JP2012048798A - 回転機器および回転機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブを多孔質材料で成形しつつ、収容空間内の空気がスリーブの外気に接する面から漏れ出すことを抑える回転機器を提供する。
【解決手段】回転機器において、ベース５０は、カバーが結合されて収容空間を形成し、外気と収容空間とを連通する軸受孔５６を有する。スリーブ８０は、軸受孔５６に嵌合され、多孔質材料で形成される。スリーブ８０の周状下端部８３は、軸受孔５６から外気に露出する。周状下端部８３の外気に接する面の少なくとも一部の多孔が塞がれている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、多孔質材料で成形されたスリーブを備える回転機器およびその回転機器の製造方法に関する。

ハードディスクドライブなどの回転機器において一層の小型化および高密度化が求められている。これに対応して、たとえば磁気的にデータを記録する回転機器では、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ディスクの上を僅かに浮上した空隙を保ってトレースしながら、データを記録再生する。この回転機器は、密閉した収容空間内に記録ディスクや磁気ヘッドを収容する。

特許文献１には、外気と連通する連通孔を有するベースと、焼結部材からなり、ベースの連通孔に固定されるスリーブと、を有する動圧流体軸受が開示されている。この動圧流体軸受のスリーブの一部は、外気に露出している。

特開２００９−７４５７２号公報

小型化および高密度化に対応して回転機器内の収容空間には、磁気ヘッドの浮上量を抑えるために清浄空気が充填される。特許文献１に記載の技術のように、ベースの連通孔をスリーブで塞いだとしても、焼結部材からなるスリーブが外気に露出していると、清浄空気がスリーブ内の多孔を介して外に漏れ出す可能性がある。

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、スリーブを多孔質材料で成形しつつ、収容空間内の空気がスリーブの外気に接する面から漏れ出すことを抑える回転機器を提供することにある。

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は、カバーが結合されて収容空間を形成し、外気と収容空間とを連通する軸受孔を有するベースと、軸受孔に嵌合され、多孔質材料で形成されるスリーブと、を備える。スリーブは、軸受孔から外気に露出する外気露出部を有する。外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔が塞がれている。

この態様によると、外気露出部の多孔が塞がれているため、収容空間内の空気が外部に漏れ出すことを抑えることができる。

本発明の別の態様は、ベースの軸受孔に外周が固定されるスリーブを有する回転機器の製造方法である。この方法はスリーブを多孔質材料により成形する工程と、スリーブの内周に動圧溝を形成する工程と、スリーブを焼結する工程と、軸受孔に固定された場合に外気に露出するスリーブの外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔を塞ぐ工程と、スリーブ内の残留物を除く工程と、を含む。この態様によると、外気露出部の多孔が塞がれた回転機器を製造することができる。

「回転機器」は、記録ディスクを駆動するための装置であってもよく、たとえばブラシレスモータであってもよい。また、記録ディスクを搭載し回転駆動する装置であってもよく、たとえばハードディスクドライブであってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、スリーブを多孔質材料で成形しつつ、収容空間内の空気がスリーブの外気に接する面から漏れ出すことを抑えることができる。

実施形態に係るディスク駆動装置を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施形態に係るステータコアの上面図を示す図である。 （ａ）から（ｃ）は、各ステータコアの突極の形状を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ステータコアの形状に応じた逆起電力および振動量を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ステータコアの形状に応じた逆起電力および振動量を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ステータコアの形状に応じた逆起電力および振動量を示す図である。 実施形態に係るベースの一部の下面を示す図である。 実施形態に係るインシュレーションシートを示す図である。 実施形態に係るシャフトの一部の断面図である。 実施形態に係るハブの断面図である。 実施形態に係るディスク駆動装置うちスリーブを中心に拡大して示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。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の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。

図１は、実施形態に係るディスク駆動装置１００を示す上面図である。図１では、ディスク駆動装置１００の内側の構成を示すため、トップカバーを外した状態が示される。実施の形態に係るディスク駆動装置は回転機器の一例であり、たとえば記録ディスクを搭載するハードディスクドライブとして機能する。

ディスク駆動装置１００は、ベース５０と、ハブ１０と、記録ディスク２００と、データリード／ライト部８と、トップカバーと、を備える。以降、ベース５０に対してハブ１０が搭載される側を上側として説明する。

記録ディスク２００は、ハブ１０に載置され、ハブ１０の回転に伴って回転する。ベース５０はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベース５０は、後述の軸受を介してハブ１０を回転自在に支持する。データリード／ライト部８は、記録再生ヘッド８ａと、スイングアーム８ｂと、ピボットアセンブリ８ｃと、ボイスコイルモータ８ｄと、を含む。記録再生ヘッド８ａは、スイングアーム８ｂの先端部に取り付けられ、記録ディスク２００にデータを記録し、記録ディスク２００からデータを読み取る。ピボットアセンブリ８ｃは、スイングアーム８ｂをベース５０に対してヘッド回転軸の周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ８ｄは、スイングアーム８ｂをヘッド回転軸の周りに揺動させ、記録再生ヘッド８ａを記録ディスク２００の記録面上の所望の位置に移動させる。データリード／ライト部８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。ディスク駆動装置１００は、たとえば３．５インチ型の複数枚の記録ディスク２００を搭載し、それらを回転させる。想定される記録ディスク２００のそれぞれの中央の孔の直径は２５ｍｍ、厚みは１．２７ｍｍである。ディスク駆動装置１００は、ハブ１０と、シャフト２０と、フランジ２２と、ヨーク３０と、シール部材３２と、マグネット４０と、ベース５０と、ステータコア６０と、コイル７０と、スリーブ８０と、プレート９０と、潤滑剤９２と、を備える。

ハブ１０は、モータ回転軸Ｒを中心とする凸状に形成される。ハブ１０の中央にはシャフト穴１０ｅが形成され、シャフト穴１０ｅの周りに環状の中央部１０ｆが形成される。ハブ１０の上面には２段の環状段差が形成され、中央部１０ｆが最上段に位置する。中央部１０ｆから一段下に凹んだ凹部１０ａが環状に形成される。凹部１０ａの上面には周状の等間隔の位置にクランパ２０６のねじ穴が複数設けられている。

