JP2004211796A - Method of manufacturing thrust plate and shaft for dynamic pressure bearing, dynamic pressure bearing, spindle motor and recording disc driving device - Google Patents

Method of manufacturing thrust plate and shaft for dynamic pressure bearing, dynamic pressure bearing, spindle motor and recording disc driving device Download PDF

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Hiroshi Igo
博司 居郷
Hirofumi Ando
博典 安藤
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TODA PIPE KOGYO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively manufacture a thrust plate having a groove on its inner peripheral face, in a constitution of a dynamic pressure bearing formed by using a shaft obtained by fitting the thrust plate to a shaft main body. <P>SOLUTION: This thrust plate 46 is a member configurating the shaft 15 for the dynamic pressure bearing, with the shaft main body 45 composing a part of a radial bearing part at its outer peripheral face, has the circular shape having a center hole to fit the shaft main body 45 therein, and is provided with thrust faces 47, 48 configurating a part of the thrust bearing part on its both end faces. This method of manufacturing the thrust plate 46 comprises an extended pipe forming process for forming a cylindrical extended pipe 61 having the center hole, a drawing process for obtaining a drawn material 62 by drawing the extended pipe 61, and forming the groove on the inner peripheral face 61b, and a cutting process for cutting the drawn material 62 in the radial direction to form a plurality of disc members. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面がラジアル軸受部の一部を構成するシャフト本体とともに動圧軸受用シャフトを構成するためのスラストプレートの製造方法に関する。本発明は、特に、シャフト本体が嵌合する中心孔が形成された円環形状であり、両端面にスラスト軸受部の一部を構成するスラスト面が形成されたスラストプレートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスク等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクと同心に配置された回転駆動用のスピンドルモータを装置内に有している。このスピンドルモータは、主に、電機子コイルを有するステータが固定された静止部材と、ステータに対向するロータマグネットが固定された回転部材と、回転部材を静止部材に回転自在に支持する軸受機構とから構成されている。
【0003】
軸受機構としては、高速化及び低振動(騒音)を目的に流体動圧軸受が採用されている。流体動圧軸受は、シャフトとスリーブの間の微小間隙に配置されたオイル等の潤滑流体と、対向面に形成された動圧発生用溝とからなるラジアル・スラスト軸受部とから構成されている。
具体的な構成として、動圧軸受を使用したハードディスクドライブ用のスピンドルモータを説明する(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載のスピンドルモータは、静止部材と、回転部材と、その間に設けられた軸受機構とから構成されている。
【0004】
静止部材は、ハードディスクドライブのベースに固着されるモータフレーム10と、それに同心状に一体に設けられた円筒状ボス部と、その内周面に嵌合固定されたスリーブ14とから構成されている。ボス部の外周面には、ステータ20が外嵌固定されている。
回転部材は、ロータハブ16と、それに一体に設けられたシャフト22とから構成されている。ロータハブ16には記録ディスクが搭載されている。さらに、ロ一夕ハブ16の下部外周壁の内側に、ステータ20に対して径方向に対向して環状のロ一夕マグネット18が装着されている。シャフト22はスリーブ14の内側に回転可能に配置され、シャフト22の外周面とスリーブ14の内周面との対向面において、その一方若しくは両方にヘリングボーン状の動圧発生用溝を形成しかつこの対向面間にオイル等の潤滑剤を充填して、上下一対のラジアル動圧軸受部が形成されている。シャフトの下端に設けたスラストプレート(番号なし)はスリーブ14の下端大径部に収容され、このスリーブ14の下端大径部を閉塞するようにスラストカバー12がモータフレーム10のボス部下端開口部に嵌合固定されている。スラストプレートの上面とこれに対向するスリーブ14のスラスト面との一方若しくは両方にはヘリングボーン状若しくはスパイラル状の動圧発生用溝が形成され、この対向面に潤滑剤を充填し、上部スラスト動圧軸受部が形成されている。スラストプレートの下面とこれに対向するスラストカバー12との一方若しくは両方にはヘリングボーン状若しくはスパイラル状の動圧発生用溝が形成され、この対向面に潤滑剤を充填し、下部スラスト動圧軸受部が形成されている。
【0005】
このような構成の動圧軸受スピンドルモータにおいては、ステ一夕20のコイルに通電することにより、ステータ20の回転磁界とロータマグネット18の多極磁界との電磁相互作用により回転トルクが発生し、口ータハブ16、シャフト22及び回転負荷(記録ディスク)を含む回転部材が回転する。この回転時、シャフト22とスリーブ14との間に形成された上下一対のラジアル動圧軸受部により回転部材のラジアル負荷が支持され、スラストプレートとスリーブ14及びスラストカバー12とのそれぞれの間に形成された一対のスラスト動圧軸受部により回転部材のスラスト荷重が支持される。
【0006】
一方、流体動圧軸受に用いられる潤滑油には空気が溶け込んでおり、これら空気は潤滑油の内圧が負圧(大気圧以下の圧力)となると気泡となって現れる。気泡は、振動の発生やNRRO(Non−Repeatable Run−Out:非繰り返し振れ成分)の悪化の原因となる。また、気泡は、温度が上昇に伴って体積膨張し、潤滑油の漏れ出しを生じさせる。スラスト軸受部では、溝や軸受構成部材の加工誤差に起因して、発生する動圧がアンバランスとなり、スラストプレートの外周部に保持されている潤滑油内に負圧が生じることがある。そこで、潤滑油内に負圧が発生するのを防止するために、スラストプレートの上下面間を連通する孔を設けて、2つのスラスト動圧軸受部間で流体を循環させることで、上下のスラスト軸受部で発生する動圧のアンバランスを補償する構造が採用され始めている。連通孔は、具体的には、スラストプレートの内周面に形成された軸線方向に延びる複数の溝である。
【0007】
上記連通孔の加工方法すなわちシャフトの製造方法としては、以下の方法が採用されている。シャフトとスラストプレートは別体の部材であり、スラストプレートの内周面には軸線方向に延びる複数の縦溝を形成しておく。続いて、スラストプレートの内周面にシャフトの一端を圧入する。すると、シャフトの一端側外周面とスラストプレートのシャフト側端面の内周縁との境界部分である角部において、軸線方向に連通する複数の連通孔が確保される。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−134897号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
スラストプレートの製造方法については、プレス抜き加工(せん断加工)してブランク材の内周面を得る方法が一般的である。
しかし、プレス加工でスラストプレートを製造する際に、スラストプレートの内周面に縦溝が形成されて内径が一様な円ではない場合は、金型費用や試作の手間によって製品コストが高くなるという問題が生じる。
【0010】
本発明の課題は、シャフト本体にスラストプレートを嵌合したシャフトを用いて動圧軸受を構成するものにおいて、内周面に溝が形成されたスラストプレートを安価に製造することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のスラストプレートの製造方法で製造されるスラストプレートは、外周面がラジアル軸受部の一部を構成するシャフト本体とともに動圧軸受用シャフトを構成するための部材であり、シャフト本体が嵌合する中心孔が形成された円環状であり、両端面にスラスト軸受部の一部を構成するスラスト面が形成されている。このスラストプレートの製造方法は、以下の工程を備えている。
【0012】
◎中心孔が形成された筒状の伸管を形成する伸管作成工程
◎伸管を引き抜き加工することで引き抜き材を得るとともに、引き抜き材の内周面に長手方向に延びる溝を形成する引き抜き工程
◎引き抜き材を半径方向に切り落として複数の円板状部材を作成する切り落とし工程
このスラストプレートの製造方法では、プレス加工とは異なり、内周面に溝が形成されたスラストプレートを安価に製造できる。
【0013】
請求項2に記載のスラストプレートの製造方法では、請求項1において、引き抜き工程は、伸管の内外径を小さくする径短縮工程と、内外径が小さく加工された伸管の内周面に溝を形成する内周面加工工程とを有している。
