回転機器の製造方法およびその製造方法により製造される回転機器
【課題】製造工程数の増大、製造コストの増大等を伴うことなく動作エラーを低減して品質を向上できる回転機器の製造方法および回転機器を提供する。
【解決手段】記録ディスクが載置されるべきハブ部材とハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有するディスク駆動装置の製造方法であって、ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークを切削水を添加しながら切削加工する切削工程４０１〜４０３と、加工されたワークに付着する切削水を除去する除去工程４０５と、切削水が除去されたワークを使用してディスク駆動装置を組み立てる組立工程４０８とを含む。
【解決手段】記録ディスクが載置されるべきハブ部材とハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有するディスク駆動装置の製造方法であって、ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークを切削水を添加しながら切削加工する切削工程４０１〜４０３と、加工されたワークに付着する切削水を除去する除去工程４０５と、切削水が除去されたワークを使用してディスク駆動装置を組み立てる組立工程４０８とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器の製造方法およびその製造方法により製造される回転機器、特に製造工程数の増大を伴うことなく品質を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤなどの回転機器は、流体動圧軸受ユニットを備えることにより回転精度が飛躍的に向上した。それに伴い回転機器は、一層の高密度・大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するＨＤＤでは、記録トラックを形成した記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラック上を僅かな浮上隙間を介してトレースしながらデータのリード／ライトを実行する。このようなＨＤＤを高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くする必要がある。そして、トラック幅の狭幅化に伴い、磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要が生じている。その浮上隙間はデータのリード／ライト信頼性を考慮すると例えば、１０ｎｍ以下の極狭にしたいという要求がある。そのため、ＨＤＤを構成する部品の寸法や表面の平面度は高精度が要求される。
【０００３】
このように高い寸法精度を要求されるＨＤＤ等の回転機器の部品は、切削加工などで製造されることが多い。たとえば、記録ディスクを載置して高速で回転するハブは鉄などの素材を切削加工して所望の形状および寸法を確保している(例えば、特許文献１参照）。そして、切削加工の場合、素材（以下、ワークという）と加工刃物との間等に切削油剤を供給して切削時の切削抵抗を低減させて、加工精度の向上やワークや加工刃物のダメージ低減を行っているのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、ＨＤＤの磁気ヘッドと記録ディスクとの間隔が極狭の場合、その隙間や磁気ヘッド、記録ディスク等に僅かな汚染物質が存在するだけでもデータのリード／ライトエラーの原因になる。汚染物質はＨＤＤの組立時に混入する場合もあれば、ＨＤＤを構成する部品に付着している場合もある。組立時の混入については、無塵室等を利用するなど組立環境の改善で抑制できる。一方、汚染物質がＨＤＤの構成部品に付着している場合、例えば部品加工時に付着した場合は、加工後にその部品を洗浄する工程が必要になる。また、洗浄液の乾燥後に実際に汚染物質が付着していないかの検査も必要になる。その結果、ワークの洗浄は、製造時間や製造コストの増加の原因になっていた。
【０００６】
部品加工時に付着する汚染物質としては、切削油剤に含まれる炭化水素化合物が原因となる場合がある。例えば、ハブの表面に切削油剤に含まれる炭化水素化合物が残留していた場合、その炭素水素化合物が時間の経過とともに揮発してＨＤＤ内を移動して記録ディスクの記録面に付着してしまうことがある。その結果、リード／ライトエラーの原因になることがある。
【０００７】
リード／ライトエラーについて種々の実験を行った結果、発明者らはＨＤＤの大容量化のためにはハブをはじめとするＨＤＤの構成部材、特にＨＤＤの内部空間に表面を有する構成部材に残留する炭化水素化合物の付着量を低減することが必要であるとの結論を得た。なお、炭化水素化合物の付着量を低減するためには、前述したように洗浄等の処理を施すことも考えられるが、リード／ライトエラーの原因になり得ない程度に炭化水素化合物の付着量を低減するためには、長時間の洗浄が必要になり、製造効率が低下してしまい好ましくない。また、洗浄液はコストが高く長時間の洗浄は製造コストの増大の原因になっていた。したがって、発明者らは根本的な方法により炭化水素化合物の付着量を低減させる必要があるとの結論に達した。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工程数の増大、製造コストの増大等を伴うことなく品質を向上できる回転機器の製造方法を提供することにある。また、その製造方法で製造される回転機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器の製造方法は、記録ディスクが載置されるべきハブ部材とハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有する回転機器の製造方法であって、ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークを切削水を添加しながら切削加工する工程と、加工されたワークに付着する切削水を除去する工程と、切削水が除去されたワークを使用して回転機器を組み立てる工程と、を含む。
【００１０】
本発明の別の態様は、回転機器である。この回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材と、を備える。ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つは、切削水が添加されながら切削加工されて形成される。
【００１１】
この態様によると、記録ディスクと関わりを持つ回転機器の構成部材の少なくとも一つは切削水により切削加工されるので、従来のように炭化水素化合物を含む切削油剤を用いた切削加工に比べ炭素水素化合物の残留量が低減できる。その結果、炭素水素化合物の残留が原因となって回転機器の品質が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造工程数や製造コストの増大を伴うことなく動作エラーを低減して品質を向上できる回転機器の製造方法が提供できる。また、その製造方法で製造される動作エラーの低減された高品質の回転機器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の製造方法により製造される回転機器の一例であるディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構成を説明する説明図である。
【図２】図１のディスク駆動装置の軸受部を中心とする内部構造を説明する断面図である。
【図３】本実施形態の製造方法の工程順を説明する説明図である。
【図４】本実施形態の製造方法の切削水を用いた切削加工の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
図１は、本実施形態の製造方法により製造された回転機器の一例であるディスク駆動装置１０（ハードディスクドライブ装置：ＨＤＤ）の内部構成を説明する説明図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにカバーを取り外した状態を示している。
【００１６】
