WO2007037169A1

WO2007037169A1 - 滑り軸受を備えた軸受装置

Info

Publication number: WO2007037169A1
Application number: PCT/JP2006/318749
Authority: WO
Inventors: Kenji Hibi; Yasuhiro Yamamoto; Kenji Ito
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2007-04-05
Also published as: KR20080046746A; US8052328B2; US20090110339A1

Abstract

　本発明の滑り軸受は、電鋳加工で形成された金属部を内周に有し、且つ、軸受隙間に油を供給する補油機構を有する。これにより、補油機構に保持された油が軸受隙間に供給されるため、軸受隙間に形成された油膜によって軸部材との潤滑性が向上し、潤滑不良による異音の発生や、軸受と軸部材との接触摺動による部材の摩耗を回避できる。

Description

明細書

滑り軸受を備えた軸受装置

技術分野

[0001] 本発明は、滑り軸受を備えた軸受装置に関するものである。

背景技術

[0002] 滑り軸受（以下、単に「軸受」と称する）は、軸受と軸部材との間の相対的な回転、摺動、もしくは摺動回転を支持する用途に広く用いられて、る。

[0003] 例えば特許文献 1では、榭脂成形部の軸心に電铸加工で形成された金属部をインサートして型成形した軸受が提案されている。このように、軸受面となる軸受の内周面を金属部で形成することにより、耐摩耗性に優れた軸受面が得られるとともに、内周に挿入される軸部材との間に形成される軸受隙間を高い精度で設定することができる。

[0004] 特許文献 1 :特開 2003— 56552号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記のような軸受が、例えば、高速回転、高回転精度が求められる HDDの磁気デイスク駆動用のスピンドルモータの回転軸支持等に用いられる場合は、軸受と軸部材との潤滑を良好にするため、油潤滑が必要となる場合がある。しかし、軸受の内周面と軸部材の外周面との間の軸受隙間は、軸部材のがたつきを抑えるために、できるだけ微小な隙間幅に設定される。特に、上記のように金属部を電铸加工で形成する場合、電铸加工の特性力も軸受隙間は極めて微小な隙間幅に設定される。従って、この軸受隙間に保持される潤滑油の量は極少量となるため、潤滑油が飛散、蒸発などにより減少すると、潤滑油不足による潤滑不良を招き、異音の発生や、軸受と軸部材との接触摺動による部材の摩耗などの不具合が生じる恐れがある。

[0006] 本発明の課題は、軸部材との潤滑が良好で、異音の発生や部材の摩耗を防ぎ、製品寿命の長!ヽ滑り軸受及び軸受装置を提供することである。

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、電铸加工で形成された金属部、及びこの金属部を内周にインサートして成形された榭脂部を有する滑り軸受と、滑り軸受の内周に挿入された軸部材とを備え、滑り軸受の内周面と軸部材の外周面との間に軸受隙間が形成された軸受装置であって、軸受隙間に油を供給する補油機構を有することを特徴とする。

[0008] このように本発明の軸受装置は、軸受隙間に油を供給する補油機構を有する。これにより、補油機構に保持された油が軸受隙間に供給されるため、軸受隙間に形成された油膜によって軸部材との潤滑性が向上し、潤滑不良による異音の発生や、軸受と軸部材との接触摺動による摩耗を回避できる。特に、金属部が電铸加工で形成される場合、軸受隙間に保持される補油量は極少量となるため、このように補油機構を設けることが有効となる。

[0009] 補油機構は、例えば、軸部材に接した油溜まりで構成することができる。この場合、油溜まりが軸部材に接していることにより、軸受隙間に油を供給しやすくなり、よりスムーズな潤滑が得られる。このような油溜まりは、例えば、金属部と軸部材との間、あるいは榭脂部に設けることができる。

[0010] あるいは、補油機構を、軸部材から離隔して形成した油溜まりで構成し、この油溜まりに保持した油を連通孔を介して軸受隙間に供給することもできる。このように、油溜まりが軸部材と非接触であることにより、油溜まりによって軸受面の面積が侵食されることはないため、軸受性能の低下を回避できる。この連通孔は、例えば金属部を貫通して形成される。

[0011] あるいは、補油機構を、含油金属や含油榭脂等の補油部材で構成することもできる

。このように補油部材カも軸受隙間に油を供給することで、毛細管現象により極微量ずつ給油することができるため、長期間に亘り適度な油膜を軸受隙間に形成することができる。この補油部材を軸部材と接した位置に設けると、軸受隙間に油を供給しやすくなり、よりスムーズな潤滑が得られる。一方、補油部材を軸部材と非接触の位置に設け、連通孔を介して軸受隙間に油を供給すると、補油部材により軸受面の面積が侵食されることがなぐ軸受性能の低下を回避できる。

[0012] また、金属部と、この金属部を内周にインサートして成形された榭脂部とからなり、内周面の少なくとも一部が前記金属部で形成され、且つ前記榭脂部が含油榭脂で形成されることを特徴とする滑り軸受を用いても、上記と同様の効果を得ることができる。軸受装置にこの滑り軸受を適用すると、油を榭脂部の内部に保持することができるため、補油量を増やすことができる。

[0013] 上記のような軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータは円滑に作動するため、異音の発生がなぐ製品寿命が長い。

発明の効果

[0014] 以上のように、本発明によると、軸受と軸部材との潤滑が良好で、異音の発生や部材の摩耗を防ぎ、製品寿命の長い軸受装置が得られる。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の第 1の実施形態を図 1〜図 6に基づいて説明する。

[0016] 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る軸受装置 1の断面図である。軸受装置 1は、軸受 3と、軸受 3の内周に挿入された軸部材 2と、軸部材 2の外周面 2aと軸受 3の内周面 3aとの間に形成される軸受隙間に油を供給する補油機構とで構成される。補油機構の形態や配置される場所は、特に限定されない。本実施形態では、補油機構として油溜まり 6が榭脂部 5に設けられ、この油溜まり 6が軸部材 2と接している場合を例示する。

[0017] 軸受 3は、電铸加工で形成される金属部 4と、金属部 4を内周に保持する榭脂部 5とを備える。金属部 4の内周面 4aは軸受面として作用する。榭脂部 5は、略円筒状をなし、榭脂を型成形することで形成される。

[0018] 以下、軸受 3の製造工程を説明する。軸受 3は、マスター軸 7の所要個所をマスキングする工程、非マスク部に電铸加工を行って電铸軸 10を形成する工程（図 2、図 3参照)、電铸軸 10の金属部 4を榭脂で射出成形する工程 (図 4参照)、及び金属部 4をマスター軸 7から剥離し、軸受 3とマスター軸 7とを分離する工程を経て製作される。

[0019] なお、以下の説明において、「回転用の軸受」とは、軸部材との間の相対回転を支持する軸受を意味し、軸受が回転側となるか固定側となる力を問わない。「摺動用の軸受」とは、軸との間の相対的な直線運動を支持する軸受を意味し、同様に軸受が移動側となるか固定側となるかを問わない。「回転摺動用の軸受」とは、前記二つの軸受の機能を併せ持つもので、軸との間の回転運動及び直線運動の双方を支持する軸受を意味する。また、「揺動用の軸受」とは、例えばボールジョイントのように、軸の三次元方向の運動が許容される軸受を意味する。

[0020] マスター軸 7は、導電性材料、例えば焼入処理をしたステンレス鋼で、ストレートな横断面円形の軸として製作される。もちろんステンレス鋼に限定されるものでなぐ剛性などの機械的強度、摺動性、耐熱性、耐薬品性、金属部 4の加工性及び分離性など、軸受の機能上あるいは軸受製作の都合上求められる特性に適合した材料、さらには熱処理方法が選択される。セラミック等の非金属材料でも、導電処理を施すことにより（例えば表面に導電性の金属皮膜を形成することにより）使用可能となる。なお、マスター軸 7の表面には、金属部 4との間の摩擦力を減じるための表面処理、例えばフッ素系の榭脂コーティングを施すのが望ましい。

[0021] マスター軸 7は、中実軸の他、中空軸や中空部に榭脂を充填した中実軸であっても良い。また、回転用の軸受では、マスター軸の横断面は基本的に円形に形成される力摺動用の軸受の場合は横断面を任意形状にすることができ、円形のほかに多角形状や非真円形状とすることもできる。また、摺動用の軸受では、基本的にマスター軸 7の横断面形状は軸方向で一定であるが、回転用の軸受ゃ回転摺動用の軸受では、軸の全長にわたって一定の横断面形状ではない形態をとることもある。

[0022] マスター軸 7の外周面精度は、後述する軸受隙間の精度を直接左右するので、真円度、円筒度、表面粗さ等の軸受機能上重要となる表面精度を、予め高精度に仕上げておく必要がある。例えば回転用の軸受では、軸受面との接触回避の観点から真円度が重視されるので、マスター軸 7の外周面はできるだけ真円度を高める必要がある。例えば、後述する軸受隙間の平均幅（半径寸法)の 8割以下にまで仕上げておくのが望ましい。従って、例えば軸受隙間の平均幅を 2 mに設定する場合、マスター軸外周面は 1. 6 m以下の真円度に仕上げるのが望ましい。

