JP4732262B2 - Method for manufacturing hydrodynamic bearing device - Google Patents
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Description
本発明は動圧軸受装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a hydrodynamic bearing device.
動圧軸受装置は、軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で、支持すべき回転部材を回転自在に非接触支持する軸受装置である。この種の軸受装置は、高速回転、高回転精度、低騒音等の特徴を備えるものであり、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として、より具体的にはHDD等の磁気ディスク装置、CD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク装置、MD、MO等の光磁気ディスク装置等におけるディスクドライブのスピンドルモータ用の軸受装置として、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、プロジェクタのカラーホイールモータ、ファンモータなどのモータ用軸受装置として好適に使用される。 The hydrodynamic bearing device is a bearing device that rotatably supports a rotating member to be supported by a hydrodynamic action of a lubricating fluid generated in a bearing gap. This type of bearing device has features such as high-speed rotation, high rotation accuracy, and low noise, and more specifically as a bearing device for motors installed in various electrical equipment including information equipment. As a bearing device for a spindle motor of a disk drive in an optical disk device such as a magnetic disk device such as CD-ROM, CD-R / RW, DVD-ROM / RAM, or a magneto-optical disk device such as MD or MO, or a laser It is preferably used as a bearing device for a motor such as a polygon scanner motor of a beam printer (LBP), a color wheel motor of a projector, or a fan motor.
HDD等のディスク装置用のスピンドルモータに組み込まれる動圧軸受装置としては、例えば内周面がラジアル軸受隙間に面し、また一端面が一のスラスト軸受隙間に面する軸受スリーブと、一端面が他方のスラスト軸受隙間に面するハウジングとを備えた構成のものが公知である(例えば、特許文献1参照)。
近年では、情報機器における記録密度の増大や高速回転化に対応するため、上記動圧軸受装置には更なる高回転精度化が求められている。この種の要請に対応するためには、ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間の幅寸法の更なる高精度管理が重要となり、そのため、軸受隙間の幅寸法精度を左右するハウジングと軸受スリーブの組み付け作業には細心の注意が払われている。 In recent years, in order to cope with an increase in recording density and high speed rotation in information equipment, the dynamic pressure bearing device is required to have higher rotational accuracy. In order to meet this type of request, it is important to further control the width dimensions of radial bearing gaps and thrust bearing gaps. For this reason, it is necessary to assemble the housing and bearing sleeve, which affect the width dimension accuracy of the bearing gap. Is very careful.
ハウジングと軸受スリーブとの間で高い組付け精度を得るための手段として、ハウジングや軸受スリーブを例えば金属の削り加工で高精度に形成する方法がまず考えられる。しかしながら、機械加工は総じて製造コストが高く付くため、今以上の低コスト化は困難な状況にある。機械加工等に代えて、ハウジングや軸受スリーブを型成形で形成すれば、製造コストの低減化は可能であるが、型成形は成形品間の寸法精度にバラツキを生じ易く、組み付け品の精度確保が難しい。 As a means for obtaining a high assembling accuracy between the housing and the bearing sleeve, a method of forming the housing and the bearing sleeve with high accuracy by, for example, metal shaving is conceivable. However, since machining is generally expensive to manufacture, further cost reduction is difficult. If the housing and bearing sleeve are formed by molding instead of machining, manufacturing costs can be reduced. However, mold molding tends to cause variations in dimensional accuracy between molded products, ensuring the accuracy of the assembled product. Is difficult.
以上より、本発明の課題は、部品精度によらず、ハウジングに対する軸受スリーブの組付け精度を低コストに高めた動圧軸受装置の製造方法を提供することである。 As described above, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a hydrodynamic bearing device in which the assembly accuracy of the bearing sleeve to the housing is increased at a low cost regardless of the component accuracy.
前記課題を解決するため、本発明は、内周面がラジアル軸受隙間に面する軸受スリーブを、軸方向一方の端面がスラスト軸受隙間に面するハウジングの内周にすきま接着で固定するに際し、一対の金型の型締めに伴い軸受スリーブの上記内周面を拘束する第1拘束面を一方の金型に設けると共に、上記型締めに伴いハウジングの上記端面を拘束する第2拘束面を他方の金型に設けて、第1拘束面と第2拘束面との間の直角度を管理するようにし、かつ、上記型締めに伴い、何れか一方の金型に弾性支持された可動型と第1拘束面とでハウジングおよびハウジングの内周に導入された軸受スリーブを半径方向に挟持すると共に、上記可動型と第2拘束面とでハウジングを軸方向に挟持するようにしたことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法を提供する。 To solve the above problems, when the present invention, the bearing sleeve whose inner peripheral surface facing the radial bearing gap, one end face in the axial direction is fixed by a gap adhered to the inner periphery of the housing which faces the thrust bearing gap, the pair A first constraining surface that constrains the inner peripheral surface of the bearing sleeve is provided in one mold as the mold is clamped, and a second constraining surface that constrains the end surface of the housing is coupled to the other as the mold is clamped . A movable mold that is provided on the mold so as to manage the perpendicularity between the first restraining surface and the second restraining surface , and that is elastically supported by one of the molds when the mold is clamped, and the first The housing and the bearing sleeve introduced into the inner periphery of the housing are clamped in the radial direction by the one restraint surface, and the housing is clamped in the axial direction by the movable die and the second restraint surface. Manufacturing method of hydrodynamic bearing device Subjected to.
