JP4353696B2

JP4353696B2 - Fluid bearing member manufacturing method, fluid bearing member, and hard disk drive

Info

Publication number: JP4353696B2
Application number: JP2002373322A
Authority: JP
Inventors: 英生峯; 力浜田; 武行浜
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004202526A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばハードディスク装置等に用いられる流体軸受装置の軸受部材で、動圧溝が形成されたフランジを製造するための流体軸受部材の製造方法および流体軸受部材ならびにハードディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動圧スラスト軸受装置において、フランジを回転させることにより、流体にポンプ作用を発生させるスラスト動圧溝をフランジに形成する方法は、フォトエッチング加工を用いるのが一般的である。しかし、エッチング加工のコストが高いため、これを解決するものとして、金型により動圧溝を印圧形成する方法がたとえば特許文献１等に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９９７４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１等の金型により動圧溝を印圧形成する製造方法、製造装置では、印圧加工時の金型の面圧分布や弾性変形、フランジの加圧変形に起因して、フランジの表面が変形したり、動圧溝の深さが外径側と中心側で異なるため、印圧加工する金型を複雑で高精度な形状に形成する必要があるとともに、再加工するために高精度で複雑な矯正用金型が必要となり、複数の加工要素が複雑に絡み合うため、安定性に欠けるという問題があった。
【０００５】
また特許文献１等では、プレス工程で動圧溝のランド部を高く形成する時に、フランジが大きく塑性変形してフランジの軸心穴の内径や外径が変形するため、これら軸心穴や外径を基準面として組立を行う場合、施盤などで修正加工が必要になり、結果として製造コストはほとんど下がらず、量産性が低いと言う課題があった。
【０００６】
本発明は、フランジの動圧溝加工と、フランジの基準面の加工とを高精度でかつ安価に成形することができ、低コストで安定して生産が可能で、量産性が極めて高い流体軸受部材の製造方法および流体軸受部材ならびにハードディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の流体軸受部材の製造方法は、上型と下型により、軸心穴を有するフランジ素材を加圧して、表面および裏面の少なくとも一方に動圧溝が印圧成形されたフランジを製造するに際し、第１プレス工程で、成形凸部を有する上型または／および下型を駆動してフランジ素材を加圧し動圧溝を形成する時に、フランジ素材を外径規制部材と内径規制部材との間にそれぞれ隙間をあけて対向させて配置し、フランジ素材の動圧溝を形成するための加圧を開始して、フランジ素材を外周方向へ拡張させてフランジ素材の外径部を外径規制部材にぶつからせると共にフランジ素材の内周方向への変形によりフランジ素材の内径部を内径規制部材に軽度に接触させ、次にフランジ素材を内周方向へ変形させてフランジ素材の内径部を内径規制部材に密着させ、昇降自在に支持された下降限となる下型のストッパに上型を接触させた後、下型と上型との間にフランジを挟み込んだ状態でフランジを外径規制部材から離脱させ、第２プレス工程で、プレス方向に垂直な平面からなる矯正面を有する上型または／および下型を駆動して、外径部を規制することなくフランジを加圧してフランジの厚みが薄くなるように構成したストッパで設定した厚さにフランジを矯正し、あらかじめ、フランジ素材に、第１プレス工程および第２プレス工程で生じる加工誤差で生じる体積誤差より大きい空間の逃がし部を形成しておくものである。
【０００８】
上記構成によれば、第１プレス工程で、上型と下型とによりフランジ素材を加圧成形中に、フランジ素材が拡張するのを外径規制部材により規制し、上型と下型と外径規制部材によりフランジ素材全体を拘束した密閉状態で、加圧成形して成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部の加工が同時に高精度で行える。次いで、第２プレス工程で上型と下型の平坦面により、外径部を拘束しないでフランジ素材を加圧することにより、動圧溝加工面の平面度の矯正と厚み補正とを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００１０】
また、上記構成によれば、軸心穴を有するフランジでは、内径規制部材によりフランジ素材内径部の縮径を規制し、フランジ素材全体を密閉状態で成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部と内径部の加工とが同時に高精度で行える。また、第２プレス工程における平面矯正は僅かな厚みであるため、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されないので、第１プレスにおける内径部の加工精度を高く保持することができ、内径部を基準面とすることができる。また、上記構成によれば、加工後の上型上昇時に、下型と上型とで挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径規制部材内から離脱するので、加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦により、フランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス工程による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００１２】
また、上記構成によれば、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００２５】
請求項２記載の流体軸受部材は、請求項１記載の製造方法により形成された動圧溝付きのフランジの内径部の内周面を基準面として、該内径部にシャフトを嵌合して組み立てたものである。
【００２６】
上記構成によれば、請求項１記載の製造方法で加工されたフランジは、第２プレス工程で拘束することなく平面度が矯正されても、僅かな厚みで、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されるので、内径部の内周面は高精度に保持でき、再加工することなく、基準面としてシャフトを嵌合し組み立てることができる。したがって、作業工程を省略して低コストの流体軸受部材を得ることができる。
請求項３記載のハードディスク装置は、請求項２記載の流体軸受部材を有するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
ここで、本発明に係る流体軸受部材の製造方法および装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２８】
この製造設備は、円形で中心に軸心穴Ｆｃが形成された板状のフランジＦの上下面にそれぞれスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧（プレス）加工すると共に、フランジＦの内径部Ｆａと外径部Ｆｂを高精度で形成する第１プレス工程を行う第１プレス装置Ａ１と、フランジＦの外径部Ｆｂと内径部Ｆａとを拘束せずに加圧してフランジＦの厚さと平面度を高精度で矯正する第２プレス工程を行う第２プレス装置Ａ２とが具備されている。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、第１プレス装置Ａ１の加工部には、フランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部３ｕを有する上型１と、フランジＦに動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部３ｄを有する下型２とが配置され、図示しない加圧駆動装置により上型１が下降されて、下型２との間でフランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕ．Ｍｄが印圧成形されるとともに、フランジＦの内径部Ｆａの内周面と外径部Ｆｂの外周面がそれぞれ高精度に形成される。なお、このプレス加工では下型２を上昇しても、上型１と下型２をそれぞれ昇降してもよい。
【００３０】
前記下型２の加工面には、外周部に外径部Ｆｂが拡径されるの所定範囲内に規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）５が配置されるとともに、中心部に内径部Ｆａの加圧変形により軸心穴Ｆｃが縮径されるのを規制するピン（内径規制部材）４が配置されている。また外径拘束板５の外側には、上型１の下降限となる第１ストッパ６が設けられ、第１ストッパ６により上型１の下降ストローク限を設定している。
【００３１】
