(57)【要約】      （修正有）【課題】  軸部材に形成される動圧溝を、斯かる加工コストの高騰を避けて精度良く加工し、この種の動圧軸受装置における軸受隙間を高精度に管理する。【解決手段】  共通の鍛造工程で、軸部１１とフランジ部１２とを一体に有する軸素材１０を成形するのと同時に、フランジ部１２の両端面に、スラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂを形成する。鍛造加工後。共通の転造工程で、軸部１１の外周面１１ａに、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂを形成するのと同時に、軸部１１の外周面１１ａの円筒度を改善するための矯正加工を施す。転造加工後の、研削工程で、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂとスラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂを研削する。【選択図】図９
2006077863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部とフランジ部とを一体に備えた金属製の動圧軸受装置用軸部材において、
前記軸部の外周に、複数の動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるラジアル動圧溝領域が塑性加工により形成され、前記ラジアル動圧溝領域における区画部の外周面が研削面であることを特徴とする動圧軸受装置用軸部材。
【請求項２】
前記フランジ部の両端面に、複数の動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるスラスト動圧溝領域が塑性加工により形成され、前記スラスト動圧溝領域における区画部の軸方向端面が研削面であることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項３】
前記ラジアル動圧溝領域が転造加工あるいは鍛造加工により形成されたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項４】
前記スラスト動圧溝領域が鍛造加工により形成されたことを特徴とする請求項２記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項５】
前記軸部と前記フランジ部とを鍛造で一体成形したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の動圧軸受装置用軸部材。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の動圧軸受装置用軸部材と、該軸部材が内周に挿入され、前記軸部材との間でラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部材とを備え、前記ラジアル軸受隙間に生じた流体の動圧作用で前記軸部材と前記スリーブ部材とを非接触に保持する動圧軸受装置。
【請求項７】
スリーブ部材が含油焼結金属で形成されている請求項６記載の動圧軸受装置。
【請求項８】
ラジアル軸受隙間に面する軸部の外周面に、流体の動圧作用を生じるための動圧溝が軸方向に非対称に形成されている請求項６記載の動圧軸受装置。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか記載の動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ステ−タコイルとを備えるモータ。
【請求項１０】
軸部とフランジ部とを一体に備え、前記軸部の外周に、複数の動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるラジアル動圧溝領域を形成した動圧軸受装置用軸部材の製造方法において、
軸素材の軸部外周に前記ラジアル動圧溝領域を塑性加工で形成した後、前記ラジアル動圧溝領域における区画部の外径部を含む部分を研削加工することを特徴とする動圧軸受装置用軸部材の製造方法。
【請求項１１】
前記軸素材および前記ラジアル動圧溝領域を共に鍛造で成形し、かつ両者の鍛造加工を同時に行うことを特徴とする請求項１０記載の動圧軸受装置用軸部材の製造方法。
【請求項１２】
前記ラジアル動圧溝領域の形成と、前記軸部のラジアル動圧溝領域を含む部分の円筒度の矯正とを共に転造で行い、かつ両者の転造加工を同時に行うことを特徴とする請求項１０記載の動圧軸受装置用軸部材の製造方法。
【請求項１３】
前記軸素材の成形と、フランジ部の両端面への、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるスラスト動圧溝領域の形成とを共に鍛造で行い、かつ両者の鍛造加工を同時に行うことを特徴とする請求項１０又は１１記載の動圧軸受装置用軸部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受装置用の軸部材およびその製造方法に関するものである。この軸受装置は、情報機器、例えば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のスピンドルモータ、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、その他の小型モータ用として好適である。
【背景技術】
【０００２】
上記各種モータには、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。これらの要求性能を決定づける構成要素の１つに当該モータのスピンドルを支持する軸受があり、近年では、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。
【０００３】
