(57)【要約】【課題】安価でかつ潤滑油の漏洩のない信頼性に優れた動圧軸受、その製造方法及び回転機器を得ること。【解決手段】本発明の第１実施例の動圧軸受２０Ａは、内周に動圧発生溝３１が形成された複数の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを組み合わせてなる軸受部材３０と、この軸受部材３０の内径より大なる径を持つ段部４１Ａ、４１Ｂが設けられ、アウトサート成形により形成された樹脂製ハウジング４０とを具備して構成されている。【選択図】図１
2005090637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせてなる軸受部材と、
該軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられ、アウトサート成形により形成された樹脂製ハウジングとを具備して構成されていることを特徴とする動圧軸受。
【請求項２】
部分円弧状部材の接合部が動圧発生溝の底部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受。
【請求項３】
内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせて軸受部材とし、該軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられた樹脂製ハウジング部材をアウトサート成形により形成することを特徴とする動圧軸受の製造方法。
【請求項４】
前記複数の部分円弧状部材を組み合わせて弾性バンドで締め付けて軸受部材とし、該軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられた樹脂製ハウジング部材をアウトサート成形により形成したことを特徴とする動圧軸受の製造方法。
【請求項５】
複数の部分円弧状部材の内周部を合わせ基準にすることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の動圧軸受の製造方法。
【請求項６】
内周に動圧発生溝が設けられた複数の部分円弧状部材を組み合わせて軸受部材とし、該軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられた樹脂製ハウジング部材をアウトサート成形により形成した後に、軸受部の内周部をサイジング処理することを特徴とする動圧軸受の製造方法。
【請求項７】
内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせてなる軸受部材と、
該軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられ、アウトサート成形により形成された樹脂製ハウジングとを具備して構成されている動圧軸受に、中央部に向かうに従って径大となるテーパー部が少なくとも一端に形成された軸を差し込み、該テーパー部が前記段部に対向する位置に配置されて構成されていることを特徴とする回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑流体に動圧を発生させ、その動圧により軸部材と軸受部材とを相対的に回転自在に支持するように構成した動圧軸受、その製造方法及び回転機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図を用いて、従来技術の動圧軸受の構成、構造及び製造方法を説明する。
【０００３】
図１０は従来技術の動圧軸受を斜視図、図１１は図１０に示した動圧軸受装置の組立状態を示した外観斜視図、そして図１２は一般的な動圧軸受装置の構造を示した平面図である。これらの図は公開特許、特開２０００−１７０７４６の公開公報に掲載されている図の内、それぞれ図１、図５、図８に相当し、それらを再掲したものである。
【０００４】
この動圧軸受は、動圧発生溝２ｂ（図１２）を設けた３個の部分円弧状部材１５ａを組み合わせ、軸受スリーブ（軸受部材）１５を形成し、これを軸受ホルダー１２で保持して軸受としている。
【０００５】
この動圧軸受の製造方法では、動圧発生溝２ｂと部分円弧状部材１５ａを粉末冶金法などで形成し、それを環状として組み上げ、軸受としたもので、従来、軸受の内周に動圧発生溝を形成する手段であるエッチング、転造方法に比べ、簡素な優れた製造方法である。
【０００６】
同公開特許では、精度良く、部分円弧状部材１５ａ同士を組み合わせることに要点をおき、互いに接する面に凹凸溝１５ｆ（図１１）を設け、位置決めとすることを特徴としている。
【０００７】
また、部分円弧状部材１５ａを組合せた環状部材を環状のハウジング１２に圧入することで部分円弧状部材１５ａ同士を締結している。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１７０７４６（第４〜６頁、図１、図５、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、部分円弧状部材１５ａを凹凸同士で組み合わせる前記の従来技術では、如何に部分円弧状部材１５ａ同士の接面を密着させようとしても、潤滑油の漏洩を防止することは不可能であるし、部分円弧状部材１５ａからなる軸受スリーブ１５をハウジング１２内に圧入すれば、軸受部材となる軸受スリーブ１５の内周の径精度が縮小されるという欠点もある。