また第２プレス装置Ａ２には、図２に示すように、フランジＦ上面でスラスト動圧溝Ｍｕが形成されたランド部の表面をプレス方向に垂直な平坦面に矯正する矯正面１３ｕを有する上型１１と、フランジＦ下面でスラスト動圧溝Ｍｄが形成されたランド部の表面をプレス方向に垂直な平坦面に矯正する矯正面１３ｄを有する下型１２とが配置され、図示しない加圧駆動装置により、上型１１が下降されて下型１２との間でフランジＦの外径部Ｆｂと内径部Ｆａとを拘束せずにフランジＦの厚さと平面度が矯正される。なお、このプレス加工では下型１２を上昇しても、上型１１と下型１２をそれぞれ昇降してもよい。
【００３２】
前記下型２の加工面には、外周部に上型１の下降を規制してフランジＦの厚みを最終的に設定する第２ストッパ１６が配置されている。
上記構成において、フランジ素材は、直径がたとえば１０ｍｍ前後で、成形品フランジＦに対して、体積が同じで外径が小さく、かつ内径が大きく、厚みが大きいものが使用され、第１プレス装置Ａの下型２上にフランジ素材を配置することで、ピン４と外径拘束板５との間にそれぞれ隙間δ１，δ２が形成される。
【００３３】
上型１が下降されてフランジＦを加圧すると、最初にフランジＦが外周側に変形されると同時に、成形凸部３ｕ，３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始め、まずランド部の外周側が高く内周側がスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成される。更に上型１が下降されると、加圧変形により主にフランジＦの外径部Ｆｂが拡張されて外径拘束板５に当り拡張が拘束され、これによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部も内周側と外周側でほぼ同じ高さになる。更に上型１を下降させていくと、フランジＦの内径部Ｆｂも軸心側に変形されて軸心穴Ｆｃが縮径され、ピン４に当接されて規制される。そして上型１が第１ストッパ６に当接して停止され、フランジＦの厚みが形成されて第１プレス工程の加工が終了する。この第１プレス工程で、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄと、内径部Ｆａの内周面及び外径部Ｆｂの外周面の加工が同時に完了する。
【００３４】
このようにフランジ素材が、上型１、下型２、ピン４および外径拘束板５により、密閉状態で加圧されるいわゆる密閉冷間鍛造されることにより、第１プレス工程終了時の加工精度は、図３に示すように、内径と外径は高精度に加工され、また肉厚は精度が低い。またこの平面度について言及すれば、内径側の肉厚が僅か（数μｍ程度）に薄く形成される傾向にある。またスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部の高さは、内周側と外周側とも一定に形成される。
【００３５】
なお、フランジＦはこれ自体の加工誤差による体積を有するが、この体積誤差は結果として、最も金型剛性の弱い上型１と下型２の方向の厚み誤差となって現れ、外径と内径の寸法精度はピン４と外径拘束板５の寸法が転写されることになる。
【００３６】
つぎに第２プレス工程では、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成されたフランジＦを下型１２上に配置し、その内径部Ｆａも外径部Ｆｂも全く拘束しない状態で、上型１１と下型１２により、その加圧方向に垂直な平坦面な矯正面１３ｕ，１３ｄで矯正される。この時、第２ストッパ１６の上型１１の規制位置を第１ストッパ６より低く設定することで、フランジＦの厚み方向の誤差が常に一定の厚みとなるよう矯正される。
【００３７】
この第２プレス工程における加工精度は、図３に示すように、フランジの肉厚が高精度で改善される。この時厚み方向の個さは、主に外径部Ｆｂが拡大されることにより吸収されることから、外径の加工精度が僅かに低下するが、内径の精度は低下することがない。そして、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度が高精度で改善され、さらにスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さの加工精度も低下することもない。
【００３８】
上記第１の実施の形態によれば、第１プレス工程で、フランジ素材を密閉した状態で成形凸部３ｕ，３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧成形するので、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度と肉厚の精度が幾分劣るが、外径と内径、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さを高精度で加圧成形することができる。そして、第２プレス工程で、上型１１と下型１２の平坦面からなる矯正面１３ｕ，１３ｄによりフランジＦを加圧することで、フランジＦの厚み方向の誤差が補正されて肉厚が一定となるように高精度で矯正できるとともに、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部表面の平面度が高精度に矯正される。そして、外径の加工精度が僅かに低下するが、内径の精度は低下することなく、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さの加工精度も低下することがなく、全体としてフランジ素材にスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを高精度でプレス加工することができる。
【００３９】
したがって、従来のように材質や作業環境に左右されやすい複雑な金型も不要で、２度のプレス工程で容易かつ確実に高精度な動圧溝尽きのフランジＦを製造することができ、製造コストを低減することができる。また軸心穴Ｆｃの内径を高精度に形成できることから、これを基準面として軸を直接嵌合固定することができ、流体軸受部材の作業工程を削減することができ、製造コストを低減することができる。さらにフランジＦの外径面は、第２プレス工程で加工精度が僅かに低下するが、第２プレス工程での加工がミクロンオーダとなることから、基準面としても使用が可能であり、フランジＦに直接スリーブを嵌合して取り付けることもできる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次ぎに本発明に係る流体軸受部材の製造方法および装置の第２の実施の形態を図４〜図７を参照して説明する。この実施の形態は、密閉状態でプレス加工を行った後にフランジＦを取り外す場合、フランジＦの変形を防止してスムーズに製造を行うものである。
【００４１】
図４および図５に示すように、第１プレス装置Ｂ１の加工部には、上ダイフレーム２０Ｕに固定されてフランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部２３ｕを有する上型２１と、下ダイフレーム２０Ｄに立設固定されたガイドベース２７と、フランジＦにスラスト動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部２３ｄを有する下型２２とを具備し、下型２２はガイドベース２７の内側で所定範囲で昇降自在に配置されて、下ダイフレーム２０Ｄにより下降限が規制されるとともに、ガイドベース２７の規制部２７ａにより上昇限が規制されている。
【００４２】
第１プレス装置Ｂ１の下ダイフレーム２０Ｄのプレス位置には、下型２２に形成された軸穴２２ａにスライド自在に嵌合されるピン（内径規制部材）２４が立設固定されており、ピン２４の上端部にフランジＦが軸心穴Ｆｃを介して嵌合されている。そして、ピン２４は印圧加工時に内径部Ｆａの加圧変形で軸心穴Ｆｃが縮径されるのを規制する内径規制部２４ａが形成されている。また下ダイフレーム２０Ｄと下型２２の間のピン２４には、下型２２を上方に付勢する下型付勢手段であるばね２８が外嵌されて下型２２を上方に付勢している。なお、上型２１には、ピン２４の上端部が嵌入する受け穴２１ａが形成されている。
【００４３】
フランジＦの外周側には、外径部Ｆｂが拡径されるのを規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）２５が配置されている。またガイドベース２７上面には、上型２１の外周部が当接して上型２１の下降限となるストッパ２６が設けられており、これにより上型２１の下降ストロークを設定している。
【００４４】
次に第２プレス工程を行う第２プレス装置Ｂ２は、図６に示すように、第１プレス装置Ｂ１と近似しているため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
第２プレス装置Ｂ２の上型３１の矯正面３３ｕおよび下型３２の矯正面３３ｄとも、プレス方向に垂直な平坦面に形成され、第１プレス工程でスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成されたフランジＦを、その内径部Ｆａも外径部Ｆｂも全く拘束しない状態で、上型３１と下型３２の矯正面３１ａ，３２ａで加圧成形する。この時、ストッパ３６による上型２１の規制位置を、第１プレス装置Ｂ１のストッパ２６より僅かに低く設定することで、フランジＦの肉厚を僅かに薄く形成して厚み方向の誤差がなくなるように矯正される。
