(57)【要約】  【課題】  軸受スリーブの軸方向の一部のみをハウジングに圧入固定した場合でも、油漏れや過浮上等の不具合の発生を防止することのできる動圧軸受スリーブとその加工方向を提供する。  【解決手段】  動圧軸受スリーブ３の一部を軸受ハウジング２に圧入する際（ｃ）のスリーブ内径の変形量を予測して、この変形量と同等の変形量が得られる位置とクランプ力でスリーブ３を把持した後、このスリーブ３を回転させながら、その内周面３ａに仕上げ加工を施す（ａ）。この動圧軸受スリーブ３は、仕上げ加工終了後に加工機から取り出した状態（ｂ）では、クランプされていた部位の内周面３ａの口径が若干拡径しているが、その後に軸受ハウジング３に嵌め入れた状態（ｃ）では、スリーブ内周面３ａが、軸方向にストレート形状で、かつ、真円度が確保された理想的な形状となる。【選択図】  図２
2006057800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに軸方向の一部が圧入固定され、内周に僅かのすきまを開けて嵌合されたシャフトの回転を、非接触に支持する動圧軸受スリーブであって、
前記動圧軸受スリーブの内周面は、前記ハウジングに固定された状態で所要の形状となるように、該ハウジングに圧入する際に発生するのと同等の変形量が与えられた状態で仕上げ加工されていることを特徴とする動圧軸受スリーブ。
【請求項２】
動圧軸受スリーブの一部をハウジングに圧入固定する際のスリーブ内径の変形量を予測して、この変形量と同等の変形量が得られる位置とクランプ力でこのスリーブを把持した後、該スリーブを回転させながら、その内周面に仕上げ加工を施すことを特徴とする動圧軸受スリーブの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性率の高い材料を用いた動圧軸受スリーブとその内周面の仕上げ加工方法に関する。なお、本発明における「仕上げ加工」とは、軸受面の寸法や表面粗さ等を整えるために、スリーブ内周面に対して実施される切削加工、研削加工、研磨加工などを意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータやファンモータ等に使用される動圧軸受装置には、ステンレス鋼製の軸部材と金属（合金）製の軸受スリーブが使用されている。しかしながら、近年のコンピュータの低価格化に伴って、動圧軸受装置も低コスト化が求められており、軸受スリーブとして、動圧発生溝（動圧溝）等の加工が容易で、かつ、材料コストが安価な弾性率の高い材料を用いた軸受スリーブが開発されている。
【０００３】
また、一般に、動圧軸受のスリーブは、回転時の温度上昇による軸受すきまの変動を最小限に抑えるべく、その線膨張係数が軸部材の線膨張係数に近い材料を用いて形成される。そのため、このような動圧軸受スリーブには、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等のいわゆるスーパーエンプラ（エンジニアリングプラスチック）、あるいはフェノール樹脂やエポキシ樹脂等の合成樹脂が採用される場合が多い。
【０００４】
この樹脂製動圧軸受スリーブを形成する方法としては、スリーブ内周面に動圧発生溝（動圧溝）を一体に形成できることから、シャフトを模した円柱部材をオス型にしたインサート成形（射出成形）が好適に用いられる。この射出成形を用いた樹脂製軸受スリーブの加工に関し、本発明者らは、樹脂の配合と軸受スリーブの寸法比率を規定することにより、内周面に動圧溝を備えるスリーブを精度良く形成できる方法を提案している（特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０２０７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、動圧軸受スリーブの軸受面は、高い寸法精度（真円度）が要求されるため、通常、その内周面には、スリーブの成形後に、切削加工、研削加工や研磨加工等の仕上げ加工が施されている。
【０００７】
しかしながら、スピンドルモータやファンモータ等の仕様により、動圧軸受スリーブの軸方向の一部のみをハウジング（スピンドルユニットのモータロータ等）に圧入固定した動圧軸受装置においては、その固定条件（固定位置・固定力）によって、使用時に油（潤滑流体）漏れや過浮上等の不具合が発生する場合があることが分かってきた。
【０００８】
これら不具合の発生は、特に弾性率の高い材料から形成された軸受スリーブを用いた動圧軸受で顕著であり、軸受スリーブ外径の特定の位置に、ハウジングへの圧入による力が加わることに起因して、この軸受スリーブの内径が局部的に変形してしまい、シャフトとの間の軸受すきまが軸方向に一様でなくなったことにより発生していると考えられる。
