(57)【要約】【課題】型締めすることによって形成されたキャビティに溶融材料を所定圧力で射出する射出成形の金型装置に関し、アンダーカットを有する精密部品を精度よく射出成形することができる金型装置を提供する。【解決手段】外周面１２３に、型開き方向に型抜き不能な形状を成形するアンダーカット成形部１２３１を有する筒体１２０と、筒体１２０の開口１２２から空洞１２１内に入り込んで筒体１２０の外径を押し拡げる、空洞１２１に対して相対的に進退自在な拡径部材１１２とを備え、拡径部材１１２が、型締めすると空洞１２１内に位置し、型開きすると空洞１２１内から抜け出るものであり、筒体１２０が、所定圧力の値よりも大きな値の縦弾性係数を有する金属からなるものであり、拡径部材１１２によって押し拡げられた外径が、拡径部材１１２が空洞１２１内から抜け出ることにより縮径するものである。【選択図】        図４
2006150675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締めすることによって形成されたキャビティに溶融材料を所定圧力で射出する射出成形の金型装置において、
内部に空洞を有し該空洞に繋がる開口が端部に形成され外周面が前記キャビティの一部を構成するものであって、該外周面に、型開き方向に型抜き不能な形状を成形するアンダーカット成形部を有する筒体と、
前記筒体の開口から前記空洞内に入り込んで該筒体の外径を押し拡げる、該空洞に対して相対的に進退自在な拡径部材とを備え、
前記拡径部材が、型締めすると前記空洞内に位置し、型開きすると前記空洞内から抜け出るものであり、
前記筒体が、前記所定圧力の値よりも大きな値の縦弾性係数を有する金属からなるものであり、前記拡径部材によって押し拡げられた外径が、該拡径部材が前記空洞内から抜け出ることにより縮径するものであることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記筒体が、ステンレス鋼からなるものであることを特徴とする請求項１記載の金型装置。
【請求項３】
前記筒体が、マルエージング鋼からなるものであることを特徴とする請求項１記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型締めすることによって形成されたキャビティに溶融材料を所定圧力で射出する射出成形の金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
型締めすることによって形成されたキャビティに溶融された材料を所定圧力で射出する射出成形によって多くのものが成形されている。この射出成形では、様々な形状のものに対応すべく型設計が行われており、型開き方向に型抜き不能な形状（アンダーカット）を有するものであっても成形できるよう型設計が行われている。
【０００３】
以下では、射出成形によって動圧軸受を成形する場合を例にあげて説明する。
【０００４】
図１は、一例である動圧軸受の一部を切り欠いて示す図である。
【０００５】
図１に示す動圧軸受８は円筒状のものであり、一点鎖線で表した回転軸９に接する内周面８０に、上下２列にヘリンボーン形状（くの字状の折り返し溝が周方向に所定間隔をあけて並べられた形状）の動圧溝８１が設けられたものである。動圧溝８１には潤滑油が保持されており、回転軸９が回転すると、潤滑油が動圧溝８１の折り返し部分に引き寄せられ、その折り返し部分には高い油膜圧力が発生する。動圧軸受８は、この油膜圧力によって荷重を受け、回転軸９と内周面８０とを非接触状態にして回転軸９を回転自在に支持する。
【０００６】
