WO2010004829A1 - 機械部品およびその製造方法 - Google Patents

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WO2010004829A1
WO2010004829A1 PCT/JP2009/060679 JP2009060679W WO2010004829A1 WO 2010004829 A1 WO2010004829 A1 WO 2010004829A1 JP 2009060679 W JP2009060679 W JP 2009060679W WO 2010004829 A1 WO2010004829 A1 WO 2010004829A1
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英之 筒井
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Definitions

  • the present invention relates to a machine part and a method for manufacturing the machine part, and more particularly to a machine part formed by fixing at least one part made of a resin material with an anaerobic adhesive and a method for manufacturing the machine part.
  • thermosetting adhesive and the anaerobic adhesive are generally used as the adhesive used to fix both of them.
  • Thermosetting adhesives can secure the necessary and sufficient adhesive strength between the two parts to be joined, but heat treatment is required for curing and the cost is high, and the shrinkage rate during curing is relatively large.
  • an anaerobic adhesive that hardly causes these problems tends to be preferably used.
  • it is difficult for an anaerobic adhesive to ensure high adhesive strength between two parts, and a mechanical part composed of two parts bonded by using this is difficult in terms of reliability. In particular, this problem becomes significant when at least one of the two parts to be joined is formed of a resin material.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and in a mechanical part formed by fixing two parts, at least one of which is made of a resin material, with an anaerobic adhesive, the adhesive strength between the two parts is sufficient. Therefore, the first problem is to improve the reliability.
  • Another object of the present invention is to provide a method that can sufficiently increase the adhesive strength between the two parts while being low in cost.
  • the mechanical part according to the present invention made to solve the first problem is formed by fixing two parts, at least one of which is made of a resin material, with an anaerobic adhesive.
  • the adhesive strength per unit area of the component is 8 N / mm 2 or more.
  • the “adhesion strength” referred to here means strictly the “shear adhesive strength” defined in JISK6850 or JISK6852.
  • the adhesive strength per unit area of the other part with respect to one part is 8 N / mm 2 or more, the above-mentioned is concerned when two parts are bonded and fixed with a thermosetting adhesive. The necessary and sufficient adhesive strength can be ensured between the two parts while avoiding this problem, and the reliability of this type of machine part can be improved.
  • the above configuration can be obtained by, for example, applying UV treatment to the adhesive surface of a resin component (one component formed of a resin material).
  • the adhesion strength of the resin part to the mating part can be determined by roughening the adhesive surface by etching (including wet etching such as chemical etching or dry etching such as shot blasting), or the surface on which the adhesive surface is molded. This can be enhanced by injection molding of resin parts using a mold having minute irregularities (anchor effect).
  • the former method requires a step of removing and removing minute foreign matters generated along with etching in addition to the necessity of forming and removing the masking. Further, the latter method has problems that it is difficult to perform demolding smoothly and that predetermined unevenness cannot be obtained due to wear of the mold.
  • the configuration of the present invention in which the UV treatment is performed on the adhesive surface of the resin component, these problems can be eliminated and the adhesion strength to the counterpart component can be increased stably and at low cost.
  • the above resin component can be, for example, a bearing component, and the mechanical component according to the present invention including this resin component is particularly suitable as a component of a hydrodynamic bearing device that requires a high level of various dimensional accuracy. Furthermore, the hydrodynamic bearing device having the above-described configuration of the present invention is suitable as a bearing device for a spindle motor including a stator coil and a rotor magnet.
  • the mechanical component according to the present invention having the above-described configuration can be manufactured, for example, as follows. That is, the first manufacturing method of a machine part according to the present invention made to solve the second problem is a machine in which at least one of two parts formed of a resin material is fixed with an anaerobic adhesive.
  • the method of manufacturing a part after irradiating an adhesive surface of a resin part with an electromagnetic wave transmitted through an infrared cut filter having an electromagnetic wave transmittance of 254 nm and a wavelength of 254 nm to 80%, the other part is applied to the resin part. It is characterized by adhering and fixing.
  • the UV treatment is performed, for example, by irradiating the work with an electromagnetic wave having a wavelength in the ultraviolet region from a light source such as an HID lamp typified by a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp, or an excimer lamp.
  • a light source such as an HID lamp typified by a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp, or an excimer lamp.
  • the HID lamp has a merit that the irradiable distance is long and the degree of freedom of the processing process can be increased. Therefore, the HID lamp is frequently used for UV processing for this type of mechanical component.
  • the HID lamp irradiates light rays including electromagnetic waves (infrared rays) in the infrared region wavelength as well as electromagnetic waves (infrared rays) in the ultraviolet region wavelength
  • the HID lamp is processed for a long time to obtain a sufficient adhesive improvement effect. If it does, the surface temperature of an adhesion surface will rise and the problem that a resin component will carry out a heat deformation will arise. For example, it is possible to solve this type of problem by providing a predetermined cooling time during the UV processing, but the processing time is lengthened and the cost is increased.
  • UV treatment is performed. Even when an HID lamp is used as a light source, the infrared rays are cut by an infrared cut filter, so that the problem of thermal deformation of resin parts can be effectively avoided and the adhesion of the adhesive surface can be improved. it can.
  • the cooling time for the resin parts provided during the UV processing is not required as described above, the processing time can be shortened to reduce the processing cost. Alternatively, the cooling time can be reduced to the UV irradiation time. It is possible to obtain a further effect of improving adhesiveness. Further, since UV processing can be performed using an HID lamp, the degree of freedom of processing steps is high as described above, which is suitable when UV processing is performed on this type of mechanical component.
  • an infrared cut filter having an electromagnetic wave transmittance of 254 nm and a wavelength of 80% or less is used. Theoretically, the electromagnetic wave transmittance at a wavelength of 254 nm is preferably as close to 100% as possible. However, an infrared cut filter having an electromagnetic wave transmittance of 254 nm and a wavelength exceeding 80% has a high infrared transmittance, which causes a problem of excessive temperature rise on the resin surface (thermal deformation of resin parts). This is because an infrared cut filter having an electromagnetic wave transmittance of 254 nm in wavelength that can eliminate the above problem exceeds 80% does not exist due to technical problems.
  • the infrared cut filter used in the above method has an electromagnetic wave (infrared) transmittance with a wavelength of 800 nm of 10% or more and 30% or less.
  • the transmittance is less than 10%, the electromagnetic wave transmittance at a wavelength of 254 nm is also lowered, so that a sufficient reforming effect cannot be expected, and if the transmittance exceeds 30%, This is because it becomes difficult to reliably solve the problem.
  • the mechanical component according to the present invention can be manufactured as follows. That is, the second manufacturing method of a machine part according to the present invention made to solve the second problem is a machine in which two parts, at least one of which is formed of a resin material, are fixed with an anaerobic adhesive.
  • the resin component is irradiated with an electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm and a wavelength of 185 nm at the same time, and both electromagnetic waves of both wavelengths have an accumulated light amount of 500 mJ / cm 2 or more. It is characterized by adhering and fixing.
  • ozone Since ozone generates more active oxygen by absorbing electromagnetic waves having a wavelength of 254 nm, more C ⁇ O bonds can be generated on the resin surface. That is, if an electromagnetic wave having a wavelength of 185 nm is irradiated at the same time as an electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm, a further effect of improving adhesiveness can be obtained by a synergistic effect. And as mentioned above, the adhesive improvement effect can be reliably acquired by irradiating electromagnetic waves of both wavelengths with an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 or more.
  • Electromagnetic waves having a wavelength of 254 nm and a wavelength of 185 nm can be irradiated simultaneously by using a low-pressure mercury lamp.
  • a low-pressure mercury lamp generally comprises a quartz arc tube (also referred to as an “inner tube”) in which mercury or argon gas is sealed, and a quartz outer tube covering the inner tube as constituent elements.
  • the inner tube and the outer tube are made of synthetic quartz.
  • a low-pressure mercury lamp having a tube made of synthetic quartz has a higher electromagnetic wave transmittance in the ultraviolet region wavelength than that of a tube made of so-called ordinary quartz, and can obtain a high adhesive improvement effect. It is.
  • the low-pressure mercury lamp has a relatively long irradiation distance. Therefore, there is also an advantage that the degree of freedom of the processing process is higher than that of an excimer lamp whose irradiation possible distance is several mm.
  • the configuration according to the present invention described above is suitable regardless of the base resin forming the resin part.
  • the base resin is an aromatic polyester such as a liquid crystal polymer (LCP).
