軸受装置用部品の製造方法及びその軸受装置用部品
【課題】従来の製造方法では、軸受装置用の部品に防汚ポリマーがコーティングされているか否かは人間の目視に頼るため検査漏れを生じる可能性が高く、作業効率も低い課題があった。
【解決手段】シャフト４と、シャフト４を環囲するスリーブ６と、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法において、シャフト４と、スリーブ６のうちの少なくとも一つをワーク１００と呼ぶとき、本製造方法は、ワーク１００に防汚ポリマー１２をコーティングする工程と、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、ワーク１００にフォトルミネセンス材料を励起する励起光２４を照射して、フォトルミネセンス材料の発する固有のスペクトルの光を光センサ２２で検出すると共に、光センサ２２の出力信号３０に応じてフォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示する信号検出工程２００と、を含んでいる。
【解決手段】シャフト４と、シャフト４を環囲するスリーブ６と、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法において、シャフト４と、スリーブ６のうちの少なくとも一つをワーク１００と呼ぶとき、本製造方法は、ワーク１００に防汚ポリマー１２をコーティングする工程と、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、ワーク１００にフォトルミネセンス材料を励起する励起光２４を照射して、フォトルミネセンス材料の発する固有のスペクトルの光を光センサ２２で検出すると共に、光センサ２２の出力信号３０に応じてフォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示する信号検出工程２００と、を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトルミネセンス材料が塗布される軸受装置用部品の製造方法及びその軸受装置用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブなどに搭載される流体軸受装置が知られている（例えば特許文献１）。このような流体軸受装置はシャフトとシャフトを環囲して相互に回転自在に支持するスリーブと、これらに介在する潤滑剤とを備えている。このような流体軸受装置は、シャフトやスリーブに潤滑剤の気液界面から飛散した潤滑剤が付着して汚れを生じることがある。この付着した潤滑剤などの汚れは軸受外に飛散して外部を汚染する。例えば、ハードディスクドライブに搭載される場合にこの汚れが軸受外に飛散してディスクやヘッドが汚れるとリードライトエラーが増加する課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０９３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、シャフトやスリーブは所定の箇所に潤滑剤による汚れを軽減するために防汚ポリマーがコーティングされる。しかし、製造工程においてシャフトやスリーブの防汚ポリマーのコーティングを忘れることがある。このため防汚ポリマーのコーティングをしたことを表示するために、顔料によるマーキングを施し、目視で当該顔料の有無を確認する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、この方法は人間の目視に頼るため検査漏れを生じる可能性が高く、また作業時間がかかり作業効率も低い。さらには防汚ポリマーのコーティング範囲が最小範囲をカバーするか、または許容される最大範囲を越えてコーティングされていないかを確認することは困難であった。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、防汚ポリマーのコーティングの検査漏れの可能性を軽減しまたは防汚ポリマーのコーティング範囲の確認を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は軸受装置用の部品の製造方法に関連する。この製造方法は、シャフトと、シャフトを環囲するスリーブと、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法であって、シャフトと、スリーブのうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークに防汚ポリマーをコーティングする工程と、防汚ポリマーがコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、ワークにフォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射することにより、フォトルミネセンス材料を発光させ、この発光状態に基づいて、フォトルミネセンス材料の塗布状態を検出し、ひいては防汚ポリマーのコーティング状態を検出する状態検出工程と、を含むことを特徴としている。
この態様によると、ワークのフォトルミネセンス材料が塗布された領域の放出光を光センサで検出してフォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示することができる。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造法によれば、軸受装置用部品について防汚ポリマーのコーティングの検査漏れの可能性を軽減しまたは防汚ポリマーのコーティング範囲の確認を容易にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る軸受装置用のシャフトとスリーブを搭載した軸受装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１の軸受装置の概略を示す断面図である。
【図３】図１の軸受装置のシャフトの概略を示す斜視図である。
【図４】図１の軸受装置のスリーブの概略を示す斜視図である。
【図５】実施形態に係る製造方法における信号検出工程の概略を示す斜視図である。