この製造方法では、引き抜き工程において伸管の径短縮と内周面加工とが連続して行われるため、工程数が少なくなり、結果として製造コストが低くなっている。
【0014】
請求項3に記載のスラストプレートの製造方法は、請求項1又は2において、切り落とし工程後に、円板状部材の両端面を研磨する研磨工程をさらに備えている。
この製造方法では、スラストプレートの両端面(スラスト面)は切り落とし工程後に研磨されるため、内周面に対する両端面の精度が向上する。この結果、シャフト本体の軸心線に対するスラストプレート平面の直角度が向上する。
【0015】
請求項4に記載の動圧軸受用シャフトの製造方法は、以下の工程を備えている。
◎請求項1〜3のいずれかに記載のスラストプレートの製造方法
◎スラストプレートの中心孔にシャフト本体を嵌合する嵌合工程
このシャフトの製造方法では、請求項1〜3のいずれかに記載のスラストプレートの製造方法を用いているため、動圧軸受用シャフトを安価に製造できる。なお、スラストプレートの両端面が切り落とし工程後に研磨されている場合は、シャフト本体の中心軸とスラストプレートの平面との直角度を高精度に実現できる。
【0016】
請求項5に記載の動圧軸受は、請求項4の製造方法により製造された動圧軸受用シャフトと、動圧軸受用シャフトが貫通する貫通孔が形成された中空円筒状部材とを備えている。中空円筒状部材は、シャフト本体の外周面と微少間隙を介して対向するラジアル内周面と、スラストプレートの両端面に微少間隙を介して対向するスラスト面とを有する。シャフト本体の外周面と、中空円筒状部材のラジアル内周面と、その微少間隙内の潤滑流体とによって、ラジアル軸受部が構成されている。スラストプレートの両端面と、中空円筒状部材のスラスト面と、その微少間隙内の潤滑流体とによって、スラスト軸受部が構成されている。
【0017】
この動圧軸受では、請求項4の製造方法により製造された動圧軸受用シャフトを用いているため、製造コストが低い。なお、スラストプレートの両端面が切り落とし工程後に研磨されている場合は、動圧軸受の軸受性能が向上している。つまり、シャフト本体の中心軸とスラストプレートの平面との直角度の向上が、動圧軸受の高速回転化に寄与している。
【0018】
請求項6に記載のスピンドルモータは、請求項5に記載の動圧軸受と、動圧軸受用シャフト及び中空円筒状部材の一方に対して回転不能に配置されたステータと、動圧軸受用シャフト及び中空円筒状部材の他方に対して回転不能に配置され、ステータと協働して回転磁界を発生するためのロータマグネットとを備えている。
【0019】
このスピンドルモータでは、請求項5に記載の動圧軸受を用いているため、製造コストが低い。
請求項7に記載の記録ディスク駆動装置は、ハウジングと、ハウジングの内部に固定された、請求項6に記載のスピンドルモータと、動圧軸受用シャフト及び中空円筒状部材の他方に対して回転不能に配置された、情報を記録できる円板状記録媒体と、記録媒体の所要の位置に情報を書込又は読み出すための情報アクセス手段とを備えている。
【0020】
この記録ディスク駆動装置では、請求項6に記載のスピンドルモータを用いているため、製造コストが低い。
【0021】
【発明の実施の形態】
1.第1実施形態
(1)スピンドルモータ全体の構成
図1は本発明の一実施形態としてのスピンドルモータ1の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このスピンドルモータ1は記録ディスク駆動用スピンドルモータであり、ハードディスク等の記録ディスク駆動装置の一部を構成している。
【0022】
なお、図1に示すO−Oがスピンドルモータ1の回転軸線である。また、本実施形態の説明では便宜上図1の上下方向を「軸線上下方向」とするが、スピンドルモータ1の実際の取り付け状態における方向を限定するものではない。
図1において、このスピンドルモータ1は、主に、静止部材2と、回転部材3と、回転部材3を静止部材2に回転自在に支持するための軸受機構4とを備えている。スピンドルモータ1は、さらに、静止部材2に固定されたステータコアとそれに巻かれたコイルからなるステータ6と、回転部材3に固定されたロータマグネット7を備えており、両部材によって、回転部材3に対して回転力を与えるための磁気回路部が構成されている。
【0023】
(2)静止部材
静止部材2は、ブラケット10と、このブラケット10の中央開口内に固定されたスリーブ11とから構成されている。より詳細には、ブラケット10の中央開口縁には軸線方向上側に延びる筒部10aが形成されており、その内周面にスリーブ11の外周面が嵌合されている。また筒部10aの外周面には、ステータ6が固定されている。
【0024】
スリーブ11は、円筒状の部材であり、その略中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔51が形成されている。スリーブ11の貫通孔51の内周面は、図2に示すように、上側から下側に向かって、ラジアル内周面53及び下部内周面54を有している。スリーブ11の下部内周面54は、貫通孔51の下端において段部52を形成している。段部52は、ラジアル内周面53より大径であり、貫通孔51回りで軸線方向下側を向くスラスト面56と下部内周面54とを有している。
【0025】
スリーブ11の貫通孔51の下端にはスラストカバー12が固定されており、スラストカバー12は貫通孔51の下端を閉鎖している。スラストカバー12の軸線方向上側面の外周側は、スリーブ11のスラスト面56に対して軸線方向に対向するスラスト面12aとなっている。
(3)回転部材
回転部材3は、スリーブ11に対して軸受機構4を介して回転自在に支持された部材であって、外周部に記録ディスクが載置されるロータハブ14と、ロータハブ14の内周側に位置し、軸受機構4を介してスリーブ11に軸支されるシャフト15とを備えている。
【0026】
ロータハブ14は、静止部材2やステータ6の上方に近接して配置されている。ロータハブ14の筒状部の内周面には、接着等の手段によってロータマグネット7が固定されている。ロータマグネット7はステータ6に半径方向に微小間隙をもって対向している。そして、ステータ6に通電することにより、ステータ6とロータマグネット7との電磁相互作用により、回転部材3にトルクが作用する。
【0027】
シャフト15は、円柱形状のシャフト本体45と、その下端に嵌合されたスラストプレート46とから構成されている。シャフト15のシャフト本体45の軸線方向上側端部は、ロータハブ14の中心孔内に嵌合されている。なお、以上に述べた嵌合方法としては、圧入や接着などがある。
スラストプレート46は、シャフト本体45の下端の外周面から半径方向外側に突設する環状かつ円板状の部材であり、シャフト本体45のフランジを構成している。スラストプレート46は、シャフト本体45の一端が圧入された内周面49と、外周面50と、シャフト本体側の上側スラスト面47と、その反対側の下側スラスト面48とを有している。スラストプレート46の上側スラスト面47はスリーブ11のスラスト面56に微少間隙を介して対向しており、スラストプレート46の下側スラスト面48はスラストカバー12のスラスト面12aに微少間隙を介して対向している。
【0028】
(4)軸受機構
軸受機構4は、回転部材3を静止部材2に対して、より具体的には、ロータハブ14及びシャフト15をスリーブ11に対して潤滑油8を介して回転自在に支持するための流体動圧軸受である。軸受機構4は、第1及び第2ラジアル軸受部21,22と、第1及び第2スラスト軸受部23,24とを有している。以下、図2を用いて、スリーブ11,スラストカバー12及びシャフト15の構造に触れながら、各軸受部21〜24の構造を説明していく。
【0029】
▲1▼ラジアル軸受部
スリーブ11のラジアル内周面53は、シャフト15のシャフト本体45の外周面37との間に潤滑油8が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。ラジアル内周面53には、潤滑油8中に動圧を発生するための周方向に配列された複数本のヘリングボーン状動圧発生用溝25,26が軸線方向に並んで形成されている。このように、スリーブ11のラジアル内周面53と、シャフト15のシャフト本体45の外周面37と、その間の潤滑油8とによって、第1及び第2ラジアル軸受部21,22が軸線方向に並んで構成されている。
【0030】
▲2▼スラスト軸受部
スリーブ11のスラスト面56には、シャフト15の回転にともない潤滑油8中に動圧を発生するための複数本のヘリングボーン状動圧発生用溝27が周方向に配列される状態で形成されている。このように、スリーブ11のスラスト面56とスラストプレート46の上側スラスト面47とその間の潤滑油8によって、第1スラスト軸受部23が形成されている。
【0031】
スラストカバー12のスラスト面12aには、シャフト15の回転にともない潤滑流体中に動圧を発生するための複数本のヘリングボーン状動圧発生用溝28が周方向に配列される状態で形成されている。このように、スラストプレート46の下側スラスト面48とスラストカバー12のスラスト面12aとその間の潤滑油8によって、第2スラスト軸受部24が形成されている。
【0032】
このように、スリーブ11とスラストカバー12とによって、シャフト15に対して相対回転する中空円筒状部材が構成されている。すなわち、中空円筒状部材は、シャフト15が貫通する貫通孔51が形成され、シャフト本体45の外周面37と微少間隙を介して対向するラジアル内周面53と、スラストプレート46の上側及び下側スラスト面47,48に微少間隙を介して対向するスラスト面56,12aとを有する。
【0033】
さらに、図2に示すように、スラストプレート46の中心孔の内周面49には、軸線方向に延びる複数(3本)の縦溝49aが形成されている。縦溝49aは、軸線方向両側に開口しており、第1スラスト軸受部23と第2スラスト軸受部24とを連通するオイル循環部として機能している。この縦溝49aによって、スラストプレート46の軸線方向両側すなわち第1及び第2スラスト軸受部23,24はその内周側部分でも連通しており、第1及び第2スラスト軸受部23,24間で潤滑油8が循環しやすい。したがって、第1及び第2スラスト軸受部23,24の間で動圧のアンバランスが補償され、スラストプレート46の外周部に保持される潤滑油8内に負圧が発生しにくい。その結果、本実施形態のように、フルフィル型の動圧軸受である軸受機構4を有しさらに第1及び第2スラスト軸受部23,24にヘリングボーン状動圧発生用溝27,28をそれぞれ形成している場合でも、気泡発生による不具合が生じにくい。
【0034】