[0023] マスター軸 7の外周面には、金属部 4の形成予定部を除き、マスキングが施される（図 2に散点で示す)。マスキング用の被覆材 8としては、非導電性、及び電解質溶液に対する耐食性を有する既存品が選択使用される。

[0024] 電铸加工は、 Niや Cu等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター軸 7を浸漬し、電解質溶液に通電して目的の金属をマスター軸 7の表面に析出させることにより行われる。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。電着金属の種類は、軸受の軸受面に求められる硬度や、耐摩耗性、疲れ強さ等の物理的性質、化学的性質に応じて適宜選択される。金属部 4の厚みは、これが厚すぎるとマスター軸 7からの剥離性が低下し、薄すぎると軸受面の耐久性低下等につながるので、求められる軸受性能ゃ軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚みに設定される。例えば軸径 lmn！〜 6mmの回転用の軸受では、 10 μ m〜200 μ mの厚さとするのが好ましい。

[0025] 以上の工程を経ることにより、図 2に示すように、マスター軸 7外周に円筒状の金属部 4が形成される。なお、マスキング用の被覆材 8が薄い場合、金属部 4の両端は被覆材 8側に迫り出し、内周面にテーパ状の面取り部が形成される場合がある。この面取り部を利用して、金属部の榭脂部力の抜け落ちを防止するフランジ部を形成することもできる。本実施形態では、面取り部が形成されない場合を例示する。

[0026] その後、図 3に示すように、マスター軸 7の外周面に油溜まり形成部材 9を配置する。油溜まり形成部材 9の形状は特に限定されず、図 3に示すような環状の他、例えば円周方向に離隔した複数箇所に設けても良い。また、断面形状は、図 4に示すような矩形の他、半円状や台形状など任意の形状に形成することができる。

[0027] 油溜まり形成部材 9に使用される材料は、形状が図 3のように環状の場合は、後述の軸受 3とマスター軸 7との分離後に軸受 3から取り外すことができるように、弾性変形可能な部材が好ましぐ例えばゴム系の材料で形成される。油溜まり形成部材 9の形状が環状でない場合は、軸受 3からの取り外しの際に不具合がなければ、任意の材料、例えば金属ゃ榭脂等が使用できる。

[0028] 油溜まり形成部材 9を配置する位置は、榭脂部 5の形成予定部内であれば特に限定されない。例えば、図 3に示すように金属部 4に隣接して配置する他、金属部 4と軸方向に離隔して配置してもよい。あるいは、金属部 4を軸方向に離隔した複数箇所に形成し、その金属部 4の間に油溜まり形成部材 9を配置することもできる。また、配置する数も限定されず、図 3のように一箇所に配置しても良いし、複数箇所に配置しても良い。 [0029] 以上により、マスター軸 7の外周面に金属部 4と油溜まり形成部材 9が設置された電铸軸 10が形成される。電铸軸 10は、図 4に示す射出成形工程に移送され、金属部 4 、油溜まり形成部材 9、及びマスター軸 7をインサート部品とするインサート成形が行われる。

[0030] 図 4は、榭脂部 5のインサート成形工程を概念的に示すもので、可動型 l la、および固定型 l ibからなる金型には、ランナ 12およびゲート 13と、キヤビティ 14とが設けられる。ゲート 13は、この実施形態では、点状ゲートであり、成形金型（固定型 l ib) の、榭脂部 5の軸方向一端面に対応する位置に、かつ円周方向等間隔に複数箇所 ( 例えば三箇所)形成される。各ゲート 13のゲート面積は、充填する溶融樹脂の粘度や、成形品の形状に合わせて適切な値に設定される。

[0031] 上記構成の金型において、電铸軸 10を所定位置に位置決めした状態で可動型 11 aを固定型 l ibに接近させて型締めする。次に、型締めした状態で、スプルー（図示は省略）、ランナ 12、およびゲート 13を介してキヤビティ 14内に溶融榭脂 Pを射出、充填し、榭脂部 5を電铸軸 10と一体に成形する。

[0032] 溶融榭脂 Pは熱可塑性榭脂であり、非晶性榭脂として、ポリサルフォン (PSF)、ポリエーテルサルフォン（PES)、ポリフエ-ルサルフォン（PPSU)、ポリエーテルイミド（P EI)等、結晶性榭脂として、液晶ポリマー (LCP)、ポリエーテルエーテルケトン (PEE K)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリフエ-レンサルファイド（PPS)等を用いることができる。また、上記の榭脂に充填する充填材の種類も特に限定されないが、例えば、充填材として、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウイスカ一状充填材、マイ力等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。

[0033] 型開き後、マスター軸 7、金属部 4、油溜まり形成部材 9、および榭脂部 5がー体となつた成形品を金型から脱型する。この成形品は、その後の剥離工程において金属部 4、榭脂部 5、及び油溜まり形成部材 9からなる要素（図 1を参照）と、マスター軸 7と〖こ分離される。 [0034] この剥離工程では、金属部 4に蓄積された内部応力を解放することにより、金属部 4 の内周面 4aを拡径させ、マスター軸 7の外周面力も剥離させる。内部応力の解放は、マスター軸 7又は金属部 4に衝撃を与えることにより、あるいは金属部 4の内周面 4a とマスター軸 7の外周面との間に軸方向の加圧力を付与することにより行われる。内部応力の解放により、金属部 4の内周面を半径方向に拡径させて、金属部 4の内周面 4aとマスター軸 7の外周面との間に適当な大きさの隙間を形成することにより、金属部 4の内周面 4aからマスター軸 7を軸方向にスムーズに引き抜くことができ、これにより成形品が、金属部 4、榭脂部 5、及び油溜まり形成部材 9からなる要素と、マスタ一軸 7とに分離される。なお、金属部 4の拡径量は、例えば金属部 4の肉厚や電解質溶液の組成、電铸条件を変えることによって制御できる。

[0035] 衝撃の付与だけでは金属部 4の内周を十分に拡径さえることができない場合、金属部 4とマスター軸 7とを加熱又は冷却し、両者間に熱膨張量差を生じさせることによつて、マスター軸 7から金属部 4を剥離することもできる。

[0036] こうして分離された金属部 4、榭脂部 5、及び油溜まり形成部材 9からなる要素から油溜まり形成部材 9を取り外し、油溜まり 6を有する軸受 3が形成される。

[0037] 油溜まり 6の容積、すなわち油溜まり形成部材 9の体積 VIは、十分な油を保持するために、軸受隙間の容積 V2に対する比を 10以上に設定することが望ましい (VIZ V2 > 10) _oまた、本実施形態では、油溜まり形成部材 9がゴム等の弾性材料により形成される場合を例示したが、例えば、油溜まり形成部材 9を溶融性の材料で形成し、分離工程後に溶剤によって溶融させて形成することもできる。あるいは、軸受 3の内周面 3aを円筒状に形成し、その円筒状内周面 3aの一部を旋削などの機械加工で除去することにより、油溜まり 6を形成することもできる。また、本実施形態では、軸受 3に油溜まり 6が形成されるが、例えば旋削などの機械加工で軸部材 2の外周面 2aの一部を除去することにより、軸部材 2に油溜まり 6を形成することもできる。

[0038] その後、軸受 3に別途製作した軸部材 2を挿入し、軸受 3の内周面と軸部材 2の外周面との間の軸受隙間及び油溜まり 6に潤滑油を充填することで、図 1に示す軸受装置 1が完成する。

[0039] 本実施形態では、図 1のように、軸受 3の内周面 3aが、金属部 4の内周面 4aと榭脂部 5の小径内周面 5aとで形成され、金属部 4の内周面 4aが軸受面として作用する。射出成形後の固化時に、榭脂部 5の小径内周面 5aが成形収縮により拡径するよう榭脂材料の組成や成形条件を配慮することにより、マスター軸 7の外周面との間に微小隙間を形成することができる。これにより、榭脂部 5とマスター軸 7とを容易に分離することが可能となる。微小隙間の幅が適切であれば、図 1に示す軸受装置 1において、榭脂部 5の小径内周面 5aと軸部材 2の外周面 2aとの間の微小隙間を毛細管シールとして機能させることができ、軸受隙間からの潤滑油の流出防止に有効となる。この他、マスター軸 7の分離後、機械加工等で小径内周面 5aを形成しても良い。

[0040] このように毛細管シールは、榭脂部 5の小径内周面 5aを拡径させる他、小径内周面 5aに対向する軸部材 2の外周面 2aに小径外周面（図示省略)を形成することで構成することもできる。また、毛細管シールを、軸受隙間側ほど隙間幅を徐々に縮径させたテーパシールとすれば、より有効な潤滑油の流出防止が可能となる。

[0041] 軸部材 2として、分離したマスター軸 7をそのまま使用することもできる。この場合、金属部 4とマスター軸 7との剥離工程でできた金属部 4の内周面 4aとマスター軸 7の外周面との間の微小隙間は、軸受隙間として機能する。この軸受隙間は、電铸加工の特性から、クリアランスが極めて小さぐかつ高精度であるという特徴を有するため、高い回転精度または摺動性を有する軸受の提供が可能となる。なお、上述のように、別途製作した軸部材と置き換えて軸受を構成する場合、一度マスター軸 7を製作すれば、これを繰返し転用することができるので、マスター軸 7の製作コストを抑え、軸受装置 1のさらなる低コストィ匕を図ることが可能となる。

