(57)【要約】【課題】動圧軸受装置の製造工程数を削減し、生産効率の向上を図る【解決手段】軸受部材の樹脂部を射出成形するにあたり、成形金型内に配置された金属部２と軸方向で対向する位置に射出ゲート１１を設けた。この射出ゲート１１から射出された溶融樹脂が金属部２を圧迫することにより、金属部２の内底面２ｂが成形ピン１２に形成された第２成形型１２ｂに押し付けられ、金属部２にスラスト動圧発生部Ｂを形成することができる。これにより、樹脂部３の射出成形と同時にスラスト動圧発生部Ｂを形成することできるため、軸受部材の製造工程数を削減でき、生産効率の向上が図られる。【選択図】図３
2007315487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、軸部材とスラスト軸受隙間を介して対向した金属部と、金属部をインサート部品として射出成形した樹脂部と、金属部に形成され、スラスト軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備えた動圧軸受装置を製造するための方法であって、
樹脂部を射出成形する際、スラスト動圧発生部に対応した形状を有する成形型と射出ゲートとの間に金属部を配置し、射出ゲートから射出した樹脂の圧力で金属部を成形型に押し付けることにより、金属部にスラスト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】
射出ゲートが点状に形成された請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項３】
軸部材と、軸部材とスラスト軸受隙間を介して対向した金属部と、金属部をインサート部品として射出成形した樹脂部と、金属部に形成され、スラスト軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備えた動圧軸受装置において、
樹脂部の射出ゲート跡が、金属部と軸方向で対向した位置に形成されたことを特徴とする動圧軸受装置。
【請求項４】
射出ゲート跡が点状に形成された請求項３記載の動圧軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受隙間の潤滑膜に生じる動圧作用で軸部材を回転自在に支持する動圧軸受装置及びその製造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、軸部材と、内周に軸部材を挿入した有底筒状の樹脂製のハウジングと、ハウジングの底部に配置され、軸部材の端面とスラスト軸受隙間を介して対向した金属部（スラスト部材）と、金属部の端面に形成され、スラスト軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備える。このように、ハウジングを樹脂化することで、材料コストの低減を図られるとともに、スラスト動圧発生部を金属部の端面に形成することで、スラスト動圧発生部の耐摩耗性を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１４１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような動圧軸受装置では、予めスラスト動圧発生部を形成した金属部を、別途形成したハウジングの底部に配置する必要があるため、工程数が増加し、生産効率の低下を招いていた。
【０００６】
本発明の課題は、動圧軸受装置の製造工程数を削減し、生産効率の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、軸部材と、軸部材とスラスト軸受隙間を介して対向した金属部と、金属部をインサート部品として射出成形した樹脂部と、金属部に形成され、スラスト軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備えた動圧軸受装置を製造するための方法であって、樹脂部を射出成形する際、スラスト動圧発生部に対応した形状を有する成形型と射出ゲートとの間に金属部を配置し、射出ゲートから射出した樹脂の圧力で金属部を成形型に押し付けることにより、金属部にスラスト動圧発生部を成形することを特徴とする。
【０００８】
また、前記課題を解決するため、本発明は、軸部材と、軸部材の端面とスラスト軸受隙間を介して対向した金属部と、金属部をインサート部品として射出成形した樹脂部と、金属部に形成され、スラスト軸受隙間の潤滑流体に動圧作用を発生させるスラスト動圧発生部とを備えた動圧軸受装置において、樹脂部の射出ゲート跡が、金属部と軸方向で対向した位置に形成されたことを特徴とする。ここで、ゲート跡は、射出成形時、溶融樹脂を成形金型内に充填する際のゲート位置を当該成形品から判別し得る箇所を指し、例えば射出成形時にゲート内部で固化した樹脂のうち、ゲートカット後も成形品表面に残存する部分を含む。あるいは、この残存部分を機械加工等により除去加工した際に形成されるゲート除去跡を含む。
【０００９】
