(57)【要約】      （修正有）【課題】めっき処理が施された面の寸法精度を向上させる【解決手段】円筒状の母材内周面を有する金属製の母材に対してめっきを施すめっき工程Ｓ１０３と、めっき工程で母材内周面上に形成されためっき膜に押圧部材の接触部を接触させる押圧工程Ｓ１０４，Ｓ１０５とを有する。接触部を含む押圧部材の少なくとも一部のヤング率は、母材のヤング率と同一、または、母材のヤング率よりも大きく、押圧工程において、押圧部材がめっき膜に接触することにより、母材が塑性変形することなくめっき膜の表面が平滑化される。これにより、めっき処理が施された流体動圧軸受の製造工程において、めっき膜が形成された軸受部材の内周面の寸法精度を向上できる。【選択図】図７
2016089919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきが施された軸受部材を有する流体軸受装置の製造方法であって、
ａ）円筒状の母材内周面を有する金属製の母材に対してめっきを施して、前記母材内周面上に、めっき膜を形成する、めっき工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後に、前記めっき膜に押圧部材の接触部を接触させる、押圧工程と、
を有し、
前記接触部を含む前記押圧部材の少なくとも一部のヤング率は、前記母材のヤング率と同一、または、前記母材のヤング率よりも大きく、
前記工程ｂ）において、前記押圧部材が前記めっき膜に接触することにより、前記母材が塑性変形することなく前記めっき膜の表面が平滑化される、流体軸受装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記めっき膜の表面は、中心軸からの距離が同一であり、
前記押圧部材は、中心軸からの距離が同一である環状の前記接触部、または、中心軸からの距離が同一である複数の前記接触部を有し、
前記工程ｂ）において、
前記中心軸から前記接触部までの距離と、前記中心軸から前記めっき膜の表面までの距離との差は、前記めっき膜の平均膜厚と同一、または、前記めっき膜の平均膜厚よりも小さい、
流体軸受装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記押圧部材は、
前記中心軸からの距離が第１の距離である第１接触部と、
前記中心軸からの距離が、前記第１の距離よりも大きい第２の距離である第２接触部と
を有し、
前記工程ｂ）は、前記めっき膜の表面に対して、
ｂ１）前記押圧部材の前記第１接触部が接触する、第１押圧工程と、
ｂ２）前記工程ｂ２）の後に、前記押圧部材の前記第２接触部が接触する、第２押圧工程と
を有する、流体軸受装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記押圧部材は鋼球であり、
前記工程ｂ）において、
前記押圧部材は、前記めっき膜の表面に接触しながら、前記中心軸に沿って移動する、
流体軸受装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の流体軸受装置の製造方法であって、
ｃ）前記工程ａ）の前に、切削により前記母材に前記母材内周面を形成する、切削工程
をさらに有する、
流体軸受装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記母材は、快削成分を含む金属により形成される、流体軸受装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記母材内周面は、径方向外側に向かって凹む複数の動圧溝を有する、流体軸受装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記母材の降伏応力は、前記めっき膜の降伏応力よりも大きい、流体軸受装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記工程ｂ）において、前記めっき膜の表面から突出するノジュールが、前記めっき膜の表面に沿って薄箔状に変形する、流体軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の流体軸受装置の製造方法であって、
前記工程ｂ）において、前記めっき膜の膜厚が、前記工程ｂ）の前よりも均一化される、流体軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
静止部と、前記静止部に対して回転する回転部とを有するスピンドルモータであって、
前記回転部は、請求項１ないし請求項１０のいずれかの方法により製造された流体軸受装置により、前記静止部に対して回転可能に支持される、スピンドルモータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスピンドルモータであって、
前記静止部は、電機子を有し、
前記回転部は、前記軸受部材およびマグネットを有し、
前記軸受部材は、
前記めっき膜が形成された円筒状の内周面を有する内側円筒部と、
前記マグネットを径方向内側に保持する外側円筒部と、
前記内側円筒部と前記外側円筒部とを径方向に繋ぐ接続部と、
ディスクが載置される、円環状のディスク載置部と