【０００９】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、軸受スリーブの軸方向の一部のみをハウジングに圧入固定した場合でも、油漏れや過浮上等の不具合の発生を防止することのできる動圧軸受スリーブとその加工方向を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングに軸方向の一部が圧入固定され、内周に僅かのすきまを開けて嵌合されたシャフトの回転を、非接触に支持する動圧軸受スリーブであって、前記動圧軸受スリーブの内周面は、前記ハウジングに固定された状態で所要の形状となるように、該ハウジングに圧入する際に発生するのと同等の変形量が与えられた状態で仕上げ加工されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、スリーブの軸方向の一部のみをハウジングに圧入固定した状態で使用される動圧軸受スリーブにおいて、ハウジング圧入後の軸受スリーブの変形をあらかじめ再現したうえで、内周面に仕上げ加工を施すことにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、動圧軸受スリーブの内周面を、該ハウジングに圧入する際に発生するのと同等の変形量を与えた状態で仕上げ加工することにより、この加工時の内周面形状と、ハウジングへの圧入後の内周面形状とを略同一とすることができる。言い換えれば、ハウジングへの圧入による軸受スリーブ内周面の局部的変形が予想される場合でも、この局部的変形がスリーブ内周面の加工時に織り込み済みであるため、この変形による影響を最小限に抑えることができるとともに、ハウジングへの圧入後のスリーブ内周面の形状を、所定の理想的な形状に近づけることが可能となる。
【００１３】
従って、本発明の動圧軸受スリーブは、スリーブの軸方向の一部のみをハウジングに圧入固定する使用方法においても、軸受すきまの異常に起因する油漏れや過浮上等の不具合の発生がなく、この軸受スリーブを用いた動圧軸受装置の寿命を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前述のような動圧軸受スリーブを製造する方法であって、動圧軸受スリーブの一部をハウジングに圧入固定する際のスリーブ内径の変形量を予測して、この変形量と同等の変形量が得られる位置とクランプ力でこのスリーブを把持した後、該スリーブを回転させながら、その内周面に仕上げ加工を施すことを特徴とする。
【００１５】
この方法により、ハウジングに圧入した後のスリーブ内周面の局部的な変形が抑えられ、該スリーブ内周面の真円度が向上するとともに、その内周に嵌合したシャフトとの間の軸受すきまが軸方向に一様となり、この軸受すきまが軸方向に変動することに起因する油漏れや過浮上といった不具合を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、軸受スリーブの軸方向の一部のみをハウジングに圧入固定する場合においても、ハウジングへの圧入後のスリーブ内周面の形状を、所定の理想的な形状に近づけることが可能となるとともに、軸受すきまの異常に起因する油漏れや過浮上等の不具合の発生が防止され、もってこの軸受スリーブを用いた動圧軸受装置の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における動圧軸受スリーブを用いたスピンドルモータの構造を示す断面図であり、図２はこの動圧軸受スリーブを製造する方法を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態におけるスピンドルモータは、例えばハードディスク装置等に使用されるものであり、ベースプレート１に固定された軸受ハウジング２と、その内周に嵌め入れられた圧入固定されたスリーブ３と、このスリーブの内周に僅かにすきまを開けて嵌合されたシャフト４と、軸受ハウジング２の外周に固定されたステータコイル５と、ロータケース７によってステータコイル５の外側に配設されたリング状マグネット６とを主体として構成されている。
【００１９】
動圧軸受スリーブ３は、樹脂からなる略円筒状であり、その内周面３ａには、軸方向に距離を隔てた２箇所に、周方向にＶ字条あるいはヘリングボーン状の動圧溝３ｖ，３ｖが形成されている。また、スリーブ内周面３ａと、これに対向するシャフト４の外周面との間（軸受すきま）には、図示しない潤滑流体が充填されており、前記動圧溝３ｖ，３ｖで発生する動圧によって、これらスリーブ３とシャフト４との相対回転が非接触に支持される。
【００２０】
なお、このスリーブ３の外周面３ｂの径（外径）は、軸受ハウジング２の内周面２ａの径（内径）より若干大きな径に形成されており、その外周面３ｂの軸方向の一部（図示下方）を軸受ハウジング２の内周に圧入することによって固定されている。
【００２１】
