JP2009014121A - Dynamic pressure bearing device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動圧軸受装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device and a manufacturing method thereof.
動圧軸受装置は、情報機器、例えばHDD等の磁気ディスク駆動装置、CD−ROM、CD−R/RW、DVD−ROM/RAM等の光ディスク駆動装置、MD、MO等の光磁気ディスク駆動装置等のスピンドルモータ用、レーザビームプリンタ(LBP)のポリゴンスキャナモータ用、プロジェクタのカラーホイール用、あるいは電気機器の冷却ファン等に使用されるファンモータなどの小型モータ用として好適に使用可能である。 The hydrodynamic bearing device is an information device, for example, a magnetic disk drive device such as HDD, an optical disk drive device such as CD-ROM, CD-R / RW, DVD-ROM / RAM, a magneto-optical disk drive device such as MD, MO, etc. It can be preferably used for a small motor such as a fan motor used for a spindle motor, a laser scanner for a laser beam printer (LBP), a color wheel for a projector, or a cooling fan for an electric device.
例えば、特許文献1および特許文献2に示されている動圧軸受装置は、側部および底部を有するコップ状のハウジングと、ハウジングの内周に固定された軸受スリーブと、フランジ部を有する軸部材とを備える。軸受スリーブの内周面と軸部材の外周面との間にはラジアル軸受隙間が形成され、フランジ部の上側端面と軸受スリーブの下側端面との間、およびフランジ部の下側端面とハウジング底部の上側端面との間にそれぞれスラスト軸受隙間が形成される。軸部材が回転すると、各軸受隙間の潤滑流体に動圧が発生し、この動圧作用により軸部材がラジアル方向およびスラスト方向に非接触支持される。
For example, a hydrodynamic bearing device disclosed in
このような動圧軸受装置の軸受隙間の隙間幅は動圧効果に大きな影響を与えるため、できるだけ高精度に設定することが望ましい。しかし、上記のようにハウジングがコップ状である場合はスラスト軸受隙間の隙間幅の設定は困難であるため、様々な方法でスラスト軸受隙間を高精度に設定する工夫がなされている。 Since the gap width of the bearing gap of such a hydrodynamic bearing device has a great influence on the hydrodynamic effect, it is desirable to set it as highly accurate as possible. However, since it is difficult to set the clearance width of the thrust bearing gap when the housing is cup-shaped as described above, various methods have been devised to set the thrust bearing gap with high accuracy.
例えば、特許文献1に示される動圧軸受装置は、ハウジングの内周に段部を設け、その段部に軸受スリーブの下側端面を当接させて位置決めすることにより、スラスト軸受隙間の隙間幅を設定している。また、特許文献2に示される動圧軸受装置は、ハウジング底部の上側端面と軸受スリーブの下側端面との間に、両面に当接する位置決め部材を設けることにより、スラスト軸受隙間の隙間幅を設定している。
For example, in the hydrodynamic bearing device disclosed in
しかしながら、上記の何れの方法も、ハウジングの段部、あるいは位置決め部材を必要するため、工程数や部材数が増加する。さらに、このような段部あるいは位置決め部材をハウジングの内周に設けることにより、これらを設けない場合と比べてフランジ部の径方向寸法が縮小されるため、フランジ部に形成されるスラスト軸受面の面積が減少し、スラスト方向の負荷能力の低下を招くこととなる。 However, any of the above methods requires a stepped portion of the housing or a positioning member, which increases the number of steps and the number of members. Further, by providing such a stepped portion or positioning member on the inner periphery of the housing, the radial dimension of the flange portion is reduced as compared with the case where they are not provided, so that the thrust bearing surface formed on the flange portion can be reduced. The area is reduced, and the load capacity in the thrust direction is reduced.
本発明の課題は、スラスト方向の負荷能力を低下させることなく、スラスト軸受隙間を低コストに形成することができる動圧軸受装置及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hydrodynamic bearing device capable of forming a thrust bearing gap at a low cost without reducing the load capacity in the thrust direction, and a manufacturing method thereof.
