(57)【要約】【課題】  軸ロスが少なく、軸受が長寿命で、シャフトの振れが小さい焼結含油軸受を製造する焼結含油軸受の製造方法を提供する。【解決手段】  貫通孔（４ａ）の内周面（４ａ１）をサイジングバー（８）によりサイジングするサイジング工程を有し、サイジング開始時に、焼結含油軸受を貫通孔（４ａ）の軸方向に位置規制すると共に貫通孔（４ａ）の軸（ＣＬ４）とサイジングバー（８）の軸（ＣＬ８）とが略一致する位置に保持する工程と、焼結含油軸受をその軸（ＣＬ４）と直交する方向に移動可能にすると共に、焼結含油軸受をその軸方向に往復移動させつつ前記サイジングバー（８）を回動させてサイジングする工程とを有する。【選択図】      図１
2005291229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結合金より成り、シャフトが挿通する貫通孔を有する焼結含油軸受を製造する焼結含油軸受の製造方法であって、
前記貫通孔の内周面をサイジングバーによりサイジングするサイジング工程を有し、
前記サイジング工程は、
サイジング開始時に、前記焼結含油軸受を前記貫通孔の軸方向に位置規制すると共に前記貫通孔の軸と前記サイジングバーの軸とが略一致する位置に保持する工程と、
前記焼結含油軸受をその軸と直交する方向に移動可能にすると共に、前記焼結含油軸受を、前記サイジングバーに対し、相対的に前記軸方向に往復移動させてサイジングする工程とを有することを特徴とする焼結含油軸受の製造方法。
【請求項２】
焼結合金より成り、シャフトが挿通する貫通孔を有する焼結含油軸受を製造するための焼結含油軸受の製造装置であって、
前記貫通孔の内周面をサイジングするサイジングバーと、
前記焼結含油軸受を、前記貫通孔の軸方向の位置を規制すると共に前記貫通孔の前記軸と前記サイジングバーの前記軸とが略一致する位置に保持する保持手段と、
前記焼結含油軸受または前記サイジングバーをその軸方向に往復移動させる往復移動手段とを備え、
前記保持手段を、前記往復移動により前記内周面をサイジングする際に、前記焼結含油軸受がその軸と直交する方向に移動自由に保持する構成にしたことを特徴とする焼結含油軸受の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高回転精度が要求される光ディスク駆動用スピンドルモータやレーザビームプリンター（ＬＢＰ）のポリゴンミラー駆動用モータ等に搭載される焼結含油軸受を製造する焼結含油軸受の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク駆動用スピンドルモータやＬＢＰのポリゴンミラー駆動用モータには、高回転精度を得るために焼結含油軸受が搭載される。この焼結含油軸受において軸を挿通する貫通孔は、通常、高い嵌合精度を得るために所謂サイジングと称される加工が施される。
【０００３】
この焼結含油軸受を搭載した光ディスク用スピンドルモータの一例を、図３〜図５を用いて説明する。
図３において、光ディスク１は、シャフト２に固定されたロータ部３により保持されている。また、このシャフト２は、潤滑油を含浸保持した多数の微少空孔を有して中空円筒状に形成された焼結合金からなる焼結含油軸受４の内径部４ａに回動自在に軸支されている。
【０００４】
また、この焼結含油軸受４は、中空円筒状で外周部にフランジ５ａが形成された軸受ホルダー５の内径部に圧入固着されており、軸受ホルダー５はモータベース６に固定されている。
【０００５】
ここで、焼結含油軸受４の内径部４ａは、その内周面４ａ１とシャフト２との間に適正な量の潤滑油を保持できるような開孔率とされると共に、適正なクリアランスを保てる内径寸法にするため、棒状のサイジングバー８を用いて仕上げ加工が施されている。
【０００６】
このサイジングにより焼結含油軸受を加工する技術については、例えば、特許文献１乃至３に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２５２７５７号公報
【特許文献２】特開平１１−２３６６０４号公報
【特許文献３】特開２００１−２７９３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、焼結含油軸受４の内径部４ａの径に対して、サイジングバー８の外径は加工しろの分だけ大きく設定されている。
サイジングの加工しろが大きい場合、即ち、焼結含油軸受４の内周面４ａ１に対するサイジングバー８の食い込み量（寸法）が大きいと、バー８によりこの内周面４ａ１を押し潰す力が大きくなる。
【０００８】
そのため、加工において焼結含油軸受４の内径部４ａの中心軸ＣＬ４とサイジングバー８の中心軸ＣＬ８とがずれる場合があり、その場合、以下の問題が発生する。
まず、周方向に均一な加工がなされない。