を有する、スピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受装置の製造方法およびスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置および光ディスク装置には、ディスクを回転させるスピンドルモータが搭載される。スピンドルモータは、装置のハウジングに固定される静止部と、ディスクを支持しながら回転する回転部とを有する。スピンドルモータは、ステータとマグネットとの間に生じる磁束によりトルクを発生させて、静止部に対して回転部を回転させる。
【０００３】
スピンドルモータの静止部と回転部とは、流体動圧軸受を介して接続される。流体動圧軸受を有する従来のスピンドルモータについては、例えば、特開２００８−１９０５７２号公報に記載されている。当該文献のスピンドルモータは、潤滑油を含む動圧軸受を有する（段落００２１、図１）。
【特許文献１】特開２００８−１９０５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の動圧軸受では、動圧軸受を構成する軸受部材として、めっき処理が施された部材を用いることがある。特開２００８−１９０５７２号公報に記載されているスピンドルモータも、動圧軸受を構成するスリーブ部材に対してニッケルめっきを施している（段落００２４）。
【０００５】
しかしながら、めっき処理を施すと、めっき膜の表面から突出するノジュール、および、めっき膜の膜厚が不均一なうねり部が形成されることがある。流体動圧軸受では、静止側の軸受部材と回転側の軸受部材とが僅かな隙間を介して対向し、当該隙間の間に流体が充填される。回転時には、当該隙間の間に充填された流体に動圧が生じることで、静止側の軸受部材に対して回転側の軸受部材が支持される。そのため、各軸受部材の寸法精度が低いと、動圧の発生に支障をきたす虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、めっき処理が施された軸受部材を有する流体動圧軸受の製造工程において、めっき処理が施された面の寸法精度を向上させ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】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、めっきが施された軸受部材を有する流体軸受装置の製造方法であって、ａ）円筒状の母材内周面を有する金属製の母材に対してめっきを施して、前記母材内周面上に、めっき膜を形成する、めっき工程と、ｂ）前記工程ａ）の後に、前記めっき膜に押圧部材の接触部を接触させる、押圧工程と、を有し、前記接触部を含む前記押圧部材の少なくとも一部のヤング率は、前記母材のヤング率と同一、または、前記母材のヤング率よりも大きく、前記工程ｂ）において、前記押圧部材が前記めっき膜に接触することにより、前記母材が塑性変形することなく前記めっき膜の表面が平滑化される、流体軸受装置の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、めっき処理が施された軸受部材の内周面に対して、母材を塑性変形させることなくめっき膜の表面を平滑化できる。これにより、当該内周面の寸法精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置の縦断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るスピンドルモータの部分縦断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るスリーブの縦断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るシャフトの下面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る環状部材の上面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る流体動圧軸受の製造工程の一部を示したフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態に係る鋼球による押圧工程の様子を示した図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る鋼球による押圧工程の様子を示した拡大図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る鋼球による押圧工程の様子を示した拡大図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係るスパロールによる押圧工程の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、本願では、スピンドルモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、スピンドルモータの中心軸に直交する方向を「径方向」、スピンドル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、本願では、軸方向を上下方向とし、ベースプレートに対してトップカバー側を上として、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、本発明に係るスピンドル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。