表面張力シール部29は、第1ラジアル軸受部21からの潤滑油8の漏れを防止するための構造であり、第1ラジアル軸受部21の軸線方向外側端部において、スリーブ11の内周面とシャフト15の外周面とによって構成されている。具体的には、シャフト15の外周面の軸線方向において第1ラジアル軸受部21より軸線方向外側の部分には、スリーブ11の内周面との間の空隙が軸線方向外側に向かって拡大するよう傾斜面30が形成されている。軸受部に保持された潤滑油8の表面張力と外気の空気圧等とがバランスされ、潤滑油8のメニスカスは傾斜面30に位置している。この結果、潤滑油8がさらに外方に移動しようとすると液面の曲率が大きくなろうとし、それが抵抗となって潤滑油8が軸受外部に移動するのが抑制される。
【0035】
以上に述べたように、この軸受機構4は、第1ラジアル軸受部21、第2ラジアル軸受部22、第1スラスト軸受部23、第2スラスト軸受部24とから構成されており、各軸受部内を潤滑油が連続して満たしている。さらに、各軸受部内の潤滑油8は、シャフト15の外周面とスリーブ11の内周面との間の隙間の軸線方向上側部分に形成された表面張力シール部29によってシールされている。
【0036】
なお、図1及び図2では、各動圧発生溝25、26,27、28を便宜上くの字の形で象徴的に示しているが、実際には、上述したように各面53、53、56、12aに形成されている。
(5)シャフトの製造方法
以下に、シャフト15の製造方法、特に、スラストプレート46の製造方法について説明する。この製造方法は、主に、▲1▼伸管作成工程→▲2▼引き抜き工程→▲3▼切り落とし工程→▲4▼端面研磨工程→▲5▼仕上げバレル工程を有している。
【0037】
▲1▼伸管形成工程
最初に、溶解炉において、ステンレス鋼、及び銅合金等の材料を溶解し、外径155mm、長さ200〜500mmの円棒状ビレットを鋳造し、これを熱間押し出し工程にて内径50mm、外径60mmのパイプ材とし、さらに熱処理を含む伸管作成工程にて筒状の伸管61を形成する。図3に示すように、伸管61は真円形状の外周面61aと内周面61bとを有している。なお、この伸管61の内外径は、最終製品としてのスラストプレート46の内外径よりそれぞれ大きくなっている。
【0038】
▲2▼引き抜き工程
次に、図4に示すように、引き抜き加工機70を用いて伸管61の内外周面を加工する。なお、以下の説明では、図4の左右方向を長手方向といい、特に図4の右側を引き抜き側という。
引き抜き加工機70は、芯金71と、ダイス72と、チャック73とから構成されている。芯金71とダイス72は図示しない支持台によって支持されている。チャック73は、図示しないチェーンやスプロケットからなる駆動機構に連結されている。
【0039】
芯金71は、伸管61の内周面61bを加工するための工具であり、中心棒状部74と、その引き抜き側先端に形成された加工部75とから構成されている。中心棒状部74の外径は伸管61の内径より小さくなっており、そのため伸管61は中心棒状部74の周りで接触することなく長手方向に移動可能となっている。加工部75は中心棒状部74の長手方向の先端に形成されており、伸管61の内周面61bに溝を形成するための部分である。加工部75は、中心棒状部74より外径が大きくなっており、加工用外周面75aと、その引き抜き側とは反対側に位置するテーパー面75bとを備えている。加工用外周面75aには、長手方向に延びる3本の溝形成用突起(図示せず)が形成されている。テーパー面75bは引き抜き側にいくにしたがって外径が大きくなっている。
【0040】
ダイス72は、加工部75の引き抜き側にわずかに離れて配置された環状の部材である。ダイス72は、その内部に伸管61を通過させて加工するための部材であり、その内周面には、加工用内周面72aと、その引き抜き側との反対側に位置するテーパー面72bとを備えている。ダイス72の内径は伸管61の外径より小さくなっており、概ね加工部75の外径に等しい。また、ダイス72のテーパー面72bの伸管61が送り込まれる側の最大内径は伸管61の外径より大きくなっている。このため、ダイス72内を伸管61が通過すると、伸管61は内外径がともに短くなるように変形させられる。
【0041】
チャック73は、ダイス72のさらに引き抜き側に配置されている。チャック73は、伸管61の先端を保持し、その状態で長手方向引き抜き側に移動可能である。
図4に示すように、伸管61の先端をダイス72の内側を通して、チャック73によって保持させる。この状態でチャック73が引き抜き側に移動すると、以下の工程で伸管61が引き抜き成形加工される。
【0042】
伸管61は、まずダイス72のテーパー面72bにてその外・内径が共に縮小化され(絞りゾーンA)、次に、ダイス72のテーパー面72bにて伸管61の外径が引き続き縮小化される一方、縮小化された伸管61の内径が芯金71における加工部75のテーパー面75bにて拡大化され、ダイス72と芯金71とによって板厚が縮小化される(圧延ゾーンB)。その後、ダイス72の加工用内周面72aと加工部75の加工用外周面75aとで伸管61の内外径の寸法決め並びに加工部75の加工用外周面75aによって、複数の長手方向溝(図示せず)が形成され、同時に伸管61の内外面の鏡面化が行われる(仕上げゾーンC)。
【0043】
以上の引き抜き工程によって、図5に示すように、引き抜き材62が形成される。引き抜き材62は、筒状の部材であり、外周面62aと内周面62bとを有している。外周面62aは真円形状である。内周面62bには長手方向に直線上に延びる3本の溝62cが形成されている。なお、引き抜き材62は伸管61に比べて内外径ともに小さくなっている。
【0044】
▲3▼切り落とし工程
次に、図示しないNC旋盤(NC自動盤)を用いて、引き抜き材62の内外周面をNC自動盤により旋削して内・外径を製品寸法レベルに仕上げ、さらにこの引き抜き材62を半径方向に沿って順次切り落としていき、スラストプレート46の原形となる円板状部材を作成する。この場合の切り落としは研磨代を含む厚みで行う。このように引き抜き材62をNC自動盤により内・外径仕上げと切断とを同時加工することにより高精度かつ低コスト化が実現する。
【0045】
▲4▼端面研磨工程
次に、円板状部材の両端面を研磨して、中心孔に対する端面の直角度の精度を高くする。この直角精度が数μm以内であれば、回転振れ精度の良好な動圧軸受が得られる。
▲5▼仕上げバレル工程
最後に、バレル(R付け)工程によって円板状部材のR付けを行い、前記研磨によって発生したバリを除去する。この結果、図6に示すように、内周面49に縦溝49aが形成されたスラストプレート46が得られる。
【0046】
スラストプレート46の中心孔すなわち内周面49にシャフト本体45の一端を圧入や接着などによって嵌合すると、シャフト15が完成する。
(6)スラストプレートの製造方法の効果
▲1▼このスラストプレートの製造方法では、プレス加工とは異なり、スラストプレートを安価に製造できる。なお、スラストプレートが安価になると、それが用いられるシャフト、動圧軸受、スピンドルモータ、記録ディスク駆動装置等も安価になる。
【0047】
▲2▼この製造方法では、引き抜き工程において伸管の内周面加工と径短縮が連続して行われるため、工程数が少なくなり、結果として製造コストが低くなっている。
▲3▼この製造方法では、スラストプレートの内周面の仕上げ加工と切り落とし工程とを同時加工するため、高精度・低コスト化が実現する。この結果、このシャフトを用いた動圧軸受の軸受性能が向上する。すなわち、スラストプレート内周面の精度向上は動圧軸受の高速回転化に寄与している。さらに、スラストプレート内周面の精度向上は、スピンドルモータの高速回転化や、記録ディスク駆動装置では情報の書込又は読み出し速度の向上に寄与している。
【0048】
(7)ハードディスク装置の構成
以上、本発明に従う記録ディスク駆動用スピンドルモータ1の一実施形態について説明したが、本発明に従うこのスピンドルモータ1を備えた記録ディスク駆動装置としてのハードディスク装置を例に説明する。
図7に、一般的なハードディスク装置80の内部構成を模式図として示す。ハウジング81の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状の記録ディスク83が装着されたスピンドルモータ1が設置されている。加えてハウジング81の内部には、記録ディスク83に対して情報を読み書きする磁気ヘッド移動機構87が配置され、この磁気ヘッド移動機構87は、記録ディスク上の情報を読み書きするヘッド86、このヘッドを支えるアーム85、及びヘッド及びアームをディスク上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部84により構成される。
【0049】
このハードディスク装置80では、前述のスピンドルモータ1の高速回転化によって、情報の書込又は読み出し速度の向上が実現されている。
2.他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【0050】
具体的には、本発明は、前記実施形態に示された動圧軸受、モータ又は記録ディスク駆動装置に限定されるものではない。さらに、動圧軸受の各軸受部では、動圧発生用溝の有無、形成された部材、又は形状は、前記実施形態に限定されない。
また、図示の実施形態では、シャフト15がロータハブ14に固定され、回転部材3を構成する、いわゆる軸回転型のスピンドルモータを例に上げて説明したが、シャフトが静止部材の一部を構成する、いわゆる軸固定型のスピンドルモータにも本発明は適用可能である。
【0051】
【発明の効果】
請求項1に記載のスラストプレートの製造方法では、プレス加工とは異なり、スラストプレートを安価に製造できる。
請求項2に記載のスラストプレートの製造方法では、引き抜き工程において伸管の径短縮と内周面加工とが連続して行われるため、工程数が少なくなり、結果として製造コストが低くなっている。
【0052】
請求項3に記載のスラストプレートの製造方法では、スラストプレートの両端面は切り落とし工程後に研磨されるため、中心孔に対する両端面の精度が向上する。この結果、シャフト本体の軸心線に対するスラストプレート平面の直角度が向上する。
請求項4に記載の動圧軸受用シャフトの製造方法では、請求項1〜3のいずれかに記載のスラストプレートの製造方法を用いているため、動圧軸受用シャフトを安価に製造できる。なお、スラストプレートの両端面が切り落とし工程後に研磨されている場合は、シャフト本体の中心軸とスラストプレートの平面との直角度を高精度に実現できる。
【0053】
請求項5に記載の動圧軸受では、請求項4の製造方法により製造された動圧軸受用シャフトを用いているため、製造コストが低い。なお、スラストプレートの両端面が切り落とし工程後に研磨されている場合は、動圧軸受の軸受性能が向上している。つまり、シャフト本体の中心軸とスラストプレートの平面との直角度の向上は、動圧軸受の高速回転化に寄与している。
【0054】
請求項6に記載のスピンドルモータでは、請求項5に記載の動圧軸受を用いているため、製造コストが低い。
