JP2000117504A - スピンドルモータのハブ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータに使用されるハブのような小サイズ寸
法・機械剛性の弱い部品を高精度に加工する加工方法を
提案しようとすること。 【解決手段】 ハブ１の一部分に、チャッキングにより
加工に影響を与えない程度の強度を保持させた基準構造
部１０を設けるステップと、ハブ１の一面側の加工時
に、ハブの他面側で前記基準構造部１０の一部分に設け
た基準部分であるディスク保持壁２部分を挟持し、該基
準部分を基準点として一面側を加工するステップと、ハ
ブの他面側の加工時に、ハブの一面側で前記基準構造部
の一部分に設けた基準部分（ハブ内径部８）を挟持し、
該基準部分を基準点として他面側を加工するステップ
と、を具備してなるスピンドルモータのハブ加工方法で
あって、特にブランク１のハブ内径部８の一方端に、蓋
様のカバー１’が設けられ、ハブ内径部８の一方側から
しかバイトを挿入して内側を切削することが出来ない構
造のものの加工に本発明は有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度加工の実現
を図ったスピンドルモータのハブ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記憶装置としてのハードディスクド
ライブ（ＨＤＤ）の小型・高密度化への移行は目まぐる
しいものがある。此の小型化への移行は、ＨＤＤに組み
込まれるスピンドルモータに対しても同様に小型・薄型
・軽量化への要求が必然として迫られている。これら称
して小型化への要求は、構成部品の小型化を意味し、此
の事は構成部品の小サイズ寸法・機械剛性の弱さに繋が
り、更には加工精度保持の難しさに繋がっている。

【０００３】次に図を用いて従来型のスピンドルモータ
を説明し、該モータのハブ加工の問題点を具体的に説明
する。図７は、従来の代表的な薄型スピンドルモータを
示す断面図である。図７において、５０はフランジであ
り、薄い円形の皿状をしたモータ収納部５１を有する。
モータ収納部５１の中央にはボス５２が設けられてお
り、該ボス５２の中央には軸柱５３が固定・立設されて
いる。該軸柱５３には、スペーサ５４を介して玉軸受け
５５，５６が取り付けられている。

【０００４】ボス５２の上縁には、固定子取付枠５７が
上方に突出しており、固定子取付枠５７の外周には、固
定子コイル５８が巻回された固定子５９が固着されてい
る。６０は端子板であり、固定子コイル５８からの引出
線が接続されている。

【０００５】玉軸受け５５，５６の外輪にはハブ６１が
固着されている。ハブ６１の外形は直径の異なる２つの
円柱が重なった凸形状をしており、上端にはスペーサを
挟んで積層されるハードディスクの中心穴を挿通するデ
ィスク保持壁６２が形成され、下方には、リング状の永
久磁石６３とヨーク６４とを内側に形成するハブ外径部
６５が形成されている。ハブ６１の下方内側に設けら
れ、玉軸受け５６を保持している軸承保持筒６６は、固
定子取付枠５７の内側に遊嵌している。図７に示すモー
タは、ｃにて示す部分には微少間隙が形成されている。
このため、端子板６０から固定子コイル５８に交流電圧
が印加され、固定子５９に回転磁界が発生すると、ボス
６１は回転を開始する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スピンドルモータで最
も高い加工精度が要求される部品・ハブの加工に於い
て、前記の如く、小型化に伴う部品の小寸法化により機
械的剛性が低下し、機械加工時の外力に対し歪み易く、
加工面の平面度・直角度・真円度或いは寸法自体の精度
確保が難しくなってきている。特に、機械加工機のスピ
ンドル装着治具（チャック）に加工部品を装着（チャッ
キング）する際、チャック圧力によって加工部品（ワー
ク）が歪み変形を起こす問題が生じ易い、此の歪み・変
形は加工精度に直接的に影響を及ぼす事になる。

【０００７】例えば、図８に示すように、ハブ外径部６
５をチャッキングしたり、図９に示すように軸承保持筒
６６をチャッキングし加工すると、チャッキングされた
部分の肉厚が薄い為に、これらの部分にチャックの爪部
圧力の影響により、図１０、１１の如き変形を生じ、真
円度を悪くする。また、図１２に示すように、鍛造ブラ
ンクからなるハブ６１の段付部６７をチャックするとハ
ブ外径部６５の変形は起こりにくいが、段付部６７が鍛
造面である場合に、図７に示すように鍛造時の抜きテー
パ部分６７が有ったり、図１２に示すように、テーパー
が形成されていなくとも、鋳造面であるための真円度精
度が出ていない事により、加工後の平面度精度に影響が
現れ、図１３に示すように安定精度を得る事が出来な
い。なお、ここで云う平面度とは、ディスク取付面６９
の凹凸の大きさを言うものである。

