(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受を形成する各部材間の寸法を高精度で測定することができ、さらに測定結果を踏まえて調整を行った後の組立精度を向上できる技術を提供する。【解決手段】測定治具は、変位計固定部６５１と、ハブ接触部６５２と、連結部６５３と、を有する。変位計固定部６５１には、シャフトの軸方向の変位を測定する変位計が固定される。ハブ接触部６５２は、変位計固定部６５１の他方側、シャフトの径方向外側、かつ、ハブの一方側に位置し、ハブに直接的または間接的に接触する。連結部６５３は、変位計固定部６５１とハブ接触部６５２とを軸方向に連結する。【選択図】図５
2019132624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、
前記シャフトが挿入される第１貫通孔を有するハブと、
前記ハブの少なくとも一部よりも軸方向一方側において前記シャフトに固定される一方側リングと、
前記ハブの少なくとも一部よりも軸方向他方側において前記シャフトに固定される他方側リングと、
を有するモータの、前記ハブと前記一方側リングおよび前記他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法の測定に用いられる測定治具であって、
前記シャフトの軸方向の変位を測定する変位計が固定される変位計固定部と、
前記変位計固定部の軸方向他方側、前記シャフトの径方向外側、かつ、前記ハブの軸方向一方側に位置し、前記ハブに直接的または間接的に接触するハブ接触部と、
前記変位計固定部と前記ハブ接触部とを軸方向に連結する連結部と、
を有する、測定治具。
【請求項２】
請求項１に記載の測定治具であって、
前記ハブ接触部の軸方向の厚みは、前記変位計固定部の軸方向の厚みよりも大きい、測定治具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定治具であって、
前記連結部は、前記中心軸の周りに配置された複数の平板状の連結板部を有する、測定治具。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の測定治具であって、
前記変位計固定部は、前記変位計が軸方向に挿入される貫通孔である第２貫通孔を有し、
前記ハブ接触部は、前記シャフトが軸方向に挿入される貫通孔である第３貫通孔を有し、
前記第２貫通孔と前記第３貫通孔とが、軸方向に重なる、測定治具。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の測定治具であって、
前記変位計固定部、前記ハブ接触部、および前記連結部は、互いに連続する単一の部材に属する、測定治具。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の測定治具であって、
軸方向に板状に延びる取り付け部
をさらに有し、
前記取り付け部は、一方側端部が前記変位計固定部および前記連結部よりも軸方向一方側に位置するか、または、他方側端部が前記ハブ接触部および前記連結部よりも軸方向他方側に位置し、
前記変位計固定部、前記ハブ接触部、前記連結部、および前記取り付け部は、互いに連続する単一の部材に属する、測定治具。
【請求項７】
請求項６に記載の測定治具であって、
前記ハブ接触部の軸方向の厚みは、前記取り付け部の厚みよりも大きい、測定治具。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の測定治具と、
前記変位計と、
前記シャフトの径方向外側、かつ、前記ハブの軸方向他方側に位置し、前記ハブに直接的または間接的に接触するハブ支持部と、
前記シャフトの他方側端部に直接的または間接的に接触し、前記シャフトに軸方向一方側へ向かう力を加えるシリンダ部と、
装置フレームと、
を有する測定装置であって、
前記装置フレームに、前記取り付け部、前記変位計、前記ハブ支持部、および前記シリンダ部がそれぞれ固定される、測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の測定装置であって、
一方側端部が前記変位計に固定される弾性部材
をさらに有し、
前記弾性部材の他方側端部は、前記シャフトに直接的または間接的に接触する、測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の測定装置であって、
前記変位計固定部と、前記ハブ接触部と、前記連結部と、に囲まれ、かつ前記測定治具の外部に露出する空間である露出空間
をさらに有し、
前記弾性部材の少なくとも一部は、前記露出空間に位置する、測定装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の測定装置であって、
前記シリンダ部は、軸方向に伸縮可能に支持されるバネを有するプランジャを備える、測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定治具と、測定治具を有する測定装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクや光ディスクを駆動するディスク駆動装置が知られている。ディスク駆動装置には、ディスクを回転させるモータが搭載される。モータは、回転部材と非回転部材との間に軸受を有することによって、高速回転を行う。高速回転時におけるディスク等の回転の安定性および精度を向上させるため、モータにおける軸受を形成する各部材の寸法精度を向上させる技術が求められている。従来のモータの軸受の製造方法については、例えば、特開２００３−０５６５５８号公報に、記載されている。