[0042] 軸受装置 1の作動（回転、摺動、回転摺動、又は揺動）時には、油溜まり 6から供給された油力金属部 4の内周面 4aと軸部材 2の外周面 2aとの間の軸受隙間に油膜を形成するため、常に潤沢な潤滑油が軸受隙間に介在する。これにより、油不足による潤滑不良による異音の発生や、軸部材 2と軸受 3との接触摺動による摩耗が回避され、製品寿命が延長される。

[0043] 本発明の第 1の実施形態は、上記に限られない。図 5に示す軸受装置 21は、カツプ状に形成された軸受 3の内周面及び内底面に金属部 4が形成される。軸受 3の内周には、下端が凸球面状の軸部材 2が挿入される。軸部材 2の凸球面部 2bの先端と金属部 4の内底面 4cとの間には、軸部材 2をスラスト方向に支持するスラスト軸受部 T が形成される。この場合、軸部材 2の凸球面部 2bと、金属部 4の内周面 4a及び内底面 4cとの間に補油機構となる油溜まり 6を形成している。

[0044] 図 6に示す軸受装置 31は、カップ状の軸受 3の側部 15と底部 16とが別体に形成される。底部 16は、例えば金属材料で形成され、接着、高周波溶着、超音波溶着などの方法で、側部 15に固定される。軸部材 2の凸球面部 2bの先端と軸受 3の底部 16 の上端面 16aとの間には、軸部材 2をスラスト方向に支持するスラスト軸受部 Tが形成される。この場合、軸部材 2の凸球面部 2bと、榭脂部 5の段部 5bと、金属部 4の下端部と、底部 16の上端面 16aとで囲まれる空間が補油機構となる油溜まり 6として機能する。この場合、射出成形時の金型を調整することにより榭脂部 5の段部 5bを形成できるため、油溜まり 6の形成が容易化される。

[0045] 次に、本発明の第 2の実施形態を図 7〜図 13に基づいて説明する。

[0046] 図 7は、本発明の第 2の実施形態に係る軸受装置 101の断面図である。軸受装置 1 01は、軸受 103と、軸受 103の内周に挿入された軸部材 102とで構成される。このうち軸受 103は、電铸加工で形成される金属部 104と、金属部 104を内周に保持する榭脂部 105とを備える。本実施形態では、図 7に示すように、補油機構として油溜まり 106力設けられ、この油溜まり 106が金属部 104の外周面 104bに隣接し、軸部材 1 02の外周面 102aから離隔して設けられる場合を例示する。

[0047] 金属部 104の内周面 104aは軸受面として作用する。軸受 103には油溜まり 106力 S 軸部材 102の外周面 102aと離隔して形成され、その油溜まり 106と、金属部 104の内周面 104aと軸部材 102の外周面 102aとの間の軸受隙間と力金属部 104を貫通する連通孔 109により連通されている。榭脂部 105は、略円筒状をなし、榭脂を型成形することで形成される。

[0048] 以下、軸受 103の製造工程を説明する。軸受 103は、マスター軸 107に所要個所のマスキング等の所定処理を行う工程（図 8参照）、非マスク部に電铸カ卩ェ等を行つて電铸軸 111を形成する工程（図 9、図 10参照）、電铸軸 111の金属部 104を榭脂で射出成形する工程（図 11参照）、及び金属部 104をマスター軸 107から剥離し、軸受 103とマスター軸 107とを分離する工程を経て製作される。 [0049] マスター軸 107は、導電性材料、例えば焼入処理をしたステンレス鋼で、ストレートな横断面円形の軸として製作される。もちろんステンレス鋼に限定されるものでなぐ剛性などの機械的強度、摺動性、耐熱性、耐薬品性、金属部 104の加工性及び剥離性など、軸受の機能上あるいは軸受製作の都合上求められる特性に適合した材料、さらには熱処理方法が選択される。セラミック等の非金属材料でも、導電処理を施すことにより（例えば表面に導電性の金属皮膜を形成することにより）使用可能となる。なお、マスター軸 107の表面には、金属部 104との間の摩擦力を減じるための表面処理、例えばフッ素系の榭脂コ一ティングを施すのが望まし!/、。

[0050] マスター軸 107は、中実軸の他、中空軸や中空部に榭脂を充填した中実軸であつても良い。また、回転用の軸受では、マスター軸の横断面は基本的に円形に形成されるが、摺動用の軸受の場合は横断面を任意形状にすることができ、円形のほかに多角形状や非真円形状とすることもできる。また、摺動用の軸受では、基本的にマスター軸 107の横断面形状は軸方向で一定であるが、回転用の軸受ゃ回転摺動用の軸受では、軸の全長にわたって一定の横断面形状ではない形態をとることもある。

[0051] マスター軸 107の外周面精度は、後述する軸受隙間の精度を直接左右するので、真円度、円筒度、表面粗さ等の軸受機能上重要となる表面精度を、予め高精度に仕上げておく必要がある。例えば回転用の軸受では、軸受面との接触回避の観点から真円度が重視されるので、マスター軸 107の外周面はできるだけ真円度を高める必要がある。例えば、後述する軸受隙間の平均幅（半径寸法)の 8割以下にまで仕上げておくのが望ましい。従って、例えば軸受隙間の平均幅を 2 mに設定する場合、マスター軸外周面は 1. 6 /z m以下の真円度に仕上げるのが望ましい。

[0052] マスター軸 107の外周面には、金属部 104の形成予定部を除き、マスキングが施される（図 8に散点で示す)。マスキング用の被覆材 108としては、非導電性、及び電解質溶液に対する耐食性を有する既存品が選択使用される。また、連通孔 109の形成予定部には突起部 119が設けられる。突起部 119には、非導電性、及び電解質溶液に対する耐食性を有し、特定の溶剤によって溶融する材料、例えば溶融性の樹脂が使用される。突起部 119の径方向寸法 (突起高さ）は、後に形成される金属部 104の厚さとおよそ同じに設定される。本実施形態では、突起部 119は軸方向およそ中心部に設けられているが、場所や数は特に限定されず、後述の油溜まり形成部材 110 が配置される位置に応じて決定される。

[0053] 電铸加工は、 Niや Cu等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター軸 107を浸漬し、電解質溶液に通電して目的の金属をマスター軸 107の表面に析出させることにより行われる。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。電着金属の種類は、軸受の軸受面に求められる硬度ゃ耐摩耗性、疲れ強さ等の物理的性質、化学的性質に応じて適宜選択される。金属部 104の厚みは、これが厚すぎるとマスター軸 107からの剥離性が低下し、薄すぎると軸受面の耐久性低下等につながるので、求められる軸受性能や軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚みに設定される。例えば軸径 lmn！〜 6 mmの回転用の軸受では、 10 μ m〜200 μ mの厚さとするのが好ましい。

[0054] 以上の工程を経ることにより、図 9に示すように、マスター軸 107外周に円筒状の金属部 104が形成され、金属部 104の外周面 104bには、突起部 119の外径端面が露出している。なお、マスキング用の被覆材 108が薄い場合、金属部 104の両端は被覆材 108側に迫り出し、内周面にテーパ状の面取り部が形成される場合がある。この面取り部を利用して、金属部の榭脂部力の抜け落ちを防止するフランジ部を形成することもできる。本実施形態では、面取り部が形成されない場合を例示する。また、本実施形態では、金属部 104が軸方向に連続して形成される場合を例示しているが、軸方向に離隔した複数箇所に金属部 104を形成してもよい。

[0055] その後、図 10に示すように、金属部 104の外周面 104bの突起部 119を覆うように油溜まり形成部材 110を配置する。配置方法としては、例えば、マスター軸 107、金属部 104、及び突起部 119を金型内に設置し、榭脂等を射出成形して油溜まり形成部材 110を一体形成する方法、あるいは、別途形成した油溜まり形成部材 110を金属部 104の外周面 104bに嵌合させる方法等が考えられる。油溜まり形成部材 110 は、溶剤により溶融し、かつ、射出成形時に射出される高温の榭脂材料によって溶融しないように、射出される榭脂よりも高い融点を有する材料で形成される。油溜まり形成部材 110の材料に、突起部 119と同一材料ある、は突起部 119と同じ溶剤で溶融できる別材料を選定すると、後述の射出成形後の油溜まり 110及び突起部 119の溶融を一度に行えるため、工程が簡略ィ匕できる。以上により、マスター軸 107の外周面に金属部 104と油溜まり形成部材 110を有する電铸軸 111が形成される。

[0056] 油溜まり形成部材 110を形成する場所は、突起部 119の外径側端面と接触可能である限り特に問わない。本実施形態を示す図 10では、油溜まり形成部材 110が円周方向全周（環状）に形成される場合を例示したが、例えば、円周方向に離隔した複数箇所に円弧状の油溜まり形成部材 110を配置することもできる。また、油溜まり形成部材 110の断面形状は、図 11に示すような矩形の他、半円状や台形状など適宜の形状に形成することができる。また、図 10では、油溜まり形成部材 110は金属部 104 の外径側の軸方向中央部一箇所に配置されている力軸方向何れかの方向にずらして配置しても、あるいは、軸方向複数箇所に配置してもよい。