【図６】実施形態に係る製造方法における画像検出工程の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る軸受装置用のシャフトとスリーブを搭載した軸受装置の概略を示す斜視図である。図２は図１の軸受装置１の概略を示す断面図である。軸受装置１はシャフト４と、スリーブ６と、スリーブ６の下端を塞ぐ蓋部材１０と、潤滑剤８と、を備えている。シャフト４はスリーブ６に環囲されて相対回転自在に支持される。シャフト４の外周面とスリーブ６の内周面のいずれかにはラジアル動圧溝（不図示）が形成されている。蓋部材１０はスリーブ６の下端に設けられた凹部に接着固定されている。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６とに介在している。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６とが相対回転することによりラジアル動圧溝の作用により動圧を発生する。この動圧によりシャフト４はスリーブ６内でラジアル方向に支持される。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６との間に大気との境界である気液界面８ａが形成されている。
以降スリーブ６に対して蓋部材１０が結合されている側を下側として説明する。また、シャフト４とスリーブ６はワーク１００と呼んで説明することがある。
【００１３】
図３は、図１の軸受装置１のシャフト４の概略を示す斜視図である。シャフト４は種々の材料から略円柱状に形成できる。例えばＪＩＳ名ＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼を素材としていわゆるセンターレス研磨等の加工により所定の形状に形成される。所望の硬度とするように、焼き入れなどの熱処理が施されてもよい。
【００１４】
シャフト４は、気液界面８ａが接する位置より上方に帯状に防汚ポリマー１２がコーティングされている。防汚ポリマー１２としては種々の防汚ポリマーが用いられる。例えば、ポリエステル系防汚ポリマーやフッ素系防汚ポリマーはコーティングが容易である点で好ましい。防汚ポリマーは溶剤に分散されてシャフト４の所定の領域に塗布した後、加熱処理してコーティングすることができる。溶剤には特別な制限はない。例えばエーテル類やアルコール類などを用いてもよい。実施の形態ではメチルノナフルオロイソブチルエーテルやメチルノナフルオロブチルエーテルなどのハイドロフルオロエーテルを用いている。引火し難い点で好ましい。加熱処理条件は、溶剤と加熱処理の温度と時間と防汚ポリマーの分散濃度とをパラメータとして実験により定めることができる。
【００１５】
図４は、図１の軸受装置１のスリーブ６の概略を示す斜視図である。スリーブ６は黄銅やステンレスなどの金属材料や樹脂材料から形成できる。スリーブ６は黄銅材料を切削加工して中空の略円筒形状に形成されている。所望の硬度とするように、無電解ニッケルメッキなどの表面処理が施されてもよい。スリーブ６は、内周面に上下に離間した一対のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝（不図示）が形成される。例えば、ラジアル動圧溝は転造加工して形成できる。
【００１６】
スリーブ６は、上端面に周状に防汚ポリマー１２がコーティングされている。防汚ポリマー１２はシャフト４にコーティングしたものと同様の材料と方法でコーティングすることができる。
【００１７】
防汚ポリマー１２をコーティングする工程において作業上のトラブルから当該コーティングに欠陥を生じる場合がある。例えば、当該コーティングが殆ど定着していない場合、当該コーティングの範囲が所定の最小範囲より狭い場合や最大範囲より広い場合がある。防汚ポリマー１２が無色である場合に、当該コーティングに欠陥があるワーク１００を検出するのは困難である。この課題に対応して、ワーク１００は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料（ＰＨＯＴＯ ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）が塗布される。フォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを検査することにより、防汚ポリマー１２のコーティングに欠陥あるワーク１００を検出することが可能となる。そしてコーティングに欠陥あるワーク１００は除去または修理することにより、当該ワーク１００が搭載された製品が市場へ流出する可能性を低減することができる。
【００１８】
フォトルミネセンス材料は、紫外線などの励起光が照射されると電子はエネルギーの高い軌道に励起される。フォトルミネセンス材料は、励起された電子が元の軌道に戻る際にフォトルミネセンス材料に固有のスペクトルの光を放出するルミネッセンス（ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）現象を生じる。フォトルミネセンス材料としては特別な制限はない。実施の形態では、硫化亜鉛(ＺＩＮＣ ＳＵＬＦＩＤＥ)やアルミン酸塩化合物等のリン光体を用いている。放出光の寿命が長く塗布が容易である点で好ましい。
【００１９】
図３の実施の形態でシャフト４は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にリン光体１４が塗布される。図４のスリーブ６は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にリン光体１４が塗布される。リン光体１４は溶剤に分散させて塗布できる。溶剤には特別な制限はない。例えばエーテル類やアルコール類などを用いてもよい。実施の形態ではメチルノナフルオロイソブチルエーテルやメチルノナフルオロブチルエーテルなどのハイドロフルオロエーテルを用いている。引火し難い点で好ましい。溶剤は加熱処理して揮発させてよい。
【００２０】
次に、コーティングに欠陥があるワーク１００を検出する工程を説明する。図５は実施形態に係る軸受装置用部品の製造方法において、シャフト４をワーク１００の例としてコーティングに欠陥があるものを検出する信号検出工程２００の概略を示す斜視図である。
まずリン光体１４が塗布されたシャフト４は、暗くした空間内に配置される。例えば暗室５０を用いることができる。図５は、暗室５０の内部の理解を容易にするために外壁の一部を省略して示している。シャフト４を矢印Ｒで示すように回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺に発光装置２０により励起光２４を照射する。実施の形態において励起光２４は紫外線が用いられる。励起光２４の照射によりリン光体１４はリン光２８を発する。シャフト４を矢印Ｒで示すように回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺のリン光２８を光センサ２２で検出する。つまりシャフト４は周方向に連続的に検査される。