【特許文献１】特開２００３−０５６５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２００３−０５６５５８号公報には、軸受として用いられる転がり軸受装置の製造過程において、軸受装置にアキシャル方向の予圧を付与することによって剛性を高くし、それにより回転時の振れ回り運動および軸方向の振れを抑制する技術が開示されている。当該公報では、まず、転がり軸受装置に含まれる一対の転がり軸受に、押圧治具を用いてアキシャル方向に押圧して与圧を付与する。そして、ロードセルを用いて、付与した荷重をリアルタイムで検出する。さらに、制御手段によって、荷重の検出結果に基づいて押圧荷重を制御する。しかし、この際、一対の転がり軸受の各軸および押圧治具が互いにずれることによって、測定精度に誤差またはばらつきが生じると、最終的に軸受の組立精度に誤差が生じる虞がある。
【０００４】
本発明の目的は、軸受を形成する各部材間の寸法を高精度で測定することができ、さらに測定結果を踏まえて調整を行った後の組立精度を向上できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の例示的な第１発明は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトが挿入される第１貫通孔を有するハブと、前記ハブの少なくとも一部よりも軸方向一方側において前記シャフトに固定される一方側リングと、前記ハブの少なくとも一部よりも軸方向他方側において前記シャフトに固定される他方側リングと、を有するモータの、前記ハブと前記一方側リングおよび前記他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法の測定に用いられる測定治具であって、前記シャフトの軸方向の変位を測定する変位計が固定される変位計固定部と、前記変位計固定部の前記他方側、前記シャフトの径方向外側、かつ、前記ハブの前記一方側に位置し、前記ハブに直接的または間接的に接触するハブ接触部と、前記変位計固定部と前記ハブ接触部とを軸方向に連結する連結部と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本願の例示的な第１発明によれば、シャフトの軸方向の変位を測定する変位計が固定される変位計固定部と、ハブに接触するハブ接触部と、変位計固定部とハブ接触部とを軸方向に連結する連結部と、を有する測定治具を用いて、軸受の一部を形成するハブと一方側リングおよび他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法を測定する。これにより、当該隙間寸法を高精度で測定できる。この結果、測定結果を踏まえて調整を行った後の軸受の組立精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置の断面図である。
【図２】図２は、図１のスピンドルモータの部分拡大図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るスラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るスラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る測定治具の斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るスラスト間隙の測定および調整の工程を示したフローチャートである。
【図７】図７は、変形例に係るスラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、「モータ」の一例として、スピンドルモータを例に挙げて説明する。また、「軸受」の一例として、流体軸受を例に挙げて説明する。さらに、モータの後述する中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、以下の実施形態では、軸方向を上下方向とし、ステータユニットに対して、カバー部側を上として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明の測定対象となるモータおよびディスク駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交な方向も含む。
【０００９】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本願の第１実施形態に係るディスク駆動装置１００の断面図である。ディスク駆動装置１００は、中央に円孔を有する３枚の磁気ディスク１０１を回転させながら、磁気ディスク１０１からの情報の読み出し、および磁気ディスク１０１への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図１に示すとおり、ディスク駆動装置１００は、スピンドルモータ１、３枚の磁気ディスク１０１、アクセス部１０２、およびこれらを収容するハウジング１０３を有する。
【００１０】
スピンドルモータ１は、磁気ディスク１０１を支持しながら、上下に延びる中心軸９を中心として磁気ディスク１０１を回転させる。スピンドルモータ１の構造については、詳細を後述する。
【００１１】
磁気ディスク１０１は、情報が記録される媒体である。本実施形態では、３枚の磁気ディスク１０１が配置されている。３枚の磁気ディスク１０１は、スペーサ１０５，１０６を介して、軸方向に積層される。なお、磁気ディスク１０１の枚数は、２枚以下であってもよく、４枚以上であってもよい。
【００１２】
アクセス部１０２は、３組のヘッド１０７およびアーム１０８と、ヘッド移動機構１０９とを有する。ヘッド１０７は、磁気ディスク１０１の表面に接近して、磁気ディスク１０１に記録された情報の読み出し、および、磁気ディスク１０１への情報の書き込み、の少なくとも一方を磁気的に行う。ヘッド１０７は、アーム１０８に支持される。アーム１０８は、ヘッド移動機構１０９に支持されながら揺れ動く。
【００１３】
