(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度かつ高い生産性にて、シャフトに動圧溝を形成する電解工具を製造する。【解決手段】金属により形成された内側部材の円柱面状または円錐台面状の外側面に、動圧溝形成用の凸状部を形成する工程と、前記凸状部間に絶縁材料を付与する工程と、前記凸状部および前記絶縁材料の表面を導電膜で覆う工程と、電析により前記導電膜上に外筒部を金属にて形成する工程と、前記凸状部および前記絶縁材料のうち前記外筒部の内周近傍の部位を残しつつ、前記凸状部の断面が電極部として露出するように前記内側部材を取り除いて電極内側面を形成する工程とを備える。【選択図】図２３
2009269163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）金属により形成された内側部材の円柱面状または円錐台面状の外側面に、動圧溝形成用の凸状部を形成する工程と、
ｂ）前記凸状部間に絶縁材料を付与する工程と、
ｃ）前記凸状部および前記絶縁材料の表面を導電膜で覆う工程と、
ｄ）電析により前記導電膜上に外筒部を金属にて形成する工程と、
ｅ）前記凸状部および前記絶縁材料のうち前記外筒部の内周近傍の部位を残しつつ、前記凸状部の断面が電極部として露出するように前記内側部材を取り除いて電極内側面を形成する工程と、
を備える電解加工具の製造方法。
【請求項２】
前記ｂ）工程が、
前記内側部材の前記外側面を絶縁材料にて覆う工程と、
前記絶縁材料の一部を外側から取り除いて前記凸状部を露出させる工程と、
を備える請求項１に記載の電解加工具の製造方法。
【請求項３】
前記ｃ）工程において、前記導電膜を無電解めっきにて形成する請求項１または２に記載の電解加工具の製造方法。
【請求項４】
前記ａ）工程において、前記凸状部を前記内側部材の中心軸方向における２箇所において前記中心軸を中心とする周方向に形成する請求項１ないし３のいずれかに記載の電解加工具の製造方法。
【請求項５】
前記ｅ）工程において、前記電極内側面を円筒面状に形成する請求項１ないし４のいずれかに記載の電解加工具の製造方法。
【請求項６】
ａ）金属により形成された内側部材の円柱面状または円錐台面状の外側面に動圧溝形成用の凸状部を形成する工程と、
ｂ）金属により形成された外側部材の穴部に前記内側部材を挿入し、前記凸状部と前記穴部の内側面とを接触させ、前記凸状部と前記内側面とを接合するとともに電気的に接続する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程の後または前に前記凸状部の周囲に絶縁材料を付与することにより、前記ｂ）工程の後における前記内側部材と前記外側部材との間を前記絶縁材料にて満たされた状態とする工程と、
ｄ）前記凸状部および前記絶縁材料のうち前記外側部材の前記内側面近傍の部位を残しつつ前記内側部材を取り除くことにより、前記凸状部の断面が電極部として露出する電極内側面を形成する工程と、
を備える電解加工具の製造方法。
【請求項７】
前記ａ）工程において、前記内側部材の前記凸状部の先端に前記内側部材および前記外側部材の本体よりも融点が低い金属にて第１めっき層を形成し、前記ｂ）工程において、前記外側部材の前記内側面に前記内側部材および前記外側部材の本体よりも融点が低い金属にて第２めっき層を形成し、
前記ｂ）工程において、前記第１めっき層と前記第２めっき層とが接触した状態にて前記第１めっき層および前記第２めっき層を加熱により溶融した後に固化させ、前記凸状部と前記内側面とを接合する請求項６に記載の電解加工具の製造方法。
【請求項８】
前記ｃ）工程において、前記内側部材と前記外側部材との間に前記絶縁材料として熱硬化性樹脂を注入するとともに、加熱により前記絶縁材料を硬化させる請求項６または７に記載の電解加工具の製造方法。
【請求項９】
前記ａ）工程において、前記凸状部を前記内側部材の中心軸方向における２箇所において前記中心軸を中心とする周方向に形成する請求項６ないし８のいずれかに記載の電解加工具の製造方法。
【請求項１０】
前記ｄ）工程において、前記電極内側面を円筒面状に形成する請求項６ないし９のいずれかに記載の電解加工具の製造方法。
【請求項１１】
前記内側部材の前記外側面および前記外側部材の前記内側面が、前記外側部材に対する前記内側部材の挿入方向に向かって径が僅かに漸次減少する請求項６ないし１０のいずれかに記載の電解加工具の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の製造方法により製造された電解加工具内に挿入されて電解加工が行われることにより外側面に動圧溝が形成されたシャフトと、
前記シャフトが挿入されるスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に保持される流体動圧発生用の潤滑油と、
を備える流体動圧軸受機構。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の製造方法により製造された電解加工具と、
シャフトが前記電解加工具の前記電極内側面内に非接触にて挿入された状態で前記シャフトおよび前記電解加工具を保持するとともに、前記シャフトに接続される陽極端子、および、前記電解加工具に接続される陰極端子を有する電解加工部と、
前記シャフトと前記電解加工具との間の間隙に電解液を供給する電解液供給部と、
前記電解液が供給される間に、前記シャフトと前記電解加工具との間に電圧を付与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源と、
を備える電解加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体状の部材の外側面に動圧溝を形成する電解加工装置に関する。
【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いる。このような軸受機構では、シャフトの外周またはスリーブの内周にラジアル動圧を発生させる動圧溝が設けられる。動圧溝を加工する方法としては、電解加工法が提案されている。電解加工法では、電解液内にて導電体である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。特にシャフトに電解加工を行う場合には、円柱部材の表面に高精度の動圧溝を加工するために、加工具側の電極の製造または加工方法に工夫が必要となる。
