JP2006258227A - スリーブユニットの製造方法、スリーブユニット製造装置、スリーブユニットおよびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブに第１流体動圧軸受面を備えるとともにスリーブハウジングに第２流体動圧軸受面を備えるモータの品質を安定させる。
【解決手段】スリーブユニット製造装置５は、スリーブ保持部５１、スリーブハウジング保持部５２、スリーブ保持部５１を移動する移動機構５３、および、スリーブ保持部５１の移動を規制する２つの移動規制部５４を備え、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２内に挿入され、移動規制部５４によりスリーブ保持部５１の移動が規制されて第１流体動圧軸受面２２５と第２流体動圧軸受面２２６との間の中心軸Ｊ１方向に関する距離が精度良く決定される。その結果、スリーブ２２１に中心軸Ｊ１に垂直な第１流体動圧軸受面２２５を有し、スリーブハウジング２２２の第１流体動圧軸受面２２５とは反対側に第２流体動圧軸受面２２６を有するスリーブユニット２２を備えるモータ１の品質を安定させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータおよびモータのスリーブユニットに関し、特に、スリーブユニットを製造する技術に関連する。

従来より、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備えており、モータの軸受機構の１つとして、流体動圧を利用する軸受機構が近年採用されている。このような、流体動圧を利用する軸受機構では、シャフトとシャフトが挿入されるスリーブとの間等にスラスト軸受部およびラジアル軸受部が構成される。

特許文献１のモータでは、スリーブの外周に取り付けられた円筒状のハウジングがブラケットに固着され、スリーブおよびハウジング（以下、２つをまとめて「スリーブユニット」という。）とスリーブユニットに挿入されるシャフトを含むロータとの間にオイルの動圧を利用した軸受機構が構成される。特許文献１のモータでは、シャフトの外側面とスリーブの内側面との間にラジアル軸受部が構成される。また、スリーブの下端面とシャフト下端に設けられたスラストプレートの上面との間、および、スラストプレートの下面とハウジングの下端に取り付けられたスラストブッシュの上面との間にスラスト軸受部が構成され、ハウジングの上端面とシャフト上端に設けられた円板状のシールブッシュとの間に、オイルにシャフト方向への押し込み圧を発生させる動シール部が構成される。
特開２００３−２６２２１７号公報

ところで、特許文献１のスリーブユニットでは、上述のように、軸方向の上側においてハウジングの上端面が動シール部の一部を構成し、軸方向の下側においてスリーブの下端面がスラスト軸受部の一部を構成している。したがって、スリーブにハウジングを取り付ける際、ハウジングの上端面とスリーブの下端面との軸方向の距離を設計距離に合わせるために、両者の位置決めを精度良く行う必要がある。

仮に、ハウジングの上端面とスリーブの下端面との間の軸方向の距離が設計距離からずれたとすると、軸受機構により得られるスラスト動圧力が不安定になってしまう恐れがある。特に、上記の端面間の距離が設計距離よりも小さい場合には、シャフトの外側面とスリーブの内側面との間に構成されるラジアル軸受部が短くなってしまい、軸受剛性が低下してしまう。また、上記距離が設計距離よりも大きい場合には、スリーブとスラストプレートとの接触やハウジングとシールブッシュとの接触が生じる可能性があり、いずれの場合であっても、モータの品質が低下してしまう。

特に、スリーブとして加圧成形された部材を利用する場合、スリーブの製造誤差が無垢材等に比べて大きくなるため、ハウジングの上端面とスリーブの下端面との間の軸方向の距離が設計距離に等しくなるようにスリーブをハウジングに精度良く取り付けることが困難になる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スリーブの下端面およびスリーブハウジングの上端面（ただし、便宜上、上端面および下端面と表現しているにすぎない。）に流体動圧軸受面を有するスリーブユニットを備えるモータの品質を安定させることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットの製造方法であって、ａ）所定の中心軸を中心とする略円筒状であって前記中心軸方向の一方の端部が前記中心軸に垂直な第１流体動圧軸受面を有するスリーブを保持する工程と、ｂ）前記中心軸方向の一方の端部を前記スリーブの前記中心軸方向の他方の端部と対向させつつ、前記中心軸方向の他方の端部が前記中心軸に垂直な第２流体動圧軸受面を有する略円筒状のスリーブハウジングを、前記中心軸を中心として保持する工程と、ｃ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに対して前記中心軸方向に相対的に移動して前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入し、前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の前記中心軸方向に関する距離を所定の距離とする工程と、ｄ）前記ｃ）工程と同時または後に、前記スリーブを前記スリーブハウジングに固定する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスリーブユニットの製造方法であって、前記ｃ）工程において、前記第１流体動圧軸受面が前記スリーブを保持するスリーブ保持部の第１当接面に当接するとともに前記第１当接面に向かって付勢され、前記第２流体動圧軸受面が前記スリーブハウジングを保持するスリーブハウジング保持部の第２当接面に当接するとともに前記第２当接面に向かって付勢され、前記第１当接面と前記第２当接面との間の前記中心軸方向に関する距離が前記所定の距離とされる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のスリーブユニットの製造方法であって、前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の距離の誤差が１５μｍ以下とされる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法であって、前記スリーブが、原材料を加圧成形した多孔質部材である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法であって、前記ｃ）工程よりも前に、前記スリーブの外側面および／または前記スリーブハウジングの内側面に嫌気性接着剤を塗布する工程をさらに備える。

