JPH08243674A - 転造成型用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に動圧軸受における動圧発生溝の転造成型
に好適な工具に関し、製造が容易で、微細加工での必要
な寸法精度および均一な品質の確保が容易な転造成型用
工具を提供する。 【構成】 中空筒体１０１の内周面を押圧して当該内周
面に溝を転造成型する転造成型用工具１において、前記
中空筒体１０１の内部に挿通可能な軸体２の外周面に、
当該軸体２の外周面より外方に突出する突部３を軸体２
と同一組成で一体に形成する。一つの原材料から軸体２
および突部３を形成することができ、それぞれ別々に加
工することがないので加工工数の削減が可能となり、ま
た、一連の加工プロセスを採用することができるので、
例えば芯出しが一回で済み、加工に際しての累積誤差の
発生の抑制、微細加工での寸法精度の向上および品質の
均一化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空筒体の内周面に溝
を転造成型する工具に係り、特に動圧を利用した流体軸
受け（以下、動圧軸受という。）における動圧発生溝の
転造成型に好適な工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に、動圧軸受の内部構造の例を示
す。動圧軸受１００は、スリーブ（中空筒体）１０１の
内周面に動圧発生溝１０２を形成し、このスリーブ１０
１内に軸方向に挿入された回転軸（図示せず。）の外周
とスリーブ１０１の内周面との間に充填された潤滑油が
回転軸の回転に伴って動圧発生溝１０２にガイドされ移
動する際に動圧発生溝１０２の集合部１０３に発生する
動圧によるポンピング作用を利用して回転軸を回転自在
に支承する構造のものである。

【０００３】動圧発生溝１０２の成型に当たっては、転
造成型用工具が用いられる。従来の転造成型用工具とし
ては、軸体の外周面上放射状位置に鋼球が半突出状態で
埋め込まれたものが知られている。転造成型用工具の製
作に際しては、軸体の外周面に穴もしくは半球溝を開
け、この穴に鋼球を埋め込むという加工方法が採られ
る。なお、この種の工具の公知例として、例えば、特開
昭６１−６４２６号広報等が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
転造成型用工具は、微細寸法の加工を行う場合に必要な
加工精度を得ることが困難であるという不具合を有して
いる。すなわち、動圧軸受けは、一般に、ＦＤＤ（フロ
ッピーディスクドライブ装置）やＨＤＤ（ハードディス
クドライブ装置）等におけるモータ回転軸等の軽量物体
を高速回転させる機器に用いられことが多い。近年、こ
れらの機器に対する超小型化の要請が強く、サブミクロ
ンオーダの精度が要求されることも希ではない。このよ
うな状況下で、極めて細い（例えば、４ｍｍ以下）軸体
の外周面に微小径（例えば、１ｍｍ以下）の鋼球を埋め
込むための微小穴を複数精度良く加工すること、およ
び、各微小穴に微小鋼球を埋め込んだ状態で各鋼球の先
端の突出幅が均一になるように組み立てることが要請さ
れるが、この要請に応えるべく十分な精度を確保するこ
とは上記従来の加工方法では極めて困難なことである。
つまり、上記従来の工具の製造プロセスでは多くの加工
工数を必要とするため、各工程ごとに発生する誤差が累
積され、結果として必要な精度を確保することが困難に
なるからである。

【０００５】また、かくして製作された転造成型用工具
により動圧発生溝を成型する際に間摩擦熱が発生する
が、この熱により鋼球と埋め込み穴との間にガタ等が発
生し、均一な寸法の動圧発生溝の成型が困難になるとい
う不具合が発生する。

【０００６】本発明の目的は、製造が容易で、微細加工
での必要な寸法精度および均一な品質の確保が容易な転
造成型用工具を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、中空筒体の内周面を押圧
して当該内周面に溝を転造成型する転造成型用工具にお
いて、前記中空筒体に内部に挿通可能な軸体の外周面
に、当該軸体の外周面より外方に突出する突部が当該軸
体と同一組成一体に形成、すなわち同一の原材料から加
工されて構成される。

