JP3699580B2 - 流体動圧軸受電動機の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に大容量外部記憶装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）への利用に適した流体動圧軸受電動機の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すような、米国特許第５，２８３，４９１号公報に記載された流体動圧軸受を有する磁気ディスクドライブ用の電動機１００が知られている。この電動機１００は、ベースＢに一体に固定されるシャフト１０１と、このシャフト１０１に同心で固定されたステータコア１０２と、このステータコア１０２の外周面との間に所定の隙間を介して同心で外嵌されたハブ１０３と、このハブ１０３の軸心方向両端部の内周面と上記シャフト１０１の外周面との間に形成された、流体（空気）の動圧を利用するラジアルベアリング２００とを備えた基本構成を有している。
【０００３】
上記ステータコア１０２には電磁コイル１０４が巻成されている一方、上記ハブ１０３の中央部の内周面には周方向に環状のヨーク１０５が装着されているとともに、このヨーク１０５の内周面に円筒状のマグネット１０６が装着されている。そして、電磁コイル１０４に直流電流を流すことによる磁界の発生でハブ１０３がシャフト１０１周りに回転するようになっている。
【０００４】
上記ラジアルベアリング２００は、ハブ１０３の両端部に圧入された一対のスリーブ２０１と、これらスリーブ２０１の内周面と上記シャフト１０１の外周面との間に形成された径方向寸法が微小な環状隙間２０２とを備えて構成され、回転中のハブ１０３は環状隙間２０２に導入され、かつ、ハブ１０３の回転で昇圧された流体３００に支持されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記のような磁気ディスク回転駆動用の電動機１００は、回転中の磁気ディスクのトラックと磁気ヘッドとの位置関係をミクロンオーダーで確保しなければならず、従って、ハブ１０３の回転中心をシャフト１０１の軸心と高精度で一致させなければならない。かかるハブ１０３は上下一対のスリーブ２０１を介してシャフト１０１に嵌装されており、上下のハブ１０３やスリーブ２０１の寸法的な精度がそのままハブ１０３の回転中心に反映されるため、ハブ１０３やスリーブ２０１を製造するときの寸法誤差によってハブ１０３の回転中心をシャフト１０１の軸心に一致させることができなくなる場合がある。そしてハブ１０３の回転中心とシャフト１０１との軸心が一致しないとディスクのアクセスが正常に行われなくなるという不都合が発生する。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ハブの回転中心をシャフトの軸心に確実に一致させることが可能であり、これによって磁気ディスクに対する信頼性に富んだアクセスが実現する流体動圧軸受電動機の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、固定軸と、この固定軸に同心で固定されかつ電磁コイルが巻成されたステータコアと、このステータコアおよび上記固定軸を同心かつ離間状態で囲繞した円筒回転体と、この円筒回転体の内周面と上記固定軸の外周面との間に形成される微小空間に充填された流体に発生する流体動圧を利用するラジアルベアリングとを備えてなる流体動圧軸受電動機において、上記ステータコアは、上記固定軸の軸心方向の略中央部分に設けられ、上記円筒回転体は、内周面がステータコア上部の固定軸の外周面に対向した上部スリーブと、同下部の固定軸の外周面に対向した下部スリーブと、上記上部および下部スリーブを有する円筒状のハブとを備えて構成され、上記ラジアルベアリングは、上部および下部スリーブの内周面と固定軸の外周面との間に形成され、上記上部スリーブおよび下部スリーブの少なくとも一方は、上記ハブと別体に形成されているとともに、その外周面とハブの内周面との間に所定寸法の隙間が形成されるように外径寸法が設定されてなり、上記別体のスリーブとハブとの間の隙間に接着剤が介設されることによって固定されていることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングに動圧発生用の流体を充填する 動圧流体充填工程とからなることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、ハブが、中央部分にステータコアを備えた固定軸に対してハブの上端部および下端部に設けられた上部スリーブおよび下部スリーブの各ラジアルベアリングによって２点支持されているため、ハブの固定軸に対する被支持状態が安定し、これによってハブは径方向への振れが生じ難い状態で回転する。
【０００９】
そして、別体のスリーブとハブとの間には隙間が設けられてこの隙間に接着剤が介設されることによって別体のスリーブとハブとが一体化されているため、接着剤が固化する前にハブを径方向に押圧して固定軸に対する位置を微調整することによって別体のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることが可能であり、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることが防止される。
【００１０】
また、上記微調整によってハブの軸心と固定軸の軸心とが一致することから、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが防止される。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
また製造方法において、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸の周囲に取り付けられた状態になる。そして、最後の動圧流体注入工程において上記隙間に所定の流体を注入することによって電動機が完成する。
【００１４】
この発明によれば、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸の周囲に取り付けられた状態になる。そして、最後の動圧流体注入工程において上記隙間に所定の流体を注入することによって電動機が完成する。
【００１５】
そして、上記接着剤固化工程における、接着剤が固化する前のハブを径方向に押圧する微調整によって一方のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とが同心になり、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることが防止される。従って、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが防止される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記固定軸の少なくとも上記ステータコアの上方部分には流体動圧を利用したスラストベアリングを構成する、固定軸と同心のスラストプレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた 固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、固定軸の他方のスリーブに対応した部分に上記スラストプレートを装着固定するスラストプレート装着工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングおよびスラストベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程からなることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法。
