JP2009166065A - レーザ加工方法、軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの表面近傍におけるヒュームの拡散を抑え、ヒュームによるワーク表面の汚染を防止することができるレーザ加工技術を提供する。
【解決手段】ワーク６を治具７にセットし、ワーク６上の被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流を形成する。そして、被加工点６１とレーザ通過孔７１ａとの間に介在する空間ＳＰ１の圧力を、レーザ通過孔７１ａに対してワーク６と反対側に広がる空間ＳＰ２の圧力よりも高めることにより、レーザ通過孔７１ａを介して空間ＳＰ１から空間ＳＰ２へ向かう窒素ガスの気流を形成する。被加工点６１から発生したヒュームは、ワーク６の表面近傍において拡散することはなく、不活性ガスとともにレーザ通過孔７１ａを介して空間ＳＰ２へ排出される。このため、ワーク６の表面のヒュームによる汚染が防止される。
【選択図】図７

Description

本発明は、精密部品たるワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工技術に関する。

ハードディスク装置や光ディスク装置等のディスク駆動装置には、ディスクをその中心軸を中心として回転させるためのスピンドルモータが搭載されている。スピンドルモータは、ディスク駆動装置のハウジングに固定されるステータ部と、ディスクを支持するロータ部とを、軸受装置を介して相対的に回転させる構成となっている。

このようなディスク駆動装置、スピンドルモータ、または軸受装置の製造工程においては、これらの装置に使用される種々の精密部品に対してレーザ光を照射することにより、当該部品を加工するレーザ加工が行われる。具体的には、レーザ光により２つの精密部品を溶接するレーザ溶接や、レーザ光により精密部品の姿勢を調整するレーザフォーミングや、レーザ光により精密部品の表面を削るレーザトリミングや、レーザ光により精密部品の表面に文字や記号を刻印するレーザマーキング等のレーザ加工が行われる。

従来では、レーザ加工を行うときには、加工対象となる精密部品（ワーク）がレーザ光の照射により酸化してしまうことを防止するために、ワークに対して窒素ガスを吹き付けつつ、レーザ光を照射していた。このような従来のレーザ加工技術については、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０００−３１７６７１号公報

しかしながら、ワーク上の被加工点に対してレーザ光を照射すると、被加工点の温度が上昇して被加工点からヒューム（金属蒸気）が発生する。このため、被加工点の近傍において、ワークの表面にヒュームが付着してしまうという問題があった。特に、従来のように、ワークに対して窒素ガスを吹き付けつつレーザ光を照射すると、被加工点から発生したヒュームを窒素ガスとともにワークの表面に吹き付けることとなるため、ヒュームの付着の問題が大きかった。

図２０は、軸受装置に使用されるスリーブおよびキャップに対して、従来の方法でレーザ溶接を行った後の、被加工点の近傍におけるワークの表面の拡大写真である。図２０のように、従来のレーザ溶接を行った後のワークの表面には、ヒュームの付着による白い斑点が多数確認される。

従来では、このように、レーザ加工を行う際にワークの表面にヒュームが付着するため、レーザ加工後に、ワークの表面からヒュームを拭き取る処理（クリーニング）を行う必要があった。また、精密部品のうち、クリーニングが困難な内部箇所については、レーザ加工を適用できないという問題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ワークの表面近傍におけるヒュームの拡散を抑え、ヒュームによるワーク表面の汚染を防止することができるレーザ加工技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、精密部品たるワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工方法であって、ａ）レーザ通過孔を有する治具にワークをセットし、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように前記治具とワークとの相対位置を定める工程と、ｂ）前記工程ａ）の後、ワーク上の被加工点の周囲から被加工点へ向かうとともに前記レーザ通過孔を経由してワークから離れる方向に進行する不活性ガスの気流を形成しつつ、前記レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する工程と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、精密部品たるワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工方法であって、ａ）レーザ通過孔を有する治具にワークをセットし、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように前記治具とワークとの相対位置を定める工程と、ｂ）前記工程ａ）の後、ワーク上の被加工点と前記レーザ通過孔との間に介在する第１の空間の圧力を、前記レーザ通過孔に対して前記ワークと反対側に広がる第２の空間の圧力よりも高めることにより、前記レーザ通過孔を介して前記第１の空間から前記第２の空間へ向かう気流を形成しつつ、前記レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する工程と、を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のレーザ加工方法であって、前記治具は、ワークがセットされた状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有し、前記板部材に前記レーザ通過孔が形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のレーザ加工方法であって、前記板部材のワーク側の面には、前記レーザ通過孔の周囲に放射状にのびるガイド溝が形成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記レーザ通過孔は、ワーク側に向けて収束するテーパ状の縁部を有することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記工程ｂ）では、所定の中心軸を中心としてワークを回転させつつ、連続的にレーザ光を照射することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記ワークは、第１の部材と第２の部材とを有し、前記被加工点は、前記第１の部材と前記第２の部材との接触点であり、前記工程ｂ）では、前記被加工点にレーザ光を照射することにより、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記治具は、第１の板部材と第２の板部材とに挟まれた肉薄状の空間を内部に有する中空部材であり、前記第１の板部材には、前記レーザ通過孔が形成されているとともに、前記第２の板部材には、被加工点を含むワークの一部分を嵌合させるワーク嵌合孔が形成されており、前記工程ａ）では、前記ワーク嵌合孔に被加工点を含むワークの一部分を嵌合させ、前記工程ｂ）では、前記中空部材の内部に不活性ガスを導入することにより、前記中空部材の内部において被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載のレーザ加工方法であって、前記治具にワークがセットされた状態において、前記ワーク嵌合孔の縁部とワークとの隙間は、前記レーザ通過孔よりも小さいことを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に記載のレーザ加工方法であって、前記工程ａ）では、前記ワーク嵌合孔から前記中空部材の内部に、被加工点を含むワークの一部分を突出させることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記治具は、ワークが内部に収容された状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有するチャンバであり、前記板部材に前記レーザ通過孔が形成されており、前記工程ａ）では、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、前記チャンバの内部にワークをセットし、前記工程ｂ）では、前記チャンバの内部に不活性ガスを導入することにより、ワークと前記板部材との間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載のレーザ加工方法であって、前記工程ｂ）より前に、ワークに装着された状態において被加工点の周囲に拡がる面を有する整流部材を、ワークに装着する工程を更に備えることを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、前記治具は、環状の吐出口から所定の収束点に向けて不活性ガスを吐出するノズルであり、前記ノズルの前記環状の吐出口の内側に前記レーザ通過孔が形成されており、前記工程ａ）では、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、前記ノズルとワークとを配置し、前記工程ｂ）では、前記ノズルから不活性ガスを吐出することにより、前記ノズルとワークとの間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、シャフトと、前記シャフトを回転可能に支持する支持部材とを備えた軸受装置であって、請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記シャフト又は前記支持部材上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とする。

請求項１５に係る発明は、ステータ部と、ディスクを支持しつつ前記ステータ部に対して相対的に回転するロータ部とを有するスピンドルモータであって、請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記ステータ部又は前記ロータ部上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とする。

請求項１６に係る発明は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、ディスクに対して情報の読取りおよび書込みの一方又は両方を行うアクセス部と、前記スピンドルモータおよびアクセス部を収容するハウジングとを有するディスク駆動装置であって、請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記スピンドルモータ、前記アクセス部、又は前記ハウジング上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とする。

