(57)【要約】【課題】動圧溝の深さのばらつきが少ないシャフトを製造する。【解決手段】シャフト１３１の外側面に動圧溝１３１１を形成する電解加工装置２は、電解加工ユニット２１、シャフト固定部２３および電源２４を備える。電解加工ユニット２１は動圧溝の形状の電極を有する筒状の電極部２１２を有し、電極部２１２は中心軸Ｊ２に垂直な方向に摺動可能に支持される。シャフト１３１はシャフト固定部２３に固定されて電極部２１２に挿入される。電解液供給部２１４から電解液がシャフト１３１の外側面と電極部２１２の内側面との間の間隙に供給されると、電極部２１２が移動して電極部２１２の中心軸がシャフト１３１の中心軸に一致し、この状態で電源２４によりシャフト１３１と電極部２１２の間に電流を流すことによりシャフト１３１の外側面に動圧溝１３１１が形成される。これにより、動圧溝の深さのばらつきを減少させることが実現される。【選択図】図４
2008290195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体動圧軸受機構のシャフトの製造方法であって、
ａ）シャフトと、前記シャフトの外径よりも大きな内径を有する貫通孔を有して内側面に導体が露出した加工面を有する電極部を準備する準備工程と、
ｂ）前記シャフトを前記電極部の内側に配置する配置工程と、
ｃ）前記シャフトと前記電極部との中心軸方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態で前記シャフトおよび前記電極部を保持する保持工程と、
ｄ）前記シャフトおよび前記電極部が保持された状態で周囲よりも高い圧力を付与しつつ前記貫通孔に一端側から電解液を供給し、前記貫通孔の他端側の開口部から電解液を流出させることにより、前記シャフトと前記電極部との間の相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、
ｅ）調芯された状態における前記シャフトと前記電極部との相対的な位置関係を維持するとともに前記シャフトと前記電極部との間の間隙が電解液で満たされた状態において、前記シャフトと前記電極部との間に電圧を印加して前記シャフトに電解加工による動圧溝を形成する電解加工工程と、
を備えることを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシャフトの製造方法であって、
前記中心軸方向が鉛直方向であり、前記貫通孔の前記他端側に位置する前記シャフトの下部が固定部に固定されることを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシャフトの製造方法であって、
前記電極部が、前記シャフトの外側面を囲み径方向に広がる鍔部を有し、
前記鍔部の一端側の面および／または他端側の面が、治具に接触して前記治具に対して径方向に摺動可能に支持されていることを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のシャフトの製造方法であって、
前記鍔部表面に電源に接続された通電電極の端子部が接触し、
前記鍔部表面の前記端子部が接触する部位は、前記加工面に露出した導体と電気的に接続された導体で構成されており、かつ、
前記端子部は弾性変形した状態で前記鍔部表面に接しており、前記弾性変形に伴う応力が前記端子部を前記鍔部表面に押しつける方向に作用していることを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項５】
モータの流体動圧軸受機構であって、
請求項１ないし４のいずれかに記載の製造方法にて製造されたシャフトと、
前記シャフトが挿入されるスリーブと、
を備えることを特徴とする流体動圧軸受機構。
【請求項６】
流体動圧軸受機構のスリーブの製造方法であって、
ａ）スリーブと、前記スリーブの内径よりも小さな外径を有し、外側面に導体が露出した加工面を有する電極部を準備する準備工程と、
ｂ）前記スリーブを前記電極部の外周に配置する配置工程と、
ｃ）前記スリーブと前記電極部の中心軸方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態で前記スリーブおよび前記電極部を保持する保持工程と、
ｄ）前記スリーブおよび前記電極部が保持された状態で周囲よりも高い圧力を付与しつつ前記スリーブの貫通孔に一端側から電解液を供給し、前記貫通孔の他端側の開口部から電解液を流出させることにより、前記スリーブと前記電極部との間の相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、
ｅ）調芯された状態における前記スリーブと前記電極部との相対的な位置関係を維持するとともに前記スリーブと前記電極部との間の間隙が電解液で満たされた状態において、前記スリーブと前記電極部との間に電圧を印加して前記スリーブに電解加工による動圧溝を形成する電解加工工程と、
を備えることを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のスリーブの製造方法であって、
前記中心軸方向が鉛直方向であり、前記貫通孔の前記他端側に位置する前記電極部の下部が固定部に固定されることを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のスリーブの製造方法であって、
前記スリーブに、前記スリーブの外側面を囲み径方向に広がる鍔部が取り付けられ、
前記鍔部の一端側の面および／または他端側の面が、治具に接触して前記治具に対して径方向に摺動可能に支持されていることを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のスリーブの製造方法であって、
前記鍔部表面に電源に接続された通電電極の端子部が接触し、
前記鍔部表面の前記端子部が接触する部位は、前記スリーブと電気的に接続された導体で構成されており、かつ、
前記端子部は弾性変形した状態で前記鍔部表面に接しており、前記弾性変形に伴う応力が前記端子部を前記鍔部表面に押しつける方向に作用していることを特徴とするスリーブの製造方法。
【請求項１０】
モータの流体動圧軸受機構であって、
請求項６ないし９のいずれかに記載の製造方法にて製造されたスリーブと、