【００４６】
最初に前記第１プレス装置Ｂ１による第１プレス工程を説明する。
ａ．プレスが動作していない状態では、図４に示すように、下型２２は、ばね２８により上方へ付勢されてガイドベース２７の規制部２７ａで規制された上限位置にあり、これにより、下型２２の上面は外径規制板２５の上方で位置決めされている。この状態でピン２４にフランジ素材を挿入することでセットは完了する。
【００４７】
このフランジ素材の寸法は、体積が成形品フランジＦと同一で、厚みが成形品フランジＦより約２０〜５０μｍほど大きく、かつ外径と内径は、ピン２４と外径拘束板２５にそれぞれ所定の隙間をあけて挿入できるよう形成されており、フランジ素材のセット作業をスムーズに行うことができる。
【００４８】
ｂ．上型２１が下降してフランジ素材に当接すると、フランジ素材は例えば約９．８Ｎ／mm²×１０^４（１００kg/cm²）に設定されたばね２８にうち勝って、下型２２との間に挟まれたまま下型２２と共に下降を続け、図５に示す状態となる。
【００４９】
ｃ．ここでフランジ素材は、たとえば材料がＳＵＳ系未焼き入れ材で、外径が約６ｍｍ、厚みが約０．６ｍｍの場合、加圧力が約９．８〜２９．８Ｎ／mm²×１０^５（１〜３ｔ/cm²）になると、フランジ素材は圧縮されて外周方向へ拡張されると同時に、成形凸部２３ｕ，２３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始める。この時のスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、外周側のランド部が高く、内周側のランド部が低い。
【００５０】
ｄ．加圧力が３９．２〜４９Ｎ／mm²×１０^５（４〜５ｔ/cm²）になると、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５にぶつかり、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部は、内周側も外周側もほぼ同じ深さ（高さ）となり、内周部Ｆａの変形によるピン２４への軽度の接触も始まり、密閉された状態での加圧となる。
【００５１】
ｅ．更に加圧力を高めていくと、フランジＦの塑性変形により内径部Ｆａがピン２４に密着し、かつストッパ２６に上型２１が密着する。
ｆ．溝加工が完了すると上型２１を上昇させる。ここで問題は、密閉状態でのプレス加工であるため、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５側に約３０μｍほど食い込み、外径拘束板２５の上下縁部にバリが発生した状態となっているので、このままフランジＦを上方に取り外すとフランジＦが変形するおそれがある。これを防ぐために、この実施の形態では、ばね２８の９．８Ｎ／mm²×１０^４（１００kg/cm²）のばね力で上型２１と下型２２の間にフランジＦを挟み込んだまま、外径拘束板２５から取り出す。これにより、第１プレス工程で成形されたフランジＦのスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状は、常に上型２１と下型２２とで決定された深さ（ランド部の高さ）および安定した形状となり、次の第２プレス工程でより安定した矯正ができる。
【００５２】
なお、上記説明で上型２１は、ストッパ２６により高さ方向の位置決めを行う構成で説明したが、一般に市販されているサーボプレスで上型２１の位置決めをしても良い。
【００５３】
次に第２プレス装置Ｂ２による第２プレス工程を説明する。
ｇ．第２プレス装置Ｂ２が動作していない時は、図６（ａ）に示すように、下型３２がばね２８で上方へ付勢されるとともに、ガイドベース２７の規制部２７ａで規制されて上部位置にある。この状態でフランジＦをピン２４に挿入することでセットが完了する。
【００５４】
ｈ．プレスが駆動されて上型３１が下降しフランジＦに当接すると、フランジＦは例えば約９．８Ｎ／mm²×１０^４（１００kg/cm²）に設定されたばね２８にうち勝って下型３２との間に挟まれたまま下降を続け、下型３２が下ダイフレーム２０ｄに当接し、上型３１と下型３２との間でフランジＦが加圧される図６（ｂ）に示す状態となる。
【００５５】
ここで、ストッパ３６は第１プレス装置Ｂ１のストッパ２６位置より低く上型３１の昇降ストロークが僅かに長く設定されて、フランジＦの厚みが薄くなるように構成している。ここで、薄くする適正な矯正量は、たとえば第１プレス工程で発生するフランジＦの体積誤差に起因する厚み誤差（ミクロンオーダー）が十分吸収でき、かつこれに上型３１の弾性変形範囲（３〜５μｍ）を見込んだ必要最低限の量となるように設定されている。これにより、第２プレス工程後のフランジＦの厚みは、ストッパ３６で設定された常に一定の厚みとなり、かつ平面度も改善することができる。
【００５６】
この時のフランジＦの体積誤差は、経験的にはそのほとんどが外径の誤差となるので、内径の寸法精度は±１μｍ、真円度も２μｍ以下を確保することができる。
【００５７】
さらに、第１プレス工程でスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部の高さが内周側も外周側も同じ高さに加工されているので、第２プレス工程でフランジＦの矯正面Ｆｆを平面としても、図７に示すように、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの深さはほぼ均一となり、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを高精度に形成することができる。
【００５８】
なお、この第２プレス工程によりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、上型３１、下型３２での矯正面３３ｕ，３３ｄでフランジＦを押圧すると、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄ間のランド部に応力が集中するので、ランド部が先端角部が丸まった形状となる。このようにランド部のコーナー部が丸まったスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、これをスラスト軸受装置とするときに、起動・停止時の摩耗粉の発生が抑制されることになり、信頼性を得ることができる。
【００５９】
次ぎに上記製造方法および装置により製造された軸受部材の実施例について説明する。
第２の実施の形態で説明したように、フランジＦの内径精度は±１μｍ、真円度も２μｍ以下が確保できる。よってフランジＦの軸心穴Ｆｃの内周面を仕上げ加工せずに、そのまま基準面として（内径基準で）、図８に示すように、例えば一般的な締結方法である圧入などの方法を用いて、シャフトＳをフランジＦの軸心穴Ｆｃに圧入して固定し組み立てることで、実用的に十分な精度で、かつ低コストでスラスト軸受部材を得ることができる。
【００６０】
また、フランジＦの外径部Ｆｂの外周面は、第２プレス工程で僅かに拡張されるものの数ミクロン単位であり、そのまま基準面として（外径基準で）、スリーブを外嵌固定し、スラスト軸受部材として使用することもできる。
【００６１】
次にフランジ素材の実施例について図９を参照して説明する。
第２の実施の形態で、フランジ素材の体積誤差は、第１プレス工程後にフランジＦの厚み誤差となり、さらに第２プレス工程で矯正しても、外径部Ｆｂの誤差として残ると説明した。このように第２プレス工程後に、フランジＦの厚み、外径、内径共に寸法精度が高く要求される場合には、フランジ素材自体の加工精度を高めることにより、体積誤差を小さくするしかないが、これを実施すると、必然的に製造コストが高くなってしまう。
【００６２】
そこで、プレス加工による体積誤差を許容するフランジ素材Ｆ１〜Ｆ３を図９に示す。
すなわち、図９（ａ）（ｂ）は、フランジ素材Ｆ１，Ｆ２を、第１プレス工程および第２プレス工程で内径、外径、厚みの加工誤差に伴う体積誤差と同等以上の空間（容積）ができるように、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを加工しない外径部Ｆｂの外周コーナ部に、面取りＣまたはコーナーＲからなる逃がし部を形成したフランジ素材Ｆ１，Ｆ２を示す。このフランジ素材Ｆ１，Ｆ２を用いることにより、フランジＦの体積誤差は、結果としてこの空間を埋めることによりなるので、第１プレス工程後のフランジＦの厚みと外径は、体積誤差と無関係に同じ寸法に仕上がることになる。これによりこのフランジＦを第２プレス工程で矯正加工しても、フランジＦの最大外径と肉厚の減少は、常に同じ量だけ変化するので、フランジＦの厚み、外径、内径共に高い寸法精度で成形できて、完成品としての形状および寸法精度を安定させることができる。
【００６３】
なお、面取りＣか、またはコーナーＲに替えて、板金プレス打ち抜き加工によりフランジ素材Ｆ３を形成する場合には、図６ｂに示すように、段付部Ｎを周方向に形成しても同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
以上のように、上記フランジ素材Ｆ１〜３によれば、フランジＦの加工コスト増大を押さえるとともに寸法精度を改善することができるので、スラスト軸受部材およびスラスト軸受装置の高精度化と低コスト化が実現できる。
【００６５】