[0057] 電铸軸 111は、図 11に示す射出成形工程に移送され、金属部 104、油溜まり形成部材 110、マスター軸 107、及び突起部 119をインサート部品とするインサート成形が行われる。

[0058] 図 11は、榭脂部 105のインサート成形工程を概念的に示すもので、可動型 112、および固定型 113からなる金型には、ランナ 114およびゲート 115と、キヤビティ 116 と力 S設けられる。ゲート 115は、この実施形態では、点状ゲートであり、成形金型（固定型 113)の、榭脂部 105の軸方向一端面に対応する位置に、かつ円周方向等間隔に複数箇所 (例えば三箇所)形成される。各ゲート 115のゲート面積は、充填する溶融樹脂の粘度や、成形品の形状に合わせて適切な値に設定される。

[0059] 上記構成の金型にお!、て、電铸軸 111を所定位置に位置決めした状態で可動型 1 12を固定型 113に接近させて型締めする。次に、型締めした状態で、スプルー（図示は省略）、ランナ 114、およびゲート 115を介してキヤビティ 116内に溶融榭脂 Pを射出、充填し、榭脂部 105を電铸軸 111と一体に成形する。

[0060] なお、溶融榭脂 Pは熱可塑性榭脂であり、非晶性榭脂として、ポリサルフォン (PSF )、ポリエーテルサルフォン（PES)、ポリフエ-ルサルフォン（PPSU)、ポリエーテルィミド (PEI)等、結晶性榭脂として、液晶ポリマー (LCP)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリフエ-レンサルファイド（PPS)等を用いることができる。また、上記の榭脂に充填する充填材の種類も特に限定されないが、例えば、充填材として、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のゥイスカー状充填材、マイ力等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒船、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。

[0061] 型開き後、マスター軸 107、金属部 104、油溜まり形成部材 110、突起部 119、及び榭脂部 105がー体となった成形品を金型から脱型する。この成形品は、その後の剥離工程において金属部 104、榭脂部 105、油溜まり形成部材 110、及び突起部 1 19からなる要素と、マスター軸 107とに分離される。

[0062] この剥離工程では、金属部 104に蓄積された内部応力を解放することにより、金属部 104の内周面 104aを拡径させ、マスター軸 107の外周面力も剥離させる。内部応力の解放は、マスター軸 107又は軸受 103に衝撃を与えることにより、あるいは金属部 104の内周面 104aとマスター軸 107の外周面との間に軸方向の加圧力を付与することにより行われる。内部応力の解放により、金属部 104の内周面を半径方向に拡径させて、金属部 104の内周面 104aとマスター軸 107の外周面との間に適当な大きさの隙間を形成することにより、金属部 104の内周面 104aからマスター軸 107を軸方向にスムーズに引き抜くことができ、これにより成形品が、金属部 104、榭脂部 105 、油溜まり形成部材 110、及び突起部 119からなる要素と、マスター軸 107とに分離される。なお、金属部 104の拡径量は、例えば金属部 104の肉厚や電解質溶液の組成、電铸条件を変えることによって制御できる。

[0063] 衝撃の付与だけでは金属部 104の内周を十分に拡径さえることができない場合、金属部 104とマスター軸 107とを加熱又は冷却し、両者間に熱膨張量差を生じさせることによって、マスター軸 107から金属部 104を剥離することもできる。

[0064] こうして分離された金属部 104、榭脂部 105、油溜まり形成部材 110、及び突起部 119からなる要素のうち、突起部 119及び油溜まり形成部材 110を溶剤により溶融させ、連通孔 109及び油溜まり 106を有する軸受 103が形成される。油溜まり 106の容積、すなわち油溜まり形成部材 110の体積 VIは、十分な油を保持するために、軸受隙間の容積 V2に対する比を 10以上に設定することが望ま、 (V1/V2 > 10)。 [0065] その後、軸受 103に別途製作した軸部材 102を挿入し、軸受 103の内周面と軸部材 102の外周面との間の軸受隙間及び油溜まり 106に潤滑油を充填することで、図 7に示す軸受装置 101が完成する。

[0066] 本実施形態では、連通孔 109及び油溜まり 106を、それぞれ突起部 119及び油溜まり形成部材 110の別部材で形成する場合を例示したが、例えば突起部 119と油溜まり形成部材 110とが一体に形成された部材を、電铸加工工程前のマスター軸 107 の外周面に配置し、その後、上記と同様に電铸加工、射出成形、分離、溶融を行うことにより、軸受 103に連通孔 109及び油溜まり 106を形成することもできる。この場合、図 7のように油溜まり 106を金属部 104の外周面 104bと接するように設けても良!ヽ力金属部 104と径方向に離隔して設けることもできる。この場合、連通孔 109は、金属部 104及び榭脂部 105を貫通して、油溜まり 106と軸受隙間とを連通する（図示省略)。

[0067] また、本実施形態では、図 7のように、軸受 103の内周面 103aが、金属部 104の内周面 104aと榭脂部 105の小径内周面 105aとで形成され、金属部 104の内周面 10 4aが軸受面として作用する。射出成形後の固化時に、榭脂部 105の小径内周面 10 5aが成形収縮により拡径するよう榭脂材料の組成や成形条件等を配慮することにより、マスター軸 107の外周面との間に微小隙間を形成することができる。これにより、榭脂部 105とマスター軸 107とを容易に分離することが可能となる。微小隙間の幅が適切であれば、図 7に示す軸受装置 101において、榭脂部 105の小径内周面 105a と軸部材 102の外周面 102aとの間の微小隙間を毛細管シールとして機能させることができ、軸受隙間からの潤滑油の流出防止に有効となる。この他、マスター軸 107の分離後、機械加工等で小径内周面 105aを形成しても良い。

[0068] このように毛細管シールは、榭脂部 105の小径内周面 105aを拡径させる他、小径内周面 105aに対向する軸部材 102の外周面 102aに小径外周面（図示省略)を形成することで構成することもできる。また、毛細管シールを、軸受隙間側ほど隙間幅を徐々に縮径させたテーパシールとすれば、より有効な潤滑油の流出防止が可能となる。

[0069] 軸部材 102として、マスター軸 107を使用する場合、金属部 104とマスター軸 107との剥離工程でできた、金属部 104の内周面 104aとマスター軸 107の外周面との間の微小隙間は軸受隙間として機能する。この軸受隙間は、電铸加工の特性から、タリァランスが極めて小さぐかつ高精度であるという特徴を有するため、高い回転精度または摺動性を有する軸受の提供が可能となる。なお、軸部材 102としてマスター軸 107を使用する必要は必ずしもなぐマスター軸 107と同程度の精度で別途製作した軸部材と置き換えて軸受を構成することもできる。この場合、一度マスター軸 107を製作すれば、これを繰返し転用することができるので、マスター軸 107の製作コストを抑え、軸受装置 101のさらなる低コストィ匕を図ることが可能となる。

[0070] 軸受装置 101の作動（回転、摺動、回転摺動、又は揺動）時には、油溜まり 106から供給された油力金属部 104の内周面 104aと軸部材 102の外周面 102aとの間の軸受隙間に油膜を形成するため、常に潤沢な潤滑油が軸受隙間に介在する。これにより、油不足による潤滑不良による異音の発生や、軸部材 102と軸受 103との接触摺動による摩耗が回避され、製品寿命が延長される。また、油溜まり 106に保持された油は、連通孔 109を通じて軸受隙間に供給されるため、軸受面となる金属部 104 の内周面 104aが減少する面積はごく僅か (連通孔 109のみ）である。よって、軸受面の減少による軸受性能の低下を回避できる。

[0071] 本発明の第 2の実施形態は、上記に限られない。図 12に示す軸受装置 121は、力ップ状に形成された軸受 103の内周面及び内底面に金属部 104が形成される。軸受 103の内周に軸部材 102が挿入され、金属部 104の内周面 104aと軸部材 102の外周面 102aとの間にラジアル軸受隙間が形成され、金属部 104の内底面 104cと軸部材 102の凸球面部 102bの先端との間には、軸部材 102をスラスト方向に接触支持するスラスト軸受部 Tが形成される。この場合、金属部 104の外周面 104bの下端付近に形成された油溜まり 106に保持された油力連通孔 109を通ってラジアル軸受隙間及びスラスト軸受部 Tに供給される。上記の軸受装置 101と同様、油溜まり 10 6の場所は軸部材と非接触あれば特に限定されず、例えば金属部 104の底部の下端面 104dに接する位置に設けてもよい。あるいは、金属部 104と非接触となるように、榭脂部 105の内部に配置することもできる。