【００１１】
また、本願において、「同一」とは、略同一も含む。また、本願において「円筒状」とは、略円筒状も含む。
【００１２】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るスピンドルモータ１１が搭載されたディスク駆動装置１の縦断面図である。このディスク駆動装置１は、中央に円孔を有する磁気ディスク１２を回転させ、磁気ディスク１２に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。図１に示すように、ディスク駆動装置１は、スピンドルモータ１１、３枚の磁気ディスク１２、アクセス部１３、およびトップカバー１４を有する。
【００１３】
スピンドルモータ１１は、３枚の磁気ディスク１２を支持しながら、中心軸９を中心として磁気ディスク１２を回転させる。スピンドルモータ１１は、中心軸９に直交する方向に広がるベースプレート２１を有する。ベースプレート２１の上部は、トップカバー１４に覆われる。スピンドルモータ１１の回転部３、３枚の磁気ディスク１２、およびアクセス部１３は、ベースプレート２１とトップカバー１４とで構成される筐体１０の内部に収容される。アクセス部１３は、磁気ディスク１２の記録面に沿ってヘッド１３１を移動させて、磁気ディスク１２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行う。
【００１４】
なお、ディスク駆動装置１が有する磁気ディスク１２の数は、１〜２枚または４枚以上であってもよい。また、アクセス部１３は、磁気ディスク１２に対して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行えばよい。
【００１５】
筐体１０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、筐体１０の内部に、清浄な空気が充填される。ただし、空気に代えて、ヘリウムガス、水素ガス、または窒素ガスが、筐体１０の内部に充填されてもよい。また、これらの気体と空気との混合気体が、筐体１０の内部に充填されてもよい。
【００１６】
＜１−２．スピンドルモータの構成＞
続いて、ディスク駆動装置１に用いられるスピンドルモータ１１のより詳細な構成について、説明する。図２は、スピンドルモータ１１の縦断面図である。図２に示すように、スピンドルモータ１１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、ディスク駆動装置１の筐体１０に対して、相対的に静止する。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持される。
【００１７】
本実施形態の静止部２は、ベースプレート２１、シャフト２２、下環状部材２３、およびステータ２４を有する。
【００１８】
ベースプレート２１は、ステータ２４、後述する回転部材３１、後述するマグネット３３、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３の下側において、中心軸９に対して略垂直に広がる。ベースプレート２１の材料には、例えば、アルミニウム合金等の金属が使用される。図２に示すように、ベースプレート２１は、円筒ホルダ部２１１と平板部２１２とを有する。円筒ホルダ部２１１は、ステータ２４より径方向内側において、軸方向に略円筒状に延びる。平板部２１２は、円筒ホルダ部２１１から、径方向外側へ向けて広がる。
【００１９】
シャフト２２は、中心軸９に沿って配置される。シャフト２２の材料には、例えば、ステンレス鋼等の金属が使用される。図１に示すように、シャフト２２の上端部は、ディスク駆動装置１のトップカバー１４に固定される。また、シャフト２２の下端部は、下環状部材２３を介して、ベースプレート２１の円筒ホルダ部２１１に固定される。
【００２０】
図３に示すように、シャフト２２は、上環状部２２１を有する。上環状部２２１は、シャフト２２の上端部付近において、径方向外側へ突出する。上環状部２２１は、後述する接続部３１２の上面と、後述するキャップ板部３２１の下面との間に位置する。本実施形態の上環状部２２１は、シャフト２２を構成する部材の一部分である。ただし、上環状部２２１は、シャフト２２とは別の部材であってもよい。
【００２１】
下環状部材２３は、上環状部２２１より下側に位置し、シャフト２２および後述する回転部材３１の内側円筒部３１１を環状に取り囲む。下環状部材２３の材料には、例えば、銅または真鍮等の金属が使用される。下環状部材２３は、圧入、焼き嵌め、接着剤等の手段で、シャフト２２に固定される。ただし、シャフト２２と下環状部材２３とは、一繋がりの部材であってもよい。
【００２２】
