(57)【要約】【課題】射出成形された軸受部品に動圧発生部を確実に型成形する【解決手段】第１部材としての金属部２をインサートして第２部材としての樹脂部３を射出成形することにより、軸受部材４を形成した後、軸受部材４の外径に設けた外型としての第２固定型６２の成形部６２ｂを、油圧を利用して縮径させることにより、金属部２を外周から加圧する。これにより、金属部２の内周面２ａを、その内周に挿入された内型としての成形ピン１２に押し付け、成形ピン１２に形成された成形部１２ａ１、１２ａ２を金属部２の内周面２ａに転写し、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部品に動圧発生部を型成形するにあたり、
拡径及び縮径可能の外型と、動圧発生部の形状に対応した成形部を有する内型とを用いて軸受部品を射出成形した後、外型を縮径させて軸受部品の内周面を内型の成形部に押し付け、動圧発生部を成形することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項２】
軸受部品が、第１部材と、第１部材をインサートして射出成形した第２部材とからなり、第１部材の内周面に動圧発生部を形成する請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項３】
動圧発生部の型成形後、外型を拡径させてから、軸受部品を外型から分離する請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項４】
外型の内径寸法の拡縮が、油圧を利用して行われる請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間に形成される潤滑膜の動圧作用で軸部材を回転自在に支持する動圧軸受装置を製造するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動圧軸受装置は、その高回転精度および静粛性から、情報機器、例えばＨＤＤ等の磁気ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＲＡＭ等の光ディスク駆動装置、ＭＤ、ＭＯ等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイール、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として好適に使用可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されている動圧軸受装置は、金属スリーブをインサート部品として樹脂で射出成形された軸受部材を備えている。この射出成形時の圧力で、金属スリーブの内周面をその内周に挿入された成形軸の成形部に押し付けることにより、金属スリーブの内周面に動圧発生部を形成している。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０３９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の方法によると、射出成形時の圧力が十分でないとき、金属スリーブの内周面に動圧発生部が十分に形成されず、動圧作用が低下する恐れがある。
【０００６】
本発明の課題は、確実に動圧発生部を型成形することのできる動圧軸受装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の動圧軸受装置の製造方法は、軸受部品に動圧発生部を型成形するにあたり、拡径及び縮径可能の外型と、動圧発生部の形状に対応した成形部を有する内型とを用いて軸受部品を射出成形した後、外型を縮径させて軸受部品の内周面を内型の成形部に押し付け、動圧発生部を成形することを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明では、拡径及び縮径可能の外型を縮径させることにより、内型に形成された成形部を軸受部品の内周面に押し付け、動圧発生部を形成する。これにより、射出成形時の圧力に関わらず、軸受部品を加圧することができるため、確実に動圧発生部を形成することができる。
【０００９】
例えばこの軸受部品を、第１部材と、第１部材をインサートして射出成形した第２部材とで構成し、第１部材の内周面に動圧発生部を形成することができる。
【００１０】
また、動圧発生部を形成した後、外型を拡径させると、動圧発生部を形成するための成形部と、外型の縮径により成形部に食い込んでいた動圧発生部とを剥離することができるため、成形した軸受部品を外型から離型する際、動圧発生部と成形部との干渉が回避され、動圧発生部の損傷を防止できる。
【００１１】
