(57)【要約】【課題】フランジの動圧溝と、フランジの基準面となる軸心穴の加工とを高精度でかつ安価に実施でき、量産性を向上させる。【解決手段】上型と下型とでフランジＦにスラスト動圧溝を印圧成形するに際し、第１プレス工程で、成形凸部３ｕ，３ｄを有する上型２および下型１を使用して、外周部に配置した外径拘束板５と軸心穴Ｆｃに配置したピン４によりフランジ素材を密閉ｄｑ状態で加圧成形を行い、第２プレス工程で、プレス方向に垂直な平面からなる矯正面を有する上型と下型とで、外径部を規制することなくフランジを加圧して、フランジの厚みと動圧溝形成面の平面度を矯正する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型によりフランジ素材を加圧して、表面および裏面の少なくとも一方に動圧溝が印圧成形されたフランジを製造するに際し、
第１プレス工程で、成形凸部を有する上型または／および下型を駆動してフランジ素材を加圧し動圧溝を形成する時に、フランジ素材の外径部の拡張を規制し、
第２プレス工程で、プレス方向に垂直な平面からなる矯正面を有する上型または／および下型を駆動して、外径部を規制することなくフランジを加圧してフランジの厚さと平面度を矯正する
ことを特徴とする流体軸受部材の製造方法。
【請求項２】
軸心穴を有するフランジ素材を使用し、
第１プレス工程で、軸心穴内に配置した内径規制部材によりフランジ素材の内径部の縮径を規制する
ことを特徴とする請求項１記載の流体軸受部材の製造方法。
【請求項３】
フランジ素材に、第１プレス工程および第２プレス工程で生じる加工誤差で生じる体積誤差より大きい空間の逃がし部を形成しておく
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体軸受部材の製造方法。
【請求項４】
第１プレス工程で、昇降自在に支持された下型の下降限で、下型と上型の間でフランジ素材を加圧成形した後、下型と上型との間にフランジを挟み込んだ状態で、上型と共にフランジおよび下型を上昇させてフランジを外径部規制部材から離脱させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体軸受部材の製造方法。
【請求項５】
第１プレス装置と第２プレス装置により、軸心穴が形成されフランジ素材を用いて、表面および裏面の少なくとも一方に動圧溝が形成されたフランジを製造する流体軸受部材の製造設備であって、
前記第１プレス装置は、少なくとも一方に動圧溝を成形する成形凸部が形成された上型および下型と、フランジ素材の外周部に配置されて外径部の拡張を規制する外径規制部材とを具備し、上型または／および下型を駆動して外径規制部材によりフランジ素材の外径部を拘束し動圧溝を加圧形成するように構成され、
前記第２プレス装置は、プレス方向に垂直な平坦面状の矯正面をそれぞれ有する上型および下型を具備し、該上型および下型によりフランジの外径部および内径部を拘束することなく加圧成形してフランジの厚さと平面度を矯正するように構成された
ことを特徴とする流体軸受部材の製造設備。
【請求項６】
フランジ素材は予め軸心穴が形成され、
第１プレス装置に、前記軸心穴内に配置された加圧成形時にフランジの内径部の縮径を規制する内径規制部材を設けた
ことを特徴とする請求項５記載の流体軸受部材の製造設備。
【請求項７】
第１プレス装置は、
下型を所定範囲で昇降自在に案内するガイドベースと、該下型を上方に付勢する下型付勢手段と、前記ガイドベースに取り付けられた外径部規制部材とを有し、前記下型の下降限で上型との間でフランジを印圧成形した後、下型と上型との間にフランジを挟み込んだ状態で前記下型付勢手段の付勢力でフランジを上昇させて外径部規制部材から離脱させるように構成された
ことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の流体軸受部材の製造設備。
【請求項８】
第２プレス装置は、
上型の下降ストロークを規制して第１プレス装置により加圧成形されるフランジの厚さより、第２プレス装置のフランジの厚さを小さく加工するストッパを有し、フランジの動圧溝のランド部表面を平面矯正するように構成された
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の流体軸受部材の製造設備。
【請求項９】
加工誤差で生じる体積より大きい容積の逃がし部を形成したフランジ素材を使用する
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の流体軸受部材の製造設備。
【請求項１０】
請求項２記載の製造方法により形成された動圧溝付きのフランジの内径部の内周面を基準面として、該内径部にシャフトを嵌合して組み立てた
ことを特徴とする流体軸受部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばハードディスク装置等に用いられる流体軸受装置の軸受部材で、動圧溝が形成されたフランジを製造するための流体軸受部材の製造方法および装置ならびに流体軸受部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動圧スラスト軸受装置において、フランジを回転させることにより、流体にポンプ作用を発生させるスラスト動圧溝をフランジに形成する方法は、フォトエッチング加工を用いるのが一般的である。しかし、エッチング加工のコストが高いため、これを解決するものとして、金型により動圧溝を印圧形成する方法がたとえば特許文献１等に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９９７４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１等の金型により動圧溝を印圧形成する製造方法、製造装置では、印圧加工時の金型の面圧分布や弾性変形、フランジの加圧変形に起因して、フランジの表面が変形したり、動圧溝の深さが外径側と中心側で異なるため、印圧加工する金型を複雑で高精度な形状に形成する必要があるとともに、再加工するために高精度で複雑な矯正用金型が必要となり、複数の加工要素が複雑に絡み合うため、安定性に欠けるという問題があった。