ベース部材１２の上面には、ブラシレスモータ１４、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８等が載置される。ブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０を搭載するためのハブ部材２６を回転軸上に支持し、例えば磁気的にデータを記録可能な記録ディスク２０を回転駆動する。ブラシレスモータ１４は、例えばスピンドルモータとすることができる。ブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０を回転駆動する。ブラシレスモータ１４はＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の駆動電流により駆動される。アーム軸受部１６は、スイングアーム２２を可動範囲ＡＢ内でスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ１８は外部からの制御データにしたがってスイングアーム２２をスイングさせる。スイングアーム２２の先端には磁気ヘッド２４が取り付けられている。ディスク駆動装置１０が稼働状態にある場合、磁気ヘッド２４はスイングアーム２２のスイングに伴って記録ディスク２０の表面を僅かな隙間を介して可動範囲ＡＢ内を移動し、データをリード／ライトする。なお、図１において、点Ａは記録ディスク２０の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Ｂは記録ディスク２０の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム２２は、ディスク駆動装置１０が停止状態にある場合には記録ディスク２０の脇に設けられる待避位置に移動してもよい。
【００１７】
なお、本実施形態において、記録ディスク２０、スイングアーム２２、磁気ヘッド２４、ボイスコイルモータ１８等のデータをリード／ライトする構造を全て含むものをディスク駆動装置１０（回転機器）と表現する場合もあるし、ＨＤＤと表現する場合もある。また、記録ディスク２０を回転駆動する部分のみをディスク駆動装置１０（回転機器）と表現する場合もある。
【００１８】
図２は、図１のディスク駆動装置１０の軸受部を中心とする内部構造を説明する断面図である。
図２に示すように、本実施形態のディスク駆動装置１０は、固定体部Ｓと、回転体部Ｒと、ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑材とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む軸受ユニット３０と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに対して回転体部Ｒを回転駆動する駆動ユニット３２とにより構成されている。図２は、一例として記録ディスク２０を支持するハブ部材２６とシャフト３４が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置１０の構造を示す。なお、ディスク駆動装置１０を構成する部材は、機能的に固定体部Ｓ、軸受ユニット３０、回転体部Ｒ、駆動ユニット３２で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト３４は、回転体部Ｒに含まれると共に軸受ユニット３０にも含まれる。
【００１９】
固定体部Ｓは、ベース部材１２、ステータコア３６、コイル３８、スリーブ４０、カウンタープレート４２を含んで構成されている。ステータコア３６は、ベース部材１２に形成された円筒部１２ａの外壁面に固着されている。スリーブ４０は円筒状の部品であり、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成される。このスリーブ４０の外周面は後述する軸受ユニット３０の外周面を形成している。軸受ユニット３０は、ベース部材１２の円筒部１２ａの内壁面で形成する軸受孔１２ｂに例えば接着剤等で固定されている。スリーブ４０の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート４２が固着され、記録ディスク２０等が収納されるベース部材１２の内部側を封止している。
【００２０】
ベース部材１２は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材の表面にエポキシ樹脂コーティングを施した後に一部を切削加工するか、アルミ板をプレス加工して形成するか、鉄板をプレス加工後、ニッケルメッキを施して形成することができる。ステータコア３６は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア３６は、半径方向外方向に突出する複数の突極（図示せず）を有するリング状の部材であり、各突極にはコイル３８が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置１０が３相駆動であれば突極数は９極とされる。なお、コイル３８の巻き線端末は、ベース部材１２の底面に配設されたＦＰＣ（図示せず）上に半田付けされる。
【００２１】
回転体部Ｒは、ハブ部材２６、シャフト３４、フランジ４４、マグネット４６を含んで構成される。ハブ部材２６は、略カップ形状の部材であり、中心孔２６ａと同心の外周円筒部２６ｂと、外周円筒部２６ｂの下端に外延する外延部２６ｃとを有している。そして、外延部２６ｃの内壁面にリング状のマグネット４６を固着している。ハブ部材２６は、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を切削加工して形成することができる。なお。ハブ部材２６は導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することもできる。マグネット４６は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット４６の内周側は例えば１２極に着磁されている。
【００２２】
シャフト３４は、ハブ部材２６に形成された中心孔２６ａに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ４４が固定されている。シャフト３４は例えばステンレスなどの導電性を有する金属で形成することができる。フランジ４４は、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成することができる。スリーブ４０の一端には、フランジ４４を収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。したがって、スリーブ４０は、フランジ４４が固定されたシャフト３４を円筒内壁面４０ｂ及びフランジ収納空間部４０ａで囲む空間で相対回転を許容しながら支持する。
【００２３】
回転体部Ｒのフランジ４４付きシャフト３４が固定体部Ｓのスリーブ４０の円筒内壁面４０ｂに沿って挿入される。その結果、回転体部Ｒはラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑剤で構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１、ＳＢ２と潤滑剤で構成されるスラスト流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに回転自在に支持される。駆動ユニット３２は、ステータコア３６とコイル３８とマグネット４６とを含んで構成されている。このとき、ハブ部材２６はステータコア３６及びマグネット４６と共に磁気回路を構成する。したがって、外部に設けられた駆動回路の制御により各コイル３８に順次通電することにより、回転体部Ｒが回転駆動される。
【００２４】
なお、本実施形態のハブ部材２６の外周円筒部２６ｂは、記録ディスク２０の中心穴と係合すると共に、外延部２６ｃが記録ディスク２０を位置決め支持する。記録ディスク２０の上面にはクランパ４８が載せられ、当該クランパ４８がスクリュー５０によってハブ部材２６に固定される。これによって記録ディスク２０がハブ部材２６に一体的に固定され、ハブ部材２６と共に回転可能となる。
【００２５】
次に、軸受ユニット３０について説明する。
軸受ユニット３０は、シャフト３４、フランジ４４、スリーブ４０及びカウンタープレート４２とを含んで構成されている。スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとそれに対向するシャフト３４の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとシャフト３４の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２が形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１はハブ部材２６から近い側に形成され、ラジアル動圧溝ＲＢ２はラジアル動圧溝ＲＢ１よりハブ部材２６に遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２は、シャフト３４の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２の形成空間にはオイル等の潤滑剤５２が充填されている。したがって、シャフト３４が回転することにより潤滑剤５２に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト３４を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト３４をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
【００２６】