請求項６に記載の発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットを製造するスリーブユニット製造装置であって、所定の中心軸を中心とする略円筒状であって前記中心軸方向の一方の端部が前記中心軸に垂直な第１流体動圧軸受面を有するスリーブを保持するスリーブ保持部と、前記中心軸方向の一方の端部を前記スリーブの前記中心軸方向の他方の端部と対向させつつ、前記中心軸方向の他方の端部が前記中心軸に垂直な第２流体動圧軸受面を有する略円筒状のスリーブハウジングを、前記中心軸を中心として保持するスリーブハウジング保持部と、前記スリーブ保持部を前記スリーブハウジング保持部に対して前記中心軸方向に相対的に移動する移動機構と、前記移動機構により前記スリーブ保持部を前記スリーブハウジング保持部に近づけて前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入する際に、前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の前記中心軸方向に関する距離が所定の距離になったときに前記スリーブ保持部の移動を規制する移動規制部とを備える。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のスリーブユニット製造装置であって、前記スリーブ保持部が前記第１流体動圧軸受面に当接する第１当接面を備え、前記スリーブハウジング保持部が前記第２流体動圧軸受面に当接する第２当接面を備え、前記スリーブユニット製造装置が、前記１流体動圧軸受面を前記第１当接面に向かって付勢する第１付勢機構と、前記２流体動圧軸受面を前記第２当接面に向かって付勢する第２付勢機構とをさらに備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のスリーブユニット製造装置であって、前記第１付勢機構が、前記スリーブハウジング内に前記第２流体動圧軸受面側から挿入されるとともに前記スリーブハウジング内に挿入された前記スリーブの前記他方の端部に当接する第１付勢部材と、前記第１付勢部材が前記スリーブに押圧されることにより弾性変形する第１弾性部材とを備え、前記第２付勢機構が、前記スリーブハウジングの前記一方の端部に当接する第２付勢部材と、前記第２付勢部材が前記スリーブハウジングに押圧されることにより弾性変形する第２弾性部材とを備える。

請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載のスリーブユニット製造装置であって、前記移動規制部が、前記スリーブ保持部および前記スリーブハウジング保持部の間に挟まれることにより前記スリーブ保持部の移動を規制する部材である。

請求項１０に記載の発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットであって、請求項１ないし５のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法により製造されたものである。

請求項１１に記載の発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータであって、シャフトと前記シャフトの周囲に配置された界磁用磁石とを有するロータ部と、前記ロータ部を回転可能に支持するステータ部とを備え、前記ステータ部が、前記シャフトが挿入される請求項１０に記載のスリーブユニットと、前記界磁用磁石との間で前記スリーブユニットの前記中心軸を中心とするトルクを発生する電機子とを備える。

本発明では、スリーブに中心軸に垂直な第１流体動圧軸受面を有し、スリーブハウジングの第１流体動圧軸受面とは反対側に第２流体動圧軸受面を有するスリーブユニットを備えるモータの品質を安定させることができる。

請求項２ないし４、並びに、請求項７および８の発明では、中心軸方向に関する第１流体動圧軸受面と第２流体動圧軸受面との間の距離を容易に精度良く決定することができる。請求項５の発明では、スリーブユニットの製造を簡素化することができる。請求項９の発明では、スリーブユニット製造装置の構造を簡素化することができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る電動式のスピンドルモータ１（以下、「モータ１」という。）を備える記録ディスク駆動装置６０の内部構成を示す図である。記録ディスク駆動装置６０はハードディスク装置であり、情報を記録する円板状の記録ディスク６２、記録ディスク６２に対する情報の書き込みおよび（または）読み出しを行うアクセス部６３、記録ディスク６２を保持して回転する電動式のモータ１、並びに、記録ディスク６２、アクセス部６３およびモータ１を内部空間１１０に収容するハウジング６１を備える。

図１に示すように、ハウジング６１は、上部に開口を有するとともにモータ１およびアクセス部６３が内側の底面に取り付けられる無蓋箱状の第１ハウジング部材６１１、並びに、第１ハウジング部材６１１の開口を覆うことにより内部空間１１０を形成する板状の第２ハウジング部材６１２を備える。記録ディスク駆動装置６０では、第１ハウジング部材６１１に第２ハウジング部材６１２が接合されてハウジング６１が形成され、内部空間１１０は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。

記録ディスク６２は、モータ１の上側に載置されてクランパ６２１によりモータ１に固定される。アクセス部６３は、記録ディスク６２に近接して情報の書き込みおよび読み出しを磁気的に行うヘッド６３１、ヘッド６３１を支持するアーム６３２、並びに、アーム６３２を移動させることによりヘッド６３１と記録ディスク６２との相対的位置を変更するヘッド移動機構６３３を有する。これらの構成により、ヘッド６３１は回転する記録ディスク６２に近接した状態で記録ディスク６２の所要の位置にアクセスし、情報の書き込みおよび読み出しを行う。

図２は、ディスク駆動用のモータ１の構成を示す縦断面図である。図２では、モータ１の中心軸Ｊ１（後述のスリーブユニット２２の中心軸でもある。）を含む面における断面を示すが、切断面よりも奥側に位置する構成についても、その一部を破線にて描いている。

図２に示すように、モータ１は、固定組立体であるステータ部２、および、回転組立体であるロータ部３を備えており、ロータ部３は、潤滑油による流体動圧を利用した軸受機構を介して中心軸Ｊ１を中心にステータ部２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部３側を上側、ステータ部２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ロータ部３は、ロータ部３の各部を保持するロータハブ３１、および、ロータハブ３１に取り付けられて中心軸Ｊ１の周囲に配置される界磁用磁石３４を備える。ロータハブ３１は、ステンレス等により一体的に形成されており、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であって下側（すなわち、ステータ部２側）に突出するシャフト３１１、シャフト３１１の上端部から中心軸Ｊ１に対して垂直に広がる略円板状の円板部３１２、および、円板部３１２の外縁において下側に突出する略円筒状の円筒部３１３を備える。シャフト３１１の下側の先端部には、略円板状のスラストプレート３１４が取り付けられる。

