JP3942372B2 - 動圧型軸受ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、動圧型軸受ユニットに関し、特に情報機器、例えばＨＤＤ，ＦＤＤ等の磁気ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク装置、ＭＤ，ＭＯ等の光磁気ディスク装置などのスピンドルモータ、あるいはレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータなどのスピンドル支持に使用される動圧型軸受ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記各種情報機器におけるディスク駆動用スピンドルモータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化などの要請があり、この種のモータのスピンドルを支持する軸受は、これらの要求性能を決定づける重要な構成要素の一つである。そこで、近年においてはこの種の軸受として、上記要求性能に優れた特性を有する動圧型軸受ユニットの使用が検討され、あるいは実用化が図られている。
【０００３】
この種の軸受ユニットにおいて、筒状のハウジングの底部開口にスラスト板を固定すると共に、このスラスト板の内面に動圧溝を形成し、スラスト板の内面とこれに対向する軸部材の端面との間にスラスト動圧軸受部を設ける構成が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハウジングとして、底部を一体に有する有底筒状ハウジングを使用すると、部品点数及び組立工数を削減する上で有利であるが、その底部の内面に動圧溝を有するスラスト軸受面を設ける場合、動圧溝の形成加工において次のような問題がある。すなわち、スラスト板においては、動圧溝をプレス加工（溝型の加圧）によって形成している場合が多いが、この加工法を有底筒状ハウジングに適用すると、溝型の加圧時、底部素材肉の外径側への流動によって、ハウジングの底部周辺に僅かな膨出変形が起こる。そして、動圧溝の形成後、溝型による加圧力を解除すると、底部の素材肉に内径側に向いた内部応力が発生し、この内部応力によって底部に僅かな変形が発生する。この底部の変形によって、スラスト軸受面の精度、とりわけ平面度が低下し、軸受性能に好ましくない影響が及ぶ場合がある。特に、軽量、コンパクト化を目的としてハウジングの薄肉化を図った場合、この傾向が顕著である。
【０００５】
本発明の課題は、底部を一体に有する有底筒状ハウジングの底部内面に溝型の加圧によって動圧溝を形成する工程で発生する、ハウジング底部の変形を防止して、動圧溝を有するスラスト軸受面の精度を高めることにある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題解決するため、底部を一体に有する有底筒状のハウジングと、該ハウジングに収容された軸部材と、前記ハウジングと軸部材との相対回転時に生じる動圧作用によって、前記軸部材をラジアル方向及びスラスト方向に非接触支持するラジアル軸受部及びスラスト軸受部とを備えた動圧型軸受ユニットの製造方法であって、前記ハウジングの底部をダイにより外径側から拘束した状態で、前記ハウジングの内部に溝型を挿入し、該溝型を前記ハウジングの底部の内面に加圧して、前記内面に動圧溝を形成する工程を含む動圧型軸受ユニットの製造方法を提供する。溝型の加圧時に、ハウジングの底部をダイにより外径側から拘束することで、ハウジングの底部周辺の膨出変形が防止される。そのため、溝型による加圧力を解除した時に、底部の素材肉に内径側に向いた内部応力が発生しなくなり、その結果、底部の変形が防止される。これにより、スラスト軸受面の精度、とりわけ平面度を良好に確保することができる。
【０００９】
上記構成において、ハウジングはダイに圧入しても良く、また、溝型の外周とハウジングの内周との間にすきまを設けるのが好ましい。
【００１０】
本発明の製造方法は、ハウジングの少なくとも底部の肉厚が１ｍｍ以下である動圧型軸受ユニットに特に有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、この実施形態に係る動圧型軸受ユニット１を備えた情報機器用スピンドルモータの要部のみを示す縦断正面図で、一例としてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）スピンドルモータを示している。このスピンドルモータは、軸部材２（スピンドル）を回転自在に支持する軸受ユニット１と、軸部材２に取付けられ且つ一枚または複数枚の磁気ディスクを保持するディスクハブ３と、半径方向のギャップを介して対向させたモータステータおよびモータロータ（図示省略）とを有する。そして、ステータに通電することにより、ステータとロータとの間の励磁力でロータが回転し、ディスクハブ３および軸部材２が回転する構造である。
【００１３】
軸受ユニット１は、ケーシング９のボス部９ａ内周に嵌着されて上端が開口する有底円筒状のハウジング６と、ハウジング６の内周に固定された円筒状の軸受部材７と、ハウジング６および軸受部材７に対して回転自在に非接触支持される軸部材２と、ハウジング６の上端開口部に固定されたシールワッシャ等のシール部材８とを主たる構成部材とする。ハウジング６は例えば真鍮等の金属材で形成され、少なくとも底部６a、この実施形態では底部６ａおよび側部の肉厚が１ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上の薄肉品である。軸部材２は、軸部２ａの一端部に外径側に突出するスラスト円盤としてのフランジ部２ｂを有する。この軸部材２は、軸部２ａを軸受部材７の内周部に、フランジ部２ｂを軸受部材７とハウジング６の底部６ａとの間に収容して配置される。
