JP2007016853A - 微小孔封止方法、軸受機構、記録ディスク駆動装置および封止剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの軸受機構においてオイル漏れの原因となる微小貫通孔の封止の信頼性を向上する。
【解決手段】封止剤塗布装置１は、モータのロータハブ３１１を保持する保持部２０、ロータハブ３１１の微小貫通孔を封止する塗布機構４、並びに、微小貫通孔の封止を検査する検査機構５およびヘリウムリークディテクタ６を備える。塗布機構４にてロータハブ３１１の上面の第１領域９１に封止剤が塗布される際にはヘリウムリークディテクタ６がロータハブ３１１の下面の第２領域９２上の空間である保持部２０内を減圧し、これにより、微小貫通孔の封止の信頼性が向上される。また、保持部２０内が減圧された状態のまま、ロータハブ３１１は検査機構５へと移動し、第１領域９１側にヘリウムガスが供給されてヘリウムリークディテクタ６により封止の検査が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オイルを利用する軸受機構においてオイルの漏れを防止する技術に関する。

従来より、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転するスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備えており、モータの軸受機構の１つとして、流体動圧を利用する軸受機構が採用されている。近年、モータの小型化および薄型化が進んでおり、このような流体動圧を利用する軸受機構では、各種部材を極力薄くすることが要求される。このとき、記録ディスク駆動装置の製造コストを抑える観点から、例えば、材料を加工し易くする（すなわち、切削性を上げる）ために柔らかい快削材（例えば、硫黄や鉛等）を含有するステンレス鋼が使用される。

特許文献１では、オイル動圧軸受モータにおいて、快削材である鉛を含有するステンレス鋼からなるディスク保持部材の軸受オイル（以下、「オイル」という。）との接触面に、含有する鉛との接触を阻止するための被膜を形成する技術が開示されている。これにより、快削材とオイルとが接触してオイルの機械的性質の変化してしまうことが防止され、軸受性能が維持される。特許文献２では、動圧軸受部材の製造において、良好な潤滑性を長期にわたって安定的に得るために、シャフトおよびロータハブの下面の動圧面に対応する外表面上に耐油性の潤滑性樹脂を均一な層厚で高精度に形成する技術が開示されている。
特開２００２−１５３０１５号公報 特開２００５−６１４８６号公報

ところで、モータの軸受機構では、軸受機構を貫通する微小孔や微小クラック等の微小貫通孔からオイルが漏洩すると、満足な軸受け性能が得られなくなり、モータの寿命が大幅に短縮される。また、漏洩したオイルがオイルコンタミとなって、微小な間隙で読み書きするハードディスク装置のヘッドをスティックするなどの性能劣化も発生させる。したがって、モータの軸受機構では、オイル漏れは厳密に回避する必要があり、微小貫通孔が生じないように、十分な品質管理と検査が行われている。

一方、微小貫通孔が、上記快削材に起因する場合がある。具体的には、軸受機構の洗浄、表面処理、および、加工の過程において部材から快削材の粒子が脱落して微小な凹状の孔となり、これが連通することにより部材を貫通することがある。特に、部材の肉厚が薄いものでは、この傾向が強くなる。また、溶接部ではクラックが生じ易くなることから、何ら対策を施さなければ部材の薄肉化に一定の限界が生じてしまう。さらに、溶接部のクラック発生により漏れ検査における歩留まりも悪くなり、それに伴って製造コストも増大することとなる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、軸受機構における微小貫通孔（微小クラックを含む。）を高い信頼性にて封止することを目的としており、さらには、封止処理と漏れ検査とを効率よく行うことも目的としている。

請求項１に記載の発明は、オイルを利用する軸受機構において前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する微小孔封止方法であって、ａ）軸受機構の一部を有する部材を保持する工程と、ｂ）前記部材上の第１領域に封止剤を塗布する工程と、ｃ）少なくとも前記ｂ）工程以後に、前記部材上の前記第１領域とは反対側の領域であって、前記部材のオイルと接する予定の第２領域上の空間を減圧する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の微小孔封止方法であって、オイル漏れの原因となる前記微小貫通孔が、前記部材に含まれる快削材に起因して薄肉部に生じる微小孔のうち前記部材を貫通するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の微小孔封止方法であって、オイル漏れの原因となる前記微小貫通孔が、前記部材に含まれる溶接箇所において前記部材を貫通するクラックである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、ｄ）前記ｃ）工程以後に、前記第２領域上の前記空間の減圧が維持された状態で、前記第１領域に所定のガスを供給する工程と、ｅ）前記第２領域側において前記所定のガスの検出動作を行う工程とをさらに備える。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の微小孔封止方法であって、前記所定のガスがヘリウムガスであり、前記ｅ）工程における前記部材に対する漏れ検査において、ヘリウムリークレートのしきい値が１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］以下に設定される。

請求項６に記載の発明は、オイルを利用する軸受機構において前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する微小孔封止方法であって、ａ）軸受機構の一部を有する部材を保持する工程と、ｂ）前記部材に含まれる快削材に起因する微小貫通孔が存在する前記部材の薄肉部上の領域に封止剤を塗布する工程とを備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、前記部材が、モータにおいて界磁用磁石が取り付けられるロータハブであり、前記ロータハブの中心軸から垂直に広がる円板状の部位の一方の面に前記封止剤が塗布される。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の微小孔封止方法であって、前記円板状の部位の厚さが１ｍｍ以下である。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、前記封止剤が、硬化性樹脂である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、前記封止剤が、撥油剤である。

請求項１１に記載の発明は、オイルを利用する軸受機構であって、互いに組み合わされることによりオイルを貯留する空間を形成する複数の部材と、前記複数の部材に含まれる一の部材の薄肉部の前記オイルに接する側とは反対側の領域であり、前記一の部材に含まれる快削材に起因して生じる微小貫通孔が存在する領域に塗布された封止剤とを備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の軸受機構であって、前記一の部材が、モータにおいて界磁用磁石が取り付けられるロータハブであり、前記ロータハブの中心軸から垂直に広がる円板状の部位が前記薄肉部である。

