(57)【要約】【課題】軸部とフランジ部との間で高い固定強度を安定して発揮し得る流体軸受装置用の軸部材を低コストに製造する。【解決手段】軸部２１の下端外周に設けた雄ねじ部２３を、フランジ部２２の内周に設けた雌ねじ部２４にねじ止めすることで、両者２３、２４間にねじ止め固定部２５が形成される。次に、軸部２１の先端を、ねじ止め固定部２５よりも大径に塑性加工することで、加締め部２６を形成した。併せて、ねじ止め固定部２５が形成された軸部材２に対する加締め工程を、フランジ部２２の双方の端面２２ａ、２２ｂを拘束した状態で行うようにした。【選択図】図６
2008164109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、軸部の一端に固定されるフランジ部とを備え、
軸部の外周面と、この外周面に対向する面との間にラジアル軸受隙間を形成すると共に、フランジ部の端面と、この端面に対向する面との間にスラスト軸受隙間を形成し、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間に形成される流体の膜で回転支持される流体軸受装置用軸部材において、
軸部に設けた雄ねじ部が、フランジ部に設けた雄ねじ部にねじ止め固定されると共に、軸部とフランジ部の何れか一方に塑性加工を施すことで他方との間に加締め部が形成されていることを特徴とする流体軸受装置用軸部材。
【請求項２】
軸部の先端が、雄ねじ部よりも大径に塑性加工されている請求項１記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項３】
塑性加工が、ハイスピン加工により行われたものである請求項１又は２記載の流体軸受装置用軸部材。
【請求項４】
軸部と、軸部の一端に固定されるフランジ部とを備え、軸部の外周面と、この外周面に対向する面との間にラジアル軸受隙間を形成すると共に、フランジ部の端面と、この端面に対向する面との間にスラスト軸受隙間を形成し、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間に形成される流体の膜で回転支持される流体軸受装置用軸部材の製造方法であって、
軸部に設けた雄ねじ部を、フランジ部に設けた雌ねじ部にねじ止めする工程と、
軸部と、軸部にねじ止め固定されたフランジ部の何れか一方に塑性加工を施すことで他方との間に加締め部を形成する工程とを含む流体軸受装置用軸部材の製造方法。
【請求項５】
加締め工程を、フランジ部の両端面を拘束した状態で行う請求項４記載の流体軸受装置用軸部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３の何れかに記載の軸部材、あるいは請求項４又は５に記載の方法で製造された軸部材を備えた流体軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受装置用軸部材、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体軸受装置は、軸受隙間に形成される流体の膜で軸部材を相対回転自在に支持するものである。この種の軸受装置は、特に高速回転時における回転精度、静粛性等に優れており、情報機器をはじめ種々の電気機器に搭載されるモータ用の軸受装置として好適に使用される。好適な用途の具体例としては、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におけるスピンドルモータ用の軸受装置や、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンスキャナモータ、プロジェクタのカラーホイールモータ、ファンモータなどのモータ用軸受装置を挙げることができる。
【０００３】
通常、流体軸受装置においては、軸部材の軸部が軸受スリーブ等の内周に挿入され、軸部の外周面と軸受スリーブ等の内周面との間にラジアル軸受部を構成する。また、軸部の一端にフランジ部を設け、フランジ部の端面とこれに対向する面（例えば軸受スリーブの端面）との間にスラスト軸受部を構成するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、最近では、情報機器の小型化・携帯化が進むにつれ、これら情報機器に搭載される流体軸受装置に対して、落下等に対する耐性（耐衝撃性）の向上が求められている。従い、軸部とフランジ部とを別体構造とする軸部材であれば、抜止め対策として、その締結強度を向上させることが重要となる。
【０００５】
締結強度向上のための手段として、例えば、軸部の一端面に開口した雌ねじ穴に対し、スラスト板（張出し部材）に突設された雄ねじ体の雄ねじ部を螺合固定することで、軸部との締結固定を図る手段が提案されている（特許文献２を参照）。あるいは、フランジ素材の外径部の拡張を規制した密閉状態でフランジ部を軸方向に加圧することで、フランジ部の内周面を縮径させ、これにより軸部との締結固定を図る手段が提案されている（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３９９５１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８１０３４号公報
