(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の軸受本体を具備し、この軸受本体の内周面に、傾斜状の動圧溝を有する軸受面が形成されている動圧型滑り軸受を製造するための方法であって、
上記軸受面における動圧溝を成形するための成形型を円筒状の軸受本体素材の内周面に所定の内径すきまを設けて挿入し、軸受本体素材の外周面を所定の外径しめしろでダイに圧入して、ダイと上下のパンチで軸受本体素材に圧迫力を加え、軸受本体素材の内周面を上記外径しめしろと内径すきまとの差に略等しい加圧量で成形型に加圧することにより、軸受本体素材の内周面に上記動圧溝を有する軸受面を成形した後、圧迫力を解除して軸受本体素材をスプリングバックさせると共に、軸受本体素材と成形型との間に、軸受本体素材の内径と成形型の外径との寸法差が拡大するような熱膨張差を生じさせて、上記成形型を軸受本体素材の内周面から離型する工程を含む動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項２】
成形型に、軸受面における動圧溝の形成領域を成形するための第１成形部と動圧溝の形成領域以外の領域を成形するための第２成形部とを設け、軸受本体素材の内周面を上記成形型に加圧することによって、軸受本体素材の内周面に、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時成形する請求項１記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項３】
軸受本体素材の内周面に上記動圧溝を有する軸受面を成形した後、軸受本体素材が高温側となるよう軸受本体素材と成形型との間に温度差を設けて熱膨張差を生じさせる請求項１、または２記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項４】
軸受本体素材と成形型とを、線膨張係数の異なる材料で形成した請求項３記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項５】
軸受本体素材が焼結金属で形成されている請求項１乃至４何れか記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項６】
焼結金属が、銅、鉄あるいはアルミニウムのうちの何れか一つ、またはこれらのうちの２種以上を主成分とする請求項５記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項７】
軸受本体素材が、アルミニウム、黄銅、青銅などの軟質金属で形成されている請求項１乃至４何れか記載の動圧型滑り軸受の製造方法。
【請求項８】
内周面に傾斜状の動圧溝を有する軸受面が形成された多孔質の軸受本体と、潤滑油または潤滑グリースの含浸によって上記軸受本体の内部の細孔内に保持された油とを備えた動圧型多孔質含油軸受を製造するための方法であって、
円筒状の焼結金属からなる多孔質素材の内周面および外周面を、ダイおよびサイジングピンを用いてサイジングするサイジング工程と、
多孔質素材の内周面に回転サイジングピンを挿入し、回転サイジングピンを回転させて多孔質素材の内周面を回転サイジングする回転サイジング工程と、
軸受面における動圧溝の形成領域を成形するための第１成形部と動圧溝の形成領域以外の領域を成形するための第２成形部とを有する成形型を多孔質素材の内周面に所定の内径すきまを設けて挿入し、軸受本体素材の外周面を所定の外径しめしろでダイに圧入して、ダイと上下のパンチで多孔質素材に圧迫力を加え、多孔質素材の内周面を上記外径しめしろと内径すきまとの差に略等しい加圧量で成形型に加圧することにより、多孔質素材の内周面に、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時成形する軸受面成形工程と
を含む動圧型多孔質含油軸受の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８何れかの方法で形成された動圧型滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧発生用の動圧溝を有する動圧型滑り軸受、およびその製造方法に関し、特に高回転精度が要求される小型モータ、例えばＤＶＤ−ＲＡＭなどの光ディスク装置、ＨＤＤなどの磁気ディスク装置、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナなどのドライブモータに使用される軸受として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