請求項7に記載の記録ディスク駆動装置では、請求項6に記載のスピンドルモータを用いているため、製造コストが低い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図2】軸受機構の各軸受部及びシャフトの連通孔を説明するための図面であり、図1の部分拡大図。
【図3】伸管の部分斜視図。
【図4】引き抜き工程を説明するための模式断面図。
【図5】引き抜き材の部分斜視図。
【図6】スラストプレートの斜視図。
【図7】一般的なハードディスク装置の概略構成図。
【符号の説明】
1 スピンドルモータ
2 静止部材(中空円筒状部材)
3 回転部材
11 スリーブ
14 ロータハブ
15 シャフト
21 第1ラジアル軸受部
22 第2ラジアル軸受部
23 第1スラスト軸受部
24 第2スラスト軸受部
45 シャフト本体
46 スラストプレート
47 上側スラスト面
48 下側スラスト面
49 内周面
49a 溝
50 外周面
61 伸管
62 引き抜き材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thrust plate for forming a dynamic pressure bearing shaft together with a shaft main body whose outer peripheral surface forms a part of a radial bearing portion. In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a thrust plate having an annular shape in which a center hole into which a shaft main body fits is formed, and having a thrust surface forming a part of a thrust bearing on both end surfaces.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A recording disk drive such as a hard disk has a spindle motor for rotational drive arranged concentrically with a recording disk in the device. The spindle motor mainly includes a stationary member to which a stator having an armature coil is fixed, a rotating member to which a rotor magnet facing the stator is fixed, and a bearing mechanism which rotatably supports the rotating member to the stationary member. It is composed of
[0003]
As a bearing mechanism, a fluid dynamic bearing is adopted for the purpose of high speed and low vibration (noise). The fluid dynamic pressure bearing is composed of a lubricating fluid such as oil disposed in a minute gap between the shaft and the sleeve, and a radial / thrust bearing portion including a dynamic pressure generating groove formed on the facing surface. .
As a specific configuration, a spindle motor for a hard disk drive using a dynamic pressure bearing will be described (for example, see Patent Document 1). The spindle motor described in Patent Document 1 includes a stationary member, a rotating member, and a bearing mechanism provided therebetween.
[0004]
The stationary member includes a motor frame 10 fixed to the base of the hard disk drive, a cylindrical boss portion provided concentrically and integrally therewith, and a sleeve 14 fitted and fixed to the inner peripheral surface thereof. . The stator 20 is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the boss.
The rotating member includes the rotor hub 16 and a shaft 22 provided integrally therewith. A recording disk is mounted on the rotor hub 16. Further, an annular rotor magnet 18 is mounted on the inner side of the lower outer peripheral wall of the rotor hub 16 so as to face the stator 20 in the radial direction. The shaft 22 is rotatably arranged inside the sleeve 14, and has a herringbone-shaped groove for generating dynamic pressure formed on one or both of the surfaces facing the outer peripheral surface of the shaft 22 and the inner peripheral surface of the sleeve 14. A pair of upper and lower radial dynamic pressure bearing portions are formed by filling a lubricant such as oil between the opposed surfaces. A thrust plate (not numbered) provided at the lower end of the shaft is accommodated in the lower end large diameter portion of the sleeve 14, and the thrust cover 12 is closed by the thrust cover 12 so as to close the lower end large diameter portion of the sleeve 14. Is fitted and fixed. A herringbone-shaped or spiral-shaped dynamic pressure generating groove is formed on one or both of the upper surface of the thrust plate and the thrust surface of the sleeve 14 facing the thrust plate. A pressure bearing is formed. Herringbone-shaped or spiral-shaped grooves for generating dynamic pressure are formed on one or both of the lower surface of the thrust plate and the thrust cover 12 facing the thrust plate, and the opposing surface is filled with a lubricant to form a lower thrust dynamic pressure bearing. A part is formed.
[0005]
In the hydrodynamic bearing spindle motor having such a configuration, when a coil of the stay 20 is energized, a rotating torque is generated by an electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the stator 20 and the multipolar magnetic field of the rotor magnet 18, The rotating member including the port hub 16, the shaft 22, and the rotating load (recording disk) rotates. During this rotation, the radial load of the rotating member is supported by a pair of upper and lower radial dynamic pressure bearings formed between the shaft 22 and the sleeve 14, and the radial load is formed between the thrust plate, the sleeve 14, and the thrust cover 12. The thrust load of the rotating member is supported by the pair of thrust dynamic pressure bearing portions thus formed.