【０００８】此の歪みや変形を押さえ加工性を良くする
為、アルミニュウム合金を材料とする加工部品・ハブの
硬度や機械剛性をあげる為に調質等の熱処理を行ってい
るが、逆に此の熱処理が鍛造等で生じた内部応力によ
り、加工前部品（ブランク）としての歪み変形を誘発
し、加工精度に影響すると言う問題も生じている。この
為に、ハブの高精度加工を達成する為には、熱処理によ
り生じたブランクの歪み・変形の影響を押さえ、チャッ
ク圧力によるワーク変形を最小限に押さえて、如何に、
高精度加工を達成するかが大きな課題・問題点となって
いる。

【０００９】さらに上記の問題点を解決するために、ハ
ブ外周部６５の内周面にヨーク６４を固定した後、ヨー
ク６４の内周面又はヨーク６４が装着されたハブ外周部
６５の外周面をチャッキングしてディスク取付面６９の
切削加工を行って平面度を得るようにした加工方法が特
許第２７２４３８８号に開示されている。この加工方法
は、ハブ外周部６５の直径が１インチ程度のものまで
は、かなり良好な平面度が得られるが、直径が１インチ
よりも小さくなると、ハブ外周部６５の厚みが薄くなる
ため、ヨーク６４が内側に嵌合されていても、ハブ外周
部６５の強度は、切削加工に耐えうるものではなく、良
好な切削加工をハブに施すことが出来ない。

【００１０】本発明は、上述の如き種々の不都合を改良
しようとするものであり、その目的は、これら小サイズ
寸法・機械剛性の弱い部品を、高精度に加工する加工方
法を提案しようとするものであり、特に図７に示すよう
に、ハブの中心に設けられる玉軸受けを保持する円筒状
の部分の一方端が蓋様のものに覆われて、その一方側か
らしか該円筒状の部分の切削加工が出来ないような小サ
イズ寸法・機械剛性の弱い部品を、高精度に加工する加
工方法を提案しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る発
明では、固定磁極に対峙して回転する回転子磁極を有
し、該回転子磁極を保持するハブを備えたスピンドルモ
ータのハブ加工方法において、上記ハブの一部分に、チ
ャッキングにより加工に影響を与えない程度の強度を保
持させた基準構造部を設けるステップと、ハブの一面側
の加工時に、ハブの他面側で前記基準構造部の一部分に
設けた基準部分を挟持し、該基準部分を基準点として一
面側を加工するステップと、ハブの他面側の加工時に、
ハブの一面側で前記基準構造部の一部分に設けた基準部
分を挟持し、該基準部分を基準点として他面側を加工す
るステップと、を具備してなるスピンドルモータのハブ
加工方法を提供する。本願の請求項２に係る発明では、
請求項１に係る発明において、前記基準構造部の一部分
に設けた基準部分は、ディスク保持壁２、ハブ挟持基準
段部及びハブ内径部の内の一つであることを特徴とする
スピンドルモータのハブ加工方法を提供する。本願の請
求項３に係る発明では、請求項１に係る発明において、
ハブブランクは、非磁性軽合金からなることを特徴とす
るスピンドルモータのハブ加工方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施の形態を、図
面を用いて詳細に説明する。図１乃至図６は、本発明に
よる加工方法を工程に従って示した断面図である。図１
において、１は、鋳型から取り出したままのハブブラン
クである。ハブブランク１は、主としてアルミニウムな
どの非磁性軽合金からなる。このハブブランク１のディ
スク保持壁２部分は、図示していない切削装置のチャッ
ク３により挟持されている。チャック３により挟持され
たワーク（ハブブランク１）は、回転切削される。ま
ず、ハブ外径部４、その先端部分５、ハブ外径部４の裏
側に当たるヨーク挿入面６、ハブ内壁凹部面７、玉軸受
けを保持するハブ内径部８、今後の加工基準となるハブ
挟持基準段部９、カバー１’とこれの中央部に設けられ
た軸柱挿通穴１”を一つの切削工程で削り出す。前述の
ように、このブランク１には、ハブ内径部８の一方端
に、蓋様のカバー１’が設けられ、ハブ内径部８の一方
側からしかバイトを挿入して内側を切削することが出来
ない構造となっている。

