JP3700897B2

JP3700897B2 - ハードディスク装置

Info

Publication number: JP3700897B2
Application number: JP34379197A
Authority: JP
Inventors: 啓司松本; 美保子平尾
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11162099A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステムにおける補助記憶装置として用いられるハードディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ハードディスク装置は、ベース部材とカバー部材とでクリーンチャンバーを構成し、クリーンチャンバー内の清浄空間内にハードディスクを収容し、ヘッドアームにより支持された磁気ヘッドによりハードディスクに対するアクセスを行うように構成されている。
【０００３】
より具体的には、クリーンチャンバー内に、スピンドルモータの少なくともロータハブを回転自在に収容し、これに１枚或いは複数枚のハードディスクを装着している。また、クリーンチャンバー内に、ボイスコイルモータを含むヘッドアッセンブリが収容され、ボイスコイルモータにより回動されるアームの先端の磁気ヘッドをハードディスク表面に対してトレースすることによりデータの読み書きを可能にしている。
【０００４】
この種ハードディスク装置においては、記録密度を高めると共にヘッドとディスク表面間への塵埃粒子の噛み込みに起因するクラッシュを防止する必要上、クリーンチャンバー内における空気の清浄度を高いレベルに保持する必要があり、大気と遮蔽して塵埃の流入を阻止するだけでなく、チャンバー内における塵埃粒子いわゆるコンタミネーションの発生を抑制する必要がある。
【０００５】
クリーンチャンバー内の構成部品，例えばスピンドルモータにおけるシャフトやロータハブ、ヘッドアッセンブリのシャフトやアーム部材或いは各種の止めねじ等の部品として、一般的な鉄や構造用鋼に比べて錆びにくいステンレス鋼が多用されるようになっているのもこのような理由によるところが大きい。
【０００６】
一方、ハードディスク装置のような精密機械に使用される部品には、高い寸法精度が要求されることから、材料自体が優れた成形加工性を有することが求められている。中でも切削加工は最もよく利用される加工法であり、材料の被削性を改善する為に種々快削元素を添加した快削鋼が多用されている。上述したステンレス鋼は比較的削りにくい材料であるが、快削元素としてイオウ（Ｓ）や，テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）等を添加することにより被削性を改善している。快削性成分としてイオウを０．２５％以上含有するステンレス鋼はコストが安くて良好な切削性が得られることから一般によく使用されている。このイオウは主にマンガンサルファイド（ＭｎＳ）として鋼中に存在し、このマンガンとイオウとの比率Ｍｎ／Ｓは製造安定面，切削加工面から通常４前後に設定されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、被削性を向上させるために多用されているイオウは、上述したとおり主にマンガンと結合してマンガンサルファイドとして存在するが、このマンガンサルファイドは大気中の水分と反応して腐食性ガスである硫化水素（Ｈ2Ｓ）を発生することがあり、比率Ｍｎ／Ｓを４前後に設定した通常のステンレス鋼では上述したハードディスク装置のクリーンチャンバー内での使用に支障がある。
【０００８】
一方、比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下のステンレス鋼にあっては、前述したようなイオウを含むガスの発生はほとんどない。これは比率Ｍｎ／Ｓを下げることで、Ｍｎの組成が少なく、化学的に活性なマンガンサルファイドが生成しにくくなり量が減ると同時に安定なクロムサルファイド（ＣｒＳ）が増加するためである。
【０００９】
しかし、比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下のステンレス鋼の場合、湿潤環境下での化学的安定性が増すものの、そのままの状態では錆の発生の問題がある。しかも、快削性成分であるイオウを含むパーティクルの発生もあり、腐食性パーティクルによるコンタミネーションの可能性がある。
【００１０】
ここで、上述したような快削性成分としてイオウを０．２５％以上含有し比率Ｍｎ／Ｓが４前後のステンレス鋼に対し、熱処理いわゆるベーキングすれば、イオウガスを強制的に放出させることが可能であり、コンタミネーションの抑制効果は期待できるが、量産性が悪く、しかも設備コストに問題がある。
