JP2008101772A - スリーブユニットの製造方法、スリーブユニットおよびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブとスリーブハウジングとを有するスリーブユニットを備えたモータにおいて、モータの品質を安定させる。
【解決手段】スリーブハウジング２２２の内側面２２２２に接着剤２２０を塗布して、スリーブ２２１をスリーブハウジング２２２に挿入する。そして、スリーブ２２１の第１流体動圧軸受面とスリーブハウジング２２２のフランジ部の下面との中心軸Ｊ２方向における相対的な位置決めを行う。はみ出した一部の接着剤２２０ａがスリーブ２２１の接着剤保持部とスリーブハウジング２２２の内側面との間に保持され硬化し、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に接着されて固定される。
【選択図】図６

Description

本発明は、流体動圧を利用した軸受機構を有するモータおよびモータのスリーブユニットに関し、特に、スリーブユニットを製造する技術に関連する。

従来より、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備えており、モータの軸受機構の１つとして、流体動圧を利用する軸受機構が採用されている。このような、流体動圧を利用する軸受機構では、シャフトやシャフトが挿入されるスリーブ等によりスラスト軸受部およびラジアル軸受部が構成される。

例えば、特許文献１では、スリーブをスリーブハウジングに挿入し、シャフトの先端にスラストプレートを設けた軸受機構において、スリーブハウジングの上端面とロータハブの下面との間、および、スリーブの下端面とスラストプレートとの間にスラスト軸受部を設けたものが開示されている。

一方、特許文献２では、特許文献１と類似構造の軸受機構において、スリーブの上下に動圧溝が設けられ、スリーブの上端面とロータハブの下面との間、およびスリーブの下端面とスラストプレートとの間にスラスト軸受部を設けたものが開示されている。

特開２００３−２６２２１７号公報 特開２００６−７７８７２号公報

ところで、特許文献２に開示されている軸受機構では、スリーブ上端面がハウジング上端面より幾分上側に配置されることとなる。ハウジング上端面がスリーブ上端面より上側に配置された場合、ハウジング上端面とロータハブ下面とが近接することにより電流値が上昇してしまい、モータの効率が悪化してしまう。また、スリーブ上端面がハウジング上端面より突出しすぎると、モータ回転時、スリーブとロータハブとが摺動することにより、軸受面が損傷・摩耗することで軸受の焼き付き等が発生する場合もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スリーブとハウジングとを有するスリーブユニットを備えるモータの品質を安定させることを目的としている。

また、本発明は、信頼性並びに耐久性に優れたスリーブユニットおよびこれを備えたモータを提供する。

本発明の請求項１は、中心軸を中心とする略円筒形状であるスリーブと、前記スリーブを収容するスリーブハウジングと、を有し流体動圧を利用した軸受機構に用いられるスリーブユニットの製造方法であって、
ａ）スリーブ、および、スリーブの外側面に対応する内側面を有するスリーブハウジングを保持する工程と、前記スリーブは、その上端部に第１流体動圧軸受面を備え、前記スリーブハウジングは、フランジ部、前記フランジ部の軸方向下方に位置する柱部、および、前記柱部から径方向外方に張り出した前記フランジ部の下面を備え、
ｂ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに対して軸方向に相対的に移動して前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入し、前記第１流体動圧軸受面と前記フランジ部の下面との間を所定の距離とする工程と、
ｃ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに固定する工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明の請求項２は、前記ｂ）工程において、
前記第１流体動圧軸受面は、前記スリーブを保持するスリーブ保持部に当接するとともに前記スリーブ保持部に向かって付勢され、
前記フランジ部の下面は、前記スリーブハウジングを保持するハウジング保持部に当接するとともに前記ハウジング保持部に向かって付勢され、
前記スリーブ保持部の前記第１流体動圧軸受面と当接する当接面と、前記ハウジング保持部と当接するハウジング保持部の当接面と、の間の軸方向の距離が前記所定の距離であることを特徴とする。

本発明の請求項３は、前記ｂ）工程において、
前記スリーブの下端部と前記フランジ部の上面とを互いに軸方向に対向させつつ、前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入することを特徴とする。

本発明の請求項４は、前記ｂ）工程において、
前記スリーブの上端部と前記柱部の下端部とを互いに軸方向に対向させつつ、前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入することを特徴とする。

本発明の請求項５は、前記ｂ）工程よりも前に、
前記スリーブの外側面および前記スリーブハウジングの内側面の少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布工程をさらに備え、
前記ｃ）工程では、前記スリーブと前記スリーブハウジングとを互いに前記接着剤により固定することを特徴とする。

本発明の請求項６は、前記接着剤は、熱硬化性接着剤であり、
前記スリーブハウジングおよび前記スリーブの少なくとも一方を加熱して前記接着剤を硬化させることで前記スリーブと前記スリーブハウジングとを互いに固定することを特徴とする。

本発明の請求項７は、前記接着剤は、熱硬化性接着剤であり、
前記熱硬化性接着剤が一液性であり、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ６５２１−１９９６に定められる硬化時間試験により得られる硬化時間が、１１０℃において１５秒以下であることを特徴とする。

