JP3659311B2

JP3659311B2 - ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターのヨーク部品及びヨーク部品のバリ取り方法並びにボイスコイルモーター

Info

Publication number: JP3659311B2
Application number: JP25414599A
Authority: JP
Inventors: 良大杉; 節有川; 信隆小林
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP2001078418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品及びこのヨーク部品表面のバリ取り方法に関し、特に細かな細工を施している部分を含むすべての稜線のバリを除去することができるヨーク部品のバリ取り方法に関する。また、本発明は、このようなバリが除去されたヨーク部品を用いたハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターは、図１に示したように、主に高い磁気特性を有している希土類磁石ａと、磁気回路を構成するヨーク部品ｂとで構成されており（なお、図中ｃはコイルである）、ハードディスクの記憶容量増大化に伴う磁気ヘッド浮上量の減少により、ヘッドクラッシュに至らないよう近年ますますその清浄化が切望されている。
【０００３】
これらのうち、特にプレス板金，切削加工等で製造されるヨーク部品は、優れたモーター性能を得るために低炭素鋼を主に使用しているが、低炭素鋼は粘りやすい性質をもっているため、せん断バリや切削バリが発生しやすいという欠点を有している。
【０００４】
また、年々ハードディスクドライブが小型化しているため、これに使用するボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品も小型化、形状の複雑化が進んでおり、貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施したヨーク部品が増え、バリの発生頻度は増加する傾向にある。例えば外径３ｍｍ程度の貫通穴やネジ穴には、厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のせん断バリや切削バリがしばしば発生している。このバリは、ただヨーク部品表面に付着しているだけでなく、物理的要因，化学的要因により容易に脱落する可能性がある。
【０００５】
また、ヨーク部品の表面はニッケルメッキが施されているので、バリが脱落しなくとも、バリが衝撃を受けた際に、その表面についているニッケル粉が脱落する可能性もある。
【０００６】
バリの脱落は、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの清浄度の劣化を引き起こし、もしハードディスクドライブ作動時に脱落したバリが磁気ヘッドに衝突すれば、ヘッドクラッシュ等の問題が生じる。特に近年はヘッド浮上量が０．１μｍ以下になっており、０．５ｍｍ以下のバリの脱落もヘッドクラッシュの原因となり得る。
【０００７】
また、もしハードディスク上に脱落したバリが付着すれば、バリは強磁性を示すため、記録されたデーターの破損等の問題が生じる。特に近年はハードディスクの記録密度が１ギガバイト／ｃｍ²以上になっており、０．５ｍｍ程度のバリの脱落も重大な記録されたデーターの破損となり得る。
【０００８】
このようなハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品のバリを除去するため、各種のバリ取り方法が提案されているが、いずれの方法もバリ取り方法として完全なものではない。例えば、バレル研磨によるバリ除去は、ヨーク部品の外周の稜線等に発生する大きなバリの除去には有効であるが、貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かな細工を施している部分のヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバリは、研磨材が十分に衝突しないため除去できないという不利があった。
【０００９】
また、化学研磨によるバリ除去は、ヨーク部品全体のいかなる場所でもヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．１ｍｍ以下の微小バリ取りには有効であるが、長時間の化学研磨処理だけではヨーク部品本体をも溶かしてしまうので、ヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下の大きさのバリを溶かして除去することができないという不利があった。通常、化学研磨は、バレル研磨で除去できない研磨材の径より小さい貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分の、ヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバリを補足的に小さくすることを目的として使われているが、これらを完全に除去する効果を持っていないことは前述の通りである。