【０００５】
また特許文献１等では、プレス工程で動圧溝のランド部を高く形成する時に、フランジが大きく塑性変形してフランジの軸心穴の内径や外径が変形するため、これら軸心穴や外径を基準面として組立を行う場合、施盤などで修正加工が必要になり、結果として製造コストはほとんど下がらず、量産性が低いと言う課題があった。
【０００６】
本発明は、フランジの動圧溝加工と、フランジの基準面の加工とを高精度でかつ安価に成形することができ、低コストで安定して生産が可能で、量産性が極めて高い流体軸受部材の製造方法および装置ならびに流体軸受部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の流体軸受部材の製造方法は、上型と下型によりフランジ素材を加圧して、表面および裏面の少なくとも一方に動圧溝が印圧成形されたフランジを製造するに際し、第１プレス工程で、成形凸部を有する上型または／および下型を駆動してフランジ素材を加圧し動圧溝を形成する時に、フランジ素材の外径部の拡張を規制し、第２プレス工程で、プレス方向に垂直な平面からなる矯正面を有する上型または／および下型を駆動して、外径部を規制することなくフランジを加圧してフランジの厚さと平面度を矯正するものである。
【０００８】
上記構成によれば、第１プレス工程で、上型と下型とによりフランジ素材を加圧成形中に、フランジ素材が拡張するのを外径規制部材により規制し、上型と下型と外径規制部材によりフランジ素材全体を拘束した密閉状態で、加圧成形して成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部の加工が同時に高精度で行える。次いで、第２プレス工程で上型と下型の平坦面により、外径部を拘束しないでフランジ素材を加圧することにより、動圧溝加工面の平面度の矯正と厚み補正とを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【０００９】
請求項２記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１記載の構成において、軸心穴を有するフランジ素材を使用し、第１プレス工程で、軸心穴内に配置した内径規制部材によりフランジ素材の内径部の縮径を規制するものである。
【００１０】
上記構成によれば、軸心穴を有するフランジでは、内径規制部材によりフランジ素材内径部の縮径を規制し、フランジ素材全体を密閉状態で成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部と内径部の加工とが同時に高精度で行える。また、第２プレス工程における平面矯正は僅かな厚みであるため、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されので、第１プレスにおける内径部の加工精度を高く保持することができ、内径部を基準面とすることができる。
【００１１】
請求項３記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１または２記載の構成において、フランジ素材に、第１プレス工程および第２プレス工程で生じる加工誤差で生じる体積誤差より大きい空間の逃がし部を形成しておくものである。
【００１２】
上記構成によれば、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００１３】
請求項４記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成において、第１プレス工程で、昇降自在に支持された下型の下降限で、下型と上型の間でフランジ素材を加圧成形した後、下型と上型との間にフランジを挟み込んだ状態で、上型と共にフランジおよび下型を上昇させてフランジを外径部規制部材から離脱させるものである。
【００１４】
上記構成によれば、加工後の上型上昇時に、下型と上型とで挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径規制部材内から離脱するので、加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦により、フランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス工程による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００１５】
請求項５記載の流体軸受部材の製造設備は、第１プレス装置と第２プレス装置により、軸心穴が形成されフランジ素材を用いて、表面および裏面の少なくとも一方に動圧溝が形成されたフランジを製造する流体軸受部材の製造設備であって、前記第１プレス装置は、少なくとも一方に動圧溝を成形する成形凸部が形成された上型および下型と、フランジ素材の外周部に配置されて外径部の拡張を規制する外径規制部材とを具備し、上型または／および下型を駆動して外径規制部材によりフランジ素材の外径部を拘束し動圧溝を加圧形成するように構成され、前記第２プレス装置は、プレス方向に垂直な平坦面状の矯正面をそれぞれ有する上型および下型を具備し、該上型および下型によりフランジの外径部および内径部を拘束することなく加圧成形してフランジの厚さと平面度を矯正するように構成されたものである。
