流体动压轴承装置用轴构件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体动压轴承装置中所使用的轴构件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]流体动压轴承装置通过在轴构件的外周面与轴承构件的内周面之间的径向轴承间隙中充满的油膜的压力(动压作用)，相对旋转自如地对轴构件进行非接触支承。流体动压轴承装置因其高旋转精度以及肃静性，从而能够适当地作为信息设备(例如，HDD等的磁盘驱动装置、CD-ROM、CD-R/RW、DVD-R0M/RAM、蓝光光盘等的光盘驱动装置、MD、M0等的光盘驱动装置等)的主轴电动机、激光束打印机(LBP)的多边形扫描电动机、投影仪的色轮、或者电气设备的冷却风扇等中所使用的风扇电动机等的小型电动机用而使用。
[0003]作为在这样的流体动压轴承装置中所使用的轴构件的制造方法，例如在专利文献1中，示出了在通过一对板构件从轴向两侧夹持轴构件的状态下，一边使轴构件绕轴心旋转一边通过砂轮对其外周面进行磨削的方法。此时，轴构件的两端面与各板构件的平面彼此接触。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4504391号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]在如上述专利文献1那样，对轴构件的两端面进行平面接触支承的情况下，轴构件的两端面的面精度(例如，两端面的平行度、各端面的跳动精度)与轴构件的外周面的加工精度直接相关。即，当轴构件的两端面的面精度差时，轴构件的旋转中心不稳定而产生振摆回转，因此存在磨削后的轴构件的外周面成为剖面椭圆形状等，无法得到所要求的尺寸精度(圆度等)的可能性。另外，轴构件的端面的面精度在各个产品中存在偏差，因此轴构件的支承状态在各个产品中也有所不同，因此存在磨削后的轴构件的外周面的尺寸精度在各个产品中具有较大偏差的可能性。
[0009]本发明应当解决的技术课题在于提供一种能够高精度地对轴构件的外周面进行加工的轴构件的制造方法。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]为了解决上述课题而完成的本发明涉及一种流体动压轴承装置用轴构件的制造方法，在通过一对支承部从轴向两侧夹持轴构件的两端面的状态下，一边驱动所述轴构件旋转，一边对所述轴构件的外周面实施磨削加工，其中，在所述轴构件的轴向上一方的端面和对其进行接触支承的所述一对支承部中一方的支承部的端面中的任一方设置平坦面，并且，在所述轴构件的轴向上一方的端面和对其进行接触支承的所述一对支承部中一方的支承部的端面中的另一方设置内径部朝向所述平坦面侧隆起而成的凸面，通过使所述平坦面与所述凸面的顶部接触而对所述轴构件的轴向上一方的端部进行支承。
[0012]这样，通过在轴构件的端面与支承部的端面的一方设置平坦面，在另一方设置凸面，从而能够与轴构件的端面的面精度无关地，始终使凸部的顶部与平坦面接触。由此，能够使轴构件的支承状态、以及轴构件的旋转中心稳定，因此提高了外周面的磨削加工精度，并且抑制了外周面的尺寸精度的各个产品的偏差。
[0013]在上述的方法中，可以采用如下方式，在所述轴构件的轴向上另一方的端面和对其进行接触支承的所述一对支承部中另一方的支承部的端面双方设置平坦面，通过使这些平坦面彼此接触而能够对所述轴构件的轴向上另一方的端部进行支承。由此，与通过凸面与平坦面的接触而被支承的轴向一方的端部相比，能够增大轴构件的另一方的端面与另一方的支承部的接触面积，从而两者不易滑动。在该状态下，若通过另一方的支承部来驱动轴构件旋转，则能够使轴构件高速地旋转，加工效率提高。
[0014]在该情况下，优选为，在对所述轴构件的轴向上另一方的端面实施了磨削加工后，对所述轴构件的外周面实施磨削加工。这样，通过磨削加工预先对轴构件的轴向上另一方的端面(平坦面)高精度地进行精加工，从而能够使与另一方的支承部的平面接触状态良好，能够进一步提高轴构件的旋转速度。
[0015]在上述的方法中，例如可以采用如下方式，在通过车削加工形成所述轴构件后，对所述轴构件的外周面实施磨削加工。
[0016]在上述的方法中，若一边通过支承构件对所述轴构件的外周面进行接触支承，一边对所述轴构件的外周面实施磨削加工，则能够以支承构件为基准高精度地对轴构件的外周面进行磨削。
[0017]通过上述的方法，能够对例如具有凸缘部的轴构件进行加工。特别是，若使凸缘部的端面与另一方的支承部平面接触，则能够增大接触面积，因此能够进一步提高通过另一方的支承部来驱动轴构件旋转时的旋转速度。
[0018]发明效果
[0019]如上所述，根据本发明，能够高精度地对轴构件的外周面进行加工。
【附图说明】
[0020]图1是主轴电动机的剖视图。
[0021]图2是组装于上述主轴电动机的流体动压轴承装置的剖视图。
[0022]图3是上述流体动压轴承装置的轴构件的端面的俯视图。
[0023]图4是上述流体动压轴承装置的轴承套筒的剖视图。
[0024]图5是上述轴承套筒的俯视图。
[0025]图6(A)是表示本发明的实施方式的轴构件的制造方法的第一磨削工序的侧视图。