ステータ部２は、ステータ部２の各部を保持するベース部であるベースプレート２１、ロータ部３のシャフト３１１が挿入されるとともにロータ部３を回転可能に支持する軸受機構の一部である略円筒状のスリーブユニット２２、および、スリーブユニット２２の周囲にてベースプレート２１に取り付けられる電機子２４を備える。ベースプレート２１は、第１ハウジング部材６１１（図１参照）の一部であり、アルミニウム、アルミニウム合金、または、磁性もしくは非磁性の鉄系金属の板状部材をプレス加工することにより第１ハウジング部材６１１の他の部位と一体的に形成される。電機子２４は、シャフト３１１の周囲に配置された界磁用磁石３４との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。

電機子２４は、圧入または接着によりベースプレート２１に上側から取り付けられており、複数の珪素鋼板を積層してなるコア２４１、および、コア２４１の所定の部位に設けられる複数のコイル２４２を備える。コア２４１は、中心軸Ｊ１を中心に放射状に配置された複数のティース２４３、および、複数のティース２４３の外周側から複数のティース２４３を支持する（すなわち、各ティース２４３の中心軸Ｊ１から遠い側の端部を連結して支持する）円環状の支持リング２４４を備える。コア２４１を形成する各珪素鋼板では、複数のティース２４３および支持リング２４４のそれぞれに対応する部位が一体的に形成されているため、複数のティース２４３および支持リング２４４は磁気的に接続されている。

コイル２４２は、ティース２４３に導線を多層（例えば、２層）に巻回することにより形成され、各コイル２４２からの導線は、隣接するティース２４３の間に形成される渡り線係止用のフック２４７を介して回路基板２４８へと導かれ、回路基板２４８の電極に半田にて接合される。

ベースプレート２１の中央部には、中心軸Ｊ１を中心としてロータ部３に向かって上向きに突出する略円筒状のスリーブ取付部２１６が設けられる。図２に示すように、スリーブユニット２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であってシャフト３１１が挿入されるスリーブ２２１、および、スリーブ２２１の外周に取り付けられる略円筒状のスリーブハウジング２２２を備え、スリーブ取付部２１６に挿入されてベースプレート２１に取り付けられる。

スリーブハウジング２２２の下端部近傍の肉厚は上端部近傍の肉厚よりも薄くされる。また、スリーブハウジング２２２の上部には、スリーブユニット２２の外周に沿って中心軸Ｊ１に対して外側に突出する突起部であるフランジ部２２４が一体的に形成されており、スリーブユニット２２の取り付け時には、フランジ部２２４のベースプレート２１側の部位とベースプレート２１のスリーブ取付部２１６の先端とが上下方向に関して係合する。スリーブユニット２２の下端側の開口は、略円板状のシールキャップ２３により閉塞される。

図３は、スリーブユニット２２の一部（図２における左半分）を拡大して示す縦断面図である。図３に示すように、スリーブユニット２２では、スリーブ２２１は、スリーブハウジング２２２の内側面２２２１との間に僅かな隙間をあけて挿入されており（すなわち、すきまばめされており）、嫌気性および光硬化性を有する接着剤２２０（例えば、株式会社スリーボンド製の１３５５（製品名））を介してスリーブハウジング２２２に固定されている。

スリーブ２２１は多孔質部材であり、粉末状の原材料を型に入れて押し固めることにより加圧成形した後に焼結し、焼結された部材を再度型に入れて圧縮することにより形成される。原材料としては、様々な種類の金属粉末や金属化合物粉末、非金属粉末等（例えば、鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）の混合粉末、銅およびスズ（Ｓｎ）の混合粉末、銅、スズおよび鉛（Ｐｂ）の混合粉末、鉄および炭素（Ｃ）の混合粉末）が利用される。

スリーブ２２１では、上端部の外周縁（すなわち、中心軸Ｊ１（図２参照）方向に関して後述の第１流体動圧軸受面２２５とは反対側の端部の外周縁であり、以下、「スリーブ上部外周縁」という。）、および下端部の外周縁（以下、「スリーブ下部外周縁」という。）が、角部が除去された形状とされる。図３に示すように、スリーブ上部外周縁およびスリーブ下部外周縁は、中心軸Ｊ１を中心とする円錐台形の側面状の第１スリーブ傾斜面２２１１および第２スリーブ傾斜面２２１２を有する面取り形状とされ、当該面取り形状は、上述のスリーブ２２１の形成時に同時に形成される。

第１スリーブ傾斜面２２１１の中心軸Ｊ１方向の長さＬ１は、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（より好ましくは、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ）とされる。第２スリーブ傾斜面２２１２の中心軸Ｊ１方向の長さＬ２は、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（より好ましくは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ）とされる。また、第１スリーブ傾斜面２２１１の中心軸Ｊ１方向に垂直な方向の幅Ｗ１は、好ましくは、中心軸Ｊ１方向の長さＬ１の０．１７倍以上２．７５倍以下（より好ましくは、１倍）とされ、第２スリーブ傾斜面２２１２の中心軸Ｊ１方向に垂直な方向の幅Ｗ２は、好ましくは、中心軸Ｊ１方向の長さＬ２の０．１７倍以上２．７５倍以下（より好ましくは、１倍）とされる。