【００１７】
この発明によれば、スラストベアリングの存在によってハブの固定軸に対する軸方向への移動が規制され、ハブの同一空間内での回転が確実に確保される。そして、スラストベアリングは、流体動圧を利用しているため、ハブはスムーズに回転するとともに耳障りな異音も発生しない。また製造方法に関して、スラストプレート装着工程において固定軸にスラストプレートが装着され、これによって得られた電動機は、ハブのスラスト方向への移動が規制された状態になるため、ハブの同一空間内での回転が確実に確保される。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記スリーブ嵌装工程が、上記別体のスリーブをハブに内嵌する内嵌工程と、固定軸を他方のスリーブの内周面に当接した状態で別体のスリーブを固定軸に押圧して上記他方のスリーブと同軸に調整する調整工程とからなることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、内嵌工程で各スリーブをハブに内嵌した後、調整工程において所定の測定手段を用いてハブが固定軸と同心になっているか否かを測定し、ハブが固定軸と同心になっていない場合は、同心度を測定しながらハブを固定軸と直交する方向に押圧することによってスリーブとハブとが同心に調節される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る流体動圧軸受電動機の一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその組立て斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示すように、電動機１は、ハードディスクドライブのフレーム等からなるベースＢに立設されるシャフト（固定軸）２と、このシャフト２の略中央部に同心で取り付けられたステータコア３と、このステータコア３および上記シャフト２の上下側部を囲繞する円筒状のハブ４と、このハブ４内の上下に上記シャフト２と同心で嵌め込まれた状態でシャフト２を支持する円筒状の一対のスリーブ５（上部スリーブ（一方のスリーブ）５ａおよび下部スリーブ（他方のスリーブ）５ｂ）と、これらスリーブ５の内周面とシャフト２の外周面とに形成された流体動圧ベアリング６とを備えた基本構成を有している。上記スリーブ５にはシャフト２を挿通するための挿通孔５１が穿設されている。
【００２１】
上記シャフト２は、ベースＢに螺設されたねじ孔Ｂ１に螺着締結されてベースＢに固定される螺設部２１と、この螺設部２１の上部に形成され、かつ、下部スリーブ５ｂの挿通孔５１に遊嵌される下部遊嵌部２２と、この下部遊嵌部２２の上部に形成され、かつ、上記ステータコア３が固定されるステータコア支持部２３と、このステータコア支持部２３の上部に形成され、かつ、上記上部スリーブ５ａの挿通孔５１に遊嵌される上部遊嵌部２４と、上部遊嵌部２４の上部に形成される頭部２５とを備えている。本実施形態においては、ステータコア支持部２３の径寸法は、下部遊嵌部２２、上部遊嵌部２４および頭部２５の径寸法よりも大径に設定されている。
【００２２】
上記各スリーブ５の挿通孔５１の内径寸法は、シャフト２の各遊嵌部２２，２４の外径寸法よりも僅かに大きく寸法設定され、これによって遊嵌部２２，２４の外周面とスリーブ５の内周面との間に間隙寸法が数μｍの環状空間５２が形成されるようにしている。この環状空間５２に上記流体動圧ベアリング６を構成する一要素である潤滑油が装填されるようになっている。
【００２３】
また、下部遊嵌部２２は、上下端部が先細りに形成された括れ部２６を有しており、この括れ部２６の外周面と下部スリーブ５ｂの内周面との間には、環状空間５２内の潤滑油の漏れ出しを防止する、各先端側に向かって間隙寸法が漸増したテーパーシール部５３が形成されている。同様に上記上部遊嵌部２４の下端部にも同様の括れ部２６が形成されてこの部分にもテーパーシール部５３が形成されている。
【００２４】
また、シャフト２は、上部遊嵌部２４の上部に一体に装着されたスラストベアリングを構成するスラストプレート２７を有している。このスラストプレート２７は、シャフト２と同心の円盤状に形成され、頭部２５側から上部遊嵌部２４に圧入されることによってシャフト２に固定されている。
【００２５】
上記上部スリーブ５ａは、本実施形態においては、ハブ４とは別体で形成され、これをハブ４の上部に圧入処理で内嵌することによって上部スリーブ５ａがハブ４に一体に取り付けられている。かかる上部スリーブ５ａは、挿通孔５１の上部に上記スラストプレート２７を装着する第１広径部５４、およびこの第１広径部５４の上部に設けられた第２広径部５５を有しており、第１広径部５４には上記スラストプレート２７が収容されるとともに、第２広径部５５にはスラストベアリングの上端を規定するスラストブッシュ５６が装着されている。
【００２６】
そして、スラストブッシュ５６の中心部分にはシャフト２の外径寸法より大きな内径寸法を有する貫通孔５６ａが穿設されており、これによってスラストブッシュ５６が第２広径部５５に装着された状態で、シャフト２の頭部２５がこの貫通孔５６ａから若干寸法だけ外部に突出するようにしてある。
【００２７】
また、上記第１広径部５４は、スラストプレート２７が嵌装された状態で、スラストプレート２７の上面とスラストブッシュ５６の下面との間、スラストプレート２７の外周面と第１広径部５４の内周面との間、およびスラストプレート２７の下面と第１広径部５４の下面との間にそれぞれ微小寸法（数μｍ）の隙間５４ａが形成されるように寸法設定され、これらの隙間５４ａに潤滑油を充填し、スラストベアリングが形成されている。
【００２８】
また、スラストブッシュ５６の貫通孔５６ａの下端部には、先広がりのテーパーシール部５３が形成され、このテーパーシール部５３のバッファー作用によって隙間５４ａに保持された潤滑油の外部への漏洩が防止されるようになっている。
【００２９】
上記ステータコア３にはステータコイル３１が常法によって巻成されている一方、上記ハブ４の内周面には円筒状のロータマグネット４１が配設され、ステータコイル３１に直流電流が供給されることによる磁界の形成によってハブ４がシャフト２周りに回転するようになっている。かかるロータマグネット４１とハブ４の内周面との間には磁束の通路となる環状のヨーク４２が介設されている。
【００３０】
上記下部スリーブ５ｂは、外径寸法がハブ４の内径寸法より数１０μｍ小さく寸法設定され、これによって下部スリーブ５ｂがハブ４内に嵌装された状態でハブ４の内周面との間に環状の接着剤充填空間５７が形成されるようになっている。そして、外周面に接着剤を塗布した状態の下部スリーブ５ｂをハブ４に嵌め込むことにより、下部スリーブ５ｂが接着剤を介してハブ４に装着された状態になるようにしている。
【００３１】
そして、本発明においては、接着剤７の固化前に下部スリーブ５ｂの軸心が上部スリーブ５ａの軸心と同心になるように調整され、ついで接着剤７に固化処理が施されることにより電動機１が形成されている。
【００３２】
本実施形態においては、上記接着剤７としてエポキシ樹脂系の接着剤が適用されている。エポキシ樹脂系の接着剤は、エポキシ基を２個以上含む可溶性のプレポリマーであり、硬化剤としてのポリアミン等を加えると常温でも数時間で、加熱すると数分で固化が完了するとともに、固化後も容量変化がほとんどなく、下部スリーブ５ｂとハブ４との接合用として優れている。
【００３３】