【０００３】
例えば、特開２００６−１４２４２１号公報では、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いる。特開２００６−１４２４２１号公報の段落００２７では、「電極２１の本体２１ａと電極２２の本体２２ａを別々に加工可能であるため、加工される部分の軸方向高さが低くなっており、そのため、それぞれについて機械加工が可能になる。その結果、溝３５の加工精度が向上する。」と記載されている。
【０００４】
また、特開平５−８１１１号公報では、電解加工法による円形棒状物への溝加工方法が開示されている。特開平５−８１１１号公報の段落００１７に記載されているように、当該溝加工方法では、電極と被加工軸が互いに外周面を接触または近接させつつ転動することにより電極の溝パターンが被加工軸の表面へ溶解転写される。
【０００５】
なお、特許第３３３９７９２号公報の段落００４２には、「この電極工具１４３は、そのスラスト軸受素材４２に対向する部分が、電極部１４３ｃを覆う非導電性材料１４３ｂと、この非導電性材料１４３ｂで覆われない動圧溝に対応する電極露出部１４３ａと、から構成されていると共に、上記電極露出部１４３ａの表面が上記非導電性材料１４３ｂの表面に対して面一となるように構成されている。」と記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１４２４２１号公報
【特許文献２】特開平５−８１１１号公報
【特許文献３】特許第３３３９７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特開２００６−１４２４２１号公報に記載の手法では、電解加工具が２つの部材に分かれており、各部材の内側面にエンドミルを用いて動圧溝に対応する電極パターンが形成される。これにより、２つの部材の動圧溝の軸方向の位置決め精度が低下するおそれがある。また、円筒面状の内側面に対して加工が行われるため、微細な加工や加工途上において内部を確認することが容易ではなく、加工精度に限界がある。なお、特開平５−８１１１号公報に記載の加工方法では、電極および被加工物を共に転動させながら電解加工を行うため、加工精度を向上することが困難であり、加工時間も長くなる。
【０００７】
本発明は、高精度かつ高い生産性にて、シャフトに動圧溝を形成する電解加工具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】
【０００８】
本発明の第１の側面に係る電解加工具の製造方法は、ａ）金属により形成された内側部材の円柱面状または円錐台面状の外側面に動圧溝形成用の凸状部を形成する工程と、ｂ）金属により形成された外側部材の穴部に前記内側部材を挿入し、前記凸状部と前記穴部の内側面とを接触させ、前記凸状部と前記内側面とを接合するとともに電気的に接続する工程と、ｃ）前記ｂ）工程の後または前に前記凸状部の周囲に絶縁材料を付与することにより、前記ｂ）工程の後における前記内側部材と前記外側部材との間を前記絶縁材料にて満たされた状態とする工程と、ｄ）前記凸状部および前記絶縁材料のうち前記外側部材の前記内側面近傍の部位を残しつつ前記内側部材を取り除くことにより、前記凸状部の断面が電極部として露出する電極内側面を形成する工程と、を備える。
【０００９】
本発明の第２の側面に係る電解加工具の製造方法は、ａ）金属により形成された内側部材の円柱面状または円錐台面状の外側面に、動圧溝形成用の凸状部を形成する工程と、ｂ）前記凸状部間に絶縁材料を付与する工程と、ｃ）前記凸状部および前記絶縁材料の表面を導電膜で覆う工程と、ｄ）電析により前記導電膜上に外筒部を金属にて形成する工程と、ｅ）前記凸状部および前記絶縁材料のうち前記外筒部の内周近傍の部位を残しつつ、前記凸状部の断面が電極部として露出するように前記内側部材を取り除いて電極内側面を形成する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高精度かつ高い生産性にて、シャフトに動圧溝を形成する電解加工具を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るモータの縦断面図である。
【図２】図２は、シャフトの正面図である。
【図３】図３は、電解加工装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、電解加工ユニット近傍を示す縦断面図である。
【図５】図５は、電解加工具を示す縦断面図である。
【図６】図６は、電解加工具の製造の流れを示す図である。
【図７】図７は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図８】図８は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図９】図９は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１０】図１０は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１１】図１１は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１２】図１２は、凸状部近傍の拡大図である。
【図１３】図１３は、電解加工具の他の例を示す図である。
【図１４】図１４は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１５】図１５は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１６】図１６は、他の例に係るモータの一部を示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、電解加工具を示す縦断面図である。
【図１８】図１８は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図１９】図１９は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２０】図２０は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２１】図２１は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２２】図２２は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２３】図２３は、第２の実施形態に係る電解加工具の製造の流れを示す図である。