前記課題を解決するために、本発明は、側部および底部を有するハウジングと、ハウジングの内周に設けられたスリーブ部と、軸部及びフランジ部を有する軸部材と、スリーブ部の内周面と軸部の外周面との間に形成されたラジアル軸受隙間と、フランジ部の両端面に面する二つのスラスト軸受隙間とを備え、各軸受隙間に生じる潤滑流体の動圧作用で軸部材をラジアル方向及びスラスト方向に支持する動圧軸受装置を製造するための方法であって、両スラスト軸受隙間を0にした状態で、ハウジング側部を軸方向に塑性変形させて両スラスト軸受隙間を形成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a housing having side portions and a bottom portion, a sleeve portion provided on the inner periphery of the housing, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, and an inner peripheral surface of the sleeve portion. And a radial bearing gap formed between the outer peripheral surface of the shaft part and two thrust bearing gaps facing both end faces of the flange part, and the shaft member is moved by the dynamic pressure action of the lubricating fluid generated in each bearing gap. A method for manufacturing a hydrodynamic bearing device that supports in a radial direction and a thrust direction, wherein both thrust bearing gaps are set to zero, and the housing side portion is plastically deformed in the axial direction to form both thrust bearing gaps. It is characterized by doing.
このように、本発明の動圧軸受装置の製造方法では、まず、ハウジングの内周に軸部材及びスリーブ部を配し、フランジ部の一方の端面をスリーブ部の端面に接触させると共に、フランジ部の他方の端面をハウジング底部の軸受内部側端面に接触させて、両スラスト軸受隙間を0の状態とする。そして、ハウジング及びスリーブ部を互いに不動の状態とした後、ハウジング側部を軸方向に塑性変形させ、両スラスト軸受隙間を形成する。これにより、位置決め用の段部や位置決め部材を要することなく両スラスト軸受隙間を形成することができるため、部材数の削減及び製造コストの低減を図ることができる。 Thus, in the method for manufacturing a hydrodynamic bearing device of the present invention, first, the shaft member and the sleeve portion are arranged on the inner periphery of the housing, and one end surface of the flange portion is brought into contact with the end surface of the sleeve portion, and the flange portion The other end face is brought into contact with the bearing inner end face at the bottom of the housing so that the thrust bearing gap is zero. Then, after making the housing and the sleeve portion immovable, the side portions of the housing are plastically deformed in the axial direction to form both thrust bearing gaps. As a result, both thrust bearing gaps can be formed without the need for positioning steps or positioning members, and therefore the number of members and the manufacturing cost can be reduced.
ところで、ハウジング側部の外周面を塑性変形させる場合、例えば図12に示すように塑性変形領域(凹部7a20の形成領域)が軸部材2のフランジ部2bの外径側まで達すると、ハウジング側部7aが内径側に突出し、この突出部7a10がフランジ部2bと干渉する恐れがある。また、ハウジング側部7aの塑性変形が突出部7a10の形成に費やされ、ハウジング側部7aが軸方向に延びず、スラスト軸受隙間の幅設定ができない恐れがある。従って、ハウジング側部を塑性変形させる際には、フランジ部の端面に面したスリーブ部の端面よりもスリーブ部側でハウジングの側部外周面を加圧することが望ましい。
When the outer peripheral surface of the housing side portion is plastically deformed, for example, as shown in FIG. 12, when the plastic deformation region (the formation region of the recess 7a20) reaches the outer diameter side of the
一方、図13に示すように、スリーブ部8の一方の端面8cからハウジング開口部側に大きく離れた領域を加圧した場合、この加圧領域(凹部7a20形成領域)の周辺においてハウジング側部7aはスリーブ部8に固定されているため、塑性変形によるハウジング側部7aの軸方向の延びが規制され、スラスト軸受隙間の幅設定ができない恐れがある。その上、塑性変形による材料の塑性流動により凹部7a20の軸方向両側に***部7a22が形成されるため、ハウジング側部7aを他部材への組み込み時に支障を来たす恐れがある。また、図14に示すように、ハウジング側部7aとスリーブ部8とが軸受部材17として一体に形成される場合、上記のような場所に凹部7a20を形成すると、材料の塑性流動がスリーブ部8側に拡散するため、ハウジング側部7aを軸方向に延ばすことができず、やはりスラスト軸受隙間の幅設定を行うことができない。従って、フランジ部の端面に面するスリーブ部の端面に近接した位置、具体的には、スリーブ部の前記端面の外周チャンファと対向した位置を加圧することが望ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 13, when a region greatly separated from the one
このような方法でスラスト軸受隙間を形成するに際し、ハウジング底部の軸方向変位を検知しながらハウジングを軸方向に塑性変形させると、スラスト軸受隙間の隙間幅を精度良く管理することができる。 When forming the thrust bearing gap by such a method, if the housing is plastically deformed in the axial direction while detecting the axial displacement of the housing bottom, the gap width of the thrust bearing gap can be managed with high accuracy.