【特許文献３】特開２００３−９７５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載のように、軸部に雌ねじ穴を設け、これにフランジ部と一体に設けた雄ねじ部を螺合固定するようにすれば、螺合部の軸方向寸法を大きく採ることができるため、比較的フランジ部が薄くても締結強度を確保できる強みがある。しかしながら、この構成では、軸部に雌ねじ穴を設けるため、雌ねじ穴の内径、およびこれと螺合するフランジ部の雄ねじ部外径も小さくなる。これでは、各々の部品にねじ部を加工するのが困難であり、ねじ部を高精度に加工するためには高コスト化が避けられない。また、あまりに雄ねじ部が小径化すると、締結強度に比して雄ねじ部自体の強度が不足し、全体として高い抜止め力を発揮することは難しくなる。
【０００７】
また、特許文献３に記載の如く、フランジ部を完全に密閉状態で内周側に張り出させることで軸の外周に形成した雄ねじ部に内周面を食いつかせる方法では、フランジ部が内周面を除いて完全に拘束された状態で圧迫力が付与されるので、フランジ部の体積管理は非常に慎重に行う必要がある。つまり、フランジ部に係る寸法精度のばらつきが大きいと、その体積にもばらつきが大きくなるため、締結強度の安定性に欠ける製品となり易い。そのため、かかる方法を量産品の製造に適用することは不適である。
【０００８】
以上の事情に鑑み、本発明では、軸部とフランジ部との間で高い固定強度を有する流体軸受装置用の軸部材を低コストに量産することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、軸部と、軸部の一端に固定されるフランジ部とを備え、軸部の外周面と、この外周面に対向する面との間にラジアル軸受隙間を形成すると共に、フランジ部の端面と、この端面に対向する面との間にスラスト軸受隙間を形成し、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間に形成される流体の膜で回転支持される流体軸受装置用軸部材において、軸部の外周に設けた雄ねじ部が、フランジ部に設けた雄ねじ部にねじ止め固定されると共に、軸部とフランジ部の何れか一方に塑性加工を施すことで他方との間に加締め部が形成されていることを特徴とする流体軸受装置用軸部材を提供する。
【００１０】
また、前記課題を解決するため、本発明は、軸部と、軸部の一端に固定されるフランジ部とを備え、軸部の外周面と、この外周面に対向する面との間にラジアル軸受隙間を形成すると共に、フランジ部の端面と、この端面に対向する面との間にスラスト軸受隙間を形成し、ラジアル軸受隙間およびスラスト軸受隙間に形成される流体の膜で回転支持される流体軸受装置用軸部材の製造方法であって、軸部の外周に設けた雄ねじ部を、フランジ部に設けた雌ねじ部にねじ止めする工程と、軸部とフランジ部の何れか一方に塑性加工を施すことで他方との間に加締め部を形成する工程とを含む流体軸受装置用軸部材の製造方法を提供する。
【００１１】
このように、本発明は、従来フランジ部に設けていた雄ねじ部を軸部の外周に設けることにし、かつフランジ部の側に雌ねじ部を設けるようにした点を特徴とするものである。かかる構成によれば、従来に比して、そのねじ止め固定部の位置が半径方向外側に移動する。従い、半径方向外側に移動した分、係合（締結）面積を増大させることができ、締結強度の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、ねじ止め固定に加えて、加締め固定を採用した点を特徴とするものである。このように、ねじ止め固定と加締め固定とを併用した固定手段であれば、部品ごとの多少の寸法精度のばらつきによらず、高い締結強度を安定して得ることができる。ねじ止め固定により生じる軸方向のガタを加締め部で固定できる点でも締結強度の安定化を図ることができ、好ましい。また、フランジ部の薄肉化に伴い、ねじ止め固定部の軸方向寸法が縮小した場合であっても、加締め固定により、ねじ止め固定力の減少分を補うことができる。従って、軸部とフランジ部との固定強度を確保しつつも、軸部材、ひいてはこれを備えた流体軸受装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
加締め加工は、上述の如く軸部とフランジ部の何れに行ってもよいが、この種の構造をなす軸部材であれば、ねじ止め長さを軸方向に極力長く採るため、あるいは穴底に残存した切粉がコンタミとして潤滑油中に混入するのを極力回避するため、雌ねじ穴をフランジ部の軸方向に貫通して形成するのが通常である。かかる観点から、軸部に対して塑性加工を施すことで加締め部を形成するのが好ましい。また、この場合、軸部の先端は、同じく軸部に設けた雄ねじ部よりも大径に塑性加工されていることが好ましい。これにより、ねじ止め固定部を越えて半径方向外側に塑性加工部が張り出すことになり、強固な加締め部が形成される。
【００１４】
フランジ部から突出した軸部の先端を、例えばプレス加工等で大径に塑性加工することは比較的容易であり、かつ加工コストも安価で済む。また、この種の軸部材を備えた流体軸受装置においては、特にフランジ部が抜ける方向に対する固定強度が重要となるため、軸部の一端にフランジ部を固定した形態の軸部材であれば、軸部の先端を加締めるのが強度向上のために最も効果的である。