動圧軸受は、軸受隙間に生じる潤滑油の動圧作用で軸部材を回転自在に非接触支持するものであり、例えば、ＨＤＤ等のディスク状記録媒体駆動装置のスピンドルモータに組込まれて使用される。この種の動圧軸受装置には、軸部材をラジアル方向に回転自在に非接触支持するラジアル軸受部と、軸部材をスラスト方向に回転自在に非接触支持するスラスト軸受部とが設けられ、ラジアル軸受部を構成する軸受スリーブの内周面または軸部材の外周面に、動圧発生用の溝（動圧溝）が形成される。また、スラスト軸受部を構成する軸部材のフランジ部の両端面、あるいは、これに対向する面（軸受スリーブの端面や、ハウジングに固定されるスラスト部材の端面、あるいはハウジングの底部の内底面等）に、動圧溝が形成される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
上記動圧溝は、例えば軸部材の外周面にへリングボーン形状やスパイラル形状に配列した状態で形成される。この種の動圧溝を形成するための方法として、例えば切削加工（例えば、特許文献２を参照）や、エッチング（例えば、特許文献３を参照）などが知られている。
【特許文献１】特開２００２−６１６４１号公報
【特許文献２】特開平０８−１９６０５６号公報
【特許文献３】特開平０６−１５８３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、情報機器における情報記録密度の増大や高速回転化に対応するため、上記情報機器用のスピンドルモータには一層の高回転精度化が求められており、この要請に応じるために、上記スピンドルモータに組込まれる動圧軸受装置についても更なる高回転精度が要求されている。
【０００６】
ところで、動圧軸受装置の回転精度を高めるためには、動圧が生じるラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間を高精度に管理することが重要となる。この隙間を適正に管理するため、上記各軸受隙間の形成に関与する動圧軸受装置の軸部材には、高い寸法精度が要求される。特に、軸部材の側（例えば軸部の外周面や、フランジ部の両端面）に動圧溝を形成する場合には、動圧溝の加工精度が各軸受隙間の精度を左右するため、動圧溝の高精度な加工が必要となる。しかしながら、既存の加工方法（例えばエッチングや切削加工など）を利用して、動圧溝加工の高精度化を図る場合、加工コストが著しく高騰する。
【０００７】
本発明の課題は、軸部材に形成される動圧溝を、斯かる加工コストの高騰を避けて精度良く加工し、この種の動圧軸受装置における軸受隙間を高精度に管理することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明では、軸部とフランジ部とを一体に備えた金属製の動圧軸受装置用軸部材であって、軸部の外周に、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるラジアル動圧溝領域が塑性加工により形成され、かつラジアル動圧溝領域における区画部の外周面が研削面である動圧軸受装置用軸部材を提供する。ここでいう区画部は、各動圧溝を区画する部分を指し、いわゆる動圧溝間の背の部分を含む。また、動圧溝が軸方向に対して傾斜して形成されている場合に、それら傾斜状の動圧溝を軸方向に分割する、いわゆる平滑部の部分も区画部に含まれる。
【０００９】
このように、本発明では、軸部材の軸部外周に、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるラジアル動圧溝領域を塑性加工により形成したので、例えば切削加工のように、切削加工時に切粉を生じることなく、材料を節約することができる。また、エッチングによる加工方法と比べても、腐食のために予めマスキングを行う手間が省けるので、総じて加工コストの大幅な低減が図られる。また、本発明は、ラジアル動圧溝領域における区画部の外周面が研削面であることを特徴とするものである。この研削面は、塑性加工により形成したラジアル動圧溝領域のうち、動圧溝を区画する区画部（動圧溝に隣接する山となる部分）の外径部を研削することで得られるものであるから、これによれば、塑性加工だけではなし得ない動圧溝領域の精密加工が可能となり、外径寸法精度や表面粗さを精度良く得ることができる。このため、本発明によれば、加工精度の向上と、加工コストの低減とを両立することができ、斯かる動圧軸受装置におけるラジアル軸受隙間を高精度に管理することができる。
【００１０】
斯かる動圧溝領域は、例えば塑性加工により軸部と一体に形成したフランジ部の両端面にも形成することができる。この場合、フランジ部は、その両端面に、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるスラスト動圧溝領域を形成すると共に、このスラスト動圧溝領域における区画部の軸方向端面が研削面となる構成を成す。
【００１１】
ラジアル動圧溝領域は、例えば転造加工で形成することができ、鍛造加工で形成することもできる。また、ラジアル動圧溝領域とスラスト動圧溝領域を共に鍛造加工で形成することもできる。あるいは、これら動圧溝領域がそれぞれ形成される軸部およびフランジ部を、例えば鍛造で一体成形することも可能である。
【００１２】
また、本発明は、軸部とフランジ部とを一体に備え、軸部の外周に、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるラジアル動圧溝領域を形成した動圧軸受装置用軸部材の製造方法を提供するものであって、軸素材の軸部外周にラジアル動圧溝領域を塑性加工で形成した後、ラジアル動圧溝領域における区画部の外径部を含む部分を研削加工したことを特徴とする。
【００１３】
斯かる製造方法によれば、ラジアル動圧溝領域の加工精度の向上および加工コストの低減とを両立することができる。また、軸部とフランジ部とを一体に有する軸素材を鍛造成形すれば、さらなる加工コストの低減、あるいは加工品１個当りのサイクルタイムの短縮が図られる。
