主轴电机及硬盘装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种主轴电机，其在所使用的不锈钢制部件中能够抑制颗粒的飞散，由此能够将因颗粒附着在磁盘表面而与磁头碰撞等的不良情况引起的磁盘驱动装置的故障防范于未然。是在具备至少任一个由不锈钢构成的固定部和旋转部的主轴电机中，在不锈钢的表面直接形成利用无电解镀镍得的金属皮膜。
【专利说明】主轴电机及硬盘装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及主轴电机及使用了该主轴电机的硬盘装置，所述主轴电机具备在不锈 钢的表面形成金属皮膜的部件。
【背景技术】
[0002] 通常，对于用于硬盘装置的部件要求高的尺寸精度，因此要求具有优异的成形加 工性。其中，切削加工是最为广泛利用的加工方法，为了改善切削性，在不锈钢中作为易切 削元素添加硫（S)、铅（Pb)、碲（Te)、硒（Se)等。然而，为了改善切削性而添加的该硫或铅 有可能产生腐蚀性气体或作为异物颗粒在硬盘装置内扬起尘埃而妨碍使用。
[0003] 作为维持硬盘驱动装置内的清洁度的技术，已知有在除了要求尺寸精度的轴承的 安装部分以外的不锈钢制的转子轮毂或转轴上实施无电解镀镍的技术（例如，参照专利文 献1。）。然而，不锈钢在其表面有赋予耐腐蚀性的钝化皮膜，存在无电解镀镍皮膜的密合性 极差这种问题。另外，专利文献1中虽然公开了实施无电解镀镍处理的技术，但未示出具体 的方法，因此皮膜的密合性是否充分并不明确。
[0004] 作为提高这样的密合性的技术，已知有对磁盘保持部件（转子轮毂（rotorhub)) 实施基于以氯化镍和盐酸为主成分的镀液的触击电镀（电解镀镍）之后形成无电解镀镍层 的技术（例如，参照专利文献2)。用这样的方法形成的镀覆皮膜成为利用电解镀镍的基底 层和无电解镀镍层的二层结构。
[0005] 然而，如专利文献2那样，在基于以氯化镍和盐酸为主成分的镀液的电解镀镍中， 必须确保用于通电的接点，在其接点部分未形成触击电镀层，不锈钢材表面为露出的原样 状态，因此在其后的无电解镀镍处理中，在该接点部分不形成无电解镀镍皮膜或者即使形 成其无电解镀镍皮膜的密合性也差。其结果，不形成无电解镀镍皮膜时，不锈钢的表面裸 露，有可能从其产生颗粒。另一方面，无电解镀镍皮膜的密合性差时，密合性差的部分的金 属皮膜在电机内部剥离而成为异物有可能引起硬盘装置的运行不良。因此，无电解镀镍皮 膜需要在实施了镀覆的整个面积上保证高的密合性，但在专利文献2中公开的技术中无法 完全保证。
[0006] 另外，根据专利文献2中公开的方法，除了需要无电解镀镍设备，还需要电解镀镍 设备，因此还具有设备费高且工序也增多、制造成本变高这样的问题。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开平11-159536号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2002-153015号公报
【发明内容】
[0011] 本发明是鉴于以上的问题而完成的，其目的在于提供一种主轴电机，其在所使用 的不锈钢制部件中，通过将快削性不锈钢母材露出的机械加工部用利用无电解镀镍得的金 属被膜完全进行覆盖，从而能够抑制颗粒的飞散，由此，能够将因颗粒附着在磁盘表面而与 磁头碰撞等的不良情况而引起的磁盘驱动装置的故障防范于未然。
[0012] 本发明的主轴电机是具备有固定部和旋转部的主轴电机，其特征在于，上述固定 部和旋转部的至少任一个由不锈钢构成，在上述不锈钢的表面直接形成利用无电解镀镍得 的金属皮膜。
