JPH04203616A - セラミックス製動圧軸受の加工方法 - Google Patents

セラミックス製動圧軸受の加工方法

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JPH04203616A
JPH04203616A JP2337843A JP33784390A JPH04203616A JP H04203616 A JPH04203616 A JP H04203616A JP 2337843 A JP2337843 A JP 2337843A JP 33784390 A JP33784390 A JP 33784390A JP H04203616 A JPH04203616 A JP H04203616A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックス製動圧軸受の溝加工方法に関する
ものである。
〔従来技術〕
従来、セラミックス製動圧軸受の基材に動圧発生用の溝
を形成する方法の一つとして、Qスイッチイ寸きNd 
: YAG(ネオジウム イツトリウムアルミニウム 
ガーネット)レーザ(以下、単に’YAGQスイッチパ
ルスレーザ」と記す)光で加工する方法が考案されてい
る。このYAGQスイッチパルスレーザ光による加工は
、ピーク出力が大きくとれ、加工性に優れ、また安定性
、信頼性の面で多くの利点を有することから多く利用さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
YAGQスイッチパルスレーザ光による加工において、
被加工対象が動圧軸受である場合、例えは、第2図に示
すように、セラミックス製動圧軸受の基材10の表面に
YAGQスイッチパルスレーザ光を軌跡11のように照
射して加工するが、以下のような問題点があった。
(1)レーザ照射時間が経過するにつれ、被加工対象物
内部に熱が蓄積され、熱影響層が増加し、クラック12
が発生、さらにレーザ照射により生成した溶融物或いは
蒸散物が加工表面に堆積し、すぐに固化し溶融凝固物と
なると同時に強く凝着し、堆積部13を形成し容易に除
去できなくなる。また、加工面性状が加工の始まり部A
と終わり部B(第2図参照)において異なる。
(2)上記(1)のような堆積部を除去するために再加
工が必要であり、また再加工はラジアル軸受においては
極めて困難な加工である。
(3)上記(1)の問題を防ぐ手段の一つとしてレーザ
のピーク出力、パルス幅を制御する方法があるが、加工
中にそれらを随時変更することは困難である。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、セラミック
製動圧軸受基材の摺動面に動圧発生溝を高精度で且つ容
易に形成できるセラミックス製動圧軸受の加工方法を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は、セラミックス製動圧
軸受の加工方法を、セラミックス製動圧軸受の基材表面
にYAGQレーザ光を効率よく吸収する樹脂或いは油で
被覆し、この被覆付き被加工物にYAGQスイッチパル
スレーザ光を照射して基材表面に所定形状の凹部を形成
し、しかる後前記被覆の残留部分を除去するようにした
ことを特徴とする。
〔作用〕
セラミックス製動圧軸受の加工を上記の如く行なうこと
により、基材表面に形成された被膜がレーザ光を吸収し
、除去加工が率よく行なわれ、且つ加工によって発生し
た熱を効率よく吸収するので、被加工対象物の熱蓄積が
抑えられるからクラックの発生を抑えると共に、レーザ
照射により生成した溶融物或いは蒸散物被膜表面部分に
広く付着させ、また一部が内部に拡散することにより容
易に除去することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明のセラミックス製動圧軸受の加工方法を