電動機１には上記流体動圧ベアリング６として、上部スリーブ５ａの挿通孔５１の内周面と上部遊嵌部２４の外周面との間に形成された上ラジアルベアリング６１と、下部スリーブ５ｂの挿通孔５１に形成された下ラジアルベアリング６２と、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の上面とスラストプレート２７の下面およびスラストブッシュ５６の下面とスラストプレート２７の上面との間にそれぞれ形成されたスラストベアリング６３とが設けられている。これらの流体動圧ベアリング６は、いずれもハブ４の回転に誘引されて流体（潤滑油）が所定の方向に向けて移動することによる動圧を利用してシャフト２を相対的に軸受するものであり、金属同士の直接接触がないことから、通常のベアリングに比して摩擦抵抗が極めて小さくスムーズに回転する上、異音の発生が生じ難く、ＨＤＤ用の電動機１への適用が好適なものである。
【００３４】
図４は、流体動圧を利用したラジアルベアリング６１，６２の一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。この図に示すように、ラジアルベアリング６１，６２は、スリーブ５（上下スリーブ５ａ，５ｂ）の挿通孔５１の内周面に凹設された上下方向に斜めに延びる動圧発生溝６４と、シャフト２（遊嵌部２２，２４）の外周面とスリーブ５の内周面との間の環状空間５２に注入された潤滑油Ｏとから構成されている。
【００３５】
上記動圧発生溝６４は、挿通孔５１の内周面に向かって中央部が左方に向かうように折り曲げられた「く」字状を呈するように形状設定されている。かかる「く」字状の動圧発生溝６４が挿通孔５１の内周面に等ピッチで複数本形成されている。
【００３６】
従って、スリーブ５を矢印で示すようにシャフト２回りに時計方向に回転させることにより、潤滑油Ｏに、「く」字状の動圧発生溝６４に誘導されて動圧発生溝６４の中央部に向かう力が発生し、このときの動圧によってスリーブ５の内周面がシャフト２の外周面から潤滑油Ｏを介して浮いた状態になり、潤滑油Ｏがベアリングの役割を果たすようになっている。
【００３７】
図５は、流体動圧を利用したスラストベアリング６３の一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。この図に示すように、スラストベアリング６３の場合は、複数本の「く」字状の動圧発生溝６５が、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の底面（図５には表れていない）と、スラストブッシュ５６の下面に周方向に向けて等ピッチで設けられている。
【００３８】
従って、上部スリーブ５ａをシャフト２回りに時計方向に回転させることにより、スラストブッシュ５６の裏面側とスラストプレート２７の上面側との間の隙間に存在する潤滑油Ｏ、および、第１広径部５４の底面側とスラストプレート２７の下面側との間の隙間に存在する潤滑油Ｏにそれぞれ発生した動圧によってスラストプレート２７が押圧挟持された状態になるため、スラストプレート２７はこれら潤滑油Ｏに挟まれて浮いた状態になり、軸方向への移動が阻止されつつハブ４は円滑に回転することになる。
【００３９】
以下、本実施形態における流体動圧軸受電動機の製造方法について説明する。まず、シャフト２のステータコア支持部２３にステータコア３を接着によって取り付ける一方、ハブ４の上部に上部スリーブ５ａを圧入して固定する。なお、金属丸棒の切削加工や鍛造加工によって当初からハブ４に一体に上部スリーブ５ａが形成されている場合には、上記圧入操作は不要になる。ついで、ハブ４に一体的に結合された上部スリーブ５ａの挿通孔５１に頭部２５からシャフト２が内嵌される固定軸嵌装工程が実行され、これによってステータコア３の外周面がハブ４内のロータマグネット４１の内周面に対向した状態になる。
【００４０】
そしてこの状態でスラストプレート２７をシャフト２の上部遊嵌部２４に圧入して上部スリーブ５ａの第１広径部５４に納めるスラストプレート装着工程を実行する。この工程の完了後、外周面に接着剤の塗布された下部スリーブ５ｂの挿通孔５１をシャフト２の螺設部２１に遊嵌しつつ下部スリーブ５ｂを下端開口からハブ４内に嵌装するスリーブ嵌装工程が実行される。
【００４１】
さらに、このスリーブ嵌装工程においては、ハブ４をシャフト２の延びる方向に対して直交する方向に押圧することによって下部スリーブ５ｂの中心とシャフト２の軸心とが一致するように微調整される。この微調整に際しては、シャフト２の軸心と下部スリーブ５ｂの中心とが一致しているか否かを測定する精密機器である図略の測定手段が用いられ、この測定手段による測定によってハブ４の外周面の押圧ポイントと押圧量とを検出し、これらの検出結果に基づいてハブ４の調心処理を実行するようにしている。
【００４２】
そして、上記調心処理が完了した後、調心状態を所定のロック手段を用いてロックし、このロック状態のハブ４およびシャフト２を所定の加熱炉に装填して加熱処理を施すことにより接着剤の固化を促進する。ついで接着剤の固化後、ハブ４を加熱炉から取り出して常温まで冷却し、シャフト２の下部遊嵌部２２、上部遊嵌部２４およびスラストプレート２７の外周面に形成されたラジアルベアリングおよびスラストベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程が実行される。
【００４３】
そして、最後に上記スラストブッシュ５６を上部スリーブ５ａの第２広径部５５に圧入することによって、シャフト２の頭部２５がスラストブッシュ５６の貫通孔５６ａから外部に突出するとともに、シャフト２の螺設部２１が下部スリーブ５ｂの挿通孔５１から外部に突出した状態の電動機１が完成する。この電動機１は、その螺設部２１をベースＢに螺着することによってハードディスクドライブに装着される。
【００４４】
以上詳述したように、本発明の製造方法にあっては、外周面に接着剤の塗布された下部スリーブ５ｂを下部開口からハブ４内に嵌装してからハブ４をシャフト２と直交する方向に押圧して芯軸２と下部スリーブ５ｂとを調心するようにしているため、この調心によって下部スリーブ５ｂとシャフト２とを精度よく同心にすることが可能になる。従って、下部スリーブ５ｂの加工精度が上部スリーブ５ａのそれより劣っていても、上記調心処理によってスリーブ５とシャフト２とを同心にすることができ、下部スリーブ５ｂが高精度の加工でない分、加工コストの低減化を実現した上でハードディスクドライブ用の電動機として高精度のものを得ることができる。
【００４５】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００４６】
（１）上記の実施形態においては、上部スリーブ５ａは当初ハブ４とは別体で形成され、この上部スリーブ５ａをハブ４に圧入することによって上部スリーブ５ａとハブ４とを一体化しているが、本発明は、別体の上部スリーブ５ａをハブ４内に圧入することに限定されるものではなく、鋳造、鍛造あるいは切削加工で上部スリーブ５ａとハブ４とが初めから一体化されたものを製造するようにしてもよい。
【００４７】
（２）上記の実施形態においては、下部スリーブ５ｂとハブ４との接合用としてエポキシ樹脂系の接着剤が適用されているが、本発明は接着剤がエポキシ樹脂系のものであることに限定されるものではなく、ポリエチレングリコール・アクリル酸ジエステルモノマーに少量のクメンヒドロパーオキサイドとトハイドロキノンとを配合した、いわゆる嫌気性接着剤や、ポリウレタン系接着剤等を用いてもよい。
【００４８】
（３）上記の実施形態においては、ラジアルベアリング６１，６２の動圧発生溝６４をスリーブ５（上下スリーブ５ａ，５ｂ）の挿通孔５１の内周面に設けているが、こうする代わりにシャフト２（遊嵌部２２，２４）の外周面あるいはスリーブ５の内周面とシャフト２の外周面のそれぞれに設けてもよい。また同様に、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の底面とスラストブッシュ５６の底面に設けたスラストベアリング６３の動圧発生溝６５についても、スラストプレート２７の上下面あるいは第１広径部５４の底面、スラストブッシュ５６の底面およびスラストプレート２７の上下面のそれぞれに設けるようにしてもよい。