上述のように、本発明に係る製造方法によれば、軸受スリーブをハウジングの内周にすき間接着で固定することで、これら組み付け品に過度の負荷を与えることなく、ハウジングに対する軸受スリーブの固定姿勢を型締め中に矯正することができる。従って、上述の
ように、軸受スリーブの内周面を拘束する第1拘束面と、ハウジングの端面を拘束する第2拘束面との間の直角度を管理することにより、軸受スリーブの内周面とハウジングの端面との間で高い直角度を有した状態で、かかる軸受スリーブをハウジングの内周に固定することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the bearing sleeve is fixed to the inner periphery of the housing by gap adhesion, so that the bearing sleeve is fixed to the housing without applying an excessive load to the assembly. Can be corrected during mold clamping. Therefore, as described above, the inner peripheral surface of the bearing sleeve is managed by managing the perpendicularity between the first constraining surface that constrains the inner peripheral surface of the bearing sleeve and the second constraining surface that constrains the end surface of the housing. Such a bearing sleeve can be fixed to the inner periphery of the housing with a high squareness between the housing and the end face of the housing.
ハウジングと軸受スリーブとの間で求められる組み付け精度(形状精度)としては、上記直角度のほか、軸受スリーブの端面とハウジングの端面との間の平行度が求められる場合がある。すなわち、上記特許文献1に記載の如く、軸受スリーブの軸方向一方の端面が一方のスラスト軸受隙間に面すると共に、ハウジングの軸方向他方の端面が他方のスラスト軸受隙間に面する場合に両端面間で高い平行度が要求される。
As the assembly accuracy (shape accuracy) required between the housing and the bearing sleeve, in addition to the squareness, a parallelism between the end surface of the bearing sleeve and the end surface of the housing may be required. Ends That is, as described in
そこで、上記要求に対応するため、本発明は、内周面がラジアル軸受隙間に面すると共に、軸方向他方の端面が第1のスラスト軸受隙間に面する軸受スリーブを、軸方向一方の端面が第2のスラスト軸受隙間に面するハウジングの内周にすきま接着で固定するに際し、一対の金型の型締めに伴い軸受スリーブの上記端面を拘束する第3拘束面を一方の金型に設けると共に、上記型締めに伴いハウジングの上記端面を拘束する第2拘束面を他方の金型に設けて、第2拘束面と第3拘束面との間の平行度を管理するようにし、かつ、上記型締めに伴い、何れか一方の金型に弾性支持された可動型と第3拘束面とで軸受スリーブを軸方向に挟持すると共に、他方の金型に弾性支持された可動型と第2拘束面とでハウジングを軸方向に挟持するようにしたことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法を提供する。 Therefore, in order to cope with the demand, the present invention, together with the inner circumferential surface facing the radial bearing gap, the bearing sleeve the end face of the other axial faces the first thrust bearing gap, one end face in the axial direction When fixing to the inner periphery of the housing facing the second thrust bearing gap by clearance bonding, a third constraining surface for constraining the end surfaces of the bearing sleeves is provided in one mold as the pair of molds are clamped. A second constraining surface for constraining the end surface of the housing in accordance with the mold clamping is provided in the other mold so as to manage parallelism between the second constraining surface and the third constraining surface ; and As the mold is clamped, the movable sleeve elastically supported by one of the molds and the third restraining surface sandwich the bearing sleeve in the axial direction, and the movable mold elastically supported by the other mold and the second restraint. So that the housing is clamped axially with the surface To provide a method of manufacturing a dynamic pressure bearing device, characterized in that the.
上述の方法によれば、軸受スリーブをハウジングの内周にすき間接着で固定することで、これら組み付け品に過度の負荷を与えることなく、ハウジングに対する軸受スリーブの固定姿勢を型締め中に矯正することができる。従って、上述のように、一方(第1)のスラスト軸受隙間に面する軸受スリーブの軸方向他方の端面を拘束する第3拘束面と、他方(第2)のスラスト軸受隙間に面するハウジングの軸方向一方の端面を拘束する第2拘束面との間の平行度を管理することにより、ハウジングの端面と、軸受スリーブの端面との間で高い平行度を有した状態で、かかる軸受スリーブをハウジングの内周に固定することができる。 According to the above-described method, the bearing sleeve is fixed to the inner periphery of the housing by gap adhesion, thereby correcting the fixing posture of the bearing sleeve with respect to the housing during mold clamping without applying an excessive load to these assemblies. Can do. Therefore, as described above, the third constraining surface constraining the other axial end surface of the bearing sleeve facing one (first) thrust bearing gap and the housing facing the other (second) thrust bearing gap. By controlling the parallelism between the second constraining surface that constrains one end surface in the axial direction , the bearing sleeve is provided with a high degree of parallelism between the end surface of the housing and the end surface of the bearing sleeve. It can be fixed to the inner periphery of the housing.
ところで、上記何れの方法においても、接着固定される軸受スリーブの外周面やハウジングの内周面は、それほど高い形状精度(面精度)を必要としないため、加工方法によらず、残る他の面を高精度に仕上げることはそれほど困難ではない。そのため、例えば上述のように、軸受スリーブの端面でスラスト軸受隙間を構成する場合には、かかる端面とラジアル軸受隙間に面する内周面との直角度を比較的高精度に仕上げることができる。従って、上述のように、軸受スリーブの端面を拘束する第1拘束面と、ハウジングの端面を拘束する第2拘束面との間の平行度を管理することで、両端面間で高い平行度が得られると共に、軸受スリーブの内周面と、ハウジングの上記端面との間で高い直角度を確保した状態で両部材を固定することが可能となる。 By the way, in any of the above methods, the outer peripheral surface of the bearing sleeve and the inner peripheral surface of the housing to be bonded and fixed do not require a very high shape accuracy (surface accuracy). It is not so difficult to finish with high precision. Therefore, for example, as described above, when the thrust bearing gap is formed by the end surface of the bearing sleeve, the perpendicularity between the end surface and the inner peripheral surface facing the radial bearing gap can be finished with relatively high accuracy. Therefore, as described above, by managing the parallelism between the first constraining surface that constrains the end surface of the bearing sleeve and the second constraining surface that constrains the end surface of the housing, a high degree of parallelism can be achieved between the two end surfaces. As a result, both members can be fixed in a state where a high squareness is secured between the inner peripheral surface of the bearing sleeve and the end surface of the housing.
