JP2008039064A - スリーブ、スリーブユニット、モータ、並びに、スリーブおよびスリーブユニットの製造方法 - Google Patents

スリーブ、スリーブユニット、モータ、並びに、スリーブおよびスリーブユニットの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】両端面に動圧溝が形成されたスリーブとスリーブハウジングとが接着剤にて接着されるスリーブユニットを備えるモータにおいて、スラスト軸受部の性能低下を防止する。
【解決手段】スリーブハウジング２２２の内側面２２２２に接着剤２２０が塗布され、スリーブ２２１が下端部からスリーブハウジング２２２に挿入される。スリーブ２２１の下端部の外縁部には面取形状の接着剤保持部５６が設けられており、一部の接着剤２２０ａが接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に保持される。これにより、ロータハブと対向する予定のスリーブ２２１の上端面に接着剤２２０が付着することが防止されるとともに上端面を大きく確保することができ、モータのスラスト軸受部の性能の低下を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、スリーブハウジング内にスリーブを有するモータ用の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、シャフトやシャフトが挿入されるスリーブ等によりスラスト軸受部およびラジアル軸受部が構成される。
例えば、特許文献１では、スリーブをスリーブハウジングに挿入し、シャフトの先端にスラストプレートを設けた軸受機構において、スリーブハウジングの上端面とロータハブの下面との間、および、スリーブの下端面とスラストプレートとの間にスラスト軸受部を設けたものが開示されている。一方、特許文献２では、特許文献１と類似構造の軸受機構において、スリーブの上下に動圧溝が設けられ、スリーブの上端面とロータハブの下面との間、およびスリーブの下端面とスラストプレートとの間にスラスト軸受部を設けたものが開示されている。
また、特許文献３ではスリーブが有底円筒状のスリーブハウジングに挿入されて接着剤にて固定される際に、予めスリーブハウジングの内周面に設けられた環状の溝により、接着剤の不要な部位への回り込みを防止する手法が開示されている。
一方、スリーブを製造する方法として、例えば、特許文献４では、焼結された筒状体を、中間部の径が大きいサイジングコアと金型との間に挟み込むとともに上下パンチにより圧縮してサイジングし、その後、スプリングバックを利用してサイジングコアを筒状体から抜くことにより、中間部の内径が大きいスリーブを製造する技術が開示されている。また、特許文献５では、焼結された筒状体に対してサイジング、回転サイジングおよび軸受面成形する技術が開示されており、軸受面成形工程において、コアロットが挿入された筒状体をダイおよび上下パンチにより押圧することにより、コアロッドに形成された成形型を筒状体の内側面に転写して動圧溝を形成する技術が開示されている。
特開２００３−２６２２１７号公報 特開２００６−７７８７２号公報 特開２００４−１７６８１６号公報 特公平７−１１６４９０号公報 特開平１０−３０６８２７号公報
ところで、特許文献２に開示されている軸受機構の場合、特許文献１に開示されている軸受機構よりもロータハブの下のスラスト軸受部の面積が小さくなる。さらに、特許文献２の軸受機構においてスリーブとスリーブハウジングとを接着剤により固定する場合、モータの回転性能の低下を防止するためにスリーブの上下面の双方において接着剤が付着してしまうことを確実に防止する必要がある。
なお、特許文献２の軸受機構では、モータのロータ部から軸受機構に向かって作用する力がスリーブに直接作用するため、接着剤のはみだし防止のために塗布量を削減してスリーブとスリーブハウジングとの接着力が低下してしまうと、スリーブとスリーブハウジングとが分離してしまうおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、両端面に動圧溝が形成されたスリーブとスリーブハウジングとが接着剤にて接着されるスリーブユニットを備えるモータにおいて、スラスト軸受部の性能低下を防止することを主たる目的としている。
請求項１に記載の発明は、モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブと前記スリーブの外側面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り、前記中心軸方向における両端面に動圧溝が形成されたスリーブを保持する工程と、ｂ）略円筒状のスリーブハウジングの内側面に接着剤を塗布する工程と、ｃ）前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、前記スリーブハウジングを前記第２端部と対向させつつ保持する工程と、ｄ）前記スリーブを前記第２端部から前記スリーブハウジングに挿入し、一部の接着剤を前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの前記内側面との間に保持する工程とを備える。
請求項２に記載の発明は、モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブと前記スリーブの外側面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り、前記中心軸方向における両端面に動圧溝が形成されたスリーブの外側面に接着剤を塗布する工程と、ｂ）前記スリーブを保持する工程と、ｃ）前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの前記外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、略円筒状のスリーブハウジングを前記第１端部と対向させつつ保持する工程と、ｄ）前記スリーブを前記第１端部から前記スリーブハウジングに挿入し、一部の接着剤を前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持する工程とを備える。