【００１０】
一方で、砥粒流動加工によるバリ除去は、切削加工等で発生する根元の細いヒゲ状バリは取れるものの、せん断により発生したバリは、その先端に対し根元が広い形状をしており、研磨材を混練した粘弾性媒体を加圧してバリ除去を試みても、根元からの除去ができないという不利があり、一般にハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品のバリ取りには用いられていない。
【００１１】
従来の技術では、バレル研磨のみ又はバレル研磨後に化学研磨を行うことがハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品のバリ取りの主流となっているが、貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かな細工を施している部分のヨーク部品に存在する厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバリは除去できず、ブラシ等で除去する場合もあった。
【００１２】
しかし、バリが残る原因となる細かな細工を施している部分は、そのヨーク部品の形状が一製品ごとに異なるため、ブラシングの自動化は困難であり、人手をかけて行わざるを得ず、コストがかかりすぎるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記事情を改善するためになされたもので、ヨーク部品の細かな細工を施された部分を含むすべての稜線にバリを有さないハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品、及びヨーク部品のバリを確実にしかも効率よく除去することができるヨーク部品のバリ取り方法、並びにかかるバリ取りが施されたヨーク部品を用いたハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、せん断加工、切削加工等が施されてバリが生成している低炭素鋼のヨーク部品に対し、まずバレル研磨を施し、次いで砥粒流動加工を行うことにより、ヨーク部品全体の細かな細工を施している部分、即ち、バレル研磨の研磨材が十分に衝突し得ず、バリの除去が困難である外径１０ｍｍ以下の貫通穴，ネジ穴，くぼみ及び半径５ｍｍ以下の曲げ加工等の部分を含む、すべての稜線に存在しているバリを確実に除去できることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【００１５】
従って、本発明は、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの低炭素鋼からなるヨーク部品表面に存在するバリを除去する方法であって、上記ヨーク部品に対しバレル研磨工程を行い、次いで砥粒流動加工工程を行うことを特徴とするヨーク部品のバリ取り方法を提供する。また、本発明は、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成する低炭素鋼からなるヨーク部品であって、上記バリ取り方法により得られた稜線に０．５ｍｍ以下のバリを有さないヨーク部品、及び上記ヨーク部品を用いたハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターを提供する。
【００１６】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の方法が適用されるバリ取りにおいて、バリは低炭素鋼を用いたハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品に存在している特に厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下の、細かな細工を施している部分を含むすべての稜線に発生したバリを指す。図２は、バリの態様を模式的に示し、（Ａ）はプレスしたヨークのせん断バリ、（Ｂ）は切削したヨークのヒゲ状バリを示し、バリの厚さ及び太さの定義を示しているが、本発明はこれに制限されるものではない。
【００１７】
本発明のバリ取り方法は、上記バリが生じているヨーク部品に対し、バレル研磨工程及び砥粒流動加工工程を順次行うものであり、以下、本発明において実施される諸工程について説明する。
【００１８】
［バレル研磨工程］
バレル研磨は、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品の貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分以外の、研磨材がバレルにより十分に衝突可能な稜線に発生したバリの除去を目的とする。また、同時に貫通穴，曲げ加工等の細かい細工を施した部分のヨーク部品に存在する厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のせん断により発生したバリに、バリを取るためには不十分ながら、研磨材を衝突させることにより、強制的に圧延して根元を細くして、次工程の砥粒流動加工工程で除去しやすい形状にする目的も同時に有している。