【００１４】
ラジアル動圧溝領域の塑性加工としては、例えば鍛造加工を採用することができるが、この場合には、軸素材およびラジアル動圧溝領域を共に鍛造で成形し、かつ両者の鍛造加工を同時に行うことも可能である。これによれば、斯かる加工工程を簡略化できると共に、加工に要するサイクルタイムをさらに短縮することができる。
【００１５】
軸素材の軸部には、軸部のラジアル動圧溝領域を含む部分の円筒度を矯正するための転造加工を施すことができる。この場合、例えばラジアル動圧溝領域の形成と、軸部のラジアル動圧溝領域を含む部分の円筒度の矯正とを共に転造で行い、かつ両者の転造加工を同時に行うことで、斯かる加工工程の簡略化が図られると共に、サイクルタイムの短縮化が図られる。これにより、加工品の量産性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００１６】
あるいは、軸素材の成形と、フランジ部の両端面への、動圧溝と各動圧溝を区画する区画部とからなるスラスト動圧溝領域の形成とを共に鍛造で行い、かつ両者の鍛造加工を同時に行うこともできる。これによれば、軸素材とスラスト動圧溝領域の形成に係る加工工程を簡略化して、加工時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
上記動圧軸受装置用軸部材は、例えば動圧軸受装置用軸部材と、この軸部材が内周に挿入され、軸部材との間でラジアル軸受隙間を形成するスリーブ部材とを備え、ラジアル軸受隙間に生じた流体の動圧作用で軸部材とスリーブ部材とを非接触に保持する動圧軸受装置として提供可能である。また、軸受スリーブは、例えば含油焼結金属で形成することができ、この軸方向端面には、フランジ部の端面に代えて、スラスト動圧溝領域を形成することもできる。
【００１８】
また、上記動圧軸受装置は、この動圧軸受装置と、ロータマグネットと、ステータコイルとを備えたモータとして提供することも可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、軸部材に形成される動圧溝を、斯かる加工コストの高騰を避けて精度良く加工することができる。また、この軸部材を組み込んだ動圧軸受装置における軸受隙間を高精度に管理することで、動圧軸受装置の軸受性能を長期に亘って安定的に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置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。この情報機器用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、軸部材２を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置１と、軸部材２に取付けられたディスクハブ３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の外周に取付けられ、ロータマグネット５は、ディスクハブ３の内周に取付けられる。ブラケット６は、その内周に動圧軸受装置１を装着している。また、ディスクハブ３は、その外周に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。）Ｄを一枚または複数枚保持している。この情報機器用スピンドルモータは、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との間の磁力によりロータマグネット５が回転し、これに伴って、ディスクハブ３およびディスクハブ３に保持されたディスクＤが軸部材２と一体に回転する。
【００２２】
図４は、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、一端に底部７ｂを有するハウジング７と、ハウジング７に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入される軸部材２と、シール部材９とを主な構成部品として構成される。なお、説明の便宜上、ハウジング７の底部７ｂの側を下側、底部７ｂと反対の側を上側として以下説明を行う。
【００２３】
ハウジング７は、図４に示すように、例えばＬＣＰやＰＰＳ、あるいはＰＥＥＫ等の樹脂材料で円筒状に形成された側部７ａと、側部７ａの一端側に位置し、例えば金属材料で形成された底部７ｂとで構成されている。底部７ｂは、この実施形態では側部７ａとは別体として成形され、側部７ａの下部内周に後付けされている。なお、底部７ｂは、この実施形態では側部７ａとは別体に形成され、側部７ａの下部内周に固定されるが、側部７ａと例えば樹脂材料で一体に型成形することもできる。
【００２４】
軸受スリーブ８は、例えば、焼結金属からなる多孔質体、特に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７ｃの所定位置に固定される。
【００２５】
軸受スリーブ８の内周には、断面真円状を成す円筒面８ａが軸方向に向けて形成されている。
【００２６】
軸受スリーブ８の外周面８ｂには、１本又は複数本の軸方向溝８ｂ１が軸方向全長に亘って形成されている。この実施形態では、３本の軸方向溝８ｂ１を円周方向等間隔に形成している。
【００２７】
シール手段としてのシール部材９は、図４に示すように、例えば真ちゅう等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料でハウジング７とは別体かつ環状に形成され、ハウジング７の側部７ａの上部内周に圧入、接着等の手段で固定される。この実施形態において、シール部材９の内周面９ａは円筒状に形成され、シール部材９の下側端面９ｂは軸受スリーブ８の上側端面８ｄと当接している。
【００２８】
