JP2019062710A - Measuring method and adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定方法および調整方法に関する。 The present invention relates to measurement methods and adjustment methods.
従来、ハードディスクや光ディスクを駆動するディスク駆動装置が知られている。ディスク駆動装置には、ディスクを回転させるモータが搭載される。モータは、回転部材と非回転部材との間に動圧軸受を有することによって、高速回転を行う。高速回転時におけるディスク等の回転の安定性および精度を向上させるため、モータにおける軸受を形成する各部材の精度を向上させる技術が求められている。従来のモータの軸受の製造方法については、例えば、特開2008−309189号公報に、記載されている。
しかし、軸受を形成する各部材の組立後の寸法を測定する際、測定精度に誤差やばらつきが生じると、評価結果に基づく追加調整後の軸受の組立精度に誤差が生じる虞がある。 However, when measuring the dimensions of the members forming the bearing after assembly, if errors or variations occur in the measurement accuracy, errors may occur in the assembly accuracy of the bearing after the additional adjustment based on the evaluation result.
本発明の目的は、軸受を形成する各部材間の寸法を高精度で測定することにより、測定結果を踏まえて調整を行った後の組立精度を向上できる技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the assembly accuracy after adjustment based on the measurement result by measuring the dimensions between members forming the bearing with high accuracy.
本願の例示的な第1発明は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトが挿入される貫通孔を有するハブと、前記ハブよりも軸方向一方側において前記シャフトに固定される一方側リングと、前記ハブよりも軸方向他方側において前記シャフトに固定される他方側リングと、を有するモータにおける、前記ハブと前記一方側リングおよび前記他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法を測定する測定方法であって、a)前記ハブを固定することによって、前記ハブの軸方向の移動を制限する工程と、b)前記シャフトを軸方向一方側へ押して、前記他方側リングを前記ハブに接触させる工程と、c)前記工程b)の後、前記シャフトを軸方向他方側へ押して、前記一方側リングを前記ハブに接触させる工程と、d)前記工程b)の終了時点から前記工程c)の終了時点までにおける前記シャフトの一方側端部の軸方向の移動距離を測定する工程と、を有し、少なくとも前記工程b)、前記工程c)、および前記工程d)では、一方側端部が固定された弾性部材の他方側端部を直接的または間接的に前記シャフトに接触させることによって、前記シャフトに軸方向他方側へ向かう弾性力Eを与える。 According to a first exemplary invention of the present application, a shaft disposed along a vertically extending central axis, a hub having a through hole into which the shaft is inserted, and a shaft fixed to the shaft on one axial side with respect to the hub Axial direction between the hub and the one side ring and the other side ring in a motor having one of the side rings and the other side ring fixed to the shaft on the other side in the axial direction with respect to the hub Measuring the gap dimension of the a), and a) fixing the hub to limit axial movement of the hub; b) pushing the shaft axially to one side, the other side Contacting the ring with the hub; c) pressing the shaft axially to the other side after the step b), contacting the one side ring with the hub; Measuring the axial movement of one end of the shaft from the end of step b) to the end of step c), at least step b), c), And in the step d), the elastic force E directed to the other side in the axial direction is applied to the shaft by bringing the other end of the elastic member, one end of which is fixed, into direct or indirect contact with the shaft. give.
本願の例示的な第1発明によれば、軸受の一部を形成するハブと一方側リングおよび他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法を高精度で測定できる。これにより、測定結果を踏まえて調整を行った後の軸受の組立精度を向上できる。 According to the first exemplary invention of the present application, the axial clearance dimension between the hub forming a part of the bearing and the one side ring and the other side ring can be measured with high accuracy. As a result, the assembly accuracy of the bearing after adjustment based on the measurement result can be improved.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、「流体軸受」を備える「モータ」の一例として、スピンドルモータを例に挙げて説明する。また、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、以下の実施形態では、軸方向を上下方向とし、ステータユニットに対して、カバー部側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明の測定対象となるモータおよびディスク駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交な方向も含む。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a spindle motor will be described as an example of the “motor” including the “fluid bearing”. In addition, the direction parallel to the central axis of the motor is "axial direction", the direction perpendicular to the central axis of the motor is "radial direction", and the direction along an arc centered on the central axis of the motor is "circumferential direction". It is called. In the following embodiments, the axial direction is the vertical direction, and the shape and positional relationship of each part will be described with the cover unit side up with respect to the stator unit. However, the definition in the vertical direction is not intended to limit the use direction of the motor and the disk drive to be measured according to the present invention. Further, in the present application, the “parallel direction” also includes a substantially parallel direction. Furthermore, in the present application, the “orthogonal direction” also includes a substantially orthogonal direction.