本実施形態の下環状部材２３は、底部２３１と壁部２３２とを有する。底部２３１は、後述する回転部材３１の内側円筒部３１１の下側において、環状に広がる。底部２３１の内周面は、シャフト２２の外周面に固定される。壁部２３２は、内側円筒部３１１より径方向外側において、底部２３１から上方へ略円筒状に延びる。壁部２３２の外周面は、円筒ホルダ部２１１の内周面に固定される。
【００２３】
ステータ２４は、スピンドルモータ１１の電機子である。ステータ２４は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１は、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。ステータコア４１は、円筒ホルダ部２１１の外周面に、固定される。また、ステータコア４１は、径方向外側へ向けて突出した複数のティース４１１を有する。コイル４２は、各ティース４１１に巻かれた導線の集合体である。複数のティース４１１および複数のコイル４２は、中心軸９を中心として円環状に配列される。
【００２４】
本実施形態の回転部３は、回転部材３１、キャップ３２、マグネット３３、およびヨーク３４を有する。
【００２５】
回転部材３１は、シャフト２２の周囲に配置された環状の部材である。本実施形態の回転部材３１は、ステンレス鋼で形成された母材の表面に、ニッケルめっきを施したものである。回転部材３１の製造方法については、後述する。なお、回転部材３１の材料には、ステンレス鋼の他に、例えば、アルミニウムまたは銅等の金属が使用されてもよい。
【００２６】
回転部材３１は、上下に貫通する中央貫通孔３１０を有する。シャフト２２の少なくとも一部は、中央貫通孔３１０内に収容される。本実施形態の回転部材３１は、内側円筒部３１１、接続部３１２、外側円筒部３１３、ディスク載置部３１４、上側突出部３１５、および下側突出部３１６を有する。
【００２７】
内側円筒部３１１は、上環状部２２１より下側、かつ、下環状部材２３より上側において、シャフト２２を円環状に取り囲む。接続部３１２は、内側円筒部３１１の上端部から径方向外側へ向けて略円板状に拡がる。外側円筒部３１３は、接続部３１２の径方向外側の端部から、下側へ向けて筒状に延びる。すなわち、接続部３１２は、内側円筒部３１１と外側円筒部３１３とを径方向に繋ぐ。ディスク載置部３１４は、外側円筒部３１３の下端部から、さらに径方向外側へ向けて円環状に突出する。
【００２８】
外側円筒部３１３の円筒状の外周面５１は、磁気ディスク１２の円孔１２０に嵌まる。各磁気ディスク１２の内周部は、外側円筒部３１３の外周面５１の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が径方向に位置決めされる。ディスク載置部３１４の上面５２は、外側円筒部３１３の外周面から径方向外側へ広がる。最下段の磁気ディスク１２の下面は、ディスク載置部３１４の上面５２の少なくとも一部分に接触する。これにより、磁気ディスク１２が軸方向に位置決めされる。
【００２９】
このように、本実施形態では、外側円筒部３１３の外周面５１が、第１ディスク支持面となり、ディスク載置部３１４の上面５２が、第２ディスク支持面となる。３枚の磁気ディスク１２は、これらの第１ディスク支持面および第２ディスク支持面により支持される。
【００３０】
上側突出部３１５は、内側円筒部３１１と外側円筒部３１３との間において、接続部３１２の上面から上側へ向けて円筒状に延びる。上側突出部３１５は、上環状部２２１より、径方向外側に位置する。上側突出部３１５の内周面には、径方向外側に凹む段差が設けられている。下側突出部３１６は、内側円筒部３１１と外側円筒部との間において、接続部３１２の下面から下側へ向けて円筒状に延びる。下側突出部３１６は、下環状部材２３の壁部２３２より、径方向外側に位置する。
【００３１】
本実施形態では、回転部材３１が、流体動圧軸受を構成するスリーブと、ディスク載置部を有するハブとを含む単一の部材であったが、本発明はこの限りではない。回転部材３１は、スリーブとハブとが別体となった２つの部材により構成されてもよい。
【００３２】
キャップ３２は、中央に円孔を有する略円板状の部材である。キャップ３２の材料は、金属であってもよく、樹脂であってもよい。本実施形態のキャップ３２は、キャップ板部３２１と、キャップ凸部３２２とを有する。キャップ板部３２１は、上環状部２２１の上側において、環状に広がる。キャップ板部３２１の内周部は、シャフト２２の上端部付近の外周面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。キャップ凸部３２２は、キャップ板部３２１の径方向外側の端部から、上側へ向けて略円筒状に突出する。
【００３３】
キャップ板部３２１とキャップ凸部３２２との接続部である角部は、上側突出部３１５の段差に嵌まる。キャップ凸部３２２の外周面は、例えば接着剤で、上側突出部３１５の内周面に固定される。これにより、回転部材３１が回転すると、回転部材３１とともにキャップ３２も回転する。
【００３４】
マグネット３３は、ステータ２４の径方向外側に位置する。マグネット３３は、磁性体のヨーク３４を介して、外側円筒部３１３の内周面に固定される。本実施形態では、円環状のマグネット３３が使用される。マグネット３３の径方向内側の面は、複数のティース４１１の径方向外側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。また、マグネット３３の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁される。
