JP3777293B2 - 精密可動装置用セラミックス部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置、光ディスク装置、スピルドンモーター部品等の精密可動装置に用いられるセラミックス部品及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置の各部、他の精密可動装置のスピンドルモーター部品等にあっては、作動機構をミクロン単位で管理し制御するため、使用する部品からパーティクル（塵）が発生することをできる限り抑える必要がある。例えば、磁気ディスク装置に使用される部品などは、ミクロン単位のパーティクルが、可動部と固定部との摺動部分で噛み込み、焼き付きを発生して装置不良の原因となることがある。従って、このような部分に用いられる部品に対して従来は例えばメッキ処理を施していた。
【０００３】
一方、精密可動装置にあっては、近年の高精度化に伴い、用いる部品に一層精密なものが要求される。そこで、加工や熱による変形が少なく高精度加工が可能なセラミックス材が注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セラミックス材は金属に比較してパーティクルの発生が多いことが知られており、この点が精密可動装置に用いる上で問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記したような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、部品表面より発生（脱落）するパーティクルを低減して信頼性が向上した精密可動装置用セラミックス部品及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、本発明によれば、精密可動装置用セラミックス部品であって、部品形状に加工した状態で大気中または酸化雰囲気中で１０００℃乃至１２００℃の温度で熱処理して１μｍ以下の表面皮膜が形成されたセラミックス材からなると共に、前記熱処理の保持時間が２時間以上１０時間以下となっていることを特徴とする精密可動装置用セラミックス部品、及び精密可動装置用セラミックス部品の製造方法であって、セラミックス材を部品形状に加工した後、大気中または酸化雰囲気中で１０００℃乃至１２００℃の温度で熱処理して１μｍ以下の表面皮膜を形成し、かつ前記熱処理の保持時間を２時間以上１０時間以下としたことを特徴とする精密可動装置用セラミックス部品の製造方法を提供することにより達成される。
【０００７】
このようにセラミックス材を部品形状に加工した後に高温熱処理することで、セラミックス表層が補修され、パーティクルの発生が抑制される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明によるセラミックス部品が用いられた固定磁気ディスク装置の磁気ディスク及びその周辺の構造を簡略に示す断面図である。図示されない筐体に固定されたスピンドルモータ１の回転軸１ａには、複数の磁気ディスク２が積層され、保持されている。各磁気ディスク２の間には本発明によるセラミックス部品として、各磁気ディスク２間の位置決め用リング状セラミックススペーサ３が介在し、各磁気ディスク２同士の間隙を確保している。
【００１０】
セラミックススペーサ３は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ₂）等の酸化物系セラミックスの他、窒化珪素、炭化珪素系セラミックス、ＭｇＯ−ｎＳｉＯ₂またはＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣの原料に導電性を確保するべく酸化錫、酸化鉄、酸化チタン及び酸化マンガンのいずれかを含むものを焼結し、これを機械加工した後、４００℃〜１４００℃の温度で大気中または酸化雰囲気中で保持時間を１０時間以下とする熱処理を施してなる。
【００１１】
【実施例】
実施例１
セラミックスの原料を所望の形状に固めて焼結し、酸化錫を含む酸化物セラミックスとしてフォルステタイト（ＭｇＯ−ｎＳｉＯ₂）を得、これに機械加工を施した後、下記の熱処理を施して部品を得た。
【００１２】
熱処理条件
熱処理温度：８００℃、１０００℃、１２００℃
雰囲気 ：大気
熱処理時間：保持時間２時間
尚、熱処理の温度パターンの一例を図２に示す。昇温時間中にも加熱は行われている。
【００１３】
表１に熱処理温度と部品表面積１ｃｍ²あたりの各粒径のパーティクルの数との関係を示す。また、図３に表１に対応するグラフを示す。比較例として熱処理していない部品の１ｃｍ²あたりのパーティクルの数を示す。ここで、上記した熱処理を施すことにより、珪化物を含有した１μｍ以下の表面被膜が形成されるが、図３に熱処理温度とこの表面被膜の厚み（Å）との関係も併せて示す。
但し、パーティクルの発生は、表面被膜の形成のみによるのではなく（図３の９００℃において、表面被膜がうすくてもパーティクルの発生が抑えられていることからわかるように）、表層部の自己拡散現象等も発生し、加工後表層部が補修されていると考えられる。
【００１４】
【表１】

