JPH07296502A - スピンドルモータ用シャフト及びその製造方法並びにこれを用いたスピンドルモータ - Google Patents

スピンドルモータ用シャフト及びその製造方法並びにこれを用いたスピンドルモータ

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JPH07296502A
JPH07296502A JP6113929A JP11392994A JPH07296502A JP H07296502 A JPH07296502 A JP H07296502A JP 6113929 A JP6113929 A JP 6113929A JP 11392994 A JP11392994 A JP 11392994A JP H07296502 A JPH07296502 A JP H07296502A
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spindle motor
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thrust
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Shuhei Takasu
周平 高巣
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Nidec Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な工程により、安価に製造することがで
きると共に、高い同軸・直角精度を有したスピンドルモ
ータ用シャフト及びその製造方法、そしてそれを用いた
スピンドルモータを提供すること。 【構成】 両端面にスラスト軸受用の動圧発生溝が刻設
された円盤状軸受部と、この円盤状軸受部が同軸状に外
嵌され、円筒面外周部を有した軸部とからなるスピンド
ルモータ用シャフトである。円盤状軸受部に刻設される
スラスト軸受用の動圧発生溝はプレス加工により形成さ
れる。かかるプレス加工による円盤状軸受ぶの膨出変形
により、円盤状軸受部と軸部とが加締め固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高回転精度が要求され
る光磁気ディスク駆動装置やレーザプリンタ等の回転駆
動部に用いられ、特に動圧軸受を備えたシャフト及びそ
れを用いたスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】光磁気ディスク駆動装置やレーザプリン
タ等の各種ＯＡ機器は、年々装置の小型化が図られる一
方、高密度・高容量化が進みつつある。これに伴い、内
部に搭載されるスピンドルモータにおいても、小型化が
強く要請されると共に、高回転精度を備えることが必須
条件となりつつある。こうした要請に応えるため、ステ
ータとロータとの間の軸受構造に、動圧軸受を用いたス
ピンドルモータの採用が検討されている。
【０００３】動圧軸受は、例えば、特開平３─６０３５
５号公報にその一例が開示されているように、ロータと
ステータとの周方向の滑り面に、ヘリングボーン状の
（動圧発生）溝を設け、ロータが回転することにより、
溝部分に充填された潤滑剤の圧力を高め、この圧力上昇
により、ロータとステータとの間を離間させ、ラジアル
方向の軸受部として機能させる。
【０００４】そして、スラスト方向の動圧軸受として
は、ロータの回転軸の端面側にスパイラル状の（動圧発
生）溝を設け、回転軸の回転に伴うポンピング作用によ
り、この部分の圧力を高め、上昇した圧力により軸を浮
上させるものである。しかしながら、このようなスピン
ドルモータの動圧軸受部には、以下に説明する技術的課
題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】即ち上述したスピンド
ルモータの動圧軸受では、ヘリングボーン状乃至はスパ
イラル状の溝を設けることになるが、この溝の形成は、
通常、化学的なエッチングにより行われている。このた
め、製造工程が複雑になり、製造コストが上昇するとい
う問題があった。
【０００６】そして特にスラスト方向の動圧軸受は、上
記問題の他、軸に対する同軸・直角精度が要求されるこ
とから、軸とスラスト動圧受け部とは接着や圧入固定す