なお、上記実施の形態によれば、軸心穴Ｆｃを有するフランジＦの成形について説明したが、軸心穴ｋの無いフランジについても同様に成形することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の流体軸受部材の製造方法によれば、第１プレス工程で、上型と下型とによりフランジ素材を加圧成形中に、フランジ素材が拡張するのを外径規制部材により規制し、上型と下型と外径規制部材によりフランジ素材全体を拘束した密閉状態で、加圧成形して成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部の加工が同時に高精度で行える。次いで、第２プレス工程で上型と下型の平坦面により、外径部を拘束しないでフランジ素材を加圧することにより、動圧溝加工面の平面度の矯正と厚み補正とを高精度で行うことができ、複雑な上型や下型を使用することなく、２度のプレス工程で高精度な動圧溝付きのフランジを製造することができ、流体軸受部材のコスト削減が可能になる。
【００６７】
また、請求項１記載の流体軸受部材の製造方法によれば、軸心穴を有するフランジでは、内径規制部材によりフランジ素材内径部の縮径を規制し、フランジ素材全体を密閉状態で成形凸部により動圧溝を成形するので、均一深さの動圧溝加工と、外径部と内径部の加工とが同時に高精度で行える。また、第２プレス工程における平面矯正は僅かな厚みであるため、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されるので、第１プレスにおける内径部の加工精度を高く保持することができ、内径部を基準面とすることができる。
また、請求項１記載の流体軸受部材の製造方法によれば、加工後の上型上昇時に、下型と上型とで挟み込んだ状態でフランジを上昇させて、外径規制部材内から離脱するので、加圧成形により発生したバリの抵抗や離脱時の摩擦により、フランジの変形を防止することができる。これにより、第２プレス工程による矯正を安定して行え、結果としてフランジの動圧溝加工面の精度を高めることができる。
【００６８】
また、加工誤差により増加する体積を逃がし部で埋めて許容することができるので、外径部の外周面および内径部の内周面をさらに精度よく成形することができ、寸法精度の高い流体軸受装置を製造することができる。
【００７５】
請求項２記載の流体軸受部材によれば、請求項１記載の製造方法で加工されたフランジは、第２プレス工程で拘束することなく平面度が矯正されても、僅かな厚みで、矯正部分はほとんど外径部側に拡張されるので、内径部の内周面は高精度に保持でき、再加工することなく、基準面としてシャフトを嵌合し組み立てることができる。したがって、作業工程を省略して低コストの流体軸受部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸受部材の製造設備の第１の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図である。
【図３】プレス加工によるフランジの加工精度を示すグラフである。
【図４】本発明に係る軸受部材の製造設備の第２の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】同第１プレス装置のプレス状態を示し、（ａ）は第１プレス装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図６】同第２プレス装置を示し、（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）のプレス中の要部拡大図である。
【図７】同製造設備により成形されたフランジの部分断面を示す概略図である。
【図８】本発明に係る製造方法および設備により製造したフランジの組立状態を示す側面断面図である。
【図９】本発明に係る軸受部材の製造設備に使用する素材を示し、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれフランジ素材を示す側面中央断面図である。
【符号の説明】
Ｆフランジ
Ｆａ内径部
Ｆｂ外径部
Ｆｃ軸心穴
Ｍｕ，Ｍｄスラスト動圧溝
Ａ１，Ｂ１第１プレス装置
Ａ２．Ｂ２第２プレス装置
１，１１，２１，３１上型
２，１２，２２，３２下型
３ｕ，３ｄ成形凸部
２３ｕ，２３ｄ成形凸部
４，２４ピン
５，２５外径拘束板
６第１ストッパ
１３ｕ，１３ｄ矯正面
３３ｕ，３３ｄ矯正面
１６第２ストッパ
２６ストッパ
２７ガイドベース
２７ａ規制部
２８ばね
３６ストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a hydrodynamic bearing member manufacturing method for manufacturing a flange in which a dynamic pressure groove is formed, for example, a bearing member of a hydrodynamic bearing device used in a hard disk device or the like.Fluid bearing memberAndHard disk driveIt is about.
[0002]
[Prior art]
In a conventional dynamic pressure thrust bearing device, a method of forming a thrust dynamic pressure groove on the flange for generating a pump action on the fluid by rotating the flange generally uses a photoetching process. However, since the cost of the etching process is high, as a solution to this problem, a method of forming a printing pressure groove by using a mold is proposed in, for example, Patent Document 1.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2997499
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacturing method and manufacturing apparatus for forming the dynamic pressure groove with the mold described in Patent Document 1 above, the surface pressure distribution and elastic deformation of the mold during the pressing process, and the pressure deformation of the flange are caused. Because the surface of the flange is deformed and the depth of the dynamic pressure groove is different between the outer diameter side and the center side, it is necessary to form the stamping die in a complex and highly accurate shape and rework it For this reason, a high-precision and complicated correction die is required, and a plurality of processing elements are intertwined in a complicated manner, resulting in a problem of lack of stability.
[0005]
Further, in Patent Document 1 and the like, when the land portion of the dynamic pressure groove is formed high in the pressing process, the flange is greatly plastically deformed and the inner and outer diameters of the shaft hole of the flange are deformed. When the assembly is performed using the diameter as a reference surface, correction processing is required with a lathe or the like, resulting in a problem that the manufacturing cost is hardly lowered and mass productivity is low.