<1.第1実施形態>
<1−1.ディスク駆動装置の構成>
図1は、本願の第1実施形態に係るディスク駆動装置100の断面図である。ディスク駆動装置100は、中央に円孔を有する3枚の磁気ディスク101を回転させながら、磁気ディスク101からの情報の読み出し、および磁気ディスク101への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図1に示すように、ディスク駆動装置100は、スピンドルモータ1、3枚の磁気ディスク101、アクセス部102、およびこれらを収容するハウジング103を有する。
<1. First embodiment>
<1-1. Disk drive configuration>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
スピンドルモータ1は、磁気ディスク101を支持しながら、中心軸9を中心として磁気ディスク101を回転させる。スピンドルモータ1の構造については、詳細を後述する。
The
磁気ディスク101は、情報が記録される媒体である。本実施形態では、3枚の磁気ディスク101が配置されている。3枚の磁気ディスク101は、スペーサ105,106を介して、軸方向に積層される。なお、磁気ディスク101の枚数は、2枚以下であってもよく、4枚以上であってもよい。
The
アクセス部102は、3組のヘッド107およびアーム108と、ヘッド移動機構109とを有する。ヘッド107は、磁気ディスク101の表面に接近して、磁気ディスク101に記録された情報の読み出し、および、磁気ディスク101への情報の書き込み、の少なくとも一方を磁気的に行う。ヘッド107は、アーム108に支持される。アーム108は、ヘッド移動機構109に支持されながら揺れ動く。
The
ハウジング103は、ベース部40と、カバー部104と、を有する。ベース部40は、スピンドルモータ1の一部でもあり、その一部が磁気ディスク101の下側において径方向に広がる。ベース部40は、例えば、鋳造にて成型される。ベース部40は開口を有する。カバー部104は、ベース部40の開口に嵌められる。これにより、ハウジング103が構成される。なお、ベース部40とカバー部104とは、ハウジング103内の気密性が損なわれないように、組み合わされる。
The
ハウジング103の内部空間は、塵または埃が極度に少ない清浄な空間であることが好ましい。本実施形態では、ハウジング103の内部に、空気よりも低密度の気体であるヘリウムガスが充填されている。これにより、磁気ディスク101の回転時の風切り音等が低減される。ただし、ヘリウムガスに代えて、水素ガス、窒素ガス、または空気が充填されてもよい。また、ヘリウムガス、水素ガス、または窒素ガスと、空気との混合気体が充填されてもよい。
The internal space of the
<1−2.スピンドルモータの構成>
続いて、スピンドルモータ1の構成について説明する。図2は、図1のスピンドルモータ1の部分拡大図である。図2に示すように、スピンドルモータ1は、シャフト10と、環状部材11と、回転部20と、ステータユニット30と、ベース部40と、を有する。本願の第1実施形態に係るスピンドルモータ1は、三相モータである。
<1-2. Configuration of spindle motor>
Subsequently, the configuration of the
シャフト10は、中心軸9に沿って配置された、略円柱形状の部材である。シャフト10は、回転部20を、中心軸9を中心として回転可能に支持する。シャフト10は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。シャフト10の上端部は、ハウジング103のカバー部104に固定される(図1参照)。シャフト10の下端部は、ベース部40に固定される。なお、シャフト10は、軸方向に貫通する貫通孔を有する中空シャフトであってもよい。
The
シャフト10の外周面には、環状部材11が設けられる。環状部材11は、シャフト10に固定され、シャフト10の外周面から径方向外側に突出する部材である。環状部材11は、上側リング111と下側リング112とから構成される。上側リング111は、少なくとも一部が後述するスリーブ21よりも軸方向上側においてシャフト10に固定される。下側リング112は、少なくとも一部が後述するスリーブ21よりも軸方向下側においてシャフト10に固定される。
An
なお、上側リング111の外周面において、軸方向の略中央から上部の外周面111Aは、上方へ向かうにつれて径が小さくなる。上側リング111の外周面において、軸方向の略中央から下部の外周面111Bは、下方へ向かうにつれて径が小さくなる。また、下側リング112の外周面において、軸方向の略中央から下部の外周面112Aは、下方へ向かうにつれて径が小さくなる。下側リング112の外周面において、軸方向の略中央から上部の外周面112Bは、上方へ向かうにつれて径が小さくなる。シャフト10および環状部材11により、本実施形態に係る「静止部材」が構成される。
In the outer peripheral surface of the
回転部20は、シャフト10および環状部材11に対して、中心軸9を中心に回転する「回転部材」である。回転部20は、スリーブ21と、アウターハブ22と、クランプ部材23と、ロータマグネット24と、ヨーク25とを備える。なお、本実施形態では、スリーブ21とアウターハブ22とは、別部材で形成されている。ただし、スリーブ21とアウターハブ22とは、一繋がりの部材であってもよい。
The rotating
