JP3411421B2 - スピンドルモータ用スラスト板の製造方法 - Google Patents

スピンドルモータ用スラスト板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光、磁気ディス
ク装置などに使用される動圧軸受を利用したスピンドル
モータのスラスト板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光、磁気ディスク装置は小型軽量
化、高容量化へ進む傾向にある。ノートサイズのパソコ
ンの普及に伴ってスピンドルモータも小型化、薄型化へ
の対応が避けられず、なおかつ耐衝撃性の向上、高精度
化が要望されるようになっている。従来のスピンドルモ
ータに用いる軸受としては小型ボール軸受が多く採用さ
れてきた。しかし、スピンドルモータの小外径化に伴っ
て小型ボール軸受を使用すると、十分な回転精度が得ら
れず、高容量化の実現が難しく、かつ耐衝撃性能が極端
に低下し、ボール軸受を劣化させて騒音問題を発生させ
ている。
【０００３】最近はボール軸受の回転精度では、高容量
化が図れないということで、潤滑油を充満した流体動圧
軸受を利用したスピンドルモータが開発されている。
【０００４】以下、従来の流体動圧軸受を利用した固定
磁気ディスク装置（以下ＨＤＤと略記する）用のスピン
ドルモータの構成例について図１０、図１１を参照して
説明する。図１０、図１１において、３１はモータのハ
ウジング、３２はロータハブ部、３３はスリーブ部、３
４はシャフト、３５はスラスト板である。また、３６は
ロータハブ部３２に固定されたマグネット、３７はステ
ータコア、３８はコイルである。
【０００５】モータのハウジング３１には円筒部３１ａ
とフランジ部３１ｂが設けられ、円筒部３１ａの内周に
スリーブ部３３が取付けられ、フランジ部３１ｂの外周
がＨＤＤのシャーシに取付けられる。円筒部３１ａの外
周にはコイル３８が巻配されたステータコア３７が固着
されている。ロータハブ部３２はディスク受け面３２ａ
とディスクの内径規制円筒部３２ｂとを形成されたカッ
プ形状に構成され、その中央に固定されたシャフト３４
を中心にして回転する。カップ形状のロータハブ部３２
の筒状部内周には周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した
円筒状のマグネット３６が固着されている。
【０００６】以上の構成のモータはラジアルタイプのブ
ラシレスモータであり、コイル３８に電流が通電され、
ステータコア３７の突極に磁界が発生し、ステータコア
３７に対向した界磁用のマグネット３６との間でトルク
を発生させ、ロータハブ部３２を回転させる。よって、
ロータハブ部３２にクランプした磁気ディスク（図示せ
ず）が回転する。
【０００７】また、モータのハウジング３１の内周部の
円筒部３１ａに固定されたスリーブ部３３内に流動性物
質が充填されるとともに、スラスト板３５にスパイラル
状の溝が形成されており、シャフト３４の回転に伴って
スラスト板３５とシャフト３４の端面で発生する動圧に
てスラスト方向に回転自在に支持され、ラジアル方向に
も流動性物質に発生した動圧によってスリーブ部３３と
非接触でシャフト３４が回転自在に支持される。
【０００８】次に、スラスト板３５の製作工程の概略を
説明する。棒材（ステンレス系が多い）の外径を仕上げ
てスライス状に切り落とす。その円盤状の加工素材の厚
さは目的の厚さより０．３ｍｍ程度厚くする。次に、円
盤状の素材に熱処理を施して硬度を上げた後、熱処理の
ために素材に生じた反りを無くして平面度を良くするた
めにラッピングし、そのラッピングした面にエッチング
によってスパイラル状の溝を形成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスピンドルモータにおいては、そのスラスト板３５
を製作するのに素材を１個１個位置決めをしてエッチン
グを行なっているため製作効率が非常に悪く、また１個
１個の作業であるためエッチングのスパイラル溝深さに
ばらつきが大きくなり、溝深さを測定しながらラッピン
グを再度行なう必要があってさらに製作効率が悪かっ
た。
【００１０】そのために、動圧軸受構造のなかでスラス
ト方向の動圧軸受に使用するスパイラル溝付きのスラス
ト板３５が製作工法上高価となり、スピンドルモータの
コストが高騰するという問題があった。
【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、スラ