軸部材２は、例えば図１に示すように、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２１と、軸部２１の下端に設けられたフランジ部２２とを一体に備える断面Ｔ字形を成す。軸部２１外周の一部円筒領域には、図４に示すように、軸受スリーブ８の内周に形成された円筒面８ａに対向するラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂが軸方向に離隔して２箇所形成されている。この上下２つの動圧溝領域２３ａ、２３ｂは、それぞれ複数の動圧溝２３ａ１、２３ｂ１と、各動圧溝２３ａ１、２３ｂ１を区画する区画部２３ａ２、２３ｂ２とからなっており、この実施形態では、図１に示すように、共にへリングボーン形状を成す。このうち、上側のラジアル動圧溝領域２３ａ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。
【００２９】
フランジ部２２の上端面の全面または一部環状領域には、例えば図２（ａ）に示すように、スラスト動圧溝領域２２ａが形成される。また、フランジ部２２の下端面の一部環状領域には、例えば図２（ｂ）に示すように、スラスト動圧溝領域２２ｂが形成される。これらスラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂは、それぞれ複数の動圧溝２２ａ１、２２ｂ１と、各動圧溝２２ａ１、２２ｂ１を区画する区画部２２ａ２、２２ｂ２とからなり、この実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれスパイラル形状を成す。なお、各スラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂは、特に図示した形状に限ることなく、例えばへリングボーン形状等の形状を採ることができる。また、上下面でそれぞれ異なる動圧溝形状を形成することもできる。
【００３０】
一方のラジアル動圧溝領域２３ａの上方には、軸先端に向けて漸次縮径するテーパ面２４が隣接して形成され、さらにその上方にディスクハブ３の取付け部となる円筒面２５が形成されている。二つのラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂの間、他方のラジアル動圧溝領域２３ｂとフランジ部２２との間、およびテーパ面２４と円筒面２５との間には、それぞれ環状のヌスミ部２６、２７、２８が形成されている。
【００３１】
軸部２１のテーパ面２４と、テーパ面２４に対向するシール部材９の内周面９ａとの間には、ハウジング７の底部７ｂ側から上方に向けて半径方向寸法が漸次拡大する環状のシール空間Ｓが形成される。組立て完了後の動圧軸受装置１（図４参照）においては、シール空間Ｓの範囲内に油面が維持される。
【００３２】
上述の如く構成された動圧軸受装置１において、軸部材２を回転させると、軸受スリーブ８の内周に形成された円筒面８ａと、円筒面８ａに対向する軸部２１のラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂとの間のラジアル軸受隙間に潤滑油の動圧が発生し、軸部材２の軸部２１がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をラジアル方向に回転自在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とが形成される。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｃと、下側端面８ｃに対向するフランジ部２２上側（軸部側）のスラスト動圧溝領域２２ａとの間の第１スラスト軸受隙間、および底部７ｂの上側端面７ｂ１と、上側端面７ｂ１に対向するフランジ部２２下側（反軸部側）のスラスト動圧溝領域２２ｂとの間の第２スラスト軸受隙間に潤滑油の動圧がそれぞれ発生し、軸部材２のフランジ部２２が両スラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をスラスト方向に回転自在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とが形成される。
【００３３】
以下、上記動圧軸受装置１を構成する軸部材２の製造方法について説明する。
【００３４】
軸部材２は、主に（Ａ）成形工程、（Ｂ）研削工程の２工程を経て製造される。このうちの（Ａ）の成形工程には、軸素材成形加工（Ａ−１）と、スラスト動圧溝領域成形加工（Ａ−２）と、ラジアル動圧溝領域成形加工（Ａ−３）と、軸部矯正加工（Ａ−４）とが含まれる。また、（Ｂ）の研削工程には、幅研削加工（Ｂ−１）と、全面研削加工（Ｂ−２）と、仕上げ研削加工（Ｂ−３）とが含まれる。
【００３５】
（Ａ）成形工程
（Ａ−１）軸素材成形加工、および（Ａ−２）スラスト動圧溝領域成形加工
まず、成形すべき軸部材２の素材となるステンレス鋼等の金属材を、金型を用いて例えば冷間で圧縮成形することにより（鍛造加工）、例えば図５に示すように、軸部対応領域（以下、単に軸部という。）１１およびフランジ部対応領域（以下、単にフランジ部という。）１２を一体に有する軸素材１０が形成される（軸素材成形加工（Ａ−１））。また、この軸素材１０の鍛造成形に使用する金型は、この実施形態では、フランジ部１２にスラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂを成形するための金型を兼ねている。そのため、軸素材１０の鍛造成形と同時に、フランジ部１２の両端面に対応する箇所に塑性加工が施され、例えば図６（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の動圧溝１２ａ１、１２ｂ１と、これら動圧溝１２ａ１、１２ｂ１を区画する区画部１２ａ２、１２ｂ２とからなるスラスト動圧溝領域１２ａ（軸部側）、１２ｂ（反軸部側）が形成される（スラスト動圧溝領域形成加工（Ａ−２））。
【００３６】