上記直角度あるいは平行度の管理に加えて、本発明では、ハウジングの外周面を拘束する第4拘束面と、軸受スリーブの内周面を拘束する第1拘束面との間の同軸度を管理した状態で軸受スリーブをハウジングの内周に固定することも可能である。かかる方法によれば、第4拘束面により拘束されるハウジングの外周面と、第1拘束面により拘束される軸受スリーブの内周面との間で高い同軸度を持たせた状態で、かかる軸受スリーブをハウジングの内周に固定することができる。 In addition to managing the perpendicularity or parallelism, in the present invention, the coaxiality between the fourth constraining surface that constrains the outer peripheral surface of the housing and the first constraining surface that constrains the inner peripheral surface of the bearing sleeve is managed. In this state, the bearing sleeve can be fixed to the inner periphery of the housing. According to this method, such a bearing is provided with a high degree of coaxiality between the outer peripheral surface of the housing constrained by the fourth constraining surface and the inner peripheral surface of the bearing sleeve constrained by the first constraining surface. The sleeve can be fixed to the inner periphery of the housing.
上述のようにして、ハウジングに対する軸受スリーブの固定姿勢を決定した後、接着剤を固化させることで、軸受スリーブのハウジングへの固定がなされる。そのため、一旦ハウジングに対する軸受スリーブの固定姿勢を決定すれば、その姿勢を崩すことなく例えば加熱のみで両部材を固定することができ、これにより高精度かつ高強度な組み付け品を得ることができる。 As described above, after determining the fixing posture of the bearing sleeve with respect to the housing, the adhesive is solidified to fix the bearing sleeve to the housing. For this reason, once the fixing posture of the bearing sleeve with respect to the housing is determined, both members can be fixed, for example, only by heating without breaking the posture, thereby obtaining an assembly with high accuracy and high strength.
以上のことから、本発明によれば、部品精度によらず、ハウジングに対する軸受スリーブの組付け精度を低コストに高めた動圧軸受装置の製造方法を提供することができる。 From the above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a hydrodynamic bearing device that increases the assembly accuracy of the bearing sleeve to the housing at a low cost regardless of the component accuracy.
以下、本発明の第1実施形態に係る動圧軸受装置の製造方法およびこれにより製造される動圧軸受装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における『上下』方向は単に各図における上下方向を便宜的に示すもので、動圧軸受装置の設置方向や使用態様、あるいは後述する製造方法に係る製造装置等の設置方向を特定するものではない。 Hereinafter, a method for manufacturing a fluid dynamic bearing device according to a first embodiment of the present invention and a fluid dynamic bearing device manufactured thereby will be described with reference to the drawings. The “up and down” direction in the following description simply indicates the up and down direction in each drawing for the sake of convenience, and indicates the installation direction and usage of the hydrodynamic bearing device, or the installation direction of the manufacturing apparatus according to the manufacturing method described later. Not specific.
図1は、本発明の第1実施形態に係る製造方法により製造される動圧軸受装置1を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部2を備えた回転部材3を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置1と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル4およびロータマグネット5と、ブラケット6とを備えている。ステータコイル4はブラケット6に取付けられ、ロータマグネット5は回転部材3に取付けられている。動圧軸受装置1のハウジング7は、ブラケット6の内周に固定される。また、図示は省略するが、回転部材3には、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体(以下、単にディスクという。)が一又は複数枚保持される。ステータコイル4に通電すると、ステータコイル4とロータマグネット5との間に発生する励磁力でロータマグネット5が回転し、これに伴って、回転部材3および回転部材3に保持されたディスクが軸部2と一体に回転する。