【００３５】
なお、円環状のマグネット３３に代えて、複数のマグネットを使用してもよい。複数のマグネットを使用する場合には、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、複数のマグネットを周方向に配列すればよい。
【００３６】
このようなスピンドルモータ１１において、コイル４２に駆動電流を供給すると、複数のティース４１１に磁束が生じる。そして、ティース４１１とマグネット３３との間の磁束の作用により、静止部２と回転部３との間に、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９周りに回転する。回転部材３１に支持された磁気ディスク１２は、回転部３とともに、中心軸９周りに回転する。
【００３７】
＜１−３．流体動圧軸受について＞
続いて、スピンドルモータ１１が有する流体動圧軸受６の構成について、説明する。図３は、流体動圧軸受６の付近におけるスピンドルモータ１１の部分縦断面図である。図３に示すように、シャフト２２および下環状部材２３と、回転部材３１との間には、潤滑液６０が介在する。潤滑液６０には、例えば、ポリオールエステル系オイルまたはジエステル系オイルが使用される。回転部材３１は、シャフト２２および下環状部材２３に対して、潤滑液６０を介して、回転可能に支持される。
【００３８】
このように、本実施形態では、静止部２側の要素であるシャフト２２および下環状部材２３と、回転部３側の要素である回転部材３１と、これらの間に介在する潤滑液６０とで、流体軸受装置である流体動圧軸受６が構成される。回転部３は、流体動圧軸受６により、回転可能に支持される。すなわち、シャフト２２および下環状部材２３により第１軸受部材が構成され、回転部材３１により第２軸受部材が構成される。
【００３９】
図４は、回転部材３１の部分縦断面図である。図４に示すように、内側円筒部３１１の内周面および接続部３１２の内周面には、ヘリングボーン状のラジアル動圧溝列６１が、上下２段に設けられている。また、内側円筒部３１１の内周面および接続部３１２の内周面には、めっき膜が形成されている。めっき膜は、ラジアル動圧溝列６１の各溝において、回転部材３１の母材に形成された溝の形状に倣って形成される。
【００４０】
スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２に対して回転部材３１が、一方向に回転する。このとき、ラジアル動圧溝列６１は、シャフト２２と回転部材３１との間に位置する潤滑液６０に、動圧を誘起する。これにより、回転部材３１は、シャフト２２に対して径方向に支持される。なお、ラジアル動圧溝列６１は、シャフト２２の外周面および回転部材３１の内周面の、少なくとも一方に設けられていればよい。
【００４１】
図５は、シャフト２２の下面図である。図５に示すように、上環状部２２１の下面には、スパイラル状の第１スラスト動圧溝列６２が、設けられている。図６は、下環状部材２３の上面図である。図６に示すように、壁部２３２の上面には、スパイラル状の第２スラスト動圧溝列６３が、設けられる。
【００４２】
スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２および下環状部材２３に対して回転部材３１が、一方向に回転する。このとき、第１スラスト動圧溝列６２は、上環状部２２１の下面と接続部３１２の上面との間に位置する潤滑液６０に、動圧を誘起する。また、第２スラスト動圧溝列６３は、壁部２３２の上面と接続部３１２の下面との間に位置する潤滑液６０に、動圧を誘起する。これにより、回転部材３１は、シャフト２２および下環状部材２３に対して軸方向に支持される。
【００４３】
なお、第１スラスト動圧溝列６２は、上環状部２２１の下面および接続部３１２の上面のうち上環状部２２１と対向する部分の、少なくとも一方に設けられていればよい。第２スラスト動圧溝列６３は、壁部２３２の上面および接続部３１２の下面のうち壁部２３２と対向する部分の、少なくとも一方に設けられていればよい。また、第１スラスト動圧溝列および第２スラスト動圧溝列は、ヘリングボーン状の溝列であってもよい。
【００４４】
図３に示すように、潤滑液６０は、上側の液面６０１と下側の液面６０２とを有する。上側の液面６０１は、上環状部２２１の外周面と、上側突出部３１５の内周面との間に位置する。すなわち、本実施形態では、上環状部２２１の外周面と、上側突出部３１５の内周面とで、潤滑液６０の上側の液面６０１を保持する上シール部６５が構成される。上シール部６５と流体動圧軸受６とは、互いに接続される。また、上シール部６５においては、上環状部２２１の外周面と、上側突出部３１５の内周面との径方向の間隔が、上側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液６０の上側の液面６０１は、表面張力によって下側へ引き付けられて、メニスカス状となる。上シール部６５において、径方向の間隔が上側へ向かうにつれて拡大し、液面６０１がメニスカス状になることにより、上シール部６５からの潤滑液６０の漏れ出しが抑制される。