前述したように、シャフト３４の下端には当該シャフト３４と一体的に回転するフランジ４４が固定されている。そして、スリーブ４０の下面の中央部分にはフランジ４４を回転自在に収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。このフランジ収納空間部４０ａは、一端がカウンタープレート４２により封止され、フランジ収納空間部４０ａ及びそれに続くシャフト３４の収納空間の気密を維持できるようになっている。
【００２７】
フランジ４４とスリーブ４０の軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧溝ＳＢ１が形成され、フランジ４４とカウンタープレート４２の対向する面の少なくとも一方にはスラスト動圧溝ＳＢ２が形成され、潤滑剤５２と協働してスラスト流体動圧軸受部を形成している。スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２は、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。つまり、固定体部Ｓ側であるスリーブ４０及びカウンタープレート４２に対して回転体部Ｒ側であるフランジ４４が回転することによりポンプインの動圧が発生する。その結果、発生した動圧により固定体部Ｓに対してフランジ４４を含む回転体部Ｒが軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態となり、ハブ部材２６を含む回転体部Ｒが固定体部Ｂに対して非接触状態で支持される。
【００２８】
本実施形態の場合、ラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体動圧軸受部における間隙に充填された潤滑剤５２は互いに共用される。スリーブ４０の開放端側は、スリーブ４０の内周とシャフト３４の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部ＴＳを構成している。ラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２、スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２を含む空間、キャピラリーシール部ＴＳの途中までには潤滑剤５２が満たされている。キャピラリーシール部ＴＳは、毛細管現象により潤滑剤５２が充填位置から外部へ漏出することを防止している。
【００２９】
上述のように構成されるディスク駆動装置１０の製造方法を図３、図４に基づいて説明する。
前述したように、ディスク駆動装置１０において、リード／ライトエラー等の動作エラーの原因の一つとなる炭素水素化合物は、ディスク駆動装置１０の構成部品を切削加工するときの切削油剤に含まれている。そこで、発明者らは、種々の実験により切削加工のときに実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせる切削水を用いることが根本的な解決策であるとの結論に達した。発明者らは実験により、炭化水素化合物を非含有と見なせる切削水であってｐＨをｐＨ５〜１１に調整した液体を添加しながらワークを切削加工することによって、切削加工によってワークに付着する炭化水素化合物の量を大幅に低減できることを見いだした。なお、本実施形態における以下の説明では、ディスク駆動装置１０を構成する構成部材のうちベース部材１２とハブ部材２６とラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体軸受部を含む軸受ユニット３０のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶ。本実施形態では、ワークの例としてハブ部材２６を切削加工する場合を例に説明する。
【００３０】
発明者らは種々に実験により、本実施形態で使用する切削水は、例えばｐＨが８〜１０の弱アルカリ性であることがワークの切削加工に適していることを見いだした。このアルカリ性の切削水は、例えば、水（好ましくは純水）と光触媒と人工ゼオライトを使用し、触媒環境機構により生成することができる。なお、アルカリ性の切削水は電気分解など公知の他の方法により生成してもよい。また、本実施形態でアルカリ性の水に水溶性合成剤を混ぜた液体を切削水として利用している。例えば、アルカリ性の水に腐食防止剤として機能する成分としてジエアタノールアミンを体積比で０．３〜１．０％、リン酸を体積比で０．０５〜０．５％を混ぜた液体を切削水として利用している。また、潤滑性を向上させることができる添加剤を加えてもよい。このような添加剤として非イオン性の水溶性セルロースエーテル例えばメトローズを体積比で０．５〜１．０％加えることができる。
【００３１】
アルカリ性の切削水には、防錆効果があるので、切削機械や関連する設備に錆などの腐食が発生することを抑制できる。また、実質的に炭化水素化合物を含まないと見なせる液体を切削水として使用するので、ワークの異物や汚れの除去、元々付着していた油分の除去が切削加工時に可能になる。さらに、切削水が切削加工時に周囲に飛散しても基本的には水なので、床面や壁面、周囲の機器の汚れの原因になることがなく、加工環境を損なうことがない等のメリットがある。
【００３２】
なお、本実施形態で使用する切削水は、アルカリ性の水に水溶性合成剤を混合するが、もし、水溶性合成剤を混合しない場合、時間の経過と共に大気中の二酸化炭素を吸収してアルカリ性の劣化が生じると共に、劣化のばらつきが大きいという実験結果を発明者らは得ている。一方、アルカリ性の水に上述したような水溶性合成剤を混合した場合は、時間経過に伴うアルカリ性の劣化はほとんど発生することなくアルカリ性が安定的に維持されるという実験結果を得ている。
【００３３】
発明者らは種々の実験により、切削水のｐＨをｐＨ４以下の高値の酸性とした場合、設備等に錆の発生が確認された。また、ｐＨ１１以上の高値のアルカリ性とした場合、加工中または加工後にワーク表面の変色が確認された。また、切削水がアルカリ性である場合は、酸性である場合に比べて汚れの再付着が少ないことが確認された。したがって、本実施形態に使用する切削水のｐＨは、実験結果を参考に余裕値を含めてｐＨ８〜１０とすることが好ましく、さらに好適にはｐＨ８．５〜９．５とすることが好ましいとの結論を得た。なお、防錆効果のためには、リン酸、カルボ酸、スルホネート、アルコール、エステルの少なくとも一つを主成分とする水溶性合成剤を用いることが可能であることを発明者らは確認している。
【００３４】
このように、切削加工時に切削水を添加しながら切削することで、ワークに付着する炭化水素化合物の量を効果的に低減できる。その結果、リード／ライトエラーが低減可能となり大容量化に適したディスク駆動装置１０の構成部品の提供が容易になる。さらに大容量化が可能なディスク駆動装置１０が提供できる。なお、切削機械の加工刃物を回転させるスピンドルやその他の駆動部分には駆動をスムーズにするために潤滑油剤が供給されている。このような切削機械側が機能維持のために有する潤滑油剤が切削加工時にワークに付着することがある。しかし、本実施形態の場合、切削水によりこの潤滑油剤も希釈除去可能なので、仮に潤滑油剤に含まれる炭化水素化合物がワークに残留してしまう場合で、その量は極僅かであり、リード／ライトエラーの原因にはならない程度に抑えられると共に、その残留量のばらつきも小さく安定して低いことを発明者らは実験により確認している。
【００３５】
図３は、本実施形態の製造方法の工程順を説明する説明図である。
図３の場合、ワークの切削工程、切削水の除去工程、検査工程、ディスク駆動装置１０の組立工程等を含む。この例では、ワークをハブ部材２６として鉄素材から完成形態のハブ部材２６に加工する例を説明する。切削工程４０１では例えばハブ部材２６の外形を荒切削し、切削工程４０２では各表面の平面度を出すために仕上げ加工を行う。切削工程４０３では例えば孔加工やネジ加工を行う。これらの加工を行うときには、前述したアルカリ性の切削水を添加しながら切削する。なお、前述した切削の加工内容は一例であり、荒切削、仕上げ加工、孔加工等を工程を分けることなく適宜組み合わせて行ってもよいし、工程順を入れ替えてもよい。また、ワークが他の構成部材、例えばベース部材１２や軸受ユニットの場合は、その形状に適した切削内容の工程が採用される。
【００３６】
図４は、切削工程における切削水の供給例を説明する説明図である。
図４の場合、ハブ部材２６となるワーク１００が切削機械のチャック１０２によって固定され、回転する加工刃物１０４が切削する様子を示している。また、加工刃物１０４とワーク１００の接触部分（加工部位）を目指して切削水１１０を供給する第１ノズル１０６と第２ノズル１０８が配置されている。第１ノズル１０６は、主として切削部分に切削水１１０を供給して、ワーク１００と加工刃物１０４との加工摩擦を低減すると共に加工時に発生する熱を冷却する機能を有する。特に冷却を効果的に行うために、第１ノズル１０６は、加工部位に局所的に切削水１１０を供給できるように射出径を小さくしている。また、第２ノズル１０８は、切削加工時に発生した切削粉を切削水１１０の水圧で除去できるように加工部位に局所的かつ高圧力で切削水１１０を供給できるように、第１ノズル１０６と同様に射出径を小さくしている。また、第２ノズル１０８は、切削粉を効率的、かつ一定方向に吹き飛ばすためにノズル角度の調整がなされている。例えば、第１ノズル１０６は加工部位に対して直角に対して鋭角に配置されて切削部位に切削水１１０を効果的に供給するようにしている。また、第２ノズル１０８は第１ノズル１０６より直角に対して鈍角に配置されて、切削粉の除去方向である水平方向に近い姿勢で切削水１１０を効果的に供給するように配置されている。この場合、第１ノズル１０６および第２ノズル１０８から供給される切削水１１０は同じものでよく、ワーク１００の洗浄効果もある。