また、両スラスト軸受隙間をハウジングの軸方向の塑性変形で形成した動圧軸受装置は、スラスト軸受隙間の隙間幅設定用の段部や位置決め部材を要さないため、フランジ部の径方向寸法が縮小されることがない。従って、スラスト軸受面の面積を維持することができ、優れたスラスト負荷能力を得ることができる。 In addition, the hydrodynamic bearing device in which both thrust bearing gaps are formed by plastic deformation in the axial direction of the housing does not require a step part or positioning member for setting the gap width of the thrust bearing gap, so the radial dimension of the flange part is There is no reduction. Therefore, the area of the thrust bearing surface can be maintained, and an excellent thrust load capability can be obtained.
また、このような動圧軸受装置において、ハウジングの側部外周面を加圧して塑性変形させ、この塑性変形で形成された凹部を接着剤溜りとして機能させることにより、ハウジング側部をモータブラケット等の他部材に固定する際の固定強度を高めることができる。 Further, in such a dynamic pressure bearing device, the side surface of the housing is pressurized and plastically deformed, and the concave portion formed by the plastic deformation functions as an adhesive reservoir, so that the housing side portion can be used as a motor bracket or the like. The fixing strength at the time of fixing to other members can be increased.
以上のように、本発明によると、スラスト方向の負荷能力を低下させることなく、スラスト軸受隙間を低コストに形成することができる動圧軸受装置及びその製造方法が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a hydrodynamic bearing device capable of forming a thrust bearing gap at a low cost without reducing the load capacity in the thrust direction and a method for manufacturing the same.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る方法で製造した動圧軸受装置1を組込んだ情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、HDD等のディスク駆動装置に用いられるもので、ディスクハブ3を取付けた軸部材2を回転自在に非接触支持する動圧軸受装置1と、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4およびロータマグネット5と、モータブラケット6とを備えている。ステータコイル4はモータブラケット6の外周に取付けられ、ロータマグネット5はディスクハブ3の内周に取付けられている。動圧軸受装置1のハウジング7は、モータブラケット6の内周に固定される。ディスクハブ3には、磁気ディスク等のディスク状情報記録媒体(以下、単にディスクという)Dが任意の枚数(本実施形態では2枚)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4に通電すると、ステータコイル4とロータマグネット5との間に発生する電磁力でロータマグネット5が回転し、これに伴って、ディスクハブ3およびディスクハブ3に保持されたディスクDが軸部材2と一体に回転する。
FIG. 1 conceptually shows one configuration example of a spindle motor for information equipment incorporating a fluid dynamic bearing
図2は、動圧軸受装置1を示している。この動圧軸受装置1は、側部7aおよび底部7bを有するハウジング7と、ハウジング7の内周面7a1に固定されたスリーブ部8と、ハウジング7およびスリーブ部8に対して相対回転する軸部材2とを主な構成要素として構成される。なお、説明の便宜上、ハウジング7の底部7bの側を下側、開口側を上側として以下説明する。
FIG. 2 shows the hydrodynamic bearing
軸部材2は、例えばSUS鋼などの金属材料で形成され、軸部2aと、軸部2aの下端に一体又は別体に設けられるフランジ部2bとを備える。軸部材の構成はこれに限らず、例えば、金属材料で形成した軸部をインサート部品とした樹脂の射出成形によりフランジ部2bを形成してもよい。あるいは、フランジ部2bの両端面2b1、2b2のみを樹脂材料で形成してもよい。
The
スリーブ部8は、例えば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る。この他、スリーブ部8を他の金属や樹脂、あるいはセラミック等で形成することも可能である。
The