【０００８】請求項２に記載の発明は、中空筒体の内周
面を押圧転接して当該内周面に動圧発生溝を転造成型す
る動圧軸受けの転造成型用工具において、前記中空筒体
に内部に挿通可能な軸体の外周面に、当該軸体の外周面
より外方に突出する突部が当該軸体と同一組成で一体に
形成、すなわち同一の原材料から加工されて構成され
る。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の転造成型用工具において、前記突部は前記軸
体の外周部に１または複数形成されて構成される。請求
項４に記載の発明は、中空筒体の内周面に押圧されて前
記内周面に溝を転造成型する転造成型用工具において、
一端部に嵌合軸を有して前記中空筒体の内部に挿通可能
な軸体と、当該軸体の外周面より外方に突出する位置に
突部と前記嵌合軸に嵌合可能な透孔とを有し、当該透孔
が前記嵌合軸に嵌合されて前記軸体に固定された転造リ
ングと、を備えて構成される。

【００１０】請求項５に記載の発明は、中空筒体の内周
面を押圧転接して当該内周面に動圧発生溝を転造成型す
る動圧軸受けの転造成型用工具において、一端部に嵌合
軸を有して前記中空筒体の内部に挿通可能な軸体と、当
該軸体の外周面より外方に突出する位置に突部と前記嵌
合軸に嵌合可能な透孔とを有し、当該透孔が前記嵌合軸
に嵌合されて前記軸体に固定された転造リングと、を備
えて構成される。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５に記載の転造成型用工具において、前記突部は前記軸
体の外周部に１または複数形成されて構成される。

【００１２】請求項７に記載の発明は、請求項４、５ま
たは６に記載の転造成型用工具において、前記軸体の嵌
合軸および転造リングの透孔は断面多角形に形成されて
構成される。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、軸体の外周面
に突部が軸体と同一組成で一体に形成されているため、
一つの原材料から軸体および突部を形成することがで
き、それぞれ別々に加工することがないので加工工数の
削減が可能となり、製造が容易となる。また、一連の加
工プロセスを採用することができるので、例えば芯出し
が一回で済み、したがって加工に際しての累積誤差の発
生を抑制することができ、微細加工での寸法精度の向上
および品質の均一化が可能となる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、軸体の外
周面に突部が軸体と同一組成で一体に形成されているた
め、一つの原材料から軸体および突部を形成することが
でき、それぞれ別々に加工することがないので加工工数
の削減が可能となり、転造成型用工具の製造が容易とな
る。また、一連の加工プロセスを採用することができる
ので、例えば芯出しが一回で済み、したがって加工に際
しての累積誤差の発生を抑制することができ、特に超小
型動圧軸受けの動圧発生溝のような微細加工を必要とす
る転造成型での寸法精度の向上および品質の均一化が可
能となる。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の転造成型用工具において、突部を必要
に応じて軸体の外周部に１または複数形成し、要求され
る仕様の溝を形成することができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、軸体の一
端部に設けられた嵌合軸に透孔を嵌合することにより転
造リングを軸体に固定し一体化したことにより、軸体の
形成と転造リングの形成との加工プロセスが必要となる
ものの、転造リングそのものの本体部と突部の形成は一
連のプロセスで行われるため、必要な精度を維持しつつ
転造成型用工具の製造の容易化が図れ、かつ溝の成型の
品質の向上が可能となる。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
にに記載の発明と同様な作用が特に超小型動圧軸受けの
動圧発生溝のような微細加工を必要とする転造成型に用
いられる工具の製造に際して発揮され、製造の容易化が
図れ、かつ溝の成型の品質の向上が可能となる。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または５に記載の転造成型用工具において、突部を必要
に応じて軸体の外周部に１または複数形成し、要求され
る仕様の溝を形成することができる。

【００１９】請求項７に記載の発明によれば、請求項
４、５または６に記載の転造成型用工具において、軸体
の嵌合軸および転造リングの透孔を断面多角形に形成す
ることにより軸体に対する転造リングの固着を強固にす
ることができ、軸回りの回転力が作用した場合の力の伝
達を確実ならしめることができ、組み立ての容易化と共
に製品としての信頼性を維持することができる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。 (I) 第１実施例（図１〜図７参照） この第１実施例は、一つの原材料（すなわち、一本の鋼
棒）から製造される転造成型用工具の例を開示する。

【００２１】図１に、本発明の第１実施例に係る転造成
型用工具１の正面図を示す。図１に示すように、転造成
型用工具１は軸体２の先端部の外周面に突部３および後
端部側に４が一体に形成されて成る。