このような外型の内径寸法の拡縮は、例えば、油圧を利用して行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の動圧軸受装置の製造方法によれば、確実に動圧発生部を型成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る方法で製造された動圧軸受装置１を示している。この動圧軸受装置１は、軸部材５と、軸部材５を内周に挿入した軸受部品としての軸受部材４とで構成される。なお、説明の便宜上、軸受部材４が閉口している側を下側、開口している側を上側として、以下の説明を進める。
【００１５】
軸部材５は、ＳＵＳ等の金属材料で円筒状に形成され、下端に球面部５ｂを有する。この球面部５ｂの先端と、軸受部材４の金属部２の内底面２ｂとが接触摺動することにより、軸部材５をスラスト方向に支持するスラスト軸受部Ｔが、いわゆるピボット軸受で構成される。
【００１６】
軸受部材４は、第１部材としての金属部２と、金属部２を内周に保持する第２部材としての樹脂部３とからなり、本実施形態では有底円筒のコップ状に形成される。
【００１７】
金属部２は、例えば真ちゅうの鍛造加工により形成される。金属部２の内周面２ａの全面又は一部円筒領域には、ラジアル動圧発生部が形成される。本実施形態では、図示しない複数の動圧溝をヘリングボーン形状に配列した領域が軸方向に離隔して２箇所形成され、該領域がそれぞれラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２となる（図１にクロスハッチングで示す）。尚、金属部２は、鍛造加工に限らず、例えば、目的金属を含んだ電解質溶液にマスター軸を浸漬した状態で通電することにより、マスター軸に金属部２を析出させた後、マスター軸から金属部２を剥離する、いわゆる電鋳加工により形成することもできる。
【００１８】
樹脂部３は、金属部２をインサート部品とした樹脂の射出成形により形成される。以下、この射出成形工程を、図２及び図３を用いて説明する。
【００１９】
この射出成形工程で使用される金型は、図２に示すように、固定型６と、可動型７とで構成される。固定型６は、第１固定型６１と、第１固定型６１の内周に配された、外型としての第２固定型６２とで構成される。第１固定型６１は、内周面６１ａ及び内周面６１ａの下端から内径へ向けて延びた内底面６１ｂとを備え、内底面６１ｂの中央部には、溶融樹脂を射出するための射出ゲート１１が形成される。
【００２０】
第２固定型６２は、第１固定型６１の内周面６１ａと嵌合した保持部６２ａと、保持部６２ａの内径側に配された円筒状の成形部６２ｂとを一体に備える。成形部６２ｂは、保持部６２ａの内周面の下端から内径へ向けて延びた固定部６２ｃを介して、保持部６２ａに片持ち梁状で弾性変形可能に支持される。尚、本実施形態では、第１固定型６１及び第２固定型６２が別体に形成されているが、これらを一体に形成しても良い。
【００２１】
可動型７は、第１固定型６１の端面と当接する第１端面７ａと、第２固定型６２の端面と当接する第２端面７ｂを備え、第２端面７ｂの中央部には、固定穴７ｃが形成され、この固定穴７ｃに、金属部２の内周面２ａに動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成するための成形部１２ａ１、１２ａ２を備えた内型としての成形ピン１２が挿入、固定され、この成形ピン１２に金属部２を外挿する。このように、金属部２及び成形ピン１２を備えた可動型７を、固定型６と当接させて型締めすることにより、金属部２及び成形ピン１２が金型内で位置決めされる。尚、本実施形態では、第１端面７ａと第２端面７ｂとが、軸方向の段差を介して設けられているが、これらを同一平面上に設けても良い。
【００２２】
型締め時には、可動型７の第２端面７ｂと、第１固定型６１の内底面６１ｂと、第２固定型６２の成形部６２ｂの内周面６２ｂ１とでキャビティ１２が形成されると共に、第２固定型６２の保持部６２ａと成形部６２ｂとの間の径方向隙間と、可動型７の第２端面７ｂとで、油圧空間６３が形成される（図２及び図３（ａ）参照）。油圧空間６３及び油圧経路９の内部は、油で満たされる。この状態で、固定型６に設けられたスプルー１０、ゲート１１を介して、溶融樹脂をキャビティ１２内に射出し、金属部２と樹脂部３とを一体に成形する。
【００２３】
樹脂の固化後、油圧空間６３に充満された油を、油圧経路９を介して加圧すると、第２固定型６２の成形部６２ｂの内周面６２ｂ１が弾性的に縮径し、樹脂部３を介して金属部２が外周から圧迫され、金属部２の内周面２ａが弾性的に縮径する（図２に点線で、図３（ｂ）に実線で示す）。これにより、金属部２の内周面２ａが成形ピン１２の外周面１２ａに形成された成形部１２ａ１、１２ａ２に押し付けられ、成形部１２ａ１、１２ａ２の形状が金属部２の内周面２ａに転写され、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２が形成される。
【００２４】
