JPS63103086A - Grooving device for dynamic pressure bearing - Google Patents

Grooving device for dynamic pressure bearing

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JPS63103086A
JPS63103086A JP24984386A JP24984386A JPS63103086A JP S63103086 A JPS63103086 A JP S63103086A JP 24984386 A JP24984386 A JP 24984386A JP 24984386 A JP24984386 A JP 24984386A JP S63103086 A JPS63103086 A JP S63103086A
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groove
grooves
holder
laser light
axis
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Yasukazu Fujimoto
靖一 藤本
Kensuke Morikawa
森川 憲佑
Masayoshi Onishi
政良 大西
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Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To execute simple and exact grooving without using a photomask by executing control in accordance with the numerical information on the pattern of grooves so as to project laser light to the desired range of a photoresist coated on the surface of a work piece. CONSTITUTION:An angle theta between the axial line A in the shaft part 12 of a bearing and the optical axis C of the laser light changes but the optical axis C intersects always perpendicularly with the photoresist surface of a spherical body 11 at one point P when a table 21 is horizontally rotated. The rotating angle phi of the spherical body 11 around the horizontal axis B of the holder 22 in the shaft part 12 corresponds to an azimuth. A controller 19 of such constitution rotates the holder 22 by one turn to move the projection point P and projects the laser light from a laser light device thereto in accordance with the numerical information on the pattern of the grooves while the turn table 21 is held stopped. The above-mentioned operation is successively repeated while the projection angle theta is changed each slightly to form the spiral grooves 15 on the spherical body 11. The grooving is thereby simply and exactly executed without using the photomask.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、動圧軸受の溝加工装置に関する。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a groove machining device for a hydrodynamic bearing.

従来の技術とその問題点 動圧軸受の軸部または受部の表面に溝を加工する方法と
して、フィルムマスクを使用したフォトエツチング法が
知られている。たとえば球面動圧軸受の軸部の球体の表
面にスパイラル状の溝を加工する場合、球体の表面にフ
ォトレジストを塗布したのち、これに半球状のフィ・ル
ムマスクを被せて露光し、マスクを取外したのち、エツ
チングにより溝を成形する。ところが、フィルムマスク
を使用するフォトエツチング法には、次のような問題が
ある。まず、フィルムマスクの寿命が短く、多数のマス
クが必要である。
BACKGROUND ART Conventional techniques and their problems A photoetching method using a film mask is known as a method for forming grooves on the surface of the shaft or bearing of a hydrodynamic bearing. For example, when machining a spiral groove on the surface of a sphere on the shaft of a spherical hydrodynamic bearing, first coat the surface of the sphere with photoresist, cover it with a hemispherical film mask, expose it, and remove the mask. Afterwards, grooves are formed by etching. However, the photoetching method using a film mask has the following problems. First, film masks have a short lifespan and require a large number of masks.

また、球体の寸法や渦のパターンが変われば、マスクを
新たに製作する必要がある。フィルムマスクを製作する
には、半球状に成形したフィルムに溝のパターンを形成
する方法と、平面状のフィルムに溝のパターンを形成し
たのちこれを半球状に成形する方法とがある。ところが
、前者の場合、半球状に成形したフィルムに溝のパター
ンを正確に形成することは困難である。
Additionally, if the dimensions of the sphere or the pattern of the vortices change, a new mask will need to be manufactured. There are two methods for manufacturing a film mask: one method is to form a groove pattern on a hemispherical film, and the other is to form a groove pattern on a flat film and then mold it into a hemispherical shape. However, in the former case, it is difficult to accurately form a groove pattern on a hemispherical film.

また、後者の場合は、半球状に成形したときに所望のパ
ターンになるように変形弁を見込んで平面状のフィルム
に満のパターンを形成しておく必要があるが、これは非
常に困難であり、半球状に成形するとぎに不均一な変形
により形状不良が発生することがある。したがって、い
ずれの場合も、溝のパターンを正確に形成するのは困難
である。また、フィルムマスクを被せたり取外したりす
るときに、フォトレジスト躾が剥がれるおそれがある。
In addition, in the latter case, it is necessary to form a full pattern on the flat film in anticipation of the deformation valve so that it will form the desired pattern when molded into a hemispherical shape, but this is extremely difficult. However, when forming into a hemispherical shape, uneven deformation may cause shape defects. Therefore, in either case, it is difficult to accurately form the groove pattern. Furthermore, when applying or removing a film mask, there is a risk that the photoresist layer may peel off.

この発明の目的は、上記の問題を全て解決した動圧軸受
の溝加工装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing groove machining device that solves all of the above problems.

問題点を解決するための手段 この発明による5A置は、表面にフォトレジストが塗布
された工作物を保持してこれに運動を与えるための工作
物駆動装置と、工作物の表面のフォトレジストにレーザ
ー光を照射するだめの照射装置と、フォトレジストの所
望の範囲にレーザー光が照射されるように溝のパターン
に関する数値情報に基いて工作物駆動装置および照射装
置を制御する制御装置とを備えているbのである。
Means for Solving the Problems The 5A device according to the present invention includes a workpiece drive device for holding and giving motion to a workpiece whose surface is coated with photoresist, and a workpiece drive device for holding and imparting motion to a workpiece whose surface is coated with photoresist. It is equipped with an irradiation device for irradiating a laser beam, and a control device for controlling a workpiece drive device and an irradiation device based on numerical information regarding the groove pattern so that a desired range of the photoresist is irradiated with the laser beam. It's b.

実  施  例 第1図は)な加工装置の1例を示し、第2図は球面動圧
軸受の1例を示す。
Embodiment FIG. 1 shows an example of a processing device, and FIG. 2 shows an example of a spherical hydrodynamic bearing.