説明するための図である。図示するように、セラミック
ス製動圧軸受の基材10の表面にはYAGQスイッチパ
ルスレーザ光を効率よく吸収する樹脂材又は油の被膜1
4を形成する。このように表面に被膜14を形成したセ
ラミックス製の基材10に軌跡11に沿ってYAGQス
イッチパルスレーザ光を照射することにより、基材10
の表面にスベリ軸受の動圧発生溝等の凹部15を形成す
る。
被膜14はYAGQスイッチパルスレーザ光を効率よく
吸収する樹脂材又は油からなるから器材の溝加工が効率
よく行なわれるとともに、被膜14は加工により発生し
た熱を効率よく吸収することになり、被加工対象物内部
への熱蓄積を抑える作用を奏する。
第1図及び第2図はこの凹部15の断面を示す図で、基
材10の表面に被膜14を施さない場合は、レーザ光が
基材10のセラミック材の表面で吸収され、熱エネルギ
ーに変換きれ、基材10のレーザ光照射部分に温度上昇
を与え、これによりセラミックス材を溶融或いは蒸散さ
せる。このような工程を繰り返すことにより、基材10
の表面に深さd2=3〜20μmで深きと幅の比d、/
w=10−’〜10−1の動圧発生溝となる凹部15を
形成するのである。ここでレーザ光の熱を効率よく吸収
する樹脂又は油からなる被膜14を形成しない場合は、
第2図に示すようにレーザ光の照射初期Sの部分は同図
のA部分のように、加工深さが深く、側壁が急峻である
が、レーザ光を連続して照射していくと、生成した溶融
物或いは蒸散物がすぐに固化し、溶融凝固物となり周辺
に飛散し、また次の加工面に堆積し、強く凝着するため
、レーザ光がこれに吸収又は反射され、凹部の深さが徐
々に浅くなる。また、連続してレーザを照射していくと
、基材10のセラミックス内部に加工により発生した熱
が蓄積し、熱影響層が増加する。その結果加工深さがバ
ラつき、溶融凝固層が多くなり、加工終点Eの近傍の凹
部15以外の部分に堆積部13を形成したり、クラック
12が発生することは前述の通りである。これに対して
、基材10の表面にレーザ光の熱を効率よく吸収する樹
脂又は油からなる被膜14を形成した場合は、前述のよ
うに被膜14がレーザ光を効率よく吸収するから、基材
の溝加工が効率よく行なわれるとともに、基材10に蓄
積される熱の一部或いは大部分を吸収するので、熱蓄積
が減少するから、第1図に示すようにクラックの発生を
抑えると共に、レーザ照射時に蒸発生成した溶融物或い
は蒸散物を被膜14上に広く付着させ、さらにその一部
が内部に拡散し複合層16.17、形成する。この被膜
14の上に形成きれた複合層16゜17は基材10の表
面に直接付着していないから、後に容易に除去すること
ができる。
被膜14の材料としては、例えば青色に着色したジメチ
ルシリコンオイルや黒色に着色した塩化ビニール樹脂塗
料を用い、これらの被膜材料をセラミックス製の基材1
0の加工面全面に厚さd1=数10μmで均一に塗布す
る。第3図はレーザ加工装置の概略構成を示す図である
。上記のように表面にジメチルシリコンオイルからなる
被膜を形成したセラミックス製の基材22をXY移動テ
ーブル21の上に載置し、YAGQスイッチパルスレー
ザ発振器から構成されるレーザ発信器25からの出力パ
ルスレーザ光が全反射ミラー24で反射された後、集光
レンズ23で集光され、基材22の被膜14が形成され
た加工面に照射するようになっている。この状態でXY
移動テーブル21を駆動し、基材22の加工位置をレー
ザ光の照射位置に合わせ、レーザ発振器25を稼動し、
前記YAGQスイッチパルスレーザ発振器による短いパ
ルスレーザ光を基材22に照射する。この場合、YAG
Qスイッチパルスレーザ光の繰り返し周波数は、例えは
0.32kHzとし、XY移動テーブルの移動速度は、
例えは5a/secとする。このようなパルスレーザ光
の照射を繰り返して、セラミックス製の基材22の加工
面に所定の加工溝を形成する。その後、基材22に残留
したジメチルシリコンオイルや塩化ビニール塗料を1.
