JPH0826895B2 - 動圧形軸受の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザビームプリンタのポリゴンミラー
スピンドル，ビディオテープレコーダ，ディジタルオー
ディオテープレコーダ等のドラムスピンドル、フロッピ
ーディスク，ハードディスク，ハードドラム等の磁気記
録装置のスピンドル、事務機器，コンピュータ等の回転
支持部に用いられる動圧形軸受の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の動圧形軸受が組み付けられたスピンド
ルとして、たとえば第４図に示すビディオテープレコー
ダのスピンドルが知られている。

同図において、符号10はハウジング、30は軸体をそれ
ぞれ示し、ハウジング10に設けられた円筒状孔12に軸体
30が挿入され、軸体30の外径面に設けたヘリングボーン
状の動圧発生用溝31,32と、これに対向するハウジング1
0の円筒状孔12の内径面（ラジアル軸受面）13,14とによ
り動圧形ラジアル軸受を構成している。またハウジング
10の一方の端部に取り付けられたスラスト軸受部材20の
軸体30との対向面（スラスト軸受面）21には、第５図に
示すスパイラル状の動圧発生用溝22が設けてあり、この
スラスト軸受面21と軸体30の対向端面（スラスト受面）
33とにより動圧形スラスト軸受を構成している。

なお、同図において符号15,16はそれぞれ空気抜き用
の穴である。

上記のスピンドルは、ハウジング10と軸体30との何れ
か一方が図示しない駆動機構によって回転すると、軸体
30の動圧発生用溝31,32による動圧が発生して、ラジア
ル軸受すきまに空気その他の潤滑剤による流体膜が生成
され、この流体膜の圧力によってハウジング10と軸体30
との何れか一方が他方に対して非接触状態を保って半径
方向に支持されるとともに、スラスト軸受部材20の動圧
発生用溝22による動圧が発生し、スラスト軸受すきまに
生成された流体膜の圧力によってハウジング10と軸体30
との何れか一方が他方に対して非接触状態を保って軸方
向に支持されて回転するように構成されている。

上記構成のスピンドルにおいて、動圧形スラスト軸受
を構成するスラスト軸受部材20の動圧発生用溝22は、た
とえば、エッチング法，放電加工等によって形成し、こ
のスラスト軸受部材20はボルト40によりハウジング10に
取り付けるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のスピンドルのスラスト軸受が正常な機能を営む
ためには、スラスト軸受部材20のスラスト軸受面21とハ
ウジング10のラジアル軸受面13,14とが直交し、かつス
ラスト軸受面21がハウジング10の円筒状孔12の中心軸線
（軸心）と同心であることが要求される。しかし、従来
のスピンドルにおいては、スラスト軸受部材20のスラス
ト軸受面21に対してハウジング10のラジアル軸受面13,1
4を直交させるためには、ハウジング10のラジアル軸受
面13,14とスラスト軸受部材20が取り付けられるハウジ
ング10の環状面17との直角度を高精度に加工することが
必要となる上にハウジング10にスラスト軸受部材20をボ
ルト40により結合させるので、加工コストが高くなると
いう問題があり、またスラスト軸受部材20が嵌合するハ
ウジング10の段面18とスラスト軸受部材20の外径面との
間にはすきまがあるため、スラスト軸受部材20にボルト
40を締着したときスラスト軸受部材20がハウジング10の
軸心に対して半径方向に偏位して取り付けられ、スラス
ト軸受部材20のスラスト軸受面21とハウジング10の円筒
状孔12との同心度を高精度に保持することは困難となる
ので、スラスト軸受の機能が低下するのを免れないとい
う問題がある。

この発明は上記の問題を解決して、ハウジングのラジ
アル軸受面に対する直角度とハウジングの軸心に対する
同心度とのいずれもが高精度のスラスト軸受面をもつス
ラスト軸受を備え、部品が少なく、かつ安価に製造でき
る動圧形軸受の製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の動圧形軸受の製造方法において、スラスト
軸受部材は、軸状部材をチャックした状態で保持して軸
状部材の一方の端部の外径面とこの端部の端面とを切削
加工して外径面に対して端面を垂直にする工程と、切削
加工された一方の端面に動圧発生用溝を加工する工程
と、この端面に切削加工を施して動圧発生用溝の周辺に
盛り上がり部を除去する工程と、軸状部材の一方の端部
に突切り加工を施して一方の端部を切断分離する工程と
を順次行なうことによって製造する。

