성 변형에 의해 플랜지(20)를 형성하는 경우를 예시했지만, 소성 변형 이외의 방법으로 플랜지(20)를 형성할 수도 있다. 예컨대 도 7에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)을 단차가 있는 축형상으로 형성해 두면, 이것을 전기 주조 공정에서 전해 용액 중에 침지하면, 일반적으로 마스터 축(12)의 코너부(12a)에서는 다른 평면부분에 비해서 금속입자의 석출량이 많아지기 때문에, 전기 주조 조건에 따라서는 전기 주조의 종료 후에 이 코너부(12a)에 도시와 같은 경사진 형상의 플랜지(20)를 형성할 수 있다.

따라서, 그 후, 이 플랜지(20)를 포함해서 전기 주조부(10)를 사출 성형으로 몰드하면(2점 쇄선으로 나타낸다), 마찬가지로 빠짐 방지, 혹은 회전 방지로서의 효과를 얻을 수 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)을 분리한 후의 베어링 부재(8)의 내주면(전기 주조부(10)의 내주면(10a))에는 복수의 동압홈(8a1,8a2)과 동압홈(8a1,8a2)을 구획하는 볼록형상부로 이루어지는 2개의 레이디얼 베어링면(A)이 상하에 이격해서 형성된다. 이 레이디얼 베어링면(A)은, 후술하는 바와 같이, 베어링 부재(8)의 베어링 장치로의 조립에 따라, 축부재(2)의 외주면과의 사이에서 레이디얼 베어링 간극을 형성한다.

다음에, 이상의 공정에서 제작된 베어링 부재(8)를 사용한 동압 베어링 장치(1)의 일례를 도 9에 나타낸다. 도면에 나타내는 바와 같이, 이 동압 베어링 장치(1)는 베어링 부재(8) 외에 일단에 저부(7c)를 갖고, 그 내주에 베어링 부재(8)를 고정하는 하우징(7)과, 베어링 부재(8)의 내주에 삽입되는 축부재(2)와, 시일부재(9)를 주요한 구성 부품으로 하고 있다. 또한, 설명의 편의상, 시일부재(9)의 측을 상측, 시일부재(9)와 축방향 반대측을 하측으로 하여 이하 설명을 행한다.

하우징(7)은 스테인레스강이나 황동 등의 금속재료나 수지재료로, 일단에 개구부(7a)를 가짐과 아울러, 타단을 밀봉한 바닥이 있는 원통형상으로 형성되고, 원통형상의 측부(7b)와, 측부(7b)의 타단측에 저부(7c)를 구비하고 있다. 이 실시형 태에서는, 측부(7b)와 저부(7c)는 별체로 형성되고, 측부(7b)의 하부 내주에 접착, 압입, 용착 등의 수단으로 고정되어 있다. 도시는 생략하지만, 저부(7c)의 스러스트 베어링면으로 되는 일부 환상 영역에는, 동압 발생부로서, 예컨대 스파이럴 형상이나 헤링본 형상으로 배열된 복수의 동압홈이 형성되어 있다. 이러한 종류의 동압홈은 저부(7c)의 성형과 동시에 프레스 가공 등에 의해 형 성형을 할 수 있다. 이 외에 측부(7b)와 저부(7c)를 일체로 형성할 수도 있다. 또한, 측부(7b)와 저부(7c)를 형성하는 재료는 요구되는 성능을 만족할 수 있으면 이종재료 또는 동종재료 중 어느 것이어도 상관 없다.

축부재(2)는 상기 마스터 축(12)과는 별도로, 예컨대 스테인레스강 등의 금속재료로 형성된다. 이 축부재는 축부(2a)와 그 일단에 일체로 또는 별체로 설치된 플랜지부(2b)로 이루어지고, 축부(2a)의 외주면은 동압홈 등이 없는 단면 진원 형상을 하고 있다. 이 축부재(2)는 금속재료만으로 형성하는 것 외에 금속부분과 수지부분으로 이루어지는 하이브리드 구조로 할 수도 있다(예컨대, 축부(2a)를 금속재료로 형성하고, 플랜지부(2b)를 수지재료로 형성한다.). 축부(2a)의 외경 치수는 베어링 부재(8)에 형성된 레이디얼 베어링면(A) 중 동압홈(8a1,8a2)을 구획 형성하는 볼록형상부의 내경 치수보다 약간 작은 지름이며, 이것에 의해 2개의 레이디얼 베어링면(A)과 축부(2a)의 외주면 사이에 1㎛ ~ 수십㎛ 정도의 레이디얼 베어링 간극이 형성된다.

하우징(7)의 개구부(7a)의 내주에는, 예컨대 황동 등의 금속재료 혹은 수지재료로 형성된 시일부재(9)가 압입, 접착 등의 수단으로 고정되어 있다. 시일부 재(9)는, 이 실시형태에 있어서는 환상을 이루고, 하우징(7)과는 별체로 형성되어 있다. 시일부재(9)의 내주면(9a)은 축부(2a)의 외주면과 소정 용적의 시일 공간(S)을 통해서 대향한다. 시일 공간(S)에 대향하는 축부(2a)의 외주면은 축방향 상방을 향해 점차 축경하는 테이퍼면(2a2)으로서 형성되어 있고, 축부재(2)의 회전시에는 원심력 시일로서도 기능한다. 동압 베어링 장치(1)의 조립 후, 시일부재(9)에 의해 밀봉된 동압 베어링 장치(1)의 내부 공간에는 윤활 유체로서의 예컨대 윤활유가 충만되고, 이 상태에서 윤활유의 오일 면은 시일 공간(S)의 범위 내에 유지된다. 또한, 부품점수의 삭감 및 조립공수의 삭감을 위해서 시일부재(9)를 하우징(7)과 일체로 형성할 수도 있다.

베어링 부재(8)는 하우징(7)의 측부(7b)의 내주면에 고정된다. 베어링 부재(8)의 하우징 내주로의 고정 방법은 압입, 접착, 압입과 접착의 병용, 혹은 용착 등의 고정수단이 설계 조건에 따라 선택된다. 이 베어링 부재(8)의 내주에는 축부재(2)가 회전가능하게 삽입된다.

베어링 부재(8)는, 상술한 바와 같이, 수지재료로 이루어지는 몰드부(14)와, 그 내주면에 고착된 전기 주조부(10)로 이루어지는 복합구조이며 원통형상으로 형성된다. 몰드부(14)와 전기 주조부(10)는 축방향 전체 길이에 걸쳐 강고하게 고착되어 있고, 또한 그 상단부 및 하단부에서는 지름방향의 플랜지(20)가 형성되고, 몰드부(14)와 전기 주조부(10) 상호간의 빠짐 방지, 또한 회전 방지가 된다. 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면(A)에는 상기 전기 주조 가공에 의해 헤링본 형상의 동압홈(8a1,8a2)이 각각 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상 측 영역의 동압홈(8a1)은 축방향 중심(m)(상하의 경사 홈간 영역의 축방향 중심)에 대하여 축방향 비대칭으로 형성되어 있고, 축방향 중심(m)보다 상측 영역의 축방향 치수(X1)가 하측 영역의 축방향 치수(X2)보다 크게 되어 있다. 그 때문에, 축부재(2)의 회전시, 동압홈에 의한 윤활유의 공급력(펌핑력)은 하측의 대칭형의 동압홈(8a2)에 비해서 상측의 동압홈(8a1)에서 상대적으로 크게 된다.

