(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状外周面及び軸方向に面する端面を備えた軸体と，前記筒状外周面及び前記端面との間にそれぞれ動圧用の隙間を介して対向する筒状内周面及び対向端面を備え且つ前記軸体と相対回転する軸嵌合体とを具備し，前記軸体の前記筒状外周面及び前記端面，又は前記軸嵌合体の前記筒状内周面及び前記対向端面はそれぞれ周面用動圧発生溝が形成されたステンレス製筒状周面及び端面用動圧発生溝が形成されたステンレス製端面であることから成る動圧軸受における動圧発生溝の加工方法において，
前記軸嵌合体の前記周面用動圧発生溝と前記端面用動圧発生溝とをダイヤモンドから構成される複数の切削バイトによって続けて切削加工するにあたって，
前記軸嵌合体は回転するワーク保持体に保持された状態で前記軸嵌合体の回転中心の回りに回転させ，回転している前記軸嵌合体の前記対向端面に沿って前記切削バイトの端面溝加工用のダイヤモンド製バイトが移動して前記端面用動圧発生溝を加工し，続けて回転している前記軸嵌合体の軸方向に前記切削バイトの周面溝加工用のダイヤモンド製バイトが移動しつつ前記周面用動圧発生溝を加工することを特徴とする動圧軸受における動圧発生溝の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，流体の動圧を利用して回転軸を軸支持する動圧軸受において，動圧軸受面に形成される動圧発生溝の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ポリゴンミラー，磁気ディスク，光ディスク等の回転体を低摩擦で回転駆動するために，空気軸受等の動圧軸受が用いられている。このような動圧軸受の一例が，特開平８−１９６０５６号公報に開示されている。この公報に開示の動圧軸受は，固定軸の外周面にはヘリングボーン型の動圧発生用溝が軸方向に２ブロックに分割して形成されており，固定軸の外側に，ロータの円筒胴部が回転可能に装着されている。固定軸の外周面と，ロータの円筒胴部の内面との間の空気動圧が形成されてラジアル軸受が形成されている。固定軸の軸端部から空気供給孔が軸方向に延びており，空気供給孔は２ブロックの動圧発生用溝の中間部分送給され，動圧発生用溝のポンピング作用によって軸方向に上下に流動されて外部側に排出されている。
【０００３】
上記のような動圧軸受の軸受面に動圧発生用の溝を形成する加工方法としては，エッチング，プレス，ブラスト，レーザ，転造等の加工方法が採用されている。一般的に多く用いられている方法は，転造工具による加工方法である。また，アルミニウムや真鍮のような非鉄金属に溝加工する場合には，切削工具（ダイヤバイト等）を用いて切削加工により溝成形される場合もある。
【０００４】
既出の特開平８−１９６０５６号公報に開示されている動圧軸受の軸受面に動圧発生用の溝を形成する切削加工は，動圧面を構成す軸体及び軸嵌合体が，被切削性に優れた真鍮，アルミニウム若しくはその合金から形成され，かつ動圧面及び動圧発生溝の双方を切削加工により形成することにより，面倒な転造やエッチングによることなく，動圧面及び動圧発生溝の双方を加工精度を落とすことなく良好に形成可能となるとともに，同一の切削加工機で着脱なしで形成することを図っている。
【０００５】
しかしながら，いずれの方法も，製作コストや加工精度の面で満足のいくものはない。現在，主流である転造工具を使用した転造溝加工においては，可能な加工形状は円弧溝形状のみである。転造工具は，一度摩耗すると再製作しなければならず，工具１本当たりの単価も高価であり，ワーク１個当たりのランニングコストが高い。また，動圧発生溝の溝深さは，±１μｍの公差が要求され，転造工具では，一度摩耗すれば使用不可能となるという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】
ところで，最近，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用の流体軸受部品は，ステンレス製素材が主流になっている。アルミニウム又はその合金のような硬度が比較的低い素材に対して適用される溝加工方法を，ステンレスからなる高硬度の軸受部品の溝加工にそのまま適用することはできない。
【０００７】
更に，高硬度の素材を切削加工する方法として，ダイヤモンドを切削工具として用いることが考えられる。しかしながら，ステンレスを含む鉄系素材の切削にダイヤモンドを用いることは，一般切削の場合，ダイヤモンドの摩耗の進行が早く，使用に耐えるものでないとされるのが通説である。そこで，被切削材としてステンレス製である動圧発生用の流体軸受部品に，効率良く溝加工することが可能な加工方法が模索されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は，上記の課題を解決することであり，ステンレス素材からなる高硬度の軸受部品を，切削加工にて溝加工を行うことが可能な加工方法を提供することである。