[0026]图6(B)是表示上述制造方法的第一磨削工序的主视图。
[0027]图7㈧是表示上述制造方法的第二磨削工序的侧视图。
[0028]图7(B)是表示上述制造方法的第二磨削工序的与轴正交方向上的剖视图。
[0029]图8是图7的放大图。
[0030]图9是表示本发明的其他实施方式的轴构件的制造方法的第二磨削工序的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0031]图1所示的主轴电动机例如用于HDD的碟盘驱动装置。该主轴电动机具备:流体动压轴承装置1、固定于流体动压轴承装置1的轴构件2上的盘毂3、例如由隔着径向的间隙对置的定子线圈4a以及转子磁体4b构成的驱动部4、以及托架5。定子线圈4a固定于托架5，转子磁体4b固定于盘毂3。流体动压轴承装置1固定于托架5的内周。在盘毂3上保持有规定个数(在图示例中为两个)的碟盘6。当向定子线圈4a通电时，转子磁体4b旋转，伴随于此，保持于盘毂3的碟盘6与轴构件2 —体地旋转。
[0032]如图2所示，流体动压轴承装置1主要具备:通过本发明的制造方法(详细情况后述)制造的轴构件2、在内周插入有轴构件2的轴承套筒8、在内周面固定有轴承套筒8的筒状的壳体7、堵塞壳体7的轴向一端侧的开口部的盖构件9、以及配设在壳体7的轴向另一端侧的开口部的密封部10。在本实施方式中，壳体7与密封部10—体成形。需要说明的是，在以下的流体动压轴承装置1的说明中，为了方便，将壳体7的开口侧称为上方，将堵塞侧称为下方。
[0033]轴构件2例如由不锈钢等金属材料形成，具备轴部2a、以及从轴部2a向外径突出的凸缘部2b。在图示例中，在轴部2a的下端一体地设有凸缘部2b。在轴部2a的外周面，在轴向上分离地设有第一圆筒面2al以及第二圆筒面2a2。两圆筒面2al、2a2是平滑的相同直径的圆筒面。在圆筒面2al、2a2的轴向中间部设有直径比圆筒面2al、2a2稍小的圆筒面状的避让部2a3。在轴部2a的外周面的上端设有盘毂3的安装面2a4。安装面2a4呈平滑的圆筒面。在安装面2a4与第一圆筒面2al之间设有环状槽2a5。轴部2a的外径(第一以及第二圆筒面2al、2a2的外径)例如为1?4mm左右。
[0034]在轴部2a的上端面设有使内径部向上方突出而成的凸面。在图示例中，上端面整体由使轴心向上方突出的球面状的凸面2a6构成。如图3中用网状剖面线所示那样，在凸面2a6的顶部2a7(轴心)设有后述的外周面的精加工磨削时的支承痕2a8。需要说明的是，在图2中，夸张地示出凸面2a6的轴向上高度H，实际上例如设定为5?20 μ m左右。
[0035]凸缘部2b呈圆盘状。凸缘部2b的上侧端面2bl以及下侧端面2b2为无凹凸的平坦面。凸缘部2b的外周面为平滑的圆筒面。
[0036]轴承套筒8例如由烧结金属形成。在轴承套筒8的内周面8a上，在沿轴向分离的两个部位的区域形成有图4所示的人字形状的动压槽8al、8a2。在轴承套筒8的下侧端面8b形成有图5所示的螺旋形状的动压槽8bl。另外，在轴承套筒8的外周面8c形成有多个(在图示例中为三个)轴向槽8cl。
[0037]壳体7通过树脂或者金属形成，在本实施方式中，通过树脂注射成形。壳体7呈使轴向两端开口的圆筒状(参照图2)。在壳体7的内周面设有小径内周面7a和大径内周面7b，该大径内周面7b设于小径内周面7a的下方，且直径比小径内周面7a大。轴承套筒8的外周面8c通过粘接、压入等适当的方法固定在小径内周面7a上。盖构件9的外周面9b通过粘接、压入等适当的方法固定在大径内周面7b上。
[0038]盖构件9通过金属或者树脂形成为圆盘状。在盖构件9的上侧端面9a形成有螺旋形状的动压槽(省略图示)。
[0039]密封部10设于壳体7的上端开口部。在本实施方式中，密封部10与壳体7通过树脂一体成形。在密封部10的内周面10a形成朝向上方逐渐扩径的锥形状。在密封部10的内周面10a与轴部2a的外周面(第一圆筒面2al的上方区域)之间形成有朝向下方而逐渐缩窄径向宽度的剖面楔形的密封空间S。
[0040]向由上述的构成部件构成的流体动压轴承装置1的内部注入润滑油。由此，包括轴承套筒8的内部空孔的流体动压轴承装置1的内部空间被润滑油充满，油面始终维持在密封空间S的范围内。
[0041]当轴构件2旋转时，在轴承套筒8的内周面8a(动压槽8al、8a2形成区域)与轴部2a的外周面(第一圆筒面2al的下方区域以及第二圆筒面2a2)之间形成有径向轴承间隙。并且，通过动压槽8al、8a2而使径向轴承间隙的油膜的压力提高，通过该动压作用，构成旋转自如地对轴部2a进行非接触支承的第一径向轴承部R1以及第二径向轴承部R2。
[0042]于此同时，在凸缘部2b的上侧端面2bl与轴承套筒8的下侧端面8b (动压槽8bl形成区域)之间、以及凸缘部2b的下侧端面2b2与盖构件9的上侧端面9a(动压槽形成区域)之间分别形成有推力轴承间隙。并且，通过动压槽使推力轴承间隙的油膜的压力提高，通过该动压作用，构成在两推力方向上旋转自如地对凸缘部2b进行非接触支承的第一推力轴承部T1与第二推力轴承部T2。
[0043]以下，对本发明的一实施方式的轴构件2的制造方法进行说明。在本实施