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、前記スリーブの前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記第２端部の前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さい。
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、前記第１端部の端面にヘリングボーン形状の動圧溝が形成され、前記第２端部の端面にスパイラル形状の動圧溝が形成されている。
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、前記接着剤が嫌気性および紫外線硬化性を有し、前記製造方法が、前記ｄ）工程の後に、前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの前記内側面との間に保持された前記一部の接着剤に紫外線を照射する工程をさらに備える。
請求項６に記載の発明は、モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるとともに、スリーブハウジングが外側面に取り付けられる略円筒状のスリーブであって、略円筒面である外側面と、略円筒面である内側面と、前記外側面および前記内側面の両端に位置する両端面と、前記両端面に形成された動圧溝とを備え、ロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さい。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のスリーブであって、前記第１端部の端面にヘリングボーン形状の動圧溝が形成され、前記第２端部の端面にスパイラル形状の動圧溝が形成されている。
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載のスリーブであって、前記第２端部の前記接着剤保持部が、前記外側面に接する環状面であって中心軸を含む断面において前記外側面に対して第１鈍角をなす第１傾斜面と、前記第１傾斜面の内側に接する環状面であって前記断面において前記外側面となす角が前記第１鈍角よりも小さい第２鈍角となる第２傾斜面とを備える。
請求項９に記載の発明は、モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブユニットであって、請求項６ないし８のいずれかに記載のスリーブと、前記スリーブの前記外側面に取り付けられた略円筒状のスリーブハウジングとを備える。
請求項１０に記載の発明は、電動式のモータであって、ロータ部と、ステータ部と、前記ロータ部のロータハブに接続されたシャフトと、前記ステータ部に取り付けられ、前記シャフトが挿入される請求項９に記載のスリーブユニットと、前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転する駆動機構とを備える。
請求項１１に記載の発明は、モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるとともに、スリーブハウジングが外側面に取り付けられるスリーブの製造方法であって、ａ）粉体材料を型内にて加圧して略円筒状のスリーブ部材を成形する工程と、ｂ）前記スリーブ部材を加熱して焼結させる工程と、ｃ）前記スリーブ部材を加圧してサイジングすることによりスリーブを得る工程とを備え、前記ｃ）工程が、前記スリーブ部材の中心軸方向における両端面に動圧溝を形成する工程を含み、前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さい。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のスリーブの製造方法であって、前記第２端部の前記接着剤保持部が、前記動圧溝と同時に形成される。
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載のスリーブの製造方法であって、前記ｃ）工程において、サイジングと前記動圧溝を形成する工程とが個別に行われる。
本発明によれば、スリーブのロータハブと対向する予定の端面に接着剤が付着することを防止するとともにこの端面の面積を大きく確保することができるため、ロータハブとスリーブの端面との間のスラスト軸受部の性能を低下させることなく、スリーブとスリーブハウジングとを接着することができる。
また、請求項４および７の発明では、スラスト軸受部の性能をさらに向上することができる。請求項５の発明では、接着剤全体を容易に硬化させることができる。請求項８の発明では、スリーブとスリーブユニットとの間の接着強度を高めつつ接着剤保持部に多くの接着剤を保持させることが実現される。
請求項１２の発明では、接着剤保持部と動圧溝とを同時に形成することによりスリーブの製造コストを削減することができる。
図１は、本発明の一の実施の形態に係るディスク駆動用のモータ１を示す縦断面図である。図１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の左半分のみを示している。
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、下方に伸びるシャフト３１１が接続されたロータハブ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３２を備える。ロータハブ３１およびシャフト３１１は、ステンレス鋼等により一体的に形成されており、ロータハブ３１は、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３３が取り付けられる。ロータハブ３１の上面には二点鎖線にて示すように記録ディスク９が載置される。
