(57)【要約】【課題】チャック装置によりシャフト３を保持するにあたっての傷の発生を、少なくとも動圧軸受装置において問題とならない程度に小さくすることを可能とする。【解決手段】チャック装置のチャック把持体３４を、シャフト３の材質よりも軟質の材料から形成しておくとともに、チャック把持体３４におけるシャフト挿入方向の前端側部分に、シャフト案内部３４ａ２を形成しておき、上記チャック把持体３４における前記チャック圧を０．６ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内に設定した状態で前記シャフト３を把持しながら回転結合体Ｒに対する必要な加工を施し、それによって、チャック把持体３４により把持されるシャフト３側に損傷が発生しないようにしたもの。【選択図】　　　図２
2004034189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ハブとシャフトとを固定することにより回転結合体を形成する工程と、
チャック装置に開閉可能に設けられたチャック把持体に、上記回転結合体のシャフトを挿入するようにして装着し、上記チャック把持体に設定した適宜のチャック圧によって前記シャフトを把持する工程と、
そのチャック装置のチャック把持体により保持した回転結合体に対して必要な加工を施す工程と、
当該加工が施された後の回転結合体のシャフトを、動圧軸受スリーブ内に挿入し、これらシャフトと動圧軸受スリーブとの対向隙間に動圧軸受部を形成する工程と、を含む動圧軸受装置の製造方法において、
上記チャック把持体を、前記シャフトの材質よりも軟質の材料から形成しておくとともに、
前記チャック把持体におけるシャフト挿入方向の前端側部分に、シャフト案内部を形成しておき、
前記チャック把持体における前記チャック圧を、０．６ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内に設定して前記シャフトを把持しながら、前記回転結合体に対する必要な加工を施すようにしたことを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。
【請求項２】
前記チャック把持体に設けられたシャフト案内部は、表面の曲率半径が０．８ｍｍ以下の曲面、又はそれに相当する面を備えた面取部から形成されていることを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項３】
前記チャック把持体における前記チャック圧を０．４ＭＰａ以下かつ０．３ＭＰａ以上に設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【請求項４】
前記シャフトをステンレス材から形成しておく一方、
前記チャック把持体を、銅又は銅合金、若しくはアルミ又はアルミ合金により形成しておくようにしたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転ハブとシャフトとを接合した回転結合体を動圧軸受スリーブにより支持するようにした動圧軸受装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種回転駆動装置において、回転体を高速で高精度に回転させるための軸受として、潤滑流体に動圧を発生させることによりシャフトを支承する動圧軸受装置の開発が進められている。例えば、図８に示されているハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）用の動圧軸受モータでは、フレーム１に取り付けられた略中空円筒状の動圧軸受スリーブ２内に回転シャフト３が回転自在に挿通されているとともに、それらの動圧軸受スリーブ２と回転シャフト３との間の狭小隙間内に潤滑流体が注入されることによって動圧軸受部ＲＢ，ＳＢが形成されている。そして、その動圧軸受部ＲＢ，ＳＢで上記潤滑流体に動圧を発生させ、その潤滑流体の動圧力に基づいて上記回転シャフト３を非接触で支承することにより、上記回転シャフト３と一体的に回転するように接合されたディスク保持用の回転ハブ４を、高速で回転支持するように構成されている。
【０００３】
このような動圧軸受装置を製造するにあたっては、例えば特開２０００−２７４４２８号公報に開示されているようにして、上記回転ハブ４の中心穴内に回転シャフト３を圧入又は焼嵌め等により挿通して両部材どうしを接合し、図９に示されているような回転結合体Ｒを形成することが行われる。ところが、上記回転シャフト３を回転ハブ４に接合した直後の回転結合体Ｒは、回転精度が良好な状態になっておらず、回転ハブ４に回転振れなどが発生するおそれがある。そこで従来より、上記回転結合体Ｒの回転ハブ４等に対して、レース加工（切削加工）などの適宜の加工を施し、必要な回転精度を得るようにしている。
【０００４】
