JP2007247806A - Method for forming hydrodynamic pressure generating portion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動圧軸受装置に使用する軸部材の外周および端面に設けられる動圧発生部の形成方法に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a dynamic pressure generating portion provided on an outer periphery and an end surface of a shaft member used in a dynamic pressure bearing device.
動圧軸受装置は、軸部材と、軸部材の外周に位置する軸受部材の相対回転により軸受隙間に生じた潤滑油の動圧作用で圧力を発生させ、この圧力で軸部材を非接触支持する軸受装置である。この動圧軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を備えるものであり、近年ではその特徴を活かして、情報機器、例えばHDD、FDD等の磁気ディスク装置、CD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク装置、MD、MO等の光磁気ディスク装置などのスピンドルモータ用の軸受、レーザービームプリンタ(LBP)のポリゴンスキャナモータ用の軸受、あるいは電気機器、例えばプロジェクタのカラーホイール、軸流ファンなどの小型モータ用の軸受として、その用途を拡大しつつある。 The hydrodynamic bearing device generates pressure by the dynamic pressure action of the lubricating oil generated in the bearing gap by the relative rotation of the shaft member and the bearing member located on the outer periphery of the shaft member, and the shaft member is supported in a non-contact manner by this pressure. It is a bearing device. This hydrodynamic bearing device has characteristics such as high-speed rotation, high rotation accuracy, and low noise. Recently, by utilizing the characteristics, information devices such as magnetic disk devices such as HDD and FDD, CD-ROM, Bearings for spindle motors such as optical disk devices such as CD-R / RW and DVD-ROM / RAM, magneto-optical disk devices such as MD and MO, bearings for polygon scanner motors of laser beam printers (LBP), or electrical equipment The application is expanding as a bearing for a small motor such as a color wheel of a projector, an axial fan, or the like.
この種の動圧軸受装置では、例えば軸部材の外周面に、ヘリングボーン形状やスパイラル形状等に配列した動圧溝が形成される。この特殊かつ複雑な形状の動圧発生部を精度良く形成するための方法として、以下に述べる方法が知られている。 In this type of hydrodynamic bearing device, for example, hydrodynamic grooves arranged in a herringbone shape, a spiral shape, or the like are formed on the outer peripheral surface of the shaft member. The following method is known as a method for accurately forming the dynamic pressure generating portion having a special and complicated shape.
(1)軸部材の素材表面にマスキングのための皮膜を形成し、レーザー光により前記皮膜の動圧溝に対応する部分を除去した後、エッチング処理、皮膜除去作業を経て動圧溝を形成する(例えば、特許文献1参照)。 (1) A film for masking is formed on the surface of the shaft member, and after removing a portion corresponding to the dynamic pressure groove of the film with a laser beam, the dynamic pressure groove is formed through an etching process and a film removal operation. (For example, refer to Patent Document 1).
(2)動圧溝形状に対応する印刷型を、軸部材の素材外周面と接触させながら軸部材の回転に応じて移動させることにより、軸部材の素材外周に動圧溝以外の部分を耐食インクで印刷すると共に、軸部材の印刷型との接触部以外の位置に光線を照射してインクを硬化させる。その後、非印刷部のエッチング処理、印刷部の除去作業を行い、動圧溝を形成する(例えば、特許文献2参照)。
上記(1)の動圧発生部形成方法によれば、有機バインダ(インク)からなる皮膜層を動圧発生部形成領域全面にわたって形成した後、レーザー光による動圧溝形成のための皮膜除去(パターニング)が必要となるため、インク使用量と形成工程が増加し、かつレーザー光照射設備が必要となるため、高コスト化するとともに高額投資が必要となる。 According to the method for forming a dynamic pressure generating part of (1) above, after a film layer made of an organic binder (ink) is formed over the entire surface of the dynamic pressure generating part forming area, the film removal for forming a dynamic pressure groove by laser light ( Patterning), the amount of ink used and the formation process increase, and a laser beam irradiation facility is required, which increases costs and requires a large investment.