動圧型軸受では、略円筒状のスリーブ材の内周面に動圧発生用として、へリングボーン型やスパイラル型などの動圧溝が形成される。従来の動圧溝の形成方法としては、軸受素材よりも硬質の複数個のボールを円周等間隔に配列保持した軸状の治具を軸受素材の内周面に挿入し、治具の回転と送りによってボールに螺旋運動を与えながら、ボールを素材内周面に加圧して動圧溝の形成領域を転造（塑性加工）する方法が知られている（特許第  ２５４１２０８号）。
【０００３】
この方法では、転造後に動圧溝に隣接する領域で素材の隆起が生じるので、これをリーマ加工で切削除去する必要がある（特開平８−２３２９５８号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許第  ２５４１２０８号に記載された方法では、軸受素材をチャックで固定する必要があるため、チャックの加圧力によって軸受素材の軸受面が変形したり、外周面との同軸度に狂いが生じたりする。また、リーマ加工が別途必要になるなど、工程が複雑で設備投資も嵩むのでコスト的に不利となる。
【０００５】
これらの不具合を解消するものとして、軸受面の動圧溝を形成する成形型を円筒状の多孔質素材の内周面に挿入し、多孔質素材に圧迫力を加えて多孔質素材の内周面を成形型に加圧することにより、多孔質素材の内周面に動圧溝を成形し、さらに上記圧迫力を解除することによる多孔質素材のスプリングバックを利用して成形型を離型する方法が既に提案されている。
【０００６】
しかし、この方法では、形成可能な動圧溝の溝深さに限界がある。例えば、多孔質素材として内径がφ３の焼結合金を使用する場合は、３μｍ程度の溝深さが限界であり、これ以上深い溝を形成しようとすると、スプリングバック量が不足するために成形型を無理抜きしなければならず、動圧溝が成形型と干渉して崩れてしまう。この方法は、多孔質素材だけでなく、アルミニウム等の軟質金属の内周面に動圧溝を形成する場合にも適用することができるが、その場合でも素材の内径をφ３とすると２〜２．５μｍ程度の溝深さが限界である。
【０００７】
動圧溝の溝深さは、ラジアル剛性等の軸受特性に大きな影響を与えるため、製造可能な溝深さの限界を高めておくことは、軸受設計の自由度を高める上で有益である。
【０００８】
そこで、本発明は、より深い溝深さの動圧溝を高精度かつ低コストに形成可能とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明では、円筒状の軸受本体を具備し、この軸受本体の内周面に、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成するに際し、
上記軸受面における動圧溝を成形するための成形型を円筒状の軸受本体素材の内周面に所定の内径すきまを設けて挿入し、軸受本体素材の外周面を所定の外径しめしろでダイに圧入して、ダイと上下のパンチで軸受本体素材に圧迫力を加え、軸受本体素材の内周面を上記外径しめしろと内径すきまとの差に略等しい加圧量で成形型に加圧することにより、軸受本体素材の内周面に上記動圧溝を有する軸受面を成形した後、圧迫力を解除して軸受本体素材をスプリングバックさせると共に、軸受本体素材と成形型との間に、軸受本体素材の内径と成形型の外径との寸法差が拡大するような熱膨張差を生じさせて、上記成形型を軸受本体素材の内周面から離型する工程を含むようにした（請求項１）。
【００１０】
この手順であれば、チャック工程を省略できるので、従来方法のようなチャックによる軸受本体素材の変形を回避することができる。また、スプリングバックのみならず、軸受本体素材と成形型との間の熱膨張差を利用して成形型を離型するので、溝深さを従来に比べてより深くしても離型時に軸受本体素材と成形型とが干渉することはない。例えば軸受本体素材（焼結金属製とする）の内径がφ３である場合、従来では３μｍ程度の溝深さが限度であったが、上記の方法であれば５〜６μｍ程度の溝深さも実現可能となる。なお、ここでは内径φ３を例示したが、軸受本体素材の内径寸法が大きくなればそれに伴ってスプリングバック量及び熱膨張量も大きくなるので、製造可能な溝深さも相対的に深くなる。
【００１１】
