JP4597851B2 - 動圧軸受の製造工具 - Google Patents

Description

本発明は、動圧軸受の製造工具に係り、特に流体動圧軸受の動圧発生溝を加工成形するための製造工具に関するものである。

現在、流体動圧軸受がファンモータやスピンドルモータなどの小型のモータにますます応用されている。この流体動圧軸受によれば、回転軸と軸受との磨耗や騒音の発生を防止でき、回転軸の回転に伴って発生する振動が小さくなるので、回転の安定性が良くなり、高寿命が得られる。

図４は、従来の流体動圧軸受装置の断面図である。該流体動圧軸受装置は、軸線方向に軸孔が設けられた軸受３及び前記軸受３の軸孔に回転自在に挿入された回転軸５とから成っている。該回転軸５の外周面と軸受３の内周面との間には微小隙間が形成されており、該軸受３の内周面には動圧発生用溝３Ａが形成されている。前記微小隙間に潤滑剤が充填されることによってラジアル軸受が形成される。このような軸受では、回転軸５が軸受３に対して相対回転するのに伴って、動圧発生溝３Ａ及び潤滑剤の配合作用により、ラジアル方向の動圧が発生する。従って、このラジアル方向で回転軸５と軸受３との非接触状態を保つことによって、該回転軸５と軸受３との間に生じる磨耗や騒音の発生を防止できる。

図５は、前記軸受３の動圧発生用溝３Ａを形成するための製造工具の断面図である。この製造工具を用いて、硬質のボールを前記軸受３の内面に押しつけて前記動圧発生用溝３Ａを形成する。前記製造工具は、外周面に半径方向でボール保持孔１４２が設けられていて硬質のボール１５を前記ボール保持孔１４２に保持している工具軸１４を含んでいる。前記ボール保持孔１４２に保持された硬質のボール１５は、前記軸受３の外周面から突出するように構成されている。

前記製造工具が作動する時には、前記工具軸１４は、前記硬質のボール１５が設けられた先端を軸方向の速度Ｖで送り込ませる共に回転速度Ｗで回転させる。図５に示すように、ボール１５を前記軸受３の軸孔の内表面に押しつけてボール１５の形状を転写し、ヘリングボーン溝等の動圧発生溝３Ａを形成する。前記工具軸１４の先端が前記軸受３の軸孔の中央部に達すると、前記軸受３の軸孔の内表面には、同じ向きの半部分の動圧発生溝が形成される。次いで、前記工具軸１４の先端を回転速度Ｗで反対に回転させる共に軸方向の速度Ｖで前記軸受３の軸孔に送り込ませる。この場合、前記軸受３の軸孔の内表面に別の半部分の動圧発生溝が形成される。従って、図４にしめすように動圧発生溝３Ａが形成される。

精確な動圧発生溝を得るためには、工具軸１４と軸受３の同軸度が高く、各硬質のボール１５が同一の真球形であり、且つ各硬質のボール１５の中心から工具軸１４の軸線までの距離が等しいことが必要となる。前記工具軸１４の硬質のボール１５は、個別に製造されて製造工具に組み立てられるために、各々硬質のボール１５の中心から工具軸１４の軸線までの距離が等しくなるように配置するのは困難であり、更に、前記工具軸１４と軸受３との高い同軸度を得るのも困難である。このために、前記製造工具は均一な深さの動圧発生溝を形成することができず、動圧軸受の軸受機能を著しく損なう結果を招く。

従って、本発明は、精確な動圧発生溝を形成できる流体動圧軸受の製造工具を提供することを目的とする。

前記目的を実現するために、本発明に係る動圧軸受の製造工具は、自身を案内するための先端を有する工具軸と、前記工具軸に連結して前記工具軸の回転速度と軸方向の線速度とを提供するための駆動機構とを含み、前記工具軸の先端に近接した外周面には、外径が該工具軸の直径よりも大きい少なくとも一つの環状フランジを形成されており、前記工具軸の外周面には、複数の凸起物が前記工具軸と一体に形成されている。

本発明の動圧軸受の製造工具は、少なくとも以下の利点を有している。本発明の動圧軸受の製造工具で加工する過程中に、前記環状フランジが軸孔の内表面に接触させられるので、前記工具軸と軸受との同軸度が極めて良好に維持され、この結果、当該製造工具は、精確でかつ均一な深さの動圧発生溝を形成することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る流体動圧軸受の内面に動圧発生溝を形成するための製造工具の構成の具体例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による流体動圧軸受の製造工具２０を示す。本実施例の製造工具２０は、工具軸２１と、該工具軸２１の連結端部２３に連結された駆動機構とを有し、前記工具軸２１は、自身を案内するための先端２２を有する。前記製造工具２０が作動する時には、前記駆動機構が前記工具軸２１の回転速度Ｗと軸方向の線速度Ｖとを提供する。