請求項１３に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、情報を記録する記録ディスクと、請求項１１または１２に記載の軸受機構を有し、前記記録ディスクを回転するモータと、前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、前記アクセス部および前記モータを内部に収容するハウジングとを備える。

請求項１４に記載の発明は、オイルを利用する軸受機構の一部を有する部材に対して前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する封止剤を塗布する封止剤塗布装置であって、軸受機構の一部を有する部材を保持する保持部と、前記部材上の第１領域に封止剤を塗布する塗布機構と、少なくとも前記塗布機構による塗布以後に、前記部材上の前記第１領域とは反対側の領域であって、前記部材のオイルと接する予定の第２領域上の空間を減圧する減圧機構とを備える。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の封止剤塗布装置であって、前記第２領域上の前記空間の減圧が維持された状態で、前記第１領域に所定のガスを供給するガス供給部と、前記第２領域側において前記所定のガスの検出動作を行うガス検出器とをさらに備える。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の封止剤塗布装置であって、前記減圧機構が、前記ガス検出器による検出動作の際に、前記第２領域上の前記空間から前記ガス検出器による検出動作のために排気を行う検出用減圧機構と、前記ガス検出器による検出動作の前に、前記第２領域上の前記空間から前記検出用減圧機構を経由することなく排気を行う封止用減圧機構とを備える。

本発明では、オイル漏れの原因となる微小貫通孔の封止の信頼性を向上することができる。

請求項４および１５の発明では、封止と検査とを効率よく行うことができ、請求項５の発明では、微小貫通孔を適切に検査することができ、請求項６および１１の発明では、部材の薄肉化の結果、快削材により微小貫通孔が生じる可能性がある軸受機構の歩留まりが向上される。

また、請求項７，８および１２の発明ではモータのロータハブからのオイル漏れを確実に防止することができ、請求項１３の発明ではオイルコンタミによる記録ディスク駆動装置の性能低下を防止することができる。

請求項９の発明では、容易かつ確実に微小貫通孔を封止することができ、請求項１０の発明では、安価かつ容易に入手可能な撥油剤を用いることにより、封止に要するコストを削減することができる。さらに、請求項１６の発明では、検出用減圧機構が封止剤からの揮発成分等で汚染されることを防止することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る封止剤塗布装置１の構成を示す図である。封止剤塗布装置１は、記録ディスク駆動装置用のモータの部品であるロータハブ３１１に封止剤を塗布してオイル漏れの原因となる微小貫通孔を封止する装置である。

封止剤塗布装置１では、ベース部１１上に保持部移動機構２が設けられ、ロータハブ３１１を保持する保持部２０が保持部移動機構２により図１中に示すＹ方向に移動可能とされる。ベース部１１には図示省略の支持部材が固定され、支持部材には図１中に示すＺ方向に移動可能な塗布機構４、および、検査機構５が取り付けられる。さらに、ベース部１１には、減圧機構、および、漏れ検査においてガスの検出動作を行うガス検出器を内部に備えるヘリウムリークディテクタ６が取り付けられる。

なお、図１ではロータハブ３１１を大きく描いており、実際にはロータハブ３１１は保持部移動機構２およびヘリウムリークディテクタ６に対して十分に小さい。また、多数のロータハブ３１１に同時に処理が行われる場合は、複数の保持部２０が水平方向に連結して設けられ、これに合わせて複数の塗布機構４および複数の検査機構５がそれぞれ水平方向に連結して設けられる。

保持部移動機構２では、モータ２１にボールねじ２２が接続され、さらに、保持部２０に固定されたナット２３がボールねじ２２に取り付けられる。ボールねじ２２の上方にはガイドレール２４が固定され、モータ２１が回転すると、ナット２３とともに保持部２０がガイドレール２４に沿って塗布機構４と検査機構５との間でＹ方向に滑らかに移動する。

保持部２０は、略円筒状の治具２０２を備え、治具２０２の上端面に形成されたリング状の溝内にはＯリング２０３が配置される。ロータハブ３１１は、このＯリング２０３を介して治具２０２上に載置される。さらに、治具２０２（すなわち、保持部２０）は、柔軟に変形自在な配管２０１によりヘリウムリークディテクタ６に接続される。

塗布機構４は、ロータハブ３１１（＋Ｚ）側の主面（以下、「上面」ともいう。）に当接する（正確にはＯリングを介して当接する）円筒状の当接部材４１、ロータハブ３１１の上面に向けて封止剤４０を噴霧する噴霧器４２１、噴霧器４２１が取り付けられる噴霧器支持部材４２、および、上部支持部材４３を備え、締め付けねじを介して噴霧器支持部材４２および当接部材４１が上部支持部材４３に取り付けられる。噴霧器４２１は図示省略の駆動装置により鉛直方向を向く中心軸Ｊ１を中心として回転可能とされる。噴霧器４２１には、封止剤を供給する供給管４５が取り付けられ、供給管４５は封止剤供給部４６に接続される。

円筒状の当接部材４１の下端面（すなわち、当接面）には、Ｏリング４１１が配置される。これにより、塗布機構４が下降するとＯリング４１１によりロータハブ３１１の上面の一部、当接部材４１および噴霧器支持部材４２により形成される空間が密閉されて外部から隔離される。同時に、治具２０２上に配置されるＯリング２０３により、ロータハブ３１１の下面の一部および治具２０２により形成される空間も密閉されて外部から隔離される。

検査機構５は、塗布機構４と同様にロータハブ３１１の上面にＯリング５１１を介して当接する円筒状の当接部材５１を備え、当接部材５１の上面にはＯリング５２２を介してランプ保持部材５２が設けられる。ランプ保持部材５２の上側には上部支持部材５３が設けられ、締め付けねじを介してランプ保持部材５２および当接部材５１が上部支持部材５３に取り付けられる。