【００２１】
リン光２８は、リン光体１４に固有のスペクトル光を含んでいる。光センサ２２はリン光体１４に固有のスペクトル光を検出して、その強度に応じた出力信号３０を出力する。実施の形態で、信号処理装置２６はプロセッサーとプログラムを記憶したメモリーとを含んでいる。そして、そのプログラムを実行することにより、出力信号３０が所定の状態にあるときはＯＫ表示２６ａを表示し、そうでないときはＮＧ表示２６ｂを表示する。ＮＧ表示２６ｂが表示されたシャフト４は製造工程から排除するか又は修理される。この結果、当該シャフト４が搭載された製品が市場へ流出する可能性が低減される。信号検出工程２００は、スリーブ６をワーク１００とする場合も上記の場合と同様である。
【００２２】
信号検出工程２００は、ワーク１００を回転させながら実行されるから、コーティング１２が周方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能である。
【００２３】
信号検出工程２００は、光センサ２２の測定点がワーク１００の矢印Ｓで示すように軸方向に移動しながら実行されてもよい。コーティング１２が軸方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００２４】
信号検出工程２００は、ワーク１００の周方向に断続的にポイント毎にリン光２８を検出するようにしてもよい。実施の形態ではワーク１００の周方向に連続的にリン光２８を検出している。コーティング１２が周方向に僅かな欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００２５】
信号検出工程２００は、外光が入る明るい空間内で実行する方法も考えられるが、リン光２８以外の外光が光センサ２２に入光して出力信号３０にノイズが重畳されることがある。このノイズに起因して信号処理装置２６は誤った表示する可能性がある。このため実施の形態では、信号検出工程２００は暗室５０内で実行される。リン光２８が弱い場合でも誤った表示をする可能性が低くなる。また信号検出工程２００は、浮遊物を低減した清浄空気空間内で実行されてよい。実施の形態で、暗室５０は清浄空気が満たされている。浮遊物がワーク１００に付着して汚染する可能性が低くなる。
【００２６】
次に、コーティングに欠陥があるワーク１００を検出する別の実施の形態の画像検出工程３００を説明する。図６は別の実施形態に係る軸受装置用部品の製造方法において、シャフト４をワーク１００の例としてコーティングに欠陥があるものを検出する画像検出工程３００の概略を示す斜視図である。画像検出工程３００は、励起光２４の照射によりリン光体１４がリン光２８を発するまでのプロセスは信号検出工程２００と同様であり、重複する説明を省く。
【００２７】
画像検出工程３００は、シャフト４を回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺の画像をカメラ３２で画像信号に変換して画像処理装置３６に取り込む。つまりシャフト４は周方向に連続的に画像を取り込まれる。カメラ３２は取り込んだ画像を画像信号に変換して画像処理装置３６に入力する。画像処理装置３６は画像信号に応じてリン光体１４の塗布範囲情報を検出する。実施の形態では、画像処理装置３６はプロセッサーとプログラムを記憶したメモリーとを含んでいる。そして、そのプログラムを実行することにより以下の機能を果たす。まず、画像信号のリン光体１４に固有のスペクトル光を含む領域に応じてリン光体１４の塗布範囲情報を検出して出力信号３０を出力する。また、塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているときはＯＫ表示３６ａを表示し、そうでないときはＮＧ表示３６ｂを表示する。
【００２８】
防汚ポリマー１２がワーク１００の所定の最大許容範囲を越えて潤滑剤８の気液界面８ａが接する領域にコーティングされることがある。当該領域にコーティングされると、ワーク１００の毛管力が低下して潤滑剤８が飛散しやすくなる。このため、実施の形態では、画像検出工程３００は画像処理装置３６が塗布範囲情報が所定の最大許容範囲を越えているか否かを表示するようにしている。コーティングが所定の最大許容範囲を越えているワーク１００を検出することができる。より具体的には、塗布範囲情報が所定の最大許容範囲を越えているときは、塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているか否かに関わらずＮＧ表示３６ｂを表示する。
【００２９】
ＮＧ表示３６ｂが表示されたシャフト４は製造工程から排除するか又は修理される。この結果、当該シャフト４が搭載された製品が市場へ流出する可能性が低減される。画像検出工程３００は、スリーブ６をワーク１００とする場合も上記の場合と同様である。
【００３０】
画像検出工程３００は、ワーク１００を矢印Ｒで示すように回転させながら実行されるから、コーティング１２が周方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能である。
【００３１】
画像検出工程３００は、ワーク１００の周方向に連続的に画像を取り込むようにしている。コーティング１２が周方向に僅かな欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００３２】
画像検出工程３００は、外光が入る明るい空間内で実行する方法も考えられるが、リン光２８以外の外光がカメラ３２に入光すると取り込んだ画像にノイズが重畳されることがある。このノイズに起因して画像処理装置３６は誤った表示する可能性がある。これのため実施の形態では、画像検出工程３００は暗室５０内で実行される。リン光２８が弱い場合でも誤った表示をする可能性が低くなる。また信号検出工程３００は、浮遊物を低減した例えばクリーンルームのような清浄空気が満たされた空間内で実行されてよい。実施の形態で、暗室５０は清浄空気が満たされているクリーンルームの中に設置されている。浮遊物がワーク１００に付着して汚染する可能性が低くなる。
【００３３】
以上のような構成を採用する本発明は、以下の点において有用である。
【００３４】
本発明では、コーティング１２に欠陥があるワーク１００の検出工程を機械化している。コーティング１２の欠陥、すなわち、ワーク１００の不良率は、もともと極低いものである。このような不良率の低い検査を人間が目視で行った場合、見過ごす確率が高く、確実性が問題となる。しかし、かかる工程の機械化により、見過ごす確率が低くなり、確実性が向上する。