前記工具軸２１の外周面の先端２２に近接した位置には、二つの互いに離間した環状フランジ２４が形成されており、これら二つの環状フランジ２４は前記工具軸２１と同軸に設けられている。前記二つの環状フランジ２４の半径方向の幅（直径）は前記工具軸２１の直径より大きく寸法設計されており、これら二つの環状フランジ２４の間には環状溝部２４０が形成されている。前記二つの環状フランジ２４の直径は、前記軸受５０の軸孔の内径と等しくなるように又は該内径よりも小さくなるように設計されている。

図２に示すように、前記環状溝部２４０の底面には、円周方向に等間隔で且つ一体に形成された四つの弧形状の凸起部２５が設置されている。該四つの凸起部２５は、その中心から環状溝部２４０の軸線までの距離が等しくなるように且つ同一円周上に設けられるように構成される。前記凸起部２５の半径方向の幅は、前記環状フランジ２４の直径又は前記軸受５０の軸孔の内径と等しい。前記凸起部２５の数量は四個よりも多く又は少なく設けられてもよい。

前記凸起部２５の最高部にはそれぞれ先頭部２６が突設されており、これらの先頭部２６の頂点は、前記工具軸２１と同心の円周軌跡を形成している。従って、各先頭部２６の工具軸２１で半径方向の幅の一様性を良好に維持できる。前記凸起部２５の半径方向の幅が前記軸受５０の軸孔の内径と等しいため、前記先頭部２６に形成された円周の直径は前記軸受５０の軸孔の内径よりも大きい。従って、製造工具２０による動圧発生溝の深さは、先頭部２６の高さと等しくなる。前記先頭部２６は超音波加工又は放電加工などの加工方法で形成することができる。

前記製造工具２０を作動させる時には、前記工具軸２１の先端２２を軸方向の線速度Ｖで前記軸受５０の軸孔に送り込ませる共に回転速度Ｗで回転させる。図３に示すように、前記先頭部２６を前記軸受５０の軸孔の内表面に押しつけて前記先頭部２６の形状を転写し、ヘリングボーン溝等の動圧発生溝５２を形成する。この加工する過程中において、前記二つの環状フランジ２４が軸孔の内表面に接触させられるので、前記工具軸２１と軸受５０の同軸度を良好に維持できる。そして、前記製造工具２０は、均一な深さの動圧発生溝を形成することができる。加工時に発生した砕けくずが前記凸起部２５の外表面から前記環状溝部２４０内に滑り込むため、加工を更に速く進行させることができる。

本発明の実施例による動圧軸受の製造工具の局部斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向の断面図である。 本発明の実施例による動圧軸受の製造工具の作動状態の局部断面図である。 従来の動圧軸受の局部断面図である。 従来の動圧軸受の製造工具の作動状態の局部断面図である。

符号の説明

２０ 製造工具
２１ 工具軸
２２ 先端
２３ 連結端部
２４ 環状フランジ
２４０ 環状溝部
２５ 凸起部
２６ 先頭部
５０ 軸受
５２ 動圧発生溝

Claims (3)

1. 自身を案内するための先端を有する工具軸と、
   前記工具軸に連結して前記工具軸の回転速度と軸方向の線速度とを提供するための駆動機構と、
   を有する製造工具において、
   前記工具軸の先端に近接した外周面に、外径が該工具軸の直径よりも大きく且つ動圧軸受の軸孔の内径よりも小さい少なくとも一つの環状フランジが形成されており、
   前記工具軸の外周面には、複数の凸起物が前記工具軸と一体に形成され、
   前記凸起物が、弧形状の凸起部と、該凸起部の最高部から突設された先頭部とを有し、前記凸起部の半径方向の幅は前記動圧軸受の軸孔の内径と等しく、前記先頭部の高さは
   前記動圧軸受の動圧発生溝の深さと等しいことを特徴とする動圧軸受の製造工具。
2. 前記工具軸の先端に互いに離間した二つの環状フランジが形成されており、これらの環状フランジの間に環状溝部が形成されており、前記凸起物が、環状溝部の底面に且つ同一円周上に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動圧軸受の製造工具。
3. 前記環状フランジが前記工具軸と同軸に設けられており、前記環状フランジの径方向の幅が前記工具軸の直径よりも大きく寸法設計されていることを特徴とする請求項２記載の動圧軸受の製造工具。

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