【図２４】図２４は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２５】図２５は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２６】図２６は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２７】図２７は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２８】図２８は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図２９】図２９は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。
【図３０】図３０は、電解加工具を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書では、中心軸Ｊ１，Ｊ２方向において、図中の上側を単に「上側」と呼び、図中の下側を単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は、必ずしも重力方向と一致する必要はない。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動式の小型スピンドルモータ１を示す縦断面図である。小型スピンドルモータ１を以下では「モータ１」と呼ぶ。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、回転体であるロータ部１１および固定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流体動圧軸受機構である軸受機構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。
【００１４】
ロータ部１１は、ロータハブ１１１および界磁用磁石１１２を備える。ロータハブ１１１には、磁気ディスクである記録ディスク１４が固定される。円環状の界磁用磁石１１２は、ロータハブ１１１の内側面に取り付けられる。ステータ部１２は、ベースブラケット１２１および電機子１２２を備える。ベースブラケット１２１は、中央に穴部が形成されたベース部である。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。電機子１２２は、ベースブラケット１２１の穴部の周囲にて取り付けられ、多極着磁された界磁用磁石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。
【００１５】
軸受機構１３は、シャフト１３１、スラストプレート１３２、スリーブ１３３、スリーブハウジング１３４、シールキャップ１３５、および、流体動圧発生用の潤滑油１３６を備える。シャフト１３１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（ステータ部１２側）に突出する。シャフト１３１の下端には、円板状のスラストプレート１３２が取り付けられる。シャフト１３１が挿入されるスリーブ１３３は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状である。スリーブ１３３の外周は、有底円筒状のスリーブハウジング１３４により覆われる。また、スリーブハウジング１３４の内側において、スリーブ１３３の上方には環状のシールキャップ１３５が配置される。スリーブ１３３は、多孔質部材となっている。液晶ポリマー等の樹脂製である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１３６を保持する役割を果たす。
【００１６】
軸受機構１３では、潤滑油１３６がシールキャップ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の外側面との間に連続して保持される。さらに、潤滑油１３６は、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連続して保持される。そして、シャフト１３１が、スリーブ１３３により潤滑油１３６を介して回転可能に支持される。
【００１７】
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いる。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１３６の流出が防止される。スリーブ１３３の下端面およびスラストプレート１３２の下面には、ロータ部１１の回転時に潤滑油１３６に対して、中心軸Ｊ１に向かう圧力を発生させるスパイラル状の動圧溝が形成されている。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、並びに、スラストプレート１３２の下面およびスリーブハウジング１３４により、軸受機構１３のスラスト動圧軸受部が構成される。
【００１８】
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、周方向に配列された複数のヘリングボーン形状の溝の集合である動圧溝１３１１が中心軸Ｊ１方向の２箇所に形成されている。シャフト１３１が回転すると、動圧溝１３１１により、図１に示すスリーブ１３３の内側面との間に潤滑油１３６によるラジアル動圧が発生する。シャフト１３１の径は２〜４ｍｍの小径であり、シャフト１３１は黄銅（真鍮）やステンレス鋼等で形成されている。また、シャフト１３１は、下端部に雌ネジ部１３１２を有する。雌ネジ部１３１２には、雄ネジ部を有するスラストプレート１３２が取り付けられる。図１のモータ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１３６を介して非接触にて支持する。これにより、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。
