專利名稱：應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，特別是關(guān)于一種制造流體軸承內(nèi)徑部分的油溝的方法。
背景技術(shù)：
在機械設(shè)計上，制作被動式的流體軸承時需要在軸承的內(nèi)徑設(shè)計油溝，使軸承在運轉(zhuǎn)時能夠產(chǎn)生油膜壓力與油封的效果。一般的軸承內(nèi)部油溝是以傳統(tǒng)加工的切削方式來制造；但是現(xiàn)今的馬達趨向于越做越小，要制作高精度的微小馬達并不容易，微小馬達對于油溝的深度、寬度及軸承內(nèi)徑的同心度皆要求十分嚴格。若以切削加工的傳統(tǒng)加工方式來制作，會產(chǎn)生毛邊、油溝同心度不佳、使刀具磨損以及加工刀具制作不易等問題。
日本松下公司為了解決上述問題，研發(fā)出以金屬球在軸承內(nèi)表面滾動，用以壓出所需的油溝溝痕的技術(shù)，其公開于第5758421號美國專利，其成為目前松下公司流體軸承產(chǎn)品的主要技術(shù)。但是此種金屬球滾壓的方法，由于金屬球與軸承部分的接觸面積小，因而容易產(chǎn)生磨耗。此外，由于制作油溝的金屬球很小，挾持金屬球的夾具設(shè)計不易，而且在滾動時也需要一精密定位的控制平臺。
另外，有采用塑料噴射成形的方式來制造流體軸承的技術(shù)，如第6074098號美國專利所公開的技術(shù)。其為利用塑料本身的彈性，使噴射成形的塑料軸承直接強迫拉出脫模。但是塑料軸承本身的剛性與硬度不足，具有不耐磨耗的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，特別是應(yīng)用在流體軸承的內(nèi)徑部分產(chǎn)生油溝。本發(fā)明是利用蝕刻方法來制造流體軸承內(nèi)徑的油溝，以蝕刻方法大量制造機械零件的制程已相當成熟，只是現(xiàn)今的技術(shù)多限于制造平面設(shè)計的零件。因此本發(fā)明容易整合至現(xiàn)有機械零件的制程，以及達到大量生產(chǎn)并降低成本的功效。此外，本發(fā)明可避免現(xiàn)有加工技術(shù)會產(chǎn)生的毛邊問題并且同時制造流體軸承的徑向與止推部分；可產(chǎn)生簡化制程的效果。
為達上述目的，本發(fā)明所提供的一種應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其步驟包含有首先，提供圓筒狀的軸承素材，其內(nèi)徑部分具有中空圓柱狀壁面；其次，提供噴射用心軸，對位于軸承素材并伸入其中以貼合其中空圓柱狀壁面，噴射用心軸并且在中空圓柱狀壁面待刻畫數(shù)個油溝的位置形成對應(yīng)的復(fù)數(shù)個凸紋，其數(shù)個凸紋緊貼于中空圓柱狀壁面；在數(shù)個凸紋間注入具流動性的一保護材料，填滿數(shù)個凸紋與中空圓柱狀壁面的間隙；然后，使保護材料凝固于中空圓柱狀壁面以形成數(shù)個保護圖案；并且將噴射用心軸拔出軸承素材，分離噴射用心軸與中空圓柱狀壁面的數(shù)個保護圖案；將軸承素材置入蝕刻液，使軸承素材未覆蓋數(shù)個保護圖案的處產(chǎn)生蝕刻以形成數(shù)個油溝；最后清洗蝕刻液與去除數(shù)個保護圖案。
其中，本發(fā)明的軸承素材由耐磨耗的金屬制成；保護材料為塑料材料。而且塑料材料可以噴射成形方式注入該數(shù)個凸紋與該中空圓柱狀壁面的間隙。而且，數(shù)個凸紋的凸出高度為10微米(μm)至100微米(μm)，由于其表面凸紋不深有助于噴射用心軸的拔出與脫模；且不會損傷保護圖案的部分。精密流體軸承的精度十分重要，本發(fā)明是以蝕刻方法來制造復(fù)數(shù)個油溝，其蝕刻精度與深度可以由選擇適當?shù)奈g刻液與蝕刻時間來控制。
此外，使用本發(fā)明的蝕刻方法也不會有傳統(tǒng)機械加工的刀具易磨損與刀具加工不易的問題；以及使用金屬球滾壓加工要求精度與對位上的困難。