次いで、スラスト軸受部材の動圧発生用溝が加工され
た端面側をハウジングに設けた円筒状孔に向けて、前記
スラスト軸受部材を円筒状孔の一方の端部に圧入して嵌
合する。

〔実施例〕

第１図は、ビディオテープレコーダのスピンドルにつ
いて、この発明の方法を用いて製造した動圧形軸受とそ
の組み付け状態とを示したものであり、第４図と同一部
材および同一部分については同一符号を付し、この発明
の要部以外の同一構成部分についての説明は省略する。

ハウジング10に切削加工された円筒状孔12の上端部
に、スラスト軸受部材20が圧入により嵌合されている。
このスラスト軸受部材20のスラスト軸受面21には、第２
図（ａ）に示すスパイラル状の動圧発生用溝22が加工さ
れている。

ハウジング10の円筒状孔12の内周面のうち、スラスト
軸受部材20が圧入される嵌合面12aはラジアル軸受面13,
14と同芯に加工され、スラスト軸受部材嵌合面12aと上
段側のラジアル軸受面13との間の内周面に加工された大
径部12bと、上下両段のラジアル軸受面13,14相互間の内
周面に加工された大径部12cとには外気に通ずる空気抜
き穴16a,16bがそれぞれ設けられてある。

次に、上記動圧形軸受の製造方法について工程順に説
明する。

第３図はスラスト軸受部材の製造工程を示したもので
ある。

同図〔Ｉ〕に示す銅合金等の軸状部材50を用意し、こ
の軸状部材50を図示しないチャック装置でチャックした
状態で保持する。

次いで、同図〔II〕に示すようにチャックされた軸状
部材50の一方の端面から適宜の長さを隔てて周溝51を切
削加工したのち、一方の端部52の外径面53と端面54とに
切削加工を行って、外径面53はハウジング10のスラスト
軸受部材嵌合面12aに圧入可能な直径をもつ円筒面に加
工するとともに、端面54は軸状部材50の中心軸線に対し
て垂直な平面に加工して外周部を面取りする。

次いで、同図〔III〕に示すように軸状部材50の切削
加工された端面54に動圧発生用溝22を加工する。この実
施例の動圧発生用溝22は、溝幅の細い線状溝による半三
ケ月の外形線形状のもの４個を端面54の外周縁から中心
に向かってスパイラル状に配設した形状に加工されてい
る。同図〔III〕の下段は上記の半三ケ月の外形線状形
状の溝を加工する方法を示したものである。一方の軸端
に軸状部材50よりも高硬度のボール61が装着された工具
60を用い、この工具60のボール61が軸状部材50の端面54
よりも適宜軸方向内側に位置するようにセットして、軸
状部材50をその中心軸線の周りに正逆方向に回転させな
がら工具60を上下方向に移動させると、軸状部材50の端
面54が工具60のボール61により塑性加工されて半三ケ月
の外形線状形状の溝22が形成される。ボール61が回転可
能に装着された工具60を使用すると、ボール61の転造に
より摩擦が少ない状態で加工できるので好適であるが、
ボール61が回転しない工具60を使用してもよい。ボール
61が回転する工具60としては、たとえば筆記具として市
販されているボールペンを使用してもよく、ボールペン
を用いて溝加工を行なうと、工具60からボール61を伝っ
て浸出するインクが潤滑剤となって摩擦がさらに少なく
なるので、良好な形状をもつ溝を加工することができ
る。

次いで、同図〔IV〕に示すように、軸受部材50の端面
54の溝加工時に動圧発生用溝22の周辺に隆起した盛り上
がり部55を切削加工して除去する。この切削加工には、
同図〔IV〕の下段に示すようにカップ砥石62を用いる研
削加工，ボール63a付きの工具63を用いるバニシング加
工、バイト64を用いる切削加工等の方法を適宜選択して
使用する。

次いで、同図〔Ｖ〕に示すように、軸状部材50の周溝
51を工具65により切断する突切り加工を行って軸状部材
50から一方の端部52を分離する。

上記の各工程がワンチャックで行われて完了すること
により、この発明のスラスト軸受部材20が得られる。

なお、軸状部材50への周溝51の切削加工は加工工程の
うち最初の工程でなくてもよい。また、周溝51は省略し
てもよい。

また、軸状部材50の一方の端面54における溝加工は、
上記工程で説明した工具60を用いてボール61により塑性
加工する方法に代えて、切削工具またはレーザ光による
加工を行ってもよく、このような切削加工，レーザ加工
によっても溝幅の細い線状溝を加工することができる。
動圧発生用溝22の形状については、上記の半三ケ月の外
形線形状以外の任意の形状に加工することができる。