ハウジング１０３は、ベース部４０と、カバー部１０４と、を有する。ベース部４０は、スピンドルモータ１の一部でもあり、その一部が磁気ディスク１０１の下側において径方向に広がる。ベース部４０は、例えば、鋳造にて成型される。ベース部４０は開口を有する。カバー部１０４は、ベース部４０の開口に嵌められる。これにより、ハウジング１０３が構成される。なお、ベース部４０とカバー部１０４とは、ハウジング１０３内の気密性が損なわれないように、組み合わされる。
【００１４】
ハウジング１０３の内部空間は、塵または埃が極度に少ない清浄な空間であることが好ましい。本実施形態では、ハウジング１０３の内部に、空気よりも低密度の気体であるヘリウムガスが充填されている。これにより、磁気ディスク１０１の回転時の風切り音等が低減される。ただし、ヘリウムガスに代えて、水素ガス、窒素ガス、または空気が充填されてもよい。また、ヘリウムガス、水素ガス、または窒素ガスと、空気との混合気体が充填されてもよい。
【００１５】
＜１−２．スピンドルモータの構成＞
続いて、スピンドルモータ１の構成について説明する。図２は、図１のスピンドルモータ１の部分拡大図である。図２に示すとおり、スピンドルモータ１は、シャフト１０と、環状部材１１と、回転部２０と、ステータユニット３０と、ベース部４０と、を有する。本願の第１実施形態に係るスピンドルモータ１は、三相モータである。
【００１６】
シャフト１０は、中心軸９に沿って配置された、略円柱形状の部材である。シャフト１０は、回転部２０を、中心軸９を中心として回転可能に支持する。シャフト１０は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。シャフト１０の上端部は、ハウジング１０３のカバー部１０４に固定される（図１参照）。シャフト１０の下端部は、ベース部４０に固定される。なお、シャフト１０は、軸方向に貫通する貫通孔を有する中空シャフトであってもよい。
【００１７】
シャフト１０の外周面には、環状部材１１が設けられる。環状部材１１は、シャフト１０に固定され、シャフト１０の外周面から径方向外側に突出する部材である。環状部材１１は、上側リング１１１と下側リング１１２とから構成される。上側リング１１１は、少なくとも一部が後述するスリーブ２１よりも軸方向上側においてシャフト１０に固定される。下側リング１１２は、少なくとも一部が後述するスリーブ２１よりも軸方向下側においてシャフト１０に固定される。
【００１８】
なお、上側リング１１１の外周面のうち、軸方向の略中央から上部の外周面１１１Ａは、上方へ向かうにつれて径が小さくなる。上側リング１１１の外周面のうち、軸方向の略中央から下部の外周面１１１Ｂは、下方へ向かうにつれて径が小さくなる。また、下側リング１１２の外周面のうち、軸方向の略中央から下部の外周面１１２Ａは、下方へ向かうにつれて径が小さくなる。下側リング１１２の外周面のうち、軸方向の略中央から上部の外周面１１２Ｂは、上方へ向かうにつれて径が小さくなる。シャフト１０および環状部材１１により、本実施形態に係る「静止部材」が構成される。
【００１９】
回転部２０は、シャフト１０および環状部材１１に対して、中心軸９を中心に回転する「回転部材」である。回転部２０は、スリーブ２１と、アウターハブ２２と、クランプ部材２３と、ロータマグネット２４と、ヨーク２５とを備える。なお、本実施形態では、スリーブ２１とアウターハブ２２とは、別部材で形成されている。ただし、スリーブ２１とアウターハブ２２とは、一繋がりの部材であってもよい。
【００２０】
スリーブ２１は、シャフト１０の周囲において環状に拡がる円筒状の部材である。スリーブ２１および後述するアウターハブ２２の材料には、例えば、アルミニウム合金または強磁性ステンレス鋼等の金属が使用される。スリーブ２１の径方向内側には、スリーブ２１を軸方向に貫く第１貫通孔２１０が設けられている。シャフト１０は、第１貫通孔２１０に挿入される。また、後述のとおり、スリーブ２１は、中心軸９を中心として、シャフト１０および環状部材１１に対して回転可能である。スリーブ２１は、上側リング１１１の外周面１１１Ｂと僅かな隙間を介して対向する第１内周面２１１Ａと、後述する溝２１Ｃよりも上部においてシャフト１０の外周面と僅かな隙間を介して対向する第２内周面２１１Ｂと、を有する。また、スリーブ２１は、下側リング１１２の外周面１１２Ｂと僅かな隙間を介して対向する第１内周面２１２Ａと、後述する溝２１Ｃよりも下部においてシャフト１０の外周面と僅かな隙間を介して対向する第２内周面２１２Ｂと、を有する。
【００２１】
スリーブ２１の第１内周面２１１Ａと上側リング１１１の外周面１１１Ｂ、および第２内周面２１１Ｂとシャフト１０の外周面は、潤滑オイル等の流体が充填された僅かな隙間を介し対向する。また、スリーブ２１の第１内周面２１２Ａと下側リング１１２の外周面１１２Ｂ、および第２内周面２１２Ｂとシャフト１０の外周面は、潤滑オイル等の流体が充填された微小間隙を介し対向する。流体には、例えば、ポリオールエステル系オイルおよび／またはジエステル系の潤滑液が使用される。なお、第２内周面２１１Ｂと第２内周面２１２Ｂとの軸方向の間には、径方向外側に窪む溝２１Ｃを有する。溝２１Ｃは、流体の界面安定のための空気循環用の溝である。
【００２２】
第１内周面２１１Ａは、上側リング１１１の外周面１１１Ｂに対向するスラスト軸受面である。第１内周面２１２Ａは、下側リング１１２の外周面１１２Ｂに対向するスラスト軸受面である。また、第２内周面２１１Ｂ，２１２Ｂは、シャフト１０の外周面に対向するラジアル軸受面である。第１内周面２１１Ａ，２１２Ａおよび第２内周面２１１Ｂ，２１２Ｂには、流体に動圧を発生させるための動圧溝列（図示省略）がそれぞれ設けられる。シャフト１０、環状部材１１、およびスリーブ２１により、本実施形態に係る「流体軸受」が構成される。
【００２３】
なお、スリーブ２１の軸方向上側および軸方向下側には、スピンドルモータ１の外部への潤滑流体の漏洩を防ぐためにシール部材３００がそれぞれ設けられる。シール部材３００は、環状部材１１、および、スリーブ２１の上面および下面を覆い、スリーブ２１に固定される。
【００２４】
