JP4245748B2 - 動圧軸受の動圧溝の形成方法及び形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動圧軸受の動圧溝のエッチングによる形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動圧軸受の動圧溝の形成方法としてエッチング法は加工精度がよく変形や歪等も発生せず優れた方法であり、この場合レジストによるエッチングパターンの形成はフォトレジストを使用した露光法が利用される。
図９は軸受部品の１例を示す図である。
【０００３】
スラスト面３をもつリング状の円板にラジアル面２をもつシャフトがはめ込まれた構造をしており、ラジアル面２とスラスト面３にはヘリングボーンとよばれる形状の動圧溝４が形成されている。
この他にリング状の円板部分がなくシャフト部だけでこのシャフトにラジアル面の動圧溝をもつもの、リング状の円板部だけでこの円板状部品にのラジアル面の動圧溝とスラスト面の動圧溝をもつものなどいくつかの変形型がある。
【０００４】
動圧溝の形状はヘリングボーンだけでなくスパイラルでもよい。
材質としてはステンレス鋼、銅合金、アルミニウム合金などが使用される。
エッチング法による加工ではまずディップ法などによりフォトレジストが形成され、そのあと露光と引き続き現像を行ってエッチングパターンが形成される。
そして塩化第二鉄などのエッチング液でディップ法などにより湿式エッチングが行われる。
【０００５】
ラジアル面の露光は通常の平面への露光法が適用できず例えば図５に示すようにスリット１２でマスク１１を照射する光を制限し露光領域を狭くして軸受部品１をステップ回転させてラジアル面を分割して露光している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ラジアル面は曲面をなしており、また軸受部品自体がこのような曲面や平面の組み合わされた、あるいは交差した複雑な形状をしているため、レジストの塗布は容易ではなくレジスト厚みが不均一となりあるいは角の部分ではレジストが途切れたりすることがあるためレジスト塗布が難しくてエッチング法の適用できる範囲は限られていた。
【０００７】
本発明は上記のようなラジアル部とスラスト部をもつような複雑な構造の動圧軸受でレジスト厚みが均一となるレジスト塗布法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明ではレジストを電着で形成する。
これにより、ラジアル部とスラスト部をもつような複雑な構造の動圧軸受でも各部のレジスト厚みを均一にすることができる。
またレーザーによりエッチング部のレジストを除去することによりエッチングパターンを形成する。
【０００９】
これにより工程が簡単になる。
あるいはレジストをフォトレジストとする。
これにより露光法でエッチングパターンか形成でき高精度のパターン形成が可能となる。
また電着によりレジストを形成する前にまずエッチングする部分に予め絶縁物質を印刷する。
【００１０】
これによりそのあと前記絶縁物質の形成しない部分に電着によりエッチングレジストを形成し、更に前記印刷により形成した絶縁物質を除去することにより簡易に電着によりエッチングレジストパターンが形成できる。
またエッチングを電解エッチングで行う。
これによりエッチング速度を速くできる。
【００１１】
また本発明の動圧軸受の動圧溝の形成装置は電着によりレジストを形成する手段とレジストにエッチングパターンを形成する手段とエッチング手段をもつ。
これにより動圧軸受にレジストを均一にむらなく形成しエッチングによる動圧溝の形成の歩留まりと量産性を向上できる。
特に前記動圧軸受の動圧溝の形成装置に絶縁物質を印刷する手段をを付加する。
【００１２】
これにより電着によりレジストを形成する前にまずエッチングする部分に予め絶縁物質を印刷し、そのあと前記絶縁物質の形成しない部分に電着によりエッチングレジストを形成し、更に前記印刷により形成した絶縁物質を除去することによりエッチングパターンを簡易に形成でき量産性を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のレジスト塗布法の電着法を示す図である。
電着槽５にはレジスト成分を含有する電着浴６が入っておりその中で軸受部品１を負電極として正電極７で電流を流し電着を行う。
【００１４】
上記例はレジスト成分が正に帯電したカチオン型電着であるがアニオン型電着でも構わずこの場合は軸受部品を正電極とすればよい。
この電着法によれば曲面や角、縁などにも均一にレジストを塗布することができる。
このようにしてレジストを形成してから露光法あるいはレーザーにより直接レジストを除去するなどによりエッチングパターンを形成する。
【００１５】
そのあと湿式の化学エッチングあるいは電気化学反応を利用した電解エッチングによりエッチングを行い動圧溝を形成する。
このように本発明の動圧軸受の動圧溝の形成装置は図２に示すように電着によりレジストを形成する手段とレジストにエッチングパターンを形成する手段とエッチング手段をもつ。
【００１６】
図３は本発明のエッチングのためのレジストパターンの形成法のひとつであるレーザーによるラジアル面のレジストパターンの形成方法を示す図である。
レジストが形成された軸受部品１はモータ９により回転させられながらレーザ８からレーザービームが照射されラジアル面に動圧溝パターンが形成される。
この場合レーザーとしてはＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーなどが利用される。
【００１７】
ＣＯ２レーザーは波長が約１０μｍで熱効果を効率的に利用できる。
ＹＡＧレーザー波長が約１μｍで狭いパターンの形成が可能である。
エキシマレーザーは使用するガスがＦ２、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌなど危険であり、装置的、取扱いで難点があるが、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザーにくらべ波長が小さく、直接化学的にレジストを分解するため加工面がなめらかできれいなパターン形成が可能となる。
【００１８】
図４はレーザーによる本発明のレジストパターンの別の形成方法を示す図である。
レジストが形成された軸受部品１はモータ９により回転させられながらレーザ８からレーザービームが照射されラジアル面に動圧溝パターンが形成されるが、レーザー光は小さなビームでなくある程度の広がりをもっており、マスク７により所定のパターンに整形されてレジストに照射される。
【００１９】
このようにマスクによりある程度のパターンづつレジストにエッチングパターンを形成することによりビーーム走査によるより速くパターン形成ができる。
図５は電着によりフォトレジストを形成したときの露光法によるエッチングパターン形成を示す図である。
スリット１２でマスク１１を照射する光を制限し露光領域を狭くして軸受部品１をステップ回転させてラジアル面を分割して露光する。
【００２０】
図６は本発明の電着と印刷を組み合わせたエッチングパターンの形成を示す工程図である。
まず図６ａに示すように軸受部品１のエッチング領域にオフセット印刷、凸版印刷、スクリーン印刷などにより絶縁物質１３を印刷する。
図９に示すように非エッチング部つまり動圧溝４を形成しない部分がべた塗り部分となるのでエッチング領域に印刷法を適用したほうが有利である。
【００２１】
次に図６ｂに示すようにこの絶縁物質１３を印刷した軸受部品１に電着により電着レジスト１４を形成する。当然絶縁物質の形成された部分には電着レジストは形成されない。
そのあと図６ｃに示すように絶縁物質１３を除去すれば電着レジストによりエッチングパターンが形成される。
【００２２】
オフセット印刷、凸版印刷などでは絶縁物質の印刷できる厚みが薄くピンホールが生じやすいが、この部分に電着レジストが形成されたとしても付着力は弱く絶縁物質と一緒に容易に除去できる。
本発明の別の動圧軸受の動圧溝の形成装置は図７に示すように絶縁物質を印刷する手段と電着によりレジストを形成する手段とレジストにエッチングパターンを形成する手段とエッチング手段をもつ。
【００２３】
この場合エッチングパターンを形成する手段は絶縁物質の除去を行うものである。
エッチング法としては塩化第二鉄などを使用した湿式の化学エッチングが利用できるが電気化学反応を利用する電解エッチングを利用すると加工速度を速くできる。
【００２４】
図８は本発明のエッチング法である電解エッチングを示す図である。
電解槽１５にはたとえばＮａＣｌやＮａＮＯ３などを含む電解液１６が入っており、このなかで所定のエッチングパターンを形成した軸受部品１を正電極として負電極１７の間に電流を流して電解エッチングを行う。
電解反応により溶解した金属の水酸化物ないしは酸化物からなるスラッジが発生するので電解液は定期的にスラッジを除去し再生してやる必要がある。
【００２５】
また電解液は攪拌等によって流動させ正電極としての軸受部品１表面に生成するスラッジを除去し新鮮な電解液を供給する必要がある。
この方法によれば上記化学エッチングの数倍の速さで動圧溝の加工ができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば平面構造だけでない複雑な構造の動圧軸受でレジスト厚み形成が容易となりエッチング法による動圧軸受の動圧溝の形成が簡易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレジスト塗布法を示す図である。
【図２】本発明の動圧軸受の動圧溝の形成装置の構成を示す図である。
【図３】本発明のレーザによるレジストへのエッチングパターンを形成法を示す図である。
【図４】本発明のレーザによるレジストへのエッチングパターンを形成法を示す図である。
【図５】フォトレジストによるレジストへのエッチングパターンを形成法を示す図である。
【図６】本発明の印刷法の併用によるエッチングパターンを形成法を示す図である。
【図７】本発明の動圧軸受の動圧溝の形成装置の構成を示す図である。
【図８】本発明のエッチング法を示す図である。
【図９】軸受部品を示す図である。
【符号の説明】
１ ・・・軸受部品
２ ・・・ラジアル面
３ ・・・スラスト面
４ ・・・動圧溝
５ ・・・電着槽
６ ・・・電着浴
７ ・・・正電極
８ ・・・レーザ
９ ・・・モータ
１０、１１ ・・・マスク
１２ ・・・スリット
１３ ・・・絶縁物質
１４ ・・・電着レジスト
１５ ・・・電解槽
１６ ・・・電解液
１７ ・・・負電極