【００１０】
また、部分円弧状部材１５ａ同士の位置精度は接面に設けられた凹凸部１５ｆのみに頼っているので、軸受内径の精度を維持することが困難であるという欠点もある。
【００１１】
即ち、従来技術の動圧軸受は良好な潤滑を得難いという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の動圧軸受は、内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせてなる軸受部材と、その軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられ、アウトサート成形により形成された樹脂製ハウジング部材とを具備して構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の動圧軸受の製造方法は、内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせて軸受部材とし、その軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられた樹脂製ハウジング部材をアウトサート成形により形成することを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の回転機器は、内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせてなる軸受部材と、その軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が設けられ、アウトサート成形により形成された樹脂製ハウジングとを具備して構成されている動圧軸受に、中央部に向かうに従って径大となるテーパー部が少なくとも一端に形成された軸を差し込み、そのテーパー部が前記段部に対向する位置に配置されて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の動圧軸受は、複数の部分円弧状部材を組み合わせることで軸受部材を形成し、軸受部材の周囲をアウトサートで樹脂を成形し、段部を設けた形状の樹脂製ハウジング部材でシームレスに構成したので、安価でかつ潤滑油の漏洩のない信頼性に優れた動圧軸受を得ることができた。
【００１６】
また、複数の部分円弧状部材を、内周部を基準にして、複数組み合わせた状態でアウトサート成形、樹脂製のハウジングで固定したことから、安価でかつ潤滑油の漏洩のない、軸受部材内径精度の良好な、信頼性の優れた動圧軸受が得られる。
【００１７】
そしてまた、樹脂製ハウジングの成形後に、軸受内周にサイジングを施すことにより、更に内径の真円度や径精度の良好な動圧軸受を得ることができる。
【００１８】
更に、本発明の回転機器は多量の潤滑油を保持し、温度変化による潤滑油の膨張や収縮など、環境の変化にも強いものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、内周に動圧発生溝が形成された複数の部分円弧状部材を組み合わせてなる軸受部材の内径より大なる径を持つ段部が形成された樹脂製ハウジング部材で被覆することで油漏れがしない動圧軸受を実現した。
【００２０】
以下、図を用いて、本発明の実施例の動圧軸受、その製造方法及び回転機器を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１実施例の動圧軸受の断面図、そして図２は図１に示した動圧軸受に組み込まれる動圧軸受の部分円弧状部材である。
【００２２】
図１において、符号２０Ａは本発明の第１実施例の動圧軸受を指していて、この動圧軸受２０Ａは、複数の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂから成る軸受部材３０とそれらの外周面及び両端面を被覆した樹脂製ハウジング４０とから構成されている。
【００２３】
部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂは、図２に示したように、それぞれ内周面にヘリングボーン形状などの動圧発生溝３１が形成されており、焼結金属やナイロン、ポリイミド、液晶ポリマーなどの樹脂などで形成されている。このような部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂが複数個、図示の例では２個の半円形の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂが端面を突き合わせて軸受部材３０が構成されている。そして部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂの継ぎ目Ｊは、動圧発生溝３１の底部に設けられている。動圧発生溝３１の底部に継ぎ目Ｊを設ければ、動圧軸受２０Ａの内周精度を維持し易くなるという利点がある。
【００２４】
樹脂製ハウジング４０は、軸受部材３０の円周面及び両端面の一部分を被覆するように、軸受部材３０の内径より大なる内径の段部４１Ａ、４１Ｂが形成されるように、後記するアウトサート成形法により軸受部材３０を被覆するように形成されている。
【００２５】