【０００９】
この発明は，筒状外周面及び軸方向に面する端面を備えた軸体と，前記筒状外周面及び前記端面との間にそれぞれ動圧用の隙間を介して対向する筒状内周面及び対向端面を備え且つ前記軸体と相対回転する軸嵌合体とを具備し，前記軸体の前記筒状外周面及び前記端面，又は前記軸嵌合体の前記筒状内周面及び前記対向端面はそれぞれ周面用動圧発生溝が形成されたステンレス製筒状周面及び端面用動圧発生溝が形成されたステンレス製端面であることから成る動圧軸受における動圧発生溝の加工方法において，
前記軸嵌合体の前記周面用動圧発生溝と前記端面用動圧発生溝とをダイヤモンドから構成される複数の切削バイトによって続けて切削加工するにあたって，
前記軸嵌合体は回転するワーク保持体に保持された状態で前記軸嵌合体の回転中心の回りに回転させ，回転している前記軸嵌合体の前記対向端面に沿って前記切削バイトの端面溝加工用のダイヤモンド製バイトが移動して前記端面用動圧発生溝を加工し，続けて回転している前記軸嵌合体の軸方向に前記切削バイトの周面溝加工用のダイヤモンド製バイトが移動しつつ前記周面用動圧発生溝を加工することを特徴とする動圧軸受における動圧発生溝の加工方法に関する。
【００１０】
この動圧発生溝の加工方法によれば，ステンレス製筒状周面である軸体の外側筒状周面又は軸嵌合体の内側筒状周面，或いはステンレス製端面である軸体の端面と軸嵌合体の対向端面の溝切削加工には，ダイヤモンドが使用される。動圧発生溝の加工においては，回転しているワークである軸体，又は軸嵌合体に対してダイヤモンドから成る切削バイトを当てることによって，切削加工が行われる。軸体のステンレス製筒状周面である外側筒状周面とステンレス製端面である端面とに動圧発生溝を加工する場合，及び軸嵌合体のステンレス製筒状周面である内側筒状周面とステンレス製端面である対向端面においては，ダイヤモンドから構成される同じ切削バイトで周面用動圧発生溝と端面用動圧発生溝を続けて加工することもできる。
【００１１】
切削バイトに用いられているダイヤモンドは，摩耗しても研磨することにより再使用可能である。この加工においては，切削バイトに対するワークの周速が一般旋削の場合と比較して非常に低く設定されているため，切削加工に伴って切削バイトに発生する加工熱が少ない。従って，ダイヤモンドの炭素化が進行せず，ステンレス製素材への良好な溝加工が実現される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照しつつ，この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工方法の実施例を説明する。図１はこの発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工方法で製作される動圧軸受の軸嵌合体の一例を示す断面図，図２は図１に示す動圧軸受の軸嵌合体の底面図である。
【００１３】
図１に示す動圧軸受１の軸嵌合体２は，例えば，固定側として設けられてた軸嵌合体であり，筒状体３と，筒状体３の下端部おいて径方向に延びるフランジ部４とから構成されている。フランジ部４には，周方向に適宜の間隔で隔置して，取付け用の固着具（取付けボルト）が挿通される複数の取付け孔５が形成されている。筒状体３には，軸方向に貫通する筒状内周面６が形成されており，筒状内周面６には，想像線で示すように，軸体７が軸嵌合体２に対して相対回転自在に嵌合配置されている。この例では，筒状体３はステンレス製の素材から形成されているが，それに合わせて，軸体７もステンレス製とすることができる。
【００１４】
筒状体３の筒状内周面６は，軸体７の筒状外周面８と共に，動圧軸受１の周面用動圧面を構成しており，筒状内周面６と筒状外周面８との間には，動圧作動用の流体（例えば，空気）が介在する隙間９が形成されている。筒状体３がステンレス製であるので，筒状体３の筒状内周面６もステンレスの表面に形成されている。筒状内周面６には，更に，軸方向に隔置した２つの位置においてヘリングボーン型の周面用動圧発生溝１０，１１が形成されている。筒状内周面６自体も切削加工により形成されているが，周面用動圧発生溝１０，１１は，ダイヤモンドから製作された切削バイトによって形成されている。筒状内周面６の周面用動圧発生溝１０，１１間には，内径を僅かに大きくした逃げ部１２が形成されている。周面用動圧発生溝１０，１１は，軸嵌合体２が軸体７に対して回転するとき，隙間９内の流体によってラジアル方向の動圧を発生するので，軸嵌合体２は軸体７に対してラジアル方向に回転自在に支持される。なお，筒状内周面６及び動圧発生溝１０，１１には，適宜の表面処理を施すことが可能である。
【００１５】
