JP5110903B2 - スリーブ製造方法、動圧軸受装置及びスリーブ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＤ（ハードディスク）等の記録媒体を回転駆動するモータの中で、軸受隙間に生じる流体の動圧作用で軸部材を非接触支持するスリーブを製造するスリーブ製造方法及びスリーブ製造装置に関する。

動圧軸受装置は、情報機器、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）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等のスピンドルモータ、あるいはレーザープリンタのポリゴンモータ用として使用されている。

１．８インチ以下の小型ＨＤＤでは、その多くがモバイル機器への使用を目的としているため、２．５インチＨＤＤや３．５インチＨＤＤに比べ、耐衝撃性や静音性等、厳しい仕様が要求されている。上記各種ＨＤＤ内部のモータには、高回転精度の他、高速化、低コスト化、低騒音化等が求められているが、モータに対するこれらの要求性能を決定する構成要素の１つにモータのスピンドルを支持する軸受がある。

近年モータの軸受（スリーブ）には従来のボールベアリングに替わり、軸または軸受部品の一方に動圧発生用の溝が形成された動圧型の流体軸受が採用されている。この流体軸受は、軸受と回転軸との間に空気、又は潤滑油を充填させた構成となっており、回転軸は軸受とは非接触状態で回転するため、金属間の摩擦による騒音の発生はなく、高い耐衝撃性、低い振動性といった優れた特徴を有している。そのため、上記要求性能に優れた特性を有する動圧軸受の使用が検討され、あるいは実際に使用されている。

この動圧溝形状の形成法には以下のような方法がある。
旋盤などで軸受用のガイド穴を貫通させた被加工物に対して、ガイド軸の先端近傍の外周面に被加工物内径よりも僅かに径が大きくなるよう硬質のボールを相互に接触するよう放射状に複数配置した溝加工用ツールを軸方向に移動させ押し込み、回転方向と軸方向にそれぞれ回転速度と移動速度を与え、転造加工する方法で溝の形状を成形する。(特許文献1参照)

また、外周面に溝形状凸部を有し且つ軸方向に複数のスリットを有した硬質材料で形成された割り金型を、中央に貫通穴を有した略円筒状の軟質材料の被加工物に挿入し、被加工物の他方側の開口部から先端部が窄まったシャフトを押し込むことにより、割り金型の外径を広げ、溝形状凸部が軟質材料の内周面に食い込むことにより凹部溝形状を形成する方法もある。(特許文献２参照)
特開平7-299524号公報 特開2004-148385号公報

しかしながら上記特許文献1に記載された従来の方法では、転造加工のため、溝形状の加工の際に被加工物の形状に歪みが生じ、再度切削等の加工を施す必要があり、工程数が多くなりコスト高となる。また、溝加工用ツールの回転速度と軸方向の移動速度のバランスを調整することが困難であり、それぞれの速度の変化により溝形状が変化してしまうため、精度にバラツキが生じやすい。また、一つあたりの加工時間が長くかかるため生産性が悪い。