スリーブ部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、例えば図3(a)に示すように、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箇所形成される。上側の動圧溝8a1は軸方向非対称形状に形成され、具体的には、動圧溝8a1の軸方向中間部に形成された環状の平滑部より上側の溝の軸方向寸法X1が下側の溝の軸方向寸法X2よりも大きくなっている(X1>X2)。
As shown in FIG. 3A, for example, as shown in FIG. 3A, a plurality of dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2 are arranged in a herringbone shape on the entire
スリーブ部8の外周面8dには、軸方向に延びる溝8d1が軸方向全長に亘って任意の本数形成される。この実施形態では、3本の軸方向溝8d1を円周方向等間隔に形成している。これら軸方向溝8d1は、スリーブ部8をハウジング7の内周に固定した状態では、対向するハウジング7の内周面7a1との間に潤滑油の流体流路を構成する(図2を参照)。これら軸方向溝8d1は、例えばスリーブ部8本体をなす圧粉体の成形型に予め軸方向溝8d1に対応する箇所を設けておくことで、スリーブ部8本体の圧粉体成形と同時に成形することができる。
An arbitrary number of grooves 8d1 extending in the axial direction are formed on the outer
スリーブ部8の下側端面8cの全面または一部環状領域には、スラスト動圧発生部として、図3(b)に示すように、複数の動圧溝8c1をスパイラル形状に配列した領域が形成される。
As shown in FIG. 3B, a region where a plurality of dynamic pressure grooves 8c1 are arranged in a spiral shape is formed as a thrust dynamic pressure generating portion on the entire
スリーブ部8の上側端面8bの径方向の略中央部には、図3(a)に示すように、V字断面の周方向溝8b1が全周に亘って形成される。周方向溝8b1によって区画された上側端面8bの内径側領域には、任意の本数の半径方向溝8b2が形成される。この半径方向溝8b2は、スリーブ部8にシール部9を当接させた状態で、周方向溝8b1とラジアル軸受隙間との間を連通する(図2参照)。
As shown in FIG. 3A, a circumferential groove 8b1 having a V-shaped cross section is formed over the entire circumference at a substantially central portion in the radial direction of the
ハウジング7は金属材料で形成され、例えば真ちゅう等の軟質金属のプレス加工により形成される。この他、金属材料の機械加工や、金属紛とバインダーの混合物で射出成形した後、脱脂・焼結するいわゆるMIM成形によりハウジング7を形成することもできる。あるいは、金属材料に限らず、樹脂材料でハウジング7を形成することもできる。
The
ハウジング底部7bの上側端面7b1の全面又は一部環状領域には、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7b11をスパイラル形状に配列した領域が形成される。また、ハウジング7の内周面7a1には、スリーブ部8の外周面8dが、例えば接着(ルーズ接着や圧入接着を含む)、圧入、溶着等の適宜の手段で固定される。
As shown in FIG. 4, a region where a plurality of dynamic pressure grooves 7b11 are arranged in a spiral shape is formed as a thrust dynamic pressure generating portion on the entire surface or a partial annular region of the upper end surface 7b1 of the
ハウジング7の側部7aの外周面7a2には、環状の凹部7a20が形成される。この凹部7a20が接着剤溜りとして機能することにより、ハウジング7とブラケット6(図1参照)との固定強度を高めることができる。
An
シール部9は、図2に示すように、例えば金属材料や樹脂材料でハウジング7とは別体に形成され、ハウジング7の側部7aの上端部内周に圧入、接着、溶着、溶接等の手段で固定される。シール部9の固定は、シール部9の下側端面9bをスリーブ部8の上側端面8bに当接させた状態で行われる。
As shown in FIG. 2, the
シール部9の内周面9aにはテーパ面が形成されており、このテーパ面と、テーパ面に対向する軸部2aの外周面2a1との間には、上方に向けて半径方向寸法が漸次拡大する環状のシール空間Sが形成される。シール部9で密封されたハウジング7の内部空間には、潤滑油が注油され、ハウジング7内が潤滑油で満たされる(図2中の散点領域)。この状態では、潤滑油の油面はシール空間Sの範囲内に維持される。
A taper surface is formed on the inner
上記構成の動圧軸受装置1において、軸部材2の回転時、スリーブ部8のラジアル軸受面(内周面8aの動圧溝8a1、8a2形成領域)は、軸部2aの外周面2a1とラジアル軸受隙間を介して対向する。軸部材2の回転に伴い、上記ラジアル軸受隙間の潤滑油が動圧溝8a1、8a2のそれぞれの軸方向中央側に押し込まれ、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とが構成される。