環状のディスク嵌合部１０ｂは、凹部１０ａの外周端から凹んだ段差として形成され、ディスク嵌合部１０ｂの外周下端から径方向外側に延出する環状延出部１０ｃが形成される。環状延出部１０ｃはベース５０側に下垂する下垂部を含み、下垂部の内周面１０ｄにはヨーク３０が固定される。

ハブ１０のうち上側に突き出た部分の円筒状のディスク嵌合部１０ｂに２枚の記録ディスク２００の中央の孔が嵌合される。また、２枚の記録ディスク２００のうち下側の記録ディスク２００は、ハブ１０の表面のうちディスク嵌合部１０ｂの下端から径方向に張り出した環状延出部１０ｃに載置される。

円環状の第１スペーサ２０２は、２枚の記録ディスク２００の間に挿入される。クランパ２０６は、円環状の第２スペーサ２０４を介して２枚の記録ディスク２００および第１スペーサ２０２をハブ１０に対して押しつけて固定する。クランパ２０６は、その中央穴をハブ１０の中央部１０ｆに外挿し、複数のクランプネジ２０８によってハブ１０の凹部１０ａに対して固定される。

ハブ１０の内周面１０ｄにはヨーク３０が接着固定される。ヨーク３０は、その上端から径方向内側に延在するフランジ部を有し、Ｌ字形に設けられている。ヨーク３０のフランジ部の上面もハブ１０に接着固定されており、接着面が確保されている。

ヨーク３０の内周面にはマグネット４０が接着固定されている。マグネット４０は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、ステータコア６０の突極と径方向に対向する。マグネット４０の内周面にはその周方向に１２極の駆動用着磁が施される。すなわち、マグネット４０は、ステータコア６０の突極と対向する位置に、周方向に等間隔で１２極の磁極を有する。ヨーク３０およびマグネット４０は、ハブ１０とともに回転する。

シャフト２０の一端は、ハブ１０のシャフト穴１０ｅに圧入と接着を併用して固着される。シャフト２０の他端には円環状のフランジ２２が圧入される。

ベース５０には、モータ回転軸Ｒを中心として上方に突出した環状突出部５２が設けられる。その環状突出部５２の外周面は、モータ回転軸Ｒを中心として円筒形状に形成されている。環状突出部５２の内周面には、軸受孔５６が形成され、スリーブ８０が接着固定される。スリーブ８０には、貫通孔が形成され、そこにシャフト２０が収まる。スリーブ８０の周状下端部８３の内周面にはプレート９０が固定されている。導電性樹脂材料８４がプレート９０およびスリーブ８０の軸受ユニットとベース５０との接合部位近傍に塗布される。軸受孔５６の下端に位置する開口部５７はシール部材３２が貼り付けられることにより塞がれる。ベース５０には、ハブ１０の下垂部と軸方向に対向して拡幅部５１を有する。

シャフト２０およびフランジ２２と、スリーブ８０およびプレート９０との間には潤滑剤９２が注入される。シャフト２０、フランジ２２、潤滑剤９２、スリーブ８０およびプレート９０はハブ１０を回転自在に支持するための軸受ユニットとして機能する。すなわちベース５０は、軸受ユニットを介してハブ１０を回転自在に支持する。軸受ユニットは、ベース５０の軸受孔５６に固定される。

スリーブ８０の貫通孔、すなわち内周面には、上下に離間した１組のヘリングボーン形状の径動圧溝８２が形成される。フランジ２２の上面には、ヘリングボーン形状の第１軸動圧溝２４が、フランジ２２の下面には、ヘリングボーン形状の第２軸動圧溝２６が形成される。ディスク駆動装置１００の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤９２に生成する動圧によって、ハブ１０およびシャフト２０は径方向および軸方向に支持される。

スリーブ８０の開放端側には、スリーブ８０の内周面とシャフト２０の外周面との間の隙間が上方に向けて徐々に広がる部分であるキャピラリーシール部９８が形成される。キャピラリーシール部９８は毛細管現象により潤滑剤９２の漏れを抑える。

ステータコア６０は、ベース５０の環状突出部５２に固定され、円環部とそこから径方向外側に伸びる９本の突極とを有する。ステータコア６０は、複数の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。ステータコア６０の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。ステータコア６０は、その円環部の内周面が環状突出部５２の外周に圧入されもしくは隙間ばめによって固定される。

コイル７０を形成するワイヤ７２は、ベース５０に形成された引き出し孔５４を通じてベース５０の裏面に引き出され、はんだ７８によって配線部材７６にはんだ付けされている。配線部材７６は、開口部５７より凹んだ凹部５８に組み付けられる。配線部材７６は、柔軟性を有するフレキシブルプリント基板である。コイル７０に対向するベース５０の領域には、インシュレーションシート７４が貼られ、これによりコイル７０とベース５０の絶縁を図っている。３相のコイル７０は、突極にワイヤを巻いて形成される。

以上のように構成されたディスク駆動装置１００の動作について説明する。ディスク駆動装置１００のハブ１０を回転させるために、３相の略正弦波状の駆動電流がディスク駆動装置１００に供給される。その駆動電流がコイル７０を流れることにより、９本の突極に沿って磁束が発生する。この磁束によってマグネット４０にトルクが与えられ、ハブ１０が回転する。

図３は、実施形態に係るステータコア６０の上面図を示す。ステータコア６０は、円環部６２と、そこから径方向に伸びる突極６３とを備える。突極６３は、ワイヤが巻かれる棒状体６４と、棒状体６４の径方向外側に設けられ、周方向に延在する歯部６６とを有する。歯部６６の外周面６５は、円弧形状に形成される。

