JP4024143B2

JP4024143B2 - Method for manufacturing hydrodynamic bearing member

Info

Publication number: JP4024143B2
Application number: JP2002373321A
Authority: JP
Inventors: 力浜田; 英生峯
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004204916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる流体軸受装置において、動圧溝が形成されたシャフト付フランジを製造するための流体軸受部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ノートパソコンに搭載されるハードディスク装置では、小型化と耐衝撃性の向上が強く要望されており、結果として流体軸受装置の部材中でシャフトとフランジとの締結強度と締結精度の向上が不可欠となってきている。
【０００３】
しかしながら、従来のネジ止めや圧入等の方法では要求が満足できないため、従来では、たとえばレーザ溶接を用いてシャフトとフランジとを締結する方法および設備が採用されている。
【０００４】
すなわち、図１２に示すように、スラスト動圧溝を加工するフランジ５１の軸心穴５１ａにシャフト５２を締結する場合、フランジ５１とシャフト５２は、それぞれ別の工程で加工された後、図１２（ａ）に示すように、フランジ５１の軸心穴５１ａにシャフト５２が挿入され、フランジ５１とシャフト５２の境界部が図示しないレーザ溶接機により溶接されて締結強度が確保される。このレーザ溶接による歪みは、図１２（ｂ）に示す工程で、シャフト５２を基準にフランジ５１の表面および裏面と全周が研磨加工されることで、シャフト５２に対するフランジ５１の精度を確保する。次いで図１２（ｃ）に示す工程で、フランジ５１の研磨面にエッチング加工によりスラスト動圧溝が形成されることで完成する。
【０００５】
また特許文献１では、切削加工により動圧発生溝を形成したフランジを鍍金処理して硬質膜を形成し、次いでフランジを固定軸に圧入あるいは挿入固定してフランジ付シャフトを形成するものが開示されている。
【０００６】
さらに特許文献２では、ダミー軸を使用してコイニングにより動圧発生溝を形成したフランジを、軸に圧入するものが開示されている。
更にまた特許文献３では、軸とスラストプレートとを一体形成し、スラストプレートに動圧発生溝をコイニング加工するものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３１４４２５号公報（図２，図５）
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−１１６０４７号公報（図６）
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−２５７６３５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の加工法を用いると、レーザ溶接機や研磨装置が高価でかつ加工タクトも遅く、更にエッチング加工自体も高価な加工方法であることから、スラスト軸受装置が極めて高価になるという問題があった。
【００１１】
また特許文献１，２では、動圧発生溝の形成工程と、軸の装着工程とが別にあるため加工タクトが長くなるという問題があった。
さらに特許文献３では、一体成形される軸とスラストプレートの加工精度が問題となる。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決して、高価なレーザ溶接機や研磨装置を使用せず、かつ加工タクトも短くできて、動圧溝も安価な印圧成形ですみ、締結強度と締結精度も高くかつ安価に流体軸受部材を製造することができる流体軸受部材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の流体軸受部材の製造方法は、フランジ素材の表面および裏面の少なくとも一方に加圧により動圧溝を成形すると同時に、フランジ素材の軸心穴と嵌合したシャフトをフランジ素材と締結する流体軸受部材の製造方法において、（ａ）配置工程下型の位置決め穴に、位置決め穴の内径より所定の値小さい寸法の外径を有するシャフトを挿入し、シャフトの位置決め穴に挿入した端部とは反対の端部の段部より延出する、シャフトの外径よりよりも小さい外径の締結部にフランジ素材の軸心穴を挿入し、シャフトの位置決め穴に挿入した端部とは反対の端部の段部とフランジ素材裏面の軸心穴の周囲の面とを接触させる
（ｂ）溝加工および締結工程上型と下型でフランジ素材を挟み込んで加圧しフランジ素材に動圧溝の加工をしつつ、上型と下型とを近づけ、フランジ素材を外周方向に変形し外径規制部材にフランジ素材外周を接触し、さらに上型と下型とを近づけ、フランジ素材の内径部をシャフト軸心方向に変形し、フランジ素材とシャフトとを締結する
（ｃ）シャフト密着工程上型と下型とを近づけてフランジ素材を下型に接近させて、シャフトの段部を介してシャフトを弾性変形し、下型の位置決め穴にシャフトの外周を密着する
これらの（ａ）配置工程と、（ｂ）溝加工および締結工程と、（ｃ）シャフト密着工程と、を有し、
（ｂ）溝加工および締結工程と、（ｃ）シャフト密着工程と、を同時に行うものである。
【００１４】
上記構成によれば、基本プレス工程で、外径部の拡張を規制するとともに内径部の縮径をシャフトにより規制した密閉状態で、フランジ素材を加圧することにより、ランド部高さが一定の動圧溝を形成することができると同時に、シャフトをフランジの軸心穴に締結固定することができる。したがって、高価なレーザ溶接機や研磨装置を使用せず、かつ加工タクトも短くできて、動圧溝も安価な印圧成形ですみ、締結強度と締結精度も高くかつ安価に流体軸受部材を製造することができ、スラスト軸受装置のコスト削減が可能になる。また、加圧成形時に、シャフトを加圧して拡径させ位置決め穴に密着させることにより、位置決め穴とシャフトとの間の挿入用隙間を埋めて、シャフトを位置決め穴内に高精度で位置決めすることができ、フランジとシャフトとを高精度で締結することができる。また、段部を有するシャフトをフランジに締結する場合、加圧成形時にシャフトも軸心方向に圧縮されることで、段部に対応するフランジ部分の平面度が他の部位と相違することになるが、シャフトの支持位置を調整することで、フランジの平面度と動圧溝の形状を最大限に高めることができる。これにより後工程の矯正をなくしたり、また矯正量を最小にすることができ、平面度や動圧溝の形状が高精度で形成されたシャフト付フランジを得ることができる。
【００１５】
請求項２記載の流体軸受部材の製造方法は、（ｂ）溝加工および締結工程と、（ｃ）シャフト密着工程と、を終了後に、上型と下型とによりフランジを挟んだ状態で、外径規制部材とフランジとをシャフトの軸方向に相対的に移動し、外径規制部材からフランジを離脱させるものである。
【００１６】
上記構成によれば、（ｂ）溝加工および締結工程と、（ｃ）シャフト密着工程と、を行ったことで、フランジが拡径されて外径拘束板に密着していても、上型と下型とによりフランジを挟んだ状態で、外径規制部材とフランジとをシャフトの軸方向に相対的に移動することにより、フランジの変形を防止することができ、フランジの加工精度を高めることができる。
【００２１】
請求項３記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１乃至２のいずれか記載の構成において、シャフトの締結部に予め締結凹部を形成しておき、加圧成形によりフランジ素材の内径部を前記締結凹部に食い込ませるものである。
【００２２】
上記構成によれば、加圧成形により、軸心穴内でフランジ素材をシャフトの締結部の締結凹部に食い込ませることで、フランジとシャフトとの締結強度を増大させることができる。
【００２３】
請求項４記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１乃至３のいずれか記載の構成において、フランジ素材の外周部に、予め加工誤差で生じる体積より大きい容積の逃がし部を形成しておくものである。
【００２４】
上記構成によれば、加圧成形により加工誤差により生じたフランジ材を逃がし部に収容することができるので、フランジの外径および厚みを設定値通りに高精度に形成することができ、高品質の流体軸受部材を得ることができる。
【００２５】
請求項５記載の流体軸受部材の製造方法は、請求項１乃至４のいずれか記載の構成において、上型と下型を近づけて、フランジ素材に動圧溝を成形すると同時にシャフトをフランジ素材と締結した後に、略平坦面の矯正面を有する上型と下型により、基本プレス工程終了後のシャフト付フランジの表面と裏面とを外周部を規制しない状態で加圧して、フランジの厚さと平面度とを加圧矯正する矯正プレス工程を行うものである。
【００２６】
上記構成によれば、基本プレス工程で動圧溝が形成された表面と裏面を、略平坦面の矯正面により加圧することで、その平面度を改善して高精度の平面に形成することができる。また矯正面により動圧溝の形成面を加圧することで、その応力をランド部の上縁に集中させて角を丸く形成することができ、これにより起動・停止時に磨耗粉の発生がない信頼性に優れた流体軸受部材を提供することができる。
【００２７】
請求項６記載の流体軸受部材の製造方法は、略平坦面の矯正面を有する下型を昇降可能な姿勢で外周側および外周側上面部から保持するガイドベースと、略平坦面の矯正面を有する上型に形成されてガイドベースの前記外周側上面部に当接可能なストッパーとを、当接させた際の上型と下型の相対位置を、上型と下型の接近限度とするものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る流体軸受部材の製造設備および製造方法の第１の実施の形態を図１〜図２に基づいて説明する。
【００４６】
この実施の形態は基本構造を示すもので、円形で中心に軸心穴Ｆｃが形成された板状のフランジＦの表面および裏面にそれぞれスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧（プレス）加工してすると同時に、軸心穴ＦｃにシャフトＳを締結する第１プレス工程（基本プレス工程）を行う第１プレス装置（基本プレス装置）Ａ１と、フランジＦの外径部Ｆｂを拘束せずに加圧してフランジＦの厚さと平面度を高精度で矯正する第２プレス工程（矯正プレス工程）を行う第２プレス装置（矯正プレス装置）Ａ２とが具備されている。なおこの第２プレス装置Ａ２は、第１プレス装置Ａ１により製造される軸受部材の精度が低かったり、より高精度に加工する必要がある場合に、必要に応じて使用されるものである。
【００４７】
ここで製造されるフランジ素材は、円形で軸心位置に軸心穴Ｆｃが形成された円板状に形成され、シャフトＳは大径の軸部Ｓａの先端側に段部Ｓｂを介して小径の締結部Ｓｃが形成されている。
【００４８】
図１（ａ）に示すように、第１プレス装置Ａ１の加工部には、フランジＦにスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部３ｕを有する上型１と、フランジＦに動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部３ｄを有する下型２とが配置されている。そして、図示しない加圧駆動装置により上型１が下降されて、上型１と下型２との間でフランジＦを加圧圧縮してスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを印圧成形すると同時に、軸心穴Ｆｃを縮径して嵌合されたシャフトＳを締結固定する。なお、ここで下型２を上昇しても、上型１と下型２をそれぞれ昇降して接近させてもよい。
【００４９】
前記下型２には、その上面軸心位置に、シャフトＳを挿入位置決めする位置決め穴４が形成され、また外周部に外径部Ｆｂが拡径されるのを規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）５が配置されている。また下型２の上面外周部に、上型１の下降限となってストロークを設定する第１ストッパ６が設けられている。
【００５０】