射出成形において、内周面８０にヘリンボーン形状の動圧溝８１を設けるには、外周面に動圧溝を形成する凹凸が設けられたコア（中子）ピンを用いることになる。ところが、ヘリンボーン形状はアンダーカットである。動圧軸受自体に切り込みを設け内周径が弾性変形によって拡径しやすいようにすること（例えば、特許文献１参照）ができればアンダーカットの、コアピンからの抜型は可能であるが、こうするとヘリンボーン形状を構成するくの字状の折り返し溝の、周方向への連続性が切り込みによって断たれてしまい、高い油膜圧力が発生しなくなってしまう。そこで、型設計を工夫する必要から、円筒状の動圧軸受を、中心軸に沿って２分割した半円筒体をそれぞれ別々に射出成形し、両者を接合することで円筒状の動圧軸受を作製する、いわゆる分割形成方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、ヘリンボーン形状の動圧溝の折り返し部分がパーティングラインになるように２分割したコアピンを用い、コアピンを回転させながら動圧軸受の動圧溝部分を抜型する、いわゆる回転抜型方式も提案されている（例えば、特許文献３及び４参照）。さらに、成形品である動圧軸受の弾性変形を利用してコアピンから動圧軸受の動圧溝部分を抜型する、いわゆる無理抜き方式も提案されている（例えば、特許文献５〜９参照）。またさらに、コアピンと成形品である動圧軸受との線膨張率の差を利用して動圧軸受の動圧溝部分を抜型する、いわゆる径変化方式も提案されている（例えば、特許文献１０及び１１参照）。
【０００７】
ところで、動圧軸受を用いると、回転軸の回転に同期しない揺れ（ＮＲＲＯ）が低減されるとともに静音性が良好になることから、動圧軸受はハードディスクドライブをはじめとする小型精密機器に使用されている。このような小型精密機器に使用される動圧軸受の動圧溝の深さは、数μｍ〜数十μｍレベルである。
【０００８】
このため、上述の特許文献２に記載された分割形成方式では、接合面の位置合わせの精度確保が困難である。また、特許文献３および４に記載された回転抜型方式では、ヘリンボーン形状の動圧溝の折り返し部分がパーティングラインになるため、数μｍ〜数十μｍレベルの動圧溝を精度よく形成しようとすると型合わせが困難になる。加えて、形状的な制約もあり、たとえば図１に示したような２列のヘリングボーンを有した形状では製造できない。さらに、特許文献５〜９に記載された無理抜き方式では、深さ数μｍ〜数十μｍレベルの溝であるため、コアピンから動圧軸受の動圧溝部分を抜型する際に、溝が変形したり潰れたりしてしまう恐れがある。また、数μｍ〜数十μｍレベルの動圧溝を精度よく形成しようとすると、動圧軸受に用いることができる材料は自ずと限定されてしまい、スーパエンジニアプラスチックと称されるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等を用いることが必要になる。
【０００９】
ここで、動圧軸受の内周径を３．５ｍｍとし、射出成形品を８０℃に加熱することで、動圧軸受の内周径をコアピンの外周径よりも大きく拡径させた例を表１を用いて説明する。
【００１０】
【表１】
2006150675.tif 000003
【００１１】
この表１における諸元の欄の左端の行には、ＬＣＰを溶融材料として動圧軸受を射出成形したときの、動圧軸受の内周径とコアピンの外周径との差（径変化量）が示されており、中央の行には、ＰＰＳを溶融材料として動圧軸受を射出成形したときの径変化量が示されている。また、右端の行には、汎用エンジニアプラスチックであるＰＯＭ（ポリアセタール）を溶融材料として動圧軸受を射出成形したときの径変化量が示されている。さらに、表１には、各溶融材料の線膨張係数も示されている。
【００１２】
表１に示すように、溶融材料としてＬＣＰやＰＰＳを用いた場合には、ＰＯＭを用いた場合よりも径変化量が少なく、径変化量を頼りに動圧軸受の動圧溝部分を抜型することが困難である。一方、溶融材料として線膨張係数がＬＣＰやＰＰＳよりも大きなＰＯＭを用いた場合にはある程度の径変化量が見込めることがわかる。しかしながら、線膨張係数が大きな材料は成形精度が概して劣り、溶融材料としてある程度の径変化量が見込める線膨張係数が大きな材料を用いると、数μｍ〜数十μｍレベルの動圧溝を精度よく形成することが困難である。
【００１３】