実施形態に係るディスク駆動装置１００は、小型化の要請に応じて駆動時に発生する振動を低減するため、トルクリップルおよびコギングトルクを小さくすることが好ましい。ディスク駆動装置１００では、コイル７０により形成される磁束と、マグネット４０の磁極との相互作用により駆動トルクが生成される。トルクリップルは、この駆動トルクに含まれる脈動成分であり、回転時のトルクの変動幅である。コギングトルクは、非通電状態でハブ１０（マグネット４０）を動かしたときに発生し、ステータコア６０の突極およびマグネット４０の着磁の要因により発生する、脈動するトルクである。

実施形態に係るステータコア６０は、歯部６６の周方向の端に位置する周端６７が、歯部６６の径方向最外端に位置する突端６９を通る外接円６８より径方向内側に位置するように形成される。周端６７は、歯部６６の周方向の端のとがった先端である。これにより、コギングトルクおよびトルクリップルを低減して駆動時に発生する振動を低減することができる。具体的には、以下の実験結果を用いて説明する。

図４（ａ）から図４（ｃ）は、ステータコアの突極の形状を示す。図４（ａ）は従来技術に係るステータコア１６０を示し、図４（ｂ）は実施形態に係るステータコア６０の変形例を示し、図４（ｃ）は実施形態に係るステータコア６０を示す。各図に示す突端を通る外接円６８の半径は同じであり、棒状体の大きさも同じであるが、歯部の形状が異なっている。

図４（ａ）に示すステータコア１６０の歯部１６６は、その外周面１６５の全体が外接円６８と同じ曲率半径となるように形成されている。次に、図４（ｂ）に示すステータコア２６０の歯部２６６は、図４（ａ）の歯部１６６の外周面１６５の端部を削った形状を有し、外周面２６５の中央部が外接円６８と同じ曲率半径であるものの、歯部２６６の周端２６７が外接円６８より径方向内側に位置する。次に、図４（ｃ）に示すステータコア６０は、図３に示したものと同じである。ステータコア２６０とステータコア６０とは、歯部６６の周端６７が外接円６８より径方向内側に位置する点で同じであるが、ステータコア６０の歯部６６の外周面６５の形状が円弧形状である点で異なっている。これらのステータコア１６０、２６０、６０をディスク駆動装置に組み付けて、非通電状態でマグネット４０を回転させたときの逆起電力と振動量を測定した。

図５（ａ）および（ｂ）から図７（ａ）および（ｂ）は、ステータコアの形状に応じた逆起電力および振動量を示す。図５は図４（ａ）に示すステータコア１６０の実験結果を示し、図６は図４（ｂ）に示すステータコア２６０の実験結果を示し、図７は図４（ｃ）に示すステータコア６０の実験結果を示す。

図５（ａ）から図７（ａ）には、非通電状態でハブ１０を回転させ、コイル７０に発生する逆起電力を示す。この逆起電力が正弦曲線に近いほど、コギングトルクおよびトルクリップルが低減され、駆動時にハブ１０が滑らかに回転することが可能となり、駆動時の振動を低減することができる。図５（ａ）に示す逆起電力は、図６（ａ）および図７（ａ）より、正弦曲線から乖離した形状をしている。このステータコア１６０のコギングトルクは１．３ｍＮ・ｍであり、トルクリップルは１５％であった。

次に、図６（ａ）の逆起電力は、図５（ａ）に示す逆起電力より正弦曲線に近く、ステータコア２６０のコギングトルクは０．７５ｍＮ・ｍであり、トルクリップルは１４．５％であった。また図５（ｂ）と図６（ｂ）とに示す振動量を比べると、ステータコア２６０を用いたディスク駆動装置１００の振動量が低減されている。これにより、本発明者は歯部２６６の周端２６７を外接円６８より径方向内側に配置することで、ディスク駆動装置１００に発生する振動を低減することが可能となるという知見を得た。
なお、図５（ｂ）〜図７（ｂ）に示す振動量は、以下の方法によって測定した。ベース５０の裏面であってコイル７０が上方に位置する箇所に加速度センサを取り付ける。この加速度センサには、加速度センサの出力を増幅するアンプと、アンプから受け取った出力を算出する計測器が接続される。そして、コイル７０に駆動電流を供給したときの加速度センサの出力を計測し、この計測値を振動量として算出している。

次に、図７（ａ）に示す逆起電力は、図５（ａ）および図６（ａ）に示す逆起電力より正弦曲線に近く、ステータコア２６０のコギングトルクは０．３９ｍＮ・ｍであり、トルクリップルは１４．３％であった。また図５（ｂ）と図６（ｂ）と図７（ｂ）に示す振動量を比べると、図７（ｂ）に示すステータコア６０を用いたディスク駆動装置１００の振動量がより低減されている。これにより、本発明者は、歯部６６の周端６７を外接円６８より径方向内側に配置し、かつ、歯部６６の外周面６５の形状を円弧形状に形成することで、ディスク駆動装置１００に発生する振動をよりいっそう低減することが可能となるという知見を得ることができた。以上より、歯部６６の周端６７の位置を外接円６８より径方向内側に配置することで、コギングトルクおよびトルクリップルを低減して駆動時に発生する振動を低減することができる。

図３に戻って、歯部６６の外周面６５の円弧形状が、突端６９を通る外接円６８より曲率半径が小さくなるように形成し、歯部６６の外周面６５の円弧形状の曲率半径が、外接円６８の曲率半径の略半分となるように形成することが好ましい。これにより、ディスク駆動装置１００に発生する振動をよりいっそう低減することができる。

マグネット４０の磁極の周方向寸法は、互いに周方向に隣接する二つの歯部６６の隙間の周方向寸法の略３倍となるように設けられる。たとえば、１２個の磁極を有するマグネット４０の磁極の角度幅は３０度に設定され、９個の突極６３の歯部６６の隙間の角度幅は１０度に設定される。マグネット４０と歯部６６の距離は、ステータコア６０の中心軸と歯部６６の距離と比べて非常に短いため、磁極の周方向寸法は歯部６６の隙間の周方向寸法の略３倍となる。このように構成することで実験の結果、トルクリップルを低減し、トルクの減少を抑えることができた。