【００１６】
上記構成によれば、第１プレス装置により、上型と下型と外径規制部材とにより密閉状態で加圧して成形凸部により動圧溝を成形するので、動圧溝の加工と、外径部の外周面の加工が同時に高精度で行える。また第２プレス装置により上型と下型の矯正面により、フランジの表面または／および裏面の平面矯正と、フランジの厚み揃えとを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、2度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００１７】
請求項６記載の流体軸受部材の製造設備は、請求項５記載の構成において、フランジ素材は予め軸心穴が形成され、第１プレス装置に、前記軸心穴内に配置された加圧成形時にフランジの内径部の縮径を規制する内径規制部材を設けたものである。
【００１８】
上記構成によれば、軸心穴を有するフランジであっても、内径規制部材によりフランジの内径部の縮径を規制して密閉状態で加圧成形することにより、動圧溝と、外径部外周面および内径規制部材とを高精度で加圧成形することができる。
したがって、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で軸心穴を有する動圧溝付きでのフランジを高精度で製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００１９】
請求項７記載の流体軸受部材の製造設備は、請求項５または６記載の構成において、第１プレス装置は、下型を所定範囲で昇降自在に案内するガイドベースと、該下型を上方に付勢する下型付勢手段と、前記ガイドベースに取り付けられた外径部規制部材とを有し、前記下型の下降限で上型との間でフランジを印圧成形した後、下型と上型との間にフランジを挟み込んだ状態で前記下型付勢手段の付勢力でフランジを上昇させて外径部規制部材から離脱させるように構成されたものである。
【００２０】
上記構成によれば、加圧加工後の上型の上昇時に、下型付勢手段により下型と上型とでフランジを挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径拘束板からフランジを取り外すので、離脱時に加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦によるフランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス装置による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００２１】
請求項８記載の流体軸受部材の製造設備は、請求項５乃至７のいずれかに記載の構成において、第２プレス装置は、上型の下降ストロークを規制して第１プレス装置により加圧成形されるフランジの厚さより、第２プレス装置のフランジの厚さを小さく加工するストッパを有し、フランジの動圧溝のランド部表面を平面矯正するように構成されたものである。
【００２２】
上記構成によれば、ストッパにより第２プレス装置の上型と下型の加圧ストロークを規制してフランジの動圧溝のランド部表面を矯正することにより、動圧溝が形成されたフランジの平面の矯正と厚み揃えとを高精度で行うことができる。
【００２３】
請求項９記載の流体軸受部材の製造設備は、請求項５乃至８のいずれかに記載の構成において、加工誤差で生じる体積より大きい容積の逃がし部を形成したフランジ素材を使用するものである。
【００２４】
上記構成によれば、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、第２プレス装置により平面度を矯正しても、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００２５】
請求項１０記載の流体軸受部材は、請求項２記載の製造方法により形成された動圧溝付きのフランジ内径部の内周面を基準面として、該内径部にシャフトを嵌合して組み立てたものである。
【００２６】
上記構成によれば、請求項２記載の製造方法で加工されたフランジは、第２プレス工程で拘束することなく平面度が矯正されても、僅かな厚みで、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されるので、内径部の内周面は高精度に保持でき、再加工することなく、基準面としてシャフトを嵌合し組み立てることができる。したがって、作業工程を省略して低コストの流体軸受部材を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
ここで、本発明に係る流体軸受部材の製造方法および装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２８】