【００４９】
（４）上記の実施形態においては、括れ部２６をシャフト２の下部遊嵌部２２の上下端部および上部遊嵌部２４の下端部に形成しているが、下部スリーブ５ｂの上下端部および上部スリーブ５ａの下端部に形成するようにしてもよい。
【００５０】
（５）上記の実施形態においては、下部スリーブ５ｂとハブ４とが接着剤を介して相互に結合されているが、本発明は、接着剤による接合が下部スリーブ５ｂとハブ４との間で行われることに限定されるものではなく、下部スリーブ５ｂをハブ４に圧入あるいは一体形成し、上部スリーブ５ａとハブ４とを接着剤を介して相互に結合するようにし、この接着処理時に上部スリーブ５ａとシャフト２とが同心になるように調心してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電磁コイルの巻成されたステータコアを固定軸の軸心方向の略中央部分に設け、円筒回転体を、内周面がステータコア上部の固定軸の外周面に対向した上部スリーブと、同下部の固定軸の外周面に対向した下部スリーブと、上部および下部スリーブを連結する円筒状のハブとを備えて構成し、ラジアルベアリングを、上部および下部スリーブの内周面と固定軸の外周面との間に形成し、上部スリーブおよび下部スリーブのいずれか一方を別体としてその外周面とハブの内周面との間に所定寸法の隙間が形成されるように外径寸法を設定し、上記隙間に接着剤を介設することによって別体のスリーブをハブに固定したため、ハブは、固定軸に対してハブの上端部および下端部に設けられた一対のスリーブの各ラジアルベアリングによって２点支持された状態になり、固定軸に対する被支持状態が安定して径方向への振れが生じ難い状態で回転することができる。
【００５２】
そして、別体のスリーブとハブとの間には隙間が設けられてこの隙間に接着剤が介設されることによって他方のスリーブとハブとが一体化されているため、接着剤が固化する前にハブを径方向に押圧して他方のスリーブの固定軸に対する位置を微調整することによって別体のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることができ、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることを防止することができる。
【００５３】
また、微調整によってハブの軸心と固定軸の軸心とを一致させることができることから、電動機が例えばＨＤＤ用であるような場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスを確実に防止することができる。
【００５４】
【００５５】
また、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸に取り付けられた状態にすることができる。そして、最後の動圧流体注入工程において隙間に所定の流体を注入することによって電動機を得ることができる。
【００５６】
そして、接着剤固化工程における、接着剤が固化する前のハブを径方向に押圧する微調整によって一方のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることができ、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることを確実に防止することができる。従って、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが行われることを確実に防止することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、固定軸の少なくともステータコアの上方部分に流体動圧を利用したスラストベアリングを形成する、固定軸と同心のスラストプレートを設けたため、スラストベアリングの存在によってハブの固定軸に対する軸方向への移動が規制され、ハブの同一空間内での回転を確実に確保することができる。そして、スラストベアリングは、流体動圧を利用しているため、ハブをスムーズに回転させることができるとともに耳障りな異音の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
請求項３記載の発明によれば、スラストプレート装着工程において固定軸にスラストプレートが装着され、これによって得られた電動機は、ハブのスラスト方向への移動が規制された状態になるため、ハブの同一空間内での回転を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体動圧軸受電動機の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の流体動圧軸受電動機の組立て斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】流体動圧を利用したラジアルベアリングの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図５】流体動圧を利用したスラストベアリングの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図６】従来の流体動圧軸受電動機を例示する断面図である。
【符号の説明】
１ 電動機
２ シャフト（固定軸）
２１ 螺設部
２２ 下部遊嵌部
２３ ステータコア支持部
２４ 上部遊嵌部
２５ 頭部
２６ 括れ部
２７ スラストプレート
３ ステータコア
３１ ステータコイル
４ ハブ
４１ ロータマグネット
４２ ヨーク
５ スリーブ
５ａ 上部スリーブ（他方のスリーブ）
５ｂ 下部スリーブ（一方または別体のスリーブ）
５１ 挿通孔
５２ 環状空間
５３ テーパーシール部
５４ 第１広径部
５４ａ 隙間
５５ 第２広径部
５６ スラストブッシュ
５６ａ 貫通孔
５７ 接着剤充填空間
６ 流体動圧ベアリング構造
６１ 上ラジアルベアリング
６２ 下ラジアルベアリング
６３ スラストベアリング
６４，６５ 動圧発生溝
Ｂ ベース
Ｂ１ ねじ孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に大容量外部記憶装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）への利用に適した流体動圧軸受電動機の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すような、米国特許第５，２８３，４９１号公報に記載された流体動圧軸受を有する磁気ディスクドライブ用の電動機１００が知られている。この電動機１００は、ベースＢに一体に固定されるシャフト１０１と、このシャフト１０１に同心で固定されたステータコア１０２と、このステータコア１０２の外周面との間に所定の隙間を介して同心で外嵌されたハブ１０３と、このハブ１０３の軸心方向両端部の内周面と上記シャフト１０１の外周面との間に形成された、流体（空気）の動圧を利用するラジアルベアリング２００とを備えた基本構成を有している。
【０００３】
上記ステータコア１０２には電磁コイル１０４が巻成されている一方、上記ハブ１０３の中央部の内周面には周方向に環状のヨーク１０５が装着されているとともに、このヨーク１０５の内周面に円筒状のマグネット１０６が装着されている。そして、電磁コイル１０４に直流電流を流すことによる磁界の発生でハブ１０３がシャフト１０１周りに回転するようになっている。
【０００４】