ステータコア６０の周端６７は、ハブ１０のディスク嵌合部１０ｂの外径の径方向内側に位置してもよい。これにより、ステータコア６０から記録ディスク２００への磁界の影響を少なくすることができる。また、ステータコア６０の突端６９もハブ１０のディスク嵌合部１０ｂの外径の径方向内側に位置してもよい。

突極６３の突端６９を通る外接円６８の直径をＤ１、突極６３の周端６７の内周を通る内接円の直径をＤ２、マグネット４０の外周の直径をＤ３、マグネット４０の内周の直径をＤ４とする。この場合にヨーク３０の内径を一定とすると、歯部６６の径方向幅（Ｄ１−Ｄ２）を大きくし過ぎると、その分だけコイル７０を巻くための空間が減ることになり、発生可能なトルクが減少してしまう。一方、歯部６６の径方向幅（Ｄ１−Ｄ２）を小さくし過ぎると、歯部６６で磁気飽和を生じることがあり、磁束分布に偏りが生じてトルクリップルが増大する可能性がある。また、歯部６６の径方向幅（Ｄ１−Ｄ２）を大きくし過ぎると、その分だけマグネット４０が薄くなり、十分なマグネット４０の厚さ（Ｄ３−Ｄ４）が確保できなくなる。
そこで、実施形態に係るディスク駆動装置１００は、下記の式（１）の関係を有する。
（Ｄ３−Ｄ４）／３＜Ｄ１−Ｄ２＜Ｄ３−Ｄ４・・・（１）
これにより、十分なトルクの発生量を確保しつつ、トルクリップルの増大を抑えることができる。

図８は、実施形態に係るベース５０の一部の下面を示す。本図は、引き出し孔５４を通じてベース５０の下面に引き出されたワイヤ７２およびその配線を中心に示している。

３相のコイルを形成するには、各相ごとに２本で合計で少なくとも６本の引き出しワイヤで構成することが一般的である。１つの引き出し孔から６本の引き出しワイヤを引き出すと、引き出しワイヤが互いに接触したり、ベース５０に接触する可能性が高まる。引き出しワイヤが互いに接触したり、ベース５０に接触すると、所望の通電ができず回転が不安定になるおそれがある。そこで、実施形態に係るディスク駆動装置１００は、ベース５０に複数の引き出し孔５４を設け、その複数の引き出し孔５４から引き出しワイヤ７２が引き出されるように構成される。これにより、引き出しワイヤ７２が互いに接触したり、ベース５０に接触する可能性を低減できる。

この引き出し孔５４は、１本の引き出しワイヤ７２を引き出すための第１の孔５４ａ，５４ｂおよび５４ｃと、複数の引き出しワイヤ７２を束ねて引き出す第２の孔５４ｄと、を含む。
実施形態に係るベース５０において第１の孔５４ａ，５４ｂ，５４ｃおよび第２の孔５４ｄは、軸方向においてコイル７０と重複する範囲の位置、すなわちコイル７０の下方に設けている。第１の孔５４ａ，５４ｂ，５４ｃはそれぞれ回転中心からの距離が略同一の位置に設けている。また第２の孔５４ｄも、第１の孔５４ａと回転中心からの距離が略同一の位置に設けている。これによりワイヤ７２を引き出す作業が容易となる。

具体的には、３相のコイル７０をＹ結線として第１の孔５４ａから、第１相目のコイル７０を形成したワイヤの一端である一本の引き出しワイヤ７２ａが引き出され、はんだ７８ａにより配線部材７６ａに固定される。また、第１の孔５４ｂから、第２相目のコイル７０を形成したワイヤの一端である一本の引き出しワイヤ７２ｂが引き出され、はんだ７８ｂにより配線部材７６ｂに固定される。また、第１の孔５４ｃから、第３相目のコイル７０を形成したワイヤの一端である一本の引き出しワイヤ７２ｃが引き出され、はんだ７８ｃにより配線部材７６ｃに固定される。一方、第２の孔５４ｄから、第１相目から第３相目のコイル７０を形成したワイヤの他端をＹ結線の中点として３本のワイヤを束ねた引き出しワイヤ７２ｄが引き出され、束ねた状態の引き出しワイヤ７２ｄがはんだ７８ｄにより配線部材７６ｄに固定される。第２の孔５４ｄは、第１の孔５４ａより大きい開口面積を有してよい。これにより、３本のワイヤを共通化してコストを抑えつつ、そのワイヤに応じた引き出し孔５４を設けることができる。

次に、２本以上のワイヤを捩って、捩った状態のワイヤにはんだ付けをすると、溶けたはんだが毛細管現象により、ワイヤの捩った部分を伝って引き出し孔５４に吸い込まれることがある。引き出し孔５４に吸い込まれたはんだが引き出し孔５４に接触するとコイル７０の引き出しワイヤ７２がベース５０に短絡するおそれがある。そこで、実施形態に係るディスク駆動装置１００は、引き出しワイヤ７２ｄと配線部材７６ｄとのはんだ付け位置と、第２の孔５４ｄの位置と、の最短間隔が０．３ｍｍ以上となるように構成される。換言すると、はんだ７８ｄの外周と第２の孔５４ｄの外周との最短間隔が０．３ｍｍ以上となる。これにより、はんだ７８ｄが第２の孔５４ｄに入り込む可能性を低減できる。

図２に示すように、ベース５０は下面に開口部５７より凹んだ凹部５８を有する。凹部５８に配線部材７６が固定され、はんだ付けがなされる。配線部材７６上には、コネクタ７７が配設される。コネクタ７７は４つの端子７９ａ，７９ｂ，７９ｃ，７９ｄを有し、それぞれ配線部材７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄと接続される。

