动压轴承的制造方法、动压轴承及动压轴承制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在轴承的内面形成动压发生槽的动压轴承的制造方法、利用该制造方法制造的动压轴承及动压轴承制造装置。其中，掩模（１）是圆筒状形状，在外周面形成人字槽图形，在凸缘部下面形成螺旋槽图形。把掩模（１）插入动压轴承（２）中，并且在掩模（１）的内部插入光纤（４）。把外部光源的光通过光纤（４）照射在掩模（１）上，把人字槽图形转印在动压轴承（２）的内周面上。同时，从凸缘部上侧照射光，把螺旋槽图形转印在动压轴承（２）的上侧面上。在进行显影后，通过蚀刻在轴承（２）的内周面形成人字槽（２１），在上侧面形成螺旋槽（２２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在轴承的内面形成动压发生槽的动压轴承的制造方法、利用该制造方法制造的动压轴承及动压轴承制造装置。
技术介绍
最近，在硬盘装置等中使用的主轴电动机开始采用动压轴承。该动压轴承在轴承的内面形成人字槽，在轴旋转时，润滑油沿着人字槽被压缩，在圆周方向形成被压缩的润滑油的环，使轴从轴承上浮起，可以快速旋转。为了在轴承的内面形成构成上述的动压轴承的人字槽，以往是作成具有对应人字槽的形状的电极，通过电解加工、放电加工等进行转印，形成人字槽。另外，利用对烧结部件进行精压加工(sizing)时的回弹，在内面形成人字槽。通过上述的电解加工、放电加工，将电极转印，在轴承的内面形成人字槽，由于被加工物未被掩盖以及电极磨损，如果要形成较深的槽深，则存在槽宽度变大、难以设定相应的最佳电解条件、放电条件等的问题。并且，后者的利用精压加工时的回弹的方法存在如下问题，铁类材料难以通过回弹形成槽，只限定为使用弹性率较大的铜类材料，且只能形成约3～4μm的浅槽，而且该铜类材料由于起动·停止时与轴的接触，致使轴承受损。另外，也有通过机械加工(切削、轧制)形成人字槽的方法。但是，在切削加工时，存在的问题是对硬度高的不锈钢等难切削材料上很难进行加工，工具寿命变短。为了提高切削精度，需要进行工具和作业条件的管理。并且，由于切削加工时产生毛刺，所以需要去毛刺的后道工序。在进行轧制加工时，存在的问题是，对硬度高的不锈钢等难切削材料上很难进行加工。为了提高加工精度，需要进行工具和作业条件的管理。并且，由于通过轧制形成的槽的顶部产生基于塑性变形的鼓起，所以需要修整鼓起的后处理。专利技术内容本专利技术的课题是，能够在轴承的内面简单地形成人字槽、螺旋槽等的动压发生槽。本专利技术的动压轴承的制造方法由以下步骤构成在轴承的内面形成抗蚀剂的步骤；使用形成有动压发生槽图形的掩模进行曝光，把所述掩模的动压发生槽图形转印在所述抗蚀剂上的步骤；将所述转印后的抗蚀剂显影的步骤；在显影后进行蚀刻，在所述轴承的内面形成动压发生槽的步骤。根据该专利技术，可以高精度且迅速地在轴承的内面形成动压发生槽。在上述专利技术中，使用在外圆周面形成第1动压发生槽图形、在侧面形成第2动压发生槽图形的掩模，同时进行第1动压发生槽图形和第2动压发生槽图形的曝光。在这种结构中，可以把第1动压发生槽图形和第2动压发生槽图形同时转印到轴承上，所以能够缩短曝光工序的时间。第1动压发生槽是在与插入到轴承的轴的中心轴平行的面上形成的动压发生槽，第2动压发生槽是在与中心轴交叉的面相对的面上形成的动压发生槽。在上述专利技术中，使用在圆筒状或圆柱状形状的外圆周面形成人字槽图形、在凸缘部形成螺旋槽图形的掩模，同时进行轴承的内面的人字槽图形和侧面的螺旋槽图形的曝光。在这种结构中，可以同时进行向轴承的内面的人字槽图形和向侧面的螺旋槽图形的转印，所以能够缩短曝光工序的时间。在上述专利技术中，还具有把形成有动压发生槽图形的圆筒状掩模插入所述轴承的内面的步骤，在所述圆筒状掩模的内侧的空心部分插入导光部件，通过该导光部件把外部光源的光引导到所述掩模的内侧，进行曝光。在这种结构中，可以向掩模的空心部分插入光纤等导光性部件进行曝光，所以也可以适用于直径小的轴承。在使用上述圆筒状掩模的动压轴承的制造方法中，把光纤用作导光性部件，把该光纤插入所述掩模的空心部分，利用光纤将外部光源的光导光来进行曝光。在上述专利技术中，把由透光性材料构成的圆柱状掩模插入所述轴承的内部，向所述掩模的端部入射激励光，使圆柱状掩模发光并曝光。在这种结构中，可以把掩模自身用作光源，使曝光用结构简单化。