【００１９】
次に、シャフト１３１の製造において、電解加工（ＥＣＭ（Electrochemical Machining））にて、シャフト１３１に流体動圧発生用の動圧溝１３１１を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る。電解加工装置２は、電解加工ユニット２１、電源２２および循環機構２３を備える。電解加工部である電解加工ユニット２１は、ハウジング２１１および電解加工具３を有し、電源２２に接続される。筒状の部材である電解加工具３が内側面に有する電極は、ハウジング２１１内のシャフト１３１の外側面に対向する。シャフト１３１と電解加工具３との間には、電源２２により電圧が印加可能とされる。
【００２０】
電解液２３８の循環を行う循環機構２３は、貯留タンク２３１、供給ポンプ２３２、電解液供給部２３３ａ、電解液排出部２３３ｂ、フィルタ２３４、回収タンク２３５、ポンプ２３６およびフィルタ２３７を備える。貯留タンク２３１は、電解液２３８を貯留する。供給ポンプ２３２は、電解液２３８を電解加工ユニット２１に流入させる。電解液供給部２３３ａは、シャフト１３１と電解加工具３との間の間隙に、電解液２３８を供給する。電解加工ユニット２１のハウジング２１１の下部に接続された電解液排出部２３３ｂは、電解液２３８を排出する。フィルタ２３４は回収された電解液２３８から固形物を除去する。回収タンク２３５は、フィルタ２３４からの電解液２３８を貯留する。ポンプ２３６は、電解液２３８を回収タンク２３５から貯留タンク２３１へと送り出す。フィルタ２３７は、ポンプ２３６からの電解液２３８を濾過して再度使用可能な状態に戻す。循環機構２３の各部は、配管等で接続される。電解液２３８は、矢印２３８ａにて示すように電解加工装置２内を循環する。電解液２３８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。
【００２１】
図４は、電解加工ユニット２１を示す拡大図である。電解加工ユニット２１のハウジング２１１は、上側ハウジング部２１１１および下側ハウジング部２１１２を有する。上側ハウジング部２１１１は、中央に穴部２１１３を有する。穴部２１１３の上側の開口には、電解液供給部２３３ａが取り付けられる。下側ハウジング部２１１２は、中心軸Ｊ２を中心とする有底略円筒状であり、下部の側部を貫通する穴部２１１５を有する。穴部２１１５の外側の開口部に、電解液排出部２３３ｂが取り付けられる。また、下側ハウジング部２１１２の内側面には、中心軸Ｊ２を中心とする略円筒状の電解加工具３が保持される。電解加工具３の上側および下側には、それぞれ中央に穴部を有する略円板状の２つのシャフト固定部２１１４が固定される。
【００２２】
下側ハウジング部２１１２の側部に設けられた穴部２１１５とは別の貫通穴には、円柱状の陰極端子２１１７が挿入されて固定される。そして、陰極端子２１１７の先端が電解加工具３の外側面に当接することにより、電解加工具３と陰極端子２１１７とが電気的に接続される。さらに、下側ハウジング部２１１２の底部に設けられた貫通穴に、略円柱状の陽極端子２１１６が挿入されて固定される。陽極端子２１１６および陰極端子２１１７が、図３に示すように電源２２に接続される。なお、上側ハウジング部２１１１および下側ハウジング部２１１２は、共に非導電性の材料にて形成される。
【００２３】
図５は電解加工具３の縦断面図である。電解加工具３は、円筒状の外側部材３１、めっき層３２、絶縁部材である樹脂３４、および、内側面に露出する電極部３３を有する。外側部材３１の内側面は、めっき層３２により覆われる。めっき層３２が樹脂３４によりさらに被覆されて、電解加工具３の内側面の大部分が形成される。電極部３３の表面と樹脂３４の表面とは、同一の円筒面を形成している。以下、この円筒面を「電極内側面３５」と呼ぶ。また、電極部３３は、シャフト１３１に形成される予定の動圧溝のパターンに対応する複数のヘリングボーン形状であり、中心軸Ｊ２方向の２箇所にて周方向に並んで設けられる。
【００２４】
次に、電解加工によるシャフト１３１への動圧溝１３１１の形成について説明する。まず、図４に示す上側ハウジング部２１１１が、下側ハウジング部２１１２から外される。下側ハウジング部２１１２の内部には、シャフト１３１が配置される。シャフト１３１は、中心を中心軸Ｊ２に一致させつつ、２つのシャフト固定部２１１４に隙間ばめの状態で挿入され、シャフト１３１の下端に陽極端子２１１６の上端が当接する。これにより、シャフト１３１は、陽極端子２１１６に電気的に接続されるとともに、電解加工具３の電極内側面３５内に非接触にて挿入された状態で保持される。このとき、シャフト１３１の外側面と電解加工具３との間の間隙は、２０〜５０μｍとされる。その後、上側ハウジング部２１１１が下側ハウジング部２１１２の上部に取り付けられ、ハウジング２１１の内部が密閉される。
【００２５】
次に、図３に示すように電解液２３８が、電解液供給部２３３ａからハウジング２１１の内部に供給される。電解液２３８は、シャフト固定部２１１４に形成された複数の貫通穴を通過して、シャフト１３１の外側面と電解加工具３の電極内側面３５との間の間隙を下方に向かって流れる。電解加工具３内を通過した電解液２３８は、下側のシャフト固定部２１１４の複数の穴部を介して、下側ハウジング部２１１２内の下部に移動し、電解液排出部２３３ｂから排出される。このとき、電源２２によりシャフト１３１と電解加工具３との間に電圧が印加されることにより、電解液２３８を介して電極部３３とシャフト１３１との間に電流が流れる。シャフト１３１の表面のうち、電極部３３に対向する部位からはシャフト１３１の材質である金属が電解作用により溶出し、樹脂３４に対向する部位からは金属は溶出しない。その結果、図２に示すように、シャフト１３１の外側面に細いヘリングボーン形状の電極部３３よりも太いヘリングボーン形状の動圧溝１３１１が形成される。
【００２６】
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、電流計等で計測しつつ所定の電気量に達したときに電源２２が切断されることにより、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く、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よい。