【００１９】
バレル研磨は、アルミナ，シリカ，マグネシア等を主成分とする研磨材を使用し、ヨーク部品と防錆液等を添加した水とを同時に回転バレル、振動バレル又は遠心バレルなどに封入し、研磨材とヨーク部品とを回転，振動等により衝突させることにより行うことができる。この場合、研磨材の大きさは３ｍｍ以上、特に５ｍｍ以上で、２０ｍｍ以下、特に１５ｍｍ以下の、通常１０ｍｍ前後の球形もしくは三角形のものが使用され、あまり細かい砥粒を入れることは望ましくない。ネジ穴やくぼみなどに砥粒が残るためである。この工程により、ヨーク部品の貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分以外の、研磨材がバリにいろいろな角度から十分に衝突可能な稜線に発生した厚さ又は太さが１．０ｍｍ以下のバリは除去される。ただし、貫通穴，曲げ加工等の細かい細工を施した部分のせん断により発生した厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバリは、研磨材が限られた方向からしか衝突し得ず、圧延されたような形状になり、除去されずに残っている。しかし、その根元はバレル研磨前と比較して薄くなり、次工程の砥粒流動加工によるバリ取りで除去しやすい形状にすることができる。
【００２０】
従来の技術では、これらのバレル研磨工程で除去されない貫通穴，曲げ加工等の細かい細工を施した部分のせん断により発生したヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバリは、放置されるか又は化学研磨で補足的に溶かして小さくされていたが、完全な除去には至っていないことは前述の通りである。
【００２１】
［砥粒流動加工によるバリ取り工程］
砥粒流動加工によるバリ取りは、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品の貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分のヨーク部品に存在する厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバレル研磨では除去できないバリの除去を目的とする。
【００２２】
砥粒流動加工は、粘土状の粘弾性媒体と研磨材を混練した特殊なメディアを用いて、バリ取りを希望する個所へ機械的に圧力を加えて押し込み、粘弾性媒体が有する弾性運動の効果が混練されている砥粒に加わり、研磨に必要とする研磨圧力と砥粒速度が得られ、バリ取りが施される。砥粒流動加工の加圧方向は、バリ取り能力を高めるためにメディアが往復できるように、上下両方向より加圧できる構造になっている。
【００２３】
このような装置を用い、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品の貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分のヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバレル研磨では除去できないバリが発生している個所に、治具を用いてメディアをバリの取りたい個所に流動させるための流路を確保する。この場合、量産性を高めるために、ヨーク部品を複数枚重ね合わせて、同時に砥粒流動加工を行うよう治具を工夫することがよい。メディアの弾性に関しては、任意に設定してよいが、磁気回路を構成するヨーク部品の貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分の厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のバレル研磨では除去できないバリを除去するためには、粘弾性があまり高くないメディアを用いたほうがよい。また、砥粒流動加工後、メディアをヨーク部品から除去しやすいように、予めメディアに若干の油脂を含ませてもよい。研磨材（砥粒）の材質は、炭化珪素，ボロンカーバイト，ダイヤモンド等を用い、粒径は、バリの発生状況に合わせ、＃５０〜＃５００の適切な大きさの粒径を選定する。加圧圧力に関しても、バリの発生状況に合わせ、１０〜１００ｋｇ／ｃｍ²の適切な圧力を選定する。砥粒流動加工によるバリ取り後は、ヨーク部品の貫通穴，ネジ穴，くぼみ等にメディアが詰まっているので、エアーや水洗等で除去する必要がある。これにより、特に貫通穴，曲げ加工等の打ち抜きプレス工程で作成された細かい細工を施した部分のヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のせん断により発生したバリは、前工程のバレル研磨にて強制的に圧延して根元が細い形状になっていることにより、従来の砥粒流動加工によるバリ取り単独では取り得なかったプレス加工により発生したせん断バリをも除去できる。