このように本発明では、樹脂部を射出成形する金型に、スラスト動圧発生部に対応した形状を有する成形型を形成し、その成形型と射出ゲートとの間に金属部を配置する。そして、射出ゲートから射出した樹脂の圧力で金属部を成形型に押し付けることにより、金属部にスラスト動圧発生部が成形される。これにより、樹脂部の射出成形と同時にスラスト動圧発生部を形成することできるため、動圧軸受装置の製造工程数を削減でき、生産効率の向上が図られる。このようにして成形された樹脂部の射出ゲート跡は、金属部と軸方向で対向する位置に形成される。尚、射出ゲートから射出した樹脂の圧力（以下、「射出樹脂の圧力」と称す）とは、射出した樹脂が金属部に衝突することによる圧力(以下、「射出圧」と称す)、及びキャビティ内を樹脂で充満した後、キャビティ内の圧力を保つために樹脂に加える圧力（以下、「保圧」と称す）のことを言い、これらの少なくとも一方の圧力により金属部が圧迫される。
【００１０】
この射出ゲートを点状に形成すると、射出される樹脂の圧力を高めることができるため、より確実にスラスト動圧発生部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、動圧軸受装置の製造工程数を削減し、生産効率の向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る動圧軸受装置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を内周に挿入した有底筒状の軸受部材４とで構成される。軸受部材４は、金属部２と、金属部２を保持する樹脂部３とからなる。なお、説明の便宜上、金属部２の閉口側を下側、開口側を上側として、以下の説明を進める。
【００１４】
軸部材５は、ＳＵＳ等の金属材料で円筒状に形成される。軸部材５の外周面５ａは、金属部２の内周面２ａとラジアル軸受隙間を介して対向し、軸部材５の下端面５ｂは、金属部２の内底面２ｂとスラスト軸受隙間を介して対向する。
【００１５】
金属部２は、例えば電鋳加工により有底筒状に形成される。具体的には、まず、金属部２に使用される金属を含んだ溶液にマスターを浸漬し、この溶液に通電することにより（いわゆる電解メッキ）、あるいは通電せずに化学反応により（いわゆる無電解メッキ）、マスターの表面に金属部２を析出させる。その後、金属部２とマスターとを分離することにより、金属部２が形成される。尚、金属部２は、電鋳加工に限らず、例えば旋削加工、プレス加工、鍛造加工等の他の加工方法で形成することもできる。
【００１６】
金属部２の内周面２ａの全面又は一部円筒領域には、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、軸方向に離隔した２箇所に形成され、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）。
【００１７】
金属部２の内底面２ｂの全面又は一部環状領域には、図示しない複数の動圧溝をスパイラル形状に配列した領域が環状に形成され、該領域がスラスト動圧発生部Ｂとなる（図１にクロスハッチングで示す）。
【００１８】
樹脂部３は、金属部２の外周面及び下端面を覆い、金属部２をインサート部品とした射出成形により形成される。以下に、樹脂部４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スプルー１０及び射出ゲート１１（本実施形態では点状ゲート）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に成形ピン１２が挿入、固定される。成形ピン１２は、外周面１２ａに、金属部２の内周面２ａに動圧発生部Ａ１、Ａ２を形成するための第１成形型１２ａ１、１２ａ２を備えると共に、下端面に、金属部２の内底面２ｂに動圧発生部Ｂを形成するための第２成形型１２ｂを備える（図３参照）。この成形ピン１２に、マスターから分離した電鋳加工品である金属部２を外挿し、この状態で、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１３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。
【００２３】
その後、図３（ｂ）に示すように、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１３内に射出する。ゲート１１から射出された溶融樹脂は、図３（ｂ）の矢印で示すように、ゲート１１と対向する位置に配置された金属部２の下端面２ｃに衝突した後、外径方向へ流動する。この射出した樹脂の衝突により、金属部２が圧迫される（射出圧）。その後、キャビティ１３が樹脂で充満されると、キャビティ１３内の圧力を一定に保つために、ゲート１１を介してキャビティ１３内の樹脂に圧力を加える（保圧）。この射出圧及び保圧の少なくとも一方の圧力（射出樹脂の圧力）により、金属部２の内底面２ｂが内型１２の下端面に形成された第２成形型１２ｂに押し付けられる。これにより、金属部２の内底面２ｂ１に第２成形型１２ｂの形状が転写され、スラスト動圧発生部Ｂが形成される。
【００２４】
このように、本発明では、ゲート１１を金属部２の下端面２ｃと軸方向で対向する位置に設けることにより、射出樹脂の圧力で確実に金属部２を圧迫することができる。これにより、樹脂部３の射出成形と同時にスラスト動圧発生部Ｂをすることができるため、軸受部材４の製造工程数を削減し、生産効率の向上が図られる。尚、本実施形態のように、射出ゲート１１を点状に形成すると、射出樹脂の圧力、特に射出圧を高めることができるため、より確実にスラスト動圧発生部Ｂを形成することができる。
【００２５】
