JPH08247138A - 動圧軸受用スリーブ - Google Patents
動圧軸受用スリーブInfo
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- JPH08247138A JPH08247138A JP4821395A JP4821395A JPH08247138A JP H08247138 A JPH08247138 A JP H08247138A JP 4821395 A JP4821395 A JP 4821395A JP 4821395 A JP4821395 A JP 4821395A JP H08247138 A JPH08247138 A JP H08247138A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】加工が容易で耐食性と起動停止耐久性に優れ、
かつ寸法精度の良い動圧軸受用スリーブを提供する。 【構成】アルミ合金からなるスリーブ１０の軸受面１０
ａに動圧発生用溝１１を設けるとともに、少なくとも当
該軸受面１０ａに厚さが２．５μｍ以下のアルマイト処
理による陽極酸化皮膜１２を形成した。軟質金属のアル
ミ合金のため動圧発生用溝加工が容易になり、アルマイ
ト処理で耐食性と表面硬さが向上する。また、陽極酸化
皮膜１２の厚さが通常より薄いので動圧軸受機能を果た
すのに必要な寸法精度を確保でき、しかも起動・停止時
の摺動による擦り傷の発生を十分防止できる。
かつ寸法精度の良い動圧軸受用スリーブを提供する。 【構成】アルミ合金からなるスリーブ１０の軸受面１０
ａに動圧発生用溝１１を設けるとともに、少なくとも当
該軸受面１０ａに厚さが２．５μｍ以下のアルマイト処
理による陽極酸化皮膜１２を形成した。軟質金属のアル
ミ合金のため動圧発生用溝加工が容易になり、アルマイ
ト処理で耐食性と表面硬さが向上する。また、陽極酸化
皮膜１２の厚さが通常より薄いので動圧軸受機能を果た
すのに必要な寸法精度を確保でき、しかも起動・停止時
の摺動による擦り傷の発生を十分防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、動圧軸受用スリーブ
の改良に関し、特に、耐食・耐久性を有する皮膜を薄く
して後加工を不要としながら、しかも寸法精度の良い動
圧軸受用スリーブに関する。
の改良に関し、特に、耐食・耐久性を有する皮膜を薄く
して後加工を不要としながら、しかも寸法精度の良い動
圧軸受用スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の動圧軸受、特に作動流体に空気を
用いた動圧空気軸受では、図３に示すように、ステンレ
ス鋼からなる軸１の外周面１ａに動圧発生用溝２をエッ
チングにより加工してある。一方、その軸１と共働する
構造用鋼からなるスリーブ３には、耐食性と起動停止耐
久性を確保するためスリーブ表面にニダックスメッキ
（商品名、ニッケルメッキの表面にテフロンを含浸させ
たもの）を施したものが使われている。動圧軸受の場
合、軸受の起動時及び停止時に軸１の外周面１ａとスリ
ーブ３の内周面である軸受面３ａとが接触回転すること
から、その摺動でスリーブ３の軸受面３ａに擦り傷が発
生して耐食性や耐久性が劣化し易くなることを、メッキ
皮膜で防止するものである。
用いた動圧空気軸受では、図３に示すように、ステンレ
ス鋼からなる軸１の外周面１ａに動圧発生用溝２をエッ
チングにより加工してある。一方、その軸１と共働する
構造用鋼からなるスリーブ３には、耐食性と起動停止耐
久性を確保するためスリーブ表面にニダックスメッキ
（商品名、ニッケルメッキの表面にテフロンを含浸させ
たもの）を施したものが使われている。動圧軸受の場
合、軸受の起動時及び停止時に軸１の外周面１ａとスリ
ーブ３の内周面である軸受面３ａとが接触回転すること
から、その摺動でスリーブ３の軸受面３ａに擦り傷が発
生して耐食性や耐久性が劣化し易くなることを、メッキ
皮膜で防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステン
レス鋼製の軸の外周面に動圧発生用溝をエッチング加工
するためには、少なくとも溝加工工程でマスキング工程
とエッチング工程と中和工程とが必要であり、そのため
加工に時間がかかりコスト高になるという問題点があ
る。
レス鋼製の軸の外周面に動圧発生用溝をエッチング加工
するためには、少なくとも溝加工工程でマスキング工程
とエッチング工程と中和工程とが必要であり、そのため
加工に時間がかかりコスト高になるという問題点があ
る。
【０００４】また、ニダックスメッキはメッキ自体のコ
ストが高い。そのうえ、メッキ皮膜厚みのばらつきが大
きくて所定の寸法精度の確保がむずかしいため、予めス
リーブを前寸法に研削加工した後に、皮膜厚さ３０〜５
０μｍのメッキを施し、そのメッキ後に、軸受摺動面や
精度が必要な面をメッキがなくならない程度（１０〜２
０μｍの取り代の範囲）で再び仕上げ研削を行い、所定
の寸法精度に加工している。そのため、工数が余分にか