スト板を有する流体軸受を備えたスピンドルモータを安
価に提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のスピンドルモー
タ用スラスト板の製造方法は、ラッピングした板材から
エッチング工程にて一度に多数のスラスト板を製作し、
その際前記板材の一面に各スラスト板に対応する動圧軸
受溝をエッチングで形成し、各スラスト板の外周部を前
記板材の両面２方向からのエッチングで抜き形成するこ
とを特徴とする。
【００１３】必要に応じてスラスト板にエッチングで形
成した１個以上の穴が設けられ、またエッチングで形成
したシールリング用のシール溝が設けられる。
【００１４】また、スラスト板を配置したスリーブ部を
ハウジングに固定した軸回転型のスピンドルモータのス
ラスト板の製造方法において、好適にはスラスト板の外
周部を両方向からエッチングし、その両方向からのエッ
チングの境界縁を、板厚の１／２から動圧軸受溝の設け
てある面とは反対の面までの範囲に位置させる。
【００１５】また、スラスト板を配置したスリーブ部を
ロータハブ部に固定した軸固定型のスピンドルモータの
スラスト板の製造方法において、好適にはスラスト板の
外周部にエッチングで段差を設け、その段差がスラスト
板を取付けるねじの頭部の座とされる。
【００１６】
【作用】本発明のスピンドルモータ用スラスト板の製造
方法によれば、スラスト板の動圧軸受溝だけでなく外周
の断面もエッチング工程で形成しているので、ラッピン
グした板材からエッチング工程にて一度に多数のスラス
ト板を製作することができてスラスト板を安価に得るこ
とができ、また動圧軸受溝の深さや形状などにもばらつ
きが少なく、スラスト流体軸受として安定したものを均
一に製作できる。
【００１７】また、スラスト板に穴を設けることにより
組立時にスリーブ部内に閉じ込められた空気を円滑に抜
くことができて容易に組立ることができるとともに潤滑
油の補給ができてモータの寿命を伸ばすことができる。
【００１８】また、シール溝を形成してシールリングを
装着すると潤滑油漏れを防止できてモータの寿命を伸ば
すことができ、また潤滑油のディスク上への飛散も防止
できる。
【００１９】また、スラスト板の外周部を両方向からエ
ッチングし、その境界を板厚の１／２から動圧軸受溝と
は反対面までの範囲に位置させることにより、スラスト
板をスリーブ部にかしめるだけで潤滑油漏れを防止する
ことができる。
【００２０】また、スラスト板の外周部にエッチングで
スラスト板取付用のねじ頭部の座となる段差を設けるこ
とにより組立作業の短縮化を図ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【００２２】（実施例１）本発明を流体動圧軸受を利用
したＨＤＤ用のスピンドルモータに適用した第１実施例
について、図１、図２を参照して説明する。１はモータ
のハウジング、２はロータハブ部、３はスリーブ部、４
はシャフト、５はスラスト板である。また、６はロータ
ハブ部２に固定されたマグネット、７はステータコア、
８はコイルである。
【００２３】モータのハウジング１には内周部に円筒部
１ａが、外周部にフランジ部１ｂが設けられ、円筒部１
ａの内周にスリーブ部３が取付けられ、フランジ部１ｂ
の外周がＨＤＤのシャーシに取付けられる。円筒部１ａ
の外周にはコイル８が巻配されたステータコア７が固着
されている。ロータハブ部２はディスク受け面２ａとデ
ィスクの内径規制円筒部２ｂとを形成されたカップ形状
に構成され、その中央に締結されたシャフト４を中心に
して回転する。カップ形状のロータハブ部２の筒状部内
周には周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した円筒状のマ
グネット６が固着されている。
【００２４】コイル８に電流を通電すると、ステータコ
ア７の突極に磁界が発生し、ステータコア７に対向した
界磁用のマグネット６との間でトルクが発生し、ロータ
ハブ部２が回転する。よって、ロータハブ部２にクラン
プした磁気ディスク（図示せず）が回転する。
【００２５】ハウジング１の内周部の円筒部１ａに固定
されたスリーブ部３の下端部にスラスト板５がかしめに
て固着されるとともにその内部に流動性物質として潤滑
油が充填されている。スラスト板５には、スパイラル状
の溝から成る動圧軸受溝９が形成されており、シャフト
４の回転に伴ってスラスト板５とシャフト４の端面で発
生する動圧にてスラスト方向に回転自在に支持され、ラ
ジアル方向にも潤滑油に発生した動圧によってスリーブ