[0006]
On the other hand, air is dissolved in the lubricating oil used for the fluid dynamic pressure bearing, and these airs appear as bubbles when the internal pressure of the lubricating oil becomes negative pressure (pressure lower than atmospheric pressure). Bubbles cause vibration and deterioration of NRRO (Non-Repeatable Run-Out: non-repetitive shake component). In addition, the bubbles expand in volume as the temperature increases, causing leakage of lubricating oil. In the thrust bearing portion, due to processing errors in the grooves and bearing components, the generated dynamic pressure becomes unbalanced, and a negative pressure may be generated in the lubricating oil held on the outer peripheral portion of the thrust plate. Therefore, in order to prevent a negative pressure from being generated in the lubricating oil, a hole communicating between the upper and lower surfaces of the thrust plate is provided, and the fluid is circulated between the two thrust dynamic pressure bearing portions, so that a vertical A structure for compensating for the imbalance of dynamic pressure generated in the thrust bearing portion has begun to be adopted. The communication hole is, specifically, a plurality of grooves formed in the inner peripheral surface of the thrust plate and extending in the axial direction.
[0007]
The following method is employed as a method of processing the communication hole, that is, a method of manufacturing the shaft. The shaft and the thrust plate are separate members, and a plurality of longitudinal grooves extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the thrust plate. Subsequently, one end of the shaft is pressed into the inner peripheral surface of the thrust plate. Then, a plurality of communication holes communicating with each other in the axial direction are secured in a corner portion which is a boundary portion between the outer peripheral surface on one end side of the shaft and the inner peripheral edge of the end surface on the shaft side of the thrust plate.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-134897 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of manufacturing a thrust plate, a method of obtaining an inner peripheral surface of a blank material by press punching (shearing) is generally used.
However, when manufacturing a thrust plate by press working, if a vertical groove is formed on the inner peripheral surface of the thrust plate and the inner diameter is not a uniform circle, the product cost increases due to mold cost and labor for trial production. The problem arises.
[0010]
An object of the present invention is to construct a dynamic pressure bearing using a shaft in which a thrust plate is fitted to a shaft body, and to manufacture a thrust plate having a groove formed on an inner peripheral surface at low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A thrust plate manufactured by the method for manufacturing a thrust plate according to claim 1 is a member for forming a shaft for a dynamic pressure bearing together with a shaft body whose outer peripheral surface forms a part of a radial bearing portion, and the shaft body. Is formed in a ring shape having a center hole to be fitted therein, and a thrust surface forming a part of a thrust bearing portion is formed on both end surfaces. This method of manufacturing a thrust plate includes the following steps.
[0012]
◎ Drawing tube forming process for forming a tubular drawing tube with a central hole formed
◎ A drawing process in which a drawn material is obtained by drawing a drawn tube and a groove extending in the longitudinal direction is formed on the inner peripheral surface of the drawn material.
◎ Cut-off process to cut out the drawn material in the radial direction to create multiple disc-shaped members
In this method of manufacturing a thrust plate, unlike the press working, a thrust plate having a groove formed on the inner peripheral surface can be manufactured at low cost.
[0013]
In the method for manufacturing a thrust plate according to the second aspect, in the first aspect, the drawing step includes a diameter reducing step of reducing the inner and outer diameters of the drawn pipe, and a groove on the inner peripheral surface of the drawn pipe whose inner and outer diameters are reduced. Forming an inner peripheral surface.
In this manufacturing method, since the diameter reduction of the drawn tube and the inner peripheral surface processing are continuously performed in the drawing step, the number of steps is reduced, and as a result, the manufacturing cost is reduced.
[0014]
The method for manufacturing a thrust plate according to claim 3 further comprises a polishing step of polishing both end faces of the disc-shaped member after the cutting-off step in claim 1 or 2.
In this manufacturing method, since both end surfaces (thrust surfaces) of the thrust plate are polished after the cutting-off step, the accuracy of the both end surfaces with respect to the inner peripheral surface is improved. As a result, the perpendicularity of the plane of the thrust plate to the axis of the shaft body is improved.
[0015]
A method for manufacturing a shaft for a dynamic pressure bearing according to a fourth aspect includes the following steps.
◎ A method for manufacturing a thrust plate according to any one of claims 1 to 3.
◎ Fitting process for fitting the shaft body to the center hole of the thrust plate
In this method for manufacturing a shaft, the method for manufacturing a thrust plate according to any one of claims 1 to 3 is used, so that a shaft for a dynamic pressure bearing can be manufactured at low cost. In addition, when both end surfaces of the thrust plate are polished after the cutting process, the perpendicularity between the center axis of the shaft main body and the plane of the thrust plate can be realized with high accuracy.
[0016]
A dynamic pressure bearing according to a fifth aspect includes a dynamic pressure bearing shaft manufactured by the manufacturing method according to the fourth aspect, and a hollow cylindrical member having a through hole formed through the dynamic pressure bearing shaft. I have. The hollow cylindrical member has a radial inner peripheral surface opposed to the outer peripheral surface of the shaft main body via a minute gap, and a thrust surface opposed to both end surfaces of the thrust plate via a minute gap. A radial bearing portion is constituted by the outer peripheral surface of the shaft main body, the radial inner peripheral surface of the hollow cylindrical member, and the lubricating fluid in the minute gap. A thrust bearing is constituted by both end surfaces of the thrust plate, the thrust surface of the hollow cylindrical member, and the lubricating fluid in the minute gap.
[0017]
In this dynamic pressure bearing, the manufacturing cost is low because the shaft for the dynamic pressure bearing manufactured by the manufacturing method of claim 4 is used. In addition, when both end surfaces of the thrust plate are polished after the cutting-off process, the bearing performance of the dynamic pressure bearing is improved. That is, the improvement of the perpendicularity between the center axis of the shaft main body and the plane of the thrust plate contributes to the high-speed rotation of the dynamic pressure bearing.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spindle motor according to the fifth aspect, a stator which is non-rotatably disposed with respect to one of the dynamic pressure bearing shaft and the hollow cylindrical member, and a dynamic pressure bearing shaft. And a rotor magnet which is arranged so as not to rotate with respect to the other of the hollow cylindrical members and cooperates with the stator to generate a rotating magnetic field.
[0019]
Since the spindle motor uses the dynamic pressure bearing according to claim 5, the manufacturing cost is low.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a recording disk drive which is fixed to the inside of the housing and cannot rotate with respect to the other of the spindle motor, the dynamic pressure bearing shaft and the hollow cylindrical member. And a disc-shaped recording medium on which information can be recorded, and information access means for writing or reading information at a required position on the recording medium.
[0020]
Since the recording disk drive uses the spindle motor according to claim 6, the manufacturing cost is low.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. First embodiment
(1) Overall configuration of spindle motor
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a schematic configuration of a spindle motor 1 as one embodiment of the present invention. The spindle motor 1 is a spindle motor for driving a recording disk, and constitutes a part of a recording disk drive such as a hard disk.
[0022]
Note that OO shown in FIG. 1 is the rotation axis of the spindle motor 1. In the description of the present embodiment, the vertical direction in FIG. 1 is referred to as “axial vertical direction” for convenience, but the direction in the actual mounting state of the spindle motor 1 is not limited.
In FIG. 1, the spindle motor 1 mainly includes a stationary member 2, a rotating member 3, and a bearing mechanism 4 for rotatably supporting the rotating member 3 on the stationary member 2. The spindle motor 1 further includes a stator 6 fixed to the stationary member 2 and a coil 6 wound around the stator core, and a rotor magnet 7 fixed to the rotating member 3. A magnetic circuit unit for giving a rotational force to the magnetic circuit unit is provided.
[0023]
(2) Stationary member
The stationary member 2 includes a bracket 10 and a sleeve 11 fixed in a central opening of the bracket 10. More specifically, a cylindrical portion 10a extending upward in the axial direction is formed at the center opening edge of the bracket 10, and the outer peripheral surface of the sleeve 11 is fitted to the inner peripheral surface thereof. The stator 6 is fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 10a.