上記特許文献２に記載された方法では、割り金型の凸部の深さや挿入するシャフトの径などを変えることにより所望の溝深さを成形することは可能であるが、割り金型にスリットが入っているため、連続した溝形状を一度で成型することはできず、一度挿入した金型を取り外し、軸周りに回転させて再度挿入するか、または形状の異なる割り金型を挿入して溝形状をつなぎ合わせる等、２段階以上の工程を要する。さらに、複数回加工を行うことにより溝深さや形状など連続して等しくなるように高精度に成形することは困難である。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は溝形状を高精度に、かつ短時間で効率良く形成することができるとともに、さらには工程数を少なくすることにより製造コストを低減することが可能であるスリーブ製造方法、動圧軸受装置及びスリーブ製造装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る第１の特徴は、成型金型を用いて、軸部材の外周を回転自在に支持するスリーブを製造するスリーブ製造方法であって、前記成型金型は、略円筒状の外周面に動圧溝を形成するために用いられる凸部が形成されたコア部を有する第１金型と、前記コア部が嵌め込まれる第２金型とを備えており、前記コア部の外周面と前記第２金型の内周面との間に、前記コア部よりも熱膨張率の小さい前記スリーブを配置する工程と、少なくとも前記コア部及び前記スリーブを加熱することにより、前記凸部に対応する前記動圧溝を前記スリーブの内周面に転写させ、前記第２金型でスリーブの外形を形成する転写工程と、前記コア部及び前記スリーブを冷却することにより、前記スリーブを前記第１金型及び前記第２金型から取り除く型除去工程とを具備することを要旨とする。
かかる特徴によれば、スリーブ及びコア部が加熱させられると、スリーブが軟化、あるいは溶融し、その状態で前記第２金型を利用して前記スリーブの加圧を行うと、前記スリーブの内周面はコア部の凸部に埋入する。一方、スリーブの熱膨張率がコア部の熱膨張率よりも小さい。このため、スリーブ及びコア部が冷却させられると、コア部は前記スリーブよりも大幅に縮むことにより、埋入された凸部とスリーブの内周は引き離されるとともに、当該凸部が埋入されていた部分に動圧溝が形成される。これにより、コア部及びスリーブを加熱・冷却するだけで、スリーブの内周面に動圧溝が形成されるため、従来技術よりも動圧溝を形成するための工数及び製造時間を少なくすることができ、製造コストを低減させることができる。また、動圧溝を形成するための凸部を有するコア部が従来技術のように「割り金型」ではなく、コア部及びスリーブを加熱・冷却して動圧溝を形成するにより、当該凸部に対応する動圧溝を連続して形成することができるため、従来よりも高精度にスリーブを製造することができる。
すなわち、本発明の特徴によれば、従来技術よりも動圧溝を形成するための工数及び製造時間を少なくすることができ、製造コストを低減させることができると共に、高精度にスリーブを製造することができる。

本発明に係る第２の特徴は、本発明に係る第１の特徴に係り、第２金型は、スリーブを、コア部と同心に設置され、型除去工程は、コア部及びスリーブを冷却することにより生じるコア部とスリーブの内周面との隙間を保ちながら第１金型から取り除いた後、第２金型から取り除くことであることを要旨とする。

本発明に係る第３の特徴は、本発明に係る第２の特徴に係り、スリーブの動圧溝が形成される成型材料は、金属ガラスであることを要旨とする。

本発明に係る第４の特徴は、本発明に係る第１の特徴又は第２の特徴のいずれかに係り、前記凸部は前記スリーブの内周方向に沿う複数列の内周動圧溝を形成するために用いられる第１凸部を有し、前記転写工程では、前記第１凸部に対応する前記内周動圧溝のそれぞれが同時に形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、第１凸部に対応する内周動圧溝のそれぞれが同時に形成されることにより、複数の内周動圧溝を有するスリーブをより短時間で製造することができる。
本発明に係る第５の特徴は、本発明に係る第１の特徴から第４の特徴の何れかに係り、前記コア部は、前記コア部の中心軸の半径方向に延びて広径した鍔状のフランジ部を外周面に有し、前記凸部は、前記フランジ部に配置され、前記スリーブの一端面に一端面動圧溝を形成するために用いられる第２凸部を有し、前記転写工程では、前記第２凸部に対応する前記一端面動圧溝が形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、コア部及びスリーブを加熱、加圧、冷却するだけで、内周動圧溝だけではなく、一端面動圧溝も高精度に製造することができる。

本発明に係る第６の特徴は、本発明に係る第５の特徴に係り、前記凸部は、前記第２金型に配置され、前記スリーブの前記一端面とは逆側の他端面に他端面動圧溝を形成するために用いられる前記第３凸部を有し、前記転写工程では、前記第３凸部に対応する前記他端面動圧溝が形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、コア部及びスリーブを加熱、加圧、冷却するだけで、内周動圧溝、一端面動圧溝だけではなく、さらに他端面動圧溝も高精度に製造することができる。

本発明に係る第７の特徴は、本発明に係る第６の特徴に係り、前記転写工程では、前記第１凸部、前記第２凸部及び前記第３凸部のそれぞれに対応する動圧溝が同時に形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、内周動圧溝、一端面動圧溝及び他端面動圧溝のそれぞれが同時に形成されることにより、それぞれ機能の異なる動圧溝を短時間で製造することができる。
本発明に係る第８の特徴は、本発明に係る第１の特徴から第７の特徴のいずれかに係るスリーブ製造方法によって製造されたスリーブと、前記スリーブの内周に対して一定の隙間を空けた状態で前記スリーブに挿入される軸部材と、前記隙間に供給された流体とを備え、前記軸部材が中心軸周りで回転させられて前記流体が前記動圧溝に流れ込むことよって、前記軸部材が前記スリーブから離間させられる動圧軸受装置であることを要旨とする。