FIG. 1 conceptually shows a configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating a fluid dynamic bearing
図2は、動圧軸受装置1を示している。この動圧軸受装置1は、ハウジング7と、ハウジング7の内周に固定される軸受スリーブ8と、ハウジング7の一端を閉口する蓋部材10と、ハウジング7および軸受スリーブ8に対して相対回転する回転部材3とを主に備えている。
FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing
回転部材3は、軸受スリーブ8の内周に挿入される軸部2と、軸部2の上端に設けられ、ハウジング7の開口側に配置されるハブ部9とを主に備えている。
The rotating
軸部2は、この実施形態ではハブ部9と一体に形成され、その下端に抜止めとしてフランジ部11を別体に備えている。フランジ部11は、金属製で、例えばねじ結合等の手段により軸部2に固定される。
The
ハブ部9は、ハウジング7の開口側(上側)を覆う円盤部9aと、円盤部9aの外周部から軸方向下方に延びる筒状部9bと、筒状部9bから外径側に突出する鍔部9dと、鍔部9dの上端に形成されるディスク搭載面9cとを備える。図示されていないディスクは円盤部9aの外周に外嵌され、ディスク搭載面9cに載置される。そして、図示しない適当な保持手段によってディスクがハブ部9に保持される。
The
ハウジング7は、金属あるいは樹脂で形成される。この実施形態では、ハウジング7は金属の鍛造加工で略円筒状に成形される。ハウジング7の端面(上端面)7bの全面または一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図4に示すように、複数の動圧溝7b1をスパイラル形状に配列した領域(動圧発生部B)が形成される。上端面7bの動圧溝7b1形成領域は円盤部9aの下端面9a1と対向し、軸部2の回転時、下端面9a1との間に後述する第1スラスト軸受部T1のスラスト軸受隙間を形成する(図2を参照)。
The
ハウジング7の上方部外周(上端面7b側の外周面)には、上方に向かって漸次拡径する環状のテーパ面7cが形成される。テーパ面7cは筒状部9bの内周面9b1と対向し
、内周面9b1との間に半径方向寸法が上方に向かって漸次縮小するテーパ状のシール空間Sを形成する。潤滑油を動圧軸受装置1内部に充満させた状態では、潤滑油の油面は常時シール空間Sの範囲内にある。
On the outer periphery of the upper part of the housing 7 (the outer peripheral surface on the
ハウジング7の下端開口部は、軸受スリーブ8が固定される内周面7aよりも大径に形成され、この大径内周面7dに、例えば、ステンレス鋼や黄銅等の金属材料で形成された蓋部材10が圧入、あるいは圧入接着等の手段により固定されている。
The lower end opening of the
軸受スリーブ8は、例えば焼結金属からなる多孔質体で円筒状に形成される。この実施形態では、軸受スリーブ8は、銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、ハウジング7の内周面7aに接着固定される。もちろん、軸受スリーブ8を多孔質以外の材料、例えば樹脂やセラミック、その他の金属材料で形成することも可能である。
The
軸受スリーブ8の内周面8aの全面又は一部円筒領域には、ラジアル動圧発生部として複数の動圧溝を配列した領域(動圧発生部A)が形成される。この実施形態では、例えば図3(a)に示すように、複数の動圧溝8a1、8a2をヘリングボーン形状に配列してなる動圧発生部Aが軸方向に離隔して2箇所形成される。動圧溝8a1、8a2形成領域は、軸部2を軸受スリーブ8の内周に挿入した状態では、軸部2の外周面2aと対向し、軸部2の回転時、対向する軸部2の外周面2aとの間に後述する第1、第2ラジアル軸受部R1、R2のラジアル軸受隙間をそれぞれ形成する(図2を参照)。なお、この実施形態では、上側の動圧発生部Aを構成する動圧溝8a1は、軸方向中心m(上下の傾斜溝間領域の軸方向中央)に対して軸方向非対称に形成されており、軸方向中心mより上側領域の軸方向寸法X1が下側領域の軸方向寸法X2よりも大きくなっている。一方、下側の動圧発生部Aを構成する動圧溝8a2は軸方向対称に形成されている。また、軸受スリーブ8の外周面8bには、1又は複数本(例えば3本)の軸方向溝8b1が軸方向全長に亘って形成されている。
A region (dynamic pressure generating portion A) in which a plurality of dynamic pressure grooves are arranged is formed as a radial dynamic pressure generating portion on the entire
軸受スリーブ8の下端面8cの全面又は一部環状領域には、動圧発生部Cとして、例えば図3(b)に示すように、複数の動圧溝8c1をスパイラル状に配列した領域が形成される。下端面8cの動圧溝8c1形成領域(動圧発生部C)はフランジ部2bの上端面2b1と対向し、軸部2の回転時、対向する上端面2b1との間に後述する第2スラスト軸受部T2のスラスト軸受隙間を形成する(図2を参照)。
As shown in FIG. 3B, for example, as shown in FIG. 3B, a region in which a plurality of dynamic pressure grooves 8c1 are arranged in a spiral shape is formed on the entire
以下、軸受スリーブ8をハウジング7の内周に接着固定する工程の一例を、図5〜図7に基づいて説明する。
Hereinafter, an example of the process of adhering and fixing the
図5は、軸受スリーブ8をハウジング7の内周に位置決め固定する工程の一例を概念的に示すものである。この工程で用いられる製造装置20は、同図に示すように、水平配置された台座21に固定された2本又は3本以上の支柱22と、支柱22間に配置され、同じく台座21に固定された固定ピン23と、固定ピン23の外周に配置された可動型24と、支柱22に挿入されたピン25と、ピン25にガイドされ、台座21に対して軸方向に相対移動可能な押え型26とを備えている。なお、説明の便宜上、台座21の側を下側、押え型26の側を上側として以下説明を進める。