上記第１プレス装置Ａ１による第１プレス工程は、下型２の位置決め穴４にシャフトＳの軸部Ｓａを挿入配置し、シャフトＳの締結部Ｓｃに軸心穴Ｆｃを嵌合してフランジ素材Ｆを位置決めした後、上型１が矢印Ｘ方向に降下される。この時、フランジ素材Ｆと外径拘束板５の間およびフランジ素材ＦとシャフトＳの間には所定の隙間δ１，δ２がそれぞれ形成されている。
【００５１】
この時のフランジＦの変形を詳細に説明すると、上型１がフランジ素材Ｆに当り加圧を開始すると、初めにフランジ素材Ｆの外径部が外周側に拡張変形すると同時に、成形凸部３ｕ，３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始める。この時のスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、外周側のランド部が高く、内周側のランド部が低く形成される。
【００５２】
更に上型１が下降されると、フランジＦの外径部Ｆｂが拡張されて外径拘束板５にぶつかって拘束され、またフランジＦの全体が上型１と下型２と外径拘束板５とで密閉状態で加圧されることにより、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄのランド部の高さも内周側と外周側でほぼ同じ高さになる。
【００５３】
ここで更に上型１を下降させていくと、フランジＦの内径部ＦａがシャフトＳ側へ変形していき、その結果、フランジＦとシャフトＳとが締結される。
次に第２プレス工程を行う第２プレス装置Ａ２について説明する。
【００５４】
図２（ｂ）に示すように、第２プレス装置Ａ１の加工部には、略平坦面の矯正面１３ｕが形成された上型１１と、略平坦面の矯正面１３ｄが形成された下型１２とが配置されている。そして、図示しない加圧駆動装置により上型１１が下降されて、上型１１と下型１２との間で矯正面１３ｕ，１３ｄにより、フランジＦの厚みと平面度を矯正する。ここで矯正面１３ｕ，１３ｄの略平坦面とは、プレス方向に垂直な平坦面と、軸心位置から外周側に工程差が数ミクロンから十数ミクロンオーダの勾配を有する（わずかな円錐凸状または円錐凹状の）傾斜面を含むものとする。なお、ここで下型１２を上昇しても、上型１１と下型１２をそれぞれ昇降して接近させてもよい。
【００５５】
前記下型１２には、その中心部に、シャフトＳを挿入位置決めする位置決め穴１４が形成され、また下型１２の上面外周部に、上型１１の下降ストローク限となる第２ストッパ１６が設けられて第１プレス装置Ａ１により成形されたフランジＦ１の厚さを僅かに薄く加圧成形できるように設定されている。
【００５６】
上記第２プレス装置Ａ１による第２プレス工程は、フランジＦが締結されたシャフトＳを下型１２の位置決め穴１４へ挿入して位置決め後、上型１１を矢印Ｘ方向に第２ストッパー１６に当接させるまで降下させる。ここで第２ストッパー１６は、第１プレス工程後のフランジＦの厚みよりも少なくてもその平面の矯正量より薄く仕上がるよう設定されることで、フランジＦの平面の矯正と厚み揃えを行う。当然ながら製品側の要求精度によっては、第１プレス工程だけで加工完了としても良い。
【００５７】
なお、第２プレス工程の上型１１と下型１２による矯正面１３ｕ，１３ｄの形状の詳細は、シャフトＳの強度により大きく異なるので、次の実施の形態で説明し、ここでは省略する。
【００５８】
次に図３〜図１０を参照して本発明に係る流体軸受部材の製造設備および製造方法の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
この実施の形態は、第１プレス工程において、プレス後のフランジＦの変形を防ぐための工夫を施している。
すなわち、図３，図４に示すように、第１プレス装置（基本プレス装置）Ｂ１の加工部には、上ダイフレーム２０Ｕに固定されてフランジＦの表面にスラスト動圧溝Ｍｕを印圧加工する成形凸部２３ｕが形成された上型２１と、下ダイフレーム２０Ｄに立設固定されたガイドベース２７内に所定範囲で昇降自在に配置されてフランジＦの裏面にスラスト動圧溝Ｍｄを印圧加工する成形凸部２３ｄが形成された下型２２とを具備し、下型２２はガイドベース２７の内側で下ダイフレーム２０Ｄにより下降限が規制されるとともに、ガイドベース２７の規制部２７ａにより上昇限が規制されている。
【００６０】
下ダイフレーム２０Ｄの加工部には、下型２２の上面軸心位置に所定深さの位置決め穴２４が形成され、この位置決め穴２４には、シャフトＳが挿入されるとともに、底部にシャフトＳを高さを設定するスペーサ２９が内装されている。また下型２２の下部で軸心位置に収容穴２２ａが形成され、この収容穴２２ａには下型２２を上方に付勢する下型付勢手段であるばね２８が配置されている。また下型２２の成形凸部２３ｄの外周には、外径部Ｆｂが拡径されるの規制するリング状の外径拘束板（外径規制部材）２５が配置されてガイドベース２７に支持されている。
【００６１】
上型２１の下面外周部には、ガイドベース２７の規制部２７ａ上面に当接して上型２１の下降限となり下降ストロークを設定する第１ストッパ２６が設けられている。
【００６２】
上記構成の第１プレス装置Ｂ１における動作を説明する。
まずプレスが動作していない時は、図３に示すように、ばね２８により下型２２がガイドベース２７の規制部２７ａまで上昇されている。まず位置決め穴２４にシャフトＳが挿入され、シャフトＳの締結部Ｓｃに軸心穴Ｆｃを介してフランジ素材Ｆが嵌合されて部品のセットが完了する。このセット状態では、フランジ素材Ｆが外径拘束板２５の上方に位置する。
【００６３】
部品のセット作業をスムーズに行うために、フランジ素材Ｆの寸法は完成品と体積が一定のままで、厚みを約２０〜５０μｍほど大きく形成され、また外径と内径は、外径拘束板２５とシャフトＳの締結部Ｓｃとの間にそれぞれ所定の割合で振り分けて形成している。またスペーサ１８の高さはシャフトＳの剛性により微妙に異なる調整が要求されるため、後で説明する。
【００６４】
プレスが動作されて上型２１が下降すると、例えば９．８Ｎ／mm²×１０^４（１００kg/cm²）に設定されたばね１８に抗してフランジ素材Ｆは下型２２との間に挟まれたまま下降され、図４に示すように、下型２２が下ダイフレーム２０ｕに当接する下降限で加圧される。
【００６５】
この加圧により、上型２１や下型２２、シャフトＳ等の弾性変形、フランジＦの弾性変形と塑性変形を含むので、フランジＦが、たとえば外径が約６ｍｍ、厚みが約０．６ｍｍ、その材料がＳＵＳ系未焼き入れ材とした場合について、この変位を加圧力に置き換えて説明する。
【００６６】
すなわち、加圧力が約９．８〜２９．８Ｎ／mm²×１０^５（１〜３ｔ/cm²）の時、フランジ素材Ｆは圧縮されて外周方向へ拡張されると同時に、成形凸部２３ｕ，２３ｄによりスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄが形成され始める。この時のスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、外周側でランド部の高さ（深さ）が高く、内周側のランド部が低い。
【００６７】
さらに加圧力が３９．２〜４９Ｎ／mm²×１０^５（４〜５ｔ/cm²）になると、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５にぶつかって拘束され、内径部Ｆａが縮径されてシャフトＳへの軽度の接触も始まり、密閉された状態での加圧となってスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、ランド部が内周側も外周側もほぼ同じ高さ（深さ）に形成される。
【００６８】
さらに加圧力を高めていくと、内径部Ｆａがさらに縮径されてシャフトＳが強固に締結され、十分な締結強度が得られる。
スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの加工とシャフトＳの締結が完了すると、上型２１を上昇させるが、ここで問題は、フランジＦの外径部Ｆｂが外径拘束板２５に約３０μｍほど食い込んだ状態で密着しているため、外径拘束板２５からフランジＦを無理やり取り外すと、フランジＦが変形する。これを防ぐためにフランジＦを上型２１と下型２２との間にばね２８の力で挟み込んだ状態で、上型２１，フランジＦおよび下型２２を上昇させることにより、フランジＦを外径拘束板２５から取り出す。これによりフランジＦの表面と裏面に形成されたスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状は、上型２１、下金型２２、およびシャフトＳやフランジＦの弾性変形、塑性変形で決定された安定した形状となる。
【００６９】
なお、ここで上型２１は第１ストッパ２６により下降限の位置決めを行ったが、一般に市販されているサーボプレスで上型２１の位置決めをしても良い。
ここで位置決め穴２４に配置されるスペーサ２９の作用について図５を参照して説明する。
【００７０】
上型２１により加えられるプレス荷重は、シャフトＳの軸部Ｓａの外径より大きい範囲では、フランジＦを介して下型２２で支持されるが、シャフトＳの軸部Ｓａの外径より小さい範囲では、フランジＦから段部Ｓｂを介して軸部Ｓａで受け、さらにスペーサ２９を介して下型２２で支持する構造である。一般には、上型２１および下型２２は一般に超硬材により形成され、シャフトＳはＳＵＳ系焼き入れ材が用いられるが、それぞれ弾性変形の指標となるヤング率やポアソン比が大きく異なっており、同一荷重でも圧縮量が大きく相違する。たとえばシャフトＳの段部Ｓｂの高さを下型２１の成形凸部２３ｄの形成面と同じ高さになるようにスペーサ２９の高さを設定すると、シャフトＳの長さが約５ｍｍの場合、シャフトＳは弾性変形の範囲で軸心方向に圧縮されるため、段部Ｓｂの外径に対応する範囲のスラスト動圧溝Ｍｕが浅く（ランド部が低く）なる。これは第１の実施の形態において位置決め穴２４内にシャフトＳをフリーで配置して圧縮されない場合も同様である。
【００７１】
この時のスペーサ２９の高さを基準として、スペーサ２９の高さ基準高さよりを約１０〜２０μｍ高くすると、図５（ｂ）に示すように、フランジＦの表面は、軸心部が外周部より５〜１０μｍ低い凹む傾斜形状に形成され、この時スラスト動圧溝Ｍｕのランド部の高さは一定になる。またスペーサ２９の高さを基準高さより２０〜３０μｍ高くすると、図５（ｃ）に示すように、フランジＦの表面がほぼ平面形状に形成され、この時スラスト動圧溝Ｍｕのランド部の高さは一定になる。さらに、スペーサ２９の高さを基準高さより３０〜４０μｍ高くすると、図５（ｄ）に示すように、軸心部が外周部より約５〜１０μｍ膨らむ凸状の傾斜形状に形成され、スラスト動圧溝Ｍｕのランド部の高さは一定になる。
【００７２】
このように、フランジＦの表面に形成されるスラスト動圧溝Ｍｕの形成面の形状から、スペーサ２９の高さを実験的に調整して、図５（ｃ）になるように設定することで、第２プレス工程での矯正量を小さくしたり、あるいは第２プレス工程を不要にすることができ、また加工しやすい面にできるので、結果として精度の高い部品を得ることができる。もちろん、図５（ｂ）（ｄ）に示す略平坦形状でも、第２プレス工程でこれをうち消して平坦面とすれば、それなりに高い精度で平面度や厚み、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状を得ることができる。
【００７３】
なお、上記の説明は、シャフトＳが第１プレス工程で弾性変形の範囲、すなわちスペーサ２９の高さ調整できる範囲にのみ成り立つ。しかし製品形状の制約からシャフトＳが塑性変形する場合は、スペーサ２９の高さをいくら高くしてもシャフトＳが塑性変形して座屈が大きくなるだけであり、図５（ｃ）、（ｄ）に示す形状にならない。このような場合には、スペーサ２９を図５（ｂ）の形状となる必要最小限の高さに調整することで、シャフト１４の座屈を防ぐようにして、後述する第２プレス工程で平面度と厚みを矯正すればよい。
【００７４】
またシャフトＳは、上型２１の加圧力がフランジＦを介して加わるために、シャフトＳは軸心方向の圧縮力を受けることになる。具体的には軸部Ｓａの長さが約５ｍｍ、外径が約３ｍｍの場合、経験的には約２０〜３０μｍ程度弾性変形の範囲内で圧縮されるので、体積計算によると軸部Ｓａの外径が６〜９μｍ太くなっていることが推測される。したがって、位置決め穴２４の内径を、非加圧時のシャフトＳの外径より２μｍ程度大きく、かつ６μｍより小さく形成しておけば、シャフトＳはスムーズに位置決め穴２４へ挿入でき、かつ加圧時にシャフトＳを位置決め穴２４の内面に密着させて、シャフトＳを高精度で位置決め穴３４に締結できる。この考え方は第２プレス工程についても適用できる。