上記成形工程における冷間鍛造の方式としては、押出し加工、据込み加工、ヘッディング加工等の何れか、もしくはこれらの組合わせを採用することもできる。図示例では、鍛造加工後の軸部１１の外周面１１ａを、テーパ面１４およびテーパ面１４と上方に向けて連続し他所より小径の円筒面１５とを介在させた異径形状としているが、テーパ面１４を省略し全長に亘って均一径に成形することもできる。なお、この実施形態では、軸素材１０の成形と、スラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂの成形を鍛造加工で同時に行った場合を説明したが、両工程を必ずしも同時に行う必要はなく、軸素材１０を鍛造成形した後に、スラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂを塑性加工、例えば鍛造加工やプレス加工等で成形しても構わない。
【００３７】
（Ａ−３）ラジアル動圧溝領域成形加工、および（Ａ−４）軸部矯正加工
先の工程において鍛造成形された軸素材１０の軸部１１を、例えば図示は省略するが、一対の転造ダイス（例えば平ダイスや丸ダイス等）で加圧挟持し、前記一対の転造ダイスを互いに逆方向に往復動させることで、前記一対の転造ダイスのうち、何れか一方の挟持面に予め形成した動圧溝転写面を、軸部１１の外周面１１ａに転写する（ラジアル動圧溝領域成形加工（Ａ−３））。また、上記一対の転造ダイスは、この実施形態では、軸素材１０の軸部１１を矯正加工するための矯正工具を兼ねているため、軸部１１の外周面１１ａには、上記動圧溝の転写と同時に、円筒度矯正のための転造加工が施される（軸部矯正加工（Ａ−４））。この結果、軸部１１の外周面１１ａに、例えば図５に示すような形状をなすラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂが軸方向に離隔して２箇所形成されると共に、軸部外周面１１ａのうち、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂ（例えば、動圧溝１３ａ１、１３ｂ１の底面や、動圧溝１３ａ１、１３ｂ１を区画する区画部１３ａ２、１３ｂ２の外周面）を含む面１３が矯正され、矯正加工を施した面１３の円筒度が所望の範囲内（例えば１０μｍ以下）に改善される。これと同時に、軸部１１上端の円筒面１５にも矯正加工が施され、円筒面１５の円筒度が同様に改善される。
【００３８】
このように、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂの成形と、軸部外周面１１ａの矯正は、共に転造でかつ同時に行うことができるが、これ以外にも、例えば、軸部１１の外周面１１ａに矯正加工を施した後、矯正加工を施した面にラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂを転造加工する手順を採ることもできる。その場合、円筒度の矯正加工には、転造加工をはじめ、絞りやしごき、あるいは割り型のプレス（挟み込み）によるサイジング加工等など、種々の加工方法を採用することができる。また、矯正加工は軸部１１の外周面１１ａ全長に亘って行う他、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂを含む限り、外周面１１ａの一部のみに行うこともできる。
【００３９】
このように、軸部１１とフランジ部１２とを一体に備えた軸素材１０の成形と、フランジ部１２両端面へのスラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂの成形とを、共に鍛造でかつ同時に行うことで、また、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂの成形と、軸部外周面１１ａの矯正加工とを共に転造でかつ同時に行うことで、斯かる加工工程を簡略化して、加工時間の大幅な短縮化を図ることができる。また、切削加工やエッチング加工等に比べて、加工品１個当りのサイクルタイムが短い鍛造加工や転造加工を採用することで、さらなる加工時間の短縮化が図られ、より一層のコストダウンと量産性の向上が可能となる。
【００４０】
上記成形工程（Ａ）を完了した段階では、例えば図７（ａ）に示すように、スラスト動圧溝領域１２ｂにおける、動圧溝１２ｂ１の底面１２ｂ３から区画部１２ｂ２の軸方向端面１２ｂ４までの高さｈ１は、上記鍛造加工時の成形精度、および後述する軸素材１０の幅研削加工（Ｂ−１）の際の研削代を考慮して、適切な値に設定される。また、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂにおける、各動圧溝１３ａ１、１３ｂ１の底面から各区画部１３ａ２、１３ｂ２の外周面までの高さ（図示略）や、軸部１１側のスラスト動圧溝領域１２ａにおける、動圧溝１２ａ１の底面から区画部１２ａ２の軸方向端面までの高さ（図示略）は、それぞれ上記鍛造加工時の成形精度、および後述する軸素材１０の全面研削加工（Ｂ−２）や仕上げ研削加工（Ｂ−３）の際の研削代を考慮して、適切な値に設定される。
【００４１】
（Ｂ）研削工程
（Ｂ−１）幅研削加工
成形工程を経た軸素材１０の両端面となる、軸部端面１１ｂおよびフランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂが形成された側の反軸部側端面（図６（ｂ）を参照）を、前記矯正加工を施した面１３を基準として研削加工する。この研削工程に用いられる研削装置４０は、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ワークとしての軸素材１０を複数保持するキャリア４１と、キャリア４１によって保持された軸素材１０の軸部端面１１ｂおよびフランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂを含む反軸部側端面を研削する一対の砥石４２、４２とを備えている。
【００４２】