[0072] 図 13に示す軸受装置 131は、カップ状の軸受 103の側部 117と底部 118とが別体に形成される。側部 117は大径内周面 105bと小径内周面 105cを有し、榭脂の射出成形で形成される。底部 118は、例えば金属材料で形成され、接着、高周波溶着、超音波溶着などの方法で、側部 117に固定される。軸部材 102の凸球面部 102bの先端と金属部 104の内底面 104cとの間には、軸部材 102をスラスト方向に接触支持するスラスト軸受部 Tが形成される。この場合、金属部 104の外周面 104bと、底部 11 8の上端面 118aと、榭脂部 105の大径内周面 105bとで囲まれた領域により油溜まり 106が形成され、油溜まり 106に保持された油力連通孔 109、及び軸部材 102の凸球面部 102bと金属部 104とで囲まれた空間を介して軸受隙間に供給される。

[0073] 軸受装置 131では、軸受 103の底部 118が別体に形成されるため、油溜まり 106を構成する榭脂部 105の大径内周面 105bの形成方法の自由度が高まる。例えば、射出成形工程の前に、金属部 104の外周に環状のゴム材を配置し、成形後に取り外すことにより榭脂部 105の大径内周面 105bを形成することができる。また、射出成形時の金型によって大径内周面 105bを形成することもできる。あるいは、榭脂で射出成形した後、旋削などの機械加工により、榭脂部 105の一部を除去することによって大径内周面 105bを形成することもできる。これらの方法で油溜まり 106を形成する場合、油溜まり 106の位置は、底部 118の上端面 118aと接している必要がある力上記の軸受装置 101、 121と同様に溶剤に溶融する物質で形成する場合は、特に限定されない。

[0074] 以下、本発明の第 3の実施形態を図 14〜図 19に基づいて説明する。

[0075] 図 14は、本発明の第 3の実施形態に係る軸受装置 201の断面図である。軸受装置 201は、軸受 203と、軸受 203の内周に挿入された軸部材 202とを備える。軸受 203 は、電铸加工で形成される金属部 204と、金属部 204を内周に保持する榭脂部 205 とを備える。本実施形態では、補油機構として補油部材 206が設けられる場合を示す。

[0076] 以下、軸受 203の製造工程を説明する。軸受 203は、マスター軸 207の所要個所にマスキングした上、非マスク部に電铸カ卩ェ等を行って電铸軸 209を形成する工程 ( 図 15、図 16参照）、電铸軸 209の金属部 204を榭脂で射出成形する工程（図 17参照）、及び金属部 204をマスター軸 207から剥離し、軸受 203とマスター軸 207とを分離する工程を経て製作される。

[0077] マスター軸 207は、導電性材料、例えば焼入処理をしたステンレス鋼で、ストレートな横断面円形の軸として製作される。もちろんステンレス鋼に限定されるものでなぐ剛性などの機械的強度、摺動性、耐熱性、耐薬品性、金属部 204の加工性及び剥離性など、軸受の機能上あるいは軸受製作の都合上求められる特性に適合した材料、さらには熱処理方法が選択される。セラミック等の非金属材料でも、導電処理を施すことにより（例えば表面に導電性の金属皮膜を形成することにより）使用可能となる。なお、マスター軸 207の表面には、金属部 204との間の摩擦力を減じるための表面処理、例えばフッ素系の榭脂コ一ティングを施すのが望まし!/、。

[0078] マスター軸 207は、中実軸の他、中空軸や中空部に榭脂を充填した中実軸であつても良い。また、回転用の軸受では、マスター軸の横断面は基本的に円形に形成されるが、摺動用の軸受の場合は横断面を任意形状にすることができ、円形のほかに多角形状や非真円形状とすることもできる。また、摺動用の軸受では、基本的にマスター軸 207の横断面形状は軸方向で一定であるが、回転用の軸受ゃ回転摺動用の軸受では、軸の全長にわたって一定の横断面形状ではない形態をとることもある。

[0079] マスター軸 207の外周面精度は、後述する軸受隙間の精度を直接左右するので、真円度、円筒度、表面粗さ等の軸受機能上重要となる表面精度を、予め高精度に仕上げておく必要がある。例えば回転用の軸受では、軸受面との接触回避の観点から真円度が重視されるので、マスター軸 207の外周面はできるだけ真円度を高める必要がある。例えば、後述する軸受隙間の平均幅（半径寸法)の 8割以下にまで仕上げておくのが望ましい。従って、例えば軸受隙間の平均幅を 2 mに設定する場合、マスター軸外周面は 1. 6 /z m以下の真円度に仕上げるのが望ましい。

[0080] マスター軸 207の外周面には、金属部 204の形成予定部を除き、マスキングが施される（図 15に散点で示す)。マスキング用の被覆材 208としては、非導電性、及び電解質溶液に対する耐食性を有する既存品が選択使用される。

[0081] 電铸加工は、 Niや Cu等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター軸 207を浸漬し、電解質溶液に通電して目的の金属をマスター軸 207の表面に析出させることにより行われる。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。電着金属の種類は、軸受の軸受面に求められる硬度ゃ耐摩耗性、疲れ強さ等の物理的性質、化学的性質に応じて適宜選択される。金属部 204の厚みは、これが厚すぎるとマスター軸 207からの剥離性が低下し、薄すぎると軸受面の耐久性低下等につながるので、求められる軸受性能や軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚みに設定される。例えば軸径 lmn！〜 6 mmの回転用の軸受では、 10 μ m〜200 μ mの厚さとするのが好ましい。

[0082] 以上の工程を経ることにより、図 15に示すように、マスター軸 207外周に円筒状の金属部 204が形成される。なお、マスキング用の被覆材 208が薄い場合、金属部 20 4の両端は被覆材 208側に迫り出し、内周面にテーパ状の面取り部が形成される場合がある。この面取り部を利用して、金属部の榭脂部からの抜け落ちを防止するフランジ部を形成することもできる。本実施形態では、面取り部が形成されない場合を例示する。

[0083] その後、図 16に示すように、マスター軸 207の外周面に補油部材 206を金属部 20 4と軸方向に隣接して配置する。補油部材 206の材料として、例えば、焼結金属等の多孔質金属に潤滑油を含浸させた含油金属が使用できる。この他、多孔質榭脂に潤滑油を含浸させた含油榭脂、潤滑成分を榭脂中に分散保持した含油榭脂、含油した多孔質粒子を配合した含油榭脂、あるいは、フェルトなどの繊維材料に潤滑油を含浸させた含油繊維なども補油部材として使用できる。なお、榭脂で補油部材 206を形成する場合は、後の射出成形時に射出される高温の榭脂材料によって溶融しないように、射出される榭脂材料よりも高い融点を有する必要がある。また、補油部材 206 に、潤滑油を含浸させる必要のある材料 (多孔質金属、多孔質榭脂、繊維材料等)を使用する場合、後述の軸受装置 201の軸受隙間に潤滑油を充填するときに、同時に補油部材 206に潤滑油を含浸させることもできる。

[0084] 補油部材 206の形状や配置する場所、配置する数は、上記に限られな、。本実施形態を示す図 16では、補油部材 206が円周方向全周（環状）に形成される場合を例示したが、例えば、円周方向に離隔した複数箇所に補油部材 206を配置することもできる。また、補油部材 206の断面形状は、図 14に示すような矩形の他、半円状や台形状など適宜の形状に形成することができる。また、図 16では、補油部材 206は軸受 203の一端部に配置されているが、複数箇所に配置してもよぐ例えば、軸受 2 03の両端部に設けることができる。あるいは、金属部 204を軸方向に離隔した複数箇所に形成し、その金属部の間に補油部材 206を配置することもできる。また、補油部材 206と金属部 204とを軸方向に離隔して配置することもできる。

[0085] 以上により、マスター軸 207の外周面に金属部 204と補油部材 206が設置された電铸軸 209が形成される。電铸軸 209は、図 17に示す射出成形工程に移送され、金属部 204、補油部材 206、及びマスター軸 207をインサート部品とするインサート成形が行われる。

[0086] 図 17は、榭脂部 205のインサート成形工程を概念的に示すもので、可動型 210、および固定型 211からなる金型には、ランナ 212およびゲート 213と、キヤビティ 214 と力 S設けられる。ゲート 213は、この実施形態では、点状ゲートであり、成形金型（固定型 211)の、榭脂部 205の軸方向一端面に対応する位置に、かつ円周方向等間隔に複数箇所 (例えば三箇所)形成される。各ゲート 213のゲート面積は、充填する溶融樹脂の粘度や、成形品の形状に合わせて適切な値に設定される。

[0087] 上記構成の金型において、電铸軸 209を所定位置に位置決めした状態で可動型 2 10を固定型 211に接近させて型締めする。次に、型締めした状態で、スプルー（図示は省略）、ランナ 212、およびゲート 213を介してキヤビティ 214内に溶融榭脂 Pを射出、充填し、榭脂部 205を電铸軸 209と一体に成形する。