る場合に相当な注意を要し、またこれらを一体に切削加
工する場合には、相当の手間を要していた。このための
加工、組み立てが煩雑であり、何らかの効率的な対応乃
至対策が望まれていた。
【０００７】本発明は、従来技術に有する上記のような
問題点に対処するためなされたものであって、その課題
とするところは、簡単な工程により、安価に製造するこ
とができると共に、高い同軸・直角度を有するスピンド
ルモータ用シャフト及びその製造方法、そしてこのシャ
フトを用いることで得られる高い回転精度を有したスピ
ンドルモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明のスピンドルモータ用シャフトは、両端面に
スラスト軸受用の動圧発生溝が刻設された円盤状軸受部
と、この円盤状軸受部が同軸状に外嵌され、円筒面外周
部を有した軸部と、からなるスピンドルモータシャフト
において；前記円盤状軸受部に刻設されるスラスト軸受
用の動圧発生溝は、プレス加工により形成され、かかる
プレス加工による前記円盤状軸受部の膨出変形により、
前記円盤状軸受部と前記軸部とが加締め固定されてなる
ものである。
【０００９】そして前記円盤状軸受部が固定される前記
軸部の外周部には、この円盤状軸受部の膨出変形を食い
込ませるための凹部を設けることが望ましく、この凹部
には環状溝が適している。
【００１０】本発明のスピンドルモータは、励磁状態で
電流磁界を発生するステータコイルと、前記ステータコ
イルの電流磁界との電磁相互作用により回転力を得るロ
ータマグネットを備えた回転部材と、前記静止部材と前
記回転部材との間に設けられた動圧軸受とを有し、前記
動圧軸受は、シャフトと、前記シャフトに対して同軸状
に設けられたスラストプレートと、前記シャフトに外嵌
され相対回転支持されるスリーブとからなるスピンドル
モータにおいて； 前記スラストプレートは、このスラ
ストプレートの面上に、プレス加工により動圧発生溝が
形成され、かかるプレス加工の膨出変形により、前記ス
ラストプレートは前記シャフトに加締め固定されてなる
ものである。
【００１１】そして前記スラストプレートが固定される
前記シャフトの外周部には、スラストプレートの膨出変
形を食い込ませるための凹部を設けることが望ましく、
この凹部には環状溝が適している。
【００１２】さらに、こうした軸受部品の製造方法とし
て、円盤状軸受部の面上に、動圧発生溝を形成する工程
と、円筒面外周部を有する軸部に前記円盤状軸受部を外
嵌固定する工程とが、プレス加工により同時に行われて
なるものである。
【００１３】
【作用】本発明スピンドルモータ用シャフトによれば、
円盤状軸受部に刻設されるスラスト軸受用の動圧発生溝
は、プレス加工により形成され、かかるプレス加工によ
り円盤状軸受部に膨出変形を生ぜしめる。この膨出変形
により、円盤状軸受部と軸部とが加締め固定される。こ
のため、円盤状軸受部における動圧発生溝の形成と、円
盤状軸受部と軸部との加締め固定が同時に実現できるた
め、簡単な工程となり、安価に製造することができる。
【００１４】そして、軸部を予め高精度に維持された金
型に倣い、高精度に支持しながらプレス加工が実施でき
るため、円盤状軸受部と軸部との同軸・直角精度を高レ
ベルで確保することができる。従って、こうした精度を
確保するため、従来のように円盤状軸受部と軸部とを一
体に切削加工したり、或いはこれらを手間をかけて組み
立てしたりすることが省けられ、容易に高い同軸・直角
精度を備えたスピンドルモータ用シャフトが得られる。
【００１５】そして円盤状軸受部が固定される軸部の外
周部には、円盤状軸受部の膨出変形を食い込ませるため
の凹部が設けられているため、容易に確実な加締め固定
が実現できる。またこの凹部として環状溝が形成されて
いることにより、効果的な加締め固定ができる。
【００１６】本発明のスピンドルモータによれば、シャ
フトと、このシャフトに対して同軸状に設けられたスラ
ストプレートと、前記シャフトに外嵌され相対回転支持
されるスリーブとから、前記動圧軸受が構成される。そ
して、前記スラストプレートは、このスラストプレート
の面上に、プレス加工により動圧発生溝が形成され、か
かるプレス加工の膨出変形により、前記スラストプレー
トは前記シャフトに加締め固定される。
【００１７】このため、スラストプレートにおける動圧