アウターハブ２２は、スリーブ２１の径方向外側において、中心軸９を中心として環状に拡がる円筒状の部材である。アウターハブ２２は、スリーブ２１とともに中心軸９を中心として回転する。また、アウターハブ２２は、下部の外周面から径方向外側に拡がるフランジ部２２１を有する。
【００２５】
クランプ部材２３は、アウターハブ２２に支持される。図１に示すとおり、３枚の磁気ディスク１０１は、クランプ部材２３と、アウターハブ２２のフランジ部２２１との間に、保持される。これにより、３枚の磁気ディスク１０１は、回転部２０に支持され、回転部２０とともに中心軸９を中心として回転する。
【００２６】
ロータマグネット２４は、ヨーク２５を介して、アウターハブ２２の内周面に固定される。ロータマグネット２４は、中心軸９を中心とする円環形状をなす。ロータマグネット２４の内周面は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列された磁極面である。
【００２７】
ステータユニット３０は、ロータマグネット２４の径方向内側に配置される。ステータユニット３０は、回転部２０を回転させるトルクを発生させる。ステータユニット３０は、ステータコア３１と、複数のコイル３２とを有する。
【００２８】
ステータコア３１は、中心軸９を中心とする円環状の磁性体が、複数積層された積層構造体である。ステータコア３１は、ベース部４０に固定される。ステータコア３１は、径方向外側に突出する複数のティースを有する。
【００２９】
複数のコイル３２は、複数のティースに巻かれ、中心軸９を中心として環状に配置される。複数のコイル３２は、３つのコイル群により構成される。３つのコイル群は、それぞれＵ相用、Ｖ相用、Ｗ相用である。各コイル群は、１つの導線により構成される。ステータコア３１およびコイル３２と、ロータマグネット２４とは、径方向に対向する。
【００３０】
このようなスピンドルモータ１において、コイル３２に駆動電流を供給すると、複数のティースに径方向の磁束が生じる。そして、ティースに発生した磁束は、ロータマグネット２４の磁束と互いに作用し、中心軸９を中心として回転部２０を回転させるための周方向のトルクを発生させる。その結果、シャフト１０および環状部材１１を含む「静止部材」に対して、スリーブ２１およびアウターハブ２２を含む「回転部材」が、中心軸９の周りを回転する。また、回転部２０に支持された３枚の磁気ディスク１０１は、回転部２０とともに、中心軸９の周りを回転する。
【００３１】
なお、スピンドルモータ１の回転時には、上述の動圧溝列（図示省略）によって、「静止部材」と「回転部材」との間の僅かな隙間に充填された流体に動圧が発生する。これにより、スリーブ２１の第１内周面２１１Ａ，２１２Ａは、環状部材１１の外周面１１１Ｂ，１１２Ｂから、スラスト方向に非接触に支持される。また、スリーブ２１の第２内周面２１１Ｂ，２１２Ｂは、シャフト１０の外周面から、ラジアル方向に非接触に支持される。上述のとおり、スピンドルモータ１の回転時において、回転部２０とともに回転する磁気ディスク１０１の回転精度を向上し、磁気ディスク１０１の読み出しまたは書き込み時のエラー、および損傷等を抑制するために、当該軸受を形成する各部の組立精度の向上が求められている。すなわち、軸受のスラスト方向の間隙およびラジアル方向の間隙の寸法精度を向上させることが求められている。以下では、当該軸受を形成するスリーブ２１の第１内周面２１１Ａ，２１２Ａと、環状部材１１の外周面１１１Ｂ，１１２Ｂとの間のスラスト間隙を高精度に測定するための治具、および当該治具を用いたスラスト間隙の測定装置と測定方法について、説明する。これにより、測定結果を踏まえてスラスト間隙の高精度な調整を行うことができ、軸受の最終的な組立精度を向上できる。
【００３２】
＜１−３．スラスト間隙を測定するための治具、および治具を用いたスラスト間隙の測定装置と測定方法＞
以下、スリーブ２１の第１内周面２１１Ａ，２１２Ａと、環状部材１１の外周面１１１Ｂ，１１２Ｂとの間のスラスト間隙を測定するための治具、および治具を用いたスラスト間隙の測定装置と測定方法について説明する。図３および図４は、スラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。
【００３３】
なお、以下では、スリーブ２１とアウターハブ２２とで構成される回転体を「ハブ５０」と称することとする。また、図３および図４では、各部材の形状を簡略化して図示している。例えば、図２では、スリーブ２１の第１内周面２１１Ａ，２１２Ａ、および環状部材１１の外周面１１１Ｂ，１１２Ｂは、それぞれ軸方向に対して傾斜する傾斜面となっていたが、図３および図４では、中心軸９に対して垂直な面として図示している。図３および図４のハブ５０の径方向内側の部位の上面５０１Ａは、スリーブ２１の第１内周面２１１Ａを示しており、ハブ５０の径方向内側の部位の下面５０２Ａは、スリーブ２１の第１内周面２１２Ａを示している。また、図３および図４の上側リング１１１の下面は、環状部材１１の外周面１１１Ｂを示しており、下側リング１１２の上面は、環状部材１１の外周面１１２Ｂを示している。図３および図４に示すとおり、ハブ５０の第１貫通孔２１０にシャフト１０を挿入し、ハブ５０の少なくとも一部よりも軸方向上側において上側リング１１１をシャフト１０に圧入により固定し、ハブ５０の少なくとも一部よりも軸方向下側において下側リング１１２をシャフト１０に圧入により固定した状態で、スラスト間隙の測定を行う。
【００３４】
＜１−３−１．測定装置の構成＞
まず、スラスト間隙を測定する測定装置６の構成から説明する。測定装置６は、装置フレーム６０と、シリンダ部６１と、変位計６２と、弾性部材６３と、ハブ支持部６４と、測定治具６５と、樹脂部材６６とを有する。
【００３５】