  • LCP liquid crystal polymer
  • aromatic polyesters such as liquid crystal polymers are difficult to be surface-modified by UV treatment, and a long-time treatment is required.
  • the adhesive strength between the two parts is sufficiently increased, and its reliability is improved. It is possible to improve the performance. Moreover, if it is the method which concerns on this invention described above, the adhesive strength between the said 2 components can be raised at low cost.
  • FIG. 1 conceptually shows one configuration example of a spindle motor for information equipment.
  • This spindle motor is used in a disk drive device such as an HDD, and has a hydrodynamic bearing device 1 that rotatably supports a shaft member 2, a disk hub 3 fixed to the shaft member 2, and a gap in the radial direction, for example. And a stator magnet 4 and a rotor magnet 5 which are opposed to each other.
  • the stator coil 4 is attached to the outer periphery of the bracket 6, and the rotor magnet 5 is attached to the inner periphery of the disk hub 3.
  • the housing 7 of the hydrodynamic bearing device 1 is fixed to the inner periphery of the bracket 6.
  • One or a plurality of disks D such as magnetic disks (two in the illustrated example) are held on the disk hub 3.
  • the stator coil 4 When the stator coil 4 is energized, the rotor magnet 5 is rotated by the electromagnetic force between the stator coil 4 and the rotor magnet 5, whereby the disk hub 3 and the shaft member 2 are rotated together.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the hydrodynamic bearing device shown in FIG.
  • the hydrodynamic bearing device 1 shown in FIG. 1 includes a housing 7 having one end open, a bearing sleeve 8 fixed to the inner periphery of the housing 7, and a shaft member 2 having a shaft portion 2 a inserted into the inner periphery of the bearing sleeve 8. And a seal member 9 for sealing the opening of the housing 7 as main components, and the internal space of the housing 7 is filled with lubricating oil as a lubricating fluid.
  • the opening side of the housing 7 as the upper side and the opposite side in the axial direction as the lower side.
  • the shaft member 2 is formed of a metal material such as stainless steel, for example, and includes a shaft portion 2a and a flange portion 2b provided integrally or separately at the lower end of the shaft portion 2a.
  • the bearing sleeve 8 is formed in a cylindrical shape, for example, of a porous body made of sintered metal, in particular, a sintered metal porous body mainly composed of copper, and on the inner peripheral surface 8a, the first radial bearing portion R1 and Two upper and lower cylindrical regions serving as radial bearing surfaces of the second radial bearing portion R2 are provided apart in the axial direction.
  • Each of the two cylindrical regions is provided with a radial dynamic pressure generating portion formed by arranging, for example, a plurality of dynamic pressure grooves in a herringbone shape (not shown).
  • the lower end surface 8b of the bearing sleeve 8 is provided with an annular region serving as a thrust bearing surface of the first thrust bearing portion T1, and, for example, a plurality of dynamic pressure grooves are arranged in a spiral shape in the annular region.
  • a thrust dynamic pressure generator is provided (not shown).
  • the housing 7 is a resin material, in the present embodiment, a resin material using a liquid crystal polymer (LCP) as a base resin, and a bottomed cylinder in which a side portion 7a and a bottom portion 7b that seals a lower end opening of the side portion 7a are integrated. It is injection molded into a shape.
  • An annular region serving as a thrust bearing surface of the second thrust bearing portion T2 is provided on the inner bottom surface 7b1 of the bottom portion 7b.
  • a plurality of dynamic pressure grooves are arranged in a spiral shape in the annular region.
  • a thrust dynamic pressure generating unit is provided.
  • the seal member 9 is formed in a ring shape from, for example, a soft metal material such as brass, other metal materials, or a resin material, and is fixed to the inner periphery of the opening of the housing 7.
  • the inner peripheral surface 9a of the seal member 9 faces the tapered surface 2a2 provided on the outer peripheral surface 2a1 of the shaft portion 2a via a predetermined seal space S1.
  • the hydrodynamic bearing device 1 having the above-described configuration, when the shaft member 2 rotates, the upper and lower two regions serving as the radial bearing surface of the inner peripheral surface 8a of the bearing sleeve 8 are different from the outer peripheral surface 2a1 of the shaft portion 2a. Opposing through the bearing gap. As the shaft member 2 rotates, the oil film formed in each radial bearing gap has its oil film rigidity enhanced by the dynamic pressure action of the dynamic pressure groove formed on the radial bearing surface. Is supported in a non-contact manner so as to be rotatable in the radial direction. As a result, the first radial bearing portion R1 and the second radial bearing portion R2 that support the shaft member 2 in a non-contact manner so as to be rotatable in the radial direction are formed.
  • a region serving as a thrust bearing surface of the lower end surface 8b of the bearing sleeve 8 faces the upper end surface 2b1 of the flange portion 2b via a thrust bearing gap, and the inner bottom surface 7c1 of the housing 7
  • the region to be the thrust bearing surface is opposed to the lower end surface 2b2 of the flange portion 2b via the thrust bearing gap.
  • the oil film formed in the thrust bearing gaps has its oil film rigidity increased by the dynamic pressure action of the dynamic pressure grooves formed on the thrust bearing surfaces. 2 is supported in a non-contact manner so as to be rotatable in both thrust directions.
  • the 1st thrust bearing part T1 and the 2nd thrust bearing part T2 which support the shaft member 2 in a non-contact manner so as to be rotatable in both thrust directions are formed.
  • the seal space S1 has a tapered shape that is gradually reduced toward the inner side of the housing 7, so that the lubricating oil in the seal space S1 is drawn by capillary force. By the action, the seal space is drawn in the direction of narrowing, that is, toward the inside of the housing 7. Thereby, the leakage of the lubricating oil from the inside of the housing 7 is effectively prevented. Further, the seal space S1 has a buffer function for absorbing a volume change amount accompanying a temperature change of the lubricating oil filled in the internal space of the housing 7, and the oil level of the lubricating oil is within a range of the assumed temperature change. Is always in the seal space S1.
  • a part or the entire region of the outer peripheral surface 7a1 of the housing 7 is an adhesive surface 10 with the bracket 6, and at least this After the UV treatment is performed on the bonding surface 10, the housing 7 is fixed to the inner periphery of the bracket 6 made of, for example, an aluminum alloy using an anaerobic adhesive. That is, in this embodiment, the housing 7 (fluid bearing device 1) and the bracket 6 constitute a “mechanical part” in the present invention, and the housing 7 made of resin constitutes a “resin part”.
  • the adhesive strength per unit area of the housing 7 with respect to the bracket 6 is 8 N / mm 2 or more.
  • FIG. 3 shows a process of performing UV treatment on the bonding surface 10 of the housing 7.
  • the processing apparatus shown in the figure includes a support portion 13 that rotatably supports the housing 7, a light source 11 that is spaced apart from the outer peripheral surface 7 a 1 (adhesive surface 10) of the housing 7, and the light source 11 and the housing 7.
  • the main part is composed of the filter 12 interposed therebetween.
  • the light source 11 can irradiate light including at least an electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm and an electromagnetic wave having a wavelength of 800 nm.
  • a metal halide lamp which is a kind of HID lamp is used.
  • the filter 12 is an infrared cut filter whose electromagnetic wave transmittance at a wavelength of 254 nm is 50% or more and 80% or less.
  • the filter 12 used in this embodiment further has an electromagnetic wave transmittance at a wavelength of 800 nm of 10% or more and 30% or less. It is supposed to be.
  • the filter 12 is not particularly limited as long as the above transmittance condition is satisfied.
  • glass, quartz, synthetic quartz or the like is subjected to an oxide-based laminated film treatment designed to cut or transmit specific electromagnetic waves.
  • a so-called colored glass in which aluminum oxide, barium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, cobalt oxide, nickel oxide or the like is blended with phosphoric acid at an appropriate ratio can be used.
  • U330 manufactured by HOYA Corporation can be exemplified.
  • the electromagnetic wave having a wavelength of 800 nm contained in the light beam that is, an infrared ray.
  • the electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm contained in the light beam passes through the filter 12 and reaches the adhesive surface 10 of the housing 7.
  • the C—H bond on the surface of the region is cut, and instead of the hydrogen atom (H) having a light atomic weight being extracted.
  • High-energy active oxygen oxygen molecules
  • the support portion 13 is rotationally driven, and the same as described above with respect to other regions in the circumferential direction of the bonding surface 10.
  • the entire surface of the adhesive surface 10 is subjected to UV treatment. And since the said functional group formed in the adhesive surface 10 increases surface energy and improves hydrophilicity, as a result, the adhesive strength (adhesive force) depending on hydrophilicity can be improved.