請求項１および請求項１に従属する請求項３〜１６に記載の発明によれば、レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように治具とワークとの相対位置を定めた後、ワーク上の被加工点の周囲から被加工点へ向かうとともにレーザ通過孔を経由してワークから離れる方向に進行する不活性ガスの気流を形成しつつ、レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する。このため、被加工点から発生するヒュームを、不活性ガスとともにレーザ通過孔を介してワークから離れる方向に排出することができる。これにより、ワークの表面近傍におけるヒュームの拡散を抑え、ヒュームによるワーク表面の汚染を防止することができる。

また、請求項２および請求項２に従属する請求項３〜１６に記載の発明によれば、レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように治具とワークとの相対位置を定めた後、ワーク上の被加工点とレーザ通過孔との間に介在する第１の空間の圧力を、レーザ通過孔に対してワークと反対側に広がる第２の空間の圧力よりも高めることにより、レーザ通過孔を介して第１の空間から第２の空間へ向かう気流を形成しつつ、レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する。このため、被加工点から発生するヒュームを、レーザ通過孔を介して第１の空間から第２の空間へ排出することができる。これにより、ワークの表面近傍におけるヒュームの拡散を抑え、ヒュームによるワーク表面の汚染を防止することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、治具は、ワークがセットされた状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有し、当該板部材にレーザ通過孔が形成されている。このため、ワークの被加工点を含む面に沿って不活性ガスの気流を良好に形成することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、板部材のワーク側の面には、レーザ通過孔の周囲に放射状にのびるガイド溝が形成されている。このため、ワークと板部材との間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう不活性ガスの気流を良好に形成することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、レーザ通過孔は、ワーク側に向けて収束するテーパ状の縁部を有する。このため、レーザ通過孔の流路抵抗が低減され、レーザ通過孔を介してヒュームが良好に排出される。

特に、請求項６に記載の発明によれば、所定の中心軸を中心としてワークを回転させつつ、連続的にレーザ光を照射する。このため、ワーク上の円弧状の被加工領域に対してレーザによる加工を行うことができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、ワークを構成する第１の部材と第２の部材との接触点である被加工点にレーザ光を照射することにより、第１の部材と前記第２の部材とを接合する。このため、ヒュームによるワーク表面の汚染を防止しつつ、第１の部材と第２の部材とを接合することができる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、治具は、第１の板部材と第２の板部材とに挟まれた肉薄状の空間を内部に有する中空部材であり、第１の板部材には、レーザ通過孔が形成されているとともに、第２の板部材には、被加工点を含むワークの一部分を嵌合させるワーク嵌合孔が形成されており、ワーク嵌合孔に被加工点を含むワークの一部分を嵌合させた後、中空部材の内部に不活性ガスを導入することにより、中空部材の内部において被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成する。このため、ワークと治具とを容易に着脱することができ、また、不活性ガスの気流も迅速に形成することができる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、治具にワークがセットされた状態において、ワーク嵌合孔の縁部とワークとの隙間は、レーザ通過孔よりも小さい。このため、被加工点から発生するヒュームがワーク嵌合孔の縁部とワークとの隙間を介してワーク側へ進行することを抑制することができる。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、ワーク嵌合孔から中空部材の内部に、被加工点を含むワークの一部分を突出させる。このため、被加工点から発生するヒュームがワーク嵌合孔の縁部とワークとの隙間を介してワーク側へ進行することを更に抑制することができる。

特に、請求項１１に記載の発明によれば、治具は、ワークが内部に収容された状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有するチャンバであり、当該板部材にレーザ通過孔が形成されており、レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、チャンバの内部にワークをセットした後、チャンバの内部に不活性ガスを導入することにより、ワークと板部材との間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成する。このため、ワークをチャンバの内部に隔離し、チャンバの外部に排出されたヒュームからワークを保護することができる。

特に、請求項１２に記載の発明によれば、ワークに装着された状態において被加工点の周囲に拡がる面を有する整流部材を、ワークに装着する。このため、ワークと板部材との間において不活性ガスの気流を良好に形成することができる。

特に、請求項１３に記載の発明によれば、治具は、環状の吐出口から所定の収束点に向けて不活性ガスを吐出するノズルであり、当該ノズルの環状の吐出口の内側にレーザ通過孔が形成されており、レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、ノズルとワークとを配置した後、ノズルから不活性ガスを吐出することにより、ノズルとワークとの間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成する。このため、ワークの形状に関わらず、被加工点の付近に良好な不活性ガスの気流を形成することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、ディスク駆動装置２およびスピンドルモータ１の構成を説明するに際し、中心軸Ｌに沿ってロータ部４側を「上」とし、ステータ部３側を「下」として説明を行う。しかしながら、これにより本発明に係る軸受装置、ディスク駆動装置、およびスピンドルモータの設置姿勢が限定されるものではない。

＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置２の縦断面図である。ディスク駆動装置２は、２枚の磁気ディスク２２を回転させつつ、磁気ディスク２２からの情報の読み出しおよび磁気ディスク２２への情報の書き込みを行うハードディスク装置である。図１に示したように、ディスク駆動装置２は、主として、装置ハウジング２１、２枚の磁気ディスク（以下、単に「ディスク」という）２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１を備えている。

装置ハウジング２１は、カップ状の第１ハウジング部材２１１と、板状の第２ハウジング部材２１２とを有している。第１ハウジング部材２１１は、上部に開口を有し、第１ハウジング部材２１１の内側の底面には、スピンドルモータ１とアクセス部２３とが設置されている。第２ハウジング部材２１２は、第１ハウジング部材２１１の上部の開口を覆うように第１ハウジング部材２１１に接合され、第１ハウジング部材２１１と第２ハウジング部材２１２とに囲まれた装置ハウジング２１の内部空間２１３に、２枚のディスク２２、アクセス部２３、およびスピンドルモータ１が収容されている。装置ハウジング２１の内部空間２１３は、塵や埃が少ない清浄な空間とされている。

２枚のディスク２２は、いずれも中央部に孔を有する円板状の情報記録媒体である。各ディスク２２は、スピンドルモータ１のハブ４２に装着され、スペーサ４２５を介して上下に積層配置されている。一方、アクセス部２３は、４枚のディスク２２の上面および下面に対向する４つのヘッド２３１と、各ヘッド２３１を支持するアーム２３２と、アーム２３２を揺動させる揺動機構２３３とを有している。アクセス部２３は、揺動機構２３３により４本のアーム２３２をディスク２２に沿って揺動させ、４つのヘッド２３１をディスク２２の必要な位置にアクセスさせることにより、回転する各ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う。なお、ヘッド２３１は、ディスク２２の記録面に対して情報の読み出しおよび書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。

＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、上記のスピンドルモータ１の詳細な構成について説明する。図２は、スピンドルモータ１の縦断面図である。図２に示したように、スピンドルモータ１は、主として、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１に固定されるステータ部３と、ディスク２２を装着して中心軸Ｌを中心として回転するロータ部４とを備えている。

ステータ部３は、ベース部材３１、ステータコア３２、コイル３３、およびスリーブ３４を有している。

ベース部材３１は、アルミニウム等の金属材料により形成され、ディスク駆動装置２の装置ハウジング２１にねじ止め固定されている。ベース部材３１には、中心軸Ｌの周りにおいて軸方向（中心軸Ｌに沿った方向。以下同じ。）に突出した略円筒形状のホルダ部３１１が形成されている。ホルダ部３１１の内周側（中心軸Ｌに対する内周側。以下同じ。）は、スリーブ３４を保持するための貫通孔となっている。また、ホルダ部３１１の外周側（中心軸Ｌに対する外周側。以下同じ。）の面は、ステータコア３２を嵌着させる取り付け面となっている。