この製造設備は、円形で中心に軸心穴Ｆｃが形成された板状のフランジＦの上下面にそれぞれスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧（プレス）加工すると共に、フランジＦの内径部Ｆａと外径部Ｆｂを高精度で形成する第１プレス工程を行う第１プレス装置Ａ１と、フランジＦの外径部Ｆｂと内径部Ｆａとを拘束せずに加圧してフランジＦの厚さと平面度を高精度で矯正する第２プレス工程を行う第２プレス装置Ａ２とが具備されている。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、第１プレス装置Ａ１の加工部には、フランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部３ｕを有する上型１と、フランジＦに動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部３ｄを有する下型２とが配置され、図示しない加圧駆動装置により上型１が下降されて、下型２との間でフランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕ．Ｍｄが印圧成形されるとともに、フランジＦの内径部Ｆａの内周面と外径部Ｆｂの外周面がそれぞれ高精度に形成される。なお、このプレス加工では下型２を上昇しても、上型１と下型２をそれぞれ昇降してもよい。
【００３０】
前記下型２の加工面には、外周部に外径部Ｆｂが拡径されるの所定範囲内に規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）５が配置されるとともに、中心部に内径部Ｆａの加圧変形により軸心穴Ｆｃが縮径されるのを規制するピン（内径規制部材）４が配置されている。また外径拘束板５の外側には、上型１の下降限となる第１ストッパ６が設けられ、第１ストッパ６により上型１の下降ストローク限を設定している。
【００３１】
また第２プレス装置Ａ２には、図２に示すように、フランジＦ上面でスラスト動圧溝Ｍｕが形成されたランド部の表面をプレス方向に垂直な平坦面に矯正する矯正面１３ｕを有する上型１１と、フランジＦ下面でスラスト動圧溝Ｍｄが形成されたランド部の表面をプレス方向に垂直な平坦面に矯正する矯正面１３ｄを有する下型１２とが配置され、図示しない加圧駆動装置により、上型１１が下降されて下型１２との間でフランジＦの外径部Ｆｂと内径部Ｆａとを拘束せずにフランジＦの厚さと平面度が矯正される。なお、このプレス加工では下型１２を上昇しても、上型１１と下型１２をそれぞれ昇降してもよい。
【００３２】
前記下型２の加工面には、外周部に上型１の下降を規制してフランジＦの厚みを最終的に設定する第２ストッパ１６が配置されている。
上記構成において、フランジ素材は、直径がたとえば１０ｍｍ前後で、成形品フランジＦに対して、体積が同じで外径が小さく、かつ内径が大きく、厚みが大きいものが使用され、第１プレス装置Ａの下型２上にフランジ素材を配置することで、ピン４と外径拘束板５との間にそれぞれ隙間δ１，δ２が形成される。
【００３３】
上型１が下降されてフランジＦを加圧すると、最初にフランジＦが外周側に変形されると同時に、成形凸部３ｕ，３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始め、まずランド部の外周側が高く内周側がスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成される。更に上型１が下降されると、加圧変形により主にフランジＦの外径部Ｆｂが拡張されて外径拘束板５に当り拡張が拘束され、これによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部も内周側と外周側でほぼ同じ高さになる。更に上型１を下降させていくと、フランジＦの内径部Ｆｂも軸心側に変形されて軸心穴Ｆｃが縮径され、ピン４に当接されて規制される。そして上型１が第１ストッパ６に当接して停止され、フランジＦの厚みが形成されて第１プレス工程の加工が終了する。この第１プレス工程で、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄと、内径部Ｆａの内周面及び外径部Ｆｂの外周面の加工が同時に完了する。
【００３４】
このようにフランジ素材が、上型１、下型２、ピン４および外径拘束板５により、密閉状態で加圧されるいわゆる密閉冷間鍛造されることにより、第１プレス工程終了時の加工精度は、図３に示すように、内径と外径は高精度に加工され、また肉厚は精度が低い。またこの平面度について言及すれば、内径側の肉厚が僅か（数μｍ程度）に薄く形成される傾向にある。またスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部の高さは、内周側と外周側とも一定に形成される。
【００３５】
なお、フランジＦはこれ自体の加工誤差による体積を有するが、この体積誤差は結果として、最も金型剛性の弱い上型１と下型２の方向の厚み誤差となって現れ、外径と内径の寸法精度はピン４と外径拘束板５の寸法が転写されることになる。
【００３６】
つぎに第２プレス工程では、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成されたフランジＦを下型１２上に配置し、その内径部Ｆａも外径部Ｆｂも全く拘束しない状態で、上型１１と下型１２により、その加圧方向に垂直な平坦面な矯正面１３ｕ，１３ｄで矯正される。この時、第２ストッパ１６の上型１１の規制位置を第１ストッパ６より低く設定することで、フランジＦの厚み方向の誤差が常に一定の厚みとなるよう矯正される。
【００３７】
この第２プレス工程における加工精度は、図３に示すように、フランジの肉厚が高精度で改善される。この時厚み方向の個さは、主に外径部Ｆｂが拡大されることにより吸収されることから、外径の加工精度が僅かに低下するが、内径の精度は低下することがない。そして、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度が高精度で改善され、さらにスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さの加工精度も低下することもない。