スリーブ21は、シャフト10の周囲において環状に拡がる円筒状の部材である。スリーブ21および後述するアウターハブ22の材料には、例えば、アルミニウム合金または強磁性ステンレス鋼等の金属が使用される。スリーブ21の径方向内側には、スリーブ21を軸方向に貫く貫通孔210が設けられている。シャフト10は、貫通孔210に挿入される。また、後述のとおり、スリーブ21は、中心軸9を中心として、シャフト10および環状部材11に対して回転可能である。スリーブ21は、上側リング111の外周面111Bと僅かな隙間を介して対向する第1内周面211Aと、後述する溝21Cよりも上部においてシャフト10の外周面と僅かな隙間を介して対向する第2内周面211Bと、を有する。また、スリーブ21は、下側リング112の外周面112Bと僅かな隙間を介して対向する第1内周面212Aと、後述する溝21Cよりも下部においてシャフト10の外周面と僅かな隙間を介して対向する第2内周面212Bと、を有する。
The
スリーブ21の第1内周面211Aと上側リング111の外周面111B、および第2内周面211Bとシャフト10の外周面は、潤滑オイル等の流体が充填された僅かな隙間を介し対向する。また、スリーブ21の第1内周面212Aと下側リング112の外周面112B、および第2内周面212Bとシャフト10の外周面は、潤滑オイル等の流体が充填された微小間隙を介し対向する。流体には、例えば、ポリオールエステル系オイルおよび/またはジエステル系の潤滑液が使用される。なお、第2内周面211Bと第2内周面212Bとの軸方向の間には、径方向外側に窪む溝21Cを有する。溝21Cは、流体の界面安定のための空気循環用の溝である。
The first inner
第1内周面211Aは、環状部材11の外周面111Bに対向するスラスト軸受面である。第1内周面212Aは、環状部材11の外周面112Bに対向するスラスト軸受面である。また、第2内周面211B,212Bは、シャフト10の外周面に対向するラジアル軸受面である。第1内周面211A,212Aおよび第2内周面211B,212Bには、流体の動圧を発生させるための動圧溝列(図示省略)がそれぞれ設けられる。シャフト10、環状部材11、およびスリーブ21により、本実施形態に係る「流体軸受」が構成される。
The first inner circumferential surface 211 </ b> A is a thrust bearing surface facing the outer
なお、スリーブ21の軸方向上側および軸方向下側には、スピンドルモータ1の外部への潤滑流体の漏洩を防ぐためにシール部材300がそれぞれ設けられる。シール部材300は、環状部材11、および、スリーブ21の上面および下面を覆い、スリーブ21に固定される。
A
アウターハブ22は、スリーブ21の径方向外側において、中心軸9を中心として環状に拡がる円筒状の部材である。アウターハブ22は、スリーブ21とともに中心軸9を中心として回転する。また、アウターハブ22は、下部の外周面から径方向外側に拡がるフランジ部221を有する。
The
クランプ部材23は、アウターハブ22に支持される。図1に示すように、3枚の磁気ディスク101は、クランプ部材23と、アウターハブ22のフランジ部221との間に、保持される。これにより、3枚の磁気ディスク101は、回転部20に支持され、回転部20とともに中心軸9を中心として回転する。
The
ロータマグネット24は、ヨーク25を介して、アウターハブ22の内周面に固定される。ロータマグネット24は、中心軸9を中心とする円環形状をなす。ロータマグネット24の内周面は、周方向に沿ってN極とS極とが交互に配列された磁極面である。
The
ステータユニット30は、ロータマグネット24の径方向内側に配置される。ステータユニット30は、回転部20を回転させるトルクを発生させる。ステータユニット30は、ステータコア31と、複数のコイル32とを有する。
The
ステータコア31は、中心軸9を中心とする円環状の磁性体が、複数積層された積層構造体である。ステータコア31は、ベース部40に固定される。ステータコア31は、径方向外側に突出する複数のティースを有する。
The
複数のコイル32は、複数のティースに巻かれ、中心軸9を中心として環状に配置される。複数のコイル32は、3つのコイル群により構成される。3つのコイル群は、それぞれU相用、V相用、W相用である。各コイル群は、1つの導線により構成される。ステータコア31およびコイル32と、ロータマグネット24とは、径方向に対向する。
The plurality of
このようなスピンドルモータ1において、コイル32に駆動電流を供給すると、複数のティースに径方向の磁束が生じる。そして、ティースに発生した磁束は、ロータマグネット24の磁束と互いに作用し、中心軸9を中心として回転部20を回転させるための周方向のトルクを発生させる。その結果、シャフト10および環状部材11を含む「静止部材」に対して、スリーブ21およびアウターハブ22を含む「回転部材」が、中心軸9の周りを回転する。また、回転部20に支持された3枚の磁気ディスク101は、回転部20とともに、中心軸9の周りを回転する。
In such a
なお、スピンドルモータ1の回転時には、上述の動圧溝列(図示省略)によって、「静止部材」と「回転部材」との間の僅かな隙間に充填された流体に動圧が発生する。これにより、スリーブ21の第1内周面211A,212Aは、環状部材11の外周面111B,112Bから、スラスト方向に非接触に支持される。また、スリーブ21の第2内周面211B,212Bは、シャフト10の外周面から、ラジアル方向に非接触に支持される。既述の通り、スピンドルモータ1の回転時において、回転部20とともに回転する磁気ディスク101の回転精度を向上し、磁気ディスク101の読み出しまたは書き込み時のエラー、および損傷等を抑制するために、当該軸受を形成する各部の組立精度の向上が求められている。すなわち、軸受のスラスト方向の間隙およびラジアル方向の間隙の寸法精度を向上させることが求められている。以下では、当該軸受を形成するスリーブ21の第1内周面211A,212Aと、環状部材11の外周面111B,112Bとの間のスラスト間隙の高精度な測定方法について、説明する。これにより、測定結果を踏まえてスラスト間隙の高精度な調整を行うことができ、軸受の最終的な組立精度を向上できる。
