JP2006105390A - 流体軸受装置用軸部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 軸部材2の反フランジ部22側の端面21bに、クランパ10を軸部材2にねじ止めするためのねじ穴31を、軸方向フランジ部22側に向けて形成する。このねじ穴31を形成するための下穴33を鍛造加工により形成し、ねじ部32を下穴33を基準として転造加工により形成する。この際、下穴33は、その底部に円錐状に窪んだ面35を形成すると共に、この円錐面35と下穴33の内周に形成された円筒面34とのつなぎ部34aにR面を形成して、円錐面35と円筒面34とを滑らかにつないだ形状に形成される。この結果、形成されたねじ穴31のねじ部32におけるピッチ円中心線の同軸度が0.2mm以下に仕上げられる。
【選択図】 図1
Description
また、この種のスピンドルモータでは、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体(以下、単にディスクという。)をディスクハブとの間にクランプ固定するためのクランパが、軸部材の端部に装着される。軸部材へのクランパの装着は、例えば軸部材の一端部に形成したねじ穴に、クランパを介してねじをねじ込むことで行われる(例えば、特許文献3参照)。
(A−1)鍛造加工
まず、成形すべき軸部材2の素材となるステンレス鋼等の金属材を、金型を用いて例えば冷間で圧縮成形(塑性変形)することにより、例えば図5(a)に示すように、軸部対応領域(以下、単に軸部という。)13およびフランジ部対応領域(以下、単にフランジ部という。)14を一体に有する軸素材12を成形する(鍛造加工)。また、軸素材12を上記鍛造加工により成形するのと同時に、軸部13の端部にねじ穴31(図1(a)を参照)を形成するための下穴33を鍛造(例えば後方押出し)により成形する。
先の工程において鍛造成形された軸素材12の下穴33に、例えば図示は省略するが、転造タップ等の転造工具を、軸素材12との間で相対回転させながら、下穴33に向けて押し込む。これにより、転造タップの外周形状が下穴33内周の円筒面34に転圧され、ねじ部32の谷32aが成形されると共に、谷32aの、転圧により押し出された部分の肉がその隣接領域に盛り上がり、ねじ部32の山32bが成形される(図1(a)あるいは(b)を参照)。
鍛造加工によって成形された軸素材12の寸法精度、特に完成品としての軸部材2の軸部外周面に対応する面(以下、単に軸部外周面という)13aの円筒度を高めるため、鍛造加工後の軸素材12の軸部外周面13aに、円筒度矯正のための塑性加工を施す。これにより、軸素材12の軸部外周面13aのうち、軸部13の最外径面17が矯正され、矯正加工を施した面17の円筒度が所望の範囲内(例えば10μm以下)に改善される。これと同時に、軸部13上端の円筒面16にも矯正加工が施され、円筒面16の円筒度が同様に改善される。なお、円筒度の矯正加工には、転造加工をはじめ、絞りやしごき、あるいは割り型のプレス(挟み込み)によるサイジング加工等など、種々の加工方法を採用することができる。
(B−1)幅研削加工
矯正加工を経た軸素材12の両端面となる、軸部端面13bおよびフランジ部14の反軸部側端面14b(図5(a)参照)を、軸部外周面13aのうち前記矯正加工を施した最外径面17を基準として研削加工する(第一の研削工程)。この研削工程に用いられる研削装置40は、例えば図6(a)、(b)に示すように、ワークとしての軸素材12を複数保持するキャリア41と、キャリア41によって保持された軸素材12の軸部端面13b、およびフランジ部14の反軸部側端面14bを研削する一対の砥石42、42とを備えている。