發(fā)明效果本發(fā)明的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，可應(yīng)用于制造微小流體軸承的內(nèi)部油溝部分。具有容易整合至現(xiàn)有制程，以及達到大量生產(chǎn)并降低成本的功效。此外，本發(fā)明不但可避免現(xiàn)有加工技術(shù)會產(chǎn)生的毛邊問題并且可以同時制造流體軸承的徑向與止推部分；可產(chǎn)生簡化制程的效果。
有關(guān)本發(fā)明的特征與實作，茲配合附圖作最佳實施例詳細說明如下


圖1至圖8為本發(fā)明的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法的實施例制程步驟示意圖。
圖9為本發(fā)明的實施例步驟的一立體示意圖。
圖中標號說明10軸承素材20噴射用心軸30塑料材料31噴射成型機具40蝕刻槽具體實施方式
本發(fā)明所公開的技術(shù)為應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法。本發(fā)明是利用一噴射用心軸作為軸承素材的掩模(mask)，再注入保護材料在流體軸承的內(nèi)徑部分產(chǎn)生保護圖案，即如同光微影技術(shù)中的光阻圖案部分。拔出噴射用心軸的后再對軸承素材進行蝕刻，以于其內(nèi)徑部分形成所需的油溝。最后清洗蝕刻液以及去除其保護圖案。
為了更詳細說明本發(fā)明，以下配合附圖詳述本發(fā)明實施例的制程步驟。請參考圖1至圖8，圖1至圖8為本發(fā)明的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法的實施例制程步驟示意圖。
本發(fā)明實施例的制程步驟包含有首先，提供圓筒狀的軸承素材10，并且如圖1所示，其內(nèi)徑部分為中空圓柱狀壁面。軸承素材的材料選用耐磨耗的金屬材料。
再配合軸承素材的內(nèi)徑提供一噴射用心軸，如圖2所示。噴射用心軸20需對位于軸承素材10并伸入其中以貼合中空圓柱狀壁面，噴射用心軸20并且具有數(shù)個凸紋，其凸紋位置是對應(yīng)于中空圓柱狀壁面待刻畫數(shù)個油溝的位置，其數(shù)個凸紋緊貼于中空圓柱狀壁面，使噴射用心軸20成為軸承素材10的掩模(mask)。
然后如圖3所示，再以噴射成型(Injection Molding)的方式將流動性的塑料材料30注入軸承素材10的內(nèi)徑。噴射成型方式是將塑料材料30經(jīng)由噴射成型機具31以適當?shù)膲毫τ趪娚溆眯妮S20的數(shù)個凸紋與軸承素材10的內(nèi)徑的間注入具流動性的一塑料材料30，填滿數(shù)個凸紋與中空圓柱狀壁面的間隙。并且由于其間隙部分很小，需使用具有高流動性的塑料材料30，才能順利填滿復(fù)數(shù)個凸紋與中空圓柱狀壁面的間隙。
請參考圖4，將流動性塑料材料30經(jīng)過適當?shù)谋号c凝固的后，使塑料材料30凝固于中空圓柱狀壁面，并配合噴射用心軸20的數(shù)個凸紋形成數(shù)個保護圖案。
并且，使用噴射用心軸20進行拔模的動作，如圖5所示，將噴射用心軸20拔出軸承素材10，分離噴射用心軸20與中空圓柱狀壁面的復(fù)數(shù)個保護圖案。噴射用心軸20表面的凸紋為凸出約10微米(μm)至100微米(μm)，因此，其復(fù)數(shù)個保護圖案的高度也落在相同范圍內(nèi)；并且由于噴射用心軸20表面的凸紋相當淺，有助于以強迫頂出的方式進行拔模而不會損傷其數(shù)個保護圖案。
再進行蝕刻步驟，如圖6所示將軸承素材10置入蝕刻槽40，其蝕刻槽40內(nèi)的蝕刻液需足以覆蓋整個軸承素材10，并于軸承素材10未覆蓋復(fù)數(shù)個保護圖案的處產(chǎn)生蝕刻以形成流體軸承所需的復(fù)數(shù)個油溝。蝕刻液需配合本發(fā)明實施例所使用的軸承素材10以及塑料材料30來選擇。
