JP2001341002A - 動圧型軸受部品の製造方法および製造装置 - Google Patents

動圧型軸受部品の製造方法および製造装置

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JP2001341002A
JP2001341002A JP2000165498A JP2000165498A JP2001341002A JP 2001341002 A JP2001341002 A JP 2001341002A JP 2000165498 A JP2000165498 A JP 2000165498A JP 2000165498 A JP2000165498 A JP 2000165498A JP 2001341002 A JP2001341002 A JP 2001341002A
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cylindrical space
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Toshikazu Shogase
寿和 勝賀瀬
Yasuo Akiyama
靖雄 秋山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに直交する第一の面と第二の面にそれぞ
れラジアル軸受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧溝を
形成した動圧型軸受部品の製造方法であって、特に、同
心精度の良い動圧溝をを有する軸受部品を提供する。 【解決手段】 回転駆動されるチャックに加工材2を固
定した状態で、円筒状の空間15とその円筒状空間15
に連続して前記円筒状空間15より径大の円盤状空間1
3,14を同軸的に形成する工程と、前記円筒状空間1
5の側壁に第一のバイト4により前記ラジアル軸受用の
動圧溝16を形成する工程と、前記円筒状空間15の側
壁に直交する前記円盤状空間13,14の底面に第二の
バイト5および第三のバイト6により前記スラスト軸受
用の動圧溝17,18を形成する工程と、前記加工材よ
り前記円筒状空間15および円盤状空間13,14を含
む部分を切り離して動圧型軸受部品を得る工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円盤状記録媒体を
回転駆動させるディスク駆動装置や精密加工機等に使用
される動圧型流体軸受装置に用いられる動圧溝を有する
軸受部品の製造方法および製造装置に関するものであ
り、特に、互いに直交する第一の面と第二の面にそれぞ
れラジアル軸受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧溝を
形成した動圧型軸受部品の加工精度および軸受性能を向
上させとするものである。
【0002】
【従来の技術】動圧溝を有した軸受部品の加工において
は、従来、複数台の加工装置が使用され、軸受部分及び
その他加工部分は複数回の位置決めを行い2工程以上の
工程を踏んで加工されている。又、動圧型軸受の溝加工
においては、特表平10−502584号公報に示すよ
うに、工作機械と工具微動装置を使用し、部品の回転速
度と工具微少送り装置を相対的に変化させて、動圧型軸
受部品の溝形状を精密に切削加工を行なう装置及び方法
が存在する。以下に従来の製造方法について図2、図3
を用いて説明する。
【0003】図2は従来の動圧溝の加工装置のシステム
構成図であり、1は図示のない駆動源により回転駆動す
る主軸である。その主軸1にはチャック装置24が取付
けられており、このチャック装置24には動圧溝が加工
されるために、他の装置により予め所定の外形形状に切
削された被加工部品12が着脱可能に固着されている。
3は移動テーブルであり、駆動源(図示せず)により矢
印X方向(前記主軸1の軸方向)、及びY方向(前記主
軸1の軸に直角方向)に可逆的に移動可能に構成されて
いる。この移動テーブル3の上には前記X方向に振動さ
せる振動装置9が固定されており、その上にはバイト6
が取付けられている。振動装置9は駆動信号発生器10
の出力パルスの周期に応じてバイト6を振動させるよう
に構成されている。11は前記主軸1の回転速度、移動
テーブル3のYおよびXの移動方向、距離、速度、駆動
信号発生器10の出力パルスの周期などを制御する制御
装置である。図3は、被加工物12に所定の動圧溝が形
成された軸受部品を示すもので、(a)は左側面図、