図示のように、キャリア４１の外周縁の円周方向一部領域には、複数の切欠き４３が円周方向等ピッチに設けられる。軸素材１０は、その矯正加工面１３を切欠き４３の内面４３ａにアンギュラコンタクトさせた状態で切欠き４３に収容される。軸素材１０の矯正加工面１３はキャリア４１の外周面よりも僅かに突出しており、キャリアの外径側には、軸素材１０の突出部分を外径側から拘束する形でベルト４４が張設されている。切欠き４３に軸素材１０を収容したキャリア４１の軸方向両端側には、例えば図９に示すように、一対の砥石４２、４２がその端面（研削面）同士を対向させて所定の間隔で同軸配置されている。
【００４３】
キャリア４１の回転に伴い、軸素材１０が定位置から切欠き４３に順次投入される。投入された軸素材１０は、切欠き４３からの脱落をベルト４４で拘束された状態で、回転する砥石４２、４２の端面上をその外径端から内径端にかけて横断する。これに伴い、軸素材１０の両端面、換言すれば軸部端面１１ｂとフランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂを含む反軸部側端面とが砥石４２、４２の端面で研削される（図９参照）。この際、軸素材１０の矯正加工面１３がキャリア４１に支持され、かつこの矯正加工面１３が高い円筒度を有するので、予め砥石４２の回転軸心と砥石４２の研削面との直角度、および砥石４２の回転軸心とキャリア４１の回転軸心との平行度等を高精度に管理しておけば、この矯正加工面１３を基準として、軸素材１０の両端面（軸部端面１１ｂ、フランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂを含む反軸部側端面）を高精度に仕上げることができ、矯正加工面１３に対する直角度の値を小さく抑えることができる。また、軸素材１０の軸方向幅（フランジ部１２を含めた全長）が所定寸法に仕上げられる。
【００４４】
この研削工程では、上述のように、フランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂが研削され、例えば図７（ｂ）に示すように、区画部１２ｂ２が、鍛造成形時の高さｈ1から所定の研削代（同図ではｈ1-ｈ2）だけ研削される。これにより、区画部１２ｂ２の高さ（動圧溝１２ｂ１の深さ）が所定の値ｈ2（例えば３μｍ〜１５μｍ）に揃えられ、対向する部材（この実施形態では、ハウジング７の底部７ｂ）との間のスラスト軸受隙間を数μｍ〜数十μｍ間隔で高精度に管理することができる。
【００４５】
（Ｂ−２）全面研削加工
次いで、研削した軸素材１０の両端面（軸部端面１１ｂ、フランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ｂを含む反軸部側端面）を基準として軸素材１０の外周面１０ａおよびフランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ａを含む軸部側端面の研削加工を行う。この研削工程で用いられる研削装置５０は、例えば図１０に示すように、バッキングプレート５４およびプレッシャプレート５５を軸素材１０の両端面に押し当てながら砥石５３でプランジ研削するものである。軸素材１０の矯正加工面１３はシュー５２によって回転自在に支持される。
【００４６】
砥石５３は、完成品としての軸部材２の外周面形状に対応した研削面５６を備える総形砥石である。研削面５６は、軸部１１の軸方向全長に亘る外周面１１ａおよびフランジ部１２の外周面１２ｃを研削する円筒研削部５６ａと、フランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ａを含む軸部側端面を研削する平面研削部５６ｂとを備えている。図示例の砥石５３は、円筒研削部５６ａとして、軸部材２のラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂに対応する領域を研削する部分５６ａ１・５６ａ２、テーパ面２４に対応する領域を研削する部分５６ａ３、円筒面２５に対応する領域を研削する部分５６ａ４、各ヌスミ部２６〜２８を研削加工する部分５６ａ５〜５６ａ７、フランジ部２２の外周面２２ｃに対応する領域を研削する部分５６ａ８を備えている。
【００４７】
上記構成の研削装置５０における研削加工は以下の手順で行われる。まず、軸素材１０および砥石５３を回転させた状態で砥石５３を斜め方向（図中の矢印１方向）に送り、軸素材１０のフランジ部１２軸部側端面（スラスト動圧溝領域１２ａの側）に砥石５３の平面研削部５６ｂを押し当て、フランジ部１２のスラスト動圧溝領域１２ａを含む軸部側端面を研削する。これにより、軸部材２のフランジ部２２軸部側端面が形成されると共に、スラスト動圧溝領域１２ａの研削が完了し、軸部材２のスラスト動圧溝領域２２ａが形成される。次いで、砥石５３を軸素材１０の回転軸心と直交する方向（図中の矢印２方向）に送り、軸素材１０の軸部１１の外周面１１ａおよびフランジ部１２の外周面１２ｃに砥石５３の円筒研削部５６ａを押し当てて、各面１１ａ、１２ｃを研削する。これにより、軸部材２の軸部２１外周面のうち、ラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂおよび円筒面２５に対応する領域がそれぞれ研削されると共に、テーパ面２４、フランジ部２２の外周面２２ｃ、さらに各ヌスミ部２６〜２８が形成される。なお、上記研削の際には、例えば図１０に示すように、計測ゲージ５７で残りの研削代を計測しつつ研削を行うのが好ましい。
【００４８】
この研削工程（全面研削加工）においては、フランジ部１２の軸部側端面に形成されたスラスト動圧溝領域１２ａの区画部１２ａ２が、例えば図示は省略するが、スラスト動圧溝領域１２ｂの場合と同様に、鍛造成形時の高さから所定の研削代だけ研削される。これにより、区画部１２ａ２の高さ（動圧溝１２ａ１の深さ）が所定の値に揃えられ、対向する部材（この実施形態では、軸受スリーブ８の下側端面８ｃ）との間のスラスト軸受隙間が高精度に管理される。この実施形態では、事前に幅研削加工で軸素材１０の両端面（軸部端面１１ｂ、フランジ部１２反軸部側端面）の直角度の精度出しが行われているため、スラスト動圧溝領域１２ａの研削をより精密に行うことができる。