【００１５】
軸部の先端に対して行う塑性加工として、例えばハイスピン加工と呼ばれる加工法を採用することができる。ここで、ハイスピン加工は、先端に被加工物との摺接面を設けた軸状の加締め用治具を用いて軸部の突出部分を加締め加工するものである。具体的には、被加工物（ここでは軸部）の中心軸に対して加締め用治具の中心軸を傾けた状態で、加締め用治具を被加工物の中心軸まわりに回転させつつ、その摺接面を被加工物に押し当てることで、軸部の先端を大径に塑性変形させる加工法である。
【００１６】
かかる加工法によれば、加締め部以外の部分、例えばフランジ部に与える変形量が小さくて済み、かつ加工硬化による塑性加工部の剛性および強度の向上を図ることができるため、この種の塑性加工には好適である。また、設備も比較的安価なもので済むため、低コストに量産する本発明の目的にも合致する。
【００１７】
ところで、加締め加工は、締結固定される双方の部材の何れか一方に強制的に塑性変形を生じさせるものであるから、ねじ止め固定後、加締め工程を行うこととすると、一方の部材の塑性変形により、ねじ止め固定に関与する領域が変形を生じ、軸部とフランジ部との間の組立精度の低下を招く恐れがある。そのため、上述の如くねじ止め固定と加締め固定とを併用して軸部とフランジ部とを固定する場合であれば、加締め工程を、フランジ部の両端面を拘束した状態で行うのが好ましい。
【００１８】
上述のように、ねじ止め状態における加締め工程を、フランジ部の双方の端面を拘束した状態で行うようにすれば、拘束する端面の面精度を維持して、また軸部に対するフランジ部の姿勢（位置）を高度に維持した状態で加締めることができる。もちろん、フランジ部を拘束する面を高精度に仕上げた治具を用いて加締めるようにすれば、ねじ止め時の位置ずれ等を治具の拘束により矯正すると共に、所定箇所（例えば軸部の先端）を加締めることができる。以上より、この方法によれば、高い締結強度を有すると共に、面精度および直角度に優れた軸部材を低コストに量産することができる。
【００１９】
上述の軸部材は、特にフランジ部との抜止め力に優れ、また非常に優れた軸受面精度および軸受面間の直角度を有するものであるから、軸受隙間を高精度に管理することが必要な流体軸受装置用の軸部材として、あるいはこの軸部材を備えた流体軸受装置として好適に提供可能である。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、軸部とフランジ部との間で高い固定強度を有する流体軸受装置用の軸部材を低コストに量産することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づき説明する。なお、以下の説明における『上下』方向は、単に各図における構成要素間の位置関係を容易に理解するために用いるもので、流体軸受装置の設置方向や使用態様等を特定するものではない。後述する他の実施形態、あるいは軸部材の製造工程における説明に関しても同様である。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体軸受装置１を具備したスピンドルモータの断面図を示す。このスピンドルモータは、例えば磁気ディスクを備えたＨＤＤ用として用いられるもので、ハブ３を取り付けた軸部材２をラジアル方向に非接触支持する流体軸受装置１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４ａおよびロータマグネット４ｂとからなる駆動部４と、ブラケット５とを備えている。ステータコイル４ａはブラケット５に固定され、ロータマグネット４ｂはハブ３に固定される。流体軸受装置１のハウジング７は、ブラケット５の内周に固定される。また、同図に示すように、ハブ３にはディスク６（図１では２枚）が保持される。このように構成されたスピンドルモータにおいて、ステータコイル４ａに通電すると、ステータコイル４ａとロータマグネット４ｂとの間に発生する励磁力でロータマグネット４ｂが回転し、これに伴って、ハブ３に保持されたディスク６が軸部材２と一体に回転する。
【００２３】
図２は、流体軸受装置１を示している。この流体軸受装置１は、ハウジング７と、ハウジング７の内周に固定される軸受スリーブ８と、ハウジング７の一端を閉塞する蓋部材９と、ハウジングの他端開口側に配設されるシール部材１０と、ハウジング７と軸受スリーブ８、およびシール部材１０に対して相対回転する軸部材２とを主に備える。
【００２４】
ハウジング７は、例えば真ちゅう等の金属材料や樹脂材料で筒状に形成され、その軸方向両端を開口した形態をなす。ハウジング７の内周面７ａには、軸受スリーブ８の外周面８ｃが、例えば接着（ルーズ接着や圧入接着を含む）、圧入、溶着（超音波溶着やレーザ溶着を含む）など適宜の手段で固定される。また、内周面７ａの下端側には、内周面７ａよりも大径であって、後述する蓋部材９を固定するための固定面７ｂが形成される。
【００２５】