上記ラジアルベアリング２００は、ハブ１０３の両端部に圧入された一対のスリーブ２０１と、これらスリーブ２０１の内周面と上記シャフト１０１の外周面との間に形成された径方向寸法が微小な環状隙間２０２とを備えて構成され、回転中のハブ１０３は環状隙間２０２に導入され、かつ、ハブ１０３の回転で昇圧された流体３００に支持されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記のような磁気ディスク回転駆動用の電動機１００は、回転中の磁気ディスクのトラックと磁気ヘッドとの位置関係をミクロンオーダーで確保しなければならず、従って、ハブ１０３の回転中心をシャフト１０１の軸心と高精度で一致させなければならない。かかるハブ１０３は上下一対のスリーブ２０１を介してシャフト１０１に嵌装されており、上下のハブ１０３やスリーブ２０１の寸法的な精度がそのままハブ１０３の回転中心に反映されるため、ハブ１０３やスリーブ２０１を製造するときの寸法誤差によってハブ１０３の回転中心をシャフト１０１の軸心に一致させることができなくなる場合がある。そしてハブ１０３の回転中心とシャフト１０１との軸心が一致しないとディスクのアクセスが正常に行われなくなるという不都合が発生する。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ハブの回転中心をシャフトの軸心に確実に一致させることが可能であり、これによって磁気ディスクに対する信頼性に富んだアクセスが実現する流体動圧軸受電動機の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、固定軸と、この固定軸に同心で固定されかつ電磁コイルが巻成されたステータコアと、このステータコアおよび上記固定軸を同心かつ離間状態で囲繞した円筒回転体と、この円筒回転体の内周面と上記固定軸の外周面との間に形成される微小空間に充填された流体に発生する流体動圧を利用するラジアルベアリングとを備えてなる流体動圧軸受電動機において、上記ステータコアは、上記固定軸の軸心方向の略中央部分に設けられ、上記円筒回転体は、内周面がステータコア上部の固定軸の外周面に対向した上部スリーブと、同下部の固定軸の外周面に対向した下部スリーブと、上記上部および下部スリーブを有する円筒状のハブとを備えて構成され、上記ラジアルベアリングは、上部および下部スリーブの内周面と固定軸の外周面との間に形成され、上記上部スリーブおよび下部スリーブの少なくとも一方は、上記ハブと別体に形成されているとともに、その外周面とハブの内周面との間に所定寸法の隙間が形成されるように外径寸法が設定されてなり、上記別体のスリーブとハブとの間の隙間に接着剤が介設されることによって固定されていることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングに動圧発生用の流体を充填する 動圧流体充填工程とからなることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、ハブが、中央部分にステータコアを備えた固定軸に対してハブの上端部および下端部に設けられた上部スリーブおよび下部スリーブの各ラジアルベアリングによって２点支持されているため、ハブの固定軸に対する被支持状態が安定し、これによってハブは径方向への振れが生じ難い状態で回転する。
【０００９】
そして、別体のスリーブとハブとの間には隙間が設けられてこの隙間に接着剤が介設されることによって別体のスリーブとハブとが一体化されているため、接着剤が固化する前にハブを径方向に押圧して固定軸に対する位置を微調整することによって別体のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることが可能であり、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることが防止される。
【００１０】
また、上記微調整によってハブの軸心と固定軸の軸心とが一致することから、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが防止される。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
また製造方法において、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸の周囲に取り付けられた状態になる。そして、最後の動圧流体注入工程において上記隙間に所定の流体を注入することによって電動機が完成する。
【００１４】
この発明によれば、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸の周囲に取り付けられた状態になる。そして、最後の動圧流体注入工程において上記隙間に所定の流体を注入することによって電動機が完成する。
【００１５】
そして、上記接着剤固化工程における、接着剤が固化する前のハブを径方向に押圧する微調整によって一方のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とが同心になり、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることが防止される。従って、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが防止される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記固定軸の少なくとも上記ステータコアの上方部分には流体動圧を利用したスラストベアリングを構成する、固定軸と同心のスラストプレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた 固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、固定軸の他方のスリーブに対応した部分に上記スラストプレートを装着固定するスラストプレート装着工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングおよびスラストベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程からなることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法。
【００１７】
この発明によれば、スラストベアリングの存在によってハブの固定軸に対する軸方向への移動が規制され、ハブの同一空間内での回転が確実に確保される。そして、スラストベアリングは、流体動圧を利用しているため、ハブはスムーズに回転するとともに耳障りな異音も発生しない。また製造方法に関して、スラストプレート装着工程において固定軸にスラストプレートが装着され、これによって得られた電動機は、ハブのスラスト方向への移動が規制された状態になるため、ハブの同一空間内での回転が確実に確保される。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記スリーブ嵌装工程が、上記別体のスリーブをハブに内嵌する内嵌工程と、固定軸を他方のスリーブの内周面に当接した状態で別体のスリーブを固定軸に押圧して上記他方のスリーブと同軸に調整する調整工程とからなることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、内嵌工程で各スリーブをハブに内嵌した後、調整工程において所定の測定手段を用いてハブが固定軸と同心になっているか否かを測定し、ハブが固定軸と同心になっていない場合は、同心度を測定しながらハブを固定軸と直交する方向に押圧することによってスリーブとハブとが同心に調節される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る流体動圧軸受電動機の一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその組立て斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示すように、電動機１は、ハードディスクドライブのフレーム等からなるベースＢに立設されるシャフト（固定軸）２と、このシャフト２の略中央部に同心で取り付けられたステータコア３と、このステータコア３および上記シャフト２の上下側部を囲繞する円筒状のハブ４と、このハブ４内の上下に上記シャフト２と同心で嵌め込まれた状態でシャフト２を支持する円筒状の一対のスリーブ５（上部スリーブ（一方のスリーブ）５ａおよび下部スリーブ（他方のスリーブ）５ｂ）と、これらスリーブ５の内周面とシャフト２の外周面とに形成された流体動圧ベアリング６とを備えた基本構成を有している。上記スリーブ５にはシャフト２を挿通するための挿通孔５１が穿設されている。