一方、上記(2)の方法によれば、印刷型が軸部材の外周面と接触して移動するため、接触部での摩耗が生じやすく、量産時には印刷型の摩耗や変形等による印刷精度の低下が懸念される。さらにインク供給装置から供給された耐食インクは、印刷型を経て軸部材の外周面に到達し、さらにスキージにより圧迫されて軸部材外周面に定着するから、溝形成に関与しない余分な耐食インクが必要であり、高価な耐食インクの使用量が増して不経済である。また、動圧溝および素材形状に対応した印刷型が必要となるため、近年の多種多様な要求に対応しづらい。 On the other hand, according to the above method (2), since the printing mold moves in contact with the outer peripheral surface of the shaft member, wear at the contact portion is likely to occur, and in mass production, the printing accuracy due to wear or deformation of the printing mold is increased. There is concern about the decline. Furthermore, the corrosion-resistant ink supplied from the ink supply device reaches the outer peripheral surface of the shaft member through the printing die, and is further compressed by the squeegee to be fixed on the outer peripheral surface of the shaft member. This is uneconomical due to the increased use of expensive anticorrosive inks. In addition, since a printing mold corresponding to the dynamic pressure groove and the material shape is required, it is difficult to meet various recent demands.
本発明の課題は、動圧溝を始めとする、動圧作用を発生させるための動圧発生部の形成工程を簡略化して、その加工コストの低減を図ることである。 An object of the present invention is to simplify the process of forming a dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action including a dynamic pressure groove, and to reduce the processing cost.
上記課題を解決するため、本発明では、軸部材の表面に、軸受隙間に動圧作用を発生させるための動圧発生部を形成するに際し、軸部材の素材表面にインクを供給して、微量インクの集合体で動圧発生部の形状に対応したマスキングパターンを形成し、非マスク部の素材表面を化学エッチングで表面粗さRa0.3以内となるように除去し、その後、マスキングパターンを除去することを特徴とする動圧発生部の形成方法を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, when forming a dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action in the bearing gap on the surface of the shaft member, ink is supplied to the material surface of the shaft member, A masking pattern corresponding to the shape of the dynamic pressure generating part is formed with the aggregate of ink, and the material surface of the non-masking part is removed by chemical etching so that the surface roughness is within Ra 0.3, and then the masking pattern is removed. A method for forming a dynamic pressure generating portion is provided.
この方法によれば、高精度のマスキングパターン形成が可能となる一方、ノズルと素材表面が非接触となるので、従来方法で問題となる接触部での摩耗による精度低下を回避することができる。また本方法ではスキージが不要で必要箇所にのみインクが使用されるので、インクはマスキングパターンの形成に関与するだけの使用量で足り、インクの使用量を削減することができる。さらには、印刷型や印刷型を保持するための保持部材や、従来別方法で必要であった素材表面を被覆する皮膜のマスキングパターン成形工程が不要であり、成形装置を簡略化することができ、低コスト化を図ることができる。 According to this method, a highly accurate masking pattern can be formed, while the nozzle and the surface of the material are not in contact with each other, so that a decrease in accuracy due to wear at the contact portion, which is a problem in the conventional method, can be avoided. Further, since this method does not require a squeegee and ink is used only at a necessary location, the amount of ink used is sufficient to contribute to the formation of the masking pattern, and the amount of ink used can be reduced. Furthermore, there is no need for a printing mold, a holding member for holding the printing mold, or a masking pattern molding process for a film covering the surface of a material, which has been necessary in conventional methods, and the molding apparatus can be simplified. Cost reduction can be achieved.
