JP2022038646A - ベース部材、スピンドルモータおよびハードディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカスト金型の溶損により生じたベース部材の凸部を除去した部分からの低密度気体の漏洩を抑制することができるベース部材を提供する。【解決手段】ベース部材の短辺側に設けた第１ゲートからダイカスト金型のキャビティにアルミニウムの溶湯を注入する（鋳造）。ダイカスト金型の第１ゲートの周囲の溶損によって形成された凸部を機械加工により除去して平坦に形成する（前加工）。ベース部材を水溶性の樹脂を溶かした液中に浸漬し、電流を流してベース部材に樹脂を付着させた後に乾燥し、熱硬化させる（電着塗装）。前加工した部分を除いたベース部材の一部を機械加工する（本加工）。【選択図】図６

Description

本発明は、例えばヘリウムガスなどの低密度気体を封入したハードディスク駆動装置などの電子機器のベース部材に係り、特に、ベース部材からの低密度気体の外部への漏洩を抑制する技術に関する。また、本発明は上記ベース部材を用いたスピンドルモータおよびハードディスク駆動装置に関する。

ハードディスク駆動装置では、ダイカスト部品であるベース部材の表面に塗装（例えば電着塗装）した後に機械加工を行い、塗装面から金属面を露出させて必要な寸法精度を確保することが行われる。空気よりも密度の低い気体（例えばヘリウム）を充填したハードディスク駆動装置の場合、加工面を形成したことにより鋳巣が表面に露出すると、鋳巣を通じて装置内部の低密度気体が外部へ漏洩するおそれがある。特許文献１や特許文献２では、そうした加工面を含浸剤で覆うことにより、鋳巣を閉口させる技術が開示されている。

特開２０１９－５８０１７号公報 ＵＳ７９１４８５８

ところで、ベース部材のダイカスト鋳造に際しては、ベース部材の短辺側壁部に相当するダイカスト金型の部分に溶湯を注入する入口（ゲート）を設けると、ゲートの面積が小さくなることから注入する圧力が上昇し、鋳巣が少ない高密度のベース部材が得られる。一方、溶湯が高圧力となることにより、ゲートの周囲のダイカスト金型の溶損が発生し易くなる。溶損が進行したダイカスト金型を使用すると、ベース部材のゲートの周辺に、溶損に対応した凸部が形成されて面が粗くなる。

ハードディスク駆動装置によっては、上記のような凸部が形成された面に製品の製造情報などが記載されたラベルが貼り付けられることがある。ラベルは粘着剤により貼り付けられるが、ベース部材の貼り付け面に凸部が存在していると、貼り付け後に経時的に剥がれ易くなるという懸念がある。

そこで、溶損に対応した箇所に形成された凸部を機械加工により除去し、平坦にすることが考えられる。しかしながら、機械加工により内部の鋳巣が表面に露出して低密度気体の密封性が低下するおそれがある。そのため、表面に露出している鋳巣を封止する処置をとることが望まれる。先行技術文献１および２に開示された技術では、電着塗装を行った後に、寸法精度が必要な部分の機械加工を行っている。その際に、電着塗装から露出した加工面からエポキシ樹脂などの含浸剤を内部に浸透させている。

しかしながら、含浸処理では、ベース部材を含浸剤に浸漬した後に、洗浄により加工面を覆う含浸剤が除去されるため、最終製品の表面は加工面が露出した状態となる。この場合、鋳巣への含浸剤の浸透が十分でないと、低密度気体の漏洩につながるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ダイカスト金型の溶損により生じたベース部材の凸部を除去した部分からの低密度気体の漏洩を抑制することができるベース部材を提供することを目的としている。

本発明は、ハードディスク駆動装置の筺体の一部となるベース部材の製造方法であって、鋳造によりベース本体を成形する成形工程と、前記ベース本体の凸部が形成された部分を機械加工して第１機械加工面を形成する第１機械加工工程と、前記ベース本体の前記第１機械加工面を含む表面に塗装膜を形成する塗装工程と、前記第１機械加工面以外の前記ベース本体の表面の一部を機械加工して第２機械加工部を形成する第２機械加工工程とを備えたベース部材の製造方法である。

本発明によれば、第１機械加工面に塗装膜が形成されるので、第１機械加工面の表面に露出した鋳巣が封止され、装置内部の低密度気体の漏洩を抑制することができる。また、ダイカスト金型の溶損に対応した箇所に形成された凸部が第１機械加工工程により除去されて第１機械加工面が形成されるので、塗装膜が形成された第１機械加工面にラベルを剥がれ難い状態で貼り付けることができる。