次に、モータ１のロータ部３をステータ部２に回転可能に支持する流体動圧を利用した軸受機構について説明する。図４は、モータ１の一部（図２の左半分）を拡大して示す縦断面図である。図４に示すように、モータ１では、ロータハブ３１の円板部３１２の下面とスリーブハウジング２２２の上側の端面との間、スリーブ２２１の内側面とシャフト３１１の外側面との間、スリーブ２２１の下側の端面とスラストプレート３１４の上面との間、スラストプレート３１４の下面とシールキャップ２３の上面との間、および、スリーブハウジング２２２のフランジ部２２４の外側面とロータハブ３１の円筒部３１３の内側面との間に微小な間隙が設けられる。以下、これらの間隙をそれぞれ、「上部間隙４１」、「側部間隙４２」、「第１下部間隙４３」、「第２下部間隙４４」、「外側間隙４５」という。これらの間隙には潤滑油が連続して充填され、いわゆるフルフィル構造の軸受機構が構成される。

スリーブハウジング２２２のフランジ部２２４の外側面は、その外径が下側に向かって漸次減少する傾斜面とされ、フランジ部２２４の外側面に対向するロータハブ３１の円筒部３１３の内側面の内径は一定とされる。これにより、外側間隙４５における潤滑油の界面は、毛管現象および表面張力によりメニスカス状となってテーパシールが形成され、外側間隙４５がオイルバッファとしての役割を果たして潤滑油の流出が防止される。

スリーブ２２１の中心軸Ｊ１方向の下側の中心軸Ｊ１に垂直な端面２２５、および、スリーブハウジング２２２の上側の中心軸Ｊ１に垂直な端面２２６には、ロータ部３の回転時に潤滑油に対して中心軸Ｊ１側に向かう圧力を発生させるための溝（例えば、スパイラル状の溝）が形成されており、第１下部間隙４３および上部間隙４１によりスラスト動圧軸受部が構成される。換言すれば、端面２２５および端面２２６はともに流体動圧軸受面となる。以下、スリーブ２２１の下側の端面２２５を「第１流体動圧軸受面２２５」といい、スリーブハウジング２２２の上側の端面２２６を「第２流体動圧軸受面２２６」という。

また、側部間隙４２の互いに対向する面には、潤滑油に流体動圧を発生させるための溝（例えば、中心軸Ｊ１の向く方向に関して、スリーブ２２１の内側面の上下に設けられたヘリングボーン溝等）が形成されており、側部間隙４２によりラジアル動圧軸受部が構成される。

モータ１では、流体動圧を利用する軸受機構によりロータ部３を潤滑油を介して非接触にて支持することにより、ロータ部３を高精度、かつ、低騒音にて回転することができる。特に、フルフィル構造の軸受機構では、軸受内部に空気が介在しないため、潤滑油内に発生した気泡に起因するシャフト３１１とスリーブ２２１との異常接触や、軸受内部の空気が膨張することによる潤滑油の漏れ等が一層抑制される。また、モータ１では、スリーブ２２１が粉末状の原材料を加圧成形した多孔質部材とされるため、軸受機構において高い保持力にて潤滑油を保持することができるとともに潤滑油中のパーティクル等の不純物を吸着して潤滑油を清浄に保つことができる。

このように、モータ１では、スリーブユニット２２（すなわち、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２）、ロータハブ３１並びにシールキャップ２３の間に形成される間隙（すなわち、上部間隙４１、側部間隙４２、第１下部間隙４３、第２下部間隙４４および外側間隙４５）に、流体である潤滑油が充填されており、ロータ部３の回転時には、潤滑油による流体動圧を利用してロータ部３が支持される。そして、ロータ部３が中心軸Ｊ１を中心としてステータ部２に対して回転されることより、ロータ部３に取り付けられる記録ディスク６２（図１参照）が回転される。

次に、スリーブユニット２２の製造について説明する。図５は、スリーブユニット２２を製造するスリーブユニット製造装置５を示す断面図である。図５に示すように、スリーブユニット製造装置５は、スリーブ２２１を吸引吸着して保持する略円柱状のスリーブ保持部５１、スリーブ２２１の中心軸Ｊ１（すなわち、製造後におけるスリーブユニット２２の中心軸Ｊ１）を中心としてスリーブハウジング２２２を保持するスリーブハウジング保持部５２、スリーブ保持部５１をスリーブハウジング保持部５２に対して中心軸Ｊ１方向に相対的に移動する移動機構５３（シャフトのみを図示する。）、および、移動機構５３によるスリーブ保持部５１の移動を規制する（すなわち、移動範囲を制限する）２つの移動規制部５４を備える。移動規制部５４は、スリーブ保持部５１およびスリーブハウジング保持部５２の間に挟まれることによりスリーブ保持部５１の移動を規制する円柱状の部材である。

スリーブユニット製造装置５では、スリーブ保持部５１に保持されたスリーブ２２１を、スリーブハウジング２２２内に挿入して固定することによりスリーブユニット２２が形成される。図５に示すように、スリーブユニット製造装置５では、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が、モータ１のベースプレート２１に取り付けられた状態とは上下反対に保持されているが、以下の説明におけるスリーブユニット２２の上下は、これまでの説明と同様に、スリーブユニット２２がベースプレート２１に取り付けられた状態における上下を意味するものとし、図５の上下方向とは逆になる。

スリーブ保持部５１は、スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５に当接する第１当接面５１１を備え、スリーブ保持部５１の内部には、スリーブ２２１を吸引吸着するための微小な複数の吸引路（図示省略）が形成されている。スリーブハウジング保持部５２は、スリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６に当接する第２当接面５２１を備え、スリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６とは反対側の端部をスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５とは反対側の端部と対向させつつスリーブハウジング２２２を保持する。