第2図の軸受は、直立軸(10)の下端に球体(11)
が一体に形成された軸部(12)と、球体(11)の下
半部を受ける半球状の凹面(13)を有する受部(14
)とからなる。軸部(12)の軸線(△)は球体(11
)の中心(0)を通っており、球体(11)の下半部表
面に複数の浅いスパイラル状の溝(15)が等間隔に形
成されている。そして、軸部(12)の回転による溝(
15)のポンプ作用で流体(潤滑剤)に動圧を発生させ
、球体(11)を浮上させて、凹面(13)に非接触で
支持するようになっている。
The bearing shown in Figure 2 has a sphere (11) at the lower end of the upright shaft (10).
and a receiving portion (14) having a hemispherical concave surface (13) for receiving the lower half of the sphere (11).
). The axis (△) of the shaft (12) is the sphere (11
), and a plurality of shallow spiral grooves (15) are formed at equal intervals on the lower half surface of the sphere (11). Then, the groove (
The pumping action of 15) generates dynamic pressure in the fluid (lubricant) to levitate the sphere (11) and support it on the concave surface (13) in a non-contact manner.

第3図は第2図の軸受の軸部(12)の球体(11)の
部分を拡大して示すものであり、球体(11)内には、
第4図に示すように、軸部(12)の軸線(A)を原線
とし、球体(11)の中心(0)を原点とする球極座標
が定められている。第4図において、Pは球体(11)
の表面上の点、rは球極座標の動径、θは同座標の天頂
角、φは同座標の方位角である。球体(11)の表面上
の点Pは球極座標(r、θ、φ)で表わされる。球体(
11)の表面上においては動径rは一定であるから、点
Pは天頂角θと方位角φで表わすことができる。球体(
11)の表面上の溝(15)のパターンを天頂角θと方
位角φで表わすと、第5図のようになる。同図において
、(G1)〜(G12)は溝(15)の部分(溝部)、
(Hl)〜(Hl2)は溝(15)の間の丘(16)の
部分く丘部)を表わしている。また、αは溝(15)の
スパイラル角である。
FIG. 3 shows an enlarged view of the sphere (11) of the shaft portion (12) of the bearing shown in FIG. 2, and inside the sphere (11),
As shown in FIG. 4, spherical polar coordinates are determined with the axis (A) of the shaft portion (12) as the origin and the center (0) of the sphere (11) as the origin. In Figure 4, P is a sphere (11)
A point on the surface of , r is the radius of the spherical polar coordinates, θ is the zenith angle of the same coordinates, and φ is the azimuth angle of the same coordinates. A point P on the surface of the sphere (11) is represented by spherical polar coordinates (r, θ, φ). sphere(
Since the radius r is constant on the surface of 11), the point P can be expressed by the zenith angle θ and the azimuth angle φ. sphere(
When the pattern of the grooves (15) on the surface of 11) is expressed by the zenith angle θ and the azimuth angle φ, it becomes as shown in FIG. In the same figure, (G1) to (G12) are the groove (15) portion (groove portion);
(Hl) to (Hl2) represent the part of the hill (16) between the grooves (15). Further, α is the spiral angle of the groove (15).

第3図において、溝(15)は、天頂角θが01と03
の間の部分に形成されている。R1は球体(11)の表
面上において天頂角θ=01の点を結ぶ地平内、R3は
天頂角θ−θ3の点を結ぶ地平内である。また、R2は
、天頂角θ=02(G1〈G2〈G3)の点を結ぶ地平
内である。
In Figure 3, the groove (15) has zenith angles θ of 01 and 03.
It is formed in the area between. R1 is within the horizon connecting the points at the zenith angle θ=01 on the surface of the sphere (11), and R3 is within the horizon connecting the points at the zenith angle θ-θ3. Further, R2 is within the horizon connecting the points of zenith angle θ=02 (G1<G2<G3).

なお、第3図の地平内R1、R2およびR3は、第5図
において直線し1、L2およびL3で表わされる。この
種の軸受において、一般に、丘(16)の幅と満(15
)の幅の比(丘/溝比)は1である。したがって、溝(
15)の両端の天頂角θ1、G3、溝(15)の数およ
びスパイラル角αが与えられれば、第5図のような溝の
パターンが決まる。また、丘/溝比が1以外の場合でも
、上記の他に丘/溝比が与えられれば、溝のパターンが
決まる。第5図より明らかなように、天頂角θが01と
03の間の地平円上には、溝部(G1)〜(G12)と
丘部(Hl)〜(Hl2)が交互に表われる。そして、
天頂角θが変わると、溝部(G1)〜(G12)の表わ
れる方位角φの範囲が変わる。しかしながら、天頂角θ
とそのときに溝部(G1)〜(G12)が表われる方位
角φの範囲との間には一定の関係があり、溝のパターン
が決まると、天頂角θごとに溝部(G1)〜(G 12
)に対応する方位角φの範囲を求めることができる。
Note that R1, R2, and R3 in the horizon in FIG. 3 are straight lines in FIG. 5, and are represented by 1, L2, and L3. In this type of bearing, generally the width of the hill (16) and the full width (15
) has a width ratio (hill/groove ratio) of 1. Therefore, the groove (
15), the number of grooves (15), and the spiral angle α are given, the groove pattern as shown in FIG. 5 is determined. Further, even when the hill/groove ratio is other than 1, the groove pattern is determined if the hill/groove ratio is given in addition to the above. As is clear from FIG. 5, groove portions (G1) to (G12) and hill portions (Hl) to (Hl2) appear alternately on the horizon circle where the zenith angle θ is between 01 and 03. and,
When the zenith angle θ changes, the range of azimuth angles φ in which the grooves (G1) to (G12) appear changes. However, the zenith angle θ
There is a certain relationship between the range of azimuth angle φ in which grooves (G1) to (G12) appear at that time, and once the groove pattern is determined, grooves (G1) to (G 12
) can be found.