配線部材７６およびコネクタ７７の組立て工程において従来は、ベース５０の下面に配線部材７６を貼付した後、配線部材７６にコネクタ７７をはんだゴテにより手作業ではんだ付けしていた。このため、はんだゴテの熱でコネクタ７７が変形することがあった。実施形態に係るディスク駆動装置１００の製造方法では、コネクタ７７を配線部材７６上にリフローによりはんだ付けした後、配線部材７６を凹部５８に固定するようにした。これにより、コネクタ７７が変形する可能性が低くなり、作業の機械化が容易になり、ベース５０への組み付け作業の作業効率を高めることができる。

図９は、実施形態に係るインシュレーションシート７４を示す。インシュレーションシート７４は、略円弧形状に形成され、ベース５０のコイルとの対向面に取り付けられ、複数の引き出し孔５４に応じて切り欠き部７５がそれぞれ設けられる。具体的には、切り欠き部７５は、引き出し孔５４の位置および個数に応じて形成され、円弧形状の外周側から径方向内側に向かって切り欠いた形状を有する。引き出し孔５４の周囲は一部、インシュレーションシート７４に覆われる。すなわち、Ｕ字形状の切り欠き部７５の円弧部分が引き出し孔５４の周囲を部分的に覆う。インシュレーションシート７４の径方向幅は、コイル７０の径方向幅に応じて設定され、インシュレーションシート７４の周方向長さは、複数の引き出し孔５４の間隔に応じて設定される。引き出し孔５４およびその周囲は平面部分と比べて加工が複雑であり、加工誤差などによりコイル７０と接触する可能性が高い。インシュレーションシート７４を引き出し孔５４の周囲に貼付することで、効率的に絶縁をしつつ、円形状に形成した場合と比べてコストを抑えることができる。

図８に戻って、記録ディスク２００に帯電した静電気を効率的に除くために、ベース５０と軸受ユニットとに亘って導電性樹脂材料８４を塗布し、これらの間の導通を確保している。この導電性樹脂材料８４は、ベース５０の軸受孔５６と軸受ユニットの下端部との接合部位に対して周方向に塗布される。つまり、軸受ユニットのスリーブ８０は、ベース５０の軸受孔５６に導電性を有していない接着剤により固定されているため、導電性樹脂材料８４により軸受ユニットとベース５０との導通を確保し、回転によって軸受ユニットに発生した静電気をベース５０に逃がしている。比較例の導電性樹脂材料としては、銀ペーストを主成分にエポキシ系の樹脂を混合したものがあり、この導電性樹脂材料に硬化剤を作用させて硬化させる。すなわち２液タイプの導電性樹脂材料である。この２液タイプの導電性樹脂材料を用いた場合、エポキシ樹脂が硬化していく過程で、エポキシ樹脂に泳動（migration）が生じ、その塗布部の周辺に導電性樹脂材料が付着することがある。このようにエポキシ樹脂がベースの黒色のコーティング領域に泳動して付着すると、その部分だけ光沢が変化して他の部分と差が生じ結果として外観を損なう問題がある。

この問題に対応して実施形態では、ベース５０および軸受ユニットの導通を、主にエポキシ樹脂を含まない導電性樹脂材料によって図っている。たとえば導電性を有する金属材料を主成分に、樹脂の主成分としてエポキシ樹脂を含まない導電性樹脂材料を含めて用いる。具体的には、エポキシ樹脂を含まない導電性樹脂材料が樹脂の成分として８０％以上含まれる。これにより、エポキシ樹脂の泳動によるベース５０のコーティング領域の外観を損なう問題が軽減される。導電性を有する金属材料としては銀ペーストなどの種々の材料を用いることができる。たとえばニッケルペーストを含むものは、導電性の経時変化が少なく安価である点で好ましい。樹脂の主成分としてエポキシ樹脂を含まない導電性樹脂材料としては種々のものを用いることができる。たとえば、スリーボンド社製の製品番号３３１７は、ニッケルペーストを主成分とするエポキシ樹脂を含まない導電性樹脂材料であって１液性であるため、２液混合のような手間がかからず塗布作業の機械化に有利である。

また、たとえばベース５０がアルミニウム製で、軸受ユニットが黄銅などの金属材料で構成される場合は、その金属材料と導電性樹脂との線膨張係数や熱容量に大きな差がある。このため、いわゆるヒートショック試験をすると、熱膨張および収縮に大きな差が生じ、塗布された導電性樹脂材料に大きなストレスが加わる。この結果、塗布された導電性樹脂材料が剥がれ、ベース５０と軸受ユニットとの導通を損なうおそれがある。この課題に対応するために、図８に示すように、導電性樹脂材料８４は軸受孔５６と軸受ユニットの下端部とに対して周方向に塗布してよい。これにより、ベース５０および軸受ユニットの接合部分近傍に導電性樹脂材料を効率的に塗布することができ、剥がれを生じにくくすることができる。この結果、ヒートショック試験によってもベース５０と軸受ユニットの間の導通を損なう可能性を軽減することができる。

実験の結果、導電性樹脂材料８４を塗布した領域の周方向長さ８５と径方向幅８６がほぼ等しい場合にはヒートショック試験で２０台中２台が導通を損ねた。一方、導電性樹脂材料８４を塗布した領域の周方向長さ８５が径方向幅８６の１．５倍である場合には、導通を損ねるものが同２０台中１台に減少した。更に周方向長さ８５が径方向幅８６の２倍である場合には、導通を損ねるものが同２０台中０台に減少した。したがって導電性樹脂材料を塗布した領域を、周方向長さが径方向幅の１．５倍以上となるようにすることで、ヒートショック試験によってベース５０と軸受ユニットの間の導通が損なわれる可能性を軽減することができる。

図２に示すように、導電性樹脂材料８４を塗布した領域は、シール部材３２により覆われている。シール部材３２は軸受孔５６の開口部を塞いで、導電性樹脂材料８４を塗布した領域および軸受孔５６と軸受ユニットの接合部位を覆っている。これにより、導電性樹脂材料８４、および軸受孔５６と軸受ユニットの接合部位を保護することができる。また、スリーブ８０が多孔質の焼結金属で構成されている場合に、潤滑剤の蒸発を抑えることができる。導電性樹脂材料８４から発生した発ガスを閉じこめることができる。このシール部材３２は、製造情報を表示する表示部を有してよい。これにより、シール部材３２に製造情報を持たすことができる。