その後、油圧空間６３の油に加えられていた圧力を解放すると、第２固定型６２の成形部６２ｂの内周面６２ｂ１、及び金属部２の内周面２ａが弾性的に拡径し、成形部１２ａ１、１２ａ２に食い込んでいた金属部２の内周面２ａのラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２が、成形部１２ａ１、１２ａ２から剥離する。これにより、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２と成形部１２ａ１、１２ａ２との間に微小隙間が形成されるため、成形ピン１２と軸受部材４とを分離する際、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２と成形部１２ａ１、１２ａ２との軸方向の干渉を回避又は軽減できるため、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２の損傷を回避することができる。
【００２５】
尚、油圧空間６３の油の加圧時における成形部６２ｂは、図３（ｂ）に拡大して示すように、成形部６２ｂの固定部６２ｃ側ではほとんど変位せず、図中上方へ向かうほど変位量が大きくなるため、加圧前の成形部６２ｂの位置（図３（ｂ）に点線で示す）に対して傾斜して変形する。このため、金属部２の内周面２ａが成形部に押し付けられる際、下側のラジアル動圧発生部Ａ２の溝深さが、上側のラジアル動圧発生部Ａ１の溝深さよりも浅くなることがある。この場合、成形部６２ｂの肉厚や油圧空間６３の形状、油に加える圧力等を調整し、成形部６２ｂの変形量を調整することにより、ラジアル動圧発生部Ａ２においても、十分な動圧作用を発現できるような溝深さを得ることができる。
【００２６】
ところで、上述の樹脂部３の射出成形に際し、射出される溶融樹脂の圧力（以下、射出圧と称す）や、あるいは溶融樹脂が充填されたキャビティ内の圧力を保つために、ゲート１１を介してキャビティ内の樹脂に加えられる圧力（以下、保圧と称す）により、金属部２は外周から圧迫される。この圧迫力により、金属部２が内型１２の成形部１２ａ１、１２ａ２に押し付けられ、内周面２ａに動圧発生部Ａ１、Ａ２がある程度形成されることもある。しかし、射出圧や保圧といった射出成形時の圧力が十分でないとき、動圧発生部Ａ１、Ａ２が完全に形成されない恐れがある。本発明では、内径寸法を拡縮可能の外型としての第２固定型６２で金属部２を外周から圧迫することにより、射出成形時の圧力の大きさに関わらず、確実に動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成することができる。また、射出成形時に圧力で、ある程度金属部２の内周面２ａに動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成してから、さらに第２固定型６２で金属部２を外周から圧迫すると、より確実に動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成することができる。
【００２７】
このようにして形成された金属部２および樹脂部３の一体品、すなわち軸受部材４の内周に、軸部材５を挿入し、軸部材５と軸受部材４との間に形成される空間に潤滑油を充満させることにより、動圧軸受装置１が完成する。
【００２８】
動圧軸受装置１内部に充満される潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、例えば低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が使用可能である。
【００２９】
上記構成の動圧軸受装置１において、軸部材５が回転すると、金属部２の内周面２ａに形成されたラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２は、対向する軸部材５の外周面５ａとの間にラジアル軸受隙間を形成する。そして、軸部材５の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油がヘリングボーン形状の動圧溝の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このように、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２によって生じる潤滑油の動圧作用によって、軸部材５をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ構成される。
【００３０】
本発明の実施形態は、上記に限られない。上記の実施形態では、軸受部材が有底円筒のコップ状に形成される場合を例示したが、これに限らず、例えば図４に示すような軸方向の両端に開口した軸受部材４を使用することもできる。
【００３１】