FIG. 5 conceptually shows an example of the process of positioning and fixing the
固定ピン23は、図6に示すように、軸受スリーブ8の保持部23aと、保持部23aよりも大径に形成されたガイド部23bと、ガイド部23bよりも大径に形成されたベース部23cとを備え、ベース部23cの下端が台座21に固定されている。保持部23aは軸受スリーブ8を保持、拘束するためのものであり、円筒状の外周面23a2と、外周面23a2の下端から外径側に広がる円環状の上端面23a1とを有する。
As shown in FIG. 6, the fixing
保持部23aの上端面23a1は、型締め時、軸受スリーブ8の下端面8cを拘束可能な第3拘束面となる。この端面(第3拘束面)23a1は、支柱22の上端面22aから軸方向寸法tだけ離隔した位置に設けられる(図6を参照)。ここで、軸方向寸法tは、ハウジング7の上端面7b(動圧発生部Bの形成面)と軸受スリーブ8の下端面8c(動圧発生部Cの形成面)との離間距離(図2を参照)に等しい値に設定されている。
The upper end surface 23a1 of the holding
保持部23aの外周面23a2は、軸受スリーブ8を上端面23a1に当接した状態で、軸受スリーブ8の内周面8aを保持可能な程度の外径寸法に設定されている。そのため、型締め時、外周面23a2は、軸受スリーブ8の内周面8aを拘束可能な第1拘束面となる。なお、ガイド部23bの外周面は後述する可動型24が移動する際のガイド面となり、その外周面精度が可動型24の動作精度、換言すると軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7外周面(例えばテーパ面7c)の同軸度を直接左右することになるので、求められる同軸度(例えば、3μm以下)を確保できるよう高精度に仕上げられている。
The outer peripheral surface 23a2 of the holding
可動型24は、上端内周にハウジング7を保持可能な略円筒状に形成されている。この可動型24は、台座21に固定されたばね等の弾性体で弾性支持されており、型締め時には、その内周を固定ピン23のガイド部23bでガイドされた状態で下方に移動する。図6に示す型開きの状態で、可動型24の上端部は支柱22の上端面22aよりも突出している。可動型24の下端外径側には、外径寸法が他所よりも大きい大径部24bが設けられ(図5を参照)、これを支柱22の段部22bと係合させることにより、型開き状態での抜け止めが図られている。可動型24の上端内周には、ハウジング7のテーパ面7c形状に対応した形状をなしハウジング7を保持する傾斜面状の保持面24aが設けられる。この保持面24aは、型締め時、保持するハウジング7の外周面(ここではテーパ面7c)を拘束可能な第4拘束面となる。
The
押え型26は、支柱22や固定ピン23、可動型24に対して相対的に上方に位置し、型締めあるいは型開きに伴い、ピン25でガイドされた状態で上記支柱22等に対して上下に相対移動可能なように構成されている。そのため、押え型26の下端面26aは、型締め時、ハウジング7の上端面(動圧発生部Bの形成面)を拘束可能な第2拘束面となる。なお、この下端面26aは、軸受スリーブ8の下端面8cに対するハウジング7の上端面7bの平行度、および軸受スリーブ8の内周面8aに対する上端面7bの直角度を直接左右することになるので、平面度や固定ピン23の上端面23a1に対する平行度、および固定ピン23の外周面23a2に対する直角度がそれぞれ所定の値以下となるよう高精度に設定されている。
The presser die 26 is positioned relatively above the
押え型26のうち、軸受スリーブ8の上端面8dと軸方向に対向する一部領域には、押え型26の下端面26aよりも下方(固定ピン23や可動型24の側)に突出した押え部材27が設けられている。この押え部材27は、上部をばね等の弾性体で支持されており、型締めに伴ってその下端面27aが軸受スリーブ8の上端面8dに当接すると、下方に対して後退移動する。この際、押え部材27を支持する弾性体としては、型締め時に軸受スリーブ8に対して過度の負荷を与えることなく、その姿勢(ハウジング7に対する姿勢)を矯正することができる程度の剛性(ばね剛性)を有するものが好適に使用可能である。可動型24を支持する弾性体にも、同様の剛性を有するものが好適に使用可能である。
Of the
以上の構成をなす製造装置20において、固定ピン23の保持部23aに軸受スリーブ8を保持し、かつ可動型24の内周(保持面24a)にハウジング7を保持した状態で、押え型26を支柱22に対して相対的に下降させ、型締めを行う。この際、接着固定面となるハウジング7の内周面7aと軸受スリーブ8の外周面8bの何れか一方に予め接着剤を塗布しておく。型締めに伴い(押え型26の下降に伴い)、まず、図7に示すように、
押え型26の下端面26aをハウジング7の上端面7bに当接させ、可動型24と共にハウジング7を下降させる。これにより、ハウジング7が軸受スリーブ8の外周に導入される。さらに、押え型26を下降させ、押え部材27の下端面27aを軸受スリーブ8の上端面8dに当接させることで、軸受スリーブ8の両端面8c、8dを保持部23aの上端面23a1および押え部材27の下端面27aで挟持する。これにより、軸受スリーブ8が上下方向からの矯正力を受け、保持部23aに対する保持姿勢が適正に矯正される。同様に、ハウジング7が下端面26aおよび保持面24aによって挟持され、これにより押え型26に対する姿勢が適正に矯正される。そして、押え型26の下端面26aが支柱22の上端面22aに当接した時点で型締めを停止する。
In the
The
この場合、押え型26の下端面26aの、固定ピン23の保持部23aの上端面23a1に対する平行度を所定の精度に形成しておくことにより、型締めを完了した時点(図7を参照)では、ハウジング7の上端面7bを拘束する押え型26の下端面26a(第2拘束面)と、軸受スリーブ8の下端面8cを拘束する固定ピン23の上端面23a1(第3拘束面)との間の平行度が高精度に管理された状態となる。そのため、下端面26a(第2拘束面)に拘束されるハウジング7の上端面7bと、上端面23a1(第3拘束面)に拘束される軸受スリーブ8の下端面8cとの間で高い平行度を有した状態で、ハウジング7に対する軸受スリーブ8の固定姿勢を決定することができる。
In this case, when the mold clamping is completed by forming the parallelism of the
また、この実施形態では、型締め時、固定ピン23の上端面23a1と押え型26の下端面26aとが所定の軸方向寸法tだけ離隔するように管理しているので、上記平行度と同時に、ハウジング7の上端面7bと軸受スリーブ8の下端面8cとの間の軸方向間隔も高精度に管理することができる。