  • the light source 11 and the filter 12 are used, UV treatment is performed on a partial region in the circumferential direction of the bonding surface 10, and then the housing 7 is rotationally driven by the support portion 13 to bond the bonding surface.
  • the UV treatment is performed on the entire surface of the light source 10, a plurality of light sources 11 and filters 12 may be installed in the circumferential direction of the housing 7, and the UV treatment may be performed simultaneously on the entire bonding surface 10. (The illustration is omitted).
  • the UV treatment is performed on the adhesive surface 10 of the housing 7 of a single component, but the UV treatment is performed on the adhesive surface 10 of the housing 7 assembled with other members (for example, the bearing sleeve 8).
  • UV treatment may be performed on the bonding surface 10 of the housing 7 that constitutes the hydrodynamic bearing device 1 in a finished product state. That is, the process can be arbitrarily set as long as UV treatment can be performed on the entire bonding surface 10 of the housing 7 using the light source 11 and the filter 12 having the above-described configuration.
  • the anaerobic adhesive is applied to the adhesive surface 10 of the housing 7 that has been subjected to UV treatment as described above, or the inner peripheral surface of the bracket 6 that faces the housing, and the housing of the hydrodynamic bearing device 1 is applied to the inner periphery of the bracket 6. 7 is adhered and fixed.
  • the adhesive strength per unit area of the housing 7 with respect to the bracket 6 is set to 8 N / mm 2 (8 Mpa) or more.
  • the adhesive strength per unit area between the housing 7 and the bracket 6 that are bonded and fixed to each other with an anaerobic adhesive is 8 N / mm 2 or more.
  • This adhesive strength is equal to or higher than that in the case where both are bonded and fixed with a general thermosetting adhesive.
  • heat treatment is required for curing, which tends to increase the manufacturing cost. Since the shrinkage rate is relatively large, both are fixed with accuracy within the required level range.
  • the configuration of the present invention in which both of them are bonded and fixed with an anaerobic adhesive suffices without considering such a problem, and the necessary and sufficient adhesive strength is secured between the two. Therefore, the reliability of the hydrodynamic bearing device, and hence the spindle motor, can be improved.
  • the adhesive strength as described above is obtained by performing UV treatment on the adhesive surface 10 of the housing 7 formed of a resin material.
  • the problem of high cost which is a concern when obtaining the above-mentioned adhesive strength by forming the above, and the above-mentioned by injection-molding the housing 7 using a mold having minute irregularities on the molding surface of the adhesive surface 10 It is possible to eliminate the problem of quality deterioration which is a concern when obtaining the adhesive strength, and to increase the adhesive strength between the two stably and at low cost.
  • the above-described configuration according to the present invention is suitable for the above-described hydrodynamic bearing device 1, and thus the spindle motor, because of the characteristics that require micro-order rotation accuracy.
  • the method for securing an adhesive strength of 8 N / mm 2 or more between the resin housing 7 and the aluminum alloy bracket 6 which are bonded and fixed to each other with an anaerobic adhesive is not limited to the above, and the following Even when the adhesive surface 10 of the housing 7 is subjected to UV treatment in the manner shown, and the adhesive surface 10 of the housing 7 is adhesively fixed to the inner periphery of the bracket 6 with an anaerobic adhesive, the same adhesive strength is obtained. Can be secured. However, in the following, only different processes, that is, UV processing steps will be described in detail, and descriptions of other steps will be omitted.
  • the light source 11 which is a metal halide lamp in the above embodiment is replaced with a low-pressure mercury lamp, and the filter 12 is omitted (illustration is omitted).
  • the low-pressure mercury lamp as the light source 11 is capable of simultaneously irradiating an electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm and an electromagnetic wave having a wavelength of 185 nm, and has an inner tube and an outer tube formed of synthetic quartz (synthetic quartz glass).
  • Synthetic quartz is produced by melting chemically synthesized silica (SiO 2 ) and has a higher purity and shorter wavelength electromagnetic wave than so-called ordinary quartz produced by melting natural quartz.
  • the transmittance of (electromagnetic wave of ultraviolet region wavelength) is high. Therefore, it is suitable as a material for forming a tube constituting a low-pressure mercury lamp used for UV treatment.
  • the low-pressure mercury lamp as the light source 11 irradiates the adhesive surface 10 of the housing 7 with light rays.
  • the light beam is irradiated so that the integrated light amount of the electromagnetic wave having a wavelength of 254 nm and the integrated light amount of the electromagnetic wave having a wavelength of 185 nm are both 500 mJ / cm 2 or more.
  • the C—H bond is cut and hydrogen atoms (H) having a light atomic weight are extracted, but instead of high-energy active oxygen (oxygen molecules) by electromagnetic waves. ), Which reacts with the remaining C atom to produce an oxygen-rich functional group (C ⁇ O bond).
  • oxygen in the atmosphere changes to ozone by electromagnetic waves having a wavelength of 185 nm that are simultaneously irradiated. Since ozone generates more active oxygen by absorbing electromagnetic waves having a wavelength of 254 nm, more C ⁇ O bonds are generated on the bonding surface 10.
  • the C ⁇ O bond generated on the bonding surface 10 increases the surface energy to increase the hydrophilicity, and as a result, the bonding strength (adhesive force) depending on the hydrophilicity can be improved.
  • an electromagnetic wave with a wavelength of 185 nm is irradiated at the same time as an electromagnetic wave with a wavelength of 254 nm as in this embodiment, a further effect of improving adhesiveness can be obtained by a synergistic effect.
  • the adhesive improvement effect can be reliably acquired by irradiating electromagnetic waves of both wavelengths with an integrated light quantity of 500 mJ / cm 2 or more.
  • the housing 7 is rotated by the support portion 13 after the UV treatment is performed on a partial region in the circumferential direction of the bonding surface 10 using the single light source 11. Accordingly, the entire surface of the adhesive surface 10 may be subjected to UV treatment, or the light sources 11 may be installed at a plurality of locations in the circumferential direction of the housing 7 so as to simultaneously perform UV treatment over the entire surface of the adhesive surface 10. Also good. Further, the UV treatment may be applied to the bonding surface 10 of the housing 7 of a single component, the bonding surface 10 of the housing 7 to which other members (for example, the bearing sleeve 8) are assembled, or a fluid bearing in a finished product state. The bonding surface 10 of the housing 7 constituting the apparatus 1 may be subjected to UV treatment.
  • the present invention is applied to the case where the housing 7 formed of a liquid crystal polymer is fixed to the bracket 6 made of an aluminum alloy with an anaerobic adhesive.
  • the housing 7 may be replaced with other thermoplastic resins such as polyether ether ketone ( PEEK), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), crystalline resin such as polyamide (PA), or polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), polyphenylsulfone (PPSU), polyether
  • PEEK polyether ether ketone
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PA polyamide
  • PSU polysulfone
  • PES polyethersulfone
  • PPSU polyphenylsulfone
  • polyether is also suitable when formed of an amorphous resin such as imide (PEI).
  • the above resin material is merely an example, and even when the housing 7 is formed using other resins, for example, thermosetting resins such as phenol, epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, etc.
  • the invention is preferred.
  • the resin material may be a blend of fillers that add various characteristics to the base resin.
  • fillers include fibrous fillers such as glass fibers, whisker-like fillers such as potassium titanate, scaly fillers such as mica, carbon fibers, carbon black, graphite, carbon nanomaterials, and metal powders. Fibrous or powdery conductive fillers can be used. These fillers can be used alone or in admixture of two or more.
  • the configuration of the present invention described above is preferably used. It can be adopted.
  • the first test piece is fixed to the second test piece with an anaerobic adhesive after UV treatment is applied to the adhesive surface of the first test piece by the processing methods 1 to 4 described later.
  • a confirmation test was conducted on the adhesive strength between the two test pieces. The adhesive strength was confirmed by following the procedures (1) to (4) below.
  • An anaerobic adhesive is applied to the adhesive surface of the first test piece 101 that has been subjected to UV treatment in the following manner, and this is fixed to the inner periphery of the second test piece 102 to produce an assembly.
  • Vectra S135 (a liquid crystal polymer containing 35 wt% glass fiber) manufactured by Polyplastics Co., Ltd. was used as a material for forming the first test piece 101.
  • the dimension of the first test piece 101 was 9.5 mm in outer diameter ⁇ 20 mm in total length, and the length of the adhesion surface of the first test piece 101 to the second test piece 102 was 10 mm.