以上説明したように、いずれの方式を用いたとしても、動圧軸受を精度よく射出成形することは困難である。そこで、耐熱性ゴムからなるスリーブ体の外周面に動圧溝を形成する凹凸を設け、そのスリーブ体の内周径よりも外周径が大きな剛体をスリーブ体に挿通させることでスリーブ体の外周径を拡径させ、スリーブ体を拡径させた状態で射出成形を行う方式が提案されている（特許文献１２参照）。この耐熱性ゴムからなるスリーブ体を用いる方式によれば、抜型時にはその剛体をスリーブ体から抜き取ることで、スリーブ体の弾性によってスリーブ体の外周径が縮径し動圧軸受の動圧溝部分が抜型可能になる。このスリーブ体に用いる実用的な耐熱性ゴムとしては耐熱FKM（フッ素ゴム）が考えられる。耐熱FKMの耐熱温度は、連続使用時には２００℃程度であり、高温使用限界温度は２６０℃〜３００℃レベルである。また、耐熱FKMのモジュラス（縦弾性係数）は０．５MPａ〜８ＭＰａのレベルで、成形型に通常使用される金属材料に対してはるかに小さい（たわみやすい）。
【００１４】
数μｍ〜数十μｍレベルの動圧溝を精度よく形成するために例えば、スーパエンジニアプラスチックを材料に用いると、射出成形温度は、２００℃〜３００℃になり高温傾向にある。また、射出成形圧力は１０ＭＰａ〜８０ＭＰａになる。したがって、特許文献１２に記載された耐熱性ゴムを用いたスリーブ体では、精密部品を精度よく射出成形する場合には、熱的にも強度的にも不十分である。
【特許文献１】実開平５−７６７２１号公報
【特許文献２】実開平５−４７５３４号公報
【特許文献３】特開２０００−２４０６４０号公報
【特許文献４】特開平７−１１００２８号公報
【特許文献５】特開平７−１９００４８号公報
【特許文献６】特許第３０５６０２４号公報
【特許文献７】特開平１０−３３１８４１号公報
【特許文献８】特開平１１−３１１２４２号公報
【特許文献９】特開２００１−６５５７０号公報
【特許文献１０】特開昭６３−２０３９１６号公報
【特許文献１１】特開平５−３１２２１３号公報
【特許文献１２】特開平９−５７７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記事情に鑑み、アンダーカットを有する精密部品を精度よく射出成形することができる金型装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決する本発明の金型装置は、型締めすることによって形成されたキャビティに溶融材料を所定圧力で射出する射出成形の金型装置において、
内部に空洞を有し該空洞に繋がる開口が端部に形成され外周面が前記キャビティの一部を構成するものであって、該外周面に、型開き方向に型抜き不能な形状を成形するアンダーカット成形部を有する筒体と、
前記筒体の開口から前記空洞内に入り込んで該筒体の外径を押し拡げる、該空洞に対して相対的に進退自在な拡径部材とを備え、
前記拡径部材が、型締めすると前記空洞内に位置し、型開きすると前記空洞内から抜け出るものであり、
前記筒体が、上記所定圧力の値よりも大きな値の縦弾性係数を有する金属からなるものであり、上記拡径部材によって押し拡げられた外径が、該拡径部材が前記空洞内から抜け出ることにより縮径するものであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の金型装置では、上記筒体は、上記拡径部材が上記空洞内から抜け出ることにより上記筒体が有する弾性によって縮径することで、成形品の上記形状部分が抜型可能になる。したがって、本発明の金型装置によれば、アンダーカットを有する形状の物を射出成形することができる。しかも、上記筒体は、上記所定圧力の値よりも大きな値の縦弾性係数を有する金属からなるものであり、上記溶融材料が上記キャビティに上記所定圧力で射出されても、熱的にも強度的にも十分である。したがって、本発明の金型装置によれば、アンダーカットを有する精密部品を精度よく射出成形することができる。
【００１８】
ここで、上記筒体が、ステンレス鋼からなるものであってもよく、あるいはマルエージング鋼からなるものであってもよい。鋼のモジュラス（縦弾性係数）は、耐熱FKMのモジュラスの数万倍レベルであり、１．０×１０7Ｐａ以上の高圧力であっても変形しにくい。
【００１９】
なお、上記溶融材料として、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＬＣＰ（液晶ポリマー）等のスーパエンジニアプラスチックを用いてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アンダーカットを有する精密部品を精度よく射出成形することができる金型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