スリーブユニット製造装置５は、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２への取り付け時に、スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５をスリーブ保持部５１の第１当接面５１１に向かって付勢する第１付勢機構５５をスリーブハウジング保持部５２側に備え、さらに、スリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６をスリーブハウジング保持部５２の第２当接面５２１に向かって付勢する第２付勢機構５６をスリーブ保持部５１の周りに備える。

第１付勢機構５５は、スリーブハウジング保持部５２の第２当接面５２１に形成された円形の開口からスリーブ保持部５１側へと突出するとともにスリーブハウジング２２２内に第２流体動圧軸受面２２６側から挿入される略円柱状の第１付勢部材５５１、および、第１付勢部材５５１のスリーブ保持部５１側とは反対側に設けられる弾性部材である第１コイルばね５５２を備える。第２付勢機構５６は、スリーブ保持部５１の周囲に配置される略円筒状の第２付勢部材５６１、および、第２付勢部材５６１のスリーブハウジング保持部５２とは反対側に設けられる弾性部材である第２コイルばね５６２を備える。

図６は、スリーブユニット２２の製造の流れを示す図である。スリーブユニット製造装置５によりスリーブユニット２２が製造される際には、まず、スリーブハウジング２２２の内側面２２２１（後述するように、スリーブ２２１の外側面であってもよい。）に接着剤２２０が塗布される（ステップＳ１１）。続いて、スリーブ２２１が、第１流体動圧軸受面２２５を第１当接面５１１に当接させつつスリーブ保持部５１により吸着保持され（ステップＳ１２）、スリーブハウジング２２２が、第２流体動圧軸受面２２６を第２当接面５２１に当接させつつスリーブハウジング保持部５２により保持される（ステップＳ１３）。

スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が保持されると、移動機構５３によりスリーブ保持部５１がスリーブハウジング保持部５２に近づけられ、スリーブハウジング２２２内へのスリーブ２２１の挿入が開始される（ステップＳ１４）。このとき、スリーブ２２１は、第１流体動圧軸受面２２５とは反対側からスリーブハウジング２２２内に挿入される。

やがて、スリーブハウジング２２２内に挿入されたスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５とは反対側の端面が、第１付勢機構５５の第１付勢部材５５１に当接し、第１付勢部材５５１がスリーブ２２１に押圧されることにより第１コイルばね５５２が弾性変形するとともにスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５がスリーブ保持部５１の第１当接面５１１に向かって付勢される。第１コイルばね５５２のばね定数は、スリーブ保持部５１がスリーブハウジング保持部５２に最も近接した状態（後述の図７参照）においても、第１コイルばね５５２の弾力によりスリーブ保持部５１がスリーブハウジング保持部５２から離れる方向に移動しないように決定されている。なお、第１付勢機構５５によりスリーブ２２１が第１当接面５１１に付勢された後は、スリーブ保持部５１によるスリーブ２２１の吸着が停止されてもよい。

また、スリーブ２２１の第１付勢部材５５１への当接と前後してスリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６とは反対側の端面が、第２付勢機構５６の第２付勢部材５６１に当接する。そして、第２付勢部材５６１がスリーブハウジング２２２に押圧されることにより第２コイルばね５６２が弾性変形するとともにスリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６がスリーブハウジング保持部５２の第２当接面５２１に向かって付勢される。

スリーブユニット製造装置５では、図７に示すように、スリーブハウジング保持部５２の第２当接面５２１上に設けられた規制部受部５２２に移動規制部５４の先端が当接することにより、スリーブ保持部５１の移動が規制されてスリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入が停止される（ステップＳ１５）。

スリーブユニット製造装置５では、スリーブ保持部５１の第１当接面５１１とスリーブハウジング保持部５２の第２当接面５２１との間の中心軸Ｊ１方向に関する距離が、スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５とスリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６との間の中心軸Ｊ１方向に関する距離（以下、「軸受面間距離」という。）の設計値（以下、「設計距離」という。）に等しくなったときにスリーブ保持部５１の移動が規制されるように移動規制部５４の中心軸Ｊ１方向の長さが決定されている。これにより、スリーブユニット２２の軸受面間距離が、設計距離（許容誤差を含む。）と等しくなるように精度良く決定される。スリーブユニット２２では、軸受面間距離の許容誤差が１５μｍ以下とされる。

スリーブ保持部５１の移動が規制されると、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が所定の時間（例えば、２分間）だけ保持され、スリーブ２２１の外側面２２１３とスリーブハウジング２２２の内側面２２２１との間において外気との接触が断たれた嫌気性の接着剤２２０（図３参照）が硬化し、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２の内側面２２２１に固定（接着）される（ステップＳ１６）。

スリーブユニット２２では、図３に示すように、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入により第２流体動圧軸受面２２６側へと押し出された接着剤２２０が、スリーブ上部外周縁において、スリーブ２２１の第１スリーブ傾斜面２２１１とスリーブハウジング２２２の内側面２２２１との間に形成された凹部２２３に収容される。換言すれば、スリーブ２２１の上部外周縁の角部が除去された形状により形成された凹部２２３は、スリーブ２２１の挿入により押し出された接着剤２２０が収容されるいわゆる接着剤溜まりとなる。そして、接着剤２２０の凹部２２３に収容された部分に紫外線等が照射されて硬化され、スリーブユニット２２の製造が終了する（ステップＳ１７）。