装置フレーム６０は、測定装置６の外形を形成する。シリンダ部６１、ハブ支持部６４、および測定治具６５は、装置フレーム６０の内面にそれぞれ固定されている。装置フレーム６０は、下側壁部６０２、側壁部６０３、スライド機構６０４、および支持脚部６０５を有する。下側壁部６０２は、シャフト１０よりも下側において径方向に拡がる。側壁部６０３は、下側壁部６０２の上面から中心軸９に沿って軸方向に拡がる。側壁部６０３の周方向の一部には、開口部６００が形成されている。また、下側壁部６０２および側壁部６０３は、互いに連続する単一の部材に属する。スライド機構６０４は、側壁部６０３と後述する測定治具６５の連結部６５３との径方向の間において、中心軸９に沿って軸方向に板状に拡がる。スライド機構６０４の径方向外側の面は、側壁部６０３にボルト等で固定されている。また、スライド機構６０４の径方向内側の面には、後述する測定治具６５の連結部６５３がボルト等で固定されている。スライド機構６０４により、側壁部６０３に対して測定治具６５を、軸方向に相対移動させることが可能となる。その結果、後述するステップＳ２におけるハブ５０の設置が容易となる。支持脚部６０５は、下側壁部６０２の上面に固定され、中心軸９に沿って軸方向に延びる。支持脚部６０５を有することにより、後述するハブ支持部６４を軸方向に容易に位置決めすることができる。
【００３６】
シリンダ部６１は、シャフト１０に上側へ向かう力を加える機器である。シリンダ部６１は、シリンダ本体６１１と、シリンダ変位部６１２と、シリンダ接触部６１３とを有する。シリンダ本体６１１は、装置フレーム６０の下側壁部６０２に固定され、軸方向および径方向の動きが制限されている。また、シリンダ本体６１１は、軸方向に伸縮可能に支持されるバネを内部に有するプランジャ（図示省略）を備える。そして、シリンダ本体６１１への空気の供給および排出を行う際、当該バネの弾性力を利用して、シリンダ変位部６１２を軸方向に変位させることができる。このような構造を有することにより、シリンダ変位部６１２を押し上げる際のピーク荷重を、設定荷重（目標荷重）に近づけることができる。この結果、ピーク荷重が設定荷重（目標荷重）よりも瞬間的に大きく跳ね上がることによる測定治具６５の変形またはハブ５０の浮き上がりを抑制でき、後述するスラスト間隙を測定する際に、誤差を低減できる。さらに、シリンダ変位部６１２の上端部には、表面摩擦力の大きい樹脂製のシリンダ接触部６１３が固定されている。シャフト１０の下端部は、シリンダ接触部６１３に直接的に接触する。これにより、シャフト１０の位置ずれ、および損傷等が抑制される。ただし、シャフト１０の下端部は、シリンダ接触部６１３に別部材を介して間接的に接触してもよい。
【００３７】
変位計６２は、シャフト１０の軸方向の変位を測定する機器である。変位計６２は、変位計本体６２１と、変位計変位部６２２と、変位計接触部６２３とを有する。変位計本体６２１は、後述する測定治具６５に固定され、軸方向および径方向の動きが制限されている。変位計変位部６２２は、変位計本体６２１に対して軸方向に変位可能に支持されている。ただし、変位計変位部６２２の上端部と変位計本体６２１との間に設けられた係合構造（図示省略）によって、変位計変位部６２２が変位計本体６２１から外れて落下することが抑制されている。変位計変位部６２２の下端部には、表面摩擦力の大きい樹脂製の変位計接触部６２３が固定されている。シャフト１０の上面は、変位計接触部６２３に接触する。これにより、シャフト１０の位置ずれ、および損傷等が抑制される。
【００３８】
上述のとおり、変位計変位部６２２の少なくとも一部は、変位計本体６２１と変位計接触部６２３との軸方向の間に位置する。変位計変位部６２２の外径は、変位計本体６２１の外径および変位計接触部６２３の外径よりも小さい。変位計変位部６２２の径方向外側、かつ、変位計本体６２１と変位計接触部６２３との軸方向の間には、弾性部材６３が、自然長よりも軸方向に圧縮された状態で取り付けられている。弾性部材６３の上端部は、変位計本体６２１に固定されている。弾性部材６３の下端部は、変位計接触部６２３に固定されている。変位計変位部６２２は、上方へ向かう力が加えられていない状態では、弾性部材６３の「弾性力Ｅ」によって下方へ延伸する。つまり、弾性部材６３の弾性力Ｅによって、シャフト１０に下方側へ向かう力を加えることができる。
【００３９】
ハブ支持部６４は、シャフト１０の径方向外側、装置フレーム６０の支持脚部６０５の上側、かつ、ハブ５０の下方側において、中心軸９に対して垂直に板状に拡がる部材である。ハブ支持部６４は、装置フレーム６０の側壁部６０３に、ネジ止め等によって固定される。ハブ支持部６４の上面には、ハブ５０が配置される。ハブ５０は、ハブ支持部６４の上面に直接的に接触する。これにより、ハブ５０の軸方向下方側への動きが制限される。なお、ハブ５０は、ハブ支持部６４の上面に、別部材を介して間接的に接触してもよい。また、ハブ支持部６４の径方向内側には、ハブ支持部６４を軸方向に貫く貫通孔６４０が設けられている。貫通孔６４０は、下側リング１１２の外周面よりも径方向外側まで設けられている。これにより、下側リング１１２は、ハブ支持部６４によって制限されることなく、軸方向に移動可能となる。
【００４０】
測定治具６５の構造については、詳細を後述する。
【００４１】
樹脂部材６６は、シャフト１０の径方向外側において、中心軸９に対して垂直に板状に拡がる樹脂製の部材である。樹脂部材６６は、ハブ５０の上面と後述する測定治具６５の下面との軸方向の間に挟まれつつ、配置される。これにより、ハブ５０と後述する測定治具６５とが直接的に接触することによる損傷等が抑制される。また、樹脂部材６６の径方向内側には、樹脂部材６６を軸方向に貫く貫通孔６６０が設けられている。貫通孔６６０は、上側リング１１１の外周面よりも径方向外側まで設けられている。これにより、上側リング１１１は、樹脂部材６６によって制限されることなく、軸方向に移動可能となる。
【００４２】
＜１−３−２．測定治具の構成＞
続いて、測定治具６５の構成について説明する。図５は、測定治具６５の斜視図である。図５に示すとおり、測定治具６５は、変位計固定部６５１と、ハブ接触部６５２と、連結部６５３と、取り付け部６５４と、を有する。
【００４３】