【００７５】
次ぎに締結強度を改善するためのシャフトＳの締結部Ｓｃの形状を図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、シャフトＳの段部Ｓｂ上で締結部Ｓｃに、先端部が大径で基端部が小径となるテーパ面Ｓｔにより締結凹部Ｔを形成する。このテーパ面Ｓｔを形成したシャフトＳを第１プレス工程に用いると、フランジＦの変形による密着力に加え、フランジＦの構成材がテーパ面Ｓｔにが流れ込んでくることで、締結部Ｓｃの先端部をカシメたようになり、シャフトＳの引き抜き強度を大幅に高めることができる。なお、テーパ面Ｓｔの先端部に直状面Ｓｓを残しているのは、引き抜き負荷によるシャフトＳの割れを防ぐとともに、引き抜き強度のバラツキを小さくするためである。
【００７６】
またテーパ面Ｓｔに代えて、図６（ｂ）に示すように、基端部が小径となる締結段部Ｓｄにより締結凹部Ｔを形成しても同様の効果を奏することができる。また図６（ｃ）に示すように、締結部Ｓｃに周方向に単数または複数の締結用溝Ｓｍにより締結凹部Ｔを形成しても締結強度を増大することができる。
【００７７】
以上のように、シャフトＳの締結部Ｓｃにテーパ面Ｓｔや締結段部Ｓｄ、締結溝部Ｓｍを形成することにより、シャフトＳとフランジＦとを第１プレス工程により一体化すると、極めて耐衝撃性の高いスラスト軸受部材を得ることができる。
【００７８】
次ぎに図７を参照して第２工程を行う第２プレス装置（矯正プレス装置）Ｂ２について説明する。
第２プレス装置Ｂ２の加工部には、上ダイフレーム３０Ｕに固定されてフランジＦを平坦面に矯正する略平坦状の矯正面３３ｕが形成された上型３１と、下ダイフレーム３０Ｄに立設固定されたガイドベース３７内に所定範囲で昇降自在に配置されてフランジＦを平坦面に矯正する略平坦状の矯正面２３ｄが形成された下型３２とを具備し、下型３２はガイドベース３７の内側で下ダイフレーム３０Ｄにより下降限が規制されるとともに、ガイドベース３７の規制部３７ａにより上昇限が規制されている。
【００７９】
また下型３２の軸心位置には、位置決め穴３４が形成され、この位置決め穴３４は、シャフトＳが挿脱自在で、底部にシャフトＳを位置決めするスペーサ３９が内装されている。また下型３２の下部で軸心位置に収容穴３２ａが形成され、この収容穴３２ａには下型３２を上方に付勢する下型付勢手段であるばね３８が配置されている。そして上型３１の下面外周部には、ガイドベース３７の規制部３７ａ上面に当接して上型３１の下降限となり下降ストロークを設定する第２ストッパ３６が設けられている。
【００８０】
なお、前記位置決め穴３４の内径は、加圧時のシャフトＳが圧縮されて拡径される外径より小さく設定されている。
上記第２プレス装置Ｂ２の動作を以下に説明する。
【００８１】
プレスが動作していない時、下型３２はばね３８がより上方へ付勢されてガイドベース３７の規制部３７ａに規制された上昇限にある。この状態でフランジＦに締結されたシャフトＳを位置決め穴３４に挿入することで、部品のセットが完了する。なお、スペーサ３９の長さは第１プレス装置Ｂ１と同じに設定される。
【００８２】
次ぎにプレスが動作されて上型３１が下降しフランジＦに当接すると、フランジＦは例えば約９．８Ｎ／mm²×１０^４（１００kg/cm²）に設定されたばね３８に抗して下型３０と挟まれた状態で下降を続け、下型３２が下ダイフレーム３０Ｄに当接する下降限で停止されて加圧され、フランジＦの表面および裏面の平面度および厚みの矯正がおこなわれる。
【００８３】
ここでは、第２ストッパ３６によるフランジＦの成形厚が、第１プレス装置Ｂ１による厚みより薄く設定されており、薄くする具体量は、少なくても第１プレス工程で形成される凹凸量より大きく設定すれば良い。また、より良好なスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状を得る為には、第１プレス工程で成形されるフランジＦのランド部の高さ（溝深さ）を、完成品より２〜３μｍ程度高く（深く）しておき、これがフランジＦの完成品溝深さとなるようストッパー３８を更に薄く設定すると良い。
【００８４】
すなわち、フランジ素材Ｆの加工は一般的な板金プレス抜き金型で得られるが、このような加工では板金の厚み誤差や、内径、外径の加工誤差すなわち体積誤差がある。このような誤差のあるフランジ素材Ｆを第１プレス装置Ｂ１によりより加工すると、フランジ素材ＦがシャフトＳ、外径拘束板２５、上型２１、下型２２により密閉された空間に押し込められて加圧されるので、フランジ素材Ｆの体積誤差は上型２１と下型２２の間の厚み誤差となる。この厚み誤差を有するフランジＦを第２プレス装置Ｂ２により矯正加工すると、フランジＦの外径部Ｆｂは拘束されていないので、厚み誤差を外径誤差に矯正することができる。一般的にスラスト軸受装置に要求されるフランジＦの部品公差は、外径公差より厚み公差が重要視されるため、極めて最適なフランジＦを得ることができる。
【００８５】
さらに第２プレス装置Ｂ２により、極めて信頼性が改善できるフランジＦのスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの形状が得られる。具体的形状は、図８に示すように、角張った形状のスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの先端角部が丸まったような形状となる。この理由は、上型３１、下型３２の矯正面３３ｕ，３３ｄでフランジＦを押圧すると、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄの端部に応力が集中して塑性変形した結果と考えられる。このように、先端角部が丸まったスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄは、これをスラスト軸受装置とするときに、起動、停止時の摩耗粉の発生が押さえられるので、良好な信頼性を得ることができる。
【００８６】
次ぎに図９を用いて第２プレス工程における上型３１の矯正面３３ｕ（３３ｄ）の形状を説明する。
先に説明した図５（ｃ）のように、フランジＦ３の表面が平面に調整できる場合は、当然上型２９のフランジＦ３を矯正する矯正面３３ｕを平坦面とすることで全く問題はない。図５（ｂ），（ｄ）の場合の形状に対する具体例を図９に示す。
【００８７】
すなわち、図９（ａ），（ｂ）において、Ｈは第１プレス工程により形成されたフランジＦのスラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄ表面の高低差を示す。フランジＦの高低差Ｈが例えば１０μｍの場合には、上型３１の矯正面３３ｕの高低差Ｌは１２〜１６μｍが最適な値である。ここでフランジＦの高低差Ｈより矯正面３３ｕの高低差Ｌが大きく設定されるのは、第２プレス工程がフランジＦの外径を拘束しないで加圧矯正するために、スプリングバックが起きるためである。
【００８８】
上記の説明から、第１プレス工程で得られるフランジＦの表面形状に対応して上型３１の矯正面３３ｕの形状を変えることで、平面度の良いフランジＦが得られる。当然に下型３１においても同様な考え方で、矯正面３３ｄに工程差を設けることにより良好なフランジＦが得られることは言うまでもない。
【００８９】
なお、実験によれば、フランジＦの高低差Ｈが５〜６μｍ以下の場合には、上型３１の矯正面３３ｕを全くの平坦面としても、実質的にフランジＦの表面が十分な平面が得られることが確認されている。
【００９０】
ここでシャフト付フランジＦの寸法精度を改善するためのフランジ素材Ｆについて説明する。
すなわち、フランジ素材Ｆを加圧成形するときの体積誤差は、第２プレス工程でフランジＦ３の外径誤差となると説明した。このためフランジＦの厚みも外径も寸法精度が要求される場合には、フランジ素材Ｆ自体の加工精度を高め体積誤差を小さくするしかなく、結果必然的にコストが高くなる。
【００９１】
そこで、この実施の形態では、図１０（ａ）に示すように、フランジＦの加圧成形による体積誤差と同等以上の空間ができるように４５°の傾斜平面（Ｃ形）面取りＣ、または図１０（ｂ）に示す円弧状面取りＲ、あるいは図８（ｃ）に示す段形面取りＮにより、加工誤差以上の容積を有する逃がし部を、スラスト動圧溝Ｍｕ，Ｍｄを加工しない外周縁に設けることで解決している。この様なフランジ素材Ｆを第２プレス装置Ｂ２で上下型３１，３２により矯正すると、フランジＦの体積誤差は、結果として面取りＣ，Ｒ，Ｎの（逃がし部）を埋めることになるので、フランジＦの外径増大と厚み減少は常に設定量だけ変化し、第１プレス工程後のフランジＦの厚みと外径は、体積誤差と無関係に同じ寸法に仕上がり、完成品としての寸法も安定する。
【００９２】
以上のように、フランジＦの外周縁に、成形による体積誤差以上の容積を持つ逃がし部を形成することにより、フランジ素材Ｆの加工コスト増大を押さえたままフランジＦの寸法精度が改善できる。なお、逃がし部の形状は、前記面取りＣ，Ｒ，Ｎに限るものではない。
上記実施の形態では、段部を介して小径の締結部を形成したシャフトＳを使用した場合を説明したが、段部を有さない直状のストレートシャフトＳ’を使用した場合の他の実施の形態を図１１を参照して説明する。なお、先の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９３】
このようなシャフトＳ’を使用した場合、第１プレス装置Ｂ１では上型２２によるプレス荷重がシャフトＳ’に負荷されないので、シャフトＳ’とフランジＦの締結精度が、挿入のための軸心穴Ｆｃとの隙間分だけ低下する。このため、この実施の形態では、上型２１の軸心位置に、シャフトＳ’を直接加圧するための軸加圧用突部４１を設けている。
【００９４】
この突部４１は、上型２１の成形凸部２３ｕがフランジ素材Ｆに当接する２０〜３０μｍ手前で、シャフトＳ’に当接するよう設定しており、突部４１によりシャフトＳ’が軸心方向に加圧されることで弾性変形して拡径され位置決め穴２４に密着する。このため、シャフトＳ’に対してフランジＦを高精度で締結して、締結強度も向上させることができる。
【００９５】
上記の説明では、第１プレス工程で説明したが、当然第２プレス工程でも同様に効果を奏することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の流体軸受部材の製造方法によれば、下型の位置決め穴に、位置決め穴の内径より所定の値小さい寸法の外径を有するシャフトを挿入し、シャフトの位置決め穴に挿入した端部とは反対の端部の段部より延出する、シャフトの外径よりよりも小さい外径の締結部にフランジ素材の軸心穴を挿入し、シャフトの位置決め穴に挿入した端部とは反対の端部の段部とフランジ素材裏面の軸心穴の周囲の面とを接触させる（ａ）配置工程と、上型と下型でフランジ素材を挟み込んで加圧しフランジ素材に動圧溝の加工をしつつ、上型と下型とを近づけ、フランジ素材を外周方向に変形し外径規制部材にフランジ素材外周を接触し、さらに上型と下型とを近づけ、フランジ素材の内径部をシャフト軸心方向に変形し、フランジ素材とシャフトとを締結する（ｂ）溝加工および締結工程と、上型と下型とを近づけてフランジ素材を下型に接近させて、シャフトの段部を介してシャフトを弾性変形し、下型の位置決め穴にシャフトの外周を密着する（ｃ）シャフト密着工程と、を有し、（ｂ）溝加工および締結工程と、（ｃ）シャフト密着工程と、を同時に行うことにより、ランド部高さが一定の動圧溝を形成することができると同時に、シャフトをフランジの軸心穴に締結固定することができ、さらに同時に、シャフトを下型に密着させることができる。したがって、高価なレーザ溶接機や研磨装置を使用せず、かつ加工タクトも短くできて、動圧溝も安価な印圧成形ですみ、締結強度と締結精度も高くかつ安価に流体軸受部材を製造することができ、スラスト軸受装置のコスト削減が可能になる。また、加圧成形時に、シャフトを加圧して拡径させ位置決め穴に密着させることにより、位置決め穴とシャフトとの間の挿入用隙間を埋めて、シャフトを位置決め穴内に高精度で位置決めすることができ、フランジとシャフトとを高精度で締結することができる。また、段部を有するシャフトをフランジに締結する場合に、加圧成形時にシャフトも軸心方向に圧縮させる際に、段部に対応するフランジ部分の平面度が他の部位と相違することになるが、シャフトの支持位置を調整することで、フランジの平面度と動圧溝の形状を最大限に高めることができる。これにより後工程の矯正をなくしたり、また矯正量を最小にすることができ、平面度や動圧溝の形状が高精度で形成されたシャフト付フランジを得ることができる。