【００２７】
図６は、電解加工具３の製造の流れを示す図である。図７ないし図１１は、電解加工具３の製造途上の様子を示す図である。まず、図７に示すように、後の工程にて外側部材３１（図５参照）に挿入される中心軸Ｊ２を中心とする円柱状の内側部材３６が準備される。内側部材３６は、銅により形成される。内側部材３６の外側面は、図７の上方から下方に向かって径が僅かに漸次減少するテーパ状となっている。ただし、テーパは、例えば、半径の減少が１０〜２０μｍ程度と微小であるため、図７では示していない。次に、内側部材３６の外側面に５〜１０μｍのスズのめっきが施されて、第１めっき層３２１が形成される。これにより、第１めっき層３２１の表面が、内側部材３６の外側面３６２とされる。めっき後の外側面３６２の形状も、めっき前の外側面と同様に僅かにテーパ状となる。
【００２８】
一方、図８に示すように、ステンレス鋼により形成された中心軸Ｊ２を中心とする略円筒状の外側部材３１が準備される。外側部材３１の内側面は、図８の上方から下方に向かって径が僅かに漸次減少するテーパ状となっている。ただし、図７と同様にテーパは微小であるため、図８では示していない。外側部材３１の内側面には、下地処理として銅のめっきが施され、その上に５〜１０μｍのスズのめっきが追加されて、第２めっき層３２２が形成される（ステップＳ１１）。これにより、第２めっき層３２２の表面が、外側部材３１の穴部３１１の内側面３１２となる。めっき後の内側面３１２の形状も、めっき前と同様のテーパ状となる。
【００２９】
次に、図９に示すように、内側部材３６の外側面３６２および第１めっき層３２１が、エンドミル等により切削される。これにより、内側部材３６の外側面３６２に径方向外方に突出するとともに、先端部に第１めっき層３２１を有する凸状部３６１が中心軸Ｊ２方向における２箇所に形成される。凸状部３６１は、中心軸Ｊ２を中心とする周方向に形成された複数のヘリングボーン形状であり、電解加工時にシャフト１３１に形成される予定の動圧溝１３１１（図２参照）に対応して配列される（ステップＳ１２）。
【００３０】
凸状部３６１が形成されると、図１０に示すように、外側部材３１の穴部３１１に内側部材３６が、図１０の上方から下方に向かって中心軸Ｊ２方向に挿入される。内側部材３６の外側面３６２は、外側部材３１に対する内側部材３６の挿入方向に向かって径が僅かに漸次減少している。ここで、外側面３６２は、凸状部３６１の先端の集合が形成する面であり、凸状部３６１の形成前の外側面に対応する。また、外側部材３１の内側面３１２も、外側部材３１に対する内側部材３６の挿入方向に向かって径が僅かに漸次減少している。これにより、内側部材３６を外側部材３１に当接するまで容易に挿入することができる。そして、外側部材３１の内側面３１２と内側部材３６の凸状部３６１の先端とが当接し、組立体が形成される（ステップＳ１３）。
【００３１】
さらに、凸状部３６１の第１めっき層３２１と穴部３１１の内側面３１２の第２めっき層３２２とが接触した状態で外部から加熱が行われ、第１めっき層３２１および第２めっき層３２２が溶融する。例えば、スズの融点は約２４０℃であるため、組立体は約２８０℃まで加熱される。その後、冷却により第１めっき層３２１および第２めっき層３２２が固化して、一体のめっき層３２となる。これにより、凸状部３６１と穴部３１１の内側面３１２とが物理的に接合されて、外側部材３１および内側部材３６の接合体３７が形成される（ステップＳ１４）。なお、凸状部３６１と穴部３１１の内側面３１２とは、めっき層３２を介して電気的にも接続される。
【００３２】
接合体３７が形成されると、接合体３７の周囲が減圧され、図１１に示すように接合体３７の外側部材３１と内側部材３６との間の間隙に、絶縁材料である熱硬化性の樹脂３４が注入される。その後、樹脂３４は加熱により硬化する（ステップＳ１５）。このとき、減圧環境下で樹脂３４を注入することにより、接合体３７の樹脂３４内に気泡が残留することが防止される。樹脂３４にはフィラーとしてアルミナが含有されており、熱膨張率が低くされることにより、樹脂３４の熱による体積の変化が抑制される。なお、樹脂３４のフィラーには、二酸化ケイ素、炭化ケイ素等が用いられてもよい。
【００３３】
接合体３７が完成すると、接合体３７に対して図５に示す円筒面状の電極内側面３５を形成するための切削が行われる。図１２は、図１１に示す接合体３７の接合面近傍の拡大図であり、電極内側面３５の位置を一点鎖線にて示している。電極内側面３５の形成では、中心軸を中心とする円筒面状に貫通穴を形成する切削が行われ、凸状部３６１および樹脂３４のうち、外側部材３１の内側面３１２近傍の部位を残しつつ、内側部材３６が取り除かれる。これにより、凸状部３６１の断面が、電極部３３の表面として電解加工具３の内側に露出する電極内側面３５が形成され、図５に示す電解加工具３が完成する（ステップＳ１６）。
【００３４】
なお、内側部材３６は銅にて形成されるため、電極内側面３５を形成する切削は容易に行われる。また、内側部材３６および外側部材３１の接触面近傍は既述のように僅かにテーパ状となっているが、凸状部３６１の径方向の大きさは内側部材３６および外側部材３１の接触面の傾斜の径方向の幅よりも大きい。すなわち、凸状部３６１の径方向の大きさは、凸状部３６１が形成される領域における傾斜による径の減少幅よりも大きいため、切削により円筒面状の電極内側面３５に全ての凸状部３６１の断面が露出する。
【００３５】
以上に説明したように、電解加工具３の製造では、動圧溝形成用の凸状部３６１の形成された内側部材３６が外側部材３１に挿入されて接合された後、切削加工により電極内側面３５が形成される。これにより、高精度かつ高い生産性にて、シャフト１３１に動圧溝１３１１を形成する電解加工具３を製造することができる。
【００３６】
また、電極部３３である２箇所の動圧溝のパターンを同時に形成することができ、２つのラジアル軸受部の軸方向の間隔が安定する。さらに、細く長いエンドミルのような破損しやすい工具を必要としないことから、加工対象であるシャフトの長さに制約を受けることなく、小径加工用の小型の電解加工具が容易に製作可能とされる。特に、工具にて加工が困難な電極部３３を、円筒面状の電極内側面３５に有する電解加工具３が容易に製作可能とされ、電極パターンが正確に形成されているか否かを内側部材３６の加工時に容易に確認することができる。形成可能な動圧溝のパターンの自由度も向上する。電解加工具３では、凸状部３６１は中心軸Ｊ２に対して直角に突出するため、仮に電極内側面３５の径にばらつきが生じても、電極部３３の軸方向の位置は変化しない。これにより、電解加工時におけるシャフト１３１に対する動圧溝１３１１の位置決めを、容易かつ正確に行うことができる。上記効果は後述の第２の実施形態においても同様である。