[0088] なお、溶融榭脂 Pは熱可塑性榭脂であり、非晶性榭脂として、ポリサルフォン (PSF )、ポリエーテルサルフォン（PES)、ポリフエ-ルサルフォン（PPSU)、ポリエーテルィミド (PEI)等、結晶性榭脂として、液晶ポリマー (LCP)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、ポリブチレンテレフタレート（PBT)、ポリフエ-レンサルファイド（PPS)等を用いることができる。また、上記の榭脂に充填する充填材の種類も特に限定されないが、例えば、充填材として、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のゥイスカー状充填材、マイ力等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒船、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で用い、あるいは、二種以上を混合して使用しても良い。 [0089] 型開き後、マスター軸 207、金属部 204、補油部材 206、および榭脂部 205がー体となった成形品を金型から脱型する。この成形品は、その後の剥離工程において金属部 204、榭脂部 205、及び補油部材 206からなる軸受 203 (図 14を参照）と、マスター軸 207とに分離される。

[0090] この剥離工程では、金属部 204に蓄積された内部応力を解放することにより、金属部 204の内周面 204aを拡径させ、マスター軸 207の外周面力も剥離させる。内部応力の解放は、マスター軸 207又は軸受 203に衝撃を与えることにより、あるいは金属部 204の内周面 204aとマスター軸 207の外周面との間に軸方向の加圧力を付与することにより行われる。内部応力の解放により、金属部 204の内周面を半径方向に拡径させて、金属部 204の内周面 204aとマスター軸 207の外周面との間に適当な大きさの隙間を形成することにより、金属部 204の内周面 204aからマスター軸 207を軸方向にスムーズに引き抜くことができ、これにより成形品を、金属部 204、榭脂部 205 、及び補油部材 206からなる軸受 203と、マスター軸 207とに分離される。なお、金属部 204の拡径量は、例えば金属部 204の肉厚や電解質溶液の組成、電铸条件を変えることによって制御できる。

[0091] 衝撃の付与だけでは金属部 204の内周を十分に拡径さえることができない場合、金属部 204とマスター軸 207とを加熱又は冷却し、両者間に熱膨張量差を生じさせることによって、マスター軸 207と軸受 203とを分離することもできる。

[0092] その後、軸受 203に軸部材 202を挿入し、軸受 203の内周面と軸部材 202の外周面との間の軸受隙間に潤滑油を充填することで、図 14に示す軸受装置 201が完成する。

[0093] 本実施形態では、図 14のように、軸受 203の内周面 203aが、金属部 204の内周面 204aと榭脂部 205の小径内周面 205aとで形成され、金属部 204の内周面 204a が軸受面として作用する。射出成形後の固化時に、榭脂部 205の小径内周面 205a が成形収縮により拡径するよう榭脂材料の組成や成形条件等を配慮することにより、マスター軸 207の外周面との間に微小隙間を形成することができる。これにより、榭脂部 205とマスター軸 207とを容易に分離することが可能となる。微小隙間の幅が適切であれば、図 14に示す軸受装置 201において、榭脂部 205の小径内周面 205aと軸部材 202の外周面 202aとの間の微小隙間を毛細管シールとして機能させることができ、軸受隙間からの潤滑油の流出防止に有効となる。この他、マスター軸 207の分離後、機械加工等で小径内周面 205aを形成しても良い。

[0094] このように毛細管シールは、榭脂部 205の小径内周面 205aを拡径させる他、小径内周面 205aに対向する軸部材 202の外周面 202aに小径外周面（図示省略)を形成することで構成することもできる。また、毛細管シールを、軸受隙間側ほど隙間幅を徐々に縮径させたテーパシールとすれば、より有効な潤滑油の流出防止が可能となる。

[0095] 軸部材 202として、マスター軸 207を使用する場合、金属部 204とマスター軸 207との剥離工程でできた、金属部 204の内周面 204aとマスター軸 207の外周面との間の微小隙間は軸受隙間として機能する。この軸受隙間は、電铸加工の特性から、タリァランスが極めて小さぐかつ高精度であるという特徴を有するため、高い回転精度または摺動性を有する軸受の提供が可能となる。なお、軸部材 202としてマスター軸 207を使用する必要は必ずしもなぐマスター軸 207と同程度の精度で別途製作した軸部材と置き換えて軸受を構成することもできる。この場合、一度マスター軸 207を製作すれば、これを繰返し転用することができるので、マスター軸 207の製作コストを抑え、軸受装置 201のさらなる低コストィ匕を図ることが可能となる。

[0096] また、本実施形態では、金属部 204、榭脂部 205、及び補油部材 206を一体成形する場合を例示したが、補油部材 206を配置する方法はこれに限らず、例えば榭脂部 205に凹部を形成し、その凹部に補油部材 206を固定することもできる。榭脂部 2 05の凹部は、例えば射出成形時の金型の形状により形成したり、あるいは、射出成形後に旋削等の機械加工により榭脂部 205の一部を除去することにより形成することができる。

[0097] 軸受装置 201の作動（回転、摺動、回転摺動、又は揺動）時には、補油部材 206から供給された油が金属部 204の内周面 204aと軸部材 202の外周面 202aとの間に油膜を形成することにより、油不足による潤滑不良による異音の発生や、軸部材 202 と軸受 203との接触摺動による摩耗が回避され、製品寿命が延長される。また、補油部材に油を保持させることにより、油溜まり等の空間から給油するよりも微量ずつ油を供給することができるため、長期間に渡り適度な油膜を軸受隙間に形成することができる。

[0098] 本発明の第 3の実施形態は、上記に限られない。上記の軸受装置 201では、補油部材 206が軸部材 202と接触した場合を例示しているが、例えば、図 18に示す軸受装置 221のように、補油部材 206を軸部材 202と非接触となる位置に配置し、金属部 204を貫通する連通孔 217を介して軸受隙間に油を供給することもできる。軸受装置 221は、カップ状に形成された軸受 203の内周面及び内底面に金属部 204が形成され、軸受 203の内周に軸部材 202が挿入される。金属部 204の内底面 204cと軸部材 202の凸球面部 202bの先端との間には、軸部材 202をスラスト方向に接触支持するスラスト軸受部 Tが形成される。補油部材 206は、例えば図 18に示すように、金属部 204の外径面に接する位置に配置することができる。この他、補油部材 206 を金属部 204の底部の下端面 204dに接する位置に設けてもよい。あるいは、補油部材 206を金属部 204と径方向に離隔した榭脂部 205の内部に配置し、連通孔 21 7を通して軸受隙間と連通させることもできる。

[0099] 図 19に示す軸受装置 231は、カップ状の軸受 203の側部 215と底部 216とが別体に形成される。側部 215は、榭脂の射出成形により形成され、大径内周面 205b及び小径内周面を有する。榭脂部 205の大径内周面 205bに補油部材 206が配置される。底部 216は、例えば金属材料で形成され、接着、高周波溶着、超音波溶着などの方法で、側部 215に固定される。軸部材 202の凸球面部 202bの先端と底部 216の上端面 216aとの間には、軸部材 202をスラスト方向に接触支持するスラスト軸受部 T が形成される。この場合、図 19のように側部 215側に補油部材 206を設ける他、底部 216に補油部材 206を設けることもできる。

[0100] 以下、本発明の第 4の実施形態を図 20〜図 24に基づいて説明する。

[0101] 本実施形態では、軸受 305の榭脂部 315が含油榭脂で形成される場合を示す。軸受 305 (図 22参照）は、マスター軸 302の所要個所をマスキングする工程、非マスク部に電铸加工を行って電铸軸 301を形成する工程（図 20参照）、電铸軸 301の金属部 304を榭脂で射出成形する工程（図 21参照）、及び金属部 304とマスター軸 302 とを分離する工程を経て製作される。 [0102] マスター軸 302は、導電性材料、例えば焼入処理をしたステンレス鋼で、ストレートな横断面円形の軸として製作される。もちろんステンレス鋼に限定されるものでなぐ剛性などの機械的強度、摺動性、耐熱性、耐薬品性、金属部 304の加工性及び分離性など、軸受の機能上あるいは軸受製作の都合上求められる特性に適合した材料、さらには熱処理方法が選択される。セラミック等の非金属材料でも、導電処理を施すことにより（例えば表面に導電性の金属皮膜を形成することにより）使用可能となる。なお、マスター軸 302の表面には、金属部 304との間の摩擦力を減じるための表面処理、例えばフッ素系の榭脂コ一ティングを施すのが望まし!/、。

[0103] マスター軸 302は、中実軸の他、中空軸や中空部に榭脂を充填した中実軸であつても良い。また、回転用の軸受では、マスター軸の横断面は基本的に円形に形成されるが、摺動用の軸受の場合は横断面を任意形状にすることができ、円形のほかに多角形状や非真円形状とすることもできる。また、摺動用の軸受では、基本的にマスター軸 302の横断面形状は軸方向で一定であるが、回転用の軸受ゃ回転摺動用の軸受では、軸の全長にわたって一定の横断面形状ではない形態をとることもある。

[0104] マスター軸 302の外周面精度は、後述する軸受隙間の精度を直接左右するので、真円度、円筒度、表面粗さ等の軸受機能上重要となる表面精度を、予め高精度に仕上げておく必要がある。例えば回転用の軸受では、軸受面との接触回避の観点から真円度が重視されるので、マスター軸 302の外周面はできるだけ真円度を高める必要がある。例えば、後述する軸受隙間の平均幅（半径寸法)の 8割以下にまで仕上げておくのが望ましい。従って、例えば軸受隙間の平均幅を 2 mに設定する場合、マスター軸外周面は 1. 6 /z m以下の真円度に仕上げるのが望ましい。