【００９７】
請求項２記載の流体軸受部材の製造方法によれば、フランジが拡径されて外径拘束板に密着していても、フランジを下型と上型で挟んで取り外すことにより、フランジの変形を防止することができ、フランジの加工精度を高めることができる。
【０１００】
請求項３記載の流体軸受部材の製造方法によれば、加圧成形により、軸心穴内でフランジ素材をシャフトの締結部の締結凹部に食い込ませることで、フランジとシャフトとの締結強度を増大させることができる。
【０１０１】
請求項４記載の流体軸受部材の製造方法によれば、加圧成形により加工誤差により生じたフランジ材を逃がし部に収容することができるので、フランジの外径および厚みを設定値通りに高精度に形成することができ、高品質の流体軸受部材を得ることができる。
【０１０２】
請求項５記載の流体軸受部材の製造方法によれば、請求項１記載の流体軸受部材の製造方法により動圧溝が形成された表面と裏面を、略平坦面の矯正面により加圧することで、その平面度を改善して高精度の平面に形成することができる。また矯正面により動圧溝の形成面を加圧することで、その応力をランド部の上縁に集中させて角を丸く形成することができ、これにより起動・停止時に磨耗粉の発生がない信頼性に優れた流体軸受部材を提供することができる。
【０１０３】
請求項８記載の流体軸受部材の製造設備によれば、基本プレス装置で外径規制部材によりフランジ素材の外径部の拡張を規制するとともに内径部の縮径をシャフトにより規制した密閉状態で加圧することにより、ランド部高さが一定の動圧溝を形成することができると同時に、シャフトをフランジの軸受穴に締結固定することができる。したがって、高価なレーザ溶接機や研磨装置を使用せず、かつ加工タクトも短くできて、動圧溝も安価な印圧成形ですみ、締結強度と締結精度も高くかつ安価に流体軸受部材を製造することができ、スラスト軸受装置のコスト削減が可能になる。
【０１０４】
請求項９記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧成形によりフランジが拡径されて外径拘束板に密着していても、フランジを下型と上型で挟んで取り外すので、フランジの変形を防止することができ、フランジの加工精度を高めることができる。
【０１０５】
請求項１０記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧時にシャフトを軸心方向に圧縮して拡径させ、シャフトを位置決め穴内に密着させることにより、位置決め穴とシャフトとの挿入用の隙間を埋めて、シャフトを高精度で位置決めすることができ、シャフトとフランジとを高精度で締結することができる。
【０１０６】
請求項１１記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧時に軸加圧用凸部によりシャフトを軸心方向に圧縮して拡径させ、シャフトを位置決め穴内に密着させることにより、位置決め穴とシャフトとの挿入用の隙間を埋めて、シャフトを高精度で位置決めすることができ、シャフトとフランジとを高精度で締結することができる。
【０１０７】
請求項１２記載の流体軸受部材の製造設備によれば、段部を有するシャフトをフランジに締結する場合、加圧成形時にシャフトもその剛性に応じて軸心方向に圧縮されることで、段部に対応するフランジ部分の平面度が他の部位と相違することになるが、シャフトの支持位置をスペーサの高さにより調整することで、段部に対応するフランジ部分の平面度を調整して動圧溝の加工面（表面および／または裏面）の平面精度および動圧溝の形状を最大限に高めることができる。これにより後工程の矯正をなくしたり、また矯正量を最小にすることができ、平面度や動圧溝の形状が高精度で形成されたシャフト付フランジを得ることができる。
【０１０８】
請求項１３記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧成形により、フランジ素材をシャフトの締結部の締結凹部に食い込ませることで、フランジとシャフトとの締結強度と引き抜き強度とを増大させることができる。
【０１０９】
請求項１４記載の流体軸受部材の製造設備によれば、加圧成形時の加工誤差により生じたフランジ材を逃がし部に収容することができるので、フランジの外径および厚みを設定値通りに高精度に形成することができ、高品質の流体軸受部材を得ることができる。
【０１１０】
請求項１５記載の流体軸受部材の製造設備によれば、基本プレス装置により動圧溝が形成されたフランジの動圧溝形成面を、略平坦面の矯正面により加圧することで、その平面度を改善して高精度の平面に形成することができる。また矯正面により動圧溝を加圧することで、その応力をランド部の上縁に集中させて角を丸く形成することができ、これにより起動・停止時に磨耗粉が発生しない信頼性の高い流体軸受部材を提供することができる。
【０１１１】
請求項１６記載の流体軸受部材の製造設備によれば、第１プレス装置により加圧成形されたフランジの表面と裏面が、軸心から外周側に僅かな傾斜を有していても、第２プレス装置の上型と下型により平坦面または傾斜状平坦面からなる矯正面で加圧矯正されることで、フランジの平面度をより向上させることができ、高精度な流体軸受部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸受部材の製造設備の第１の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図、（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は同下型の平面図である。
【図３】本発明に係る軸受部材の製造設備の第２の実施の形態を示し、（ａ）は第１プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図４】同第１プレス装置のプレス状態を示し、（ａ）は第１プレス装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ第１プレス装置による動圧溝形成面の形状を示すもので、（ａ）は段部と下型の成形凸部の形成面と同じ位置にスペーサを設定した場合のフランジ形状を誇張した部分断面図、（ｂ）は段部を成形凸部の形成面より上位となるスペーサを使用した場合のフランジ形状を誇張した部分断面図、（ｃ）は段部を（ｂ）より上位となるスペーサを使用した場合のフランジ形状を誇張した部分断面図、（ｄ）は段部を（ｃ）より上位となるスペーサを使用した場合のフランジ形状を誇張した部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれシャフトの締結部の形状を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態の第２プレス装置を示し、（ａ）は第２プレス装置のプレス前の側面中央断面図、（ｂ）は（ａ）のプレス中の要部拡大図である。
【図８】同第２プレス装置により矯正されたフランジの動圧溝の形成面を誇張して示す側面断面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、それぞれフランジの動圧溝の形成面に対応する第２プレス装置の強制面の形状を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれフランジ素材の逃がし部を示す断面図である。
【図１１】直状シャフトを使用した場合の第３の実施の形態の第１プレス装置を示す側面断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来のシャフト付フランジの製造手順を示す説明図図である。
【符号の説明】
Ｆフランジ
Ｆａ内径部
Ｆｂ外径部
Ｆｃ軸心穴
Ｍｕ，Ｍｄスラスト動圧溝
Ｓ，Ｓ’ シャフト
Ｓｂ段部
Ｓｃ締結部
Ａ１第１プレス装置
１上型
２下型
３ｕ成形凸部
３ｄ成形凸部
４位置決め穴
５外径拘束板
６第１ストッパ
Ａ２第２プレス装置
１１上型
１２下型
１３ｕ，１３ｄ矯正面
１４位置決め穴
１６第２ストッパ
２１上型
２２下型
２３ｕ成形凸部
２３ｄ成形凸部
２４位置決め穴
２５外径拘束板
２６第１ストッパ
２７ガイドベース
２８ばね
３１上型
３２下型
３３ｕ，３３ｄ矯正面
３６ストッパ
４１軸加圧用突部
Ｃ，Ｒ，Ｎ面取り（逃がし部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method of manufacturing a hydrodynamic bearing member for manufacturing a flange with a shaft in which a dynamic pressure groove is formed in a hydrodynamic bearing device used for a hard disk device or the like.To the lawIt is related.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong demand for downsizing and improvement in impact resistance in hard disk devices mounted on notebook computers. As a result, it is essential to improve the fastening strength and fastening accuracy between the shaft and flange in the fluid bearing device components. It has become to.
[0003]
However, since the conventional methods such as screwing and press fitting cannot satisfy the requirements, conventionally, for example, a method and equipment for fastening the shaft and the flange using laser welding have been adopted.
[0004]
That is, as shown in FIG. 12, when the shaft 52 is fastened to the shaft center hole 51a of the flange 51 for machining the thrust dynamic pressure groove, the flange 51 and the shaft 52 are machined in separate steps, respectively, As shown to (a), the shaft 52 is inserted in the axial center hole 51a of the flange 51, and the boundary part of the flange 51 and the shaft 52 is welded by the laser welding machine which is not shown in figure, and fastening strength is ensured. The distortion caused by this laser welding ensures the accuracy of the flange 51 with respect to the shaft 52 by polishing the front and back surfaces and the entire circumference of the flange 51 with reference to the shaft 52 in the step shown in FIG. Next, in the step shown in FIG. 12C, a thrust dynamic pressure groove is formed on the polished surface of the flange 51 by etching.