かりメッキ自体のコスト高に加えて一層コストが高くな
るという問題点がある。
ストが高い。そのうえ、メッキ皮膜厚みのばらつきが大
きくて所定の寸法精度の確保がむずかしいため、予めス
リーブを前寸法に研削加工した後に、皮膜厚さ３０〜５
０μｍのメッキを施し、そのメッキ後に、軸受摺動面や
精度が必要な面をメッキがなくならない程度（１０〜２
０μｍの取り代の範囲）で再び仕上げ研削を行い、所定
の寸法精度に加工している。そのため、工数が余分にか
かりメッキ自体のコスト高に加えて一層コストが高くな
るという問題点がある。
【０００５】そこで、この発明は、このような従来の問
題点に着目してなされたもので、加工が容易で耐食性と
起動停止耐久性に優れ、かつ寸法精度の良い動圧軸受用
スリーブを提供することを目的とする。
題点に着目してなされたもので、加工が容易で耐食性と
起動停止耐久性に優れ、かつ寸法精度の良い動圧軸受用
スリーブを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するこの
発明は、アルミ合金からなるスリーブの軸受面に動圧発
生用溝を設けるとともに、少なくとも当該軸受面に厚さ
が２．５μｍ以下のアルマイト処理による陽極酸化皮膜
を形成したことを特徴とする。
発明は、アルミ合金からなるスリーブの軸受面に動圧発
生用溝を設けるとともに、少なくとも当該軸受面に厚さ
が２．５μｍ以下のアルマイト処理による陽極酸化皮膜
を形成したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】動圧軸受用スリーブを軟質金属であるアルミ合
金製としてその軸受面に動圧発生用溝加工を施すので、
溝加工が容易になる。スリーブ表面はアルマイト処理で
耐食性と表面硬さが向上する。また、アルマイト処理で
生じる陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ以下と通常より
薄くして、スリーブの動圧軸受機能を果たすのに必要な
寸法精度を確保する。この皮膜厚さがあれば、起動・停
止時の摺動による擦り傷の発生は防止できる。
金製としてその軸受面に動圧発生用溝加工を施すので、
溝加工が容易になる。スリーブ表面はアルマイト処理で
耐食性と表面硬さが向上する。また、アルマイト処理で
生じる陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ以下と通常より
薄くして、スリーブの動圧軸受機能を果たすのに必要な
寸法精度を確保する。この皮膜厚さがあれば、起動・停
止時の摺動による擦り傷の発生は防止できる。
【０００８】陽極酸化皮膜の厚さが２．５μｍを越える
と、寸法精度の変化が大きくなって動圧軸受としての機
能が低下する。また、陽極酸化皮膜の厚さ５μｍ以上で
は皮膜表面粗さが悪くなる。これに対し、陽極酸化皮膜
の厚さ２．５μｍ以下では皮膜表面粗さは殆ど劣化しな
いことが見い出された。
と、寸法精度の変化が大きくなって動圧軸受としての機
能が低下する。また、陽極酸化皮膜の厚さ５μｍ以上で
は皮膜表面粗さが悪くなる。これに対し、陽極酸化皮膜
の厚さ２．５μｍ以下では皮膜表面粗さは殆ど劣化しな
いことが見い出された。
【０００９】そこでこの発明の陽極酸化皮膜の厚さを
２．５μｍ以下と規定する。
２．５μｍ以下と規定する。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、この発明の動圧軸受用スリーブの一実
施例の断面図である。このスリーブ１０はアルミ合金製
で、その内周面である軸受面１０ａに動圧発生用溝１１
を設けてある。そして、スリーブ１０の全表面に、図２
に示すように厚さｔが２．５μｍ以下のアルマイト処理
による陽極酸化皮膜１２が形成されている。
明する。図１は、この発明の動圧軸受用スリーブの一実
施例の断面図である。このスリーブ１０はアルミ合金製
で、その内周面である軸受面１０ａに動圧発生用溝１１
を設けてある。そして、スリーブ１０の全表面に、図２
に示すように厚さｔが２．５μｍ以下のアルマイト処理
による陽極酸化皮膜１２が形成されている。
【００１１】このスリーブ１０は、素材であるアルミ合
金の丸棒（ダイカスト品又は鍛造品でもよい）を材料と
し、概略、以下の製造工程を経て得られたものである。 （１）切削工程 材料の丸棒を切削加工して所定寸法に仕上げる。 （２）溝加工工程 切削加工したものの内周面に、ボール転造による塑性加
工で動圧発生用溝１１を形成する。ここで、ボール転造
とは、スリーブ内周面よりも僅かに突出するように複数
個の硬質ボールを軸の先端に放射状に配置した治具を、
スリーブ内周面に左または右方向に回しながら軸方向に
押し込みながら動圧発生用溝を転造するものである。
金の丸棒（ダイカスト品又は鍛造品でもよい）を材料と
し、概略、以下の製造工程を経て得られたものである。 （１）切削工程 材料の丸棒を切削加工して所定寸法に仕上げる。 （２）溝加工工程 切削加工したものの内周面に、ボール転造による塑性加
工で動圧発生用溝１１を形成する。ここで、ボール転造
とは、スリーブ内周面よりも僅かに突出するように複数