また、成形型に、軸受面における動圧溝の形成領域を成形するための第１成形部と動圧溝の形成領域以外の領域を成形するための第２成形部とを設け、軸受本体素材の内周面を上記成形型に加圧することによって、軸受本体素材の内周面に、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時成形することもできる（請求項２）。この場合、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時に成形（サイジング）することができるので、生産性を向上させてコストの低減を図ることができる。
【００１２】
上記熱膨張差を生じさせるには、軸受本体素材の内周面に上記動圧溝を有する軸受面を成形した後、軸受本体素材が高温側となるよう軸受本体素材と成形型との間に温度差を設ければよい（請求項３）。この温度差は、軸受本体素材を加熱し、若しくは成形型を冷却することによって、または両者を併用することによって実現することができる。この場合、軸受本体素材と成形型とを、線膨張係数の異なる材料で形成すれば（請求項４）、さらに大きな熱膨張差を得ることができる。
【００１３】
軸受本体素材を焼結金属で形成すれば（請求項５）、軸受本体素材が圧縮成形で成形可能となり、低コストに製作できる。また、多孔質の焼結金属内に潤滑油あるいは潤滑グリースを含浸させて油を保有させることができるので、容易に自己潤滑性を発揮させることができる。これに対し、多孔質体でない軸受では、モータの組立時にわずか数μｍ程度の軸受隙間に潤滑油を注入するという極めて煩雑な作業が必要であり、作業性が悪い。焼結金属としては、銅、鉄あるいはアルミニウムのうちの何れか一つ、またはこれらのうちの２種以上を主成分とするものが望ましい（請求項６）。
【００１４】
軸受本体素材は、アルミニウム、黄銅、青銅などの軟質金属で形成することもできる（請求項７）。軟質金属材とした場合、切削加工で所定形状の軸受本体素材を成形した後、上記と同様の成形型を用いることによって動圧溝を形成することができる。スプリングバックのみではなく、熱膨張差も利用すれば、内径φ３の場合、溝深さ５〜６μｍのものまで製作可能となる。また、軟質金属材であれば、外径形状を簡単にハウジング形状に加工することができるので、軸受とハウジングの一体化が容易に図れる。
【００１５】
また、本発明は、内周面に傾斜状の動圧溝を有する軸受面が形成された多孔質の軸受本体と、潤滑油または潤滑グリースの含浸によって上記軸受本体の内部の細孔内に保持された油とを備えた動圧型多孔質含油軸受を製造するための方法であって、
円筒状の焼結金属からなる多孔質素材の内周面および外周面を、ダイおよびサイジングピンを用いてサイジングするサイジング工程と、多孔質素材の内周面に回転サイジングピンを挿入し、回転サイジングピンを回転させて多孔質素材の内周面を回転サイジングする回転サイジング工程と、軸受面における動圧溝の形成領域を成形するための第１成形部と動圧溝の形成領域以外の領域を成形するための第２成形部とを有する成形型を多孔質素材の内周面に所定の内径すきまを設けて挿入し、軸受本体素材の外周面を所定の外径しめしろでダイに圧入して、ダイと上下のパンチで多孔質素材に圧迫力を加え、多孔質素材の内周面を上記外径しめしろと内径すきまとの差に略等しい加圧量で成形型に加圧することにより、多孔質素材の内周面に、軸受面における動圧溝の形成領域とそれ以外の領域とを同時成形する軸受面成形工程とを含むものである（請求項８）。
【００１６】
このような工程とすれば、高精度の軸受を製作することができ、また、回転サイジング工程によって軸受面の表面開孔率を調整できるので（３〜１５％に仕上げるのが望ましい）、動圧作用を効果的に発揮させることができる。なお、必要に応じて、すなわち要求される精度、機能等によっては、サイジング工程や回転サイジング工程の何れか一方、または双方を省略することも可能である。
【００１７】
請求項１乃至８何れかの方法によって製造された動圧型滑り軸受（請求項９）では、軸の回転に伴い、軸受本体の内部の細孔内に保有された油が軸受面の軸方向両側及びチャンファー部付近から軸受隙間（４：図１１参照）に滲み出し、さらに動圧溝によって軸受隙間の軸方向中央に向けて引き込まれる。その油の引き込み作用（動圧作用）によって軸受隙間に介在する油膜の圧力が高められ、潤滑油膜が形成される。この軸受隙間に形成される潤滑油膜（動圧溝の動圧作用によって形成される潤滑油膜）によって、軸はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面に対して非接触支持される。軸受隙間に滲み出した油は、軸の回転に伴う発生圧力により、主に軸受面の表面開孔から軸受本体の内部に戻り、軸受本体の内部を循環して、再び軸受面及びチャンファー部付近から軸受隙間に滲み出す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図１２に基いて説明する。