또한, 베어링 부재(8)의 하측 끝면(8c)의 스러스트 베어링면으로 되는 일부 환상 영역에는, 도시는 생략하지만, 동압 발생부로서, 예컨대 스파이럴 형상으로 배열된 복수의 동압홈이 형성되어 있다. 이러한 종류의 동압홈은, 상기 베어링 부재(8)를 형성하기 위한 몰드 공정에서 이용하는 하형(16)의 하측 끝면(8c)과의 대향영역에 홈형상을 미리 형성해 두면, 베어링 부재(8)의 성형과 동시에 형 성형할 수 있고, 이것에 의해 별도 하측 끝면(8c)에 동압홈을 형성하는 수고를 생략할 수 있다.

동압 베어링 장치(1)는 이상과 같이 구성되고, 축부재(2)의 회전시, 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면(A)으로 되는 상하 2개의 영역은 각각 축부(2a)의 외주면(2a1)과 레이디얼 베어링 간극을 통해서 대향한다. 그리고, 축부재(2)의 회전에 따라 상기 레이디얼 베어링 간극에 윤활유의 동압이 발생하고, 그 압력에 의해 축부재(2)의 축부(2a)가 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이것에 의해, 축부재(2)를 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 제 1 레이디얼 베어링부(R1)와 제 2 레이디얼 베어링부(R2)가 형성된다.

또한, 베어링 부재(8)의 하측 끝면(8c)의 스러스트 베어링면으로 되는 영역 은 플랜지부(2b)의 상측 끝면(2b1)과 스러스트 베어링 간극을 통해서 대향하고, 저부(7c)의 상측 끝면(7c1)의 스러스트 베어링면으로 되는 영역은 플랜지부(2b)의 하측 끝면(2b2)과 스러스트 베어링 간극을 통해서 대향한다. 그리고, 축부재(2)의 회전에 따라 스러스트 베어링 간극에도 윤활유의 동압이 발생하고, 그 압력에 의해 축부재(2)가 양 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이것에 의해, 축부재(2)를 양 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 제 1 스러스트 베어링부(T1) 및 제 2 스러스트 베어링부(T2)가 형성된다.

또한, 축부재(2)의 회전 중에는 윤활유가 하우징(7)의 바닥측으로 들어가기 때문에, 이 상태에서는 스러스트 베어링부(T1,T2)의 스러스트 베어링 간극에서의 압력이 극단적으로 높아지고, 이것에 기인하여 윤활유 중에서의 기포의 발생이나 윤활유의 누설, 혹은 진동의 발생이 걱정된다. 이 경우, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 베어링 부재(8)의 외주면(8d) 및 시일부재(9)의 하측 끝면(9b)에 스러스트 베어링 간극(특히 제 1 스러스트 베어링부(T1)의 스러스트 베어링 간극)과 시일 공간(S)을 연통하는 순환로(8d1,9b1)를 설치하면, 이 순환로(8d1,9b1)를 통해서 윤활유가 스러스트 베어링 간극과 시일 공간(S) 사이에서 유동하기 때문에, 이러한 압력차가 빠른 시기에 해소되어 상기 폐해를 방지할 수 있다. 도 9에서는 일례로서, 순환로(8d1)를 베어링 부재(8)의 외주면(8d)에 형성하는 경우, 및 순환로(9b1)를 시일부재(9)의 하측 끝면(9b)에 형성하는 경우를 예시하고 있지만, 순환로(8d1)를 하우징(7)의 내주면에, 순환로(9b1)를 베어링 부재(8)의 상측 끝면(8b)에 형성할 수도 있다.

도 10은, 도 9에 나타내는 동압 베어링 장치(1)를 조립한 정보기기용 스핀들 모터의 일구성예를 나타내고 있다. 이 스핀들 모터는 HDD 등의 디스크 구동 장치에 이용되는 것으로, 축부재(2)를 회전가능하게 비접촉 지지하는 동압 베어링 장치(1)와, 축부재(2)에 장착된 회전자(디스크 허브)(3)와, 반경방향의 갭을 통해서 대향시킨 고정자 코일(4) 및 회전자 자석(5)을 구비하고 있다. 고정자 코일(4)은 브래킷(6)의 외주에 부착되고, 회전자 자석(5)은 디스크 허브(3)의 내주에 부착된다. 동압 베어링 장치(1)의 하우징(7)은 브래킷(6)의 내주에 장착된다. 디스크 허브(3)에는 자기디스크 등의 디스크(D)가 1장 또는 복수장 유지된다. 고정자 코일(4)에 통전하면, 고정자 코일(4)과 회전자 자석(5) 사이의 전자력에 의해 회전자 자석(5)이 회전하고, 그것에 의해서 디스크 허브(3) 및 축부재(2)가 일체로 되어 회전한다.

도 11은 도 6에 나타내는 형태의 베어링 부재(8)를 사용한 동압 베어링 장치, 또한 모터의 구성예를 나타내는 것이다. 이 모터는 축부재를 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 지지하는 레이디얼 베어링부(R)와, 스러스트 방향으로 회전 가능하게 지지하는 스러스트 베어링부(T)를 갖는다. 레이디얼 베어링부(R)는 축부재(2)를 베어링 부재(8)의 내주에 삽입하여 구성되고, 스러스트 베어링부(T)는 축부재(2)의 볼록 구면 형상의 축끝을, 베어링 부재(8)의 끝면에 대향시킨 스러스트 플레이트(24)에 의해 접촉 지지함으로써 구성된다.

HDD 등의 디스크 구동 장치에서는, 공기와의 마찰에 의해 디스크(D)에 정전기가 대전되고, 이것이 자기 헤드 등의 주변기기에 순간적으로 방전되어서 주변기 기에 악영향을 줄 가능성이 있다. 특히 스러스트 플레이트(23)가 수지성일 경우, 또는, 스러스트 베어링부(T)가 동압 베어링으로 구성되어 있는 경우에 특히 이 경향이 현저하게 된다. 이것에 대하여 몰드부(14)를 금속재료의 사출 성형으로 형성하면, 디스크(D)에 대전한 정전기는 축부재(2)→전기 주조부(4)→몰드부(14)→브래킷(27)이라는 경로를 거쳐서 신속하게 접지측에 방전된다. 따라서, 디스크(D)로의 대전을 억제할 수 있고, 디스크와 주변기기 사이에서 스파크의 발생을 방지할 수 있다.