まず、本発明の一実施形態である金型装置を用いて射出成形することで成形される成形品の一例である動圧軸受について説明する。
【００２３】
図２は、一例としての動圧軸受の正面図であり、図３は、図２に示す動圧軸受のA−A断面図である。
【００２４】
図２および図３に示す動圧軸受５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれるものであって、ハードディスクを回転駆動する回転軸の軸受である。この動圧軸受５は、スーパエンジニアプラスチックの一種であるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）からなる円筒状のものであり、ラジアル軸受部５１とスラスト軸受部５２を有する。なお、動圧軸受５は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）からなるものであってもよい。
【００２５】
図３に示すようにラジアル軸受部５１には、ここでは図示省略した回転軸が挿入される回転軸受入孔５１１が設けられており、図３に示すように、ラジアル軸受部５１の、この回転軸受入孔５１１を画定する内周壁５１ａには、上下２列に、くの字状の折り返し溝が周方向に所定間隔をあけて並べられたヘリンボーン動圧溝５１２が設けられている。このヘリンボーン動圧溝５１２の深さは数μｍ〜数十μｍ程度である。また、図３に示すように、スラスト軸受部５２には、回転軸受入孔５１に繋がる開口５２０が設けられている。不図示の回転軸は、端部にフランジが設けられたものであり、この開口５２０は、そのフランジが収容されるフランジ収容部５２１と、そのフランジ収容部５２１よりも大径のブッシュ収容部５２２からなるものである。図２に示すように、スラスト軸受部５２の、フランジ収容部５２１を画定する壁のうち、この動圧軸受５の半径方向に広がる壁５２１１には、回転方向（矢印Ｒ参照）に傾斜しながら放射状に延びるスラスト動圧溝５２１２が設けられている。ブッシュ収容部５２２には不図示のスラストブッシュが配備され、回転軸の、フランジ収容部５２１に収容されたフランジを、スラストブッシュと、スラスト動圧溝５２１２が設けられた壁５２１１との間に挟み込む。
【００２６】
図２及び図３に示す動圧軸受５を射出成形で成形しようとすると、ヘリンボーン動圧溝５１２が型開き方向に型抜き不能な部分になる。本発明の一実施形態である金型装置は、このような型開き方向に型抜き不能な形状（アンダーカット）を有する円筒体を成形するものである。
【００２７】
図４は、本実施形態の金型装置を示す図である。
【００２８】
この図４に示す金型装置１は、固定キャビティ１１と可動キャビティ１２とストリッパプレート１３とを有する。固定キャビティ１１は、成形品である円筒体の外周面を画定する周壁１１１を有するとともに中心にコアシャフト１１２を有する。この固定キャビティ１１に対して、可動キャビティ１２とストリッパプレート１３が進退する。この図４には、本実施形態の金型装置１が型開きされた様子が示されており、可動キャビティ１２とストリッパプレート１３はいずれも固定キャビティ１１から後退した位置に示されている。
【００２９】
可動キャビティ１２はスリーブ部１２０を有する。スリーブ部１２０は、内部に空洞１２１を有しその空洞１２１に繋がる開口１２２が端部に形成された部分である。このスリーブ部１２０の外周面１２３が、成形品である円筒体の内周面を画定する。図４に示す型開きされた金型装置１における可動キャビティ１２のスリーブ部１２０の外周半径は、成形品である円筒体の内周半径の設計値よりも数μｍ〜数十μｍ程度小さい。スリーブ部１２０の外周面１２３には、アンダーカットを形成する凹凸部１２３１が設けられている。この凹凸部１２３１の深さは数μｍ〜数十μｍ程度である。また、可動キャビティ１２には、スリーブ部１２０の外周面１２３に沿ってスリーブ部１２０の軸方向に進退するイジェクトブレート１２４が設けられている。図４に示すイジェクトブレート１２４は後退した位置にある。