蝕刻的后需進行一清洗蝕刻液的步驟，如圖7所示，避免蝕刻液持續(xù)于數(shù)個油溝進行蝕刻，影響機械精度與深度。本發(fā)明以蝕刻方法來制造數(shù)個油溝，其蝕刻精度與深度可以由選擇適當?shù)奈g刻液與蝕刻時間來控制。
最后，去除中空圓柱狀壁面的數(shù)個保護圖案就形成所需成品，如圖8所示，可以使用切削、蝕刻以及直接拉出等方式來去除數(shù)個保護圖案。此外，本發(fā)明系應(yīng)用于制造流體軸承，其噴射用心軸上的數(shù)個凸紋可為數(shù)個螺紋。
雖然本發(fā)明的較佳實施例公開如上所述，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其步驟包含有提供一軸承素材，具有一中空圓柱狀壁面；提供一噴射用心軸，對位該軸承素材以伸入并貼合該中空圓柱狀壁面，該噴射用心軸具有于該中空圓柱狀壁面待刻畫數(shù)個油溝的位置形成對應(yīng)的數(shù)個凸紋，且該數(shù)個凸紋緊貼于該中空圓柱狀壁面；于該數(shù)個凸紋的問注入具流動性的一保護材料，填滿該數(shù)個凸紋與該中空圓柱狀壁面的間隙；使該保護材料凝固于該中空圓柱狀壁面以形成數(shù)個保護圖案；將該噴射用心軸拔出該軸承素材，分離該噴射用心軸與該中空圓柱狀壁面的該數(shù)個保護圖案；將該軸承素材置入一蝕刻液，使該軸承素材未覆蓋該數(shù)個保護圖案的處產(chǎn)生蝕刻以形成該數(shù)個油溝；清洗該蝕刻液；及去除該數(shù)個保護圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的軸承素材由一耐磨耗的金屬制成。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的保護材料為一塑料材料。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的數(shù)個凸紋為數(shù)個螺紋。
5.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的塑料材料是以噴射成形方式注入該數(shù)個凸紋與該中空圓柱狀壁面的間隙。
6.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的數(shù)個凸紋的凸出高度為10微米(μm)至100微米(μm)。
7.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法，其特征在于，所述的數(shù)個油溝的蝕刻精度與深度由該蝕刻液以及蝕刻時間所控制。
全文摘要
本發(fā)明所公開技術(shù)為應(yīng)用于制造流體軸承的蝕刻方法；本發(fā)明是利用一噴射用心軸作為軸承素材的掩模(mask)，并注入保護材料于流體軸承的內(nèi)徑部分產(chǎn)生保護圖案；拔出噴射用心軸的后再對軸承素材進行蝕刻于其內(nèi)徑部分形成所需的油溝；最后清洗蝕刻液以及去除其保護圖案；本發(fā)明容易整合至現(xiàn)有制程，以及達到大量生產(chǎn)并降低成本的功效；此外，本發(fā)明可避免現(xiàn)有加工技術(shù)會產(chǎn)生的毛邊問題并且同時制造流體軸承的徑向與止推部分，可產(chǎn)生簡化制程的效果。
文檔編號F16C17/02GK1493794SQ02147999
公開日2004年5月5日 申請日期2002年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月1日
發(fā)明者章廣賢, 徐弘光 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院