When the
<1−3.スラスト間隙の測定方法>
以下、スリーブ21の第1内周面211A,212Aと、環状部材11の外周面111B,112Bとの間のスラスト間隙を測定する方法について説明する。図3および図4は、当該スラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。
<1-3. Measurement method of thrust gap>
Hereinafter, a method of measuring the thrust gap between the first inner
なお、以下では、スリーブ21とアウターハブ22とで構成される回転体を「ハブ50」と称することとする。また、図3および図4では、各部材の形状を簡略化して図示している。例えば、図2では、スリーブ21の第1内周面211A,212A、および環状部材11の外周面111B,112Bは、それぞれ軸方向に対して傾斜する傾斜面となっていたが、図3および図4では、中心軸9に対して垂直な面として図示している。図3および図4のハブ50の上面は、スリーブ21の第1内周面211Aを示しており、ハブ50の下面は、スリーブ21の第1内周面212Aを示している。また、図3および図4の上側リング111の下面は、環状部材11の外周面111Bを示しており、下側リング112の上面は、環状部材11の外周面112Bを示している。図3および図4に示すとおり、ハブ50の貫通孔210にシャフト10を挿入し、ハブ50よりも軸方向上側において上側リング111をシャフト10に圧入により固定し、ハブ50よりも軸方向下側において下側リング112をシャフト10に圧入により固定した状態で、スラスト間隙の測定を行う。
Hereinafter, the rotating body constituted by the
スラスト間隙を測定する装置は、本体60と、エアシリンダ61と、変位計62と、弾性部材63と、ハブ固定部64とを有する。エアシリンダ61、変位計62、およびハブ固定部64は、それぞれ本体60に固定されている。本体60は、上側壁部601と下側壁部602とを有する。上側壁部601は、シャフト10よりも上側において径方向に拡がる。下側壁部602は、シャフト10よりも下側において径方向に拡がる。
The device for measuring the thrust gap has a
エアシリンダ61は、シリンダ本体611と、シリンダ変位部612と、シリンダ接触部613とを有する。エアシリンダ61は、シリンダ本体611への空気を供給および排出により、シリンダ変位部612を軸方向に変位させる。シリンダ本体611は、本体60の下側壁部602に固定され、軸方向および径方向の動きが制限されている。シリンダ変位部612の上端部には、表面摩擦力の大きい樹脂製のシリンダ接触部613が固定されている。シャフト10の下面は、シリンダ接触部613に接触する。これにより、シャフト10の位置ずれ、および損傷等が抑制される。
The
変位計62は、変位計固定部621と、変位計変位部622と、変位計接触部623とを有する。変位計固定部621は、本体60の上側壁部601に固定され、軸方向および径方向の動きが制限されている。変位計変位部622は、変位計固定部621に対して軸方向に変位可能に支持されている。ただし、変位計変位部622の上端部と変位計固定部621との間に設けられた係合構造(図示省略)によって、変位計変位部622が変位計固定部621から外れて落下することが抑制されている。変位計変位部622の下端部には、表面摩擦力の大きい樹脂製の変位計接触部623が固定されている。シャフト10の上面は、変位計接触部623に接触する。これにより、シャフト10の位置ずれ、および損傷等が抑制される。
The
上述のとおり、変位計変位部622の少なくとも一部は、変位計固定部621と変位計接触部623との軸方向の間に位置する。変位計変位部622の外径は、変位計固定部621の外径および変位計接触部623の外径よりも小さい。変位計変位部622の径方向外側、かつ、変位計固定部621と変位計接触部623との軸方向の間には、弾性部材63が、自然長よりも軸方向に圧縮された状態で取り付けられている。弾性部材63の上端部は、変位計固定部621に固定されている。弾性部材63の下端部は、変位計接触部623に固定されている。変位計変位部622は、上方へ向かう力が加えられていない状態では、弾性部材63の弾性力Eによって下方へ延伸する。
As described above, at least a part of the displacement
ハブ固定部64は、クランプ構造を有する。ハブ固定部64は、ハブ50を軸方向の上側および下側から挟み込んで固定し、ハブ50の軸方向および径方向の動きを制限する。
The
図5は、スラスト間隙の測定および調整の工程を示したフローチャートである。図5に示すとおり、スラスト間隙の測定時には、まず、ハブ固定部64によってハブ50を固定し、ハブ50の軸方向の移動を制限する(ステップS1)。その際、シャフト10の上端部を、変位計接触部623を介して弾性部材63の下端部に間接的に接触させる。また、シャフト10の下端部がシリンダ接触部613の真上に位置するように、調整する。
FIG. 5 is a flow chart showing the process of measuring and adjusting the thrust gap. As shown in FIG. 5, at the time of measurement of the thrust gap, first, the
次に、エアシリンダ61を駆動し、シリンダ変位部612を上方へ向かって変位させる。そして、シリンダ接触部613を介してシャフト10の下端部を上方へ押し上げ(ステップS2)、シャフト10に固定された下側リング112をハブ50に接触させる。なお、エアシリンダ61の押し上げによりシャフト10へ加わる上向きの力を「力F」と定義する。