【００３７】
なお、切削水１１０を供給するノズルはその角度調整により、加工部位に対する切削水１１０の供給と切削粉の除去を同時に行うこともできる。この場合は、ノズルは１本でもよい。また、切削水１１０を供給するノズルの噴射方向は固定でもよいが、例えば上下または左右、その組合せで噴射方向を変えてもよい。特に第２ノズル１０８の場合、噴射方向を可変とすることで、切削水１１０の噴射状態の変化による運動エネルギにより切削粉や付着物の除去性能を向上させることができる。
【００３８】
加工刃物１０４は従来から使用していたものと同じものでもよいが、ツールライフの向上や切削効率を考慮して、高硬度で滑り性のよい材質、例えばダイヤ系刃物や硬度や滑り性を向上させる表面コーティングを施したものを使用してもよい。また、硬度や滑り性を重視した刃先形状を有する刃物を使用してもよい。
【００３９】
図３に戻り、工程の説明を続ける。
切削工程４０３に続いて、図３の場合、洗浄工程４０４を設けている。前述したように切削水には実質的に炭化水素化合物を含まないと見なせるものを使用する。発明者らは、実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせる切削水とは、炭化水素化合物の含有量が１０００ＰＰＭ以下であるものがリード／ライトエラーの低減に有効であることを実験により見いだした。前述したように、切削装置の駆動系で用いられている潤滑油剤等が切削水に混入したり、切削水を介してワーク１００に炭化水素化合物が付着してしまう場合がある。切削加工中に供給される切削水でこの炭化水素化合物の低減または除去も可能であるが、さらに信頼性を高める目的で洗浄工程４０４を設けている。ただし、切削加工時の洗浄効果により残留する炭化水素化合物の量はごく微量なので、この洗浄工程４０４は、ごく短時間で少量の洗浄液で洗浄を完了することができる。したがって、洗浄工程４０４を設ける場合、実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせるレベルを緩和することができる。例えば、切削水の炭化水素化合物の含有量が１００００ＰＰＭ以下に緩和した場合でも、洗浄工程４０４があれば、実用上問題とならない程度に炭化水素化合物の残留量が低減できて、リード／ライトエラーの低減が可能になることを発明者らは確認している。この場合、洗浄工程４０４を含むものの、その洗浄時間を短くすることが可能で洗浄コストの低減に寄与できる。また、切削油剤を洗浄するときのような高性能の洗浄剤を使わなくてもよいので、その点でも洗浄コストの低減に寄与できる。また、上述したように、切削水の炭化水素化合物の含有量が１０００ＰＰＭ以下とした場合、洗浄工程４０４を省略できるか、洗浄を実施する場合でも、その洗浄をさらに簡易化して短縮することができることを発明者らは実験により確認している。また、切削水の炭化水素化合物の含有量が１００ＰＰＭ以下とする場合、洗浄工程を省略してもワーク１００への炭化水素化合物の残留量のばらつきが低減されると共に、実用上問題とならない程度にリード／ライトエラーを低減できることを発明者らは実験により確認している。なお、洗浄工程４０４で使用する洗浄液は切削水と実質的に同等と見なせる洗浄液を使うことが好ましい。洗浄工程４０４では、シャワー洗浄や洗浄槽を用いた浸漬洗浄や洗浄槽内で超音波を併用する超音波洗浄等を実施してもよい。上述したように、切削加工中の切削水により十分な洗浄効果が得られる場合は、洗浄工程４０４を省略することができる。
【００４０】
切削工程４０３または洗浄工程４０４に続いて、ワーク１００に付着した切削水または洗浄水を除去する除去工程４０５が設けられている。除去工程４０５では、高圧空気の吹きつけによるエアブローを行う。この場合、複雑な凹凸形状に加工されたワーク１００（ハブ部材２６）の細部に付着した切削水を除去するためにワーク１００の姿勢を変化させながらエアブローを行ったり、エアノズルを移動させながら除去作業を行うことが望ましい。
【００４１】
本実施形態の場合、除去工程４０５に続いて２種類のワーク検査工程を設けている。例えば、第１検査工程４０６として、ワーク１００の残留炭化水素化合物の量を測定する。なお、第１検査工程４０６は、切削水により炭化水素化合物の付着抑制がリード／ライトエラーの原因になり得ない所定レベル以下であることが実験等により確認されている場合、所定数の抜取検査としてもよいし、第１検査工程４０６を省略してもよい。第２検査工程４０７は切削加工が完了したワーク１００の加工精度の検査を行う。加工精度の検査では、各寸法精度や平面精度等の検査が行われる。検査工程の終了後は、組立工程４０８において、切削加工が完了したワーク１００を含む構成部材を用いてディスク駆動装置１０を組み立てる。なお、ディスク駆動装置１０の組立作業を別のタイミングで行う場合は、加工が完了したワーク１００に異物が付着しないように梱包して一時保管してもよい。
【００４２】
このように、切削加工時に従来用いられていた切削油剤に代えてアルカリ性の切削水を用いることにより、炭化水素化合物の付着量の低減が容易になされたディスク駆動装置１０、つまり回転機器が製造できる。また、切削油剤を用いた場合に必須となる洗浄作業を省略または著しく簡略化ができるので、洗浄液削減が可能になる。さらに、切削油剤や洗浄液の不使用により、切削油剤や洗浄液の廃液処理コストが削減され、製造コストの低減ができる。また、切削油剤の不使用により、臭いや加工領域の床面、壁面、他の設備等の汚染が抑制され、ディスク駆動装置１０の製造環境の改善が容易にできる。
【００４３】
なお、上述した実施形態では、ワーク１００としてハブ部材２６を例にして説明したが、ディスク駆動装置１０の構成部品であるベース部材１２や軸受ユニット３０の構成部品でもよく、上述したものと同様の効果を得ることができる。本実施形態の切削水は、ディスク駆動装置１０の構成部品であるベース部材１２とハブ部材２６と軸受ユニット３０の少なくとも一つの切削加工時に適用することにより、炭化水素化合物の付着量の低減効果を発揮する。したがって、切削水を適用するワークを増やせばその分炭化水素化合物の付着量の抑制効果も増大する。すなわち、切削加工を必要とするディスク駆動装置１０の構成部品の切削加工の全てに本実施形態の切削水を適用することが好ましい。
【００４４】
また、上述の実施形態では、流体軸受けを有するディスク駆動装置１０を例に説明したが、ボール軸受タイプの回転機器等にも適用可能であり、同様な効果を得ることができる。また、ディスク駆動装置１０として、読み取り専用のＣＤ再生装置やＤＶＤ再生装置にも適用可能であり、同様な効果を得ることができる。
【００４５】
以上、実施形態に係る回転機器の製造方法について説明した。これらの実施形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００４６】
１２ ベース部材、 ２０ 記録ディスク、 ２６ ハブ部材、 ３０ 軸受ユニット、 １００ ワーク、 １０４ 加工刃物、 １０６ 第１ノズル、 １０８ 第２ノズル １１０ 切削水。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機器の製造方法およびその製造方法により製造される回転機器、特に製造工程数の増大を伴うことなく品質を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤなどの回転機器は、流体動圧軸受ユニットを備えることにより回転精度が飛躍的に向上した。それに伴い回転機器は、一層の高密度・大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するＨＤＤでは、記録トラックを形成した記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラック上を僅かな浮上隙間を介してトレースしながらデータのリード／ライトを実行する。このようなＨＤＤを高密度・大容量化するためには記録トラックの幅を狭くする必要がある。そして、トラック幅の狭幅化に伴い、磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要が生じている。その浮上隙間はデータのリード／ライト信頼性を考慮すると例えば、１０ｎｍ以下の極狭にしたいという要求がある。そのため、ＨＤＤを構成する部品の寸法や表面の平面度は高精度が要求される。
【０００３】