本発明の請求項８は、前記スリーブは、その下端部の外周縁に、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る接続面を有し、
前記ｂ）工程および前記ｃ）工程において、
前記接着剤は、前記スリーブの外側面と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持され、
前記接続面と、前記スリーブハウジングの内側面との間に構成される接着剤保持部に、前記接着剤の一部が保持されることを特徴とする
本発明の請求項９は、前記スリーブの上端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記スリーブの下端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅よりも小さいことを特徴とする。

本発明の請求項１０は、前記接着剤が嫌気性および紫外線硬化性を有し、
前記スリーブは、その下端部の外周縁に、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る接続面を有し、
前記ｂ）工程および前記ｃ）工程において、
前記接着剤は、前記スリーブの外側面と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持され、前記接続面と、前記スリーブハウジングの内側面との間に構成される接着剤保持部に、前記接着剤の一部が保持され、
前記ｂ）工程の後に、前記接着剤保持部に保持された前記接着剤の一部に紫外線を照射する工程をさらに備えることを特徴とする。

本発明の請求項１１は、前記スリーブの下端部には第２流体動圧軸受面が形成され、前記第２流体動圧軸受面には、動圧溝列が形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項１２は、前記スリーブが、粉末材料を加圧成形した多孔質部材であることを特徴とする。

本発明の請求項１３は、請求項１乃至１２のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法により製造されたスリーブユニットを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１４は、モータであって、
シャフトと前記シャフトの周囲に配置されたロータマグネットとを有するロータ部と、
前記ロータマグネットとの間で前記スリーブユニットの前記中心軸を中心とするトルクを発生するステータを有する静止部と、
請求項１３記載の軸受機構と、
を備えることを特徴とする。

本発明では、第１流体動圧軸受面とフランジ部の下面との軸方向における相対位置を容易に決めることができる。

また本発明では、第１流体動圧軸受面とフランジ部の下面との位置決めを行えるため、第１流体動圧軸受面とこれと対向するロータハブとの間の軸方向の微少な間隙の間隙寸法を高精度に保つことができる。従って、スラスト軸受部の性能低下を防止することができる。

また、信頼性並びに耐久性に優れたスリーブユニットを実現できる。

以下、図１から図９までを参照に本発明の一実施形態について詳述する。なお、本発明の説明において、各部材の位置関係や方向を上下左右で説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るディスク駆動用のモータ１を示す縦断面図である。図１では、モータ１の中心軸Ｊ１（後述のスリーブユニット２２の中心軸でもある。）を含む面における断面の左半分のみを示している。

モータ１は、静止部２および、ロータ部３を備え、ロータ部３は、潤滑油による流体動圧を利用した軸受機構を介して中心軸Ｊ１を中心に静止部２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部３側を上側、静止部２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ロータ部３は、下方に伸びるシャフト３１１が接続されたロータハブ３１、および、ロータハブ３１に取り付けられて中心軸Ｊ１の周囲に配置されるロータマグネット３２を備える。ロータハブ３１およびシャフト３１１は、ステンレス鋼等により一体的に形成されている。ロータハブ３１は、シャフト３１１の上端部から中心軸Ｊ１に対して垂直に広がる略円板状の円板部３１２、および、円板部３１２の外縁において下側に突出する略円筒状の円筒部３１３を備える。シャフト３１１の下側の先端部には、略円板状のスラストプレート３３が取り付けられる。ロータハブ３１の上面には二点鎖線にて示すように記録ディスク９が載置される。

静止部２は、ベースプレート２１、略円筒状のスリーブユニット２２，および、ステータ２４を備える。ベースプレート２１は、静止部２の各部を保持するベース部である。スリーブユニット２２には、ロータ部３のシャフト３１１が挿入される。ステータ２４は、スリーブユニット２２の周囲にてベースプレート２１に取り付けられる。

ステータ２４は、圧入または接着によりベースプレート２１に上側から取り付けられる。また、ステータ２４は、シャフト３１１の周囲に配置されたロータマグネット３２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。すなわち、ステータ２４およびロータマグネット３２が、ロータ部３を静止部２に対して回転する駆動機構である。

ベースプレート２１の中央部には、中心軸Ｊ１を中心としてロータ部３に向かって突出する略円筒状のスリーブ取付部２１１が設けられる。スリーブユニット２２は、スリーブ２２１と、スリーブハウジング２２２と、シールキャップ２２３と、を備える。スリーブ２２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒形状に形成され、シャフト３１１が挿入される内周面を有する。スリーブハウジング２２２は略円筒形状に形成され、スリーブ２２１の外側面に取り付けられる。シールキャップ２２３は、略円板形状に形成され、スリーブハウジング２２２の下側の開口を塞ぐ。そしてスリーブユニット２２は、スリーブ取付部２１１に圧入及び／又は接着、溶接、加締め等の手段によって取り付けられる。