このように本発明の動圧軸受２０Ａは、複数の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを組合せた状態で、その円周面及びこれに連続する両端面を、段部４１Ａ、４１Ｂを設けた形状で、アウトサート成形法で樹脂モールドしたので、両部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂの継ぎ目Ｊは樹脂製ハウジング４０でシームレスに覆われており、継ぎ目Ｊから潤滑油Ｌが動圧軸受２０Ａの外部へ漏洩することは全くない。
【００２６】
次に、図３及び図４を用いて本発明の動圧軸受２０Ａの製造方法を説明する。図３は本発明の動圧軸受の製造方法を示す工程図であり、図４は図３の製造工程で得られた動圧軸受に対するサイジング処理を示す断面図である。
【００２７】
先ず、図３Ａに示したように、部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを、粉末冶金製法、樹脂モールドなどを用い、動圧発生溝３１と同時に成形、一組の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを用意する。
【００２８】
次に、図３Ｂに示したように、これら部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを、樹脂成形用金型５０の内の上ピン５２及び下ピン５３を用いて軸受部材３０の内径を基準に組合せ、円筒形の軸受部材３０になるように合体する。この時、上ピン５２、下ピン５３のそれぞれの径大部５２１、５３１で軸受部材３０の両端部を挟持してもよい（図３Ｃ）。
【００２９】
この金型５０のゲート５１から金型５０内に樹脂Ｒを注入し、樹脂製ハウジング４０を形成する（図３Ａ、図３Ｃ）。この時、上ピン５２及び下ピン５３の径大部５２１、５３１により、軸受部材３０の軸方向の両端部には段部４１Ａ、４１Ｂが形成されるだけでなく、それらの端部が段部４１Ａ、４１Ｂにより密閉された構造となるので、樹脂Ｒが軸受部材３０の内周部に入り込むことを防ぐという重要な機能がある。
【００３０】
更に、軸受部材３０が、粉末冶金製法で焼結金属などから成る場合には、内径精度を向上させるために、図４に示したように、サイジング工程を経て、サイジングバー６０を用い、軸受部材３０の内径の精度を出すようにすることもできる。
【００３１】
以上が本発明の動圧軸受の製造方法であるが、重要な点は、
１）部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂ同士の位置決めを、最も重要な内周面で直接位置決め  にしているので軸受部材３０の内周精度が得やすく、良好な潤滑を得ることができるこ  と
２）アウトサート成形により樹脂製ハウジング４０を形成することにより、完全に継ぎ目  Ｊを封止することができるので、継ぎ目Ｊからの潤滑油Ｌの漏洩がなく、良好な潤滑を  得ることができる
３）段部４１Ａ、４１Ｂを設けることにより、部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂのモールド  成形時の固定ができるだけでなく、アウトサート成形時に軸受部材３０の内周部に樹脂  Ｒが流れ込むことを確実に防ぐことができ、内周精度を維持し、良好な潤滑を得ること  ができる
４）更に、軸受部材３０の内周にサイジングバー６０を挿入し、サイジング工程をふむこ  ともできて、一層内径精度を求めることができ、良好な潤滑が得られる。また、最後に  サイジング工程を設けることで、部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂ同士が多少ずれた状態  で組み立てられていても、軸受部材３０内周の真円度や径精度を簡単に得ることができ  る
などという利点がある。
【００３２】
図５は本発明の動圧軸受２０Ａを搭載した回転機器の一つであるモータ１００を示した断面図である。
【００３３】
モータ１００は軸１１０にファン１２０が取り付けられたファンモータとして示した。モータ１００は部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを組み合わせて軸受部材３０とし、更に、周囲をアウトサート成形による樹脂製ハウジング４０でシームレスに覆っているので、安価でかつ潤滑油Ｌの漏洩のない、信頼性の高いモータとなっている。
【００３４】
更に、図６を用いて、段部４１Ａ、４１Ｂを設けることの利点を説明する。段部４１Ａ、４１Ｂは、アウトサート成形時、樹脂Ｒが軸受部材３０の内周面に浸入することを防ぐために設けられているだけでなく、図６に示したように、段部４１Ａ、４１Ｂに対向して軸１１０に形成されたテーパー部１１１を配設することで、圧力勾配を用いた表面張力シールの構成要素として用いることもできる。ここでテーパー部１１１は、軸受部材３０の内部へ向かうにつれて径が大となるテーパーである。
【００３５】
軸受部材３０の内周よりも径大なる段部４１Ａ、４１Ｂに対向してテーパー部１１１を配置しているので、テーパー部１１１を軸受部材３０の内周面に対向して設けるよりも、多量の潤滑油Ｌを保持することができるので、温度変化による潤滑油Ｌの膨張や収縮など、環境の変化にも強くなるという効果もある。即ち、段部４１Ａ、４１Ｂを設けることは、樹脂製ハウジング４０を形成する時に、軸受部材３０の内周面への樹脂Ｒの回り込みを防止するという重要な役割の他に、従来に比し環境の変化に強い表面張力シールを構成する要素としても重要なものとなっている。
【実施例２】
【００３６】