【０００９】
そのため、内周面４ａ１において開孔率が適正でない場所が発生して焼結含油軸受４とシャフト２との間で適正な油量を保つことができなくなる。
その結果、モータの回転時に軸ロスが増大して消費電流が増加したり、軸受寿命が低下するという問題が生ずる。
【００１０】
さらに、焼結含油軸受４の内径形状が楕円形状になり、焼結含油軸受４とシャフト２との間のクリアランスが部分的に大きくなりすぎ、回転時にシャフト２の径方向振れが大きくなるという問題が生ずる。
【００１１】
この回転中のシャフトの振れを測定するため、ロータ部３にダミーディスクを載せて回転駆動させ、このダミーディスクにレーザ光を照射してその反射光の軌跡を観察する、所謂ライトサークル波形観察手法が知られている。
【００１２】
これによる軌跡を観察すると、その軌跡が楕円になったり（図８参照）、２重になったり（図９参照）する場合がある。
この現象は、シャフト２が、軸受４との隙間範囲内で回転しながら軸振れを起こすことにより発生するものである。
【００１３】
この現象が発生するモータを、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の高記録密度ディスク用記録再生装置の駆動用モータに用いると、記録再生のためのピックアップが所定位置に追従できなくなるという問題が生じてしまう。
【００１４】
一方、サイジングを施すサイジング加工装置においては、サイジングバー８に顕著な曲げ応力が加わるため折れ易くなる。
また、加工時に、焼結含油軸受４の内周面４ａ１から部分的に過剰な抵抗力を受けるために、摩耗が激しく寿命が極めて短くなるという問題がある。
【００１５】
これらの問題の発生を防止するには、内径部４ａの中心軸ＣＬ４とサイジングバー８の中心軸ＣＬ８とを一致させる必要があるが、それを実現するために、従来、いくつかの方法が試みられてきた。
【００１６】
例えば、サイジングを施す装置に使用する部品の加工精度を向上させたり、サイジングを施す装置の組み立てを精度よく行ったり、あるいは、焼結含油軸受４を加工する際にこれを保持する軸受ホルダー５とこのホルダーを固定するワーク保持台１０との嵌合寸法を厳しく管理する等の方法である。
【００１７】
しかしながら、各部品の加工精度を向上させるためには、複雑な加工工程が必要で部品が高価になってしまう。また、加工精度には限度があり一定レベル以上の改善が困難であった。
【００１８】
さらに、組み立て時精度を上げると時間がかかって生産効率が低下し、また、軸受ホルダー５や焼結含油軸受４自体の芯ずれもあって軸受４の中心軸ＣＬ４とサイジングバー８の中心軸ＣＬ８とを完全に一致させることはできなかった。
【００１９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、焼結含油軸受をサイジングする際に、焼結含油軸受の内径の中心軸とサイジングバーの中心軸のずれをなくすることにより、軸ロスが少なく、軸受が長寿命で、シャフトの振れが小さいという焼結含油軸受を製造する焼結含油軸受の製造方法を提供することにあり、また、安価で長寿命の、焼結含油軸受の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、焼結合金より成り、シャフト（２）が挿通する貫通孔（４ａ）を有する焼結含油軸受を製造する焼結含油軸受の製造方法であって、
前記貫通孔（４ａ）の内周面（４ａ１）をサイジングバー（８）によりサイジングするサイジング工程を有し、前記サイジング工程は、サイジング開始時に、前記焼結含油軸受を前記貫通孔（４ａ）の軸方向に位置規制すると共に前記貫通孔（４ａ）の軸（ＣＬ４）と前記サイジングバー（８）の軸（ＣＬ８）とが略一致する位置に保持する工程と、前記焼結含油軸受をその軸（ＣＬ４）と直交する方向に移動可能にすると共に、前記焼結含油軸受を、前記サイジングバー（８）に対し、相対的に前記軸方向に往復移動させてサイジングする工程とを有することを特徴とする焼結含油軸受の製造方法である。
【００２１】
また、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項２に係る発明は、焼結合金より成り、シャフト（２）が挿通する貫通孔（４ａ）を有する焼結含油軸受を製造するための焼結含油軸受の製造装置であって、