[0006]
  The present invention is a fluid dynamic bearing that can form a dynamic pressure groove of a flange and a reference surface of the flange with high accuracy and at low cost, can be stably produced at low cost, and has extremely high mass productivity. Manufacturing method of member andFluid bearing memberAndHard disk driveThe purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the hydrodynamic bearing member manufacturing method according to claim 1 pressurizes a flange material having an axial hole with an upper mold and a lower mold so that a dynamic pressure groove is formed on at least one of the front surface and the back surface. When manufacturing a flange formed by stamping, in the first press process, the flange material is removed when the upper die and / or the lower die having the molding convex portion are driven to pressurize the flange material and form the dynamic pressure groove. Place the gap between the diameter restricting member and the inner diameter restricting member so as to face each other, start pressurization to form the dynamic pressure groove of the flange material, and expand the flange material in the outer peripheral direction to flange The outer diameter portion of the material collides with the outer diameter regulating member, and the inner diameter portion of the flange material is brought into slight contact with the inner diameter regulating member by deformation in the inner circumferential direction of the flange material, and then the flange material is deformed in the inner circumferential direction. Franc With the inner diameter part of the material in close contact with the inner diameter regulating member, the upper mold is brought into contact with the lower mold stopper that is supported to be movable up and down, and then the flange is sandwiched between the lower mold and the upper mold Remove the flangeDiameter ruleIn the second pressing step, the upper die and / or the lower die having a straight surface that is perpendicular to the pressing direction is driven to press the flange without restricting the outer diameter portion in the second pressing step. Thickness set with a stopper configured to reduce the thickness ofSoonThe flange is straightened, and a relief portion of a space larger than the volume error generated by the processing error generated in the first press process and the second press process is formed in the flange material in advance.
[0008]
According to the above configuration, in the first pressing step, during the press molding of the flange material by the upper mold and the lower mold, the expansion of the flange material is regulated by the outer diameter regulating member, and the upper mold, the lower mold and the outer mold are controlled. Since the dynamic pressure groove is formed by pressing and molding with the convex part in a sealed state where the entire flange material is constrained by the diameter restricting member, the dynamic pressure groove processing of uniform depth and the processing of the outer diameter portion are simultaneously highly accurate You can do it. Next, the flatness of the hydrodynamic groove processed surface and the thickness correction can be performed with high accuracy by pressing the flange material with the flat surfaces of the upper die and the lower die in the second pressing step without constraining the outer diameter portion. It is possible to manufacture a flange with a high-precision dynamic pressure groove in two pressing processes without using a complicated upper mold and lower mold, and the cost of the hydrodynamic bearing member can be reduced. .
[0010]
  Further, according to the above configuration, in the flange having the shaft center hole, the diameter reduction of the flange material inner diameter portion is regulated by the inner diameter regulating member, and the dynamic pressure groove is molded by the molding convex portion in the sealed state of the entire flange material. The dynamic pressure groove processing with a uniform depth and the processing of the outer diameter portion and the inner diameter portion can be simultaneously performed with high accuracy. Further, since the flat surface correction in the second pressing step is a slight thickness, the correction portion is hardly expanded to the outer diameter side, so that the processing accuracy of the inner diameter portion in the first press can be kept high, and the inner diameter portion can be maintained. It can be a reference plane. Further, according to the above configuration, when the upper die is lifted after processing, the flange is lifted while being sandwiched between the lower die and the upper die, and detached from the outer diameter regulating member. It is possible to prevent the flange from being deformed by the resistance and the friction at the time of separation. Thereby, the correction by the 2nd press process can be performed stably, and the precision of the dynamic pressure groove processing surface of a flange can be raised as a result..
[0012]
  Also,According to the above configuration, the volume that increases due to processing errors can be filled and allowed by the relief portion, so that the outer peripheral surface of the outer diameter portion and the inner peripheral surface of the inner diameter portion can be more accurately molded, and dimensional accuracy Can be manufactured.
[0025]
  Claim2The hydrodynamic bearing member described above is assembled by fitting a shaft to the inner diameter portion with the inner peripheral surface of the inner diameter portion of the flange with a dynamic pressure groove formed by the manufacturing method according to claim 1 as a reference surface. is there.
[0026]
  According to the above configuration, the flange processed by the manufacturing method according to claim 1 has a slight thickness even if the flatness is corrected without being constrained in the second pressing step, and the correction portion is almost on the outer diameter side. Therefore, the inner peripheral surface of the inner diameter portion can be held with high accuracy, and the shaft can be fitted and assembled as a reference surface without reworking. Therefore, a low cost hydrodynamic bearing member can be obtained by omitting the work process.
  Claim3The hard disk device described is claimed2It has the fluid bearing member of description.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Here, a first embodiment of a fluid bearing member manufacturing method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0028]
In this manufacturing facility, thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are respectively pressed (pressed) on the upper and lower surfaces of a plate-like flange F having a circular center shaft hole Fc formed therein, and an inner diameter portion Fa of the flange F. And the first pressing device A1 for performing the first pressing process for forming the outer diameter portion Fb with high accuracy, and the outer diameter portion Fb and the inner diameter portion Fa of the flange F are pressed without restraining, and the thickness and plane of the flange F are pressed. And a second press device A2 for performing a second press process for correcting the degree with high accuracy.
[0029]
As shown in FIG. 1 (a), the processing portion of the first press device A1 includes an upper mold 1 having a molding convex portion 3u for stamping a thrust dynamic pressure groove Mu on the flange F, and a dynamic pressure on the flange F. A lower die 2 having a molding convex portion 3d for printing pressure on the groove Md is disposed, and the upper die 1 is lowered by a pressure driving device (not shown), and a thrust dynamic pressure groove is formed in the flange F between the lower die 2 and the lower die 2. Mu. Md is stamped and the inner peripheral surface of the inner diameter portion Fa and the outer peripheral surface of the outer diameter portion Fb of the flange F are formed with high accuracy. In this pressing, the lower mold 2 may be raised or the upper mold 1 and the lower mold 2 may be raised and lowered.
[0030]
A ring-shaped outer diameter restraining plate (outer diameter restricting member) 5 that restricts the outer diameter portion Fb to a predetermined range in which the outer diameter portion Fb is expanded on the outer peripheral portion is disposed on the processing surface of the lower mold 2. A pin (inner diameter restricting member) 4 for restricting the diameter reduction of the shaft center hole Fc due to the pressure deformation of the inner diameter part Fa is disposed in the part. Further, a first stopper 6 that is the lower limit of the upper mold 1 is provided outside the outer diameter restraining plate 5, and the lower stroke limit of the upper mold 1 is set by the first stopper 6.
[0031]
Further, as shown in FIG. 2, the second pressing device A2 has a correction surface 13u for correcting the surface of the land portion where the thrust dynamic pressure groove Mu is formed on the upper surface of the flange F into a flat surface perpendicular to the pressing direction. A die 11 and a lower die 12 having a correction surface 13d for correcting the surface of the land portion where the thrust dynamic pressure groove Md is formed on the lower surface of the flange F to a flat surface perpendicular to the press direction are arranged, and pressure driving (not shown) The apparatus lowers the upper die 11 and corrects the thickness and flatness of the flange F without restricting the outer diameter portion Fb and the inner diameter portion Fa of the flange F with the lower die 12. In this pressing, the lower mold 12 may be raised or the upper mold 11 and the lower mold 12 may be raised and lowered.
[0032]
On the processed surface of the lower mold 2, a second stopper 16 that restricts the lowering of the upper mold 1 and finally sets the thickness of the flange F is disposed on the outer peripheral portion.
In the above configuration, the flange material has a diameter of, for example, about 10 mm, the same volume as the molded product flange F, a small outer diameter, a large inner diameter, and a large thickness. By arranging the flange material on the lower mold 2, gaps δ 1 and δ 2 are formed between the pin 4 and the outer diameter restricting plate 5, respectively.