第１実施例において、軸受部材３０を構成する場合に部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを円筒状に合体させ、軸受部材３０の内周面の真円度を出した状態で保持し、金型５０に配置することは難しい。従って、第１実施例の動圧軸受２０Ａの製造方法においては、サイジング工程を経て軸受部材３０の内周面の真円度を出すことが望ましい。
【００３７】
しかし、本第２実施例の動圧軸受、その製造方法及び回転機器においては、この点を部分的に改良したものであって、その構造及び製造方法を図７及び図８を用いて説明する。
【００３８】
図９に示した本第２実施例の動圧軸受２０Ｂは、部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを組み合わせた軸受部材３０の外周面にゴムバンドのような弾性バンド６１で縛り、その後、前記第１実施例で説明した製造方法で樹脂Ｒをアウトサートで金型５０内に注入し、段部４１Ａ、４１Ｂが形成された樹脂製ハウジング４０を形成したものである。
【００３９】
この場合、図８Ａに平面図で示したように、一対の部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂの外形寸法に誤差があれば、そのような部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂを合体して弾性バンド６１で縛った軸受部材３０は、図８Ａに示したように、軸受部材３０の外周面は真円になろうとするが、その内周面は若干（数μｍ）ずれてしまう。しかし、金型５０でアウトサート成形する際に、軸受部材３０の両端部から内周部に上ピン５２と下ピン５３とを挿入することにより、図８Ｂに示したように、軸受部材３０の外周面は部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂがずれて段差ができるが、その内周面は真円となり、モータ１００を構成する軸１１０を円滑に軸支することができる。
【００４０】
次に、図９に示したように、それぞれの部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂの外周面の同一高さ位置に弾性バンド６１が嵌る幅と深さの凹溝３２を形成するとよい。このような凹溝３２を形成することにより、両部分円弧状部材３０Ａ、３０Ｂの組み合わせ作業を効率的に行うことができ、そして締めた弾性バンド６１の位置が一定の箇所に留めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上、モータの動圧軸受を採り上げて説明したが、本発明はモータの動圧軸受に限定されるものではなく、例えば、ポンプの回転軸、ドラム、発電機、マイクロタービン、マイクロ車軸など、ベアリングが必要である通常の回転機器の動圧軸受やマイクロマシン用ベアリングのような動圧軸受、その製造方法及び回転機器にも適用できることを付言しておく。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施例の動圧軸受の断面図である。
【図２】図１に示した動圧軸受に組み込まれる動圧軸受の部分円弧状部材である。
【図３】本発明の動圧軸受の製造方法を示す工程図である。
【図４】図３の製造工程で得られた動圧軸受に対するサイジング処理を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施例の動圧軸受を組み込んだファンモータの断面図である。
【図６】本発明の第１実施例の動圧軸受の一部拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施例の動圧軸受の断面図である。
【図８】本発明の第２実施例の動圧軸受の構成部材である軸受部材の平面図である。
【図９】本発明の第２実施例の動圧軸受に好適な軸受部材の斜視図である。
【図１０】従来技術の動圧軸受の斜視図である。
【図１１】従来技術の動圧軸受の分解斜視図である。
【図１２】図１０に用いられている軸受部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
２０Ａ  本発明の第１実施例の動圧軸受
２０Ｂ  本発明の第２実施例の動圧軸受
３０  軸受部材
３０Ａ、３０Ｂ  部分円弧状部材
３１  動圧発生溝
４０  樹脂製ハウジング
４１Ａ、４１Ｂ  樹脂製ハウジング４０の段部
５０  樹脂成形金型
５１  ゲート
５２  上ピン
５２１  径大部
５３  下ピン
５３１  径大部
６０  サイジングバー
６１  弾性バンド
１００  モータ
１１０  モータ１００の軸
１１１  軸１１０のテーパー部
Ｌ  潤滑油
Ｒ  樹脂
【図１】
2005090637.tif 000003
【図２】
2005090637.tif 000004
【図３】
2005090637.tif 000005
【図４】
2005090637.tif 000006
【図５】
2005090637.tif 000007
【図６】
2005090637.tif 000008
【図７】
2005090637.tif 000009
【図８】
2005090637.tif 000010
【図９】
2005090637.tif 000011
【図１０】
2005090637.tif 000012
【図１１】
2005090637.tif 000013
【図１２】
2005090637.tif 000014