溝加工装置は、工作物駆動装置(17)、照射装置(1
8)およびこれらの制御装置(19)より構成されてい
る。
The groove machining device includes a workpiece drive device (17) and an irradiation device (1
8) and their control device (19).

工作物駆動装置(17)は、水平な移動台(20)と、
移動台(20)上に垂直軸(Z)を中心に回転しうるよ
うに水平に取付けられた円板状の回転チープル(21)
と、回転テーブル(21)の中心@(Z)と直交し放射
方向に伸びる水平軸(B)を中心に回転しうるように回
転テーブル(21)上に取付けられた工作物ホルダ(2
2)とを備えている。テーブル(21)およびホルダ(
22)にはロータリエンコーダを備えた回転装置! (
23)(24)がそれぞれ設けられており、これらの回
転装置(23)(24)はインタフェース(25)を介
して制御装置(19)に接続されている。ホルダ(22
)は、好ましくは、その回転中心軸(B)と平行な方向
にテーブル(21)に対して移動することができ、この
ための移動装置も制御装置(19)に接続されている。
The workpiece drive device (17) includes a horizontal moving table (20),
A disc-shaped rotary cheeple (21) mounted horizontally on the movable table (20) so as to be able to rotate around a vertical axis (Z).
and a workpiece holder (2) mounted on the rotary table (21) so as to be rotatable about a horizontal axis (B) extending in the radial direction and perpendicular to the center @ (Z) of the rotary table (21).
2). Table (21) and holder (
22) is a rotating device equipped with a rotary encoder! (
23) and (24) are provided, respectively, and these rotating devices (23) and (24) are connected to the control device (19) via an interface (25). Holder (22
) can preferably be moved relative to the table (21) in a direction parallel to its central axis of rotation (B), and the movement device for this purpose is also connected to the control device (19).

また、移動台(20)も、好ましくは、上下方向および
互いに直交する2つの水平軸(X)(Y)方向に移動す
ることができ、このための移動装置もtl制御装置(1
9)に接続されている。
Further, the moving table (20) can also preferably be moved in the vertical direction and in the two horizontal axes (X) and (Y) directions perpendicular to each other, and the moving device for this purpose also includes the tl control device (1
9).

照射装置(18)は、レーザー装置(26)およびその
電源(27)、レーザー光を集光するだめのレンズ(2
8)ならびに電子シャッタ(29)を備えており、電源
(27)およびシャッタ(29)はインタフェース(2
5)を介して制御装置M (19)に接続されている。
The irradiation device (18) includes a laser device (26), its power source (27), and a lens (2) for condensing the laser beam.
8) and an electronic shutter (29), and the power supply (27) and shutter (29) are connected to the interface (29).
5) to the control device M (19).

レーザー装置(26)の光軸(C)は軸(Y)と平行で
ある。
The optical axis (C) of the laser device (26) is parallel to the axis (Y).

制御装置(19)は、後述するように、溝のパターンに
関する数値情報に基いて工作物駆動装置(17)および
照射装置(18)を制御するものであり、マイクロコン
ピュータを備えている。また、制御装ffi (19)
には、CRTディスプレイ(30)などが接続されてい
る。
As will be described later, the control device (19) controls the workpiece drive device (17) and the irradiation device (18) based on numerical information regarding the groove pattern, and includes a microcomputer. In addition, the control device ffi (19)
A CRT display (30) or the like is connected to the .

第2図の軸受の軸部(12)の溝(15)を加工する場
合、まず、制御装置(19)に、溝(15)の両端の天
頂角θ1、G3、溝(15)の数およびスパイラル角α
ならびに丘/i?4比を入力する。そして、制御装置(
19)は、これらの情報から第5図のようなiM(15
)のパターンを定め、これに基いて後述するように工作
物駆動装置(17)および照射装置(18)を制御する
When machining the groove (15) of the shaft portion (12) of the bearing shown in Fig. 2, first, the control device (19) is informed of the zenith angle θ1, G3, the number of grooves (15) at both ends of the groove (15), and the Spiral angle α
As well as hill/i? 4 Enter the ratio. And the control device (
19) derives iM (15) from this information as shown in Figure 5.
), and based on this pattern, the workpiece drive device (17) and irradiation device (18) are controlled as described later.

一方、軸受の軸部(12)の素材の球体(11)の表面
にたとえばポジ形のフォトレジストを塗布し、これを軸
線(A)が軸<8>と一致するようにホルダ(22)に
取付ける。また、球体(11)の中心(0)が@(Z)
上にくるように軸部(12)の位置を調節する。さらに
、軸(B)と光軸(C)の高さが一致し、しかも光軸(
C)が球体(11)の中心(0)を通るようにテーブル
(21)の位置を調節する。
On the other hand, for example, a positive photoresist is applied to the surface of the spherical body (11) of the shaft part (12) of the bearing, and this is applied to the holder (22) so that the axis (A) coincides with the axis <8>. Install. Also, the center (0) of the sphere (11) is @(Z)
Adjust the position of the shaft (12) so that it is on top. Furthermore, the heights of the axis (B) and the optical axis (C) are the same, and the optical axis (
Adjust the position of the table (21) so that C) passes through the center (0) of the sphere (11).