なお、本実施形態では、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが別体となっているが、ベース部材３１と第１ハウジング部材２１１とが単一の部材により構成されていてもよい。

ステータコア３２は、ベース部材３１のホルダ部３１１の外周面に嵌着された円環状のコアバック３２１と、コアバック３２１から径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の外周側に突出した複数本のティース部３２２とを有している。ステータコア３２は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板により形成されている。

コイル３３は、ステータコア３２の各ティース部３２２の周囲に巻回された導線により構成されている。コイル３３は、コネクタ３３１を介して所定の電源装置（図示省略）と接続されている。電源装置からコネクタ３３１を介してコイル３３に駆動電流を与えると、ティース部３２２には径方向の磁束が発生する。ティース部３２２に発生した磁束は、後述するロータマグネット４３の磁束と互いに作用し、中心軸Ｌを中心としてロータ部４を回転させるためのトルクを発生させる。

スリーブ３４は、シャフト４１の外周側に配置されてその内周面がシャフト４１を取り囲む略円筒形状の部材である。スリーブ３４は、ベース部材３１のホルダ部３１１の内周面に固定されている。スリーブ３４の下端部の内周部分には、キャップ３５と嵌合する窪み部３４ａが形成されている。そして、当該窪み部３４ａにキャップ３５が取り付けられ、スリーブ３４の下端部の内周面とキャップ３５の外周面とが、後述するレーザ溶接により固定されている。

スリーブ３４は、シャフト４１の径方向の移動を規制しつつ、シャフト４１の中心軸Ｌを中心とした回転を許容するラジアル軸受部を構成している。スリーブ３４の内周面とシャフト４１の外周面との間の微小な（例えば数μｍ程度の）隙間、シャフト４１の下面とキャップ３５の上面との間の微小な隙間、およびスリーブ３４の上面と後述するハブ４２の下面との間の微小な隙間には、連続的に潤滑オイル５１が充填されている。潤滑オイル５１には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイル等のエステルを主成分とするオイルが使用される。

スリーブ３４の内周面には、シャフト４１の外周面とスリーブ３４の内周面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのヘリングボーン形状のラジアル動圧溝列（図示省略）が刻設されている。スリーブ３４に対してシャフト４１が回転するときには、ラジアル動圧溝列により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧によりシャフト４１が径方向に支持されつつ回転する。なお、ラジアル動圧溝列は、スリーブ３４の内周面と、シャフト４１の外周面とのいずれか一方に形成されていればよい。

また、スリーブ３４の上面には、ハブ４２の下面とスリーブ３４の上面との間に介在する潤滑オイル５１に流体動圧を発生させるためのスラスト動圧溝列（図示省略）が刻設されている。スリーブ３４に対してシャフト４１が回転するときには、スラスト動圧溝列により潤滑オイル５１が加圧され、潤滑オイル５１に発生する流体動圧よりシャフト４１が軸方向に支持されつつ回転する。なお、スラスト動圧溝列は、スリーブ３４の上面と、ハブ４２の下面とのいずれか一方に形成されていればよい。

スリーブ３４は、金属粉末を加熱しつつ結合固化させることにより得られた焼結体により構成されている。このため、スリーブ３４は、微視的に見れば、多数の微小な空洞を有する多孔質体となっており、その表面に潤滑オイル５１を含浸する。シャフト４１は、潤滑オイル５１を含浸したスリーブ３４に対して良好に摺動する。また、焼結体として構成されるスリーブ３４は、比較的安価に得ることができる。但し、スリーブ３４は、必ずしも焼結体により構成される必要はなく、例えば、ステンレス鋼等の種々の金属材あるいは種々の樹脂材により構成されていてもよい。

このように、スリーブ３４およびキャップ３５は、シャフト４１を中心軸Ｌを中心として回転可能に支持する固定軸受部材（支持部材）としての役割を果たし、スリーブ３４、キャップ３５、およびシャフト４１により流体動圧軸受装置５が構成されている。

一方、ロータ部４は、、シャフト４１、ハブ４２、およびロータマグネット４３を有している。

シャフト４１は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材である。シャフト４１は、スリーブ３４の内側に挿入された状態でスリーブ３４に対して相対回転可能に支持されている。また、シャフト４１の下端部には、スリーブ３４からシャフト４１が抜け出すことを防止するための円環状の鍔部材４１１が固定されている。鍔部材４１１は、シャフト４１の外周面から径方向に突出する突出部を形成し、鍔部材４１１の上面は、スリーブ３４の下面と対向する。ロータ部４に上方へ向かう力が作用したときには、スリーブ３４の下面に鍔部材４１１の上面が当接し、これによりステータ部３とロータ部４とが分離することが防止される。なお、シャフト４１および鍔部材４１１は、単一の部材により形成されていてもよい。

ハブ４２は、シャフト４１に固定されてシャフト４１とともに回転する部材である。ハブ４２は、中心軸Ｌの周囲において径方向外側に広がる形状を有している。より詳細に説明すると、ハブ４２は、シャフト４１の上端部に圧入又は焼きばめにより接合される接合部４２１と、接合部４２１から径方向の外側へ向けて広がる平面部４２２と、平面部４２２の外周縁から垂下する円筒部４２３と、円筒部４２３の下端部から径方向の外側へ向けて広がるフランジ部４２４とを有している。円筒部４２３の外周面４２ａは、ディスク２２の内周部（内周面または内周縁）に当接する当接面となる。また、フランジ部４２４の上面４２ｂは、ディスク２２を載置する載置面となる。

２枚のディスク２２（図１参照）は、フランジ部４２４の上面４２ｂ上に水平姿勢で積層配置される。すなわち、下段のディスク２２がフランジ部４２４の上面４２ｂに載置され、その上方に、上段のディスク２２がスペーサ４２５を介して載置される。各ディスク２２の内周部は円筒部４２３の外周面４２ａに接触し、これにより各ディスク２２の径方向の移動が規制される。なお、ハブ４２は、例えば、アルミニウム、磁性ＳＵＳ（ステンレス）、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ）等の金属材料から形成される。

ロータマグネット４３は、ハブ４２の円筒部４２３の内周面に取り付けられている。ロータマグネット４３は、中心軸Ｌを取り囲むように円環状に配置されている。ロータマグネット４３の内周面は磁極面となっており、ステータコア３２の複数のティース部３２２の外周面に対向する。

このようなスピンドルモータ１において、ステータ部３のコイル３３に駆動電流を与えると、ステータコア３２の複数のティース部３２２に径方向の磁束が発生する。そして、ティース部３２２とロータマグネット４３との間の磁束の作用によりトルクが発生し、ステータ部３に対してロータ部４が中心軸Ｌを中心として回転する。ハブ４２上に支持された２枚のディスク２２は、シャフト４１およびハブ４２とともに中心軸Ｌを中心として回転する。

＜３．レーザ溶接について（第１実施形態）＞
上記のスリーブ３４とキャップ３５とは、既述の通りレーザ溶接により固定される。以下では、上記の軸受装置５、スピンドルモータ１、又はディスク駆動装置２の製造工程において、スリーブ３４とキャップ３５とをレーザ溶接により固定するときの処理について説明する。