【００２４】
また、ネジ穴，くぼみ等の切削加工で細かい細工を施した部分の切削により発生したヒゲ状バリは、根元が細いため、砥粒流動加工による砥粒の衝突で完全に除去される。
【００２５】
なお、このような装置については、「砥粒流動加工によるバリ取り法」（日刊工業新聞社発行「機械技術」第３６巻第９号（１９８８年８月号））に記載されている。
【００２６】
ここで、前工程でバレル研磨を行うことなく砥粒流動加工によるバリ取りを行った場合には、せん断により発生したバリは、その先端に対し根元が広い形状をしており、研磨材を混練した粘弾性媒体を加圧してバリ除去を試みても、根元からの除去ができないことは前述の通りであり、細かな細工をしている部分を含むすべての稜線のせん断により発生したバリは全く除去されない。
【００２７】
稀にではあるが、バレル研磨工程と砥粒流動加工によるバリ取り工程とを順次行ったヨーク部品の細かい細工を施した部分において、ヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．１ｍｍ以下のせん断により発生した微小バリがヨーク部品本体に倒れて密着してしまい、砥粒を混練したメディアが十分に衝突し得ず、依然として若干除去できていない場合がある。このようなものが存在する場合は、仕上げに化学研磨を行って溶かして除去することが効果的である。化学研磨は、主成分を過酸化水素水、水素二フッ化アンモニウム又はリン酸等を１〜４０％含有する水溶液にヨーク部品を１０秒〜１０分間浸漬し、バリを化学的に溶解して除去する。
【００２８】
化学研磨を行う場合には、ヨーク部品は表面が活性化しているため、化学研磨終了後、直ちに水洗，酸洗いを施し、メッキ（ニッケル、銅等）を行うことが望ましい。なお、砥粒流動加工後の化学研磨、メッキ工程は、ヨーク部品を固定又は吊り下げる治具等を共通化することにより、砥粒流動加工−化学研磨−メッキを連続して処理することもできる。
【００２９】
図３は、バレル研磨，砥粒流動加工，補助的仕上げ処理としての化学研磨の各工程で、貫通穴内に発生したせん断バリが除去される過程を模式的に示し、（Ａ）はバレル研磨前、（Ｂ）はバレル研磨後、（Ｃ）は砥粒流動加工後、（Ｄ）は化学研磨後の状態を示す。図中１はヨーク部品本体、２はこれに形成された貫通穴を示し、バレル研磨前（Ａ）においては貫通穴２の外周縁部に微小なせん断バリ１１、厚さが０．５ｍｍ以下のせん断バリ１２が形成されており、これらバリ１１，１２は貫通穴２の貫通方向に沿って外方に突出している。これらバリ１１，１２は、いずれも先端に対し根元が太く、砥粒流動加工だけでは除去できないものである。このようなバリ状態のヨーク部品１に対し、バレル研磨を施す（Ｂ）と、上記バリ１１，１２に研磨材３が当たり、これらバリ１１，１２を内方（貫通穴２方向）に押しやる。これにより、これらバリ１１，１２は、このバレル研磨によっては除去されないが、圧延されて根元が細くなる。なお、微小なせん断バリ１１においては、図示したように、貫通穴２内周壁に倒れ、寝てしまう（先端側が内周壁に当接してしまう）場合がある。次いで、砥粒流動加工を施す（Ｃ）と、上述したように、バレル研磨によりバリ１１，１２の根元が細くなっているので、上記バリ１１，１２は砥粒流動加工により除去される。しかし、上記貫通穴２内周壁に倒れ込んだ微小なせん断バリ１１は、なお除去されない場合がある。このように微小なせん断バリ１１がわずかに残っていても、化学研磨を行う（Ｄ）ことにより、完全に除去されるものである。なお、本発明において、バリ取りの態様は図３に限られるものではない。
【００３０】
以上の条件により、ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するヨーク部品は、大きなバリから貫通穴，曲げ加工，ネジ穴等の細かい細工を施した部分のバリまで、従来バレル研磨，砥粒流動加工によるバリ取りのいずれかを単独で用いるだけでは除去することができなかった、ヨーク部品に存在している厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のせん断により発生した細かな細工を施している部分のバリを含め、すべてのバリが除去される。これにメッキを施すことにより、ハードディスクドライブに有害なバリの脱落を心配する必要がないボイスコイルモーターのヨーク部品として製品化される。
【００３１】
本発明のヨーク部品は、外径１０ｍｍ以下の貫通穴、ネジ穴もしくはくぼみ又は半径５ｍｍ以下の曲げ加工部分といった細かな細工部分を有すると共に、これら細かな細工部分を含むすべての稜線のバリが上述した方法等により除去され、稜線に０．５ｍｍ以下のバリを有さないものである。
【００３２】