このような状態で、テーブル(21)を回転させると、
軸線(A>と光軸(C)のなず角度(照射角)θが変化
するが、光軸(C)は常に球体(11)の中心(0)を
通るので、光軸(C)は球体(11)のフォトレジスト
表面と1点Pにおいて直角に交わる。以下、この点Pを
照射点という。
When the table (21) is rotated in this state,
The angle (irradiation angle) θ between the axis (A>) and the optical axis (C) changes, but the optical axis (C) always passes through the center (0) of the sphere (11), so the optical axis (C) It intersects the photoresist surface of the sphere (11) at a right angle at one point P. Hereinafter, this point P will be referred to as the irradiation point.

そして、シャッタ(29)が開いている間だけ、照射点
Pにレーザー光が照射される。なお、照射点Pを第4図
の点Pとすると、照射角θは天頂角θに相当する。また
、軸(B)のまわりのホルダ(22)の回転角すなわち
軸1it(A)のまわりの球体(11)の回転角φは方
位角φに相当する。
Then, the irradiation point P is irradiated with laser light only while the shutter (29) is open. Note that if the irradiation point P is the point P in FIG. 4, the irradiation angle θ corresponds to the zenith angle θ. Further, the rotation angle φ of the holder (22) around the axis (B), that is, the rotation angle φ of the sphere (11) around the axis 1it (A) corresponds to the azimuth angle φ.

回転テーブル(21)を停止させた状態でホルダ(22
)を1回転させることにより、照射点Pは1つの地平円
上を移動する。この間にシャッタ(29)を適宜開開す
ることにより、この地平円上の任意の範囲にレーザー光
を照射して露光することができる。そして、照射角θを
少しずつ変えながらこのような動作を繰返づことにより
、フォトレジスト表面の任意の範囲にレーザー光を照射
して露光することができる。
Holder (22) with rotary table (21) stopped
) by rotating once, the irradiation point P moves on one horizontal circle. By appropriately opening and opening the shutter (29) during this time, it is possible to irradiate and expose an arbitrary range on this horizon circle with laser light. By repeating this operation while gradually changing the irradiation angle θ, it is possible to irradiate and expose an arbitrary range of the photoresist surface with laser light.

このような手順でフォトレジストを露光するのが第1の
方法である。以下、第1の方法をさらに詳しく説明する
The first method is to expose the photoresist using such a procedure. The first method will be explained in more detail below.

まず、照射角θが01となるように回転テーブル(21
)を停止させるとともに、回転角φがOとなるようにホ
ルダ(22)の回転を原点で停止させる。制御装置(1
9)は、先に求めた溝(15)のパターンより、θ=0
1のときの溝部(G1)〜(G12)に対応するφの範
囲を求めておく。そして、ホルダ(22)を1回転させ
、この間にφが溝部(G1)〜(G12)に対応する範
囲にある間だけシャッタ(29)を開く。これにより、
地平円R1上の溝部(G1)〜(G12)の部分にだけ
し1−ブー光が照射されて露光される。ホルダ(22)
が1回転したならば、照射角θが少し大きくなるように
回転テーブル(21)を回転させて停止させ、このθの
ときの溝部(G1)〜(G 12)に対応するφの範囲
を求めたのち、上記と同様に、シャッタ(29)を制御
しながらホルダ(22)を1回転させる。以下、照射角
θを同じ角麿ずつ変化させながら、θがG3になるまで
同様の動作を繰返す。これにより、第5図の溝部(G1
)〜(G12>が全て露光される。なお、球体(11)
の表面の地平用の直径は天頂角θが大きくなるほど大き
くなる。したがって、照射角θが変化してもホルダ(2
2)の回転速度が一定であるとすれば、照射点Pの周速
はθが大きくなるほど大きくなり、露光時間は、逆に、
θが大きくなるほど短くなる。このため、θが変わって
も、各点の露光時間が等しくなるように、すなわち周速
が等しくなるように、θが大きくなるにつれて回転速度
を小さくするのが望ましい。
First, set the rotary table (21
) is stopped, and the rotation of the holder (22) is stopped at the origin so that the rotation angle φ becomes O. Control device (1
9) is θ=0 from the pattern of the groove (15) found earlier.
1, the range of φ corresponding to the grooves (G1) to (G12) is determined in advance. Then, the holder (22) is rotated once, and the shutter (29) is opened only while φ is within the range corresponding to the grooves (G1) to (G12). This results in
Only the groove portions (G1) to (G12) on the horizon circle R1 are irradiated with the 1-boo light and exposed. Holder (22)
When has made one revolution, rotate the rotary table (21) so that the irradiation angle θ becomes a little larger and stop it, and find the range of φ corresponding to the grooves (G1) to (G12) at this θ. Afterwards, the holder (22) is rotated once while controlling the shutter (29) in the same manner as above. Thereafter, the same operation is repeated while changing the irradiation angle θ by the same angle increments until θ reaches G3. As a result, the groove part (G1
) to (G12> are all exposed. In addition, the sphere (11)
The horizontal diameter of the surface of becomes larger as the zenith angle θ becomes larger. Therefore, even if the illumination angle θ changes, the holder (2
Assuming that the rotational speed in 2) is constant, the circumferential speed of the irradiation point P increases as θ increases, and the exposure time, conversely, becomes
The larger θ becomes, the shorter it becomes. For this reason, it is desirable to reduce the rotational speed as θ increases so that even if θ changes, the exposure time at each point is equal, that is, the circumferential speed is equal.

回転テーブル(21)とホルダ(22)を適当な速度で
同時に回転させることにより、照射点Pを第5図上の任
意の直線または曲線に沿って移動させることができる。
By simultaneously rotating the rotary table (21) and the holder (22) at an appropriate speed, the irradiation point P can be moved along any straight line or curved line in FIG.

