動圧型焼結含油軸受の製造方法および情報機器スピンドルモータのハウジング
【課題】本発明は、スピンドルモータの軸受部に焼結含油軸受を採用する場合において生じる種々の問題点を解決することを目的とする。
【解決手段】本発明のスピンドルモータは、ハウジングが焼結金属からなり、ハウジングの内周面に、回転軸の外周面と軸受隙間をもって対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、ハウジングの内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させたことを特徴とする。ハウジングの内周面に軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となり、このため、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことがない高精度の軸受を構成するものである。
【解決手段】本発明のスピンドルモータは、ハウジングが焼結金属からなり、ハウジングの内周面に、回転軸の外周面と軸受隙間をもって対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、ハウジングの内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させたことを特徴とする。ハウジングの内周面に軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となり、このため、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことがない高精度の軸受を構成するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報機器のスピンドルモータに関し、特にレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンミラー、磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ等）など、高速下で高回転精度が要求される機器のスピンドルモータや、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなど、ディスクが載ることによって大きなアンバランス荷重が作用し高速で駆動する機器のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような情報機器関連の小型スピンドルモータでは、回転性能のより一層の向上と低コスト化が求められている。スピンドルの軸受部に用いられているボールベアリングは、内輪、外輪、ボール、保持器、シール等の多数の構成部品からなるので、低コスト化に限界があり、性能面でも、特有のレース音（ボールが軌道面を転がる音）や、保持器の自励振動による騒音の発生があり、高速で使用すると騒音レベルが大きく、低騒音化は限界にきている。そのため、スピンドルの軸受部は、ボールベアリングから多孔質含油軸受、特に焼結含油軸受に置き換えることが検討されている。
【０００３】
焼結含油軸受は、焼結金属からなる軸受本体に潤滑油や潤滑グリースを含浸させたもので、軸受隙間と軸受本体との間を循環する油が、軸受隙間に油膜を形成し回転軸を非接触支持するものであるが、真円軸受の一種であるため、軸の偏心が小さいところでは、不安定振動が発生しやすく、回転速度の１／２の速度で振れ回るいわゆるホワールが発生しやすい等欠点がある。そこで、軸受面にヘリングボーン形やスパイラル形などの動圧溝を設け、軸の回転に伴う動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を発生させて軸を浮上支持することが試みられている（動圧型焼結含油軸受）。
【０００４】
図５に示すように、従来、情報機器関連の小型スピンドルモータにおいて、この種の焼結含油軸受１１は、ステータ１２や下側フレーム１３等の静止側部材を装着するハウジング１４の内周面に圧入或いは接着といった手段で固定される。
【特許文献１】特許２５３２３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来構成には、以下の改良すべき点がある。
【０００６】
軸受をハウジングの内周面に圧入等する際に、軸受面の動圧溝を崩してしまう可能性がある。
【０００７】
軸受をハウジングの内周面に圧入等した後、軸受の収縮度合い（軸受各部の偏肉、密度の違いなどに起因する。）が軸受精度やハウジングの形状（肉厚の変化など）に影響され、軸受面の円筒度や同軸度などが狂う可能性がある。
【０００８】
ハウジングと軸受とが別体であることは、部品点数の増大、組立工数の増大になる。
【０００９】
ハウジング、軸受のそれぞれについて、強度確保のための設計が必要であり、小型軽量化に限界がある。
【００１０】
そこで、本発明は、従来のスピンドルモータにおける前記のような問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明では、ハウジングと動圧型焼結含油軸受とを一体構造にした。すなわち、本発明のハウジングは、焼結金属からなるハウジングであって、その外周に静止部材が装着され、その内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を直接形成すると共に、ハウジングの内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸したものである。
【００１２】
情報機器の回転要素が装着される回転軸はハウジングの軸受面に挿入され、ロータとステータとの間に発生する電磁力によって回転駆動される。その際、ハウジングの内部に保有された油が、軸受隙間とハウジングの内部との間を循環しながら、軸受面の動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を形成し、その動圧油膜によって回転軸がハウジングの軸受面に対して非接触支持される。
【００１３】
前記ハウジングは、内部に含浸している油が外部に漏れるのを防ぐため、その内周面を除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハウジングの内周面に直接軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となる。このため、軸受を固定する際に問題であった、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことが生じない。従って、スピンドルモータにおける高速回転性能や、回転精度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、ハウジングと軸受とが一体形成されるので、部品点数、及び、組立工数を低減でき、製造コストの低減が図れる。ハウジングと軸受の一体品について、強度確保のための設計すれば良いので、さらなる小型軽量化を図ることができる。
【００１６】
さらに、ハウジングの内周面を除く外表面に封孔処理を施すことによって、ハウジングの内部に含浸している油が外部に漏れるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、ＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータＡを例示している。このスピンドルモータＡは、回転軸１と、回転軸１が挿入されるハウジング３と、半径方向のギャップを介して対向配置されたロータ５及びステータコイル６を主要構成とする。
【００１９】
回転軸１の上端には、情報記録媒体となるディスクを装着するターンテーブル８が取付けられる。ターンテーブル８の下面には、筒状のロータケース９が取付けられ、その内周面にロータ５が固定される。
【００２０】
ハウジング３は、焼結金属からなる略円筒状の多孔質体で、内部に潤滑油或いは潤滑グリースを含浸させたものである。
【００２１】
ハウジング３は、金属粉を圧粉成形し、焼成して得られた焼結金属製の略円筒形の多孔質体である。具体的には、銅系或いは鉄系、またはその双方を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を２０〜９５ｗｔ％使用し、密度が６．４〜７．２ｇ／ 3 となるように形成される。なお、ハウジング３は、内部に含浸した油が外部に漏れないよう、内周面３ｂを除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【００２２】
ハウジング３の内周面３ｂには、回転軸１の外周面１ａと所定の軸受隙間ｃを介して対向する軸受面３ｃが形成される。また、ハウジング３の外周面３ｄには、つば部３ｄ１が一体成形され、つば部３ｄ１を挟んで上側にステータコイル６が外挿固定され、下側にフレーム１０が外挿固定される。本実施形態の場合、ロータ５とステータコイル６は、互いに半径方向に電磁力を及ぼすように所定のラジアルギャップを介して取付けられる。