Next, the
図3に戻る。図3は、ステップS2が終了した時点の状態を示している。ステップS2が終了した時点におけるシャフト10の上端部は高さをh1とする。なお、少なくともステップS2、後述するステップS3、および後述するステップS4において、シャフト10の上端部には、弾性部材63によって、下向きの弾性力Eが加わっている。一方、エアシリンダ61の押し上げによりシャフト10へ加わる上向きの力Fの大きさは、弾性力Eの大きさよりも大きい。これにより、シャフト10に下方へ向かう弾性力Eが与えられた状態でも、シャフト10を上方へ押し上げることができる。
Return to FIG. FIG. 3 shows the state when step S2 is completed. The upper end portion of the
ステップS2の終了後、エアシリンダ61の駆動を停止し、シリンダ変位部612を下方へ変位させる。この時、弾性部材63によりシャフト10に加わる下方へ向かう弾性力Eは維持されている。これにより、シャフト10を下方へ押し下げ、シャフト10に固定された上側リング111をハブ50に接触させる(ステップS3)。図4に戻る。図4は、ステップS3が終了した時点の状態を示している。ステップS3が終了した時点におけるシャフト10の上端部は高さをh2とする。
After completion of step S2, the driving of the
さらに、変位計62は、ステップS2が終了した時点のシャフト10の上端部の高さh1と、ステップS3が終了した時点のシャフト10の上端部の高さh2との間の軸方向距離(シャフト10の移動距離D)を測定する(ステップS4)。ここで、移動距離Dは、ハブ50と上側リング111および下側リング112との間の軸方向の隙間寸法に相当する。このように、ステップS1〜ステップS4の工程を経ることによって、当該隙間寸法、すなわち流体軸受を形成するスリーブ21の第1内周面211A,212Aと、環状部材11の外周面111B,112Bとの間のスラスト間隙を、高精度で測定することができる。
Furthermore, the
なお、ステップS2における、エアシリンダ61の押し上げによりシャフト10へ加わる上向きの力Fの大きさは、例えば、600gf以下であることが望ましい。これにより、力Fを過度に大きくすることによるハブ50の浮き上がりを抑制できる。
Note that the magnitude of the upward force F applied to the
また、ステップS2における、エアシリンダ61の押し上げによりシャフト10へ加わる上向きの力Fの大きさを、350gf以上かつ450gf未満とすることが、より望ましい。さらに、弾性力Eの大きさを、250gf以上かつ350gf未満とし、力Fの大きさと弾性力Eの大きさとの差を、50gf以上かつ250gf未満(特に、100gf以上)とすることが望ましい。図6は、弾性力Eの大きさと、シャフト10の移動距離D(スラスト間隙)の測定結果のばらつきとの関係を解析した結果を示す図である。また図6は、3種類のサンプルP,Q,およびRを用いて、それぞれ解析した結果を示している。図6に示すとおり、3種類のサンプルP,Q,およびRともに、弾性力Eの大きさが特定の範囲X(本実施形態では、250gf以上350gf未満)にある場合、シャフト10の移動距離D(スラスト間隙)を測定した結果のばらつきが小さくなることが分かる。すなわち、移動距離D(スラスト間隙)の測定誤差をさらに抑えることができる。また、図7は、力Fの大きさと弾性力Eの大きさとの差と、シャフト10の移動距離D(スラスト間隙)の測定結果のばらつきとの関係を解析した結果を示す図である。図7に示すとおり、力Fの大きさと弾性力Eの大きさとの差が特定の範囲Y(本実施形態では、50gf以上かつ250gf未満)内にある場合、シャフト10の移動距離D(スラスト間隙)を測定した結果のばらつきが小さくなることが分かる。すなわち、移動距離D(スラスト間隙)の測定誤差をさらに抑えることができる。なお、力Fが特定の範囲Yよりも小さい場合は、シャフト10を押し上げる力Fが足りず、シャフト10の位置が安定しないことにより、測定結果にばらつきが生じやすくなるものと考えられる。
More preferably, the magnitude of the upward force F applied to the
図5に戻る。ステップS4の終了後、移動距離Dの測定結果が、所定の許容範囲内か、所定の許容範囲よりも大きいか、または所定の許容範囲よりも小さいか、を判定する(ステップS5)。そして、移動距離Dの測定結果が所定の許容範囲よりも大きいと判断された場合、移動距離Dが示すスラスト間隙を小さくするための調整(ステップS6およびステップS7)を行う。 Return to FIG. After completion of step S4, it is determined whether the measurement result of the movement distance D is within a predetermined tolerance, greater than a predetermined tolerance, or smaller than a predetermined tolerance (step S5). When it is determined that the measurement result of the movement distance D is larger than the predetermined allowable range, adjustment (steps S6 and S7) for reducing the thrust gap indicated by the movement distance D is performed.