  • AS5851 manufactured by ASEC Co., Ltd. was used as an anaerobic adhesive used for bonding and fixing both test pieces 101 and 102.
  • the processing methods 1 to 4 are as shown in the following (a) to (d) (refer to FIG. 5 for physical property data of filters used in each method and transmittance data of various wavelengths).
  • any treatment method UV treatment was performed on the adhesive surface of the first test piece 101 using a metal halide lamp having an illuminance of 150 mW / cm 2 installed at a position 180 mm away from the adhesive surface of the first test piece 101.
  • the forming material of the first test piece 101 used in this example is thermally deformed at about 120 ° C.
  • the UV processing time in each processing method is such that the surface temperature of the adhesive surface does not exceed 110 ° C. during the UV processing. It was set at a proper time.
  • FIG. 1 Processing method 1 (Example 1) Filter: U330 manufactured by HOYA Corporation (thickness 3 mm) UV processing time: 80s Maximum surface temperature during UV treatment: 105 ° C
  • B Processing method 2 (Example 2) Filter: U330 manufactured by HOYA Corporation (thickness 3 mm) UV processing time: 50 s Maximum surface temperature during UV treatment: 89 ° C
  • C Processing method 3 (Comparative example 1) Filter: None UV processing time: 25s Maximum surface temperature during UV treatment: 110 ° C
  • Processing method 4 (Comparative example 2) Filter: HA50 manufactured by HOYA Corporation (thickness 3 mm) UV processing time: 100s Maximum surface temperature during UV treatment: 104 ° C
  • the filter used in the method of Comparative Example 2 is a general infrared cut filter, and as is clear from the physical property data shown in FIG. UV rays that contribute to the improvement of the surface (surface modification) are also cut, so that the necessary and sufficient adhesive strength can be obtained between the two specimens despite the longest UV treatment time of all methods.
  • Comparative Examples 1 and 2 have a relatively large variation in adhesion strength between samples. Therefore, it is difficult to obtain a stable adhesive strength, and it is difficult to say that it is preferable as a means for increasing the reliability of this type of mechanical component.
  • the method according to the present invention when adopted, the variation in adhesion strength between samples is relatively small. Therefore, it is suitable as a means for obtaining a stable adhesive strength, that is, as a means for enhancing the reliability of this type of machine part.
  • a confirmation test was conducted.
  • UV treatment was performed on the bonding surface of the first test piece 101 using a synthetic quartz tube low-pressure mercury lamp provided at a position 10 mm away from the bonding surface.
  • Low-pressure mercury lamp at an intensity 18 mW / cm 2 an electromagnetic wave with a wavelength of 254 nm, also those capable of irradiating electromagnetic wave of a wavelength 185nm at an intensity 14 mW / cm 2.
  • FIG. 9 shows UV treatment conditions and test results in the confirmation test.
  • Hydrodynamic bearing device 1 Hydrodynamic bearing device 2 Shaft member 6 Bracket (mechanical part) 7 Housing (mechanical parts) 10 Adhesive surface 11 Light source 12 Filter (Infrared cut filter)

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Abstract

少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品の信頼性向上を図る。 樹脂材料で形成されたハウジング７の外周面７ａ１のうち、ブラケット６に対する接着面１０にＵＶ処理を施した上で、ハウジング７をブラケット６に対して嫌気性接着剤で固定することにより、両者間に単位面積あたり８Ｎ／ｍｍ２以上の接着強さを得る。ＵＶ処理は、光源１１から照射される電磁波のうち、波長２５４ｎｍの電磁波透過率が５０％以上８０％以下の赤外線カットフィルタ１２を透過させた電磁波をハウジング７の接着面１０に照射することにより行う。

Description

機械部品およびその製造方法
　本発明は、機械部品およびその製造方法に関し、特に、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品およびその製造方法に関する。
　近年、各種駆動機構や動力伝達機構の軽量化や低コスト化を目的として、その構成要素である機械部品を金属材料で形成したもの（金属部品）から樹脂材料で形成したもの（樹脂部品）に置換する試みがなされている。このような試みの一例として、例えば特開２００５－１８８５５２号公報（特許文献１）に記載のように、ディスク駆動装置（ＨＤＤ等）用スピンドルモータのブラケットに固定される流体軸受装置のハウジングを樹脂部品としたものが挙げられる。ところで、この種の流体軸受装置はマイクロオーダーの回転精度を要求されるため、ブラケットに対する流体軸受装置（ハウジング）の固定に際し、各部材に変形や歪みが生じると所期の回転精度を満足できないおそれが高い。そのため、両者の固定手段としては、この種の問題が生じ難い接着を採用するのが通例である。
特開２００５－１８８５５２号公報