【００１４】
軸受部材７の内周面には、複数の動圧溝を有するラジアル軸受面１０ａが形成され、軸部材２の回転時には、ラジアル軸受面１０ａと軸部２ａの外周面との間のラジアル軸受すきまＲ１に潤滑油の動圧が発生し、軸部２ａをラジアル方向に非接触支持するラジアル軸受部１０が構成される。
【００１５】
フランジ部２ｂの軸方向両側には、軸方向のすきまである第一スラスト軸受すきまＳ１と第二スラスト軸受すきまＳ２とが設けられる。第一スラスト軸受すきまＳ１は、フランジ部２ｂの上端面と、これに対向する軸受部材７の下端面との間に形成され、第二スラスト軸受すきまＳ２は、フランジ部２ｂの下端面と、これに対向するハウジング６の底部６ａの内面との間に形成される。第一スラスト軸受すきまＳ１を臨む軸受部材７の下端面には、例えば図１（ｂ）に示す形状の動圧溝１１ｂを有する第一スラスト軸受面１１ａが形成され、第二スラスト軸受すきまＳ２を臨むハウジング６の底部６ａの内面には、例えば図１（ｃ）に示す形状の動圧溝１２ｂを有する第二スラスト軸受面１２ａが形成される。軸部材２の回転時には、第一及び第二スラスト軸受すきまＳ１，Ｓ２に潤滑油の動圧が発生し、フランジ部２ｂをスラスト方向両側に非接触支持する第一及び第二スラスト軸受部が構成される。
【００１６】
軸受部材７は、銅系または鉄系もしくはその双方を主成分とし、望ましくは銅を２０〜９５％使用した焼結金属の多孔質体で形成され、潤滑油を含浸させて構成される。この軸受部材７は、ハウジング６の内周に圧入あるいは接着等の手段によって固定される。なお、軸受部材７は、多孔質体に限らず、例えば銅や真鍮等の軟質金属等によっても形成することができる。
【００１７】
この動圧型軸受ユニット１におけるハウジング６は、例えば図２に示すような態様で製造される。先ず、真鍮等の金属材を用いて有底筒状に成形したハウジング６を、底部が下方となるように支持部材１６の上面に載置し、ダイ１７によって、ハウジング６の底部６ａを含む略下半部を外径側から拘束する。この場合、ハウジング６はダイ１７の内周に圧入された状態とするのが好ましい。ハウジング６の底部６ａおよび側部の肉厚は、１ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上に設定されている。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すような動圧溝１２ｂのパターンを下端の成形面１８ａに形成した円柱状の溝型１８をハウジング６内に挿入し、下方（矢印方向）に加圧力を加えて、その成形面１８ａをハウジング６の底部６ａの内面に加圧する。この場合、ハウジング６の内周と溝型１８の外周面との間には、所定のすきまが設けられる。
【００１９】
溝型１８の成形面１８ａの加圧によって、ハウジング６の底部６の内面に図１（ｃ）に示すような動圧溝１２ｂのパターンが転写される。溝型１８の加圧時、ハウジング６の底部６ａはダイ１７によって外径側から拘束されているので、底部６ａ周辺の膨出変形は起こらない。そのため、動圧溝１２ｂの成形が完了して、溝型１８の加圧力を解除した時に、底部６ａの素材肉に内径側に向いた内部応力が発生しなくなり、その結果、底部６ａの変形が防止される。これにより、スラスト軸受面１２ａの精度、とりわけ平面度を良好に確保することができる。
以上の工程で製造されたハウジング６を有する動圧型軸受ユニット１は、軽量コンパクト、低コストで、かつ良好な軸受性能を備えている。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、底部を一体に有する有底筒状ハウジングの底部内面に溝型の加圧によって動圧溝を形成する工程で発生する、ハウジング底部の変形を防止して、動圧溝を有するスラスト軸受面の精度が良く、良好な軸受性能をもった動圧型軸受ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る軸受ユニットを備えたスピンドルモータの要部を示す拡大縦断正面図｛図１（a）｝、スラスト軸受面の平面図｛図１（ｂ）、（ｃ）｝である。
【図２】本発明に係るハウジングの製造方法の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 軸受ユニット
２ 軸部材
６ ハウジング
７ 軸受部材
１０ ラジアル軸受部
１１ スラスト軸受部
１２ スラスト軸受部
１２ａ 第一スラスト軸受面
１７ ダイ
１８ 溝型

Claims (4)

1. 底部を一体に有する有底筒状のハウジングと、該ハウジングに収容された軸部材と、前記ハウジングと軸部材との相対回転時に生じる動圧作用によって、前記軸部材をラジアル方向及びスラスト方向に非接触支持するラジアル軸受部及びスラスト軸受部とを備えた動圧型軸受ユニットの製造方法であって、
   前記ハウジングの底部をダイにより外径側から拘束した状態で、前記ハウジングの内部に溝型を挿入し、該溝型を前記ハウジングの底部の内面に加圧して、前記内面に動圧溝を形成する工程を含む動圧型軸受ユニットの製造方法。
2. 前記ハウジングがダイに圧入されて外径側から拘束されている請求項１記載の動圧型軸受ユニットの製造方法。
3. 前記溝型の外周と前記ハウジングの内周との間にすきまが設けられている請求項１又は２記載の動圧型軸受ユニットの製造方法。
4. 前記ハウジングの少なくとも底部の肉厚が１ｍｍ以下である請求項１から３の何れかに記載の動圧型軸受ユニットの製造方法。

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