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。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、シャフト３１１の周囲に配置された界磁用磁石３２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。すなわち、電機子２４および界磁用磁石３２が、ロータ部３をステータ部２に対して回転する駆動機構となっている。
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に向かって突出する略円筒状のスリーブ取付部２１１が設けられる。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と、スリーブ２２１の外側面に取り付けられる略円筒状のスリーブハウジング２２２と、スリーブハウジング２２２の下側の開口を塞ぐ略円板状のシールキャップ２２３を備え、スリーブ取付部２１１に挿入されて接着剤を介してベースプレート２１に固定される。
スリーブハウジング２２２の上側の部位は、スリーブユニット２２の外周に沿って外側に突出するフランジ部２２２１となっており、スリーブユニット２２がベースプレート２１に取り付けられる際には、フランジ部２２２１のベースプレート２１側の部位とスリーブ取付部２１１の先端とが上下方向に当接する。
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２２１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３３の上面との間、スラストプレート３３の下面とシールキャップ２２３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２２２１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。
フランジ部２２２１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、この外側面に対向する円筒部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。
一方、スリーブ２２１の中心軸Ｊ１方向における両端面である上端面および下端面には、ロータ部３の回転時に潤滑油に流体動圧を発生させるための動圧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。なお、スラストプレート３３の下面またはシールキャップ２２３の上面に動圧溝を設けて第２下部間隙４４もスラスト動圧軸受部とされてよい。また、スリーブ２２１の内側面には、側部間隙４２の潤滑油に流体動圧を発生させるための溝が形成されており、側部間隙４２によりラジアル動圧軸受部が構成される。
このように、モータ１では、スリーブユニット２２、シールキャップ２２３、シャフト３１１、円板部３１２およびスラストプレート３３（および潤滑油）により、流体動圧を利用する軸受機構が構成され、軸受機構がロータ部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および記録ディスク９を高精度、かつ、低騒音にて回転することができる。特に、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に潤滑油が連続して充填される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。
図２は、スリーブユニット２２（シールキャップ２２３を除く。）の断面を拡大して示す図である。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２２２２との間に僅かな隙間を空けて挿入されており（すなわち、すきまばめされており）、スリーブハウジング２２２の内側面２２２２とスリーブ２２１の外側面２２１１との間に介在する接着剤２２０によりスリーブハウジング２２２に固定されている。スリーブ２２１の下側の端部の外周縁は後述する接着剤保持部５６となる面取形状となっており、接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間にスリーブハウジング２２２とスリーブ２２１との間から連続する接着剤２２０ａが保持されている。なお、スリーブ２２１の上側の端部とスリーブハウジング２２２との間には接着剤２２０はほとんどはみ出していない。
接着剤２２０ａは楔としての役割を果たし、スリーブ２２１がロータハブ３１（図１参照）から下方を向く大きな力を受けたとしても、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に対して移動してしまう、すなわち、接着状態が破壊されてしまうことが防止される。
図３．Ａ、図３．Ｂおよび図３．Ｃはスリーブ２２１の平面図、縦断面図および底面図である。図３．Ａおよび図３．Ｃでは、動圧溝の部分に平行斜線を付しており、図３．Ｂでは、断面を表す平行斜線を省略している。また、図３．Ｂでは動圧溝を強調して示している。
スリーブ２２１は、外側面２２１１および内側面２２１２が共に略円筒面の形状であり、外側面２２１１および内側面２２１２の両端に位置する両端面、すなわち、外側面２２１１の上端と内側面２２１２の上端との間の上端面２２１３および外側面２２１１の下端と内側面２２１２の下端との間の下端面２２１４には溝の集合である動圧溝が形成されている。上端面２２１３の動圧溝５１１はヘリングボーン形状とされ、下端面２２１４の動圧溝５１２はスパイラル形状とされる。
また、スリーブ２２１の内側面２２１２の上下２カ所には、ヘリングボーン形状の動圧溝５１３が形成されており、外側面２２１１には、中心軸Ｊ１に平行に伸びる３つの連通溝５２が等角度間隔にて形成されている。連通溝５２は、図１に示す上部間隙４１と第１下部間隙４３との間の圧力差を緩和して軸受機構内における気泡の発生を防止する役割を果たす。