図２に示すように、スリーブユニット２２２は、柱部２２２３と、フランジ部２２２１と、を備える。柱部２２２３は、スリーブ取付部２１１の内周面に取り付けられる。フランジ部２２２１は、柱部２２２３の上側に位置し柱部２２２３より大径な外側面を有する。フランジ部２２２１の下面２２２４は、柱部２２２３とフランジ部２２２１とを外周側において連結する。そして下面２２２４にスリーブ取付部２１１の上端面が当接することで、スリーブユニット２２のベースプレート２１に対する軸方向位置が決まる。なお、下面２２２４とスリーブ取付部２１１の上端面とは、互いに当接しなくても良い。

スリーブ２２１は、潤滑油が含浸された多孔質焼結体から成形され、その材質は特に限定するものではなく、各種金属粉末や金属化合物粉末、非金属粉末を原料として成型、焼結したものが使用される。原料としては、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ、Ｆｅ−Ｃなどを含有すると共に、１２．９×１０^-6／℃程度の熱膨張係数を有している。

スリーブハウジング２２２は、スリーブ２２１より熱膨張係数の小さい部材から形成され、具体的には、ＳＵＳ４２０Ｊ２（熱膨張係数１０．４×１０^-6／℃）、ＤＨＳ（登録商標）―１、ＳＦ２０Ｔ等から成形される。スリーブハウジング２２２は、金属材を切削加工、プレス加工によって成形する、又は樹脂材料による射出成型によって成形することができる。

この構成により、スリーブハウジング２２２の熱膨張に起因するスリーブ２２１の熱膨張を防止することができる。

モータ１では、ロータハブ３１の円板部３１２の下面とスリーブ２２１の上側の端面との間、スリーブ２２１の内側面とシャフト３１１の外側面との間、スリーブ２２１の下側の端面とスラストプレート３３の上面との間、スラストプレート３３の下面とシールキャップ２２３の上面との間、および、スリーブハウジング２２２のフランジ部２２２１の外側面とロータハブ３１の円筒部３１３の内側面との間に微小な間隙が設けられる。以下、これらの間隙をそれぞれ、「上部間隙４１」、「側部間隙４２」、「第１下部間隙４３」、「第２下部間隙４４」、「外側間隙４５」という。

フランジ部２２２１の外周には、その外径が下側に向かって漸次減少する傾斜面が形成される。この傾斜面に対向する円筒部３１３の内側面の内径は一定にて形成される。これにより、外側間隙４５における潤滑油の界面は、毛管現象および表面張力によりメニスカス状となってテーパシールが形成され、外側間隙４５がオイルバッファとしての役割を果たして潤滑油の流出が防止される。

一方、スリーブ２２１の軸方向における両端面である上端面および下端面には、ロータ部３の回転時に潤滑油に流体動圧を発生させるための動圧溝列が形成されている。そして、第１下部間隙４３および上部間隙４１にてスラスト動圧軸受部がそれぞれ構成される。なお、スラストプレート３３の下面またはシールキャップ２２３の上面に動圧溝列を設けて第２下部間隙４４にもスラスト動圧軸受部を構成してもよい。また、スリーブ２２１の内側面には、側部間隙４２の潤滑油に流体動圧を発生させるための溝列が形成されており、側部間隙４２にてラジアル動圧軸受部が構成される。

このように、モータ１では、スリーブユニット２２、シールキャップ２２３、シャフト３１１、円板部３１２およびスラストプレート３３（および潤滑油）により、流体動圧を利用する軸受機構が構成され、軸受機構がロータ部３を潤滑油を介して非接触にて支持する。この構成により、ロータ部３および記録ディスク９を高精度、かつ、低騒音にて回転することができる。特に、上部間隙４１、側部間隙４２、第１下部間隙４３、第２下部間隙４４および外側間隙４５に潤滑油が連続して充填される軸受機構では、潤滑油内に発生した気泡に起因するシャフト３１１とスリーブ２２１との異常接触や、軸受内部の空気が膨張することによる潤滑油の漏れ等を一層抑制できる。

図２は、スリーブユニット２２（シールキャップ２２３を除く。）の断面を拡大して示す図である。スリーブユニット２２では、スリーブ２２１は、スリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に僅かな隙間を空けて挿入されている（すなわち、すきまばめされており）。そしてスリーブ２２１は、スリーブハウジング２２２の内側面２２２２とスリーブ２２１の外側面２２１１との間に介在する接着剤２２０によりスリーブハウジング２２２に固定されている。スリーブ２２１の下側の端部の外周縁は、接続面であり後述する接着剤保持部５６となる面取形状に形成されている。接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間には、スリーブハウジング２２２とスリーブ２２１との間から連続する接着剤２２０ａが保持されている。なお、スリーブ２２１の上側の外周端部とスリーブハウジング２２２の上側の内周端部との間には接着剤２２０はほとんどはみ出していない。