[0033]
When the upper die 1 is lowered to pressurize the flange F, the flange F is first deformed to the outer peripheral side, and at the same time, thrust dynamic pressure grooves Mu and Md start to be formed by the molding convex portions 3u and 3d. The thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed on the inner peripheral side and the outer peripheral side is higher. When the upper die 1 is further lowered, the outer diameter portion Fb of the flange F is mainly expanded by the pressure deformation, and the expansion is restricted by hitting the outer diameter restraining plate 5, thereby the land of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md. The part also has substantially the same height on the inner and outer peripheral sides. When the upper die 1 is further lowered, the inner diameter portion Fb of the flange F is also deformed to the axial center side, the diameter of the axial center hole Fc is reduced, and is brought into contact with the pin 4 and regulated. Then, the upper die 1 comes into contact with the first stopper 6 and is stopped, the thickness of the flange F is formed, and the processing of the first press step is completed. In the first pressing step, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md and the processing of the inner peripheral surface of the inner diameter portion Fa and the outer peripheral surface of the outer diameter portion Fb are completed simultaneously.
[0034]
In this way, the flange material is subjected to so-called closed cold forging which is pressurized in a sealed state by the upper die 1, the lower die 2, the pin 4 and the outer diameter restraining plate 5, thereby processing at the end of the first press step. As shown in FIG. 3, the inner diameter and the outer diameter are processed with high accuracy, and the thickness is low in accuracy. If this flatness is mentioned, the thickness on the inner diameter side tends to be formed slightly thin (about several μm). The heights of the land portions of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed constant on both the inner peripheral side and the outer peripheral side.
[0035]
The flange F has a volume due to its own processing error. As a result, this volume error appears as a thickness error in the direction of the upper mold 1 and the lower mold 2 having the weakest mold rigidity, and the outer diameter and inner diameter. Therefore, the dimensions of the pin 4 and the outer diameter restricting plate 5 are transferred.
[0036]
Next, in the second pressing step, the flange F in which the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed is disposed on the lower mold 12, and the inner mold portion Fa and the outer diameter section Fb are not restrained at all, and the upper mold 11 and The lower mold 12 corrects the flat correction surfaces 13u and 13d perpendicular to the pressing direction. At this time, the restriction position of the upper mold 11 of the second stopper 16 is set lower than that of the first stopper 6 so that the error in the thickness direction of the flange F is always corrected to a constant thickness.
[0037]
As shown in FIG. 3, the processing accuracy in the second pressing step is improved with high accuracy in the thickness of the flange. At this time, since the individual pieces in the thickness direction are absorbed mainly by the enlargement of the outer diameter portion Fb, the processing accuracy of the outer diameter slightly decreases, but the accuracy of the inner diameter does not decrease. The flatness of the land surface of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md is improved with high accuracy, and the processing accuracy of the depth of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md is not lowered.
[0038]
According to the first embodiment, since the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed by the molding convex portions 3u and 3d with the flange material sealed in the first pressing step, the thrust dynamic pressure grooves Mu are formed. Although the flatness and thickness accuracy of the land portion surface of Md are somewhat inferior, the outer diameter and inner diameter and the depth of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md can be pressure-formed with high accuracy. Then, in the second pressing step, the flange F is pressurized by the correction surfaces 13u and 13d formed of the flat surfaces of the upper die 11 and the lower die 12, so that the error in the thickness direction of the flange F is corrected and the thickness is constant. Thus, the flatness of the land surface of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md can be corrected with high accuracy. The outer diameter machining accuracy is slightly reduced, but the inner diameter accuracy is not lowered, the machining accuracy of the depth of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md is not lowered, and the thrust material is moved to the flange material as a whole. The pressure grooves Mu and Md can be pressed with high accuracy.
[0039]
Therefore, there is no need for a complicated mold that is easily affected by the material and working environment as in the past, and a highly precise hydrodynamic groove exhaust flange F can be manufactured easily and reliably in two press processes. Cost can be reduced. In addition, since the inner diameter of the shaft center hole Fc can be formed with high accuracy, the shaft can be directly fitted and fixed using this as a reference surface, the working process of the hydrodynamic bearing member can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Can do. Furthermore, the processing accuracy of the outer surface of the flange F slightly decreases in the second pressing process, but since the processing in the second pressing process is on the micron order, it can be used as a reference surface. It is also possible to attach the sleeve directly by fitting.
[0040]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the method and apparatus for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, when the flange F is removed after being pressed in a sealed state, the flange F is prevented from being deformed and smoothly manufactured.
[0041]
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the upper die having a forming convex portion 23 u fixed to the upper die frame 20 U and stamped with the thrust dynamic pressure groove Mu on the flange F is formed in the processing portion of the first press device B 1. 21, a guide base 27 erected and fixed to the lower die frame 20 </ b> D, and a lower die 22 having a molding convex portion 23 d for stamping the thrust dynamic pressure groove Md on the flange F. The lower die 22 is a guide. The lower limit is restricted by the lower die frame 20 </ b> D and the rising limit is restricted by the restricting portion 27 a of the guide base 27.
[0042]
At the pressing position of the lower die frame 20D of the first press device B1, a pin (inner diameter regulating member) 24 that is slidably fitted in a shaft hole 22a formed in the lower die 22 is fixed upright. A flange F is fitted to the upper end portion of 24 via an axial hole Fc. The pin 24 is formed with an inner diameter regulating portion 24a that regulates the diameter reduction of the shaft center hole Fc due to the pressure deformation of the inner diameter portion Fa at the time of printing pressure processing. In addition, a pin 28 between the lower die frame 20D and the lower mold 22 is fitted with a spring 28 as a lower mold urging means for urging the lower mold 22 upward to urge the lower mold 22 upward. Yes. The upper die 21 is formed with a receiving hole 21a into which the upper end portion of the pin 24 is fitted.
[0043]
On the outer peripheral side of the flange F, a ring-shaped outer diameter restricting plate (outer diameter restricting member) 25 that restricts the outer diameter portion Fb from being expanded is disposed. Further, a stopper 26 is provided on the upper surface of the guide base 27 so that the outer peripheral portion of the upper die 21 comes into contact with the upper limit of the upper die 21, thereby setting the lowering stroke of the upper die 21.
[0044]
Next, as shown in FIG. 6, the second press apparatus B2 that performs the second press step is similar to the first press apparatus B1, and therefore, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0045]
Both the correction surface 33u of the upper die 31 and the correction surface 33d of the lower die 32 of the second press apparatus B2 are formed on a flat surface perpendicular to the pressing direction, and the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed in the first pressing step. The flange F is pressure-molded by the correction surfaces 31a and 32a of the upper die 31 and the lower die 32 in a state where neither the inner diameter portion Fa nor the outer diameter portion Fb is constrained. At this time, the restriction position of the upper die 21 by the stopper 36 is set slightly lower than the stopper 26 of the first press device B1, so that the thickness of the flange F is made slightly thinner so that there is no error in the thickness direction. Will be corrected.