非マスク部の素材表面を化学エッチングで除去する際、エッチング進行中の除去部分の表面粗さは略一定に維持される。除去部分の表面粗さ(JIS B0601に規定の中心線平均粗さ)がRa0.3以内となるようにエッチングを行えば、例えば回転槽や振動槽内に多量の軸部材を収容して同時にエッチングする場合でも、除去部分のエッジがマスクを削ってそのマスキング機能を低下させるような事態を防止することができる。これにより軸部材の大量エッチングが可能となり、軸部材の製作コストの低減を図ることができる。また、Ra0.3以内であれば、軸受の使用時も、動圧発生部の底部分が、これと対向する相手部材に接触して傷付けるような事態を回避でき、所定の動圧効果が安定して得られる。 When the material surface of the non-mask portion is removed by chemical etching, the surface roughness of the removed portion during the etching is maintained substantially constant. If etching is performed so that the surface roughness of the removed portion (centerline average roughness specified in JIS B0601) is within Ra0.3, for example, a large amount of shaft members are accommodated in a rotating tank or a vibrating tank and etched simultaneously. Even in this case, it is possible to prevent a situation in which the edge of the removed portion scrapes the mask and lowers its masking function. As a result, the shaft member can be etched in a large amount, and the production cost of the shaft member can be reduced. Moreover, if it is within Ra0.3, even when the bearing is used, it is possible to avoid a situation in which the bottom portion of the dynamic pressure generating portion comes into contact with and damages the opposing member facing it, and the predetermined dynamic pressure effect is stable. Is obtained.
Ra0.3以下の表面粗さは、エッチング液として塩化第二鉄の46±2Be’溶液を使用することにより得ることができる。 A surface roughness of Ra 0.3 or less can be obtained by using a 46 ± 2 Be ′ solution of ferric chloride as an etching solution.
マスキングパターンを形成するインクには、種々のエネルギー付加により硬化する樹脂が使用できるが、コスト面や作業環境等を考慮すると、光硬化性樹脂を使用し、光線の照射によりこの樹脂を硬化させるのが好ましい。光硬化性樹脂としては、紫外線硬化樹脂や赤外線硬化樹脂の他、可視光硬化樹脂なども使用することができるが、低コストでかつ短時間で硬化可能な紫外線硬化樹脂が特に好ましい。 For the ink that forms the masking pattern, a resin that can be cured by applying various energy can be used. However, considering the cost and work environment, a photo-curable resin is used, and this resin is cured by irradiation with light. Is preferred. As the photocurable resin, a visible light curable resin and the like can be used in addition to the ultraviolet curable resin and the infrared curable resin, but an ultraviolet curable resin that can be cured at a low cost and in a short time is particularly preferable.
以上に述べた動圧発生部の形成方法は、軸部材の外周のみならず、軸部材の端面に動圧
発生部を形成する際にも適用することができる。
The method for forming the dynamic pressure generating portion described above can be applied not only when forming the dynamic pressure generating portion on the end surface of the shaft member but also on the outer periphery of the shaft member.
本発明によれば、動圧発生部の形成工程を簡略化して、その加工コストの低減を図ることができる。また、大量エッチング処理が可能となるので、軸部材の製造コストを低減して流体軸受装置の低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, the forming process of the dynamic pressure generating portion can be simplified, and the processing cost can be reduced. In addition, since a large amount of etching can be performed, the manufacturing cost of the shaft member can be reduced and the cost of the hydrodynamic bearing device can be reduced.
以下、本発明方法の実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明方法は、素材表面にマスキングパターンを形成する第1工程と、非マスク部を化学エッチングにより除去する第2工程と、マスキングパターンを除去する第3工程とからなる。 The method of the present invention comprises a first step of forming a masking pattern on the surface of the material, a second step of removing the non-mask portion by chemical etching, and a third step of removing the masking pattern.