接着剤２２０ａは楔としての役割を果たす。スリーブ２２１がロータハブ３１（図１参照）から下側方向への大きな力を受けたとしても、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に対して移動することを防止する。すなわち、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との接着状態が破壊されてしまうことが防止される。

図３．Ａ、図３．Ｂ、および、図３．Ｃはスリーブ２２１の平面図、縦断面図および底面図である。図３．Ａおよび図３．Ｃでは、動圧溝列の部分に平行斜線を付しており、図３．Ｂでは、断面を表す平行斜線を省略している。また、図３．Ｂでは動圧溝列を強調して示している。

スリーブ２２１の外側面２２１１および内側面２２１２は、それぞれ略円筒状に形成されている。スリーブ２２１の上端面には、第１流体動圧軸受面２２１３が形成され、スリーブ２２１の下端面には、第２流体動圧軸受面２２１４が形成されている。

第１流体動圧軸受面２２１３および第２流体動圧軸受面２２１４には、溝の集合である動圧溝列が形成されている。第１流体動圧軸受面２２１３の動圧溝列５１１はヘリングボーン形状に形成され、第２流体動圧軸受面２２１４の動圧溝列５１２はスパイラル形状に形成される。なお、第１流体動圧軸受面の動圧溝列をスパイラル形状に形成しても良く、第２流体動圧軸受面の動圧溝列をヘリングボーン形状に形成しても良い。また、第１流体動圧軸受面および第２流体動圧軸受面をヘリングボーン形状またはスパイラル形状に形成してもよい。

このように、第１流体動圧軸受面２２１３をスリーブ２２１の上端面に形成することにより、スラスト動圧軸受部を小径に形成することができるため、低電流化を実現することができる。

また、スリーブ２２１の内側面２２１２の上下２カ所には、ヘリングボーン形状の動圧溝列５１３が形成されており、外側面２２１１には、中心軸Ｊ１に平行に伸びる３つの連通溝５２が等角度間隔にて形成されている。連通溝５２は、図１に示す上部間隙４１と第１下部間隙４３との間の圧力差を緩和して軸受機構内における気泡の発生を防止する。

図３．Ｂに示すように、スリーブ２２１のロータハブ３１と対向する上端部２２１５（以下、「第１端部」という。）の外周縁および内周縁は、断面が直線となる面取形状に形成されている。第１端部２２１５とは反対側の下端部２２１６（以下「第２端部」という。）の外周縁および内周縁も、断面が直線となる面取形状に形成されている。これらの面取形状と中心軸Ｊ１とのなす角は任意に設定されてよい。

第１端部２２１５の外周縁に形成された面取形状５５の径方向の幅Ｗ１は、第２端部２２１６の外周縁に形成された面取形状である接着剤保持部５６の径方向の幅Ｗ２よりも小さい。図２に示すように、接着剤保持部５６は接着剤２２０ａの一部を保持する。より具体的には、接着剤保持部５６の軸方向の幅および径方向の幅は、面取形状５５の軸方向の幅および径方向の幅のそれぞれ２倍程度とされる。

図４はスリーブユニット２２（シールキャップ２２３を除く。）の製造の流れを示す図である。図５および図６はスリーブユニット組立装置６によりスリーブユニット２２が製造される様子を示す図である。

スリーブユニット２２の製造では、まず、図６に示すように、スリーブ２２１の第１端部２２１５が上方から吸着されることによりスリーブ２２１がスリーブ保持部６１１により保持される（ステップＳ１１）。続いて、スリーブハウジング２２２の内側面２２２２に嫌気性および紫外線硬化性を有する接着剤２２０が塗布される（ステップＳ１２）。そして、スリーブハウジング２２２が、スリーブ２２１の第２端部２２１６と対向しつつハウジング保持部６２１により、フランジ部２２２１の下面２２２４と係合するようにして保持される。このとき、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２はそれぞれの中心をスリーブユニット組立装置６の中心軸Ｊ２に一致させて保持される（ステップＳ１３）。

スリーブ２２１の下方には、第１付勢部６１２が第１コイルばね６１３を介して図示省略の下側支持部に取り付けられる。スリーブハウジング２２２の上方には、スリーブ保持部６１１を囲む第２付勢部６２２が第２コイルばね６２３を介して上側支持部６４に取り付けられる。上側支持部６４には、ブロックを介して下方を向くピン６３１が間接的に固定されており、ピン６３１に対向するピン当接部６３２がハウジング保持部６２１上に固定されている。

スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２の保持が完了すると、次に、上側支持部６４が下降する。そしてスリーブ保持部６１１がハウジング保持部６２１に近づけられ、スリーブ２２１が第２端部２２１６からスリーブハウジング２２２内に挿入される（ステップＳ１４）。

挿入途上において、スリーブ２２１の第２端部２２１６が第１付勢部６１２に当接し、第１コイルばね６１３が弾性変形しスリーブ２２１が第１付勢部６１２によりスリーブ保持部６１１に向かって付勢される。なお、スリーブ２２１が第１付勢部６１２に当接した後は、スリーブ保持部６１１によるスリーブ２２１の吸着が停止されてもよい。