상기 베어링 부재(8)는 도 9에 나타내는 동압 베어링 장치(1)에 한정되지 않고, 다른 구성의 동압 베어링 장치에도 널리 사용할 수 있다. 이하, 동압 베어링 장치의 다른 구성을 도면에 기초하여 설명하지만, 도 9에 나타내는 동압 베어링 장치(1)와 동일한 구성 및 기능이 공통되는 부재에는 공통의 참조번호를 붙여서 중복 설명을 생략한다.

도 12에 나타내는 동압 베어링 장치는 스러스트 베어링부(T)를 하우징(7)의 개구부(7a)측에 배치하고, 한쪽의 스러스트 방향으로 축부재(2)를 베어링 부재(8)에 대하여 비접촉 지지하는 것이다. 축부재(2)의 하단보다 상방에 플랜지부(2b)가 설치되고, 이 플랜지부(2b)의 하측 끝면(2b2)과 베어링 부재(8)의 상측 끝면(8b) 사이에 스러스트 베어링부(T)의 스러스트 베어링 간극이 형성된다. 하우징(7)의 개구부 내주에는 시일부재(9)가 장착되고, 시일부재(9)의 내주면(9a)과 축부재(2)의 축부(2a) 외주면 사이에 시일 공간(S)이 형성된다. 시일부재(9)의 하측 끝면(9b)은 플랜지부(2b)의 상측 끝면(2b1)과 축방향 간극을 통해서 대향하고 있고, 축부재(2) 가 상방으로 변위했을 때에는 플랜지부(2b)의 상측 끝면(2b1)이 시일부재(9)의 하측 끝면(9b)과 맞물려 축부재(2)의 빠짐 방지가 된다.

도 13은 동압 베어링 장치(1)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 도 9에 나타내는 동압 베어링 장치(1)는 주로 시일 공간(S)이 하우징(7)의 외경부에 형성되어 있는 점, 및 스러스트 베어링부(T2)가 하우징(7)의 상측 끝면과 디스크 허브(3)를 구성하는 플레이트부(3a)의 하측 끝면(3a1) 사이에 형성되어 있는 점이 다르다.

도 15는 동압 베어링 장치(1)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 이 실시형태에서는, 하우징(7)을 포함한 형태이고, 베어링 부재(28)를 일체로 형성한 점에서 도 9에 나타내는 실시형태와 크게 다르다. 이 베어링 부재(28)도 도 9에 나타내는 베어링 부재(8)와 같이 구조적인 면에서 말하면, 수지재료(금속재료의 경우도 있다)로 이루어지는 몰드부(14)와, 그 내주면에 고착된 전기 주조부(10)로 이루어진다. 형상적인 면에서 말하면, 베어링 부재(28)는 그 내주에 축부(2a)를 삽입가능한 슬리브 형상의 슬리브부(28a)와, 슬리브부(28a)의 외경측으로부터 상방으로 신장되며 내주에 시일부재(9)를 고정할 수 있는 시일 고정부(28b)와, 슬리브부(28a)의 외경측으로부터 하방으로 신장되며 내주에 저부(7c)를 고정할 수 있는 바닥 고정부(28c)로 이루어진다. 베어링 부재(28)의 슬리브부(28a)에는 그 상측 끝면(28a2)과 하측 끝면(28a3)을 연통하는 축방향의 순환로(29)가 설치된다. 이 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 몰드 공정에서, 하우징으로 되는 부분도 포함해서 베어링 부재(28)가 성형되므로, 부품점수나 조립공수의 삭감을 통하여 동압 베어링 장치(1)의 저비용화를 도모할 수 있다.

도 16은 동압 베어링 장치(1)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 이 실시형태에서는, 상기 도 15에 나타내는 것과 마찬가지로, 도 13에서는 별체이었던 하우징(7)을 포함한 형태이며 베어링 부재(28)를 일체로 형성한 점에서 도 13에 나타내는 것과 크게 다르다. 이 형태에서도, 부품점수나 조립공수의 삭감을 통하여 동압 베어링 장치(1)의 저비용화를 도모할 수 있다.

이상의 설명에서는, 레이디얼 베어링부(R1,R2) 및 스러스트 베어링부(T,T1,T2)로서, 헤링본 형상이나 스파이럴 형상의 동압홈에 의해 유체 동압을 발생시키는 구성을 예시하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 레이디얼 베어링부(R1,R2)로서, 소위 다원호 베어링이나 스텝 베어링을 채용해도 된다. 이들 베어링에서는, 복수의 원호면(다원호 베어링) 및 축방향 홈(스텝 베어링)이 레이디얼 베어링 간극에 동압을 발생시키기 위한 동압 발생부로 된다. 이들 동압 발생부는 베어링 부재(8)의 전기 주조부(10)에 형성되지만, 그 형성 방법은 동압홈을 형성하는 경우의 각 공정(도 2a~도 2c 및 도 5 참조)에 준하므로 설명을 생략한다.

도 17은, 레이디얼 베어링부(R1,R2)의 한쪽 또는 쌍방을 다원호 베어링에서 구성했을 경우의 일례를 나타내고 있다. 이 예에서는, 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면으로 되는 영역이 3개의 원호면(33)으로 구성되어 있다(소위 3원호 베어링). 3개의 원호면(33)의 곡률 중심은 각각 베어링 부재(8)(축부(2a))의 축중심(O)으로부터 등거리 오프셋되어 있다. 3개의 원호면(33)에 의해 구획되는 각 영역에 있어서, 레이디얼 베어링 간극은 원주방향의 양방향으로 대하여 각각 쐐기 형상으로 점차 축소된 쐐기 형상 간극(35)이다. 그 때문에, 베어링 부재(8)와 축부(2a)가 상대 회전하면, 그 상대 회전의 방향에 따라서, 레이디얼 베어링 간극 내의 윤활유가 쐐기 형상 간극(35)의 최소 간극측으로 밀어져 그 압력이 상승한다. 이러한 윤활유의 동압작용에 의해 베어링 부재(8)와 축부(2a)가 비접촉 지지된다. 또한, 3개의 원호면(33) 상호간의 경계부에 분리 홈으로 칭해지는 한층 깊은 축방향 홈을 형성해도 된다.