(b)は断面図、(c)は右側面図である。すなわち、
被加工物12は円柱状体の中心軸上の両端部に径大の円
盤状空間13と14が形成され、その両円盤状空間1
3,14の間に径小の円筒状空間15が同軸的に形成さ
れており、その被加工物12の中央の円筒状空間15の
側壁には図3(b)に示すように所定の動圧溝16が形
成されている。また、その中央の円筒状空間15の両端
に連続して同軸的に形成された径大の円盤状空間13,
14の底面、すなわち、前記中央の円筒状空間15の側
壁に直交する面13a、14aには、それぞれ図11
(a)、(c)に示すように所定の動圧溝17,18が
形成されている。次に、こうような軸受部品の従来の加
工方法について説明する。まず、他の工作機械により、
円柱状体の中心軸上に、前述の連続した空間13,1
5,14が形成された被加工物12を作成し、これを図
2のチャック24に被加工物12の前記面13aが前面
にくるように固定する。そして、主軸1を所定の速度で
回転させ、加工部品12を回転させる。次に、加工進行
方向26の方向に移動テーブル3を移動させながら振動
装置9と駆動信号発生器10を制御装置11にて前記の
バイト6の先端を所定の周期で振動させることにより、
図3(a)の動圧溝17を加工することができる。その
後、その被加工物12を、チャック24より取外し、前
記面14aが前方に位置するように再度チャック24に
取付ける。そして前述と同様にして、バイト6により、
面14aに図3(c)の動圧溝18を加工する。次に、
図2のシステム構成図と同様な構成よりなる装置(ただ
し、図2と異なり、バイト6の先端はY方向に向いてお
り、かつ、バイトの先端を図2のY方向に振動せしめる
よう構成されている。)のチャック24にこの被加工物
12を取付ける。
【0004】そして、このバイト6をY方向に振動せし
めながらX方向に移動せしめて、中央の円筒状空間15
の側壁には図3(b)に示すように所定の動圧溝16を
形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は複
数の面に動圧溝を有した軸受部品の加工において、被加
工物を複数回の位置決めを行っていたため、周知の通り
加工精度、特に、同心精度が悪化し、同心ズレ量も安定
しない問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の動圧型軸受部品の製造方法および製造装置
は、互いに直交する第一の面と第二の面にそれぞれラジ
アル軸受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧溝を形成し
た動圧型軸受部品の製造にあたり、前記第一および第二
の面の形成ならびにその第一と第二の面へのラジアル軸
受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧溝の形成を、1チ
ャックで切削加工することを特徴としたものであり、例
えば、棒状の軸受材料から複数回の位置決めを行うこと
なく、動圧型軸受部品が得られるため、特に、動圧溝の
同心精度を向上さすことが出来るものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の動圧型
軸受部品の製造方法は、互いに直交する第一の面と第二
の面にそれぞれラジアル軸受用の動圧溝とスラスト軸受
用の動圧溝を形成した動圧型軸受部品の製造方法であっ
て、回転駆動されるチャックに固定された加工材に、円
筒状の空間とその円筒状空間に連続して前記円筒状空間
より径大の円盤状空間を同軸的に形成する工程と、前記
チャックに固定された状態で前記円筒状空間の側壁に第
一のバイトを振動させながら前記ラジアル軸受用の動圧
溝を形成する工程と、前記チャックに固定された状態で
前記円筒状空間の側壁に直交する前記円盤状空間の底面
に第二のバイトを振動させながら前記スラスト軸受用の
動圧溝を形成する工程と、前記チャックに固定された状
態で前記加工材より前記円筒状空間および円盤状空間を
含む部分を切り離して動圧型軸受け部品を得る工程とを
有する動圧型軸受部品の製造方法であり、例えば、棒状
の軸受材料から複数回の位置決めを行うことなく、1チ
ャックで動圧型軸受部品が得られるため、特に、動圧溝
の同心精度を向上さすことが出来るものである。次に、
本発明の請求項2に記載された動圧型軸受部品の製造方
法は、前記円盤状空間は前記円筒状空間の両側にそれぞ
れ形成されており、前記チャックに固定された状態で、
一方の円盤状空間の前記円筒状空間の側壁に直交する底