図３．Ｂに示すように、スリーブ２２１のロータハブ３１と対向する予定の上端部２２１５（以下、「第１端部」という。）の外周縁および内周縁は断面が直線となる面取形状となっており、第１端部２２１５とは反対側の下端部２２１６（以下「第２端部」という。）の外周縁および内周縁も断面が直線となる面取形状となっている。これらの面取形状と中心軸Ｊ１とのなす角は任意に設定されてよい。第１端部２２１５の外周縁に形成された面取形状５５の径方向の幅Ｗ１は、第２端部２２１６の外周縁に形成された面取形状である接着剤保持部５６の径方向の幅Ｗ２よりも小さく、図２に示すように、接着剤保持部５６は一部の接着剤２２０ａを保持する役割を果たす。より具体的には、接着剤保持部５６の中心軸Ｊ１方向の幅および径方向の幅は、面取形状５５の中心軸Ｊ１方向の幅および径方向の幅のそれぞれ２倍程度とされる。
図４．Ａは、接着剤保持部の他の例を示す断面図である。図４．Ａに示す接着剤保持部５６ａは、外側面２２１１に接する（円錐台状の）環状面であって中心軸Ｊ１を含む断面において外側面２２１１と第１鈍角θ１（中心軸Ｊ１側の角度を指す。）をなす第１傾斜面５６１と、第１傾斜面５６１の内側に接する（円錐台状の）環状面であって断面において外側面２２１１となす角が第１鈍角θ１よりも小さい第２鈍角θ２（中心軸Ｊ１側の角度を指す。）となる第２傾斜面５６２と、第２傾斜面５６２の内側および下端面２２１４に接する環状面であって中心軸Ｊ１に平行な円筒面５６３とを備える。
図４．Ａに示すように、２つの傾斜面５６１，５６２を設けることにより、中心軸Ｊ１となす角が小さい第１傾斜面５６１により接着剤保持部５６ａに保持された接着剤が効率よく楔としての役割を果たして接着強度が高められ（図２参照）、中心軸Ｊ１となす角が大きい第２傾斜面に５６２により接着剤保持部５６ａにより多くの接着剤を保持させることが実現される。図４．Ａに示す接着剤保持部５６ａの場合、円筒面５６３によりさらに多くの接着剤を保持することが実現される。
図４．Ｂは、接着剤保持部のさらに他の例を示す断面図である。図４．Ｂに示す接着剤保持部５６ｂは、外側面２２１１に接する環状面であって中心軸Ｊ１を含む断面において外側面２２１１に対して第１鈍角θ３をなす第１傾斜面５６４と、第１傾斜面５６１の内側と下端面２２１４とに接する環状面であって断面において外側面２２１１となす角が第１鈍角θ３よりも小さい第２鈍角θ４となる第２傾斜面５６５とを備える。図４．Ｂに示す接着剤保持部５６ｂにおいても、第１傾斜面５６４により接着剤が効率よく楔としての役割を果たし、第２傾斜面に５６５により接着剤保持部５６ｂにより多くの接着剤を保持させることが実現される。
その他の接着剤保持部としては、例えば、外側面２２１１から内側に垂直に広がる環状面と、その環状面の内側から下端面２２１４に至る円筒面との組み合わせにより構成されるいわゆる段差形状が採用されてもよい。
図２、図４．Ａ、図４．Ｂ等に示される接着剤保持部は、例えば、スリーブ２２１の直径が約４ｍｍの場合に中心軸Ｊ１方向の幅が０．１５〜０．３ｍｍとされ、径方向の幅が０．１５〜０．３ｍｍとされる。
以上のように、接着剤保持部は、第２端部２２１６の外周縁が、外側面２２１１から外側面２２１１よりも径が小さい端面（下端面）２２１４に至る面を有するのであれば、様々な形状とされてよい。
図５はスリーブユニット２２（シールキャップ２２３を除く。）の製造の流れを示す図であり、図６および図７はスリーブユニット組立装置６によりスリーブユニット２２が製造される様子を示す図である。スリーブユニット２２の製造では、まず、図６に示すように、スリーブ２２１の第１端部２２１５が上方から吸着されることによりスリーブ２２１がスリーブ保持部６１１により保持される（ステップＳ１１）。続いて、スリーブハウジング２２２の内側面２２２２に嫌気性および紫外線硬化性を有する接着剤２２０が塗布され（ステップＳ１２）、スリーブハウジング２２２が、スリーブ２２１の第２端部２２１６にと対向しつつハウジング保持部６２１により、フランジ部２２２１の下部と係合するようにして保持される。このとき、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２はそれぞれの中心をスリーブユニット組立装置６の中心軸Ｊ２に一致させて保持される（ステップＳ１３）。
スリーブ２２１の下方には、第１付勢部６１２が第１コイルばね６１３を介して図示省略の下側支持部に取り付けられ、、スリーブハウジング２２２の上方には、スリーブ保持部６１１を囲む第２付勢部６２２が第２コイルばね６２３を介して上側支持部６４に取り付けられる。上側支持部６４には、ブロックを介して下方を向くピン６３１が間接的に固定されており、ピン６３１に対向するピン当接部６３２がハウジング保持部６２１上に固定されている。
スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の保持が完了すると、次に、上側支持部６４が下降してスリーブ保持部６１１がハウジング保持部６２１に近づけられ、スリーブ２２１が第２端部２２１６からスリーブハウジング２２２内に挿入される（ステップＳ１４）。
挿入途上において、スリーブ２２１の第２端部２２１６が第１付勢部６１２に当接し、第１コイルばね６１３が弾性変形することによりスリーブ２２１が第１付勢部６１２によりスリーブ保持部６１１に向かって付勢される。なお、スリーブ２２１が第１付勢部６１２に当接した後は、スリーブ保持部６１１によるスリーブ２２１の吸着が停止されてもよい。
一方、スリーブ２２１の挿入途上において、スリーブハウジング２２２の上部が、第２付勢部６２２と当接し、これにより、第２コイルばね６２３が弾性変形してスリーブハウジング２２２がハウジング保持部６２１に向かって付勢される。
やがて、図７に示すように、ピン当接部６３２にピン６３１の先端が当接することにより、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。これにより、スリーブ保持部６１１に対するハウジング保持部６２１の相対位置が正確に決定され、スリーブ保持部６１１に当接するスリーブ２２１とハウジング保持部６２１に当接するスリーブハウジング２２２との中心軸Ｊ２方向における相対位置が正確に決定される。