本発明に係る第９の特徴は、本発明に係る第８の特徴に係る動圧軸受装置と、前記軸部材に回転力を与えるロータマグネットと、前記ロータマグネットに磁界を与えるステ−タコイルとを備えるモータであることを要旨とする。
本発明に係る第１０の特徴は、成型金型を用いて、軸部材の外周を回転自在に支持するスリーブを製造するスリーブ製造装置であって、前記成型金型は、略円筒状の外周面に動圧溝を形成するために用いられる凸部が形成されたコア部を有する第１金型と、前記コア部が嵌め込まれる第２金型とを備えており、前記コア部の外周面と前記第２金型の内周面との間に、前記コア部よりも熱膨張率の小さい前記スリーブを配置する配置部と、加熱した前記コア部及び前記スリーブに対し、溶融又は軟化した前記スリーブを前記第２金型により加圧して前記凸部に対応する前記動圧溝を前記スリーブの内周面に転写させ、前記第２金型でスリーブの外形を形成する転写部と、前記コア部を冷却させることにより前記スリーブを前記第１金型及び前記第２金型から取り除く除去部とを具備することを要旨とする。

物質はそれぞれ固有の熱膨張率を有するため、加熱時と冷却時の温度変化における体積変化は物質により異なる。そこで、本発明では、この熱膨張率の違いを利用して成型を行うことを特徴としており、成型材料と金型の熱膨張率が異なる部材を利用すれば、成型材料とコア部との間に数μｍ程度の隙間ができ、成型後に金型を取り除くことが容易となり、スリーブ製造の工程数を減らすことができる。

また、本発明の動圧軸受部品の製造方法の中で成型材料に金属ガラスを使用する方法において、金属ガラスは過冷却状態において、液体状態よりも粘性係数が高く水飴のような状態であり、金属ガラスはこの過冷却状態を長く保持することができるため、この溶融状態の間に成型をすることが可能であり、材料の融点よりも低い温度で成型を行うことが可能である。

また、多くの金属では、溶融状態から凝固する際に、原子または分子が凝集して結晶化するため体積が収縮してしまうが、金属ガラスは条件により液体状態と同様に原子分布がランダムな状態のまま凝固するため、凝固時の体積収縮は小さく、１００ナノメートル程度の微細な凹凸形状を持った型の形状でも正確に転写することができ、高精度にスリーブを成型することが可能である。

よって、本発明の製造方法において、金属ガラス材料を用いて成型を行うと高精度に溝形状や外形を成型することができ、同時に回転軸方向に複数段の溝形状を成型することも可能である。

以上により、本発明に係る動圧軸受部品製造方法によれば、溝形状と外形形状の成型が一度で行え、且つ転造等のように加工時の形状の歪みなどが発生せず、後処理をする必要がないため短時間で効率よく部品を製造することができる。

本発明によって製造されたスリーブは、高精度に成型された動圧溝形状を有しているため、設計思想に基づく高回転精度でシャフトを安定的に回転支持することができる。
また、本発明により製造されたスリーブは高精度の溝形状を有しているため、回転軸に対して軸振れや軸の偏り等が起こらず、安定して回転支持されるため、低騒音で信頼性の高いモータを製造することができる。

本発明の特徴によれば、溝形状を高精度に、かつ短時間で効率良く形成することができるとともに、さらには工程数を少くすることにより製造コストを低減することができる。

以下に本発明の第１実施形態の動圧軸受スリーブの製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
（第１実施形態）

図１は本発明に係る流体動圧軸受部品であるスリーブの製造方法が適用された動圧軸受スリーブの製造装置を示した図である。この製造装置は、略円柱状のコア部１aを備えた下金型１（第１金型）と、コア部１ａが嵌め込まれ、下金型１に対し相対的にスライド可能な上金型２（第２金型）とを備えている。なお、下金型１及び上金型２は、成型金型を構成する。