【００１５】
表１及び図３により明らかなように、熱処理温度が高いほど表面被膜の厚みが急激に増し、パーティクルの数が減っているのがわかる。
【００１６】
実施例２
セラミックスの原料を所望の形状に固めて焼結し、酸化錫を含む酸化物セラミックス（ＭｇＯ−ｎＳｉＯ₂）を得、これに機械加工を施した後、下記の熱処理を施して部品を得た。
【００１７】
熱処理条件
熱処理温度：８００℃、１０００℃、１２００℃
雰囲気 ：大気
熱処理時間：保持時間０時間、０．５時間、１．０時間、２．０時間、１０時間
表２に、各温度（８００℃、１０００℃、１２００℃）に於ける熱処理時間と表面積１ｃｍ²あたりの粒径２μｍのパーティクルの数との関係を示す。また、図４に表２に対応するグラフを示す。
【００１８】
【表２】

【００１９】
表２及び図４により明らかなように、熱処理時間が長いほど、パーティクルの数が減っているのがわかる。但し、図４の傾向から熱処理時間が１０時間を超えてもそれ以降はパーティクルの数はあまり減らないことがわかる。
【００２０】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、本発明による精密可動装置用セラミックス部品及びその製造方法によれば、セラミックス材を焼成して部品形状に加工した後、大気中または酸化雰囲気中で４００℃乃至１４００℃の温度で熱処理することにより、保護膜の形成並びに表層補修が行われ、パーティクルの発生が顕著に低減することから、このセラミックス部品を磁気ディスク装置等の精密可動装置に使用することで、その信頼性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセラミックス部品が用いられた固定磁気ディスク装置の磁気ディスク及びその周辺の構造を簡略に示す断面図。
【図２】本発明による熱処理の温度パターンを示す図。
【図３】本発明による熱処理温度と１ｃｍ²あたりのパーティクルの数との関係を示すグラフ。
【図４】本発明による熱処理温度時間と１ｃｍ²あたりのパーティクルの数との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１ スピンドルモータ
１ａ 回転軸
２ 磁気ディスク
３ リング状セラミックススペーサ

Claims (7)

1. 精密可動装置用セラミックス部品であって、
   部品形状に加工した状態で大気中または酸化雰囲気中で１０００℃乃至１２００℃の温度で熱処理して１μｍ以下の表面皮膜が形成されたセラミックス材からなると共に、
   前記熱処理の保持時間が２時間以上１０時間以下となっていることを特徴とする精密可動装置用セラミックス部品。
2. 前記セラミックス材が、窒化珪素、炭化珪素系セラミックス、酸化珪素及びＭｇＯ−ｎＳｉＯ_２ のいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の精密可動装置用セラミックス部品。
3. 前記セラミックス材が、導電性を確保するべく酸化錫、酸化鉄、酸化チタン及び酸化マンガンのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の精密可動装置用セラミックス部品。
4. 前記精密可動装置用セラミックス部品が、磁気ディスク装置、光ディスク装置または光磁気ディスク装置のディスク間の位置決めに用いられるセラミックススペーサからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の精密可動装置用セラミックス部品。
5. 精密可動装置用セラミックス部品の製造方法であって、
   セラミックス材を部品形状に加工した後、大気中または酸化雰囲気中で１０００℃乃至１２００℃の温度で熱処理して１μｍ以下の表面皮膜を形成し、かつ前記熱処理の保持時間を２時間以上１０時間以下としたことを特徴とする精密可動装置用セラミックス部品の製造方法。
6. 前記セラミックス材が、窒化珪素、炭化珪素系セラミックス、酸化珪素及びＭｇＯ−ｎＳｉＯ_２ のいずれかからなることを特徴とする請求項５に記載の精密可動装置用セラミックス部品の製造方法。
7. 前記セラミックス材が、導電性を確保するべく酸化錫、酸化鉄、酸化チタン及び酸化マンガンのいずれかを含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の精密可動装置用セラミックス部品の製造方法。

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