In the dynamic
これと同時に、スリーブ部8のスラスト軸受面(下側端面8cの動圧溝8c1形成領域)とこれに対向するフランジ部2bの上側端面2b1との間の第1スラスト軸受隙間、およびハウジング7のスラスト軸受面(ハウジング底部7bの上側端面7b1の動圧溝7b11形成領域)とこれに対向するフランジ部2bの下側端面2b2との間の第2スラスト軸受隙間に、各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とが構成される。
At the same time, the first thrust bearing gap between the thrust bearing surface of the sleeve portion 8 (the region where the dynamic pressure groove 8c1 is formed on the
また、ハウジング7の閉塞側に位置する第1及び第2スラスト軸受隙間と、ハウジング7の開口側に形成されるシール空間Sとの間が、軸方向溝8d1や半径方向溝8b2等を介して連通状態となる。これによれば、例えば何らかの理由でスラスト軸受部T1、T2の側の流体(潤滑油)圧力が過度に高まり、あるいは低下するといった事態を避けて、軸部材2をスラスト方向に安定して非接触支持することが可能となる。
Further, the gap between the first and second thrust bearing gaps located on the closed side of the
また、この実施形態では、第1ラジアル軸受部R1の動圧溝8a1が軸方向非対称(X1>X2)に形成されているため(図3参照)、軸部材2の回転時、動圧溝8a1の上側の溝による潤滑油の引き込み力(ポンピング力)は、下側の溝の引き込み力に比べて相対的に大きくなる。そして、この引き込み力の差圧によって、スリーブ部8の内周面8aと軸部2aの外周面2a1との間の隙間に満たされた潤滑油が下方に流動し、第1スラスト軸受隙間→軸方向溝8d1→シール部9の下側端面9bとスリーブ部8の上側端面8bとの間の隙間→円周方向溝8b1→半径方向溝8b2という経路を循環して、第1ラジアル軸受部R1のラジアル軸受隙間に再び引き込まれる。このように、潤滑油がハウジング7の内部空間を流動循環するように構成することで、軸受内部の圧力バランスが適正に保たれる。これにより、潤滑油の負圧発生に伴う気泡の生成を防止し、これに伴う潤滑油の漏れや振動の発生等の問題を解消することができる。
In this embodiment, since the dynamic pressure groove 8a1 of the first radial bearing portion R1 is formed to be axially asymmetric (X1> X2) (see FIG. 3), the dynamic pressure groove 8a1 is rotated when the
以上のような構成を有する動圧軸受装置1の組立方法、特にスラスト軸受隙間の設定方法の一例を、図5〜図8に基づいて説明する。
An example of a method for assembling the
まず、ハウジング7の内周に軸部材2及びスリーブ部8を収容し、軸部材2のフランジ部2bの下側端面2b2をハウジング底部7bの上側端面7b1に接触させると共に、フランジ部2bの上側端面2b1をスリーブ部8の下側端面8cに接触させ、第1及び第2スラスト軸受隙間の隙間幅を0の状態とする。この状態で、ハウジング側部7aの内周面7a1にスリーブ部8の外周面8dを固定し、ハウジング7及びスリーブ部8を互いに不動の状態としたサブアッシ品10を形成する(図6(a)参照)。例えば、ハウジング7とスリーブ部8とを接着固定する場合、これらの固定面に熱硬化性接着剤を介在させ、上記の状態で熱処理(ベーキング)することにより、両部材が固定される。
First, the
次に、ハウジング側部7aを塑性変形させることによりスラスト軸受隙間を形成する。この塑性変形は、例えば図5に示すような装置を用いたローリング加工で行うことができる。この装置は、ローラ11、ローラ12、及びローリング治具13を備え、ローラ11、12は回転軸が平行となるように配される。このローラ11及び12の上にサブアッシ品10を載置し、ローリング治具13をハウジング7の外周面7a2に接触させながら、ローラ11及び12を回転駆動する。これにより、サブアッシ品10を回転させながら、ハウジング側部7aの外周面7a2の一部環状領域をローリング治具13で圧迫して塑性変形させる。尚、サブアッシ品10の回転は、ローラ11及び12を回転駆動させる方法に限らず、これらの何れか一方を回転駆動する方法や、ローラ11及び12を駆動せず、ローリング治具13を回転駆動する方法など、任意の方法を採用することができる。
Next, a thrust bearing gap is formed by plastically deforming the
ハウジング7の外周面7a2の塑性変形の詳細を図6及び図7に示す。尚、図6及び図7では、図中右側が下方、図中左側が上方となる。まず、サブアッシ品10を回転させた状態で、ハウジング7の外径側からローリング治具13のローラ13aを接触させ、ハウジング7の外周面7a2を圧迫する(図6(a)参照)。これにより、ハウジング7の外周面7a2の一部環状領域が塑性変形し、環状の凹部7a20が形成されると共に、ハウジング7の材料の塑性流動によりハウジング側部7aが軸方向に延びる(図6(b)参照)。このとき、ハウジング底部7bの下側端面7b2の軸方向の移動量をセンサ14で測りながらローリング加工を行うことにより、ハウジング側部7aの軸方向の延び量δを管理することができる。この延び量δが、第1及び第2スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量の設定値と等しくなったとき、ローリング加工を終了する。尚、図6(b)において、凹部7a20の深さやハウジング側部7aの軸方向の延び量δは、理解しやすいように誇張して示している。