下金型１のコア部１aは、スリーブの内周方向に沿う複数列のラジアル溝形状４a（内周動圧溝）を形成するために用いられる凸部溝形状１ｂ（第１凸部）を外周面に有している。この凸部溝形状１ｂはヘリングボーンと呼ばれる溝形状となっており、凸部の高さはおよそ５μｍ程度である。また、前記凸部溝形状１ｂは回転軸方向に複数列形成されている。

下金型１と上金型２の間で成型される成型材料３は、中央にコア部１aの外径よりも若
干径の大きい貫通穴を有し、円筒状に形成されており、下金型１のコア部１aに挿入する
ことが可能である。また、成型材料３の熱膨張率は、少なくとも下金型よりも小さいものとする。成型材料３は、スリーブを構成する。

次に、この実施形態に係る動圧軸受スリーブの製造装置を用いて、スリーブ及びスリーブ内周面の溝形状を製造する方法について図１と図２−a〜図２−ｄを用いて説明する。図２は本発明による動圧軸受スリーブの成型工程を示す図であり、図２−aは下金型１に対して成型材料３と上金型２を設置し、加熱しながら上金型２に圧力を印加し、成型材料３を加圧した状態を示す。図２−ｂは図２−aで加熱、加圧した後、成型材料が冷却された後の状態を示す。図２−ｃは冷却後、成型材料３から金型を取り外す状態を示す。図２−ｄは図２−a〜図２−ｃの工程により成型された動圧軸受スリーブを表す。

本発明に係る製造工程を以下（１）〜（４）に示す。
（１）図１に示すように、成型材料３の中央貫通穴を前記下金型１のコア部１aに挿入す
る。
（２）次に、図２−aに示すように、上金型２を下金型１に対し、上部方向から被せるように組み合わせる。この時、コア部１aと上金型２が同心円になるように設置する。

（３）次ぎに、成型材料３を上金型２と下金型１の間で加熱し、加圧する。この時、下金型１のコア部１aのヘリングボーン形状の凸部溝形状１ｂに成型材料３の内周面が食い込み、成型材料３の内周面には凹部溝形状が形成され、ラジアル方向の動圧を発生させる溝となっている。また、上金型２で外形形状を形成する（転写工程）。

（４）このようにして成型材料３の外形形状と、内周面凹部溝形状が成型された後、上
金型２及び下金型１及び成型材料３を冷却する。冷却することにより、下金型１、上金型２及び成型材料３は温度差により各々体積が変化する。前述したように、成型材料３の熱膨張率は少なくとも下金型コア部１aよりも小さいため、図２−ｂに示すように、成型材料３の内径よりも下金型１のコア部１aの外径の方がより収縮が大きい。よってこの熱による変化の違いを利用して、図２−ｃに示すように、成型材料３から下金型１を取り外すことができる。

図２−ｄは以上説明した本発明に係る動圧軸受スリーブの製造方法により得られたスリーブ４であり、外形形状と共に内周面にラジアル溝形状４aが形成されている。ここで、コア部１ａには凸部溝形状１ｂがコア部１ａの内周方向に沿って複数列形成されている。このため、コア部１ａ及び成型材料３が加熱され、加圧した後冷却することにより、複数列の凸部溝形状１ｂに対応するラジアル溝形状４aが成型材料３に同時に形成される。

尚、上記実施例では、成型材料３を上金型２と下金型１の間に挿入した後、加熱・加圧して成型をしたが、あらかじめ上金型２と下金型１を合わせた状態で溶融した成型材料３を流し込んでも同様の効果が得られる。

成型材料３には、少なくとも下金型より熱膨張率が小さい材料が用いられるが、特に金属ガラスが最適である。以下、金属ガラスを用いた場合の動圧軸受スリーブの製造方法について説明する。

下金型１のコア部１aは、例えばアルミ合金などを使用する。

熱膨張率は、温度変化１℃あたりの物体の長さ・体積が膨張する割合を示したものである。温度の上昇により長さが変化する割合を線膨張率（線膨張係数）といい、線膨張率をαとすると 長さＬの物体はΔT温度が変化すると、以下の式、
ΔL=α・L・ΔT （１）
に表されるように、ΔLだけ長さが変化する。