変位計固定部６５１は、中心軸９に対して垂直に板状に拡がる部位である。変位計固定部６５１の径方向内側の中心軸９の周囲には、第２貫通孔６５５が設けられている。第２貫通孔６５５は、変位計固定部６５１を軸方向に貫通する貫通孔である。また、第２貫通孔６５５の径は、変位計本体６２１の外径よりも僅かに大きい。変位計本体６２１の下端部を含む一部は、第２貫通孔６５５に軸方向に上側から挿入され、後述する露出空間６５０において、例えば、ナット締め（図示省略）を行うことによって、固定される。また、変位計固定部６５１には、外側面の一部から中心軸９と直交する方向に変位計固定部６５１を貫通する、ネジ孔６５６が設けられている。変位計固定部６５１を含む測定治具６５は、ネジ孔６５６を介してネジ止めされることによって、スライド機構６０４に固定される。なお、本実施形態では、２つのネジ孔６５６が設けられている。ただし、ネジ孔６５６の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
【００４４】
ハブ接触部６５２は、変位計固定部６５１の下側、シャフト１０の径方向外側、かつハブ５０の上側に位置し、中心軸９に対して垂直に板状に拡がる部位である。上述のとおり、ハブ接触部６５２は、樹脂部材６６を介してハブ５０の上面に間接的に接触する。ただし、ハブ接触部６５２は、ハブ５０の上面に直接的に接触してもよい。ハブ接触部６５２の径方向内側の中心軸９の周囲には、第３貫通孔６５７が設けられている。第３貫通孔６５７は、ハブ接触部６５２を軸方向に貫通する貫通孔である。また、第３貫通孔６５７の径は、シャフト１０の外径よりも僅かに大きい。シャフト１０は、第３貫通孔６５７に軸方向に挿入され、軸方向に移動可能に配置される。なお、変位計固定部６５１の第２貫通孔６５５と、ハブ接触部６５２の第３貫通孔６５７とは、互いに軸方向に重なる。これにより、変位計６２とシャフト１０とを、容易に位置決めし、かつ、同軸に配置することができる。この結果、後述するスラスト間隙を測定する際に、変位計６２とシャフト１０とのずれを抑制し、誤差を低減できる。
【００４５】
連結部６５３は、変位計固定部６５１とハブ接触部６５２とを軸方向に連結する部位である。連結部６５３は、３つの連結板部６５８を有する。３つの連結板部６５８は、それぞれ中心軸９の周りに配置され、軸方向に平板状に拡がる。ただし、連結板部６５８の数は、３つに限定されない。複数の連結板部６５８を設けることによって、連結部６５３を含む測定治具６５の剛性が高まる。これにより、測定治具６５の変形によるハブ５０の浮き上がりを抑制し、後述するスラスト間隙を測定する際に、誤差を低減できる。
【００４６】
なお、連結部６５３は、中心軸９の周りの周方向の一部に開口部６５９を有する。これにより、変位計固定部６５１と、ハブ接触部６５２と、連結部６５３と、に囲まれ、かつ測定治具６５の外部に露出する空間である露出空間６５０が形成されている。装置フレーム６０の開口部６００および測定治具６５の開口部６５９は、互いに中心軸９と直交する方向に重なる。また、シャフト１０の上端部を含む一部、変位計変位部６２２、変位計接触部６２３、および弾性部材６３の少なくとも一部は、露出空間６５０に位置する。換言すれば、測定装置６の外部から装置フレーム６０の開口部６００および測定治具６５の開口部６５９を介して、露出空間６５０におけるシャフト１０の上端部と変位計接触部６２３との位置関係を調整でき、作業効率を向上できる。
【００４７】
取り付け部６５４は、変位計固定部６５１の上面の一部から上側へ軸方向に板状に拡がる部位である。すなわち、取り付け部６５４は、上側端部が変位計固定部６５１および連結部６５３よりも上側に位置する。ただし、取り付け部６５４は、ハブ接触部６５２の下面の一部から下側へ軸方向に板状に拡がる部位であってもよい。すなわち、取り付け部６５４は、下側端部がハブ接触部６５２および連結部６５３よりも下側に位置してもよい。取り付け部６５４は、装置フレーム６０の側壁部６０３に沿って配置される。また、取り付け部６５４は、側壁部６０３と接触する面から、側壁部６０３とは反対の方向に向かって凹むネジ溝６７０を有する。取り付け部６５４は、ネジ溝６７０へのネジ止めによって、側壁部６０３に固定される。ただし、取り付け部６５４は、係合等によって、側壁部６０３に固定されてもよい。
【００４８】
変位計固定部６５１、ハブ接触部６５２、連結部６５３、および取り付け部６５４は、互いに連続する単一の部材に属する。これにより、取り付け部６５４を側壁部６０３に取り付けることによって、変位計固定部６５１に固定される変位計６２と、ハブ接触部６５２の第３貫通孔６５７に挿入されるシャフト１０とを、容易に位置決めし、かつ、同軸に配置することができる。さらに、取り付け部６５４を側壁部６０３に取り付けることによって、ハブ接触部６５２の軸方向の位置が固定される。これにより、ハブ５０の軸方向上方側への動きが制限される。なお、測定治具６５は、側壁部６０３に対する軸方向の位置を調整可能に支持される構造を有してもよい。これにより、ハブ５０をハブ支持部６４と測定治具６５との軸方向の間に、容易に配置することができる。
【００４９】
＜１−３−３．スラスト間隙の測定方法＞
続いて、スラスト間隙の測定方法および調整方法について、説明する。図６は、スラスト間隙の測定および調整の工程を示したフローチャートである。図３〜図６に示すとおり、後述するスラスト間隙を測定する際には、まず、シリンダ部６１、弾性部材６３が取り付けられた変位計６２、変位計６２の変位計本体６２１が挿入された測定治具６５を、それぞれ装置フレーム６０の内面にネジ止め等によって固定する（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、上側リング１１１および下側リング１１２がそれぞれ圧入され、かつハブ５０の第１貫通孔２１０に挿入されたシャフト１０、上側リング１１１、下側リング１１２、ハブ５０、ハブ５０の上側においてシャフト１０が挿入された樹脂部材６６、およびシャフト１０の下側においてシャフト１０が挿入されたハブ支持部６４を、測定治具６５の下方へ配置し、シャフト１０の上端部を含む一部を第３貫通孔６５７に挿入しつつ、ハブ５０の上面をハブ接触部６５２の下面に樹脂部材６６を介して接触させる。そして、ハブ支持部６４の上面をハブ５０の下面に接触させた状態で、ハブ支持部６４を装置フレーム６０に固定する。これにより、ハブ５０をハブ支持部６４と測定治具６５との軸方向の間に挟み込み、軸方向の移動を制限する（ステップＳ２）。その際、シャフト１０の上端部を、変位計接触部６２３を介して弾性部材６３の下端部に間接的に接触させる。また、シャフト１０の下端部がシリンダ接触部６１３の真上に位置するように、調整する。