[0105] マスター軸 302の外周面には、図 20の散点で示すように、金属部 304の形成予定部を除き、マスキングが施される。マスキング用の被覆材 303としては、非導電性、及び電解質溶液に対する耐食性を有する既存品が選択使用される。

[0106] 電铸加工は、 Niや Cu等の金属イオンを含んだ電解質溶液にマスター軸 302を浸漬し、電解質溶液に通電して目的の金属をマスター軸 302の表面に析出させることにより行われる。電解質溶液には、カーボンなどの摺動材、あるいはサッカリン等の応力緩和材を必要に応じて含有させてもよい。電着金属の種類は、軸受の軸受面に求められる硬度、疲れ強さ等の物理的性質、化学的性質に応じて適宜選択される。金属部 304の厚みは、これが厚すぎるとマスター軸 302からの剥離性が低下し、薄すぎると軸受面の耐久性低下等につながるので、求められる軸受性能ゃ軸受サイズ、さらには用途等に応じて最適な厚みに設定される。例えば軸径 lmn！〜 6mmの回転用の軸受では、 10 μ m〜200 μ mの厚さとするのが好ましい。

[0107] 以上の工程を経ることにより、図 20に示すように、マスター軸 302外周に円筒状の金属部 304を被着した電铸軸 301が製作される。なお、マスキング用の被覆材 303 が薄い場合、金属部 304の両端は被覆材 303側に迫り出し、内周面にテーパ状の面取り部が形成される場合がある。この面取り部を利用して、金属部の榭脂部からの抜け落ちを防止するフランジ部を形成することもできる。本実施形態では、面取り部が形成されな、場合を例示する。

[0108] 電铸軸 301は、図 21に示す射出成形工程に移送され、金属部 304及びマスター軸 302をインサート部品とするインサート成形が行われる。

[0109] この射出成形工程では、電铸軸 301は、図 21に示すようにその軸方向を型締め方向（図面上下方向）と平行にして、可動型 306、および固定型 307からなる金型内部に供給される。固定型 307には、マスター軸 302の外径寸法に適合した位置決め穴 309が形成される。この位置決め穴 309に前工程力も移送した電铸軸 301の下端を挿入して、電铸軸 301の位置決めがなされる。可動型 306には、位置決め穴 309と同軸にガイド穴 310が形成されている。可動型 306を固定型 307に接近させて型締めすると、先ず電铸軸 301の上端がガイド穴 310に挿入されて電铸軸 301の芯出しが行われ、さらに接近させて、可動型 306と固定型 307とが当接した時点で型締めが完了する。

[0110] 本実施形態では、図 21に示す型締め完了時において、電铸軸 301の下端は位置決め穴 309の下端に突き当たり、金属部 304の上端は成形面の上端面より下に位置し、金属部 304の下端は成形面の下端面より上に位置する。すなわち、金属部 304 の軸方向寸法は、成形面の軸方向寸法より小さく設定される。この状態で、スプルー 312、ランナー 313、およびゲート 314を介してキヤビティ 308に榭脂材料を射出し、インサート成形を行う。 [0111] 射出成形工程で使用する榭脂材料は、含油榭脂が用いられる。含油榭脂として、例えば、潤滑成分 (潤滑油または潤滑グリース)を榭脂中に分散保持した状態で固ィ匕 (硬化)したものが使用可能であり、その成分となる榭脂ゃ潤滑油、潤滑グリースの種類は特に限定しないで採用できる。このような含油榭脂の榭脂成分の具体例としては、超高分子量ポリオレフイン、ポリフエ-レンサルファイド、液晶ポリマーなどの熱可塑性榭脂が、また、潤滑成分の具体例としては、鉱油、合成炭化水素油、エステル油などの潤滑油が挙げられる。また、榭脂として熱可塑性榭脂を使用し、かつ潤滑成分として潤滑グリースを使用する場合には、熱可塑性榭脂の融点より高い滴点を有する潤滑グリースを採用することが好ましい。これらの榭脂材料には、必要に応じて強化材 (繊維状、粉末状等の形態は問わな!/、)や応力緩和材等の各種充填材をカロえても良い。

[0112] 本発明に使用できる含油榭脂は上記に限らず、例えば、榭脂材料に塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの水溶性添加剤を配合し、成形後に水に浸漬して添加剤を溶融することによって得られる多孔質榭脂に潤滑油を含浸させて使用することもできる。この場合、内部に含浸した潤滑油が周囲へ漏れ出さないために、軸受隙間に潤滑油を供給する部分を除く表面は、封孔処理しておくことが望ましい。封孔処理の手段としては、表面に露出した空孔内への榭脂等の含浸、あるいは、ニッケル等の金属メッキ被膜の形成等による表面コーティングなどが考えられる。この他、含油した多孔質粒子を配合した榭脂も使用可能である。

[0113] 型開き後、脱型した成形品は、図 22で示すように、マスター軸 302、金属部 304、および榭脂部 315がー体となった構造を有する。この成形品は、その後分離工程に移送され、金属部 304および榭脂部 315からなる軸受 305と、マスター軸 302とに分離される。

[0114] この分離工程では、金属部 304に蓄積された内部応力を解放することにより、金属部 304の内周面を拡径させ、マスター軸 302の外周面力も剥離させる。内部応力の解放は、マスター軸 302又は軸受 305に衝撃を与えることにより、あるいは金属部 30 4の内周面とマスター軸 302の外周面との間に軸方向の加圧力を付与することにより行われる。内部応力の解放により、金属部 304の内周面を半径方向に拡径させて、金属部 304の内周面とマスター軸 302の外周面との間に適当な大きさの隙間を形成することにより、金属部 304の内周面力マスター軸 302を軸方向にスムーズに引き抜くことができ、これにより成形品を、金属部 304及び榭脂部 315からなる軸受 305と、マスター軸 302とに分離される。なお、金属部 304の拡径量は、例えば金属部 304 の肉厚を変えることによって制御できる。

[0115] 衝撃の付与だけでは金属部 304の内周を十分に拡径さえることができない場合、金属部 304とマスター軸 302とを加熱又は冷却し、両者間に熱膨張量差を生じさせることによって、マスター軸 302と軸受 305とを分離することもできる。

[0116] こうして形成された軸受 305の内周に別途製作した軸部材を挿入し、軸受 305の内周面と軸部材の外周面との間の軸受隙間に潤滑油を充填することで、軸受装置が完成する（図示省略)。

[0117] 本実施形態では、図 22のように、軸受 305の内周面力金属部 304の内周面 304 aと榭脂部 315の小径内周面 315aとで形成され、金属部 304の内周面 304aが軸受面 311として作用する。射出成形後の固化時に、榭脂部 315の小径内周面 315aが成形収縮により拡径するよう榭脂材料の組成や成形条件を配慮することにより、マスター軸 302の外周面との間に微小隙間を形成することができる。これにより、榭脂部 3 15とマスター軸 302とを容易に分離することが可能となる。微小隙間の幅が適切であれば、軸受の内周に軸部材が挿入された軸受装置において、榭脂部 315の小径内周面 315aと軸部材の外周面との間の微小隙間を毛細管シールとして機能させることができ、軸受隙間からの潤滑油の流出防止に有効となる。この他、マスター軸 302の分離後、機械加ェ等で小径内周面 315aを形成しても良、。

[0118] このように毛細管シールは、榭脂部 315の小径内周面 315aを拡径させる他、小径内周面 315aに対向する軸部材の外周面に小径外周面（図示省略)を形成することで構成することもできる。また、毛細管シールを、軸受隙間側ほど隙間幅を徐々に縮径させたテーパシールとすれば、より有効な潤滑油の流出防止が可能となる。

[0119] 軸部材として、マスター軸 302を使用することもできる。この場合、金属部 304とマスター軸 302との分離工程でできた、金属部 304の内周面とマスター軸 302との間の微小隙間は軸受隙間として機能する。この軸受隙間は、電铸加工の特性から、クリアランスが極めて小さぐかつ高精度であるという特徴を有するため、高い回転精度または摺動性を有する軸受の提供が可能となる。なお、上述のように、別途製作した軸部材と置き換えて軸受を構成する場合、一度マスター軸 302を製作すれば、これを繰返し転用することができるので、マスター軸 302の製作コストを抑え、軸受 305のさらなる低コストィ匕を図ることが可能となる。

[0120] 油が含浸された含油榭脂からなる榭脂部 315は、一部が軸受隙間に臨んでいるため、軸受 305の作動（回転、摺動、回転摺動、又は揺動）時に、榭脂部 315からにじみ出た油が軸受面 311と軸部材の外周面との間に油膜を形成する。よって、常に潤沢な潤滑油が軸受隙間に介在するので、油不足による潤滑不良による異音の発生や、軸部材と軸受 305との接触摺動による摩耗が回避され、製品寿命が延長される。

[0121] また、榭脂部 315の小径内周面 315aと大径内周面 315bとの間に形成された段部 316が、金属部 304の上端及び下端と係合することにより、金属部の軸方向の抜け落ちを防止するアンカー効果も得られる。