Claims (3)

1. ラジアル部およびスラスト部を有する動圧軸受に動圧溝を形成する、動圧軸受の動圧溝の形成方法において、
   前記ラジアル部および前記スラスト部の前記動圧溝を形成する部分に絶縁物質を印刷する工程と、
   前記絶縁物質が印刷された前記ラジアル部および前記スラスト部にレジストを電着で形成する工程と、
   前記絶縁物質を除去することにより前記レジストにエッチングパターンを形成する工程と、
   前記エッチングパターンを用いてエッチングすることにより前記ラジアル部および前記スラスト部に前記動圧溝を形成するエッチング工程と、
   を有することを特徴とする動圧軸受の動圧溝の形成方法。
2. 前記エッチング工程に電解エッチングを用いることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受の動圧溝の形成方法。
3. ラジアル部およびスラスト部を有する動圧軸受に動圧溝を形成する、動圧軸受の動圧溝の形成装置において、
   前記ラジアル部および前記スラスト部の前記動圧溝を形成する部分に絶縁物質を印刷する手段と、
   前記絶縁物質が印刷された前記ラジアル部および前記スラスト部に電着によりレジストを形成する手段と、
   前記絶縁物質を除去することにより前記レジストにエッチングパターンを形成する手段と、
   前記エッチングパターンを用いてエッチングすることにより前記ラジアル部および前記スラスト部に前記動圧溝を形成するエッチング手段と、
   を備えることを特徴とする動圧軸受の動圧溝の形成装置。

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