図1は、第1工程を示すもので、軸部材2(図6参照)を構成する軸部2aの素材2a’の外周に樹脂組成物を供給してマスキングパターンを形成する装置、ここではインクジェット方式の印刷装置の概要を示すものである。素材2a’はステンレス鋼等の金属材料で形成される。図示のように、この印刷装置は、回転駆動される素材2a’の外周面2a1と対向させた一又は複数のノズルヘッド10と、ノズルヘッド10に対してその円周方向位置を異ならせて配置した硬化部3とを主要な構成要素とする。ノズルヘッド10には、微小液滴状態のインク12を吐出する複数のノズル14が軸方向に配設されている。インク12は、耐エッチング性を有するもので、例えば光硬化性インク、好ましくは紫外線硬化樹脂をベース樹脂とする紫外線硬化インクが使用される。必要に応じて適当な割合で有機溶媒を配合される。硬化部3は、樹脂組成物を硬化させるための光を照射する光源で、例えば紫外線ランプが使用される。
FIG. 1 shows the first step, and an apparatus for forming a masking pattern by supplying a resin composition to the outer periphery of a
紫外線硬化インクのベース樹脂としては、例えばラジカル重合性モノマーやラジカル重合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーの他、イミドアクリレート、あるいは環状ポリエン化合物やポリチオール化合物に代表されるエン・チオール化合物が挙げられるが、この中でもラジカル重合性モノマーやラジカル重合性オリゴマー、カチオン重合系モノマーを好ましく使用することができる。ラジカル重合性モノマーとしては、例えば単官能、2官能あるいは多官能のアクリレート系モノマーや、メタクリレート系モノマーが使用でき、ラジカル重合性モノマーとしては、例えばウレタンアクリレートや、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、あるいは不飽和ポリエステルなどが使用できる。また、カチオン重合系モノマーとしては、例えばビスフェノールA系エポキシ樹脂や、フェノールノボラックエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂の他、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、3−エチル−3−(2−エチルへキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−{[3−(トリエトキシシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン等のオキセタン樹脂が使用できる。これら紫外線硬化樹脂は、単体で使用する他、2種類以上を混合したものをベース樹脂として使用することもできる。 Examples of the base resin of the ultraviolet curable ink include radical polymerizable monomers, radical polymerizable oligomers, cationic polymerization monomers, imide acrylates, and ene / thiol compounds represented by cyclic polyene compounds and polythiol compounds. Among these, radical polymerizable monomers, radical polymerizable oligomers, and cationic polymerization monomers can be preferably used. As the radical polymerizable monomer, for example, a monofunctional, bifunctional or polyfunctional acrylate monomer or methacrylate monomer can be used, and as the radical polymerizable monomer, for example, urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate, or unsaturated. Polyester can be used. Examples of the cationic polymerization monomer include bisphenol A epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, alicyclic epoxy resin, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis {[(3- Ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl} benzene, 3-ethyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3-ethyl-3- (2-ethylhexyl) Oxetane resins such as siloxymethyl) oxetane and 3-ethyl-3-{[3- (triethoxysilyl) propoxy] methyl} oxetane can be used. These ultraviolet curable resins can be used alone, or a mixture of two or more types can be used as the base resin.