このように高い寸法精度を要求されるＨＤＤ等の回転機器の部品は、切削加工などで製造されることが多い。たとえば、記録ディスクを載置して高速で回転するハブは鉄などの素材を切削加工して所望の形状および寸法を確保している(例えば、特許文献１参照）。そして、切削加工の場合、素材（以下、ワークという）と加工刃物との間等に切削油剤を供給して切削時の切削抵抗を低減させて、加工精度の向上やワークや加工刃物のダメージ低減を行っているのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、ＨＤＤの磁気ヘッドと記録ディスクとの間隔が極狭の場合、その隙間や磁気ヘッド、記録ディスク等に僅かな汚染物質が存在するだけでもデータのリード／ライトエラーの原因になる。汚染物質はＨＤＤの組立時に混入する場合もあれば、ＨＤＤを構成する部品に付着している場合もある。組立時の混入については、無塵室等を利用するなど組立環境の改善で抑制できる。一方、汚染物質がＨＤＤの構成部品に付着している場合、例えば部品加工時に付着した場合は、加工後にその部品を洗浄する工程が必要になる。また、洗浄液の乾燥後に実際に汚染物質が付着していないかの検査も必要になる。その結果、ワークの洗浄は、製造時間や製造コストの増加の原因になっていた。
【０００６】
部品加工時に付着する汚染物質としては、切削油剤に含まれる炭化水素化合物が原因となる場合がある。例えば、ハブの表面に切削油剤に含まれる炭化水素化合物が残留していた場合、その炭素水素化合物が時間の経過とともに揮発してＨＤＤ内を移動して記録ディスクの記録面に付着してしまうことがある。その結果、リード／ライトエラーの原因になることがある。
【０００７】
リード／ライトエラーについて種々の実験を行った結果、発明者らはＨＤＤの大容量化のためにはハブをはじめとするＨＤＤの構成部材、特にＨＤＤの内部空間に表面を有する構成部材に残留する炭化水素化合物の付着量を低減することが必要であるとの結論を得た。なお、炭化水素化合物の付着量を低減するためには、前述したように洗浄等の処理を施すことも考えられるが、リード／ライトエラーの原因になり得ない程度に炭化水素化合物の付着量を低減するためには、長時間の洗浄が必要になり、製造効率が低下してしまい好ましくない。また、洗浄液はコストが高く長時間の洗浄は製造コストの増大の原因になっていた。したがって、発明者らは根本的な方法により炭化水素化合物の付着量を低減させる必要があるとの結論に達した。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工程数の増大、製造コストの増大等を伴うことなく品質を向上できる回転機器の製造方法を提供することにある。また、その製造方法で製造される回転機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器の製造方法は、記録ディスクが載置されるべきハブ部材とハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有する回転機器の製造方法であって、ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、ワークを切削水を添加しながら切削加工する工程と、加工されたワークに付着する切削水を除去する工程と、切削水が除去されたワークを使用して回転機器を組み立てる工程と、を含む。
【００１０】
本発明の別の態様は、回転機器である。この回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材と、を備える。ベース部材とハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つは、切削水が添加されながら切削加工されて形成される。
【００１１】
この態様によると、記録ディスクと関わりを持つ回転機器の構成部材の少なくとも一つは切削水により切削加工されるので、従来のように炭化水素化合物を含む切削油剤を用いた切削加工に比べ炭素水素化合物の残留量が低減できる。その結果、炭素水素化合物の残留が原因となって回転機器の品質が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、製造工程数や製造コストの増大を伴うことなく動作エラーを低減して品質を向上できる回転機器の製造方法が提供できる。また、その製造方法で製造される動作エラーの低減された高品質の回転機器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の製造方法により製造される回転機器の一例であるディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構成を説明する説明図である。
【図２】図１のディスク駆動装置の軸受部を中心とする内部構造を説明する断面図である。
【図３】本実施形態の製造方法の工程順を説明する説明図である。
【図４】本実施形態の製造方法の切削水を用いた切削加工の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
図１は、本実施形態の製造方法により製造された回転機器の一例であるディスク駆動装置１０（ハードディスクドライブ装置：ＨＤＤ）の内部構成を説明する説明図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにカバーを取り外した状態を示している。
【００１６】
ベース部材１２の上面には、ブラシレスモータ１４、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８等が載置される。ブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０を搭載するためのハブ部材２６を回転軸上に支持し、例えば磁気的にデータを記録可能な記録ディスク２０を回転駆動する。ブラシレスモータ１４は、例えばスピンドルモータとすることができる。ブラシレスモータ１４は、記録ディスク２０を回転駆動する。ブラシレスモータ１４はＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の駆動電流により駆動される。アーム軸受部１６は、スイングアーム２２を可動範囲ＡＢ内でスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ１８は外部からの制御データにしたがってスイングアーム２２をスイングさせる。スイングアーム２２の先端には磁気ヘッド２４が取り付けられている。ディスク駆動装置１０が稼働状態にある場合、磁気ヘッド２４はスイングアーム２２のスイングに伴って記録ディスク２０の表面を僅かな隙間を介して可動範囲ＡＢ内を移動し、データをリード／ライトする。なお、図１において、点Ａは記録ディスク２０の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Ｂは記録ディスク２０の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム２２は、ディスク駆動装置１０が停止状態にある場合には記録ディスク２０の脇に設けられる待避位置に移動してもよい。
【００１７】
なお、本実施形態において、記録ディスク２０、スイングアーム２２、磁気ヘッド２４、ボイスコイルモータ１８等のデータをリード／ライトする構造を全て含むものをディスク駆動装置１０（回転機器）と表現する場合もあるし、ＨＤＤと表現する場合もある。また、記録ディスク２０を回転駆動する部分のみをディスク駆動装置１０（回転機器）と表現する場合もある。
【００１８】
図２は、図１のディスク駆動装置１０の軸受部を中心とする内部構造を説明する断面図である。
図２に示すように、本実施形態のディスク駆動装置１０は、固定体部Ｓと、回転体部Ｒと、ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑材とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む軸受ユニット３０と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに対して回転体部Ｒを回転駆動する駆動ユニット３２とにより構成されている。図２は、一例として記録ディスク２０を支持するハブ部材２６とシャフト３４が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置１０の構造を示す。なお、ディスク駆動装置１０を構成する部材は、機能的に固定体部Ｓ、軸受ユニット３０、回転体部Ｒ、駆動ユニット３２で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト３４は、回転体部Ｒに含まれると共に軸受ユニット３０にも含まれる。
【００１９】