一方、スリーブ２２１の挿入途上において、スリーブハウジング２２２の上部が、第２付勢部６２２と当接し、これにより、第２コイルばね６２３が弾性変形してスリーブハウジング２２２がハウジング保持部６２１に向かって付勢される。

やがて、図６に示すように、ピン当接部６３２にピン６３１の先端が当接することにより、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入が停止される。これにより、スリーブ保持部６１１に対するハウジング保持部６２１の相対位置が正確に決定される。即ち、スリーブ保持部６１１に当接するスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２１３とハウジング保持部６２１に当接するフランジ部２２２１の下面２２２４との中心軸Ｊ２方向における相対位置が正確に決定される。

挿入に際して接着剤２２０は、スリーブ２２１の第２端部２２１６により、スリーブ２２１の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面との間に挟まれるようにして広がる。そして、図２に示すように、はみ出した一部の接着剤２２０ａ（図６にも図示）がスリーブ２２１の接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に保持される。ステップＳ１２における接着剤２２０の塗布量は、塗布量の誤差を考慮しつつはみ出した接着剤２２０ａが適正量となるように予め設定されている。

その後、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が所定の時間（例えば、２分間）だけ保持され、スリーブ２２１の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面との間において外気との接触が断たれた嫌気性の接着剤２２０が硬化し、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に接着されて固定される。

また、接着剤保持部５６内に保持されている、すなわち、露出している接着剤２２０ａに紫外線が照射され、接着剤２２０ａが硬化して、スリーブユニット２２の主要部の製造が終了する（ステップＳ１５）。なお、スリーブ保持部６１１およびハウジング保持部６２１が離間してスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が取り出された後、紫外線が照射されてもよい。

前述の製造方法では、第１流体動圧軸受面２２１３と下面２２２４との軸方向における相対位置を容易に決定できる。また、スリーブハウジング２２２のフランジ部２２２１等は、第１流体動圧軸受面２２１３と下面２２２４に比べ厳しい寸法精度が比較的に要求されない部位となるため、スリーブハウジング２２２を安価に製造することができる。

また、接着剤保持部５６に接着剤２２０ａが保持され、第１端部２２１５側に接着剤２２０がはみ出さないように、接着剤２２０の塗布位置およびスリーブ２２１の挿入方向が決定される。そのため、接着剤２２０が上端面２２１３に付着して図１に示す上部間隙４１のスラスト軸受部の性能が低下してしまうことが防止される。

また、接着剤のふき取り作業を不要としつつ接着剤の塗布量を増大することができ、かつ、接着剤とスラストプレート３３との接触も防止することができる。そのため、スラストプレート３３の周囲のスラスト軸受部の性能低下を防止しつつ接着強度を容易に高めることも実現される。

なお、スラストプレート３３とスリーブハウジング２２２の内周面との間の隙間は比較的大きく形成されるため、万一、接着剤保持部５６からスリーブハウジング２２２側へと接着剤２２０ａが広がったとしても第１下部間隙４３および第２下部間隙４４によるスラスト軸受部に接着剤が与える影響はほとんどない。

また、第１端部２２１５の外周縁の面取形状を小さく抑えることができるため、スリーブ２２１の上端面２２１３の面積を大きく確保して動圧を高く維持ことができる。また、動圧面を広くすることによりヘリングボーン形状の動圧溝列を形成することができ、上部間隙４１のスラスト軸受部の性能をさらに向上することが実現される。

また、既述のように、接着剤保持部５６に保持された一部の接着剤２２０ａが楔としての役割を果たすため、ロータ部３からスリーブ２２１に加えられるスラスト方向からの衝撃等の力に対して、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との接着強度を高めることができる。その結果、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との軸方向の締結長を短くすることができモータ１を薄型化することができる。

さらに、スリーブユニット２２の製造では、嫌気性かつ紫外線硬化性の接着剤２２０が用いられるため、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２との間の隙間に挟まれた接着剤も隙間からはみ出した接着剤も容易に硬化させることができ、スリーブユニット２２の製造を簡素化することができる。

スリーブユニット２２の製造では、スリーブ２２１がすきまばめによりスリーブハウジング２２２に取り付けられることにより、スリーブ２２１の挿入時に、スリーブ２２１の外側面２２１１とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２とが強く擦れ合うことが防止される。これにより、スリーブ２２１の動圧面が歪むことを防止することができる。このように、スリーブ２２１とスリーブハウジング２２２とを接着剤にて接着する手法は、スリーブ２２１が無垢材に比べて比較的脆弱な焼結等の多孔質部材にて形成されている場合に特に適している。

図７は、スリーブユニット２２の別の製造の流れを示す図であり、図８および図９はスリーブユニット２２の製造の様子を示す図である。なお、スリーブユニット組立装置６の基本構成は前述の第一実施形態と同じであるため、第二実施形態では、主に第一実施形態と異なる点を説明する。また、スリーブユニット２２を備えたモータの基本的構成も図１と同じである。