当接部材５１は、排気部５４ａ、および、ヘリウムガス供給部５４ｂに接続される。ランプ保持部材５２には、塗布機構４にて塗布された封止剤４０である硬化性樹脂に紫外線を照射する紫外線ランプ５２１が取り付けられ、紫外線ランプ５２１は照射制御部５５に接続される。

図２は、検査機構５とヘリウムリークディテクタ６とを示す図である。ヘリウムリークディテクタ６は、ロータハブ３１１、治具２０２およびＯリング２０３により形成される空間を減圧する減圧機構であるターボ分子ポンプ６１およびロータリポンプ６２がそれぞれバルブ６１１およびバルブ６２１を介して配管２０１から連続する主管６０に接続され、漏れ検査の校正を行う校正リーク６５、テストポートベントバルブ６５１、および、減圧時の圧力を監視するためのピラニ真空計６４も主管６０に接続される。ターボ分子ポンプ６１には排気用のベントバルブ６１２が接続され、ガス検出器であるヘリウム分析管６３にも接続される。ロータリポンプ６２もベントバルブ６２２に接続される。さらに、ターボ分子ポンプ６１は、フォアバルブ６１３を介してロータリポンプ６２に接続される。なお、図１では検査機構５が上昇した状態を示しており、図２では検査機構５が下降してロータハブ３１１に当接する検査時の状態を示している。

次に、封止剤塗布装置１により微小孔封止処理が行われるロータハブ３１１について説明する。図３は、ロータハブ３１１を有するモータ３の縦断面図であり、モータ３は記録ディスク８２の駆動に使用される。モータ３では、ロータハブ３１１が軸受機構の一部を有し、ロータハブ３１１を含む複数の部材が互いに組み合わされることにより、オイルを貯留する空間が形成される。モータ３は、回転組立体であるロータ部３１、および、固定組立体であるステータ部３２を備える。ロータ部３１は、作動流体であるオイルによる流体動圧を利用した軸受機構を介して、モータの中心軸Ｊ２を中心にステータ部３２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ２に沿ってロータ部３１側を上側、ステータ部３２側を下側として説明する。

ロータ部３１は、ロータ部３１の各構成を保持するロータハブ３１１、ロータ部３１のステータ部３２からの分離を防止する略円筒状の抜止部材３３、および、ロータハブ３１１に取り付けられて中心軸Ｊ２の周囲に配置される界磁用磁石３４を備える。ロータハブ３１１は、中心軸Ｊ２を中心とする略円筒状であって下側に突出するシャフト３１１１、シャフト３１１１の上端部に接続され中心軸Ｊ２から垂直に広がる略円板状の円板部３１１２、および、円板部３１１２の外周から下側に突出する略円筒状の円筒部３１１３を備え、円筒部３１１３の内側面に多極着磁された円環状の磁石である界磁用磁石３４が取り付けられる。さらに、ロータハブ３１１は円筒部３１１３の外周面に外側に突出するディスク載置部３１１４を備え、ディスク載置部３１１４には、記録ディスク８２が載置されて図示省略のクランパによりロータ部３１に固定される。

シャフト３１１１の内部には中心軸Ｊ２に沿って貫通する貫通穴３１１０が形成されており、貫通穴３１１０の下部は、略球状のゴム製の封止部材３５と接着剤３５１とで封止される。その結果、モータ３の内部のオイルや他の物質が、清浄に保たれるべき記録ディスク８２側の空間へと侵入することが防止される。

ステータ部３２は、ステータ部３２の各構成を保持するベースプレート３２１、ロータ部３１のシャフト３１１１がオイルを介して挿入されるとともにロータ部３１を回転可能に支持する軸受機構の一部である略円筒状のスリーブ３２２、および、スリーブ３２２の周囲にてベースプレート３２１に取り付けられる電機子３２４を備える。電機子３２４は、シャフト３１１１の周囲に配置された界磁用磁石３４との間でシャフト３１１１（すなわち、中心軸Ｊ２）を中心とする回転力（トルク）を発生する。

スリーブ３２２の下部は、ベースプレート３２１の略中央部に形成された開口に取り付けられ、上部には中心軸Ｊ２に対して外側に突出するフランジ部３２２１が一体的に形成される。フランジ部３２２１および抜止部材３３が、ロータ部３１の抜け止めとなっている。スリーブ３２２の下端側の開口は、略円板状のシールキャップ３２３により閉塞される。

モータ３では、シャフト３１１１の先端とシールキャップ３２３との間、シャフト３１１１の外側面とスリーブ３２２の内側面との間、スリーブ３２２の上端面とロータハブ３１１の円板部３１１２との間、および、フランジ部３２２１と抜止部材３３との間には連続してオイルが充填されている。スリーブ３２２の上側の端面には、ロータ部３１の回転時にオイルに対して中心軸Ｊ２側に向かう圧力を発生させるための溝（例えば、スパイラル状の溝）が形成されており、スリーブ３２２の上側の端面とロータハブ３１１の円板部３１１２の下面との間にスラスト動圧軸受部が構成される。また、スリーブ３２２内側面とシャフト３１１１の外側面とには、オイルに流体動圧を発生させるための溝（例えば、中心軸Ｊ２の向く方向に関して、スリーブ３２２の内側面の上下に設けられたヘリングボーン溝など）が形成され、スリーブ３２２の内側面とシャフト３１１１の外側面との間にラジアル動圧軸受部が構成される。

このように、モータ３ではいわゆるフルフィル構造の軸受機構が構成され、ロータ部３１の回転時には、オイルによる流体動圧を利用してロータ部３１が支持される。そして、ロータ部３１が中心軸Ｊ２を中心としてステータ部３２に対して回転することにより、ロータ部３１に取り付けられる記録ディスク８２が回転する。