【００３５】
リン光２８を検出する工程は、暗い部屋で行うことが望ましい。しかし、人間が暗い部屋の中で継続的にリン光２８を見続けると、目に対する負担が大きくなる。一方、機械によって光を検出すれば、このような問題は生じない。
【００３６】
ワーク１００は、実用上、１個５秒以下の短い時間で生産される。リン光２８を検出するためには、この時間以下の短時間での検査が必要となる。人間が目視でこの工程を行った場合、疲労によって検出漏れが起きる可能性がある。一方で、検査時間を長く設定すると、検査を行う者を別途雇用する必要があり、製造コストが上昇し、別途スペースが必要になる。しかしながら、本発明では、かかる工程を機械化しているので、このような問題が生じず、結果として生産効率が向上する。
【００３７】
ワーク１００は、小さな部品であるので、人間が目視で検査をおこなうと、防汚ポリマー１２が塗布されているか否かを検査するのが精一杯で、塗布範囲がカバーされているのか、あるいは、塗布すべきでない範囲に防汚ポリマー１２が塗布されていないかを検査するのは困難である。そこで、人間の目視による検査では顕微鏡を使用することも考えられるが、これでは検査に時間がかかりすぎてしまう。その点、機械化した工程によれば、このような問題は生じない。
【００３８】
一般に、励起光として、エネルギーの高い紫外線を用いると、リン光体１４は明るく発光する。しかし、人間が長時間紫外線の反射光を目視するのは現実的でない。一方、機械化された工程によれば、このような問題が生じない。
【００３９】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【００４０】
実施の形態では、フォトルミネセンス材料としてリン光体１４が防汚ポリーマー１２とは別に塗布される場合について説明したが、これに限られない。たとえばフォトルミネセンス材料としてリン光体１４が防汚ポリーマー１２と同時に塗布されてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ 軸受装置、４ シャフト、６ スリーブ、８ 潤滑剤、１０ 蓋部材、１２ 防汚ポリマー、１４ リン光体、２０ 発光装置、２２ 光センサ、２４ 励起光、２６ 信号処理装置、２８ リン光、３２ カメラ、３６ 画像処理装置、５０ 暗室、１００ ワーク、２００ 信号検出工程、３００ 画像検出工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトルミネセンス材料が塗布される軸受装置用部品の製造方法及びその軸受装置用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブなどに搭載される流体軸受装置が知られている（例えば特許文献１）。このような流体軸受装置はシャフトとシャフトを環囲して相互に回転自在に支持するスリーブと、これらに介在する潤滑剤とを備えている。このような流体軸受装置は、シャフトやスリーブに潤滑剤の気液界面から飛散した潤滑剤が付着して汚れを生じることがある。この付着した潤滑剤などの汚れは軸受外に飛散して外部を汚染する。例えば、ハードディスクドライブに搭載される場合にこの汚れが軸受外に飛散してディスクやヘッドが汚れるとリードライトエラーが増加する課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０９３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、シャフトやスリーブは所定の箇所に潤滑剤による汚れを軽減するために防汚ポリマーがコーティングされる。しかし、製造工程においてシャフトやスリーブの防汚ポリマーのコーティングを忘れることがある。このため防汚ポリマーのコーティングをしたことを表示するために、顔料によるマーキングを施し、目視で当該顔料の有無を確認する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、この方法は人間の目視に頼るため検査漏れを生じる可能性が高く、また作業時間がかかり作業効率も低い。さらには防汚ポリマーのコーティング範囲が最小範囲をカバーするか、または許容される最大範囲を越えてコーティングされていないかを確認することは困難であった。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、防汚ポリマーのコーティングの検査漏れの可能性を軽減しまたは防汚ポリマーのコーティング範囲の確認を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は軸受装置用の部品の製造方法に関連する。この製造方法は、シャフトと、シャフトを環囲するスリーブと、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法であって、シャフトと、スリーブのうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークに防汚ポリマーをコーティングする工程と、防汚ポリマーがコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、ワークにフォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射することにより、フォトルミネセンス材料を発光させ、この発光状態に基づいて、フォトルミネセンス材料の塗布状態を検出し、ひいては防汚ポリマーのコーティング状態を検出する状態検出工程と、を含むことを特徴としている。
この態様によると、ワークのフォトルミネセンス材料が塗布された領域の放出光を光センサで検出してフォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示することができる。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造法によれば、軸受装置用部品について防汚ポリマーのコーティングの検査漏れの可能性を軽減しまたは防汚ポリマーのコーティング範囲の確認を容易にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る軸受装置用のシャフトとスリーブを搭載した軸受装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１の軸受装置の概略を示す断面図である。
【図３】図１の軸受装置のシャフトの概略を示す斜視図である。
【図４】図１の軸受装置のスリーブの概略を示す斜視図である。
【図５】実施形態に係る製造方法における信号検出工程の概略を示す斜視図である。