[0024]
The sleeve 11 is a cylindrical member, and a through hole 51 that penetrates in the axial direction is formed at a substantially central portion thereof. As shown in FIG. 2, the inner peripheral surface of the through hole 51 of the sleeve 11 has a radial inner peripheral surface 53 and a lower inner peripheral surface 54 from the upper side to the lower side. The lower inner peripheral surface 54 of the sleeve 11 forms a step 52 at the lower end of the through hole 51. The step portion 52 has a larger diameter than the radial inner peripheral surface 53, and has a thrust surface 56 facing the lower side in the axial direction around the through hole 51 and a lower inner peripheral surface 54.
[0025]
A thrust cover 12 is fixed to a lower end of the through hole 51 of the sleeve 11, and the thrust cover 12 closes a lower end of the through hole 51. The outer peripheral side of the upper surface in the axial direction of the thrust cover 12 is a thrust surface 12 a axially opposed to the thrust surface 56 of the sleeve 11.
(3) Rotating member
The rotating member 3 is a member rotatably supported by a sleeve 11 via a bearing mechanism 4, and is located on a rotor hub 14 on which a recording disk is mounted on an outer peripheral portion and on an inner peripheral side of the rotor hub 14. And a shaft 15 that is supported by the sleeve 11 via the bearing mechanism 4.
[0026]
The rotor hub 14 is arranged above and close to the stationary member 2 and the stator 6. The rotor magnet 7 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor hub 14 by means such as bonding. The rotor magnet 7 faces the stator 6 with a small gap in the radial direction. When the stator 6 is energized, a torque acts on the rotating member 3 due to electromagnetic interaction between the stator 6 and the rotor magnet 7.
[0027]
The shaft 15 includes a cylindrical shaft main body 45 and a thrust plate 46 fitted to the lower end thereof. The axially upper end of the shaft body 45 of the shaft 15 is fitted into the center hole of the rotor hub 14. Note that the fitting method described above includes press-fitting and bonding.
The thrust plate 46 is an annular and disk-shaped member protruding radially outward from the outer peripheral surface of the lower end of the shaft main body 45, and forms a flange of the shaft main body 45. The thrust plate 46 has an inner peripheral surface 49 into which one end of the shaft main body 45 is press-fitted, an outer peripheral surface 50, an upper thrust surface 47 on the shaft main body side, and a lower thrust surface 48 on the opposite side. . The upper thrust surface 47 of the thrust plate 46 is opposed to the thrust surface 56 of the sleeve 11 with a small gap, and the lower thrust surface 48 of the thrust plate 46 is opposed to the thrust surface 12a of the thrust cover 12 with a small gap. are doing.
[0028]
(4) Bearing mechanism
The bearing mechanism 4 is a fluid dynamic pressure bearing for rotatably supporting the rotating member 3 with respect to the stationary member 2, more specifically, the rotor hub 14 and the shaft 15 with respect to the sleeve 11 via the lubricating oil 8. It is. The bearing mechanism 4 has first and second radial bearing portions 21 and 22 and first and second thrust bearing portions 23 and 24. Hereinafter, the structure of each of the bearing portions 21 to 24 will be described with reference to FIG. 2 while touching the structures of the sleeve 11, the thrust cover 12, and the shaft 15.
[0029]
(1) Radial bearing
The radial inner peripheral surface 53 of the sleeve 11 is opposed to the outer peripheral surface 37 of the shaft main body 45 of the shaft 15 so as to secure a radial minute gap for retaining the lubricating oil 8. A plurality of herringbone-shaped dynamic pressure generating grooves 25 and 26 arranged in the circumferential direction for generating dynamic pressure in the lubricating oil 8 are formed on the radial inner peripheral surface 53 so as to be arranged in the axial direction. . Thus, the first and second radial bearing portions 21 and 22 are arranged in the axial direction by the radial inner peripheral surface 53 of the sleeve 11, the outer peripheral surface 37 of the shaft main body 45 of the shaft 15, and the lubricating oil 8 therebetween. It is composed of
[0030]
(2) Thrust bearing
A plurality of herringbone dynamic pressure generating grooves 27 for generating a dynamic pressure in the lubricating oil 8 with the rotation of the shaft 15 are formed on the thrust surface 56 of the sleeve 11 in a state of being arranged in the circumferential direction. ing. Thus, the first thrust bearing portion 23 is formed by the thrust surface 56 of the sleeve 11, the upper thrust surface 47 of the thrust plate 46, and the lubricating oil 8 therebetween.
[0031]
On the thrust surface 12a of the thrust cover 12, a plurality of herringbone-shaped dynamic pressure generating grooves 28 for generating a dynamic pressure in the lubricating fluid with the rotation of the shaft 15 are formed in a state of being arranged in a circumferential direction. ing. As described above, the second thrust bearing portion 24 is formed by the lower thrust surface 48 of the thrust plate 46, the thrust surface 12a of the thrust cover 12, and the lubricating oil 8 therebetween.
[0032]
Thus, the sleeve 11 and the thrust cover 12 constitute a hollow cylindrical member that rotates relative to the shaft 15. That is, the hollow cylindrical member is formed with a through hole 51 through which the shaft 15 penetrates, a radial inner peripheral surface 53 facing the outer peripheral surface 37 of the shaft main body 45 through a minute gap, and upper and lower sides of the thrust plate 46. Thrust surfaces 56 and 12a are opposed to thrust surfaces 47 and 48 via a minute gap.
[0033]
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of (three) longitudinal grooves 49 a extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface 49 of the center hole of the thrust plate 46. The vertical groove 49a is open on both sides in the axial direction, and functions as an oil circulating portion that communicates the first thrust bearing portion 23 and the second thrust bearing portion 24. By the vertical groove 49a, both sides in the axial direction of the thrust plate 46, that is, the first and second thrust bearing portions 23 and 24 communicate with each other on the inner peripheral portion thereof, and between the first and second thrust bearing portions 23 and 24. The lubricating oil 8 easily circulates. Therefore, the imbalance in dynamic pressure between the first and second thrust bearing portions 23 and 24 is compensated, and a negative pressure is less likely to be generated in the lubricating oil 8 held on the outer peripheral portion of the thrust plate 46. As a result, as in the present embodiment, a bearing mechanism 4 which is a full-fill type dynamic pressure bearing is provided, and herringbone-shaped dynamic pressure generating grooves 27, 28 are provided in the first and second thrust bearing portions 23, 24, respectively. Even when it is formed, a problem due to the generation of bubbles is unlikely to occur.
[0034]
The surface tension seal portion 29 is a structure for preventing the leakage of the lubricating oil 8 from the first radial bearing portion 21, and at the axially outer end of the first radial bearing portion 21, the inner circumferential surface of the sleeve 11 is formed. And the outer peripheral surface of the shaft 15. Specifically, in a portion of the outer peripheral surface of the shaft 15 in the axial direction outside the first radial bearing portion 21 in the axial direction, the gap between the outer peripheral surface of the shaft 15 and the inner peripheral surface of the sleeve 11 is expanded outward in the axial direction. An inclined surface 30 is formed. The surface tension of the lubricating oil 8 held in the bearing portion and the air pressure of the outside air are balanced, and the meniscus of the lubricating oil 8 is located on the inclined surface 30. As a result, when the lubricating oil 8 tries to move further outward, the curvature of the liquid surface tends to increase, which acts as a resistance and suppresses the movement of the lubricating oil 8 to the outside of the bearing.
[0035]
As described above, the bearing mechanism 4 includes the first radial bearing portion 21, the second radial bearing portion 22, the first thrust bearing portion 23, and the second thrust bearing portion 24. Is continuously filled with lubricating oil. Further, the lubricating oil 8 in each bearing portion is sealed by a surface tension seal portion 29 formed in an axially upper portion of a gap between the outer peripheral surface of the shaft 15 and the inner peripheral surface of the sleeve 11.
[0036]
In FIGS. 1 and 2, each of the dynamic pressure generating grooves 25, 26, 27, and 28 is symbolically shown in the form of a letter for convenience, but actually, as described above, each of the surfaces 53, 53 is used. , 56, 12a.