個の硬質ボールを軸の先端に放射状に配置した治具を、
スリーブ内周面に左または右方向に回しながら軸方向に
押し込みながら動圧発生用溝を転造するものである。
【００１２】（３）盛り上がり除去加工 ボール転造による塑性加工で生じた動圧発生用溝周辺の
盛り上がりを必要に応じて除去するもので、リーマ通し
やボール通し、またはホーニング加工によりスリーブ内
径面を仕上げ加工する。 次に、以下の（４）〜（７）の洗浄工程により常法通り
アルマイト処理の前処理を行う。
盛り上がりを必要に応じて除去するもので、リーマ通し
やボール通し、またはホーニング加工によりスリーブ内
径面を仕上げ加工する。 次に、以下の（４）〜（７）の洗浄工程により常法通り
アルマイト処理の前処理を行う。
【００１３】（４）脱脂 （５）水洗 （６）アルカリ洗浄 （７）水洗 （８）アルマイト処理（電気化学的に陽極酸化皮膜をつ
ける） この発明のアルマイト処理にあっては、形成される陽極
酸化皮膜１２の厚さｔを、通常行われているアルマイト
処理とは異なり、２．５μｍ以下に規制している。
ける） この発明のアルマイト処理にあっては、形成される陽極
酸化皮膜１２の厚さｔを、通常行われているアルマイト
処理とは異なり、２．５μｍ以下に規制している。
【００１４】陽極酸化皮膜形成が終了したら、続いて常
法通り （９）水洗 （１０）封孔処理（皮膜表面の微細な孔を塞ぐ） （１１）検査 を行う。
法通り （９）水洗 （１０）封孔処理（皮膜表面の微細な孔を塞ぐ） （１１）検査 を行う。
【００１５】アルミ合金のスリーブ１０にアルマイト処
理を施すと、前処理のアルカリ洗浄でスリーブ表面が僅
かに除去されて内径寸法が大きくなる。続くアルマイト
処理の陽極酸化皮膜生成により、今度はスリーブ内径寸
法は小さくなろうとする。そこで、アルカリ洗浄の時間
をコントロールするとともに、陽極酸化皮膜の厚さを
２．５μｍ以下にコントロールすると、両者が相殺し合
ってアルマイト処理の前後でのスリーブの寸法変化を殆
どなくすことができ、高い寸法精度を確保することが可
能である。
理を施すと、前処理のアルカリ洗浄でスリーブ表面が僅
かに除去されて内径寸法が大きくなる。続くアルマイト
処理の陽極酸化皮膜生成により、今度はスリーブ内径寸
法は小さくなろうとする。そこで、アルカリ洗浄の時間
をコントロールするとともに、陽極酸化皮膜の厚さを
２．５μｍ以下にコントロールすると、両者が相殺し合
ってアルマイト処理の前後でのスリーブの寸法変化を殆
どなくすことができ、高い寸法精度を確保することが可
能である。
【００１６】また、アルカリ洗浄を実施することによ
り、動圧軸受用スリーブ外形の切削加工や動圧発生用溝
の転造加工等に伴って生じる軸受摺動面の微細なバリが
除去されるから、従来の動圧軸受用スリーブの製造過程
で行われるブラッシングやテーピングなどによるバリ取
り工程が省略できる利点もある。すなわち、通常行われ
ているアルマイト処理を適用した場合には陽極酸化皮膜
の厚さが略５μｍ以上であるため、寸法精度の変化が大
きくなり過ぎて動圧軸受として機能するスリーブの寸法
精度を確保することが難しかったが、陽極酸化皮膜の厚
さを２．５μｍ以下に抑えることにより、はじめてアル
マイト処理の動圧軸受用スリーブを実用化することがで
きたのである。また、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ
以下にすると、５μｍ以上の場合に比べてスリーブ表面
の押し込み硬さは低下するが、軸受摺動面にわずかな陽
極酸化皮膜があるだけで擦り傷を防ぐには十分な表面硬
さは確保できるから、動圧軸受に必要な起動・停止耐久
性への影響は特に問題にはならないことが本発明者等の
研究で判明した。更に、通常のアルマイト処理では表面
の粗さが悪くなるが、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ
以下にすると、表面粗さがほとんど劣化しないので実用
上の効果は極めて大きいものがある。
り、動圧軸受用スリーブ外形の切削加工や動圧発生用溝
の転造加工等に伴って生じる軸受摺動面の微細なバリが
除去されるから、従来の動圧軸受用スリーブの製造過程
で行われるブラッシングやテーピングなどによるバリ取
り工程が省略できる利点もある。すなわち、通常行われ
ているアルマイト処理を適用した場合には陽極酸化皮膜
の厚さが略５μｍ以上であるため、寸法精度の変化が大
きくなり過ぎて動圧軸受として機能するスリーブの寸法
精度を確保することが難しかったが、陽極酸化皮膜の厚
さを２．５μｍ以下に抑えることにより、はじめてアル
マイト処理の動圧軸受用スリーブを実用化することがで
きたのである。また、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ
以下にすると、５μｍ以上の場合に比べてスリーブ表面
の押し込み硬さは低下するが、軸受摺動面にわずかな陽
極酸化皮膜があるだけで擦り傷を防ぐには十分な表面硬
さは確保できるから、動圧軸受に必要な起動・停止耐久
性への影響は特に問題にはならないことが本発明者等の
