JPH0560127A - 動圧軸受のコイニング加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は動圧型流体軸受のスラスト方向の負
荷を支えるスラストプレートに動圧発生溝を形成する加
工法に関するものである。 【構成】 スラストプレートには渦状の溝が深さ４μm
で形成されている。従来はフォトエッチングで溝を形成
していたが、工程が長くかかりコストアップになる。コ
イニングは量産に優れた加工法であるが、通常は中央部
が太鼓状に膨らんで平面度が３μm以上になる。これ
は、摩擦力が材料の塑性流れの抵抗として作用し、停滞
した材料が高靜水圧状態になってパンチを弾性変形させ
ることが原因である。さらに加工前にアセトンで油分を
洗浄することもこの現象を助長している。そこで、通常
の８０％の面圧で多数回繰り返して加圧した。これによ
り製品が太鼓状に膨らむことを抑制しながら所定の深さ
の動圧発生溝を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動圧スラスト軸受に好
適な動圧発生溝の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の動圧スラスト軸受の動圧発生溝
は、特開平２−１５９４１２号公報に記載のように、パ
ンチ１及びダイ２の表面の被加工物３と接触する部分が
平面をなしている。

【０００３】また別の従来例では、特開平２−１５１３
２０号公報に記載のように、パンチ４及びダイ５の被加
工物３との接触面が凸状をなしている。

【０００４】次に動作について説明する。ダイ２の上に
置かれた平行円板状の被加工物３に対し、パンチ１が降
下し被加工物３を強く１回だけ押すことによりパンチ１
と接触する側の平行円板の表面に、動圧発生溝を形成す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例の前者の加工法の場合以下のような課題を有して
いた。パンチ１及びダイ２の表面の被加工物３と接触す
る部分が平面で、単に１回の加圧で溝を形成しようとす
る場合、被加工物はＳＵＳの直径１５ｍｍ、厚さ１．８
ｍｍの平行円板で平面度を０．１μｍに仕上げたもの
で、パンチ１は超硬合金の直径１６ｍｍの中実円筒、ダ
イ２はダイス鋼の直径が１６ｍｍの中実円筒で、被加工
物３の表面に深さ４μｍの動圧発生溝を成形したとこ
ろ、図４に示したように、加工後の被加工物の動圧発生
溝周辺の形状が、中央部で周辺部に比べて高くなり、平
面度は３μｍ程度になる。ところが、このプレートを動
圧スラスト軸受に用いるためには平面度は１μｍ以下で
なければならないため、上記の加工法ではそれを満足で
きない。このように、上記の加工法には加工後の被加工
物の平面度が悪くなるという課題を有していた。

【０００６】この加工後の平面度の悪化が起きる理由は
以下の通りであると推定される。パンチ１が被加工物３
を押すと、被加工物の中央部の肉は周辺に向かって塑性
流動するが、この流れは工具との摩擦力で抵抗を受け
る。その結果、中心部では高い靜水圧応力状態になり、
塑性変形が起こりにくくなる。この状態ではパンチ１及
びダイ２の中央部付近が凹状の弾性変形を起こすことに
なり、これが被加工物に転写されて平面度は悪化する。
さらに、動圧発生溝が形成されて被加工物の表面積が増
大しており、表面に残った油分が相対的に不足している
ことが、この現象を助長する。

【０００７】従来例のうちの後者は、この課題を解決す
るためになされたものであるが、一般にパンチ１とダイ
２の表面を凸状にすることは、平面に加工することより
も加工が煩雑になる。特にパンチ１やダイ２にはダイス
鋼や超硬合金など高い硬度の材料を使用するが、これら
の材料を凸状に加工するには、例えばジグ研削盤などの
高価な工作機械を必要とする。またパンチ１と被加工物
３の表面に作用する摩擦力は、被加工物の個々の表面粗
さや引張り強さなどによって変動するので、実際の生産
に際しては、複数個のパンチとダイから、最適な形状の
組合せを選択する必要が生じる。以上のように、後者の
従来例では多数のパンチとダイを用意し、試し打ちによ
って最適なパンチとダイの組合せを決める必要がある。