【００５１】
次に、シリンダ部６１を駆動し、シリンダ変位部６１２を上方へ向かって変位させる。そして、シリンダ接触部６１３を介してシャフト１０の下端部を上方へ押し上げ、シャフト１０に固定された下側リング１１２をハブ５０の径方向内側の部位の下面５０２Ａに接触させる（ステップＳ３）。なお、シリンダ部６１の押し上げによりシャフト１０へ加わる上向きの力を「力Ｆ」と定義する。なお、ステップＳ３における、力Ｆの大きさは、例えば、９００ｇｆ程度である。
【００５２】
ここで、測定治具６５のハブ接触部６５２の軸方向の厚みＴ１は、変位計固定部６５１の軸方向の厚みＴ２、および取り付け部６５４の厚みＴ３よりもそれぞれ大きい。このため、ハブ接触部６５２は、高い剛性を有する。これにより、ステップＳ３において、シャフト１０に９００ｇｆ程度の大きな上向きの力Ｆが加わった場合でも、ハブ５０と樹脂部材６６を介して接触するハブ接触部６５２の変形によるハブ５０の浮き上がりを抑制できる。したがって、後述するスラスト間隙を測定する際（ステップＳ５）に、誤差を低減できる。
【００５３】
図３に戻る。図３は、ステップＳ３が終了した時点の状態を示している。ステップＳ３が終了した時点におけるシャフト１０の上端部の高さをｈ１とする。なお、少なくともステップＳ３、後述するステップＳ４、および後述するステップＳ５において、シャフト１０の上端部には、弾性部材６３によって、下向きの弾性力Ｅが加わっている。一方、シリンダ部６１の押し上げによりシャフト１０へ加わる上向きの力Ｆの大きさは、弾性力Ｅの大きさよりも大きい。これにより、シャフト１０に下方へ向かう弾性力Ｅが与えられた状態でも、シャフト１０を上方へ押し上げることができる。なお、弾性力Ｅの大きさは、例えば、４００ｇｆ程度である。すなわち、力Ｆの大きさと弾性力Ｅの大きさとの差は、例えば、５００ｇｆ程度である。
【００５４】
ステップＳ３の終了後、シリンダ部６１の駆動を停止し、シリンダ変位部６１２を下方へ変位させる。この時、弾性部材６３によりシャフト１０に加わる下方へ向かう弾性力Ｅは維持されている。これにより、シャフト１０を下方へ押し下げ、シャフト１０に固定された上側リング１１１をハブ５０の径方向内側の部位の上面５０１Ａに接触させる（ステップＳ４）。図４に戻る。図４は、ステップＳ４が終了した時点の状態を示している。ステップＳ４が終了した時点におけるシャフト１０の上端部の高さをｈ２とする。
【００５５】
さらに、変位計６２は、ステップＳ３が終了した時点のシャフト１０の上端部の高さｈ１と、ステップＳ４が終了した時点のシャフト１０の上端部の高さｈ２との間の軸方向距離（シャフト１０の移動距離Ｄ）を測定する（ステップＳ５）。ここで、移動距離Ｄは、ハブ５０と上側リング１１１および下側リング１１２との間の軸方向の隙間寸法に相当する。このように、ステップＳ１〜ステップＳ５の工程を経ることによって、当該隙間寸法、すなわち流体軸受を形成するスリーブ２１の第１内周面２１１Ａ，２１２Ａと、環状部材１１の外周面１１１Ｂ，１１２Ｂとの間のスラスト間隙を高精度で測定することができる。
【００５６】
図６に戻る。ステップＳ５の終了後、移動距離Ｄの測定結果が、所定の許容範囲内か、所定の許容範囲よりも大きいか、または所定の許容範囲よりも小さいか、を判定する（ステップＳ６）。そして、移動距離Ｄの測定結果が所定の許容範囲よりも大きいと判断された場合、移動距離Ｄが示すスラスト間隙を小さくするための調整（ステップＳ７およびステップＳ８）を行う。
【００５７】
スラスト間隙を小さくするための調整として、まず、下側リング１１２を固定することによって、下側リング１１２の軸方向の移動を制限する（ステップＳ７）。次に、図示を省略した押圧機構により、シャフト１０の上端部を下方へ押し下げる（ステップＳ８）。これにより、ハブ５０と上側リング１１１および下側リング１１２との間の軸方向の隙間寸法を小さくすることができる。スラスト間隙の調整が終了した後、再びステップＳ３〜Ｓ６を実行し、ハブ５０と上側リング１１１および下側リング１１２との間の軸方向の隙間寸法の測定および判定を行う。
【００５８】
なお、ステップＳ６において、移動距離Ｄの測定結果が所定の許容範囲内であると判定された場合、スラスト間隙の再度の調整は不要であるとして、次の組立工程に進む（ステップＳ９）。一方、移動距離Ｄの測定結果が所定の許容範囲よりも小さいと判断された場合、当該ハブ５０等は不良品（使用不可能）であるとして処理される（ステップＳ１０）。このように、スラスト間隙を高精度で測定した結果を踏まえて、必要に応じて再度の調整を行うことで、軸受の最終的な組立精度を向上できる。
【００５９】
＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
【００６０】
上述の実施形態において、ステップＳ３〜ステップＳ５では、シャフト１０の上端部に弾性部材６３の下端部が変位計接触部６２３を介して間接的に接触し、下向きの弾性力Ｅが加えられていた。しかし、変位計接触部６２３を設けず、シャフト１０の上端部に弾性部材６３の下端部を直接的に接触させる構成であってもよい。
【００６１】