　両者の接着固定に用いる接着剤としては、熱硬化型接着剤や嫌気性接着剤が一般的である。熱硬化型接着剤は、接合すべき二部品間に必要十分な接着強さを確保し得る反面、硬化のために加熱処理が必要でコスト高となる、硬化時の収縮率が比較的大きいために両者を要求レベル範囲内の精度で固定することが難しい等の問題がある。そのため、近時においては、これらの問題が生じ難い嫌気性接着剤が好適に使用される傾向にある。しかしながら、嫌気性接着剤は二部品間に高い接着強度を確保するのが困難であり、これを用いて接着した二部品で構成される機械部品は信頼性の点で難がある。特に、接合すべき二部品の少なくとも一方が樹脂材料で形成されている場合にはこの問題が顕著となる。
　本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品において、二部品間の接着強度を十分に高め、その信頼性向上を図ることを第１の課題とする。また、低コストでありながら、前記二部品間の接着強度を十分に高め得る方法を提供することを第２の課題とする。
　上記第１の課題を解決するためになされた本発明に係る機械部品は、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなるものにおいて、一方の部品に対する他方の部品の単位面積あたりの接着強さが８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とするものである。なお、ここで言う「接着強さ」は、厳密には、ＪＩＳＫ６８５０あるいはＪＩＳＫ６８５２に規定の「せん断接着強さ」を意味する。
　一般的な熱硬化型接着剤を用いて少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を固定した場合、二部品間の単位面積あたりの接着強さは８Ｎ／ｍｍ２（＝８ＭＰａ）程度とされる。そのため、上記のように、一方の部品に対する他方の部品の単位面積あたりの接着強さを８Ｎ／ｍｍ２以上とすれば、熱硬化型接着剤で二部品を接着固定する場合に懸念される前述の問題を回避しつつ、二部品間に必要十分な接着強度を確保することができ、この種の機械部品の信頼性向上が図られる。
　上記構成は、例えば、樹脂部品（樹脂材料で形成される一方の部品）の接着面にＵＶ処理を施しておくことで得ることができる。樹脂部品の相手部品に対する接着強さは、例えば、エッチング（ケミカルエッチング等のウェットエッチングやショットブラスト等のドライエッチングを含む）によって接着面を粗面化することで、あるいは、接着面を成形する面に微小な凹凸を設けた金型を用いて樹脂部品を射出成形することで高めることができる（アンカー効果）。しかしながら、前者の手法は、マスキングの形成および除去工程が必須であることに加え、エッチングに伴って発生する微小な異物を入念に除去する工程が必要となるからコスト高が顕著となる。また、後者の手法は、脱型をスムーズに行うことが難しくなる、金型の摩耗に起因して所定の凹凸が得られない等の問題がある。これに対し、樹脂部品の接着面にＵＶ処理を施す上記本発明の構成では、これらの問題を排除して相手部品に対する接着強さを、安定的にしかも低コストに高めることができる。
　ここで、ＵＶ処理による接着力向上のメカニズムを簡単に述べておく。まず、紫外線が照射されることによって樹脂表面のＣ－Ｈ結合が切断されると、原子量の軽い水素原子（Ｈ）が樹脂表面から引抜かれる。一方、紫外線によって高エネルギーの活性酸素（酸素分子）が樹脂表面に生成され、これが残ったＣ原子と反応して樹脂表面に酸素に富んだ官能基（Ｃ＝Ｏ結合）を形成する。この種の官能基は表面エネルギーを増大させて親水性を高めるので、その結果、親水性に依存する接着力が向上する。このように、ＵＶ処理は、分子レベルで表面改質を行うものであるから、樹脂部品の表面に凹凸が形成されるようなことはない。そのため、ＵＶ処理は、接着面以外の領域に施しても特段の問題はない。
　上記の樹脂部品は、例えば軸受部品とすることができ、さらにこの樹脂部品を含む本発明に係る機械部品は、特に各種寸法精度の要求レベルが高い流体軸受装置の構成部品として好適である。さらに、上記本発明の構成を具備する流体軸受装置は、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えるスピンドルモータ用の軸受装置として好適である。
　以上の構成を有する本発明に係る機械部品は、例えば次のようにして製造することができる。すなわち、上記第２の課題を解決するためになされた本発明に係る機械部品の第１の製造方法は、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品の製造方法において、樹脂部品の接着面に、波長２５４ｎｍの電磁波の透過率が５０％以上８０％以下である赤外線カットフィルタを透過させた電磁波を照射した上で、この樹脂部品に他方の部品を接着固定することを特徴とするものである。
　ＵＶ処理は、例えば、メタルハライドランプに代表されるＨＩＤランプ、低圧水銀ランプ、エキシマランプ等の光源から、紫外線領域波長の電磁波をワークに対して照射することにより行われる。これら各種光源のうち、ＨＩＤランプは照射可能距離が長く、処理工程の自由度を高めることができるというメリットがあることから、この種の機械部品に対するＵＶ処理に多用される。しかしながら、ＨＩＤランプは、紫外線領域波長の電磁波（紫外線）の他、赤外線領域波長の電磁波（赤外線）を含む光線を照射するものであるから、十分な接着性向上効果を得るべく長時間の処理を行うと、接着面の表面温度が上昇して樹脂部品が熱変形するという問題が生じる。例えば、ＵＶ処理中に所定の冷却時間を設けることでこの種の問題を解消することも可能であるが、処理時間が長大化してコスト高を招く。
　この点、上述のように、波長２５４ｎｍの電磁波（紫外線）透過率が５０％以上８０％以下である赤外線カットフィルタを透過させた電磁波を樹脂部品の接着面に照射するようにすれば、ＵＶ処理用の光源としてＨＩＤランプを用いた場合であっても、赤外線は赤外線カットフィルタでカットされるので、樹脂部品の熱変形の問題を効果的に回避しつつ、接着面の接着性を高めることができる。また、上記のようにすれば、ＵＶ処理中に設けていた樹脂部品の冷却時間が不要となるので、処理時間を短縮して処理コストを低減することが、またあるいは、冷却時間をＵＶ照射時間に置換して更なる接着性の改善効果を得ることができる。また、ＨＩＤランプを用いてＵＶ処理を行うことができるから、前述のとおり処理工程の自由度が高く、この種の機械部品にＵＶ処理を行う際に好適である。
　波長２５４ｎｍの電磁波透過率が８０％以下の赤外線カットフィルタを使用することとしたのは以下の理由による。理論上、波長２５４ｎｍの電磁波透過率は１００％に近いほど好ましいと言える。しかしながら、波長２５４ｎｍの電磁波透過率が８０％を超える赤外線カットフィルタは赤外線の透過率が高くなり、樹脂表面の過昇温（樹脂部品の熱変形）が問題となり、しかも、この過昇温の問題を解消し得るような波長２５４ｎｍの電磁波透過率が８０％を超える赤外線カットフィルタは、技術的な問題から現存しないからである。
　上記方法で用いる赤外線カットフィルタは、波長８００ｎｍの電磁波（赤外線）透過率が１０％以上３０％以下のものとするのが一層望ましい。現状の技術では、透過率が１０％を下回るものは波長２５４ｎｍの電磁波透過率も低下するため十分な改質効果が見込めず、また、透過率が３０％を超えるものであると、熱変形の問題を確実に解消することが困難となるからである。
　また、上記本発明に係る機械部品は、以下のようにして製造することもできる。すなわち、上記第２の課題を解決するためになされた本発明に係る機械部品の第２の製造方法は、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品の製造方法において、樹脂部品の接着面に、波長２５４ｎｍおよび波長１８５ｎｍの電磁波を同時に、かつ両波長の電磁波を何れも積算光量５００ｍＪ／ｃｍ２以上照射した上で、この樹脂部品に他方の部品を接着固定することを特徴とするものである。
　このように、樹脂部品の接着面に波長２５４ｎｍの電磁波（紫外線）を照射すれば、上述のとおり、樹脂表面のＣ－Ｈ結合が切断されて原子量の軽い水素原子（Ｈ）が樹脂表面から引抜かれる代わりに、樹脂表面に酸素に富んだ官能基（Ｃ＝Ｏ結合）が生成され、この官能基によって親水性が高まる結果、親水性に依存する接着力が向上する。このとき、上記のように、より高エネルギーである波長１８５ｎｍの電磁波を同時に照射すれば、大気中の酸素をオゾンに変えることができる。オゾンは波長２５４ｎｍの電磁波を吸収することによってより多くの活性酸素を生成するため、樹脂表面に一層多くのＣ＝Ｏ結合を生成することができる。すなわち、波長２５４ｎｍの電磁波を照射するのと同時に波長１８５ｎｍの電磁波を照射するようにすれば、相乗効果によって、更なる接着性の改善効果を得ることができる。そして、上記のように、両波長の電磁波を何れも積算光量５００ｍＪ／ｃｍ２以上照射することで、確実に接着性の改善効果を得ることができる。
　波長２５４ｎｍおよび波長１８５ｎｍの電磁波は、低圧水銀ランプを用いることで同時に照射することができる。低圧水銀ランプは、一般に、水銀やアルゴンガスが封入された石英製の発光管（「内管」とも称される）と、内管を覆う石英製の外管とを構成要素として具備するものであるが、これら内管および外管は、合成石英で形成されたものとするのが望ましい。合成石英で形成された管を具備する低圧水銀ランプは、いわゆる普通石英で管が形成されたものに比べて紫外線領域波長の電磁波透過率が高く、高い接着性の改善効果を得ることができるからである。
　なお、低圧水銀ランプは照射可能距離が比較的長い。そのため、照射可能距離が数ｍｍとされるエキシマランプに比べ処理工程の自由度が高いという利点もある。