軸受スリーブ８は、例えば焼結金属からなる多孔質体で円筒状に形成される。この実施形態では、軸受スリーブ８は、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７ａに接着固定される。また、軸受スリーブ８は、樹脂やセラミック等の非金属材料からなる多孔質体で形成することもでき、また焼結金属等の多孔質体以外にも、内部空孔を持たない、あるいは潤滑油の出入りができない程度の大きさの空孔を有する構造の材料で形成することもできる。
【００２６】
軸受スリーブ８の内周面８ａの全面又は一部円筒領域には、ラジアル動圧発生部として
複数の動圧溝を配列した領域が形成される。この実施形態では、例えば図３に示すように、互いに傾斜角の異なる複数の動圧溝８ａ１、８ａ２をヘリングボーン形状に配列した領域が、軸方向に離隔して２ヶ所に形成される。なお、この実施形態では、軸受内部における潤滑油の循環を意図的に作り出す目的で、一方（ここでは上側）の動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域を、軸方向非対称に形成している。図３に例示の形態で説明すると、軸方向中心ｍより上側（シール部材１０側）の動圧溝８ａ１形成領域の軸方向寸法Ｘ１が、下側の動圧溝８ａ２形成領域の軸方向寸法Ｘ２よりも大きくなるように形成されている。
【００２７】
軸受スリーブ８の下端面８ｂの全面または一部環状領域には、例えば図４に示すように、スラスト動圧発生部として、複数の動圧溝８ｂ１をスパイラル形状に配列した領域が形成される。この動圧溝８ｂ１形成領域は、完成品の状態では後述するフランジ部２２の上端面２２ａと対向し、軸部材２の回転時、上端面２２ａとの間に後述する第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。
【００２８】
軸受スリーブ８の外周面８ｃには、軸方向に向けて延びる複数の軸方向溝８ｃ１が形成されている。これら軸方向溝８ｃ１は、主に流体軸受装置１の使用時、軸受内部空間内で潤滑油の過不足が生じた場合などに、この好ましくない状態を早急に適正な状態に回復するための役割を果たす。
【００２９】
ハウジング７の下端側を閉塞する蓋部材９は、例えば金属材料あるいは樹脂材料で形成され、ハウジング７の内周下端に設けられた固定面７ｂに固定される。
【００３０】
蓋部材９の上端面９ａの全面又は一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、例えば図４と同様の配列態様（スパイラルの方向は逆）をなす動圧溝形成領域が形成される。この動圧溝形成領域は、完成品の状態ではフランジ部２２の下端面２２ｂと対向し、軸部材２の回転時、下端面２２ｂとの間に後述する第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する（図２を参照）。
【００３１】
シール手段としてのシール部材１０は、この実施形態ではハウジング７と別体に金属材料あるいは樹脂材料で形成され、ハウジング７の上端内周に圧入、接着、溶着、溶接等任意の手段で固定される。
【００３２】
シール部材１０の内周にはテーパ形状をなすシール面１０ａが形成されており、このシール面１０ａと、後述する軸部２１の外周面との間にシール空間Ｓが形成される。潤滑油を流体軸受装置１内部に充満させた状態では、潤滑油の油面は常時シール空間Ｓの範囲内に維持される。
【００３３】
軸部材（流体軸受装置用軸部材）２は、軸部２１と、軸部２１の下端に固定される環状のフランジ部２２とで構成される。この実施形態では、図２に示すように、軸部２１の外周に、軸受スリーブ８の内周面８ａに設けられた動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域とラジアル方向に対向するラジアル軸受面２１ａが軸方向に離隔して２ヶ所設けられる。これらラジアル軸受面２１ａ、２１ａ間には、ラジアル軸受面２１ａより小径のヌスミ部２１ｂが設けられる。軸部２１の下端外周には雄ねじ部２３が設けられる。この雄ねじ部２３は、フランジ部２２の内周に設けた雌ねじ部２４とねじ嵌合され、両者２３、２４間にねじ止め固定部２５を形成する。
【００３４】
ここで、雄ねじ部２３は、例えば軸部２１の対応箇所にねじ切りを施すことで形成可能である。具体的には、軸部２１の旋削や転造により形成することが可能である。また、この場合、前者（旋削）は、軸部２１本体の旋削加工と同時に、後者（転造）は、軸部２１のラジアル軸受面２１ａの矯正と同時に実施することも可能である。同様に、フランジ部２２の雌ねじ部２４も旋削等で形成することができる。
【００３５】
なお、この実施形態では、雄ねじ部２３の山部の外径寸法（最外径寸法）は、軸部２１本体の外径寸法に略等しい。これにより、加工コスト（材料コスト）の低減を図ることができる。また、雄ねじ部２３および雌ねじ部２４には、各種のねじ形状が採用可能である。例えば、二条ねじ等の複条ねじを採用すれば、フランジ部２２が薄くねじ止め固定部２５の軸方向寸法を十分に確保できない場合であっても、比較的高い締結強度を得ることができるため好ましい。
【００３６】