前記貫通孔（２１ｃ）の内周面（４ａ１）をサイジングするサイジングバー（８）と、前記焼結含油軸受を、前記貫通孔（２１ｃ）の軸方向の位置を規制すると共に前記貫通孔の前記軸（ＣＬ４）と前記サイジングバー（８）の前記軸（ＣＬ８）とが略一致する位置に保持する保持手段（１１，１０，１２）と、前記焼結含油軸受または前記サイジングバー（８）をその軸方向に往復移動させる往復移動手段とを備え、前記保持手段（１１，１０，１２）を、前記往復移動により前記内周面（４ａ１）をサイジングする際に、前記焼結含油軸受がその軸（ＣＬ４）と直交する方向に移動可能となるように保持する構成にしたことを特徴とする焼結含油軸受の製造装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、焼結含油軸受の軸ロスが少なく、また、長寿命で、シャフトの振れが小さくなる。また、焼結含油軸受の製造装置は安価で長寿命となる。
という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の焼結含油軸受の製造装置における実施例を説明する図であり、
図２は、本発明の焼結含油軸受の製造装置における実施例の要部を説明する図であり、
図３は、本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造した焼結含油軸受を搭載したモータの一例を説明する図であり、
図４は、本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造する焼結含油軸受を説明する図であり、
図５は、本発明の焼結含油軸受の製造装置の要部を説明する図であり、
図６は、本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造した焼結含油軸受の性能を説明する図である。
【００２４】
図１は、焼結含油軸受の製造装置の実施例を示す図であり、図２は、実施例におけるワーク保持部材を支持する部材を説明する図である。
図１において、棒状のサイジングバー８は、サイジング用駆動モータ７のロータ部分７Ａに固定されている。
【００２５】
この製造装置のベース９には貫通孔９ａが形成されており、下方からサイジングバー８が挿通されている。一方、駆動モータ７は図示しない保持具によりベース９に固定されている。
【００２６】
スリーブ２１は、貫通孔２１ｃを有する円筒状に形成され、一端側にはフランジ２１ａが形成されている。
ワーク保持台１０は、段付き内径部１０ａを備え、この段付き内径部１０ａにスリーブ２１の円筒部２１ｂが嵌合して略一体化されている。
【００２７】
リテーナ１３は、内径部１３ｂを有するリング状の平板であり、複数の孔１３ａが等間隔に設けられている（図２参照）。各孔１３ａには等しい直径の鋼球１２が回転自在に配置され、この鋼球はベース９の上面上に配置されている。
【００２８】
このリテーナ１３の内径部１３ｂは、スリーブ２１の円筒部２１ｂに嵌合し、フランジ２１ａをベース９との間に挟むように構成されている。
一方、鋼球１２は、ワーク保持台１０の底面１０ｃに当接してこれを支持している。従って、ワーク保持台１０はベース９の上面上を滑らかに移動可能となっている。
【００２９】
被加工部材である焼結含油軸受４は軸受ホルダー５に圧入支持されて組立体１５を構成し、この組立体１５はその上方からワーク押さえ１１により押圧されワーク保持台１０との間でがたなく保持される。
【００３０】
この保持について、当実施例では、図４に示すように、焼結含油軸受４が軸受ホルダー５に圧入された状態で、軸受ホルダー５がワーク保持台１０に当接する下端面５ａを基準にして、焼結含油軸受４の内周面４ａ１にサイジングを施す構成としている。
【００３１】
サイジングの際には、焼結含油軸受４はその内径部４ａにサイジングバー８が挿入される位置に配置される。そして、図示しない駆動装置によって摺動ベース９をサイジングバー８の軸方向に上下動させながらサイジングバー８を回転させることにより、内周面４ａ１が押し潰されてサイジングが行なわれる。
【００３２】
組立体１５は、上述のようにワーク押さえ１１とワーク保持台１０との間で強固に保持されるので、摺動ベース９と一体的に上下動する。
サイジングバー８は、上述した上下動とサイジングバー８の回転との際に、加工抵抗が少なくなるように、頂部８ａ１を略半球面とした略六角柱形状に形成してある（図５参照）。六角柱の外接円径は、焼結含油軸受４の内周面４ａ１の仕上げ寸法よりわずかに大きくしてある。
【００３３】
また、頂部８ａ１を含めた先端部８ａについては、サイジングの加工始めにこれが内径部４ａに良好に誘われるように内径部４ａの径よりわずかに小径に形成されている。
摺動ベース９に対するワーク保持台１０の支持に複数の鋼球１２を用いているが、この鋼球の材質は硬い材質であれば鋼に限るものではない。
【００３４】
さらに付言するならば、球でワーク保持台を支持するものに限らず、サイジングバー８の径方向に自由に移動できる構造であれば、リニアスライダーを用いたり、流体を用いてその静圧を利用する構成としてもよい。
【００３５】
実施例のように、複数の球を配置してワーク保持台１０を支持する形態は、構造が簡単であり、特殊な製造設備も不要であり、鋼球１２としてスラスト玉軸受に一般に使用されているものが流用できるので、最も望ましい形態である。