【図６】実施形態に係る製造方法における画像検出工程の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１２】
図１は、実施形態に係る軸受装置用のシャフトとスリーブを搭載した軸受装置の概略を示す斜視図である。図２は図１の軸受装置１の概略を示す断面図である。軸受装置１はシャフト４と、スリーブ６と、スリーブ６の下端を塞ぐ蓋部材１０と、潤滑剤８と、を備えている。シャフト４はスリーブ６に環囲されて相対回転自在に支持される。シャフト４の外周面とスリーブ６の内周面のいずれかにはラジアル動圧溝（不図示）が形成されている。蓋部材１０はスリーブ６の下端に設けられた凹部に接着固定されている。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６とに介在している。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６とが相対回転することによりラジアル動圧溝の作用により動圧を発生する。この動圧によりシャフト４はスリーブ６内でラジアル方向に支持される。潤滑剤８はシャフト４とスリーブ６との間に大気との境界である気液界面８ａが形成されている。
以降スリーブ６に対して蓋部材１０が結合されている側を下側として説明する。また、シャフト４とスリーブ６はワーク１００と呼んで説明することがある。
【００１３】
図３は、図１の軸受装置１のシャフト４の概略を示す斜視図である。シャフト４は種々の材料から略円柱状に形成できる。例えばＪＩＳ名ＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼を素材としていわゆるセンターレス研磨等の加工により所定の形状に形成される。所望の硬度とするように、焼き入れなどの熱処理が施されてもよい。
【００１４】
シャフト４は、気液界面８ａが接する位置より上方に帯状に防汚ポリマー１２がコーティングされている。防汚ポリマー１２としては種々の防汚ポリマーが用いられる。例えば、ポリエステル系防汚ポリマーやフッ素系防汚ポリマーはコーティングが容易である点で好ましい。防汚ポリマーは溶剤に分散されてシャフト４の所定の領域に塗布した後、加熱処理してコーティングすることができる。溶剤には特別な制限はない。例えばエーテル類やアルコール類などを用いてもよい。実施の形態ではメチルノナフルオロイソブチルエーテルやメチルノナフルオロブチルエーテルなどのハイドロフルオロエーテルを用いている。引火し難い点で好ましい。加熱処理条件は、溶剤と加熱処理の温度と時間と防汚ポリマーの分散濃度とをパラメータとして実験により定めることができる。
【００１５】
図４は、図１の軸受装置１のスリーブ６の概略を示す斜視図である。スリーブ６は黄銅やステンレスなどの金属材料や樹脂材料から形成できる。スリーブ６は黄銅材料を切削加工して中空の略円筒形状に形成されている。所望の硬度とするように、無電解ニッケルメッキなどの表面処理が施されてもよい。スリーブ６は、内周面に上下に離間した一対のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝（不図示）が形成される。例えば、ラジアル動圧溝は転造加工して形成できる。
【００１６】
スリーブ６は、上端面に周状に防汚ポリマー１２がコーティングされている。防汚ポリマー１２はシャフト４にコーティングしたものと同様の材料と方法でコーティングすることができる。
【００１７】
防汚ポリマー１２をコーティングする工程において作業上のトラブルから当該コーティングに欠陥を生じる場合がある。例えば、当該コーティングが殆ど定着していない場合、当該コーティングの範囲が所定の最小範囲より狭い場合や最大範囲より広い場合がある。防汚ポリマー１２が無色である場合に、当該コーティングに欠陥があるワーク１００を検出するのは困難である。この課題に対応して、ワーク１００は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料（ＰＨＯＴＯ ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）が塗布される。フォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを検査することにより、防汚ポリマー１２のコーティングに欠陥あるワーク１００を検出することが可能となる。そしてコーティングに欠陥あるワーク１００は除去または修理することにより、当該ワーク１００が搭載された製品が市場へ流出する可能性を低減することができる。
【００１８】
フォトルミネセンス材料は、紫外線などの励起光が照射されると電子はエネルギーの高い軌道に励起される。フォトルミネセンス材料は、励起された電子が元の軌道に戻る際にフォトルミネセンス材料に固有のスペクトルの光を放出するルミネッセンス（ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ）現象を生じる。フォトルミネセンス材料としては特別な制限はない。実施の形態では、硫化亜鉛(ＺＩＮＣ ＳＵＬＦＩＤＥ)やアルミン酸塩化合物等のリン光体を用いている。放出光の寿命が長く塗布が容易である点で好ましい。
【００１９】
図３の実施の形態でシャフト４は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にリン光体１４が塗布される。図４のスリーブ６は、防汚ポリマー１２がコーティングされた範囲と重複する範囲にリン光体１４が塗布される。リン光体１４は溶剤に分散させて塗布できる。溶剤には特別な制限はない。例えばエーテル類やアルコール類などを用いてもよい。実施の形態ではメチルノナフルオロイソブチルエーテルやメチルノナフルオロブチルエーテルなどのハイドロフルオロエーテルを用いている。引火し難い点で好ましい。溶剤は加熱処理して揮発させてよい。
【００２０】
次に、コーティングに欠陥があるワーク１００を検出する工程を説明する。図５は実施形態に係る軸受装置用部品の製造方法において、シャフト４をワーク１００の例としてコーティングに欠陥があるものを検出する信号検出工程２００の概略を示す斜視図である。
まずリン光体１４が塗布されたシャフト４は、暗くした空間内に配置される。例えば暗室５０を用いることができる。図５は、暗室５０の内部の理解を容易にするために外壁の一部を省略して示している。シャフト４を矢印Ｒで示すように回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺に発光装置２０により励起光２４を照射する。実施の形態において励起光２４は紫外線が用いられる。励起光２４の照射によりリン光体１４はリン光２８を発する。シャフト４を矢印Ｒで示すように回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺のリン光２８を光センサ２２で検出する。つまりシャフト４は周方向に連続的に検査される。