In this embodiment, at the time of mold clamping, the upper end surface 23a1 of the fixing
また、上述のように、軸受スリーブ8をハウジング7内周にすき間接着で固定することで、接着固定される軸受スリーブ8の外周面8b(あるいはハウジング7の内周面7a)には、それほど高い形状精度(面精度)を必要としない。そのため、この実施形態のように、軸受スリーブ8を圧粉成形および焼結で形成(焼結金属で形成)すれば、外周面8b以外の面、すなわち両端面8c、8dと内周面8aとの間の直角度を比較的高精度に仕上げることができる。これにより、上記下端面8cと上端面7bとの間の平行度が高精度管理されると共に、ハウジング7の上端面7bと軸受スリーブ8の内周面8aとの間の直角度を高精度に管理することができる。
Further, as described above, by fixing the
特に、この実施形態のように、軸受スリーブ8の内周面8aおよび下端面8cに、動圧発生部として複数本の動圧溝8a1、8c1等が形成されている場合、これらの動圧溝は、通常焼結後の溝サイジング工程で設けられる。そのため、かかる溝サイジングにより動圧溝8a1、8a2、8c1を形成すると共に、下端面8cと内周面8aとの間の直角度を高精度に仕上げることができ、上記直角度を高精度に、かつ最小限の後加工で安価に仕上げることができる。
In particular, when a plurality of dynamic pressure grooves 8a1, 8c1 and the like are formed as dynamic pressure generating portions on the inner
また、この実施形態では、可動型24は同軸配置された固定ピン23の外周でガイドされながら移動可能であるから、ハウジング7の第4拘束面となる可動型24の保持面24aと、軸受スリーブ8の第1拘束面となる固定ピン23の保持部23aの外周面23a2との間の同軸度を高精度に管理することができる。従って、これら拘束面により軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7の外周面(テーパ面7c)の同軸度も高精度に管理することができる。
In this embodiment, the
上述のようにして、ハウジング7に対する軸受スリーブ8の固定姿勢および固定位置を決定した後、加熱等により接着剤を固化させる。接着剤の固化後、型開きを行うことで、ハウジング7と軸受スリーブ8の組み付け品が得られる。なお、両者の固定は、上述のよ
うに予め両部材7、8の何れかの面7a、8bに接着剤を塗布した状態で型締めを行う他、型締め後、両部材7、8間の接着隙間に接着剤を充填・固化させることによって行うこともできる。
After determining the fixing posture and fixing position of the
以上のように構成された動圧軸受装置1は、ハウジング7の内周に軸受スリーブ8を固定した後、軸受スリーブ8の内周に回転部材3を挿入した状態で回転部材3の下端にフランジ部11を固定し、さらに蓋部材10でハウジング7の下端開口部を封口することで組み立てられる。その後、各軸受隙間を含む軸受内部空間に潤滑油を注油することで、図2に示す動圧軸受装置1が完成する。
In the
上記構成の動圧軸受装置1において、回転部材3(軸部2)が回転すると、軸受スリーブ8の内周面8aに形成された動圧発生部A、Aは、対向する軸部2の外周面2aとの間にラジアル軸受隙間を形成する。そして、各ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝8a1、8a2の軸方向中心側に押し込まれ、その圧力が上昇する。このように、動圧溝8a1、8a2(動圧発生部A、A)によって生じる潤滑油の動圧作用によって、軸部2をラジアル方向に非接触支持する第1ラジアル軸受部R1と第2ラジアル軸受部R2とがそれぞれ構成される。
In the dynamic
これと同時に、軸受スリーブ8の下端面8cに設けられた動圧発生部C(動圧溝8c1形成領域)とこれに対向するフランジ部2bの上端面2b1との間のスラスト軸受隙間、およびハウジング7の上端面7bに形成される動圧発生部B(動圧溝7b1形成領域)とこれに対向するハブ部9の下端面9a1との間のスラスト軸受隙間に形成される潤滑油膜の圧力が、動圧溝7b1、8c1の動圧作用により高められる。そして、これら油膜の圧力によって、回転部材3(ハブ部9)をスラスト方向に非接触支持する第1スラスト軸受部T1と第2スラスト軸受部T2とがそれぞれ構成される。
At the same time, the thrust bearing gap between the dynamic pressure generating portion C (the dynamic pressure groove 8c1 forming region) provided on the
この際、上述のように、ハウジング7の上端面7bと軸受スリーブ8の下端面8cとの間の平行度とその軸方向離間距離、ハウジング7の上端面7bと軸受スリーブ8の内周面8aとの間の直角度、およびハウジング7の外周面(テーパ面7c)と軸受スリーブ8の内周面8aとの間の同軸度などを高精度に設定した状態で接着固定を行うことで、各軸受隙間の幅、あるいはモータの駆動部となるさせたステータコイル4とロータマグネット5との対向間隔等を高精度に管理することができる。従って、軸受性能に優れた動圧軸受装置1ひいては回転性能に優れたスピンドルモータを得ることができる。
At this time, as described above, the parallelism between the
なお、以上の説明では、軸受スリーブ8とハウジング7に対する軸受スリーブ8の固定姿勢の決定を一度の型締め動作で行う手順について説明を行ったが、一度目の型締め動作でまず固定ピン23(保持部23a)に対する軸受スリーブ8の姿勢矯正を行った後、可動型24にハウジング7をセットして、二度目の型締め動作で両者間の固定姿勢を決定することもできる。
In the above description, the procedure for determining the fixing posture of the
以下、本発明の第2実施形態に係る動圧軸受装置の製造方法およびそれにより製造された動圧軸受装置を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a hydrodynamic bearing device according to a second embodiment of the present invention and a hydrodynamic bearing device manufactured thereby will be described with reference to the drawings.