【００３８】
上記第１の実施の形態によれば、第１プレス工程で、フランジ素材を密閉した状態で成形凸部３ｕ，３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧成形するので、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度と肉厚の精度が幾分劣るが、外径と内径、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さを高精度で加圧成形することができる。そして、第２プレス工程で、上型１１と下型１２の平坦面からなる矯正面１３ｕ，１３ｄによりフランジＦを加圧することで、フランジＦの厚み方向の誤差が補正されて肉厚が一定となるように高精度で矯正できるとともに、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度が高精度に矯正される。そして、外径の加工精度が僅かに低下するが、内径の精度は低下することなく、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さの加工精度も低下することがなく、全体としてフランジ素材にスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを高精度でプレス加工することができる。
【００３９】
したがって、従来のように材質や作業環境に左右されやすい複雑な金型も不要で、２度のプレス工程で容易かつ確実に高精度な動圧溝尽きのフランジＦを製造することができ、製造コストを低減することができる。また軸心穴Ｆｃの内径を高精度に形成できることから、これを基準面として軸を直接嵌合固定することができ、流体軸受部材の作業工程を削減することができ、製造コストを低減することができる。さらにフランジＦの外径面は、第２プレス工程で加工精度が僅かに低下するが、第２プレス工程での加工がミクロンオーダとなることから、基準面としても使用が可能であり、フランジＦに直接スリーブを嵌合して取り付けることもできる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次ぎに本発明に係る流体軸受部材の製造方法および装置の第２の実施の形態を図４〜図７を参照して説明する。この実施の形態は、密閉状態でプレス加工を行った後にフランジＦを取り外す場合、フランジＦの変形を防止してスムーズに製造を行うものである。
【００４１】
図４および図５に示すように、第１プレス装置Ｂ１の加工部には、上ダイフレーム２０Ｕに固定されてフランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部２３ｕを有する上型２１と、下ダイフレーム２０Ｄに立設固定されたガイドベース２７と、フランジＦにスラスト動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部２３ｄを有する下型２２とを具備し、下型２２はガイドベース２７の内側で所定範囲で昇降自在に配置されて、下ダイフレーム２０Ｄにより下降限が規制されるとともに、ガイドベース２７の規制部２７ａにより上昇限が規制されている。
【００４２】
第１プレス装置Ｂ１の下ダイフレーム２０Ｄのプレス位置には、下型２２に形成された軸穴２２ａにスライド自在に嵌合されるピン（内径規制部材）２４が立設固定されており、ピン２４の上端部にフランジＦが軸心穴Ｆｃを介して嵌合されている。そして、ピン２４は印圧加工時に内径部Ｆａの加圧変形で軸心穴Ｆｃが縮径されるのを規制する内径規制部２４ａが形成されている。また下ダイフレーム２０Ｄと下型２２の間のピン２４には、下型２２を上方に付勢する下型付勢手段であるばね２８が外嵌されて下型２２を上方に付勢している。なお、上型２１には、ピン２４の上端部が嵌入する受け穴２１ａが形成されている。
【００４３】
フランジＦの外周側には、外径部Ｆｂが拡径されるのを規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）２５が配置されている。またガイドベース２７上面には、上型２１の外周部が当接して上型２１の下降限となるストッパ２６が設けられており、これにより上型２１の下降ストロークを設定している。
【００４４】
次に第２プレス工程を行う第２プレス装置Ｂ２は、図６に示すように、第１プレス装置Ｂ１と近似しているため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
第２プレス装置Ｂ２の上型３１の矯正面３３ｕおよび下型３２の矯正面３３ｄとも、プレス方向に垂直な平坦面に形成され、第１プレス工程でスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成されたフランジＦを、その内径部Ｆａも外径部Ｆｂも全く拘束しない状態で、上型３１と下型３２の矯正面３１ａ，３２ａで加圧成形する。この時、ストッパ３６による上型２１の規制位置を、第１プレス装置Ｂ１のストッパ２６より僅かに低く設定することで、フランジＦの肉厚を僅かに薄く形成して厚み方向の誤差がなくなるように矯正される。
【００４６】
最初に前記第１プレス装置Ｂ１による第１プレス工程を説明する。
ａ．プレスが動作していない状態では、図４に示すように、下型２２は、ばね２８により上方へ付勢されてガイドベース２７の規制部２７ａで規制された上限位置にあり、これにより、下型２２の上面は外径規制板２５の上方で位置決めされている。この状態でピン２４にフランジ素材を挿入することでセットは完了する。