【００３６】
また、図１に示すように、ワーク保持台１０の概略位置を決め、鋼球１２近傍への外部からの異物の侵入を防ぐ保持台カバー１４を取り付けるのがよい。
鋼球１２は、ワーク保持台１２を支持するものであるから３個以上のなるべく多数が望ましい。
【００３７】
また、その直径も大きいほうが望ましく、装置全体の大きさと部材の価格を考慮し、最適なものを設定するとよい。
鋼球１２が当接する摺動ベース９の上面９ｂとワーク保持台１０の下（底）面１０ｃは、高い平面度で極めて平滑に形成してある。
【００３８】
上述した構成の製造装置によりサイジングを行うと、被加工物である焼結含油軸受４がワーク保持台と一体にサイジングバー８の径方向（サイジングバー８の軸ＣＬ８に直交する方向）に自由に移動できるので、その内径部４ａの中心軸ＣＬ４とサイジングバー８の中心軸ＣＬ８とが誘い合い自動的に調芯されて加工される。
【００３９】
従って、それぞれの軸は完全に一致し、軸ロスが少なく長寿命の焼結含油軸受を得ることができる。
上述した実施例の製造装置と方法を用いて製造した焼結含油軸受と、従来の装置と方法で製造したものとについて、それぞれスピンドルモータに搭載して性能を比較した。
【００４０】
消費電流に関しては、ＣＤ−ＲＯＭディスクを５，６００回／分で回転させて測定し、従来のものが３８５ｍＡであったのに対し、実施例のものは３７５ｍＡとなり低減が認められた。
【００４１】
真円度に関しては、内径φを２ｍｍとした場合、従来のものが１〜２μｍであったのに対し、実施例のものは０．３〜０．７μｍとなり大幅な低減が認められた。
また、上述したライトサークル波形の観察においては、実施例のものにおいて軌跡がほぼ真円状で２重にならないことが確認された（図６参照）。
【００４２】
従って、このモータをＤＶＤ等高密度ディスク用記録再生装置に搭載しても、記録再生のためのピックアップの追従性に問題が生じることはない。
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００４３】
実施例では、サイジングバー８が回動してサイジングする例を示したが、サイジングバー８を回動させずにサイジングすることもできる。
また、軸方向への往復移動においては、焼結含油軸受４を往復移動させる例を示したが、サイジングバー８または焼結含油軸受４のいずれかを移動させ、相対的に往復移動がなされるように構成してもよい。もちろん、両方を移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の焼結含油軸受の製造装置における実施例を説明する図である。
【図２】本発明の焼結含油軸受の製造装置における実施例の要部を説明する図である。
【図３】本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造した焼結含油軸受を搭載したモータの一例を説明する図である。
【図４】本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造する焼結含油軸受を説明する図である。
【図５】本発明の焼結含油軸受の製造装置の要部を説明する図である。
【図６】本発明の焼結含油軸受の製造方法で製造した焼結含油軸受の性能を説明する図である。
【図７】焼結含油軸受の従来の製造装置を説明する図である。
【図８】従来の製造方法で製造した焼結含油軸受の性能を説明する図である。
【図９】従来の製造方法で製造した焼結含油軸受の性能を説明する他の図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  光ディスク
２  シャフト
３  ロータ部
４  焼結含油軸受
４ａ  内径部（貫通孔）
４ａ１  内周面
５  軸受ホルダー
５ａ  下端面
６  モータベース
７  サイジング用駆動モータ
７Ａ  ロータ部
８  サイジングバー
８ａ  先端部
８ａ１  頂部
９  摺動ベース
９ａ  貫通孔
１０  ワーク保持台
１０ａ  段付き内径部
１０ｃ  底面
１１  ワーク押さえ
１２  鋼球
１３  リテーナ
１３ａ  孔
１３ｂ  内径部
１４  保持台カバー
１５  組立体
２１  スリーブ
２１ａ  フランジ
２１ｂ  円筒部
２１ｃ  貫通孔
ＣＬ４，ＣＬ８  中心軸
【図１】
2005291229.tif 000003
【図２】
2005291229.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005291229.tif 000009
【図８】
2005291229.tif 000010
【図９】
2005291229.tif 000011