前記スリーブに挿入されるシャフトと、
を備えることを特徴とする流体動圧軸受機構。
【請求項１１】
モータであって、
ロータ部と、
前記ロータ部との間でトルクを発生するステータ部と、
前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する請求項５または１０に記載の流体動圧軸受機構と、
を備えることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受機構のシャフトまたはスリーブに動圧溝を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディスク駆動装置等に用いられる小型のスピンドルモータには、多くの場合、流体動圧を利用した軸受機構が用いられており、このような軸受機構では、シャフトの外側面またはスリーブの内側面にラジアル動圧を発生させる動圧溝が設けられる。動圧溝の形成では電解加工法が用いられることがあり、電解加工法では、電解液を介して導電体の被加工物と電極との間に電流を流して被加工物表面の金属を溶出させることにより動圧溝が形成される。
【０００３】
特許文献１では、リング状の電解加工具を用いてシャフトの外周表面に動圧溝を形成する手法が開示されており、柱状あるいは円筒状の部材に対しては、エンドミル等を用いる機械的な加工法よりも電解加工法の方が短時間で高精度の溝を形成することができる点に言及されている。特許文献２では、スリーブを加工対象とした動圧溝加工装置において、動圧溝の深さや幅にばらつきが発生するのを防止するために、スリーブに挿入される柱状の電極の上端に円錐状のテーパ面を設け、テーパ面とスリーブの内周面との間に少なくとも３個の調芯用ボール部材を配置した調芯機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１４２４２１号公報
【特許文献２】特開２００１−３２２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電解加工法により動圧溝を形成する場合、加工される表面と電極表面との間の間隙が全周に渡って一定でないと電流分布に差が生じて形成される動圧溝の深さや幅にばらつきが生じてしまうが、特許文献１の動圧溝加工装置では、加工の際にシャフトの径方向の位置を調整する機構は特に設けられていない。特許文献２の動圧溝加工装置では、調芯の際にスリーブの内周面のうち球体が接している部分に傷がついたり、球体の周囲に電解生成物が溜まる場合がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、深さのばらつきが少ない動圧溝が形成されたシャフトまたはスリーブを製造することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、流体動圧軸受機構のシャフトの製造方法であって、ａ）シャフトと、前記シャフトの外径よりも大きな内径を有する貫通孔を有して内側面に導体が露出した加工面を有する電極部を準備する準備工程と、ｂ）前記シャフトを前記電極部の内側に配置する配置工程と、ｃ）前記シャフトと前記電極部との中心軸方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態で前記シャフトおよび前記電極部を保持する保持工程と、ｄ）前記シャフトおよび前記電極部が保持された状態で周囲よりも高い圧力を付与しつつ前記貫通孔に一端側から電解液を供給し、前記貫通孔の他端側の開口部から電解液を流出させることにより、前記シャフトと前記電極部との間の相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、ｅ）調芯された状態における前記シャフトと前記電極部との相対的な位置関係を維持するとともに前記シャフトと前記電極部との間の間隙が電解液で満たされた状態において、前記シャフトと前記電極部との間に電圧を印加して前記シャフトに電解加工による動圧溝を形成する電解加工工程とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシャフトの製造方法であって、前記中心軸方向が鉛直方向であり、前記貫通孔の前記他端側に位置する前記シャフトの下部が固定部に固定される。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシャフトの製造方法であって、前記電極部が、前記シャフトの外側面を囲み径方向に広がる鍔部を有し、前記鍔部の一端側の面および／または他端側の面が、治具に接触して前記治具に対して径方向に摺動可能に支持されている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のシャフトの製造方法であって、前記鍔部表面に電源に接続された通電電極の端子部が接触し、前記鍔部表面の前記端子部が接触する部位は、前記加工面に露出した導体と電気的に接続された導体で構成されており、かつ、前記端子部は弾性変形した状態で前記鍔部表面に接しており、前記弾性変形に伴う応力が前記端子部を前記鍔部表面に押しつける方向に作用している。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、モータの流体動圧軸受機構であって、請求項１ないし４のいずれかに記載の製造方法にて製造されたシャフトと、前記シャフトが挿入されるスリーブとを備える。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、流体動圧軸受機構のスリーブの製造方法であって、ａ）スリーブと、前記スリーブの内径よりも小さな外径を有し、外側面に導体が露出した加工面を有する電極部を準備する準備工程と、ｂ）前記スリーブを前記電極部の外周に配置する配置工程と、ｃ）前記スリーブと前記電極部の中心軸方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態で前記スリーブおよび前記電極部を保持する保持工程と、ｄ）前記スリーブおよび前記電極部が保持された状態で周囲よりも高い圧力を付与しつつ前記スリーブの貫通孔に一端側から電解液を供給し、前記貫通孔の他端側の開口部から電解液を流出させることにより、前記スリーブと前記電極部との間の相対位置を定める調芯を行う調芯工程と、ｅ）調芯された状態における前記スリーブと前記電極部との相対的な位置関係を維持するとともに前記スリーブと前記電極部との間の間隙が電解液で満たされた状態において、前記スリーブと前記電極部との間に電圧を印加して前記スリーブに電解加工による動圧溝を形成する電解加工工程とを備える。