【００４７】
このフランジ素材の寸法は、体積が成形品フランジＦと同一で、厚みが成形品フランジＦより約２０〜５０μｍほど大きく、かつ外径と内径は、ピン２４と外径拘束板２５にそれぞれ所定の隙間をあけて挿入できるよう形成されており、フランジ素材のセット作業をスムーズに行うことができる。
【００４８】
ｂ．上型２１が下降してフランジ素材に当接すると、フランジ素材は例えば約９．８Ｎ／mm2×１０４（１００kg/cm2）に設定されたばね２８にうち勝って、下型２２との間に挟まれたまま下型２２と共に下降を続け、図５に示す状態となる。
【００４９】
ｃ．ここでフランジ素材は、たとえば材料がＳＵＳ系未焼き入れ材で、外径が約６ｍｍ、厚みが約０．６ｍｍの場合、加圧力が約９．８〜２９．８Ｎ／mm2×１０５（１〜３ｔ/cm2）になると、フランジ素材は圧縮されて外周方向へ拡張されると同時に、成形凸部２３ｕ，２３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始める。この時のスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、外周側のランド部が高く、内周側のランド部が低い。
【００５０】
ｄ．加圧力が３９．２〜４９Ｎ／mm2×１０５（４〜５ｔ/cm2）になると、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５にぶつかり、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部は、内周側も外周側もほぼ同じ深さ（高さ）となり、内周部Ｆａの変形によるピン２４への軽度の接触も始まり、密閉された状態での加圧となる。
【００５１】
ｅ．更に加圧力を高めていくと、フランジＦの塑性変形により内径部Ｆａがピン２４に密着し、かつストッパ２６に上型２１が密着する。
ｆ．溝加工が完了すると上型２１を上昇させる。ここで問題は、密閉状態でのプレス加工であるため、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５側に約３０μｍほど食い込み、外径拘束板２５の上下縁部にバリが発生した状態となっているので、このままフランジＦを上方に取り外すとフランジＦが変形するおそれがある。これを防ぐために、この実施の形態では、ばね２８の９．８Ｎ／mm2×１０４（１００kg/cm2）のばね力で上型２１と下型２２の間にフランジＦを挟み込んだまま、外径拘束板２５から取り出す。これにより、第１プレス工程で成形されたフランジＦのスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状は、常に上型２１と下型２２とで決定された深さ（ランド部の高さ）および安定した形状となり、次の第２プレス工程でより安定した矯正ができる。
【００５２】
なお、上記説明で上型２１は、ストッパ２６により高さ方向の位置決めを行う構成で説明したが、一般に市販されているサーボプレスで上型２１の位置決めをしても良い。
【００５３】
次に第２プレス装置Ｂ２による第２プレス工程を説明する。
ｇ．第２プレス装置Ｂ２が動作していない時は、図６（ａ）に示すように、下型３２がばね２８で上方へ付勢されるとともに、ガイドベース２７の規制部２７ａで規制されて上部位置にある。この状態でフランジＦをピン２４に挿入することでセットが完了する。
【００５４】
ｈ．プレスが駆動されて上型３１が下降しフランジＦに当接すると、フランジＦは例えば約９．８Ｎ／mm2×１０４（１００kg/cm2）に設定されたばね２８にうち勝って下型３２との間に挟まれたまま下降を続け、下型３２が下ダイフレーム２０ｄに当接し、上型３１と下型３２との間でフランジＦが加圧される図６（ｂ）に示す状態となる。
【００５５】
ここで、ストッパ３６は第１プレス装置Ｂ１のストッパ２６位置より低く上型３１の昇降ストロークが僅かに長く設定されて、フランジＦの厚みが薄くなるように構成している。ここで、薄くする適正な矯正量は、たとえば第１プレス工程で発生するフランジＦの体積誤差に起因する厚み誤差（ミクロンオーダー）が十分吸収でき、かつこれに上型３１の弾性変形範囲（３〜５μｍ）を見込んだ必要最低限の量となるように設定されている。これにより、第２プレス工程後のフランジＦの厚みは、ストッパ３６で設定された常に一定の厚みとなり、かつ平面度も改善することができる。
【００５６】
この時のフランジＦの体積誤差は、経験的にはそのほとんどが外径の誤差となるので、内径の寸法精度は±１μｍ、真円度も２μｍ以下を確保することができる。
【００５７】
さらに、第１プレス工程でスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部の高さが内周側も外周側も同じ高さに加工されているので、第２プレス工程でフランジＦの矯正面Ｆｆを平面としても、図７に示すように、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さはほぼ均一となり、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを高精度に形成することができる。
【００５８】