[0005]
Patent Document 1 discloses that a flange having a dynamic pressure generating groove formed by cutting is plated to form a hard film, and then the flange is press-fitted or fixed to a fixed shaft to form a flanged shaft. ing.
[0006]
Further, Patent Document 2 discloses that a flange having a dynamic pressure generating groove formed by coining using a dummy shaft is press-fitted into the shaft.
Further, Patent Document 3 proposes a method in which a shaft and a thrust plate are integrally formed and a dynamic pressure generating groove is coined on the thrust plate.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-314425 A (FIGS. 2 and 5)
[0008]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-116047 (FIG. 6)
[0009]
[Patent Document 3]
JP 2000-257635 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the conventional processing method is used, the laser welding machine and the polishing apparatus are expensive, the processing tact is slow, and the etching process itself is an expensive processing method, so that the thrust bearing device becomes extremely expensive. was there.
[0011]
Further, in Patent Documents 1 and 2, there is a problem that the machining tact time becomes long because the dynamic pressure generating groove forming process and the shaft mounting process are separate.
Furthermore, in Patent Document 3, the processing accuracy of the integrally formed shaft and the thrust plate becomes a problem.
[0012]
  The present invention solves the above-mentioned problems, does not use an expensive laser welding machine or polishing apparatus, can shorten the machining tact, and can also reduce the dynamic pressure groove by inexpensive printing pressure molding. Manufacturing method of fluid bearing member that can manufacture fluid bearing member at high costThe lawThe purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the hydrodynamic bearing member manufacturing method according to claim 1 is characterized in that a dynamic pressure groove is formed by pressurization on at least one of the front surface and the back surface of the flange material, and at the same time, fitted to the axial hole of the flange material. In the method of manufacturing a hydrodynamic bearing member in which the shaft is fastened to the flange material, (a) arrangement step A shaft having an outer diameter smaller than the inner diameter of the positioning hole by a predetermined value is inserted into the positioning hole of the lower mold, The end opposite to the end inserted into the positioning holeExtending from the step, with an outer diameter smaller than the outer diameter of the shaftInsert the shaft center hole of the flange material into the fastening part,The end opposite to the end inserted into the shaft positioning holeContact the step and the surface around the axial hole on the back of the flange material
(B) Groove machining and fastening process While pressing the flange material between the upper die and the lower die and processing the dynamic pressure groove on the flange material, the upper die and the lower die are brought closer to each other and the flange material is deformed in the outer circumferential direction. The outer periphery of the flange material is brought into contact with the outer diameter regulating member, and the upper die and the lower die are brought closer to each other, the inner diameter portion of the flange material is deformed in the axial direction of the shaft, and the flange material and the shaft are fastened.
(C) Shaft contact process The upper mold and the lower mold are brought close to each other, the flange material is brought closer to the lower mold, the shaft is elastically deformed through the step portion of the shaft, and the outer periphery of the shaft is brought into close contact with the positioning hole of the lower mold.
    These (a) arrangement step, (b) groove processing and fastening step, (c) shaft contact step,
  (B) Groove machining and fastening process, and (c) shaft contact process are performed simultaneously.
[0014]
  According to the above configuration, in the basic pressing process, the land material height is kept constant by pressurizing the flange material in a sealed state in which the expansion of the outer diameter portion is regulated and the reduced diameter of the inner diameter portion is regulated by the shaft. The pressure groove can be formed, and at the same time, the shaft can be fastened and fixed to the axial hole of the flange. Therefore, no expensive laser welding machine or polishing equipment is used, the machining tact time can be shortened, and the dynamic pressure groove can be made by low-cost printing molding. Thus, the cost of the thrust bearing device can be reduced.Also, during press molding, the shaft can be pressurized to expand its diameter and brought into close contact with the positioning hole, thereby filling the insertion gap between the positioning hole and the shaft and positioning the shaft within the positioning hole with high accuracy. And the flange and the shaft can be fastened with high accuracy. Further, when a shaft having a stepped portion is fastened to the flange, the flatness of the flange portion corresponding to the stepped portion is different from that of other portions by compressing the shaft in the axial direction at the time of pressure molding. However, by adjusting the support position of the shaft, the flatness of the flange and the shape of the dynamic pressure groove can be maximized. As a result, it is possible to eliminate the correction in the subsequent process, minimize the correction amount, and obtain a flange with a shaft in which the flatness and the shape of the dynamic pressure groove are formed with high accuracy.
[0015]
  The method of manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 2 comprises:(B) after grooving and fastening process and (c) shaft contact process,With the upper and lower molds sandwiching the flange,Move the outer diameter regulating member and the flange relatively in the axial direction of the shaft,The flange is detached from the outer diameter regulating member.
[0016]
  According to the above configuration,(B) By performing the groove processing and fastening process, and (c) the shaft contact process,Even if the flange is expanded and closely attached to the outer diameter restraint plate,The outer diameter regulating member and the flange are moved relatively in the axial direction of the shaft while the flange is sandwiched between the upper mold and the lower mold.Thus, deformation of the flange can be prevented, and the processing accuracy of the flange can be increased.
[0021]
  Claim3The hydrodynamic bearing member manufacturing method according to any one of claims 1 to2In any of the configurations described above, a fastening recess is formed in advance in the fastening portion of the shaft, and the inner diameter portion of the flange material is bitten into the fastening recess by pressure molding.
[0022]
According to the said structure, the fastening intensity | strength of a flange and a shaft can be increased by making a flange raw material bite into the fastening recessed part of the fastening part of a shaft in an axial center hole by pressure molding.
[0023]
  Claim4The hydrodynamic bearing member manufacturing method according to any one of claims 1 to3In the configuration described in any one of the above, a relief portion having a volume larger than the volume caused by a processing error is formed in advance on the outer peripheral portion of the flange material.
[0024]
According to the above configuration, the flange material caused by processing errors due to pressure molding can be accommodated in the relief portion, so that the outer diameter and thickness of the flange can be formed with high accuracy according to the set values, and high quality The hydrodynamic bearing member can be obtained.
[0025]
  Claim5The hydrodynamic bearing member manufacturing method according to any one of claims 1 to4In the configuration described in any one ofAfter the upper mold and the lower mold are brought close together and the dynamic pressure groove is formed in the flange material, the shaft is fastened to the flange material at the same time.The upper and lower molds having a substantially flat correction surface are used to pressurize the front and back surfaces of the flange with shaft after the basic pressing process without restricting the outer peripheral portion, thereby adding the thickness and flatness of the flange. A straightening press process for pressure correction is performed.
[0026]
According to the above configuration, the flatness can be improved and formed into a high-precision plane by pressing the front and back surfaces on which the dynamic pressure grooves are formed in the basic pressing step with a substantially flat correction surface. it can. In addition, by applying pressure to the formation surface of the dynamic pressure groove with the straightening surface, the stress can be concentrated on the upper edge of the land to form rounded corners. It is possible to provide a hydrodynamic bearing member having excellent properties.
[0027]
  Claim6The manufacturing method of the fluid bearing member described isA guide base that holds the lower die having a substantially flat correction surface from the outer peripheral side and the upper surface of the outer peripheral side in a posture capable of moving up and down, and the outer peripheral side of the guide base formed on the upper die having a substantially flat correction surface. The relative position between the upper mold and the lower mold when the stopper capable of contacting the upper surface is brought into contact with the upper mold and the lower mold.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Here, a first embodiment of a production facility and a production method for a hydrodynamic bearing member according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0046]
This embodiment shows a basic structure. Thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are respectively pressed (pressed) on the front and back surfaces of a plate-like flange F having a circular shape and an axial center hole Fc formed in the center. At the same time, the first press device (basic press device) A1 for performing the first press process (basic press process) for fastening the shaft S to the shaft center hole Fc and the outer diameter portion Fb of the flange F are added without restraining. There is provided a second press device (correcting press device) A2 that performs a second pressing step (correcting press step) that presses and corrects the thickness and flatness of the flange F with high accuracy. In addition, this 2nd press apparatus A2 is used as needed, when the precision of the bearing member manufactured by 1st press apparatus A1 is low, or it is necessary to process it with high precision.
[0047]
  The flange material manufactured here is circular and is formed in a disk shape in which an axial center hole Fc is formed at the axial center position, and the shaft S is a large-diameter shaft portion.SaA small-diameter fastening portion Sc is formed on the front end side of the steel plate via a stepped portion Sb.
[0048]
As shown in FIG. 1 (a), the processing portion of the first press device A1 includes an upper mold 1 having a molding convex portion 3u for stamping a thrust dynamic pressure groove Mu on the flange F, and a dynamic pressure on the flange F. A lower mold 2 having a molding convex portion 3d for printing pressure on the groove Md is disposed. Then, the upper die 1 is lowered by a pressure drive device (not shown), and the flange F is pressurized and compressed between the upper die 1 and the lower die 2 to simultaneously form the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md by printing. The shaft S fitted with a reduced diameter of the shaft hole Fc is fastened and fixed. Here, even if the lower mold 2 is raised, the upper mold 1 and the lower mold 2 may be moved up and down to approach each other.
[0049]
The lower mold 2 is formed with a positioning hole 4 for inserting and positioning the shaft S at the upper surface axial center position, and a ring-shaped outer diameter constraint for restricting the outer diameter portion Fb from expanding on the outer peripheral portion. A plate (outer diameter regulating member) 5 is arranged. Further, a first stopper 6 is provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the lower mold 2 to set a stroke as a lower limit of the upper mold 1.
[0050]
  The first pressing step by the first pressing device A1 includes the shaft portion of the shaft S in the positioning hole 4 of the lower mold 2.SaIs inserted and placed, and the shaft center hole Fc is fitted to the fastening portion Sc of the shaft S to position the flange material F, and then the upper die 1 is lowered in the direction of the arrow X. At this time, predetermined gaps δ1 and δ2 are formed between the flange material F and the outer diameter restricting plate 5 and between the flange material F and the shaft S, respectively.
[0051]
The deformation of the flange F at this time will be described in detail. When the upper die 1 hits the flange material F and starts pressurization, the outer diameter portion of the flange material F is first expanded and deformed to the outer peripheral side, and at the same time, the molding convex portion 3u. , 3d starts to form thrust dynamic pressure grooves Mu, Md. At this time, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed such that the land portion on the outer peripheral side is high and the land portion on the inner peripheral side is low.
[0052]
When the upper die 1 is further lowered, the outer diameter portion Fb of the flange F is expanded and constrained against the outer diameter restraining plate 5, and the entire flange F is entirely restrained by the upper die 1, the lower die 2, and the outer diameter restraining plate. 5, the land portions of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are almost the same height on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
[0053]
When the upper mold 1 is further lowered, the inner diameter portion Fa of the flange F is deformed toward the shaft S, and as a result, the flange F and the shaft S are fastened.
Next, 2nd press apparatus A2 which performs a 2nd press process is demonstrated.