研究で判明した。更に、通常のアルマイト処理では表面
の粗さが悪くなるが、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μｍ
以下にすると、表面粗さがほとんど劣化しないので実用
上の効果は極めて大きいものがある。
【００１７】ここで、本発明の動圧軸受用スリーブと共
働する相手部材の軸の材質について述べる。軸の材質
は、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０
３，ＳＵＳ３０４にちっ化処理したものや、セラミック
コーティングしたものが、マルテンサイト系ステンレス
鋼のＳＵＳ４４０Ｃよりもアルミ合金の熱膨張係数に近
いので、周囲温度が変化しても軸受すきまの変化が少な
くて好ましい。また、耐食性の点でも、オーステナイト
系ステンレス鋼にするとマルテンサイト系ステンレス鋼
よりも錆にくいので好ましい。さらに、オーステナイト
系ステンレス鋼は表面がやわらかいので、表面処理とし
てちっ化処理やセラミックコーティングすると表面を硬
くでき、軸受性能上や取り扱い上からも好ましい。
働する相手部材の軸の材質について述べる。軸の材質
は、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０
３，ＳＵＳ３０４にちっ化処理したものや、セラミック
コーティングしたものが、マルテンサイト系ステンレス
鋼のＳＵＳ４４０Ｃよりもアルミ合金の熱膨張係数に近
いので、周囲温度が変化しても軸受すきまの変化が少な
くて好ましい。また、耐食性の点でも、オーステナイト
系ステンレス鋼にするとマルテンサイト系ステンレス鋼
よりも錆にくいので好ましい。さらに、オーステナイト
系ステンレス鋼は表面がやわらかいので、表面処理とし
てちっ化処理やセラミックコーティングすると表面を硬
くでき、軸受性能上や取り扱い上からも好ましい。
【００１８】なお、上記実施例の動圧軸受用スリーブ１
０では、その内周面（軸受面）１０ａに動圧発生用溝１
１を設けているが、外周面１０ｂを軸受面として動圧発
生用溝を設けて、軸の代わりに相手部材（例えばハウジ
ング）の内周面と共働するようにした動圧軸受にも適用
できる。その場合は、動圧軸受用スリーブ１０の外周面
１０ｂに動圧発生用溝を加工する。その溝加工は、塑性
加工や切削加工とは限らず、その他として、アルマイト
処理後に溝以外の部分をマスキングしておき、溝をショ
ットブラスト加工や電解エッチングにより形成すること
もできる。この場合も、寸法精度確保のための軸受面の
後加工は不要であるから加工が容易である。また、動圧
軸受用スリーブと共働する相手部材にもアルミ合金にア
ルマイト処理したものを用いると、熱膨張係数を等しく
できるので周囲温度が変化しても軸受すきまが変化しな
いから好ましい。
０では、その内周面（軸受面）１０ａに動圧発生用溝１
１を設けているが、外周面１０ｂを軸受面として動圧発
生用溝を設けて、軸の代わりに相手部材（例えばハウジ
ング）の内周面と共働するようにした動圧軸受にも適用
できる。その場合は、動圧軸受用スリーブ１０の外周面
１０ｂに動圧発生用溝を加工する。その溝加工は、塑性
加工や切削加工とは限らず、その他として、アルマイト
処理後に溝以外の部分をマスキングしておき、溝をショ
ットブラスト加工や電解エッチングにより形成すること
もできる。この場合も、寸法精度確保のための軸受面の
後加工は不要であるから加工が容易である。また、動圧
軸受用スリーブと共働する相手部材にもアルミ合金にア
ルマイト処理したものを用いると、熱膨張係数を等しく
できるので周囲温度が変化しても軸受すきまが変化しな
いから好ましい。
【００１９】また、上記実施例では、動圧軸受用スリー
ブ１０の全表面にアルマイト処理による陽極酸化皮膜を
設けたものを示したが、これに限らず、当該陽極酸化皮
膜は動圧軸受用スリーブの軸受面となる面にのみ形成し
ても良い。また、動圧発生用溝１１の溝形状は図示のも
のに限定されず、要は有効に動圧を発生できるものであ
れば良い。
ブ１０の全表面にアルマイト処理による陽極酸化皮膜を
設けたものを示したが、これに限らず、当該陽極酸化皮
膜は動圧軸受用スリーブの軸受面となる面にのみ形成し
ても良い。また、動圧発生用溝１１の溝形状は図示のも
のに限定されず、要は有効に動圧を発生できるものであ
れば良い。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、アルミ合金製のスリーブの軸受面に動圧発生用溝を
設けると共に、アルマイト処理による陽極酸化皮膜を形
成したものとしたため、加工が容易でしかも耐食性と起
動停止耐久性に優れた動圧軸受用スリーブが得られると
いう効果がある。また、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μ
ｍ以下としたため、アルマイト処理後に軸受面を特別に
後加工しなくても、バリがなくしかも寸法精度の良い動
圧軸受用スリーブが得られるという効果を奏する。
ば、アルミ合金製のスリーブの軸受面に動圧発生用溝を