このように上記回転結合体Ｒに加工を施すにあたっては、当該回転結合体Ｒの回転シャフト３を、図示を省略したチャック装置のチャック把持体に挿入して装着することにより回転シャフト３を保持することが行われるが、そのときの回転シャフト３は、上記チャック装置のチャック把持体に設定した適宜のチャック圧で加圧することにより把持される。そして、そのチャック把持体に設定したチャック圧により把持された回転シャフト３を介して、前記回転結合体Ｒの全体を強固に保持した状態としておき、その保持状態とした回転結合体Ｒに対して、上述したような加工（切削加工）を施すことにより、当該回転結合体Ｒの形状や面精度等の仕上げを行っている。
【０００５】
更に、上述したような加工後には、上記回転結合体Ｒの回転シャフト３を、略中空円筒状の動圧軸受スリーブ２内に挿入し、これら回転シャフト３と動圧軸受スリーブ２との対向隙間に動圧軸受部ＲＢ，ＳＢを形成することによって動圧軸受装置を製造するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、回転シャフト３をチャック装置のチャック把持体により保持するにあたっては、チャック把持体に回転シャフトを挿通する際、或いはチャック把持体により回転シャフトを把持する際に、回転シャフトの表面にチャック把持体が接触することによって回転シャフト３の表面を傷付けてしまうことがある。このチャック把持体による傷は、一般の装置ではほとんど問題にならない程度に小さいものであるが、動圧軸受装置においては、回転シャフト３の表面（動圧面）に形成された微少な傷が、動圧特性に大きな影響を及ぼしてしまい、その結果、回転シャフト３と軸受スリーブ２とが接触するなどの現象が発生して動圧軸受装置の信頼性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、チャック装置のチャック把持体により回転シャフトを保持するにあたって、上記回転シャフトの表面に対する傷の発生を、少なくとも動圧軸受装置において問題とならない程度に小さくすることができるようにした動圧軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる動圧軸受装置の製造方法では、チャック装置のチャック把持体を、シャフトの材質よりも軟質の材料から形成しておくとともに、チャック把持体におけるシャフト挿入方向の前端側部分に、シャフト案内部を形成しておき、チャック把持体における前記チャック圧を０．６ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内に設定して前記シャフトを把持しながら回転結合体に対する必要な加工を施すようにしている。
【０００９】
このような構成を有する請求項１にかかる動圧軸受装置の製造方法によれば、チャック装置のチャック把持体に対して回転シャフトを挿通させる際に両部材どうしが接触しても、これら両部材における材質の軟硬関係から、回転シャフト側には傷が付かないようになっている。
また、回転シャフトがチャック把持体の前端側から奥側に向かって挿入されていく際に、上記チャック把持体のシャフト案内部によって回転シャフトが円滑にガイドされることから、回転シャフト表面に対する傷の発生が回避されるようになっている。
さらに、最終的にチャック把持体により回転シャフトを保持するにあたって、そのチャック把持体に設定したチャック圧が必要最小限の範囲内に抑えられていることから、当該チャック把持体の把持による回転シャフト側への損傷が良好に回避されるようになっている。
【００１０】
また、請求項２にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるチャック把持体に設けられたシャフト案内部の表面が、曲率半径０．８ｍｍ以下の曲面、又はそれに相当する面を備えた面取部から形成され、さらに、請求項３にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるチャック把持体におけるチャック圧を０．４ＭＰａ以下かつ０．３ＭＰａ以上に設定するようにしており、さらにまた、請求項４にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるシャフトをステンレス材から形成しておく一方、チャック把持体を銅又は銅合金、若しくはアルミ又はアルミ合金により形成しておくようにしており、このような各構成を採用することによって、シャフト表面における傷の発生が確実に防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、それに先立って、まず本発明にかかる動圧軸受装置の製造方法を行うためのチャック装置の構造を説明する。
【００１２】