[0122] 本発明の第 4の実施形態は、上記に限られない。例えば、マスター軸 302に電铸加ェにより形成される金属部 304の軸方向寸法や、金型 306、 307の形状を調整して、軸受 305の内周面を全て金属部 304で形成することもできる（図 23参照)。この場合、含油榭脂からなる榭脂部 315は軸受隙間に臨まないが、にじみ出た油が金属部 3 04の上端あるいは下端をまわりこんで軸受隙間に達するため、上記と同様の潤滑効果が得られる。

[0123] また、他の例として、軸方向に離間した複数箇所をマスキングして電铸加工を行い、軸受 305の内周面に軸方向に離間した複数の電铸面を備えることもできる（図 24 参照)。この方法によると、必要な部分 (例えば動圧溝形成部分)のみを電铸面とすることができるため、コストが低減できる。また、含油榭脂製の榭脂部が軸受隙間に臨む面積を拡大すれば、油が供給されやすくなり、よりスムーズな潤滑効果が得られる。さらに、軸受面 311が軸方向に離隔した複数箇所に形成されるため、モーメント荷重に対する軸受剛性も高まる。

[0124] 以上のように、本発明の第 1〜第 4の実施形態で示した軸受は、金属部の内周面と軸部材の外周面との間のラジアル軸受隙間に、流体の動圧作用で圧力を発生させる動圧軸受として使用することも可能である。この動圧軸受は、例えば軸部材の外周面に、ヘリングボーン形状等に形成した動圧溝、多円弧面、あるいはステップ面等の動圧発生部を形成し、この動圧発生部を金属部の真円状内周面と対向させることで構成することができる。これとは逆に、金属部の内周面に動圧発生部を形成することもでき、この場合、金属部内周面の動圧発生部は、マスター軸の外周面に動圧発生部の形状に対応した型を形成して電铸加工を行うことで形成可能である。その後、同様の手順で軸受とマスター軸の分離を行、、さらに軸受の内周に真円状の外周面を有する軸部材を挿入することで、動圧軸受が構成される。

[0125] また、軸受装置のスラスト軸受部にも動圧軸受を採用することができる。この場合、下端面を有する軸部材を使用し、例えば軸部材の下端面にスパイラル形状に形成した動圧溝やステップ面等の動圧発生部を形成し、この動圧発生部を軸部材の下端面と対向する面、例えば金属部の内底面と対向させることでスラスト軸受部を構成することができる。これとは逆に、金属部の内底面に動圧発生部を形成することもできる

[0126] 以上で説明した軸受装置は、例えば情報機器用のモータに組み込んで使用可能である。以下、軸受装置 1を上記モータ用の回転軸支持装置として使用した例を、図 25に基づいて説明する。

[0127] 図 25に示すように、このモータ 1000は、例えば HDD等のディスク駆動装置用のスピンドルモータとして使用されるものであって、軸部材 2を回転自在に非接触支持する軸受装置 1と、軸部材 2に装着されたロータ (ディスクハブ） 1003と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル 1004およびロータマグネット 1005とを備えている。ステータコイル 1004は、ブラケット 1006の外周に取付けられ、ロータマグネット 1005はディスクハブ 1003の内周に取付けられている。ディスクハブ 1003 には、磁気ディスク等のディスク Dがー又は複数枚保持されている。ステータコイル 1 004に通電すると、ステータコイル 1004とロータマグネット 1005との間の電磁力で口ータマグネット 1005が回転し、それによつて、ディスクハブ 1003及びディスクハブ 10 03に保持されたディスク Dが軸部材 2と一体に回転する。

[0128] この実施形態において、軸受装置 1は、軸受 3と、軸受 3の内周に挿入される軸部材 2と、軸受 3の一端に装着されるスラストプレート 1007とを備える。図 25では、軸受装置として図 1に示す軸受装置 1を例示しているが、本発明の他の実施形態の軸受装置も使用可能である。スラストプレート 1007の上端面には、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝をスパイラル状に配列した領域 (スラスト軸受面） 1007aが形成される。軸部材 2の回転時には、軸部材 2の外周面 2aと軸受 3のラジアル軸受面となる金属部 4の内周面 4aとのラジアル軸受隙間に油膜が形成され、これにより軸部材 2をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部 Rが形成される。同時に、軸部材 2の下端面 2cとスラストプレート 1007の上端面 1007aとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝による潤滑油の動圧作用で軸部材 2をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部 Tが形成される。

[0129] 本発明の軸受装置は、以上の例示に限らず、光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ等、高速回転下で使用される情報機器用の小型モータ、あるいはレ一ザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等における回転軸支持用としても好適に使用することができる。また、長寿命が要求されるファンモータなどにも適用できる

[0130] 以上の説明では、軸受を回転軸の支持に使用する場合を例示している力この他にも軸受は、軸との間の直線的な相対摺動を支持する摺動用の軸受や、相対摺動と相対回転の双方を支持する摺動回転用の軸受、あるいは軸の三次元方向の運動を支持する揺動用の軸受の何れにも適用することができる。

図面の簡単な説明

[0131] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る軸受装置 1の断面図である。

[図 2]マスター軸 7に金属部 4を形成した状態を示す斜視図である。

[図 3]電铸軸 10の斜視図である。

[図 4]射出成形金型に電铸軸 10を取付けた状態を示す断面図である。

[図 5]軸受装置 21の断面図である。

[図 6]軸受装置 31の断面図である。

[図 7]本発明の第 2の実施形態に係る電铸軸 111の断面図である。

[図 8]マスター軸 107の外周面のマスキングを施した状態を示す斜視図である。 [図 9]マスター軸 107に金属部 104を形成した状態を示す斜視図である。

[図 10]電铸軸 111の斜視図である。

[図 11]射出成形金型に電铸軸 111を取付けた状態を示す断面図である。

[図 12]軸受装置 121の断面図である。

[図 13]軸受装置 131の断面図である。

圆 14]本発明の第 3の実施形態に係る軸受装置 201の断面図である。

[図 15]マスター軸 207に金属部 204を形成した状態を示す斜視図である。

[図 16]電铸軸 209の斜視図である。

[図 17]射出成形金型に電铸軸 209を取付けた状態を示す断面図である。

[図 18]軸受装置 221の断面図である。

[図 19]軸受装置 231の断面図である。

[図 20]電铸軸 301の斜視図である。

圆 21]射出成形金型に電铸軸 301を取付けた状態を示す断面図である。圆 22]本発明の第 4の実施形態に係る滑り軸受 305の断面図である。

[図 23]軸受 305の他の例を示す断面図である。

[図 24]軸受 305の他の例を示す断面図である。

[図 25]本発明を適用したモータ 1000を示す断面図である。

符号の説明

1軸受装置

2 軸部材

3 滑り軸受

4 金属部

5 榭脂部

6 油溜まり (補油機構)

7 マスター軸

8 被覆材

9 油溜まり形成部材

10 電铸軸 11a可動型

l ib固定型

1000 モータ

1003 ディスクハブ 1004 ステータコイル 1005 ロータマグネット 1006 ブラケット 1007 スラストプレート D ディスク

P 溶融榭脂

R ラジアル軸受部 T スラスト軸受部

Claims

請求の範囲

[I] 電铸加工で形成された金属部、及びこの金属部を内周にインサートして成形された榭脂部を有する滑り軸受と、滑り軸受の内周に挿入された軸部材とを備え、滑り軸受の内周面と軸部材の外周面との間に軸受隙間が形成された軸受装置であって、軸受隙間に油を供給する補油機構を有することを特徴とする軸受装置。

[2] 前記補油機構が、軸部材に接した油溜まりである請求項 1記載の軸受装置。

[3] 前記油溜まりが、金属部と軸部材との間に形成されている請求項 2記載の軸受装置。

[4] 前記油溜まりが、榭脂部に形成されている請求項 2記載の軸受装置。

[5] 前記補油機構が、軸部材の外周面から離隔して形成された油溜まりであり、この油溜まりに保持された油が、連通孔を介して軸受隙間に供給される請求項 1記載の軸受装置。

[6] 前記連通孔が、金属部を貫通している請求項 5記載の軸受装置。

[7] 前記補油機構が、補油部材である請求項 1記載の軸受装置。

[8] 前記補油部材が、軸部材に接して!/、る請求項 7記載の軸受装置。

[9] 前記補油部材が、軸部材と非接触であり、連通孔を介して軸受隙間に油を供給する請求項 7記載の軸受装置。

[10] 金属部と、この金属部を内周にインサートして成形された榭脂部とからなり、

内周面の少なくとも一部が前記金属部で形成され、且つ前記榭脂部が含油榭脂で形成されることを特徴とする滑り軸受。

[II] 前記金属部が電铸加工で形成された請求項 1記載の滑り軸受。

[12] 請求項 10又は 11に記載の滑り軸受と、滑り軸受の内周に挿入された軸部材とを備え、滑り軸受の内周面と軸部材の外周面との間に軸受隙間が形成された軸受装置。

[13] 請求項 1〜9、又は 12の何れかに記載の軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えたモータ。