【００２１】
リン光２８は、リン光体１４に固有のスペクトル光を含んでいる。光センサ２２はリン光体１４に固有のスペクトル光を検出して、その強度に応じた出力信号３０を出力する。実施の形態で、信号処理装置２６はプロセッサーとプログラムを記憶したメモリーとを含んでいる。そして、そのプログラムを実行することにより、出力信号３０が所定の状態にあるときはＯＫ表示２６ａを表示し、そうでないときはＮＧ表示２６ｂを表示する。ＮＧ表示２６ｂが表示されたシャフト４は製造工程から排除するか又は修理される。この結果、当該シャフト４が搭載された製品が市場へ流出する可能性が低減される。信号検出工程２００は、スリーブ６をワーク１００とする場合も上記の場合と同様である。
【００２２】
信号検出工程２００は、ワーク１００を回転させながら実行されるから、コーティング１２が周方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能である。
【００２３】
信号検出工程２００は、光センサ２２の測定点がワーク１００の矢印Ｓで示すように軸方向に移動しながら実行されてもよい。コーティング１２が軸方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００２４】
信号検出工程２００は、ワーク１００の周方向に断続的にポイント毎にリン光２８を検出するようにしてもよい。実施の形態ではワーク１００の周方向に連続的にリン光２８を検出している。コーティング１２が周方向に僅かな欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００２５】
信号検出工程２００は、外光が入る明るい空間内で実行する方法も考えられるが、リン光２８以外の外光が光センサ２２に入光して出力信号３０にノイズが重畳されることがある。このノイズに起因して信号処理装置２６は誤った表示する可能性がある。このため実施の形態では、信号検出工程２００は暗室５０内で実行される。リン光２８が弱い場合でも誤った表示をする可能性が低くなる。また信号検出工程２００は、浮遊物を低減した清浄空気空間内で実行されてよい。実施の形態で、暗室５０は清浄空気が満たされている。浮遊物がワーク１００に付着して汚染する可能性が低くなる。
【００２６】
次に、コーティングに欠陥があるワーク１００を検出する別の実施の形態の画像検出工程３００を説明する。図６は別の実施形態に係る軸受装置用部品の製造方法において、シャフト４をワーク１００の例としてコーティングに欠陥があるものを検出する画像検出工程３００の概略を示す斜視図である。画像検出工程３００は、励起光２４の照射によりリン光体１４がリン光２８を発するまでのプロセスは信号検出工程２００と同様であり、重複する説明を省く。
【００２７】
画像検出工程３００は、シャフト４を回転させながらリン光体１４が塗布された領域及びその周辺の画像をカメラ３２で画像信号に変換して画像処理装置３６に取り込む。つまりシャフト４は周方向に連続的に画像を取り込まれる。カメラ３２は取り込んだ画像を画像信号に変換して画像処理装置３６に入力する。画像処理装置３６は画像信号に応じてリン光体１４の塗布範囲情報を検出する。実施の形態では、画像処理装置３６はプロセッサーとプログラムを記憶したメモリーとを含んでいる。そして、そのプログラムを実行することにより以下の機能を果たす。まず、画像信号のリン光体１４に固有のスペクトル光を含む領域に応じてリン光体１４の塗布範囲情報を検出して出力信号３０を出力する。また、塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているときはＯＫ表示３６ａを表示し、そうでないときはＮＧ表示３６ｂを表示する。
【００２８】
防汚ポリマー１２がワーク１００の所定の最大許容範囲を越えて潤滑剤８の気液界面８ａが接する領域にコーティングされることがある。当該領域にコーティングされると、ワーク１００の毛管力が低下して潤滑剤８が飛散しやすくなる。このため、実施の形態では、画像検出工程３００は画像処理装置３６が塗布範囲情報が所定の最大許容範囲を越えているか否かを表示するようにしている。コーティングが所定の最大許容範囲を越えているワーク１００を検出することができる。より具体的には、塗布範囲情報が所定の最大許容範囲を越えているときは、塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているか否かに関わらずＮＧ表示３６ｂを表示する。
【００２９】
ＮＧ表示３６ｂが表示されたシャフト４は製造工程から排除するか又は修理される。この結果、当該シャフト４が搭載された製品が市場へ流出する可能性が低減される。画像検出工程３００は、スリーブ６をワーク１００とする場合も上記の場合と同様である。
【００３０】
画像検出工程３００は、ワーク１００を矢印Ｒで示すように回転させながら実行されるから、コーティング１２が周方向の一部に欠陥がある場合であっても検出可能である。
【００３１】
画像検出工程３００は、ワーク１００の周方向に連続的に画像を取り込むようにしている。コーティング１２が周方向に僅かな欠陥がある場合であっても検出可能な点で有利である。
【００３２】
画像検出工程３００は、外光が入る明るい空間内で実行する方法も考えられるが、リン光２８以外の外光がカメラ３２に入光すると取り込んだ画像にノイズが重畳されることがある。このノイズに起因して画像処理装置３６は誤った表示する可能性がある。これのため実施の形態では、画像検出工程３００は暗室５０内で実行される。リン光２８が弱い場合でも誤った表示をする可能性が低くなる。また信号検出工程３００は、浮遊物を低減した例えばクリーンルームのような清浄空気が満たされた空間内で実行されてよい。実施の形態で、暗室５０は清浄空気が満たされているクリーンルームの中に設置されている。浮遊物がワーク１００に付着して汚染する可能性が低くなる。
【００３３】
以上のような構成を採用する本発明は、以下の点において有用である。
【００３４】
本発明では、コーティング１２に欠陥があるワーク１００の検出工程を機械化している。コーティング１２の欠陥、すなわち、ワーク１００の不良率は、もともと極低いものである。このような不良率の低い検査を人間が目視で行った場合、見過ごす確率が高く、確実性が問題となる。しかし、かかる工程の機械化により、見過ごす確率が低くなり、確実性が向上する。