도 18은 레이디얼 베어링부(R1,R2)의 한쪽 또는 쌍방을 다원호 베어링으로 구성한 경우의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서도, 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면(A)으로 되는 영역이 3개의 원호면(33)으로 구성되어 있지만(소위 3원호 베어링), 3개의 원호면(33)에 의해 구획되는 각 영역에 있어서, 레이디얼 베어링 간극은 원주방향의 일방향에 대하여 각각 쐐기 형상으로 점차 축소된 쐐기 형상 간극(35)이다. 이와 같은 구성의 다원호 베어링은 테이퍼 베어링으로 칭해지는 것도 있다. 또한, 3개의 원호면(33) 상호간의 경계부에 분리 홈(34)으로 칭해지는 한층 깊은 축방향 홈이 형성되어 있다. 그 때문에, 베어링 부재(8)와 축부(2a)가 소정 방향으로 상대 회전하면, 레이디얼 베어링 간극 내의 윤활유가 쐐기 형상 간극(35)의 최소 간극측으로 들어가서 그 압력이 상승한다. 이러한 윤활유의 동압작용에 의해 베어링 부재(8)와 축부(2a)가 비접촉 지지된다.

도 19는 레이디얼 베어링부(R1,R2)의 한쪽 또는 쌍방을 다원호 베어링으로 구성한 경우의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에서는, 도 18에 나타내는 구성에 있어서, 3개의 원호면(33)의 최소 간극측의 소정 영역(θ)이 각각 베어링 부재(8)(축부(2a))의 축중심(O)을 곡률 중심으로 하는 동심의 원호로 구성되어 있다. 따라서, 각 소정 영역(θ)에 있어서 레이디얼 베어링 간극(최소 간극)은 일정하게 된다. 이와 같은 구성의 다원호 베어링은 테이퍼ㆍ플랫 베어링으로 칭해지는 것도 있다.

도 20은 레이디얼 베어링부(R1,R2)의 한쪽 또는 쌍방을 스텝 베어링으로 구성한 경우의 일례를 나타내고 있다. 이 예에서는, 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면으로 되는 영역에 복수의 축방향 홈형상의 동압홈(36)이 원주방향 소정 간격으로 설치되어 있다.

이상의 각 예에 있어서의 다원호 베어링은 소위 3원호 베어링이지만, 이것에 한정되지 않고, 소위 4원호 베어링, 5원호 베어링, 또한 6원호 이상의 수의 원호면으로 구성된 다원호 베어링을 채용해도 된다. 또한, 레이디얼 베어링부를 스텝 베어링이나 다원호 베어링으로 구성하는 경우, 레이디얼 베어링부(R1,R2)와 같이, 2개의 레이디얼 베어링부를 축방향으로 이격해서 설치한 구성으로 하는 것 외에 베어링 부재(8)의 내주면(8a)의 상하 영역에 걸쳐서 1개의 레이디얼 베어링부를 설치한 구성으로 하여도 된다. 이들 동압 발생부는 베어링 부재(8)의 전기 주조부(10)에 형성되지만, 그 형성 방법은 동압홈을 형성하는 경우의 각 공정(도 2a~도 2c 참조)에 준하므로 설명을 생략한다.

또한, 스러스트 베어링부(T,T1,T2)의 형태로서, 스파이럴 형상의 동압홈에 의해 윤활유의 동압작용을 발생시키는 구성을 예시했지만, 스러스트 베어링면으로 되는 영역에 복수의 반경방향 홈형상의 동압홈을 원주방향 소정 간격으로 설치한, 소위 스텝 베어링, 소위 파형 베어링(스텝형이 파형으로 된 것) 등으로 구성할 수도 있다(도시생략).

이상에서 설명을 행한 동압 베어링 장치(1)는 축부재(2)를 스러스트 방향으로 비접촉 지지하는 동압 베어링으로 구성하는 형태를 예시한 것이지만, 도 14에 나타내는 동압 베어링 장치(1)는 축부재(2)를 스러스트 방향으로 접촉 지지하는 피벗 베어링으로 구성되어 있다. 이 때, 축부재(2)의 축부(2a)의 하단(2a3)은 볼록 구형상으로 형성되어 있고, 이 하단(2a3)은 하우징(7)의 저부(7c)의 상측 끝면(7c1)에 접착 등의 수단에 의해 고정된 스러스트 플레이트(24)의 상측 끝면(24a)에 의해 접촉 지지된다.

그런데, 전기 주조부(10)에는 레이디얼 베어링면뿐만 아니라 스러스트 베어링면을 형성할 수도 있다. 이하, 이 실시형태를 도 21~도 32에 기초하여 설명한다.

도 21에 나타내는 본 발명의 구성을 갖는 베어링 부재(8)는 마스터 축(12)을 제작하는 공정(도 22a 참조), 마스터 축(12)의 소정 개소를 마스킹하는 공정(도 22b 참조), 비마스크부(N)에 전기 주조 가공을 행하여 전기 주조축(11)을 형성하는 공정(도 22c 참조), 전기 주조축(11)의 전기 주조부(10)를 수지 등으로 몰드해서 베어링 부재(8)를 형성하는 공정(도 25 참조), 및 전기 주조부(10)와 마스터 축(12)을 분리하는 공정을 거쳐 제작된다.

이상의 도 22a~도 22c에 나타내는 공정은 기본적으로 도 2a~도 2c에 나타내는 공정과 공통되므로, 이하에서는 공통되는 사항을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명을 진행시킨다.

도 22b에 나타내는 마스킹 공정에서는 마스터 축(12)의 외주면 상방 및 상단면에 마스킹(13)(흩어진 점 모양으로 나타낸다)이 실시된다. 이 마스킹이 실시된 부분(마스크부(M))에는 후술하는 전기 주조 가공시에 전기 주조 금속이 전착되지 않고, 전기 주조부(10)는 형성되지 않는다. 한편, 마스터 축(12)의 마스크부(M)를 제외한 외주면 및 하단면에는 마스킹이 실시되지 않고, 이들 마스킹이 실시되지 않은 부분(비마스크부(N))은 전기 주조 가공시에 전기 주조부(10)의 내주면(레이디얼 베어링면(A)) 및 내저면(스러스트 베어링면(B))을 성형하는 성형부로 된다.

도 22a 및 22b에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 비마스크부(N) 중 마스터 축(12)의 외주면에는 레이디얼 베어링면(A)의 동압홈 패턴에 대응한 요철 형상을 갖는 레이디얼 베어링면 성형부(N1)가 형성된다. 레이디얼 베어링면(A)과 레이디얼 베어링면 성형부(N1)의 요철 형태는 정반대이고, 레이디얼 베어링면(A)의 볼록한 부분이 레이디얼 베어링면 성형부(N1)에서는 오목부(12a1,12a2)로 된다. 도시 예에서는, 레이디얼 베어링면 성형부(N1)로서, 헤링본 형상의 동압홈 패턴에 대응한 경우를 예시하고 있지만, 이것을 스파이럴 형상의 동압홈 패턴에 대응한 형상으로 형성할 수도 있다.