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のスリーブの製造方法であって、前記中心軸方向が鉛直方向であり、前記貫通孔の前記他端側に位置する前記電極部の下部が固定部に固定される。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のスリーブの製造方法であって、前記スリーブに、前記スリーブの外側面を囲み径方向に広がる鍔部が取り付けられ、前記鍔部の一端側の面および／または他端側の面が、治具に接触して前記治具に対して径方向に摺動可能に支持されている。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のスリーブの製造方法であって、前記鍔部表面に電源に接続された通電電極の端子部が接触し、前記鍔部表面の前記端子部が接触する部位は、前記スリーブと電気的に接続された導体で構成されており、かつ、前記端子部は弾性変形した状態で前記鍔部表面に接しており、前記弾性変形に伴う応力が前記端子部を前記鍔部表面に押しつける方向に作用している。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、モータの流体動圧軸受機構であって、請求項６ないし９のいずれかに記載の製造方法にて製造されたスリーブと、前記スリーブに挿入されるシャフトとを備える。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、モータであって、ロータ部と、前記ロータ部との間でトルクを発生するステータ部と、前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する請求項５または１０に記載の流体動圧軸受機構とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明では、シャフトに形成される動圧溝の深さのばらつきを低減することができ、請求項２の発明では、シャフトを固定部に容易に固定することができる。請求項３の発明では、電極部を容易に摺動可能に支持することができ、請求項４の発明では、電極部を容易に電源に接続することができる。
【００１８】
請求項６の発明では、スリーブに形成される動圧溝の深さのばらつきを低減することができ、請求項７の発明では、電極部を固定部に容易に固定することができる。請求項８の発明では、スリーブを容易に摺動可能に支持することができ、請求項９の発明では、スリーブを容易に電源に接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の一の実施の形態に係る電動式の小型スピンドルモータ１（以下、「モータ１」と呼ぶ。）を示す縦断面図である。図１に示すように、モータ１はディスク駆動装置に用いられるアウタロータ型のモータであり、回転組立体であるロータ部１１および固定組立体であるステータ部１２を備える。ロータ部１１は、潤滑油による流体動圧を利用した軸受機構１３を介して、モータ１の中心軸Ｊ１を中心にステータ部１２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部１１側を上側、ステータ部１２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。
【００２０】
ロータ部１１は、記録ディスク１４が固定されるロータハブ１１１、および、多極着磁された円環状であってロータハブ１１１の内側面に取り付けられた界磁用磁石１１２を備える。ステータ部１２は、中央に穴部が形成されたベース部であるベースブラケット１２１、および、穴部の周囲にてベースブラケット１２１に取り付けられた電機子１２２を備え、電機子１２２はロータ部１１の界磁用磁石１１２との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。穴部には軸受機構１３の一部である後述のスリーブハウジング１３４が挿入されて熱硬化性の接着剤により固定されている。
【００２１】
軸受機構１３は、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状であってロータハブ１１１から下側（すなわち、ステータ部１２側）に突出するシャフト１３１、シャフト１３１の先端に取り付けられた円板状のスラストプレート１３２、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であってシャフト１３１が挿入されるスリーブ１３３、スリーブ１３３の外周を覆う樹脂製（例えば、液晶ポリマー製）かつ有底円筒状のスリーブハウジング１３４、および、スリーブハウジング１３４の内側においてスリーブ１３３の上方に配置される環状のシールキャップ１３５を備える。スリーブ１３３は多孔質部材となっており、スリーブハウジング１３４はスリーブ１３３に含浸された潤滑油を保持する役割を果たす。
【００２２】
軸受機構１３では、シールキャップ１３５の内側面とシャフト１３１の外側面との間、スリーブ１３３の内側面とシャフト１３１の外側面との間、並びに、スラストプレート１３２の上面、側面および下面とスリーブ１３３の下面並びにスリーブハウジング１３４の内側面および内底面との間の間隙に潤滑油が連続して充填され、スリーブ１３３およびスリーブハウジング１３４により、シャフト１３１が潤滑油を介して回転可能に支持される。
【００２３】
シールキャップ１３５の内側面はシャフト１３１の外側面に対して傾斜しており、シールキャップ１３５とシャフト１３１との間の間隙に形成されたテーパシールにより、潤滑油の流出が防止される。スリーブ１３３の下端面には、ロータ部１１の回転時に潤滑油に対して中心軸Ｊ１側に向かう圧力を発生させる動圧溝（例えば、スパイラル状の溝）が形成されており、スリーブ１３３の下端面および下端面に対向するスラストプレート１３２の上面により軸受機構１３のスラスト動圧軸受部が構成される。