【００１９】
図２は、本発明の製造方法によって製造した動圧型滑り軸受１の一実施形態を例示している。この滑り軸受１は、例えば図１に示すようなレーザビームプリンタのスキャナモータにおいて、ロータ１４とステータ１３との間の励磁力で回転駆動されるスピンドル軸３をハウジング２に対して回転自在に非接触支持するものである。スピンドル軸３の上部には、レーザ光を受光するポリゴンミラー１１が装着されている。
【００２０】
この実施形態の動圧型滑り軸受１は、多孔質の軸受本体１ａと、潤滑油又は潤滑グリースの含浸によって軸受本体１ａの細孔内に保有された油とで構成される。軸受本体１ａは、例えば銅、鉄、あるいはアルミニウムの何れか一つ、またはこれらのうちの二種以上を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を２０〜９５重量％含有し、密度が６．４〜７．２ｇ／ｃｍ３  となるように形成される。軸受本体１ａの材質として、鋳鉄、合成樹脂、セラミックスなどを焼結または発泡成形し、多数の細孔を有する多孔質体としたものを用いても良い。
【００２１】
軸受本体１ａの内周面には、支持すべき軸の外周面と軸受隙間を介して対向する一対の軸受面１ｂが軸方向に離隔して形成され、両軸受面１ｂに傾斜状の動圧溝１ｃが形成されている。この実施形態における両軸受面１ｂは、軸方向に対して一方に傾斜した複数の動圧溝１ｃを円周方向に配列した第１領域ｍ１と、第１領域ｍ１から軸方向に離隔し、軸方向に対して他方に傾斜した複数の動圧溝１ｃを円周方向に配列した第２領域ｍ２と、第１領域ｍ１と第２領域ｍ２との間に位置する環状の平滑領域ｎとで構成される。第１領域ｍ１の背（動圧溝１ｃ間の領域）１ｄと第２領域ｍ２の背（動圧溝１ｃ間の領域）１ｄは、それぞれ平滑領域ｎに連続している。第１領域ｍ１の動圧溝１ｃと第２領域ｍ２の動圧溝１ｃとは、軸受面１ｂの軸方向中心線に対して左右対称になっている。軸受面１ｂには、動圧溝１ｃの形成領域を含む全領域にわたって表面開孔が分布しており、主に軸受面１ｂおよびその周辺部の表面開孔を介して、軸受本体１ａの内部と軸受隙間との間で油を循環させて、軸の外周面を軸受面１ｂに対して非接触支持する構成になっている。平滑領域ｎの表面開孔率は、第１領域ｍ１および第２領域ｍ２の表面開孔率よりも小さくすることができる。ここで、「表面開孔」とは、多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいい、「表面開孔率」とは、外表面の単位面積内に占める表面開孔の面積割合をいう。
【００２２】
軸受本体１ａと軸との間に相対回転が生じると、第１領域ｍ１と第２領域ｍ２にそれぞれ逆向きに傾斜形成された動圧溝１ｃによって、軸受隙間内の油が平滑領域ｎに向けて引き込まれ、油が平滑領域ｎに集められるため、平滑領域ｎにおける油膜圧力が高められる。そのため、潤滑油膜の形成効果が高い。しかも、背１ｄに加え、平滑領域ｎも軸を支持する支持面になるので、支持面積が拡大し、軸受剛性が高められる。なお、動圧溝１ｃは軸方向に対して傾斜した形状であれば良く、軸方向の連続形状でも良いし（この場合、環状の平滑領域は有しない）、あるいは、スパイラル形状でも良い。また、軸受面１ｂの数は、要求される軸受性能によって任意に定められ、図示のように２つ設けるほか、一つのみ、あるいは３つ以上設けることもできる。
【００２３】
軸受本体１ａの外周面の一部には軸方向の切欠き部８が設けられており、この切欠き部８は、図１に示すように軸受１をハウジング２に組み込んだ際に、軸受本体１ａ、スラストワッシャ７およびスピンドル軸３で囲まれる空間と外部との空気の出入りを確保する通気路として機能する。また、図１では、球面に形成した軸３の端部をスラストワッシャ７に摺動させてスラスト荷重を支持する構造を例示しているが、他の支持形式、例えば軸端面に動圧溝を設けて、スラスト荷重を動圧軸受で支持する構造としてもよい。
【００２４】
図１に示す多孔質含油軸受１の軸受本体１ａは、上記金属粉末を圧縮成形し、さらに焼成して得られた円筒状の焼結金属素材（軸受本体素材）に対して、例えば、サイジング→回転サイジング→軸受面成形加工を施して製造することができる。
【００２５】