なお、本実施形態および後述する第２，３実施形態では、レーザ溶接を行う前に、予めスリーブ３４の軸受穴にシャフト４１が挿通されるとともに、シャフト４１の上端部にハブ４２が固定される。また、スリーブ３４の下面にキャップ３５が仮固定される。そして、レーザ溶接を行うときには、このようなスリーブ３４、キャップ３５、シャフト４１、およびハブ４２を含むユニットを、レーザ溶接の対象すなわちワーク６として扱う。

図３は、本実施形態のレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。図３に示したように、本実施形態のレーザ溶接処理では、ワーク６に対して着脱可能な治具７と、レーザ光源７９とが使用される。治具７は、上板部材７１（第１の板部材）、下板部材７２（第２の板部材）、およびスペーサ７３を備えており、スペーサ７３を介して対向配置された上板部材７１と下板部材７２との間に肉薄状の内部空間７４を有している。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ位置から下板部材７２側を見た図である。図３および図４に示したように、下板部材７２には、被加工点（スリーブ３４とキャップ３５との接触面上の点）６１を含むスリーブ３４の端部を嵌入させるワーク嵌合孔７２ａと、治具７の内部空間７４に窒素ガスを導入するための導入孔７２ｂとが形成されている。導入孔７２ｂには、窒素ガス供給管７２１が接続され、窒素ガス供給管７２１の上流側の端部には、窒素ガス供給源７２２が接続されている。また、窒素ガス供給管７２１の経路途中には、開閉弁７２３が介挿されている。このため、開閉弁７２３を開放すると、窒素ガス供給源７２２から窒素ガス供給管７２１および導入孔７２ｂを介して治具７の内部空間７４へ、窒素ガスが供給される。

図５は、図３のＶ−Ｖ位置から上板部材７１側を見た図である。図３および図５に示したように、上板部材７１には、レーザ光源７９から照射されるレーザ光を通過させるためのレーザ通過孔７１ａが形成されている。レーザ通過孔７１ａは、下板部材７２のワーク嵌合孔７２ａにスリーブ３４の端部が嵌入された状態において、ワーク６上の被加工点６１に対向する位置に形成されている。なお、本実施形態のレーザ溶接では、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させつつスリーブ３４とキャップ３５との円環状の接触面を全周に亘って溶接するが、このような接触面が回転時に通過する１箇所に被加工点６１が設定され、レーザ通過孔７１ａはそのような被加工点６１の上方に配置されている。

図３に示したように、レーザ通過孔７１ａは、下板部材７２側（ワーク６側）へ向けて収束するテーパ状の縁部７１ｂを有している。また、図５に示したように、上板部材７１の下板部材７２に対向する面には、レーザ通過孔７１ａの周囲に放射状にのびる複数本のガイド溝７１ｃが形成されている。

図３中に概念的に示したように、治具７には、治具７を上下に移動させるための昇降機構７５が接続されている。昇降機構７５は、例えば、モータとボールねじとを組み合わせた機構を利用して実現することができるが、その他にも、種々の公知の駆動機構を利用して実現することができる。また、図３中に概念的に示したように、ワーク６は、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させる回転機構７６に支持されている。回転機構７６は、例えば、ワーク６を把持するチャックと、チャックを回転させるモータとを組み合わせた構成として実現することができる。

続いて、本実施形態のレーザ溶接処理の手順について、図６のフローチャートを参照しつつ、説明する。

本実施形態のレーザ溶接を行うときには、まず、被加工点６１が上方を向くような姿勢でワーク６を回転機構７６に取り付ける（ステップＳ１１）。そして、昇降機構７５を動作させることにより、ワーク６の上方位置で待機する治具７を下降させ、下板部材７２のワーク嵌合孔７２ａに、スリーブ３４の端部を嵌入させる。これにより、上板部材７１のレーザ通過孔７１ａがワーク６上の被加工点６１に対向するように、ワーク６と治具７との相対位置が定められる（ステップＳ１２）。

次に、窒素ガス供給管７２１上の開閉弁７２３を開放する。これにより、窒素ガス供給源７２２から窒素ガス供給管７２１および導入孔７２ｂを介して治具７の内部空間７４へ、窒素ガスの供給を行う（ステップＳ１３）。下板部材７２の導入孔７２ｂから導入された窒素ガスは、図４中の白抜き矢印ＡＲ１に示したように、導入孔７２ｂから放射状に拡散されて内部空間７４全体に充填される。また、レーザ通過孔７１ａの周囲においては、図４中の白抜き矢印ＡＲ２に示したように、窒素ガスは、上板部材７１の複数本のガイド溝７１ｃに沿ってレーザ通過孔７１ａへ向かう気流を形成し、レーザ通過孔７１ａを介して治具７の外部へ排出される。

続いて、回転機構７６を動作させることにより、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させる（ステップＳ１４）。そして、窒素ガスの供給およびワーク６の回転を継続しつつ、レーザ光源７９からレーザ光を連続的に照射する（ステップＳ１５）。これにより、ワーク６上の被加工点６１が溶接され、ワーク６の回転に伴い被加工点６１を通過するスリーブ３４とキャップ３５との接触面が、全周に亘って溶接される。

ワーク６の被加工点６１にレーザ光を照射したときには、被加工点６１からヒューム（金属蒸気）が発生する。しかしながら、本実施形態のステップＳ１５では、図７に示したように、ワーク６上の被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。そして、被加工点６１とレーザ通過孔７１ａとの間に介在する空間ＳＰ１（第１の空間）の圧力が、レーザ通過孔７１ａに対してワーク６と反対側に広がる空間ＳＰ２（第２の空間）の圧力よりも高まることにより、レーザ通過孔７１ａを介して空間ＳＰ１から空間ＳＰ２へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。このため、被加工点６１から発生したヒュームは、ワーク６の表面近傍において拡散することはなく、不活性ガスとともにレーザ通過孔７１ａを介して空間ＳＰ２へ排出される。したがって、ワーク６の表面（主としてスリーブ３４およびキャップ３５の表面）のヒュームによる汚染が防止される。

すなわち、本実施形態において、治具７の内部空間７４に供給される窒素ガスは、ワーク６の被加工点６１の酸化を防止する役割と、被加工点６１から発生するヒュームをワーク６から離れる方向へ導くキャリアガスとしての役割と、を果たす。

本実施形態のレーザ通過孔７１ａは、下板部材７２側（ワーク６側）に向けて収束するテーパ状の縁部７１ｂを有している。このため、このようなテーパ状の縁部７１ｂを有していない場合よりもレーザ通過孔７１ａの流路抵抗は低く、窒素ガスおよびヒュームは、レーザ通過孔７１ａを介してよりスムーズに排出される。

また、本実施形態の治具７は、ワーク６に対して着脱自在な構成となっている。このため、治具７に対してワーク６を容易かつ迅速にセットすることができ、レーザ溶接時における生産効率を向上させることができる。また、治具７の薄肉状の内部空間７４にのみ窒素ガスを供給すれば良いため、窒素ガスの気流を迅速かつ安定的に形成することができる。

また、ワーク嵌合孔７２ａの寸法は、下板部材７２のワーク嵌合孔７２ａにスリーブ３４の端部が嵌入された状態において、ワーク嵌合孔７２ａの縁部とワーク６との間に形成される隙間（円環状の隙間）の大きさがなるべく小さくなるように、設定することが望ましい。例えば、ワーク嵌合孔７２ａの縁部とワーク６との間に形成される隙間の大きさ（平面視における開口面積）が、上板部材７１のレーザ通過孔７１ａの大きさ（平面視における開口面積）よりも小さくなるように、ワーク嵌合孔７２ａおよびレーザ通過孔７１ａの寸法を設定しておくことが望ましい。このようにすれば、窒素ガスおよびヒュームが、治具７の内部空間７４からワーク６側へ流れ出すことを抑制し、レーザ通過孔７１ａ側へ流れ出すことを促進させることができる。