【００３５】
リン光２８を検出する工程は、暗い部屋で行うことが望ましい。しかし、人間が暗い部屋の中で継続的にリン光２８を見続けると、目に対する負担が大きくなる。一方、機械によって光を検出すれば、このような問題は生じない。
【００３６】
ワーク１００は、実用上、１個５秒以下の短い時間で生産される。リン光２８を検出するためには、この時間以下の短時間での検査が必要となる。人間が目視でこの工程を行った場合、疲労によって検出漏れが起きる可能性がある。一方で、検査時間を長く設定すると、検査を行う者を別途雇用する必要があり、製造コストが上昇し、別途スペースが必要になる。しかしながら、本発明では、かかる工程を機械化しているので、このような問題が生じず、結果として生産効率が向上する。
【００３７】
ワーク１００は、小さな部品であるので、人間が目視で検査をおこなうと、防汚ポリマー１２が塗布されているか否かを検査するのが精一杯で、塗布範囲がカバーされているのか、あるいは、塗布すべきでない範囲に防汚ポリマー１２が塗布されていないかを検査するのは困難である。そこで、人間の目視による検査では顕微鏡を使用することも考えられるが、これでは検査に時間がかかりすぎてしまう。その点、機械化した工程によれば、このような問題は生じない。
【００３８】
一般に、励起光として、エネルギーの高い紫外線を用いると、リン光体１４は明るく発光する。しかし、人間が長時間紫外線の反射光を目視するのは現実的でない。一方、機械化された工程によれば、このような問題が生じない。
【００３９】
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【００４０】
実施の形態では、フォトルミネセンス材料としてリン光体１４が防汚ポリーマー１２とは別に塗布される場合について説明したが、これに限られない。たとえばフォトルミネセンス材料としてリン光体１４が防汚ポリーマー１２と同時に塗布されてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ 軸受装置、４ シャフト、６ スリーブ、８ 潤滑剤、１０ 蓋部材、１２ 防汚ポリマー、１４ リン光体、２０ 発光装置、２２ 光センサ、２４ 励起光、２６ 信号処理装置、２８ リン光、３２ カメラ、３６ 画像処理装置、５０ 暗室、１００ ワーク、２００ 信号検出工程、３００ 画像検出工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、前記シャフトを環囲するスリーブと、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法であって、前記シャフトと、前記スリーブのうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、
前記ワークに防汚ポリマーをコーティングする工程と、
前記防汚ポリマーがコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、
前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射することにより、前記フォトルミネセンス材料を発光させ、この発光状態に基づいて、前記フォトルミネセンス材料の塗布状態を検出し、ひいては前記防汚ポリマーのコーティング状態を検出する状態検出工程と、
を含むことを特徴とする軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項２】
前記状態検出工程は、前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射して、前記フォトルミネセンス材料の発する固有のスペクトルの光を光センサで検出すると共に、前記光センサの出力信号に応じて前記フォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示する信号検出工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項３】
前記信号検出工程は、前記ワークを回転させながら実行されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項４】
前記信号検出工程は、前記光センサの測定点が前記ワークの回転軸方向に移動しながら実行されることを特徴とする請求項２または３に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項５】
前記信号検出工程は、前記ワークの周方向に連続的に放出光を検出することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項６】
前記信号検出工程は、暗室内で実行されることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項７】
前記信号検出工程は、清浄空気が満たされた空間内で実行されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項８】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項９】
前記状態検出工程は、前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射して、前記ワークの前記フォトルミネセンス材料が塗布された領域の画像をカメラで画像信号に変換して画像処理装置に入力すると共に、前記画像処理装置で前記画像信号に応じて、前記フォトルミネセンス材料の塗布範囲情報を検出し、前記塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているか否かを表示する画像検出工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１０】
前記画像検出工程は、前記ワークを回転させながら実行されることを特徴とする請求項９に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１１】
前記画像検出工程は、前記ワークの周方向に連続的に画像を取り込むことを特徴とする請求項９または１０に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１２】
前記画像検出工程は、暗室内で実行されることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１３】