このとき、シャッタ(29)を開いた状態で照射点Pを
上記の直線または曲線に沿って移動させることにより、
その上の全ての点にレーザー光を照射して露光すること
ができる。そして、このような直線または曲線を少しず
つずらしていくことにより、フォトレジスト表面の任意
の範囲にレーザー光を照射して露光することができる。
At this time, by moving the irradiation point P along the above straight line or curve with the shutter (29) open,
All points on it can be exposed by irradiating laser light. Then, by gradually shifting such straight lines or curves, it is possible to irradiate and expose an arbitrary range of the photoresist surface with laser light.

このような手順でフォトレジストを露光するのが第2の
方法である。以下、第2の方法をさらに詳しく説明する
The second method is to expose the photoresist using such a procedure. The second method will be explained in more detail below.

まず、照射点Pが第5図の第1の溝部(G1)の点P1
にくるように、回転テーブル(21)およびホルダ(2
2)を停止させる。そして、シャッタ(29)を開いた
状態で、照射点PがPlからP2を通ってP3に至るま
で直線T1に沿って移動するように、回転テーブル(2
1)eよびホルダ(22)を回転させる。これにより、
直線T1上の全ての点にレーザー光が照射されて露光さ
れる。
First, the irradiation point P is the point P1 of the first groove (G1) in FIG.
Rotating table (21) and holder (2) so that
2) is stopped. Then, with the shutter (29) open, the rotary table (29) is moved so that the irradiation point P moves along the straight line T1 from Pl through P2 to P3.
1) Rotate e and holder (22). This results in
All points on the straight line T1 are irradiated with laser light and exposed.

次に、T1より少しφが大きくてこれと平行な直線上を
反対方向に照射点Pが移動するように、回転テーブル(
21)およびホルダ(22)を回転させ、この直線上の
全ての点を露光させる。このような動作を繰返し、最後
に照射点Pが直線T2に沿って移動するように回転テー
ブル(21)およびホルダ(22)を回転させることに
より、第1の溝部(G1)上の点が全て露光される。そ
して、残りの溝部(G2)〜(G12)についても同様
の動作を繰返すことにより、第5図の全ての溝部(G1
)〜(G 12)を露光することができる。
Next, set the rotary table (
21) and the holder (22) to expose all points on this straight line. By repeating this operation and finally rotating the rotary table (21) and holder (22) so that the irradiation point P moves along the straight line T2, all the points on the first groove (G1) are exposed to light. Then, by repeating the same operation for the remaining grooves (G2) to (G12), all the grooves (G1
) to (G12) can be exposed.

上記の直線T1〜T2は、制御装置(19)が溝(15
)のパターンより自動的に求めることができる。
The above straight lines T1 to T2 are connected to the groove (15) by the control device (19).
) can be automatically determined from the pattern.

第5図のような溝(15)のパターンの場合、回転テー
ブル(21)とホルダ(22)の回転速度比を一定にす
ることにより、直線T1〜T2に沿って照射点Pを移動
さぜることができる。なお、φを一定量ずつずらして直
線T1〜T2を決めたとすれば、θが小さくなるほど直
線T1〜T2の間隔は小さくなる。したがって、回転デ
ープル(21)およびホルダ(22)の回転速度が常に
一定であれば、θの小さい範囲の露光密度が大きくなる
。溝部(G1)〜(G12)全体の露光密度をほぼ一定
にするため、回転テーブル(21)およびホルダ(22
)の回転速度がθの小さい範囲では大きくθの大きい範
囲では小さくなるように、これらの回転速度を連続的ま
たは段階的に−り御するのが望ましい。
In the case of a pattern of grooves (15) as shown in Fig. 5, the irradiation point P can be moved along the straight line T1 to T2 by keeping the rotational speed ratio of the rotary table (21) and holder (22) constant. can be done. Note that if the straight lines T1 and T2 are determined by shifting φ by a certain amount, the interval between the straight lines T1 and T2 becomes smaller as θ becomes smaller. Therefore, if the rotational speeds of the rotating daple (21) and the holder (22) are always constant, the exposure density will be high in a small range of θ. In order to make the exposure density of the entire grooves (G1) to (G12) almost constant, the rotary table (21) and the holder (22)
It is desirable to control these rotational speeds continuously or in steps so that the rotational speeds of ) are large in a small range of θ and small in a large range of θ.

上記の装置は、球面動圧軸受の軸部の球体以外の溝の加
工にももちろん使用できる。
Of course, the above-mentioned apparatus can also be used for machining grooves other than spheres in the shaft portion of a spherical hydrodynamic bearing.

第6図は、第2図と少し異なる球面動圧軸受を示す。こ
の軸受の場合、受部(14)の凹面(13)に複数の浅
いスパイラル状の溝(31)が設けられてJ3す、球体
(11)の表面には溝は設けられていない。なお、受部
(14)の軸線(A)は凹面(13)の中心(0)を通
っている。他は第2図の場合と同様であり、同じ部分に
は同一の符号を付している。
FIG. 6 shows a spherical hydrodynamic bearing that is slightly different from FIG. 2. In the case of this bearing, a plurality of shallow spiral grooves (31) are provided on the concave surface (13) of the receiving portion (14), but no grooves are provided on the surface of the spherical body (11). Note that the axis (A) of the receiving portion (14) passes through the center (0) of the concave surface (13). The rest is the same as in FIG. 2, and the same parts are given the same reference numerals.