【００２３】
図２に示すように、ハウジング３の内周面３ｂには、軸方向に離隔する２つの軸受面３ｃが形成され、２つの軸受面３ｃの双方に、それぞれ軸方向に対して傾斜させた複数の動圧溝３ｅが円周方向に配列形成される。軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅとそれ以外の領域３ｆとの段差（動圧溝３ｅの深さ）は、例えば、３〜５μｍ程度である。なお、動圧溝３ｅは軸方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件を満たす限り同図に示す形状には限定されない。
【００２４】
前記のような軸受面３ｃの成形には、種々の成形方法を適用することができる。例えば、図３に示すような所定形状の焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に、完成品３の軸受面３ｃに対向した形状の成形型を加圧することによって、軸受面３ｃの動圧溝３ｅの形成領域とそれ以外の領域３ｆとを同時成形することができる。この工程は以下のようなものである。
【００２５】
図４は、軸受面成形工程で使用する形成装置の概略構造を例示している。この装置は、円筒状のダイ２０、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' を形成するコアロッド２１、焼結金属素材３' の両端面を上下方向から押さえる上下の１次パンチ２２、２３、焼結金属素材３' を外周面から加圧する上下の２次パンチ２４、２５を主要な要素として構成される。コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面３ｃの形状に対応した凹凸状の２つの成形型２１ａが軸方向に離隔して設けられている。各成形型２１ａの凸状になった第１成形部２１ａ１は軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅの領域を成形し、凹状になった第２成形部２１ａ２は動圧溝３ｅ以外の領域３ｆを成形するものである。成形型２１ａにおける第１成形部２１ａ１と第２成形部２１ａ２との段差は、軸受面３ｂにおける動圧溝３ｅの深さと同じ３〜５μｍである。
【００２６】
焼結金属素材３' の円周面３ｂ' にコアロッド２１を隙間をもって挿入して位置合わせをした後、上１次パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結金属素材３' をダイ２０に圧入し、さらに下１次パンチ２３に押し付ける。その後、上下２次パンチ２４・２５を圧入して、焼結金属素材３' を外周側から加圧する。
【００２７】
焼結金属素材３' は上下１次パンチ２２・２３および上下２次パンチ２４・２５から圧迫力を受けて変形を起こし、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' がコアロッド２１の側に塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に転写され、軸受面３ｃが図２に示す形状に成形される。
【００２８】
軸受面３ｃの成形が完了した後、上下２次パンチ２４・２５を抜き、上１次パンチ２２を上昇させ、焼結金属素材３' にコアロッド２１を挿入したままの状態で下１次パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ、焼結金属素材３' をダイ２０から抜く。焼結金属素材３' をダイ２０から抜くと、焼結金属素材３' にスプリングバックが生じ、その内径寸法が拡大するので、動圧溝３ｅを崩すことなく、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' からコアロッド２１を抜き取ることができる。これにより、図２に示す形状のハウジング３が完成する。
【００２９】
スピンドルモータＡは、上述のように形成されたハウジング３に、スラスト受け４やステータコイル６等を取付けた後、ターンテーブル８、ロータケース９、ロータ５を取付けた回転軸１をハウジング３内に挿入することによって完成する。
【００３０】
スピンドルモータＡは、回転軸１の回転に伴い、ハウジング３の内部に保有された油が軸受面３ｂの軸方向両側から軸受隙間ｃに滲み出す。さらに、油は動圧溝３ｅによって軸受隙間ｃの軸方向中央に向けて引き込まれる。この油の引き込み作用によって軸受隙間ｃに介在する油膜の圧力が高められ、動圧油膜が形成される。この動圧油膜によって、回転軸１はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面３ｂに対して浮上支持（非接触支持）される。軸受隙間ｃに滲み出した油は、回転軸１の回転に伴なう発生圧力により、軸受面３ｂの表面開孔（多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう。）からハウジング３の内部に戻り、ハウジング３の内部を循環して、再び軸受面３ｂから軸受隙間ｃに滲み出す。
【００３１】
本実施形態におけるスピンドルモータは、ＣＤ−ＲＯＭ用の構成であるから、前記に示したハウジング３の形状やその他の部品の形状、モータの構造等は、ＣＤ−ＲＯＭ用に適したものを示したが、本発明のスピンドルモータは、用途に応じてこれらを変更して用いられるものである。
【００３２】
なお、ハウジングの製造方法は、前記実施形態において、焼結金属素材のスプリングバックを利用して動圧溝を崩すことなく、コアロッドから抜き取られる方法を示したが、本発明を実施するに当たり当該製造方法に限られるものではない。他の方法として、コアロッドの先端部にすり割（スリット）を形成すること等によって、拡縮自在に構成されたコアロッドを用い、ハウジング成形後、コアロッドを縮径させて、ハウジングをコアロッドから抜き取るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータのハウジングの縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る焼結金属素材の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るハウジングの形成装置の概略断面図。
【図５】従来の情報機器関連の小型スピンドルモ−タの縦断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１ 回転軸
３ ハウジング
３ｂ 内周面
３ｃ 軸受面
３ｄ 外周面
３ｄ１ つば部
３ｅ 動圧溝
３ｆ 軸受面の溝以外の領域
４ スラスト受け
５ ロータ
６ ステータコイル
８ ターンテーブル
ｃ 軸受隙間
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動圧型焼結含油軸受の製造方法および情報機器スピンドルモータのハウジングに関するものである。情報機器のスピンドルモータには、特にレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンミラー、磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ等）など、高速下で高回転精度が要求される機器のスピンドルモータや、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなど、ディスクが載ることによって大きなアンバランス荷重が作用し高速で駆動する機器のスピンドルモータが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
前記のような情報機器関連の小型スピンドルモータでは、回転性能のより一層の向上と低コスト化が求められている。スピンドルの軸受部に用いられているボールベアリングは、内輪、外輪、ボール、保持器、シール等の多数の構成部品からなるので、低コスト化に限界があり、性能面でも、特有のレース音（ボールが軌道面を転がる音）や、保持器の自励振動による騒音の発生があり、高速で使用すると騒音レベルが大きく、低騒音化は限界にきている。そのため、スピンドルの軸受部は、ボールベアリングから多孔質含油軸受、特に焼結含油軸受に置き換えることが検討されている。
【０００３】
焼結含油軸受は、焼結金属からなる軸受本体に潤滑油や潤滑グリースを含浸させたもので、軸受隙間と軸受本体との間を循環する油が、軸受隙間に油膜を形成し回転軸を非接触支持するものであるが、真円軸受の一種であるため、軸の偏心が小さいところでは、不安定振動が発生しやすく、回転速度の１／２の速度で振れ回るいわゆるホワールが発生しやすい等欠点がある。そこで、軸受面にヘリングボーン形やスパイラル形などの動圧溝を設け、軸の回転に伴う動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を発生させて軸を浮上支持することが試みられている（動圧型焼結含油軸受）。