成型材料３の内周面の直径が約３ｍｍ程度の場合、室温に対して３００℃程度まで加熱し、室温へ冷却すると前記下金型１のコア部１aの半径は１．４９０ｍｍ、成型材料の貫通穴の半径が１．４９５ｍｍとなる。コア部１aと成型材料３との間には約５μｍ程度の隙間が形成される。また、前記隙間が形成されると同時に、成型材料３の内周部には前記隙間と同等の、約５μｍの凹部溝形状が形成される。

成型後に上記隙間ができることにより、下金型１のコア部１aは成型材料３から容易に取り外すことができる。その後、上金型２を成型材料３から取り外すことにより、図２−ｄに示すように、内周面に凹部ラジアル溝形状４aを備えたスリーブ４が製造される。

かかる特徴によれば、成型材料３及びコア部１ａが加熱させられると、成型材料３の一部が溶融、又は軟化する。その後成型材料３を加圧すると成型材料３の内周はコア部１ａの凸部に埋入される。一方、成型材料３の熱膨張率がコア部１ａの熱膨張率よりも小さい。このため、成型材料３及びコア部１ａが冷却させられると、コア部１ａがより大幅に縮むことにより、埋入された凸部が成型材料３の内周から引き離されるとともに、当該凸部が埋入されていた部分に動圧溝が形成される。これにより、コア部１ａ及び成型材料３を加熱、加圧、冷却するだけで、成型材料３の内周面に動圧溝が形成されるため、従来技術よりも動圧溝を形成するための工数及び製造時間を少なくすることができ、製造コストを低減させることができる。また、動圧溝を形成するための凸部を有するコア部が従来技術のように「割り金型」ではなく、コア部及びスリーブを加熱・冷却して動圧溝を形成するにより、当該凸部に対応する動圧溝を連続して形成することができるため、従来よりも高精度にスリーブを製造することができる。
すなわち、本発明の特徴によれば、従来技術よりも動圧溝を形成するための工数及び製造時間を少なくすることができ、製造コストを低減させることができると共に、高精度にスリーブを製造することができる。
以上説明した本発明に係る動圧軸受スリーブの製造方法によれば、外形形状と動圧溝形状の成型が同時に行えるので製造工程が少ないため、低コストで部品製作を行うことができる。更に、成型材料に金属ガラスを用いることにより高精度な溝形状を持った動圧軸受のスリーブ４を形成することが可能である。

スリーブは流体軸受装置においてハブが安定して回転するために高精度で形成されている必要があるが、本発明に係る製造方法を用いてスリーブの製造を行うことにより、短時間で高精度なスリーブを製造することが可能である。

図３は本発明に係る動圧軸受スリーブの製造に用いる下金型１１を示している。図３に示す下金型１１のコア部１ａは、コア部１ａの中心軸の半径方向に延びて広径した鍔上のフランジ部を有する。そのフランジ部にスラスト動圧溝（一端面動圧溝）を形成するための凸部溝形状１１ｂ（第２凸部）が形成されている点が図２で説明した実施の形態と異なる。図４は図３の工程により成型されたスリーブを示す。この下金型１１を用いて、図２と同様にスリーブを成型した場合、図４に示すスラスト動圧溝４ｂがスリーブの上面にラジアル動圧溝と同時に成型することができる。従って、スリーブの外形形状、ラジアル動圧溝及びスラスト動圧溝を短時間に精度良く得ることができる。

図５は本発明による動圧軸受スリーブの成型工程を示す図であり、上面内周側に凸部溝形状が形成された上金型２'を用いて成型を行う工程を示している。図５に示すように、上金型２'の内部上面にスラスト動圧溝（他端面動圧溝）を形成するための凸部溝形状２a'（第３凸部）が形成されている点が図２で説明した実施の形態と異なる。この上金型２'を用いて、図２と同様にスリーブを成型する場合、図４に示すようにスリーブ４の面上にスラスト動圧溝４ｂを外形形状（又はラジアル動圧溝）と同時に形成することができる。従って、ラジアル動圧溝４aと同様、短時間で高精度な外形と溝形状を有するスリーブを得ることができる。

次に、本発明に係る動圧軸受スリーブの製造方法に基づくスリーブ４を用いた記録媒体駆動装置について図６を用いて説明する。図６に示すように記録媒体駆動装置は、ベース基板１３にスピンドルモータ８と情報を記録する記録媒体（ディスク）Ｄを備え、スピンドルモータ８の一部品であるスリーブ４はベース基板１３に圧入され、固定されている。