마찬가지로 비마스크부(N) 중 마스터 축(12)의 하측 끝면(12c)의 일부 환상 영역에는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 후술하는 스러스트 베어링면(B)의 동압홈 패턴에 대응한 요철 형상을 갖는 스러스트 베어링면 성형부(N2)가 형성된다. 이 스러스트 베어링면 성형부(N2)에서도, 요철 형태는 스러스트 베어링면(B)과 정반대로 되어 있다. 도시예에서는, 스러스트 베어링면 성형부(N2)로서, 스파이럴 형상의 동압홈 패턴에 대응한 경우를 예시하고 있지만, 이것을 헤링본 형상의 동압홈 패턴에 대응한 형상으로 형성할 수도 있다.

이상의 공정을 거침으로써, 도 22c에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 외주면(12a)과 하측 끝면(12c)의 비마스크부(N)에 바닥이 있는 원통 형상의 전기 주조부(10)를 피착한 전기 주조축(11)이 형성된다. 이 때, 도 24에 나타내는 바와 같이, 전기 주조부(10)의 내주면(10a)에는 마스터 축(12)의 외주면(12a)의 레이디얼 베어링면 성형부(N1)의 형상이 전사되고, 복수의 동압홈(8a1,8a2)을 갖는 레이디얼 베어링면(A)이 축방향으로 이격해서 형성된다. 또한, 전기 주조부(10)의 내저면(10c)에는, 마스터 축(12)의 하측 끝면(12c)의 스러스트 베어링면 성형부(N2)의 형상이 전사되고, 복수의 동압홈을 갖는 스러스트 베어링면(B)이 형성된다(도시생략).

다음에, 전기 주조축(11)은 도 25에 예시하는 몰드 공정으로 이송되고, 전기 주조축(11)을 삽입 부품으로 하여 수지재료에 의한 사출 성형(삽입 성형)이 행해진다.

수지재료의 고화 후, 형 개방을 행하면, 도 24에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12) 및 전기 주조부(10)로 이루어지는 전기 주조축(11)과, 몰드부(14)가 일체로 된 성형품이 얻어진다.

이 성형품은 그 후 분리 공정으로 이송되고, 전기 주조부(10) 및 몰드부(14)가 일체화된 것(베어링 부재(8))과, 마스터 축(12)으로 분리된다.

마스터 축(12)과 분리된 베어링 부재(8)는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 측부(8b) 및 저부(8c)를 일체로 갖는 바닥이 있는 통형상을 이룬다. 특히, 본 실시형태에서는 전기 주조부(10)의 상단도 몰드부(14)로 덮여져 있으므로, 전기 주조부(10)의 빠짐 방지를 행할 수 있다. 이 피복 부분의 내주면은 테이퍼면 형상으로 형성되고, 후술하는 바와 같이 베어링 장치의 조립 후에는 이 테이퍼면(14a)과 축부재(2)의 외주면 사이에서 시일 공간이 구성된다.

마스터 축(12)과 분리된 축부재(8)의 내주에는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)과는 별도로 제작한 축부재(2)가 삽입되고, 이것에 의해 동압 베어링 장치(유체 동압 베어링 장치(1))가 구성된다. 축부재(2)는 스테인레스강 등의 내마모성이 우수한 금속재료로 이루어지고, 외주면(2a)은 동압홈이 없는 진원 형상, 하단면(2b)은 동압홈이 없는 평탄면 형상으로 형성된다. 축부재(2)의 외경 치수는 레이디얼 베어링면(A)의 동압홈간 영역(동압홈을 구획하는 볼록의 부분)의 내경 치수보다 약간 작은 지름이며, 이것에 의해 2개의 레이디얼 베어링면(A)과 축부재(2)의 외주면 사이에 1㎛ ~ 수십㎛ 정도의 레이디얼 베어링 간극(도시 생략)이 형성된다.

또한, 축부재(2)를 베어링 부재(8)의 내주에 삽입함으로써, 몰드부(14)의 상단 개구부의 테이퍼면(14a)과 축부재(2)의 외주면(2a) 사이에 테이퍼 형상의 시일 공간(S)이 형성된다. 축부재(2)의 삽입 후, 시일 공간(S)에서 밀봉된 동압 베어링 장치(1)의 내부 공간에는 윤활 유체로서의 예컨대 윤활유가 충만되고, 이 상태에서 윤활유의 오일 면은 시일 공간(S)의 범위 내에 유지된다. 시일 공간(S)은 상방을 확대시킨 테이퍼 형상 공간으로 하는 것 외에 동일 폭의 원통형상 공간으로 할 수도 있다. 또한, 시일을 구성하는 테이퍼면(14a)을 몰드부(14)와 별도의 부재로 구성할 수도 있다.

동압 베어링 장치(1)는 이상과 같이 구성되고, 축부재(2)와 베어링 부재(8)의 상대 회전시(예컨대 축부재(2)의 회전시)에는 상기 레이디얼 베어링 간극에 윤활유의 동압이 발생하고, 그 압력에 의해 축부재(2)가 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이것에 의해, 축부재(2)를 레이디얼 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 제 1 레이디얼 베어링부(R1)와 제 2 레이디얼 베어링부(R2)가 형성된다.

또한, 베어링 부재(8)의 스러스트 베어링면(B)은 축부재(2)의 하측 끝면(2b)과 스러스트 베어링 간극을 통해서 대향한다. 축부재(2)의 회전에 따라 스러스트 베어링 간극에도 윤활유의 동압이 발생하고, 그 압력에 의해 축부재(2)가 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지된다. 이것에 의해, 축부재(2)를 스러스트 방향으로 회전 가능하게 비접촉 지지하는 스러스트 베어링부(T)가 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 동압 베어링 장치(1)에서는 전기 주조부(10)에 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B) 쌍방이 형성되고, 또한 베어링 부재(8)가 각 전기 주조부(10)를 삽입한 사출 성형으로 형성되어 있다. 그 때문에, 레이디얼 베어링부(R1,R2) 및 스러스트 베어링부(T)의 구성을 간략화함과 아울러, 부품점수 및 조립공수를 줄일 수 있고, 베어링 장치(1)의 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B)은 전기 주조 가 공되어 있기 때문에, 고밀도의 동압홈 성형을 행할 수 있고, 높은 베어링 성능이 얻어진다. 또한 베어링면(A,B)의 성형에 따라 절삭분이 발생하는 일도 없고, 오염물의 문제도 해소된다.

또한, 한번 제작한 마스터 축(12)은 반복 사용할 수 있고, 또한 성형 후의 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B)은 마스터 축의 성형부(N1,N2)의 표면 형상과 비슷한 형상으로 된다. 따라서, 개체간에서 동압홈 정밀도의 불균형이 적은 베어링 부재(8)를 얻을 수 있고, 고속 회전 정밀도를 갖는 동압 베어링 장치(1)를 안정되게 양산할 수 있게 된다.