面に第二のバイトを振動させながら前記スラスト軸受用
の動圧溝を形成し、他方の円盤状空間の前記円筒状空間
の側壁に直交する底面に第三のバイトを振動させながら
前記スラスト軸受用の動圧溝を形成することを特徴とす
る請求項1記載の動圧型軸受部品の製造方法であり、ラ
ジアル軸受用の動圧溝と2つのスラスト軸受用の動圧溝
を有する動圧型軸受部品が、1チャックで切削加工され
るため、特に、動圧溝の同心精度を向上さすことが出来
るものである。次に、本発明の請求項3に記載された動
圧型軸受部品の製造方法は、前記第一のバイトと第二の
バイトの先端がそれぞれ平担であることを特徴とする請
求項1記載の動圧型軸受部品の製造方法であり、動圧溝
を形成するバイトの先端が平担であることから形成され
た動圧溝の底面もより平担化され、動圧溝の微細化に伴
うことによる動圧溝底の表面状態が流体の流れに影響す
ることのない動圧溝底の表面状態を持った動圧型軸受部
品が得られるものである。次に、本発明の請求項4に記
載された動圧型軸受部品の製造装置は、互いに直交する
第一の面と第二の面にそれぞれラジアル軸受用の動圧溝
とスラスト軸受用の動圧溝を形成した動圧型軸受部品の
製造装置であって、加工材を固定される回転駆動可能な
チャックと、そのチャックに固定された前記加工材に円
筒状の空間とその円筒状空間に連続して前記円筒状空間
より径大の円盤状空間を同軸的に形成する複数のバイト
と、前記チャックに固定された状態で前記円筒状空間の
側壁に振動させながら前記ラジアル軸受用の動圧溝を形
成する第一のバイトと、前記チャックに固定された状態
で前記円筒状空間の側壁に直交する前記円盤状空間の底
面に振動させながら前記スラスト軸受用の動圧溝を形成
する第二のバイトと、前記チャックに固定された状態で
前記加工材より前記円筒状空間および円盤状空間を含む
部分を切り離して動圧型軸受部品を得るバイトとを有す
る動圧型軸受部品の製造装置であり、例えば、棒状の軸
受材料から複数回の位置決めを行うことなく、1チャッ
クで動圧型軸受部品が得られるため、特に、動圧溝の同
心精度を向上さすことが出来るものである。次に、本発
明の請求項5に記載された動圧型軸受部品の製造装置は
前記第一のバイトと第二のバイトの先端がそれぞれ平担
であることを特徴とする請求項4記載の動圧型軸受け部
品の製造装置であり、動圧溝を形成するバイトの先端が
平担であることから形成された動圧溝の底面もより平担
化され、動圧溝の微細化に伴うことによる動圧溝底の表
面状態が流体の流れに影響することのない動圧溝底の表
面状態を持った動圧型軸受部品が得られるものである。
【0008】(実施の形態)以下に、本発明の請求項1
ないし請求項5に記載された発明の実施の形態につい
て、図1および図5を用いて説明する。図1は本発明の
実施の形態における動圧溝の製造装置のシステム構成図
であり、図3に示す所定の動圧溝が形成された軸受部品
を作成する場合について説明する。なお、従来の技術で
説明したものと類似な機能部品には同一の符号を付して
いる。
【0009】図1において、1は駆動源(図示せず)に
より回転駆動する主軸である。その主軸1にはチャック
装置が取り付けられており、被加工材である棒状材料2
が固着されている。3は移動テーブルであり、駆動源
(図示せず)により矢印X、及びY方向に可逆的に移動
可能に構成されている。
【0010】この移動テーブル3の上には、図3の動圧
溝16を形成するためのバイト4とこのバイト4を前記
Y方向に振動させる振動装置9aが固定されており、こ
の振動装置9aは駆動信号発生器10aの出力パルスの
周期に応じて前記バイト4を振動させるように構成され
ている。
【0011】5は図3の動圧溝17を形成するためのバ
イトであり、移動テーブル3の上に固定された振動装置
9bに固定されており、この駆動装置9bは駆動信号発
生器10bの出力パルスの周期に応じて前記バイト5を
X方向に振動させるように構成されている。
【0012】6は図11の動圧溝18を形成するための
バイトであり、移動テーブル3の上に固定された振動装
置9cに固定されており、この駆動装置9cは駆動信号
発生器10cの出力パルスの周期に応じて前記バイト6
をX方向に振動させるように構成されている。
【0013】11は前記主軸1の回転速度、移動テーブ
ル3のYおよびXの移動方向、距離、速度並びに駆動信
号発生器10a,10b,10cの出力パルスの周期な
どを制御する制御装置である。前記振動装置9a,9
b,9cを除いてバイト5、バイト6、バイト4を直接
移動テーブル3の上に取り付けると従来のNC旋削装置