【００３７】
内側部材３６と外側部材３１との接合では、内側部材３６および外側部材３１よりも融点が低い金属にて形成された第１めっき層３２１と第２めっき層３２２とを溶融させ、容易にこれらの接合を行うことができる。また、内側部材３６と外側部材３１とが金属結合しているため、電解加工時に加工電流が流れ易く安定するとともに、内側部材３６と外側部材３１とが剥離することはなく、信頼性の高い電極が得られる。さらに、内側部材３６の外側面３６２および外側部材３１の内側面３１２がテーパ状とされることにより、内側部材３６の外側部材３１への挿入を容易に行うことができる。
【００３８】
図１３は、電解加工具の他の例を示す図である。図１３に示す電解加工具３ａは、図５の電解加工具３と比較してめっき層３２が存在しない点で異なり、他は同様となっている。図１４および図１５は、電解加工具３ａの製造途上の様子を示す図である。電解加工具３ａの製造の流れは、図６に示す電解加工具３の製造の流れからステップＳ１１が省略され、他は類似した処理となっている。
【００３９】
電解加工具３ａの製造では、まず、外側面が僅かにテーパ状となっている円柱状の内側部材３６が準備される。内側部材３６の外側面３６２はエンドミル等により切削され、図１４に示すように、凸状部３６１が形成される（ステップＳ１２）。凸状部３６１は、図２に示すシャフト１３１に形成される予定の動圧溝に対応する。凸状部３６１の形状は、めっき層を除き図９に示すものと同様であり、中心軸Ｊ２方向における２箇所に形成される。次に、円筒状の外側部材３１が準備され、図１４に示すように、外側部材３１の穴部３１１に内側部材３６が上方から下方に向かって中心軸Ｊ２に沿って圧入される。これにより、外側部材３１の内側面３１２と内側部材３６の凸状部３６１の先端である外側面３６２とが当接して、組立体が形成される（ステップＳ１３）。このとき、図１０に示すものと同様に、凸状部３６１の先端の集合により形成される面である内側部材３６の外側面３６２が、外側部材３１に対する内側部材３６の挿入方向に向かって、径が僅かに漸次減少している。また、外側部材３１の内側面３１２も、外側部材３１に対する内側部材３６の挿入方向に向かって径が僅かに漸次減少している。これにより、内側部材３６を外側部材３１に当接するまで容易に挿入することができる。
【００４０】
次に、組立体の周囲が減圧され、内側部材３６が下方に向かって加圧されるとともに、８００℃〜９００℃の高温にて組立体が加熱される。これにより、凸状部３６１の先端と内側面３１２とが拡散接合にて金属結合し、接合体３７が形成される（ステップＳ１４）。なお、内側部材３６の材料として外側部材３１よりも線膨張係数が大きいものが選択されることにより、拡散接合をより容易に行うことができる。
【００４１】
接合体３７が形成されると、図１５に示すように、接合体３７の周囲が減圧された状態で、接合体３７の外側部材３１と内側部材３６との間の間隙に、熱硬化性の樹脂３４が注入される。そして、加熱により樹脂３４は硬化する（ステップＳ１５）。その後、切削による電極内側面３５（図１３参照）の形成が行われ、図１２に示すものと同様に凸状部３６１および樹脂３４のうち外側部材３１の内側面３１２近傍の部位を残しつつ、内側部材３６が取り除かれる。これにより、凸状部３６１の断面が電極部３３の表面として、電解加工具３の内側に露出し、図１３に示す電解加工具３ａが完成する（ステップＳ１６）。
【００４２】
以上に説明したように、電解加工具３ａの製造においても、動圧溝形成用の凸状部３６１が形成された内側部材３６が外側部材３１に挿入されて接合された後、切削加工により電極内側面３５が形成される。これにより、高精度かつ高い生産性にて、シャフト１３１に動圧溝１３１１を形成する電解加工具３ａを製造することができる。また、電極部３３である２箇所の動圧溝のパターンを同時に形成することができ、２つのラジアル軸受の軸方向の間隔が安定する。さらに、小径加工用の小型の電解加工具が容易に製作可能とされ、電極パターンが正確に形成されているか否かを内側部材３６の加工時に容易に確認することができる。凸状部３６１は中心軸Ｊ２に対して垂直に突出するため、仮に電極内側面３５の径にばらつきが生じても、電極部３３の軸方向の位置は変化しない。これにより、電解加工時におけるシャフト１３１に対する動圧溝１３１１の位置決めを、容易かつ正確に行うことができる。
【００４３】
図１６は、他の例に係る軸受機構１３ａを有するモータ１ａの一部を示す縦断面図である。モータ１ａのロータ部１１ａは、ロータハブ１１１および界磁用磁石１１２を有する。略円板状のロータハブ１１１は、中央に穴部を有する。界磁用磁石１１２は、ロータハブ１１１の下面に取り付けられる。なお、界磁用磁石１１２の外側には、電機子が配置される。軸受機構１３ａは、シャフト１３１ａ、スリーブ１３３ａ、抜止部材１３７および流体動圧発生用の潤滑油１３６を有する。ベースブラケット１２１に固定されるスリーブ１３３ａは、シャフト１３１ａが挿入される逆円錐台面状の内側面を有する。略円環状の抜止部材１３７は、スリーブ１３３ａの上端部に取り付けられる。また、ロータハブ１１１は、シャフト１３１ａの上端に取り付けられ、軸受機構１３ａにより中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される。
【００４４】
シャフト１３１ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状の上部１３１３および逆円錐台状の下部１３１４を有する。下部１３１４は、上方から下方に向かって漸次径が減少する。下部１３１４の外側面には、複数のヘリングボーン形状の溝の集合である動圧溝１３１１ａが形成される。動圧溝１３１１ａは、電解加工により形成される。電解加工装置は、図３および図４に示すものと比べ、シャフトおよび電解加工具の形状が異なる点を除きほぼ同様とされる。
【００４５】