別の製造方法では、前述とは異なる接着剤３２０が用いられる。接着剤３２０は、速硬性タイプの一液性エポキシ系接着剤である。また、接着剤３２０は、熱硬化性接着剤で、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ６５２１−１９９６に定められる硬化時間試験に準拠した硬化時間は、８０℃において４０秒以下であり、１１０℃において１５秒以下である。このような接着剤３２０として、例えば味の素ファインテクノ社製ＡＥ−７５０等がある。

この接着剤３２０を用いたスリーブユニット２２の製造の流れについて、以下に記載する。

まず、図８に示すように、スリーブ２２１の第１端部２２１５が上方から吸着されることによりスリーブ２２１がスリーブ保持部６１１により保持される（ステップＳ２１）。続いてハウジング２２２の内側面２２２２に熱硬化性を有する接着剤３２０が塗布される（ステップＳ２２）。

そして、スリーブハウジング２２２が、スリーブ２２１の第２端部２２１６と対向しつつハウジング保持部６２１により、下面２２２４と係合するようにして保持される。このとき、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２はそれぞれの中心をスリーブユニット組立装置６の中心軸Ｊ２に一致させて保持される（ステップＳ２３）。

スリーブハウジング２２２がハウジング保持部６２１に保持されると同時に、スリーブハウジング２２２が加熱される。具体的には、加熱部６４０によりハウジング保持部６２１が加熱され、加熱されたハウジング保持部６２１にスリーブハウジング２２２が保持されることにより、ハウジング保持部６２１の熱がスリーブハウジング２２２へと伝わりスリーブハウジング２２２が加熱される（ステップＳ２４）。なお、ハウジング保持部６２１にスリーブハウジング２２２が保持された後、しばらくしてから加熱部６４０によるハウジング保持部６２１への加熱を開始してもよい。

その後、上側支持部６４が下降する。そしてスリーブ保持部６１１がハウジング保持部６２１に近づけられ、スリーブ２２１が第２端部２２１６からスリーブハウジング２２２内に挿入される（ステップＳ２５）。

挿入途上において、スリーブ２２１の第２端部２２１６が第１付勢部６１２に当接し、第１コイルばね６１３が弾性変形しスリーブ２２１が第１付勢部６１２によりスリーブ保持部６１１に向かって付勢される。なお、スリーブ２２１が第１付勢部６１２に当接した後は、スリーブ保持部６１１によるスリーブ２２１の吸着が停止されてもよい。

一方、スリーブ２２１の挿入途上において、スリーブハウジング２２２の上部が、第２付勢部６２２と当接し、これにより、第２コイルばね６２３が弾性変形してスリーブハウジング２２２がハウジング保持部６２１に向かって付勢される。

やがて、図９に示すように、ピン当接部６３２にピン６３１の先端が当接することにより、スリーブ２２１のスリーブハウジング２２２内への挿入が停止される。これにより、スリーブ保持部６１１に対するハウジング保持部６２１の相対位置が正確に決定される。即ち、スリーブ保持部６１１に当接するスリーブ２２１の第１流体動圧軸受面２２１３とハウジング保持部６２１に当接するフランジ部２２２１の下面２２２４との軸方向における相対位置が正確に決定される。

挿入に際して接着剤３２０は、スリーブ２２１の第２端部２２１６により、スリーブ２２１の外側面とスリーブハウジング２２２の内側面との間に挟まれるようにして広がり、はみ出した一部の接着剤３２０ａ（図９にも図示）がスリーブ２２１の接着剤保持部５６とスリーブハウジング２２２の内側面２２２２との間に保持される。ステップＳ１２における接着剤３２０の塗布量は、塗布量の誤差を考慮しつつはみ出した接着剤３２０ａが適正量となるように予め設定されている。

その後、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が所定の時間だけ保持され、スリーブハウジング２２２の熱が接着剤３２０へと伝わり熱硬化性の接着剤が硬化する。これにより、スリーブ２２１がスリーブハウジング２２２に接着されて固定される。

固定が完了すると、スリーブ保持部６１１およびハウジング保持部６２１が離間してスリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２が取り出される。

なお、取り出されたスリーブハウジング２２２を、例えば９０℃の恒温槽内に１時間配置してもよい。恒温槽内で接着剤３２０に含まれる空気を完全に蒸発させることができる。所謂ガス抜きを行う。

本実施形態では、スリーブハウジング２２２とスリーブ２２１との位置決めが正確に行われた状態で、接着剤３２０を硬化させることができる。また、接着剤３２０が速硬化タイプであるため、前述の接着剤２２０と比較して、短時間でスリーブハウジング２２２とスリーブ２２１とを接着固定することができる。また、エポキシ系接着剤であるため、高い接着強度を得ることができる。従って、製造時間を短縮することができ、製造コストを低減できると共に、生産性を向上させることができる。

＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態について説明する。図１０は、本発明の第二実施形態のモータを示す断面図である。