【００１１】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意して成されたものであり、その目的とするところは、クリーンチャンバー内に使用されるステンレス鋼からのイオウを含むガスの発生を抑え耐食性低下を防止でき、しかもステンレス材表面の介在物によるパーティクルコンタミネーションを防止したハードディスク装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のハードディスク装置にあっては、スピンドルモータにより回転されるハードディスク、該ハードディスクに対してアクセスする磁気ヘッド等をクリーンチャンバー内に収容してなるハードディスク装置であって、前記クリーンチャンバーの内部空間に露出する部材のうち、ステンレス鋼は快削性ステンレス鋼からなり、該快削性ステンレス鋼は、組成成分としてイオウを０．２５％以上含有しかつマンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下であり、かつ、該快削性ステンレス鋼の表面に残存する汚れ，錆，スケールを除去することの可能な希酸水溶液により酸洗いされていることを特徴とするものである。
【００１３】
この場合、酸洗いを、主に硝酸溶液により行うのがよい。また、快削性ステンレス鋼は、前記酸洗いの後に、中和処理し、クロメート処理するとなおよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１はハードディスク装置の一部（カバー部材）を取り除いた状態の概略の平面構成を，図２は断面構成を示している。
【００１５】
このハードディスク装置は、ベース部材２とこの上面を覆うカバー部材４とからなるクリーンチャンバーを有し、このクリーンチャンバー内に清浄環境が保たれるよう外部より隔離された内部空間６が形成されている。クリーンチャンバー内の内部空間６には中央開口を有する少なくとも１枚（具体例では２枚）のハードディスク８がスピンドルモータ１０により回転出来るように収容されている。
【００１６】
スピンドルモータ１０は、ベース部材２に植設されたシャフト１２と、このシャフト１２の上部に一対の軸受１４により回転自在に支持されたカップ状のロータハブ１６と、シャフト１２の下部に固着されロータハブ１６に装着されたロータマグネット１８に僅かな間隙を介して対向したステータ２０とを備えており、シャフト１２の上端がねじによりカバー部材４に固着され支持されている。２枚のハードディスク８はその中央開口をロータハブ１６の外周面に嵌合させ、両者間にスペーサ２２を介在させた状態でクランプ部材２４を用いてロータハブ１６に固定されている。
【００１７】
また、クリーンチャンバーの内部空間６内には、ヘッドアッセンブリ２６が収容されている。このヘッドアッセンブリ２６は、ベース部材２に植設されたピボットシャフト２８に複数対（具体例では２対）のヘッドアーム３０を回動自在に支持すると共に、各ヘッドアーム３０の先端に磁気ヘッド３２を取付け、ヘッドアーム３０の基部側に設けたボイスコイル３４への通電により上下固定ヨーク板３６に対してヘッドアーム３０を揺動操作する構成になっており、ヘッドアーム３０が揺動することにより、磁気ヘッド３２がハードディスク８表面上をトレースし、ハードディスク８に対するデータの読み書きを可能にしている。
【００１８】
上記内部空間６内には、上述したように、ハードディスク８を回転駆動するためのスピンドルモータ１０やハードディスク８に対する磁気ヘッド３２のトレースを駆動制御するヘッドアッセンブリ２６等が収容されているが、これらの収容部品の内、ロータハブ１６やシャフト１２，２８等、ステンレス鋼で構成されているもの、つまり内部空間６内で構成されるステンレス部品には、快削性ステンレス鋼材が用いられている。
【００１９】
この快削性ステンレス鋼材は、組成成分としてイオウ（Ｓ）を０．２５％以上含有し、良好な快削性を得ている。この快削性元素であるイオウは主にマンガンサルファイド（ＭｎＳ）等として鋼中に存在するが、このマンガン（Ｍｎ）とイオウとの比率Ｍｎ／Ｓは１．８以下、望ましくは１．５以下に設定され、化学的に活性なマンガンサルファイドの量が少なくなる状態に保たれている。
【００２０】
さらに、上記条件に設定されたステンレス鋼材は、所望形状になるよう切削加工が施された後、硝酸等の水溶液を用いて酸洗いされ、ステンレス鋼表面が洗浄される。すなわち、加工時に使用する切削油中の塩素やイオウの除去、加工時に発生するスケールの除去、並びに快削成分であるマンガンサルファイド等の微粒子が除去される。これにより、本ステンレス鋼材に特有の高耐食性が発揮され、並びにパーティクルによるコンタミネーションの発生が防止される。
【００２１】
なお、前記酸洗いは、快削性ステンレス鋼表面の汚損やスケール或いは快削成分を除去できるものであれば他の溶液を使用することもでき、例えば硫酸，塩酸，フッ化水素酸の水溶液等を用いることもできる。
【００２２】
酸洗いが施されたステンレス鋼は、上述したように、耐食性を向上し、パーティクルコンタミネーションを防止することが出来るが、耐食性を更に向上させる場合には、酸洗い後のステンレス鋼に対しアルカリ中和処理した後、クロメート処理すれば、ステンレス鋼表面に強制的に酸化皮膜を形成でき、耐食性が格段に高まる。
【００２３】
次に、本発明の効果を以下の実施例にて説明する。
〔実施例１〕
イオウ０．３％，マンガン０．４％（Ｍｎ／Ｓ＝１．３３）を含有する１８クロムステンレス鋼を切削加工して、図３に示す形状のロータハブ４０すなわちハードディスク装置のクリーンチャンバー内に収容されるスピンドルモータのロータハブを形成する。このロータハブ４０をアルカリ脱脂した後、５０℃の１０％硝酸水溶液にて４０分間酸洗いを行い、水洗，湯洗，純水洗を行い、熱風乾燥させる。こうして得られたロータハブに銀板（ステンレス板に銀メッキしたもの）を巻き付け、さらにアルミホイルで包み、１２０℃にて４時間保持する。その後銀板を取り出し、変色の度合いを目視にて調査する（銀板変色試験）。