図１０は、実施形態に係るシャフト２０の一部の断面図を示す。キャピラリーシール形成部２５から上方について示す。シャフト２０は、ハブ固定部２３、シャフト凹部２１およびキャピラリーシール形成部２５を備える。

図２に示すように、ハブ固定部２３はシャフト２０の上端に設けられ、ハブ１０のシャフト穴１０ｅに固定される。ハブ固定部２３の下に隣接してシャフト凹部２１が設けられ、シャフト凹部２１の下に隣接してキャピラリーシール形成部２５が設けられる。キャピラリーシール形成部２５は、軸方向上方に向かって縮径するように形成される。

シャフト凹部２１は、ハブ固定部２３およびキャピラリーシール形成部２５より凹むように形成される。シャフト凹部２１は、所定の幅を有した円周形状の底部２１ａと、底部２１ａの上に設けられた第１段差部２１ｂと、底部２１ａの下に設けられた第２段差部２１ｃとを備える。

キャピラリーシール形成部２５の上方に位置するシャフト凹部２１には、撥油剤が塗布される。キャピラリーシール形成部２５の上方に撥油剤を塗布しようとするとき、製造誤差によりキャピラリーシール形成部２５に撥油剤が塗布されることがある。キャピラリーシール形成部２５に撥油剤が付着すると、キャピラリーシール形成部２５の毛細管力が弱まってしまう。

実施形態に係るシャフト２０は、撥油剤塗布領域である底部２１ａとキャピラリーシール形成部２５の間に第２段差部２１ｃを有するため、底部２１ａに撥油剤を塗布する際に撥油剤が垂れることを抑えることができる。また、底部２１ａの上下に段差部を有することで、撥油領域を明確にすることができ、塗布作業が容易となり、非塗布領域に塗布してしまうことも防ぐことができる。なお、底部２１ａに加えて、第１段差部２１ｂおよび第２段差部２１ｃも撥油剤が塗布されてよい。

図１１は、実施形態に係るハブ１０の断面図を示す。図２で説明した構成は省略する。
ハブ１０の中央部１０ｆの周状角部１０ｊは、アール形状に形成されている。この周状角部１０ｊのコーナーＲは、Ｒ１．０ｍｍ以上およびＲ６．３ｍｍ以下に設定される。これにより、クランパ２０６の装着作業を容易にすることができ、クランパ２０６を効率的に水平に取り付けることができる。また、周状角部１０ｊの表面粗度Ｒｙは、１．６μｍ以下に設定されてよい。これにより、クランパ２０６の装着作業を容易にすることができる。

ハブ１０は、内側にスリーブ８０の上部を周方向に囲繞する囲繞部を有する。この囲繞部は、上方の第１囲繞部１０ｋと下方の第２囲繞部１０ｌとを有する。第１囲繞部１０ｋは、第２囲繞部１０ｌと第１段差部１０ｇを介して軸方向に隣接し、内周の直径は第２囲繞部１０ｌより小さくなるように形成される。すなわち、第１囲繞部１０ｋとスリーブ８０の外周面との隙間が、第２囲繞部１０ｌとスリーブ８０の外周面との隙間より小さくなるように形成される。

第１囲繞部１０ｋおよび第１段差部１０ｇは、回転中心に向かって張り出している。一方、第２囲繞部１０ｌとスリーブ８０の外周面とにより形成される空間は、第１囲繞部１０ｋとスリーブ８０の外周面とにより形成される空間より、広くなるように形成される。このようにスリーブ８０との隙間を狭くすることで、潤滑剤から発生したガスを第１囲繞部１０ｋより上方の空間で飽和させ、潤滑剤の蒸発を抑えることができる。

ハブ１０は、ステータコア６０およびコイル７０との対向面１０ｎと、ヨーク３０の上端面が固定されるヨーク固定面１０ｍとの間に第２段差部１０ｈを有する。コイル７０との対向面１０ｎは、ヨーク固定面１０ｍより軸方向上方に凹んでいる。コイル７０との対向面１０ｎおよびベース５０の上面により形成される空間は、ヨーク固定面１０ｍおよびベース５０の上面により形成される空間より軸方向の間隔が広くなるように形成される。ステータコア６０を小型化した場合にトルクが小さくなりそれに応じてワイヤを多く巻いてコイル７０を形成してトルクを補う手段があるが、コイル７０を大きくするとコイル７０とハブ１０とが接触する可能性が高まる。コイル７０との対向面１０ｎおよび第２段差部１０ｈにより広い空間を確保することで、コイル７０とハブ１０とが接触する可能性を低減することができる。

ハブ１０の環状延出部１０ｃは、記録ディスク２００の載置面から下垂する下垂部１０ｉを含む。これにより、ヨーク３０の外周面を下垂部１０ｉの内周面１０ｄに固着することができる。図２に示すように、下垂部１０ｉと軸方向に対向するベース５０には拡幅部５１が形成されており、下垂部１０ｉの下方の空間に拡幅部５１が張り出している。コイル７０と対向するベース５０の対向面から２段の階段が形成され、その１段目が拡幅部５１となる。これにより、拡幅部５１が無い場合と比べてベース５０の剛性を高めることができる。

下垂部１０ｉの下端面は、ヨーク３０およびマグネット４０の軸方向中心より軸方向上方に位置する。また、拡幅部５１の軸方向寸法は、下垂部１０ｉの軸方向寸法１２より大きくなるように形成される。これにより、ヨーク３０の外周面との固着面を確保しつつ、拡幅部５１を大きく形成し、ベース５０の剛性を高めることができる。