1.1−トリクロロエタンにより溶融除去する。なお、
上記実施例においては、レーザビームの走査は、XY移
動テーブル21を用いる例をしめしたが、レーザビーム
の走査方法はこれに限定されるものではなく、ガルバノ
メータ型オプティカルスキャナ方式、光フアイバ一方式
のいずれでも良く、マスクを併用することも可能である
また、上記実施例においては、被膜14の材料として青
色に着色したジメチルシリコンオイルや黒色に着色した
塩化ビニール塗料を用いたが、YAGレーザ光を効率よ
く吸収し、厚さ数10μmの被膜を形成する樹脂、油で
あれはどのような樹脂、油でもよく、その着色顔料もY
AGレーザ光の反射量が少なく効率良く吸収できる顔料
であればよい。また、この被膜を除去する方法は、上記
被膜14を構成する材料が溶解分解するものであれはよ
く、超音波洗浄を併用することも効果的である。
また、本発明の加工方法は、セラミックス一般に実現で
きるが、特に軸受として使用頻度の高いS i C,、
S 12N4、A1.03等が有効である。
また、本発明の加工方法は、被加工体、即ちスベり軸受
の基材の形状及び加工溝の形状等は問わない。
セラミックス製動圧軸受の溝加工を上記のように行なう
ことにより、レーザ加工条件を一度設定すれば、同じ条
件でセラミックス製動圧軸受を大量に生産でき、且つ加
工工程の自動化も簡単に行なうことがでくる。
また、マスキング等の前処理の工程が必要なくなるから
、前処理のために必要であった洗浄工程も不必要となる
エネルギー源がYAGQスイッチパルスレーザノ励起光
ランプであり、このランプは長寿命、安価であるから、
メンテナンスが簡単となりランニングコストが安価とな
る。
また、上記実施例においては、YAGレーザの走査にX
Y子テーブル移動させる方法を用いたが、これに替えて
ガルバノ鏡によるレーザビームを伝送、走査するガルハ
メータ型オプチカルスキャナ方式、又はレーザビームを
導く光フアイバ先端を走査する光フアイバ方式のいずれ
でもよい。〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。
(1)溶融凝固物が加工部分以外に付着するのを陳止で
きるので、最終仕上げを必要とせず、高精度で信頼性の
高い加工ができる。
(2)−度加工条件を設定すれば、大量且つ同一寸法、
精度を持つ品質の高い製品を得ることができる。
(3)ショツトブラストのような機械加工に比べて加工
後のクラックの発生を抑え、使用上に重大な問題となる
パーティクルの発生をなくすることができる。
(4)使用実績が多く安定したYAGQスイッチパルス
レーザ光を使用するので、安定で信頼の高い加工方法と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のセラミックス製動圧軸受の加工方法及
び加工断面を説明するための図、第2図は従来のセラミ
ックス製動圧軸受の加工方法及び加工断面を説明するた
めの図、第3図はレーザ加工装置の概略構成を示す図で
ある。 図中、10・・・・セラミックス類の動圧軸受の基材、
11・・・・YAGQスイッチパルスレーザ光の走査軌
跡、12・・・・クラック、13・・・・堆積部、14
・・・・被膜、15・・・・加工凹部、16.17・・
・・複合層 特許出願人 株式会社荏原製作所 代理人 弁理士 熊 谷 隆(外1名)第1図 /U 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. セラミックス製動圧軸受の基材表面をYAGQスイッチ
    パルスレーザ光を効率よく吸収する樹脂或いは油で被覆
    し、この被覆付き被加工物にYAGQレーザ光を照射し
    て基材表面に所定形状の凹部を形成し、しかる後前記被
    覆の残留部分を除去することを特徴とするセラミックス
    製動圧軸受の加工方法。
JP2337843A 1990-11-30 1990-11-30 セラミックス製動圧軸受の加工方法 Expired - Lifetime JPH0674806B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7290936B2 (en) 2004-03-08 2007-11-06 Daido Metal Company Ltd. Slide member, manufacturing method and manufacturing apparatus of the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS621886A (ja) * 1985-06-25 1987-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受シヤフト
JPS63238992A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Seiko Kk 動圧発生用溝の形成方法
JPH01247566A (ja) * 1988-03-29 1989-10-03 Mitsubishi Electric Corp 流体軸受の製造方法

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US7290936B2 (en) 2004-03-08 2007-11-06 Daido Metal Company Ltd. Slide member, manufacturing method and manufacturing apparatus of the same

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