【００４５】
また、図４に示すように、回転部材３１の上側突出部３１５の内周面には、スパイラル状のポンピング溝列６４が、設けられている。スピンドルモータ１１の駆動時には、シャフト２２および下環状部材２３に対して回転部材３１が、一方向に回転する。このとき、ポンピング溝列６４は、上環状部２２１の外周面と、上側突出部３１５の内周面との間に位置する潤滑液６０に、動圧を誘起する。これにより、上シール部６５内の潤滑液６０が当該動圧によって下側へ引きつけられるため、上シール部６５からの潤滑液６０の漏れ出しがさらに抑制される。
【００４６】
一方、潤滑液６０の下側の液面６０２は、下環状部材２３の壁部２３２の外周面と、回転部材３１の下側突出部３１６の内周面との間に位置する。すなわち、本実施形態では、壁部２３２の外周面と、下側突出部３１６の内周面とで、潤滑液６０の下側の液面６０２を保持する下シール部６６が構成される。下シール部６６と流体動圧軸受６とは、互いに接続される。また、下シール部６６においては、壁部２３２の外周面と、下側突出部３１６の内周面との径方向の間隔が、下側へ向かうにつれて拡大する。このため、潤滑液６０の下側の液面６０２は、表面張力によって上側へ引き付けられて、メニスカス状となる。下シール部６６において、径方向の間隔が下側へ向かうにつれて拡大し、液面６０２がメニスカス状になることにより、下シール部６６からの潤滑液６０の漏れ出しが抑制される。
【００４７】
また、回転部材３１は、中央貫通孔３１０とは別に、連通孔３１７を有する。連通孔３１７は、中央貫通孔３１０より径方向外側、かつ、上側突出部３１５および下側突出部３１６より径方向内側において、接続部３１２を上下に貫通する。すなわち、連通孔３１７は、接続部３１２の上面に設けられた上開口３１８と、接続部３１２の下面に設けられた下開口３１９とを、軸方向に繋ぐ。連通孔３１７の内部も、潤滑液６０に満たされる。
【００４８】
このように、潤滑液６０は、上シール部６５から、シャフト２２と回転部材３１との間隙および連通孔３１７を経て、下シール部６６まで、連続して満たされる。このため、潤滑液６０の液面は、上シール部６５に保持される液面６０１および下シール部６６に保持される液面６０２の２箇所のみとなる。これにより、潤滑液６０の蒸発が抑制される。
【００４９】
＜１−４．回転部材の製造方法について＞
続いて、回転部材３１の製造方法について説明する。上述の通り、回転部材３１は、流体軸受装置である流体動圧軸受６を構成する第２軸受部材である。図７は、回転部材３１の製造工程の流れを示したフローチャートである。図８は、鋼球８１による押圧工程の様子を示した図である。図９および図１０は、鋼球８１による押圧工程の様子を示した拡大図である。図１１は、スパロール８２による押圧工程の様子を示した図である。
【００５０】
回転部材３１を製造するときには、まず、棒状のステンレス鋼を切削し、回転部材３１の母材７１を形成する（ステップＳ１０１）。これにより、回転部材３１の形状を形作る。以後、母材７１の内側円筒部３１１に相当する部分の内周面および接続部３１２に相当する部分の内周面を、第１母材内周面７１１（図９，図１０参照）と称する。また、母材の上側突出部３１５に相当する部分の内周面を、第２母材内周面（図示せず）と称する。第１母材内周面７１１および第２母材内周面は、ともに円筒状の内周面である。ステップＳ１０１では、第１母材内周面７１１および第２母材内周面を含む母材の各面が、切削により形成される。
【００５１】
なお、本実施形態では、回転部材３１の母材は、快削成分を含むステンレス鋼である。これにより、切削の際に切りくずが細かく切れるため、切削工具の摩耗を低減できる。回転部材３１の母材は、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４３０、ＤＨＳ（登録商標）−１であることが好ましい。
【００５２】
次に、当該母材を切削加工することにより、第１母材内周面７１１および第２母材内周面に、径方向外側に向かって凹む複数の動圧溝が形成される（ステップＳ１０２）。
【００５３】
続いて、母材に対してニッケルめっきを施す（ステップＳ１０３）。本実施形態では、母材にストライクニッケルめっきを施した後、無電解ニッケル−リンめっきを施す。このように、母材にストライクニッケルめっきを施すことにより、無電解ニッケル−リンめっきが密着しやすくなる。これにより、母材７１の表面上に、略均一な厚みを有するめっき膜７２が形成される。このとき、図９および図１０に示すように、第１母材内周面７１１上および第２母材内周面上にも、めっき膜７２が形成される。本実施形態では、めっき膜７２の膜厚とは、ストライクニッケルめっきと無電解ニッケル−リンめっきとを合わせた膜厚である。
【００５４】
第１母材内周面７１１および第２母材内周面では、ステップＳ１０２において形成された動圧溝の形状に倣って、めっき膜７２が形成される。すなわち、動圧溝内においても、母材表面がめっき膜７２に覆われている。これにより、めっき膜７２に覆われたラジアル動圧溝列６１およびポンピング溝列６４が形成される。
【００５５】