【０００４】
図５に示すように、従来、情報機器関連の小型スピンドルモータにおいて、この種の焼結含油軸受１１は、ステータ１２や下側フレーム１３等の静止側部材を装着するハウジング１４の内周面に圧入或いは接着といった手段で固定される。
【特許文献１】特許２５３２３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来構成には、以下の改良すべき点がある。
【０００６】
軸受をハウジングの内周面に圧入等する際に、軸受面の動圧溝を崩してしまう可能性がある。
【０００７】
軸受をハウジングの内周面に圧入等した後、軸受の収縮度合い（軸受各部の偏肉、密度の違いなどに起因する。）が軸受精度やハウジングの形状（肉厚の変化など）に影響され、軸受面の円筒度や同軸度などが狂う可能性がある。
【０００８】
ハウジングと軸受とが別体であることは、部品点数の増大、組立工数の増大になる。
【０００９】
ハウジング、軸受のそれぞれについて、強度確保のための設計が必要であり、小型軽量化に限界がある。
【００１０】
そこで、本発明は、従来のスピンドルモータにおける前記のような問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
動圧型焼結含油軸受の製造方法は、内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を備え、外周面につば部が形成された焼結金属からなる動圧型焼結含油軸受の製造方法において、焼結金属からなり、外周面につば部が形成された円筒状の焼結金属素材の内周面に、軸受面に対応した形状を有する成形型を設けたコアロッドを挿入し、焼結金属素材を前記コアロッドと伴にダイに収容すると共に、前記焼結金属素材の両端面を上下の１次パンチで上下方向から押さえた状態で、前記焼結金属素材の外周面とダイとの間に上下の２次パンチを、前記つば部を挟んで上下方向から圧入し、それによって、前記焼結金属素材を圧迫し、コアロッドの成形型を前記焼結金属素材の内周面に転写することを特徴としている。
【００１２】
この際、成形の後、圧迫力を除去することによる焼結金属素材のスプリングバックを利用して、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取るとよい。また、コアロッドが拡縮径自在で、動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取るようにしてもよい。
【００１３】
本発明に係る情報機器スピンドルモータのハウジングは、情報機器スピンドルモータの静止側部材が装着される外周面と、情報機器スピンドルモータの回転要素の回転軸が挿入される内周面とを備えた焼結金属からなる略円筒形状の情報機器スピンドルモータのハウジングであって、略円筒形状で、外周面には軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体的に有し、内周面には、外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に内径側に突出した段差を設けた焼結金属素材から成型され、焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応して軸方向に離隔した位置に、動圧溝を形成する凸状の成形型を外周面に有するコアロッドを、焼結金属素材の内周面に挿入し、焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応する位置において、焼結金属素材の外周側から加圧することにより、外周面に、軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体形成し、内周面に、外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に、前記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハウジングの内周面に直接軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となる。このため、軸受を固定する際に問題であった、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことが生じない。従って、スピンドルモータにおける高速回転性能や、回転精度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、ハウジングと軸受とが一体形成されるので、部品点数、及び、組立工数を低減でき、製造コストの低減が図れる。ハウジングと軸受の一体品について、強度確保のための設計すれば良いので、さらなる小型軽量化を図ることができる。
【００１６】
この際、成形の後、圧迫力を除去することによる焼結金属素材のスプリングバックを利用して、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ったり、コアロッドが拡縮径自在で、動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ったりすることにより、成形後に動圧溝が崩れるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、ＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータＡを例示している。このスピンドルモータＡは、回転軸１と、回転軸１が挿入されるハウジング３と、半径方向のギャップを介して対向配置されたロータ５及びステータコイル６を主要構成とする。
【００１９】
回転軸１の上端には、情報記録媒体となるディスクを装着するターンテーブル８が取付けられる。ターンテーブル８の下面には、筒状のロータケース９が取付けられ、その内周面にロータ５が固定される。
【００２０】
ハウジング３は、焼結金属からなる略円筒状の多孔質体で、内部に潤滑油或いは潤滑グリースを含浸させたものである。
【００２１】
ハウジング３は、金属粉を圧粉成形し、焼成して得られた焼結金属製の略円筒形の多孔質体である。具体的には、銅系或いは鉄系、またはその双方を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を２０〜９５ｗｔ％使用し、密度が６．４〜７．２ｇ／ 3 となるように形成される。なお、ハウジング３は、内部に含浸した油が外部に漏れないよう、内周面３ｂを除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【００２２】
ハウジング３の内周面３ｂには、回転軸１の外周面１ａと所定の軸受隙間ｃを介して対向する軸受面３ｃが形成される。また、ハウジング３の外周面３ｄには、つば部３ｄ１が一体成形され、つば部３ｄ１を挟んで上側にステータコイル６が外挿固定され、下側にフレーム１０が外挿固定される。本実施形態の場合、ロータ５とステータコイル６は、互いに半径方向に電磁力を及ぼすように所定のラジアルギャップを介して取付けられる。
【００２３】
図２に示すように、ハウジング３の内周面３ｂには、軸方向に離隔する２つの軸受面３ｃが形成され、２つの軸受面３ｃの双方に、それぞれ軸方向に対して傾斜させた複数の動圧溝３ｅが円周方向に配列形成される。軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅとそれ以外の領域３ｆとの段差（動圧溝３ｅの深さ）は、例えば、３〜５μｍ程度である。なお、動圧溝３ｅは軸方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件を満たす限り同図に示す形状には限定されない。
【００２４】
前記のような軸受面３ｃの成形には、種々の成形方法を適用することができる。例えば、図３に示すような所定形状の焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に、完成品３の軸受面３ｃに対向した形状の成形型を加圧することによって、軸受面３ｃの動圧溝３ｅの形成領域とそれ以外の領域３ｆとを同時成形することができる。この工程は以下のようなものである。
【００２５】