【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、コイニング工程終了後の被加工
物の平面度を１μｍ以内に保ちながら、所定の深さの動
圧発生溝を成形する加工法を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの、本発明の技術的な手段は、被加工物を加圧する圧
力を低くして１回の加圧力で所定の溝深さを得るに必要
な加圧力の８０％とし、多数回繰り返し加圧するもので
ある。

【００１０】

【作用】この技術的な手段による作用は次のようにな
る。被加工物３を加圧する圧力が低いと塑性変形量が小
さいため厚みの不均一さや平面度の悪化は少ないが、１
回目の加圧後は、動圧発生溝の深さは十分でない。この
加圧状態からしだいに加圧力を減らしていくと、パンチ
１と被加工物３の接触面積も次第に減少していき、パン
チ１の表面と被加工物３の表面の間には周辺からすき間
が生じる。この時パンチ１と被加工物３の周辺部に残留
していた油分がすき間に沿って毛細管現象により中央部
付近まで浸透していく。つぎにこの状態から加圧力を増
やしていくと、新たに油分が表面に浸透したことにより
１回目の加圧時の終了時点と比べて摩擦力が低減してお
り、１回目加圧よりも塑性変形が進行する。以上を繰り
返すことで、所定の深さの動圧発生溝を得ることができ
る。

【００１１】

【実施例】実施例１．以下、本発明の第一の実施例につ
いて、図を参照しながら説明する。図１において、３は
被加工物、１はパンチ、２はダイであり、パンチとダイ
は超硬合金でできている。被加工物の材質はＳＵＳ４２
０Ｊ２で、寸法は直径１５ｍｍ、厚さ１．８ｍｍの円板
で硬度はＨｖ＝２００である。

【００１２】本実施例において、被加工物３を面圧４０
Kg/mm²で２０回加圧した場合の表面の形状を図４に示
す。図５は従来例として示したもので、被加工物とパン
チとダイは図４の場合と同じものを使用し、面圧５０Kg
/mm²で１回で加圧を終了させた。両者を比較すると、平
面度が従来例では３μｍあったのに対し、本実施例では
０．２μｍと９３％良くなっている。図６は、本実施例
において、被加工物３の加圧の回数と最大溝深さの関係
を示したものである。加圧を繰り返すと動圧発生溝の深
さは大きくなっていき、次第に飽和していく。この結果
から加圧の繰り返し回数は２０回とした。

【００１３】本実施例ではパンチ１とダイ２は超硬合金
の場合を示したが、これがいかなる材質であってもなん
ら問題ないことはいうまでもない。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被加
工物を加圧する圧力を低くして１回の加圧力で所定の溝
深さを得るに必要な加圧力の８０％とし、多数回繰り返
し加圧するので、コイニング行程終了後の被加工物の平
面度を１μｍ以内に保ちなら、所定の深さの動圧発生溝
を成形する加工法が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例および従来例の前者における装
置の主要部部および被加工物の断面図である。

【図２】従来例の後者における装置の主要部部および被
加工物の断面図である。

【図３】被加工物のコイニング加工後の形状の一例を示
す斜視図である。

【図４】本発明の実施例における加工後の被加工物の表
面形状を表す説明図である。

【図５】従来例における加工後の表面形状を表わす説明
図である。

【図６】本発明の実施例における繰り返し加圧の効果を
表わす説明図である。

【符号の説明】

１ パンチ２ ダイ３ 被加工物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチ及びダイで被加工物を挟んで加圧
   することにより被加工物にパンチ表面の凹凸形状を転写
   するコイニング方法により、被加工物に動圧発生用の溝
   を形成する方法において、加圧力は１回の加圧で所定の
   溝深さを得るに必要な加圧力の８０％とし、多数回繰り
   返し加圧することを特徴とする動圧スラスト軸受のコイ
   ニング方法。