【００４９】
（Ｂ−３）仕上げ研削加工
（Ｂ−２）全面研削加工で研削を施した面のうち、軸部材２のラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂ、および円筒面２５に対応する領域に最終的な仕上げ研削を施す。この研削加工に用いる研削装置は、図１１に示す円筒研削盤で、バッキングプレート６４とプレッシャプレート６５とで挟持した軸素材１０を回転させながら、砥石６３でプランジ研削するものである。軸素材１０は、シュー６２で回転自在に支持される。砥石６３の研削面６３ａは、軸部材２のラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂに対応する領域（同図中１３ａ、１３ｂに示す領域）を研削する第一の円筒研削部６３ａ１と、円筒面２５に対応する領域（同図中１５に示す領域）を研削する第二の円筒研削部６３ａ２とからなる。
【００５０】
上記構成の研削装置６０において、回転する砥石６３に半径方向の送りを与えることにより、ラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂおよび円筒面２５に対応する領域１３ａ、１３ｂ、および１５がそれぞれ研削され、これらの領域が最終的な表面精度に仕上げられる。この研削工程においては、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂの区画部１３ａ２、１３ｂ２が、例えば図示は省略するが、スラスト動圧溝領域１２ａ、１２ｂの場合と同様に、転造成形時の高さから所定の研削代だけ研削される。これにより、区画部１３ａ２、１３ｂ２の高さ（動圧溝１３ａ１、１３ｂ１の深さ）が所定の値に揃えられ、対向する部材（この実施形態では、軸受スリーブ８の円筒面８ａ）との間のラジアル軸受隙間が高精度に管理される。
【００５１】
上記（Ａ）成形工程および（Ｂ）研削工程を経た後、必要に応じて熱処理や洗浄処理を施すことで、図１に示す軸部材２が完成する。
【００５２】
上述の製造方法によって製造した軸部材２は、軸部２１の外周に転造加工で上下２箇所に離隔して形成したラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂを有し、ラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂの区画部２３ａ２、２３ｂ２の外周面が研削面となる構造を成す。また、フランジ部２２の両端面に鍛造加工で形成したスラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂを有し、スラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂの軸方向端面が研削面となる構造を成す。ラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂにおける区画部２３ａ２、２３ｂ２の研削面は、（Ｂ−２）全面研削加工および（Ｂ−３）仕上げ研削加工の際に形成される。また、スラスト動圧溝領域２２ａにおける区画部２２ａ２の研削面は（Ｂ−２）全面研削加工の際に、スラスト動圧溝領域２２ｂにおける区画部２２ｂ２の研削面は（Ｂ−１）幅研削加工の際にそれぞれ形成される。
【００５３】
このように、軸素材１０のラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂを転造加工で形成し、ラジアル動圧溝領域１３ａ、１３ｂのうち、各区画部１３ａ２、１３ｂ２の外径部を研削することで、各動圧溝領域２３ａ、２３ｂを低コストで成形しつつも、その外径寸法精度や表面粗さを高精度に仕上げることができる。スラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂについても、同様の理由で、低コスト成形と高精度仕上げとを両立することができる。これにより、動圧軸受装置１におけるラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間を高精度に管理することができ、軸受性能を安定して発揮することが可能となる。
【００５４】
また、上記製造方法によれば、軸部２１外周に形成されたラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂの円筒度を高精度に仕上げることもできる。これにより、例えば動圧軸受装置１における軸受スリーブ８内周の円筒面８ａとの間に形成されるラジアル軸受隙間の、円周方向あるいは軸方向へのばらつきが所定の範囲内に抑えられ、上記ラジアル軸受隙間のばらつきによる軸受性能への悪影響を回避することができる。また、研削時における区画部の研削代（図７（ｂ）でいえば、ｈ1−ｈ2）は、鍛造成形あるいは転造成形時の成形精度により変動するが、この実施形態に示すように、軸部２１の円筒度を矯正することで、特にラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂにおける区画部２３ａ２、２３ｂ２の成形精度を改善でき、研削時における研削代を減らすことができる。これにより、さらなる加工時間の短縮や、加工コストの低減が可能となる。あるいは、鍛造あるいは転造成形時における動圧溝領域の成形精度を高めておくことで、研削時の研削代を減らすこともできる。
【００５５】
また、この実施形態では、軸部２１の円筒面２５に対応する領域に仕上げ研削加工（図１１参照）を行っているので、円筒面２５の円筒度も高精度に仕上げられ、ディスクハブ３等の部材を軸部材２に取付ける際の組付け精度が高められる。これにより、ディスクＤをディスクハブ３に保持するためのクランパ等を軸部材２に固定する際の精度を高めることができ、クランパとディスクハブ３との間でクランプ固定されるディスクＤの軸部材２に対する組付け精度がより一層高められ、さらなるモータ性能の向上が図られる。