【００３０】
図４に示す金型装置１のキャビティは、固定キャビティ１１、可動キャビティ１２におけるスリーブ部１２０の外周面１２３、およびイジェクトブレート１２４によって画定される。固定キャビティ１１およびストリッパプレート１３には、そのキャビティに溶融樹脂を射出するための溶融樹脂の経路となるスプール・ランナを形成するスプール・ランナ形成部１４０が設けられている。
【００３１】
続いて、図４に示す金型装置を用いた射出成形について説明する。
【００３２】
図５は、図４に示す金型装置を用いた射出成形の一連の工程を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、図４に示す型開きされた金型装置１の型締めを開始する（ステップＳ１）。型締めが開始されると、固定キャビティ１１から後退した位置にあった可動キャビティ１２とストリッパプレート１３はいずれも、固定キャビティ１１に向かって前進し始め、固定キャビティ１１のコアシャフト１１２を、可動キャビティ１２のスリーブ部１２０の開口１２２から空洞１２１内に挿入する（ステップＳ２）。コアシャフト１１２は、スリーブ部１２０の空洞１２１内に入り込んでスリーブ部１２０の外径を押し拡げる。すなわち、弾性変形によりスリーブ部１２０の外径を拡大させる（ステップＳ３）。
【００３４】
図６は、図４に示す金型装置が型締めされた様子を示す図である。
【００３５】
図６には、固定キャビティ１１、可動キャビティ１２におけるスリーブ部１２０の外周面１２３、およびイジェクトブレート１２４によって画定されたキャビティＣが示されている。また、この図６には、コアシャフト１１２が空洞１２１内に入り込んで、外周の半径が数μｍ〜数十μｍ程度押し拡げられたスリーブ部１２０も示されている。図６に示す型締めされた金型装置１における可動キャビティ１２のスリーブ部１２０の外周の半径は、成形品である内周半径の設計値に一致している。
【００３６】
続いて、図５に示すフローチャートでは、図６に示す型締めされた金型装置１のキャビティＣにスーパエンジニアプラスチックであるＰＰＳやＬＣＰ等の溶融樹脂を射出する（ステップＳ４）。溶融樹脂の、キャビティＣへの射出圧力は、１．０×１０7Ｐａ以上の所定圧力である。射出圧力は用いる溶融材料により決定される圧力であるが、この射出圧力には、精度よく成形するための好適な圧力が設定される。次に、キャビティＣへ射出した溶融樹脂を冷却し、溶融樹脂を固化させる（ステップＳ５）。その後、型開きを開始する。まず、固定キャビティ１１からストリッパプレート１３を後退させるとともに可動キャビティ１２も後退させ、可動キャビティ１２のスリーブ部１２０の開口１２２から空洞１２１内に挿入されていたコアシャフト１１２を、その空洞１２１から引き抜く（ステップＳ６）。可動キャビティ１２のスリーブ部１２０は、自身の弾性によって縮径する（ステップＳ７）。すなわち、スリーブ部１２０の外周半径の長さが、成形品である円筒体の内周半径の設計値よりも数μｍ〜数十μｍ程度小さい長さに戻る。このスリーブ部１２０の縮径によって、成形品のアンダーカットはスリーブ部１２０から型抜きされる。スリーブ部１２０からアンダーカットが抜型した成形品は、そのスリーブ部１２０に支持された状態で可動キャビティ１２とともにに後退し、型開きが完了する（ステップＳ８）。なお、スプール・ランナ形成部１４０内において固化したスプール・ランナは、ストリッパプレート１３の後退および可動キャビティ１２の後退によって成形品から分離される。最後に、イジェクトブレート１２４を前進させ、成形品の取り出しを行う（ステップＳ９）。
【００３７】
図７は、本実施形態の金型装置から成形品を取り出す様子を示した図である。
【００３８】
スリーブ部１２０に支持された成形品６１は、イジェクトブレート１２４が前進することで押し出され、やがて、スリーブ部１２０から取り出される。また、図７には、成形品から分離されたスプール・ランナ７１も示されている。
【００３９】
続いて、本発明の金型装置の第２実施形態について説明する。以下の説明では、図４に示す第１実施形態の金型装置１との相違点を中心に説明する。
【００４０】
図８は、第２実施形態の金型装置の型開き途中の様子を示す図である。