Details of plastic deformation of the outer peripheral surface 7a2 of the
このとき、ハウジング側部7aが内径側に変形する不具合(図12参照)を回避するため、スリーブ部8の下側端面8cよりも上側でハウジング側部7aを加圧することが望ましい。また、ハウジング側部7aの延びが生じない不具合(図13参照)を回避するため、スリーブ部8の下側端面8cに近接した領域を加圧することが好ましい。すなわち、理想的には、図6(a)に示すように、ローリング治具13による加圧領域のハウジング底部7b側の端部を、ハウジング7とスリーブ部8との固定面の下端部Aと軸方向で一致させることが好ましい。しかし、これらを軸方向で完全に一致させることは現実的に困難であるため、例えば図7で示すように、スリーブ部8の下側端面8cの軸方向位置Bのよりも上側で、且つ、スリーブ部8の下側端面8cの外周チャンファ8c2と対向する部分を含む領域を圧迫すればよい。この圧迫領域のうち、外周チャンファ8c2と対向する領域では、ハウジング側部7aが内径側に変形する場合があるが、この変形領域の内径側はスリーブ部8のチャンファ8c2であるため、軸部材2のフランジ部2bと干渉する恐れはない。
At this time, it is desirable to pressurize the
あるいは、図8に示すように、凹部7a20を軸方向位置Aよりも若干ハウジング開口部側に設けても良い。このとき、ハウジング側部7aの肉厚をtとし、軸方向位置Aと凹部7a20の下端部の軸方向位置Cとの距離をdとしたとき、d≦tであることが好ましい。これにより、ハウジング側部7aの変形による材料の塑性流動が、ハウジング側部7aのうちスリーブ部8に固定されていない領域、すなわち軸方向位置Aの下側まで確実に達し、ハウジング側部7aが軸方向に延びて両スラスト軸受隙間を形成すことができる。
Alternatively, as shown in FIG. 8, the
ところで、上記のようにしてスラスト軸受隙間を形成するに際し、ハウジング側部7aの軸方向の延び量を円周方向で完全に一致させることは困難である。ハウジング側部7aの延び量が円周方向で異なると、第2スラスト軸受隙間に面するハウジング底部の面精度が低下し、スラスト方向の負荷能力が低下する恐れがある。この点に鑑み、図6(a)の矢印で示すように、軸部材2のフランジ部2bの下側端面2b2をハウジング底部7bの上側端面7b1に押し付けながらハウジング側部7aを塑性変形させれば、ハウジング底部7bの上側端面7b1の面精度を維持しながら両スラスト軸受隙間を形成することができる。
By the way, when the thrust bearing gap is formed as described above, it is difficult to completely match the axial extension amount of the
本発明に係る製造方法は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記の実施形態と同一の構成・機能を有する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。 The manufacturing method according to the present invention is not limited to the above embodiment. Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. In the following description, portions having the same configuration and function as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
上記の実施形態では、ハウジング側部7aの外周面7a2の一部に凹部7a20を形成する場合を示しているが、これに限られない。例えば、図9(a)に示すように、ハウジング側部7aの外周面7a2の軸方向一部領域に予め大径部7a23を形成し、この大径部7a23を潰してハウジング側部7aを軸方向に塑性変形させることにより、スラスト軸受隙間を形成することができる。具体的には、ハウジング側部7aの外径側からローリング治具13で大径部7a23を圧迫して潰し、これによる材料の塑性流動でハウジング側部7aを軸方向に延ばす。このときのハウジング側部7aの延び量δが第1及び第2スラスト軸受隙間の隙間幅の合計量と等しくなったときに、ローリング加工を終了する(図9(b)参照)。この場合、ローリング治具13のローラ13aの軸方向幅を大径部7a23の軸方向寸法よりも大きくしておくと、大径部7a23の圧迫を容易に行うことができる。また、ハウジング側部7aの延び量δは、予め大径部7a23の突出量hを規定量に設定することで管理しても良いし、あるいは、図6(b)と同様に、ハウジング底部7bの移動量をセンサで測定することにより管理してもよい。前者の方法では、大径部7a23を完全に潰すことになるため、ローリング加工終了後のハウジング側部7aの外周面7a2を円筒面とすることができる。また、後者の方法では、大径部7a23の突出量の形成誤差に左右されることなく、スラスト軸受隙間の幅設定を行うことができる。この場合、大径部7a23は完全に潰されることはなく、ハウジング側部7aの外周面7a2に大径部痕が残ることとなる(図示省略)。