スラスト間隙を小さくするための調整として、まず、上側リング111を固定することによって、上側リング111の軸方向の移動を制限する(ステップS6)。次に、エアシリンダ61の押し上げ等により、シャフト10の下端部を上方へ押し上げる(ステップS7)。これにより、ハブ50と上側リング111および下側リング112との間の軸方向の隙間寸法を小さくすることができる。スラスト間隙の調整が終了した後、再びステップS1〜S5を実行し、ハブ50と上側リング111および下側リング112との間の軸方向の隙間寸法の測定および判定を行う。
As adjustment for reducing the thrust gap, first, the
なお、ステップS5において、移動距離Dの測定結果が所定の許容範囲内であると判定された場合、スラスト間隙の再度の調整は不要であるとして、次の組立工程に進む。一方、移動距離Dの測定結果が所定の許容範囲よりも小さいと判断された場合、当該ハブ50等は不良品(使用不可能)であるとして処理される。このように、スラスト間隙を高精度で測定した結果を踏まえて、必要に応じて再度の調整を行うことで、軸受の最終的な組立精度を向上できる。
If it is determined in step S5 that the measurement result of the movement distance D is within the predetermined allowable range, it is determined that the adjustment of the thrust gap is not necessary, and the process proceeds to the next assembly process. On the other hand, when it is determined that the measurement result of the movement distance D is smaller than the predetermined allowable range, the
なお、図5に示すフローチャートでは、ステップS1〜ステップS4の工程を1回経た後、ステップS5において判定を行っていた。しかし、ステップS5に進む前に、ステップS1〜ステップS4の工程を複数回行ってもよい。そして、ステップS5では、複数回の移動距離Dの測定結果から、特定の回数分のみのデータを用いて判定を行ってもよく、複数回の移動距離Dの測定結果の平均値を用いて判定を行ってもよい。 In the flowchart shown in FIG. 5, the determination in step S5 is performed after one process of steps S1 to S4. However, the process of steps S1 to S4 may be performed multiple times before the process proceeds to step S5. Then, in step S5, the determination may be performed using data for a specific number of times from the measurement results of the moving distance D multiple times, and the determination may be performed using the average value of the measurement results of the moving distance D multiple times You may
<2.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
<2. Modified example>
Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
上述の実施形態において、ステップS2〜ステップS4では、シャフト10の上端部に弾性部材63の下端部が変位計接触部623を介して間接的に接触し、下向きの弾性力Eが加えられていた。しかし、変位計接触部623を設けず、シャフト10の上端部に弾性部材63の下端部を直接的に接触させる構成であってもよい。
In the above-described embodiment, in step S2 to step S4, the lower end portion of the
上述の実施形態では、弾性部材63が取り付けられた変位計62をシャフト10よりも上側に設けつつ、シャフト10よりも下側に設けられたエアシリンダ61によって、シャフト10を上向きに押し上げる構成が用いられていた。しかし、この構成は上下逆であってもよい。図8は、一変形例に係るスラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。図8の例では、シャフト10Bの下端部は、シャフト10Bよりも下側に設けられた変位計62Bの変位計接触部623Bに接触する。変位計変位部622Bには、弾性部材63Bが自然長よりも軸方向に圧縮された状態で取り付けられている。また、変位計変位部622Bは、変位計固定部621Bによって、軸方向上向きに変位可能に支持されている。これにより、変位計変位部622Bは、下方へ向かう力が加えられていない状態では、弾性部材63Bの弾性力Eによって上方へ変位し、シャフト10Bに対して上向きの弾性力Eを加える。シャフト10Bの上端部は、シャフト10Bよりも上側に設けられたエアシリンダ61Bのシリンダ接触部613Bに接触する。
In the above embodiment, the
そして、ハブ50Bを固定してハブ50Bの軸方向の移動を制限する工程、エアシリンダ61Bを駆動してシャフト10Bの上端部を下方へ押し付ける工程、エアシリンダ61Bの駆動を停止してシャフト10Bを上方へ押し上げる工程、およびシャフト10Bの下端部の移動距離を測定する工程を経て、流体軸受のスラスト間隙を測定することができる。
Then, the
すなわち、本発明の測定方法は、シャフトが挿入される貫通孔を有するハブと、ハブよりも軸方向一方側においてシャフトに固定される一方側リングと、ハブよりも軸方向他方側においてシャフトに固定される他方側リングと、を有するモータにおいて、a)ハブを固定することによって、ハブの軸方向の移動を制限する工程と、b)シャフトを軸方向一方側へ押して、他方側リングをハブに接触させる工程と、c)工程b)の後、シャフトを軸方向他方側へ押して、一方側リングをハブに接触させる工程と、d)工程b)の終了時点から工程c)の終了時点までにおけるシャフトの一方側端部の軸方向の移動距離を測定する工程と、行い、少なくとも工程b)、工程c)、および工程d)では、一方側端部が固定された弾性部材の他方側端部を直接的または間接的にシャフトに接触させることによって、シャフトに軸方向他方側へ向かう弾性力Eを与えることができればよい。これにより、ハブと一方側リングおよび他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法、すなわちスラスト間隙を高精度で測定することができる。 