図４は、軸受面成形工程で使用する形成装置の概略構造を例示している。この装置は、円筒状のダイ２０、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' を形成するコアロッド２１、焼結金属素材３' の両端面を上下方向から押さえる上下の１次パンチ２２、２３、焼結金属素材３' を外周面から加圧する上下の２次パンチ２４、２５を主要な要素として構成される。コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面３ｃの形状に対応した凹凸状の２つの成形型２１ａが軸方向に離隔して設けられている。各成形型２１ａの凸状になった第１成形部２１ａ１は軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅの領域を成形し、凹状になった第２成形部２１ａ２は動圧溝３ｅ以外の領域３ｆを成形するものである。成形型２１ａにおける第１成形部２１ａ１と第２成形部２１ａ２との段差は、軸受面３ｂにおける動圧溝３ｅの深さと同じ３〜５μｍである。
【００２６】
焼結金属素材３' の円周面３ｂ' にコアロッド２１を隙間をもって挿入して位置合わせをした後、上１次パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結金属素材３' をダイ２０に圧入し、さらに下１次パンチ２３に押し付ける。その後、上下２次パンチ２４・２５を圧入して、焼結金属素材３' を外周側から加圧する。
【００２７】
焼結金属素材３' は上下１次パンチ２２・２３および上下２次パンチ２４・２５から圧迫力を受けて変形を起こし、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' がコアロッド２１の側に塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に転写され、軸受面３ｃが図２に示す形状に成形される。
【００２８】
軸受面３ｃの成形が完了した後、上下２次パンチ２４・２５を抜き、上１次パンチ２２を上昇させ、焼結金属素材３' にコアロッド２１を挿入したままの状態で下１次パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ、焼結金属素材３' をダイ２０から抜く。焼結金属素材３' をダイ２０から抜くと、焼結金属素材３' にスプリングバックが生じ、その内径寸法が拡大するので、動圧溝３ｅを崩すことなく、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' からコアロッド２１を抜き取ることができる。これにより、図２に示す形状のハウジング３が完成する。
【００２９】
スピンドルモータＡは、上述のように形成されたハウジング３に、スラスト受け４やステータコイル６等を取付けた後、ターンテーブル８、ロータケース９、ロータ５を取付けた回転軸１をハウジング３内に挿入することによって完成する。
【００３０】
スピンドルモータＡは、回転軸１の回転に伴い、ハウジング３の内部に保有された油が軸受面３ｂの軸方向両側から軸受隙間ｃに滲み出す。さらに、油は動圧溝３ｅによって軸受隙間ｃの軸方向中央に向けて引き込まれる。この油の引き込み作用によって軸受隙間ｃに介在する油膜の圧力が高められ、動圧油膜が形成される。この動圧油膜によって、回転軸１はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面３ｂに対して浮上支持（非接触支持）される。軸受隙間ｃに滲み出した油は、回転軸１の回転に伴なう発生圧力により、軸受面３ｂの表面開孔（多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう。）からハウジング３の内部に戻り、ハウジング３の内部を循環して、再び軸受面３ｂから軸受隙間ｃに滲み出す。
【００３１】
本実施形態におけるスピンドルモータは、ＣＤ−ＲＯＭ用の構成であるから、前記に示したハウジング３の形状やその他の部品の形状、モータの構造等は、ＣＤ−ＲＯＭ用に適したものを示したが、本発明のスピンドルモータは、用途に応じてこれらを変更して用いられるものである。
【００３２】
なお、ハウジングの製造方法は、前記実施形態において、焼結金属素材のスプリングバックを利用して動圧溝を崩すことなく、コアロッドから抜き取られる方法を示したが、本発明を実施するに当たり当該製造方法に限られるものではない。他の方法として、コアロッドの先端部にすり割（スリット）を形成すること等によって、拡縮自在に構成されたコアロッドを用い、ハウジング成形後、コアロッドを縮径させて、ハウジングをコアロッドから抜き取るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータのハウジングの縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る焼結金属素材の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るハウジングの形成装置の概略断面図。
【図５】従来の情報機器関連の小型スピンドルモ−タの縦断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１ 回転軸
３ ハウジング
３ｂ 内周面
３ｃ 軸受面
３ｄ 外周面
３ｄ１ つば部
３ｅ 動圧溝
３ｆ 軸受面の溝以外の領域
４ スラスト受け
５ ロータ
６ ステータコイル
８ ターンテーブル
ｃ 軸受隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報機器のスピンドルモータに関し、特にレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンミラー、磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ等）など、高速下で高回転精度が要求される機器のスピンドルモータや、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなど、ディスクが載ることによって大きなアンバランス荷重が作用し高速で駆動する機器のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような情報機器関連の小型スピンドルモータでは、回転性能のより一層の向上と低コスト化が求められている。スピンドルの軸受部に用いられているボールベアリングは、内輪、外輪、ボール、保持器、シール等の多数の構成部品からなるので、低コスト化に限界があり、性能面でも、特有のレース音（ボールが軌道面を転がる音）や、保持器の自励振動による騒音の発生があり、高速で使用すると騒音レベルが大きく、低騒音化は限界にきている。そのため、スピンドルの軸受部は、ボールベアリングから多孔質含油軸受、特に焼結含油軸受に置き換えることが検討されている。
【０００３】
焼結含油軸受は、焼結金属からなる軸受本体に潤滑油や潤滑グリースを含浸させたもので、軸受隙間と軸受本体との間を循環する油が、軸受隙間に油膜を形成し回転軸を非接触支持するものであるが、真円軸受の一種であるため、軸の偏心が小さいところでは、不安定振動が発生しやすく、回転速度の１／２の速度で振れ回るいわゆるホワールが発生しやすい等欠点がある。そこで、軸受面にヘリングボーン形やスパイラル形などの動圧溝を設け、軸の回転に伴う動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を発生させて軸を浮上支持することが試みられている（動圧型焼結含油軸受）。
【０００４】
図５に示すように、従来、情報機器関連の小型スピンドルモータにおいて、この種の焼結含油軸受１１は、ステータ１２や下側フレーム１３等の静止側部材を装着するハウジング１４の内周面に圧入或いは接着といった手段で固定される。
【特許文献１】特許２５３２３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来構成には、以下の改良すべき点がある。
【０００６】
軸受をハウジングの内周面に圧入等する際に、軸受面の動圧溝を崩してしまう可能性がある。
【０００７】
軸受をハウジングの内周面に圧入等した後、軸受の収縮度合い（軸受各部の偏肉、密度の違いなどに起因する。）が軸受精度やハウジングの形状（肉厚の変化など）に影響され、軸受面の円筒度や同軸度などが狂う可能性がある。
【０００８】
ハウジングと軸受とが別体であることは、部品点数の増大、組立工数の増大になる。
【０００９】
ハウジング、軸受のそれぞれについて、強度確保のための設計が必要であり、小型軽量化に限界がある。
【００１０】
そこで、本発明は、従来のスピンドルモータにおける前記のような問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明では、ハウジングと動圧型焼結含油軸受とを一体構造にした。すなわち、本発明のハウジングは、焼結金属からなるハウジングであって、その外周に静止部材が装着され、その内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を直接形成すると共に、ハウジングの内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸したものである。
