JPH0710411B2 - 流体軸受製造方法とこの方法による流体軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動圧流体型のスラストスパイラルグルーブ軸受
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の平板型スパイラルグルーブ軸受の溝パターンの形
成は、一昔前は切削により、次いでエッチングにより製
造されている。また最近では本願発明者の先になした特
許出願に示す如きコイニング加工により製造されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 切削による場合、溝深さは数＋μｍと深く切込まなけれ
ば安定に切削できなかった。スラストスパイラルグルー
ブ軸受の剛性は溝深さが深くなるにつれて小さくなる傾
向にある。それを第３図に一計算結果を例示して、グラ
フに示す。このグラフは以下の計算条件で得られたもの
である。すなわち、溝角度が20゜、溝外半径が2.4mm、
溝内半径が0.5mm、溝本数が６本、溝幅比が１、軸回転
数が30Hz、負荷が800g、粘度が20CPである。この条件で
溝深さ（μｍ）を変えて軸剛性（g/μｍ）を計算した。

最近とみに、小型で高剛性のスラスト軸受が要求され溝
深さが数μ程度となり、切削加工では対応できなくなっ
た。そこで切削加工に代ってエッチングによる加工法が
最近取られているが、この加工法はスパイラルグルーブ
の溝パターンのマスキング、エッチング、マスキング除
去といった多くの工程を必要とし、コスト高になるとい
う欠点があった。また、エッチング加工による溝底面の
面荒さが数μと荒く、軸受としての性能が安定しないと
いう欠点があった。

また、本願発明者の先になした特許出願によるコイニン
グ加工によって溝パターンを形成すると、加工された平
板が加工された面の側へ凸状に歪んでしまい、従ってこ
れを使用すると摩擦による消耗が激しくなるという欠点
があることが判った。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、同面積のパターンを非軸受面側にも作ること
により前記歪みを押えることができ、スラスト軸受の性
能が安定するとともにコストを低くすることができる加
工法を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る流体軸受製造方法は、密閉型コイニング
加工により、平板型スラストスパイラルグルーブ軸受の
平板の軸受面側に溝パターンを、また非軸受面側に前記
溝パターンと同面積のパターンを形成するという加工方
法である。

［作用］ この発明における平板型スパイラルグルーブ軸受の密閉
型コイニング加工では、非軸受面側にも溝パターンと同
面積のパターンを同時に形成することにより流体軸受の
前記の凸状そりをなくすことができると共に、大量生産
に適し、コスト低減に貢献し、品質の安定した高性能な
軸受を供給できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。第１図
において、（１′）は成形前の平板型スパイラルグルー
ブ軸受の素材である。そして、上ポンチ（２）の下端面
にはスパイラルグルーブパターン（５）が、下ポンチ
（４）の上端面にはスパイラルグルーブパターン（５）
と同面積の円形パターン（８）が形成されている。上記
素材（１′）に潤滑剤（７）を塗布してダイ（３）上に
保持し、上記ポンチ（２）と下ポンチ（４）の相対的運
動により、スパイラルグルーブパターン（５）およびス
パイラルグルーブパターンの同面積の円形パターン
（８）を素材（１′）の両面に圧縮で転写する。図はこ
の密閉型コイニング法による加工機の主要部を模式的に
示している。

第２図は上記実施例により形成された平板型スパイラル
グルーブ軸受（１）を示すものである。この図におい
て、スパイラルグルーブパターン（６）およびスパイラ
ルグルーブパターン（６）と同面積の円形パターン
（９）が形成されている。また、上ポンチ（２）のスパ
イラルグルーブパターン（５）と下ポンチ（４）の同面
積のパターン（８）とが素材（１′）に形成されたパタ
ーン（６），（９）とは、スパイラルの方向および凹凸
が逆となることは言うまでもない。

パターンの深さを同じとして同面積の例えば円形パター
ン（９）を形成することにより素材（１′）の上面側の
材料流動量と等量の材料流れを素材（１′）の下面側に
与えているので、得られた流体軸受はどちら側にも反っ
ていない平らなものとなっている。

ポンチ（２）側のスパイラルグルーブ（５）の深さは、
平板型スパイラルグルーブに必要なスパイラルグルーブ
深さの１〜1.5倍がこれまでの実験により適当であっ
た。

形成すべきスパイラルグルーブの溝深さが５μｍの場
合、ステンレス系合金（例SUS 420J2）の素材ではポン
チ（２）側のグルーブ深さは５μｍ、Al系高力合金、黄
銅系高力合金の素材に対しては５〜８μｍが適当であっ
た。

また、コイニングを行なう際、耐摩耗性粒子を混入した
潤滑剤を素材（１′）の表面に塗布する方が成形精度が
向上した。

特にシリコン粒子を混入した潤滑剤において効果が顕著
であった。

［発明の効果］ この発明は以上のように構成されているため、そりのな
い平板型スラストスパイラルグルーブ軸受が安価に高精
度に安定して得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による一実施例を示す密閉型コイニン
グ法による加工方法を示す模式図である。 第２図は密閉型コイニング法により成形された平板型ス
ラストスパイラルグルーブ軸受を示す図である。 第３図はスパイラルグルーブ溝深さと軸剛性の関係を解
析した例を示すグラフである。 図において（１）は平板型スパイラルグルーブ軸受、
（２）は上ポンチ、（３）はダイ、（４）は下ポンチ、
（５）はスパイラルグルーブパターン、（７）は潤滑
剤、（８）は同面積パターンである。 なお、各図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を
示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラスト動圧流体軸受の平板型スパイラル
   グルーブ軸受の製造方法において、スパイラルグルーブ
   パターンが下端面に形成されている上ポンチ、および上
   記上ポンチと対向する下ポンチを用い、上記下ポンチの
   上端面には上記スパイラルグルーブパターンと同面積の
   パターンが形成されており、密閉式で上記上ポンチと下
   ポンチの相対的運動により、平板の軸受面側にスパイラ
   ルグルーブパターンを、また非軸受面側にもスパイラル
   グルーブパターンと同面積のパターンを形成することを
   特徴とする流体軸受製造方法。
2. 【請求項２】平板型スパイラルグルーブ軸受のスパイラ
   ルグルーブ溝深さに対し、上下ポンチのグループ深さを
   １〜1.5倍にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の流体軸受製造方法。
3. 【請求項３】コイニング加工時の潤滑剤中に耐摩耗性粒
   子を混存させることを特徴とする特許請求の範囲第１ま
   たは第２項記載の流体軸受製造方法。
4. 【請求項４】潤滑剤がシリコン系粒子を含んだ潤滑剤で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１乃至第３項の
   いずれか１項に記載の流体軸受製造方法。
5. 【請求項５】平板の一面にスパイラルグルーブパターン
   が形成され、他面に上記スパイラルグルーブパターンと
   同面積のパターンが形成されたことを特徴とするスラス
   ト動圧流体軸受の平板型スパイラルグルーブ軸受。