母材７１の表面上に形成されるめっき膜７２は、膜厚が略同一である。しかしながら、図９に示すように、ステップＳ１０３のめっき工程において、めっき膜７２には、径方向内側に突出するノジュール７２１、および、膜厚が不均一なうねり部７２２が形成されることがある。そこで、ステップＳ１０４〜Ｓ１０５に示す押圧工程において、ノジュール７２１およびうねり部７２２を平滑化することにより、めっき膜７２の膜厚を、ステップＳ１０４の前よりも均一化する。なお、本開示では、めっき膜７２には、ノジュール７２１およびうねり部７２２のうち、一方のみが形成されることがあれば、その両方が形成されることもある。
【００５６】
まず、ステップＳ１０４では、図８に示すように、第１母材内周面７１１上に形成されためっき膜７２を均一化させるために、鋼球８１を中央貫通孔３１０内に上方から下方へと通過させる。このとき、押圧部材である鋼球８１の表面が内側円筒部３１１の内周面および接続部３１２の内周面に接触して、めっき膜７２を径方向外側に向かって押圧する。すなわち、鋼球８１の表面が、めっき膜７２と接触する接触部となる。これにより、第１母材内周面７１１上に形成されためっき膜７２の膜厚が均一化される。
【００５７】
ステップＳ１０４では、ノジュール７２１およびうねり部７２２の膜厚が大きい部分は、径方向に圧縮されるとともに、めっき膜７２の表面に沿って拡がる。その結果、ノジュール７２１がめっき膜７２の表面に沿って薄箔状に変形するとともに、うねり部７２２を含むめっき膜７２の表面が平滑化される。この回転部材３１の製造工程では、押圧工程において母材７１が塑性変形することなくめっき膜７２の表面が平滑化される。すなわち、押圧工程において、母材７１は弾性変形するが、塑性変形しない。
【００５８】
仮に、母材７１が塑性変形したとすると、流体動圧軸受６を構成する内側円筒部３１１の内周面および接続部３１２の内周面の寸法精度が低下する。しかしながら、この回転部材３１の製造工程では、母材７１を塑性変形させることなく、めっき膜７２の表面を平滑化する。これにより、流体動圧軸受６を構成する面の寸法精度を向上できる。
【００５９】
押圧部材である鋼球８１のヤング率は、母材７１のヤング率よりも大きい。これにより、押圧時に、母材７１に比べて鋼球８１の弾性変形量が大きくならない。したがって、母材７１を弾性変形させるとともに、めっき膜７２を平滑化しやすい。なお、押圧部材のヤング率は、母材７１のヤング率と同一であってもよい。
【００６０】
また、鋼球８１のうち、接触部である表面を含む一部分のみが、母材７１よりもヤング率の大きい材料で形成されていてもよい。例えば、鋼球８１の中心部が母材７１よりもヤング率の小さい材料で形成され、当該中心部に表面処理を行うことで、母材７１よりもヤング率の大きい表層部分を形成してもよい。また、鋼球８１を母材７１よりもヤング率の小さい材料で形成し、鋼球８１の表面に、母材７１よりもヤング率の大きい薄膜を形成してもよい。
【００６１】
図９において、鋼球８１の半径は距離Ｒである。すなわち、鋼球８１の表面は、中心点８１０からの距離Ｒが略同一である。ここで、第１母材内周面７１１上に形成されためっき膜７２の表面の中心軸９からの平均距離をＬ１とすると、距離Ｒは、距離Ｌ１よりも大きい。したがって、鋼球８１が中央貫通孔３１０内を通過する際に、母材７１の第１母材内周面７１１付近と、めっき膜７２とが径方向外側に押されて変形する。
【００６２】
ここで、めっき膜７２の平均膜厚をＬ２とする。本実施形態では、距離Ｒと距離Ｌ１との差は、平均膜厚Ｌ２と同一、または、平均膜厚Ｌ２よりも小さい。すなわち、めっき膜７２に対する鋼球８１の平均締め代が、めっき膜７２の平均膜厚Ｌ２以下である。このため、ノジュール７２１およびうねり部７２２のない、膜厚が比較的均一な部分では、めっき膜７２は弾性変形するが、塑性変形しにくい。このように、締め代を調節することにより、めっき膜７２のうち膜厚が比較的均一な部分および母材７１が塑性変形するのが抑制される。
【００６３】
また、母材７１の降伏応力は、めっき膜７２の降伏応力よりも大きい。このため、鋼球８１から径方向外側に向けた応力がかかった場合に、母材７１よりも先にめっき膜７２が塑性変形する。これにより、母材７１が塑性変形するのがさらに抑制される。
【００６４】
図９に示すように、鋼球８１のうち、中心点８１０よりも軸方向下方に位置し、かつ、中心軸９からの距離がＬ１（第１の距離）である部分を第１接触部Ｐ１と称する。また、鋼球８１のうち、中心軸９からの距離がＲ（第２の距離）である部分を第２接触部Ｐ２と称する。第１接触部Ｐ１と、第２接触部Ｐ２とは、それぞれ、中心軸９からの距離が同一である環状の接触部である。なお、図９には、第１接触部Ｐ１のうちの１点と、第２接触部Ｐ２のうちの１点が示されている。
【００６５】
図９では、めっき膜７２のうち、膜厚が平均膜厚Ｌ２である部分の表面上の点Ｍよりも上方の領域において鋼球８１がめっき膜７２と接触している。そこから、鋼球８１が下方へ移動すると、鋼球８１のうち第１接触部Ｐ１が最初に点Ｍに接触する。さらに鋼球８１が下方へ移動すると、当該部分に接触する鋼球８１の接触部の半径は次第に大きくなる。そして、鋼球８１のうち最も中心軸９からの距離が大きい第２接触部Ｐ２が点Ｍに接触する。このように、めっき膜７２の表面上の各点に着目すると、ステップＳ１０４中に、第１接触部Ｐ１が接触する第１工程と、第１工程の後に、第２接触部Ｐ２が接触する第２工程とが含まれる。