スピンドルモータ８は、シャフト９aを有する軸周りに回転可能なハブ９と、シャフト９a（軸部材）を回転自在に支持するラジアル軸受部４aを有するスリーブ４と、これらの間に充填され回転時にシャフト９aに対して動圧を発生する潤滑油１４（流体）と、ハブ９の外周に固定された永久磁石１０（ロータマグネット）と、永久磁石１０を囲むように配置されたステータ１２とを備えた構造となっている。なお、ステータ１２はコイル１２aとステータコア１２ｂとで構成されている。また、回転時や衝撃が加わった際などに潤滑油１４が漏れ出ないように図示しないシール部が備わっている。

スリーブ４にはシャフト９aが回転自在に挿入されており、スリーブ４の内周面側にはヘリングボーンと呼ばれるラジアル動圧溝４aが複数列設けられてシャフト９aの軸受部となっている。また、抜け止め４ｃにより、回転時にハブ９が外れることがないようハブ９はスリーブ４に回転自在に固定されている。また、スリーブ４の上面にはスラスト動圧軸受部４ｂが形成されており、回転時にハブ９の底面に対して動圧を発生させ、上下方向を支持した構成となっている。

スリーブ４は流体軸受を構成する部品であり、ハブ９が安定して回転保持されるために高精度な外形形状、溝形状、溝深さであることが重要である。

本発明に係る動圧軸受スリーブの製造方法により製造されたスリーブは外形形状、内周面及び動圧溝形状を同時に成型できるため形状の精度がよく、また、成型材料に金属ガラスを用いるとさらに高精度な外形形状及び溝形状を成型することができる。

このような構成のスピンドルモータ８を回転させる場合について説明する。スピンドルモータ８のコイル１２aに所定の電流が供給されるとステータコア１２ｂが励磁され磁界が発生し永久磁石１０に回転力が与えられる。その結果、ハブ９、シャフト９a、ディスクＤ、永久磁石１０が回転する。この時、シャフト９aとスリーブ４との間に充填されている潤滑油１４が動圧溝にかき集められ、シャフト９aは非接触状態で浮上し支持され回転を行う。

以上説明したように、本発明に係る第１実施形態の動圧軸受スリーブの製造方法により製造したスリーブは外形形状、内周面及び動圧溝を同時に成型できるため精度が良く、低コストで製造することができる。また、成型材料に金属ガラスを用いることにより更に高精度な溝形状を有するスリーブの成型を行うことができる。そして、本発明により成型されたスリーブをスピンドルモータへ適用すれば、高精度な溝形状により、高回転精度で信頼性の高いモータを得ることが可能である。
（第２実施形態）

次に、本発明に係る動圧スリーブ製造方法の第２実施形態を図７−a及び図７−bを参照して説明する。
図７−a、図７−bは本発明に係る動圧軸受スリーブの製造装置を示す図であり、
図７−aは本発明に係る動圧軸受スリーブの製造方法の第２実施形態が適用された動圧軸受スリーブの製造装置を示す。製造装置は、外周面に凸部溝形状１１ｂ'を備えたコア部１１a'を有する下金型１１'と下金型１１'に対して、相対的にスライド可能な上金型２２を具備する。図７−bは、図７−aの製造装置を用いてスリーブを成型する工程を示す。

図７−a、図７−bに示すように、コア部１１a'よりも若干径の大きい貫通孔を有したスリーブ筒体７を下金型１１'に設置する。次に、コア部１１a'とスリーブ筒体７の隙間に成型材料６を挿入する。上金型２２を取り付けることによりスリーブ筒体外形を固定し、少なくとも下金型コア部１１a'及びコア成型材料６を加熱する。但し、成型材料６の熱膨張率は、下金型１１'よりも小さいものとする。

加熱により成型材料６を軟化状態、又は溶融状態にし、下金型コア部１１a'とスリーブ筒体７の隙間に対し、成型材料６を図示しない冶具を用いて上部方向から押し込むように加圧する。従って、コア部１１a'とスリーブ筒体７の隙間に押し込まれた成型材料６は、スリーブ筒体７に接合され、更にコア部１１a'の凸部溝形状１１b'が転写される。