在上述专利技术中，把端部被倾斜剪切的光纤插入所述轴承的内部，使所述光纤旋转，并且在轴向移动来进行曝光。在这种结构中，可以使用光纤和外部光源进行曝光，所以使插入轴承内部的曝光用结构简单化。形成于轴承内部和侧面的动压发生槽，例如是人字槽和螺旋槽。抗蚀剂例如是感光性抗蚀剂。在轴承的内面和侧面涂覆抗蚀剂后，把掩模插入轴承的内侧，把所插入的掩模的图形曝光并转印在抗蚀剂上，然后将抗蚀剂显影，进行轴承的蚀刻，去除抗蚀剂，在轴承的内面形成人字槽，在侧面形成螺旋槽。曝光例如使通过光纤导入圆筒状掩模的内侧空心部分的光朝向涂覆在轴承内面的抗蚀剂在圆周上旋转，并且在轴向移动来进行曝光。由此，可以高精度且迅速地在轴承内面形成人字槽，在侧面形成螺旋槽。附图说明图1是表示实施方式的动压轴承的结构图。图2是表示实施方式的动压轴承的制造步骤的流程图。图3是表示圆柱状掩模的结构图。图4是表示使用圆柱状掩模时的结构图。图5是表示主轴电机的结构图。图6是表示实施方式的掩模的制造步骤的流程图。图7是表示光纤的结构图。图8是表示曝光部的结构图。图9是表示曝光部的结构图。图10是表示曝光部的结构图。图11是表示曝光部的结构图。图12(a)、(b)是表示掩模形状的图。图13(a)、(b)是表示掩模的其他形状的图。图14是表示掩模的其他形状的图。图15是表示动压轴承的结构图。图16是表示掩模的制造方法的说明图。图17是表示掩模的制造方法的说明图。图18是表示掩模的制造方法的说明图。图19是表示掩模的制造方法的说明图。图20是表示掩模的制造方法的说明图。图21是表示动压轴承的夹紧部的结构图。图22是蚀刻工序的说明图。图23是蚀刻工序的说明图。图24是蚀刻工序的说明图。图25是蚀刻工序的说明图。图26是蚀刻工序的说明图。图27是蚀刻工序的说明图。图28是表示曝光工序的夹具的图。图29是表示曝光工序的夹具的图。图30是表示显影及蚀刻工序的夹具的图。图31是表示显影及蚀刻工序的夹具的图。具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。图1(a)和(b)是表示本专利技术的动压轴承的结构图。图1(a)表示动压轴承2的上面，表示把螺旋槽22设在动压轴承2上面时的状态。图1(b)表示动压轴承2的剖面图，在图1(b)中，掩模1是圆筒状或圆柱状，在其外面形成人字槽21的图形，在侧面形成螺旋槽22的图形。作为掩模1的材料，可以使用玻璃、石英或透明度高的树脂材料，例如，可以使用丙稀、聚碳酸酯、聚酯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等。作为掩模1也可以使用透明薄片。另外，作为动压轴承2的材料，可以使用不锈钢等铁类材料，铝类材料，黄铜、磷青铜等铜类材料，PPS(聚苯撑硫化物)、聚乙醛、聚酰胺类合成树脂，聚乙烯等的树脂材料，陶瓷及对上述材料实施了电镀处理的物质等。图1所示的圆筒状掩模1在其内部插入如图所示的前端安装有棱镜的光纤4，利用未图示的机构使其旋转并且在轴向移动，通过激光从内部把预先形成在掩模1外侧的人字槽21的图形(例如通过镀铬仅将对应人字槽21的部分去除的图形)曝光在抗蚀剂3上。此时，螺旋槽22是在向凸缘侧(从图1(b)的上方朝向下方)照射UV光，同时形成动压轴承2的上侧面的螺旋槽22。动压轴承2是以在内面形成人字槽21、在侧面形成螺旋槽22为对象的动压轴承。抗蚀剂3是涂覆在动压轴承2的内面和侧面的感光性抗蚀剂。光纤4(对应导光部件)用于从掩模1的内面照射光并将抗蚀剂3曝光，例如，在前端设置45度的棱镜，把掩模1的图形曝光在抗蚀剂3上。作为光纤4的替代品，也可以在内部插入棒状发光体(放电管等)，把掩模1的图形曝光在抗蚀剂3上。下面，图2是表示动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动压轴承的制造方法，在轴承的内面形成动压发生槽，包括如下步骤：　　　　在轴承的内面形成抗蚀剂的步骤；　　　　使用形成有动压发生槽图形的掩模进行曝光，把所述掩模的动压发生槽图形转印在所述抗蚀剂上的步骤；　　　　将所述抗蚀剂显影的步骤；　　　　在显影后，通过蚀刻在所述轴承的内面形成动压发生槽的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上田正则，松永治幸，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]