　以上で述べた本発明に係る構成は、樹脂部品を形成するベース樹脂が如何なるものであっても好適であるが、ベース樹脂を液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の芳香族系ポリエステルとした機械部品の場合に特に好適である。一般に、液晶ポリマー等の芳香族系ポリエステルはＵＶ処理による表面改質がされ難く、長時間の処理が必要とされているからである。
　以上に示すように、本発明によれば、少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品において、二部品間の接着強度を十分に高め、その信頼性向上を図ることができる。また、以上に述べた本発明に係る方法であれば、前記二部品間の接着強度を、低コストに高めることができる
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示している。このスピンドルモータは、ＨＤＤ等のディスク駆動装置に用いられるもので、軸部材２を回転自在に支持する流体軸受装置１と、軸部材２に固定されたディスクハブ３と、例えば半径方向のギャップを介して対向させたステータコイル４およびロータマグネット５とを備えている。ステータコイル４はブラケット６の外周に取付けられ、ロータマグネット５はディスクハブ３の内周に取付けられる。流体軸受装置１のハウジング７は、ブラケット６の内周に固定される。ディスクハブ３には磁気ディスク等のディスクＤが一又は複数枚（図示例は２枚）保持される。ステータコイル４に通電すると、ステータコイル４とロータマグネット５との間の電磁力でロータマグネット５が回転し、それによって、ディスクハブ３および軸部材２が一体となって回転する。
　図２は、図１に示す流体軸受装置を拡大して示すものである。同図に示す流体軸受装置１は、一端が開口したハウジング７と、ハウジング７の内周に固定された軸受スリーブ８と、軸受スリーブ８の内周に挿入された軸部２ａを有する軸部材２と、ハウジング７の開口部をシールするシール部材９とを主要な構成部品として備え、ハウジング７の内部空間には潤滑流体としての潤滑油が充満される。なお、以下では、説明の便宜上、ハウジング７の開口側を上側、これと軸方向反対側を下側として説明を進める。
　軸部材２は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成され、軸部２ａと、軸部２ａの下端に一体又は別体に設けられたフランジ部２ｂとを備えている。
　軸受スリーブ８は、例えば焼結金属からなる多孔質体、特に銅を主成分とする焼結金属の多孔質体で円筒状に形成され、内周面８ａには、第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２のラジアル軸受面となる上下２つの円筒状領域が軸方向に離隔して設けられる。２つの円筒状領域には、それぞれ、例えば複数の動圧溝をヘリングボーン形状に配列してなるラジアル動圧発生部が設けられる（図示は省略）。また、軸受スリーブ８の下側端面８ｂには第１スラスト軸受部Ｔ１のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該環状領域には、例えば複数の動圧溝をスパイラル形状に配列してなるスラスト動圧発生部が設けられる（図示は省略）。
　ハウジング７は、樹脂材料、本実施形態では液晶ポリマー（ＬＣＰ）をベース樹脂とした樹脂材料で、側部７ａと、側部７ａの下端開口部を封止する底部７ｂとが一体の有底筒状に射出成形されたものである。底部７ｂの内底面７ｂ１には、第２スラスト軸受部Ｔ２のスラスト軸受面となる環状領域が設けられ、該環状領域には、図示は省略するが、例えば複数の動圧溝をスパイラル形状に配列してなるスラスト動圧発生部が設けられる。
　シール部材９は、例えば、黄銅等の軟質金属材料やその他の金属材料、あるいは樹脂材料でリング状に形成され、ハウジング７の開口部内周に固定される。シール部材９の内周面９ａは、軸部２ａの外周面２ａ１に設けられたテーパ面２ａ２と所定のシール空間Ｓ１を介して対向する。
　以上の構成からなる流体軸受装置１において、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の内周面８ａのラジアル軸受面となる上下２箇所の領域は、それぞれ、軸部２ａの外周面２ａ１とラジアル軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴って、各ラジアル軸受隙間に形成される油膜は、ラジアル軸受面に形成された動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２がラジアル方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２をラジアル方向に回転自在に非接触支持する第１ラジアル軸受部Ｒ１と第２ラジアル軸受部Ｒ２とが形成される。
　また、軸部材２が回転すると、軸受スリーブ８の下側端面８ｂのスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの上側端面２ｂ１とスラスト軸受隙間を介して対向し、ハウジング７の内底面７ｃ１のスラスト軸受面となる領域は、フランジ部２ｂの下側端面２ｂ２とスラスト軸受隙間を介して対向する。そして、軸部材２の回転に伴って、各スラスト軸受隙間に形成される油膜は、スラスト軸受面にそれぞれ形成された動圧溝の動圧作用によってその油膜剛性を高められ、この圧力によって軸部材２が両スラスト方向に回転自在に非接触支持される。これにより、軸部材２を両スラスト方向に回転自在に非接触支持する第１スラスト軸受部Ｔ１と第２スラスト軸受部Ｔ２とが形成される。
　また、軸部材２の回転時には、上述のように、シール空間Ｓ１が、ハウジング７の内部側に向かって漸次縮小したテーパ形状を呈しているため、シール空間Ｓ１内の潤滑油は毛細管力による引き込み作用により、シール空間が狭くなる方向、すなわちハウジング７の内部側に向けて引き込まれる。これにより、ハウジング７の内部からの潤滑油の漏れ出しが効果的に防止される。また、シール空間Ｓ１は、ハウジング７の内部空間に充満された潤滑油の温度変化に伴う容積変化量を吸収するバッファ機能を有し、想定される温度変化の範囲内では、潤滑油の油面は常にシール空間Ｓ１内にある。
　以上の構成からなる流体軸受装置１において、ハウジング７の外周面７ａ１の一部又は全領域（本実施形態では図中塗り潰しで示す一部領域）はブラケット６との接着面１０とされ、少なくともこの接着面１０にＵＶ処理が施された上で、当該ハウジング７は例えばアルミ合金製とされるブラケット６の内周に嫌気性接着剤を用いて固定される。つまり本実施形態では、ハウジング７（流体軸受装置１）とブラケット６とで本発明でいう「機械部品」が構成され、樹脂製とされるハウジング７で「樹脂部品」が構成される。ブラケット６に対するハウジング７の単位面積あたりの接着強さは８Ｎ／ｍｍ２以上とされる。
　次に、流体軸受装置１のハウジング７を、上記の接着強さでもってブラケット６内周に接着固定するための方法について、ハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施す工程を中心に説明する。
　図３は、ハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施す工程を示すものである。同図に示す処理装置は、ハウジング７を回転自在に支持する支持部１３と、ハウジング７の外周面７ａ１（接着面１０）から所定量離隔して配置された光源１１と、光源１１とハウジング７の間に介設されたフィルタ１２とで主要部が構成される。光源１１は、波長２５４ｎｍの電磁波と、波長８００ｎｍの電磁波とを少なくとも含む光線を照射可能なものとされる。具体的には、ＨＩＤランプの一種であるメタルハライドランプを使用している。
　フィルタ１２は、波長２５４ｎｍの電磁波透過率が５０％以上８０％以下とされた赤外線カットフィルタであり、本実施形態で用いるフィルタ１２は、さらに波長８００ｎｍの電磁波透過率が１０％以上３０％以下のものとされる。フィルタ１２は、上記の透過率条件を満たす限り特に限定されず、例えば、ガラス、石英、合成石英等に特定の電磁波をカットあるいは透過するように設計された酸化物系の積層膜処理を施したものや、リン酸に、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化コバルト、酸化ニッケル等を適宜の比率で配合した、いわゆる色ガラスなどが使用可能である。上記の透過率条件を満たす色ガラスの市販例としては、ＨＯＹＡ株式会社製Ｕ３３０を挙げることができる。
　以上の構成からなる処理装置において、ハウジング７の接着面１０にフィルタ１２を透過した光線（電磁波）が照射されるように光源１１から光線を照射すると、光線に含まれる波長８００ｎｍの電磁波、すなわち赤外線はフィルタ１２によって適宜カットされるため、接着面１０の過昇温、ひいてはハウジング７の熱変形の問題は効果的に解消される。一方、光線に含まれる波長２５４ｎｍの電磁波はフィルタ１２を透過してハウジング７の接着面１０に到達する。そして、接着面１０のうち、波長２５４ｎｍの電磁波、すなわち紫外線が到達した周方向領域の表面では、当該領域表面のＣ－Ｈ結合が切断され、原子量の軽い水素原子（Ｈ）が引抜かれる代わりに、高エネルギーの活性酸素（酸素分子）が生成され、これが残ったＣ原子と反応して酸素に富んだ官能基（Ｃ＝Ｏ結合）を生成する。本実施形態では、接着面１０の周方向一部領域に対して上記の処理が適切に施された後、支持部１３を回転駆動し、接着面１０の周方向他領域に対して上記同様の処理を施すことにより接着面１０の全面に対してＵＶ処理を施す。そして接着面１０に形成された上記の官能基は表面エネルギーを増大させて親水性を高めるので、その結果、親水性に依存する接着強さ（接着力）を向上することができる。