なお、第２機械加工工程の後に含浸を行うことができる。含浸は素材を樹脂などの含浸剤に浸漬して表面に露出した鋳巣に含浸剤を浸透させる処理である。この処理を行うことによって、第２機械加工部に露出した鋳巣を封止することができるとともに、塗装膜の形成が不十分な箇所の封止をすることができ、装置内部の低密度気体の漏洩をより有効に抑制することができる。

また、本発明は、ハードディスク駆動装置の筺体の一部となるベース部材であって、鋳造品であるベース本体と、前記ベース本体の凸部が形成された部分を機械加工した第１機械加工面と、前記ベース本体の表面を覆う塗装膜とを備え、前記ベース本体は、前記第１機械加工面を前記塗装膜で覆った塗装面と、前記第１機械加工面以外の前記ベース本体の一部を機械加工した第２機械加工部とを備えたベース部材である。第１機械加工面には製品の製造情報などが記載されたラベルを貼り付けることができる。

さらに、本発明は、上記ベース部材を備えたスピンドルモータであり、そのようなスピンドルモータを備えたハードディスク駆動装置でもある。このハードディスク駆動装置にはヘリウムガスなどの低密度気体を封入することができる。

本発明によれば、ダイカスト金型の溶損により生じたベース部材の凸部を除去した部分からの低密度気体の漏洩を抑制することができるベース部材、スピンドルモータおよびハードディスク駆動装置を提供することができる。

本発明の実施形態のベース部材を示す平面図である。 本発明の実施形態のベース部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態のベース部材を示す一部を拡大した斜視図である。 本発明の実施形態のスピンドルモータを示す断面図である。 本発明の実施形態のハードディスク駆動装置を示す図であり、（Ａ）はそのカバーを取り外した状態の平面図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態のベース部材の製造方法を示すフローチャートである。

１．ベース部材の構成
図１～３を参照して本発明のベース部材の一実施形態を説明する。図において符号１０は実施形態のベース部材であり、ベース部材１０はアルミニウムのダイカスト鋳造により製造されている。符号１１は底部であり、底部１１は短辺と長辺とを有する長方形板状をなしている。底部１１の全周には、底部１１と直交する方向に延びる側壁部１２が形成されている。

側壁部１２は、ハードディスクの形状に沿った内周面形状を有する円形部１２ａと、ハードディスクに対するデータの書込みと読取りを行う機構を収容する矩形状をなす矩形部１２ｂとを備えている。また、側壁部１２の短辺側の外壁部であってダイカスト金型の溶湯の入口である第１ゲート２０に対応する部分には、第１ゲート２０よりも広い範囲にアルミニウム地が露出した平坦な第１機械加工面１４が形成されている。なお、ダイカスト金型の溶損により形成される凸部は、第１ゲート２０から離れた位置に形成されることもある。その場合には、第１機械加工面１４は、第１ゲート２０に一部が重複するような位置に形成されるか、第１ゲート２０に重複せず隣接した位置に形成される。

側壁部１２の上面１２ｃには、側壁部１２の外壁部と平坦に連続するリブ部１３が形成されている。リブ部１３の厚さは側壁部１２の厚さよりも小さく設定されている。なお、図中符号１５はベース部材１０をハードディスク駆動装置に用いるときに使用する軸であり、符号１８はハードディスク駆動装置のデータの読み書き機構を固定する支柱である。これら、軸１５および支柱１８は、ベース部材１０と一体的にダイカスト鋳造されている。

ベース部材１０には、電着塗装が施されている。なお、塗装方法は電着塗装に限らず、粉体塗装、スプレー塗装、刷毛塗り塗装や、無為電解ニッケルメッキなどのメッキ塗装であってもよい。電着塗装により、第１機械加工面１４は電着塗装膜で覆われている。また、精度が求められる箇所には、アルミニウム地が露出した第２機械加工面部が形成されている。精度が求められる箇所とは、例えばリブ部１３の上面１３ａである。なお、第２機械加工部以外の部分は電着塗装膜で覆われている。

上記構成のベース部材１０にあっては、第１機械加工面１４が電着塗装膜で覆われているので、表面に露出した鋳巣が封止され、第１機械加工面１４からのヘリウムガスなどの低密度気体の漏洩を抑制することができる。また、ダイカスト金型の溶損に対応した箇所に形成された凸部が除去されて第１機械加工面１４が形成されているので、電着塗装膜が形成された第１機械加工面１４に、製品の製造情報などが記載されたラベルを剥がれ難い状態で貼り付けることができる。