固定体部Ｓは、ベース部材１２、ステータコア３６、コイル３８、スリーブ４０、カウンタープレート４２を含んで構成されている。ステータコア３６は、ベース部材１２に形成された円筒部１２ａの外壁面に固着されている。スリーブ４０は円筒状の部品であり、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成される。このスリーブ４０の外周面は後述する軸受ユニット３０の外周面を形成している。軸受ユニット３０は、ベース部材１２の円筒部１２ａの内壁面で形成する軸受孔１２ｂに例えば接着剤等で固定されている。スリーブ４０の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート４２が固着され、記録ディスク２０等が収納されるベース部材１２の内部側を封止している。
【００２０】
ベース部材１２は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材の表面にエポキシ樹脂コーティングを施した後に一部を切削加工するか、アルミ板をプレス加工して形成するか、鉄板をプレス加工後、ニッケルメッキを施して形成することができる。ステータコア３６は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア３６は、半径方向外方向に突出する複数の突極（図示せず）を有するリング状の部材であり、各突極にはコイル３８が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置１０が３相駆動であれば突極数は９極とされる。なお、コイル３８の巻き線端末は、ベース部材１２の底面に配設されたＦＰＣ（図示せず）上に半田付けされる。
【００２１】
回転体部Ｒは、ハブ部材２６、シャフト３４、フランジ４４、マグネット４６を含んで構成される。ハブ部材２６は、略カップ形状の部材であり、中心孔２６ａと同心の外周円筒部２６ｂと、外周円筒部２６ｂの下端に外延する外延部２６ｃとを有している。そして、外延部２６ｃの内壁面にリング状のマグネット４６を固着している。ハブ部材２６は、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を切削加工して形成することができる。なお。ハブ部材２６は導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することもできる。マグネット４６は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット４６の内周側は例えば１２極に着磁されている。
【００２２】
シャフト３４は、ハブ部材２６に形成された中心孔２６ａに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ４４が固定されている。シャフト３４は例えばステンレスなどの導電性を有する金属で形成することができる。フランジ４４は、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成することができる。スリーブ４０の一端には、フランジ４４を収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。したがって、スリーブ４０は、フランジ４４が固定されたシャフト３４を円筒内壁面４０ｂ及びフランジ収納空間部４０ａで囲む空間で相対回転を許容しながら支持する。
【００２３】
回転体部Ｒのフランジ４４付きシャフト３４が固定体部Ｓのスリーブ４０の円筒内壁面４０ｂに沿って挿入される。その結果、回転体部Ｒはラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２と潤滑剤で構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝ＳＢ１、ＳＢ２と潤滑剤で構成されるスラスト流体動圧軸受部を介して固定体部Ｓに回転自在に支持される。駆動ユニット３２は、ステータコア３６とコイル３８とマグネット４６とを含んで構成されている。このとき、ハブ部材２６はステータコア３６及びマグネット４６と共に磁気回路を構成する。したがって、外部に設けられた駆動回路の制御により各コイル３８に順次通電することにより、回転体部Ｒが回転駆動される。
【００２４】
なお、本実施形態のハブ部材２６の外周円筒部２６ｂは、記録ディスク２０の中心穴と係合すると共に、外延部２６ｃが記録ディスク２０を位置決め支持する。記録ディスク２０の上面にはクランパ４８が載せられ、当該クランパ４８がスクリュー５０によってハブ部材２６に固定される。これによって記録ディスク２０がハブ部材２６に一体的に固定され、ハブ部材２６と共に回転可能となる。
【００２５】
次に、軸受ユニット３０について説明する。
軸受ユニット３０は、シャフト３４、フランジ４４、スリーブ４０及びカウンタープレート４２とを含んで構成されている。スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとそれに対向するシャフト３４の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ４０の円筒内壁面４０ｂとシャフト３４の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２が形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１はハブ部材２６から近い側に形成され、ラジアル動圧溝ＲＢ２はラジアル動圧溝ＲＢ１よりハブ部材２６に遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝ＲＢ１，ＲＢ２は、シャフト３４の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２の形成空間にはオイル等の潤滑剤５２が充填されている。したがって、シャフト３４が回転することにより潤滑剤５２に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト３４を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト３４をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
【００２６】
前述したように、シャフト３４の下端には当該シャフト３４と一体的に回転するフランジ４４が固定されている。そして、スリーブ４０の下面の中央部分にはフランジ４４を回転自在に収納するフランジ収納空間部４０ａが形成されている。このフランジ収納空間部４０ａは、一端がカウンタープレート４２により封止され、フランジ収納空間部４０ａ及びそれに続くシャフト３４の収納空間の気密を維持できるようになっている。
【００２７】
フランジ４４とスリーブ４０の軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧溝ＳＢ１が形成され、フランジ４４とカウンタープレート４２の対向する面の少なくとも一方にはスラスト動圧溝ＳＢ２が形成され、潤滑剤５２と協働してスラスト流体動圧軸受部を形成している。スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２は、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。つまり、固定体部Ｓ側であるスリーブ４０及びカウンタープレート４２に対して回転体部Ｒ側であるフランジ４４が回転することによりポンプインの動圧が発生する。その結果、発生した動圧により固定体部Ｓに対してフランジ４４を含む回転体部Ｒが軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態となり、ハブ部材２６を含む回転体部Ｒが固定体部Ｂに対して非接触状態で支持される。
【００２８】
本実施形態の場合、ラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体動圧軸受部における間隙に充填された潤滑剤５２は互いに共用される。スリーブ４０の開放端側は、スリーブ４０の内周とシャフト３４の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部ＴＳを構成している。ラジアル動圧溝ＲＢ１、ＲＢ２、スラスト動圧溝ＳＢ１，ＳＢ２を含む空間、キャピラリーシール部ＴＳの途中までには潤滑剤５２が満たされている。キャピラリーシール部ＴＳは、毛細管現象により潤滑剤５２が充填位置から外部へ漏出することを防止している。
【００２９】
上述のように構成されるディスク駆動装置１０の製造方法を図３、図４に基づいて説明する。
前述したように、ディスク駆動装置１０において、リード／ライトエラー等の動作エラーの原因の一つとなる炭素水素化合物は、ディスク駆動装置１０の構成部品を切削加工するときの切削油剤に含まれている。そこで、発明者らは、種々の実験により切削加工のときに実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせる切削水を用いることが根本的な解決策であるとの結論に達した。発明者らは実験により、炭化水素化合物を非含有と見なせる切削水であってｐＨをｐＨ５〜１１に調整した液体を添加しながらワークを切削加工することによって、切削加工によってワークに付着する炭化水素化合物の量を大幅に低減できることを見いだした。なお、本実施形態における以下の説明では、ディスク駆動装置１０を構成する構成部材のうちベース部材１２とハブ部材２６とラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体軸受部を含む軸受ユニット３０のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶ。本実施形態では、ワークの例としてハブ部材２６を切削加工する場合を例に説明する。