　なお、本実施形態では、一の光源１１およびフィルタ１２を用い、接着面１０の周方向一部領域に対してＵＶ処理を施した後、ハウジング７を支持部１３で回転駆動させることにより接着面１０の全面に対してＵＶ処理を施すようにしているが、光源１１およびフィルタ１２をハウジング７の周方向で複数設置し、接着面１０の全体に亘って同時にＵＶ処理を施すようにしても良い（図示は省略する）。また以上では、部品単体のハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すようにしているが、その他の部材（例えば、軸受スリーブ８）を組み付けたハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すようにしても良いし、完成品状態の流体軸受装置１を構成するハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すようにしても良い。すなわち、上記構成の光源１１およびフィルタ１２を用いてハウジング７の接着面１０全体にＵＶ処理を施すことができれば、その過程は任意に設定可能である。
　以上のようにしてＵＶ処理が施されたハウジング７の接着面１０、あるいはこれに対向するブラケット６の内周面に嫌気性接着剤を塗布し、ブラケット６の内周に流体軸受装置１のハウジング７を接着固定する。嫌気性接着剤が完全硬化すると、ブラケット６に対するハウジング７の単位面積あたりの接着強さは８Ｎ／ｍｍ２（８Ｍｐａ）以上とされる。なお、接着剤の塗布に先立って、ハウジング７の接着面１０やブラケット６の内周面にプライマーを塗布するようにしても良い。
　以上に示すように、本発明では、嫌気性接着剤で相互に接着固定されたハウジング７とブラケット６の間の単位面積あたりの接着強さが８Ｎ／ｍｍ２以上とされる。この接着強さは、一般的な熱硬化型接着剤で両者を接着固定した場合と同等、もしくはそれ以上の接着強さである。熱硬化型接着剤で両者を接着固定する際には、硬化のために加熱処理が必要で製造コストが増大し易い、収縮率が比較的大きいために両者を要求レベル範囲内の精度で固定することが難しい等の問題があるが、嫌気性接着剤で両者を接着固定した本発明の構成であれば、このような問題を考慮せずとも足り、しかも両者間に必要十分な接着強度を確保することができるから、流体軸受装置、ひいてはスピンドルモータの信頼性向上が図られる。
　また、本発明では、上記のような接着強さを、樹脂材料で形成されるハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すことで得るようにしたことから、例えばエッチングによって接着面１０を粗面化することで上記の接着強さを得る場合に懸念されるコスト高の問題、また、接着面１０の成形面に微小な凹凸を設けた金型を用いてハウジング７を射出成形することで上記の接着強さを得る場合に懸念される品質低下の問題を解消して、両者間の接着強さを安定的にかつ低コストに高めることができる。
　特に、上記のような流体軸受装置１、ひいてはスピンドルモータは、マイクロオーダーの回転精度を要求される特性上、本発明に係る上記構成は好適である。
　嫌気性接着剤で相互に接着固定された樹脂製のハウジング７とアルミ合金製のブラケット６の間に、８Ｎ／ｍｍ２以上の接着強さを確保するための方法は上記に限定されず、以下示す態様でハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施した上で、このハウジング７の接着面１０をブラケット６の内周に嫌気性接着剤で接着固定した場合であっても同様の接着強さを確保することができる。但し、以下では、異なるプロセス、すなわちＵＶ処理工程についてのみ詳述し、その他の工程についての説明は省略する。
　本発明に係る第２の製造方法は、上記の実施形態ではメタルハライドランプとしていた光源１１を低圧水銀ランプに置換すると共に、フィルタ１２を省略したものである（図示は省略）。光源１１としての低圧水銀ランプは、波長２５４ｎｍの電磁波と、波長１８５ｎｍの電磁波とを同時に照射可能なものであり、かつ、内管および外管が合成石英（合成石英ガラス）で形成されたものを用いる。なお、合成石英とは、化学的に合成されたシリカ（ＳｉＯ２）を溶融して生成されるものであり、天然の水晶を溶融して生成されるいわゆる普通石英に比べ純度が高く短波長電磁波（紫外線領域波長の電磁波）の透過率が高い。従ってＵＶ処理に用いる低圧水銀ランプを構成する管の形成材料として好適である。
　上記構成からなる処理装置において、光源１１としての低圧水銀ランプからハウジング７の接着面１０に対して光線を照射する。光線は、波長２５４ｎｍの電磁波の積算光量と、波長１８５ｎｍの電磁波の積算光量とが何れも５００ｍＪ／ｃｍ２以上となるように照射する。そして、接着面１０のうち、光線が照射された周方向領域では、Ｃ－Ｈ結合が切断されて原子量の軽い水素原子（Ｈ）が引抜かれる代わりに、電磁波によって高エネルギーの活性酸素（酸素分子）が生成され、これが残ったＣ原子と反応して酸素に富んだ官能基（Ｃ＝Ｏ結合）を生成する。このとき、同時に照射される波長１８５ｎｍの電磁波によって、大気中の酸素がオゾンに変化する。オゾンは波長２５４ｎｍの電磁波を吸収することによってより多くの活性酸素を生成するため、接着面１０には一層多くのＣ＝Ｏ結合が生成される。
　接着面１０に生成されたＣ＝Ｏ結合は表面エネルギーを増大させて親水性を高めるので、その結果、親水性に依存する接着強さ（接着力）を向上することができる。特に、本実施形態のように波長２５４ｎｍの電磁波を照射するのと同時に波長１８５ｎｍの電磁波を照射するようにすれば、相乗効果によって、より一層の接着性の改善効果を得ることができる。そして、上記のように、両波長の電磁波を何れも積算光量５００ｍＪ／ｃｍ２以上照射することで、確実に接着性の改善効果を得ることができる。
　このようにしてＵＶ処理を施す場合であっても、一の光源１１を用い、接着面１０の周方向一部領域に対してＵＶ処理を施した後、ハウジング７を支持部１３で回転駆動させることにより接着面１０の全面に対してＵＶ処理を施すようにしても良いし、光源１１をハウジング７の周方向複数箇所に設置し、接着面１０全面に亘って同時にＵＶ処理を施すようにしても良い。また、部品単体のハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すようにしても良いし、その他の部材（例えば、軸受スリーブ８）を組み付けたハウジング７の接着面１０、あるいは完成品状態の流体軸受装置１を構成するハウジング７の接着面１０にＵＶ処理を施すようにしても良い。
　以上では、液晶ポリマーで形成したハウジング７をアルミ合金製のブラケット６に嫌気性接着剤で固定する場合に本発明を適用したが、ハウジング７をその他の熱可塑性樹脂、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）等の結晶性樹脂、あるいはポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の非晶性樹脂で形成した場合においても本発明は好適である。また、上記の樹脂材料はあくまでも例示に過ぎず、その他の樹脂、例えばフェノール、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル等の熱硬化性樹脂を使用してハウジング７を形成した場合であっても、本発明は好適である。また、樹脂材料は、ベース樹脂に種々の特性を付加する充填材を配合したものであっても良い。充填材としては、例えば、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム等のウィスカー状充填材、マイカ等の鱗片状充填材、カーボンファイバー、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノマテリアル、金属粉末等の繊維状又は粉末状の導電性充填材を用いることができる。これらの充填材は、単独で、あるいは二種以上を混合して使用することができる。
　また、ハウジング７を金属製とする一方、ブラケット６を樹脂製とした場合や、ハウジング７およびブラケット６の双方を樹脂製とした場合であっても、以上で説明した本発明の構成を好適に採用可能である。
　また、以上では、スピンドルモータを構成する機械部品（軸受部品）に本発明を適用した場合について説明を行ったが、本発明はこれに限らずその他の駆動機構や動力伝達機構を構成する機械部品、例えば、クラッチを構成する機械部品に適用することももちろん可能である。
　本発明に係る第１の製造方法の有用性を実証すべく、樹脂製のハウジング７に相当する円柱状の第１試験片と、アルミ合金製のブラケット６に相当する円筒状の第２試験片とを用い、第１試験片の接着面に、後述する処理方法１～処理方法４でＵＶ処理を施した上で、この第１試験片を第２試験片に嫌気性接着剤で固定した場合における両試験片間の接着強さについての確認試験を行った。接着強さは以下示す（１）～（４）の手順を踏んで確認した。
　（１）以下示す態様でＵＶ処理が施された第１試験片１０１の接着面に嫌気性接着剤を塗布し、これを第２試験片１０２の内周に固定してアセンブリを製作する。
　（２）製作したアセンブリを１ｈｒ放置して嫌気性接着剤を完全に硬化させた後、このアセンブリを図４に示す試験装置の支持台１０３上に載置する。