サイジング工程は、焼結金属素材の外周面と内周面のサイジングを行って焼結工程での曲がりなどを矯正する工程で、焼結金属素材の外周面を円筒状のダイに圧入すると共に、内周面にサイジングピン（断面円形）を圧入して行われる。回転サイジング工程は、図３に示す断面略多角形の回転サイジングピン１６（断面円形のピンの外周面を部分的に平坦加工して、円周等配位置に円弧部分１６ａを残したもの）を焼結金属素材の内周面に圧入し、円弧部分１６ａを焼結金属素材の内周面に押付けながらサイジングピン１６を回転させて内周面のサイジングを行う工程である。この回転サイジングにより焼結金属素材の内周面の真円度、円筒度が矯正され、かつ表面開孔率が例えば３〜１５％に仕上げられる。軸受面成形工程は、上記のようなサイジング加工を施した焼結金属素材の内周面に、完成品１ａの軸受面１ｂに対応した形状の成形型を加圧することによって、軸受面１ｂの動圧溝１ｃの形成領域とそれ以外の領域（背１ｄおよび環状の平滑領域ｎ）とを同時成形する工程である。この工程は、例えば以下のようなものである。
【００２６】
図５は、軸受面成形工程で使用する成形装置の概略構造を例示している。この装置は、焼結金属素材１’の外周面を圧入する円筒状のダイ２０、焼結金属素材１’の内周面を成形する超硬合金製のコアロッド２１、焼結金属素材１’の両端面を上下方向から押さえる上下のパンチ２２、２３を主要な要素として構成される。図４に示すように、コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面１ｂの形状に対応した凹凸状の成形型２１ａが軸方向に離隔した２箇所に設けられている。成形型２１ａの凸部分２１ａ１（第１成形部）は軸受面１ｂにおける動圧溝１ｃの領域を成形し、凹部分２１ａ２（第２成形部）は動圧溝１ｃ以外の領域（背１ｄおよび環状の平滑領域ｎ）を成形するものである。成形型２１ａにおける凸部分２１ａ１と凹部分２１ａ２との段差（溝深さＨ）は、軸受面１ｂにおける動圧溝１ｃの深さと同程度（例えば２〜５μｍ程度）で微小なものであるが、図４乃至７ではかなり誇張して図示されている。
【００２７】
ダイ２０への圧入前の状態において、焼結金属素材１’の内周面とコアロッド２１の成形型２１ａ（凸部分２１ａ１を基準）との間には内径すきまＴがある。内径すきまＴ（直径量）の大きさは例えば５０μｍである。焼結金属素材１’の外周面のダイ２０に対する圧入代（外径しめしろＳ：直径量）は例えば１５０μｍで、内径すきまＴよりも大きい（Ｓ＞Ｔ）。
【００２８】
焼結金属素材１’をダイ２０の上面に位置合わせして配置した後、図６に示すように、上パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結金属素材１’をダイ２０に圧入し、さらに下パンチ２３に押し付けて上下方向から加圧する。
【００２９】
焼結金属素材１’はダイ２０と上下パンチ２２・２３から圧迫力を受けて変形を起こし、内周面がコアロッド２１の成形型２１ａに加圧される。内周面の加圧量は、外径しめしろＳと内径すきまＴとの差に略等しく、内周面から所定深さまでの表層部分がコアロッド２１の成形型２１ａに加圧され、塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結金属素材１’の内周面に転写され、軸受面１ｂが図２に示す形状および寸法に成形される（同時に焼結金属素材１’の外周面もサイジングされる）。
【００３０】
軸受面１ｂの成形が完了した後、図７に示すように、焼結金属素材１’にコアロッド２１を挿入したままの状態で、下パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ、焼結金属素材１’をダイ２０から抜く。同時に焼結金属素材１’の外周面に熱風発生器等の加熱機２４で熱風を吹き付けて焼結金属素材１’を加熱する。焼結金属素材１’をダイ２０から抜くと、焼結金属素材１’にスプリングバックが生じてその内径寸法が拡大する。また、焼結金属素材１’を加熱することによって、コアロッド２１に比べて焼結金属素材１’の温度が高くなると共に、超硬合金製のコアロッド２１に比べて銅を主成分とする焼結金属素材１’の熱膨張係数が大きいため、焼結金属素材１’の内径寸法がさらに拡大する。これにより、コアロッド２１と焼結金属素材１’との干渉が回避され、動圧溝１ｃを崩すことなく、焼結金属素材１’の内周面からコアロッド２１を抜き取ることが可能となる。
【００３１】
なお、軸受面１ｂの成形工程が完了した後、軸受面１ｂを通常のサイジングピン（断面円形）を用いてサイジングしてもよい。この場合、軸受面１ｂにおける背１ｄおよび平滑領域ｎがサイジングピンによってサイジングされることにより、それら領域の表面開孔率は動圧溝１ｃの形成領域の表面開孔率よりも小さくなる。また、軸受面の成形工程において、成形型によって動圧溝の形成領域のみを成形し、その後、動圧溝の形成領域以外の領域をサイジング（断面円形のサイジングピンを使用）または回転サイジング（断面円形のピンの外周面を部分的に平坦加工して、円周等配位置に円弧部分を残したサイジングピンを使用）によって仕上げることも可能である。