と同様な構成である。なお、バイト7、及びバイト8は
本発明による動圧溝部以外を加工する為の従来のNC旋
削用のバイトである。
【0014】以上のように構成された装置により、動圧
型軸受部品スリーブの動圧溝の加工手順について、以下
説明する。まず、主軸1を所定の速度で回転させ、棒状
材料2を回転させる。この状態で移動テーブル3を移動
させ前記バイト7をはじめとする他の切削工具(図示し
ないものもある)により、図2に示すように棒状材料の
一端部の中心軸上に、前述の連続した円盤状空間14,
円筒状空間15および円盤状空間13を形成する。この
状態から主軸1を所定の回転速度とし、前記のバイト4
の先端を図2の円筒状空間15の側壁の加工開始点まで
移動テーブル3により移動させる。しかる後に、移動テ
ーブル3を所定の速度でX方向に移動させながら前記駆
動信号発生器10aを主軸1の回転周期の非正数倍の周
期の出力パルスが得られるように制御し振動装置9aに
よりバイト4を主軸1の回転同期の非正数倍の周期でY
方向に移動させて切削すると、円筒状空間15の側壁に
16のような動圧溝が得られる。
【0015】続いて、前記バイト5での動圧溝の加工方
法を説明する。前記バイト4での動圧溝の加工方法と同
様にバイト5の先端を被加工物の13a面の加工開始位
置まで移動テーブル3により移動させる。
【0016】この状態から主軸1を所定の回転速度と
し、しかる後に移動テーブル3を所定の速度でY方向に
移動させながら前記駆動信号発生器10bを主軸1の回
転周期の非正数倍の周期の出力パルスが得られるように
制御し、振動装置9bによりバイト5を主軸1の回転周
期の非正数倍の周期でX方向に移動させながら切削し、
更に加工の途中にバイト5の振動周期を変化させながら
切削すると、面13aに17のような動圧溝形状が得ら
れる。
【0017】続いて、前記バイト6での動圧溝の加工方
法を説明する。バイト6の先端を被加工物の14a面の
加工開始位置まで移動テーブル3により移動し、しかる
後に、移動テーブル3を所定の速度でY方向に移動させ
ながら前記駆動信号発生器10cを主軸1の回転周期の
非正数倍の周期の出力パルスが得られるように制御し、
振動装置9cによりバイト6を主軸1の回転周期の非正
数倍の周期でX方向に移動させながら切削し、更に加工
の途中にバイト5の振動周期を変化させながら切削する
と、面14aに18のような動圧溝形状が得られる。
【0018】最後に前記バイト8により棒状材料2から
動圧溝が形成された前記円筒状空間および円盤状空間を
含む部分を切削により切り離すことで、全ての面が1チ
ャックで切削された軸受部品を得ることが出来る。次
に、加工された動圧溝の底面形状について説明する。ま
ず、従来の図4(b)に示すような刃先Rバイトにより
前記動圧溝の加工を実施すると、図4(a)に模式的に
示すように、溝底の切削面の状態は微少ではあるが滑ら
かに切削するこが出来ないが、本実施の形態において
は、図5(b)に示す刃先が平坦なバイトにより動圧溝
の加工を行っているので、図5(a)に示すように刃先
の形状が加工面に転写され、動圧軸受部品スリーブの動
圧溝の底部の形状を流体が滑らかに移動できる平滑状と
することができる。この結果、超薄型の動圧軸受けの動
圧溝の微細化に伴うことによる動圧溝底の表面状態が流
体の流れに影響することのない平滑状な動圧溝底の表面
状態を確保することが可能となる。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明の動圧型軸受部品
の製造方法および製造装置によれば、例えば、棒状の軸
受け材料から複数回の位置決めを行うことなく、1チャ
ックで動圧型軸受部品が得られるため、特に、動圧溝の
同心精度を向上さすことが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による動圧型軸受部品の
製造装置のシステム構成を示す平面図
【図2】従来の動圧型軸受部品の製造装置のシステム構
成を示す平面図
【図3】動圧型軸受部品の一例を示す左側面図、断面図
および右側面図
【図4】刃先Rバイトにより加工された動圧溝底断面を
模式的に示す断面図および刃先Rバイトの先端を示す側
面図
【図5】刃先平坦バイトにより加工された動圧溝底断面
を模式的に示す断面図および刃先平坦バイトの先端を示
す側面図
【符号の説明】