なお、動圧発生用溝の加工は、上記のほか各種エッチ
ング法，放電加工等による加工を同一機の同一チャック
上で施してもよい。

上記工程により得られたスラスト軸受部材20をハウジ
ング10に取り付けるときは、ハウジング10に設けられて
いる円筒状孔12のスラスト軸受部材嵌合面12a側の開口
部に、スラスト軸受部材20の動圧発生用溝22が加工され
た端面（スラスト軸受面21）側を向けて円筒状孔12に圧
入し、スラスト軸受部材嵌合面12aに嵌合させる。

このようにして製造された動圧形軸受は、スラスト軸
受部材20の外径面に対してスラスト軸受面21が垂直であ
るから、ハウジング10のラジアル軸受面13,14に対する
スラスト軸受面21の直角度が高精度であり、かつ、スラ
スト軸受部材20はハウジング10の軸心に対して半径方向
に偏心して圧入されることはないから、ハウジング10の
軸心に対するスラスト軸受部材20の同心度が高精度にな
る。

また、スラスト軸受部材20のスラスト軸受面21に上記
製造工程で説明した方法による細線状の動圧発生用溝22
を加工した場合は、スラスト軸受面21における溝面積が
溝以外の部分（ランド部）の面積よりも小さくなる。し
たがって、スラスト軸受面21のスクィーズ効果によるダ
ンピングが大きく、動剛性の大きな性能を有するスラス
ト軸受としての使用が可能となるだけでなく、簡単な工
程で加工することができるから、加工コストが安価にな
る。

さらに、溝幅の広い動圧発生用溝22を加工したり、動
圧発生用溝22を第２図（ｂ）に示すように複列に加工す
ると、溝の面積が広いので低トルクのスラスト軸受とな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の動圧形軸受の製造方
法は、軸状部材をチャックした状態で一方の端部の外径
面と端面との切削加工と、一方の端面における動圧発生
用溝の加工および溝周辺の盛り上がり部の切削加工と、
軸状部材の一方の端部の突切り加工とを行ってスラスト
軸受部材を製造し、このスラスト軸受部材をハウジング
に設けた円筒状孔の端部に圧入して嵌合する構成として
いるから、ハウジングのラジアル軸受面に対するスラス
ト軸受面の直角度およびハウジングの軸心に対するスラ
スト軸受面の同心度が高精度になる。したがって、この
発明によれば、信頼性の高いスラスト軸受を備える動圧
形軸受の製造方法が得られる。

また、この発明によれば、スラスト軸受部材はチャッ
クされた軸状部材に一連の加工工程を施すだけで製造す
ることができ、ハウジングにはスラスト軸受部材を取り
付けるための特別な精密加工を施す必要がなくなるか
ら、加工コストが従来のハウジングよりも低下し、安価
に製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法によって製造された動圧形軸受
の組付け状態を示す縦断側面図、第２図（ａ），（ｂ）
は第１図のスラスト軸受面を示す平面図、第３図はスラ
スト軸受部材の製造工程図、第４図は従来の動圧形軸受
の組付け状態を示す縦断側面図、第５図は第４図のスラ
スト軸受面を示す平面図である。 図中、10はハウジング、12は円筒状孔、20はスラスト軸
受部材、21はスラスト軸受面、22は動圧発生用溝、50は
軸状部材、52は軸状部材の一方の端部、53,54はそれぞ
れ外径面，端面、55は盛り上がり部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸状部材をチャックした状態で保持して、
   軸状部材の一方の端部の外径面とこの端部の端面とを切
   削加工して外径面に対して端面を垂直にする工程と、切
   削加工された端面に動圧発生用溝を加工する工程と、こ
   の端面を切削加工して動圧発生用溝の周辺の盛り上がり
   部を除去する工程と、軸状部材の一方の端部を突切り加
   工により軸状部材から分離する工程とを順次行ってスラ
   スト軸受部材を製造し、このスラスト軸受部材の動圧発
   生用溝が加工された端面側を、ハウジングに設けた円筒
   状孔に向けて、前記スラスト軸受部材を円筒状孔の一方
   の端部に圧入して嵌合することを特徴とする動圧発生用
   軸受の製造方法。