なお、上記の図３および図７では、ワーク６上の被加工点６１を含む面と、下板部材７２の上面とが、ほぼ同じ高さとなるように、ワーク６および治具７の高さ位置を定めていたが、図８に示したように、ワーク６上の被加工点６１を含む面を、ワーク嵌合孔７２ａから内部空間７４側へ突出させるようにしてもよい。このようにすれば、被加工点６１がワーク嵌合孔７２ａの縁部から離間するとともに、被加工点６１とレーザ通過孔７１ａとがより接近する。このため、被加工点６１から発生するヒュームがワーク嵌合孔７２ａの縁部とワーク６との間を通ってワーク６側へ流れ出すことを、更に抑制することができる。

本実施形態の上板部材７１には、レーザ通過孔７１ａの周囲に放射状にのびる複数本のガイド溝７１ｃが形成されていた。しかしながら、このようなガイド溝７１ｃが形成されていなくても、治具７の内部空間７４に供給された窒素ガスは、レーザ通過孔７１ａを介して外部へ排出されるため、被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流は形成される。但し、ガイド溝７１ｃが形成されている方が、窒素ガスの気流をレーザ通過孔７１ａへ向けてより良好に導くことができるため、望ましい。なお、下板部材７２にも、ワーク嵌合孔７２ａと重ならない範囲で、上板部材７１のガイド溝７１ｃと同等のガイド溝が形成されていてもよい。

また、治具７の内部空間７４において、被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう気流を良好に形成するために、スペーサ７３の形状に工夫を加えてもよい。図９〜図１１は、種々の形状を有するスペーサ７３を備えた治具７の例を示した図である。図９〜図１１は、図４と同じように、スペーサ７３の中間高さ位置から下板部材７２側を見た水平断面を示している。

図９の治具７は、内部空間７４の外周を取り囲むスペーサ片７３１と、被加工点６１の周囲に配置された３つのスペーサ片７３２，７３３，７３４とを有するスペーサ７３を備えている。スペーサ片７３１は、導入孔７２ｂから導入される窒素ガスの流れを案内するガイド面７３１ａや、被加工点６１の位置をほぼ中心とする円弧状のガイド面７３１ｂを有している。また、３つのスペーサ片７３２，７３３，７３４の間には、被加工点６１へ向かう窒素ガスの流路７４ａ〜７４ｃが形成されている。このため、導入孔７２ｂから治具７の内部空間７４に窒素ガスが導入されると、矢印ＡＲ３に示したように、スペーサ片７３１の内周面に沿って窒素ガスが拡散し、その後、矢印ＡＲ４に示したように、流路７４ａ〜７４ｃを通って被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が良好に形成される。

図１０の治具７は、被加工点６１を中心として放射状にのびる三つ又の内部空間７４を形成するような開口を有するスペーサ７３を備えている。また、下板部材７２には、三つ又の内部空間７４の３つの先端部付近に、それぞれ窒素ガスを導入するための導入孔７２ｂが形成されている。３つの導入孔７２ｂには、それぞれ、図４と同等の窒素ガス供給管７２１が接続されている。３つの導入孔７２ｂから内部空間７４に窒素ガスが導入されると、矢印ＡＲ５に示したように、三つ又の内部空間７４を通って被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が良好に形成される。

図１１の治具７は、内部空間７４の外周を取り囲むスペーサ片７３５と、被加工点６１の周囲に配列された複数のスペーサ片７３６とを有するスペーサ７３を備えている。スペーサ片７３５は、導入孔７２ｂから導入される窒素ガスの流れを案内するガイド面７３５ａや、被加工点６１の位置をほぼ中心とする円弧状のガイド面７３５ｂを有している。また、複数のスペーサ片７３６は、被加工点６１の周囲に円環状かつ等間隔に配列されている。このため、導入孔７２ｂから治具７の内部空間７４に窒素ガスが導入されると、矢印ＡＲ６に示したように、スペーサ片７３５の内周面に沿って窒素ガスが拡散し、その後、矢印ＡＲ７に示したように、複数のスペーサ片７３６の間を通って被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が良好に形成される。

＜４．レーザ溶接について（第２実施形態）＞
続いて、本発明の第２実施形態に係るレーザ溶接処理について説明する。

図１２は、第２実施形態に係るレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。図１２に示したように、本実施形態のレーザ溶接処理では、ワーク６を内部に収容するチャンバ型の治具８と、レーザ光源８９とが使用される。治具８は、側壁８１ａおよび底壁８１ｂを有する下箱部材８１と、下箱部材８１の上部の開口を塞ぐ上板部材８２とを備えている。

下箱部材８１と上板部材８２とに囲まれた治具８の内部空間８３には、ワーク６の被加工点６１が上板部材８２側を向くような姿勢でワーク６を把持するチャック部８４が配置されている。また、チャック部８４の下方には、下箱部材８１の底壁８１ｂを貫通して下箱部材８１の外部へのびるシャフト８４１と、従動ローラ８４２、無端ベルト８４３、および主動ローラ８４４を介してシャフト８４１に回転動力を与えるモータ８４５とが接続されている。チャック部８４にワーク６を把持しつつ、モータ８４５を動作させると、チャック部８４およびワーク６は、中心軸Ｌを中心として回転する。

本実施形態では、ワーク６のスリーブ３４の外周面に略円筒形状の整流部材８５が装着されている。整流部材８５の上面は、ワーク６上の被加工点６１を含む面（スリーブ３４およびキャップ３５の表面）の周囲にほぼ段差なく拡がり、上板部材８２の下面と対向する。

また、下箱部材８１の側壁８１ａには、治具８の内部空間８３に窒素ガスを導入するための導入孔８１ｃが形成されている。導入孔８１ｃには、窒素ガス供給管８１１が接続され、窒素ガス供給管８１１の上流側の端部には、窒素ガス供給源８１２が接続されている。また、窒素ガス供給管８１１の経路途中には、開閉弁８１３が介挿されている。このため、開閉弁８１３を開放すると、窒素ガス供給源８１２から窒素ガス供給管８１１および導入孔８１ｃを介して治具８の内部空間８３へ、窒素ガスが供給される。

上板部材８２には、レーザ光源８９から照射されるレーザ光を通過させるためのレーザ通過孔８２ａが形成されている。レーザ通過孔８２ａは、チャック部８４にワーク６が把持された状態において、ワーク６上の被加工点６１に対向する位置に形成されている。なお、上記の第１実施形態と同じように、本実施形態のレーザ溶接においても、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させつつスリーブ３４とキャップ３５との円環状の接触面を全周に亘って溶接するが、このような接触面が回転時に通過する１箇所に被加工点６１が設定されている。そして、レーザ通過孔８２ａはそのような被加工点６１の上方に配置されている。また、図１２に示したように、レーザ通過孔８２ａは、内部空間８３側（ワーク６側）へ向けて収束するテーパ状の縁部８２ｂを有している。