In the above embodiment, the case where the concave portion 7a20 is formed in a part of the outer peripheral surface 7a2 of the
以上の実施形態では、ハウジング側部7aとスリーブ部8とが別体に形成される場合を示しているが、これに限らず、例えば図10に示すように、これらを軸受部材17として一体に形成してもよい。このとき、ハウジング底部7bは別体に形成され、軸受部材17の下側の大径内周面、すなわち上記実施形態で言うハウジング側部7aの内周面7a1の下端部に圧入や接着等の適宜の方法で固定される。また、軸受部材17のうち、スリーブ部8の外径端にはスリーブ部8の両端面8b及び8cに開口した貫通孔17aが形成され、スリーブ部8の上側端面8bには径方向溝17bが形成される。これら貫通孔17a及び径方向溝17bにより、第1スラスト軸受隙間の外径端とラジアル軸受隙間の上端とが連通状態となる。
In the above embodiment, the case where the
このような動圧軸受装置の組み立ては、次のようにして行われる。まず、軸受部材17のスリーブ部8の内周に軸部材2を挿入する。その後、軸受部材17の下側の大径内周面7a1にハウジング底部7bを嵌合し、軸部材2のフランジ部2bの上側端面2b1にスリーブ部8の下側端面8cを接触させると共に、フランジ部2bの下側端面2b2にハウジング底部7bの上側端面7b1を接触させ、両スラスト軸受隙間を0の状態とする。そして、ハウジング底部7bをハウジング側部7aの内周面7a1に固定して、ハウジング7及びスリーブ部8を互いに不動の状態とする。その後の両スラスト軸受隙間の形成方法は、上記の実施形態と同様であるため説明を省略する。
The assembly of such a hydrodynamic bearing device is performed as follows. First, the
図11に示すような動圧軸受装置1にも本発明の製造方法を適用することができる。この動圧軸受装置1は、ハウジング7の開口部でシール空間が2箇所形成されている点で上記の動圧軸受装置と異なる。具体的には、ハウジング7の開口部に配されるシール部材19が、円盤部19aと、円盤部19aの外径端から下方へ延びた円筒部19bとからなる断面L字型に形成される。シール部材19の円盤部19aの内周面19a2は上方へ向けて拡径したテーパ面状に形成され、円筒部19bの外周面19b1及び内周面19b2は円筒面状に形成される。また、ハウジング7の側部7aの開口端部には、側部7aよりも大径な大径部7cが形成され、この大径部7cの内周面7c1は上方へ向けて拡径したテーパ状に形成される。
The manufacturing method of the present invention can also be applied to a
シール部材19は、円盤部19aの下側端面19a1がスリーブ部8の上側端面8bに固定されると共に、円筒部19bの内周面19b2がスリーブ部8の外周面8dに嵌合する。この状態で、シール部材19の円筒部19bの下端は、ハウジング7の側部7aと大径部7cとの間に形成された肩面7eと軸方向隙間20を介して対向する。
The
軸部材2が回転すると、シール部材19の円盤部19aの内周面19a2と軸部材2の軸部2aの外周面2a1との間に、下方へ向けて径方向寸法が漸次縮小した第1シール空間S1が形成される。同時に、シール部材19の円筒部19bの外周面19b1とハウジング7の大径部7cの内周面7c1との間に、下方へ向けて径方向寸法が漸次縮小した第2シール空間S2が形成される。シール部材19の円盤部19aの下側端面19a1には径方向溝19a10が形成され、この径方向溝19a10、及びスリーブ部8の外周面8dに形成された軸方向溝8d1により、第1スラスト軸受部の軸受隙間の外径端、第1シール空間S1、及び第2シール空間S2が連通する。
When the
以上の実施形態では、ラジアル動圧発生部としてヘリングボーン形状の動圧溝8a1、8a2が形成されているが、これに限らず、例えばスパイラル形状の動圧溝やステップ軸受、あるいは多円弧軸受を採用してもよい。また、上記では、スラスト動圧発生部としてスパイラル形状の動圧溝が形成されているが、これに限らず、例えばヘリングボーン形状の動圧溝やステップ軸受、あるいは波型軸受(ステップ型が波型になったもの)等を採用することもできる。 In the above embodiment, the herringbone-shaped dynamic pressure grooves 8a1 and 8a2 are formed as the radial dynamic pressure generating portion. However, the present invention is not limited to this. For example, a spiral-shaped dynamic pressure groove, a step bearing, or a multi-arc bearing is used. It may be adopted. In the above description, the spiral dynamic pressure groove is formed as the thrust dynamic pressure generating portion. However, the present invention is not limited to this. For example, a herringbone-shaped dynamic pressure groove, a step bearing, or a wave bearing (the step type is a wave). It is also possible to adopt a type).