図8は、第2実施形態に係る製造方法により製造される動圧軸受装置1の一例を示している。この動圧軸受装置1は、主に、ハウジング7が有底筒状に形成される点、およびハブ部9の下端面9a1とハウジング7の上端面7bの間にのみスラスト軸受部Tが設けられる点で、図2に示す動圧軸受装置1と構成を異にしている。なお、その他の構成は図2に示す動圧軸受装置と同一であるので、共通の参照番号を付与して重複説明を省略する。
FIG. 8 shows an example of the
同図に示す動圧軸受装置1におけるハウジング7と軸受スリーブ8の組み付け(接着固
定)は、例えば図9に示す製造装置30を用いて行われる。
The assembly (adhesion and fixing) of the
図9に示す製造装置30は、水平配置された台座31に固定された固定ピン33と、固定ピン33の外周に配置され、固定ピン33に対して相対的に上下移動が可能な押え型36とを備える。なお、説明の便宜上、台座31の側を下側、押え型36の側を上側として以下説明を進める。
The
固定ピン33は、図9に示すように、軸受スリーブ8の保持部33aと、保持部33aよりも大径に形成されたガイド部33bとを備える。ガイド部33bの下端は台座31に固定されている。保持部33aは軸受スリーブ8を保持、拘束するためのものであり、円筒状の外周面33a2と、外周面33a2の下端から外径側に広がる円環状の上端面33a1とを有する。また、この実施形態では、保持部33aの外周面33a2と上端面33a1との間に段部33cが設けられており、段部33cの小径上端面33c1と、保持部33aの上端面33a1との軸方向間隔が所定値に管理されている。
As shown in FIG. 9, the fixing pin 33 includes a holding
この場合、保持部33aの外周面33a2が、型締め時、軸受スリーブ8の内周面8aを拘束可能な第1拘束面となる。また、保持部33aの上端面33a1が、型締め時、ハウジング7の上端面7bを拘束可能な第2拘束面となる。なお、この上端面33a1および外周面33a2は、軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7の上端面7bとの間の直角度を直接左右することになるので、かかる上端面33a1に対する外周面33a2の直角度が所定の値以下となるよう高精度に設定されている。
In this case, the outer peripheral surface 33a2 of the holding
同様に、ガイド部33bの外周面は後述する押え型36が移動する際のガイド面となり、その外周面精度が、軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7外周面(例えばテーパ面7c)の同軸度を直接左右することになるので、求められる同軸度を確保できるよう高精度に仕上げられている。
Similarly, the outer peripheral surface of the
押え型36は、その内周に固定ピン33の保持部33aを収容可能な小径面36aと、固定ピン33のガイド部33bを収容可能な大径面36bとを有する。このうち小径面36aの下端には、ハウジング7のテーパ面7c形状に対応した形状をなしハウジング7を下方に押圧可能な傾斜面36a1が設けられる。かかる構成の押え型36は、台座31や固定ピン33に対して相対的に上方に位置し、型締めあるいは型開きに伴い、固定ピン33に対して相対的に上下移動が可能なように構成されている。そのため、小径面36aに設けられた傾斜面36a1は、型締め時、ハウジング7の外周面(ここではテーパ面7c)を拘束可能な第4拘束面となる。なお、この傾斜面36a1は、軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7の外周面(テーパ面7c)の同軸度を直接左右することになるので、固定ピン33の外周面33a2に対する同軸度が所定の値以下となるよう高精度に設定されている。
The presser die 36 has a
以上の構成をなす製造装置30を用いた接着固定作業は以下の手順で行われる。まず、固定ピン33の保持部33a外周に軸受スリーブ8を導入し、軸受スリーブ8の上端面8d(図9中では下方に位置している)を保持部33aの上端面33a1に当接させた状態でかかる軸受スリーブ8を保持する。次に、ハウジング7を、軸受スリーブ8を被覆するように保持部33aにセットする。この状態から、押え型36を台座31および固定ピン33に対して相対的に下降させ、型締めを行う。この際、接着固定面となるハウジング7の内周面7aと軸受スリーブ8の外周面8bの何れか一方に予め接着剤を塗布しておく。型締めに伴い(押え型36の下降に伴い)、図9に示すように、押え型36の小径面36aに設けた傾斜面36a1をハウジング7の外周面(テーパ面7c)に当接させ、ハウジング7を、かかる傾斜面36a1と固定ピン33の上端面33a1とで挟持する。これに
より、ハウジング7が上下方向からの矯正力を受け、保持部33aに対する保持姿勢が適正に矯正される。そして、押え型26の下端面26aが支柱22の上端面22aに当接した時点で型締めを停止する。
The bonding and fixing work using the
この場合、上端面33a1に対する外周面33a2の直角度を所定の精度に形成しておくことにより、軸受スリーブ8の内周面8aを拘束する固定ピン23の外周面33a2(第1拘束面)と、ハウジング7の上端面7bを拘束する固定ピン33の上端面33a1(第2拘束面)との間の直角度が高精度に管理された状態で型締めを行うことができる。そのため、外周面33a2(第1拘束面)に拘束される軸受スリーブ8の内周面8aと、上端面33a1(第2拘束面)に拘束されるハウジング7の上端面7bとの間で高い直角度が得られるように、ハウジング7に対する軸受スリーブ8の固定姿勢を決定することができる。
In this case, by forming the squareness of the outer peripheral surface 33a2 with respect to the upper end surface 33a1 with a predetermined accuracy, the outer peripheral surface 33a2 (first constraining surface) of the fixing
また、この実施形態では、保持部33aの上端面33a1と段部33cの小径上端面33c1とが所定の軸方向寸法だけ離隔するように固定ピン33を仕上げているので、ハウジング7の上端面7bと軸受スリーブ8の上端面8dとの間の軸方向間隔も高精度に管理することができる。
Further, in this embodiment, since the fixing pin 33 is finished so that the upper end surface 33a1 of the holding
また、この実施形態では、押え型36は同軸配置された固定ピン33(ガイド部33b)の外周でガイドされながら移動可能であるから、ハウジング7の第4拘束面となる押え型36の傾斜面36a1と、軸受スリーブ8の第1拘束面となる保持部33aの外周面33a2との間の同軸度を高精度に管理することができる。従って、これら拘束面により軸受スリーブ8の内周面8aに対するハウジング7の外周面(テーパ面7c)の同軸度も高精度に管理することができる。
Further, in this embodiment, since the
上述のようにして、ハウジング7に対する軸受スリーブ8の固定姿勢および固定位置を決定した後、加熱等により接着剤を固化させる。接着剤の固化後、型開きを行うことで、ハウジング7と軸受スリーブ8の組み付け品が得られる。
After determining the fixing posture and fixing position of the
以上、本発明の第1、第2実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限られるものではなく、本発明の作用効果を享受し得る範囲内において、製造装置20、30の構成など種々の変更等が可能である。
As mentioned above, although 1st, 2nd embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to these embodiment, In the range which can enjoy the effect of this invention,
上記の動圧軸受装置1では、ラジアル軸受部R1、R2として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により流体の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、ラジアル軸受部R1、R2として、いわゆる多円弧軸受やステップ軸受を採用しても良い。この場合、軸受スリーブ8の内周面8aに形成される動圧発生部Aは、複数の円弧面あるいは軸方向溝によって構成される。また、上述の動圧発生部は、軸受スリーブ8の内周面8aに限らず、これとラジアル方向に対向する軸部2の外周面2aの側に形成することも可能である。
In the
また、図示は省略するが、スラスト軸受部T1およびT2のうち一方又は双方は、例えば、スラスト軸受面となる領域に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、いわゆる波型軸受(ステップ型が波型になったもの)等で構成することもできる。これらスラスト動圧軸受を構成する動圧発生部(図2でいえば動圧発生部B、Cなど)についても、軸受スリーブ8やハウジング7の側ではなく、これと対向するフランジ部11やハブ部9の下端面9a1の側に設けることも可能である。