【００５６】
また、上述のように、軸部材２の外周にラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂを形成すれば、軸受スリーブ８内周への動圧溝加工が不要となるので、軸受スリーブ８の内周を円筒面８ａとすることができ、斯かる加工コストを低減することができる。また、軸受スリーブ８の内周に動圧溝を加工せずに済むのであれば、軸受スリーブ８とハウジング７とを別部材とする必要がないため、図示は省略するが、これらを一体化することができる。これにより、部品点数を減らし、係る製造コストを低減することができる。
【００５７】
以上の実施形態では、ラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂを転造加工で成形する場合を説明したが、これ以外にも、例えば、軸素材やスラスト動圧溝領域の鍛造成形と同時にラジアル動圧溝領域２３ａ、２３ｂを鍛造成形することも可能である。この場合、鍛造成形による動圧溝形状の制限は特になく、例えばへリングボーン状やスパイラル状など、種々の動圧溝形状を採ることができる。
【００５８】
また、以上の実施形態では、スラスト動圧溝領域２２ａ、２２ｂをフランジ部２２の両端面に形成した場合を説明したが、特にこの形態に限ることなく、例えばフランジ部２２の両端面とそれぞれ対向する軸受スリーブ８の下側端面８ｃや底部７ｂの上側端面７ｂ１の側に、スラスト動圧溝領域を設けることもできる。
【００５９】
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置１の内部に充満し、軸受スリーブ８と軸部材２との間のラジアル軸受隙間や、軸受スリーブ８およびハウジング７と軸部材２との間のスラスト軸受隙間に動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、特にこの流体に限定されるものではない。動圧溝領域を有する各軸受隙間に動圧を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体等の流動性を有する潤滑剤を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る動圧軸受装置用の軸部材の側面図である。
【図２】（ａ）は軸部材のフランジ部を矢印ａから見た平面図、（ｂ）はフランジ部を矢印ｂから見た底面図である。
【図３】軸部材を備えた動圧軸受装置を組み込んだ情報機器用スピンドルモータの断面図である。
【図４】動圧軸受装置の縦断面図である。
【図５】鍛造加工により成形された軸素材の側面図である。
【図６】（ａ）は軸素材のフランジ部を矢印ａから見た平面図、（ｂ）はフランジ部を矢印ｂから見た底面図である。
【図７】（ａ）はフランジ部の反軸部側端面に形成されたスラスト動圧溝領域の、研削加工前における拡大断面図、（ｂ）はスラスト動圧溝領域の、研削加工後における拡大断面図である。
【図８】（ａ）は軸素材の幅研削工程に係る研削装置の一例を示す概略図、（ｂ）は軸素材を保持するキャリアの切欠き周辺の拡大図である。
【図９】上記幅研削工程に係る研削装置の一例を示す一部断面図である。
【図１０】軸素材の全面研削工程に係る研削装置の一例を示す概略図である。
【図１１】軸素材の研削仕上げ工程に係る研削装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      動圧軸受装置
２      軸部材
３      ディスクハブ
４      ステータコイル
５      ロータマグネット
７      ハウジング
８      軸受スリーブ
９      シール部材
１０    軸素材
１１    軸部
１１ｂ  端面
１２    フランジ部
１２ａ、１２ｂ  スラスト動圧溝領域
１２ａ１、１２ｂ１  動圧溝
１２ａ２、１２ｂ２  区画部
１２ｂ３  底面
１２ｂ４  軸方向端面
１３    矯正加工面
１３ａ、１３ｂ  ラジアル動圧溝領域
１３ａ１、１３ｂ１  動圧溝
１３ａ２、１３ｂ２  区画部
１４    テーパ面
１５    円筒面
２１    軸部
２１ｂ  端面
２２    フランジ部
２２ａ、２２ｂ  スラスト動圧溝領域
２２ａ１、２２ｂ１  動圧溝
２２ａ２、２２ｂ２  区画部
２３ａ、２３ｂ  ラジアル動圧溝領域
２３ａ１、２３ｂ１  動圧溝
２３ａ２、２３ｂ２  区画部
２４    テーパ面
２５    円筒面
２６、２７、２８  ヌスミ部
４０    研削装置
４１    キャリア
４２    砥石
４３    切欠き
４３ａ  内面
５０、６０  研削装置
５２、６２  シュー
５３、６３  砥石
５４、６４  バッキングプレート
５５、６５  プレッシャプレート
５６    研削面
５６ａ  円筒研削部
５６ｂ  平面研削部
５７、６７  計測ゲージ
６３    砥石
６３ａ  研削面
ｈ１    研削加工前における区画部の高さ
ｈ２    研削加工後における区画部の高さ
Ｄ      ディスク
Ｓ      シール空間
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
【図１】
2006077863.tif 000003
【図２】
2006077863.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006077863.tif 000008
【図７】
2006077863.tif 000009
【図８】
2006077863.tif 000010
【図９】
2006077863.tif 000011
【図１０】
2006077863.tif 000012
【図１１】
2006077863.tif 000013