これらベース樹脂には、紫外線照射により重合反応を起こさせるためのラジカル系光重合開始剤や、カチオン系光重合開始剤等の光重合開始剤が配合される。ラジカル系光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノンや、オルソベンゾイン安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4‘−メチルジフェニルサルファイド、ベンゾフェノンのアンモニウム塩、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、チオキサントンのアンモニウム塩に代表される水素引抜型の光重合系開始剤が使用でき、あるいはベンゾイン誘導体や、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキサイド、モノアシルホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、アクリルフェニルグリオキシレート、ジエトキシアセトフェノン、チタノセン化合物に代表される分子内開裂型の光重合開始剤が使用できる。また、カチオン系光重合開始剤としては、例えばトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートや、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート、SP−170やSP−150(共に旭電化(株)製)、FC−508やFC−512(共に3Mカンパニー社製)、UVE−1014(ゼネラルエレクトリックカンパニー社製)に例示されるポリアリールスルホニウム塩、Uvacure1590やUvacure1591(共にダイセル・ユーシービー社製)に例示されるトリアリルスルフォニュムヘキサフルオロフォスフェード塩の混合物、Irg−261(チバ・ガイギー社製)に例示されるメタロセン化合物、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートやP−ノニルフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、4,4‘−ジエトキシフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等のポリアリールヨードニウム塩が使用できる。これら光重合開始剤は、1種類であるいは2種類以上を組み合わせて使用することもできる。 These base resins are blended with a photopolymerization initiator such as a radical photopolymerization initiator for causing a polymerization reaction by ultraviolet irradiation or a cationic photopolymerization initiator. Examples of radical photopolymerization initiators include hydrogen represented by benzophenone, methyl orthobenzoin benzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, ammonium salt of benzophenone, isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, and ammonium salt of thioxanthone. Pull-out photopolymerization initiators can be used, or benzoin derivatives, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyalkylphenone, α-aminoalkylphenone, acylphosphine oxide, monoacylphosphine oxide, bisacylphosphine oxide, acrylphenylglycol Intramolecular cleavage type photopolymerization initiators typified by oxylate, diethoxyacetophenone and titanocene compounds can be used. Examples of the cationic photopolymerization initiator include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, SP-170 and SP-150 (both manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.), FC-508, Polyarylsulfonium salts exemplified by FC-512 (both manufactured by 3M Company), UVE-1014 (manufactured by General Electric Company), triallyl sulfone exemplified by Uvacure 1590 and Uvacure 1591 (both manufactured by Daicel UCB) Mixtures of muhexafluorophosphade salts, metallocene compounds exemplified by Irg-261 (Ciba Geigy), diphenyliodonium hexafluoroantimonate and P-nonylphenylphenyliodonium Kisa hexafluoroantimonate, poly aryl iodonium salts such as 4,4'-diethoxy-phenyl iodonium hexafluoroantimonate can be used. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
以上の例示では、インクとして紫外線硬化タイプを例示したが、熱硬化タイプのインクを使用することもできる。 In the above examples, the ultraviolet curable type is exemplified as the ink, but a thermosetting type ink can also be used.