[0046]
First, the first pressing process by the first pressing device B1 will be described.
a. In a state where the press is not operating, as shown in FIG. 4, the lower mold 22 is biased upward by a spring 28 and is in an upper limit position regulated by a regulating portion 27 a of the guide base 27. The upper surface of the mold 22 is positioned above the outer diameter regulating plate 25. The setting is completed by inserting the flange material into the pin 24 in this state.
[0047]
The dimensions of the flange material are the same as those of the molded product flange F, the thickness is about 20 to 50 μm larger than that of the molded product flange F, and the outer diameter and inner diameter are predetermined for the pin 24 and the outer diameter restraining plate 25, respectively. It is formed so that it can be inserted with a gap, so that the flange material can be set smoothly.
[0048]
b. When the upper die 21 descends and comes into contact with the flange material, the flange material is, for example, about 9.8 N / mm.²× 10⁴(100kg / cm²5), the spring 28 wins, and continues to descend with the lower die 22 while being sandwiched between the lower die 22 and the state shown in FIG. 5 is obtained.
[0049]
c. Here, for example, when the material is a SUS-based unquenched material, the outer diameter is about 6 mm, and the thickness is about 0.6 mm, the applied pressure is about 9.8 to 29.8 N / mm.²× 10⁵(1-3t / cm²), The flange material is compressed and expanded in the outer circumferential direction, and at the same time, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md start to be formed by the molding convex portions 23u and 23d. At this time, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md have a high land portion on the outer peripheral side and a low land portion on the inner peripheral side.
[0050]
d. The applied pressure is 39.2 to 49 N / mm²× 10⁵(4-5t / cm²), The outer diameter portion Fb of the flange F collides with the outer diameter restraining plate 25, and the land portions of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md have substantially the same depth (height) on the inner and outer peripheral sides. Mild contact with the pin 24 due to deformation of the peripheral portion Fa also starts, and pressure is applied in a sealed state.
[0051]
e. As the applied pressure is further increased, the inner diameter Fa is brought into close contact with the pin 24 and the upper die 21 is brought into close contact with the stopper 26 due to plastic deformation of the flange F.
f. When the groove processing is completed, the upper die 21 is raised. Here, since the problem is the press working in a sealed state, the outer diameter portion Fb of the flange F bites into the outer diameter restraining plate 25 side by about 30 μm, and burrs are generated at the upper and lower edges of the outer diameter restraining plate 25. Therefore, if the flange F is removed upward as it is, the flange F may be deformed. In order to prevent this, in this embodiment, 9.8 N / mm of the spring 28 is used.²× 10⁴(100kg / cm²The spring F is removed from the outer diameter restraining plate 25 while the flange F is sandwiched between the upper die 21 and the lower die 22. Thereby, the shape of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md of the flange F formed in the first pressing step is always the depth determined by the upper die 21 and the lower die 22 (land portion height) and stable. It becomes a shape, and more stable correction can be performed in the next second pressing step.
[0052]
In the above description, the upper die 21 has been described as being configured to be positioned in the height direction by the stopper 26, but the upper die 21 may be positioned by a commercially available servo press.
[0053]
Next, the 2nd press process by 2nd press apparatus B2 is demonstrated.
g. When the second press device B2 is not operating, the lower die 32 is urged upward by the spring 28 and is restricted by the restricting portion 27a of the guide base 27 as shown in FIG. In position. In this state, the setting is completed by inserting the flange F into the pin 24.
[0054]
h. When the press is driven and the upper die 31 descends and comes into contact with the flange F, the flange F is, for example, about 9.8 N / mm.²× 10⁴(100kg / cm²The lower die 32 continues to descend while sandwiching between the upper die 31 and the lower die 32, and the flange F is placed between the upper die 31 and the lower die 32. Is in a state shown in FIG.
[0055]
Here, the stopper 36 is configured to be lower than the position of the stopper 26 of the first press device B1 and the upper and lower strokes of the upper die 31 are set slightly longer so that the thickness of the flange F is reduced. Here, the proper correction amount to be thinned can sufficiently absorb, for example, a thickness error (micron order) due to the volume error of the flange F generated in the first pressing step, and the elastic deformation range (3 of the upper die 31). It is set so as to be a necessary minimum amount in anticipation of (˜5 μm). Thereby, the thickness of the flange F after a 2nd press process becomes always constant thickness set with the stopper 36, and flatness can also be improved.
[0056]
Since the volume error of the flange F at this time is almost empirically an error of the outer diameter, the dimensional accuracy of the inner diameter can be ensured to be ± 1 μm and the roundness can be secured to 2 μm or less.
[0057]
Further, since the land portions of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are processed to the same height on the inner peripheral side and the outer peripheral side in the first pressing step, the correction surface Ff of the flange F is formed in the second pressing step. Even in the plane, as shown in FIG. 7, the depths of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are substantially uniform, and the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md can be formed with high accuracy.
[0058]
In the second pressing step, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed in the land portion between the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md when the flange F is pressed by the correction surfaces 33u and 33d of the upper die 31 and the lower die 32. Since stress concentrates, the land portion has a rounded tip corner portion. Thus, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md having rounded corner portions of the land portions are suppressed in the generation of wear powder at the time of starting and stopping when this is used as a thrust bearing device. Obtainable.
[0059]
Next, examples of the bearing member manufactured by the above manufacturing method and apparatus will be described.
As described in the second embodiment, the inner diameter accuracy of the flange F can be ensured to be ± 1 μm, and the roundness can be secured to 2 μm or less. Therefore, without finishing the inner peripheral surface of the shaft center hole Fc of the flange F, as a reference surface as it is (based on the inner diameter), for example, a method such as press fitting which is a general fastening method is used as shown in FIG. Then, the shaft S is press-fitted into the shaft hole Fc of the flange F, fixed, and assembled, whereby a thrust bearing member can be obtained with practically sufficient accuracy and at low cost.
[0060]
Further, the outer peripheral surface of the outer diameter portion Fb of the flange F is slightly expanded in the second pressing step, and is in the order of several microns. As a reference surface (on the basis of the outer diameter), the sleeve is externally fitted and fixed, and the thrust It can also be used as a bearing member.
[0061]
Next, an embodiment of the flange material will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, it has been described that the volume error of the flange material becomes a thickness error of the flange F after the first pressing process and remains as an error of the outer diameter portion Fb even if corrected in the second pressing process. Thus, after the second pressing process, when high dimensional accuracy is required for the thickness, outer diameter, and inner diameter of the flange F, the volume error can only be reduced by increasing the processing accuracy of the flange material itself. Implementation of this will inevitably increase the manufacturing cost.
[0062]
FIG. 9 shows flange materials F1 to F3 that allow volume errors due to press working.
That is, FIGS. 9 (a) and 9 (b) show that the flange materials F1 and F2 have a space (volume) equal to or greater than the volume error associated with the machining error of the inner diameter, outer diameter, and thickness in the first pressing process and the second pressing process. The flange materials F1 and F2 are shown in which relief portions including chamfers C or corners R are formed at the outer peripheral corner portion of the outer diameter portion Fb where the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are not processed. By using these flange materials F1 and F2, the volume error of the flange F results from filling this space, so the thickness and outer diameter of the flange F after the first pressing step are the same regardless of the volume error. It will be finished to dimensions. As a result, even if the flange F is straightened in the second pressing step, the maximum outer diameter and the decrease in the wall thickness of the flange F always change by the same amount. Therefore, the thickness, outer diameter and inner diameter of the flange F are both high. It can be molded with accuracy, and the shape and dimensional accuracy of the finished product can be stabilized.