ここで、封止剤塗布装置１にて封止剤が塗布されるロータハブ３１１に注目すると、ロータハブ３１１は、快削材を含有するステンレス鋼を切削することにより一体的に形成され、快削材は、材料の圧延方向に平行な細長い形状として存在し、ロータハブ３１１の場合、中心軸Ｊ２方向に細長い形状として快削材が介在する。図４は、快削材の形状を例示する図であり、１つの快削材の長さをＬ、直径をＤにて示している。図５および図６は、快削材の長さＬ、および、直径Ｄの分布を示す図である。図５に示すように、快削材の長さＬは、数十μｍ程度のものから、１００μｍ程度のものまである。また、図６に示すように、快削材の直径Ｄは、５μｍないし７．５μｍ程度のものが最も多く確認される。

モータの小型薄型化の要望から、オイルと接する予定の円板部３１１２の厚さを薄くしてロータハブ３１１が製造され、最薄部の厚さが１ｍｍ以下（例えば、０．３ｍｍ）とされることがある。このようなロータハブ３１１において快削材が確率的に重なった場合、快削材の脱落等により薄肉部である円板部３１１２に生じる微小孔のうち円板部３１１２の表裏を貫通して、オイル漏れの原因となる微小貫通孔が生じてしまうことがある。そして、既述のように、円板部３１１２の下面がオイルと接する軸受機構の一部となっていることから、この円板部３１１２に万一快削材に起因する微小貫通孔が存在したとしてもオイルの漏れを防止するために、封止剤塗布装置１により円板部３１１２の上面に封止剤が塗布される。

図７は、封止剤塗布装置１の動作の流れを示す図である。なお、封止剤塗布装置１では封止処理に対する漏れ検査も行われる。以下の説明において、ロータハブ３１１の円板部３１１２の上面において、封止剤が塗布される領域（図２の中心軸Ｊ２に近い領域）を第１領域９１（図１および図２参照）と呼び、第１領域９１とは反対側の領域であって、ロータハブ３１１の円板部３１１２の下面において、オイルと接する予定の領域を第２領域９２と呼ぶ。

まず、図１に示す保持部移動機構２が制御され、保持部２０が塗布位置（すなわち、塗布機構４の下側の位置）まで移動し、ロータハブ３１１がＯリング２０３を介して治具２０２上に載置されるようにして保持される（ステップＳ１１）。次に、塗布機構４が図示省略の昇降機構により（−Ｚ）方向に移動してロータハブ３１１の上面に当接する（ステップＳ１２）。これにより、円板部３１１２の上面、当接部材４１、Ｏリング４１１および噴霧器支持部材４２により形成される（ロータハブ３１１の上面の）第１領域９１上の空間が外気から隔離され、円板部３１１２の下面、Ｏリング２０３および治具２０２により形成される（ロータハブ３１１の下面の）第２領域９２上（第２領域９２の下側）の空間が外気から隔離される。

塗布機構４がロータハブ３１１に当接すると、快削材に起因する微小貫通孔が存在する（または存在する可能性がある）ロータハブ３１１の薄肉部上の第１領域９１に、噴霧器４２１により封止剤が塗布される（ステップＳ１３）。このとき、噴霧器４２１が中心軸Ｊ１を中心に回転するとともに、封止剤供給部４６から供給される封止剤を噴霧することにより、第１領域９１上に均一な膜厚で封止剤が塗布される。

そして、封止剤の塗布と同時に、図２に示すヘリウムリークディテクタ６のバルブ６２１が開かれて、ロータリポンプ６２によりロータハブ３１１の第２領域９２上の空間が減圧される（ステップＳ１４）。なお、減圧の開始は塗布開始前であっても塗布開始後であってもよく、少なくとも塗布工程以後の期間を含む所定期間の間、減圧が行われる。さらにバルブ６１１が開かれ、ターボ分子ポンプ６１により第２領域上の空間が高真空まで減圧（いわゆる、真空引き）される。なお、バルブ６１１に変えてフォアバルブ６１３が開かれてもよい。第２領域９２上の空間が減圧されることにより、第１領域９１上の空間と第２領域９２上の空間との差圧で液状の紫外線硬化性樹脂を含む封止剤４０を微小貫通孔に確実に浸入させる（入り込ませる）ことが実現される。なお、微小貫通孔に確実に封止剤４０を浸入させる目安として、モータ使用時にオイルにより第１領域９１と第２領域９２との間に生じる差圧よりも高い差圧がステップＳ１４にて与えられることが好ましい。また、図２ではシャフト３１１１の内部が封止部材３５で閉塞されるが、封止部材３５がまだ取り付けられていない場合は、事前に仮封止が行われる。

封止剤の塗布が完了すると、塗布機構４が図１中に示す（＋Ｚ）方向に移動して、ロータハブ３１１から離れる（ステップＳ１５）。このとき、第２領域９２上の空間は密閉されていることから、減圧状態が維持される。そして、第２領域上の空間の減圧が維持された状態で、保持部移動機構２によりロータハブ３１１が保持部２０と共に検査位置（検査機構５の下側の位置であって、図１中の二点鎖線で示す位置）まで移動する（ステップＳ２１）。ロータハブ３１１が検査位置まで移動すると、検査機構５が図示省略の昇降機構により（−Ｚ）方向に移動して、図２に示すように、Ｏリング５１１を介してロータハブ３１１の上面に当接し、当接部材５１、ランプ保持部材５２、Ｏリング５１１，５２２およびロータハブ３１１の上面により形成される空間５０が外気から隔離される（ステップＳ２２）。