【００１２】
情報機器の回転要素が装着される回転軸はハウジングの軸受面に挿入され、ロータとステータとの間に発生する電磁力によって回転駆動される。その際、ハウジングの内部に保有された油が、軸受隙間とハウジングの内部との間を循環しながら、軸受面の動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を形成し、その動圧油膜によって回転軸がハウジングの軸受面に対して非接触支持される。
【００１３】
前記ハウジングは、内部に含浸している油が外部に漏れるのを防ぐため、その内周面を除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハウジングの内周面に直接軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となる。このため、軸受を固定する際に問題であった、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことが生じない。従って、スピンドルモータにおける高速回転性能や、回転精度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、ハウジングと軸受とが一体形成されるので、部品点数、及び、組立工数を低減でき、製造コストの低減が図れる。ハウジングと軸受の一体品について、強度確保のための設計すれば良いので、さらなる小型軽量化を図ることができる。
【００１６】
さらに、ハウジングの内周面を除く外表面に封孔処理を施すことによって、ハウジングの内部に含浸している油が外部に漏れるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、ＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータＡを例示している。このスピンドルモータＡは、回転軸１と、回転軸１が挿入されるハウジング３と、半径方向のギャップを介して対向配置されたロータ５及びステータコイル６を主要構成とする。
【００１９】
回転軸１の上端には、情報記録媒体となるディスクを装着するターンテーブル８が取付けられる。ターンテーブル８の下面には、筒状のロータケース９が取付けられ、その内周面にロータ５が固定される。
【００２０】
ハウジング３は、焼結金属からなる略円筒状の多孔質体で、内部に潤滑油或いは潤滑グリースを含浸させたものである。
【００２１】
ハウジング３は、金属粉を圧粉成形し、焼成して得られた焼結金属製の略円筒形の多孔質体である。具体的には、銅系或いは鉄系、またはその双方を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を２０〜９５ｗｔ％使用し、密度が６．４〜７．２ｇ／ 3 となるように形成される。なお、ハウジング３は、内部に含浸した油が外部に漏れないよう、内周面３ｂを除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【００２２】
ハウジング３の内周面３ｂには、回転軸１の外周面１ａと所定の軸受隙間ｃを介して対向する軸受面３ｃが形成される。また、ハウジング３の外周面３ｄには、つば部３ｄ１が一体成形され、つば部３ｄ１を挟んで上側にステータコイル６が外挿固定され、下側にフレーム１０が外挿固定される。本実施形態の場合、ロータ５とステータコイル６は、互いに半径方向に電磁力を及ぼすように所定のラジアルギャップを介して取付けられる。
【００２３】
図２に示すように、ハウジング３の内周面３ｂには、軸方向に離隔する２つの軸受面３ｃが形成され、２つの軸受面３ｃの双方に、それぞれ軸方向に対して傾斜させた複数の動圧溝３ｅが円周方向に配列形成される。軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅとそれ以外の領域３ｆとの段差（動圧溝３ｅの深さ）は、例えば、３〜５μｍ程度である。なお、動圧溝３ｅは軸方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件を満たす限り同図に示す形状には限定されない。
【００２４】
前記のような軸受面３ｃの成形には、種々の成形方法を適用することができる。例えば、図３に示すような所定形状の焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に、完成品３の軸受面３ｃに対向した形状の成形型を加圧することによって、軸受面３ｃの動圧溝３ｅの形成領域とそれ以外の領域３ｆとを同時成形することができる。この工程は以下のようなものである。
【００２５】
図４は、軸受面成形工程で使用する形成装置の概略構造を例示している。この装置は、円筒状のダイ２０、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' を形成するコアロッド２１、焼結金属素材３' の両端面を上下方向から押さえる上下の１次パンチ２２、２３、焼結金属素材３' を外周面から加圧する上下の２次パンチ２４、２５を主要な要素として構成される。コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面３ｃの形状に対応した凹凸状の２つの成形型２１ａが軸方向に離隔して設けられている。各成形型２１ａの凸状になった第１成形部２１ａ１は軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅの領域を成形し、凹状になった第２成形部２１ａ２は動圧溝３ｅ以外の領域３ｆを成形するものである。成形型２１ａにおける第１成形部２１ａ１と第２成形部２１ａ２との段差は、軸受面３ｂにおける動圧溝３ｅの深さと同じ３〜５μｍである。
【００２６】
焼結金属素材３' の円周面３ｂ' にコアロッド２１を隙間をもって挿入して位置合わせをした後、上１次パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結金属素材３' をダイ２０に圧入し、さらに下１次パンチ２３に押し付ける。その後、上下２次パンチ２４・２５を圧入して、焼結金属素材３' を外周側から加圧する。
【００２７】
焼結金属素材３' は上下１次パンチ２２・２３および上下２次パンチ２４・２５から圧迫力を受けて変形を起こし、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' がコアロッド２１の側に塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に転写され、軸受面３ｃが図２に示す形状に成形される。
【００２８】
軸受面３ｃの成形が完了した後、上下２次パンチ２４・２５を抜き、上１次パンチ２２を上昇させ、焼結金属素材３' にコアロッド２１を挿入したままの状態で下１次パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ、焼結金属素材３' をダイ２０から抜く。焼結金属素材３' をダイ２０から抜くと、焼結金属素材３' にスプリングバックが生じ、その内径寸法が拡大するので、動圧溝３ｅを崩すことなく、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' からコアロッド２１を抜き取ることができる。これにより、図２に示す形状のハウジング３が完成する。
【００２９】
スピンドルモータＡは、上述のように形成されたハウジング３に、スラスト受け４やステータコイル６等を取付けた後、ターンテーブル８、ロータケース９、ロータ５を取付けた回転軸１をハウジング３内に挿入することによって完成する。
【００３０】
スピンドルモータＡは、回転軸１の回転に伴い、ハウジング３の内部に保有された油が軸受面３ｂの軸方向両側から軸受隙間ｃに滲み出す。さらに、油は動圧溝３ｅによって軸受隙間ｃの軸方向中央に向けて引き込まれる。この油の引き込み作用によって軸受隙間ｃに介在する油膜の圧力が高められ、動圧油膜が形成される。この動圧油膜によって、回転軸１はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面３ｂに対して浮上支持（非接触支持）される。軸受隙間ｃに滲み出した油は、回転軸１の回転に伴なう発生圧力により、軸受面３ｂの表面開孔（多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう。）からハウジング３の内部に戻り、ハウジング３の内部を循環して、再び軸受面３ｂから軸受隙間ｃに滲み出す。
【００３１】
本実施形態におけるスピンドルモータは、ＣＤ−ＲＯＭ用の構成であるから、前記に示したハウジング３の形状やその他の部品の形状、モータの構造等は、ＣＤ−ＲＯＭ用に適したものを示したが、本発明のスピンドルモータは、用途に応じてこれらを変更して用いられるものである。