図１７は、図１６のシャフト１３１ａに動圧溝１３１１ａを形成するための電解加工具３ｂを示す縦断面図である。電解加工具３ｂは、図５に示す電解加工具３の電極内側面３５を逆円錐台面としたものであり、外側部材３１、めっき層３２、絶縁部材である樹脂３４、および、内側面に露出する電極部３３を有する。外側部材３１は、中心軸Ｊ２を中心とする円環状である。外側部材３１の内側面は、めっき層３２により覆われる。めっき層３２は樹脂３４にさらに被覆されて、電解加工具３ｂの内側面の大部分が形成される。電極部３３の表面と樹脂３４の表面とは、シャフト１３１ａの下部の外側面に対応する逆円錐台面状の電極内側面３５を形成する。また、電極部３３は、形成される予定の動圧溝のパターンに対応する複数のヘリングボーン形状となっている。
【００４６】
図１８ないし図２２は、電解加工具３ｂの製造途上の様子を示す図である。電解加工具３ｂの製造の流れは、図６に示すものと同様である。まず、図１８に示すように、中心軸Ｊ２を中心とする逆円錐台状の内側部材３６が準備される。内側部材３６は、銅により形成される。内側部材３６の外側面は、図１８の上方から下方に向かって径が漸次減少する。そして、内側部材３６の外側面３６２に、スズのめっきが施されて第１めっき層３２１が形成され、第１めっき層３２１の表面が内側部材３６の外側面３６２とされる。一方、図１９に示すように、中心軸Ｊ２を中心とする円環状であり、逆円錐台面状の内側面を有する外側部材３１が準備される。外側部材３１の内側面にも、めっきが施されて第２めっき層３２２が形成され、第２めっき層３２２の表面が外側部材３１の内側面３１２となる（ステップＳ１１）。
【００４７】
次に、図２０に示すように、内側部材３６の外側面３６２がエンドミル等により切削され、凸状部３６１が形成される（ステップＳ１２）。凸状部３６１は、先端部に第１めっき層３２１を有し、シャフト１３１ａの動圧溝１３１１ａ（図１６参照）に対応する形状となっている。凸状部３６１が形成されると、図２１に示すように外側部材３１に内側部材３６が中心軸Ｊ２方向に沿って挿入され、内側部材３６の凸状部３６１の先端と外側部材３１の内側面３１２とが当接する（ステップＳ１３）。さらに、凸状部３６１の先端と外側部材３１の内側面３１２とが接触した状態で外部から加熱が行われ、第１めっき層３２１および第２めっき層３２２が溶融する。冷却された第１めっき層３２１および第２めっき層３２２は１つのめっき層３２を形成する。これにより、凸状部３６１と内側面３１２とが物理的かつ電気的に接合されて、外側部材３１および内側部材３６の接合体３７が形成される（ステップＳ１４）。
【００４８】
接合体３７が形成されると、接合体３７の周囲が減圧され、図２２に示すように、接合体３７の外側部材３１と内側部材３６との間の間隙に、絶縁材料として熱硬化性の樹脂３４が注入される。そして、樹脂３４は加熱により硬化する（ステップＳ１５）。その後、接合体３７に対して切削が行われ、図２２の凸状部３６１および樹脂３４のうち、外側部材３１の内側面３１２近傍の部位を残しつつ、内側部材３６が取り除かれる。その結果、図１７に示すように、中心軸Ｊ２を中心とする逆円錐台面状の電極内側面３５が形成されて、凸状部３６１の断面が電極部３３の表面として電解加工具３ｂの内側に露出し、電解加工具３ｂが完成する（ステップＳ１６）。
【００４９】
以上に説明したように、電解加工具３ｂの製造では、凸状部３６１の形成された内側部材３６が外側部材３１に挿入されて接合された後、切削加工により電極内側面３５が形成される。これにより、高精度かつ高い生産性にて、シャフト１３１ａに動圧溝１３１１ａを形成する電解加工具３ｂを製造することができる。また、内側部材３６および外側部材３１よりも融点が低い金属にて形成された第１めっき層３２１と第２めっき層３２２とを溶融させることにより、内側部材３６と外側部材３１との接合を容易に行うことができる。その結果、図５に示す電解加工具３と同様に、信頼性の高い電極が得られる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図２３は、本発明の第２の実施形態に係る電解加工具の製造の流れを示す図である。なお、第２の実施形態に係る電解加工具を備える電解加工装置、並びに、当該電解加工装置により製造されたシャフトを有するモータ等は、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
図２４ないし図２９は、電解加工具の製造途上の様子を示す図である。まず、黄銅により形成された、円柱状の内側部材３６が準備される。図２４に示すように、内側部材３６の円柱面状の外側面３６２が、エンドミル等により切削される。これにより、外側面３６２に、動圧溝形成用の凸状部３６１が中心軸Ｊ２方向における２箇所において、中心軸Ｊ２を中心とする周方向に形成される（ステップＳ２１）。
【００５２】
次に、内側部材３６は図示省略の樹脂モールド用金型内に配置され、周囲が減圧される。金型内に、絶縁材料であるエポキシ系樹脂等の熱硬化性の樹脂３４が注入される。樹脂３４は加熱により硬化し、図２５に示すように、内側部材３６の外側面３６２が樹脂３４により覆われる（ステップＳ２２）。
【００５３】
その後、図２６に示すように、樹脂３４および凸状部３６１の先端が外側から切削されて取り除かれる。これにより、凸状部３６１の先端の断面が径方向外側に露出するとともに、樹脂３４と共に同一の円筒面を形成する（ステップＳ２３）。内側部材３６の全体には、下地処理として銅による無電解めっきが施される。これにより、図２７に示すように、導電膜である銅のめっき層３２３により、樹脂３４および凸状部３６１の表面が覆われる（ステップＳ２４）。
【００５４】
なお、無電解によるめっき層３２３は銅以外の金属により形成されてもよく、例えば、ニッケルであってもよい。本実施形態のように内側部材３６が銅や黄銅である場合は、無電解めっき層３２３には銅が採用されることが好ましい。また、ステップＳ２４にて形成される導電膜は、無電解めっきにより形成されるものには限定されず、蒸着やスパッタにより形成されたものであってもよい。
【００５５】
次に、内側部材３６のうちステップＳ２１にて切削加工された部位が、図示省略の電解液漕に浸漬される。そして、めっき層３２３と電解液漕内の電極との間に、電圧が印加される。これにより、図２８に示すように、電析によりめっき層３２３上にニッケルの層が形成される。電気鋳造に準じた手法により、ニッケルの層が十分に成長して径方向に少なくとも２ｍｍ以上の厚さを有する析出部３８が形成されると、内側部材３６は電解液漕から取り出される（ステップＳ２５）。