【００２４】
図２はモータ１のシャフト１３１を示す正面図である。シャフト１３１の外側面にはヘリングボーン形状の動圧溝１３１１が形成されており、シャフト１３１が回転すると動圧溝１３１１によりスリーブ１３３（図１参照）の内側面との間に潤滑油によるラジアル動圧が発生する。シャフト１３１は真鍮やステンレス鋼等で形成されており、下端面に雌ネジ部１３１２を有し、雄ネジ部を有するスラストプレート１３２（図１参照）が雌ネジ部１３１２に取り付けられる。モータ１では、流体動圧を利用する軸受機構１３がロータ部１１を潤滑油を介して非接触にて支持することにより、ロータ部１１およびロータ部１１に取り付けられる記録ディスク１４を高精度かつ低騒音にて回転することができる。
【００２５】
次に、モータ１のシャフト１３１の製造においてシャフト１３１に動圧溝１３１１を電解加工（ＥＣＭ（Electrochemical Machining））にて形成する電解加工装置について説明する。図３は電解加工装置２の構造を示す図であり、電解加工装置２は、電解加工ユニット２１、電解加工ユニット２１を昇降させる昇降機構２２、電解加工ユニット２１の下方にてシャフト１３１を固定するシャフト固定部２３、シャフト固定部２３および電解加工ユニット２１に接続される電源２４、並びに、電解液２５８の循環を行う循環機構２５を備える。
【００２６】
電解加工ユニット２１は、略円筒状のハウジング２１１、シャフト１３１の外側面に対向する電極を内側面に有する筒状の部材である電極部２１２、電極部２１２を電解加工ユニット２１の中心軸Ｊ２（シャフト１３１の中心軸でもあり、鉛直方向を向く。）に垂直な方向に摺動可能に支持する摺動機構２１３、および、シャフト１３１と電極部２１２との間の間隙に電解液を供給する電解液供給部２１４を有する。シャフト固定部２３と電極部２１２との間には電源２４により電圧が付与可能とされる。
【００２７】
循環機構２５は、電解液２５８を貯留しておく貯留タンク２５１、電解加工ユニット２１に電解液２５８を流入させる供給ポンプ２５２、シャフト固定部２３の下方にて電解液２５８を回収する回収トレイ２５３、回収後の電解液２５８から固形物を除去するフィルタ２５４、フィルタ２５４からの電解液２５８を貯留する回収タンク２５５、回収タンク２５５から電解液２５８を貯留タンク２５１へと送り出すポンプ２５６、および、ポンプ２５６からの電解液２５８を濾過して再度使用可能な状態に戻すフィルタ２５７を備える。循環機構２５の各部は配管等で接続され、電解液２５８は矢印２５８ａにて示すように電解加工装置２内を循環する。電解液２５８は、硝酸ナトリウムＮａＮＯ３を３０重量％含有するものが使用されるが、他の電解液が使用されてもよい。
【００２８】
図４は電解加工ユニット２１およびシャフト固定部２３をシャフト１３１と共に示す縦断面図であり、図３の電解加工装置２において電解加工を行う部位を示している。電解加工ユニット２１のハウジング２１１には、上方から中心軸Ｊ２に沿って電解液供給部２１４が挿入されており、下方からは電極部２１２が挿入されて摺動機構２１３に保持される。
【００２９】
電解液供給部２１４は内部に電解液の流路を有し、上端に導入口２１４１を有する。導入口２１４１は外部の循環機構２５（図３参照）に接続され、電解液は内部流路により下方へと導かれる。電解液供給部２１４の下端は僅かに電極部２１２の内側に位置し、シャフト１３１の上端面と対向する。
【００３０】
図５は電極部２１２近傍の拡大図である。電極部２１２は、シャフト１３１の外径よりも大きな内径を有する貫通孔を有してシャフト１３１が挿入される円筒部２１２１、および、シャフト１３１の外側面を囲み、円筒部２１２１の下部から径方向外側に広がる鍔部２１２２を有し、円筒部２１２１の内側面は、シャフト１３１に形成される予定の動圧溝（ただし、図５では動圧溝１３１１を図示している。）と同様のヘリングボーン形状の導体である電極２１２ａが露出する加工面となっており、内側面の電極２１２ａ以外の領域は絶縁層２１２ｂにより覆われる。円筒部２１２１の内径はシャフト１３１の外径より僅かに大きく、円筒部２１２１の外径はハウジング２１１の内径よりも僅かに小さい。円筒部２１２１の内側面とシャフト１３１の外側面との間の距離は偏りが無い状態で３０μｍとされる。なお、電極２１２ａはフライス加工等による切削により加工され、電極２１２ａの間が絶縁層２１２ｂにより被覆された上で電極部２１２の内側面が研磨されて凹凸が除去される。
【００３１】
図４および図５に示すように、摺動機構２１３は、ハウジング２１１の下面に取り付けられた円板状の治具である鍔部支持プレート２１３２、および、ハウジング２１１と鍔部支持プレート２１３２との間に挟まれる板状の導電体である板バネ２１３１を備える。鍔部支持プレート２１３２は、図４に示すネジ２１３３により下方からハウジング２１１に固定される。また、鍔部支持プレート２１３２は、上面の中央部に電極部２１２の鍔部２１２２の外径より大きい内径を有する円形の凹部を有し、凹部の底面には、鍔部２１２２の外径より小さく、かつ、電極部２１２の内径より大きい内径の排液口２１３５が設けられる。電極部２１２の鍔部２１２２の一端側の面である下面が鍔部支持プレート２１３２の凹部の底面に接触することにより、電極部２１２の姿勢が一定に保たれる。
【００３２】
鍔部支持プレート２１３２の上面には板バネ２１３１を保持する溝が設けられ、板バネ２１３１の一端は外部に接続端子２１３４として突出し、他端は電源に接続された通電電極の端子部として図５に示すように鍔部２１２２の上面に接触する。板バネ２１３１は弾性変形した状態で鍔部２１２２の表面に接しており、弾性変形に伴う応力が板バネ２１３１を鍔部２１２２の表面に押しつける方向に作用して鍔部２１２２を下方に押圧する。これにより、電極部２１２が上方へと移動することが制限されつつ中心軸Ｊ２に垂直な方向への移動が可能とされ、電極部２１２が鍔部２１２２により鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持される。また、鍔部２１２２の表面の板バネ２１３１が接触する部位は、加工面に露出した導体である電極部２１２と電気的に接続された導体で構成されており、接続端子２１３４を介して、電極部２１２が電源２４に接続される。なお、鍔部２１２２の下面に板バネが接触して鍔部２１２２の上面が鍔部支持プレート２１３２に接触して鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持されてもよく、鍔部２１２２の上面および下面が鍔部支持プレート２１３２に接触して鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持されてもよい。