この受部(14)の凹面(13)の溝(31)は、第5
図と同しように、球種座標の天頂角θと方位角φで表わ
すことができる。
The groove (31) of the concave surface (13) of this receiving part (14) is the fifth
As in the figure, it can be expressed by the zenith angle θ and the azimuth angle φ of the pitch type coordinates.

第6図の受部(14)の溝(31)を加工する場合、第
7図に示すように、受部(14)の素材の凹面(13)
にたとえばポジ形のフォトレジストを塗布し、軸線(A
)が軸(B)と一致するようにホルダ(22)に取付け
る。また、凹面(13)の中心(0)が@(2)上にく
るように受部(14)の位置を調節する。さらに、軸(
B)と光軸(C)の高さが一致し、′シかも光軸(C)
が凹面(13)の中心(0)を通るようにテーブル(2
1)の位置を調節する。そして、第1図の場合と同様、
2つの方法のいずれかにより溝(31)の部分を露光す
る。
When machining the groove (31) of the receiving part (14) in Fig. 6, as shown in Fig. 7, the concave surface (13) of the material of the receiving part (14)
For example, apply a positive photoresist to the axis line (A
) on the holder (22) so that it aligns with the shaft (B). Also, adjust the position of the receiving part (14) so that the center (0) of the concave surface (13) is above @(2). Additionally, the axis (
The heights of B) and optical axis (C) match, and the optical axis (C)
Place the table (2) so that it passes through the center (0) of the concave surface (13).
Adjust the position of 1). And, as in the case of Figure 1,
The groove (31) portion is exposed in one of two ways.

第8図は、ジャーナル動圧軸受を示す。この軸受は、軸
部(32)とこれを受ける円筒状の受部(33)とから
なり、受部(33)にはまる軸部(32)の表面に複数
の浅いスパイラル状の溝(34)が等間隔に形成されて
いる。軸部(32)の表面上の点は、軸線方向の位aX
と軸ail(A)を中心とする回転角φで表わすことが
できる。したがって、溝(34)のパターンも、第9図
に示すように、Xとφで表わすことができる。
FIG. 8 shows a journal hydrodynamic bearing. This bearing consists of a shaft part (32) and a cylindrical receiving part (33) that receives the shaft part, and has a plurality of shallow spiral grooves (34) on the surface of the shaft part (32) that fits into the receiving part (33). are formed at equal intervals. A point on the surface of the shaft (32) is at a position aX in the axial direction
and a rotation angle φ around the axis ail(A). Therefore, the pattern of the grooves (34) can also be represented by X and φ, as shown in FIG.

第8図の軸部(32)の溝(34)を加工する場合、第
10図に示すように、軸部(32)の素材の表面にたと
えばポジ形のフォトレジストを塗布し、軸線(A)が軸
(B)と一致するようにホルダ(22)に取付ける。ま
た、軸線(A)と光軸(C)の高さが一致し、しかも軸
線(A)が軸(X)と平行になるようにテーブル(21
)の位置を調節する。一方、制御装置(19)には、第
9図のような溝(34)のパターンを決定するために必
要な数値情報を入力する。そして、制御装置(19)は
、これらの情報に基いて、次のような3つの方法により
工作物駆動装置(17)および照射装置(18)をil
I+制御する。
When machining the groove (34) of the shaft (32) shown in FIG. 8, as shown in FIG. ) on the holder (22) so that it aligns with the shaft (B). Also, set the table (21
). On the other hand, numerical information necessary for determining the pattern of the grooves (34) as shown in FIG. 9 is input into the control device (19). Based on this information, the control device (19) controls the workpiece drive device (17) and the irradiation device (18) using the following three methods.
I+ control.

第1の方法は、次のように、軸部(32)の表面を軸線
(A)を中心とする多数の円に分割し、各円上の溝(3
4)に相当する部分を露光するものである。すなわち、
まず、ホルダ(22)または移動台(20)を軸(X)
と平行な方向に移動させることにより、照射点Pffi
X1の位置にくるように軸部(32)を位置させる。そ
して、円上の溝(34)に相当する部分が照射されるよ
うにシャッタ(29)を制御しながら軸(B)を中心に
ホルダ(22)を1回転させる。次に、Xが少し変るよ
うに軸部(32)を軸(X)方向に移動させて停止させ
たのち、同様に、シVツタ(29)を制御しながらホル
ダ(22)を1回転させる。そして、このように軸部(
32)を軸線(A)方向に少しずつ移動させたのも1回
転させるという動作を繰返し、最後に、x=x2の円上
を照射点Pが移動するようにホルダ(22)を1回転さ
せる。これにより、第9図の溝部(G)が全て露光され
る。
The first method is to divide the surface of the shaft (32) into a large number of circles centered on the axis (A), and grooves (3) on each circle.
The portion corresponding to 4) is exposed. That is,
First, move the holder (22) or moving table (20) to the axis (X).
By moving the irradiation point Pffi in a direction parallel to
Position the shaft portion (32) so that it is at position X1. Then, the holder (22) is rotated once around the axis (B) while controlling the shutter (29) so that the portion corresponding to the circular groove (34) is irradiated. Next, move the shaft part (32) in the direction of the shaft (X) so that X changes a little and stop it, and then similarly rotate the holder (22) once while controlling the shank V ivy (29). . And like this, the shaft part (
32) in the direction of the axis (A) is repeated, and finally, the holder (22) is rotated once so that the irradiation point P moves on the circle of x=x2. As a result, the entire groove (G) in FIG. 9 is exposed.