That is, according to the measuring method of the present invention, the hub has a through hole into which the shaft is inserted, the one side ring fixed to the shaft on one side in the axial direction with respect to the hub, and the shaft on the other side in the axial direction with respect to the hub A) fixing the hub to limit axial movement of the hub, and b) pushing the shaft to one side in the axial direction to fix the other ring to the hub. And c) after the step b), pressing the shaft to the other side in the axial direction to bring the one side ring into contact with the hub, and d) from the end of the step b) to the end of the step c) In the steps of measuring and performing the axial moving distance of one end of the shaft, at least steps b), c), and d), the other end of the elastic member to which the one end is fixed The by direct or indirect contact with the shaft, it is sufficient to give an elastic force E toward the other axial side to the shaft. Thereby, the axial clearance dimension between the hub and the one side ring and the other side ring, that is, the thrust clearance can be measured with high accuracy.
上述の実施形態および変形例では、「モータ」の一例として、スピンドルモータを例に挙げて説明した。しかし、本発明のモータを、例えば空気流を供給するファンモータとして使用してもよい。 In the above-mentioned embodiment and modification, a spindle motor was mentioned as an example and explained as an example of a "motor." However, the motor of the present invention may be used, for example, as a fan motor to provide an air flow.
なお、モータおよびディスク駆動装置の細部の形状は、本願の各図に示された構成および形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 The detailed shapes of the motor and the disk drive may be different from the configurations and shapes shown in the drawings of the present application. In addition, each element appearing in the above-described embodiment and modification may be combined appropriately as long as no contradiction occurs.
本発明は、測定方法および調整方法に利用できる。 The present invention is applicable to measurement methods and adjustment methods.
1 スピンドルモータ
9 中心軸
10,10B ハウジング
11 環状部材
20 回転部
21 スリーブ
21C 溝
22 アウターハブ
23 クランプ部材
24 ロータマグネット
25 ヨーク
30 ステータユニット
31 ステータコア
32 コイル
40 ベース部
50,50B ハブ
60 本体
61,61B エアシリンダ
62,62B 変位計
63,63B 弾性部材
64 ハブ固定部
100 ディスク駆動装置
101 磁気ディスク
102 アクセス部
103 ハウジング
104 カバー部
105 スペーサ
106 スペーサ
107 ヘッド
108 アーム
109 ヘッド移動機構
111 上側リング
111A,111B 外周面
112 下側リング
112A,112B 外周面
210 貫通孔
211A 第1内周面
211B 第2内周面
212A 第1内周面
212B 第2内周面
221 フランジ部
300 シール部材
601 上側壁部
602 下側壁部
611 シリンダ本体
612 シリンダ変位部
613,613B シリンダ接触部
621,621B 変位計固定部
622,622B 変位計変位部
623,623B 変位計接触部
D 移動距離
E 弾性力
F 力
h1 高さ
h2 高さ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記シャフトが挿入される貫通孔を有するハブと、
前記ハブよりも軸方向一方側において前記シャフトに固定される一方側リングと、
前記ハブよりも軸方向他方側において前記シャフトに固定される他方側リングと、
を有するモータにおける、前記ハブと前記一方側リングおよび前記他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法を測定する測定方法であって、
a)前記ハブを固定することによって、前記ハブの軸方向の移動を制限する工程と、
b)前記シャフトを軸方向一方側へ押して、前記他方側リングを前記ハブに接触させる工程と、
c)前記工程b)の後、前記シャフトを軸方向他方側へ押して、前記一方側リングを前記ハブに接触させる工程と、
d)前記工程b)の終了時点から前記工程c)の終了時点までにおける前記シャフトの一方側端部の軸方向の移動距離を測定する工程と、
を有し、
少なくとも前記工程b)、前記工程c)、および前記工程d)では、一方側端部が固定された弾性部材の他方側端部を直接的または間接的に前記シャフトに接触させることによって、前記シャフトに軸方向他方側へ向かう弾性力Eを与える、測定方法。 A shaft disposed along a central axis extending up and down;
A hub having a through hole into which the shaft is inserted;
A side ring fixed to the shaft on one side in the axial direction with respect to the hub;
The other side ring fixed to the shaft on the other side in the axial direction with respect to the hub;
A measuring method for measuring an axial clearance dimension between the hub and the one side ring and the other side ring in a motor having the
a) restricting the axial movement of the hub by fixing the hub;
b) pushing the shaft in one axial direction to bring the other ring into contact with the hub;
c) after the step b), pushing the shaft axially to the other side to bring the one side ring into contact with the hub;
d) measuring an axial movement distance of one end of the shaft from the end of the step b) to the end of the step c);
Have
In at least the step b), the step c), and the step d), the shaft is brought into contact with the shaft directly or indirectly by contacting the other end of the elastic member to which one end is fixed. Measurement method to give an elastic force E toward the other side in the axial direction.