【００４１】
この図８に示す金型装置２も、図４に示す金型装置１と同じく、固定キャビティ２１と可動キャビティ２２とストリッパプレート２３とを有する。図８に示す固定キャビティ２１は、成形品である円筒体の外周面を画定する周壁２１１は有するものの、この固定キャビティ２１には、図４に示すようなコアシャフト１１２は配備されていない。
【００４２】
図８に示す可動キャビティ２２も、図４に示す可動キャビティ１２と同じく、固定キャビティ２１に対して進退自在なものであるが、この可動キャビティ２２は、スリーブ部２２０とコアシャフト部２２５とに分割される。図８に示すスリーブ部２２０は、内部に空洞２２１を有しその空洞２２１に繋がる開口が両端に形成されたものである。図８に示すスリーブ部２２０の外周面２２３も、図４に示すスリーブ部１２０と同じく成形品である円筒体の内周面を画定するものであり、その外周面２２３には、アンダーカットを形成する凹凸部２２３１が設けられている。この凹凸部２２３１の深さは数μｍ〜数十μｍ程度である。また、可動キャビティ２２には、スリーブ部２２０の外周面２２３に沿ってスリーブ部２２０の軸方向に進退するイジェクトブレート２２４が設けられている。図４に示すイジェクトブレート２２４は後退した位置にある。
【００４３】
ここで、図８とともに図９も用いて第２実施形態の金型装置１の説明を続ける。
【００４４】
図９は、図８に示す金型装置の型開きが完了した様子を示す図である。
【００４５】
可動キャビティ２２のコアシャフト部２２５は、スリーブ部２２０の空洞２２１に対して進退自在なものである。図８に示すコアシャフト部２２５は、スリーブ部２２０に設けられた、固定キャビティ２１側とは反対側の開口２２２（図９参照）から空洞２２１内に入り込んでスリーブ部２２０の外径を押し拡げている。
【００４６】
本実施形態の金型装置２における型開きでは、スリーブ部２２０の空洞２２１に対してコアシャフト部２２５が後退することでコアシャフト部２２５がスリーブ部２２０から抜け出る。図９には、コアシャフト部２２５が後退することでコアシャフト部２２５がスリーブ部２２０から抜け出た様子が示されており、この図９に示すスリーブ部２２０の外周半径は、成形品である円筒体の内周半径の設計値よりも数μｍ〜数十μｍ程度小さい。
【００４７】
図８及び図９に示す金型装置を用いた射出成形では、図５のフローチャートに示された工程と同様な工程が実施される。まず、図９に示す型開きが完了した金型装置２の型締めを行う。この際、コアシャフト部２２５を前進させ、コアシャフト部２２５を、スリーブ部２２０に設けられた、固定キャビティ２１側とは反対側の開口２２２から空洞２２１内に挿入し、スリーブ部２２０の外径を拡径させる。その後、固定キャビティ２１に向かって可動キャビティ２２を前進させるとともにストリッパプレート２３も前進させ、型締めを完了する。
【００４８】
図１０は、図９に示す金型装置が型締めされた様子を示す図である。
【００４９】
図１０には、固定キャビティ２１、可動キャビティ２２におけるスリーブ部２２０の外周面２２３、およびイジェクトブレート２２４によって画定されたキャビティＣ’が示されている。また、この図１０には、コアシャフト部２２５が空洞２２１内に入り込んで、外周半径が数μｍ〜数十μｍ程度押し拡げられたスリーブ部２２０も示されている。図１０に示す型締めされた金型装置２における可動キャビティ２２のスリーブ部２２０の外周半径は、成形品である円筒体の内周半径の設計値に一致している。
【００５０】
続いて、図１０に示す型締めされた金型装置２のキャビティＣ’に、スーパエンジニアプラスチックであるＰＰＳやＬＣＰ等の溶融樹脂を、１．０×１０7Ｐａ以上の所定圧力で射出し、冷却後、型開きを行う。この型開きでは、まず、固定キャビティ２１からストリッパプレート２３を後退させるとともに可動キャビティ２２も後退させ、図８に示すような状態にする。この状態では、成形品のアンダーカットはスリーブ部２２０から抜型していない。次いで、スリーブ部２２０の空洞２２１に対してコアシャフト部２２５を後退させ、コアシャフト部２２５をスリーブ部２２０から引き抜き、図９に示すような状態にする。こうすることで、スリーブ部２２０は自身の弾性によって縮径し、成形品のアンダーカットはスリーブ部２２０から抜型きされる。最後に、イジェクトブレート２２４を前進させ、成形品の取り出しを行う。