支持部13にて素材2a’を両端支持しつつ回転させながらノズルヘッド10を軸方向に往復スライドさせ、ノズル14からインク12を吐出することにより、インク12の微小液滴が素材2a’の外周面2a1の所定位置に着弾する。この微小液滴が多数集合することで、素材2a’の外周面2a1にマスク部(マスカント)1aが形成され、このマスク部1aと非マスク部1bとでマスキングパターン1が形成される。マスキングパターン1の印刷は軸部材2の回転に伴って徐々に円周方向に進行する形で行われ、印刷部分が硬化部3の対向領域に達すると、紫外線の照射を受けたインク12が重合反応を起こして順次硬化する。最終的には、各ノズルからのインクの供給・停止を適宜切換えながら素材2a’を1〜数十回転させて、素材2a’の全周にマスキングパターン1を形成する。印刷したマスキングパターン1は、図2(a)に示すように、素材表面から盛り上がったマスク部1aと非マスク部1bとで凹凸断面を形成している。
The
図3は、同じく第1工程を示すもので、軸部材2を構成するフランジ部2bの素材2b’の上側端面2b1または下側端面2b2にマスキングパターンを形成するインクジェット方式の印刷装置の概要を示すものである(下側端面2b2に形成する場合は上側端面2b1に成形する場合と上下の差以外は全くの同様であるので、以下説明は省略する)。主要な構成要素は図1の印刷装置と同様であるが、異なる点としては、ノズルヘッド10および硬化部3が回転駆動される素材2b’の上側端面2b1と対向させて配置され、かつノズルヘッド10と硬化部3を上側端面2b1上で円周方向の位置を異ならせて配置した点である。
FIG. 3 also shows the first step, and shows an outline of an ink jet printing apparatus that forms a masking pattern on the upper end surface 2b1 or lower end surface 2b2 of the
以上に述べた印刷装置では、インク12の微小液滴の吐出を制御することで印刷後のインク膜厚およびマスキングパターンの形状を精度良く管理することができる。よって従来のように、パターン形成領域全面にわたりマスキング層を形成する場合と比較すると、インク12はマスキングパターン1の形成に関与するだけの使用量で足り、さらにレーザー等を用いるマスキングパターン形成工程が不要となり、印刷したマスキングパターン1をそのまま利用して、エッチング工程に移ることができるため、かかる製造コストを低減することができる。
In the printing apparatus described above, the ink film thickness after printing and the shape of the masking pattern can be accurately managed by controlling the ejection of the fine droplets of the
また、本発明によるマスキングパターンの形成方法では、従来の印刷機のように印刷型と軸部材2との接触部を持たないから、接触部での摩耗による印刷精度の低下を回避することができ、量産時にも安定してマスキングパターン精度を確保することができる。さらに印刷型や印刷型を保持するための印刷用スクリーン等が不要であり、かつ軸部材2の回転に応じて印刷型を移動させる機構も不要となるので、印刷装置の構造を簡素化することができる。また、上記と同様に、インク12はマスキングパターン1の形成に関与するだけの使用量で足りるので、スキージを必要とする従来装置に比べ、インク12の使用量を低減して低コスト化を図ることができる。
Further, in the masking pattern forming method according to the present invention, since there is no contact portion between the printing mold and the
なお、インク12の定着方式としては、上述のインクジェット方式のみならず、例えば電気泳動を利用して液滴を吐出する方法、いわゆるノズルレスタイプの液滴吐出方式、あるいはマイクロピペットを介してインク12を液滴の状態ではなく連続的に素材2a’の表面に吐出する方式、あるいは素材表面までの距離を短縮し、インク12を吐出と同時に定着面に接触させる方式などを使用することもできる。また、インクジェット印刷機の印刷方法は、連続(コンティニュアス)式、オンデマンド式の何れでもよい。
As a fixing method of the
上記第1工程でのマスキングパターンの形成後、素材2a’は第2工程に移送される。
After forming the masking pattern in the first step, the
図2(b)に示すように、第2工程では、外周面2a1の非マスク部1bの表面が化学エッチングにより規定の深さ分(数μm)だけ除去される。電解エッチングの場合、電解電源を必要とし、処理装置が高価かつ複雑なものとなるが、化学エッチングであればこれらの問題点を解消することができる。
As shown in FIG. 2B, in the second step, the surface of the
非マスク部1bをエッチングする際、エッチング進行中のエッチング面の表面粗さは略一定に保持される。この時のエッチング面の表面粗さがRa0.3以内であれば、例えばエッチングに際し、回転槽や振動槽内に多量の素材2a’を入れてバレル処理するような場合でも、エッチング面のエッジが他の素材2a’のマスク部1a削ってそのマスキング機能を低下させるような事態を防止することができる。これにより素材2a’の大量エッチングが可能となり、軸部材の製作コストのさらなる低減を図ることができる。また、Ra0.3以内であれば、軸受の使用時も、動圧発生部の底部分が、これと対向する相手部材に接触して傷付けるような事態を回避でき、所定の動圧効果が安定して得られる。Ra0.3以内の表面粗さは、エッチング液として、例えば比重40〜50Be’、望ましくは46±2Be’程度の塩化第二鉄溶液を使用することで得られる。
When etching the
最後に、素材2a’を第3工程に移送し、素材2a’の水洗後、マスク部1aをジクロロメタン溶液等の有機溶剤等で膨潤もしくは剥離等させて除去する。これにより、図2(c)に示すように、動圧溝Abと、動圧溝Abを区画形成する部分(区画部)Aaからなる動圧溝発生部Aが形成される。
Finally, the