まず、前述したように動圧軸受装置を製造するにあたっては、図９に示されているように、回転ハブ４中心位置に貫通形成された接合穴内に回転シャフト３を圧入又は焼嵌め等により挿通して接合することによって（特開２０００−２７４４２８号公報等参照）回転結合体Ｒを形成するが、回転シャフト３を回転ハブ４に接合した直後の回転結合体Ｒでは、回転ハブ４における回転振れなどの回転精度が良好な状態になっていない。そこで、上記回転結合体Ｒに対して、図１に示されているようなチャック装置３０を用いて、上記回転結合体Ｒの回転シャフト３を把持することにより回転結合体Ｒの全体を保持しながら、上記回転ハブ４のディスク載置部４ａの表面等に対して、レース加工などを施して所望の回転振れ精度を出す工程が行われる。
【００１３】
図１に示されている本実施形態にかかるチャック装置３０は、エアバルーン式又はダイヤフラム式と呼ばれる構造の装置であって、中空円筒状の本体シリンダ部３１の一端側（図示左端側）の開口部には、エア取入孔３２ａを中心部に有するシリンダ基板３２が気密状に取り付けられているとともに、上記本体シリンダ部３１の他端側（図示右端側）の開口部には、弾性膜状のダイヤフラム３３が同じく気密状に取り付けられており、そのダイヤフラム３３を介して、チャック把持体３４が取り付けられている。
【００１４】
上記本体シリンダ部３１の内部空間には、当該本体シリンダ部３１の内周壁面に沿って作動ピストン３５が気密的に往復移動するように装着されている。この作動ピストン３５は、中空円筒状の本体胴部３５ａを有しているとともに、その本体胴部３５ａの後端部（図示左端部）には、略円盤状をなす圧力作用板３５ｂが、上記本体胴部３５ａから半径方向外方に延出するように設けられている。その圧力作用板３５ｂの外周端面は、上記本体シリンダ部３１の内周壁面に対して軸方向に摺動可能かつ気密状に圧接している。
【００１５】
また、上記中空円筒状の本体胴部３５ａの内部側には、一端側が閉塞され他端側が開口された略コップ状の軸芯体３５ｃが、当該軸芯体３５ｃの閉塞側から軸方向に挿入されるようにして嵌合されている。この軸芯体３５ｃの開口部側（図示左端側）は、上記本体胴部３５ａの後端側（図示左端側）開口部から軸方向に所定量だけ突出するように配置されており、その軸芯体３５ｃの突出側開口部を通して、開放用エアを供給する開側エア供給路３６ａと、閉塞用エアを供給する閉側エア供給路３６ｂとの２系統のエア供給路が引き込まれている。
【００１６】
これらのうちの開側エア供給路３６ａは、上記軸芯体３５ｃの開口端面（図示左端面）と、上述したシリンダ基板３２との軸方向対向面間に画成された隙間通路３６ｃに接続されている。上記隙間通路３６ｃは、前記本体シリンダ部３１の内部側空間のうちの後方側（図示左方側）に開口しており、上述した作動ピストン３５の圧力作用板３５ｂの後方側（図示左方側）に画成された後方空間Ｓ１と連通している。そして、その本体シリンダ部３１の後方空間Ｓ１内に、上記開側エア供給路３６ａから隙間通路３６ｃを通して開放用エアが供給されると、前記作動ピストン３５の圧力作用板３５ｂの後端面（図示左端面）が、図示右方側に向かって適宜の圧力で押圧される構成になされている。従って、そのような開放用エアが供給された場合には、図１中の下半側部分に示されているように、前記ダイヤフラム３３が、外方側（図示右方側）に向かって張り出すようにして凸状に湾曲しつつ膨張されるようになっている。
【００１７】
これに対して、上述した閉側エア供給路３６ｂは、上記作動ピストン３５の軸芯体３５ｃの内部に向かって軸方向に延出しており、その軸芯体３５ｃの奥側に設けられた隙間通路３６ｄに接続されている。この隙間通路３６ｄは、上記軸芯体３５ｃの内周壁面から半径方向外方に向かって延出し、前記本体胴部３５ａの外周壁面まで貫通するように形成されている。すなわち、その隙間通路３６ｃは、前記本体シリンダ部３１の内部空間の前方側（図示右方側）、つまり上述した圧力作用板３５ｂの前方側（図示右方側）に画成された前方空間Ｓ２と連通しており、その本体シリンダ部３１の前方空間Ｓ２内に、上記開側エア供給路３６ｂから隙間通路３６ｄを通して閉塞用エアが供給されると、前記作動ピストン３５の圧力作用板３５ｂの前端面（図示右端面）が、図示左方側に向かって適宜のチャック圧で押圧される構成になされている。そして、そのような閉塞用エアが供給された場合には、図１中の上半側部分に示されているように、前記ダイヤフラム３３が元の引き込み位置まで平面状に収縮されるようになっている。
【００１８】
一方、前記チャック把持体３４は、前述したように弾性膜状のダイヤフラム３３に取り付けられているが、図２及び図３に示されているような構成になされている。
【００１９】