挿入に際して接着剤２２０は、スリーブ２２１の第２端部２２１６により、スリーブ２２１の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面との間に挟まれるようにして広がり、図２に示すように、はみ出した一部の接着剤２２０ａ（図７にも図示）がスリーブ２２１の接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に保持される。ステップＳ１２における接着剤２２０の塗布量は、塗布量の誤差を考慮しつつはみ出した接着剤２２０ａが適正量となるように予め設定されている。
その後、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の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面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が硬化し、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に接着されて固定される。
固定が完了すると、スリーブ保持部６１１およびハウジング保持部６２１が離間してスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が取り出され、接着剤保持部５６内に保持されている、すなわち、露出している接着剤２２０ａに紫外線が照射されて硬化され、スリーブユニット２２の主要部の製造が終了する（ステップＳ１５）。
図８は、スリーブユニット２２の製造の流れの他の例を示す図であり、図９および図１０はスリーブユニット２２の製造の様子を示す図である。図９および図１０では、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の上下が図６および図７の場合とは逆になっている。スリーブユニット組立装置６ａは、ピン６３１およびピン当接部６３２を除いて図６の装置の上下を反転したものとなっており、さらに一部の部品の形状が図６と異なっている。図９および図１０では、図６と同様の構成要素には同符号を付しているが、図６のスリーブ保持部６１１およびハウジング保持部６２１に対応する構成要素はスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２は当接するのみであるため、以下の説明では、これらをそれぞれ「スリーブ当接部６１１」および「ハウジング当接部６２１」と呼ぶ。また、第１付勢部６１２にはスリーブ２２１を吸着保持する機能が設けられる。
まず、スリーブ２２１の外側面２２１１に嫌気性および紫外線硬化性を有する接着剤２２０が塗布され（ステップＳ２１）、図９に示すように、スリーブ２２１の第２端部２２１６が上方から吸着されることによりスリーブ２２１が第１付勢部６１２により保持される（ステップＳ２２）。次に、スリーブハウジング２２２がフランジ部２２２１を下方に向けて、すなわち、フランジ部２２２１とは反対側の部位をスリーブ２２１の第１端部２２１５と対向させつつ第２付勢部６２２に保持される（ステップＳ２３）。
続いて、スリーブ２２１の中心とスリーブハウジング２２２の中心とがスリーブユニット組立装置６ａの中心軸Ｊ２に一致している状態で、スリーブ当接部６１１がハウジング当接部６２１に近づけられ、スリーブハウジング２２２内にスリーブ２２１が第１端部２２１５から挿入される（ステップＳ２４）。
ピン６３１がピン当接部６３２に当接するまで、スリーブ当接部６１１がハウジング当接部６２１に近づけられると、図１０に示すように、図６および図７の場合と同様に、第１コイルばね６１３によりスリーブ２２１がスリーブ当接部６１１と第１付勢６１２との間に挟持され、第２コイルばね６２３によりスリーブハウジング２２２がハウジング当接部６２１と第２付勢部６２２との間に挟持される状態となり、これにより、中心軸Ｊ２方向におけるスリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との相対位置が正確に決定される。
挿入に際して接着剤２２０は、スリーブハウジング２２２の薄肉部（図１０における上部）により、スリーブ２２１の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面との間に挟まれるようにして広がって若干スリーブハウジング２２２の内側面に付着した状態となるが、図２に示すように、はみ出した一部の接着剤２２０ａ（図１０にも図示）の大部分がスリーブ２２１の接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に保持される。
その後、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が所定の時間だけ保持されて外気との接触が断たれた接着剤２２０が硬化し、接着剤保持部５６に露出している接着剤２２０ａが、紫外線の照射により硬化される（ステップＳ２５）。
以上、スリーブユニット２２の２通りの製造方法について説明したが、これらの製造方法では、接着剤保持部５６に接着剤２２０ａが保持され、第１端部２２１５側に接着剤２２０がはみ出さないように、接着剤２２０の塗布位置およびスリーブ２２１の挿入方向が決定されるため、接着剤２２０が上端面２２１３に付着して図１に示す上部間隙４１のスラスト軸受部の性能が低下してしまうことが防止される。また、接着剤のふき取り作業を不要としつつ接着剤の塗布量を増大することができ、かつ、接着剤とスラストプレート３３との接触も防止することができるため、スラストプレート３３の周囲のスラスト軸受部の性能低下を防止しつつ接着強度を容易に高めることも実現される。
なお、スラストプレート３３とスリーブハウジング２２２の内周面との間の隙間は比較的大きくされるため、万一、接着剤保持部５６からスリーブハウジング２２２側へと接着剤２２０ａが広がったとしても第１下部間隙４３および第２下部間隙４４によるスラスト軸受部に接着剤が与える影響はほとんどない。
また、第１端部２２１５の外周縁の面取形状を小さく抑えることができるため、スリーブ２２１の上端面２２１３の面積を大きく確保して動圧を高く維持ことができ、さらに、動圧面を広くすることにより動圧溝をヘリングボーン形状とすることができ、（上部間隙４１の）スラスト軸受部の性能をさらに向上することが実現される。