その結果、スリーブ筒体７の内周部に成型材料６がインサート成型される。その後、コア部１１a'および成型材料６を冷却する。この時、前述したように、成型材料６の熱膨張率は下金型１１'の熱膨張率よりも小さいため、冷却後の収縮は下金型１１'の方が大きい。そのため、第１実施形態の時と同様、下金型コア部１１a'と成型材料の間に隙間が形成され、下金型１１'を成型材料６から容易に取り外すことができる。

このようにして、本発明による第２実施形態の動圧スリーブの製造方法を用いてスリーブの製造を行うと、短時間で精度良くラジアル溝形状の成型を行うことが可能である。

また、図８−aは内側に凸部溝形状を有する上金型２２'を用いて動圧軸受スリーブの製造を行う製造装置を示しており、図８−ｂは図８−aの製造装置を用いてスリーブを製造する工程を示している。

図８−aに示すように、上金型２２'の上部内周面に凸部溝形状２２a'が形成されている点が図７で説明した実施の形態と異なる。この上金型２２'を用いて、スリーブ筒体７の上金型２２'に対する高さと、隙間に押し込む成型材料６の量を調整する。図７に示す実施の形態と同様に、スリーブ筒体７、成型材料６、上金型２２'を設置する。続いて、図８−ｂに示すように、少なくとも下金型コア部１１a'と成型材料６を加熱する。成型材料６が軟化状態、又は溶融状態となった時、成型材料６を図７−aの工程と同様に、図示しない冶具によって押し込む。この時、スラスト軸受部分にも成型材料６が流れ込むように加圧する。従って、ラジアル動圧溝と同時にスラスト動圧溝を成型することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る第２実施形態の動圧軸受スリーブの製造方法を用いると、複数列の動圧溝を一度で成型できるため、精度の良い溝形状を得ることができる。また、成型材料に金属ガラスを用いると、更に精度の高い溝形状を得ることができる。また、複数列の溝形状を同時に成型することができるため、短時間でスリーブの製造を行うことができ、低コストでの部品製造を行うことができる。
なお、凸部溝形状１ｂ、１１a、１１b'、２a'、１１b、２２a'は、凸部を構成する。
なお、上記製造方法を用いたスリーブ製造装置（不図示）は、コア部の外周面と下金型の内周面との間に、コア部よりも熱膨張率の小さい成型材料を配置する配置部（不図示）と、加熱したコア部及び成型材料に対し、成型材料が溶融又は軟化した状態で加圧されコア部凸部に成型材料の内周面が圧接されることにより、凸部に対応する動圧溝をスリーブの内周面に転写させる転写部（不図示）と、コア部及び成型材料を冷却させることにより成型材料をコア部及び下金型から取り除く除去部（不図示）とを具備する。

本発明に係る第１実施形態の動圧軸受スリーブの製造装置を示す図である。 本発明に係る動圧軸受スリーブの製造工程を示す図である。 本発明に係る動圧軸受スリーブの成型工程を示す図である。 本発明に係る動圧軸受スリーブの成型工程を示す図である。 本発明に係る製造方法により製造された動圧軸受スリーブを示す図である。 本発明に係る動圧軸受スリーブの製造装置を示す図である。 本発明に係る製造方法により製造された動圧軸受スリーブを示す図である。 本発明に係る動圧軸受スリーブの製造装置である下金型を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の記録媒体駆動装置を示す概略断面図である。 本発明に係る第２実施形態の動圧軸受スリーブの製造装置を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の動圧軸受スリーブの成型工程を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の動圧軸受スリーブの製造装置を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の動圧軸受スリーブの成型工程を示す図である。

符号の説明

１、１'、１１、１１' 下金型
１ａ、１１ａ' コア部
１ｂ、１１ａ、１１ｂ' 凸部溝形状（ラジアル）
２、２'、２２、２２' 上金型
２ａ'、１１ｂ、２２ａ' 凸部溝形状（スラスト）
３、３'、７ 成型材料
４ スリーブ
４ａ ラジアル動圧溝
４ｂ スラスト動圧溝
４ｃ 抜け止め
６ スリーブ筒体
８ スピンドルモータ（モータ）
９ ハブ
９ａ シャフト（軸体）
１０ 永久磁石
１２ ステータ
１２ａ コイル
１２ｂ ステータコア
１３ ベース基板
１４ 潤滑油
Ｄ ディスク（記録媒体）

Claims (10)