次に、ディスク駆動装置１００の組立て工程において、ベース５０の環状突出部５２の外周にステータコア６０を圧入した後、環状突出部５２の内周（軸受孔５６）にスリーブ８０（軸受ユニット）が挿入される。このステータコア６０を圧入したときに環状突出部５２が回転中心に向かって撓むことがあり、これによりスリーブ８０をスムーズに挿入することができなくなることがある。環状突出部５２の外径はステータコア６０の内径より小さい。組立て前の環状突出部５２の外径とステータコア６０の内径との差を圧入代という。環状突出部５２に無理にスリーブ８０を押し込むことで、スリーブ８０が傾いて取り付けられる可能性がある。

ベース５０の環状突出部５２の外周にステータコア６０を圧入したときに環状突出部５２が回転中心に向かって撓む量を測定した。その結果、圧入代が５０μｍ以下の範囲では環状突出部５２が撓む量は圧入代に応じて変化して圧入代のほぼ半分であった。
そこで、組立て前の軸受孔５６（環状突出部５２）の内径は、スリーブ８０の外径より圧入代の半分以上大きくなるように設けられる。これにより、スリーブ８０の軸受孔５６への挿入をスムーズにすることができ、スリーブ８０が傾いて取り付けられる可能性を低減できる。

図１２は、実施形態に係るディスク駆動装置１００のうちスリーブ８０を中心に拡大して示す図である。実施形態に係るスリーブ８０は、多孔質材料で円筒形状に成形され、焼結されて形成される。多孔の直径は数１０μｍから数μｍである。

ベース５０は、トップカバーと結合して内部に収容空間を形成する。ベース５０とトップカバーで囲まれた収容空間には清浄空気が満たされる。清浄空気はフィルターを通して塵および埃を除いた空気であってよい。清浄空気は大気よりヘリウムを多く含み、低分子体であるヘリウムの比率が高くてよく、大気以上にヘリウムの比率が高くてよい。低分子体の清浄空気を収容空間に充填することで、記録再生ヘッド８ａの浮上を抑え、ディスク駆動装置１００の小型化および高密度化を図ることができる。

ベース５０は、外気と収容空間とを連通する軸受孔５６を有する。軸受孔５６にはスリーブ８０が嵌合されて、連通が遮断されている。しかしながら低分子体であるヘリウムはスリーブ８０内の多孔を通り抜けやすく、スリーブ８０の外気に露出された外気露出部から漏れる可能性がある。そこで外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔が塞がれる。これにより、スリーブ８０を介して収容空間内の清浄空気が外気に漏れることを抑えることができる。また、低分子体の清浄空気が外に漏れて、記録再生ヘッド８ａが過剰に浮上する可能性を低減することができる。

外気露出部は、軸受孔５６から外気に露出する周状下端部８３を含む。周状下端部８３は、軸受孔５６の周面に沿って周方向に延在し、外方向に突出している。周状下端部８３の内周面８３ａはプレート９０の外周面に固定され、外周面８３ｂは軸受孔５６に固定される。この周状下端部８３の外気に接する面の少なくとも一部を実質的に塞ぐことで、清浄空気の漏れを抑えることができる。周状下端部８３の外気に接する面のうち、少なくとも８０パーセント以上の面の多孔が塞がれてよい。

周状下端部８３の多孔の外気に対する開放を塞ぐため、周状下端部８３を圧縮させてよい。周状下端部８３を圧縮させることで多孔を潰し、多孔の開放を塞ぐことができる。たとえば、周状下端部８３に押圧部材を押圧することで周状下端部８３を圧縮する。押圧部材は周状下端部８３の形状に応じた接触面を有するローラーであってよい。周状下端部８３には径方向幅で数１０μｍ以上の圧縮がなされてよい。この工程では、作業が容易であり製造コストを抑えることができる。なお、周状下端部８３のプレート９０が固定される箇所は、多孔を塞がなくてもよい。

また、周状下端部８３の外気に接する面の少なくとも一部に酸化処理を施してよい。たとえば酸化用液体に周状下端部８３を浸けることで周状下端部８３の表面を酸化させて、多孔を塞ぐ。これにより化学的作用によって確実に多孔を潰すことができる。

また、周状下端部８３の外気に接する面の少なくとも一部に樹脂材料８７を付着してよい。たとえば周状下端部８３に液状の樹脂材料８７を周方向に塗布し、樹脂材料８７を硬化させてよい。これにより周状下端部８３の表面の多孔を塞ぐことができる。また押圧処理、酸化処理および樹脂付着処理を組み合わせて周状下端部８３に施すことで、より確実に多孔を塞ぐことができる。なお樹脂材料８７は図２に示す導電性樹脂材料８４であってよい。

一方、スリーブ８０の清浄空気に開放された面を塞ぐことで、清浄空気の漏れを抑えてもよい。たとえば、スリーブ８０と軸受孔５６と接合部８８より上方のスリーブ８０の外周面に、樹脂材料を付着してもよい。これにより、収容空間内の清浄空気が漏れることを抑えることができる。また、図２に示すシール部材３２を貼ることで、清浄空気の漏れをより抑えることができる。

このようなスリーブ８０を有するディスク駆動装置１００の製造工程について説明する。まず、スリーブ８０が多孔質材料により成形される。次に、スリーブ８０の内周に動圧溝が形成される。次に、スリーブ８０が加熱されて、焼結される。焼結工程により、スリーブ８０に多孔が形成される。次に、スリーブ８０の外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔を塞ぐ。次に、スリーブ８０内の残留物を除く。以上の製造工程で多孔を塞いだスリーブ８０を製造できる。また、多孔を塞ぐ工程によってスリーブ８０に付着した不純物を除去することができ、収容空間内に不純物が入る可能性を低減できる。残留物を除く工程の後、スリーブ８０は、ベース５０の軸受孔５６に固定される。

多孔を塞ぐ工程は、押圧工程、酸化工程、樹脂付着工程の順が好ましい。押圧工程により酸化面や樹脂を潰す可能性を低減し、酸化工程により樹脂を酸化させることを防ぐためである。