[0054]
As shown in FIG. 2 (b), the upper die 11 formed with a substantially flat correction surface 13u and the lower die formed with a substantially flat correction surface 13d are formed in the processing portion of the second press apparatus A1. 12 are arranged. Then, the upper die 11 is lowered by a pressure driving device (not shown), and the thickness and flatness of the flange F are corrected between the upper die 11 and the lower die 12 by the correction surfaces 13u and 13d. Here, the substantially flat surfaces of the correction surfaces 13u and 13d are a flat surface perpendicular to the pressing direction and a gradient of a process difference from the axial center position to the outer peripheral side on the order of several microns to several tens of microns (slight conical convex shape). (Or conical concave) inclined surfaces. Here, even if the lower mold 12 is raised, the upper mold 11 and the lower mold 12 may be moved up and down to approach each other.
[0055]
The lower mold 12 is formed with a positioning hole 14 for inserting and positioning the shaft S at the center thereof, and a second stopper 16 is provided on the outer periphery of the upper surface of the lower mold 12 so as to limit the lowering stroke of the upper mold 11. Accordingly, the thickness of the flange F1 formed by the first press device A1 is set to be slightly thin and pressure-formed.
[0056]
In the second pressing step by the second pressing device A1, the shaft S with the flange F fastened is inserted into the positioning hole 14 of the lower mold 12 and positioned, and then the upper mold 11 is applied to the second stopper 16 in the arrow X direction. Descent until touching. Here, the second stopper 16 is set so as to be finished to be thinner than the correction amount of the flat surface of the flange F even if it is smaller than the thickness of the flange F after the first pressing step, thereby correcting and flattening the flat surface of the flange F. Of course, depending on the required accuracy on the product side, the processing may be completed only by the first pressing step.
[0057]
The details of the shape of the correction surfaces 13u and 13d by the upper die 11 and the lower die 12 in the second pressing step vary greatly depending on the strength of the shaft S, and will be described in the next embodiment, and are omitted here.
[0058]
Next, with reference to FIGS. 3-10, 2nd Embodiment of the manufacturing equipment and manufacturing method of the hydrodynamic bearing member which concern on this invention is described. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0059]
In this embodiment, the first press step is devised to prevent deformation of the flange F after pressing.
That is, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the processing portion of the first press device (basic press device) B <b> 1, the thrust dynamic pressure groove Mu is printed on the surface of the flange F by being fixed to the upper die frame 20 </ b> U. A thrust dynamic pressure groove Md is marked on the back surface of the flange F, which is disposed within a predetermined range within an upper die 21 on which a molding convex portion 23u is formed and a guide base 27 standingly fixed on the lower die frame 20D. The lower die 22 is formed with a molding convex portion 23d to be pressed, and the lower die 22 is regulated by the lower die frame 20D on the inner side of the guide base 27, and by the regulating portion 27a of the guide base 27. The rising limit is regulated.
[0060]
In the processed portion of the lower die frame 20D, a positioning hole 24 having a predetermined depth is formed at the axial center position of the lower die 22, and the shaft S is inserted into the positioning hole 24 and the shaft S is attached to the bottom. A spacer 29 for setting the height is internally provided. A receiving hole 22a is formed at the axial center of the lower portion of the lower die 22, and a spring 28, which is a lower die urging means for urging the lower die 22 upward, is disposed in the receiving hole 22a. A ring-shaped outer diameter restraining plate (outer diameter restricting member) 25 that restricts the outer diameter portion Fb from being expanded is disposed on the outer periphery of the molding convex portion 23 d of the lower mold 22 and supported by the guide base 27. ing.
[0061]
A first stopper 26 is provided on the outer periphery of the lower surface of the upper die 21 to contact the upper surface of the restricting portion 27a of the guide base 27 and set the lowering stroke as the lower limit of the upper die 21.
[0062]
The operation of the first press device B1 having the above configuration will be described.
First, when the press is not operating, the lower die 22 is raised to the restricting portion 27a of the guide base 27 by the spring 28 as shown in FIG. First, the shaft S is inserted into the positioning hole 24, and the flange material F is fitted to the fastening portion Sc of the shaft S through the shaft center hole Fc. In this set state, the flange material F is positioned above the outer diameter restricting plate 25.
[0063]
In order to perform the component setting operation smoothly, the flange material F has the same size as that of the finished product, the volume of the flange material F is increased to about 20 to 50 μm, and the outer diameter and inner diameter are the outer diameter restraining plate 25. And the fastening portion Sc of the shaft S are distributed at a predetermined ratio. The height of the spacer 18 needs to be adjusted slightly differently depending on the rigidity of the shaft S, and will be described later.
[0064]
When the upper die 21 is lowered by operating the press, for example, 9.8 N / mm²× 10⁴(100kg / cm²4), the flange material F is lowered while being sandwiched between the lower die 22 and the lower die 22 is added at the lower limit where the lower die 22 abuts against the lower die frame 20u as shown in FIG. Pressed.
[0065]
This pressurization includes elastic deformation of the upper die 21, the lower die 22, the shaft S, etc., and elastic deformation and plastic deformation of the flange F, so that the flange F has, for example, an outer diameter of about 6 mm, a thickness of about 0.6 mm, The case where the material is a SUS-based unquenched material will be described by replacing this displacement with the applied pressure.
[0066]
That is, the applied pressure is about 9.8 to 29.8 N / mm.²× 10⁵(1-3t / cm²), The flange material F is compressed and expanded in the outer circumferential direction, and at the same time, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md start to be formed by the molding convex portions 23u and 23d. At this time, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md have a land portion having a high height (depth) on the outer peripheral side and a low land portion on the inner peripheral side.
[0067]
Furthermore, the applied pressure is 39.2 to 49 N / mm²× 10⁵(4-5t / cm²), The outer diameter portion Fb of the flange F collides with the outer diameter restraining plate 25 and is restrained, the inner diameter portion Fa is reduced in diameter, and slight contact with the shaft S is started. Thus, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are formed so that the land portions have substantially the same height (depth) on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
[0068]
When the applied pressure is further increased, the inner diameter portion Fa is further reduced, the shaft S is firmly fastened, and sufficient fastening strength is obtained.
When the processing of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md and the fastening of the shaft S are completed, the upper die 21 is raised, but the problem here is that the outer diameter portion Fb of the flange F bites into the outer diameter restraining plate 25 by about 30 μm. Since they are in close contact with each other, when the flange F is forcibly removed from the outer diameter restraining plate 25, the flange F is deformed. In order to prevent this, the flange F is constrained to the outer diameter by raising the upper die 21, the flange F, and the lower die 22 while the flange F is sandwiched between the upper die 21 and the lower die 22 by the force of the spring 28. Remove from plate 25. Thus, the shapes of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md formed on the front and back surfaces of the flange F are stable determined by the elastic deformation and plastic deformation of the upper mold 21, the lower mold 22, and the shaft S and the flange F. It becomes a shape.
[0069]
Here, the upper die 21 is positioned at the lower limit by the first stopper 26, but the upper die 21 may be positioned by a commercially available servo press.
Here, the operation of the spacer 29 arranged in the positioning hole 24 will be described with reference to FIG.
[0070]
  The press load applied by the upper die 21 is the shaft portion of the shaft S.SaIn the range larger than the outer diameter of the shaft S, it is supported by the lower mold 22 via the flange F.SaIn a range smaller than the outer diameter of the shaft portion, the shaft portion from the flange F through the step portion Sb.SaAnd is supported by the lower die 22 via a spacer 29. In general, the upper mold 21 and the lower mold 22 are generally formed of a cemented carbide material, and the shaft S is made of a SUS hardened material. The Young's modulus and Poisson's ratio, which are indicators of elastic deformation, are greatly different, The amount of compression varies greatly even with the same load. For example, when the height of the spacer 29 is set so that the height of the stepped portion Sb of the shaft S is the same as the formation surface of the molding convex portion 23d of the lower mold 21, when the length of the shaft S is about 5 mm, Since the shaft S is compressed in the axial direction within the range of elastic deformation, the thrust dynamic pressure groove Mu in a range corresponding to the outer diameter of the stepped portion Sb becomes shallow (the land portion is low). The same applies to the case where the shaft S is freely disposed in the positioning hole 24 and is not compressed in the first embodiment.
[0071]
If the height of the spacer 29 is about 10 to 20 μm higher than the height of the spacer 29 with reference to the height of the spacer 29 at this time, as shown in FIG. It is formed in an inclined shape that is 5 to 10 μm lower, and at this time, the height of the land portion of the thrust dynamic pressure groove Mu becomes constant. Further, when the height of the spacer 29 is increased by 20 to 30 μm from the reference height, as shown in FIG. 5C, the surface of the flange F is formed in a substantially planar shape. At this time, the height of the land portion of the thrust dynamic pressure groove Mu is increased. It becomes constant. Further, when the height of the spacer 29 is increased by 30 to 40 μm from the reference height, as shown in FIG. 5 (d), the axial center portion is formed in a convex inclined shape that swells by about 5 to 10 μm from the outer peripheral portion, and the thrust movement The height of the land portion of the pressure groove Mu is constant.
[0072]
Thus, the height of the spacer 29 is experimentally adjusted from the shape of the formation surface of the thrust dynamic pressure groove Mu formed on the surface of the flange F, and is set as shown in FIG. The amount of correction in the second pressing step can be reduced, or the second pressing step can be eliminated, and the surface can be easily processed, and as a result, a highly accurate part can be obtained. Of course, even in the substantially flat shape shown in FIGS. 5B and 5D, if the flat surface is formed by erasing it in the second pressing step, the flatness and thickness, and the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md with high accuracy can be obtained. Can be obtained.
[0073]
Note that the above description is valid only in the range where the shaft S is elastically deformed in the first pressing step, that is, the range in which the height of the spacer 29 can be adjusted. However, when the shaft S is plastically deformed due to product shape restrictions, the shaft S is only plastically deformed and the buckling is increased no matter how much the height of the spacer 29 is increased, and FIGS. It does not have the shape shown in). In such a case, the spacer 29 is adjusted to the minimum height required to have the shape shown in FIG. Just correct the degree and thickness.
[0074]
In addition, since the pressing force of the upper die 21 is applied to the shaft S via the flange F, the shaft S receives a compressive force in the axial direction. Specifically, when the length of the shaft portion Sa is about 5 mm and the outer diameter is about 3 mm, it is empirically compressed within a range of about 20-30 μm elastic deformation. It is estimated that the outer diameter is 6-9 μm thick. Therefore, if the inner diameter of the positioning hole 24 is formed to be about 2 μm larger than the outer diameter of the shaft S when not pressurized and smaller than 6 μm, the shaft S can be smoothly inserted into the positioning hole 24 and can be pressurized. The shaft S can be fastened to the positioning hole 34 with high accuracy by bringing the shaft S into close contact with the inner surface of the positioning hole 24. This concept can also be applied to the second pressing step.
[0075]
Next, the shape of the fastening portion Sc of the shaft S for improving the fastening strength will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6A, a fastening recess T is formed in the fastening portion Sc on the stepped portion Sb of the shaft S by a tapered surface St having a large diameter at the distal end and a small diameter at the proximal end. When the shaft S on which the tapered surface St is formed is used in the first pressing process, in addition to the adhesion force due to the deformation of the flange F, the constituent material of the flange F flows into the tapered surface St, so that the tip of the fastening portion Sc As a result, the pull-out strength of the shaft S can be greatly increased. The reason why the straight surface Ss remains at the tip of the tapered surface St is to prevent the shaft S from cracking due to the pulling load and to reduce the variation in the pulling strength.