なお、手順としては全くの同一であるため、詳細な説明は省略するが、図2(a)〜(c)に基づいて説明した上記と同様の手段で、フランジ部2bの素材2b’の上側端面2b1に、例えば図4に示すスパイラル形状に配列した動圧溝Bbおよび区画部Baからなる動圧発生部Bが形成され、さらに下側端面2b2に例えばスパイラル形状の動圧溝と区画部からなる動圧発生部C(図示省略)が形成される。なお、動圧発生部B、Cの何れか一方または双方は、プレス加工で成形することもできる。
Since the procedure is exactly the same, a detailed description is omitted, but the upper side of the
このようにして、動圧発生部A、B、Cを形成した軸部2aとフランジ部2bを圧入等の方法で一体化することにより図5および図6に示す軸部材2が得られる。この他、軸部2aの素材2a’とフランジ部2bの素材2b’を予め鍛造等で一体成形し、これを図1および図3に示す第1工程の印刷装置に順次供給してそれぞれマスキングパターンを形成した後、第2工程、さらに第3工程を経て軸部材2を形成することもできる。この場合、エッチング処理工程は、軸部2aとフランジ部2bで同時に行うことができるので、より一層効率的に動圧溝を形成することができる。
In this way, the
図5に、上記工程で製作された軸部材2を組み込んだ動圧軸受装置21の一構成例を示す。この動圧軸受装置21は、軸部材2と、スリーブ状の部分を有し、軸部2aをその内周に挿入可能な軸受部材7と、軸受部材7の一端側開口を封口する蓋部材8と、軸受部材7の他端側に位置し、動圧軸受装置21の内部を満たす潤滑油をシールするためのシール部9とを備えている。
FIG. 5 shows a configuration example of the hydrodynamic bearing device 21 in which the
軸受部材7は、略円筒状に形成され、その内周に軸部材2が挿入されている。図示例の軸受部材7は、スリーブ部7aとその上方のシール装着部7bと、その下方の封口部7cとで構成され、封口部7cの内周面7c1には軸受部材7とは別体の後述の蓋部材8が嵌合固定される。スリーブ部7aの円筒状の内周面7a1は、シール装着部7bの内周面7b1や封口部7cの内周面7c1よりも小径で、軸部材2の二つの動圧発生部Aと対向する。
The bearing
蓋部材8は、軸受部材7の一端開口部を封口する部材で、軸受部材7とは別体の有底略円筒形状に形成される。この蓋部材8は、円筒状の側部8aと側部8aの下端開口を封口する底部8bとを備え、図示例では側部8aと底部8bとは一体成形されている。蓋部材8は、例えば側部8aの内周面8a1を軸受部材7の封口部7cの内周面7c1に嵌合し、圧入、接着、溶着等の適宜の手段を施すことにより軸受部材7に固定される。蓋部材8の側部8aの上側端面8a2は、軸受部材7のスリーブ部7aの下側端面7a2と当接しており、これによってスラスト軸受隙間が規定幅に管理される。
The lid member 8 is a member that seals one end opening of the bearing
シール部9は、金属材料や樹脂材料で環状に形成される。シール部9は、この実施形態では、軸受部材7とは別体に形成され、軸受部材7の上端側に位置するシール装着部7bの内周面7b1に圧入、接着等の手段で固定される。シール部9の内周面9aは上方に向かうにつれてテーパ状に拡径しており、この内周面9aと、内周面9aに対向する軸部2aの外周面2a1との間には、上方に向かうにつれて半径方向寸法が漸次拡大する環状のシール空間Sが形成される。シール部9で密封された動圧軸受装置1の内部空間には、潤滑油が注油され、動圧軸受装置1内が潤滑油で満たされる。この状態では、潤滑油の油面はシール空間Sの範囲内に維持される。部品点数の削減および組立工数の削減のため、シール部9を軸受部材7と一体形成することもできる。
The
上記構成の動圧軸受装置21において、軸部材2を回転させると、軸部2aの外周面2a1に形成された動圧溝発生部Aとこれに対向する軸受部材7の内周面との間にラジアル軸受隙間が形成される。また、フランジ部2bの上側端面2b1に形成された動圧発生部Bと、これに対向する軸受部材7の下側端面7a2との間に第一のスラスト軸受隙間が形成され、フランジ部2bの下側端面2b2に形成された動圧発生部Cと、これに対向する蓋部材8の上側端面8b1との間に第2のスラスト軸受隙間が形成される。そして、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間に満たされた潤滑油に動圧作用が生じ、これにより、ラジアル軸受隙間には軸部材2をラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部R1、R2が形成され、スラスト軸受隙間には軸部材2をスラスト方向に非接触支持するスラスト軸受部T1、T2がそれぞれ形成される。
In the dynamic pressure bearing device 21 having the above-described configuration, when the
なお、動圧発生部B、Cの何れか一方又は双方を、フランジ部2bの両端面2b1、2b2に対向する部材、例えば軸受部材7の下側端面7a2や蓋部材8の上側端面8b1に形成することもできる。
One or both of the dynamic pressure generating parts B and C are formed on a member facing both end faces 2b1 and 2b2 of the
図6に上記軸部材2を使用した動圧軸受装置21の他の構成例を示す。この動圧軸受装置21が図5に示す第1構成例と大きく異なる点は、一部材であった軸受部材7が、ハウジング17と軸受スリーブ18の二部材で構成されている点である。軸受スリーブ18は、例えば含油焼結金属で円筒形状に形成される。ハウジング7は、例えば樹脂の射出成形で略円筒形状に成形され、その内周面に接着等の手段で軸受スリーブ18が固定される。軸部材2の回転時には、軸部材2の外周面2a1に形成された動圧発生部Aと、これに対向する軸受スリーブ18の内周面との間のラジアル軸受隙間にラジアル軸受部が形成される。この他の点については、同一構造であるため、同一符号を付与し、重複説明を省略する。