【００３２】
以上のような工程を経て製造した焼結金属素材１’を洗浄し、これに潤滑油又は潤滑グリースを含浸させて油を保有させると、図２に示す形態の動圧型滑り軸受１（動圧型多孔質含油軸受）が完成する。この軸受１は、ハウジング２の内周面２ａに例えば圧入によって固定される。ハウジング２への圧入後、軸受本体１ａの内径部に回転サイジングを施せば、圧入に伴う軸受面１ｂの真円度、円筒度、同軸度等のずれを矯正することができる。
【００３３】
通常の真円軸受（軸受面に動圧溝を有しない焼結含油軸受）の製造工程では、図１２に示すように、軸受面（内周面）のサイジングを行った後、焼結金属素材１”をダイ２０’に圧入したままの状態で、サイジングピン２１’（成形型２１ａは有しない。）を上昇させて焼結金属素材１”の内周面から抜き、その後、下パンチ２３’で焼結金属素材１”を押し上げてダイ２０’から取出すようにしている。ここで、上記サイジングピン２１’の外周面に成形型２１ａを設けて上記コアロッド２１として使用すれば、従来のサイジング装置を、金型の駆動順序を変更し、加熱装置を追加するだけでほぼそのまま転用できるので、設備投資も極めて安価に抑えることができる。
【００３４】
本発明者らの実験によれば、内径φ３、外径φ６、幅３ｍｍの試験片（銅および鉄を主成分とする軸受本体１ａ）では、４〜５μｍ程度のスプリングバック量を確保できることが明らかになっている。実際には、焼結金属素材１’の弾性変形を加味すれば、多少の無理抜きは可能であるので、溝深さＨは焼結金属素材１’のスプリングバック量の半径量よりも大きく、例えば２．５〜３μｍ程度とすることも可能であるが、これ以上の溝深さでは動圧溝を崩すおそれがある。そこで、吹出し口温度が２５０℃の熱風発生器２４を用いてコアロッド２１が挿入された状態で焼結金属素材１’の外周面側から加熱したところ、室温２５℃で、ごく短時間のうちに焼結金属素材１’の温度が約１９５℃まで上昇した。コアロッド２１はこれよりも幾分低い温度である可能性があるが、同温度であったとしても両者に線膨張係数の差があるため、焼結金属素材１’の方がより大きく熱膨張する。コアロッド２１の材料である超硬材の線膨張係数は、５．１×１０−６１／℃、上記試験片の線膨張係数は１２．９×１０−６１／℃で、昇温を１７０℃とすると、内径寸法がφ３の場合、熱膨張差は約４μｍとなる。スプリングバック量と合わせると、直径で８〜９μｍとなり、より深い溝深さを得ることができる。実際の試作試験でも、焼結金属素材１’の弾性変形を合わせて５〜６μｍの溝深さで製作することが可能であった。なお、ここでは実験的に熱風発生器を使用したが、加熱方法はこれに限定されるものではなく、他の方法、例えば高周波加熱などの方法を採用してもよい。
【００３５】
図１に示すようなレーザビームプリンタ用ポリゴンスキャナモータでは、２００００ｒｐｍ以上、例えば２５０００ｒｐｍの高速回転が求められる一方、装置全体の消費電力の低減も求められことから、軸受にはさらなる低トルク性が求められる。市販のポリゴンスキャナモータに図２に示す動圧型滑り軸受を組み込んで、雰囲気温度０℃における駆動可能回転数を調べた。その結果、軸受隙間を直径で４μｍとすると、２００００ｒｐｍまで到達しないが、軸受隙間を直径で１０μｍとすると、３５０００ｒｐｍまで駆動可能であった。一方、軸受隙間を直径で１０μｍに固定し、溝深さを２μｍおよび５μｍとして３００００ｒｐｍまでの軸振れ特性を調べた。軸受面での表面開孔率は３〜１５％に設定している。その結果を図８に示すが、溝深さが５μｍの場合は、低速域から３００００μｍまで軸振れが増加することはなかった。一方、溝深さが２μｍの場合は、２００００ｒｐｍあたりから軸振れが増加する傾向が見られ、高速域においてラジアル剛性が不足していることが認められた。したがって、低トルク化のため、軸受隙間を大きくした場合は、それに対応して溝深さを深くする必要があることが理解できる。
【００３６】