また、既述のように、接着剤保持部５６に保持された一部の接着剤２２０ａが楔としての役割を果たすため、ロータ部３からスリーブ２２１に加えられるスラスト方向からの衝撃等の力に対して、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方向の締結長を短くすることができモータ１を薄型化することができる。
さらに、スリーブユニット２２の製造では、嫌気性かつ紫外線硬化性の接着剤２２０が用いられるため、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との間の隙間に挟まれた接着剤も隙間からはみ出した接着剤も容易に硬化させることができ、スリーブユニット２２の製造を簡素化することができる。なお、接着剤２２０としては、熱硬化性のものが利用されてもよく、紫外線硬化性かつ熱硬化性のものや、嫌気性、紫外線硬化性かつ熱硬化性のものが使用されてもよい。接着剤２２０は紫外線硬化性を有するのであれば、嫌気性を有さないものであっても紫外線にて仮硬化させた後、時間をかけて硬化させることができるため、タクトを低下させることなく製造することができる。また、エポキシ成分の多い接着剤を用いることにより、接着強度をより向上することができる。
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２２１の挿入時に、スリーブ２２１の外側面２２１１とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２とが強く擦れ合うことが防止される。これにより、スリーブ２２１の動圧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２２１とスリーブハウジング２２２とを接着剤にて接着する手法は、スリーブ２２１が無垢材に比べて比較的脆弱な焼結等の多孔質部材にて形成されている場合に特に適している。
次に、スリーブ２２１の製造について説明する。図１１は、スリーブ２２１の製造の流れを示す図である。スリーブ２２１の製造では、まず、図１２に示す断面図のように、原材料となる粉体材料がフォーミング装置７１により加圧成形されてスリーブ２２１の元となるスリーブ部材８が製造される。
フォーミング装置７１は粉体材料をの上から加圧する上パンチ７１１、粉体材料を下から加圧する下パンチ７１２、粉体材料の外側面（スリーブ２２１の外側面２２１１に対応する。）を囲むダイ７１３、および、粉体材料の内側面（スリーブ２２１の内側面２２１２に対応する。）の内側に挿入されるコアロッド７１４ を備え、ダイ７１３、コアロッド７１４および下パンチ７１２により円筒状の空間７１５が形成される。
そして、空間７１５内に粉体材料が充填された後、上パンチ７１１が空間７１５に上から挿入され、密閉された空間７１５を形成する型内にて粉体材料が加圧されて略円筒状のスリーブ部材８へが成形される（ステップＳ３１）。
加圧成形されたスリーブ部材８は、フォーミング装置７１から取り出されて加熱装置へと搬入され、高温に加熱されて焼結される（ステップＳ３２）。
図１３．Ａ、図１３．Ｂおよび図１３．Ｃは、焼結されたスリーブ部材８が、サイジング装置７２により再度加圧されてサイジングされる様子を示す図である。サイジング装置７２はフォーミング装置７１と類似した構造となっており、スリーブ部材８を上から加圧する上パンチ７２１、スリーブ部材８を下から加圧する下パンチ７２２、スリーブ部材８の外側面を拘束するダイ７２３、および、スリーブ部材８の内側に挿入されるコアロッド７２４ を備える。
上パンチ７２１の下面には、スリーブ部材８の上面に動圧溝を形成するための凹凸７２１ａが設けられており、下パンチ７２２の上面には、スリーブ部材８の下面に動圧溝を形成するための凹凸７２２ａが設けられている。また、下パンチ７２２の上面の外縁部には、スリーブ２２１の接着剤保持部５６（図３．Ｂ参照）を形成するための環状凸部７２２ｂも形成されており、図１３．Ａ〜図１３．Ｃでは図示を省略しているが、スリーブ２２１の他の角部の面取形状を形成するための環状凸部が上パンチ７２１および下パンチ７２２に設けられている。また、コアロッド７２４の外周面には、スリーブ部材８の内側面に動圧溝を形成するための凹凸７２４ａが設けられている。
図１３．Ａに示すように、スリーブ部材８がダイ７２３に挿入される前の状態において、スリーブ部材８の内径はコアロッド７２４の外形よりも大きく、スリーブ部材８の外形はダイ７２３の内径よりも大きく、スリーブ部材８が上パンチ７２１と下パンチ７２２と間に挟まれるようにし保持される。
そして、図１３．Ｂに示すように、上パンチ７２１に押されてスリーブ部材８がダイ７２３内へと押し込まれ（ダイ７２３の入り口には圧入用のテーパが形成されている。）、これにより、スリーブ部材８がダイ７２３から力を受けて内側に圧縮され、コアロッド７２４の凹凸７２４ａがスリーブ部材８の内側面に転写される。さらに、上パンチ７２１と下パンチ７２２とから圧力を受け、上パンチ７２１の凹凸７２１ａがスリーブ部材８の上面に転写され、下パンチ７２２の凹凸７２２ａおよび環状凸部７２２ｂがスリーブ部材８の下面に転写される。
図１３．Ｃは、サイジング装置７２からスリーブ部材８がスリーブ２２１となって取り出された様子を示す図である。スリーブ部材８は、弾性変形していた分だけ外側へ広がり、コアロッド７２４から分離可能な状態となる。圧縮時のスリーブ部材８の塑性変形量および解放時の弾性変形量（いわゆる、スプリングバック量）は予め設計されており、サイジング装置７２から取り出されたスリーブ部材８は、所望の寸法のスリーブ２２１となっている（ステップＳ３３）。すなわち、サイジング装置７２では、スリーブ部材８の加圧によるサイジング、中心軸方向の両端面の動圧溝５１１，５１２の形成、内側面の動圧溝５１３の形成、および、接着剤保持部５６の形成が同時に行われる。なお、他の角部の面取形状も同時に形成される。