また、軸部２１とフランジ部２２とのねじ止め固定部２５に隣接する箇所には、軸部２１の塑性加工により加締め部２６が形成される。この実施形態では、軸部２１の先端を雄ねじ部２３の外径寸法（ねじ山の外径寸法）よりも大径に塑性加工することにより、ねじ止め固定部２５の蓋部材９側に加締め部２６が形成されている。
【００３７】
上述の構成部品を組立てた後、軸受内部空間に潤滑油を充填することで、完成品としての流体軸受装置１を得る。ここで、流体軸受装置１内部に充満される潤滑油としては、種々のものが使用可能であるが、ＨＤＤ等のディスク駆動装置用の動圧軸受装置に提供される潤滑油には、その使用時あるいは輸送時における温度変化を考慮して、低蒸発率及び低粘度性に優れたエステル系潤滑油、例えばジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）等が好適に使用可能である。
【００３８】
上記構成の流体軸受装置１において、軸部材２の回転時、軸受スリーブ８の双方の動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域は、軸部２１のラジアル軸受面２１ａ、２１ａとラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴い、上下何れの動圧溝８ａ１、８ａ２形成領域においても潤滑油が動圧溝８ａ１、８ａ２の軸方向中心ｍに向けて押し込まれ、その圧力が上昇する。このような動圧溝８ａ１、８ａ２の動圧作用によって、軸部材２を回転自在にラジアル方向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とがそれぞれ軸方向に離隔して２ヶ所に構成される。
【００３９】
これと同時に、軸受スリーブ８の下端面８ｂに設けた動圧溝８ｂ１形成領域とこれに対向するフランジ部２２の上端面２２ａとの間のスラスト軸受隙間、および蓋部材９の上端面９ａに設けた動圧溝形成領域とこれに対向するフランジ部２２の下端面２２ｂとの間のスラスト軸受隙間に、動圧溝の動圧作用により潤滑油の油膜がそれぞれ形成される。そして、これら油膜の圧力によって、軸部材２をスラスト方向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とがそれぞれ構成される。
【００４０】
以下、軸部材２の製造工程の一例を図５〜図８に基づき説明する。
【００４１】
上記構成の軸部材２は、軸部２１に設けた雄ねじ部２３を、フランジ部２２に設けた雌ねじ部２４にねじ止めする工程と、軸部２１に塑性加工を施すことでフランジ部２２との間に加締め部２６を形成する工程とを経て形成される。また、この実施形態では、ねじ止め後、軸部２１およびフランジ部２２に対してプレス加工を行い、両部材２１、２２の形状精度あるいは両部材２１、２２間の形状精度を矯正する工程が含まれる。
【００４２】
まず、図５に示すように、フランジ部２２を軸部２１に対して相対回転を伴い近接させることで、雌ねじ部２４を雄ねじ部２３にねじ止めする。この際、雄ねじ部２３の軸方向寸法Ｌ１は、雌ねじ部２４の軸方向寸法Ｌ２よりも大きい。そのため、雌ねじ部２４を雄ねじ部２３の下端にまでねじ嵌合した状態では、図６に示すように、雄ねじ部２３の先端が所定寸法（Ｌ１−Ｌ２）分だけフランジ部２２の下端面２２ｂから突出している。
【００４３】
図６は、軸部材２の加締め工程および矯正工程に用いる装置の概略図を示している。この装置は、互いにねじ止め固定された軸部２１およびフランジ部２２を保持する第１の治具３１と、第１の治具３１との間でのフランジ部２２を保持、拘束するする第２の治具３２と、第１の治具３１との間で軸部２１を軸方向に押圧可能な第３の治具３３とを主に備える。
【００４４】
ここで、第１の治具３１に設けられた軸部２１の保持孔３１ａと、フランジ部２２の上端面２２ａと当接する内側上端面３１ｂ、および第２の治具３２に設けられ、フランジ部２２の下端面２２ｂと当接する下端面３２ａは、何れも軸部材２の軸受面と当接し、かつこれら軸受面の面精度や形状精度を向上（矯正）するものである。そのため、保持孔３１ａや内側上端面３１ｂ、および下端面３２ａには高精度に仕上げ加工が施されていることが望ましい。
【００４５】
また、この種の軸部材２においては、ラジアル軸受面２１ａとスラスト軸受面（上端面２２ａ）との間の直角度が軸受性能を左右する点に鑑み、保持孔３１ａと上端面３１ｂとの間、および保持孔３１ａと下端面３２ａとの間の直角度を予め高精度に加工することで高めておくことが望ましい。フランジ部２２を軸方向に拘束する上端面３１ｂと下端面３２ａとの間で高い平行度が得られるように双方の治具３１、３２を高精度に加工しておくことはもちろんである。
【００４６】
第２の治具３２と第３の治具３３とは別個独立に上下動可能に構成されており、第１の治具３１に向けての移動量およびそのタイミングを自由に調整できるようになっている。また、環状をなす第２の治具３２の内径寸法は、後述する軸部２１先端の塑性加工時における拡径量を考慮して、雄ねじ部２３の外径寸法より大きく設定されている。
【００４７】