部３と非接触でシャフト４が回転自在に支持される。
【００２６】本実施例におけるスラスト板５はエッチン
グで作製されている。このスラスト板５のエッチング工
程を説明する。スラスト板５を数百個以上とれる大きさ
のシート材をラッピングして鏡面に仕上げ、洗浄後、動
圧軸受溝９だけを予め作成するために、レジスト、焼付
け、現像、エッチング、剥離、外観検査を行なう。次
に、外周部のエッチングをするために、レジスト、焼付
け、エッチング、剥離の工程を行なう。このようにエッ
チング工程は、動圧軸受溝９の形成と外周部の加工の２
回行なわれる。動圧軸受溝９のエッチング溝深さは数ミ
クロンであるため、酸化第二鉄のエッチングの管理が大
変であるが、一度に溝深さの一定したものが得られるメ
リットがある。外周部のエッチングは外径の規格が問題
であるので、両面からエッチングする方法で行なう。
【００２７】このようにして作製されたスラスト板５に
は、図２（ａ）に示すように中央部に図２（ｂ）に示す
ような動圧軸受溝９がエッチングされている。また、ス
ラスト板５の外周を両方向の面からエッチングすること
により、面に対して垂直にエッチングが進むにつれて横
にも進むので椀型のエッチング部となり、両面から進ん
だエッチングにより端面の中央部付近に鋭角状のエッチ
ング境界縁１０ができた断面形状となっている。
【００２８】（実施例２）次に、本発明の第２実施例に
ついて、図３を参照しながら説明する。尚、以下の実施
例の説明において、図１に示した第１実施例と同一の構
成要素については同一の参照番号を付して説明を省略
し、相違点のみ説明する。
【００２９】図３において、本実施例ではスラスト板５
の両面から進んだエッチングの境界縁１０が端面の中央
部ではなく、動圧軸受溝９が形成された面（以下、溝面
と略称する）とは反対側の面に片寄って形成されてい
る。１１は溝面側の外周エッチング部、１２は溝面とは
反対側の外周エッチング部であり、スラスト板５の板厚
をａ、境界縁１０から溝面とは反対側の面までの距離を
ｂとすると、ｂ＜ａ／２ となるようにエッチングが行
なわれている。
【００３０】このようなスラスト板５を、図３（ｂ）に
示すように、スリーブ部３にかしめると、溝面側の外周
エッチング部１１とスリーブ部３の間にできる隙間１３
は無くならないが、溝面とは反対側の外周エッチング部
１２はかしめられたスリーブ部３の材料で埋められ、エ
ッチング境界縁１０がスリーブ部３に隙間なく接し、そ
の鋭角の境界縁１０がスリーブ部３に若干食い込んだよ
うになり、かしめ部からの潤滑油漏れが無くなる。これ
に対して境界縁１０が溝面側に片寄った場合には、スリ
ーブ部３との接触状態が変化し、潤滑油漏れの恐れがあ
る。
【００３１】（実施例３）次に、本発明の第３実施例に
ついて、図４を参照して説明する。図４において、本実
施例ではスラスト板５に動圧軸受溝９から外れた位置に
穴１４が設けられている。
【００３２】スラスト板５に穴１４がない場合、モータ
を組み立てる工程でスリーブ部３にシャフト４を挿入す
る際に、スリーブ部３とスラスト板５で袋小路のように
なっていてシャフト４とスリーブ部３とスラスト板５で
密閉状態に近い状態になるので、ゆっくり挿入する場合
は、シャフト４とスリーブ部３の隙間から密閉された空
気が徐々に抜けるのでシャフト４は時間をかければ所定
位置に挿入できるが、シャフト４を円滑かつ速やかに挿
入することができない。
【００３３】本実施例ではスラスト板５に穴１４を形成
しているので、上記のように密閉状態にならず、シャフ
ト４の挿入を短時間に行なうことができる。組立後には
穴１４をシール１５で塞ぎ、潤滑油漏れしないようにさ
れている。
【００３４】また、流体軸受の場合、使用する潤滑油が
なくなると信頼性が低下してモータの寿命が短くなる
が、適当な時期にスラスト板５の穴１４を塞いでいるシ
ール１５を取り外して穴１４から潤滑油を補給してシー
ル１５を貼るようにすると、ＨＤＤ装置の内部を分解せ
ずに潤滑油補給ができ、寿命を延ばすことができる。
【００３５】（実施例４）次に、本発明の第４実施例に
ついて、図５を参照して説明する。図５において、本実
施例ではハウジング１の内周部の円筒部１ａとフランジ
部１ｂの間に中間円筒部１ｃが形成され、内周側の円筒
部１ａにシャフト４が固定され、中間円筒部１ｃの外周
にコイル８が巻配されたステータコア７が固着されてい
る。また、スリーブ部３がロータハブ部２に固定され、
スリーブ部３の上端部に形成された装着凹部１６にスラ
スト板５が装着され、ロータハブ部２にねじ１７で取付