図１０に示すモータは、静止部１０、軸受部１２、および、ロータ部１４を備える。

静止部１０は、ベースプレート１６を備え、ベースプレート１６の中央には貫通孔が形成されている。貫通孔には後述する軸受部１２が配置されている。

軸受部４は、ベースプレート１６の貫通孔内に配置された有底円筒状のスリーブハウジング１８、スリーブハウジング１８の内周に配置された円筒状のスリーブ２０、およびスリーブ２０内に挿入されたシャフト２２を備える。

スリーブハウジング１８は、ベースプレート１６の貫通孔内に配置される柱部１１８、および、柱部１１８の上側に位置し柱部から径方向外方に張り出したフランジ部１３８を備える。第二実施形態では、第一実施形態に比して柱部の軸方向長さが長く、フランジ部の軸方向長さが短い。スリーブハウジング１８の下方は、カウンタープレート１２８によって閉塞されている。なお、柱部１１８およびカウンタープレート１２８は、単一部材から構成されてもよい。

スリーブハウジング１８は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属材料、樹脂材料等から構成されている。スリーブ２０は、第一実施形態と同様に、多孔質焼結体から成形されている。スリーブ２０は、ハウジング１８に接着剤によって固定されている。接着剤としては、第一実施形態と同様に、嫌気性接着剤、嫌気性および紫外線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤を用いることができる。

ロータ部１４は、前述のシャフト２２、シャフト２２と単一部材から構成されたロータハブ２４、ロータハブ２４の外周部に配置されたヨーク２６、および、静止部１０を構成するステータ２８と径方向に対向するロータマグネット３０、を備える。

また、ロータ部１４は、環状部材３２を備える。環状部材３２はロータハブ２４に固定され、環状部材３２の内周面は、柱部１１８の上部外周面と径方向に間隙３４を介し対向する。環状部材３２の内周面と柱部１１８の上部外周面との間の間隙３４は、下方に向かうに従って漸次拡大しており、間隙３４にてテーパシール部３６が構成される。

そして、スリーブ２０の内周面とシャフト２２の外周面との間の間隙３８、スリーブ２０およびスリーブハウジング１８の上端面とロータハブ２４の下面との間の間隙４０、および、間隙４０からテーパシール部３６に至る領域は、それぞれ連続するとともに、潤滑油にて途切れることなく満たされている。潤滑油は、テーパシール部３６においてのみ気液界面を形成している。

間隙３８には、軸方向に２カ所ラジアル動圧軸受部４２、４４が構成されている。ラジアル動圧軸受部４２、４４を構成するスリーブ２０の内周面には、ヘリングボーン状のラジアル動圧溝列４４、４６がそれぞれ形成されている。

また、間隙４０のうちスリーブ２０の上端面とロータハブ２４の下面との間の領域には、スラスト動圧軸受部４０ａが構成されている。スリーブ２０の上端面には、ヘリングボーン状又はスパイラル状のスラスト動圧溝列４８が形成されている。

フランジ部１３８の下面１３８ａと前述の環状部材３２の上端面とは軸方向に間隙を介し対向する。また、フランジ部１３８の外周面は、環状部材３２の内周面より径方向外方に位置する。この構成により、モータの駆動時、ロータハブ２４がスリーブハウジング１８から軸方向上方へ抜けるのを防止する。

第二実施形態では、前述の第一実施形態と同様にスリーブ２０の上端面とフランジ部１３８の下面１３８ａとの軸方向における相対位置を容易に決定できる。また、フランジ部１３８の上面等は、厳しい寸法精度が比較的に要求されない部位となるため、スリーブハウジング１８を安価に製造することができる。

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するものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、スリーブ２２１やスリーブハウジング２２２に接着剤が塗布された後に両部材が保持されるが、保持された後に接着剤の塗布が行われてもよい。スリーブ２２１の保持とスリーブハウジング２２２の保持の順序も適宜変更されてよい。

また、スリーブ２２１の第１端部２２１５を、スリーブハウジング２２２の下側（柱部２２２３側）から挿入し、両部材を固定してもよい。

上記実施形態に係るモータは、必ずしもロータマグネット３２がステータ２４の中心軸Ｊ１側に配置された、いわゆるインナーロータ型である必要はない。ロータマグネット３２がステータ２４の外側に配置されたアウターロータ型であってもよい。

また、軸受機構は、例えば、空気を流体とした、いわゆる気体動圧軸受が用いられてもよい。

上記実施形態に係るモータは、ハードディスク装置以外の他の装置（例えば、リムーバブルディスク装置等のディスク駆動装置）の駆動源として利用されてよい。

モータの断面図である。 スリーブユニットの断面図である。 スリーブの平面図である。 スリーブの断面図である。 スリーブの底面図である。 第一実施形態のスリーブユニットの製造の流れを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 第二実施形態のスリーブユニットの製造の流れを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 製造途上のスリーブユニットを示す図である。 第二実施形態のモータの断面図である。