なお、この第２プレス工程によりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、上型３１、下型３２での矯正面３３ｕ，３３ｄでフランジＦを押圧すると、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄ間のランド部に応力が集中するので、ランド部が先端角部が丸まった形状となる。このようにランド部のコーナー部が丸まったスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、これをスラスト軸受装置とするときに、起動・停止時の摩耗粉の発生が抑制されることになり、信頼性を得ることができる。
【００５９】
次ぎに上記製造方法および装置により製造された軸受部材の実施例について説明する。
第２の実施の形態で説明したように、フランジＦの内径精度は±１μｍ、真円度も２μｍ以下が確保できる。よってフランジＦの軸心穴Ｆｃの内周面を仕上げ加工せずに、そのまま基準面として（内径基準で）、図８に示すように、例えば一般的な締結方法である圧入などの方法を用いて、シャフトＳをフランジＦの軸心穴Ｆｃに圧入して固定し組み立てることで、実用的に十分な精度で、かつ低コストでスラスト軸受部材を得ることができる。
【００６０】
また、フランジＦの外径部Ｆｂの外周面は、第２プレス工程で僅かに拡張されるものの数ミクロン単位であり、そのまま基準面として（外径基準で）、スリーブを外嵌固定し、スラスト軸受部材として使用することもできる。
【００６１】
次にフランジ素材の実施例について図９を参照して説明する。
第２の実施の形態で、フランジ素材の体積誤差は、第１プレス工程後にフランジＦの厚み誤差となり、さらに第２プレス工程で矯正しても、外径部Ｆｂの誤差として残ると説明した。このように第２プレス工程後に、フランジＦの厚み、外径、内径共に寸法精度が高く要求される場合には、フランジ素材自体の加工精度を高めることにより、体積誤差を小さくするしかないが、これを実施すると、必然的に製造コストが高くなってしまう。
【００６２】
そこで、プレス加工による体積誤差を許容するフランジ素材Ｆ１〜Ｆ３を図９に示す。
すなわち、図９（ａ）（ｂ）は、フランジ素材Ｆ１，Ｆ２を、第１プレス工程および第２プレス工程で内径、外径、厚みの加工誤差に伴う体積誤差と同等以上の空間（容積）ができるように、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを加工しない外径部Ｆｂの外周コーナ部に、面取りＣまたはコーナーＲからなる逃がし部を形成したフランジ素材Ｆ１，Ｆ２を示す。このフランジ素材Ｆ１，Ｆ２を用いることにより、フランジＦの体積誤差は、結果としてこの空間を埋めることによりなるので、第１プレス工程後のフランジＦの厚みと外径は、体積誤差と無関係に同じ寸法に仕上がることになる。これによりこのフランジＦを第２プレス工程で矯正加工しても、フランジＦの最大外径と肉厚の減少は、常に同じ量だけ変化するので、フランジＦの厚み、外径、内径共に高い寸法精度で成形できて、完成品としての形状および寸法精度を安定させることができる。
【００６３】
なお、面取りＣか、またはコーナーＲに替えて、板金プレス打ち抜き加工によりフランジ素材Ｆ３を形成する場合には、図６ｂに示すように、段付部Ｎを周方向に形成しても同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
以上のように、上記フランジ素材Ｆ１〜３によれば、フランジＦの加工コスト増大を押さえるとともに寸法精度を改善することができるので、スラスト軸受部材およびスラスト軸受装置の高精度化と低コスト化が実現できる。
【００６５】
なお、上記実施の形態によれば、軸心穴Ｆｃを有するフランジＦの成形について説明したが、軸心穴ｋの無いフランジについても同様に成形することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の流体軸受部材の製造方法によれば、第１プレス工程で、上型と下型とによりフランジ素材を加圧成形中に、フランジ素材が拡張するのを外径規制部材により規制し、上型と下型と外径規制部材によりフランジ素材全体を拘束した密閉状態で、加圧成形して成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部の加工が同時に高精度で行える。次いで、第２プレス工程で上型と下型の平坦面により、外径部を拘束しないでフランジ素材を加圧することにより、動圧溝加工面の平面度の矯正と厚み補正とを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００６７】
請求項２記載の流体軸受部材の製造方法によれば、軸心穴を有するフランジでは、内径規制部材によりフランジ素材内径部の縮径を規制し、フランジ素材全体を密閉状態で成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部と内径部の加工とが同時に高精度で行える。また、第２プレス工程における平面矯正は僅かな厚みであるため、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されので、第１プレスにおける内径部の加工精度を高く保持することができ、内径部を基準面とすることができる。
【００６８】
請求項３記載の流体軸受部材の製造方法によれば、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００６９】
請求項４記載の流体軸受部材の製造方法によれば、加工後の上型上昇時に、下型と上型とで挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径規制部材内から離脱するので、加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦により、フランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス工程による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００７０】