【００３２】
なお、ハウジングの製造方法は、前記実施形態において、焼結金属素材のスプリングバックを利用して動圧溝を崩すことなく、コアロッドから抜き取られる方法を示したが、本発明を実施するに当たり当該製造方法に限られるものではない。他の方法として、コアロッドの先端部にすり割（スリット）を形成すること等によって、拡縮自在に構成されたコアロッドを用い、ハウジング成形後、コアロッドを縮径させて、ハウジングをコアロッドから抜き取るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータのハウジングの縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る焼結金属素材の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るハウジングの形成装置の概略断面図。
【図５】従来の情報機器関連の小型スピンドルモ−タの縦断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１ 回転軸
３ ハウジング
３ｂ 内周面
３ｃ 軸受面
３ｄ 外周面
３ｄ１ つば部
３ｅ 動圧溝
３ｆ 軸受面の溝以外の領域
４ スラスト受け
５ ロータ
６ ステータコイル
８ ターンテーブル
ｃ 軸受隙間
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動圧型焼結含油軸受の製造方法および情報機器スピンドルモータのハウジングに関するものである。情報機器のスピンドルモータには、特にレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）のポリゴンミラー、磁気ディスクドライブ（ＨＤＤ等）など、高速下で高回転精度が要求される機器のスピンドルモータや、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなど、ディスクが載ることによって大きなアンバランス荷重が作用し高速で駆動する機器のスピンドルモータが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
前記のような情報機器関連の小型スピンドルモータでは、回転性能のより一層の向上と低コスト化が求められている。スピンドルの軸受部に用いられているボールベアリングは、内輪、外輪、ボール、保持器、シール等の多数の構成部品からなるので、低コスト化に限界があり、性能面でも、特有のレース音（ボールが軌道面を転がる音）や、保持器の自励振動による騒音の発生があり、高速で使用すると騒音レベルが大きく、低騒音化は限界にきている。そのため、スピンドルの軸受部は、ボールベアリングから多孔質含油軸受、特に焼結含油軸受に置き換えることが検討されている。
【０００３】
焼結含油軸受は、焼結金属からなる軸受本体に潤滑油や潤滑グリースを含浸させたもので、軸受隙間と軸受本体との間を循環する油が、軸受隙間に油膜を形成し回転軸を非接触支持するものであるが、真円軸受の一種であるため、軸の偏心が小さいところでは、不安定振動が発生しやすく、回転速度の１／２の速度で振れ回るいわゆるホワールが発生しやすい等欠点がある。そこで、軸受面にヘリングボーン形やスパイラル形などの動圧溝を設け、軸の回転に伴う動圧溝の作用によって軸受隙間に動圧油膜を発生させて軸を浮上支持することが試みられている（動圧型焼結含油軸受）。
【０００４】
図５に示すように、従来、情報機器関連の小型スピンドルモータにおいて、この種の焼結含油軸受１１は、ステータ１２や下側フレーム１３等の静止側部材を装着するハウジング１４の内周面に圧入或いは接着といった手段で固定される。
【特許文献１】特許２５３２３６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来構成には、以下の改良すべき点がある。
【０００６】
軸受をハウジングの内周面に圧入等する際に、軸受面の動圧溝を崩してしまう可能性がある。
【０００７】
軸受をハウジングの内周面に圧入等した後、軸受の収縮度合い（軸受各部の偏肉、密度の違いなどに起因する。）が軸受精度やハウジングの形状（肉厚の変化など）に影響され、軸受面の円筒度や同軸度などが狂う可能性がある。
【０００８】
ハウジングと軸受とが別体であることは、部品点数の増大、組立工数の増大になる。
【０００９】
ハウジング、軸受のそれぞれについて、強度確保のための設計が必要であり、小型軽量化に限界がある。
【００１０】
そこで、本発明は、従来のスピンドルモータにおける前記のような問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
動圧型焼結含油軸受の製造方法は、内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を備え、外周面につば部が形成された焼結金属からなる動圧型焼結含油軸受の製造方法において、焼結金属からなり、外周面につば部が形成された円筒状の焼結金属素材の内周面に、軸受面に対応した形状を有する成形型を設けたコアロッドを挿入し、焼結金属素材を前記コアロッドと伴にダイに収容すると共に、前記焼結金属素材の両端面を上下の１次パンチで上下方向から押さえた状態で、前記焼結金属素材の外周面とダイとの間に上下の２次パンチを、前記つば部を挟んで上下方向から圧入し、それによって、前記焼結金属素材を圧迫し、コアロッドの成形型を前記焼結金属素材の内周面に転写することを特徴としている。
【００１２】
この際、成形の後、圧迫力を除去することによる焼結金属素材のスプリングバックを利用して、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取るとよい。また、コアロッドが拡縮径自在で、動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取るようにしてもよい。
【００１３】
本発明に係る情報機器スピンドルモータのハウジングは、情報機器スピンドルモータの静止側部材が装着される外周面と、情報機器スピンドルモータの回転要素の回転軸が挿入される内周面とを備えた焼結金属からなる略円筒形状の情報機器スピンドルモータのハウジングであって、略円筒形状で、外周面には軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体的に有し、内周面には、外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に内径側に突出した段差を設けた焼結金属素材から成型され、焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応して軸方向に離隔した位置に、動圧溝を形成する凸状の成形型を外周面に有するコアロッドを、焼結金属素材の内周面に挿入し、焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応する位置において、焼結金属素材の外周側から加圧することにより、外周面に、軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体形成し、内周面に、外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に、前記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハウジングの内周面に直接軸受面が形成されているので、従来のスピンドルモータにおいて必要であった軸受を固定する作業が不要となる。このため、軸受を固定する際に問題であった、軸受面の動圧溝が崩れることや、軸受面の円筒度や同軸度が狂うことが生じない。従って、スピンドルモータにおける高速回転性能や、回転精度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、ハウジングと軸受とが一体形成されるので、部品点数、及び、組立工数を低減でき、製造コストの低減が図れる。ハウジングと軸受の一体品について、強度確保のための設計すれば良いので、さらなる小型軽量化を図ることができる。
【００１６】
この際、成形の後、圧迫力を除去することによる焼結金属素材のスプリングバックを利用して、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ったり、コアロッドが拡縮径自在で、動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ったりすることにより、成形後に動圧溝が崩れるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、ＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータＡを例示している。このスピンドルモータＡは、回転軸１と、回転軸１が挿入されるハウジング３と、半径方向のギャップを介して対向配置されたロータ５及びステータコイル６を主要構成とする。