以上の実施形態では、金属部２が、真ちゅうの鍛造加工で形成されているが、これに限らず、例えばステンレス鋼や焼結金属等の他の金属材料を用いたり、プレス加工等の他の加工法で形成してもよい。また、第１部材が金属部２で構成されているが、これに限らず、例えば樹脂材料で形成することもできる。このとき樹脂で形成された第１部材は、樹脂部３の射出成形温度に耐え得る耐熱性を有する必要がある。また、第１部材を、焼結金属や多孔質樹脂等の多孔質体で形成する場合、多孔質体の内部空孔に含浸した潤滑油が軸受隙間に逐次供給されることにより、潤滑性の向上が図られる一方、多孔質体の表面開孔部が外部に露出していると、油漏れが生じるおそれがある。よって、外部に露出した表面開孔部を樹脂等のコーティングで封孔したり、別部材で覆うことが好ましい。
【００３２】
また、以上の実施形態では、ラジアル動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝が形成される場合を示したが、これに限らず、例えばラジアル動圧発生部として、スパイラル形状の動圧溝や、多円弧軸受、あるいはステップ軸受等を採用することもできる。また、スラスト軸受部Ｔとして、ピボット軸受が採用されているが、例えば、下端面を有する軸部材を使用し、その下端面にスラスト動圧発生部として、スパイラル形状やヘリングボーン形状の動圧溝、ステップ軸受、あるいは波型軸受（ステップ軸受が波型形状となったもの）等を形成することもできる。
【００３３】
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置の内部に充填される潤滑流体として、潤滑油が使用されているが、これに限らず、例えば潤滑グリースや磁性流体、あるいは空気等の気体を使用することもできる。
【００３４】
以下に、本発明に係る製造方法で形成した動圧軸受装置１を、電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータに組み込んだ場合を示す。
【００３５】
図８は、動圧軸受装置１を組み込んだファンモータを概念的に示す断面図である。このファンモータは、軸部材５を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材５に装着されたロータ３３と、ロータ３３の外径端に取付けられたファン３４と、例えば半径方向（ラジアル方向）のギャップを介して対向させたステータコイル３６およびロータマグネット３７と、これらを収容し、上端面および側面の一部が開口したケーシング３５とを備えるものであり、一般的にはラジアルギャップ型ファンモータと称される。ステータコイル３６は、動圧軸受装置１の外周に取付けられ、ロータマグネット３７はロータ３３に取付けられている。なお、ファンモータの形態として、ステータコイル３６とロータマグネット３７とを軸方向（アキシャル方向）のギャップを介して対向させる、いわゆるアキシャルギャップ型ファンモータとすることもできる（図示省略）。
【００３６】
ステータコイル３６に通電すると、ステータコイル３６とロータマグネット３７との間の電磁力でロータマグネット３７が回転し、それによって、ロータ３３及びファン３４が軸部材５と一体に回転する。ファン３４が回転すると、ケーシング３５の上端開口部３５ａから図１中の矢印Ｙ方向に外気が引き込まれると共に、ケーシング内の空気が側面開口部３５ｂから矢印Ｘ方向へ排出される。このようなファンモータは、側面開口部３５ｂから排出される気流によって他の装置等を冷却したり、あるいは、下端面を他の装置（図８中に一点鎖線で示す）と面するように設置し、他の装置の熱がファンモータに伝わり、上記の気流によってファンモータに伝わった熱が外部へ放熱されることにより、装置を冷却したりすることができる。
【００３７】
以上のような動圧軸受装置１は、ファンモータに限らず、ＨＤＤのディスク起動装置等に使用されるスピンドルモータ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】動圧軸受装置１を示す断面図である。
【図２】軸受部材４の射出成形工程を示す断面図である。
【図３】外型８を（ａ）拡径させた状態、および（ｂ）縮径させた状態を示す断面図である。
【図４】他の実施例を示す動圧軸受装置１の断面図である。
【図５】動圧軸受装置１を組み込んだファンモータを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１     動圧軸受装置
２     金属部（第１部材）
３     樹脂部（第２部材）
４     軸受部材（軸受部品）
５     軸部材
６     固定型
６１   第１固定型
６２   第２固定型（外型）
６２ａ 保持部
６２ｂ 成形部
６３   油圧空間
７     可動型
９     油圧経路
１２   成形ピン（内型）
１２ａ１、１２ａ２   成形部
１３   キャビティ
Ａ１、Ａ２    ラジアル動圧発生部
Ｒ１、Ｒ２    ラジアル軸受部
Ｔ     スラスト軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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