発生溝の形成と、スラストプレートとシャフトとの加締
め固定とが、プレス加工により同時に実現出来るため、
簡単な工程となり、安価に製造することができる。そし
てシャフトを予め高精度に維持された金型に倣い、高精
度に支持しながらプレス加工が実施できるため、スラス
トプレートとシャフトとの同軸・直角度を高精度のレベ
ルで確保できる。このため、従来のようにシャフトとス
ラストプレートとを一体に切削加工したり、或いはシャ
フトとスラストプレートとの組み立てに手間を労するこ
となしに、容易に高い回転精度を備えたスピンドルモー
タが得られる。
【００１８】そして前記スラストプレートが固定される
前記シャフトの外周部には、スラストプレートの膨出変
形を食い込ませるための凹部を設けることが望ましく、
この凹部には環状溝が適している。
【００１９】さらに、こうした軸受部品の製造方法とし
て、円盤状軸受部の面上に、動圧発生溝を形成する工程
と、円筒面外周部を有する軸部に前記円盤状軸受部を外
嵌固定する工程とが、プレス加工により同時に行われる
ことにより、それぞれの工程に伴う手間を省け、しかも
所定の精度を維持しつつ製造することができるから、安
価に製造することができ、高い回転精度を実現すること
ができる。
【００２０】
【実施例】本発明に従うスピンドルモータ及び軸受部品
の製造方法の実施例について、添付の図面を参照しなが
ら以下に説明する。図１は、磁気ディスクを駆動する第
一の実施例のスピンドルモータの全体を示す断面図であ
る。図１において、部材１は磁気ディスク駆動装置の一
部をなすブラケットであり、直接または間接的に駆動装
置のベース部材に取りつけられている。ブラケット１の
中央部には、環状に突出したボス部２２が一体に形成さ
れており、このボス部２２には、孔部２３が穿設されて
いる。そして孔部２３には、シャフト２の一端部が嵌め
込まれて固定されている。シャフト２は円筒面外周部を
有した円柱形状をなす。
【００２１】ブラケット１のボス部２２の上端部外周側
には、切り欠き部６０が形成されており、この切り欠き
部６０にステータ３が外嵌して固定されている。ステー
タ３は、電磁鋼板が複数枚積層されて形成されたステー
タコア１８と、ステータコア１８に巻回された（ステー
タ）コイル１７とから構成されている。ブラケット１の
下部には、フレキシブル回路基板１０が貼り付けられて
おり、このフレキシブル回路基板１０の端部はモータ外
部へ延びて設けられている。従ってコイル１７から引き
出されたコイル線６１は、ブラケット１の基部１４に穿
設された孔部１６を通して、その下部に位置付けられた
フレキシブル回路基板１０へ電気接続され、これにより
電気的にモータ外部へ導出される。
【００２２】ブラケット１に固定されたシャフト２の
（図の上側の）他端部は、縮径されて形成されており、
図示省略の磁気ディスク駆動装置の上側蓋体にネジ止め
固定される。そしてシャフト２の上側には、スラストプ
レート６が固定されている。スラストプレート６は円盤
状をなし、シャフト２とスラストプレート６とは同軸状
に構成されている。スラストプレート６の上下両端面
は、実質上平行に形成されており、その上端面３８，下
端面３９には、図３に示すようにヘリングボーン状の動
圧発生溝７０が形成されている。またシャフト２の略中
央部における外周部２４には、ヘリングボーン状の動圧
発生溝７１，７２が上下方向に二列設けられている。
【００２３】一方、シャフト２に対して回転支持される
ロータハブ（回転部材）５は、軸受支持されるスリーブ
７、スラストカバー８、ハブ９そしてロータマグネット
４から構成されている。ハブ９の外周部には、図示省略
する磁気ディスクが複数枚装着され、既に公知のディス
ククランプ手段によりきつく固定される。またハブ９の
内周部には、周方向へＮ極とＳ極とが交互に着磁された
ロータマグネット４が配設される。スリーブ７は、筒状
の垂下部２９と、この垂下部２９よりも大径に形成され
ると共にこれと同軸状に設けられた筒状の周壁４８とか
ら構成される。垂下部２９と周壁４８とは、これらと同
じく一体に形成された基部２１により連結固定されい
る。
【００２４】スラストカバー８は、略円盤状をなし、中
央部にシャフト２の端部が挿通する孔部６２が穿設され
ている。スラストカバー８は、その外周側においてスリ
ーブ７に固定されている。即ちスラストカバー８におけ