また、上板部材８２には、上板部材８２を上下に移動させるための昇降機構８６が接続されている。昇降機構８６は、例えば、モータとボールねじとを組み合わせた機構を利用して実現することができるが、そのほかにも、種々の公知の駆動機構を利用して実現することができる。上板部材８２を上昇させたときには、下箱部材８１の上部が開放され、治具８の内部空間８３へのワーク６の搬入および治具８からのワーク６の搬出を行うことができる。また、上板部材８２を下降させたときには、下箱部材８１の上部の開口が上板部材８２により閉塞される。

続いて、本実施形態のレーザ溶接処理の手順について、図１３のフローチャートを参照しつつ、説明する。

本実施形態のレーザ溶接を行うときには、まず、ワーク６のスリーブ３４の外周面に整流部材８５を装着する（ステップＳ２１）。そして、整流部材８５が装着されたワーク６を下箱部材８１の内部に搬入し、ワーク６上の被加工点６１が上方を向くような姿勢でワーク６をチャック部８４に取り付ける（ステップＳ２２）。ワーク６がチャック部８４に保持されると、次に、昇降機構８６を動作させることにより、下箱部材８１の上方位置で待機する上板部材８２を下降させ、下箱部材８１の上部の開口を閉塞する。これにより、上板部材８２のレーザ通過孔８２ａがワーク６上の被加工点６１に対向するように、ワーク６と治具８との相対位置が定められる（ステップＳ２３）。

次に、窒素ガス供給管８１１上の開閉弁８１３を開放することにより、窒素ガス供給源８１２から窒素ガス供給管８１１および導入孔８１ｃを介して治具８の内部空間８３へ、窒素ガスの供給を行う（ステップＳ２４）。下箱部材８１の導入孔８１ｃから導入された窒素ガスは、治具８の内部空間８３全体に充填される。また、ワーク６と上板部材８２との間の空間においては、レーザ通過孔８２ａの周囲からレーザ通過孔８２ａへ向かう窒素ガスの気流が形成され、窒素ガスはレーザ通過孔８２ａを介して治具８の外部へ排出される。

続いて、モータ８４５を動作させることにより、主動ローラ８４４、無端ベルト８４３、従動ローラ８４２、およびシャフト８４１を介してチャック部８４に回転動力を与え、チャック部８４およびワーク６を中心軸Ｌを中心として回転させる（ステップＳ２５）。そして、窒素ガスの供給およびワーク６の回転を継続しつつ、レーザ光源８９からレーザ光を連続的に照射する（ステップＳ２６）。これにより、ワーク６上の被加工点６１が溶接され、ワーク６の回転に伴い被加工点６１を通過するスリーブ３４とキャップ３５との接触面が、全周に亘って溶接される。

ワーク６の被加工点６１にレーザ光を照射したときには、被加工点６１からヒューム（金属蒸気）が発生する。しかしながら、本実施形態のステップＳ２６では、図１４に示したように、ワーク６上の被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。そして、被加工点６１とレーザ通過孔８２ａとの間に介在する空間ＳＰ１（第１の空間）の圧力が、レーザ通過孔８２ａに対してワーク６と反対側に広がる空間ＳＰ２（第２の空間）の圧力よりも高まることにより、レーザ通過孔８２ａを介して空間ＳＰ１から空間ＳＰ２へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。このため、被加工点６１から発生したヒュームは、ワーク６の表面近傍において拡散することはなく、不活性ガスとともにレーザ通過孔８２ａを介して空間ＳＰ２へ排出される。したがって、ワーク６の表面（主としてスリーブ３４およびキャップ３５の表面）のヒュームによる汚染が防止される。

すなわち、本実施形態において、治具８の内部空間８３に供給される窒素ガスは、ワーク６の被加工点６１の酸化を防止する役割と、被加工点６１から発生するヒュームをワーク６から離れる方向へ導くキャリアガスとしての役割と、を果たす。

本実施形態では、ワーク６自体に整流部材８５が取り付けられている。このため、被加工点６１を含むワーク６上の面およびその周囲に拡がる整流部材８５と、上板部材８２の下面との間に薄肉状の空間が形成され、当該空間において、被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう気流が良好に形成される。

また、本実施形態の治具８は、ワーク６をチャンバの内部に隔離する構成となっている。このため、レーザ通過孔８２ａから排出されたヒュームが治具８の外部において拡散したとしても、ワーク６の表面にヒュームが及ぶことはない。すなわち、本実施形態の治具８は、外部に排出されたヒュームからワーク６を保護することができる。このため、ワーク６の表面のヒュームによる汚染をより確実に防止することができる。

また、本実施形態のレーザ通過孔８２ａは、内部空間８３側（ワーク６側）に向けて収束するテーパ状の縁部８２ｂを有している。このため、このようなテーパ状の縁部８２ｂを有していない場合よりもレーザ通過孔８２ａの流路抵抗は低く、窒素ガスおよびヒュームは、レーザ通過孔８２ａを介してよりスムーズに排出される。

なお、上記の第１実施形態において上板部材７１の下面に形成されていた複数本のガイド溝７１ｃのように、本実施形態の上板部材８２の下面に、レーザ通過孔８２ａの周囲に放射状にのびる複数本のガイド溝が形成されていてもよい。このようなガイド溝を形成すれば、レーザ通過孔８２ａへ向かう窒素ガスの気流をより良好に形成することができる。

図１９は、本実施形態のレーザ溶接によりスリーブ３４とキャップ３５とを固定した後の、被加工点６１の近傍におけるワーク６の表面の拡大写真である。図１９の例では、ワーク６上の被加工点６１と上板部材８２との間隔を０．３ｍｍとし、また、上板部材８２のレーザ通過孔８２ａの開口径を１．０ｍｍとして、レーザ溶接を行った。図１９の例と図２０の従来例とを比較すると、図２０の従来例では、ワーク６の表面にヒュームの付着による白い斑点が多数確認されるのに対し、図１９の例では、同様の白い斑点は確認されない。すなわち、本実施形態のレーザ溶接を行うことにより、従来よりもワーク６表面へのヒュームの付着を抑制できたことが分かる。

＜５．レーザ溶接について（第３実施形態）＞
続いて、本発明の第３実施形態に係るレーザ溶接処理について説明する。

図１５は、第３実施形態に係るレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。図１５に示したように、本実施形態のレーザ溶接処理では、ワーク６上の被加工点６１に窒素ガスを吹き付けるノズル式の治具９と、ワーク６上の被加工点６１にレーザ光を照射するレーザ光源９９とが使用される。

図１６は、治具９を下面側（ワーク６側）から見た図である。図１５および図１６に示したように、治具９の下面には円環状の吐出口９ａが形成されている。また、治具９の内部には、円環状の吐出口９ａに連通する筒状のガス流路９ｂが形成されている。図１５に示したように、ガス流路９ｂの外周端には、窒素ガス供給管９２１が接続され、窒素ガス供給管９２１の上流側の端部には、窒素ガス供給源９２２が接続されている。また、窒素ガス供給管９２１の経路途中には、開閉弁９２３が介挿されている。このため、開閉弁９２３を開放すると、窒素ガス供給源９２２から窒素ガス供給管９２１を介して治具９のガス流路９ｂに窒素ガスが供給され、円環状の吐出口９ａから下方へ向けて窒素ガスが吐出される。

なお、吐出口９ａに連通するガス流路９ａは、吐出口９ａへ向けて収束するように傾斜した空間を有している。このため、吐出口９ａから吐出される窒素ガスは、治具９の下方に位置する１つの収束点（レーザ溶接時にワーク６の被加工点６１が位置する点）に向けて吹き付けられる。