또한, 전기 주조 가공의 특성상, 전기 주조부(10)의 외표면은 거친 면으로 형성되기 때문에, 삽입 성형시에는 몰드부(14)를 구성하는 수지재료가 전기 주조부(10) 외표면의 미소한 요철에 들어가고, 앵커 효과를 발휘한다. 그 때문에, 전기 주조부(10)와 몰드부(14) 사이에 강고한 고착력이 발휘되고, 전기 주조부(10)와 몰드부(14) 사이에서 확실하게 회전 방지 및 빠짐 방지가 된다. 따라서, 내충격성이 우수한 고강도의 베어링 부재(8)를 제공할 수 있게 된다.

회전 방지 및 빠짐 방지 효과가 불충분한 경우, 도 28에 나타내는 바와 같이 전기 주조부(10)에 플랜지(20)를 일체로 형성하고, 이것을 몰드부(14)에 내장시키면, 회전 방지 및 빠짐 방지 효과를 보다 한층 높일 수 있다.

도시예에서는 플랜지(20)가 레이디얼 베어링면(A)과 스러스트 베어링면(B)의 코너부에 경사진 형상으로 형성되어 있지만, 이러한 종류의 플랜지(20)는 전기 주조 가공 중에 형성하는 것이 가능하다. 즉, 전해질 용액 중에 도시의 형태의 마스 터 축(12)을 침지하면, 통상, 마스터 축(12)의 하단 코너부(12d)에서는 다른 부분과 비교해서 금속입자의 석출량이 많아지기 때문에, 도 28에 나타내는 경사진 형상의 플랜지(20)가 성장한다. 그 때문에, 이 플랜지(20)가 부착된 전기 주조축(11)을 그대로 수지재료로 몰드하면 플랜지(20)를 회전 방지 및 빠짐 방지로서 이용할 수 있게 된다.

또한, 이 플랜지(20)는 전기 주조부(10)를 소성 변형시킴으로써 형성할 수도 있다. 이 경우, 플랜지(20)의 형성 위치는 특별히 상관 없이, 예컨대 전기 주조부(10)의 상단을 외경측으로 소성 변형시켜서 플랜지(20)를 형성해도 된다.

이상의 설명에서는, 레이디얼 베어링부(R1,R2)에서 동압홈을 축방향으로 대칭으로 형성하는 경우를 예시하고 있지만, 이것을 축방향으로 비대칭으로 형성할 수도 있다. 도 29(베어링 부재(8)로부터 축부재(2)를 뺀 상태를 나타낸다)는 그 일례를 나타내는 것이며, 상방의 레이디얼 베어링부(R1)로 동압홈(8a1)을 축방향 중심(상하의 경사 홈간 영역의 축방향 중심)에 대하여 축방향 비대칭으로 형성하고, 축방향 중심(m)보다 상측 영역의 축방향 치수(X1)를 하측 영역의 축방향 치수(X2)보다 크게 한 것이다. 하방의 레이디얼 베어링부(R2)는 동압홈(8a2)이 축방향 대칭으로 형성되고, 그 상하 영역의 축방향 치수는 각각 상기 축방향 치수(X2)와 같게 되어 있다. 이 경우, 축부재(2)의 회전시에는, 동압홈에 의한 윤활유의 공급력(펌핑력)은 하측의 대칭형의 동압홈(8a2)에 비해서 상측의 동압홈(8a1)에서 상대적으로 커진다. 그 때문에, 레이디얼 베어링 간극 내에서는 하향의 윤활유의 흐름이 생기고, 이것에 의해 스러스트 베어링부(T)에 윤택한 윤활유를 공급할 수 있게 된다.

또한, 이상의 설명에서는, 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B)을 일체로 형성된 전기 주조부(10)에 형성하는 경우를 예시하고 있지만, 전기 주조부(10)를 2 이상으로 분할하고, 양 베어링면(A,B)을 각각 별체의 전기 주조부에 형성할 수도 있다.

다음에, 이상에 설명한 동압 베어링 장치(1)를 조립한 모터의 일례를 도면에 기초하여 설명한다.

도 26은 정보기기용 스핀들 모터의 일구성예를 나타내고 있다. 이 스핀들 모터는 HDD 등의 디스크 구동 장치에 이용되는 것이며, 축부재(2)를 회전가능하게 비접촉 지지하는 동압 베어링 장치(1)와, 축부재(2)에 장착된 회전자(디스크 허브)(3)와, 반경방향의 갭을 통해서 대향시킨 고정자 코일(4) 및 회전자 자석(5)을 구비하고 있다. 고정자 코일(4)은 브래킷(6)의 외주에 부착되고, 회전자 자석(5)은 디스크 허브(3)의 내주에 부착된다. 동압 베어링 장치(1)의 베어링 부재(8)는 브래킷(6)의 내주에 장착된다. 디스크 허브(3)에는 자기디스크 등의 디스크(D)가 1장 또는 복수장 유지된다. 고정자 코일(4)에 통전하면, 고정자 코일(4)과 회전자 자석(5) 사이의 전자력에 의해 회전자 자석(5)이 회전하고, 그것에 의해서 디스크 허브(3) 및 축부재(2)가 일체로 되어 회전한다.

본 발명의 구성은 상기 동압 베어링 장치(1)에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 형태의 동압 베어링 장치에도 바람직하게 이용할 수 있다. 이하, 도면에 기초해 그 구성을 설명하지만, 도 27에 나타내는 동압 베어링 장치(1)와 동일한 구성 및 기능이 공통되는 부재에는 공통인 참조번호를 붙여서 중복 설명을 생략한다.

도 30은 동압 베어링 장치(1)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 이 동압 베어링 장치(1)에 있어서, 동압 발생부로 되는 동압홈(8a1,8a1)은 축부재(2)의 외주면(2a) 및 축부재(2)의 하측 끝면(2b)에 형성되고(하측 끝면(2b)에 형성한 동압홈의 도시는 생략하고 있음), 베어링 부재(8)의 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B)은 모두 동압홈이 없는 단면 진원 형상 및 평탄면 형상으로 형성된다. 이 경우, 마스터 축(12)의 외주면(12a) 및 하측 끝면(12c)은 동압홈이 없는 단면 진원 형상 및 평탄면 형상으로 형성된다. 이 마스터 축(12)을 이용하여 상술의 전기 주조 가공 및 몰드 공정을 행하고, 또한 마스터 축(12)을 베어링 부재(8)로부터 분리하여 레이디얼 베어링면(A) 및 스러스트 베어링면(B)을 성형한 후, 베어링 부재(8)의 내주에 마스터 축(12)과는 별도의 부재의 축부재(2)를 삽입한다. 축부재(2)의 외주면(2a) 및 하단면(2b)에는 미리 기계 가공이나 에칭 등의 방법으로 동압홈을 형성해 둔다.