(5) Shaft manufacturing method
Hereinafter, a method for manufacturing the shaft 15, particularly, a method for manufacturing the thrust plate 46 will be described. This manufacturing method mainly has (1) a drawing process for forming a pipe → (2) a drawing process → (3) a cutting process → (4) an end surface polishing process → (5) a finishing barrel process.
[0037]
(1) Tube forming process
First, in a melting furnace, a material such as stainless steel and a copper alloy is melted, and a circular billet having an outer diameter of 155 mm and a length of 200 to 500 mm is cast. A 60 mm pipe material is used, and a cylindrical drawn tube 61 is formed in a drawn tube forming step including heat treatment. As shown in FIG. 3, the extension tube 61 has a perfect circular outer peripheral surface 61a and an inner peripheral surface 61b. Note that the inner and outer diameters of the extension tube 61 are larger than the inner and outer diameters of the thrust plate 46 as a final product.
[0038]
(2) Extraction process
Next, as shown in FIG. 4, the inner and outer peripheral surfaces of the drawn tube 61 are processed using a drawing machine 70. In the following description, the left-right direction in FIG. 4 is referred to as a longitudinal direction, and the right side in FIG.
The drawing machine 70 includes a metal core 71, a die 72, and a chuck 73. The metal core 71 and the die 72 are supported by a support (not shown). The chuck 73 is connected to a drive mechanism including a chain and a sprocket (not shown).
[0039]
The metal core 71 is a tool for processing the inner peripheral surface 61b of the drawn tube 61, and includes a central rod-shaped portion 74 and a processed portion 75 formed at the leading end on the drawing side. The outer diameter of the central rod portion 74 is smaller than the inner diameter of the extension tube 61, so that the extension tube 61 can move in the longitudinal direction without contact around the central rod portion 74. The processing portion 75 is formed at the longitudinal end of the central rod portion 74, and is a portion for forming a groove in the inner peripheral surface 61 b of the extension tube 61. The processing portion 75 has an outer diameter larger than that of the center rod portion 74, and includes a processing outer peripheral surface 75a and a tapered surface 75b located on a side opposite to a side from which the processing portion 75 is pulled out. On the outer peripheral surface 75a for processing, three groove forming projections (not shown) extending in the longitudinal direction are formed. The outer diameter of the tapered surface 75b increases toward the drawing side.
[0040]
The die 72 is an annular member that is disposed slightly away from the drawing side of the processing section 75. The die 72 is a member for processing by passing the elongate tube 61 therein, and has an inner peripheral surface 72a for processing and a tapered surface 72b located on the side opposite to the drawing side. And The inner diameter of the die 72 is smaller than the outer diameter of the drawn tube 61, and is substantially equal to the outer diameter of the processed portion 75. The maximum inner diameter of the tapered surface 72b of the die 72 on the side where the extension tube 61 is fed is larger than the outer diameter of the extension tube 61. For this reason, when the extension tube 61 passes through the die 72, the extension tube 61 is deformed so that both the inner and outer diameters become shorter.
[0041]
The chuck 73 is arranged further on the drawing side of the die 72. The chuck 73 holds the distal end of the elongate tube 61, and in that state, can move to the longitudinal withdrawal side.
As shown in FIG. 4, the tip of the extension tube 61 passes through the inside of the die 72 and is held by the chuck 73. When the chuck 73 moves to the drawing side in this state, the drawn tube 61 is subjected to the drawing process in the following steps.
[0042]
First, both the outer and inner diameters of the drawn tube 61 are reduced at the tapered surface 72b of the die 72 (drawing zone A), and then the outer diameter of the drawn tube 61 is continuously reduced at the tapered surface 72b of the die 72. On the other hand, the reduced inner diameter of the drawn tube 61 is enlarged by the tapered surface 75b of the processed portion 75 of the core metal 71, and the plate thickness is reduced by the die 72 and the core metal 71 (rolling zone B). ). Thereafter, the inner and outer diameters of the drawn tube 61 are determined by the inner peripheral surface 72a for processing of the die 72 and the outer peripheral surface 75a of the processing part 75, and the plurality of longitudinal grooves ( (Not shown)), and at the same time, the inner and outer surfaces of the elongate tube 61 are mirror-finished (finishing zone C).
[0043]
Through the above-described drawing step, as shown in FIG. 5, a drawn material 62 is formed. The extraction member 62 is a tubular member, and has an outer peripheral surface 62a and an inner peripheral surface 62b. The outer peripheral surface 62a is a perfect circle. Three grooves 62c extending linearly in the longitudinal direction are formed in the inner peripheral surface 62b. Note that the drawn material 62 has a smaller inner and outer diameter than the drawn tube 61.
[0044]
(3) Cut-off process
Next, using an unillustrated NC lathe (NC automatic lathe), the inner and outer peripheral surfaces of the drawn material 62 are turned by an NC automatic lathe to finish the inner and outer diameters to the product dimensional level, and the drawn material 62 is further radially cut. Are sequentially cut off along the line to create a disk-shaped member serving as the original shape of the thrust plate 46. In this case, the cutting is performed with a thickness including a polishing allowance. As described above, by performing the inner / outer diameter finishing and the cutting simultaneously on the extracted material 62 by the NC automatic lathe, high precision and low cost can be realized.
[0045]
(4) Edge polishing process
Next, both end surfaces of the disc-shaped member are polished to increase the accuracy of the perpendicularity of the end surface to the center hole. When the right-angle accuracy is within several μm, a dynamic pressure bearing with good rotational runout accuracy can be obtained.
(5) Finish barrel process
Finally, the disk-shaped member is rounded by a barrel (rounding) process, and burrs generated by the polishing are removed. As a result, as shown in FIG. 6, a thrust plate 46 having a vertical groove 49a formed in the inner peripheral surface 49 is obtained.
[0046]
The shaft 15 is completed by fitting one end of the shaft body 45 into the center hole of the thrust plate 46, that is, the inner peripheral surface 49 by press-fitting or bonding.
(6) Effect of manufacturing method of thrust plate
{Circle around (1)} In this method of manufacturing a thrust plate, unlike the press working, the thrust plate can be manufactured at low cost. If the thrust plate is inexpensive, the shaft, dynamic pressure bearing, spindle motor, recording disk drive and the like in which it is used are also inexpensive.
[0047]
{Circle around (2)} In this manufacturing method, the inner peripheral surface processing of the drawn pipe and the diameter reduction are performed continuously in the drawing step, so that the number of steps is reduced, and as a result, the manufacturing cost is reduced.
{Circle around (3)} In this manufacturing method, the finishing and the cutting-off process of the inner peripheral surface of the thrust plate are simultaneously processed, thereby realizing high precision and low cost. As a result, the bearing performance of the dynamic pressure bearing using this shaft is improved. That is, the improvement in the accuracy of the inner peripheral surface of the thrust plate contributes to the high-speed rotation of the dynamic pressure bearing. Further, the improvement of the accuracy of the inner peripheral surface of the thrust plate contributes to the high-speed rotation of the spindle motor and the improvement of the information writing or reading speed in the recording disk drive.
[0048]
(7) Hard disk drive configuration
The embodiment of the recording disk drive spindle motor 1 according to the present invention has been described above, but a hard disk device as a recording disk drive device including the spindle motor 1 according to the present invention will be described as an example.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the internal configuration of a general hard disk drive 80. The interior of the housing 81 forms a clean space with extremely little dust and dirt, and the spindle motor 1 on which a disk-shaped recording disk 83 for storing information is mounted. In addition, inside the housing 81, a magnetic head moving mechanism 87 for reading and writing information from and to the recording disk 83 is arranged. The magnetic head moving mechanism 87 is a head 86 for reading and writing information on the recording disk, and a head 86 for reading and writing information on the recording disk. It is composed of a supporting arm 85 and an actuator section 84 for moving the head and the arm to a required position on the disk.
[0049]
In the hard disk device 80, an increase in the speed of writing or reading information is realized by increasing the speed of the spindle motor 1 described above.
2. Other embodiments
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0050]
Specifically, the present invention is not limited to the dynamic pressure bearing, the motor or the recording disk drive shown in the embodiment. Furthermore, in each bearing portion of the dynamic pressure bearing, the presence or absence of the dynamic pressure generating groove, the formed member, or the shape is not limited to the above-described embodiment.