ところで、動圧溝と接着剤保持部５６とを個別に形成する場合、動圧溝を形成する装置からスリーブ部材８を取り出した後、スリーブ部材８の上下を確認しつつ接着剤保持部５６を形成する次の装置にスリーブ部材８を装填する必要がある。これに対し、図１３．Ａのサイジング装置７２では、スリーブ部材８の上下を区別することなくスリーブ部材８をサイジング装置７２に装填することができるため、製造コストを削減することができる。さらに、サイジング装置７２では、サイジングと溝形成とが同時に行われるため、これらの処理を個別の装置にて行う場合に比べて製造コストの低減および生産速度の向上を図ることができる。
図１４は、図１１のステップＳ３３の他の例を示す図である。図１６に示す製造工程では、スリーブ部材８が焼結された後、サイジング装置にて動圧溝および接着剤保持部５６を形成することなくサイジングが行われる（ステップＳ３３ａ）。したがって、サイジング装置は図１３．Ａに示すものから凹凸７２１ａ，７２２ａ，７２４ａおよび環状凸部７２２ｂを省いたものとなっている。
サイジングが完了すると、スリーブ部材８は図１３．Ａに示すサイジング装置７２と類似した構造の溝形成装置に取り付けられ、スリーブ部材８の全体を弾性変形させつつ局所的な塑性変形によりスラスト用およびラジアル用の動圧溝５１１，５１２，５１３、並びに、接着剤保持部５６が形成される（ステップＳ３３ｂ）。なお、ステップＳ３３ｂにおいて若干サイジングが行われてもよく、ステップＳ３３ａは、ステップＳ３３ａおよびステップＳ３３ｂによるサイジングに含まれる主要なサイジングと捉えられてもよい。
図１４に示すサイジングと動圧溝の形成する工程とを個別に行う手法は、サイジングと動圧溝形成とを同時に行った場合にスリーブ２２１の形状精度が十分に得られない場合に採用される。図１４に示す製造の場合においても、動圧溝と接着剤保持部５６とが同時に形成されるため、動圧溝を形成する装置に到達するまでスリーブ部材８の上下を区別することなくスリーブ部材８を取り扱うことができるため、製造コストの削減が実現される。
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、上記実施の形態では、スリーブ２２１やスリーブハウジング２２２に接着剤２２０が塗布された後にこれらが保持されるが、保持された後に接着剤２２０の塗布が行われてもよい。スリーブ２２１の保持とスリーブハウジング２２２の保持の順序も適宜変更されてよい。
また、接着剤保持部５６は、断面が直線または連続する複数の直線となる面に限定されず、例えば、断面が曲線となる面とされてもよい。第１端部２２１５の外周縁や内周縁、第２端部２２１６の内周縁の面取形状も、断面が曲線となる形状であってもよい。
スリーブ２２１の製造において、スリーブ２２１（正確にはスリーブ部材８）の面取形状および接着剤保持部５６の形成がフォーミグ工程にて行われてもよい。フォーミグ工程では、スリーブ部材８の内部に残留応力を生じさせることなく容易に接着剤保持部５６を形成することができる。また、動圧溝の形成を伴わないサイジング工程（ステップＳ３３ａ）において接着剤保持部５６が形成されてもよい。
上記実施の形態に係るモータは、必ずしも界磁用磁石３２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３２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が用いられてもよい。
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。
モータの断面図である。 スリーブユニットの断面図である。 スリーブの平面図である。 スリーブの断面図である。 スリーブの底面図である。 接着剤保持部の他の例を示す断面図である。 接着剤保持部のさらに他の例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。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 スリーブユニットの製造の流れの他の例を示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 スリーブの製造の流れを示す図である。 製造途上のスリーブを示す図である。 製造途上のスリーブを示す図である。 製造途上のスリーブを示す図である。 製造途上のスリーブを示す図である。 スリーブの製造の流れの他の例を示す図である。
符号の説明
１ モータ
２ ステータ部
３ ロータ部
８ スリーブ部材
２２ スリーブユニット
２４ 電機子
３１ ロータハブ
３２ 界磁用磁石
５５ 面取形状
５６ 接着剤保持部
２２０，２２０ａ 接着剤
２２１ スリーブ
２２２ スリーブハウジング
３１１ シャフト
５１１，５１２ 動圧溝
５６１，５６４ 第１傾斜面
５６２，５６５ 第２傾斜面
２２１１ 外側面
２２１２ 内側面
２２１３ 上端面
２２１４ 下端面
２２１５ 第１端部
２２１６ 第２端部
２２２２ 内側面
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２５，Ｓ３１〜Ｓ３３，Ｓ３３ａ，Ｓ３３ｂ ステップ

Claims (13)

  1. モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブと前記スリーブの外側面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り、前記中心軸方向における両端面に動圧溝が形成されたスリーブを保持する工程と、
    ｂ）略円筒状のスリーブハウジングの内側面に接着剤を塗布する工程と、
    ｃ）前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、前記スリーブハウジングを前記第２端部と対向させつつ保持する工程と、
    ｄ）前記スリーブを前記第２端部から前記スリーブハウジングに挿入し、一部の接着剤を前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの前記内側面との間に保持する工程と、