【００１９】
回転軸１の上端には、情報記録媒体となるディスクを装着するターンテーブル８が取付けられる。ターンテーブル８の下面には、筒状のロータケース９が取付けられ、その内周面にロータ５が固定される。
【００２０】
ハウジング３は、焼結金属からなる略円筒状の多孔質体で、内部に潤滑油或いは潤滑グリースを含浸させたものである。
【００２１】
ハウジング３は、金属粉を圧粉成形し、焼成して得られた焼結金属製の略円筒形の多孔質体である。具体的には、銅系或いは鉄系、またはその双方を主成分とする焼結金属で形成され、望ましくは銅を２０〜９５ｗｔ％使用し、密度が６．４〜７．２ｇ／ 3 となるように形成される。なお、ハウジング３は、内部に含浸した油が外部に漏れないよう、内周面３ｂを除く外表面に封孔処理を施すことが望ましい。
【００２２】
ハウジング３の内周面３ｂには、回転軸１の外周面１ａと所定の軸受隙間ｃを介して対向する軸受面３ｃが形成される。また、ハウジング３の外周面３ｄには、つば部３ｄ１が一体成形され、つば部３ｄ１を挟んで上側にステータコイル６が外挿固定され、下側にフレーム１０が外挿固定される。本実施形態の場合、ロータ５とステータコイル６は、互いに半径方向に電磁力を及ぼすように所定のラジアルギャップを介して取付けられる。
【００２３】
図２に示すように、ハウジング３の内周面３ｂには、軸方向に離隔する２つの軸受面３ｃが形成され、２つの軸受面３ｃの双方に、それぞれ軸方向に対して傾斜させた複数の動圧溝３ｅが円周方向に配列形成される。軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅとそれ以外の領域３ｆとの段差（動圧溝３ｅの深さ）は、例えば、３〜５μｍ程度である。なお、動圧溝３ｅは軸方向に対して傾斜して形成されていれば足り、この条件を満たす限り同図に示す形状には限定されない。
【００２４】
前記のような軸受面３ｃの成形には、種々の成形方法を適用することができる。例えば、図３に示すような所定形状の焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に、完成品３の軸受面３ｃに対向した形状の成形型を加圧することによって、軸受面３ｃの動圧溝３ｅの形成領域とそれ以外の領域３ｆとを同時成形することができる。この工程は以下のようなものである。
【００２５】
図４は、軸受面成形工程で使用する形成装置の概略構造を例示している。この装置は、円筒状のダイ２０、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' を形成するコアロッド２１、焼結金属素材３' の両端面を上下方向から押さえる上下の１次パンチ２２、２３、焼結金属素材３' を外周面から加圧する上下の２次パンチ２４、２５を主要な要素として構成される。コアロッド２１の外周面には、完成品の軸受面３ｃの形状に対応した凹凸状の２つの成形型２１ａが軸方向に離隔して設けられている。各成形型２１ａの凸状になった第１成形部２１ａ１は軸受面３ｃにおける動圧溝３ｅの領域を成形し、凹状になった第２成形部２１ａ２は動圧溝３ｅ以外の領域３ｆを成形するものである。成形型２１ａにおける第１成形部２１ａ１と第２成形部２１ａ２との段差は、軸受面３ｂにおける動圧溝３ｅの深さと同じ３〜５μｍである。
【００２６】
焼結金属素材３' の円周面３ｂ' にコアロッド２１を隙間をもって挿入して位置合わせをした後、上１次パンチ２２およびコアロッド２１を降下させ、焼結金属素材３' をダイ２０に圧入し、さらに下１次パンチ２３に押し付ける。その後、上下２次パンチ２４・２５を圧入して、焼結金属素材３' を外周側から加圧する。
【００２７】
焼結金属素材３' は上下１次パンチ２２・２３および上下２次パンチ２４・２５から圧迫力を受けて変形を起こし、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' がコアロッド２１の側に塑性流動を起こして成形型２１ａに食い付く。これにより、成形型２１ａの形状が焼結金属素材３' の内周面３ｂ' に転写され、軸受面３ｃが図２に示す形状に成形される。
【００２８】
軸受面３ｃの成形が完了した後、上下２次パンチ２４・２５を抜き、上１次パンチ２２を上昇させ、焼結金属素材３' にコアロッド２１を挿入したままの状態で下１次パンチ２３とコアロッド２１を連動して上昇させ、焼結金属素材３' をダイ２０から抜く。焼結金属素材３' をダイ２０から抜くと、焼結金属素材３' にスプリングバックが生じ、その内径寸法が拡大するので、動圧溝３ｅを崩すことなく、焼結金属素材３' の内周面３ｂ' からコアロッド２１を抜き取ることができる。これにより、図２に示す形状のハウジング３が完成する。
【００２９】
スピンドルモータＡは、上述のように形成されたハウジング３に、スラスト受け４やステータコイル６等を取付けた後、ターンテーブル８、ロータケース９、ロータ５を取付けた回転軸１をハウジング３内に挿入することによって完成する。
【００３０】
スピンドルモータＡは、回転軸１の回転に伴い、ハウジング３の内部に保有された油が軸受面３ｂの軸方向両側から軸受隙間ｃに滲み出す。さらに、油は動圧溝３ｅによって軸受隙間ｃの軸方向中央に向けて引き込まれる。この油の引き込み作用によって軸受隙間ｃに介在する油膜の圧力が高められ、動圧油膜が形成される。この動圧油膜によって、回転軸１はホワール等の不安定振動を生じることなく、軸受面３ｂに対して浮上支持（非接触支持）される。軸受隙間ｃに滲み出した油は、回転軸１の回転に伴なう発生圧力により、軸受面３ｂの表面開孔（多孔質体組織の細孔が外表面に開口した部分をいう。）からハウジング３の内部に戻り、ハウジング３の内部を循環して、再び軸受面３ｂから軸受隙間ｃに滲み出す。
【００３１】
本実施形態におけるスピンドルモータは、ＣＤ−ＲＯＭ用の構成であるから、前記に示したハウジング３の形状やその他の部品の形状、モータの構造等は、ＣＤ−ＲＯＭ用に適したものを示したが、本発明のスピンドルモータは、用途に応じてこれらを変更して用いられるものである。
【００３２】
なお、ハウジングの製造方法は、前記実施形態において、焼結金属素材のスプリングバックを利用して動圧溝を崩すことなく、コアロッドから抜き取られる方法を示したが、本発明を実施するに当たり当該製造方法に限られるものではない。他の方法として、コアロッドの先端部にすり割（スリット）を形成すること等によって、拡縮自在に構成されたコアロッドを用い、ハウジング成形後、コアロッドを縮径させて、ハウジングをコアロッドから抜き取るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータの縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るＣＤ−ＲＯＭ用スピンドルモータのハウジングの縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る焼結金属素材の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係るハウジングの形成装置の概略断面図。
【図５】従来の情報機器関連の小型スピンドルモ−タの縦断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１ 回転軸
３ ハウジング
３ｂ 内周面
３ｃ 軸受面
３ｄ 外周面
３ｄ１ つば部
３ｅ 動圧溝
３ｆ 軸受面の溝以外の領域
４ スラスト受け
５ ロータ
６ ステータコイル
８ ターンテーブル
ｃ 軸受隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報機器の回転要素が装着される回転軸と、
所定のギャップを介して相対向して配置されるロータ及びステータコイルと、
その外周に静止側部材が装着され、上記回転軸を挿入する内周面に、上記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた焼結金属からなるハウジングとを具備し、
上記ロータとステータコイルとの間に発生する電磁力によって、上記回転軸を回転駆動させると共に、上記軸受隙間に形成される油の動圧油膜によって、上記回転軸を上記ハウジングの軸受面に対して回転自在に非接触支持する情報機器のスピンドルモータ。
【請求項２】
上記ハウジングの内周面を除く外表面に封孔処理を施したことを特徴とする請求項１の情報機器のスピンドルモータ。
【請求項３】