上述の実施形態では、弾性部材６３が取り付けられた変位計６２をシャフト１０よりも上側に設けつつ、シャフト１０よりも下側に設けられたシリンダ部６１によって、シャフト１０を上向きに押し上げる構成が用いられていた。しかし、この構成は上下逆であってもよい。図７は、一変形例に係るスラスト間隙を測定する様子を模式的に示す断面図である。図７の例では、シャフト１０Ｂの下端部は、シャフト１０Ｂよりも下側に設けられた変位計６２Ｂの変位計接触部６２３Ｂに接触する。変位計変位部６２２Ｂには、弾性部材６３Ｂが自然長よりも軸方向に圧縮された状態で取り付けられている。また、変位計変位部６２２Ｂは、変位計本体６２１Ｂによって、軸方向上向きに変位可能に支持されている。これにより、変位計変位部６２２Ｂは、下方へ向かう力が加えられていない状態では、弾性部材６３Ｂの弾性力Ｅによって上方へ変位し、シャフト１０Ｂに対して上向きの弾性力Ｅを加える。シャフト１０Ｂの上端部は、シャフト１０Ｂよりも上側に設けられたシリンダ部６１Ｂのシリンダ接触部６１３Ｂに接触する。
【００６２】
そして、ハブ５０Ｂの軸方向の移動を制限する工程、シリンダ部６１Ｂを駆動してシャフト１０Ｂの上端部を下方へ下向きの力Ｆで押し付ける工程、シリンダ部６１Ｂの駆動を停止してシャフト１０Ｂを上方へ押し上げる工程、およびシャフト１０Ｂの下端部の移動距離を測定する工程を経て、流体軸受のスラスト間隙を測定することができる。
【００６３】
すなわち、本発明のスラスト間隙の測定装置は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、シャフトが挿入される第１貫通孔を有するハブと、ハブの少なくとも一部よりも軸方向一方側においてシャフトに固定される一方側リングと、ハブの少なくとも一部よりも軸方向他方側においてシャフトに固定される他方側リングと、を有するモータの、ハブと一方側リングおよび他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法の測定を行う装置であればよい。そして、測定装置は、装置フレームと、シャフトの他方側端部に直接的または間接的に接触し、シャフトに一方側へ向かう力を加えるシリンダ部と、変位計と、一方側端部が変位計に固定され、他方側端部はシャフトに直接的または間接的に接触する弾性部材と、測定治具と、シャフトの径方向外側、かつ、ハブの他方側に位置し、ハブに直接的または間接的に接触するハブ支持部と、を有する装置であればよい。また、測定治具は、シャフトの軸方向の変位を測定する変位計が固定される変位計固定部と、変位計固定部の他方側、シャフトの径方向外側、かつ、ハブの一方側に位置し、ハブに直接的または間接的に接触するハブ接触部と、変位計固定部とハブ接触部とを軸方向に連結する連結部と、軸方向に板状に延びる取り付け部と、を有する治具であればよい。さらに、取り付け部は、一方側端部が変位計固定部および連結部よりも一方側に位置するか、または、他方側端部がハブ接触部および連結部よりも他方側に位置すればよい。そして、装置フレームに、取り付け部、シリンダ部、変位計、およびハブ支持部がそれぞれ固定されればよい。これにより、当該測定治具を有する測定装置によって、ハブと一方側リングおよび他方側リングとの間の軸方向の隙間寸法、すなわちスラスト間隙を高精度で測定することができる。
【００６４】
上述の実施形態および変形例では、「モータ」の一例として、ディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータを例に挙げて説明した。しかし、本発明の測定対象となるモータは、例えば空気流を供給するファンモータ等の他のモータであってもよい。
【００６５】
なお、測定治具および測定装置と、モータおよびディスク駆動装置の細部の形状は、本願の各図に示された構成および形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、測定治具と、測定治具を有する測定装置とに利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  スピンドルモータ
６  測定装置
９  中心軸
１０，１０Ｂ  シャフト
１１  環状部材
２０  回転部
２１  スリーブ
２１Ｃ  溝
２２  アウターハブ
２３  クランプ部材
２４  ロータマグネット
２５  ヨーク
３０  ステータユニット
３１  ステータコア
３２  コイル
４０  ベース部
５０，５０Ｂ  ハブ
６０  装置フレーム
６１，６１Ｂ  シリンダ部
６２，６２Ｂ  変位計
６３，６３Ｂ  弾性部材
６４  ハブ支持部
６５  測定治具
６６  樹脂部材
１００  ディスク駆動装置
１０１  磁気ディスク
１０２  アクセス部
１０３  ハウジング
１０４  カバー部
１０５  スペーサ
１０６  スペーサ
１０７  ヘッド
１０８  アーム
１０９  ヘッド移動機構
１１１  上側リング
１１１Ａ，１１１Ｂ  外周面
１１２  下側リング
１１２Ａ，１１２Ｂ  外周面
２１０  第１貫通孔
２１１Ａ  第１内周面
２１１Ｂ  第２内周面
２１２Ａ  第１内周面
２１２Ｂ  第２内周面
２２１  フランジ部
３００  シール部材
５０１Ａ  上面
５０２Ａ  下面
６００  開口部
６０２  下側壁部
６０３  側壁部
６０４  スライド機構
６０５  支持脚部
６１１  シリンダ本体
６１２  シリンダ変位部
６１３，６１３Ｂ  シリンダ接触部
６２１，６２１Ｂ  変位計本体
６２２，６２２Ｂ  変位計変位部
６２３，６２３Ｂ  変位計接触部
６４０  貫通孔
６５０  露出空間
６５１  変位計固定部
６５２  ハブ接触部
６５３  連結部
６５４  取り付け部
６５５  第２貫通孔
６５６  ネジ孔
６５７  第３貫通孔
６５８  連結板部
６５９  開口部
６６０  貫通孔
６７０  ネジ溝
Ｄ  移動距離
Ｅ  弾性力
Ｆ  力
Ｔ１  厚み
Ｔ２  厚み
Ｔ３  厚み
ｈ１  高さ
ｈ２  高さ
【図１】
2019132624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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