すなわち図２及び図３に示されているように、上記チャック把持体３４は、周状に並列するように配置された６個のチャック片３４ａから構成されており、それらの各チャック片３４ａが、前記ダイヤフラム３３の外表面側に放射状に集合した状態で固定されている。上記各チャック片３４ａは、円筒状体を放射状に６体に分割した正面略扇形状をなすようにそれぞれ形成されており、それらの各チャック片３４ａにおける外周側の拡大部分には固定ボルト３４ｂが装着され、当該固定ボルト３４の締付け力によって上記ダイヤフラム３３に対する各チャック片３４ａの固定がそれぞれ行われている。そして、上述したダイヤフラム３３の拡大・収縮に伴って、上記各チャック片３４ａも、図１中の上半側部分及び下半側部分のようにして開閉移動する構成になされている。
【００２０】
より詳しくは、上記各チャック片３４ａは、外周側の拡大部分から中心側に向かって尖塔状をなすように延出する形状になされており、図１の上半部分のように、前記ダイヤフラム３３が上述したチャック圧により平面状態に収縮されているときには、上記各チャック片３４の中心側尖塔状部分が、互いに放射状をなすように近接して閉じられた状態となる。そして、それらの各チャック片３４ａの中心側部分には、半径方向外方側に窪むようにして湾曲状凹部３４ａ１が形成されており、それらの湾曲状凹部３４ａ１が放射状に集合することによって、前述した回転シャフト（図９の符号３参照）を保持するための狭小な円筒状空間が画成されるようになっている。
【００２１】
一方、前記ダイヤフラム３３が上述したチャック圧により湾曲状態に拡大しているときには、図１中の下半側部分のように、上記各チャック片３４の中心側部分に形成された湾曲状凹部３４ａ１の前端側（図示右端側）が、互いに半径方向外方に離間して開かれた状態となり、それらの各チャック片３４の前端側（図示右端側）に、上記回転シャフト（図９の符号３参照）を挿入するための拡大された開口空間が画成されるようになっている。
【００２２】
ここで、上記チャック把持体３４の各チャック片３４は、前記回転シャフトの材質（ステンレス材）よりも軟質の材料、例えば銅又は銅合金（真鍮等）、若しくはアルミ又はアルミ合金などの材料から形成されている。また、上記チャック把持体３４のシャフト挿入方向における前端側に相当する部分（図２の右端部分）には、その前端側部分に元々形成されていたエッジ状部分にシャフト案内部３４ａ２が形成されている。このシャフト案内部３４ａ２は、チャック把持体３４に対する回転シャフトの挿入を円滑にするものであって、本実施形態では、面取部から形成されており、その面取部の表面が、曲率半径０．８ｍｍ以下の曲面、又はそれに相当する面により構成されている。
【００２３】
さらに、上記チャック把持体３４の各チャック片３４を閉塞するために上述した作動ピストン３５に付与されるエア圧、すなわち上記チャック把持体３４に対するチャック圧を、本実施形態では、０．６ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲、好ましくは、０．４ＭＰａ以下かつ０．３ＭＰａ以上の範囲内に設定しており、そのような範囲内のチャック圧で、前記回転シャフトを把持した状態で、回転結合体（図９の符号Ｒ参照）に対してレース加工などの必要な加工を施すようにしている。そして、このような加工によって、例えば図４に示されているような未加工状態（直角度５．３０μｍ）から、図５に示されているような加工状態（直角度１．４５μｍ）となる。
【００２４】
このような構成を有する本実施形態におけるチャック装置を用いた動圧軸受装置の製造方法によれば、上記チャック装置のチャック把持体３４に対して回転シャフトを挿通させる際に両者が接触しても、これら両部材の材質どうしの軟硬関係から回転シャフト側には傷が付かないようになっている。また、上記回転シャフトがチャック把持体３４の前端側から奥側に向かって挿入されていく際に、上記チャック把持体３４のシャフト案内部３４ａ２によって回転シャフトが円滑にガイドされることとなり、回転シャフトの表面に対する傷の発生が回避されるようになっている。
【００２５】
さらに、最終的にチャック把持体３４により回転シャフトを保持するにあたっては、そのチャック把持体３４に設定されたチャック圧が必要最小限の範囲内に抑えられていることから、当該チャック把持体３４により把持される回転シャフト側に対して、把持による損傷が発生しないようになっている。
【００２６】
これに対して従来のチャック装置では、チャック把持体が例えば鉄材（Ｆｅ）のような硬質の材料から形成されており、しかもそのチャック把持体には、本願発明のようなシャフト案内部３４ａ２（面取部）は形成されていない。このような従来装置の場合には、例えば図６に示されているように、直角度の乱れが全周にわたって測定される結果となるが、チャック装置に真鍮（Ｂｓ）製のチャック把持体３４を採用するとともに、そのチャック把持体３４に対してシャフト案内部３４ａ２（面取部）を形成した本願発明にかかる装置を用いた場合には、例えば図７に示されているように、直角度の乱れのは大幅に改善され、極めて良好な結果が得られる。