また、軸受面における表面開孔率の違いによって軸振れ特性がどのような影響を受けるか調べた。表面開孔率が高いと軸受隙間内に圧力が発生しても軸受内部に逃げやすく、動圧効果が減じられると予想される。図９に２種類の表面開孔率における軸振れの測定結果を示す。軸受隙間は直径で１０μｍ、溝深さは５μｍとしている。表面開孔率を３〜１５％に設定した場合には、３００００ｒｐｍまで軸振れが増加することはなかったが、表面開孔率を１５〜２５％に設定した場合には、１５０００ｒｐｍあたりから軸振れが増加した。したがって、表面開孔率は３〜１５％に設定する方が望ましい。なお、表面開孔率を３％未満とすると、注油することによって初期特性は満足できるものが得られるが、動圧型滑り軸受の特徴である軸受隙間と軸受内部での軸方向への油の循環（円周方向も含む）が阻害され、耐久性が落ちるために好ましくない。
【００３７】
図２に示す動圧型多孔質含油軸受において、軸受隙間を１０μｍ、溝深さ５μｍ、表面開孔率を３〜１５％に設定し、ジッタ値を調べたところ、レーザビームプリンタで要求されるジッタ値０．０２％をはるかに下回る０．００５％の特性を得ることができた。
【００３８】
図１０に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、軸受本体１ａの外径面のうち、軸受面間の領域１ｄに対応した外径部１ｄ１と、これに対向するハウジング２の内径面２ａとの間に圧入締め代を形成すると共に、軸受本体１ａの外径面のうち、軸受面１ｂに対応した外径部１ｂ１、１ｂ２と、これに対向するハウジング２の内径面２ａ１、２ａ２との間に上記圧入締め代よりも小さい締め代、若しくはすきまを形成したものである（図面は隙間を形成した場合を例示する）。このような形状にすることによって、圧入という低コストの組立方法を採用しつつも、圧入の前後で軸受面１ｃの寸法や精度が変化することがないので、低コスト化と軸受面精度の確保とを同時に達成することができる。
【００３９】
なお、軸受本体１ａが焼結合金のような多孔質体ではなく、アルミニウム、黄銅、青銅などのような軟質金属である場合にも、本発明方法によって図２に示す動圧型滑り軸受を製作することができる。この場合、潤滑剤としての潤滑油は軸受隙間に充填すればよい。また、軸受本体の外形形状をハウジングと同じ形状に仕上げれば、軸受とハウジングとを一体化でき、部品点数の削減となると共に、軸受とハウジングの組立による精度の劣化を回避することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、チャック工程を省略できるので、従来方法のようなチャックによる軸受本体素材の変形を回避することができる。また、動圧溝の溝深さをより深くすることができるので、設計の自由度を向上させることができる。さらに内径を真円とした通常の焼結含油軸受（動圧溝を有しない焼結含油軸受）の製造装置をほぼそのまま、加熱装置を追加するだけで転用できるので、設備投資を極めて安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】動圧型滑り軸受を組み込んだモータを概念的に示す断面図である。
【図２】本発明方法で製造した動圧型滑り軸受の実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）図は回転サイジングピンの側面図、（ｂ）図は（ａ）図中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】成形型を有するコアロッドの側面図である。
【図５】軸受面の成形工程を示す断面図である。
【図６】軸受面の成形工程を示す断面図である。
【図７】軸受面の成形工程を示す断面図である。
【図８】溝深さを異ならせた場合の回転数と軸振れの関係を示す図である。
【図９】表面開孔率を異ならせた場合の回転数と軸振れの関係を示す図である。
【図１０】ハウジングに組み込んだ動圧型滑り軸受の他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】動圧型滑り軸受の半径方向での拡大断面図である。
【図１２】真円軸受の成形工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１        動圧型滑り軸受
１ａ    軸受本体
１ｂ    軸受面
１ｃ    動圧溝
２        ハウジング
３        軸
２０    ダイ
２１    コアロッド
２１ａ  成形型
２１ａ１    第１成形部
２１ａ２    第２成形部
２４    加熱機
【図１】
0003602330.tif 000002
【図２】
0003602330.tif 000003
【図３】
0003602330.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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