設けると共に、アルマイト処理による陽極酸化皮膜を形
成したものとしたため、加工が容易でしかも耐食性と起
動停止耐久性に優れた動圧軸受用スリーブが得られると
いう効果がある。また、陽極酸化皮膜の厚さを２．５μ
ｍ以下としたため、アルマイト処理後に軸受面を特別に
後加工しなくても、バリがなくしかも寸法精度の良い動
圧軸受用スリーブが得られるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す動圧軸受用スリーブの
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のII部の拡大図である。
【図３】従来の動圧軸受（スリーブと軸）の断面図であ
る。
る。
１０ スリーブ １０ａ 軸受面 １１ 動圧発生用溝 １２ 陽極酸化皮膜
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミ合金からなるスリーブの軸受面に
動圧発生用溝を設けるとともに、少なくとも当該軸受面
に厚さが２．５μｍ以下のアルマイト処理による陽極酸
化皮膜を形成したことを特徴とする動圧軸受用スリー
ブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4821395A JPH08247138A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 動圧軸受用スリーブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4821395A JPH08247138A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 動圧軸受用スリーブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247138A true JPH08247138A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12797139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4821395A Pending JPH08247138A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 動圧軸受用スリーブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08247138A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003097543A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Koyo Seiko Co Ltd | 動圧軸受及びその製造方法 |
| JP2007040536A (ja) * | 2006-10-16 | 2007-02-15 | Jtekt Corp | 動圧軸受およびその製造方法 |
| JP2016109219A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 動圧軸受け、それを有する光偏向装置および画像形成装置 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP4821395A patent/JPH08247138A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003097543A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Koyo Seiko Co Ltd | 動圧軸受及びその製造方法 |
| US6779924B2 (en) | 2001-09-25 | 2004-08-24 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Dynamic pressure bearing and method of manufacturing the same |
| US6904682B2 (en) | 2001-09-25 | 2005-06-14 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Dynamic pressure bearing and method of manufacturing the same |
| JP2007040536A (ja) * | 2006-10-16 | 2007-02-15 | Jtekt Corp | 動圧軸受およびその製造方法 |
| JP2016109219A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 動圧軸受け、それを有する光偏向装置および画像形成装置 |
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