次に、このスリーブ３の製造方法について説明する。
本実施形態における樹脂製動圧軸受スリーブ３は、射出成形を用いて形成した後、その内周面に切削加工を施し、所要の内径寸法に仕上げたものである。このスリーブ３の射出成形は、従来公知の方法と同様であり、３０％の強化繊維（ガラス繊維）を含有するポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）を材料とし、インサート成形により形成されている。
【００２２】
インサート成形のオス型となる円柱部材（図示省略）は、組み立て時にこのスリーブ３に挿入されるシャフト４より若干大径であり、その表面には、スリーブ３に形成される動圧溝３ｖ，３ｖを反転させた形状のＶ字状凸部が形成されている。従って、この円柱部材を用いてインサート成形されたスリーブ３の内周面には、円周方向にＶ字状の動圧溝が形成されることとなる。
【００２３】
次に、このスリーブ３の内周面３ａに切削加工（仕上げ加工）を施す方法について説明する。この切削加工は、スリーブ３の内径を所定の寸法に調整するとともに、スリーブ３の両端開口部に残ったゲートのバリを取り除くために行なわれるものである。まず、加工機のワーク保持手段（チャック１０）に取り付ける前に、スリーブ３を、すきま嵌めにて略円筒状のホルダー１１に嵌め入れる。このホルダー１１は、例えばステンレス鋼等の金属製であり、その開口径は、嵌め入れられるスリーブ３の外径の数μｍ〜十数μｍ程度大きな径に形成されている。
【００２４】
その後、このスリーブ３は、前記ホルダー１１に嵌めいれられたまま、図２（ａ）のように、加工機のチャック１０によって保持される。そして、チャック１０およびホルダー１１とともに一体となって回転した状態で、その内径側にバイト等（図示省略）が当てられ、スリーブ内周面３ａが所定の径になるように切削される。また、開口部にバリ等が存在する場合は、これらの除去も同時に行なわれる。
【００２５】
本実施形態における仕上げ加工方法の特徴は、軸受ハウジング２に固定された状態で所要の形状となるように、この動圧軸受スリーブ３の一部を軸受ハウジング２に圧入する際のスリーブ内径の変形量を予測して、この変形量と同等の変形量が得られる位置とクランプ力でスリーブ３を把持した後、このスリーブ３を回転させながら、その内周面３ａに仕上げ加工を施している点である。
【００２６】
そのため、この動圧軸受スリーブ３は、仕上げ加工終了後に加工機から取り出した状態では、図２（ｂ）のように、クランプされていた部位（図示左方）の内周面３ａの口径が若干拡径しているが、その後に軸受ハウジング３に嵌め入れた状態では、図２（ｃ）のように、スリーブ内周面３ａが、軸方向にストレート形状で、かつ、真円度が確保された理想的な形状となっている。
【００２７】
従って、本実施形態における動圧軸受スリーブ３は、スリーブ３の軸方向の一部のみを軸受ハウジング２に圧入固定する使用方法においても、その内周に嵌合したシャフト４との間の軸受すきまが軸方向に一様となり、この軸受すきまが軸方向に変動することに起因する油漏れや過浮上といった不具合を防止することができるとともに、この軸受スリーブ３を用いた動圧軸受装置の寿命を向上させることができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ホルダー１１を介在させて動圧軸受スリーブ３をチャッキングした例を示したが、加工機のチャック１０で直接把持しても良い。
【００２９】
また、本実施形態は、特に弾性率の高い材料から形成された動圧軸受スリーブ３を例に説明したが、本発明における動圧軸受スリーブを構成する材料は、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、動圧軸受スリーブの形状も特に限定されるものではなく、本発明は、シャフトの一端部にスラスト板を備える動圧軸受装置等、種々のタイプの動圧軸受装置に適用することが可能であるとともに、その動圧溝も、スリーブあるいはシャフトのどちら側に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態における動圧軸受スリーブを用いたスピンドルモータの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における動圧軸受スリーブを製造する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    ベースプレート
２    軸受ハウジング
２ａ  内周面
３    スリーブ
３ａ  内周面
３ｂ  外周面
３ｖ  動圧溝
４    シャフト
５    ステータコイル
６    マグネット
７    ロータケース
【図１】
2006057800.tif 000003
【図２】
2006057800.tif 000004