２．ベース部材の製造方法
次に、図６を参照して上記ベース部材１０の製造方法について説明する。図６はベース部材１０の製造方法を示すフローチャートである。

（鋳造）
ベース部材１０と同形同大のキャビティを有するダイカスト金型にアルミニウムの溶湯を注入する。この場合、溶湯の入口である第１ゲート２０は、ベース部材１０の短辺側に設けられる。キャビティ内で溶湯が冷却固化したらダイカスト金型を開いてベース部材１０を取り出し、第１ゲート２０に通じるランナーに残されて固化した部分を切断する。

（前加工）
ダイカスト金型の第１ゲート２０の周囲の溶損によって形成された凸部を、エンドミル等を用いた切削加工やグラインダー等を用いた研削加工による機械加工によって除去する。これによって、第１ゲート２０よりも広い範囲に平坦な第１機械加工面１４を形成する。

（電着塗装）
ベース部材１０を水溶性の例えばエポキシ系樹脂を溶かした液中に浸漬し、電流を流してベース部材１０に樹脂を付着させた後に乾燥し、熱硬化させる。この電着塗装により、ベース部材１０の全面が樹脂で覆われ、表面に露出した鋳巣が封止される。

（本加工）
精度が求められる箇所にエンドミル等を用いた切削加工またはグラインダー等を用いた研削加工による機械加工を施し、ベース部材１０のアルミニウム地を露出させる。この機械加工により、所定の寸法精度および面粗度を備えた第２機械加工部を形成する。

（含浸）
ベース部材１０をエポキシ系樹脂などの含浸剤に浸漬し、第２機械加工部の表面に露出している鋳巣に含浸剤を浸透させる。次いで、ベース部材１０を洗浄し、ベース部材１０の全面に付着している含浸剤を除去する。本発明において含浸は必須ではないが、第２機械加工部に露出している鋳巣を封止することにより、第２機械加工部からの低密度気体の漏洩が抑制されるので、必要に応じて採用することができる。

３．スピンドルモータ
図４は上記ベース部材１０を用いた本発明の実施形態のスピンドルモータ１００を示す断面図である。ベース部材１０には、円筒状をなす金属製のシャフト１０２が圧入などの手段によって固定されている。また、ベース部材１０には、ステータコア１０３が固定されている。ステータコア１０３は、薄板状の軟磁性材料（例えば、電磁鋼板）を軸方向で複数枚積層したものであり、環形状を有し、径方向外側に突出した複数の極歯を備えている。複数の極歯は、周方向に沿って等間隔に設けられ、それぞれにコイル１０４が巻回されている。

シャフト１０２には、円錐状の軸受部材２０１，２０２が固定され、軸受部材２０１，２０２にはロータ１１０が回転可能に支持されている。ロータ１１０は、外側円筒部１１１を有し、外側円筒部１１１の内周面には、円環状のロータマグネット１１２が固定されている。ロータマグネット１１２は、周方向に沿ってＳＮＳＮ・・と隣接する部分が交互に異極性となるように着磁されている。ロータマグネット１１２の内周は、隙間を有した状態でステータコア１０３の極歯の外周に対向している。コイル１０４に駆動電流を流すことでロータ１１０がベース部材１０に固定されたシャフト１０２およびステータコア１０３に対して回転する。

また、シャフト１０２の下端中空部分には、ピンなどの封止部材２０３が挿入され、封止部材２０３は接着剤などの固定部材２０４によってシャフト１０２内に固定されている。この封止部材２０３および固定部材２０４によってシャフト１０２からの内部の低密度気体の漏洩が防止されている。

上記構成のスピンドルモータ１００においては、ベース部材１０の第１機械加工面１４からの低密度気体の漏洩が抑制されるので、ベース部材１０をカバーで封止して内部にヘリウムガスなどの低密度気体を封入した場合に、低密度気体の漏洩を抑制することができる。

４．ハードディスク駆動装置
図５は上記スピンドルモータ１００を用いた本発明の実施形態のハードディスク駆動装置４００を示す図である。スピンドルモータ１００には、複数のハードディスク４０１が互いに離間して取り付けられている。ベース部材１０の軸１５には、スイングアーム４０２が回転可能に支持されている。

スイングアーム４０２の先端部には、磁気ヘッド４０３が取り付けられている。また、スイングアーム４０２は、駆動機構４０４によって揺動するようになっている。駆動機構４０４は、支柱１８に取り付けられている。このようなスイングアーム４０２は、各ハードディスク４０１に対してそれぞれ設けられている。そして、スイングアーム４０２，磁気ヘッド４０３，および駆動機構４０４によってハードディスク４０１に対してデータの書き込みと読み取りを行う読書き機構４０５が構成されている。なお、符号４０６は読書き機構４０５を制御する回路基板であり、回路基板４０６は支柱１８に取り付けられている。