上述の如く、軸部２１とフランジ部２２の一体品を第１の治具３１内に設置した状態から、第２の治具３２を下降させ、フランジ部２２の下端面２２ｂを押圧する。これにより、軸部２１のラジアル軸受面２１ａ、２１ａを保持した状態で、フランジ部２２の両端面２２ａ、２２ｂが拘束され、拘束面（内側上端面３１ｂ、下端面３２ａ）に倣って、フランジ部２２の両端面２２ａ、２２ｂが矯正され、これらの面精度および形状精度（ここでは平行度）の改善が図られる。同時に、ラジアル軸受面２１ａ、２１ａとスラスト軸受面を有する両端面２２ａ、２２ｂとの間の直角度がそれぞれ改善される。
【００４８】
このようにして、フランジ部２２の拘束状態を維持したままで、第３の治具３３を下降させ、軸部２１の先端、ここでは雄ねじ部２３の先端を軸方向に圧縮する。これにより、例えば図７に示すように、雄ねじ部２３の突出部分を半径方向外側に膨らませて（塑性変形させる）、大径部２７を形成し、フランジ部２２との間に加締め部２６を形成する。この実施形態では、大径部２７の外径寸法は、雄ねじ部２３の外径寸法（ねじ山部の外径寸法）よりも大きく形成されている。
【００４９】
このように、軸部２１の外周に設けた雄ねじ部２３を、環状をなすフランジ部２２の内周に設けた雌ねじ部２４にねじ止め固定するようにしたので、ねじ止め固定部２５が半径方向外側に移動した分、係合（締結）面積を増大させることができ、締結強度の向上が図られる。
【００５０】
また、ねじ止め固定部２５と加締め部２６とで、軸部２１とフランジ部２２とが固定されているので、部品ごとの寸法精度のばらつきの影響を受けることなく、高い締結強度を安定して得ることができる。また、フランジ部２２の薄肉化に伴い、ねじ止め固定部２５の軸方向寸法が縮小した場合であっても、加締め固定により、ねじ止め固定部２５による締結強度の減少分を補うことができる。従って、軸部２１とフランジ部２２との固定強度を確保しつつも、軸部材２、ひいてはこれを備えた流体軸受装置１の小型化を図ることが可能となる。
【００５１】
また、この実施形態では、軸部２１の先端を、ねじ止め固定部２５よりも大径に塑性加工することで、加締め部２６を形成するようにした。軸部２１の先端を加締めるのであれば、既述のプレス加工で容易に実施することができ、また、軸部２１の先端であれば、他所を塑性加工で加締める場合と比べて、加締め容積、具体的には大径部２７の外径寸法を大きくとることができる。従い、特にフランジ部２２の抜け止め力向上が必須となる流体軸受装置１用の軸部材２にとって好適な加締め形態である。
【００５２】
また、この実施形態では、ねじ止め状態における加締め工程を、フランジ部２２の双方の端面２２ａ、２２ｂを拘束した状態で行うようにしたので、拘束する端面２２ａ、２２ｂの面精度を維持して、またねじ止め状態における軸部２１に対するフランジ部２２の姿勢（例えばラジアル軸受面２１ａとスラスト軸受面との間の直角度）を高度に維持した状態で加締めることができる。
【００５３】
また、この実施形態では、フランジ部２２を拘束する面（内側上端面３１ｂ、下端面３２ａ）を高精度に仕上げた治具３１、３２を用いて加締めるようにしたので、ねじ止め固定時の位置ずれ等を治具３１、３２の拘束により矯正すると共に、軸部２１の先端を加締めることができる。そのため、高い締結強度を有すると共に、面精度および直角度に優れた軸部材２を低コストで製造することができる。
【００５４】
また、この実施形態のように、フランジ部２２を拘束した状態で軸部２１の先端を圧縮し、加締めるようにすれば、スラスト軸受面など必要となる面精度や形状精度は確保しつつも、ねじ止め固定部２５における嵌合状態をより強固なものとすることができる。具体的には、既にねじ止め固定部２５にて互いに噛み合う雄ねじ部２３と雌ねじ部２４とを密着させ、これによりねじ止め固定部２５における締結強度、例えば回り止めに供する抗力をさらに高めることができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態に係る軸部材２の構成および製造工程を説明したが、もちろん、これに限定されることなく、上記以外の構成および工程を採ることも可能である。
【００５６】
例えば上記実施形態では、プレス加締め用の治具（第３の治具３３）を矯正工程に用いる治具（第２の治具３２）とは別体とし、かかる治具で軸部２１の先端にプレス加工を施した場合を例示したが、これ以外の塑性加工手段で加締め部２６を形成することも可能である。
【００５７】
図８はその一例を示すもので、いわゆるハイスピン加工と呼ばれる加工法である。この方法は、先端に加工対象との摺接面３５ａを有する軸状の加締め用治具３５を用いて、軸部２１の突出部分を大径に塑性変形させる加工方法である。ここでは、摺接面３５ａを雄ねじ部２３の先端に摺接させた状態で、この加締め用治具３５をその中心軸まわりに回転（自転）させると共に、加工対象となる軸部２１の中心軸に対して自転軸を傾けた状態で、軸部２１の中心軸まわりに回転（公転）させつつ、軸部２１側に押し込む。このようにして、雄ねじ部２３の先端を徐々に塑性変形させ、拡径させていくことで大径部２７（ひいては加締め部２６）の形成が可能となる。
【００５８】