【００２１】
上記シャフト２は、ベースＢに螺設されたねじ孔Ｂ１に螺着締結されてベースＢに固定される螺設部２１と、この螺設部２１の上部に形成され、かつ、下部スリーブ５ｂの挿通孔５１に遊嵌される下部遊嵌部２２と、この下部遊嵌部２２の上部に形成され、かつ、上記ステータコア３が固定されるステータコア支持部２３と、このステータコア支持部２３の上部に形成され、かつ、上記上部スリーブ５ａの挿通孔５１に遊嵌される上部遊嵌部２４と、上部遊嵌部２４の上部に形成される頭部２５とを備えている。本実施形態においては、ステータコア支持部２３の径寸法は、下部遊嵌部２２、上部遊嵌部２４および頭部２５の径寸法よりも大径に設定されている。
【００２２】
上記各スリーブ５の挿通孔５１の内径寸法は、シャフト２の各遊嵌部２２，２４の外径寸法よりも僅かに大きく寸法設定され、これによって遊嵌部２２，２４の外周面とスリーブ５の内周面との間に間隙寸法が数μｍの環状空間５２が形成されるようにしている。この環状空間５２に上記流体動圧ベアリング６を構成する一要素である潤滑油が装填されるようになっている。
【００２３】
また、下部遊嵌部２２は、上下端部が先細りに形成された括れ部２６を有しており、この括れ部２６の外周面と下部スリーブ５ｂの内周面との間には、環状空間５２内の潤滑油の漏れ出しを防止する、各先端側に向かって間隙寸法が漸増したテーパーシール部５３が形成されている。同様に上記上部遊嵌部２４の下端部にも同様の括れ部２６が形成されてこの部分にもテーパーシール部５３が形成されている。
【００２４】
また、シャフト２は、上部遊嵌部２４の上部に一体に装着されたスラストベアリングを構成するスラストプレート２７を有している。このスラストプレート２７は、シャフト２と同心の円盤状に形成され、頭部２５側から上部遊嵌部２４に圧入されることによってシャフト２に固定されている。
【００２５】
上記上部スリーブ５ａは、本実施形態においては、ハブ４とは別体で形成され、これをハブ４の上部に圧入処理で内嵌することによって上部スリーブ５ａがハブ４に一体に取り付けられている。かかる上部スリーブ５ａは、挿通孔５１の上部に上記スラストプレート２７を装着する第１広径部５４、およびこの第１広径部５４の上部に設けられた第２広径部５５を有しており、第１広径部５４には上記スラストプレート２７が収容されるとともに、第２広径部５５にはスラストベアリングの上端を規定するスラストブッシュ５６が装着されている。
【００２６】
そして、スラストブッシュ５６の中心部分にはシャフト２の外径寸法より大きな内径寸法を有する貫通孔５６ａが穿設されており、これによってスラストブッシュ５６が第２広径部５５に装着された状態で、シャフト２の頭部２５がこの貫通孔５６ａから若干寸法だけ外部に突出するようにしてある。
【００２７】
また、上記第１広径部５４は、スラストプレート２７が嵌装された状態で、スラストプレート２７の上面とスラストブッシュ５６の下面との間、スラストプレート２７の外周面と第１広径部５４の内周面との間、およびスラストプレート２７の下面と第１広径部５４の下面との間にそれぞれ微小寸法（数μｍ）の隙間５４ａが形成されるように寸法設定され、これらの隙間５４ａに潤滑油を充填し、スラストベアリングが形成されている。
【００２８】
また、スラストブッシュ５６の貫通孔５６ａの下端部には、先広がりのテーパーシール部５３が形成され、このテーパーシール部５３のバッファー作用によって隙間５４ａに保持された潤滑油の外部への漏洩が防止されるようになっている。
【００２９】
上記ステータコア３にはステータコイル３１が常法によって巻成されている一方、上記ハブ４の内周面には円筒状のロータマグネット４１が配設され、ステータコイル３１に直流電流が供給されることによる磁界の形成によってハブ４がシャフト２周りに回転するようになっている。かかるロータマグネット４１とハブ４の内周面との間には磁束の通路となる環状のヨーク４２が介設されている。
【００３０】
上記下部スリーブ５ｂは、外径寸法がハブ４の内径寸法より数１０μｍ小さく寸法設定され、これによって下部スリーブ５ｂがハブ４内に嵌装された状態でハブ４の内周面との間に環状の接着剤充填空間５７が形成されるようになっている。そして、外周面に接着剤を塗布した状態の下部スリーブ５ｂをハブ４に嵌め込むことにより、下部スリーブ５ｂが接着剤を介してハブ４に装着された状態になるようにしている。
【００３１】
そして、本発明においては、接着剤７の固化前に下部スリーブ５ｂの軸心が上部スリーブ５ａの軸心と同心になるように調整され、ついで接着剤７に固化処理が施されることにより電動機１が形成されている。
【００３２】
本実施形態においては、上記接着剤７としてエポキシ樹脂系の接着剤が適用されている。エポキシ樹脂系の接着剤は、エポキシ基を２個以上含む可溶性のプレポリマーであり、硬化剤としてのポリアミン等を加えると常温でも数時間で、加熱すると数分で固化が完了するとともに、固化後も容量変化がほとんどなく、下部スリーブ５ｂとハブ４との接合用として優れている。
【００３３】
電動機１には上記流体動圧ベアリング６として、上部スリーブ５ａの挿通孔５１の内周面と上部遊嵌部２４の外周面との間に形成された上ラジアルベアリング６１と、下部スリーブ５ｂの挿通孔５１に形成された下ラジアルベアリング６２と、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の上面とスラストプレート２７の下面およびスラストブッシュ５６の下面とスラストプレート２７の上面との間にそれぞれ形成されたスラストベアリング６３とが設けられている。これらの流体動圧ベアリング６は、いずれもハブ４の回転に誘引されて流体（潤滑油）が所定の方向に向けて移動することによる動圧を利用してシャフト２を相対的に軸受するものであり、金属同士の直接接触がないことから、通常のベアリングに比して摩擦抵抗が極めて小さくスムーズに回転する上、異音の発生が生じ難く、ＨＤＤ用の電動機１への適用が好適なものである。
【００３４】
図４は、流体動圧を利用したラジアルベアリング６１，６２の一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。この図に示すように、ラジアルベアリング６１，６２は、スリーブ５（上下スリーブ５ａ，５ｂ）の挿通孔５１の内周面に凹設された上下方向に斜めに延びる動圧発生溝６４と、シャフト２（遊嵌部２２，２４）の外周面とスリーブ５の内周面との間の環状空間５２に注入された潤滑油Ｏとから構成されている。
【００３５】
上記動圧発生溝６４は、挿通孔５１の内周面に向かって中央部が左方に向かうように折り曲げられた「く」字状を呈するように形状設定されている。かかる「く」字状の動圧発生溝６４が挿通孔５１の内周面に等ピッチで複数本形成されている。
【００３６】
従って、スリーブ５を矢印で示すようにシャフト２回りに時計方向に回転させることにより、潤滑油Ｏに、「く」字状の動圧発生溝６４に誘導されて動圧発生溝６４の中央部に向かう力が発生し、このときの動圧によってスリーブ５の内周面がシャフト２の外周面から潤滑油Ｏを介して浮いた状態になり、潤滑油Ｏがベアリングの役割を果たすようになっている。