その外周面に静止側部材が装着され、情報機器の回転要素が装着される回転軸を挿入する内周面に、回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸した焼結金属からなる情報機器スピンドルモータのハウジング。
【請求項４】
上記内周面を除く外表面に封孔処理を施したことを特徴とする請求項３の情報機器のスピンドルモータのハウジング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を備え、外周面につば部が形成された焼結金属からなる動圧型焼結含油軸受の製造方法において、
焼結金属からなり、外周面につば部が形成された円筒状の焼結金属素材の内周面に、前記軸受面に対応した形状を有する成形型を設けたコアロッドを挿入し、
前記焼結金属素材を前記コアロッドと伴にダイに収容すると共に、前記焼結金属素材の両端面を上下の１次パンチで上下方向から押さえた状態で、前記焼結金属素材の外周面とダイとの間に上下の２次パンチを、前記つば部を挟んで上下方向から圧入し、それによって、前記焼結金属素材を圧迫し、コアロッドの成形型を前記焼結金属素材の内周面に転写することを特徴とする動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項２】
成形の後、前記圧迫力を除去することによる前記焼結金属素材のスプリングバックを利用して、前記コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ることを特徴とする請求項１に記載の動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項３】
前記コアロッドが拡縮径自在で、前記動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ることを特徴とする請求項１に記載の動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項４】
情報機器スピンドルモータの静止側部材が装着される外周面と、情報機器スピンドルモータの回転要素の回転軸が挿入される内周面とを備えた焼結金属からなる略円筒形状の情報機器スピンドルモータのハウジングであって、
前記略円筒形状で、外周面には軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体的に有し、内周面には、前記外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に内径側に突出した段差を設けた焼結金属素材から成型され、
前記焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応して軸方向に離隔した位置に、動圧溝を形成する凸状の成形型を外周面に有するコアロッドを、前記焼結金属素材の内周面に挿入し、
前記焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応する位置において、前記焼結金属素材の外周側から加圧することにより、
外周面に、軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体形成し、
内周面に、前記外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に、前記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成したことを特徴とする情報機器スピンドルモータのハウジング。
【請求項１】
情報機器の回転要素が装着される回転軸と、
所定のギャップを介して相対向して配置されるロータ及びステータコイルと、
その外周に静止側部材が装着され、上記回転軸を挿入する内周面に、上記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた焼結金属からなるハウジングとを具備し、
上記ロータとステータコイルとの間に発生する電磁力によって、上記回転軸を回転駆動させると共に、上記軸受隙間に形成される油の動圧油膜によって、上記回転軸を上記ハウジングの軸受面に対して回転自在に非接触支持する情報機器のスピンドルモータ。
【請求項２】
上記ハウジングの内周面を除く外表面に封孔処理を施したことを特徴とする請求項１の情報機器のスピンドルモータ。
【請求項３】
その外周面に静止側部材が装着され、情報機器の回転要素が装着される回転軸を挿入する内周面に、回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成し、内部に潤滑油又は潤滑グリースを含浸した焼結金属からなる情報機器スピンドルモータのハウジング。
【請求項４】
上記内周面を除く外表面に封孔処理を施したことを特徴とする請求項３の情報機器のスピンドルモータのハウジング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に支持すべき回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、かつ、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を備え、外周面につば部が形成された焼結金属からなる動圧型焼結含油軸受の製造方法において、
焼結金属からなり、外周面につば部が形成された円筒状の焼結金属素材の内周面に、前記軸受面に対応した形状を有する成形型を設けたコアロッドを挿入し、
前記焼結金属素材を前記コアロッドと伴にダイに収容すると共に、前記焼結金属素材の両端面を上下の１次パンチで上下方向から押さえた状態で、前記焼結金属素材の外周面とダイとの間に上下の２次パンチを、前記つば部を挟んで上下方向から圧入し、それによって、前記焼結金属素材を圧迫し、コアロッドの成形型を前記焼結金属素材の内周面に転写することを特徴とする動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項２】
成形の後、前記圧迫力を除去することによる前記焼結金属素材のスプリングバックを利用して、前記コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ることを特徴とする請求項１に記載の動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項３】
前記コアロッドが拡縮径自在で、前記動圧溝を形成した後、コアロッドを縮径させて、コアロッドを焼結金属素材の内周面から抜き取ることを特徴とする請求項１に記載の動圧型焼結含油軸受の製造方法。
【請求項４】
情報機器スピンドルモータの静止側部材が装着される外周面と、情報機器スピンドルモータの回転要素の回転軸が挿入される内周面とを備えた焼結金属からなる略円筒形状の情報機器スピンドルモータのハウジングであって、
前記略円筒形状で、外周面には軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体的に有し、内周面には、前記外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に内径側に突出した段差を設けた焼結金属素材から成型され、
前記焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応して軸方向に離隔した位置に、動圧溝を形成する凸状の成形型を外周面に有するコアロッドを、前記焼結金属素材の内周面に挿入し、
前記焼結金属素材の軸方向に離隔した２箇所の段差に対応する位置において、前記焼結金属素材の外周側から加圧することにより、
外周面に、軸方向の中間部に情報機器の静止側部材を装着するつば部を一体形成し、
内周面に、前記外周面のつば部を挟むように軸方向に離隔した２箇所に、前記回転軸の外周面と軸受隙間を介して対向し、傾斜状の動圧溝を有する軸受面を形成したことを特徴とする情報機器スピンドルモータのハウジング。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１６２０７７（Ｐ２００６−１６２０７７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６４９５９（Ｐ２００５−３６４９５９）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【分割の表示】特願平９−３６０６４５の分割
【原出願日】平成９年１２月２６日（１９９７．１２．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【分割の表示】特願平９−３６０６４５の分割
【原出願日】平成９年１２月２６日（１９９７．１２．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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