【００５１】
図１１は、本実施形態の金型装置から成形品を取り出す様子を示した図である。
【００５２】
スリーブ部２２０からアンダーカットが抜型した成形品６２は、スリーブ部２２０に支持されており、イジェクトブレート２２４が前進することで押し出され、やがて、スリーブ部２２０から取り出される。
【００５３】
続いて、図４に示す第１実施形態の金型装置１のスリーブ部１２０およびコアシャフト１１２それぞれに適用可能な材料、ならびに図８に示す第２実施形態の金型装置２のスリーブ部２２０およびコアシャフト部２２５それぞれに適用可能な材料について表２を用いて説明する。
【００５４】
【表２】
2006150675.tif 000004
【００５５】
図４に示すスリーブ部１２０および図８に示すスリーブ部２２０の材料としては、射出圧力の値よりも大きな値の縦弾性係数を有する金属が適用可能である。上記表２には、図４に示すスリーブ部１２０および図８に示すスリーブ部２２０の材料の一例として、縦弾性係数Ｅが２．０×１０11Ｐａのステンレス鋼、縦弾性係数Ｅが１．８６×１０11Ｐａのマルエージング鋼、縦弾性係数Ｅが７．０×１０10Ｐａの超弾性合金があげられている。なお、表２には、これら各金属の許容応力（耐力）σも示されている。
【００５６】
また、図４に示すコアシャフト１１２および図８に示すコアシャフト部２２５の材料としては、高速度工具鋼があげられている。
【００５７】
ここで、図４に示すスリーブ部１２０とコアシャフト１１２の組合せを例にあげて、スリーブ部１２０が、コアシャフト１１２が挿入される際に受ける応力について説明する。
【００５８】
図１２は、表２に示された各種パラメータを示す図である。
【００５９】
図１２には、図４に示すスリーブ部１２０が示されている。このスリーブ部１２０の外径は３．５ｍｍであり、内径は３．０ｍｍである。したがって、このスリーブ部１２０の内周半径ｒは１．５ｍｍになり、肉厚ｔは０．２５ｍｍになる。なお、このスリーブ部１２０の長さは１０ｍｍである。
【００６０】
図１２に示すスリーブ部１２０に、表２に示す高速度工具鋼からなるコアシャフト１１２が挿入されると、スリーブ部１２０は円周応力Ｐｃを受ける。スリーブ部１２０の、接線方向に働く応力をσtとすると、σt＝（Ｐｃ×ｒ）／ｔになる。こうして求められるσtを用いて、スリーブ部１２０の許容歪みεを求めると、ε＝σt／Ｅとなる。許容歪みεは、スリーブ部１２０の内周半径ｒの変化量をΔｒとすると、ε＝Δｒ／ｒで表されることから、スリーブ部１２０の内周半径ｒの、コアシャフト１１２が挿入された際の変化量Δｒを各材料ごとに求めることができる。こうして求められたスリーブ部１２０の内周半径の変化量Δｒが表２に示されている。ステンレス鋼を用いた場合にはその変化量Δｒは７μｍであり、マルエージング鋼を用いた場合にはその変化量Δｒは１２μｍであり、超弾性合金を用いた場合にはその変化量Δｒは６０μｍである。したがって、この変化量Δｒの値が、アンダーカットを形成する凹凸部１２３１の深さ以上の値であれば、コアシャフト１１２を引く抜きことでスリーブ部１２０が自身の弾性によって縮径し、成形品のアンダーカットはスリーブ部１２０から抜型きされる。上述のごとく、凹凸部１２３１の深さは数μｍ〜数十μｍ程度であることから、スリーブ部１２０に表２に示す各材料を用いればアンダーカットをスリーブ部１２０から抜型きさせることが可能であることがわかる。
【００６１】
なお、コアシャフト１１２の挿入／抜去力は、コアシャフト１１２とスリーブ部１２０の摩擦係数にスリーブ部１２０の円周応力を乗じ、さらにコアシャフト１１２とスリーブ部１２０の接触面積を乗じれば求めることができる。また、コアシャフト１１２の軸応力は、コアシャフト１１２の挿入／抜去力をコアシャフト１１２の断面積で除せば求めることができる。
【００６２】