次いで、研削した軸素材12の両端面13b、14b(軸部材2の両端面21b、22b)を基準として軸素材12の外周面12aおよびフランジ部14の軸部側端面14aの研削加工を行う(第二の研削工程)。この研削工程で用いられる研削装置50は、例えば図8に示すように、バッキングプレート54およびプレッシャプレート55を軸素材12の両端面に押し当てながら砥石53でプランジ研削するものである。軸素材12の矯正加工面17はシュー52によって回転自在に支持される。
(B−2)全面研削加工で研削を施した面のうち、軸部材2のラジアル軸受面23a
・23b、および円筒面25に対応する領域に最終的な仕上げ研削を施す。この研削加工に用いる研削装置は、図9に示す円筒研削盤で、バッキングプレート64とプレッシャプレート65とで挾持した軸素材12を回転させながら、砥石63でプランジ研削するものである。軸素材12は、シュー62で回転自在に支持される。砥石63の研削面63aは、ラジアル軸受面23a、23bに対応する領域(同図中17a、17bに示す領域)を研削する第一の円筒研削部63a1と、円筒面25に対応する領域(同図中16に示す領域)を研削する第二の円筒研削部63a2とからなる。
(C−1)軸素材鍛造加工
まず、成形すべき軸部材102の素材となるステンレス鋼等の棒状の金属材を、金型を用いて例えば冷間で圧縮成形することにより(鍛造加工)、例えば図13に示すように、軸部対応領域(以下、単に軸部という。)113およびフランジ部対応領域(以下、単にフランジ部という。)114を一体に有する軸素材112が形成される{軸素材鍛造加工(C−1)}。
鍛造加工によって成形された軸素材112の寸法精度、特に完成品としての軸部材102の軸部外周面に対応する面(以下、単に軸部外周面という)113aの円筒度を高めるため、鍛造加工後の軸素材112の軸部外周面113aに、円筒度矯正のための塑性加工を施す。これにより、軸素材112の軸部外周面113aが矯正され、矯正加工を施した面113aの円筒度が所望の範囲内(例えば10μm以下)に改善される。先端部115の外周面115bが軸部外周面113aと同径に成形されている場合には、外周面115bにも矯正加工が施され、外周面115bの円筒度が同様に改善される。
(D−1)幅研削加工
矯正加工を経た軸素材112の両端面となる、軸部先端面115aおよびフランジ部114の反軸部側端面114b(図13を参照)を、軸部外周面113aのうち前記矯正加工を施した最外径面17を基準として研削加工する(第一の研削工程)。この研削工程に用いられる研削装置としては、例えば図6、図7に示す研削装置40と同様のものが使用される。これ以外の構成や配置態様、加工態様については、第1実施形態に準じるので、説明を省略する。
次いで、研削した軸素材112の両端面115a、114bを基準として軸素材112の外周面113aおよびフランジ部114の軸部側端面114aの研削加工を行う(第二の研削工程)。この研削工程で用いられる研削装置としては、例えば図8に示す研削装置50と同様のものが使用される。
全面研削加工で研削を施した面のうち、軸部材102のラジアル軸受面123a、123b、および先端部外周面124bに対応する領域に最終的な仕上げ研削を施す。この研削加工に用いる研削装置としては、例えば図9に示す研削装置60と同様のものが使用される。これ以外の構成や配置態様、加工態様については、第1実施形態に準じるので、説明を省略する。
2 軸部材
3 ディスクハブ
4 ステータコイル
5 ロータマグネット
7 ハウジング
8 軸受スリーブ
9 シール部材
10 クランパ
11 ねじ
12 軸素材
12a 外周面
13 軸部
13a 外周面
13b 端面
14 フランジ部
15 テーパ面
16 円筒面
17 矯正加工面(最外径面)
21 軸部
21b 端面
22 フランジ部
24 テーパ面
25 円筒面
26、27、28 ヌスミ部
31 ねじ穴
32 ねじ部
33 下穴
34 円筒面
34a つなぎ部
35 円錐面
35a 頂部
40 研削装置
41 キャリア
42 砥石