る外周側の下端面６３がスリーブ７の基部２１へ載置さ
れ、またスラストカバー８の外周端部と、周壁４８の上
部内周壁５６とが当接されて保持される。そして周壁４
８の上壁４７を内側（シャフト２側）へ加締め固定する
ことににより、スラストカバー８はスリーブ７にきつく
固定される。
【００２５】その際、スラストカバー８の下端４２と、
スリーブ７の垂下部２９の上端４３とは、それぞれ、軸
方向へ僅かな間隙をもって、スラストプレート６の上下
端３８，３９と対向配置されており、このそれぞれの間
隙には、流体潤滑剤としてオイルが充填されている。従
ってスラストカバー７の下端４２とスラストプレート６
の上端３８、及びスラストプレート６の下端３９と垂下
部２９の上端４３、にてスラスト動圧軸受が構成され、
これにより、ロータハブ５を軸方向に位置規制されると
共に、動圧軸受による軸方向回転支持が行われる。
【００２６】スリーブ７の垂下部２９の内周部５３と、
シャフト２の外周部２４とは、半径方向へ僅かな間隙を
もって、軸方向に沿って対向配置されている。そしてこ
の間隙には流体潤滑剤としてオイルが充填されている。
これにより、ロータハブ５はシャフト２に対して半径
（ラジアル）方向に動圧軸受支持される。本実施例で
は、ラジアル動圧軸受の動圧発生溝７１，７２をシャフ
ト２の外周部２４に設けているが、これとは逆にスリー
ブ７の内側に設けていてもよい。
【００２７】こうして、フレキシブル回路基板１０の導
出端部に、所要の電気信号が入力されると、ステータ３
（ステータコイル１７）が励磁され、この電流磁界とロ
ータマグネット４との電磁相互作用により、ロータハブ
５が回転駆動される。本発明のスピンドルモータは、ロ
ータハブ５がラジアル及びスラスト動圧軸受により回転
支持されるが、これら動圧軸受には流体潤滑剤であるオ
イルが介在している。このオイルがモータ外部へ漏出す
ることを防止するため、動圧軸受の端部にあたる部位７
３，７４には、漏出防止手段が施してある。
【００２８】すなわち、部位７３においては、シャフト
２の外周部とスラストカバー８の内周部とが、半径方向
に間隙をおいて対向配置されている。この間隙幅は、動
圧発生部よりも大きく設定されると共に、対向するそれ
ぞれの表面には撥油剤が塗布されている。また部位７４
も同様に、シャフト２の外周部と垂下部２９の内周部５
３とが、半径方向に間隙をおいて対向配置されている。
そして同様にこの間隙幅は、動圧発生部よりも大きく設
定されている。またこれら対向するそれぞれの表面に
は、撥油剤が塗布してある。
【００２９】以下に、スラストプレート６に設けられる
動圧発生溝３８，３９の形成と、スラストプレート６と
シャフト２との固定について、以下図２乃至図６におい
て説明する。本実施例のスピンドルモータでは、これら
の溝加工、組み立て固定は、プレス加工により同時に行
っている。即ち図２及び図３に示すように、スラストプ
レート６の上下端面３８，３９に設けられた動圧発生溝
７０，７５は、プレス加工により刻設される。その際に
作用を受けたスラストプレート６の膨出変形部３６は、
シャフト２の外周部２４に設けられた凹部、即ち、環状
溝３３へ食い込む。膨出変形部３６がシャフト２の環状
溝３３に食い込むことにより、スラストプレート６の軸
方向への抜けが防止でき、また環状溝３３を除くシャフ
ト２の外周部とスラストプレート６とは、きつく加締め
固定される。
【００３０】この製造工程について、さらに詳述する。
図４乃至図６はそのプレス加工による製造装置の一部を
示し、部材３０は円筒状内周部を有するダイ、３１は下
ポンチ、３２は上ポンチである。なお、下ポンチ３１の
部位３４、及び上ポンチ３２の部位３５は、それぞれ動
圧発生溝７５，７０（図３参照）を刻設するための突状
部であり、ヘリングボーン状の溝パターンに対応した配
列が成されている。従って、加工順序としては、まず図
４に示すように、予めシャフト２が所定高さに対応する
ようにセットされる。即ち動圧発生溝７０，７５の形成
部に対し、高精度に同軸・直角度を仕上げた下ポンチ３
１の孔部内周面に倣ってセットされる。そして次にスラ
ストプレート６が嵌め込まれる。
【００３１】そして図５に示すように、上から上ポンチ
３２が下降して矢印のようにプレス加工が施される。す
ると図６に示すように、スラストプレート６は、ダイ３