符号の説明

２２ スリーブユニット
２２０，２２０ａ、３２０、３２０ａ 接着剤
２２１ スリーブ
２２２ スリーブハウジング
６４０ 加熱部
２２２１ フランジ部
２２２３ 柱部
２２２４ 下面
Ｊ１ 中心軸

Claims (14)

1. 中心軸を中心とする略円筒形状であるスリーブと、前記スリーブを収容するスリーブハウジングと、を有し流体動圧を利用した軸受機構に用いられるスリーブユニットの製造方法であって、
   ａ）スリーブ、および、スリーブの外側面に対応する内側面を有するスリーブハウジングを保持する工程と、前記スリーブは、その上端部に第１流体動圧軸受面を備え、前記スリーブハウジングは、フランジ部、前記フランジ部の軸方向下方に位置する柱部、および、前記柱部から径方向外方に張り出した前記フランジ部の下面を備え、
   ｂ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに対して軸方向に相対的に移動して前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入し、前記第１流体動圧軸受面と前記フランジ部の下面との間を所定の距離とする工程と、
   ｃ）前記スリーブを前記スリーブハウジングに固定する工程と、
   を備えることを特徴とするスリーブユニットの製造方法。
2. 前記ｂ）工程において、
   前記第１流体動圧軸受面は、前記スリーブを保持するスリーブ保持部に当接するとともに前記スリーブ保持部に向かって付勢され、
   前記フランジ部の下面は、前記スリーブハウジングを保持するハウジング保持部に当接するとともに前記ハウジング保持部に向かって付勢され、
   前記スリーブ保持部の前記第１流体動圧軸受面と当接する当接面と、前記ハウジング保持部と当接するハウジング保持部の当接面と、の間の軸方向の距離が前記所定の距離であることを特徴とする請求項１記載のスリーブユニットの製造方法。
3. 前記ｂ）工程において、
   前記スリーブの下端部と前記フランジ部の上面とを互いに軸方向に対向させつつ、前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入することを特徴とする請求項１又は２記載のスリーブユニットの製造方法。
4. 前記ｂ）工程において、
   前記スリーブの上端部と前記柱部の下端部とを互いに軸方向に対向させつつ、前記スリーブを前記スリーブハウジング内に挿入することを特徴とする請求項１又は２記載のスリーブユニットの製造方法。
5. 前記ｂ）工程よりも前に、
   前記スリーブの外側面および前記スリーブハウジングの内側面の少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布工程をさらに備え、
   前記ｃ）工程では、前記スリーブと前記スリーブハウジングとを互いに前記接着剤により固定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法。
6. 前記接着剤は、熱硬化性接着剤であり、
   前記スリーブハウジングおよび前記スリーブの少なくとも一方を加熱して前記接着剤を硬化させることで前記スリーブと前記スリーブハウジングとを互いに固定することを特徴とする請求項５記載のスリーブユニットの製造方法。
7. 前記接着剤は、熱硬化性接着剤であり、
   前記熱硬化性接着剤が一液性であり、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ６５２１−１９９６に定められる硬化時間試験により得られる硬化時間が、１１０℃において１５秒以下であることを特徴とする請求項５又は６記載のスリーブユニットの製造方法。
8. 前記スリーブは、その下端部の外周縁に、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る接続面を有し、
   前記ｂ）工程および前記ｃ）工程において、
   前記接着剤は、前記スリーブの外側面と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持され、
   前記接続面と、前記スリーブハウジングの内側面との間に構成される接着剤保持部に、前記接着剤の一部が保持されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか記載のスリーブユニットの製造方法。
9. 前記スリーブの上端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅が、前記スリーブの下端部の外周縁に形成された面取形状の径方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項８記載のスリーブユニットの製造方法。
10. 前記接着剤が嫌気性および紫外線硬化性を有し、
    前記スリーブは、その下端部の外周縁に、前記スリーブの外側面から前記外側面よりも径が小さい端面に至る接続面を有し、
    前記ｂ）工程および前記ｃ）工程において、
    前記接着剤は、前記スリーブの外側面と前記スリーブハウジングの内側面との間に保持され、前記接続面と、前記スリーブハウジングの内側面との間に構成される接着剤保持部に、前記接着剤の一部が保持され、
    前記ｂ）工程の後に、前記接着剤保持部に保持された前記接着剤の一部に紫外線を照射する工程をさらに備えることを特徴とする請求項５記載のスリーブユニットの製造方法。
11. 前記スリーブの下端部には第２流体動圧軸受面が形成され、前記第２流体動圧軸受面には、動圧溝列が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法。
12. 前記スリーブが、粉末材料を加圧成形した多孔質部材であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載のスリーブユニットの製造方法により製造されたスリーブユニットを備えたことを特徴とする流体動圧を利用した軸受機構。
14. モータであって、
    シャフトと前記シャフトの周囲に配置されたロータマグネットとを有するロータ部と、
    前記ロータマグネットとの間で前記スリーブユニットの前記中心軸を中心とするトルクを発生するステータを有する静止部と、
    請求項１３記載の軸受機構と、
    を備えることを特徴とするモータ。

Images