【００３７】
図５は、流体動圧を利用したスラストベアリング６３の一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。この図に示すように、スラストベアリング６３の場合は、複数本の「く」字状の動圧発生溝６５が、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の底面（図５には表れていない）と、スラストブッシュ５６の下面に周方向に向けて等ピッチで設けられている。
【００３８】
従って、上部スリーブ５ａをシャフト２回りに時計方向に回転させることにより、スラストブッシュ５６の裏面側とスラストプレート２７の上面側との間の隙間に存在する潤滑油Ｏ、および、第１広径部５４の底面側とスラストプレート２７の下面側との間の隙間に存在する潤滑油Ｏにそれぞれ発生した動圧によってスラストプレート２７が押圧挟持された状態になるため、スラストプレート２７はこれら潤滑油Ｏに挟まれて浮いた状態になり、軸方向への移動が阻止されつつハブ４は円滑に回転することになる。
【００３９】
以下、本実施形態における流体動圧軸受電動機の製造方法について説明する。まず、シャフト２のステータコア支持部２３にステータコア３を接着によって取り付ける一方、ハブ４の上部に上部スリーブ５ａを圧入して固定する。なお、金属丸棒の切削加工や鍛造加工によって当初からハブ４に一体に上部スリーブ５ａが形成されている場合には、上記圧入操作は不要になる。ついで、ハブ４に一体的に結合された上部スリーブ５ａの挿通孔５１に頭部２５からシャフト２が内嵌される固定軸嵌装工程が実行され、これによってステータコア３の外周面がハブ４内のロータマグネット４１の内周面に対向した状態になる。
【００４０】
そしてこの状態でスラストプレート２７をシャフト２の上部遊嵌部２４に圧入して上部スリーブ５ａの第１広径部５４に納めるスラストプレート装着工程を実行する。この工程の完了後、外周面に接着剤の塗布された下部スリーブ５ｂの挿通孔５１をシャフト２の螺設部２１に遊嵌しつつ下部スリーブ５ｂを下端開口からハブ４内に嵌装するスリーブ嵌装工程が実行される。
【００４１】
さらに、このスリーブ嵌装工程においては、ハブ４をシャフト２の延びる方向に対して直交する方向に押圧することによって下部スリーブ５ｂの中心とシャフト２の軸心とが一致するように微調整される。この微調整に際しては、シャフト２の軸心と下部スリーブ５ｂの中心とが一致しているか否かを測定する精密機器である図略の測定手段が用いられ、この測定手段による測定によってハブ４の外周面の押圧ポイントと押圧量とを検出し、これらの検出結果に基づいてハブ４の調心処理を実行するようにしている。
【００４２】
そして、上記調心処理が完了した後、調心状態を所定のロック手段を用いてロックし、このロック状態のハブ４およびシャフト２を所定の加熱炉に装填して加熱処理を施すことにより接着剤の固化を促進する。ついで接着剤の固化後、ハブ４を加熱炉から取り出して常温まで冷却し、シャフト２の下部遊嵌部２２、上部遊嵌部２４およびスラストプレート２７の外周面に形成されたラジアルベアリングおよびスラストベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程が実行される。
【００４３】
そして、最後に上記スラストブッシュ５６を上部スリーブ５ａの第２広径部５５に圧入することによって、シャフト２の頭部２５がスラストブッシュ５６の貫通孔５６ａから外部に突出するとともに、シャフト２の螺設部２１が下部スリーブ５ｂの挿通孔５１から外部に突出した状態の電動機１が完成する。この電動機１は、その螺設部２１をベースＢに螺着することによってハードディスクドライブに装着される。
【００４４】
以上詳述したように、本発明の製造方法にあっては、外周面に接着剤の塗布された下部スリーブ５ｂを下部開口からハブ４内に嵌装してからハブ４をシャフト２と直交する方向に押圧して芯軸２と下部スリーブ５ｂとを調心するようにしているため、この調心によって下部スリーブ５ｂとシャフト２とを精度よく同心にすることが可能になる。従って、下部スリーブ５ｂの加工精度が上部スリーブ５ａのそれより劣っていても、上記調心処理によってスリーブ５とシャフト２とを同心にすることができ、下部スリーブ５ｂが高精度の加工でない分、加工コストの低減化を実現した上でハードディスクドライブ用の電動機として高精度のものを得ることができる。
【００４５】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００４６】
（１）上記の実施形態においては、上部スリーブ５ａは当初ハブ４とは別体で形成され、この上部スリーブ５ａをハブ４に圧入することによって上部スリーブ５ａとハブ４とを一体化しているが、本発明は、別体の上部スリーブ５ａをハブ４内に圧入することに限定されるものではなく、鋳造、鍛造あるいは切削加工で上部スリーブ５ａとハブ４とが初めから一体化されたものを製造するようにしてもよい。
【００４７】
（２）上記の実施形態においては、下部スリーブ５ｂとハブ４との接合用としてエポキシ樹脂系の接着剤が適用されているが、本発明は接着剤がエポキシ樹脂系のものであることに限定されるものではなく、ポリエチレングリコール・アクリル酸ジエステルモノマーに少量のクメンヒドロパーオキサイドとトハイドロキノンとを配合した、いわゆる嫌気性接着剤や、ポリウレタン系接着剤等を用いてもよい。
【００４８】
（３）上記の実施形態においては、ラジアルベアリング６１，６２の動圧発生溝６４をスリーブ５（上下スリーブ５ａ，５ｂ）の挿通孔５１の内周面に設けているが、こうする代わりにシャフト２（遊嵌部２２，２４）の外周面あるいはスリーブ５の内周面とシャフト２の外周面のそれぞれに設けてもよい。また同様に、上部スリーブ５ａの第１広径部５４の底面とスラストブッシュ５６の底面に設けたスラストベアリング６３の動圧発生溝６５についても、スラストプレート２７の上下面あるいは第１広径部５４の底面、スラストブッシュ５６の底面およびスラストプレート２７の上下面のそれぞれに設けるようにしてもよい。
【００４９】
（４）上記の実施形態においては、括れ部２６をシャフト２の下部遊嵌部２２の上下端部および上部遊嵌部２４の下端部に形成しているが、下部スリーブ５ｂの上下端部および上部スリーブ５ａの下端部に形成するようにしてもよい。
【００５０】
（５）上記の実施形態においては、下部スリーブ５ｂとハブ４とが接着剤を介して相互に結合されているが、本発明は、接着剤による接合が下部スリーブ５ｂとハブ４との間で行われることに限定されるものではなく、下部スリーブ５ｂをハブ４に圧入あるいは一体形成し、上部スリーブ５ａとハブ４とを接着剤を介して相互に結合するようにし、この接着処理時に上部スリーブ５ａとシャフト２とが同心になるように調心してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電磁コイルの巻成されたステータコアを固定軸の軸心方向の略中央部分に設け、円筒回転体を、内周面がステータコア上部の固定軸の外周面に対向した上部スリーブと、同下部の固定軸の外周面に対向した下部スリーブと、上部および下部スリーブを連結する円筒状のハブとを備えて構成し、ラジアルベアリングを、上部および下部スリーブの内周面と固定軸の外周面との間に形成し、上部スリーブおよび下部スリーブのいずれか一方を別体としてその外周面とハブの内周面との間に所定寸法の隙間が形成されるように外径寸法を設定し、上記隙間に接着剤を介設することによって別体のスリーブをハブに固定したため、ハブは、固定軸に対してハブの上端部および下端部に設けられた一対のスリーブの各ラジアルベアリングによって２点支持された状態になり、固定軸に対する被支持状態が安定して径方向への振れが生じ難い状態で回転することができる。