【００１３】ハブ挟持基準段部９は、次の切削工程を実
行する際にワークであるハブブランク１を挟持する場所
である。従って、このハブ挟持基準段部９は、そのチャ
ッキングによりワークを変形させるような場所であって
はならない。また、現在切削加工を施しているハブ内壁
凹部面７側と反対側、即ち、ディスク保持壁２側を切削
加工する際に、ハブ挟持基準段部９を挟み付けているチ
ャック３が加工の邪魔にならない場所でなければならな
い。このような理由から、ハブ挟持基準段部９は、ハブ
内壁凹部面７であって、ワークの内で一番機械的に丈夫
で好適なディスク保持壁２の内側に当たる部分に設けら
れ、このように、チャッキングにより加工に影響を与え
ない程度の強度を保持させた場所を、基準構造部１０と
定義する。

【００１４】次に、ワークであるハブブランク１は、チ
ャック３から取り外され、図２に示すように、ヨーク挿
入面６にヨーク１１を圧入・接着する。上記切削加工工
程で、ワークであるハブブランク１は機械的に丈夫な基
準構造部１０の一部分（外輪）であるディスク保持壁２
部分を挟持されてハブの他面側を加工しているので真円
度精度は良く、ヨーク１１の圧入によるハブ外径部４、
その先端部分５、ヨーク挿入面６の変形は起こし難い特
徴も有する。

【００１５】次に、図３に示すようにハブブランク１の
基準構造部の一部分に形成されているハブ挟持基準段部
９を、別のチャック１２の挟持爪１４を挿入し、このチ
ャック１２によりハブブランク１を切削装置に固定す
る。この状態でハブブランク１を回転させ、機械的に丈
夫な基準構造部１０の一部分であるハブ挟持基準段部９
を挟持されてこれの反対面側にあるハブ外径部４を切削
し、続いて、ディスク取付面１５、ディスク保持壁２、
該ディスク保持壁に挿通・積層されたディスクの上面を
押圧し、これらを締着させる押さえ板をはめ込むはめ込
み面１６、上縁部１７を一つの加工工程で一気に切削加
工する。

【００１６】この切削加工の際、ハブブランク１はチャ
ック１２の挟持爪１４によりハブ挟持基準段部９を挟持
して精度良く切削装置に固定され、複数部分が一つの切
削工程で加工されているから、各加工面どうしの平行度
・真円度の偏移精度の狂いは生じ無い。次いで図４に示
す如く、ディスクを締着させるための押さえ板をねじ止
めするための穴明け加工を行う。此の場合、穴開けのた
めの治具基準は、精度がでているハブ内径部８とする為
に、各穴１８のピッチ芯円度精度は高く加工可能であ
る。また、本発明では、ハブ挟持基準段部９が比較的浅
く形成されているので、ディスクの積層枚数が少ないモ
ータの種類であって、ディスク保持壁２の高さが小さい
ものである場合であっても、穴１８の深さをハブ挟持基
準段部９に達する手前まで十分深くとることが出来る。

【００１７】上述の穴開け加工が終了した後、図５に示
す如く、基準構造部の一部であるチャックディスク保持
壁２をチャッキングして、チャッキング保持壁２と反対
面側にあるハブ内径部８、カバー１’の裏面部２０、ハ
ブ外径部４を再切削加工する。此の場合、ハブ内径部
８、軸柱挿通穴１”周面２１は偏芯無く同芯である。

【００１８】最後に、チャック２２の先端部を基準構造
部の一部であるハブ内径部８内に挿入してハブブランク
１を挟持し、ディスク取付面１５、ディスク保持壁２、
はめ込み部１６、上縁部１７を一つの加工工程で一気に
切削加工して、ハブを仕上げる。

【００１９】以上、本発明を上述の実施の形態により説
明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が
可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排
除するものではない。

【００２０】

【発明の効果】本願の請求項１，２に係る発明では、ハ
ブをブランクの段階で、チャック圧力による変形を生じ
ない基準溝形成部のハブ内壁面の位置にハブ挟持基準段
部を加工形成し、一貫して此のチャック用のハブ挟持基
準段部をチャッキングして、ハブ内径部、ディスク保持
壁、ディスク取付け面など加工精度を要求される部分の
加工を同時加工する為に、ワークの変形なく、各加工面
の加工精度（真円度・直角度・平面度）並びに寸法精度
を従来になく高く確保する事が出来る。そして、ハブの
厚みが小さくかつハブの中心方向にチャッキングするよ
うな適当な部分がないような設計構造のハブ加工におい
ても、請求項１，２に係る発明では、有効にハブを加工
することができる。更に、ハブの一部分に、チャッキン
グにより加工に影響を与えない程度の強度を保持させた
基準構造部を設けるステップと、ハブの一面側の加工時
に、ハブの他面側で前記基準構造部の一部分に設けた基
準部分を挟持し、該基準部分を基準点として一面側を加
工するステップと、ハブの他面側の加工時に、ハブの一
面側で前記基準構造部の一部分に設けた基準部分を挟持
し、該基準部分を基準点として他面側を加工するステッ
プと、とを具備しているので、ブランク１のハブ内径部
の一方端に、蓋様のカバーが設けられ、ハブ内径部の一
方側からしかバイトを挿入して内側を切削することが出
来ない構造のものの加工に本発明は有効である。又、請
求項３に係る発明では、上記請求項１に係る発明のよう
な加工を行うため、鉄以外のアルミニウム軽合金のよう
な比較的柔らかい素材でも高精度のハブを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の加工方法の第１段階を説明す
る断面図である。