前記画像検出工程は、清浄空気が満たされた空間内で実行されることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１４】
前記画像検出工程は、前記塗布範囲情報が所定の最大塗布許容範囲を越えているか否かを表示することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１５】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１６】
軸受装置用のシャフト又は軸受装置用のスリーブのうちの少なくともいずれかであって、
表面に形成された防汚ポリマーのコーティングを備え、
前記防汚ポリマーのコーティングが形成された範囲にフォトルミネセンス材料が塗布されていることを特徴とする軸受装置用の部品。
【請求項１７】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項１６に記載の軸受装置用の部品。
【請求項１】
シャフトと、前記シャフトを環囲するスリーブと、を備えるべき軸受装置用の部品の製造方法であって、前記シャフトと、前記スリーブのうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、
前記ワークに防汚ポリマーをコーティングする工程と、
前記防汚ポリマーがコーティングされた範囲と重複する範囲にフォトルミネセンス材料を塗布する工程と、
前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射することにより、前記フォトルミネセンス材料を発光させ、この発光状態に基づいて、前記フォトルミネセンス材料の塗布状態を検出し、ひいては前記防汚ポリマーのコーティング状態を検出する状態検出工程と、
を含むことを特徴とする軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項２】
前記状態検出工程は、前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射して、前記フォトルミネセンス材料の発する固有のスペクトルの光を光センサで検出すると共に、前記光センサの出力信号に応じて前記フォトルミネセンス材料が塗布されているか否かを表示する信号検出工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項３】
前記信号検出工程は、前記ワークを回転させながら実行されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項４】
前記信号検出工程は、前記光センサの測定点が前記ワークの回転軸方向に移動しながら実行されることを特徴とする請求項２または３に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項５】
前記信号検出工程は、前記ワークの周方向に連続的に放出光を検出することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項６】
前記信号検出工程は、暗室内で実行されることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項７】
前記信号検出工程は、清浄空気が満たされた空間内で実行されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項８】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項９】
前記状態検出工程は、前記ワークに前記フォトルミネセンス材料を励起する励起光を照射して、前記ワークの前記フォトルミネセンス材料が塗布された領域の画像をカメラで画像信号に変換して画像処理装置に入力すると共に、前記画像処理装置で前記画像信号に応じて、前記フォトルミネセンス材料の塗布範囲情報を検出し、前記塗布範囲情報が所定の最小塗布範囲をカバーしているか否かを表示する画像検出工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１０】
前記画像検出工程は、前記ワークを回転させながら実行されることを特徴とする請求項９に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１１】
前記画像検出工程は、前記ワークの周方向に連続的に画像を取り込むことを特徴とする請求項９または１０に記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１２】
前記画像検出工程は、暗室内で実行されることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１３】
前記画像検出工程は、清浄空気が満たされた空間内で実行されることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１４】
前記画像検出工程は、前記塗布範囲情報が所定の最大塗布許容範囲を越えているか否かを表示することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１５】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の軸受装置用の部品の製造方法。
【請求項１６】
軸受装置用のシャフト又は軸受装置用のスリーブのうちの少なくともいずれかであって、
表面に形成された防汚ポリマーのコーティングを備え、
前記防汚ポリマーのコーティングが形成された範囲にフォトルミネセンス材料が塗布されていることを特徴とする軸受装置用の部品。
【請求項１７】
前記フォトルミネセンス材料はリン光体であることを特徴とする請求項１６に記載の軸受装置用の部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５７３９３（Ｐ２０１３−５７３９３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４１７０１（Ｐ２０１２−４１７０１）
【出願日】平成２４年２月２８日（２０１２．２．２８）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２８日（２０１２．２．２８）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
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