[0013] 另外，在本发明的主轴电机中，利用无电解镀镍得的金属皮膜优选为由1层形成 的构成，并且，优选含有磷（P)或硼（B)。而且，在本发明的主轴电机中，优选对转子轮毂和 转轴中的至少任一个实施无电解镀镍。
[0014] 本发明的硬盘装置的特征在于，具备上述的主轴电机。
[0015] 本发明的在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法的特征在于，至少具 备进行酸活化处理的工序和进行无电解镀镍处理的工序，在上述酸活化处理后，不进行清 洗，连续地进行上述无电解镀镍处理。
[0016] 另外，上述在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法中，优选进一步具 备在酸活化处理的前阶段进行酸电解处理的工序，在酸电解处理中，在相对高浓度的酸溶 液中进行处理，接着在酸活化处理中在相对比其低浓度的酸溶液中进行处理。
[0017] 根据本发明的主轴电机，通过在主轴电机所用的不锈钢制部件中，用利用无电解 镀镍得的金属被膜完全覆盖快削性不锈钢母材露出的机械加工部，从而能够抑制颗粒的飞 散，由此，能够将因颗粒附着在磁盘表面而与磁头碰撞等的不良情况引起的磁盘驱动装置 的故障防范于未然。
[0018] 另外，根据本发明的在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法，由于不 进行需要电接点的触击电镀处理，因此自然能够制成形成有对于不锈钢制部件全体表面密 合性良好的无电解镀镍皮膜的上述构成的不锈钢制部件，因减去了触击电镀处理工序，将 不需要用于该处理的电镀槽、清洗槽、处理剂等，从而能够改善耐环境性，并且膜厚的偏差 也变小，所以还能够得到部件的尺寸精度提高这样的效果。应予说明，本发明的在表面具有 无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法，并不局限于硬盘装置用部件，可以适用于进行无 电解镀镍处理的所有部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是示意表示本发明的主轴电机中的不锈钢制部件的表面的截面图。
[0020] 图2是示意表示具有触击电镀皮膜的现有的不锈钢制部件的表面的截面图。
[0021] 图3是表示本发明的第1实施方式中的对不锈钢制部件进行的无电解镀镍的各工 序的不意图。
[0022] 图4是表示本发明的第2实施方式中的对不锈钢制部件进行的无电解镀镍的各工 序的不意图。
[0023] 图5是表示本发明的主轴电机的结构的一个例子的截面图。
[0024] 符号说明
[0025] 1 主轴电机
[0026] 2 定子组件
[0027] 3 转子组件
[0028] 4 底板
[0029] 5 套筒嵌合部
[0030] 6 流体动压轴承
[0031] 7 套筒
[0032] 8 定子芯
[0033] 9 定子线圈
[0034] 10 转子轮毂
[0035] IOa转子轮毂的磁盘载置部
[0036] 11 转轴
[0037] 12 润滑油
[0038] 13 转子磁铁
[0039] 14 转子轮毂的圆筒部
[0040] 15 第1凹部
[0041] 16 第2凹部
[0042]17 对板
[0043] 18 凸缘部
[0044] 19 第1径向动压槽
[0045] 20 第2径向动压槽
[0046]21 推力动压槽
[0047]22 转子轮毂的内侧圆筒部
[0048] 23 吸引板
[0049]101不锈钢母材
[0050] 102无电解镀镍皮膜
[0051] 103触击电镀皮膜
【具体实施方式】
[0052] <现有的镀覆方法的问题>