第2の方法は、次のように、軸部(32)の表面を軸線
(A)と平行な多数の直線に分割し、各直線の溝(34
)に対応する部分を露光するものである。すなわち、ま
ず、照射点Pが第9図のX−xl上の1点にくるように
ホルダ(22)を位置決めする。そして、ホルダ(22
)の回転を停止した状態でこれを軸(X)方向にx−x
2まで移動させる。このとき、直線上の溝(34)に対
応する位置だけが露光されるようにシャッタ(29)を
制御する。次に、ホルダ(22)を少し回転させたのち
、ホルダ(22)を上記と逆の方向にX=X2からX=
X1まで移動させる。そして、ホルダ(22)が1回転
するまでこのような動作を繰返すことにより、第9図の
溝部(G)が全て露光される。
The second method is to divide the surface of the shaft (32) into a large number of straight lines parallel to the axis (A), and to divide the surface of the shaft (32) into a large number of straight lines parallel to the axis (A),
) is exposed. That is, first, the holder (22) is positioned so that the irradiation point P is at one point on X-xl in FIG. And the holder (22
) with the rotation stopped, move it in the axis (X) direction x-x
Move it to 2. At this time, the shutter (29) is controlled so that only the position corresponding to the groove (34) on the straight line is exposed. Next, after rotating the holder (22) a little, move the holder (22) in the opposite direction from X=X2 to X=
Move it to X1. By repeating this operation until the holder (22) rotates once, the groove (G) in FIG. 9 is completely exposed.

第3の方法は、溝(34)をその長さ方向の多数の曲線
に分割し、これらの曲線を順に露光することにより、溝
(34)に対応する部分を全て露光するものである。こ
の方法は、回転テーブル(21)とホルダ(22)を適
当な速度で同時に回転させることにより実現される。
A third method is to divide the groove (34) into a number of curves along its length and expose these curves in sequence, thereby exposing all the portions corresponding to the groove (34). This method is realized by simultaneously rotating the rotary table (21) and the holder (22) at an appropriate speed.

第11図は、動圧スラスト軸受の円板状の受部(35)
を示す。この受部(35)の表面には、半径rがrlか
らr2の範囲に、複数の浅いスパイラル状の溝(3G)
が等間隔に形成されている。受部(35)の表面上の点
は、半径rと軸線(A>を中心とする受部(35)の回
転角φで表わすことができする。したがって、溝(36
)のパターンも、第12図のように、rとφで表わ寸こ
とができる。
Figure 11 shows the disc-shaped receiving part (35) of the dynamic pressure thrust bearing.
shows. The surface of this receiving part (35) has a plurality of shallow spiral grooves (3G) with a radius r in the range rl to r2.
are formed at equal intervals. A point on the surface of the receiving part (35) can be expressed by the radius r and the rotation angle φ of the receiving part (35) about the axis (A>).
) can also be expressed by r and φ, as shown in FIG.

第11図の受部(35)の溝(36)を加工する場合、
第13図のように、受部(35)の素材の表面にたとえ
ばポジ形のフォトレジストを塗布し、軸線(A)が軸(
Z)と一致するように回転テーブル(21)に取付ける
。また、回転テーブル(21)の上方に水平光軸(C)
と45度の角度で交わる1it (37)を固定状に配
置し、これにより反射した垂直光軸(C)が受部(35
)の表面と直角に交わるようにする。また、垂直光軸(
C)が軸(Z)と一致するように、回転テーブル(21
)を位置決めする。一方、制御I装置(19)には、第
12図のようなw4(3B)のパターンを決定するため
に必要な数値情報を入力する。そして、制御装@ (1
9)は、これらの情報に基いて、次のような2つの方法
により工作物駆動装置(17)および照射vR置(18
)をailJ御する。
When machining the groove (36) of the receiving part (35) in Fig. 11,
As shown in FIG. 13, for example, a positive photoresist is applied to the surface of the material of the receiving part (35), and the axis (A) is aligned with the axis (
Attach it to the rotary table (21) so that it matches Z). In addition, there is a horizontal optical axis (C) above the rotary table (21).
1it (37) that intersects at a 45 degree angle with the receiver part (35
) so that it intersects the surface at right angles. In addition, the vertical optical axis (
Rotate the rotary table (21) so that C) is aligned with the axis (Z).
). On the other hand, numerical information necessary for determining the pattern of w4 (3B) as shown in FIG. 12 is input to the control I device (19). And the control unit @ (1
9) uses the following two methods to operate the workpiece drive device (17) and the irradiation vR position (18) based on this information.
) is controlled by ailJ.

第1の方法は、次のように、受部(35)の表面を軸線
(A)を中心とする多数の同心円に分割し、各円上の?
14(36)に相当する部分を露光するものである。す
なわち、まず、移動台(20)を軸(Y)(または軸(
×))と平行な方向に移動させることにより、照射点P
ffir1の円上の1点にくるように受部(35)を位
置させる。そして、この円上の溝(36)に相当する部
分が照射されるようにシャッタ(29)を制御しながら
軸線(A)を中心に受部(35)を1回転させる。次に
、rが少し大きくなるように受部(35)をff1Y)
(または軸(×))方向に移動させたのち、同様に、シ
ャッタ(29)を制御しながら受部(35)を1回転さ
せる。そして、このような動作を半径rがr2になるま
t−繰返ずことにより、第12図の溝部(G)が全て露
光される。
The first method is to divide the surface of the receiving part (35) into a number of concentric circles centered on the axis (A) as follows, and ?
14 (36) is exposed. That is, first, move the moving table (20) to the axis (Y) (or axis (
×)) By moving the irradiation point P in a direction parallel to
The receiving part (35) is positioned so as to be at one point on the circle of ffir1. Then, the receiver (35) is rotated once around the axis (A) while controlling the shutter (29) so that the portion corresponding to the groove (36) on the circle is irradiated. Next, attach the receiving part (35) so that r is a little larger.ff1Y)
(or axis (x)) direction, and then similarly rotate the receiving part (35) once while controlling the shutter (29). By repeating this operation until the radius r reaches r2, the groove (G) in FIG. 12 is completely exposed.