請求項５記載の流体軸受部材の製造設備によれば、第１プレス装置により、上型と下型と外径規制部材とにより密閉状態で加圧して成形凸部により動圧溝を成形するので、動圧溝の加工と、外径部の外周面の加工が同時に高精度で行える。
また第２プレス装置により上型と下型の矯正面により、フランジの表面または／および裏面の平面矯正と、フランジの厚み揃えとを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００７１】
請求項６記載の流体軸受部材の製造設備によれば、軸心穴を有するフランジであっても、内径規制部材によりフランジの内径部の縮径を規制して密閉状態で加圧成形することにより、動圧溝と、外径部外周面および内径規制部材とを高精度で加圧成形することができる。したがって、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で軸心穴を有する動圧溝付きでのフランジを高精度で製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００７２】
請求項７記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧加工後の上型の上昇時に、下型付勢手段により下型と上型とでフランジを挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径拘束板からフランジを取り外すので、離脱時に加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦によるフランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス装置による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００７３】
請求項８記載の流体軸受部材の製造設備によれば、ストッパにより第２プレス装置の上型と下型の加圧ストロークを規制してフランジの動圧溝のランド部表面を矯正することにより、動圧溝が形成されたフランジの平面の矯正と厚み揃えとを高精度で行うことができる。
【００７４】
請求項９記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、第２プレス装置により平面度を矯正しても、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００７５】
請求項１０記載の流体軸受部材によれば、請求項２記載の製造方法で加工されたフランジは、第２プレス工程で拘束することなく平面度が矯正されても、僅かな厚みで、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されるので、内径部の内周面は高精度に保持でき、再加工することなく、基準面としてシャフトを嵌合し組み立てることができる。したがって、作業工程を省略して低コストの流体軸受部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸受部材の製造設備の第１の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図である。
【図３】プレス加工によるフランジの加工精度を示すグラフである。
【図４】本発明に係る軸受部材の製造設備の第２の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】同第１プレス装置のプレス状態を示し、（ａ）は第１プレス装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図６】同第２プレス装置を示し、（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）のプレス中の要部拡大図である。
【図７】同製造設備により成形されたフランジの部分断面を示す概略図である。
【図８】本発明に係る製造方法および設備により製造したフランジの組立状態を示す側面断面図である。
【図９】本発明に係る軸受部材の製造設備に使用する素材を示し、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれフランジ素材を示す側面中央断面図である。
【符号の説明】
Ｆ    フランジ
Ｆａ  内径部
Ｆｂ  外径部
Ｆｃ  軸心穴
Ｍｕ，Ｍｄ  スラスト動圧溝
Ａ１，Ｂ１  第１プレス装置
Ａ２．Ｂ２  第２プレス装置
１，１１，２１，３１  上型
２，１２，２２，３２  下型
３ｕ，３ｄ  成形凸部
２３ｕ，２３ｄ  成形凸部
４，２４  ピン
５，２５  外径拘束板
６    第１ストッパ
１３ｕ，１３ｄ  矯正面
３３ｕ，３３ｄ  矯正面
１６    第２ストッパ
２６    ストッパ
２７    ガイドベース
２７ａ  規制部
２８    ばね
３６    ストッパ
【図１】
2004202526.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004202526.tif 000008
【図７】
2004202526.tif 000009
【図８】
2004202526.tif 000010
【図９】
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