【図２】図２は、本発明の加工方法の第２段階を説明す
る断面図である。

【図３】図３は、本発明の加工方法の第３段階を説明す
る断面図である。

【図４】図４は、本発明の加工方法の第４段階を説明す
る断面図である。

【図５】図５は、本発明の加工方法の第５段階を説明す
る断面図である。

【図６】図６は、本発明の加工方法の第６段階を説明す
る断面図である。

【図７】図７は、従来型のスピンドルモータの断面図で
ある。

【図８】図８は、従来の第１加工方法を説明する断面図
である。

【図９】図９は、従来の第２加工方法を説明する断面図
である。

【図１０】図１０は、上記従来の第１加工方法によりチ
ャックされた部分の変形状態を示す変形分布図である。

【図１１】図１１は、上記従来の第２加工方法によりチ
ャックされた部分の変形状態を示す変形分布図である。

【図１２】図１２は、従来の第３加工方法を説明する断
面図である。

【図１３】図１３は、上記従来の第３加工方法によりチ
ャックされた部分の変形状態を示す変形分布図である。

【符号の説明】

１・・・・・ハブブランク １’・・・・カバー １”・・・・軸柱挿通穴 ２・・・・・ディスク保持壁 ３・・・・・チャック ４・・・・・ハブ外径部 ５・・・・・先端部分 ６・・・・・ヨーク挿入面 ７・・・・・ハブ内壁凹部面 ８・・・・・ハブ内径部 ９・・・・・ハブ挟持基準段部 １０・・・・・基準構造部 １１・・・・・ヨーク １２・・・・・チャック １４・・・・・挟持爪 １５・・・・・ディスク取付面 １６・・・・・はめ込み部 １７・・・・・上縁部 １８・・・・・穴 １９・・・・・チャック ２０・・・・・裏面部 ２１・・・・・周面 ２２・・・・・チャック ５０・・・・・フランジ ５１・・・・・モータ収納部 ５２・・・・・ボス ５３・・・・・軸柱 ５４・・・・・スペーサ ５５・・・・・玉軸受け ５６・・・・・玉軸受け ５７・・・・・ボス ５８・・・・・固定子コイル ５９・・・・・固定子 ６０・・・・・端子板 ６１・・・・・ハブ ６２・・・・・ディスク保持壁 ６３・・・・・永久磁石 ６４・・・・・ヨーク ６５・・・・・ハブ外径部 ６６・・・・・軸承保持筒 ６７・・・・・段付部 ６８・・・・・抜きテーパ部分 ６９・・・・・ディスク取付面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C045 DA30 5H019 AA00 CC00 CC04 CC09 DD01 EE01 FF00 FF01 FF03 GG00 5H615 AA01 BB01 BB04 BB14 BB16 PP02 SS08 SS10 TT16 5H621 BB07 GA01 GA04 HH01 JK07 JK13 JK17 JK19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定磁極に対峙して回転する回転子磁極
   を有し、該回転子磁極を保持するハブを備えたスピンド
   ルモータのハブ加工方法において、上記ハブの一部分
   に、チャッキングにより加工に影響を与えない程度の強
   度を保持させた基準構造部を設けるステップと、ハブの
   一面側の加工時に、ハブの他面側で前記基準構造部の一
   部分に設けた基準部分を挟持し、該基準部分を基準点と
   して一面側を加工するステップと、ハブの他面側の加工
   時に、ハブの一面側で前記基準構造部の一部分に設けた
   基準部分を挟持し、該基準部分を基準点として他面側を
   加工するステップと、を具備してなるスピンドルモータ
   のハブ加工方法。
2. 【請求項２】 前記基準構造部の一部分に設けた基準部
   分は、ディスク保持壁２、ハブ挟持基準段部及びハブ内
   径部の内の一つであることを特徴とする請求項１に記載
   のスピンドルモータのハブ加工方法。
3. 【請求項３】 ハブブランクは、非磁性軽合金からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータの
   ハブ加工方法。