なお、図４に示すスリーブ部１２０および図８に示すスリーブ部２２０の材料として、ステンレス鋼やマルエージング鋼に限らず、歪み量４％以上の超弾性効果を有する金属（たとえば、最大限界歪み量が８％程度の形状記憶合金）も使用することができる。例えば、限界歪み量４％を有する超弾性特性を有する材料を用いれば、６０μｍ程度の深さの動圧溝であっても抜型が可能になる。
【００６３】
最後に、本発明を適用した金型装置を用いて射出成形した、内周面にヘリンボーン動圧溝を有する動圧軸受の、その内周面の状態について説明する。
【００６４】
図１３は、本発明を適用した金型装置を用いて射出成形した、図２及び図３に示すような動圧軸受の内周面に形成したヘリングボーン溝のプロファイルを示すグラフである。
【００６５】
図１３に示すグラフの横軸は、円筒状の動圧軸受の内周面における軸方向の長さ（ｍｍ）を表し、縦軸は、その内周面の凹凸、すなわち深さ（μｍ）を表す。
【００６６】
図１３は、図３において２か所あるヘリングボーン動圧溝の内、１か所について溝のプロファイルを測定したものである。グラフ中央部分の平坦な箇所は、ヘリングボーン動圧溝の折り返し箇所に該当する。ヘリンボーン動圧溝の深さは２０μｍ程度であり、このプロファイルから、ヘリンボーン動圧溝が精度良く形成されていることがわかる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の金型装置を用いれば、単純な工程で、高精度の樹脂製動圧軸受を製作することができ、射出成形のためバリ処理等の二次加工が不要になる。なお、本実施形態の金型装置は、動圧軸受の射出成形に限らず、内面に微細な凹凸がある樹脂／焼結グリーン体／ＭＩＭ（メタルインジェクション）等の射出成形にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一例である動圧軸受の一部を切り欠いて示す図である。
【図２】一例としての動圧軸受の正面図である。
【図３】図２に示す動圧軸受のA−A断面図である。
【図４】本実施形態の金型装置を示す図である。
【図５】図４に示す金型装置を用いた射出成形の一連の工程を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す金型装置が型締めされた様子を示す図である。
【図７】本実施形態の金型装置から成形品を取り出す様子を示した図である。
【図８】第２実施形態の金型装置の型開き途中の様子を示す図である。
【図９】図８に示す金型装置の型開きが完了した様子を示す図である。
【図１０】図９に示す金型装置が型締めされた様子を示す図である。
【図１１】本実施形態の金型装置から成形品を取り出す様子を示した図である。
【図１２】表２に示された各種パラメータを示す図である。
【図１３】本発明を適用した金型装置を用いて射出成形した、図２及び図３に示すような動圧軸受の内周面に形成したヘリングボーン溝のプロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１，２    金型装置
１１，２１    固定キャビティ
１１２    コアシャフト
１２，２２    可動キャビティ
１２０，２２０    スリーブ部
１２１，２２１    空洞
１２２，２２２    開口
１２３，２２３    外周面
１２３１，２２３１    凹凸部
１２４，２２４    イジェクトブレート
１３，２３    ストリッパプレート
２２５    コアシャフト部
５    動圧軸受
５１２    ヘリンボーン動圧溝
【図１】
2006150675.tif 000005
【図２】
2006150675.tif 000006
【図３】
2006150675.tif 000007
【図４】
2006150675.tif 000008
【図５】
2006150675.tif 000009
【図６】
2006150675.tif 000010
【図７】
2006150675.tif 000011
【図８】
2006150675.tif 000012
【図９】
2006150675.tif 000013
【図１０】
2006150675.tif 000014
【図１１】
2006150675.tif 000015
【図１２】
2006150675.tif 000016
【図１３】
2006150675.tif 000017