かかる加工法によれば、塑性加工部（大径部２７となる部分）以外の部分の変形量が小さくて済む。そのため、この加工を、特にプレス矯正と併用して行う必要もなく、高い形状精度を維持したままで加締め加工を行うことができる。また、加工硬化による剛性および強度の向上を図ることができるため、抜け止め部として機能する大径部２７（加締め部２６）の抜止め機能をより一層高めることができる。なお、この図示例では、摺接面３５ａが円錐形状をなすものを一例として挙げたが、もちろんこれに限ることなく、任意形状の摺接面３５ａを有するものが使用可能である。
【００５９】
また、軸部２１の塑性加工部は必ずしも平坦である必要はなく、例えばより小さな負荷で外側に向けて塑性変形可能なようにその先端を一部中空（筒状）に加工したものを使用しても構わない。あるいは、図９に示すように、軸部２１のうち、互いにねじ止め固定した状態でフランジ部２２から突出する部分を、ねじ止め固定される雄ねじ部２３よりも小径とすることも可能である。かかる構成であれば、例えば金型プレスにより矯正および加締めを行う場合、軸部２１の先端まで径一定の場合と比べて、非常に小さい負荷で小径部２８を大径に塑性加工することができる（加締めることができる）。
【００６０】
また、上記実施形態では、第１の治具３１と第２の治具３２によりフランジ部２２の両端面２２ａ、２２ｂを拘束、矯正した後、かかる拘束状態を維持したままで軸部２１の先端に塑性加工（加締め加工）を施した場合を説明したが、軸部２１の加締め加工と同時に、あるいは加締め加工の開始後に両端面２２ａ、２２ｂの拘束を開始しても構わない。加締め部２６が形成された段階において、ラジアル軸受面２１ａ、２１ａやスラスト軸受面（ここでは両端面２２ａ、２２ｂ）の面精度あるいは形状精度が高度に確保されていれば問題ない。
【００６１】
また、以上の説明では、軸部２１の先端を塑性加工で加締める場合を説明したが、例えばフランジ部２２の内周部に塑性加工を施し、これにより軸部２１との間に加締め部２６を形成することも可能である。例えば、図示は省略するが、フランジ部２２の下端面２２ｂ内周に突起を設け、この突起を内側に塑性変形させることで、軸部２１との間に加締め部を形成することもできる。あるいは、フランジ部２２の上端面２２ａ内周に突起を設け、この突起を内側に塑性変形させることで、軸部２１との間に加締め部を形成することもできる。上端面２２ａの側で加締める場合、予めフランジ部２２の塑性加工部を収容するためのスペース（環状の溝など）を軸部２１の外周に形成しておくのが好ましい。これらフランジ部２２に対して行う塑性加工は、既述のハイスピン加工を用いて行うことも可能である。
【００６２】
また、上記実施形態で説明した加締め加工に用いる金型（治具）、あるいは矯正と併用する金型（治具）は、一例に過ぎず、実施可能な範囲において他の構成を採ることも可能である。例えばフランジ部２２に対して塑性加工を施すことで加締め部を形成する場合、塑性加工を施す治具の形状等を工夫すれば、突起を設けずに加締めることも可能である。
【００６３】
また、本発明は、上記の構成に限らず、他の構成をなす流体軸受装置にも適用可能である。
【００６４】
例えば上記実施形態では、軸部２１の外周面をラジアル軸受面２１ａとして、フランジ部２２の上端面２２ａおよび下端面２２ｂをそれぞれスラスト軸受面として使用した場合を説明したが、これに限る必要はない。例えば、双方の端面２２ａ、２２ｂのうち、上端面２２ａのみ、あるいは下端面２２ｂのみをスラスト軸受面として使用する構成の流体軸受装置用の軸部材に、本発明を適用することもできる。
【００６５】
図９は他の実施形態に係る流体軸受装置１０１の断面図を示している。この流体軸受装置１０１の特徴点（図２に係る流体軸受装置１との主な相違点）は以下の通りである。すなわち、流体軸受装置１０１において、軸部２１の上端（フランジ部２２とは反対側）に固定されたハブ１０３は、ハウジング１０７の開口側（上側）に位置する円盤部１０３ａと、円盤部１０３ａの外周部から軸方向下方に延びた筒状部１０３ｂとを主に有する。また、ハウジング１０７の上端面１０７ｃには、例えば図４に示す配列態様をなす動圧溝形成領域（スパイラルの向きは逆）が設けられ、向かい合う円盤部１０３ａの下端面１０３ａ１との間に第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受隙間を形成する。
【００６６】
ハウジング１０７の外周には、上方に向かって漸次拡径するテーパ状のシール面１０７ｄが形成される。このテーパ状のシール面１０７ｄは、筒状部１０３ｂの内周面１０３ｂ１との間に、ハウジング１０７の閉塞側（下方）から開口側（上方）に向けて半径方向寸法が漸次縮小した環状のシール空間Ｓを形成する。なお、図９中、ハウジング１０７の内周面１０７ａと固定面１０７ｂは、それぞれ図２中のハウジング７の内周面７ａおよび固定面７ｂに対応している。これ以外の構成は、図２に係る構成に準じるので説明を省略する。
【００６７】
このように、フランジ部２２の上端面２２ａのみをスラスト軸受面として使用する場合であっても、ねじ止め固定と加締めとを併用し、かつ軸部２１の先端に塑性加工を施すことで加締め部２６を形成するようにしたので、高い固定強度、特に抜止め力に優れた軸部材２を得ることができる。
【００６８】
また、既述のように、第１の治具３１および第２の治具３２の各軸受面と当接する面（保持孔３１ａの内周面や内側上端面３１ｂ、下端面３２ａ）を予め高精度に形成したものを使用して上述の矯正および加締め固定を行うことで、軸受面の面精度に優れ、かつラジアル軸受面２１ａとスラスト軸受面（上端面２２ａ）との間で高い直角度を有する軸部材２を得ることができる。