【００５６】
図２９に示すように、析出部３８および内側部材３６は切削され、析出部３８の外周は中心軸Ｊ２を中心とする円筒面となる。以下、円筒状の析出部３８を「外筒部３８１」と呼ぶ（ステップＳ２６）。そして、図３０に示すように、切削により中心軸Ｊ２を中心とする円筒面状に貫通穴が形成される。このとき、凸状部３６１および樹脂３４のうち、外筒部３８１の内周近傍の部位を残しつつ、凸状部３６１の断面が電極部３３の表面として径方向内側に露出するように、内側部材３６が取り除かれる。これにより、円柱面状の電極内側面３５が形成され、図３０に示す電解加工具３ｃが完成する（ステップＳ２７）。
【００５７】
なお、電解加工具３ｃの電極内側面３５は円柱面状以外にも、図１７に示す電解加工具３ｂのように円錐台面状とされてもよい。この場合、図２４の内側部材３６の外側面３６２は逆円錐台面状とされ、図２３に示す流れにて電解加工具が製造される。
【００５８】
以上に説明したように、第２の実施形態においても、高精度かつ高い生産性にて、シャフト１３１に動圧溝１３１１を形成する電解加工具３ｃを製造することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
例えば、電解加工具３，３ｂの製造において、内側部材３６に凸状部３６１が形成された後に（ステップＳ１２）、凸状部３６１の周囲に耐熱性のある樹脂３４が被覆されてもよい。この場合、樹脂３４の表面が切削されて凸状部３６１の先端を露出させた後、内側部材３６の外側面である樹脂３４の表面および凸状部３６１の露出面に、無電解めっきが施される。なお、めっきは凸状部３６１への電解めっきのみであってもよい。また、外側部材３１の内側面３１２に対してもめっきが施される（ステップＳ１１）。そして、内側部材３６が外側部材３１に挿入されて（ステップＳ１３）加熱により内側部材３６と外側部材３１とが接合される（ステップＳ１４）。すなわち、電解加工具３，３ｂが製造される際には、接合体３７が形成された後に、注入により凸状部３６１の周囲に樹脂３４が付与される以外に、接合前に凸状部３６１の周囲に樹脂３４が付与されてもよい。これにより、接合体３７の内側部材３６と外側部材３１との間が、樹脂３４で満たされた状態が実現される。
【００６１】
また、内側部材３６に第１めっき層３２１を形成するステップＳ１１と、凸状部３６１を形成するステップＳ１２とは、いずれが先に行われてもよい。さらに、めっき層３２を形成する第１めっき層３２１および第２めっき層３２２の材料は、内側部材３６および外側部材３１の本体よりも融点が低ければ、スズ以外の金属が採用されてもよい。例えば、鉛、スズ系合金、亜鉛系合金、金系合金、アルミニウム系合金等の低融点金属が用いられてもよく、低融点のロウ材、半田めっき等が用いられてもよい。
【００６２】
内側部材３６に凸状部３６１を形成する方法は、エンドミルによる切削には限定されず、例えばエッチングが用いられてもよい。内側部材３６は、外側面形状が円柱面状または円錐台面状であればよく、例えば、パイプ状の中空の材料であってもよい。また、電解加工具３ａの製造において、内側部材３６を外側部材３１に対して挿入する際には、圧入に代えて焼きばめやその他の方法が用いられてもよい。なお、焼きばめが行われる場合は、内側部材３６の外側面３６２や外側部材３１の内側面３１２は、テーパ状とされる必要はない。
【００６３】
電解加工具３ｃの製造では、ステップＳ２２において凸状部３６１間に樹脂３４が付与されるのであれば、必ずしも凸状部３６１の先端部が樹脂３４に覆われていなくてもよい。この場合、ステップＳ２３にて、切削加工により凸状部３６１の断面を露出する工程が省略される。
【００６４】
加工性の点から、内側部材３６は銅や黄銅により形成されることが好ましいが、他の金属により形成されてもよい。また、外側部材３１も強度の点からステンレス鋼が用いられることが好ましいが、他の金属により形成されてもよい。さらに、電解加工具３ｃの外筒部３８１も、ニッケル以外の金属により形成されてもよい。
【００６５】
モータ１の用途は磁気ディスクの駆動装置には限定されず、光ディスク、光磁気ディスク等の他のディスク駆動装置に用いられてもよい。また、レーザプリンタに用いられるポリゴンミラーを駆動するモータや、他の装置の小型モータとして用いられてもよい。なお、電解加工具は、シャフト以外の回転体状の部材の外側面への動圧溝の形成に用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る電解加工具の製造方法は、ディスク駆動装置やレーザプリンタに用いられるモータの流体動圧軸受機構の製造に利用することができる。さらに、他の装置に用いられるモータの流体動圧軸受機構の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
２    電解加工装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ    電解加工具
１３，１３ａ    軸受機構
２１    電解加工ユニット
２２    電源
３１    外側部材
３３    電極部
３４    樹脂
３５    電極内側面
３６    内側部材
１３１，１３１ａ    シャフト
２３３ａ    電解液供給部
２３８    電解液
３１１  （外側部材の）穴部
３１２  （穴部の）内側面
３２１    第１めっき層
３２２    第２めっき層
３２３    無電解めっき層
３６１    凸状部
３６２    （内側部材の）外側面
３８１    外筒部
１３１１，１３１１ａ    動圧溝
２１１６    陽極端子
２１１７    陰極端子
Ｊ１，Ｊ２    中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２７    ステップ
【図１】
2009269163.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】
2009269163.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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