FIG. 6 shows another configuration example of the hydrodynamic bearing device 21 using the
以上の説明では、ラジアル軸受部R1、R2およびスラスト軸受部T1、T2を構成する動圧発生部として、例えばヘリングボーン形状やスパイラル形状に配列した複数の動圧溝を例示しているが、動圧発生部の構成はこれに限定されるものではない。ラジアル軸受部R1、R2として、例えば円周方向複数箇所で、ラジアル軸受隙間を円周方向の一方又は双方にくさび状に縮小させた形状とした、いわゆる多円弧軸受を用い、あるいは、軸方向に延びた動圧溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ軸受を用いることもできる。また、スラスト軸受部T1、T2として、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向等間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、いわゆる波型軸受(ステップ型が波型になったもの)等で構成することもできる。なお、図5および図6では、軸方向に離隔して二つのラジアル軸受部R1、R2を配置した場合を例示しているが、ラジアル軸受部の数は任意であり、一つあるいは三つ以上設けることもできる。 In the above description, the dynamic pressure generating portions constituting the radial bearing portions R1, R2 and the thrust bearing portions T1, T2 are exemplified by, for example, a plurality of dynamic pressure grooves arranged in a herringbone shape or a spiral shape. The configuration of the pressure generating unit is not limited to this. As the radial bearing portions R1, R2, for example, so-called multi-arc bearings in which the radial bearing gap is reduced in a wedge shape in one or both of the circumferential directions at a plurality of locations in the circumferential direction, or in the axial direction A so-called step bearing in which extended dynamic pressure grooves are formed at a plurality of locations in the circumferential direction can also be used. Further, as the thrust bearing portions T1 and T2, a so-called step bearing, a so-called corrugated bearing (the corrugated step mold) having a plurality of radial groove-shaped dynamic pressure grooves provided at equal intervals in the circumferential direction, etc. Can also be configured. 5 and 6 exemplify a case where two radial bearing portions R1 and R2 are arranged apart from each other in the axial direction, the number of radial bearing portions is arbitrary, and one or three or more. It can also be provided.
1 マスキングパターン
1a マスク部
1b 非マスク部
2 軸部材
2a 軸部
2b フランジ部
3 硬化部
7 軸受部材
8 蓋部材
10 ノズルヘッド
12 インク(樹脂組成物)
13 支持部
14 ノズル
21 動圧軸受装置
A、B、C 動圧発生部
R1、R2 ラジアル軸受部
T1、T2 スラスト軸受部
DESCRIPTION OF
13 Supporting
Claims (3)
軸部材の素材表面にインクを供給して、微量インクの集合体で動圧発生部の形状に対応したマスキングパターンを形成し、非マスク部の素材表面を化学エッチングで表面粗さRa0.3以内となるように除去し、その後、マスキングパターンを除去することを特徴とする動圧発生部の形成方法。 When forming a dynamic pressure generating portion for generating a dynamic pressure action in the bearing gap on the surface of the shaft member,
Ink is supplied to the material surface of the shaft member, and a masking pattern corresponding to the shape of the dynamic pressure generating part is formed by a collection of a small amount of ink, and the material surface of the non-mask part is subjected to chemical etching within a surface roughness Ra of 0.3. And then removing the masking pattern. A method for forming a dynamic pressure generating portion, wherein:
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