けられたカバー１８にて固定されている。
【００３６】（実施例５）次に、本発明の第５実施例に
ついて、図６を参照して説明する。図６において、本実
施例では上記第４実施例におけるスラスト板５に、この
スラスト板５を直接ロータハブ部２にねじ止めするため
の座ぐり部１９と穴２０をエッチングにて形成してい
る。
【００３７】（実施例６）次に、本発明の第６実施例に
ついて、図７を参照して説明する。図７において、本実
施例では上記第５実施例におけるスラスト板５の中央部
にクランプ用ねじ穴２１を形成している。ロータハブ部
２に磁気ディスク２２を装着し、その上面にクランパ２
３を設置し、クランパねじ２４をクランプ用ねじ穴２１
に螺合して締結し、その締め付け力で磁気ディスク２２
をロータハブ部２にクランプしている。２５は、スラス
ト板５をロータハブ部２のネジ止めする取付ねじであ
る。
【００３８】（実施例７）次に、本発明の第７実施例に
ついて、図８を参照して説明する。図８において、本実
施例では上記第６実施例におけるスラスト板５の下面の
スリーブ部３の上端面に当接する部分にシール溝２６を
エッチングにより形成し、Ｏリング２７を装着してい
る。このように、スリーブ部３とスラスト板５の間をＯ
リング２７にてシールすることにより潤滑油の滲み出し
を防止でき、滲み出た潤滑油が回転とともにディスク面
に飛散するような問題を無くすことができる。
【００３９】（実施例８）次に、本発明の第８実施例に
ついて、図９を参照して説明する。図９において、本実
施例では上記第１実施例におけるスラスト板５の溝面側
の外周部にエッチングにてシール溝２８を形成し、Ｏリ
ング２６を装着している。このようにスリーブ部３とス
ラスト板５の間をＯリング２６にてシールすることによ
り潤滑油の漏れ出しを防止できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、以上の説明から明らか
なように、スラスト板の動圧軸受溝だけでなく外周の断
面もエッチング工程で形成しているので、ラッピングし
た板材からエッチング工程にて一度に多数のスラスト板
を製作することができてスラスト板を安価に得ることが
でき、また動圧軸受溝の深さや形状などにもばらつきが
少なく、スラスト流体軸受として安定したものを均一に
製作でき、信頼性の高いスピンドルモータを安価に提供
することができる。
【００４１】また、スラスト板に穴を設けることにより
組立時にスリーブ部内に閉じ込められた空気を円滑に抜
くことができて容易に組立ることができるとともに潤滑
油の補給ができてモータの寿命を伸ばすことができる。
【００４２】また、シール溝を形成してシールリングを
装着すると潤滑油漏れを防止することができる。
【００４３】また、スラスト板の外周部を両方向からエ
ッチングし、その境界を板厚の１／２から動圧軸受溝と
は反対面までの範囲に位置させることにより、スラスト
板をスリーブにかしめるだけで潤滑油漏れを防止するこ
とができる。
【００４４】また、スラスト板の外周部にエッチングで
スラスト板取付用のねじ頭部の座となる段差を設けるこ
とにより組立作業の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の半断面図である。
【図２】同実施例のスラスト板を示し、（ａ）は斜視
図、（ｂ）はスパイラル溝のパターン例を示す図であ
る。
【図３】本発明の第２実施例を示し、（ａ）はスラスト
板の断面図、（ｂ）はスラスト板とスリーブ部のかしめ
部の拡大断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の半断面図である。
【図５】本発明の第４実施例の断面図である。
【図６】本発明の第５実施例のスラスト板の斜視図であ
る。
【図７】本発明の第６実施例の断面図である。
【図８】本発明の第７実施例の半断面図である。
【図９】本発明の第８実施例の半断面図である。
【図１０】従来例のスピンドルモータの半断面図であ
る。
【図１１】同従来例のスラスト板の斜視図である。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ ロータハブ部 ３ スリーブ部 ４ シャフト ５ スラスト板 ９ 動圧軸受溝 １０ エッチング境界縁 １１ 溝面側の外周エッチング部 １２ 溝面とは反対側の外周エッチング部 １４ 穴 １９ 座ぐり部 ２０ 穴 ２１ クランプ用ねじ穴 ２５ 取付ねじ ２６ シール溝 ２７ Ｏリング ２８ シール溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 7/00 - 7/20,5/167 F16C 17/00 - 17/26 F16C 33/00 - 33/28