Although illustration is omitted, one or both of the thrust bearing portions T1 and T2 is provided with a plurality of radial groove-shaped dynamic pressure grooves at predetermined intervals in the circumferential direction, for example, in a region serving as a thrust bearing surface. Further, it can be constituted by a so-called step bearing, a so-called wave bearing (the step mold is a wave form), or the like. The dynamic pressure generating portions (the dynamic pressure generating portions B and C in FIG. 2) constituting these thrust dynamic pressure bearings are not on the
以上の実施形態では、動圧軸受装置1の内部に充満する流体(潤滑流体)として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧を発生させることができる流体、例えば
磁性流体や空気等の気体を使用することもできる。
In the above embodiment, the lubricating oil is exemplified as the fluid (lubricating fluid) that fills the inside of the
1 動圧軸受装置
7 ハウジング
7b 上端面
7c テーパ面
8 軸受スリーブ
8a 内周面
8c 下端面
20 製造装置
23 固定ピン
23a 保持部
23a1 上端面(第3拘束面)
26 押え型
26a 下端面(第2拘束面)
30 製造装置
33 固定ピン
33a 保持部
33a1 上端面(第2拘束面)
33a2 外周面(第1拘束面)
36 押え型
A、B、C 動圧発生部
R1、R2 ラジアル軸受部
T1、T2、T スラスト軸受部
S シール空間
DESCRIPTION OF
26
30 Manufacturing apparatus 33
33a2 Outer peripheral surface (first restraint surface)
36 Presser dies A, B, C Dynamic pressure generating portions R1, R2 Radial bearing portions T1, T2, T Thrust bearing portions S Seal space
Claims (4)
一対の金型の型締めに伴い軸受スリーブの上記内周面を拘束する第1拘束面を一方の金型に設けると共に、上記型締めに伴いハウジングの上記端面を拘束する第2拘束面を他方の金型に設けて、第1拘束面と第2拘束面との間の直角度を管理するようにし、かつ、
上記型締めに伴い、何れか一方の金型に弾性支持された可動型と第1拘束面とでハウジングおよびハウジングの内周に導入された軸受スリーブを半径方向に挟持すると共に、上記可動型と第2拘束面とでハウジングを軸方向に挟持するようにしたことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。 When fixing the bearing sleeve whose inner circumferential surface faces the radial bearing gap to the inner circumference of the housing whose one end face in the axial direction faces the thrust bearing gap by clearance bonding ,
A first constraining surface that constrains the inner peripheral surface of the bearing sleeve is provided in one mold as the pair of molds are clamped, and a second constraining surface that constrains the end surface of the housing is provided in the other as the mold is clamped. The right angle between the first constraining surface and the second constraining surface is managed , and
Along with the mold clamping, the movable mold elastically supported by one of the molds and the first restraining surface sandwich the housing and the bearing sleeve introduced into the inner periphery of the housing in the radial direction, and the movable mold A method of manufacturing a hydrodynamic bearing device, wherein the housing is clamped in the axial direction with the second restraining surface .
一対の金型の型締めに伴い軸受スリーブの上記端面を拘束する第3拘束面を一方の金型に設けると共に、上記型締めに伴いハウジングの上記端面を拘束する第2拘束面を他方の金型に設けて、第2拘束面と第3拘束面との間の平行度を管理するようにし、かつ、
上記型締めに伴い、何れか一方の金型に弾性支持された可動型と第3拘束面とで軸受スリーブを軸方向に挟持すると共に、他方の金型に弾性支持された可動型と第2拘束面とでハウジングを軸方向に挟持するようにしたことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。 Together with the inner circumferential surface facing the radial bearing gap, the bearing sleeve the end face of the other axial faces the first thrust bearing gap, the inner periphery of the housing to one end face in the axial direction faces the second thrust bearing gap When fixing with clearance adhesive ,
A third constraining surface that constrains the end surface of the bearing sleeve is provided in one mold as the pair of molds are clamped, and a second constraining surface that constrains the end surface of the housing as the mold is clamped is provided in the other mold. Provided in the mold to manage parallelism between the second constraining surface and the third constraining surface ; and
Along with the clamping, the movable sleeve elastically supported by one of the molds and the third restraining surface sandwich the bearing sleeve in the axial direction, and the movable mold elastically supported by the other mold and the second mold A method of manufacturing a hydrodynamic bearing device, wherein a housing is clamped in an axial direction with a restraining surface .
上記型締めに伴い、上記一方の金型に弾性支持された可動型と第1拘束面とでハウジングおよびハウジングの内周に導入された軸受スリーブを半径方向に挟持するようにした請求項2に記載の動圧軸受装置の製造方法。 Further, a first constraining surface that constrains the inner peripheral surface of the bearing sleeve with the mold clamping is provided in one mold so as to manage the perpendicularity between the first constraining surface and the second constraining surface. ,And,
Along with the mold clamping, to claim 2 which is adapted to clamp the bearing sleeve which is introduced into the inner periphery of the housing and the housing by the elastic supported movable die and the first constraining surface on one of the mold the radially The manufacturing method of the hydrodynamic bearing apparatus of description.
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