【００３３】
図４に示すように、シャフト固定部２３は、保持台２３３および保持台２３３上に固定されたチャック２３１を有し、チャック２３１の中央にはシャフト１３１を（すきまばめの関係にて）固定する穴が形成されている。シャフト１３１は下部がチャック２３１の穴に挿入されることによって姿勢が固定され、下端面がシャフト固定部２３の保持台２３３の上面に当接することにより高さ方向の位置が決定される。また、金属にて形成される導電体のチャック２３１の端部には接続端子２３２が設けられ、チャック２３１は接続端子２３２を介して電源２４と電気的に接続される。
【００３４】
図５中に太い矢印２５８ａにて示すように、電解液は電解液供給部２１４の下端の送出口２１４２とシャフト１３１の上端面との間の間隙を中心軸Ｊ２近傍からシャフト１３１の外周に向かって流れ、シャフト１３１の上端面の外縁から外側面と電極部２１２との間の間隙を下方に向かって流れる。電極部２１２の内側面とシャフト１３１の外側面との間の間隙を通過した電解液は、鍔部支持プレート２１３２の底部に設けられた排液口２１３５から排出される。排出された電解液は図４に示すシャフト固定部２３の上面を流れて図３に示すシャフト固定部２３の周囲を囲む回収トレイ２５３により回収される。
【００３５】
シャフト１３１の外側面と電極部２１２の内側面との間の間隙を電解液が流れる際には全周に渡って間隙に圧力が働き、間隙が均一でない場合、電解液に径方向の圧力差が生じる。その結果、圧力が周方向において均一化されるように電極部２１２が摺動機構２１３により電解加工ユニット２１の中心軸Ｊ２（すなわち、シャフト１３１の中心軸）に対して垂直な方向に移動し、自動的に電極部２１２の中心軸をシャフト１３１の中心軸に一致させること（以下、「自動調芯」と呼ぶ。）が実現される。
【００３６】
図６は電解加工装置２がシャフト１３１の外側面に動圧溝１３１１を形成する動作の流れを示す図である。まず、シャフト１３１および電極部２１２が準備され、電解加工ユニット２１が図３に示す昇降機構２２によりシャフト固定部２３から十分離され、この状態で図４に示すように電極部２１２が電解加工ユニット２１に取り付けられ、摺動可能に支持される（ステップＳ１１）。この作業は電解加工に際して予め行われる準備作業であるため、図６では破線にて示している。次に、中心軸を上下方向に向けつつ、既述のようにシャフト１３１の下部（後述するようにシャフト１３１の下部は電極２１２に挿入された状態において電極２１２の貫通孔の下端側に位置する。）がチャック２３１に固定されることにより、シャフト１３１がシャフト固定部２３に固定される（ステップＳ１２）。なお、シャフト１３１の下端は図１のロータハブ１１１に固定される端部であり、図１とは上下が逆になった状態でシャフト１３１がシャフト固定部２３に固定される。
【００３７】
次に、昇降機構２２により電解加工ユニット２１が下降し、電極部２１２にシャフト１３１が挿入される。これにより、図５に示すように、中心軸Ｊ２方向におけるシャフト１３１および電極部２１２の位置が決定され、シャフト１３１の動圧溝１３１１が形成される予定の外側面が電極部２１２の内側面の電極２１２ａと間隙を介して対向するようにシャフト１３１が電極部２１２の内側に配置される（ステップＳ１３）。中心軸Ｊ２に垂直な方向に対しては、既述のようにシャフト１３１は固定されており、電極部２１２は摺動可能に支持されている。すなわち、シャフト１３１と電極部２１２との中心軸Ｊ２方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態でシャフト１３１および電極部２１２が保持される状態となる。
【００３８】
そして、シャフト１３１および電極部２１２が保持された状態で電解液供給部２１４から周囲よりも高い圧力を付与しつつ電極部２１２の貫通孔に上端側から電解液を供給し、貫通孔の下端側の開口部から電解液を流出させることにより、シャフト１３１と電極部２１２との間の間隙に電解液が供給され、電極部２１２をシャフト１３１の中心軸に垂直な方向に移動させて電極部２１２の中心軸をシャフト１３１の中心軸に一致させる、すなわち、シャフト１３１と電極部２１２との間の相対位置を定める自動調芯が行われる（ステップＳ１４）。なお、電解液は極短時間だけ供給されるため、電解液は電極部２１２の外側には回り込まない。
【００３９】
調芯された状態におけるシャフト１３１と電極部２１２との相対的な位置関係を維持するとともにシャフト１３１と電極部２１２との間の間隙が電解液で満たされた状態において、加工対象であるシャフト１３１を陽極、電極部２１２を陰極としてシャフト１３１と電極部２１２との間に電源２４（図３参照）により電圧が印加され（ステップＳ１５）、電解液を介して電極部２１２の電極２１２ａとシャフト１３１の外側面との間に電流が流れる。シャフト１３１の外側面では、電極２１２ａに対向する領域から金属が溶出し、絶縁層２１２ｂと対向している領域では金属が溶出せず、これにより、電極２１２ａと同形状のヘリングボーン形状の動圧溝１３１１が電解加工によりシャフト１３１の表面に形成される。図４および図５では、図２に示す上下２カ所の動圧溝１３１１のうち、図２における上側の動圧溝１３１１が形成される様子を示している。図２における下側の動圧溝１３１１は、昇降機構２２によって電解加工ユニット２１の高さを変更して電解加工を再度行うことにより形成される。なお、上下の動圧溝１３１１（の集合）に対応する電極２１２ａ（の集合）を有する電極部２１２を用いて上下の動圧溝１３１１が同時に形成されてもよい。１本のシャフト１３１に動圧溝を形成する作業が完了すると、シャフト固定部２３からシャフト１３１が取り外され、ステップＳ１２に戻って次のシャフト１３１に対する動圧溝の加工が行われる。
【００４０】