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハウジングと、ハウジングに対して回転
    自在なロータハブ部と、スリーブ部と、スリーブ部に回
    転自在に嵌合されたシャフトと、スリーブ部にシャフト
    端面に対向して配置されたスラスト板とを備え、スラス
    ト板とシャフト端面の相対摺動面に潤滑油を充満させた
    スラスト動圧軸受と、シャフトとスリーブ部の周面間に
    潤滑油を充填させてラジアル動圧軸受を設けたスピンド
    ルモータに用いる前記スラスト板の製造方法において、
    ラッピングした板材からエッチング工程にて一度に多数
    のスラスト板を製作し、その際前記板材の一面に各スラ
    スト板に対応する動圧軸受溝をエッチングで形成し、各
    スラスト板の外周部を前記板材の両面２方向からのエッ
    チングで抜き形成することを特徴とするスピンドルモー
    タ用スラスト板の製造方法。
  2. 【請求項２】 エッチング工程において、各スラスト板
    に１個以上の穴をエッチングで形成することを特徴とす
    る請求項１記載のスピンドルモータ用スラスト板の製造
    方法。
  3. 【請求項３】 エッチング工程において、各スラスト板
    にシールリング用のシール溝をエッチングで形成するこ
    とを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ用スラ
    スト板の製造方法。
  4. 【請求項４】 ハウジングと、ハウジングに対して回転
    自在なロータハブ部と、ハウジングに固定されたスリー
    ブ部と、ロータハブ部に固定されスリーブ部に回転自在
    に嵌合されたシャフトと、スリーブ部にシャフト端面に
    対向して配置されたスラスト板とを備え、スラスト板と
    シャフト端面の相対摺動面に潤滑油を充満させたスラス
    ト動圧軸受と、シャフトとスリーブ部の周面間に潤滑油
    を充填させてラジアル動圧軸受を設けたスピンドルモー
    タに用いる前記スラスト板の製造方法において、ラッピ
    ングした板材からエッチング工程にて一度に多数のスラ
    スト板を製作し、その際前記板材の一面に各スラスト板
    に対応する動圧軸受溝をエッチングで形成し、各スラス
    ト板の外周部を前記板材の両面２方向からのエッチング
    で抜き形成することを特徴とするスピンドルモータ用ス
    ラスト板の製造方法。
  5. 【請求項５】 各スラスト板の外周部を前記板材の両面
    ２方向からのエッチ ングで、抜き形成する際、外周部の
    エッチングの境界縁を、板厚の１／２から動圧軸受溝の
    設けてある面とは反対の面までの範囲に位置させること
    を特徴とする請求項４記載のスピンドルモータ用スラス
    ト板の製造方法。
  6. 【請求項６】 ハウジングと、ハウジングに対して回転
    自在なロータハブ部と、ロータハブ部に固定されたスリ
    ーブ部と、ハウジングに固定されスリーブ部に回転自在
    に嵌合されたシャフトと、スリーブ部にシャフト端面に
    対向して配置されたスラスト板とを備え、スラスト板と
    シャフト端面の相対摺動面に潤滑油を充満させたスラス
    ト動圧軸受と、シャフトとスリーブ部の周面間に潤滑油
    を充填させてラジアル動圧軸受を設けたスピンドルモー
    タに用いる前記スラスト板の製造方法において、ラッピ
    ングした板材からエッチング工程にて一度に多数のスラ
    スト板を製作し、その際前記板材の一面に各スラスト板
    に対応する動圧軸受溝をエッチングで形成し、各スラス
    ト板の外周部を前記板材の両面２方向からのエッチング
    で抜き形成することを特徴とするスピンドルモータ用ス
    ラスト板の製造方法。
  7. 【請求項７】 エッチング工程において、各スラスト板
    の外周部にスラスト板を取付けるねじの頭部の座として
    の段差を、エッチングで形成することを特徴とする請求
    項６記載のスピンドルモータ用スラスト板の製造方法。
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