43 切欠き
50、60 研削装置
53、63 砥石
56 研削面
56a 円筒研削部
56b 平面研削部
63 砥石
63a 研削面
101 流体軸受装置
102 軸部材
107 軸受部材
108 スリーブ部
109 ハウジング部
110 シール部
112 軸素材
113 軸部
114 フランジ部
115 先端部
121 軸部
122 フランジ部
123a、123b ラジアル軸受面
124 先端部
125 凹部
125a 塑性加工面
D ディスク
S、S2 シール空間
R1、R2、R11、R12 ラジアル軸受部
T1、T2、T11、T12 スラスト軸受部
Claims (16)
- 一端部にねじ穴が形成されると共に、外周にラジアル軸受隙間と面するラジアル軸受面が形成された金属製の流体軸受装置用軸部材において、
前記ねじ穴が、塑性加工により形成されることを特徴とする流体軸受装置用軸部材。 - 前記ねじ穴が、鍛造加工により形成された下穴と、該下穴の開口側に転造加工により形成されたねじ部とを有することを特徴とする請求項1記載の流体軸受装置用軸部材。
- 前記下穴が、円錐面と、該円錐面の開口側に配置され、前記円錐面とR面を介して滑らかにつながった円筒面とを備えることを特徴とする請求項2記載の流体軸受装置用軸部材。
- 前記円錐面が、その頂部を取り除いた形状を有することを特徴とする請求項3記載の流体軸受装置用軸部材。
- 軸部とフランジ部とを一体に鍛造成形した請求項1記載の流体軸受装置用軸部材。
- 前記ねじ部のピッチ円中心線の同軸度が0.2mm以下であることを特徴とする請求項1記載の流体軸受装置用軸部材。
- 請求項1〜6の何れかに記載の流体軸受装置用軸部材と、該軸部材が内周に挿入され、前記軸部材との間でラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部材とを備え、前記ラジアル軸受隙間に生じた流体の潤滑膜で前記軸部材とスリーブ部材とを非接触に保持する流体軸受装置。
- 請求項7記載の流体軸受装置と、ロータマグネットと、ステータコイルとを備えるモータ。
- 一端部にねじ穴が形成されると共に、外周にラジアル軸受隙間と面するラジアル軸受面が形成された流体軸受装置用軸部材の製造方法において、
金属製の軸素材に前記ねじ穴の下穴を鍛造成形した後、該下穴にねじ部を転造成形して前記ねじ穴を形成することを特徴とする流体軸受装置用軸部材の製造方法。 - 共通の鍛造工程で、前記軸素材を成形すると共に、前記下穴を成形することを特徴とする請求項9記載の流体軸受装置用軸部材の製造方法。
- 軸部とフランジ部とを備えた金属製の流体軸受装置用軸部材において、
少なくとも軸部が鍛造で成形され、軸部の先端面に塑性加工面からなる凹部が形成されていることを特徴とする流体軸受装置用軸部材。 - 凹部が軸部先端から軸部中央に向けて漸次縮径した形状をなす請求項11記載の流体軸受装置用軸部材。
- 請求項11又は12記載の流体軸受装置用軸部材と、軸部の外周面とこれに対向する面との間に形成されるラジアル軸受隙間とを備え、ラジアル軸受隙間に生じる流体の潤滑膜で前記軸部材を相対回転自在に支持する流体軸受装置。
- 軸部とフランジ部とを備えた金属製の流体軸受装置用軸部材の製造方法において、
軸部を鍛造成形し、その鍛造成形の過程で、軸部先端面に凹部を塑性加工で成形することで軸部の先端部を塑性流動で張り出させることを特徴とする流体軸受装置用軸部材の製造方法。 - 凹部を塑性加工で成形することで、軸部の先端部を少なくとも最終仕上げ形状に達するまで張り出させる請求項14記載の流体軸受装置用軸部材の製造方法。
- 軸部先端部の最終仕上げ形状が、軸部先端部の外周面と、軸部先端面と、両面間のチャンファとで定められる請求項15記載の流体軸受装置用軸部材の製造方法。
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