【００３０】
発明者らは種々に実験により、本実施形態で使用する切削水は、例えばｐＨが８〜１０の弱アルカリ性であることがワークの切削加工に適していることを見いだした。このアルカリ性の切削水は、例えば、水（好ましくは純水）と光触媒と人工ゼオライトを使用し、触媒環境機構により生成することができる。なお、アルカリ性の切削水は電気分解など公知の他の方法により生成してもよい。また、本実施形態でアルカリ性の水に水溶性合成剤を混ぜた液体を切削水として利用している。例えば、アルカリ性の水に腐食防止剤として機能する成分としてジエアタノールアミンを体積比で０．３〜１．０％、リン酸を体積比で０．０５〜０．５％を混ぜた液体を切削水として利用している。また、潤滑性を向上させることができる添加剤を加えてもよい。このような添加剤として非イオン性の水溶性セルロースエーテル例えばメトローズを体積比で０．５〜１．０％加えることができる。
【００３１】
アルカリ性の切削水には、防錆効果があるので、切削機械や関連する設備に錆などの腐食が発生することを抑制できる。また、実質的に炭化水素化合物を含まないと見なせる液体を切削水として使用するので、ワークの異物や汚れの除去、元々付着していた油分の除去が切削加工時に可能になる。さらに、切削水が切削加工時に周囲に飛散しても基本的には水なので、床面や壁面、周囲の機器の汚れの原因になることがなく、加工環境を損なうことがない等のメリットがある。
【００３２】
なお、本実施形態で使用する切削水は、アルカリ性の水に水溶性合成剤を混合するが、もし、水溶性合成剤を混合しない場合、時間の経過と共に大気中の二酸化炭素を吸収してアルカリ性の劣化が生じると共に、劣化のばらつきが大きいという実験結果を発明者らは得ている。一方、アルカリ性の水に上述したような水溶性合成剤を混合した場合は、時間経過に伴うアルカリ性の劣化はほとんど発生することなくアルカリ性が安定的に維持されるという実験結果を得ている。
【００３３】
発明者らは種々の実験により、切削水のｐＨをｐＨ４以下の高値の酸性とした場合、設備等に錆の発生が確認された。また、ｐＨ１１以上の高値のアルカリ性とした場合、加工中または加工後にワーク表面の変色が確認された。また、切削水がアルカリ性である場合は、酸性である場合に比べて汚れの再付着が少ないことが確認された。したがって、本実施形態に使用する切削水のｐＨは、実験結果を参考に余裕値を含めてｐＨ８〜１０とすることが好ましく、さらに好適にはｐＨ８．５〜９．５とすることが好ましいとの結論を得た。なお、防錆効果のためには、リン酸、カルボ酸、スルホネート、アルコール、エステルの少なくとも一つを主成分とする水溶性合成剤を用いることが可能であることを発明者らは確認している。
【００３４】
このように、切削加工時に切削水を添加しながら切削することで、ワークに付着する炭化水素化合物の量を効果的に低減できる。その結果、リード／ライトエラーが低減可能となり大容量化に適したディスク駆動装置１０の構成部品の提供が容易になる。さらに大容量化が可能なディスク駆動装置１０が提供できる。なお、切削機械の加工刃物を回転させるスピンドルやその他の駆動部分には駆動をスムーズにするために潤滑油剤が供給されている。このような切削機械側が機能維持のために有する潤滑油剤が切削加工時にワークに付着することがある。しかし、本実施形態の場合、切削水によりこの潤滑油剤も希釈除去可能なので、仮に潤滑油剤に含まれる炭化水素化合物がワークに残留してしまう場合で、その量は極僅かであり、リード／ライトエラーの原因にはならない程度に抑えられると共に、その残留量のばらつきも小さく安定して低いことを発明者らは実験により確認している。
【００３５】
図３は、本実施形態の製造方法の工程順を説明する説明図である。
図３の場合、ワークの切削工程、切削水の除去工程、検査工程、ディスク駆動装置１０の組立工程等を含む。この例では、ワークをハブ部材２６として鉄素材から完成形態のハブ部材２６に加工する例を説明する。切削工程４０１では例えばハブ部材２６の外形を荒切削し、切削工程４０２では各表面の平面度を出すために仕上げ加工を行う。切削工程４０３では例えば孔加工やネジ加工を行う。これらの加工を行うときには、前述したアルカリ性の切削水を添加しながら切削する。なお、前述した切削の加工内容は一例であり、荒切削、仕上げ加工、孔加工等を工程を分けることなく適宜組み合わせて行ってもよいし、工程順を入れ替えてもよい。また、ワークが他の構成部材、例えばベース部材１２や軸受ユニットの場合は、その形状に適した切削内容の工程が採用される。
【００３６】
図４は、切削工程における切削水の供給例を説明する説明図である。
図４の場合、ハブ部材２６となるワーク１００が切削機械のチャック１０２によって固定され、回転する加工刃物１０４が切削する様子を示している。また、加工刃物１０４とワーク１００の接触部分（加工部位）を目指して切削水１１０を供給する第１ノズル１０６と第２ノズル１０８が配置されている。第１ノズル１０６は、主として切削部分に切削水１１０を供給して、ワーク１００と加工刃物１０４との加工摩擦を低減すると共に加工時に発生する熱を冷却する機能を有する。特に冷却を効果的に行うために、第１ノズル１０６は、加工部位に局所的に切削水１１０を供給できるように射出径を小さくしている。また、第２ノズル１０８は、切削加工時に発生した切削粉を切削水１１０の水圧で除去できるように加工部位に局所的かつ高圧力で切削水１１０を供給できるように、第１ノズル１０６と同様に射出径を小さくしている。また、第２ノズル１０８は、切削粉を効率的、かつ一定方向に吹き飛ばすためにノズル角度の調整がなされている。例えば、第１ノズル１０６は加工部位に対して直角に対して鋭角に配置されて切削部位に切削水１１０を効果的に供給するようにしている。また、第２ノズル１０８は第１ノズル１０６より直角に対して鈍角に配置されて、切削粉の除去方向である水平方向に近い姿勢で切削水１１０を効果的に供給するように配置されている。この場合、第１ノズル１０６および第２ノズル１０８から供給される切削水１１０は同じものでよく、ワーク１００の洗浄効果もある。
【００３７】
なお、切削水１１０を供給するノズルはその角度調整により、加工部位に対する切削水１１０の供給と切削粉の除去を同時に行うこともできる。この場合は、ノズルは１本でもよい。また、切削水１１０を供給するノズルの噴射方向は固定でもよいが、例えば上下または左右、その組合せで噴射方向を変えてもよい。特に第２ノズル１０８の場合、噴射方向を可変とすることで、切削水１１０の噴射状態の変化による運動エネルギにより切削粉や付着物の除去性能を向上させることができる。
【００３８】
加工刃物１０４は従来から使用していたものと同じものでもよいが、ツールライフの向上や切削効率を考慮して、高硬度で滑り性のよい材質、例えばダイヤ系刃物や硬度や滑り性を向上させる表面コーティングを施したものを使用してもよい。また、硬度や滑り性を重視した刃先形状を有する刃物を使用してもよい。
【００３９】
図３に戻り、工程の説明を続ける。
切削工程４０３に続いて、図３の場合、洗浄工程４０４を設けている。前述したように切削水には実質的に炭化水素化合物を含まないと見なせるものを使用する。発明者らは、実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせる切削水とは、炭化水素化合物の含有量が１０００ＰＰＭ以下であるものがリード／ライトエラーの低減に有効であることを実験により見いだした。前述したように、切削装置の駆動系で用いられている潤滑油剤等が切削水に混入したり、切削水を介してワーク１００に炭化水素化合物が付着してしまう場合がある。切削加工中に供給される切削水でこの炭化水素化合物の低減または除去も可能であるが、さらに信頼性を高める目的で洗浄工程４０４を設けている。ただし、切削加工時の洗浄効果により残留する炭化水素化合物の量はごく微量なので、この洗浄工程４０４は、ごく短時間で少量の洗浄液で洗浄を完了することができる。したがって、洗浄工程４０４を設ける場合、実質的に炭化水素化合物を含まない（非含有）と見なせるレベルを緩和することができる。例えば、切削水の炭化水素化合物の含有量が１００００ＰＰＭ以下に緩和した場合でも、洗浄工程４０４があれば、実用上問題とならない程度に炭化水素化合物の残留量が低減できて、リード／ライトエラーの低減が可能になることを発明者らは確認している。この場合、洗浄工程４０４を含むものの、その洗浄時間を短くすることが可能で洗浄コストの低減に寄与できる。また、切削油剤を洗浄するときのような高性能の洗浄剤を使わなくてもよいので、その点でも洗浄コストの低減に寄与できる。また、上述したように、切削水の炭化水素化合物の含有量が１０００ＰＰＭ以下とした場合、洗浄工程４０４を省略できるか、洗浄を実施する場合でも、その洗浄をさらに簡易化して短縮することができることを発明者らは実験により確認している。また、切削水の炭化水素化合物の含有量が１００ＰＰＭ以下とする場合、洗浄工程を省略してもワーク１００への炭化水素化合物の残留量のばらつきが低減されると共に、実用上問題とならない程度にリード／ライトエラーを低減できることを発明者らは実験により確認している。なお、洗浄工程４０４で使用する洗浄液は切削水と実質的に同等と見なせる洗浄液を使うことが好ましい。洗浄工程４０４では、シャワー洗浄や洗浄槽を用いた浸漬洗浄や洗浄槽内で超音波を併用する超音波洗浄等を実施してもよい。上述したように、切削加工中の切削水により十分な洗浄効果が得られる場合は、洗浄工程４０４を省略することができる。