【００２７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
【００２８】
例えば、上述した実施形態は、ＨＤＤのスピンドルモータに用いられた動圧軸受装置の製造方法に対して本発明を適用したものであるが、その他の多種多様な動圧軸受装置の製造方法に対して本発明は同様に適用することができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる動圧軸受装置の製造方法は、チャック装置のチャック把持体を、シャフトの材質よりも軟質の材料から形成しておくとともに、チャック把持体におけるシャフト挿入方向の前端側部分に、シャフト案内部を形成しておき、上記チャック把持体における前記チャック圧を０．６ＭＰａ〜０．１ＭＰａの範囲内に設定した状態で前記シャフトを把持しながら回転結合体に対する必要な加工を施すようにしており、それによって、チャック装置のチャック把持体に対してシャフトを挿通させる際に両者が接触しても、これら両部材の材質どうしの軟硬関係から回転シャフト側には傷が付かないようにしているとともに、上記シャフトがチャック把持体内に挿入されていく際に、上記シャフト案内部によってシャフトを円滑にガイドして回転シャフト表面に対する傷の発生を回避し、しかも、最終的にチャック把持体によりシャフトを保持するにあたって、そのチャック把持体に設定したチャック圧を必要最小限の範囲内に抑えて、当該チャック把持体により把持されるシャフト側に損傷が発生しないようにしていることから、チャック装置によりシャフトを保持するにあたっての傷の発生を最小にすることができ、少なくとも動圧軸受装置において問題とならない程度に小さくすることができることから、本発明によれば、極めて信頼性の高い動圧軸受装置を得ることができる。
【００３０】
また、請求項２にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるチャック把持体に設けられたシャフト案内部の表面が、曲率半径０．８ｍｍ以下の曲面、又はそれに相当する面を備えた面取部から形成され、さらに請求項３にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるチャック把持体における前記チャック圧を０．４ＭＰａ以下かつ０．３ＭＰａ以上に設定するようにしており、さらにまた請求項４にかかる動圧軸受装置の製造方法では、上記請求項１におけるシャフトをステンレス材から形成しておく一方、前記チャック把持体を、銅又は銅合金、若しくはアルミ又はアルミ合金により形成しておくようにしており、このような構成を採用することによって、シャフト表面における傷の発生が更に確実に回避されるようになっていることから、上述した効果を一層確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用するためのチャック装置の一例を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に示されたチャック装置に用いられているチャック把持体を拡大して表した縦断面説明図である。
【図３】図１に示されたチャック装置に用いられているチャック把持体を拡大して表した正面説明図である。
【図４】シャフトに対する加工を行う前の軸直角度の状態を表した線図である。
【図５】シャフトに対して加工を行った後における軸直角度の状態を表した線図である。
【図６】従来のチャック装置により加工を行った場合の軸直角度の測定結果を表した線図である。
【図７】本発明によるチャック装置により加工を行った場合の軸直角度の測定結果を表した線図である。
【図８】動圧軸受装置を備えた軸回転型のＨＤＤ用スピンドルモータの概要を表した縦断面説明図である。
【図９】シャフトと回転ハブとを接合して得られた回転結合体の構造を表した縦断面説明図である。
【符号の説明】
４　回転ハブ
３　回転シャフト
Ｒ　回転結合体
３０　チャック装置
３１　本体シリンダ部
３３　ダイヤフラム
３４　チャック把持体
３４ａ　チャック片
３４ａ１　湾曲状凹部
３４ａ２　シャフト案内部（面取部）
３５　作動ピストン
３５ａ　本体胴部
３５ｂ　圧力作用板
３６ａ　開側エア供給路
３６ｂ　閉側エア供給路
３６ｃ，３６ｄ　隙間通路
Ｓ１　後方空間
Ｓ２　前方空間
【図１】
2004034189.tif 000003
【図２】
2004034189.tif 000004
【図３】
2004034189.tif 000005
【図４】
2004034189.tif 000006
【図５】
2004034189.tif 000007
【図６】
2004034189.tif 000008
【図７】
2004034189.tif 000009
【図８】
2004034189.tif 000010
【図９】
2004034189.tif 000011