スリーブユニット２２の製造では、スリーブハウジング２２２の内側面２２２１への接着剤２２０の塗布（ステップＳ１１）に代えて、スリーブ２２１の外側面２２１３に接着剤２２０が塗布されてもよい。また、スリーブ２２１の外側面２２１３、および、スリーブハウジング２２２の内側面２２２１の双方に接着剤２２０が塗布されてもよい。スリーブ２２１の外側面２２１３および／またはスリーブハウジング２２２の内側面２２２１への接着剤２２０の塗布（ステップＳ１１）は、スリーブハウジング２２２内へのスリーブ２２１の挿入を開始する工程（ステップＳ１４）よりも前に行われるのであればいつ行われてもよく、例えば、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の保持（ステップＳ１２，Ｓ１３）の後に行われてもよい。

以上に説明したように、スリーブユニット製造装置５では、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入時に、移動規制部５４によりスリーブ保持部５１の移動を規制することにより、中心軸Ｊ１方向におけるスリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との位置決めを精度良く行うことができる。これにより、スリーブ２２１に中心軸Ｊ１に垂直な第１流体動圧軸受面２２５を有し、スリーブハウジング２２２の第１流体動圧軸受面２２５とは反対側に第２流体動圧軸受面２２６を有するスリーブユニット２２を備えるモータ１において、スリーブユニット２２の軸受面間距離を精度良く決定することができ、軸受機構の上部間隙４１および第１下部間隙４３において安定したスラスト動圧力を得ることができる。その結果、モータ１の品質を安定させることができる。このように、軸受面間距離を精度良く決定しつつスリーブユニットを製造することができるスリーブユニット製造装置５は、軸受面間距離の許容誤差が１５μｍ以下とされるスリーブユニット２２の製造に特に適している。

また、スリーブユニット製造装置５では、スリーブハウジング２２２内へのスリーブ２２１の挿入時に、第１付勢機構５５により第１流体動圧軸受面２２５が第１当接面５１１に付勢され、第２付勢機構５６により第２流体動圧軸受面２２６が第２当接面５２１に付勢され、さらに、第１当接面５１１と第２当接面５２１との間の距離に基づいてスリーブ２２１の移動が規制されることにより、スリーブユニット２２の軸受面間距離を容易に精度良く決定することができる。さらに、第１流体動圧軸受面２２５と第２流体動圧軸受面２２６との平行度も精度良く決定することができる。

スリーブユニット２２のスリーブ２２１は、金属粉末等の原材料を加圧成形し、さらに焼結して形成されるため、無垢材のスリーブに比べて中心軸Ｊ１方向の長さの製造誤差が大きい。スリーブユニット製造装置５では、第１流体動圧軸受面２２５と第２流体動圧軸受面２２６との間の距離に基づいてスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の位置決めを行うため、中心軸Ｊ１方向の長さに比較的大きな製造誤差（例えば、２５μｍ〜３５μｍ）を有するスリーブ２２１を利用する場合であっても、軸受面間距離を精度良く決定しつつスリーブユニット２２を製造することができる。特に、第１付勢機構５５において第１付勢部材５５１を弾性体である第１コイルばね５５２により支持しているため、スリーブユニット２２を連続的に製造する際に、準備された複数のスリーブ２２１の中心軸Ｊ１方向の長さが互いに異なる場合であっても、長さが異なる各スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５を第１当接面５１１に適切に付勢することができる。

スリーブユニット製造装置５では、移動規制部５４として、スリーブ保持部５１とスリーブハウジング保持部５２との間に挟まれることによりスリーブ保持部５１の移動を規制する部材が利用されることにより、スリーブユニット製造装置５の構造を簡素化することができる。

スリーブユニット製造装置５では、スリーブ２２１が第１流体動圧軸受面２２５とは反対側からスリーブハウジング２２２内に挿入されるため、接着剤２２０が第１流体動圧軸受面２２５に付着することを防止することができる。また、スリーブ２２１のスリーブ上部外周縁が角部が除去された形状とされ、スリーブ２２１の挿入により押し出された接着剤２２０が収容される凹部２２３が形成されることにより、第１流体動圧軸受面２２５とは反対側において、接着剤２２０がスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の端面に溢れることを防止する、または、接着剤２２０が第１流体動圧軸受面２２５とは反対側に盛り上がることを抑制することができる。その結果、中心軸Ｊ１方向に関してスリーブハウジング２２２のスリーブ２２１が挿入される側と反対側の端面である第２流体動圧軸受面２２６に接着剤２２０が付着することを防止することができ、歩留まりを向上することができる。

スリーブユニット２２の製造では、接着剤２２０の凹部２２３に収容された部分が、スリーブ２２１の上端側（すなわち、第１流体動圧軸受面２２５とは反対側）において硬化されて楔の役割を果たすため、スリーブ２２１に加えられる上向きの荷重に対して、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との接着強度を高めることができる。その結果、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との中心軸Ｊ１方向の締結長が比較的短い場合であっても、スリーブ２２１を強固にスリーブハウジング２２２に固定することができ、スリーブユニット２２の中心軸Ｊ１方向の長さを短くしてモータ１を薄型化することができる。

また、スリーブ２２１の製造では、スリーブ２２１の形成後にスリーブ上部外周縁に面取り加工を施すことなく、スリーブ２２１の形成時に同時にスリーブ上部外周縁を角部が除去された形状とすることができる。その結果、スリーブ２２１の製造を簡素化することができ、スリーブユニット２２の製造コストを低減することができる。