[0076]
Further, in place of the tapered surface St, as shown in FIG. 6B, the same effect can be obtained even if the fastening recess T is formed by the fastening step portion Sd having a base end having a small diameter. Further, as shown in FIG. 6C, the fastening strength can be increased even if the fastening recess T is formed in the fastening portion Sc by a single or a plurality of fastening grooves Sm in the circumferential direction.
[0077]
As described above, when the shaft S and the flange F are integrated in the first pressing step by forming the tapered surface St, the fastening step portion Sd, and the fastening groove portion Sm in the fastening portion Sc of the shaft S, it is extremely shock resistant. A high thrust bearing member can be obtained.
[0078]
Next, the second press device (correcting press device) B2 that performs the second step will be described with reference to FIG.
In the processing section of the second press device B2, an upper die 31 is formed which is fixed to the upper die frame 30U and formed with a substantially flat correction surface 33u for correcting the flange F to a flat surface, and a lower die frame 30D. The lower mold 32 is provided with a lower mold 32 which is arranged in a fixed guide base 37 so as to be movable up and down within a predetermined range and is formed with a substantially flat correction surface 23d for correcting the flange F to a flat surface. 37, the lower limit is regulated by the lower die frame 30D, and the ascent limit is regulated by the regulating portion 37a of the guide base 37.
[0079]
A positioning hole 34 is formed at the axial center of the lower mold 32. The positioning hole 34 has a shaft S that can be inserted and removed, and a spacer 39 that positions the shaft S is provided at the bottom. A housing hole 32a is formed at the axial center of the lower portion of the lower mold 32, and a spring 38, which is a lower mold urging means for urging the lower mold 32 upward, is disposed in the housing hole 32a. A second stopper 36 is provided on the outer periphery of the lower surface of the upper die 31 to contact the upper surface of the restricting portion 37a of the guide base 37 and set the lowering stroke as the lower limit of the upper die 31.
[0080]
The inner diameter of the positioning hole 34 is set to be smaller than the outer diameter at which the shaft S during pressurization is compressed and expanded.
The operation of the second press device B2 will be described below.
[0081]
When the press is not operating, the lower die 32 is in the ascending limit regulated by the regulating portion 37a of the guide base 37 with the spring 38 biased upward. In this state, by inserting the shaft S fastened to the flange F into the positioning hole 34, the setting of the parts is completed. The length of the spacer 39 is set to be the same as that of the first press device B1.
[0082]
Next, when the press is operated and the upper die 31 descends and comes into contact with the flange F, the flange F is, for example, about 9.8 N / mm.²× 10⁴(100kg / cm²The lower die 32 continues to descend in a state of being sandwiched by the lower die 30 against the spring 38 set, and is stopped and pressurized at the lower limit where the lower die 32 comes into contact with the lower die frame 30D. The flatness and thickness of the film are corrected.
[0083]
Here, the molding thickness of the flange F by the second stopper 36 is set to be thinner than the thickness by the first press device B1, and the specific amount to be thinned is at least larger than the unevenness formed in the first press step. Set it. Further, in order to obtain a better shape of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md, the height (groove depth) of the land portion of the flange F formed in the first press process is about 2 to 3 μm from the finished product. It is preferable that the stopper 38 be made thinner (higher) and the stopper 38 be made thinner so that this is the depth of the finished product groove of the flange F.
[0084]
That is, the processing of the flange material F can be obtained with a general sheet metal stamping die, but such processing has a thickness error of the sheet metal, a processing error of the inner and outer diameters, that is, a volume error. When the flange material F having such an error is further processed by the first press device B1, the flange material F is pushed into the space sealed by the shaft S, the outer diameter restraining plate 25, the upper die 21, and the lower die 22 and added. Therefore, the volume error of the flange material F becomes a thickness error between the upper mold 21 and the lower mold 22. When the flange F having the thickness error is straightened by the second press device B2, the outer diameter portion Fb of the flange F is not constrained, so that the thickness error can be corrected to the outer diameter error. Generally, the thickness tolerance is more important than the outer diameter tolerance as the part tolerance of the flange F required for the thrust bearing device, so that an extremely optimum flange F can be obtained.
[0085]
Furthermore, the shape of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md of the flange F that can be extremely improved in reliability can be obtained by the second press device B2. As shown in FIG. 8, the specific shape is such that the tip corners of the angular dynamic pressure grooves Mu, Md are rounded. The reason for this is considered to be a result of plastic deformation caused by stress concentration at the end portions of the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md when the flange F is pressed by the correction surfaces 33u and 33d of the upper die 31 and the lower die 32. As described above, the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md having rounded tip corners can obtain good reliability because the generation of wear powder at the start and stop can be suppressed when this is used as a thrust bearing device. Can do.
[0086]
Next, the shape of the correction surface 33u (33d) of the upper die 31 in the second pressing step will be described with reference to FIG.
When the surface of the flange F3 can be adjusted to a flat surface as shown in FIG. 5C described above, naturally, there is no problem at all by making the correction surface 33u for correcting the flange F3 of the upper die 29 flat. A specific example of the shape in the case of FIGS. 5B and 5D is shown in FIG.
[0087]
That is, in FIGS. 9A and 9B, H indicates a difference in height between the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md of the flange F formed by the first pressing process. When the height difference H of the flange F is, for example, 10 μm, the optimum value of the height difference L of the correction surface 33 u of the upper mold 31 is 12 to 16 μm. The reason why the height difference L of the correction surface 33u is set larger than the height difference H of the flange F is that the second pressing process corrects the pressure without restricting the outer diameter of the flange F, and springback occurs. It is.
[0088]
From the above description, the flange F with good flatness can be obtained by changing the shape of the correction surface 33u of the upper die 31 corresponding to the surface shape of the flange F obtained in the first pressing step. Needless to say, the lower die 31 has a similar concept, and a good flange F can be obtained by providing a process difference on the correction surface 33d.
[0089]
According to the experiment, when the height difference H of the flange F is 5 to 6 μm or less, even if the correction surface 33u of the upper mold 31 is a completely flat surface, the surface of the flange F is substantially flat. It has been confirmed that it can be obtained.
[0090]
Here, the flange material F for improving the dimensional accuracy of the flange F with a shaft will be described.
That is, it has been described that the volume error when the flange material F is pressure-molded becomes the outer diameter error of the flange F3 in the second pressing step. For this reason, when the dimensional accuracy is required for both the thickness and the outer diameter of the flange F, there is no choice but to increase the processing accuracy of the flange material F itself to reduce the volume error, which inevitably increases the cost.
[0091]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10 (a), a 45 ° inclined plane (C-shaped) chamfer C or a figure is formed so that a space equal to or larger than the volume error due to the pressure forming of the flange F is formed. By the arc-shaped chamfer R shown in FIG. 10 (b) or the stepped chamfer N shown in FIG. 8 (c), a relief portion having a volume larger than the processing error is provided on the outer peripheral edge where the thrust dynamic pressure grooves Mu and Md are not processed. It is solved by that. When such a flange material F is corrected by the upper and lower molds 31 and 32 with the second press device B2, the volume error of the flange F results in filling the chamfers C, R, and N (relief portions). The outer diameter increase and the thickness decrease of F always change by a set amount, and the thickness and outer diameter of the flange F after the first pressing process are finished to the same dimension regardless of the volume error, and the dimension as a finished product is also stabilized.
[0092]
As described above, the dimensional accuracy of the flange F can be improved while suppressing an increase in the processing cost of the flange material F by forming the relief portion having a volume larger than the volume error due to molding on the outer peripheral edge of the flange F. The shape of the relief portion is not limited to the chamfers C, R, and N.
In the above-described embodiment, the case where the shaft S in which the small-diameter fastening portion is formed through the step portion is used has been described. However, another embodiment in which the straight straight shaft S ′ having no step portion is used. Will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as previous embodiment, and description is abbreviate | omitted.
[0093]
When such a shaft S ′ is used, the press load by the upper die 22 is not applied to the shaft S ′ in the first press device B1, so that the fastening accuracy between the shaft S ′ and the flange F has a shaft center hole for insertion. Decrease by the gap with Fc. Therefore, in this embodiment, a shaft pressing protrusion 41 for directly pressing the shaft S ′ is provided at the axial center position of the upper mold 21.
[0094]
The protrusion 41 is set to contact the shaft S ′ 20 to 30 μm before the molding convex portion 23u of the upper mold 21 contacts the flange material F, and the shaft S ′ is axially moved by the protrusion 41. By being pressurized, it is elastically deformed and expanded in diameter, and is in close contact with the positioning hole 24. For this reason, the flange F can be fastened to the shaft S 'with high accuracy, and the fastening strength can be improved.
[0095]
In the above description, the first pressing step has been described, but naturally the same effect can be obtained in the second pressing step.
[0096]
【The invention's effect】
  As described above, according to the method for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 1, a shaft having an outer diameter smaller than the inner diameter of the positioning hole by a predetermined value is inserted into the positioning hole of the lower mold, and the shaft positioning is performed. At the end opposite to the end inserted into the hole.Extending from the step, with an outer diameter smaller than the outer diameter of the shaftInsert the shaft center hole of the flange material into the fastening part,The end opposite to the end inserted into the shaft positioning hole(A) Place the step portion and the surface around the axial center hole on the back of the flange material, and place the flange material between the upper mold and the lower mold and pressurize them to process the dynamic pressure grooves on the flange material. Bring the upper and lower molds close together, deform the flange material in the outer circumferential direction, bring the outer periphery of the flange material into contact with the outer diameter regulating member, and bring the upper and lower molds closer together so that the inner diameter of the flange material is in the axial direction of the shaft. (B) The groove material and the fastening process, and the upper die and the lower die are brought closer to each other to bring the flange material closer to the lower die, and the shaft is elasticized via the step portion of the shaft. (C) a shaft contact process that deforms and closely attaches the outer periphery of the shaft to the positioning hole of the lower mold, and (b) a groove machining and fastening process and (c) a shaft contact process are performed simultaneously. , Forming a dynamic pressure groove with a constant land height At the same time it is possible to, shafts can be fastened to the shaft center hole of the flange, further simultaneously, it can be brought into close contact with the shaft in the lower mold. Therefore, no expensive laser welding machine or polishing equipment is used, the machining tact time can be shortened, and the dynamic pressure groove can be made by low-cost printing molding. Thus, the cost of the thrust bearing device can be reduced. Also, during press molding, the shaft can be pressurized to expand its diameter and brought into close contact with the positioning hole, thereby filling the insertion gap between the positioning hole and the shaft and positioning the shaft within the positioning hole with high accuracy. And the flange and the shaft can be fastened with high accuracy. Further, when a shaft having a stepped portion is fastened to the flange, the flatness of the flange portion corresponding to the stepped portion is different from other portions when the shaft is also compressed in the axial direction during pressure molding. However, by adjusting the support position of the shaft, the flatness of the flange and the shape of the dynamic pressure groove can be maximized. As a result, it is possible to eliminate the correction in the subsequent process, minimize the correction amount, and obtain a flange with a shaft in which the flatness and the shape of the dynamic pressure groove are formed with high accuracy.