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３（ｃ）参照）。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に形成された第１成形型１２ａ１、１２ａ２に押し付けられ、第１成形型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。
【００２６】
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、第１成形型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、第１成形型１２ａ１、１２ａ２から剥離する。これにより、ラジアル動圧発生部Ａ１、Ａ２と第１成形型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と第１成形型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。一方、スラスト動圧発生部Ｂは、離型時に第２成形型１２ｂと干渉しないため、損傷の恐れはない。
【００２７】
尚、油圧空間６３の油の加圧時における成形部６２ｂは、図３（ｃ）に示すように、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（ｃ）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が成形型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の油に加える圧力を調整し、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。
【００２８】
固定型６と軸受部材４とを分離する際、ゲート１１内で固化した樹脂が自動的に切断され、あるいはゲートカット機構によって切断され、樹脂部３のゲート対応位置に切断した樹脂の一部がゲート跡１１ａとして残る。このゲート跡１１ａは、機械加工等により除去してもよい。この場合、ゲート跡１１ａの除去跡が樹脂部３の下端面３ｂに残る（図１参照）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、軸部材５の回転に伴い、ラジアル軸受隙間の潤滑油が、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としての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。
【００３２】
これと同時に、スラスト動圧発生部Ｂが、スラスト軸受隙間の潤滑油に動圧作用を発生させ、これにより軸部材５をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部Ｔが構成される。
【００３３】
本発明の実施形態は、上記に限られない。以上の実施形態では、金属部２が鍛造加工や電鋳加工により金属材料で形成される場合を示したが、例えば、金属部２を焼結金属で形成すると、焼結金属の内部に含浸された潤滑油がスラスト軸受隙間に逐次供給されるため、潤滑性をさらに高めることができる。
【００３４】
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、スラスト動圧発生部としてスパイラル形状の動圧溝が採用されているが、例えば、ヘリングボーン形状の動圧溝や、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）等を採用することもできる。
【００３５】
また、以上の実施形態では、ラジアル動圧発生部が金属部に形成されているが、成形樹脂の内周面に形成してもよい。また、軸受部材の内周面ではなく、この面と対向する軸部材の外周面にラジアル動圧発生部を形成してもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
図４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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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】
【００４０】
【図１】動圧軸受装置１を示す断面図である。
【図２】樹脂部３の射出成形工程を示す断面図である。
【図３】成形金型において、（ａ）射出成形前の状態、（ｂ）射出成形と同時にスラスト動圧発生部を形成する工程、（ｃ）ラジアル動圧発生部を形成する工程を示す断面図である。
【図４】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】
【００４１】
１     動圧軸受装置
２     金属部
３     樹脂部
４     軸受部材
５     軸部材
６     固定型
７     可動型
９     油圧経路
１０   スプルー
１１   ゲート
１１ａ ゲート跡
１２   成形ピン
１２ａ１、１２ａ２   第１成形型
１２ｂ 第２成形型
１３   キャビティ
Ａ１、Ａ２    ラジアル動圧発生部
Ｂ     スラスト動圧発生部
Ｒ１、Ｒ２    ラジアル軸受部
Ｔ     スラスト軸受部
【図１】
2007315487.tif 000003
【図２】
2007315487.tif 000004
【図３】
2007315487.tif 000005
【図４】
2007315487.tif 000006