電解加工では、例えば、電解液の流量が毎分１００ｃｍ３とされ、印加する電圧が１０Ｖとされる。また、溶出する金属の量は通電により流れた電気量に比例するため、電気量を予め決めておき、電流計などで計測しつつ所定の電気量に達したときに電源２４をＯＦＦにすることで溝の幅および深さが決定される。なお、電圧を一定として通電時間が制御されてもよい。電解液の流量、電圧、電気量および通電時間は適宜変更されてもよい。
【００４１】
図７は電解加工装置２および比較例の装置により形成された動圧溝の深さのばらつきを示すグラフであり、電解加工装置２による動圧溝の測定結果を白棒、比較例の装置による動圧溝の測定結果を斜線付きの棒で示している。比較例の装置ではシャフトと電極部との位置決めが予め機械的に行われる。図７に示すグラフでは、各装置により３２本のシャフトに動圧溝が形成され、各シャフトに対して複数箇所にて動圧溝の深さを測定して得られる深さの最大値と最小値との差、すなわち、動圧溝深さのばらつき幅を示しており、動圧溝深さのばらつき幅を横軸として、縦軸に頻度を示している。
【００４２】
機械的な位置決めにより形成された動圧溝では、ばらつき幅は０．２μｍ以上１．４μｍ以下の範囲に分布しているが、自動調芯を行う電解加工装置２により形成された動圧溝では、０．２μｍ以上０．８μｍ以下の範囲に分布し、特に０．４μｍ以上０．６μｍ以下の範囲に集中している。また、図７において、比較例の装置におけるばらつき幅の平均は０．７７μｍ、電解加工装置２におけるばらつき幅の平均は０．５２μｍであり、電解加工装置２によるばらつき幅の平均が、比較例の装置におけるばらつき幅の平均の７割以下に抑えられていることが判る。さらに、ばらつき幅の最大値および最小値も電解加工装置２による結果の方が比較例によるものよりも小さい。
【００４３】
以上のように、電解加工装置２では自動調芯を行う電解加工法により、シャフト１３１の動圧溝の深さのばらつきが低減される。また、電解加工装置２では、シャフト固定部２３により加工の際にシャフト１３１の下部のみを保持する簡素な構造で容易にシャフト１３１を固定することができ、電極部２１２に設けられた鍔部２１２２および鍔部支持プレート２１３２により、電極部２１２を簡素な構造で容易に摺動可能に支持することができる。また、端子として鍔部２１２２に摺接する板バネ２１３１を用いることにより電極部２１２を容易に電源２４に接続することができる。
【００４４】
図８はスリーブの製造においてスリーブに動圧溝を形成する電解加工装置の電解加工ユニットおよびその周辺構成の縦断面図である。図１に示すモータ１において、シャフト１３１の動圧溝に代えてスリーブ１３３の内側面に動圧溝が形成される場合、図８に示す装置にて加工が行われる。図８に示す電解加工装置では、図４に示すシャフト１３１に代えてスリーブ１３３の内径よりも小さな外径を有する柱状であって外側面に導体が露出した加工面を有する電極部２６が電極固定部２３ａに固定され、図４の電極部２１２に代えてスリーブ１３３に、スリーブ１３３の外側面を囲み径方向に広がる鍔部２７が取り付けられたものが電解加工ユニット２１ａの摺動機構２１３により摺動可能に支持されるという点で図４に示す装置と異なる。他の構成は図３および図４と同様である。
【００４５】
鍔部２７は環状の部材であり、鍔部２７の内側面は中心軸Ｊ２に平行な円筒面となっており、下面は中心軸Ｊ２に対して正確に垂直な面となっている。スリーブ１３３はすきまばめの関係にて鍔部２７に挿入され、図４に示すものと同様の摺動機構２１３の鍔部支持プレート２１３２が有する凹部の底面上に配置される。鍔部２７の一端側の面である下面が鍔部支持プレート２１３２に接触することにより、スリーブ１３３は鍔部２７を介して中心軸Ｊ２方向を向くように支持され、かつ、鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持される。また、図４と同様の板バネ２１３１が弾性変形した状態で鍔部２７の表面に接しており、弾性変形に伴う応力が板バネ２１３１を鍔部２７の表面に押しつける方向に作用して鍔部２１２２を下方に押圧する。鍔部２７の表面の板バネ２１３１が接触する部位は、スリーブ１３３と電気的に接続された導体で構成されており、接続端子を介して、スリーブ１３３が電源２４に接続される（図５参照）。なお、鍔部２７の下面に板バネが接触して鍔部２７の上面が鍔部支持プレート２１３２に接触して鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持されてもよく、鍔部２７の上面および下面が鍔部支持プレート２１３２に接触して鍔部支持プレート２１３２に対して径方向に摺動可能に支持されてもよい。
【００４６】
柱状の電極部２６は、外側面にスリーブ１３３に形成される予定の動圧溝１３３１と同様のヘリングボーン形状の電極２６１を有し、電極２６１および下部側面のチャックに当接する領域以外は絶縁層２６２で覆われる。電極固定部２３ａは、保持台２３３上に固定されたチャック２３１が電極部２６の下部を固定するという点を除いて図４のシャフト固定部２３と同様であり、電極部２６の下部がチャック２３１の穴に挿入されることによって電極部２６の姿勢が容易に固定される。また、チャック２３１の端部には接続端子２３２が設けられ、電極部２６はチャック２３１と当接することにより電源２４と電気的に接続される。これにより、加工対象であるスリーブ１３３を陽極、電極部２６を陰極として電極部２６とスリーブ１３３との間に電位差が与えられる。
【００４７】
図９は、電解加工ユニット２１ａを有する電解加工装置が、スリーブ１３３の内側面に動圧溝１３３１を形成する動作の流れを示す図である。電解加工では、まず、電極部２６およびスリーブ１３３が準備され、電解加工ユニット２１ａが昇降機構２２（図３参照）により電極固定部２３ａから十分離され、中心軸Ｊ２を上下方向に向けつつ電極部２６の下部（後述するように電極部２６の下部はスリーブ１３３に挿入された状態においてスリーブ１３３の貫通孔の下端側に位置する。）が電極固定部２３ａに固定される（ステップＳ２１）。なお、この作業は予め行われる準備作業であるため、図９では破線にて示している。
【００４８】