【００２２】図２に、軸体２および突部３の拡大図を示
す。軸体は、図１０に示される動圧軸受け１００の内径
（すなわち、流体軸受面１０４の内径に相当）よりも小
さい径寸法で形成されており、その先端すなわち動圧軸
受け１００の挿入方向先端部には加工に際して動圧軸受
け１００の内孔に円滑に挿入し、かつ当該内孔内の軸方
向の移動を円滑にするため先端面取部５が形成されてい
る。この先端面取部５はテーパ状あるいは適当な曲率の
Ｒで形成される。軸体２の外周面には、図２に示すよう
に、周方向に適当な間隔をおいて複数の突部３が軸体２
の外周面より外方に突出した状態で形成されている。突
部３は軸体２や柄部４と同一の原材料から削り出し等の
加工方法で形成され、同一の組成を有する。

【００２３】各突部３の突出高さは図１０に示される動
圧発生溝１０２の深さに対応し、全突部３に亘って同一
の突出高さに形成されている。

【００２４】図４〜６に突部３の形状を示す。同図に示
すように、突部３は四角錐形状を有し、４つの面が所定
の曲率面で形成され、各斜辺も同曲率で形成されて偏平
な半円断面形状に形成されている。本発明において、突
部３の形状はこの例に限定されることなく、種々の変形
が可能である。その例を図７に示す。例えば、同図
（ａ）のような断面半円状、同図（ｂ）のような断面方
形状もしくは矩形状、同図（ｃ）のように三角形状、同
図（ｅ）のような断面略扇状、あるいは同図（ｆ）のよ
うな断面台形状等も本発明の技術的範囲に属する。

【００２５】柄部４は動圧軸受け１００内の動圧発生溝
１０２の転造に際して工作機械のチャック等の固定装置
に把持される部分であり、断面略４角形等の多角形状に
形成されている。

【００２６】以上の転造成型用工具の製造に際しては、
適当な鋼棒を原材料として、旋盤等の工作機械による削
り出しによって必要な寸法に加工される。したがって、
この転造成型用工具の加工に当たっては、工作機械へ固
定する際の１回の芯出しで良く、その結果、各突部３の
突出高さを同一の基準で揃えることができ、仕上精度を
向上させることが可能となる。この精度向上は動圧軸受
け１００における均一な動圧発生溝１０２の成型に寄与
することとなり、したがって動圧軸受け１００の性能の
向上を達成し得る。

【００２７】(II)第２実施例（図８〜図９参照） この第２実施例は複合部品の組み合わせで製造される転
造成型用工具の例を開示する。

【００２８】図８に、本発明の第２実施例に係る転造成
型用工具６の部分拡大図を示す。図８に示すように、転
造成型用工具６は軸体７の先端部の外周面に転造リング
８が固着されて成り、軸体７の外周面より突部９が所定
の突出高さで突設され、第１実施例に示した転造成型用
工具と同様な外観に形成されている。なお、図示してな
いが、軸体７の後端部側には第１実施例（図１）の柄部
４と同様な柄部が形成されている。

【００２９】軸体７の先端部には断面四角形の嵌合軸１
２が形成されており、この嵌合軸１２に転造リング８の
透孔１３が嵌合され、軸体７の先端部１０と嵌合軸１２
との間に形成された凹溝１１にＯリングあるいはＥリン
グ等の係止部材１４が嵌着されて転造リング８はｌ２に
固定され一体化されている。

【００３０】図９に転造リングの態様例を示す。転造リ
ングは、同図（ａ）に示すように、円板状の本体の外周
部に半円状の突部９ａが周方向に所定の間隔をおいて突
設され、中心部に嵌合軸１２に嵌合可能な透孔１３が形
成されて成る。突部９ａは転造リング８ａと同一の原材
料から削り出し等の加工方法で形成され、同一の組成を
有する。また、転造リングとして、同図（ｂ）に示すよ
うに、正方形状の転造リング８ｂを用いることも可能で
あり、この場合、特に突部９ｂの加工が不要となるので
加工工数の削減ができ、製造の容易化が図れる。さら
に、突部は同図（ｃ）に示すように一つの突部９ｃでも
良く、必ずしも複数ある必要がない場合がある。一つの
突部９ｃの場合は、動圧軸受け１００の動圧発生溝１０
２の転造成型に際して軸方向の送りピッチを調整すれば
良く、各動圧発生溝１０２は必ず同一の突部９ｃで成型
されるので動圧発生溝１０２相互間の溝深さのばらつき
を防止することができる。