また、上記では、動圧発生部がスリーブ部8の内周面8a、下側端面8c、およびハウジング底部7bの上側端面7b1に形成されているが、それぞれと軸受隙間を介して対向する面、すなわち軸部2aの外周面2a1、フランジ部2bの上側端面2b1、および下側端面2b2に動圧発生部を設けてもよい。
In the above, the dynamic pressure generating portion is formed on the inner
また、以上の実施形態では、ラジアル軸受部R1、R2が軸方向で離隔して設けられているが、これらを軸方向で連続的に設けてもよい。あるいは、これらの何れか一方のみを設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the radial bearing portions R1 and R2 are provided separately in the axial direction, but these may be provided continuously in the axial direction. Alternatively, only one of these may be provided.
また、以上の実施形態では、動圧軸受装置1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動圧作用を生じる流体として、潤滑油を例示したが、それ以外にも各軸受隙間に動圧作用を発生可能な流体、例えば空気等の気体や、磁性流体、あるいは潤滑グリース等を使用することもできる。
Further, in the above embodiment, the lubricating oil is exemplified as the fluid that fills the inside of the
また、本発明の方法で製造された動圧軸受装置は、上記のようにHDD等のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに限らず、光ディスクの光磁気ディスク駆動用のスピンドルモータ等、高速回転下で使用される情報機器用の小型モータ、レーザビームプリンタのポリゴンスキャナモータ等における回転軸支持用、あるいは電気機器の冷却ファン用のファンモータとしても好適に使用することができる。 Further, the hydrodynamic bearing device manufactured by the method of the present invention is not limited to the spindle motor used for the disk drive device such as the HDD as described above, but is a spindle motor for driving the magneto-optical disk of the optical disk, etc. It can be suitably used as a fan motor for supporting a rotating shaft in a small motor for information equipment, a polygon scanner motor of a laser beam printer, or a cooling fan for electric equipment.
1 動圧軸受装置
2 軸部材
2a 軸部
2b フランジ部
7 ハウジング
7a 側部
7a20 凹部
7b 底部
8 スリーブ部
9 シール部
10 サブアッシ品
R1、R2 ラジアル軸受部
T1、T2 スラスト軸受部
S シール空間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
両スラスト軸受隙間を0にした状態で、ハウジング側部を軸方向に塑性変形させて両スラスト軸受隙間を形成することを特徴とする動圧軸受装置の製造方法。 Formed between a housing having side portions and a bottom portion, a sleeve portion provided on an inner periphery of the housing, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, and an inner peripheral surface of the sleeve portion and an outer peripheral surface of the shaft portion. The hydrodynamic bearing device includes a radial bearing gap and two thrust bearing gaps facing both end faces of the flange portion, and supports the shaft member in the radial direction and the thrust direction by the dynamic pressure action of the lubricating fluid generated in each bearing gap. A method for manufacturing
A method of manufacturing a hydrodynamic bearing device, wherein both thrust bearing gaps are formed by plastically deforming the side portions of the housing in the axial direction with both thrust bearing gaps being zero.
両スラスト軸受隙間を、ハウジングの軸方向の塑性変形で形成したことを特徴とする動圧軸受装置。 Formed between a housing having side portions and a bottom portion, a sleeve portion provided on an inner periphery of the housing, a shaft member having a shaft portion and a flange portion, and an inner peripheral surface of the sleeve portion and an outer peripheral surface of the shaft portion. The hydrodynamic bearing device includes a radial bearing gap and two thrust bearing gaps facing both end faces of the flange portion, and supports the shaft member in the radial direction and the thrust direction by the dynamic pressure action of the lubricating fluid generated in each bearing gap. In
A hydrodynamic bearing device in which both thrust bearing gaps are formed by plastic deformation in the axial direction of the housing.
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