　（３）支持台１０３で支持されたアセンブリのうち、第１試験片１０１を加圧部材１０４で加圧し、第１試験片１０１が第２試験片１０２の内周から抜脱する際の加圧力を測定する。
　（４）上記の加圧力を両試験片１０１，１０２間の接着面積で除して、単位面積あたりの接着強さ（＝Ｎ／ｍｍ２）を算出する。
　なお、この実施例では、第１試験片１０１の形成材料として、ポリプラスチックス株式会社製ベクトラＳ１３５（ガラス繊維３５ｗｔ％配合の液晶ポリマー）を使用した。第１試験片１０１の寸法は外径９．５ｍｍ×全長２０ｍｍであり、第２試験片１０２に対する第１試験片１０１の接着面の長さは１０ｍｍとした。また、この実施例では、両試験片１０１，１０２の接着固定に用いる嫌気性接着剤として、アセック株式会社製ＡＳ５８５１を用いた。
　処理方法１～４は以下示す（ａ）～（ｄ）のとおり（各方法で用いるフィルタの物性データや各種波長の透過率データは図５を参照）である。何れの処理方法においても、第１試験片１０１の接着面から１８０ｍｍ離隔した位置に設置した照度１５０ｍＷ／ｃｍ２のメタルハライドランプを用いて第１試験片１０１の接着面に対してＵＶ処理を施した。但し、本実施例で用いる第１試験片１０１の形成材料は約１２０℃で熱変形するため、各処理方法におけるＵＶ処理時間は、ＵＶ処理中に接着面の表面温度が１１０℃を超えないような時間に設定した。この時間設定に際し、接着面の表面温度とＵＶ処理時間の関係を調査したので、その調査結果を図６に示す。
　（ａ）処理方法１（実施例１）
　　　フィルタ：ＨＯＹＡ株式会社製Ｕ３３０（厚み３ｍｍ）
　　　ＵＶ処理時間：８０ｓ
　　　ＵＶ処理中の最高表面温度：１０５℃
　（ｂ）処理方法２（実施例２）
　　　フィルタ：ＨＯＹＡ株式会社製Ｕ３３０（厚み３ｍｍ）
　　　ＵＶ処理時間：５０ｓ
　　　ＵＶ処理中の最高表面温度：８９℃
　（ｃ）処理方法３（比較例１）
　　　フィルタ：なし
　　　ＵＶ処理時間：２５ｓ
　　　ＵＶ処理中の最高表面温度：１１０℃
　（ｄ）処理方法４（比較例２）
　　　フィルタ：ＨＯＹＡ株式会社製ＨＡ５０（厚み３ｍｍ）
　　　ＵＶ処理時間：１００ｓ
　　　ＵＶ処理中の最高表面温度：１０４℃
　以上に示す各方法で試料数Ｎ＝５として確認した両試験片１０１，１０２間の接着強さを図７に示す。同図から明らかなように、両試験片１０１，１０２間の接着強さは、Ｎ＝５の平均値で、実施例１＞実施例２＞比較例２＞比較例１の順となった。
　まず、フィルタを使用せずにＵＶ処理を行った比較例１の方法（処理方法３）では、ＵＶ処理に伴う温度上昇の都合上、十分な接着性向上効果が得られる程度の表面改質がなされなかったため、両試験片間に必要十分な接着強さを得ることができず、かつ全ての処理方法のうちで接着強さが最弱になったものと考えられる。また、比較例２の方法（処理方法４）で用いたフィルタは一般的な赤外線カットフィルタであり、このフィルタが、図５に示す物性データからも明らかなように、赤外線だけでなく接着強さの向上（表面改質）に寄与する紫外線もカットしてしまうものであるため、ＵＶ処理時間が全方法中最長であるにもかかわらず両試験片間に必要十分な接着強さを得ることができなかったものと考えられる。また、比較例１および２の方法は試料間での接着強さのばらつきが比較的大きい。従って、安定した接着強さを得ることが困難で、この種の機械部品の信頼性を高めるための手段として好ましいものとは言い難い。
　これに対し、実施例１（処理方法１）では、Ｎ＝５の平均値で１９．４Ｎ／ｍｍ２と、熱硬化型接着剤を用いた場合（約８Ｎ／ｍｍ２）よりもはるかに高い接着強さを得ることができた。また図６からも明らかなように、処理方法１では、ＵＶ処理完了時における接着面の表面温度が１０５℃程度であるから、ＵＶ処理に伴う熱変形の問題はない。実施例２の方法（処理方法２）では、処理方法１よりもＵＶ処理時間が短い分、両者間の接着強さは処理方法１よりも劣る結果となったが、Ｎ＝５の平均値で９．７Ｎ／ｍｍ２と、熱硬化型接着剤を用いた場合よりも高い接着強さを得ることができた。また、本発明に係る方法を採用した場合における試料間での接着強さのばらつきは比較的小さい。従って、安定した接着強さを得る手段、さらに言えばこの種の機械部品の信頼性を高める手段として好適である。
　さらに、ＵＶ処理による第１試験片１０１の接着面の表面改質状態、すなわちＣ＝Ｏ結合の量を確認するため、実施例１および比較例２の方法でＵＶ処理を施したものと、ＵＶ処理を施さなかったものとを対象としてＸＰＳ（Ｃ１ｓスペクトル）分析を行ったので、その分析結果を図８に示す。なお、図８中にも記載のように、Ｃ＝Ｏ結合の結合エネルギーは２８７ｅＶであるから、この点における縦軸の値を比較検証する。
　同図から明らかなように、実施例１の方法でＵＶ処理を施したものについてはＣ＝Ｏ結合が観測されたのに対し、比較例２の方法でＵＶ処理を施したもの、およびＵＶ処理を施さなかったものではＣ＝Ｏ結合が観測されなかった。なお、比較例２の方法でＵＶ処理を施したものでＣ＝Ｏ結合が観測されなかったのは、上述したように、当該方法で用いたフィルタが、赤外線だけでなく紫外線もカットしてしまったためと考えられる。
　以上に示す試験結果から、上記本発明に係る第１の製造方法の有用性が実証される。
　次いで、上記本発明に係る第２の製造方法の有用性を実証すべく、上記実施例１と同様の試験片および試験装置を用いて両試験片間の接着強さ（＝Ｎ／ｍｍ２）についての確認試験を行った。但し、第１試験片１０１の接着面に対しては、接着面から１０ｍｍ離隔した位置に設けた合成石英管低圧水銀ランプを用いてＵＶ処理を行った。低圧水銀ランプは、波長２５４ｎｍの電磁波を照度１８ｍＷ／ｃｍ２で、また波長１８５ｎｍの電磁波を照度１４ｍＷ／ｃｍ２で照射可能なものである。当該確認試験におけるＵＶ処理条件および試験結果を図９に示す。
　図９に示す試験結果からも明らかなように、ＵＶ処理を行っていない比較例３では平均値で２．９Ｎ／ｍｍ２と、両試験片間に十分な接着強さ（８Ｎ／ｍｍ２）を得ることができなかった。また、比較例４ではＵＶ処理を行ったものの、波長１８５ｎｍおよび波長２５４ｎｍの電磁波の積算光量が５００ｍＪ／ｃｍ２以下であったために、両試験片間に十分な接着強さ得ることができなかった。これに対し、上記本発明に係る第２の製造方法に適合するようにＵＶ処理を行った実施例３～５では、Ｎ＝５の接着強さの平均値が、それぞれ１１．７Ｎ／ｍｍ２、１７．０Ｎ／ｍｍ２、１７．６Ｎ／ｍｍ２と、両試験片間に必要十分な接着強さを得ることができた。なお、この試験結果からも明らかなように、積算光量が増大するのに伴って接着強さが高まる。そのため、必要とされる接着強さを確実に得る上では、積算光量を調整することが有用であることがわかる。
情報機器用スピンドルモータの一構成例を概念的に示す断面図である。 図１に示すスピンドルモータに組み込まれる流体軸受装置の一例を示す断面図である。 ＵＶ処理工程を概念的に示す図である。 本発明の有用性を実証するための確認試験で用いた試験装置を概念的に示す断面図である。 第１の確認試験で用いたフィルタの物性データを示す図である。 第１の確認試験における接着面の表面温度とＵＶ処理時間の関係を示す図である。 第１の確認試験の試験結果を示す図である。 確認試験において実施したＸＰＳ分析の結果を示す図である。 第２の確認試験の試験結果を示す図である。
　１　　流体軸受装置
　２　　軸部材
　６　　ブラケット（機械部品）
　７　　ハウジング（機械部品）
　１０　接着面
　１１　光源
　１２　フィルタ（赤外線カットフィルタ）

Claims (11)

  1. 　少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品において、
    　一方の部品に対する他方の部品の単位面積あたりの接着強さが８Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする機械部品。
  2. 　樹脂部品の接着面にＵＶ処理が施された請求項１記載の機械部品。
  3. 　樹脂部品を形成するベース樹脂が芳香族系ポリエステルである請求項１記載の機械部品。
  4. 　樹脂部品が軸受部品である請求項１記載の機械部品。
  5. 　請求項１～４の何れかに記載の機械部品を備える流体軸受装置。
  6. 　請求項５記載の流体軸受装置と、ステータコイルと、ロータマグネットとを備えるスピンドルモータ。
  7. 　少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品の製造方法において、
    　樹脂部品の接着面に、波長２５４ｎｍの電磁波の透過率が５０％以上８０％以下である赤外線カットフィルタを透過させた電磁波を照射した上で、この樹脂部品に他方の部品を接着固定することを特徴とする機械部品の製造方法。
  8. 　赤外線カットフィルタとして、波長８００ｎｍの電磁波の透過率が１０％以上３０％以下であるものを用いる請求項７記載の機械部品の製造方法。
  9. 　少なくとも一方が樹脂材料で形成された二部品を嫌気性接着剤で固定してなる機械部品の製造方法において、
    　樹脂部品の接着面に、波長２５４ｎｍおよび波長１８５ｎｍの電磁波を同時に、かつ両波長の電磁波を何れも積算光量５００ｍＪ／ｃｍ２以上照射した上で、この樹脂部品に他方の部品を接着固定することを特徴とする機械部品の製造方法。
  10. 　管が合成石英で形成された低圧水銀ランプを用いて、波長２５４ｎｍおよび波長１８５ｎｍの電磁波を同時に照射する請求項９記載の機械部品の製造方法。
  11. 　樹脂部品を形成するベース樹脂が芳香族系ポリエステルである請求項７又は９記載の機械部品の製造方法。
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