その後、照射制御部５５の制御により、ロータハブ３１１の第１領域９１上に塗布された直後の封止剤４０に紫外線ランプ５２１から紫外線が照射される(ステップＳ２３）。封止剤４０は嫌気硬化性および紫外線硬化性を有し、微小貫通孔に浸入することによりある程度硬化が進行しているが、紫外線ランプ５２１からの紫外線を受けて確実に硬化する。

硬化処理が完了すると、続いて、ヘリウムリークディテクタ６を用いる漏れ検査が行われる。漏れ検査では、まず、漏れ検査の精度、および、漏れ応答性を上げるため、排気部５４ａにより空間５０内の空気が排出され、ヘリウムガス供給部５４ｂからヘリウムガスが空間５０に供給される（ステップＳ２４）。このとき、ロータハブ３１１の第２領域９２上の空間は減圧状態が維持されたままとなっていることから、万一、第１領域９１上の封止処理が不完全である場合、ヘリウムガスは第２領域９２上の空間へと進入し、図２に示すヘリウム分析管６３により第２領域９２側におけるヘリウムガスが検出されることとなる（ステップＳ２５）。漏れ検査により、封止処理が不完全なロータハブ３１１が下流の工程へと導かれることが防止され、その結果、最終完成品であるモータ３の軸受機構の信頼性を向上することが実現される。

なお、封止剤塗布装置１では、漏れ検査により、図３に示すロータハブ３１１の貫通穴３１１０における封止部材３５と接着剤３５１とによる封止に対する漏れ検査も併せて行われることとなる。以上の漏れ検査の完了により、封止剤塗布装置１における一連の微小孔封止処理が終了する。

次に、ヘリウムを利用した漏れ検査（いわゆる、ヘリウムリークテスト）における良品判定基準について説明する。図８は、ロータハブのヘリウムリークレートと別途行われた実験により得られたオイルリーク量との相関関係を示す図である。なお、図３のグラフの右下のボックスに記載された印と圧力との関係はオイルの漏れ試験においてオイルに付与された圧力を示している。オイルとしては、基油が、エステル系、ジエステル系、ポリαオレフィン系、または、その他スピンドルモータに適するオイル基油、比重が、約０．９（約０．８５〜０．９３）［ｇ／ｃｍ^３］、動粘度が、約１５（約１０〜２５）［ｍｍ^２／ｓ］、表面張力が、約３０（約２５〜４０）［ｍＮ／ｍ］のものが用いられ、ヘリウムの比重は１．３８×１０^−４、粘度は１９．６×１０^−６［Ｐａ・ｓ］となっている。また、実際に使用された試験片は、直径１５ｍｍの円柱部材の中央に直径６ｍｍの円柱状の凹部を形成したものであり、凹部の底部の厚さ（直径１５ｍｍの円柱の底面と凹部の底面との間の距離）は０．３〜０．５ｍｍとなっている。図８に示すように、ヘリウムリークレートとオイルリーク量とは正比例に近い相関関係にあり、ヘリウムリークレートが高いほど微小貫通孔からのオイルリーク量が多くなる。しかしながら、ヘリウムリークレートが１．０×１０^−７［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］付近よりも小さい場合は、オイル漏れがなくなる。したがって、微小貫通孔を適切に検査してオイル漏れを回避するためには、余裕を考慮した漏れ検査の良品判定基準として、ヘリウムリークレートのしきい値が１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］以下に設定されることが好ましい。もちろん、しきい値を余り低く設定すると歩留まりが不必要に低下してしまうため、実際には、しきい値は１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］を大きく下回らない値（例えば、０．５×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］以上）に設定される。

図９は、微小貫通孔の径とヘリウムリークレートとの関係を示す図である。数値は、微小貫通孔の形状を円管と仮定した場合における計算値を示す。図９に示すように、ヘリウムリークレートを１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］に設定したときの微小貫通孔の径の計算値は、およそ０．７μｍとなり、これに基づいて、微小貫通孔内に浸入させる封止剤４０の材料および成分の配合等が調整される。

以上のように、封止剤塗布装置１では、快削材に起因してロータハブ３１１上に生じている多数の凹状の微小孔のうち、一部がオイル漏れの原因となる微小貫通孔となっていても、このような微小貫通孔の封止と漏れ検査とを効率よく行うことができ、微小貫通孔の封止の信頼性、および、快削材により微小貫通孔が生じる可能性がある軸受機構の歩留まりを向上することができる。さらに、ロータハブ３１１の微小貫通孔からのオイル漏れを確実に防止することにより、モータの寿命短縮を抑制することができる。特に、上記手法にて封止が行われた軸受機構を有するモータが、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置に利用されることにより、オイルコンタミによる記録ディスク駆動装置の性能低下を防止することができる。

なお、上記実施の形態では、封止剤４０として嫌気硬化性を有する紫外線硬化性樹脂を含むものを用いることにより、容易かつ確実に微小貫通孔を封止することができるが、封止剤４０に含まれる硬化性樹脂は、紫外線硬化樹脂に代えて、熱硬化性樹脂であってもよく、この場合、図１に示すランプ保持部材５２には、紫外線ランプ５２１に代えて熱硬化性樹脂を硬化させるための赤外線ランプが取り付けられる。

また、硬化性樹脂以外の特に好ましい他の封止剤として、撥油剤を挙げることができる。撥油剤には、例えば、フッ素樹脂を溶剤で溶かしたもの等があり、モータの製造にて多用され、安価かつ容易に入手可能な撥油剤を用いることにより、封止およびモータの製造に要するコストを削減することができる。さらに、他に好ましい封止剤としては、いわゆる接着剤が用いられてもよい。硬化させる手法も、加圧による硬化や自然硬化等が利用されてもよい。オイルが浸入する微小貫通孔に封止剤を確実に浸入させるという観点からは、少なくとも封止剤の表面張力が軸受機構に使用されるオイルの表面張力以下とされることが好ましい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る封止剤塗布装置について説明を行う。本実施の形態では、図１０に示すように保持部２０とヘリウムリークディテクタ６との間にて主管６０が分岐し、バルブ６６１を介して治具２０２内（すなわち、ロータハブ３１１の第２領域９２上の空間）を減圧する減圧機構である封止用ロータリポンプ６６に分岐管が接続される。封止用ロータリポンプ６６はベントバルブ６６２に接続され、主管６０の分岐点とヘリウムリークディテクタ６との間にはバルブ６００が設けられる。封止剤塗布装置のその他の構成は図１および図２と同様である。