[0097]
According to the method for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 2, even if the flange is enlarged in diameter and is in close contact with the outer diameter restraining plate, the flange is deformed by sandwiching and removing the flange between the lower mold and the upper mold. This can be prevented, and the processing accuracy of the flange can be increased.
[0100]
  Claim3According to the fluid bearing member manufacturing method described above, the fastening strength between the flange and the shaft can be increased by causing the flange material to bite into the fastening recess of the fastening portion of the shaft in the shaft hole by pressure molding. .
[0101]
  Claim4According to the method for manufacturing a hydrodynamic bearing member described above, since the flange material generated due to a processing error due to pressure molding can be accommodated in the relief portion, the outer diameter and thickness of the flange are formed with high accuracy as set values. And a high-quality fluid bearing member can be obtained.
[0102]
  Claim5According to the manufacturing method of the hydrodynamic bearing member describedBy the manufacturing method of the hydrodynamic bearing member according to claim 1By pressing the front surface and the back surface on which the dynamic pressure grooves are formed with a substantially flat correction surface, the flatness can be improved and a highly accurate plane can be formed. In addition, by applying pressure to the formation surface of the dynamic pressure groove with the straightening surface, the stress can be concentrated on the upper edge of the land to form rounded corners. It is possible to provide a hydrodynamic bearing member having excellent properties.
[0103]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 8, the expansion of the outer diameter portion of the flange material is regulated by the outer diameter regulating member by the basic press device and the reduced diameter of the inner diameter portion is regulated by the shaft. By pressing, a dynamic pressure groove having a constant land portion height can be formed, and at the same time, the shaft can be fastened and fixed to the bearing hole of the flange. Therefore, no expensive laser welding machine or polishing equipment is used, the machining tact time can be shortened, and the dynamic pressure groove can be made by low-cost printing molding. Thus, the cost of the thrust bearing device can be reduced.
[0104]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 9, even if the flange is expanded by pressure molding and is closely attached to the outer diameter restraining plate, the flange is sandwiched between the lower mold and the upper mold and removed. Can be prevented, and the processing accuracy of the flange can be increased.
[0105]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 10, when the shaft is compressed, the shaft is compressed in the axial direction to expand the diameter, and the shaft is brought into close contact with the positioning hole, whereby the positioning hole and the shaft are inserted. The shaft can be positioned with high accuracy by filling the gap, and the shaft and the flange can be fastened with high accuracy.
[0106]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 11, when the shaft is pressed, the shaft is compressed in the axial direction by the shaft pressurizing convex portion to expand the diameter, and the shaft is brought into close contact with the positioning hole. The shaft can be positioned with high accuracy by filling the gap for insertion with the shaft, and the shaft and the flange can be fastened with high accuracy.
[0107]
According to the hydrodynamic bearing member manufacturing facility of claim 12, when the shaft having a stepped portion is fastened to the flange, the shaft is also compressed in the axial direction according to its rigidity at the time of pressure forming, whereby the stepped portion is obtained. The flatness of the flange part corresponding to the height of the flange part is different from other parts, but by adjusting the shaft support position according to the height of the spacer, the flatness of the flange part corresponding to the step part can be adjusted and moved. The planar accuracy of the processed surface (front surface and / or back surface) of the pressure groove and the shape of the dynamic pressure groove can be maximized. As a result, it is possible to eliminate the correction in the subsequent process, minimize the correction amount, and obtain a flange with a shaft in which the flatness and the shape of the dynamic pressure groove are formed with high accuracy.
[0108]
According to the hydrodynamic bearing member manufacturing facility of claim 13, the fastening strength and the pull-out strength between the flange and the shaft are increased by pressing the flange material into the fastening recess of the fastening portion of the shaft by pressure molding. be able to.
[0109]
According to the fluid bearing member manufacturing facility of the fourteenth aspect, since the flange material generated by the processing error at the time of pressure molding can be accommodated in the relief portion, the outer diameter and thickness of the flange can be increased as set values. It can be formed with high accuracy, and a high-quality fluid bearing member can be obtained.
[0110]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 15, the flatness is obtained by pressing the dynamic pressure groove forming surface of the flange, in which the dynamic pressure groove is formed by the basic press device, with the correction surface of the substantially flat surface. Can be formed on a highly accurate plane. In addition, pressurizing the dynamic pressure groove with the straightened surface allows the stress to be concentrated on the upper edge of the land part to form rounded corners, which ensures a highly reliable fluid that does not generate wear powder during start and stop. A bearing member can be provided.
[0111]
According to the manufacturing equipment for a hydrodynamic bearing member according to claim 16, even if the front surface and the back surface of the flange press-formed by the first press device have a slight inclination from the axial center to the outer peripheral side, The flatness of the flange can be further improved and the fluid bearing member with high accuracy can be manufactured by pressurizing with a correction surface comprising a flat surface or an inclined flat surface by the upper die and the lower die of the press device. be able to.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of a bearing member manufacturing facility according to the present invention, in which FIG. 1A is a side central sectional view of a first press device before pressing, and FIG. 1B is a plan view of the lower mold; (C) is the principal part enlarged view of (a).
FIG. 2A is a side central sectional view of a second press device before pressing, and FIG. 2B is a plan view of the lower die.
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment of a bearing member manufacturing facility according to the present invention, in which FIG. 3A is a side cross-sectional view of the first press device before pressing, and FIG. 3B is a main part of FIG. It is an enlarged view.
4A and 4B show a pressing state of the first press device, wherein FIG. 4A is a longitudinal sectional view of the first press device, and FIG. 4B is an enlarged view of a main part of FIG.
FIGS. 5A to 5D each show the shape of the dynamic pressure groove forming surface by the first pressing apparatus, and FIG. 5A is the same position as the forming surface of the stepped portion and the molding convex portion of the lower mold. Partial cross-sectional view exaggerating the flange shape when a spacer is set, (b) is a partial cross-sectional view exaggerating the flange shape when using a spacer whose stepped portion is higher than the forming surface of the molding convex portion, (c) Fig. 5 is a partial cross-sectional view exaggerating the flange shape when using a spacer that is higher than the stepped portion (b), and Fig. 4 (d) is exaggerating the flange shape when using a spacer that is higher than the stepped portion (c). FIG.
FIGS. 6A to 6C are side views showing the shape of the fastening portion of the shaft.
7A and 7B show a second press device according to a second embodiment, in which FIG. 7A is a side central sectional view before pressing of the second press device, and FIG. 7B is an enlarged view of a main part during pressing of FIG. It is.
FIG. 8 is a side cross-sectional view exaggeratingly illustrating a surface on which a dynamic pressure groove of a flange corrected by the second pressing device is formed.
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing the shape of the forcing surface of the second press device corresponding to the formation surface of the dynamic pressure groove of the flange, respectively.
FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views showing escape portions of the flange material, respectively.
FIG. 11 is a side sectional view showing a first press device according to a third embodiment when a straight shaft is used.
12 (a) to 12 (c) are explanatory views showing a manufacturing procedure of a conventional flange with a shaft, respectively.
[Explanation of symbols]
F Flange
Fa inner diameter
Fb outer diameter
Fc shaft hole
Mu, Md Thrust dynamic pressure groove
S, S 'shaft
Sb step
Sc fastening part
A1 First press machine
1 Upper mold
2 Lower mold
3u molding convex part
3d molding convex part
4 Positioning hole
5 Outer diameter restraint plate
6 First stopper
A2 Second press machine
11 Upper mold
12 Lower mold
13u, 13d Straightening surface
14 Positioning hole
16 Second stopper
21 Upper mold
22 Lower mold
23u molding convex part
23d Molding convex part
24 Positioning hole
25 Outer diameter restraint plate
26 First stopper
27 Guide base
28 Spring
31 Upper mold
32 Lower mold
33u, 33d Correction surface
36 Stopper
41 Projection for shaft pressurization
C, R, N Chamfer (Relief part)

Claims

In the method of manufacturing a hydrodynamic bearing member in which a dynamic pressure groove is formed by pressurization on at least one of the front surface and the back surface of the flange material, and at the same time, the shaft fitted with the shaft center hole of the flange material is fastened to the flange material.
(A) Arrangement step A shaft having an outer diameter with a predetermined value smaller than the inner diameter of the positioning hole is inserted into the positioning hole of the lower mold,
Insert the shaft center hole of the flange material into the fastening part of the outer diameter smaller than the outer diameter of the shaft that extends from the step part of the end opposite to the end inserted into the positioning hole of the shaft ,
(B) Grooving and fastening process Flange material with upper die and lower die, contacting the step on the opposite end to the end inserted into the shaft positioning hole and the surface around the axial center hole on the back of the flange material While processing the dynamic pressure groove on the flange material by sandwiching and pressing,
Bring the upper and lower molds close together, deform the flange material in the outer circumferential direction, and contact the outer periphery of the flange material with the outer diameter regulating member.
Furthermore, the upper mold and the lower mold are brought closer to each other, the inner diameter portion of the flange material is deformed in the axial direction of the shaft, and the flange material and the shaft are fastened. (C) Shaft contact process The lower mold is approached, the shaft is elastically deformed through the step portion of the shaft, and the outer periphery of the shaft is brought into close contact with the positioning hole of the lower mold. (A) Arrangement step; (b) Groove machining and fastening step; c) a shaft contact process,
(B) Grooving and fastening process, and (c) shaft contact process are simultaneously performed.

After the end of (b) the groove processing and fastening step and (c) the shaft contact step , the outer diameter regulating member and the flange are relative to each other in the axial direction of the shaft in a state where the flange is sandwiched between the upper die and the lower die. The method of manufacturing a hydrodynamic bearing member according to claim 1, wherein the flange is detached from the outer diameter regulating member.

3. A hydrodynamic bearing member according to claim 1, wherein a fastening recess is formed in advance in a fastening portion of the shaft, and an inner diameter portion of a flange material is bitten into the fastening recess by pressure molding. Method.

The method for manufacturing a hydrodynamic bearing member according to any one of claims 1 to 3 , wherein a relief portion having a volume larger than a volume caused by a machining error is formed in advance on an outer peripheral portion of the flange material.

After the upper mold and the lower mold are brought close together and the dynamic pressure groove is formed in the flange material, the shaft is fastened to the flange material at the same time.
The upper and lower molds having a substantially flat correction surface are used to pressurize the front and back surfaces of the flange with shaft after the basic pressing process without restricting the outer peripheral portion, thereby adding the thickness and flatness of the flange. The method of manufacturing a hydrodynamic bearing member according to any one of claims 1 to 4 , wherein a correction pressing step for pressure correction is performed.

A guide base that holds the lower die having a substantially flat correction surface from the outer peripheral side and the upper surface of the outer peripheral side in a posture capable of moving up and down, and the outer peripheral side of the guide base formed on the upper die having a substantially flat correction surface. 6. The hydrodynamic bearing member according to claim 5, wherein a relative position between the upper die and the lower die when the stopper capable of coming into contact with the upper surface portion is brought into contact is set as an approach limit between the upper die and the lower die. Manufacturing method.