０の内周部において、上下ポンチ３２，３１により挟圧
され、塑性変形する。これにより、スラストプレート６
の上下端面３８，３９には、動圧発生溝７０，７５が刻
設される。そして同時に膨出変形部３６は、シャフト２
の外周部２４に設けられた環状溝３３に食い込み、シャ
フト２とスラストプレート６とは加締め固定される。
【００３２】このように、本実施によれば、上述のプレ
ス加工により、スラストプレート６に動圧発生溝を加工
すると同時に、シャフト２とスラストプレート６との加
締め固定が実現できる。このため、加工、組み立ての手
間を省くことができ、製造コストを低減できる。即ち、
簡単な工程により、安価に製造することが可能となる。
しかも、プレス加工における高精度金型に倣って、シャ
フト２とスラストプレート６とが加締め固定されるた
め、これらの同軸度や直角度を高く維持して形成するこ
とができる。
【００３３】ところで、上記実施例ではスラストプレー
ト６の膨出変形部３６を、シャフト２に設けた一つの環
状溝３３（凹部）に食い込ませて加締め固定したが、ス
ラストプレートの大きさや固定の状態により、この凹部
である環状溝の深さや幅などを、適宜設定できる他、複
数の環状溝としてもよい。また環状溝３３に代えて、図
７に示すような、シャフト５０の外周部に環状溝５１を
設け、その環状溝５１の溝底を周方向へ凹凸状とした、
ローレット状に形成してもよい。これにより、確実な加
締め固定ができると共に、スラストプレートの回り止め
が効果的に阻止できる。なお、上述の、こうした環状溝
は、スラストプレート６の抜け止めになることは言うま
でもない。従って、種々の凹部をシャフト外周部に設け
ることが可能であるが、特に本実施例（図１及び図２に
示す）のように環状溝３３を設けることが、その製作・
加工上容易である。
【００３４】さらに図８に示すように、シャフト９１に
おけるスラストプレート（図示省略する）が加締め固定
される端部９５において、シャフト９１の外周部９４
に、周方向へ複数の突起９３を設けてもよい。（即ち突
起９３とそれぞれの間に形成された凹部９６とによる凹
凸形状とする。）この場合、スラストプレートの膨出変
形部が、環状溝９２と凹部９６に食い込み、これにより
軸方向の抜け止めと回り止めが同じに防止される。
【００３５】また、図１に示したスピンドルモータで
は、シャフト２が固定部材であるブラケット１に固定さ
れた、所謂シャフト固定型であるが、上述の構成及び方
法につては、図９に示すシャフト回転型のスピンドルモ
ータについても適用できることは言うまでもない。図９
に示すスピンドルモータは、ロータハブ８０にシャフト
８１が固定され、このシャフト８１とロータハブ８０と
が一体に回転駆動される。シャフト８０をラジアル動圧
軸受として回転支持するスリーブ８２は、ブラケット８
５に固定されている。なおシャフト８０に固定されたス
ラストプレート８３は、スリーブ８２の下部において、
スリーブ８２とスラストカバー８４とにより挟むように
位置付けられ、これによりスラスト動圧軸受として支持
される。
【００３６】従って、図９のスピンドルモータにおいて
も、上記と同様の作用効果を奏する。以上、本発明に従
うスピンドルモータ及び軸受部品の製造方法について詳
述したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲で設計変更乃
至修正等自由である。
【００３７】
【発明の効果】本発明のスピンドルモータ用シャフト２
及びこれの製造方法、そしてこれを用いたスピンドルモ
ータは、上記の如しであるので、次のような効果を奏す
る。即ち、スラストプレート６における動圧発生溝７
０，７５の形成と、スラストプレート６とシャフト２と
の加締め固定とが、プレス加工により同時に実現出来る
ため、簡単な工程となり、安価に製造することができ
る。そして予めシャフト２を予め高精度に維持された金
型に倣い、高精度に支持しながらプレス加工が実施でき
るため、従来のようにシャフトとスラストプレートとを
一体に切削加工したり、或いはシャフトとスラストプレ
ートとの組み立てに手間を労することがない。このた
め、同軸・直角度を高精度に維持されたシャフトが得ら
れ、これを用いたスピンドルモータは高い回転精度を備
えたものとして実現することができる。
【００３８】そしてスラストプレート６が固定されるシ