第２の実施の形態に係る封止剤塗布装置の動作の流れは図７と同様であるが、塗布機構４がロータハブ３１１に当接して封止剤が塗布される際に（図７：ステップＳ１３）、バルブ６００が閉じられたままバルブ６６１が開放され、封止用ロータリポンプ６６により第２領域９２上の空間が減圧される（ステップＳ１４）。その後、第１の実施の形態と同様に保持部２０が検査機構５へと移動して封止剤４０の硬化処理が行われ、漏れ検査が行われる（ステップＳ２１〜Ｓ２５）。このとき、予めヘリウムリークディテクタ６のロータリポンプ６２を駆動しつつ封止用ロータリポンプ６６のバルブ６６１を閉じてバルブ６００を開放し、その後、ターボ分子ポンプ６１により第２領域９２上の空間が真空引きされてヘリウムリークディテクタ６による漏れ検査が行われる。

第２の実施の形態に係る封止剤塗布装置では、封止専用の減圧機構である封止用ロータリポンプ６６が設けられることにより、実質的に第１の実施の形態に係る封止剤塗布装置１の減圧機構が、ヘリウムガスの検出動作の際に第２領域９２上の空間からヘリウム分析管６３による検出動作を行うための排気を行う検出用減圧機構（ロータリポンプ６２およびターボ分子ポンプ６１）、並びに、ヘリウムガスの検出動作の前に第２領域９２上の空間から検出用減圧機構を経由することなく排気を行う封止用減圧機構（封止用ロータリポンプ６６）に分けられることとなる。これにより、ヘリウムリークディテクタ６の内部のポンプやヘリウム分析管６３が封止剤の揮発成分等で汚染されるのを防止することができる。また、第１の実施の形態と同様に、漏れ検査時にロータハブ３１１の第２領域９２上の空間がロータリポンプ６２により既に排気されているため、ヘリウムリークディテクタ６による減圧時間がほとんど増加することはなく、封止処理から速やかに漏れ検査へと移行することができる。

上記第１および第２の実施の形態では、封止剤塗布装置により快削材に起因するロータハブ３１１の微小貫通孔の封止について説明したが、封止剤塗布装置は、オイルを利用する軸受機構の一部を有する様々な部品においてオイルと接する部位からのオイルの漏れの原因となる微小貫通孔の封止に利用することができる。例えば、快削性ステンレス鋼はロータハブ以外にスリーブ、焼結スリーブを保持するスリーブハウジング、スリーブの底板となるスラストブッシュ（または、カウンタープレート）に利用されている。さらに、軸受機構では様々な箇所において溶接が利用され、溶接により生じる微小クラック（以下、「溶接クラック」という。）の封止にも封止剤塗布装置は適している。

例えば、図３に示すような、ロータハブ３１１の円板部３１１２の下面と抜止部材３３との接合箇所では溶接が適用され、溶接箇所において快削材の性質に起因して溶接性が悪化することによる溶接クラックが生じ易くなっている。そして、溶接クラックの一部が溶接箇所を貫通して微小貫通孔となることがある。このような微小貫通孔に封止剤を塗布する場合は、封止剤塗布装置では図１１に示すようにロータハブ３１１を含む軸受機構３０を組み立てた状態（オイルは未充填とされる。）で抜止部材３３の根本に接する略有底円筒状を有する治具２０２が用いられる。そして、治具２０２内が減圧されて治具２０２の外側かつ溶接箇所７０の斜め下方から封止剤が噴霧されることにより、封止剤を確実に溶接クラック（特に微小貫通孔）に浸入させることができる。なお、上記処理では、溶接箇所が第１の実施の形態における第１領域９１に対応し、抜止部材３３の内側（第１領域とは反対側）の領域が第１の実施の形態における第２領域９２に対応する。

また、ロータハブ３１１および軸受機構は保持部２０に保持されて抜止部材３３の内側の領域が減圧されたまま検査機構５へと移送され、検査機構５にて紫外線により硬化処理が行われた後、治具２０２の周囲がヘリウム雰囲気とされることにより、ヘリウムリークディテクタ６によるガスの検出動作が行われる。以上の動作により、ロータハブ３１１（と抜止部材３３との間）からのオイル漏れを確実に防止するとともに万一封止が不完全に行われてしまった場合に対する検査も適切に行うことができる。

図１２は、溶接クラックに起因する微小貫通孔におけるヘリウムリークレートとオイルリーク量との相関関係、および、図８で示す快削材の脱落に起因する微小貫通孔におけるヘリウムリークレートとオイルリーク量との相関関係を重ねて示す図である。図１２では、溶接クラックに起因する微小貫通孔におけるオイル漏れの有無の限界域についてのデータはないが、溶接クラックに起因する微小貫通孔と快削材の脱落に起因する微小貫通孔とは同様の傾向を示していることがわかる。したがって、溶接クラックに起因する微小貫通孔に対しても快削材の脱落に起因する微小貫通孔に関して得たヘリウムリークレートとオイルリーク量との相関関係が適用できると推定される。

すなわち、溶接クラックに起因する微小貫通孔の封止に対する検査に際しても、良品判定基準としてヘリウムリークレートが１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］以下に設定されることが好ましいといえる。