【００６６】
ノジュール７２１およびうねり部７２２に鋼球８１が接触する場合についても、同様に、鋼球８１が下方へ移動するにつれ、それぞれの表面上の各点に接触する鋼球８１の半径が次第に大きくなる。これにより、ノジュール７２１およびうねり部７２２の膜厚の大きい部分に一気に応力がかかり、これらの部分の周辺の母材７１が塑性変形するのが抑制されている。
【００６７】
そして、ステップＳ１０５では、図１１に示すように、第２母材内周面上に形成されためっき膜７２を均一化させるために、スパロール８２のころ８２１を上側突出部３１５の内周面に接触させながら、スパロール８２を軸方向に移動させる。これにより、第２母材内周面上に形成されためっき膜７２の膜厚を均一化させる。
【００６８】
スパロール８２は、円柱状の本体８２２に対して、複数のころ８２１が周方向に略等間隔に取り付けられた押圧部材である。ころ８２１はそれぞれ、上下に延びる回転軸を中心として回転する。したがって、スパロール８２を上側突出部３１５の径方向内側に配置した場合、ころ８２１のそれぞれについて、本体８２２に対して最も径方向外側に配置される部分が、中心軸９からの距離が同一である複数の接触部の１つとなる。
【００６９】
このように、流体動圧軸受６の軸受装置に含まれる回転部材３１の製造工程において、めっき工程の後に押圧工程を行うことにより、回転部材３１の寸法精度を向上できる。
【００７０】
本実施形態では、棒状の部材を切削することにより母材７１が形成されているため、筋状の凹凸を有する切削痕が残る。母材７１の表面に切削痕があると、切削痕の凹凸が僅かであった場合でも、めっき工程においてノジュール７２１およびうねり部７２２が生じやすくなる。このため、本発明が特に有用である。
【００７１】
また、本実施形態では、母材７１が、快削成分を含む金属により形成されている。これにより、切削面において快削成分が露出し、ノジュール７２１が生じる原因となる場合がある。したがって、母材７１に快削成分が含まれている場合、めっき膜７２の表面を平滑化する必要性が高い。
【００７２】
また、本実施形態では、回転部材３１の有する内周面に動圧溝が設けられている。母材７１の表面に動圧溝の凹凸があると、凹部と凸部との境界部分においてノジュール７２１が生じやすくなる。このため、本発明が特に有用である。
【００７３】
＜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、上述の実施形態に限定されない。
【００７４】
上述の実施形態では、押圧部材として鋼球およびスパロールを用いているが、他の種類の押圧部材を用いてもよい。例えば、押圧部材としてリーマを用いてもよいし、円柱状等の種々の形状の金属部材を用いてもよい。
【００７５】
また、上述の実施形態では、軸受部材の母材を切削により形成したが、他の方法により母材を形成してもよい。その場合であっても、押圧工程において母材を塑性変形させずにめっき膜を平滑化させることにより、軸受部材の寸法精度を向上できる。
【００７６】
また、上述の実施形態では、複数の動圧溝を切削により形成したが、他の方法により複数の動圧溝を形成してもよい。複数の動圧溝を、例えば、電解加工または転造加工により形成してもよい。
【００７７】
また、本発明のスピンドルモータは、磁気ディスク以外の光ディスク等のディスクを回転させるためのモータであってもよい。
【００７８】
また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述の実施形態および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】
【００７９】
本発明は、流体軸受装置の製造方法およびスピンドルモータに利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ディスク駆動装置
２  静止部
３  回転部
６  流体動圧軸受
９  中心軸
１１  スピンドルモータ
２２  シャフト
２３  下環状部材
３１  回転部材
６０  潤滑液
６１  ラジアル動圧溝列
６２  第１スラスト動圧溝列
６３  第２スラスト動圧溝列
６４  ポンピング溝列
７１  母材
７２  めっき膜
８１  鋼球
８２  スパロール
３１０  中央貫通孔
３１１  内側円筒部
３１２  接続部
３１３  外側円筒部
３１４  ディスク載置部
３１５  上側突出部
３１６  下側突出部
７１１  第１母材内周面
７２１  ノジュール
７２２  うねり部
【図１】
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【図２】
2016089919.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016089919.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2016089919.tif 000010
【図９】
2016089919.tif 000011
【図１０】
2016089919.tif 000012
【図１１】
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