多孔を塞ぐ工程は、スリーブ８０がディスク駆動装置１００に組み付けられる工程の前が好ましい。ディスク駆動装置１００にスリーブ８０を組み付けた後であれば、ベース５０等に樹脂材料や酸化用液体が付く可能性があり、作業効率が低下しうる。そこでスリーブ８０をディスク駆動装置１００に組み付ける前に多孔を塞ぐことで、作業効率を高めることができる。

残留物除去工程では、スリーブ８０が高温槽に入れられて、所定温度以上の雰囲気に曝されることで、スリーブ８０内の残留物が除去される。所定温度は、１００度以上であれば十分な除去効果を発揮することができる。以上の工程により多孔を塞いだスリーブ８０を備える回転機器を製造することができる。

実施の形態に係るディスク駆動装置１００として、ハブ１０に搭載される記録ディスクの２００それぞれの厚みは１．２７ｍｍであるディスク駆動装置１００について説明したが、これに限られない。たとえば、記録ディスクのそれぞれの厚みは１．４ｍｍ以上にしてもよい。記録ディスクの共振周波数が変化して、記録ディスクの振動を抑えうる点で好ましい。また、記録ディスクのそれぞれの厚みは１．７ｍｍ以上にしてもよい。これにより一層記録ディスクの振動を抑えうる。

実施の形態に係るディスク駆動装置１００として、マグネット４０の磁極の数は１２で、突極の数は９であるディスク駆動装置１００について説明したが、これに限られない。マグネットの磁極の数は１０から１６の範囲の偶数とし、突極の数は１２から２４の範囲の３の倍数としてもよい。これにより小型化してもコイルの総巻数を多くでき、その分マグネットと突極の隙間を広くしてコギングトルクの増大を抑えて駆動時に発生する振動を低減しうる。

実施の形態に係るディスク駆動装置１００として、ベースがハブを回転自在に支持する一体型のディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえば、実施の形態に係るモータを別途製作し、そのモータをハードディスクドライブのシャーシに取り付けてもよい。

実施の形態に係るディスク駆動装置１００として、マグネットが積層コアの外側に位置する、いわゆるアウターロータ型のディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえばマグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型のディスク駆動装置のマグネットを製造する際に、実施の形態に係る技術的思想を適用してもよい。

実施の形態に係るディスク駆動装置１００として、スリーブがベースに固定され、シャフトがスリーブに対して回転するディスク駆動装置について説明したが、これに限られない。たとえばシャフトがベースに固定され、スリーブがハブと共にシャフトに対して回転するようなシャフト固定型のディスク駆動装置に適用してもよい。

実施の形態では、主にハードディスクドライブに用いられるディスク駆動装置１００について説明したが、実施形態のモータをＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）装置、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）装置等の光学ディスク記録再生装置に搭載してもよい。

以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、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く、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ることはいうまでもない。

６ ロータ、 ８ データリード／ライト部、 １０ ハブ、 ２０ シャフト、 ２２ フランジ、 ２３ ハブ固定部、 ２４ 第１軸動圧溝、 ２５ キャピラリーシール形成部、 ２６ 第２軸動圧溝、 ３０ ヨーク、 ３２ シール部材、 ４０ マグネット、 ５０ ベース、 ５１ 拡幅部、 ５２ 環状突出部、 ５４ 引き出し孔、 ５６ 軸受孔、 ５７ 開口部、 ５８ 凹部、 ６０ ステータコア、 ６２ 円環部、 ６３ 突極、 ６４ 棒状体、 ６５ 外周面、 ６６ 歯部、 ６７ 周端、 ６８ 外接円、 ７０ コイル、 ７２ 引き出しワイヤ、 ７４ インシュレーションシート、 ７５ 切り欠き部、 ７６ 配線部材、 ７７ コネクタ、 ７８ はんだ、 ７９ 端子、 ８０ スリーブ、 ８２ 径動圧溝、 ８３ 周状下端部、 ８４ 導電性樹脂材料、 ９０ プレート、 ９２ 潤滑剤、 ９８ キャピラリーシール部、 １００ ディスク駆動装置、 ２００ 記録ディスク、 ２０６ クランパ。

Claims (10)

1. カバーが結合されて収容空間を形成し、外気と前記収容空間とを連通する軸受孔を有するベースと、
   前記軸受孔に嵌合され、多孔質材料で形成されるスリーブと、を備え、
   前記スリーブは、前記軸受孔から外気に露出する外気露出部を有し、
   前記外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔が塞がれていることを特徴とする回転機器。
2. 前記外気露出部は、押圧部材により押圧されることを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
3. 前記外気露出部は、外気に接する面の少なくとも一部に酸化処理を施されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機器。
4. 前記外気露出部は、外気に接する面の少なくとも一部に樹脂材料が付着されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転機器。
5. 前記外気露出部は、周方向に延在し、外方向に突出する周状端部を含み、
   前記周状端部の内周にはプレートが固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転機器。
6. ベースの軸受孔に外周が固定されるスリーブを有する回転機器の製造方法であって、
   前記スリーブを多孔質材料により成形する工程と、
   前記スリーブの内周に動圧溝を形成する工程と、
   前記スリーブを焼結する工程と、
   前記軸受孔に固定された場合に外気に露出する前記スリーブの外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部の多孔を塞ぐ工程と、
   前記スリーブ内の残留物を除く工程と、を含む回転機器の製造方法。
7. 前記多孔を塞ぐ工程は、前記外気露出部を押圧部材により押圧する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の回転機器の製造方法。
8. 前記多孔を塞ぐ工程は、前記外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部に酸化処理を施す工程を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の回転機器の製造方法。
9. 前記多孔を塞ぐ工程は、前記外気露出部の外気に接する面の少なくとも一部に樹脂材料を付着する工程を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の回転機器の製造方法。
10. 前記残留物を除く工程は、前記スリーブを所定の温度以上の雰囲気に曝すことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の回転機器の製造方法。

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