JPH11162099A - ハードディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
防止しかつ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する。 【解決手段】 スピンドルモータにより回転されるハー
ドディスク８、このハードディスク８に対してアクセス
する磁気ヘッド３２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において、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、この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、快削性ステンレス鋼が酸洗いされていることを特
徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【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が酸
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、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
可能な酸水溶液により行うことが望ましく、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
レス鋼は酸洗いされるので、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４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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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が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。
2. 【請求項２】 前記酸洗いは、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
   な酸水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。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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１〜３のいずれかに記載のハード
   ディスク装置。