【００４０】
切削工程４０３または洗浄工程４０４に続いて、ワーク１００に付着した切削水または洗浄水を除去する除去工程４０５が設けられている。除去工程４０５では、高圧空気の吹きつけによるエアブローを行う。この場合、複雑な凹凸形状に加工されたワーク１００（ハブ部材２６）の細部に付着した切削水を除去するためにワーク１００の姿勢を変化させながらエアブローを行ったり、エアノズルを移動させながら除去作業を行うことが望ましい。
【００４１】
本実施形態の場合、除去工程４０５に続いて２種類のワーク検査工程を設けている。例えば、第１検査工程４０６として、ワーク１００の残留炭化水素化合物の量を測定する。なお、第１検査工程４０６は、切削水により炭化水素化合物の付着抑制がリード／ライトエラーの原因になり得ない所定レベル以下であることが実験等により確認されている場合、所定数の抜取検査としてもよいし、第１検査工程４０６を省略してもよい。第２検査工程４０７は切削加工が完了したワーク１００の加工精度の検査を行う。加工精度の検査では、各寸法精度や平面精度等の検査が行われる。検査工程の終了後は、組立工程４０８において、切削加工が完了したワーク１００を含む構成部材を用いてディスク駆動装置１０を組み立てる。なお、ディスク駆動装置１０の組立作業を別のタイミングで行う場合は、加工が完了したワーク１００に異物が付着しないように梱包して一時保管してもよい。
【００４２】
このように、切削加工時に従来用いられていた切削油剤に代えてアルカリ性の切削水を用いることにより、炭化水素化合物の付着量の低減が容易になされたディスク駆動装置１０、つまり回転機器が製造できる。また、切削油剤を用いた場合に必須となる洗浄作業を省略または著しく簡略化ができるので、洗浄液削減が可能になる。さらに、切削油剤や洗浄液の不使用により、切削油剤や洗浄液の廃液処理コストが削減され、製造コストの低減ができる。また、切削油剤の不使用により、臭いや加工領域の床面、壁面、他の設備等の汚染が抑制され、ディスク駆動装置１０の製造環境の改善が容易にできる。
【００４３】
なお、上述した実施形態では、ワーク１００としてハブ部材２６を例にして説明したが、ディスク駆動装置１０の構成部品であるベース部材１２や軸受ユニット３０の構成部品でもよく、上述したものと同様の効果を得ることができる。本実施形態の切削水は、ディスク駆動装置１０の構成部品であるベース部材１２とハブ部材２６と軸受ユニット３０の少なくとも一つの切削加工時に適用することにより、炭化水素化合物の付着量の低減効果を発揮する。したがって、切削水を適用するワークを増やせばその分炭化水素化合物の付着量の抑制効果も増大する。すなわち、切削加工を必要とするディスク駆動装置１０の構成部品の切削加工の全てに本実施形態の切削水を適用することが好ましい。
【００４４】
また、上述の実施形態では、流体軸受けを有するディスク駆動装置１０を例に説明したが、ボール軸受タイプの回転機器等にも適用可能であり、同様な効果を得ることができる。また、ディスク駆動装置１０として、読み取り専用のＣＤ再生装置やＤＶＤ再生装置にも適用可能であり、同様な効果を得ることができる。
【００４５】
以上、実施形態に係る回転機器の製造方法について説明した。これらの実施形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００４６】
１２ ベース部材、 ２０ 記録ディスク、 ２６ ハブ部材、 ３０ 軸受ユニット、 １００ ワーク、 １０４ 加工刃物、 １０６ 第１ノズル、 １０８ 第２ノズル １１０ 切削水。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ディスクが載置されるべきハブ部材と前記ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有する回転機器の製造方法であって、前記ベース部材と前記ハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、
前記ワークを切削水を添加しながら切削加工する工程と、
加工された前記ワークに付着する前記切削水を除去する工程と、
前記切削水が除去された前記ワークを使用して前記回転機器を組み立てる工程と、
を含むことを特徴とする回転機器の製造方法。
【請求項２】
前記切削水は、アルカリ性の水を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の回転機器の製造方法。
【請求項３】
前記切削水は、腐食防止剤を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機器の製造方法。
【請求項４】
前記切削水は、ｐＨ８〜ｐＨ１０であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転機器の製造方法。
【請求項５】
前記切削水を除去する工程の前に、前記切削水と実質的に同等と見なせる洗浄液を用いて前記ワークを洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転機器の製造方法。
【請求項６】
記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、
前記ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材と前記ハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つは、切削水が添加されながら切削加工されて形成されることを特徴とする回転機器。
【請求項１】
記録ディスクが載置されるべきハブ部材と前記ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材とを有する回転機器の製造方法であって、前記ベース部材と前記ハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つをワークと呼ぶとき、本製造方法は、
前記ワークを切削水を添加しながら切削加工する工程と、
加工された前記ワークに付着する前記切削水を除去する工程と、
前記切削水が除去された前記ワークを使用して前記回転機器を組み立てる工程と、
を含むことを特徴とする回転機器の製造方法。
【請求項２】
前記切削水は、アルカリ性の水を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の回転機器の製造方法。
【請求項３】
前記切削水は、腐食防止剤を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機器の製造方法。
【請求項４】
前記切削水は、ｐＨ８〜ｐＨ１０であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の回転機器の製造方法。
【請求項５】
前記切削水を除去する工程の前に、前記切削水と実質的に同等と見なせる洗浄液を用いて前記ワークを洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転機器の製造方法。
【請求項６】
記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、
前記ハブ部材を軸受部を介して回転自在に支持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材と前記ハブ部材と軸受部のうちの少なくとも一つは、切削水が添加されながら切削加工されて形成されることを特徴とする回転機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７７３４１（Ｐ２０１３−７７３４１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５１３２（Ｐ２０１１−２１５１３２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５０８１０００３３）アルファナテクノロジー株式会社 (100)
【Ｆターム（参考）】
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