前記移動距離は、変位計により測定され、
前記変位計は、
固定部と、
前記固定部に対して軸方向に変位可能であり、前記シャフトの一方側端部に接触する接触部と、
を有し、
前記弾性部材は、前記固定部と前記接触部との間に、自然長よりも軸方向に圧縮された状態で取り付けられる、測定方法。 The measurement method according to claim 1, wherein
The movement distance is measured by a displacement gauge,
The displacement gauge is
Fixed part,
A contact portion axially displaceable with respect to the fixed portion and in contact with one end of the shaft;
Have
The measurement method, wherein the elastic member is attached between the fixing portion and the contact portion in a state of being compressed in the axial direction more than a natural length.
前記工程b)では、前記シャフトの他方側端部に、エアシリンダを押し付ける、測定方法。 The measurement method according to claim 1 or 2, wherein
In the step b), an air cylinder is pressed to the other end of the shaft.
前記エアシリンダの押し付けにより前記シャフトへ加わる軸方向一方側へ向かう力Fの大きさは、前記弾性力Eの大きさよりも大きい、測定方法。 The measurement method according to claim 3, wherein
The magnitude | size of the force F which goes to the axial direction one side added to the said shaft by pressing of the said air cylinder is larger than the magnitude | size of the said elastic force E.
前記エアシリンダの押し付けにより前記シャフトへ加わる軸方向一方側へ向かう力Fの大きさは、600gf以下である、測定方法。 The measurement method according to claim 3, wherein
The measuring method, wherein the magnitude of the force F directed to one side in the axial direction applied to the shaft by the pressing of the air cylinder is 600 gf or less.
前記エアシリンダの押し付けにより前記シャフトへ加わる軸方向一方側へ向かう力Fの大きさは、350gf以上かつ450gf未満である、測定方法。 The measurement method according to claim 3, wherein
The measurement method, wherein the magnitude of the force F directed to one side in the axial direction applied to the shaft by the pressing of the air cylinder is 350 gf or more and less than 450 gf.
前記力Fの大きさと前記弾性力Eの大きさとの差は、100gf以上である、測定方法。 The measurement method according to claim 4, wherein
The measurement method, wherein the difference between the magnitude of the force F and the magnitude of the elastic force E is 100 gf or more.
前記力Fの大きさと前記弾性力Eの大きさとの差は、50gf以上かつ250gf未満である、測定方法。 The measurement method according to claim 4, wherein
The measuring method, wherein the difference between the magnitude of the force F and the magnitude of the elastic force E is 50 gf or more and less than 250 gf.
前記弾性力Eの大きさは、250gf以上かつ350gf未満である、測定方法。 The measurement method according to any one of claims 1 to 8, wherein
The measurement method, wherein the magnitude of the elastic force E is 250 gf or more and less than 350 gf.
e)前記工程d)において測定した前記移動距離が、所定の範囲内か、前記所定の範囲よりも大きいか、または前記所定の範囲よりも小さいか、を判定する工程
を有する、測定方法。 The measurement method according to any one of claims 1 to 9, wherein after the step d) e) the movement distance measured in the step d) is within a predetermined range, A method of measuring, comprising determining whether it is larger than a predetermined range or smaller than the predetermined range.
前記工程e)において、前記移動距離の測定結果が前記所定の範囲よりも大きいと判定された場合に、
f)前記シャフトを固定することによって、前記シャフトの軸方向の移動を制限する工程と、
g)前記工程f)の後、前記シャフトに対して前記一方側リングを軸方向他方側へ押し付ける工程と、
を実行し、
h)前記工程g)の後、再度前記工程a)〜前記工程e)を行う、
調整方法。 The measurement method according to claim 10,
In the step e), when it is determined that the measurement result of the movement distance is larger than the predetermined range,
f) limiting axial movement of the shaft by fixing the shaft;
g) pressing the one side ring axially to the other side with respect to the shaft after the step f);
Run
h) performing the steps a) to e) again after the step g),
How to adjust.
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- 2017-09-28 JP JP2017187608A patent/JP2019062710A/en active Pending
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CN113958603A (en) * | 2021-10-12 | 2022-01-21 | 中国科学院光电技术研究所 | High-precision dense-bead shaft system |
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