1 主軸 2 棒状材料 3 移動テーブル 4 動圧溝加工用バイト 5 動圧溝加工用バイト 6 動圧溝加工用バイト 7 旋削用バイト 8 部品切離し用バイト 9a,9b,9c 振動装置 10a,10b,10c 駆動信号発生器 11 制御装置 12 被加工物 13、14 円盤状空間 15 円筒状空間 16 ラジアル軸受用動圧溝 17、18 スラスト軸受用動圧溝 24 チャック装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直交する第一の面と第二の面にそ
    れぞれラジアル軸受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧
    溝を形成した動圧型軸受部品の製造方法であって、回転
    駆動されるチャックに固定された加工材に、円筒状の空
    間とその円筒状空間に連続して前記円筒状空間より径大
    の円盤状空間を同軸的に形成する工程と、前記チャック
    に固定された状態で前記円筒状空間の側壁に第一のバイ
    トを振動させながら前記ラジアル軸受用の動圧溝を形成
    する工程と、前記チャックに固定された状態で前記円筒
    状空間の側壁に直交する前記円盤状空間の底面に第二の
    バイトを振動させながら前記スラスト軸受用の動圧溝を
    形成する工程と、前記チャックに固定された状態で前記
    加工材より前記円筒状空間および円盤状空間を含む部分
    を切り離して動圧型軸受部品を得る工程とを有する動圧
    型軸受部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記円盤状空間は前記円筒状空間の両側
    にそれぞれ形成されており、前記チャックに固定された
    状態で、一方の円盤状空間の前記円筒状空間の側壁に直
    交する底面に第二のバイトを振動させながら前記スラス
    ト軸受用の動圧溝を形成し、他方の円盤状空間の前記円
    筒状空間の側壁に直交する底面に第三のバイトを振動さ
    せながら前記スラスト軸受用の動圧溝を形成することを
    特徴とする請求項1記載の動圧型軸受部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第一のバイトと第二のバイトの先端
    がそれぞれ平坦であることを特徴とする請求項1記載の
    動圧型軸受部品の製造方法。
  4. 【請求項4】 互いに直交する第一の面と第二の面にそ
    れぞれラジアル軸受用の動圧溝とスラスト軸受用の動圧
    溝を形成した動圧型軸受部品の製造装置であって、加工
    材が固定される回転駆動可能なチャックと、そのチャッ
    クに固定された前記加工材に円筒状の空間とその円筒状
    空間に連続して前記円筒状空間より径大の円盤状空間を
    同軸的に形成する複数のバイトと、前記チャックに固定
    された状態で前記円筒状空間の側壁に振動させながら前
    記ラジアル軸受用の動圧溝を形成する第一のバイトと、
    前記チャックに固定された状態で前記円筒状空間の側壁
    に直交する前記円盤状空間の底面に振動させながら前記
    スラスト軸受用の動圧溝を形成する第二のバイトと、前
    記チャックに固定された状態で前記加工材より前記円筒
    状空間および円盤状空間を含む部分を切り離して動圧型
    軸受け部品を得るバイトとを有する動圧型軸受部品の製
    造装置。
  5. 【請求項5】 前記第一のバイトと第二のバイトの先端
    がそれぞれ平坦であることを特徴とする請求項4記載の
    動圧型軸受部品の製造装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008038989A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Tokai Univ 溝付き動圧スラスト気体軸受およびその製造方法
JP2012121122A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Toshiba Mach Co Ltd 粗面加工システム及び粗面加工方法
US9422974B2 (en) 2014-12-01 2016-08-23 Nidec Corporation Fluid bearing apparatus including dynamic pressure grooves with striations, spindle motor, and disk drive apparatus

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