図１３．Ａ、図１３．Ｂ、図１３．Ｃおよび図１３．Ｄは、軸受機構に溶接が用いられるモータの様々な例を示す図である。なお、図１３．Ａないし図１３．Ｄでは平行斜線を付すことなくモータの断面を示している。図１３．Ａに示すモータの場合、ロータハブ３１１とスリーブ３２２の上下に位置するキャップ７１との間の部分が溶接箇所７０とされる。図１３．Ｂに示すモータの場合、スリーブ３２２の下部とスラストブッシュ７２（または、カウンタープレート）との間が溶接箇所７０とされる。図１３．Ｃに示すモータの場合、スリーブ３２２を保持するスリーブホルダ７３とスリーブホルダ７３の下部を塞ぐキャップ７４（または、カウンタープレート）との間が溶接箇所７０とされる。図１３．Ｄに示すモータの場合は、図３と同様に、ロータハブ３１１と抜止部材３３との間が溶接箇所７０とされる。

以上のように、軸受機構の一部を有する溶接後の部材に含まれる溶接箇所において、この部材を貫通するクラックである微小貫通孔が存在する可能性がある場合に、部材上の溶接箇所（オイルと接する側とは反対側の部位）である第１領域に封止剤を塗布し、第１領域とは反対側であってオイルと接する予定の第２領域上の空間を減圧することにより、高い信頼性にて微小貫通孔を封止することができる。もちろん、図１３．Ａないし図１３．Ｄにて示す溶接箇所７０に封止剤の塗布が行われる場合には、上記第２領域上を減圧するために治具２０２の形状が適宜修正される。

以上に説明した封止技術により、オイルを利用する軸受機構においてオイルと接する部位からのオイル漏れの原因となる微小貫通孔を的確に封止することができ、封止処理の対象は、軸受機構の一部を有する様々な部材、特に、快削材や溶接により微小貫通孔が生じやすい薄肉部（薄肉と同等の浅い溶接部を含む。）を有する様々な部材に封止剤塗布装置の利用範囲を拡大することができる。これにより薄型モータの製造を容易に行うことができ、材料の削減や軸受機構の信頼性の向上によりモータの製造コストを低減することができる。

既述のように、上記封止技術が利用される軸受機構を有するモータは、オイルコンタミが問題となる記録ディスク駆動装置に特に適している。図１４は、モータ３を備える記録ディスク駆動装置８の内部構成を示す図である。記録ディスク駆動装置８は、情報を記録する円板状の記録ディスク８２、記録ディスク８２に対する情報の読み出しおよび（または）書き込みを行うアクセス部８３、記録ディスク８２を保持して回転する電動式のモータ３、並びに、モータ３、記録ディスク８２、アクセス部８３等を内部空間８１０に収容して外部から隔離するハウジング８１を備える。

モータ３の内部には上記封止技術が利用された軸受機構３０、具体的には、図３に示すロータハブ３１１の円板部３１１２、スリーブ３２２、シャフト３１１１、シールキャップ３２３等が互いに組み合われることによりオイルを貯留する空間を内部に有する軸受機構３０が設けられる。

ハウジング８１は、内底面にアクセス部８３が取り付けられる略直方体状の無蓋の第１ハウジング部材８１１、および、第１ハウジング部材８１１の開口を覆うことにより内部空間８１０を形成する蓋状の第２ハウジング部材８１２を備える。第１ハウジング部材８１１および第２ハウジング部材８１２はアルミニウム（Ａｌ）により形成される。記録ディスク駆動装置８では、減圧環境下において第１ハウジング部材８１１に第２ハウジング部材８１２が接合されてハウジング８１が形成され、密閉された内部空間８１０は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。

アクセス部８３は、記録ディスク８２に近接して情報の読み出しおよび／または書き込みを磁気的に行うヘッド８３１、ヘッド８３１を支持するアーム８３２、並びに、アーム８３２を移動させることによりヘッド８３１と記録ディスク８２との相対的位置を変更するヘッド移動機構８３３を備える。これらの構成により、ヘッド８３１は回転する記録ディスク８２に近接した状態で記録ディスク８２の所要の位置にアクセスし、情報の読み出しおよび書き込みを行う。

なお、モータ３を利用する記録ディスク駆動装置としては、記録ディスクが着脱可能とされるものであってもよい。また、実際には、第１ハウジング部材８１１の一部とモータ３のベースとなる部材（図３のベースプレート３２１）とが一体的なものとされる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、封止剤４０の塗布は、封止剤４０の滴下や接触式の塗布機構により行われてもよく、漏れ検査に使用されるガスはヘリウム以外であってもよい。また、封止剤塗布装置１では、塗布機構４および検査機構５が別体で構成されるが、検査機構内に塗布機構が配置されてもよい。

毛細管現象にて十分に封止剤４０が微小貫通孔に入り込む場合は、塗布時の真空引きは行われなくてもよい。特に撥油剤を用いる場合は、オイル圧にもよるが真空引きをしなくてもオイル漏れを防止できる程度に塗布をすることができる。

なお、微小貫通孔を封止する技術は、モータの軸受機構にてオイルと接する部品のみならず、他の装置のオイルを利用する軸受機構の部品に生じる微小貫通孔の封止に応用することができる。

封止剤塗布装置を示す図である。 検査機構とヘリウムリークディテクタとを示す図である。 モータを示す縦断面図である。 快削材の形状を示す図である。 快削材の長さの分布を示す図である。 快削材の直径の分布を示す図である。 封止剤塗布装置の動作の流れを示す図である。 ヘリウムリークレートとオイルリーク量との相関関係を示す図である。 微小貫通孔の径とヘリウムリークレートとの関係を示す図である。 ロータリポンプおよびヘリウムリークディテクタを示す図である。 保持部に保持されたロータハブおよび軸受機構を示す図である。 溶接クラックにおけるヘリウムリークレートとオイルリーク量との相関関係を示す図である。 軸受機構に溶接が用いられるモータの例を示す図である。 軸受機構に溶接が用いられるモータの例を示す図である。 軸受機構に溶接が用いられるモータの例を示す図である。 軸受機構に溶接が用いられるモータの例を示す図である。 記録ディスク駆動装置の内部構成を示す図である。