次に、スリーブ１３３が鍔部２７に挿入されて電解加工ユニット２１ａのハウジング２１１に挿入され、鍔部支持プレート２１３２がハウジング２１１に取り付けられることによりスリーブ１３３が摺動機構２１３により摺動可能に支持される（ステップＳ２２）。その後、電解加工ユニット２１ａが下降してスリーブ１３３に電極部２６が挿入され、スリーブ１３３の動圧溝１３３１が形成される予定の内側面が、電極部２６の電極２６１と間隙を介して対向するようにスリーブ１３３が電極部２６の外周に配置される（ステップＳ２３）。これにより、スリーブ１３３と電極部２６との中心軸Ｊ２方向の相対的な位置を略一定とし、かつ、径方向に相対的に変位可能な状態でスリーブ１３３および電極部２６が保持される状態となる。
【００４９】
そして、スリーブ１３３および電極部２６が保持された状態で電解液供給部２１４から周囲よりも高い圧力を付与しつつスリーブ１３３の貫通孔に上端側から電解液を供給し、貫通孔の下端側の開口部から電解液を流出させることにより、スリーブ１３３と電極部２６との間の間隙に電解液が供給され、図４に示す電解加工ユニット２１の場合と同様にスリーブ１３３の中心軸が電極部２６の中心軸に一致するようにスリーブ１３３が中心軸Ｊ２（すなわち、電極部２６の中心軸）に垂直な方向に移動し、シャフト１３１と電極部２１２との間の相対位置を定める自動調芯が行われる（ステップＳ２４）。
【００５０】
調芯された状態におけるスリーブ１３３と電極部２６との相対的な位置関係を維持するとともにスリーブ１３３と電極部２６との間の間隙が電解液で満たされた状態において、加工対象であるスリーブ１３３側を陽極、電極部２６側を陰極としてスリーブ１３３と電極部２６との間に電源２４により電圧が印加され（ステップＳ２５）、電極２６１と同形状であるヘリングボーン形状の動圧溝１３３１が電解加工によりスリーブ１３３の内側面に形成される。その後、必要に応じてスリーブ１３３が交換されてステップＳ２２へと戻り、次のスリーブ１３３に加工が行われる。
【００５１】
以上のように、電解加工ユニット２１ａを有する電解加工装置では、自動調芯を利用する電解加工法により、スリーブ１３３の動圧溝１３３１の深さのばらつきが低減される。また、電極部２６の下部を固定する電極固定部２３ａにより簡素な構造で容易に電極部２６を電極固定部２３ａに固定することができ、スリーブ１３３に取付られた鍔部２７、および、鍔部支持プレート２１３２により、スリーブ１３３を簡素な構造で容易に摺動可能に支持することができる。さらに、端子として鍔部２７に摺接する板バネ２１３１を用いることによりスリーブ１３３を容易に電源２４に接続することができる。
【００５２】
図１０は図１に示すモータ１のシャフト１３１の外側面に動圧溝を形成する他の電解加工装置の電解加工ユニットおよびその周辺構成の縦断面図である。図１０に示す電解加工装置では、円筒状の電極部２１６が電解加工ユニット２１ｂに固定され、シャフト１３１が摺動機構２８にて摺動可能に支持されることで自動調芯が行われる。
【００５３】
電解加工ユニット２１ｂは、図４に示す電解加工ユニット２１とほぼ同様のハウジング２１１および電解液供給部２１４を有し、図４の鍔部支持プレート２１３２に代えて円板状の電極固定板２１５がハウジング２１１の下部に取り付けられる。電極固定板２１５は、電極部２１６の内径より大きく電極部２１６の外径より小さい穴部を有し、ハウジング２１１の下面に複数のネジにより固定される。電極部２１６は、ハウジング２１１の下部中央の部分および電極固定板２１５にて構成される電極固定部２１７によりハウジング２１１内に固定される。
【００５４】
電極部２１６は図５に示す電極部２１２の円筒部２１２１と同様の形状および構造を有し、シャフト１３１に形成される予定の動圧溝の形状に対応する電極２１６ａおよび電極２１６ａの周囲を覆う絶縁層を内側面に有する。電極固定板２１５の上面には板状の配線が設けられ、配線の一端は電極部２１６に接続され、他端は接続端子２１５１として外部に突出して電源２４に接続される。
【００５５】
摺動機構２８は電解加工ユニット２１ｂの下方に位置し、シャフト１３１に取り付けられる環状の鍔部２８１、鍔部２８１およびシャフト１３１の底面を支持する鍔部支持プレート２８２、鍔部２８１を電源２４に接続するための板バネ２８３、並びに、鍔部２８１の上面を覆う蓋部材２８４を有する。鍔部２８１にはシャフト１３１がすきまばめの関係にて挿入され、鍔部２８１は内側面に複数の切欠２８１１を有する。鍔部支持プレート２８２は上面の中央部に鍔部２８１の外径より大きな内径を有する円形の凹部を有し、凹部の底面には複数の排液孔２８２１が設けられる。シャフト１３１は鍔部２８１を介して鍔部支持プレート２８２の凹部の底面により中心軸Ｊ２方向を向くように支持される。
【００５６】
蓋部材２８４は、シャフト１３１の外径より大きく、上下に貫通する穴部を中央に有し、鍔部支持プレート２８２の上面にネジ止めにより固定される。板バネ２８３は鍔部支持プレート２８２と蓋部材２８４との間に挟まれて固定され、図４および図５に示す板バネ２１３１と同様に一端が鍔部２８１の上面に端子として摺接し、他端が鍔部支持プレート２８２の外部に突出して接続端子２８３１として電源２４に接続される。摺動機構２８により鍔部２８１およびシャフト１３１は中心軸Ｊ２方向の位置が変化することなく、中心軸Ｊ２（電極部２１６の中心軸でもある。）に垂直な方向に摺動可能に支持される。また、板バネ２８３により鍔部２８１を介してシャフト１３１が電源２４に電気的に接続され、電極部２１６との間に電位差が付与可能とされる。
【００５７】
図１１は図１０に示す電解加工装置がシャフト１３１の外側面に動圧溝１３１１を形成する動作の流れを示す図である。まず、摺動機構２８から電解加工ユニット２１ｂが十分離され、この状態で、円筒状の電極部２１６が電極固定部２１７に固定される（ステップＳ３１）。なお、この作業は予め行われる準備作業であるため、図１１では破線にて示している。次に、シャフト１３１が中心軸を上下方向に向けつつ、電極部２１６の中心軸に対して垂直な方向に摺動機構２８により摺動可能に支持される（ステップＳ３２）。そして、電解加工ユニット２１ｂが下降し、シャフト１３１の動圧溝１３１１が形成される予定の外側面が、電極部２１６の内側面の電極２１６ａと間隙を介して対向するように電極部２１６が配置される（ステップＳ３３）。
【００５８】