図５（Ｂ）に示すように、ベース部材１０の側壁部１２の上面１２ｃには、ヘリウムガスの環境下で内側カバー１６がネジなどによって取り付けられている。内側カバー１６と側壁部１２の上面１２ｃとの間には、ガスケットなどのシール材（図示略）が設けられている。また、ベース部材１０のリブ部１３の上面１３ａには、外側カバー１７が固定されている。外側カバー１７は、溶接ビード１７ａに示されるように、リブ部１３の全周にレーザ溶接などの手段により溶接されている。したがって、ハードディスク駆動装置４００は、内側カバー１６と外側カバー１７とによって二重の密閉構造とされ、内部に密封したヘリウムガスの漏洩が有効に防止されている。

電着塗装膜で覆われた第１機械加工面１４には、製品の製造情報などが記載されたラベルが貼り付ける。ラベルには、粘着剤層が設けられている。第１機械加工面１４は、ダイカスト金型の溶損により形成された凸部を除去した平坦な面であるので、ラベルは剥がれ難い状態で貼り付けられる。

上記構成のハードディスク駆動装置４００では、スピンドルモータ１００によってハードディスク４０１が回転させられ、ハードディスク４０１に対して磁気ヘッド４０３によってデータの書込みと読取りが行われる。上記構成のハードディスク駆動装置４００にあっては、ベース部材１０の第１機械加工面１４からのヘリウムガスの漏洩が抑制されているから、内部からのヘリウムガスの漏洩を抑制することができる。

上記実施形態では、ハードディスク駆動装置４００の内部にヘリウムガスを封入しているが、空気よりも密度の小さい他の気体を封入することもできる。あるいは、減圧下でベース部材１０に内側カバー１６を取り付けることによって、内部の気体を常圧の空気よりも比重の小さいものとすることができる。

本発明は、スピンドルモータやハードディスク駆動装置などの電子機器、およびそれらに用いられるベース部材に利用可能である。

１０…ベース部材、１１…底部、１２…側壁部、１２ａ…円形部、１２ｂ…矩形部、１２ｃ……上面、１３…リブ部、１３ａ…上面、１４…第１機械加工面、１５…軸、１６…内側カバー、１７…外側カバー、１７ａ…溶接ビード、１８…支柱、２０…第１ゲート、１００…スピンドルモータ、１０２…シャフト、１０３…ステータコア、１０４…ステータコイル、１１０…ロータ、１１１…外側円筒部、１１２…ロータマグネット、２０１…軸受部材、２０２…軸受部材、２０３…封止部材、２０４…固定部材、４００…ハードディスク駆動装置、４０１…ハードディスク、４０２…スイングアーム、４０３…磁気ヘッド、４０４…駆動機構、４０５…読書き機構、４０６…回路基板。

Claims (5)

1. ハードディスク駆動装置の筺体の一部となるベース部材の製造方法であって、
   鋳造によりベース本体を成形する成形工程と、
   前記ベース本体の凸部が形成された部分を機械加工して第１機械加工面を形成する第１機械加工工程と、
   前記ベース本体の前記第１機械加工面を含む表面に塗装膜を形成する塗装工程と、
   前記第１機械加工面以外の前記ベース本体の表面の一部を機械加工して第２機械加工部を形成する第２機械加工工程と、
   を備えたベース部材の製造方法。
2. 前記第２機械加工工程の後に、前記第２機械加工部に露出した鋳巣に含浸剤を浸透させる含浸工程を備えた請求項１に記載のベース部材の製造方法。
3. ハードディスク駆動装置の筺体の一部となるベース部材であって、
   鋳造品であるベース本体と、
   前記ベース本体の凸部が形成された部分を機械加工した第１機械加工面と、
   前記ベース本体の表面を覆う塗装膜と、
   を備え、
   前記ベース本体は、前記第１機械加工面を前記塗装膜で覆った塗装面と、前記第１機械加工面以外の前記ベース本体の一部を機械加工した第２機械加工部と、
   を備えたベース部材。
4. 請求項３に記載のベース部材を備えたスピンドルモータ。
5. 請求項４に記載のスピンドルモータを備え、前記第１機械加工面に粘着剤層を有するラベルを貼り付けたハードディスク駆動装置。
   
   

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