軸体７の軸方向を向く端面１３と，端面１３と対向する筒状体３の対向端面１４とは，共働して動圧軸受１の端面用動圧面を構成しており，端面１３と対向端面１４との間には，動圧作動用の流体（例えば空気）が介在する隙間１５が形成されている。筒状体３がステンレス製であるので，筒状体３の対向端面１４もステンレスの表面に形成されている。筒状体３の対向端面１４自体も切削加工により形成されているが，対向端面１４には，更に，環状の領域１６において周方向に隔置して複数の放射状に拡がった区域１７に，端面用動圧発生溝１８（一部のみ符号で指す）が形成されている。端面用動圧発生溝１８は，ダイヤモンドから製作された切削バイトによって周方向に対して傾斜して形成されている。軸嵌合体２が軸体７に対して回転するとき，端面用動圧発生溝１８は隙間１５内の流体によってスラスト方向の動圧を発生するので，軸嵌合体２は軸体７に対してスラスト方向に回転自在に支持される。なお，対向端面１４及び動圧発生溝１８には，適宜の表面処理を施すことができ，また，端面用動圧発生溝１８の溝形状は，周面用動圧発生溝１０，１１と同様に，ヘリングボーン型とすることもできる。
【００１６】
ダイヤモンドから製作された切削バイトによる切削加工においては，ワークである軸嵌合体２が回転されるが，その周速は，一般旋削時と比較して極端に低く設定されているので，切削加工に伴って発生する加工熱が非常に少ない。従って，ダイヤモンドの炭素化が進行せず，ステンレス製の素材に対して，良好な溝が加工を施すことができる。
【００１７】
上記の例では，軸嵌合体２の筒状内周面５にヘリングボーン型の周面用動圧発生溝１０，１１を形成し，軸嵌合体２の対向端面１４に端面用動圧発生溝１８を形成していたが，周面用動圧発生溝については，軸嵌合体２の筒状内周面６に形成する代わりに，軸体７の筒状外周面８に，又は軸嵌合体２の筒状内周面５と軸体７の筒状外周面８の双方に形成してもよい。また，端面用動圧発生溝については，軸嵌合体２の対向端面１４に形成する代わりに，軸体７の端面１３に，又は軸嵌合体２の対向端面１４と軸体７の端面１３の双方に形成してもよい。
【００１８】
この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工態様の一例の概略が，図３に示されている。図３に示す加工工程は，軸嵌合体２をワークとしてその筒状内周面６と端面１４とに施される切削加工を示しており，矢印に沿って移動する切削バイトにより切削加工が行われる。軸嵌合体２は，回転するワーク保持体２０に保持された状態で，軸嵌合体２の回転中心Ｃ−Ｃの回りにゆっくりと回転される。切削バイトＴ１は，荒加工用バイトであり，軸嵌合体２の対向端面１４に沿った方向に移動し更に筒状体２の内部へと移動して，対向端面１４と筒状内周面６との荒加工を行う。切削バイトＴ２は，端面溝加工用のダイヤモンド製バイトであり，軸嵌合体２の対向端面１４に沿って移動して端面用動圧発生溝１８を加工する。また，切削バイトＴ３は，周面溝加工用のダイヤモンド製バイトであり，軸嵌合体２の軸方向に移動しつつ周面用動圧発生溝１０，１１を加工する。最後に，切削バイトＴ４は，端面及び周面仕上げ用の切削バイトであり，軸嵌合体２の対向端面１４に沿った方向に移動し更に軸嵌合体２の筒状内周面６に沿って移動して，対向端面１４と筒状内周面６との仕上げ加工を行う。
【００１９】
【発明の効果】
この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工方法は，上記に説明した工程で行われるので，次のような効果が得られる。即ち，この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工方法によれば，ダイヤモンドから製作される切削バイトによって動圧発生溝を切削加工しているので，ダイヤモンドから製作される切削バイトの形状を溝形状に合わせることにより，様々な溝形状を有する動圧発生溝を容易に実現できる。また，ダイヤモンドから製作される切削バイトによる溝加工は，切削バイトが摩耗しても切削バイトを再研磨することで，切削バイトを再使用することが可能であり，再研磨費用も転造工具による製作費用の１／３〜１／５で済ますことができる。更に，±１μｍの公差が要求される動圧発生溝の溝深さに対して，ダイヤモンドから製作される切削バイトでは，機械の座標オフセットにて補正できるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工方法によって製作された動圧軸受の一例を示す縦断面図である。
【図２】  図１に示す動圧軸受の底面図である。
【図３】  この発明による動圧軸受における動圧発生溝の加工態様を示す概略図である。
【符号の説明】
１    動圧軸受
２    軸嵌合体
６    筒状内周面
７    軸体
８    筒状外周面
９    隙間
１０，１１  周面用動圧発生溝
１３  端面
１４  対向端面
１５  隙間
１８  端面用動圧発生溝
Ｔ１〜Ｔ４  切削バイト
【図１】
0004431244.tif 000002
【図２】
0004431244.tif 000003
【図３】
0004431244.tif 000004