符号の説明

１ 封止剤塗布装置
３ モータ
４ 塗布機構
５ 検査機構
２０ 保持部
３０ 軸受機構
３３ 抜止部材
３４ 界磁用磁石
４０ 封止剤
５５ ヘリウムガス供給部
６１ ロータリポンプ
６２ ターボ分子ポンプ
６３ ヘリウム分析管
６６ 封止用ロータリポンプ
８１ ハウジング
８２ 記録ディスク
８３ アクセス部
９１ 第１領域
９２ 第２領域
２０２ 治具
３１１ ロータハブ
３２２ スリーブ
３２３ シールキャップ
３１１１ シャフト
３１１２ 円板部
Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２４，Ｓ２５ ステップ

Claims (16)

1. オイルを利用する軸受機構において前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する微小孔封止方法であって、
   ａ）軸受機構の一部を有する部材を保持する工程と、
   ｂ）前記部材上の第１領域に封止剤を塗布する工程と、
   ｃ）少なくとも前記ｂ）工程以後に、前記部材上の前記第１領域とは反対側の領域であって、前記部材のオイルと接する予定の第２領域上の空間を減圧する工程と、
   を備えることを特徴とする微小孔封止方法。
2. 請求項１に記載の微小孔封止方法であって、
   オイル漏れの原因となる前記微小貫通孔が、前記部材に含まれる快削材に起因して薄肉部に生じる微小孔のうち前記部材を貫通するものであることを特徴とする微小孔封止方法。
3. 請求項１に記載の微小孔封止方法であって、
   オイル漏れの原因となる前記微小貫通孔が、前記部材に含まれる溶接箇所において前記部材を貫通するクラックであることを特徴とする微小孔封止方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、
   ｄ）前記ｃ）工程以後に、前記第２領域上の前記空間の減圧が維持された状態で、前記第１領域に所定のガスを供給する工程と、
   ｅ）前記第２領域側において前記所定のガスの検出動作を行う工程と、
   をさらに備えることを特徴とする微小孔封止方法。
5. 請求項４に記載の微小孔封止方法であって、前記所定のガスがヘリウムガスであり、
   前記ｅ）工程における前記部材に対する漏れ検査において、ヘリウムリークレートのしきい値が１．０×１０^−８［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］以下に設定されることを特徴とする微小孔封止方法。
6. オイルを利用する軸受機構において前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する微小孔封止方法であって、
   ａ）軸受機構の一部を有する部材を保持する工程と、
   ｂ）前記部材に含まれる快削材に起因する微小貫通孔が存在する前記部材の薄肉部上の領域に封止剤を塗布する工程と、
   を備えることを特徴とする微小孔封止方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、
   前記部材が、モータにおいて界磁用磁石が取り付けられるロータハブであり、
   前記ロータハブの中心軸から垂直に広がる円板状の部位の一方の面に前記封止剤が塗布されることを特徴とする微小孔封止方法。
8. 請求項７に記載の微小孔封止方法であって、
   前記円板状の部位の厚さが１ｍｍ以下であることを特徴とする微小孔封止方法。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、
   前記封止剤が、硬化性樹脂であることを特徴とする微小孔封止方法。
10. 請求項１ないし８のいずれかに記載の微小孔封止方法であって、
    前記封止剤が、撥油剤であることを特徴とする微小孔封止方法。
11. オイルを利用する軸受機構であって、
    互いに組み合わされることによりオイルを貯留する空間を形成する複数の部材と、
    前記複数の部材に含まれる一の部材の薄肉部の前記オイルに接する側とは反対側の領域であり、前記一の部材に含まれる快削材に起因して生じる微小貫通孔が存在する領域に塗布された封止剤と、
    を備えることを特徴とする軸受機構。
12. 請求項１１に記載の軸受機構であって、
    前記一の部材が、モータにおいて界磁用磁石が取り付けられるロータハブであり、
    前記ロータハブの中心軸から垂直に広がる円板状の部位が前記薄肉部であることを特徴とする軸受機構。
13. 記録ディスク駆動装置であって、
    情報を記録する記録ディスクと、
    請求項１１または１２に記載の軸受機構を有し、前記記録ディスクを回転するモータと、
    前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
    前記アクセス部および前記モータを内部に収容するハウジングと、
    を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
14. オイルを利用する軸受機構の一部を有する部材に対して前記オイルと接する部位からの前記オイルの漏れの原因となる微小貫通孔を封止する封止剤を塗布する封止剤塗布装置であって、
    軸受機構の一部を有する部材を保持する保持部と、
    前記部材上の第１領域に封止剤を塗布する塗布機構と、
    少なくとも前記塗布機構による塗布以後に、前記部材上の前記第１領域とは反対側の領域であって、前記部材のオイルと接する予定の第２領域上の空間を減圧する減圧機構と、
    を備えることを特徴とする封止剤塗布装置。
15. 請求項１４に記載の封止剤塗布装置であって、
    前記第２領域上の前記空間の減圧が維持された状態で、前記第１領域に所定のガスを供給するガス供給部と、
    前記第２領域側において前記所定のガスの検出動作を行うガス検出器と、
    をさらに備えることを特徴とする封止剤塗布装置。
16. 請求項１５に記載の封止剤塗布装置であって、
    前記減圧機構が、
    前記ガス検出器による検出動作の際に、前記第２領域上の前記空間から前記ガス検出器による検出動作のために排気を行う検出用減圧機構と、
    前記ガス検出器による検出動作の前に、前記第２領域上の前記空間から前記検出用減圧機構を経由することなく排気を行う封止用減圧機構と、
    を備えることを特徴とする封止剤塗布装置。

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