スリーブユニット２２の製造では、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２への固定に嫌気性の接着剤２２０が用いられるため、スリーブ２２１をスリーブハウジング２２２内に挿入した状態で所定時間だけ保持することのみにより、スリーブ２２１をスリーブハウジング２２２に固定することができ、スリーブユニット２２の製造を簡素化することができる。

スリーブ２２１を固定する接着剤としては、熱硬化性のもの（例えば、エポキシテクノロジー社製の３５３ＮＤ（製品名））が利用されてもよい。この場合、スリーブハウジング２２２およびスリーブハウジング２２２内に挿入されたスリーブ２２１を治具で保持した状態で、例えば、９０℃の高温槽内に１時間載置することにより接着剤を硬化させる。熱硬化性接着剤を利用した場合、スリーブ２２１の外側面２２１３とスリーブハウジング２２２の内側面２２２１との間の接着剤、および、凹部２２３に収容された接着剤の双方を加熱工程にて同時に硬化させることができるため、スリーブユニット２２の製造を簡素化することができる。

スリーブユニット２２の製造では、スリーブ２２１がすきまばめによりスリーブハウジング２２２に取り付けられることにより、スリーブハウジング２２２内へのスリーブ２２１の挿入時に、スリーブ２２１の外側面２２１３とスリーブハウジング２２２の内側面２２２１とが擦れ合うことが防止される。これにより、スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５やスリーブハウジング２２２の第２流体動圧軸受面２２６、あるいは、ラジアル軸受部を構成するスリーブ２２１の内側面が歪むことを防止することができる。このように、スリーブハウジング２２２との摩擦を防止しつつスリーブ２２１をスリーブハウジング２２２に容易に挿入することができるスリーブユニット製造装置５は、無垢材に比べて比較的脆弱な多孔質部材であるスリーブ２２１のスリーブハウジング２２２への取り付けに特に適している。

スリーブユニット２２の製造では、スリーブハウジング２２２が樹脂により形成されている場合等、スリーブハウジング２２２との摩擦によってスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２５等が歪む恐れがない場合には、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２内に圧入されてもよい。この場合、スリーブ２２１をスリーブハウジング２２２に固定する工程（ステップＳ１６）は、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入の完了（ステップＳ１５）と同時に完了する。また、スリーブ２２１が圧入される場合、スリーブハウジング２２２の内側面２２２１および／またはスリーブ２２１の外側面２２１３に接着剤を塗布する工程（ステップＳ１１）は省略されてもよい。

スリーブユニット２２では、スリーブハウジング２２２の下端部（すなわち、ベースプレート２１に取り付けられた状態における下端部であり、スリーブ２２１が挿入される側の端部）近傍の肉厚が上端部近傍の肉厚よりも薄くされている。これにより、スリーブ保持部５１おけるスリーブ２２１の吸着位置が僅かにずれる等、何らかの原因によりスリーブ２２１の挿入の際にスリーブ２２１がスリーブハウジング２２２の下端部の内周エッジに接触することがあっても、接触により生じる抵抗が、上端部側からスリーブ２２１を挿入する場合に比べて小さくなるため、スリーブ２２１をスリーブハウジング２２２内に容易に挿入することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、第１付勢機構５５および第２付勢機構５６では、第１コイルばね５５２および第２コイルばね５６２に代えて、板ばね等の他の弾性部材が用いられてもよい。また、第１付勢機構５５において、第１付勢部材５５１がエアシリンダにより押圧されてもよい。この場合、圧縮空気が第１付勢部材５５１をスリーブ２２１に押圧する弾性部材の役割を果たす。

スリーブユニット製造装置５では、スリーブ保持部５１によるスリーブ２２１の保持は吸引吸着には限定されず、電気的あるいは磁気的な吸着、機械的な把持等により保持されてもよい。また、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入後、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に固定されるまでスリーブ保持部５１により安定して保持することができる場合には、第１付勢機構５５によるスリーブ２２１の第１当接面５１１に対する付勢は省略されてもよい。

スリーブユニット製造装置５では、移動規制部５４は、必ずしもスリーブ保持部５１とスリーブハウジング保持部５２との間に挟まれる円柱状の部材には限定されず、例えば、エンコーダやレーザ光を利用した距離測定装置により測定された第１当接面５１１と第２当接面５２１との間の距離に基づいて移動機構５３が制御されてもよい。

上記実施の形態に係るモータは、必ずしも界磁用磁石３４が電機子２４の中心軸Ｊ１側に配置された、いわゆる、インナーロータ型である必要はなく、界磁用磁石３４が電機子２４の外側に配置されたアウターロータ型であってもよい。また、軸受機構は、例えば、空気を流体とした、いわゆるエア動圧軸受を用いてもよい。このような場合であっても、本発明と同様の作用、効果を得ることができる。

上記実施の形態に係るモータは、ハードディスク装置以外の他の装置（例えば、リムーバブルディスク装置等のディスク駆動装置）の駆動源として利用されてよい。

記録ディスク駆動装置の内部構成を示す図である。 モータの構成を示す縦断面図である。 スリーブユニットの一部を示す拡大図である。 モータの一部を示す拡大図である。 スリーブユニット製造装置を示す断面図である。 スリーブユニットの製造の流れを示す図である。 スリーブユニット製造装置を示す断面図である。

符号の説明

１ モータ
２ ステータ部
３ ロータ部
５ スリーブユニット製造装置
２２ スリーブユニット
２４ 電機子
３４ 界磁用磁石
５１ スリーブ保持部
５２ スリーブハウジング保持部
５３ 移動機構
５４ 移動規制部
５５ 第１付勢機構
５６ 第２付勢機構
２２０ 接着剤
２２１ スリーブ
２２２ スリーブハウジング
２２５ 第１流体動圧軸受面
２２６ 第２流体動圧軸受面
３１１ シャフト
５１１ 第１当接面
５２１ 第２当接面
５５１ 第１付勢部材
５５２ 第１コイルばね
５６１ 第２付勢部材
５６２ 第２コイルばね
２２１３ 外側面
２２２１ 内側面
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１７ ステップ