ャフト２の外周部２４には、スラストプレート６の膨出
変形３６を食い込ませるための凹部３３を設けることが
望ましく、この凹部によりきつく加締め固定ができる。
その際凹部３３に環状溝を適用することが製作・加工上
手間を要せず容易にできる。シャフトに固定されるスラ
ストプレート５７の内周部５８には、このスラストプレ
ートの膨出変形を許容する凹部５９を設けることが望ま
しく、この凹部５９にはスラストプレート５７の周方向
へ均等配置された切り欠き部を設けることが適し、製作
・加工上手間を要せず容易にできる。加えて精度良く仕
上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスピンドルモータの全
体を示す断面図である。
【図２】図１に要部拡大断面図である。
【図３】図２の斜視図である。
【図４】本発明にかかる軸受部品の製造方法を示す部分
断面図である。
【図５】本発明にかかる軸受部品の製造方法を示す部分
断面図である。
【図６】本発明にかかる軸受部品の製造方法を示す部分
断面図である。
【図７】本発明の別の実施例を示す要部斜視図である。
【図８】本発明の更に別の実施例を示す要部斜視図であ
る。
【図９】本発明の更に別の実施例を示す全体断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ブラケット ２ シャフト ３ ステータ ４ ロータマグネット ５ ロータハブ ６ スラストプレート ７ スリーブ ８ スラストカバー ９ ハブ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両端面にスラスト軸受用の動圧発生溝が
    刻設された円盤状軸受部と、 この円盤状軸受部が同軸状に外嵌され、円筒面外周部を
    有した軸部と、からなるスピンドルモータ用シャフトに
    おいて、 前記円盤状軸受部に刻設されるスラスト軸受用の動圧発
    生溝は、プレス加工により形成され、 かかるプレス加工による前記円盤状軸受部の膨出変形に
    より、前記円盤状軸受部と前記軸部とが加締め固定され
    た、ことを特徴とするスピンドルモータ用シャフト。
  2. 【請求項２】 前記円盤状軸受部が固定される前記軸部
    の外周部には、前記円盤状軸受部の膨出変形を食い込ま
    せるための凹部が設けられた、請求項１記載のスピンド
    ルモータ用シャフト。
  3. 【請求項３】 前記軸部の凹部は環状溝である、請求項
    ２記載のスピンドルモータ用シャフト。
  4. 【請求項４】 励磁状態で電流磁界を発生するステータ
    コイルと、前記ステータコイルの電流磁界との電磁相互
    作用により回転力を得るロータマグネットを備えた回転
    部材と、前記静止部材と前記回転部材との間に設けられ
    た動圧軸受とを有し、 前記動圧軸受は、シャフトと、前記シャフトに対して同
    軸状に設けられたスラストプレートと、前記シャフトに
    外嵌され相対回転支持されるスリーブとからなるスピン
    ドルモータにおいて、 前記スラストプレートは、このスラストプレートの面上
    へ、プレス加工による動圧発生溝が形成され、 かかるプレス加工の膨出変形により、前記スラストプレ
    ートは前記シャフトに加締め固定された、ことを特徴と
    するスピンドルモータ。
  5. 【請求項５】 前記スラストプレートが固定される前記
    シャフトの外周部には、前記スラストプレートの膨出変
    形を食い込ませるための凹部が設けられた、請求項４記
    載のスピンドルモータ。
  6. 【請求項６】 前記シャフトの凹部は環状溝である、請
    求項５記載のスピンドルモータ。
  7. 【請求項７】 円盤状軸受部の面上に、動圧発生溝を形
    成する工程と、円筒面外周部を有する軸部に前記円盤状
    軸受部を外嵌固定する工程とが、プレス加工により同時
    に行われることを特徴とする軸受部品の製造方法。
JP6113929A 1994-04-28 1994-04-28 スピンドルモータ用シャフト及びその製造方法並びにこれを用いたスピンドルモータ Withdrawn JPH07296502A (ja)

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