治具９の円環状の吐出口９ａの内側には、レーザ光源９９から照射されるレーザ光を通過させるためのレーザ通過孔９ｃが形成されている。治具９は、図示しない移動機構により移動自在となっており、レーザ溶接を行うときには、レーザ通過孔９ｃがワーク６の被加工点６１に対向するように治具９が位置決めされる。また、図１５に示したように、レーザ通過孔９ｃの側方には、ワーク６側へ向けて収束するテーパ状の縁部９ｄが形成されている。

図１５中に概念的に示したように、ワーク６は、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させる回転機構９３に支持されている。回転機構９３は、例えば、ワーク６を把持するチャックと、チャックを回転させるモータとを組み合わせた構成として実現することができる。なお、上記の第１実施形態および第２実施形態と同じように、本実施形態のレーザ溶接においても、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させつつスリーブ３４とキャップ３５との円環状の接触面を全周に亘って溶接するが、このような接触面が回転時に通過する１箇所に被加工点６１が設定されている。

また、本実施形態では、ワーク６のスリーブ３４の外周面に、略円筒形状の整流部材９４が装着される。ワーク６に整流部材９４が装着されると、整流部材９４の上面は、ワーク６上の被加工点６１を含む面（スリーブ３４およびキャップ３５の表面）の周囲にほぼ段差なく拡がり、治具９の円環状の吐出口９ａと対向する。

続いて、本実施形態のレーザ溶接処理の手順について、図１７のフローチャートを参照しつつ、説明する。

本実施形態のレーザ溶接を行うときには、まず、ワーク６のスリーブ３４の外周面に整流部材９４を装着する（ステップＳ３１）。そして、整流部材９４が装着されたワーク６を、被加工点６１が上方を向くような姿勢で、回転機構９３に取り付ける（ステップＳ３２）。また、図示しない移動機構により治具９を移動させることにより、レーザ通過孔９ｃがワーク６の被加工点６１に対向し、かつ、レーザ光源９９の光軸とレーザ通過孔９ｃの中心とが一致するように、ワーク６と治具９との相対位置を定める（ステップＳ３２）。

次に、窒素ガス供給管９２１上の開閉弁９２３を開放することにより、窒素ガス供給源９２２から窒素ガス供給管９２１を介して治具９の内部のガス流路９ｂへ、窒素ガスの供給を行う（ステップＳ３３）。ガス流路９ｂに供給された窒素ガスは、円環状の吐出口９ａからワーク６の被加工点６１に向けて吐出される。ワーク６と治具９との間の空間において、窒素ガスは、レーザ通過孔９ｃの周囲からレーザ通過孔９ｃに向かう気流を形成し、レーザ通過孔９ｃを介して治具９の上方へ排出される。

続いて、回転機構９３を動作させることにより、中心軸Ｌを中心としてワーク６を回転させる（ステップＳ３４）。そして、窒素ガスの供給およびワーク６の回転を継続しつつ、レーザ光源９９からレーザ光を連続的に照射する（ステップＳ３５）。これにより、ワーク６上の被加工点６１が溶接され、ワーク６の回転に伴い被加工点６１を通過するスリーブ３４とキャップ３５との接触面が、全周に亘って溶接される。

ワーク６の被加工点６１にレーザ光を照射したときには、被加工点６１からヒューム（金属蒸気）が発生する。しかしながら、本実施形態のステップＳ３６では、図１８に示したように、ワーク６の被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。そして、被加工点６１とレーザ通過孔９ｃとの間に介在する空間ＳＰ１（第１の空間）の圧力が、レーザ通過孔９ｃに対してワーク６と反対側に拡がる空間ＳＰ２（第２の空間）の圧力よりも高まることにより、レーザ通過孔９ｃを介して空間ＳＰ１から空間ＳＰ２へ向かう窒素ガスの気流が形成されている。このため、被加工点６１から発生したヒュームは、ワーク６の表面近傍において拡散することはなく、不活性ガスとともにレーザ通過孔９ｃを介して空間ＳＰ２へ排出される。したがって、ワーク６の表面（主として（スリーブ３４およびキャップ３５の表面）のヒュームによる汚染が防止される。

すなわち、本実施形態において、治具９の吐出口９ａから吐出される窒素ガスは、ワーク６の被加工点６１の酸化を防止する役割と、被加工点６１から発生するヒュームをワーク６から離れる方向へ導くキャリアガスとしての役割と、を果たす。

本実施形態では、ワーク６自体に整流部材９４が取り付けられている。このため、治具９の吐出口９ａから吐出された窒素ガスは、被加工点６１を含むワーク６上の面およびその周囲に拡がる整流部材９４の上面に沿って流れ、被加工点６１の周囲から被加工点６１へ向かう気流が良好に形成される。

また、本実施形態のレーザ通過孔９ｃの周囲には、ワーク６側に向けて収束するテーパ状の縁部９ｄが形成されている。このため、このようなテーパ状の縁部９ｄを有していない場合よりもレーザ通過孔９ｃの流路抵抗は低く、窒素ガスおよびヒュームは、レーザ通過孔９ｃを介してよりスムーズに排出される。

また、本実施形態の治具９は、ワーク６に対して位置決め自在な構成となっている。このため、ワーク６上の被加工点６１に対する治具９の位置や姿勢を自由に調節することができ、多くの形状のワーク６に対応させることができる。

なお、上記の第１実施形態において上板部材７１の下面に形成されていた複数本のガイド溝７１ｃのように、本実施形態の治具９のガス流路９ｂの壁面（例えば、縁部９ｄの裏面）に、レーザ通過孔９ｃの周囲に放射状にのびる複数本のガイド溝が形成されていてもよい。このようなガイド溝を形成すれば、レーザ通過孔９ｃへ向かう窒素ガスの気流をより良好に形成することができる。

＜６．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、スリーブ３４、キャップ３５、シャフト４１、およびハブ４２を含むユニットをワーク６として、レーザ溶接を行ったが、レーザ溶接の対象となるワークは、必ずしもこのようなユニットでなくてもよい。例えば、シャフト４１に鍔部材４１１がない場合には、スリーブ３４およびキャップ３５のみにより構成されたユニットをワークとしてレーザ溶接を行い、レーザ溶接後にスリーブ３４の内部にシャフト４１を挿入するようにしてもよい。

また、上記の実施形態は、スリーブ３４とキャップ３５とをレーザ溶接により固定する場合について説明したが、本発明のレーザ加工方法は、ワーク６上の他の箇所を被加工点とするものであってもよい。つまり、軸受装置５、スピンドルモータ１、ディスク駆動装置２、またはこれらと同じようにヒュームの付着が問題となるファン等の製品の製造工程において、製品を構成する任意の精密部品をワークとし、当該ワーク上の任意の被加工点に対して、レーザ加工を行うものであってもよい。

また、上記の実施形態では、レーザ加工の一例としてレーザ溶接を行う場合について説明したが、本発明のレーザ加工方法は、溶接以外のレーザを利用した加工を行うものであってもよい。例えば、レーザ光を照射することによりワークの姿勢を調整するレーザフォーミングや、レーザ光を照射することによりワークの表面を削るレーザトリミングや、レーザ光を照射することによりワークの表面に文字や記号等の図形を刻印するレーザマーキング等であってもよい。

また、上記の実施形態では、ワーク６の表面に沿って窒素ガスの気流を形成する場合について説明したが、本発明において使用される気体は、窒素ガスに限らず、被加工点の酸化を抑制することができる他の不活性ガスであってもよい。