[0063]
When the flange material F3 is formed by sheet metal press punching instead of the chamfer C or the corner R, the same effect is obtained even if the stepped portion N is formed in the circumferential direction as shown in FIG. 6b. There is an effect.
[0064]
As described above, according to the flange materials F1 to F3, the processing cost of the flange F can be suppressed and the dimensional accuracy can be improved. Therefore, the thrust bearing member and the thrust bearing device can be improved in accuracy and cost. realizable.
[0065]
In addition, according to the said embodiment, although the shaping | molding of the flange F which has the axial hole Fc was demonstrated, the flange without the axial hole k can also be similarly shape | molded.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 1, it is possible to prevent the flange material from expanding during the press molding of the flange material with the upper die and the lower die in the first pressing step. It is regulated by the diameter regulating member, and the dynamic pressure groove is formed by the molding convex part in a sealed state where the entire flange material is constrained by the upper die, the lower die, and the outer diameter regulating member. Impression processing and outer diameter processing can be performed simultaneously with high accuracy. Next, the flatness of the hydrodynamic groove processed surface and the thickness correction can be performed with high accuracy by pressing the flange material with the flat surfaces of the upper die and the lower die in the second pressing step without constraining the outer diameter portion. It is possible to manufacture a flange with a high-precision dynamic pressure groove in two pressing processes without using a complicated upper mold and lower mold, and the cost of the hydrodynamic bearing member can be reduced. .
[0067]
  Also,Claim1According to the manufacturing method of the hydrodynamic bearing member described above, in the flange having the shaft center hole, the diameter reduction of the flange material inner diameter portion is regulated by the inner diameter regulating member, and the dynamic pressure groove is formed by the molding convex portion while the entire flange material is sealed. Since it is formed, the dynamic pressure groove processing of uniform depth and the processing of the outer diameter portion and the inner diameter portion can be simultaneously performed with high accuracy. In addition, since the flat surface correction in the second pressing process has a slight thickness, the correction portion is almost expanded to the outer diameter side.RuTherefore, the processing accuracy of the inner diameter portion in the first press can be kept high, and the inner diameter portion can be used as the reference surface.
  According to the method for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 1, when the upper die is lifted after processing, the flange is raised while being sandwiched between the lower die and the upper die, and detached from the outer diameter regulating member. Therefore, the deformation of the flange can be prevented by the resistance of the burr generated by pressure molding and the friction at the time of separation. Thereby, the correction | amendment by a 2nd press process can be performed stably and, as a result, the precision of the hydrodynamic groove processing surface of a flange can be improved.
[0068]
  Also,Since the volume that increases due to processing errors can be filled and allowed with the relief portion, the outer peripheral surface of the outer diameter portion and the inner peripheral surface of the inner diameter portion can be formed with higher accuracy, and a hydrodynamic bearing device with high dimensional accuracy can be obtained. Can be manufactured.
[0075]
  Claim2According to the hydrodynamic bearing member described above, the flange machined by the manufacturing method according to claim 1 has a slight thickness even if the flatness is corrected without being constrained in the second pressing step, and the correction portion is almost outside. Since the inner peripheral surface of the inner diameter portion can be held with high accuracy because it is expanded toward the diameter portion side, the shaft can be fitted and assembled as a reference surface without reworking. Therefore, a low cost hydrodynamic bearing member can be obtained by omitting the work process.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of a bearing member manufacturing facility according to the present invention, in which FIG. 1A is a side central sectional view of a first press device before pressing, and FIG. 1B is a plan view of the lower mold; (C) is the principal part enlarged view of (a).
FIG. 2A is a side central sectional view of a second press device before pressing, and FIG. 2B is a plan view of the lower die.
FIG. 3 is a graph showing the processing accuracy of a flange by press processing.
4A and 4B show a second embodiment of a bearing member manufacturing facility according to the present invention, in which FIG. 4A is a side central sectional view of a first press device before pressing, and FIG. 4B is a main part of FIG. It is an enlarged view.
5A and 5B show a pressing state of the first pressing device, wherein FIG. 5A is a longitudinal sectional view of the first pressing device, and FIG. 5B is an enlarged view of a main part of FIG.
6A and 6B show the second pressing apparatus, in which FIG. 6A is a side central sectional view before pressing of the second pressing apparatus, and FIG. 6B is an enlarged view of a main part during pressing of FIG.
FIG. 7 is a schematic view showing a partial cross section of a flange formed by the manufacturing equipment.
FIG. 8 is a side sectional view showing an assembled state of a flange manufactured by the manufacturing method and equipment according to the present invention.
FIGS. 9A and 9B show materials used in the bearing member manufacturing facility according to the present invention, and FIGS. 9A to 9C are side central sectional views showing flange materials. FIGS.
[Explanation of symbols]
F Flange
Fa inner diameter
Fb outer diameter
Fc shaft hole
Mu, Md Thrust dynamic pressure groove
A1, B1 first press machine
A2. B2 Second press machine
1,11,21,31 Upper mold
2,12,22,32 Lower mold
3u, 3d molding convex part
23u, 23d molding convex part
4,24 pins
5,25 Outer diameter restraint plate
6 First stopper
13u, 13d Straightening surface
33u, 33d Correction surface
16 Second stopper
26 Stopper
27 Guide base
27a Regulatory Department
28 Spring
36 Stopper

Claims

When a flange material having an axial hole is pressed by an upper die and a lower die to produce a flange in which a dynamic pressure groove is stamped on at least one of the front surface and the back surface,
In the first pressing step, when the upper die and / or the lower die having the molding convex portion are driven to pressurize the flange material and form the dynamic pressure groove, the flange material is placed between the outer diameter regulating member and the inner diameter regulating member. Place them facing each other with a gap between them, start pressurizing to form the dynamic pressure groove of the flange material, expand the flange material in the outer peripheral direction, and use the outer diameter part of the flange material as the outer diameter regulating member The flange material is slightly brought into contact with the inner diameter restricting member by the deformation of the flange material in the inner peripheral direction, and then the flange material is deformed in the inner peripheral direction so that the inner diameter portion of the flange material becomes the inner diameter restricting member. The upper die is brought into contact with the lower die stopper, which is in close contact with the lower limit and supported so as to be movable up and down, and then the flange is detached from the outer diameter regulating member with the flange sandwiched between the lower die and the upper die. Let
In the second pressing step, the upper die and / or the lower die having a correction surface composed of a plane perpendicular to the pressing direction is driven to pressurize the flange without restricting the outer diameter portion so that the thickness of the flange is reduced. a flange to correct the thickness set in the stopper configuration,
A manufacturing method of a fluid bearing member, wherein a relief portion having a space larger than a volume error caused by a processing error generated in a first press process and a second press process is formed in the flange material in advance.

A hydrodynamic bearing member assembled by fitting a shaft to an inner diameter portion of the inner peripheral surface of the inner diameter portion of the flange with a dynamic pressure groove formed by the manufacturing method according to claim 1.

A hard disk device comprising the hydrodynamic bearing member according to claim 2.