도 31은 동압 베어링 장치(1)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 이 동압 베어링 장치(1)에서는, 도 27 및 도 29에 나타내는 실시형태와 달리, 스러스트 베어링부(T)가 피벗 베어링으로 구성되고, 레이디얼 베어링부(R1,R2)가 각각 동압 발생부를 갖지 않는 원통형 베어링으로 구성되어 있다. 축부재(2)의 하단에는 볼록형상의 구면(2c)이 형성되어 있고, 이 구면(2c)을 평탄면 형상의 스러스트 베어링면(B)에 의해 접촉 지지함으로써 피벗 베어링으로 이루어지는 스러스트 베어링부(T)가 구성된다. 또한, 축부재(2)의 외주면(2a)은 동압홈이 없는 단면 진원 형상이고, 이 외주면(2a)과 이것에 대향하는 단면 진원 형상의 레이디얼 베어링면(A)으 로 원통형 베어링이 구성된다. 이 경우, 레이디얼 베어링부(R1,R2) 및 스러스트 베어링부(T) 중 어느 한쪽을 도 27 및 도 29에 나타내는 동압 베어링으로 치환할 수도 있다.

도 31에 나타내는 실시형태의 경우, 축부재(2)로서, 도 27 및 도 29에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 마스터 축(12)과 별도의 부재를 사용하는 것 외에 마스터 축(12) 그 자체를 사용할 수도 있다. 이 경우, 도 32에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 일단(도면에서는 상단)에 스러스트 베어링면(B)을 성형하는 평탄면 형상의 스러스트 베어링면 성형부(N2)가 형성되고, 마스터 축(12)의 타단(도면에서는 하단)에 스러스트 베어링부(T)를 구성하는 볼록 구면 형상의 베어링 구성부(2c)가 형성된다. 전기 주조 가공시에는 도 32에 나타내는 마스터 축(12)의 스러스트 베어링면 성형부(N2)에 전기 주조부(10)를 형성하는 한편, 베어링 구성부(2c)에는 마스킹을 실시해서 전기 주조축(11)을 형성한다. 다음으로, 이 전기 주조축(11)을 삽입 성형하고, 베어링 부재(8)와 마스터 축(12)을 분리한 후, 마스터 축(12)을 상하 반전시켜서 베어링 구성부로 되는 구면(2c)을 베어링 부재(8)의 내주에 삽입하고, 구면(2c)을 스러스트 베어링면(B)에 접촉시켜서, 피벗 베어링으로 이루어지는 스러스트 베어링부(T)를 구성한다. 이것에 의해, 마스터 축(12)을 전기 주조부(10)의 성형용 지그로서, 및 베어링 장치(1)의 구성요소로서 병용할 수 있게 된다.

이 방법을 도 27 및 도 29에 나타내는 실시형태에도 적용함으로써, 축부재(2)로서 마스터 축(12)을 그대로 사용할 수 있게 된다. 이 경우, 마스터 축(12) 의 일단면에 평탄면이 형성되고, 타단면에 동압홈(또는 동압홈의 성형틀)이 형성된다. 마스터 축(12)의 양단면 중 어느 한쪽이 스러스트 베어링면(B)의 성형부로 되고, 다른쪽이 스러스트 베어링부(T)를 구성하는 베어링 구성부로 된다.

도 27 및 도 29에 나타내는 실시형태에서는, 레이디얼 베어링부(R1,R2)로서, 헤링본 형상이나 스파이럴 형상의 동압홈에 의해 유체 동압을 발생시키는 구성을 예시하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 레이디얼 베어링부(R1,R2)로서, 도 17~도 20에 나타내는 다원호 베어링이나 스텝 베어링을 채용해도 된다.

또한, 이상에 서술한 구성은, 도 31에 나타내는 실시형태와 같이, 레이디얼 베어링부(R1,R2)로서, 동압 발생부를 갖지 않는 원통형 베어링을 채용하는 경우에도 적용할 수 있다.

이 진원 베어링의 제작 공정은, 도 33에 나타내는 바와 같이, 마스터 축(12)의 외주면이 틀부(N)를 갖지 않는 원통면 형상인 것 이외는 기본적으로 도 2a~도 2c에 나타내는 공정과 공통된다. 즉, 마스터 축(12)의 소정 영역을 마스킹재(13)로 피복하는 공정(도 34 참조), 비마스크부에 전기 주조 가공을 행하여 전기 주조축(11)을 형성하는 공정(도 35 참조), 전기 주조축(11)의 전기 주조부(10)를 수지 등으로 몰드해서 베어링 부재(8)를 형성하는 공정(도 5 참조), 및 전기 주조부(10)와 마스터 축(12)을 분리하는 공정을 거쳐 제작된다.

레이디얼 베어링부(R1,R2)가 진원 베어링으로 구성되어 있는 경우, 전기 주조부(10)의 내주면(10a)(베어링면)과 축부재(2)의 외주면(2a) 사이의 최소 클리어 런스의 크기가 베어링 성능을 크게 좌우한다. 도 36에 나타내는 바와 같이, 이 최소 클리어런스(δr)는 전기 주조부(10)의 베어링면(10a)에 내접하는 가상 원(P1)의 반경(r1)과, 축부재(2)의 외주면(2a)에 외접하는 가상 원(P2)의 반경(r2)의 차(r1-r2)로 나타내어진다. 이 최소 클리어런스(δr)는 동 도면과 같이 베어링 부재(8)의 내주에 축부재(2)를 삽입한 상태에서 δr>0으로 설정하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 양의 최소 클리어런스(δr)를 확보함으로써, 축부재(2)와 베어링 부재(8)의 상대 회전시에 양자간에서 바람직하지 못한 접촉상태가 생기는 것을 피하고, 안정한 회전 지지 상태를 유지할 수 있다. 이 최소 클리어런스(δr)의 크기는 주로 분리 공정에 있어서의 전기 주조부(10)의 확경량에 의존하므로, 이 수치가 얻어지도록 전기 주조부(10)의 두께나 전기 주조 조건을 설정한다.

이 경우, 전기 주조부(10)의 베어링면(10a)의 진원도(도 36에서 말하면, 베어링면(10a)의 내외접원(P1,P3)의 반경차(│r1-r3│))와, 축부재(2)의 외주면(2a)의 진원도(도 36에서 말하면, 외주면(2a)의 내외접원(P2,P4)의 반경차(│r2-r4│))의 합은 4㎛ 이하로 설정한다.

이와 같이, 베어링면(10a)의 진원도와, 이것에 대향하는 축부재(2)의 외주면(2a)의 진원도의 합을 4㎛ 이하로 억제함으로써, 양 면(10a,2a) 사이의 베어링 간극은 원주방향에 걸쳐서 편차가 작은 균일한 것으로 된다. 따라서, 보다 한층 안정된 회전 지지 상태를 얻을 수 있음과 아울러, 양 면(10a,2a)을 비교적 평활한 면으로 하여, 회전시의 마모를 최대한 억제할 수 있다. 마스터 축(12)은 상기 수치 조건(δr>0, │r1-r3│+│r2-r4│≤4㎛)을 만족하도록 그 외주면에 마무리 가공이 실시된다.