ディスク駆動装置の縦断面図である。 スピンドルモータの縦断面図である。 第１実施形態のレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。 スペーサの中間高さ位置から下板部材側を見た水平断面図である。 スペーサの中間高さ位置から上板部材側を見た水平断面図である。 第１実施形態のレーザ溶接処理の手順を示したフローチャートである。 第１実施形態のレーザ溶接処理時の被加工点近傍の様子を示した図である。 被加工点をワーク嵌合孔から内部空間側へ突出させた様子を示した図である。 他の形状を有するスペーサを備えた治具の例を示した図である。 他の形状を有するスペーサを備えた治具の例を示した図である。 他の形状を有するスペーサを備えた治具の例を示した図である。 第２実施形態のレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。 第２実施形態のレーザ溶接処理の手順を示したフローチャートである。 第２実施形態のレーザ溶接処理時の被加工点近傍の様子を示した図である。 第３実施形態のレーザ溶接処理を実現するための構成を示した図である。 第３実施形態の治具をワーク側から見た図である。 第３実施形態のレーザ溶接処理の手順を示したフローチャートである。 第３実施形態のレーザ溶接処理時の被加工点近傍の様子を示した図である。 第２実施形態のレーザ溶接後の、被加工点の近傍におけるワークの表面の拡大写真である。 従来のレーザ溶接後の、被加工点の近傍におけるワークの表面の拡大写真である。

符号の説明

１ スピンドルモータ
２ ディスク駆動装置
２１ 装置ハウジング
２２ ディスク
２３ アクセス部
３ ステータ部
３４ スリーブ
３５ キャップ
４ ロータ部
４１ シャフト
５ 流体動圧軸受装置
６ ワーク
６１ 被加工点
７ 治具
７１ 上板部材
７１ａ レーザ通過孔
７１ｂ 縁部
７１ｃ ガイド溝
７２ 下板部材
７２ａ ワーク嵌合孔
７２ｂ 導入孔
７３ スペーサ
７４ 内部空間
７９ レーザ光源
８ 治具
８１ 下箱部材
８２ 上板部材
８２ａ レーザ通過孔
８２ｂ 縁部
８５ 整流部材
８９ レーザ光源
９ 治具
９ａ 吐出口
９ｂ ガス流路
９ｃ レーザ通過孔
９ｄ 縁部
９４ 整流部材
９９ レーザ光源
Ｌ 中心軸

Claims (16)

1. 精密部品たるワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工方法であって、
   ａ）レーザ通過孔を有する治具にワークをセットし、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように前記治具とワークとの相対位置を定める工程と、
   ｂ）前記工程ａ）の後、ワーク上の被加工点の周囲から被加工点へ向かうとともに前記レーザ通過孔を経由してワークから離れる方向に進行する不活性ガスの気流を形成しつつ、前記レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する工程と、
   を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
2. 精密部品たるワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工方法であって、
   ａ）レーザ通過孔を有する治具にワークをセットし、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように前記治具とワークとの相対位置を定める工程と、
   ｂ）前記工程ａ）の後、ワーク上の被加工点と前記レーザ通過孔との間に介在する第１の空間の圧力を、前記レーザ通過孔に対して前記ワークと反対側に広がる第２の空間の圧力よりも高めることにより、前記レーザ通過孔を介して前記第１の空間から前記第２の空間へ向かう気流を形成しつつ、前記レーザ通過孔を介してワーク上の被加工点にレーザ光を照射する工程と、
   を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
3. 請求項１または２に記載のレーザ加工方法であって、
   前記治具は、ワークがセットされた状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有し、
   前記板部材に前記レーザ通過孔が形成されていることを特徴とするレーザ加工方法。
4. 請求項３に記載のレーザ加工方法であって、
   前記板部材のワーク側の面には、前記レーザ通過孔の周囲に放射状にのびるガイド溝が形成されていることを特徴とするレーザ加工方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
   前記レーザ通過孔は、ワーク側に向けて収束するテーパ状の縁部を有することを特徴とするレーザ加工方法。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
   前記工程ｂ）では、所定の中心軸を中心としてワークを回転させつつ、連続的にレーザ光を照射することを特徴とするレーザ加工方法。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
   前記ワークは、第１の部材と第２の部材とを有し、
   前記被加工点は、前記第１の部材と前記第２の部材との接触点であり、
   前記工程ｂ）では、前記被加工点にレーザ光を照射することにより、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することを特徴とするレーザ加工方法。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
   前記治具は、第１の板部材と第２の板部材とに挟まれた肉薄状の空間を内部に有する中空部材であり、
   前記第１の板部材には、前記レーザ通過孔が形成されているとともに、前記第２の板部材には、被加工点を含むワークの一部分を嵌合させるワーク嵌合孔が形成されており、
   前記工程ａ）では、前記ワーク嵌合孔に被加工点を含むワークの一部分を嵌合させ、
   前記工程ｂ）では、前記中空部材の内部に不活性ガスを導入することにより、前記中空部材の内部において被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
9. 請求項８に記載のレーザ加工方法であって、
   前記治具にワークがセットされた状態において、前記ワーク嵌合孔の縁部とワークとの隙間は、前記レーザ通過孔よりも小さいことを特徴とするレーザ加工方法。
10. 請求項８または請求項９に記載のレーザ加工方法であって、
    前記工程ａ）では、前記ワーク嵌合孔から前記中空部材の内部に、被加工点を含むワークの一部分を突出させることを特徴とするレーザ加工方法。
11. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
    前記治具は、ワークが内部に収容された状態においてワークの被加工点を含む面に対向する板部材を有するチャンバであり、
    前記板部材に前記レーザ通過孔が形成されており、
    前記工程ａ）では、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、前記チャンバの内部にワークをセットし、
    前記工程ｂ）では、前記チャンバの内部に不活性ガスを導入することにより、ワークと前記板部材との間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
12. 請求項１１に記載のレーザ加工方法であって、
    前記工程ｂ）より前に、ワークに装着された状態において被加工点の周囲に拡がる面を有する整流部材を、ワークに装着する工程を更に備えることを特徴とするレーザ加工方法。
13. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
    前記治具は、環状の吐出口から所定の収束点に向けて不活性ガスを吐出するノズルであり、
    前記ノズルの前記環状の吐出口の内側に前記レーザ通過孔が形成されており、
    前記工程ａ）では、前記レーザ通過孔がワーク上の被加工点に対向するように、前記ノズルとワークとを配置し、
    前記工程ｂ）では、前記ノズルから不活性ガスを吐出することにより、前記ノズルとワークとの間において、被加工点の周囲から被加工点へ向かう気流を形成することを特徴とするレーザ加工方法。
14. シャフトと、前記シャフトを回転可能に支持する支持部材とを備えた軸受装置であって、
    請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記シャフト又は前記支持部材上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とする軸受装置。
15. ステータ部と、ディスクを支持しつつ前記ステータ部に対して相対的に回転するロータ部とを有するスピンドルモータであって、
    請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記ステータ部又は前記ロータ部上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とするスピンドルモータ。
16. ディスクを回転させるスピンドルモータと、ディスクに対して情報の読取りおよび書込みの一方又は両方を行うアクセス部と、前記スピンドルモータおよびアクセス部を収容するハウジングとを有するディスク駆動装置であって、
    請求項１から請求項１３までのいずれかに記載のレーザ加工方法により、前記スピンドルモータ、前記アクセス部、又は前記ハウジング上の被加工点を加工して製造されたことを特徴とするディスク駆動装置。