第2の方法は、溝(36)をその長さ方向の多数の曲線
に分割し、これらの曲線を順に露光することにより、溝
(36)に対応する部分を全て露光するものである。こ
の方法は、回転テーブル(21)を適当な速度で水平方
向に直線状に移動させると同時に適当な速度で回転させ
ることにより実現される。
The second method is to divide the groove (36) into a number of curves along its length and expose these curves in order to expose all the portions corresponding to the groove (36). This method is realized by linearly moving the rotary table (21) in the horizontal direction at an appropriate speed and simultaneously rotating it at an appropriate speed.

上記のようにフォトレジストの溝に対応する部分を露光
したあとの処理は、通常のフォトエツチング法と同じで
ある。
The processing after exposing the portions of the photoresist corresponding to the grooves as described above is the same as in the normal photoetching method.

発明の効果 この発明による装置は、上述の構成を有するので、溝の
パターンに関する数値情報を入力するだけで、簡単にし
かも正確に溝を加工することができる。このため、従来
のように7オートマスクを使用する必要がなく、したが
って、工数が削減され、しかもフォトマスクによるフォ
トレジスト膜の剥がれのおそれもない。
Effects of the Invention Since the apparatus according to the present invention has the above-described configuration, it is possible to easily and accurately process grooves by simply inputting numerical information regarding the groove pattern. Therefore, there is no need to use a 7 automask as in the prior art, and therefore the number of steps is reduced, and there is no fear that the photoresist film will peel off due to the photomask.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例を示す溝加工装置の概略構成
図、第2図は球面動圧軸受の垂直断面図、第3図は第2
図の軸受の溝付軸部の球体の部分を拡大して示す側面図
、第4図は第3図の球体内に設けられた球種座標を示す
斜視図、第5図は第2図の球体の溝のパターンを極座標
で示す図、第6図は球面動圧軸受の溝イ1受部を示す垂
直断面図、第7図は第6図の受部の満を加工するときの
状態を示す第1図相当の図面、第8図はジャーナル動圧
軸受を示す垂直断面図、第9図は第8図の軸受の溝付軸
部の溝のパターンを極座標で示す図、第10図は第8図
の軸部の溝を加工するときの状態を示す)14加工装置
主要部の平面図、第11図はスラスト動圧軸受の円板状
の溝付受部を承り平面図、第12図は第11図の軸受の
溝付受部の溝のパターンを極座標で示す図、第13図は
第11図の受部の溝を加工するときの溝加工装置の主要
部を示す側面図である。 (12)・・・軸部、(14)・・・受部、(15)・
・・溝、(17)・・・工作物駆動装置、(18)・・
・照射装置、(19)・・・制御装置、(31)・・・
溝、(32)・・・軸部、(34)・・・溝、(35)
・・・受部、(36)・・・溝。 以上 特許出願人  光洋精工株式会社 代 理 人  岸本 瑛之助(外4名)第1図 第2図 第4図 −[ ぐ 第i3図 第111馨1
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a groove machining device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of a spherical hydrodynamic bearing, and Fig.
Fig. 4 is a side view showing an enlarged view of the spherical part of the grooved shaft of the bearing shown in Fig. 4; Figure 6 shows the pattern of grooves on a sphere in polar coordinates. Figure 6 is a vertical cross-sectional view showing the groove I 1 receiving part of the spherical hydrodynamic bearing. Figure 7 shows the state when machining the full part of the receiving part in Figure 6. Figure 8 is a vertical sectional view showing a journal dynamic pressure bearing, Figure 9 is a diagram showing the groove pattern of the grooved shaft portion of the bearing in Figure 8 in polar coordinates, and Figure 10 is a diagram equivalent to Figure 1. Fig. 8 shows the condition when machining the groove of the shaft part) Fig. 14 is a plan view of the main part of the processing device, Fig. 11 is a plan view of the disc-shaped grooved receiving part of the thrust dynamic pressure bearing, The figure is a diagram showing the groove pattern of the grooved receiving part of the bearing shown in Fig. 11 in polar coordinates, and Fig. 13 is a side view showing the main parts of the groove machining device used when machining the groove of the receiving part of Fig. 11. be. (12)...Shaft part, (14)...Receiving part, (15)...
...Groove, (17)...Workpiece drive device, (18)...
・Irradiation device, (19)...control device, (31)...
Groove, (32)...Shaft portion, (34)...Groove, (35)
...Receptacle, (36)...Groove. Applicant for the above patents: Koyo Seiko Co., Ltd. Agent: Einosuke Kishimoto (4 others) Figure 1 Figure 2 Figure 4 - Figure i3 Figure 111 Kaoru 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 表面にフォトレジストが塗布された工作物を保持してこ
れに運動を与えるための工作物駆動装置と、工作物の表
面のフォトレジストにレーザー光を照射するための照射
装置と、フォトレジストの所望の範囲にレーザー光が照
射されるように溝のパターンに関する数値情報に基いて
工作物駆動装置および照射装置を制御する制御装置とを
備えている動圧軸受の溝加工装置。
A workpiece drive device for holding and giving motion to a workpiece whose surface is coated with photoresist, an irradiation device for irradiating laser light to the photoresist on the surface of the workpiece, and a desired photoresist coating. A groove machining device for a hydrodynamic bearing, comprising a control device for controlling a workpiece drive device and an irradiation device based on numerical information regarding a groove pattern so that a laser beam is irradiated within a range of .
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