[0053] 由于不锈钢在表面有钝化皮膜，所以通常在脱脂处理和清洗处理后进行无电解镀 镍，则镀覆皮膜的密合性变得极差。这是由于钝化皮膜阻碍不锈钢材料与镀覆皮膜间的金 属结合。因此，以往以来对不锈钢进行无电解镀镍时，为了确保密合性，进行边除去钝化皮 膜边形成薄的镀覆皮膜的触击电镀处理，如图2所示，在不锈钢母材101上形成触击电镀皮 膜103,并在其上形成无电解镀镍皮膜102。即，镀覆皮膜由2层构成。
[0054] 该触击电镀是通过在由氯化镍和盐酸构成的触击电镀浴（以氯化镍和盐酸为主 成分的镀液）中浸渍不锈钢而破坏钝化皮膜将表面活化，并且，通过通电使镍在不锈钢上 析出而形成厚度0.5微米以下的薄的镀覆皮膜的表面处理。然而，在该触击电镀处理中，具 有为了进行通电在不锈钢上必须有电接点（电极），在该接点部分不形成镀覆皮膜这样的 问题。另外，该触击电镀处理中，为了确保膜的厚度和密合性，需要进行高度的管理。
[0055] 为了解决上述课题，本发明人等探讨了作为除去不锈钢表面的钝化皮膜的手段， 代替以往的触击电镀处理而使用酸活化处理。然而，若经历通常在酸活化处理后进行的清 洗工序，则在不锈钢表面再次形成钝化皮膜，存在无法均匀形成无电解镀镍层这样的问题。
[0056]〈第1实施方式〉
[0057] 在此，本发明人等发现当对主轴电机中的不锈钢制的部件实施无电解镀镍时，如 图3所示，进行脱脂脱硫处理、清洗以及酸活化处理之后，不进行通常所使进行的清洗工 序，而是在不排液程度的状态下在无电解镀镍槽中浸渍不锈钢来进行无电解镀镍处理，从 而能够得到图1所示的在不锈钢101的表面直接形成有无电解镀镍层102的构成。
[0058] 进而，完成了作为本发明的第1实施方式的、以至少具备进行酸活化处理的工序 和进行无电解镀镍处理的工序且在上述酸活化处理后不进行清洗地进行上述无电解镀镍 处理为特征的本发明的在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法。根据该本发明 的在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法，如上述那样，由于不进行需要电接 点的触击电镀处理，因此能够在不锈钢制部件全体表面形成密合性良好的无电解镀镍皮膜 自不必说，并且，因减去了触击电镀处理工序，所以不需要该处理中使用的电镀槽、清洗槽、 处理剂等，能改善耐环境性，而且膜厚的偏差变小，所以还能够得到提高部件的尺寸精度这 样的效果。
[0059]〈第2实施方式〉
[0060] 进而，针对在酸活化处理后不进行清洗地进行无电解镀镍处理的第1实施方式， 本发明人等完成了下述的第2实施方式。即，如图4所示，1)利用机械加工等得到不锈钢制 部件后，2)仅对其进行脱脂处理（在第1实施方式中是进行脱脂和脱硫），接着，3)进行酸 电解处理除去不锈钢表面的氧化膜。另外，该酸电解处理中能进行脱硫。
[0061] 除去氧化膜后，与第1实施方式同样地不进行清洗，4)进行酸活化处理。此时，其 特征在于，将酸浓度调整为比酸电解处理的处理液（以及比第1实施方式的酸活化处理） 低。通过将酸浓度调整为低于酸电解清洗的处理液、第1实施方式的酸活化处理液的酸浓 度，从而减少向后续工序的化学镀液带去酸。其后，同样地不进行清洗而进行无电解镀镍处 理，进行清洗和干燥，得到在表面进行了镀镍的不锈钢制部件。
[0062] 如此地，第2实施方式的特征是代替第1实施方式的脱脂脱硫处理，仅进行脱脂处 理后，进行利用阴极法的酸电解清洗处理，进而，以更低的浓度进行酸活化处理。
[0063]酸电解清洗的概要如下：使用酸水溶液作为清洗液。作为酸，可举出硫酸和盐酸。 例如可以使用盐酸水溶液。在此，将不锈钢制部件作为阴极，浸渍对置的阳极，施加电压时 向产品选择性导入氢离子，由从阳极移动而来的电子产生氢气，除去表面的污垢、氧化膜。 另一方面，促进不锈钢的腐蚀的氯离子集中在阳极，因释放电子而作为氯气被释放。