このヨーク部品を用い、磁石を接着して着磁，組立を行うことにより、ハードディスクドライブに有害なバリの脱落を心配する必要がないボイスコイルモーターとして製品化することができる。なお、上記ヨーク部品を組み込んだボイスコイルモーターのその他の部品、構成は公知のものとすることができる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３４】
〔実施例〕
厚さ３．２ｍｍのＳＰＣＣ冷間圧延鋼鈑を用い、プレス打ち抜きにてハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成する重量３０ｇのヨーク部品を作成した。ヨークは対角５ｃｍ程度の平板状であるが、厚み方向に外径３ｍｍの貫通穴を２ヶ所，外径２．５ｍｍの転造タップを１ヶ所開けている。これらはボイスコイルモーターをハードディスクドライブに組み込む際の位置決めに使用されている。打ち抜いたままの状態では、外径３ｍｍの貫通穴の稜線を含むすべてのプレスダイ側の稜線にせん断バリが発生している。また、外径２．５ｍｍの転造タップ穴内のネジ山にはネジきりによるヒゲ状バリが発生している。この試験片に以下の条件で回転バレル研磨、砥粒流動加工を順次行った。
【００３５】
［回転バレル研磨工程］
ヨーク部品投入量５０個×３０ｇ
外径１５ｍｍ球状研磨材投入量５ｋｇ
（研磨材：アルミナ、シリカを主成分）
回転数４６ｒ．ｐ．ｍ
研磨時間１時間
【００３６】
［砥粒流動加工によるバリ取り工程］
メディア：＃３２０の炭化珪素を混練したポリマーベースの母材を使用
加圧圧力：５０ｋｇ／ｃｍ²
片側時間：３０秒
往復回数：１回
上記条件にて、合計１分間外径３ｍｍ貫通穴２個所，外径２．５ｍｍ転造タップにそれぞれ砥粒流動加工によるバリ取りを行った。
【００３７】
上記の処理を行ったヨークにニッケルメッキを施した。これにおける通常の稜線部のせん断バリ，外径３ｍｍ貫通穴の稜線部のせん断バリ，外径２．５ｍｍ転造タップのヒゲ状バリを観察した。その結果を表１に示す。
【００３８】
〔比較例〕
比較のため、下記のヨークを同時に作成し、同様にバリ除去状態を評価した。
（比較例１）
上記工程の［バレル研磨工程］のみ実施したもの。
（比較例２）
上記工程の［バレル研磨工程］と［化学研磨工程］とを実施したもの。
（比較例３）
上記工程の［砥粒流動加工によるバリ取り工程］のみを実施したもの。
【００３９】
なお、［化学研磨工程］は、過酸化水素水、水素二フッ化アンモニウムを主成分とする化学研磨液（三菱瓦斯化学株式会社製ＣＰＬ−１００）を三倍希釈し、２０℃にて１分間処理した。
これらの結果を表１に併記する。
【００４０】
【表１】

◎：観察したすべてのヨーク部品において、バリは完全に除去されている。
○：バリはほぼ完全に除去されているが、わずかに残っているヨーク部品もある。
△：バリ除去にほとんど効果はなく、バリはまだ大半のヨーク部品で残っている。
×：観察したすべてのヨーク部品において、バリは全く除去されていない。
−：バリ除去処理前より該当するバリが存在しない。
【００４１】
なお、実施例において、［砥粒流動加工によるバリ取り工程］を施した後、［化学研磨工程］を続いて行ったところ、表１に示す０．１ｍｍ以下のせん断バリを完全に除去することができた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成するバリ取りを施したヨーク部品の製造方法は、細かい細工をしている部分を含むすべての稜線に対するバリ除去に有効であり、ハードディスクドライブに有害なバリを除去した清浄なボイスコイルモーターの製造に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボイスコイルモーターの概略斜視図である。
【図２】ヨーク部品に存在するバリの態様を模式的に示すもので、（Ａ）はプレスしたヨークのせん断バリ、（Ｂ）は切削したヨークのヒゲ状バリの説明図である。
【図３】ヨーク部品の貫通穴に生じたバリの除去過程を模式的に示し、（Ａ）はバレル研磨前、（Ｂ）はバレル研磨後、（Ｃ）は砥粒流動加工後、（Ｄ）は化学研磨後の状態の説明図である。
【符号の説明】
１ヨーク部品本体
２貫通穴
３研磨材
１１，１２バリ

Claims

ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの低炭素鋼からなるヨーク部品表面に存在するバリを除去する方法であって、上記ヨーク部品に対しバレル研磨工程を行い、次いで砥粒流動加工工程を行うことを特徴とするヨーク部品のバリ取り方法。
上記砥粒流動加工工程後、化学研磨工程を行う請求項１記載のバリ取り方法。
バリが厚さ又は太さが０．５ｍｍ以下のものである請求項１又は２記載のバリ取り方法。
バリがヨーク部品製作時のせん断加工により生じたバリである請求項１，２又は３記載のバリ取り方法。
ハードディスクドライブ用ボイスコイルモーターの磁気回路を構成する低炭素鋼からなるヨーク部品であって、請求項１記載のバリ取り方法により得られた稜線に０．５ｍｍ以下のバリを有さないヨーク部品。
請求項５記載のヨーク部品を用いたハードディスクドライブ用ボイスコイルモーター。