【００２４】
次に、酸洗いしたロータハブ２０個を８０℃×９０％の雰囲気下に３６０時間保存した後、ロータハブを取り出し、光学顕微鏡にて錆の有無を調査する。さらに酸洗いしたロータハブ３個の表面を導電性テープにて脱着し、テープ上に付着した異物を任意に５０個走査型電子顕微鏡／エネルギー分散Ｘ線解析装置（ＳＥＭ／ＥＤＸ）にて分析し、イオウを含むパーティクルの数を調査する。以上の評価を行ったところ図４のａ）の結果を得た。図４において、錆の発生数とは、２０個のロータハブのうち錆を発生したロータハブの個数のことであり、また、イオウを含むパーティクル数とは、５０個の異物のうちその異物がイオウを含むパーティクルであった場合の個数のことである。
【００２５】
〔実施例２〕
実施例１で作成したロータハブをアルカリ脱脂後、５０℃５％硝酸水溶液にて４０分間酸洗いを行い、水洗，湯洗，純水洗を行い、熱風乾燥させる。こうして得られたロータハブを同様に評価したところ図４のｂ）の結果を得た。
【００２６】
〔実施例３〕
実施例１で作成したロータハブをアルカリ脱脂後、１０％硝酸と２％フッ酸の混合酸溶液に３分間浸漬して酸洗いを行い、水洗，湯洗，純水洗を行って後、熱風乾燥させる。こうして得られたロータハブを同様に評価したところ図４のｃ）の結果を得た。
【００２７】
〔比較例１〕
実施例１に示すロータハブを酸洗いせず、そのまま塩化メチレン洗浄と中性洗剤による水洗浄を行う。このロータハブを用いて同様の評価を行ったところ図４のｄ）の結果を得た。
【００２８】
〔実施例４〕
実施例１にて酸洗いを行ったロータハブを８０℃２０％水酸化ナトリウム溶液に３０分間浸漬させ、さらに７０℃の５％重クロム酸ナトリウム水溶液に３０分間浸漬し、クロメート処理した後、同様の評価を行ったところ図４のｅ）の結果を得た。
【００２９】
図４の結果から明らかなように実施例１〜４は、比較例と比べて耐食性が向上し、かつイオウを含むパーティクルの付着も認められない。そして、ハードディスク装置に悪影響のあるイオウを含むガスの発生もなく、本発明の効果は顕著であった。
【００３０】
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変更、修正が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のハードディスク装置は、以上説明したように構成されているので、次に記載の効果を奏する。請求項１記載のハードディスク装置にあっては、クリーンチャンバーの内部空間で構成される部材のうちステンレス鋼が、快削成分としてイオウを０．２５％以上含有する快削性ステンレス鋼により構成されているので、被削性が良好となり、所望形状の部材が高精度に得られ、しかも組成成分のマンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下に抑えられているので、ステンレス鋼中における化学的に活性なマンガンサルファイドの量が少なくなる状態に保たれ、ステンレス鋼単独でのイオウを含むガスの発生を抑えることができる。加えて、ステンレス鋼の表面に残存する汚れ，錆，スケールを除去することの可能な希酸水溶液により酸洗いされるので、加工時のスケールや快削成分である微粒子をステンレス鋼表面より除去することができ、耐食性の向上と共にパーティクルによるコンタミネーションを防止することができる。
【００３２】
また、請求項３記載のハードディスク装置にあっては、酸洗いされた前記快削性ステンレス鋼に対し、中和処理後にクロメート処理を施すようにしているので、ステンレス鋼の耐食性を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するハードディスク装置のカバー部材を取り除いた状態の平面図である。
【図２】同ハードディスク装置の切断正面図である。
【図３】実験試料であるスピンドルモータのロータハブの一部除去した正面図である。
【図４】実施例及び比較例の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
２ベース部材
４カバー部材
６内部空間
８ハードディスク
１０スピンドルモータ
４０ロータハブ

Claims

スピンドルモータにより回転されるハードディスク、該ハードディスクに対してアクセスする磁気ヘッド等をクリーンチャンバー内に収容してなるハードディスク装置であって、
前記クリーンチャンバーの内部空間で構成される部材のうち、ステンレス鋼は快削性ステンレス鋼からなり、
該快削性ステンレス鋼は、組成成分に関してイオウを０．２５％以上含有し、マンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下であり、
かつ、該快削性ステンレス鋼の表面に残存する汚れ，錆，スケールを除去することの可能な希酸水溶液により酸洗いされていることを特徴とするハードディスク装置。
前記酸洗いは、主に硝酸溶液により行われることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置。
前記快削性ステンレス鋼は、前記酸洗いの後に、中和処理され、さらにクロメート処理されることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のハードディスク装置。