1. 成型金型を用いて、軸部材の外周を回転自在に支持するスリーブを製造するスリーブ製造方法であって、
   前記成型金型は、略円筒状の外周面に動圧溝を形成するために用いられる凸部が形成されたコア部を有する第１金型と、前記コア部が嵌め込まれる第２金型とを備えており、
   前記コア部の外周面と前記第２金型の内周面との間に、前記コア部よりも熱膨張率の小さい前記スリーブを配置する工程と、
   前記コア部及び前記スリーブを加熱することにより、前記凸部に対応する前記動圧溝を前記スリーブの内周面に転写させ、前記第２金型でスリーブの外形を形成する転写工程と、
   前記コア部及び前記スリーブを冷却することにより、前記スリーブを前記第１金型及び前記第２金型から取り除く型除去工程と
   を具備することを特徴とするスリーブ製造方法。
2. 前記第２金型は、前記コア部と同心に設置され、
   前記型除去工程は、
   前記スリーブを、前記コア部及び前記スリーブを冷却することにより生じる前記コア部と前記スリーブの内周面との隙間を保ちながら前記第１金型から取り除いた後、前記第２金型から取り除くことを特徴とする請求項１のスリーブ製造方法。
3. 請求項１または２に記載のスリーブ製造方法であって、
   前記スリーブの前記動圧溝が形成される成型材料は、金属ガラスであることを特徴とするスリーブ製造方法。
4. 請求項１又は請求項２の何れかに記載のスリーブ製造方法において、
   前記凸部は、前記スリーブの内周方向に沿う複数列の内周動圧溝を形成するために用いられる第１凸部を有し、
   前記転写工程で、前記第１凸部に対応する前記内周動圧溝のそれぞれが同時に形成されることを特徴とするスリーブ製造方法。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載のスリーブ製造方法であって、
   前記コア部は、前記コア部の中心軸の半径方向に延びて広径した鍔状のフランジ部を外周面に有し、
   前記凸部は、前記フランジ部に配置され、前記スリーブの一端面に一端面動圧溝を形成するために用いられる第２凸部を有し、
   前記転写工程では、前記第２凸部に対応する前記一端面動圧溝が形成されることを特徴とするスリーブ製造方法。
6. 請求項５に記載のスリーブ製造方法であって、
   前記凸部は、前記第２金型に配置され、前記スリーブの前記一端面とは逆側の他端面に他端面動圧溝を形成するために用いられる前記第３凸部を有し、
   前記転写工程では、前記第３凸部に対応する前記他端面動圧溝が形成されることを特徴とするスリーブ製造方法。
7. 請求項６に記載のスリーブ製造方法であって、
   前記転写工程では、前記第１凸部、前記第２凸部及び前記第３凸部のそれぞれに対応する動圧溝が同時に形成されることを特徴とするスリーブ製造方法。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載のスリーブ製造方法によって製造されたスリーブと、前記スリーブの内周に対して隙間を空けた状態で前記スリーブに挿入される軸部材と、前記隙間に供給された流体とを備え、
   前記軸部材が中心軸周りで回転させられて前記流体が前記動圧溝に流れ込むことよって、前記軸部材が前記スリーブから離間させられる動圧軸受装置。
9. 請求項８に記載の動圧軸受装置と、
   前記軸部材に回転力を与えるロータマグネットと、
   前記ロータマグネットに磁界を与えるステ−タコイルと
   を備えることを特徴とするモータ。
10. 成型金型を用いて、軸部材の外周を回転自在に支持するスリーブを製造するスリーブ製造装置であって、
    前記成型金型は、略円筒状の外周面に動圧溝を形成するために用いられる凸部が形成されたコア部を有する第１金型と、前記コア部が嵌め込まれる第２金型とを備えており、
    前記コア部の外周面と前記第２金型の内周面との間に、前記コア部よりも熱膨張率の小さい前記スリーブを配置する配置部と、
    前記コア部及び前記スリーブを加熱することにより、前記凸部に対応する前記動圧溝を前記スリーブの内周面に転写させ、前記第２金型でスリーブの外形を形成する転写工程と、
    少なくとも前記コア部及び前記スリーブを冷却することにより、前記スリーブを前記第１金型及び前記第２金型から取り除く型除去工程と
    を具備することを特徴とするスリーブ製造装置。

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