Claims (11)

1. 流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットの製造方法であって、
   ａ）所定の中心軸を中心とする略円筒状であって前記中心軸方向の一方の端部が前記中心軸に垂直な第１流体動圧軸受面を有するスリーブを保持する工程と、
   ｂ）前記中心軸方向の一方の端部を前記スリーブの前記中心軸方向の他方の端部と対向させつつ、前記中心軸方向の他方の端部が前記中心軸に垂直な第２流体動圧軸受面を有する略円筒状のスリーブハウジングを、前記中心軸を中心として保持する工程と、
   ｃ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに対して前記中心軸方向に相対的に移動して前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入し、前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の前記中心軸方向に関する距離を所定の距離とする工程と、
   ｄ）前記ｃ）工程と同時または後に、前記スリーブを前記スリーブハウジングに固定する工程と、
   を備えることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
2. 請求項１に記載のスリーブユニットの製造方法であって、
   前記ｃ）工程において、前記第１流体動圧軸受面が前記スリーブを保持するスリーブ保持部の第１当接面に当接するとともに前記第１当接面に向かって付勢され、前記第２流体動圧軸受面が前記スリーブハウジングを保持するスリーブハウジング保持部の第２当接面に当接するとともに前記第２当接面に向かって付勢され、前記第１当接面と前記第２当接面との間の前記中心軸方向に関する距離が前記所定の距離とされることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
3. 請求項１または２に記載のスリーブユニットの製造方法であって、
   前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の距離の誤差が１５μｍ以下とされることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法であって、
   前記スリーブが、原材料を加圧成形した多孔質部材であることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法であって、
   前記ｃ）工程よりも前に、前記スリーブの外側面および／または前記スリーブハウジングの内側面に嫌気性接着剤を塗布する工程をさらに備えることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
6. 流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットを製造するスリーブユニット製造装置であって、
   所定の中心軸を中心とする略円筒状であって前記中心軸方向の一方の端部が前記中心軸に垂直な第１流体動圧軸受面を有するスリーブを保持するスリーブ保持部と、
   前記中心軸方向の一方の端部を前記スリーブの前記中心軸方向の他方の端部と対向させつつ、前記中心軸方向の他方の端部が前記中心軸に垂直な第２流体動圧軸受面を有する略円筒状のスリーブハウジングを、前記中心軸を中心として保持するスリーブハウジング保持部と、
   前記スリーブ保持部を前記スリーブハウジング保持部に対して前記中心軸方向に相対的に移動する移動機構と、
   前記移動機構により前記スリーブ保持部を前記スリーブハウジング保持部に近づけて前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入する際に、前記第１流体動圧軸受面と前記第２流体動圧軸受面との間の前記中心軸方向に関する距離が所定の距離になったときに前記スリーブ保持部の移動を規制する移動規制部と、
   を備えることを特徴とするスリーブユニット製造装置。
7. 請求項６に記載のスリーブユニット製造装置であって、
   前記スリーブ保持部が前記第１流体動圧軸受面に当接する第１当接面を備え、
   前記スリーブハウジング保持部が前記第２流体動圧軸受面に当接する第２当接面を備え、
   前記スリーブユニット製造装置が、
   前記１流体動圧軸受面を前記第１当接面に向かって付勢する第１付勢機構と、
   前記２流体動圧軸受面を前記第２当接面に向かって付勢する第２付勢機構と、
   をさらに備えることを特徴とするスリーブユニット製造装置。
8. 請求項７に記載のスリーブユニット製造装置であって、
   前記第１付勢機構が、
   前記スリーブハウジング内に前記第２流体動圧軸受面側から挿入されるとともに前記スリーブハウジング内に挿入された前記スリーブの前記他方の端部に当接する第１付勢部材と、
   前記第１付勢部材が前記スリーブに押圧されることにより弾性変形する第１弾性部材と、
   を備え、
   前記第２付勢機構が、
   前記スリーブハウジングの前記一方の端部に当接する第２付勢部材と、
   前記第２付勢部材が前記スリーブハウジングに押圧されることにより弾性変形する第２弾性部材と、
   を備えることを特徴とするスリーブユニット製造装置。
9. 請求項６ないし８のいずれかに記載のスリーブユニット製造装置であって、
   前記移動規制部が、前記スリーブ保持部および前記スリーブハウジング保持部の間に挟まれることにより前記スリーブ保持部の移動を規制する部材であることを特徴とするスリーブユニット製造装置。
10. 流体動圧を利用した軸受機構を有するモータのシャフトが挿入されるスリーブとスリーブの外周に取り付けられるスリーブハウジングとを備えるスリーブユニットであって、
    請求項１ないし５のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法により製造されたことを特徴とするスリーブユニット。
11. 流体動圧を利用した軸受機構を有するモータであって、
    シャフトと前記シャフトの周囲に配置された界磁用磁石とを有するロータ部と、
    前記ロータ部を回転可能に支持するステータ部と、
    を備え、
    前記ステータ部が、
    前記シャフトが挿入される請求項１０に記載のスリーブユニットと、
    前記界磁用磁石との間で前記スリーブユニットの前記中心軸を中心とするトルクを発生する電機子と、
    を備えることを特徴とするモータ。

Images