일례로서, 스테인레스강(SUS420F)으로 축지름(Φ) 1.5㎜, 진원도 0.5㎛의 마스터 축을 제작하고, 술파민산 니켈욕으로 2시간 전기 주조 가공을 행하여 두께 0.1㎜의 전기 주조부(10)를 형성한 바, 상기 수치 조건을 만족하는 베어링 장치를 얻을 수 있는 것이 판명되었다.

또한, 도 8 및 도 9 등에 나타내는 바와 같이, 레이디얼 베어링부(R1,R2)를 동압 베어링으로 구성한 경우에도 상기 수치 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 최소 클리어런스(δr)는 동압홈을 구획 형성하는 볼록형상부에 내접하는 가상 원의 반경과, 축부재(2)의 외주면(2a)에 외접하는 가상 원의 반경의 차로 나타내어진다. 또한, 베어링면(10a)의 진원도는 볼록형상부의 내주면에 의해 평가된다.

진원 베어링은 회전용 베어링 장치뿐만 아니라, 슬라이딩용 베어링 장치나 회전 슬라이딩용 베어링 장치, 또한 요동용 베어링 장치로서도 사용할 수 있고, 본 발명의 구성은 모두 이들 각종 베어링 장치에 적용하는 것이 가능하다. 「회전용 베어링 장치」는 축(2)과 베어링 부재(8) 사이의 상대 회전을 지지하기 위한 장치를 의미하고, 「슬라이딩용 베어링」은 축(2)과 베어링 부재(8) 사이의 상대적인 직선운동을 지지하기 위한 장치를 의미한다. 「회전 슬라이딩용 베어링」은 상기 2개의 베어링 장치의 기능을 아울러 가지는 것으로, 축(2)과 베어링 부재(8) 사이의 회전운동 및 직선운동 쌍방을 지지하기 위한 장치를 의미한다. 「요동용 베어링」은 축(2)과 베어링 부재(8) 사이의 요동 운동을 지지하기 위한 베어링을 의미한다. 어느 경우라도 베어링 부재(8)가 가동측으로 되든지 고정측으로 되든지는 상관 없 다. 또한, 이들 베어링 장치는 무급유로 사용하는 것 외에 베어링 간극에 오일 등의 윤활제를 공급해서 사용할 수도 있다.

회전용 베어링 장치에서는, 마스터 축(12)의 횡단면은 기본적으로 원형으로 형성되지만, 슬라이딩용 베어링 장치의 경우, 횡단면은 임의의 형상으로 할 수 있고, 원형 이외에 다각형상이나 비진원 형상으로 할 수도 있다. 또한, 슬라이딩용 베어링 장치에서는, 기본적으로 마스터 축(12)의 횡단면 형상은 축방향으로 일정하지만, 회전용 베어링 장치나 회전 슬라이딩용 베어링 장치에서는 축의 전체 길이에 걸쳐 일정한 횡단면 형상이 아닌 형태를 취하는 것도 있다.

동압 베어링 장치(1)에 있어서는, 축부재(2)로서, 기본적으로 마스터 축(12)과 동일한 정도의 정밀도로 별도 제작한 별도의 부재가 사용되지만, 원통형 베어링에서는 이 외에도 마스터 축(7)을 그대로 축부재(2)로서 사용할 수 있다. 이 경우, 베어링면(4)의 면 정밀도가 마스터 축(7)의 외주면 정밀도와 대응하므로, 그 후의 매칭 작용이 불필요하게 되는 장점이 얻어진다.

이상의 설명에서는, 동압 베어링 장치의 내부에 충만하는 윤활 유체로서, 윤활유를 예시했지만, 그 이외에도 각 베어링 간극에 동압을 발생시킬 수 있는 유체, 예컨대 자성 유체 외에 공기 등의 기체 등을 사용할 수도 있다.

Claims (22)

1. 마스터 축의 표면에 석출된 금속으로 형성된 전기 주조부와, 상기 전기 주조부의 외주를 수지의 사출 성형으로 몰드하는 것에 의해 형성된 몰드부를 구비하는 베어링 부재의 내주에, 축부재를 삽입하여 이루어지는 베어링 장치로서,

   상기 전기 주조부의 내주에 마스터 축의 표면에 석출하기 시작한 면으로 이루어지는 베어링면을 형성하고, 상기 전기 주조부의 두께를 10~200㎛, 축부재의 축지름을 1~6㎜로 하고, 또 상기 몰드부에 있어서 수지의 반경방향의 성형 수축률을 0.05% 이상, 1.0% 이하로 한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 주조부의 베어링면에 동압 발생부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 동압 발생부가 복수의 동압홈을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 동압 발생부가 복수의 원호면을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 주조부에 플랜지를 설치한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 플랜지의 외주면이 비진원 형상인 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 플랜지가 상기 전기 주조부의 소성 변형에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 플랜지가 베어링면의 축방향 양단 중 적어도 한쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 플랜지의 소성 변형 전에 있어서의 전기 주조부의 축방향의 길이(L2)와, 소성 변형 후에 있어서의 전기 주조부의 축방향의 길이(L1)가 다음 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.

   0<A/L1≤0.5 (단, A=L2-L1)
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11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 주조부에 상기 축부재의 단부를 스러스트 방향으로 지지하는 스러스트 베어링면을 형성한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 스러스트 베어링면에서 상기 축부재를 스러스트 방향으로 접촉 지지하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 스러스트 베어링면 및 이것에 대향하는 축부재의 끝면 중 어느 한쪽에 복수의 동압홈을 형성한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 주조부의 반경방향 단면에 있어서, 상기 전기 주조부의 내주면에 내접하는 가상 원 반경(r1)과, 상기 축부재의 외주면에 외접하는 가상 원 반경(r2)이 r1>r2이고, 또한 상기 전기 주조부의 내주면의 진원도와 상기 축부재의 외주면의 진원도의 합이 4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 축부재는 상기 전기 주조부의 성형시에 사용한 마스터 축인 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
17. 제 1 항에 있어서, 상기 축부재는 상기 전기 주조부의 성형시에 사용한 마스터 축과 별도의 부재인 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 전기 주조부의 내면에는 상기 축부재의 단부를 스러스트 방향으로 지지하는 스러스트 베어링면을 갖고, 상기 마스터 축의 일단에 스러스트 베어링면을 성형하는 성형부가 형성됨과 아울러, 타단에 스러스트 베어링부를 구성하는 볼록 구면 형상의 베어링 구성부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
19. 제 1 항에 기재된 베어링 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.
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