【００６９】
なお、以上の実施形態では何れも、ハウジング７、１０７と、軸受スリーブ８とを別体としたが、これら流体軸受装置１、１０１の固定側を構成する部品群から選択される２以上の部品同士を、アセンブリ可能な範囲において一体化（同一材料で一体に形成、あるいは一方の部品をインサートして他方の部品を型成形）することも可能である。例えば図２に示す構成でいえば、ハウジング７と軸受スリーブ８、ハウジング７と蓋部材９、ハウジング７とシール部材１０との間で一体化が可能である。ハウジング７と軸受スリーブ８、およびシール部材１０を一体化することも可能である。また、図９に示す構成でいえば、ハウジング１０７と軸受スリーブ８、あるいはハウジング１０７と蓋部材９との間で一体化が可能である。
【００７０】
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２およびスラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２として、へリングボーン形状やスパイラル形状の動圧溝により潤滑油の動圧作用を発生させる構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７１】
例えば、ラジアル軸受部Ｒ１、Ｒ２として、図示は省略するが、軸方向の溝を円周方向の複数箇所に形成した、いわゆるステップ状の動圧発生部、あるいは、円周方向に複数の円弧面を配列し、対向する軸部２１の外周面（ラジアル軸受面２１ａ）との間に、くさび状の半径方向隙間（軸受隙間）を形成した、いわゆる多円弧軸受を採用してもよい。
【００７２】
あるいは、ラジアル軸受面となる軸受スリーブ８の内周面８ａを、動圧発生部としての動圧溝や円弧面等を設けない真円状内周面とし、この内周面と対向する真円状の外周面（ラジアル軸受面２１ａ）とで、いわゆる真円軸受を構成することができる。
【００７３】
また、スラスト軸受部Ｔ１、Ｔ２の一方又は双方は、同じく図示は省略するが、スラスト軸受面となる領域に、複数の半径方向溝形状の動圧溝を円周方向所定間隔に設けた、いわゆるステップ軸受、あるいは波型軸受（端面が調和波形などの波型になったもの）等で構成することもできる。
【００７４】
また、以上の実施形態では、動圧発生部を何れも固定側（ハウジング１０７や軸受スリーブ８、蓋部材９など）に設けた場合を説明したが、その一部あるいは全てを回転側（軸部２１やフランジ部２２、ハブ１０３など）に設けることも可能である。具体的には、軸部２１の外周面（ラジアル軸受面２１ａ）やフランジ部２２の両端面２２ａ、２２ｂ、およびハブ１０３の下端面１０３ａ１のうち、１ヶ所以上に既述の動圧発生部を設けることが可能である。
【００７５】
また、以上の実施形態では、流体軸受装置１、１０１の内部に充満し、ラジアル軸受隙間やスラスト軸受隙間に流体膜を形成するための流体として潤滑油を例示したが、これ以外にも流体膜を形成可能な流体、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、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体軸受装置を備えたスピンドルモータの断面図である。
【図２】流体軸受装置の断面図である。
【図３】軸受スリーブの断面図である。
【図４】軸受スリーブのフランジ部と対向する端面の平面図である。
【図５】軸部材の製造工程の一例を示す概念図である。
【図６】軸部材の製造工程の一例を示す概念図である。
【図７】軸部材の製造工程の一例を示す概念図である。
【図８】軸部材の製造工程の他の例を示す概念図である。
【図９】他形状の軸部を有する軸部材の製造工程の一例を示す概念図である。
【図１０】他の実施形態に係る流体軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１、１０１  流体軸受装置
２      軸部材
７      ハウジング
８      軸受スリーブ
２１    軸部
２１ａ  ラジアル軸受面
２２    フランジ部
２３    雄ねじ部
２４    雌ねじ部
２５    ねじ止め固定部
２６    加締め部
２７    大径部
３１    第１の治具
３２    第２の治具
３３    第３の治具
３５    加締め用治具
Ｒ１、Ｒ２  ラジアル軸受部
Ｔ１、Ｔ２  スラスト軸受部
Ｓ      シール空間
【図１】
2008164109.tif 000003
【図２】
2008164109.tif 000004
【図３】
2008164109.tif 000005
【図４】
2008164109.tif 000006
【図５】
2008164109.tif 000007
【図６】
2008164109.tif 000008
【図７】
2008164109.tif 000009
【図８】
2008164109.tif 000010
【図９】
2008164109.tif 000011
【図１０】
2008164109.tif 000012