【００３１】(III) その他の例 以上の実施例では、動圧軸受けの動圧発生溝の転造成型
用工具を例として説明したが、本発明はこの態様に限定
されることなく、広く適用が可能である。すなわち、中
空筒体の内面に連続もしくは不連続または螺旋状もしく
は直線状の凹溝を転造成型する場合の工具として広く用
いることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、請求項１〜３に記載の発明
によれば、一つの原材料から軸体２および突部を形成す
ることができ、それぞれ別々に加工することがないので
加工工数の削減が可能となり、転造成型用工具の製造が
容易となる。また、一連の加工プロセスを採用すること
ができるので、例えば芯出しが一回で済み、したがって
加工に際しての累積誤差の発生を抑制することができ、
特に、超小型動圧軸受けの動圧発生溝のような微細加工
を必要とする転造成型での寸法精度の向上および品質の
均一化が可能となる。

【００３３】また、請求項４〜７に記載の発明によれ
ば、軸体２の一端部に設けられた嵌合軸に透孔を嵌合す
ることにより転造リングを軸体に固定し一体化したこと
により、軸体の形成と転造リングの形成との加工プロセ
スが必要となるものの、転造リングそのものの本体部と
突部の形成は一連のプロセスで行われるため、必要な精
度を維持しつつ転造成型用工具の製造の容易化が図れ、
かつ溝の成型の品質の向上が可能となる。特に、超小型
動圧軸受けの動圧発生溝のような微細加工を必要とする
転造成型に用いられる工具の製造に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における転造成型用工具を
示す正面図である。

【図２】本発明の第１実施例における転造成型用工具を
示す部分拡大図である。

【図３】突部の配置例を示す図３の右側面図である。

【図４】突部の形状例を示す斜視図である。

【図５】突部の平面図である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は突部の変形例を示す断面図で
ある。

【図８】本発明の第２実施例における転造成型用工具の
部分拡大断面図である。

【図９】本発明の第２実施例における転造リングの変形
例を示す正面図である。

【図１０】動圧軸受けの内部構造の例を示す部分拡大断
面図である。

【符号の説明】

１ 工具 ２ 軸体 ３ 突部 ４ 柄部 ５ 先端面取部 ６ 工具 ７ 軸体 ８ 転造リング ９ 突部 １０ 先端部 １１ 凹溝 １２ 嵌合軸 １３ 透孔 １４ 係止部材 １００ 動圧軸受け １０１ スリーブ １０２ 動圧発生溝 １０３ 溝集合部 １０４ 流体軸受面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空筒体の内周面を押圧して当該内周面
   に溝を転造成型する転造成型用工具において、 前記中空筒体の内部に挿通可能な軸体の外周面に、当該
   軸体の外周面より外方に突出する突部が当該軸体と同一
   組成で一体に形成されていることを特徴とする転造成型
   用工具。
2. 【請求項２】 中空筒体の内周面を押圧転接して当該内
   周面に動圧発生溝を転造成型する動圧軸受けの転造成型
   用工具において、 前記中空筒体の内部に挿通可能な軸体の外周面に、当該
   軸体の外周面より外方に突出する突部が当該軸体と同一
   組成で一体に形成されていることを特徴とする動圧軸受
   けの転造成型用工具。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の転造成型用工
   具において、前記突部は前記軸体の外周部に１または複
   数形成されていることを特徴とする転造成型用工具。
4. 【請求項４】 中空筒体の内周面を押圧して当該内周面
   に溝を転造成型する転造成型用工具において、 一端部に嵌合軸を有して前記中空筒体の内部に挿通可能
   な軸体と、 当該軸体の外周面より外方に突出する位置に突部と前記
   嵌合軸に嵌合可能な透孔とを有し、当該透孔が前記嵌合
   軸に嵌合されて前記軸体に固定された転造リングと、を
   備えたことを特徴とする転造成型用工具。
5. 【請求項５】 中空筒体の内周面を押圧転接して当該内
   周面に動圧発生溝を転造成型する動圧軸受けの転造成型
   用工具において、 一端部に嵌合軸を有して前記中空筒体の内部に挿通可能
   な軸体と、 当該軸体の外周面より外方に突出する位置に突部と前記
   嵌合軸に嵌合可能な透孔とを有し、当該透孔が前記嵌合
   軸に嵌合されて前記軸体に固定された転造リングと、を
   備えたことを特徴とする動圧軸受けの転造成型用工具。
6. 【請求項６】 請求項３または４に記載の転造成型用工
   具において、前記突部は前記軸体の外周部に１または複
   数形成されていることを特徴とする転造成型用工具。
7. 【請求項７】 請求項３、４または５に記載の転造成型
   用工具において、前記軸体の嵌合軸および転造リングの
   透孔は断面多角形に形成されていることを特徴とする転
   造成型用工具。