    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. モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブと前記スリーブの外側面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り、前記中心軸方向における両端面に動圧溝が形成されたスリーブの外側面に接着剤を塗布する工程と、
    ｂ）前記スリーブを保持する工程と、
    ｃ）前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの前記外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、略円筒状のスリーブハウジングを前記第１端部と対向させつつ保持する工程と、
    ｄ）前記スリーブを前記第１端部から前記スリーブハウジングに挿入し、一部の接着剤を前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持する工程と、
    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。
  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、
    前記スリーブの前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記第２端部の前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さい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、
    前記第１端部の端面にヘリングボーン形状の動圧溝が形成され、前記第２端部の端面にスパイラル形状の動圧溝が形成されてい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、
    前記接着剤が嫌気性および紫外線硬化性を有し、
    前記製造方法が、前記ｄ）工程の後に、前記接着剤保持部と前記スリーブハウジングの前記内側面との間に保持された前記一部の接着剤に紫外線を照射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. モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるとともに、スリーブハウジングが外側面に取り付けられる略円筒状のスリーブであって、
    略円筒面である外側面と、
    略円筒面である内側面と、
    前記外側面および前記内側面の両端に位置する両端面と、
    前記両端面に形成された動圧溝と、
    を備え、
    ロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、
    前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さいことを特徴とするスリーブ。
  7. 請求項６に記載のスリーブであって、
    前記第１端部の端面にヘリングボーン形状の動圧溝が形成され、前記第２端部の端面にスパイラル形状の動圧溝が形成されていることを特徴とするスリーブ。
  8. 請求項６または７に記載のスリーブであって、
    前記第２端部の前記接着剤保持部が、
    前記外側面に接する環状面であって中心軸を含む断面において前記外側面に対して第１鈍角をなす第１傾斜面と、
    前記第１傾斜面の内側に接する環状面であって前記断面において前記外側面となす角が前記第１鈍角よりも小さい第２鈍角となる第２傾斜面と、
    を備えることを特徴とするスリーブ。
  9. モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるスリーブユニットであって、
    請求項６ないし８のいずれかに記載のスリーブと、
    前記スリーブの前記外側面に取り付けられた略円筒状のスリーブハウジングと、
    を備えることを特徴とするスリーブユニット。
  10. 電動式のモータであって、
    ロータ部と、
    ステータ部と、
    前記ロータ部のロータハブに接続されたシャフトと、
    前記ステータ部に取り付けられ、前記シャフトが挿入される請求項９に記載のスリーブユニットと、
    前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転する駆動機構と、
    を備えることを特徴とするモータ。
  11. モータにおいてロータハブに接続されたシャフトが挿入されるとともに、スリーブハウジングが外側面に取り付けられるスリーブの製造方法であって、
    ａ）粉体材料を型内にて加圧して略円筒状のスリーブ部材を成形する工程と、
    ｂ）前記スリーブ部材を加熱して焼結させる工程と、
    ｃ）前記スリーブ部材を加圧してサイジングすることによりスリーブを得る工程と、
    を備え、
    前記ｃ）工程が、前記スリーブ部材の中心軸方向における両端面に動圧溝を形成する工程を含み、
    前記スリーブのロータハブと対向する予定の第１端部とは反対側の第２端部の外周縁が、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る面を有する接着剤保持部となっており、
    前記第１端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記接着剤保持部の径方向の幅よりも小さいことを特徴とするスリーブの製造方法。
  12. 請求項１１に記載のスリーブの製造方法であって、
    前記第２端部の前記接着剤保持部が、前記動圧溝と同時に形成されることを特徴とするスリーブの製造方法。
  13. 請求項１１または１２に記載のスリーブの製造方法であって、
    前記ｃ）工程において、サイジングと前記動圧溝を形成する工程とが個別に行われることを特徴とするスリーブの製造方法。
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