【００５２】
そして、別体のスリーブとハブとの間には隙間が設けられてこの隙間に接着剤が介設されることによって他方のスリーブとハブとが一体化されているため、接着剤が固化する前にハブを径方向に押圧して他方のスリーブの固定軸に対する位置を微調整することによって別体のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることができ、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることを防止することができる。
【００５３】
また、微調整によってハブの軸心と固定軸の軸心とを一致させることができることから、電動機が例えばＨＤＤ用であるような場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスを確実に防止することができる。
【００５４】
【００５５】
また、固定軸嵌装工程において固定軸に上部または下部のスリーブが嵌装されることによって片持ち状態でハブが固定軸に装着され、つぎのスリーブ嵌装工程において固定軸に接着剤が付与された別体のスリーブを嵌装することによって一対のスリーブを有するハブが固定軸に仮装着された状態になり、さらに接着剤固化工程において別体のスリーブを固定軸の方向に押圧して各スリーブの軸心を一致させる微調整を行った後、接着剤を固化させることにより各スリーブの外周面と固定軸の内周面との間に所定の隙間が形成された状態でハブが固定軸に取り付けられた状態にすることができる。そして、最後の動圧流体注入工程において隙間に所定の流体を注入することによって電動機を得ることができる。
【００５６】
そして、接着剤固化工程における、接着剤が固化する前のハブを径方向に押圧する微調整によって一方のスリーブの軸心と他方のスリーブの軸心とを同心にすることができ、これによってハブが固定軸に対して傾斜した状態になることを確実に防止することができる。従って、電動機が例えばＨＤＤ用である場合、ハブに搭載されて回転するディスクは、固定軸と同心でかつ同一平面上で固定軸回りに回転するため、ディスクのトラックと磁気ヘッドとの間の正しい位置関係が確実に確保され、誤ったアクセスが行われることを確実に防止することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、固定軸の少なくともステータコアの上方部分に流体動圧を利用したスラストベアリングを形成する、固定軸と同心のスラストプレートを設けたため、スラストベアリングの存在によってハブの固定軸に対する軸方向への移動が規制され、ハブの同一空間内での回転を確実に確保することができる。そして、スラストベアリングは、流体動圧を利用しているため、ハブをスムーズに回転させることができるとともに耳障りな異音の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
請求項３記載の発明によれば、スラストプレート装着工程において固定軸にスラストプレートが装着され、これによって得られた電動機は、ハブのスラスト方向への移動が規制された状態になるため、ハブの同一空間内での回転を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体動圧軸受電動機の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の流体動圧軸受電動機の組立て斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】流体動圧を利用したラジアルベアリングの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図５】流体動圧を利用したスラストベアリングの一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。
【図６】従来の流体動圧軸受電動機を例示する断面図である。
【符号の説明】
１ 電動機
２ シャフト（固定軸）
２１ 螺設部
２２ 下部遊嵌部
２３ ステータコア支持部
２４ 上部遊嵌部
２５ 頭部
２６ 括れ部
２７ スラストプレート
３ ステータコア
３１ ステータコイル
４ ハブ
４１ ロータマグネット
４２ ヨーク
５ スリーブ
５ａ 上部スリーブ（他方のスリーブ）
５ｂ 下部スリーブ（一方または別体のスリーブ）
５１ 挿通孔
５２ 環状空間
５３ テーパーシール部
５４ 第１広径部
５４ａ 隙間
５５ 第２広径部
５６ スラストブッシュ
５６ａ 貫通孔
５７ 接着剤充填空間
６ 流体動圧ベアリング構造
６１ 上ラジアルベアリング
６２ 下ラジアルベアリング
６３ スラストベアリング
６４，６５ 動圧発生溝
Ｂ ベース
Ｂ１ ねじ孔
Claims (3)
- 固定軸と、この固定軸に同心で固定されかつ電磁コイルが巻成されたステータコアと、このステータコアおよび上記固定軸を同心かつ離間状態で囲繞した円筒回転体と、この円筒回転体の内周面と上記固定軸の外周面との間に形成される微小空間に充填された流体に発生する流体動圧を利用するラジアルベアリングとを備え、上記ステータコアは、上記固定軸の軸心方向の略中央部分に設けられ、上記円筒回転体は、内周面がステータコア上部の固定軸の外周面に対向した上部スリーブと、同下部の固定軸の外周面に対向した下部スリーブと、上記上部および下部スリーブを有する円筒状のハブとを備えて構成され、上記ラジアルベアリングは、上部および下部スリーブの内周面と固定軸の外周面との間に形成され、上記上部スリーブおよび下部スリーブの少なくとも一方は、上記ハブと別体に形成されているとともに、その外周面とハブの内周面との間に所定寸法の隙間が形成されるように外径寸法が設定されてなり、上記別体のスリーブとハブとの間の隙間に接着剤が介設されることによって固定されていることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法であって、
上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程とからなることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法。 - 上記固定軸の少なくとも上記ステータコアの上方部分には流体動圧を利用したスラストベアリングを構成する、固定軸と同心のスラストプレートが設けられている請求項１記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、
上記上部または下部のスリーブに上記ステータコアを備えた固定軸を嵌装する固定軸嵌装工程と、固定軸の他方のスリーブに対応した部分に上記スラストプレートを装着固定するスラストプレート装着工程と、上記ハブに接着剤を介して別体のスリーブを嵌装し、該別体スリーブを固定軸が延びる方向に対して直交する方向に押圧し固定軸と同軸となるように調整するスリーブ嵌装工程と、上記接着剤を固化させる接着剤固化工程と、上記ラジアルベアリングおよびスラストベアリングに動圧発生用の流体を充填する動圧流体充填工程からなることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法。 - 請求項１または２記載の流体動圧軸受電動機の製造方法であって、上記スリーブ嵌装工程が、上記別体のスリーブをハブに内嵌する内嵌工程と、固定軸を他方のスリーブの内周面に当接した状態で別体のスリーブを固定軸に押圧して上記他方のスリーブと同軸に調整する調整工程とからなることを特徴とする流体動圧軸受電動機の製造方法。
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