Further, in the illustrated embodiment, the shaft 15 is fixed to the rotor hub 14 and the rotating member 3 is formed, that is, a so-called rotary shaft type spindle motor is described as an example. However, the shaft forms a part of the stationary member. The present invention is also applicable to a so-called fixed shaft type spindle motor.
[0051]
【The invention's effect】
In the method for manufacturing a thrust plate according to the first aspect, unlike the pressing, the thrust plate can be manufactured at low cost.
In the method of manufacturing a thrust plate according to the second aspect, in the drawing step, the reduction of the diameter of the drawn tube and the processing of the inner peripheral surface are continuously performed, so that the number of steps is reduced, and as a result, the manufacturing cost is reduced. .
[0052]
In the method for manufacturing a thrust plate according to the third aspect, since both end surfaces of the thrust plate are polished after the cutting step, the accuracy of the both end surfaces with respect to the center hole is improved. As a result, the perpendicularity of the plane of the thrust plate to the axis of the shaft body is improved.
In the method of manufacturing a dynamic pressure bearing shaft according to the fourth aspect, since the method of manufacturing a thrust plate according to any one of the first to third aspects is used, the dynamic pressure bearing shaft can be manufactured at low cost. In addition, when both end surfaces of the thrust plate are polished after the cutting process, the perpendicularity between the center axis of the shaft main body and the plane of the thrust plate can be realized with high accuracy.
[0053]
In the dynamic pressure bearing according to the fifth aspect, the manufacturing cost is low because the shaft for the dynamic pressure bearing manufactured by the manufacturing method of the fourth aspect is used. In addition, when both end surfaces of the thrust plate are polished after the cutting-off process, the bearing performance of the dynamic pressure bearing is improved. That is, the improvement of the perpendicularity between the central axis of the shaft main body and the plane of the thrust plate contributes to the high-speed rotation of the dynamic pressure bearing.
[0054]
In the spindle motor according to the sixth aspect, the manufacturing cost is low because the dynamic pressure bearing according to the fifth aspect is used.
In the recording disk drive according to the seventh aspect, since the spindle motor according to the sixth aspect is used, the manufacturing cost is low.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a spindle motor as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a communication hole of each bearing portion and a shaft of the bearing mechanism, and is a partially enlarged view of FIG. 1;
FIG. 3 is a partial perspective view of a cannula.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a drawing step.
FIG. 5 is a partial perspective view of a drawing member.
FIG. 6 is a perspective view of a thrust plate.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a general hard disk device.
[Explanation of symbols]
1 spindle motor
2 Stationary member (hollow cylindrical member)
3 rotating members
11 sleeve
14 Rotor hub
15 Shaft
21 1st radial bearing part
22 Second radial bearing
23 First thrust bearing
24 Second thrust bearing
45 Shaft body
46 Thrust plate
47 Upper thrust surface
48 Lower thrust surface
49 Inner circumference
49a groove
50 Outer surface
61 Extension
62 Extracted material

Claims (7)

外周面がラジアル軸受部の一部を構成するシャフト本体とともに動圧軸受用シャフトを構成するための部材であり、前記シャフト本体が嵌合する中心孔が形成された円環状であり、両端面にスラスト軸受部の一部を構成するスラスト面が形成されたスラストプレートの製造方法であって、
中心孔が形成された筒状の伸管を形成する伸管作成工程と、
前記伸管を引き抜き加工することで引き抜き材を得るとともに、前記引き抜き材の内周面に長手方向に延びる溝を形成する引き抜き工程と、
前記引き抜き材を半径方向に切り落として複数の円板状部材を作成する切り落とし工程と、
を備えたスラストプレートの製造方法。
An outer peripheral surface is a member for forming a dynamic pressure bearing shaft together with a shaft main body forming a part of a radial bearing portion, and is a ring having a center hole into which the shaft main body fits, and has an end surface on both ends. A method for manufacturing a thrust plate on which a thrust surface forming a part of a thrust bearing portion is formed,
An elongation tube forming step of forming a cylindrical elongation tube having a center hole formed therein,
A drawing step of forming a groove extending in the longitudinal direction on the inner peripheral surface of the drawn material while obtaining a drawn material by drawing the drawn tube,
A cutting step of cutting the drawn material in the radial direction to create a plurality of disc-shaped members,
A method for manufacturing a thrust plate provided with:
前記引き抜き工程は、前記伸管の内外径を小さくする径短縮工程と、内外径が小さく加工された前記伸管の内周面に前記溝を形成する内周面加工工程とを有している、請求項1に記載のスラストプレートの製造方法。The drawing step includes a diameter reducing step of reducing the inner and outer diameters of the drawn tube, and an inner peripheral surface processing step of forming the groove on the inner peripheral surface of the drawn tube whose inner and outer diameters have been processed to be smaller. A method for manufacturing a thrust plate according to claim 1. 前記切り落とし工程後に、前記円板状部材の両端面を研磨する研磨工程をさらに備えている、請求項1又は2に記載のスラストプレートの製造方法。The method for manufacturing a thrust plate according to claim 1 or 2, further comprising a polishing step of polishing both end faces of the disc-shaped member after the cutting-off step. 請求項1〜3のいずれかに記載のスラストプレートの製造方法と、
前記スラストプレートの中心孔に前記シャフト本体を嵌合する嵌合工程と、
を備えた動圧軸受用シャフトの製造方法。
A method for manufacturing a thrust plate according to any one of claims 1 to 3,
A fitting step of fitting the shaft body to a center hole of the thrust plate,
A method for manufacturing a shaft for a dynamic pressure bearing, comprising:
請求項4の製造方法により製造された動圧軸受用シャフトと、
前記動圧軸受用シャフトが貫通する貫通孔が形成され、前記シャフト本体の外周面と微少間隙を介して対向するラジアル内周面と、前記スラストプレートの両端面に微少間隙を介して対向するスラスト面とを有する中空円筒状部材とを備え、
前記シャフト本体の外周面と、前記中空円筒状部材のラジアル内周面と、その微少間隙内の潤滑流体とによって、ラジアル軸受部が構成され、
前記スラストプレートの両端面と、前記中空円筒状部材のスラスト面と、その微少間隙内の潤滑流体とによって、スラスト軸受部が構成されている、
動圧軸受。
A shaft for a hydrodynamic bearing manufactured by the manufacturing method according to claim 4,
A through hole through which the dynamic pressure bearing shaft penetrates is formed, a radial inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the shaft main body via a minute gap, and a thrust opposed to both end surfaces of the thrust plate via a minute gap. And a hollow cylindrical member having a surface,
An outer peripheral surface of the shaft main body, a radial inner peripheral surface of the hollow cylindrical member, and a lubricating fluid in the minute gap constitute a radial bearing portion,
Both end surfaces of the thrust plate, the thrust surface of the hollow cylindrical member, and the lubricating fluid in the minute gap form a thrust bearing portion.
Dynamic pressure bearing.
請求項5に記載の動圧軸受と、
前記動圧軸受用シャフト及び前記中空円筒状部材の一方に対して回転不能に配置されたステータと、
前記動圧軸受用シャフト及び前記中空円筒状部材の他方に対して回転不能に配置され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するためのロータマグネットと、
を備えたスピンドルモータ。
A dynamic pressure bearing according to claim 5,
A stator arranged non-rotatably with respect to one of the dynamic pressure bearing shaft and the hollow cylindrical member,
A rotor magnet arranged to be non-rotatable with respect to the other of the dynamic pressure bearing shaft and the hollow cylindrical member, and to generate a rotating magnetic field in cooperation with the stator;
With spindle motor.
ハウジングと、
前記ハウジングの内部に固定された、請求項6に記載のスピンドルモータと、前記動圧軸受用シャフト及び前記中空円筒状部材の前記他方に対して回転不能に配置された、情報を記録できる円板状記録媒体と、
前記記録媒体の所要の位置に情報を書込又は読み出すための情報アクセス手段と、
を備えた記録ディスク駆動装置。
A housing,
7. A disc capable of recording information, wherein the disc is fixed to the inside of the housing, and is arranged so as not to rotate with respect to the other of the shaft for dynamic pressure bearing and the hollow cylindrical member. State recording medium;
Information access means for writing or reading information at a required position on the recording medium;
Recording disk drive device comprising:
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