次に、電解液供給部２１４から電解液が供給され（ステップＳ３４）、電解液がシャフト１３１と電極部２１６との間の間隙および電極固定板２１５の穴部を流れ、シャフト１３１の中心軸が電極部２１６の中心軸に一致するようにシャフト１３１が移動して自動調芯が行われる。使用後の電解液は蓋部材２８４の穴部、鍔部２８１の切欠２８１１および排液孔２８２１を通過して、回収トレイ２５３（図３参照）にて回収される。自動調芯を行っている間に、加工対象であるシャフト１３１を陽極、電極２１６ａを陰極としてシャフト１３１と電極部２１６との間に電源２４により電圧が印加され（ステップＳ３５）、電解加工により電極２１６ａと同形状の動圧溝１３１１がシャフト１３１の表面に形成される。その後、必要に応じてシャフト１３１が交換されてステップＳ３２へと戻り、次のシャフト１３１に加工が行われる。
【００５９】
以上のように、電解加工ユニット２１ｂを有する電解加工装置では、シャフト１３１を移動させる自動調芯を用いた電解加工法により、シャフト１３１の動圧溝１３１１の深さのばらつきが低減される。また、図４の場合と同様に、摺動機構２８によりシャフト１３１を簡素な構造で容易に摺動可能に支持することができ、板バネ２８３によりシャフト１３１を容易に電源２４に接続することができる。
【００６０】
図１に示すモータ１のスリーブ１３３の内側面に動圧溝１３３１（図８参照）を形成する電解加工装置は、図１０に示す装置において、摺動機構２８にシャフト１３１に代えて外側面に電極を有する柱状の電極部を摺動可能に支持しつつ、電解加工ユニットに設けられた電極固定部２１７と同様の固定部に電極部２１６に代えてスリーブ１３３を固定した状態で加工を行う装置として実現されてもよい。
【００６１】
この場合の電解加工装置の動作の流れは、図１１の電解加工装置の動作の流れに準じて行われ、まず、電極部が予め摺動機構２８に取り付けられて中心軸に垂直な方向に摺動可能に予め支持されており（ステップＳ３２参照）、スリーブ１３３が電解加工ユニット２１ｂ内に固定され（ステップＳ３１参照）、スリーブ１３３に電極部が挿入されることにより、スリーブ１３３の動圧溝１３３１が形成される内側面が、電極と間隙を介して対向する位置に配置される（ステップＳ３３参照）。その後、電解液供給部２１４により電解液がスリーブ１３３と電極部との間の間隙に供給され（ステップＳ３４参照）、柱状の電極部の中心軸をスリーブ１３３の中心軸に一致させる自動調芯が行われ、電解液が供給される間にスリーブ１３３と電極部との間に電源２４により電圧が印加されることにより（ステップＳ３５参照）、電解加工による動圧溝１３３１がスリーブ１３３の内側面に形成される。
【００６２】
以上のように、柱状の電極部を摺動可能に支持することによってもスリーブ１３３の内側面に動圧溝を加工することが可能であり、自動調芯による動圧溝１３３１の深さのばらつきの低減が実現される。また、図８の摺動機構２１３の場合と同様に、摺動機構２８により柱状の電極部を簡素な構造で容易に摺動可能に支持することができ、電極部を容易に電源２４に接続することも実現される。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００６４】
シャフト１３１はスラストプレート１３２が取り付けられるものには限定されず、また、例えば、中心の柱状の部材に外筒部材が取り付けられた構造を有するものであってもよい（この場合、外筒部材の外側面に動圧溝が形成される）。動圧溝の形状はヘリングボーン形状以外のものであってもよい。
【００６５】
図３に示す昇降機構２２は、電解加工ユニット２１を上下に移動させるものではなく、シャフト固定部２３を上下に移動させるものであってもよい。図４のシャフト１３１や図８の電極部２６の固定は他の方法により行われてもよく、例えば、開閉チャックにてこれらの部材が固定されてもよい。さらに、電解液の供給方向は下から上とされてもよい。鍔部に摺接する板バネである端子は、中心軸に垂直な面であれば鍔部の上面以外の面に摺接してもよい。
【００６６】
電解加工装置１を用いて製造されるシャフト１３１やスリーブ１３３が利用されるモータは、アウタロータ型には限定されず、インナロータ型であってもよい。さらに、モータはディスク駆動装置以外に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】モータの縦断面図である。
【図２】シャフトの正面図である。
【図３】電解加工装置の構成を示す図である。
【図４】電解加工ユニットおよびシャフト固定部の縦断面図である。
【図５】電極部近傍の拡大図である。
【図６】電解加工装置の動作の流れを示す図である。
【図７】動圧溝深さのばらつきを表すグラフである。
【図８】電解加工ユニットおよび電極固定部の縦断面図である。
【図９】電解加工装置の動作の流れを示す図である。
【図１０】電解加工ユニットおよび摺動機構の縦断面図である。
【図１１】電解加工装置の動作の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    モータ
２    電解加工装置
１１    ロータ部
１２    ステータ部
１３    軸受機構
２３    シャフト固定部
２３ａ，２１７    電極固定部
２４    電源
２６，２１２，２１６    電極部
２７，２８１，２１２２    鍔部
２８，２１３    摺動機構
１３１    シャフト
１３３    スリーブ
２１４    電解液供給部
２５８    電解液
２１２ａ，２１６ａ，２６１    電極
２８３，２１３１    板バネ
１３１１，１３３１    動圧溝
Ｊ１，Ｊ２    中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２５，Ｓ３１〜Ｓ３５    ステップ
【図１】
2008290195.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】
2008290195.tif 000009
【図８】
2008290195.tif 000010
【図９】
2008290195.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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