JP5819077B2 - 流体動圧軸受装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この軸素材製作工程P1では、長尺のバー材から所定長さに切り出された短尺のバー材に所定の加工を施すことにより、動圧溝Aaを除く部位が完成品としての軸部21に近似した形状に仕上げられた軸素材を得る。詳しくは、例えば、短尺のバー材に旋削加工を施すことにより、外周面に中逃げ部23や環状溝21bが形成されると共に、上記バー材の一端にタップ加工を施すことにより、一端面に開口したねじ孔(クランパをねじ止めするためのもの。図示は省略している)が形成された軸素材を得る。なお、軸素材の概略形状は、旋削等の機械加工以外にも、鍛造等の塑性加工で得ることも可能である。
この熱処理工程P2では、軸素材製作工程P1で得られた軸素材のうち、少なくとも外周面に熱処理を施すことにより、硬度がHV450以上、より好ましくはHV500以上の表面硬化層を有する焼入れ軸21’[図5(a)参照]を得る。熱処理方法は特に問わず、高周波焼入れ、真空焼入れ、浸炭焼入れあるいは浸炭窒化焼入れ等の焼入れ、および焼入れ後の焼戻しなどを適宜組み合わせることができる。熱処理は、形成すべき動圧溝Aaの溝深さよりも厚みの大きい表面硬化層が形成されるように施せば良く、必ずしも軸素材の全体が高硬度化(焼入れ)されるように施さなくても良い。
この粗仕上げ工程P3では、軸素材に熱処理を施すことにより焼入れ軸21’(表面硬化層)を形成するのに伴って、焼入れ軸21’の表面に形成される黒皮とも称される酸化皮膜が除去される。黒皮(酸化皮膜)は、例えば焼入れ軸21’にセンタレス研磨を施すことによって除去される。
この転造工程P4では、(表面の黒皮が除去された)焼入れ軸21’の表面硬化層に転造加工を施すことにより、焼入れ軸21’の外周面に動圧溝Aaを形成する。本実施形態では、図5(a)(b)に示すように、相対スライド可能に設けられた一対の転造型31,32を用いて焼入れ軸21’の外周面に凹部としての動圧溝Aaを転造形成する。各転造型31,32の相手側との対向面には、凹部形成部としての動圧溝形成部34が設けられている。動圧溝形成部34は、個々の動圧溝Aa形状に対応する凸部33をヘリングボーン形状に並べて構成される。凸部33の高さ寸法は、後述する仕上げ工程P5で動圧溝Aaを画成する凸状の丘部を含めて焼入れ軸21’の外周面を所定量研削することを考慮し、ここでは、必要とされる動圧溝Aaの溝深さよりも所定量大きく設定される。また、転造型31,32のうち、少なくとも動圧溝形成部34(複数の凸部33)の硬度は、焼入れ軸21’の表面硬化層よりもHV100以上高硬度に設定される。
この仕上げ工程P5では、転造工程P4にて外周面に動圧溝Aaが転造形成された焼入れ軸21’の外周面が所定精度に仕上げられる。具体的には、焼入れ軸21’の外周面のうち、転造加工が施されることによって動圧溝Aaが形成された円筒状領域(軸部21のうち、ラジアル軸受面A1,A2となる円筒状領域)に研削、研磨、あるいは塑性加工を施すことにより、動圧溝Aaを画成する凸状の丘部Abが所定高さに仕上げられると共に、所定深さの動圧溝Aaが得られる。さらには、ラジアル軸受面A1,A2となる軸方向領域以外の軸方向領域、例えば中逃げ部23も所定精度に仕上げられる(以上、図6を参照)。これにより、完成品としての軸部21が得られる。
2 軸部材
7 ハウジング
8 軸受スリーブ
9 軸受部材
10 蓋部材
21 軸部
21’ 焼入れ軸
22 フランジ部
23 中逃げ部
31,32 転造型
33 凸部
34 動圧溝形成部
Aa 動圧溝(凹部)
Ba 動圧溝(凹部)
Ca 動圧溝(凹部)
R1、R2 ラジアル軸受部
T1 第1スラスト軸受部
T2 第2スラスト軸受部
Claims (8)
- 軸受部材と、軸受部材の内周に挿入された軸部材と、軸受部材の内周面と軸部材の外周面との間に形成されるラジアル軸受隙間とを備え、軸部材の外周面に軸方向に離隔した二つのラジアル軸受面が形成され、該ラジアル軸受面のそれぞれに、ラジアル軸受隙間に介在する潤滑流体に動圧作用を発生させるための凹部が複数設けられた流体動圧軸受装置の製造方法であって、
軸部材に、軸素材に熱処理を施すことで硬度450Hv以上の表面硬化層を形成し、前記表面硬化層に転造加工を施すことで前記凹部を形成することを特徴とする流体動圧軸受装置の製造方法。 - 軸部材の外周面のうち、二つのラジアル軸受面の間に位置する領域に、前記凹部の底部よりも小径に形成された円筒状の中逃げ部が設けられた請求項1に記載の流体軸受装置の製造方法。
- 軸受部材が焼結金属で形成された請求項1に記載の流体軸受装置の製造方法。
- 軸部材が、前記凹部を有する軸部と、軸部の一端に取り付け固定され、軸受部材の端面との間にスラスト軸受隙間を形成するフランジ部とを備える請求項1に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
- スラスト軸受隙間を形成するフランジ部の端面に、スラスト軸受隙間に介在する潤滑流体に動圧作用を発生させるための凹部が複数設けられた請求項4に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
- 前記表面硬化層に転造加工を施す際に、少なくとも前記凹部を形成するための凹部形成部が、表面硬化層よりもHV100以上高硬度に形成された転造型を用いる請求項1に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
- 前記軸素材の熱処理後、前記表面硬化層に転造加工を施すまでの間に、表面硬化層の酸化被膜を除去する請求項1に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
- 前記表面硬化層に転造加工を施した後、軸部材の外周面を所定精度に仕上げるための仕上げ工程をさらに設けた請求項1に記載の流体動圧軸受装置の製造方法。
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