[0064]因氢气的强力的还原力，形成在不锈钢表面的氧化膜被除去。此时还同时除去作 为夹杂物添加的硫等。因此，在其前的脱脂工序中，无需使用脱硫所需要的过锰酸钠。由此， 能够减少对环境的负荷。
[0065]此外，由于氯离子被吸引到阳极侧，所以能够抑制不锈钢表面的腐蚀的进行，抑制 后续工序的盐酸水溶液和镀覆液被腐蚀的材料所污染。在酸电解清洗工序中仅进行氧化膜 和夹杂物的除去，使清洁的金属表面露出，因此可提高在其后的化学镀工序中的密合性。 [0066] 进行酸电解清洗后，通过将酸的浓度调整为低于酸电解清洗的清洗液的酸水溶液 来实施酸活化处理。因可以将酸活化处理中的酸的浓度设定为较低，所以与第1实施方式 相比，能过减少向其后的工序的化学镀液带去酸，提高化学镀层的密合性。
[0067] <本发明的镀覆方法的应用例>
[0068]另外，本发明的主轴电机中适合使用上述那样的在表面具有无电解镀镍的不锈钢 制部件的制造方法，该主轴电机是具备固定部和旋转部的主轴电机，其特征在于，上述固定 部和旋转部的至少任一个由不锈钢构成，在上述不锈钢的表面直接形成有利用无电解镀镍 得的金属皮膜。即，其最大的特征在于，在不锈钢表面上不介由触击电镀层地直接形成有无 电解镀镍层的1层构成。这样的主轴电机可很好地应用于硬盘装置中。
[0069] 根据该构成的主轴电机，在主轴电机所使用的不锈钢制部件中，通过用利用无电 解镀镍得的金属被膜完全覆盖快削性不锈钢母材露出的机械加工部，能够抑制颗粒的飞 散，由此，能够将因颗粒附着在磁盘表面而与磁头碰撞等的不良情况引起的磁盘驱动装置 的故障防范于未然。
[0070] 本发明中的无电解镀镍包括形成实质上为镍皮膜或者以镍为主成分的金属皮膜 的化学镀覆及利用镍合金的化学镀覆。作为除镍以外的其它含有的元素，主要可举出磷 (P)、硼（B)、钴、铁、钨、铜等，作为与镍组合的化学镀覆，有Ni-P镀覆、Ni-B镀覆、Ni-P-B镀 覆、Ni-Co合金镀覆、Ni-Co-P合金镀覆、Ni-Fe-P合金镀覆、Ni-W-P合金镀覆、Ni-Co-W-P合 金镀覆、Ni-Cu-P合金镀覆等。另外，作为无电解镀镍的还原剂，可使用次亚磷酸盐、硼氢化 钠、肼等。应予说明，现有技术中的触击电镀层一般不含磷，因此，本发明中的利用无电解镀 镍得的金属皮膜可通过检测出分散在镀覆层整体的磷（P)、硼（B)而进行特定。
[0071]另外，本发明中，作为实施无电解镀镍的不锈钢制部件，可举出转子轮毂、轴部、 套筒等。而且，作为本发明中所使用的不锈钢的种类，可举出DHSl材、SUS416、SUS410F2、 SUS420F、SUS430F等。
[0072] 接下来，对于本发明的主轴电机的实施方式，使用图4进行具体说明。图4是表示 本发明的主轴电机的结构的一个例子的截面图。如图4所示，本发明的主轴电机1作为用 于驱动具备计算机中使用的磁盘、光盘等的数据存储装置的电机而使用。整体上由定子组 件2 (固定部）和转子组件3 (旋转部）构成。
[0073] 定子组件2固定在底板4,在该底板4的中央部分设置有圆筒状的套筒嵌合部5。 在套筒嵌合部5的外圆周侧嵌合有卷绕了定子线圈9的定子芯8。
[0074]转子组件3具有转子轮毂10,该转子轮毂10固定在转轴11的上端部，与转轴11 一同旋转。转轴11插入作为轴承部件的套筒7内，通过该套筒7可旋转地支承。套筒7嵌 入套筒嵌合部5而固定。在转子轮毂10的圆筒部14的内圆周面固定有转子磁铁13,N极 和S极的多个极磁化。
[0075] 对定子线圈9通电，则因定子芯8形成磁场，该磁场作用于转子磁铁13,转子组件 3旋转。在转子组件3的转子轮毂10的圆筒部14的外圆周面，磁盘载置部IOa向径向外侧 突出，在此安装有成为数据存储装置的存储部的旋转磁盘例如磁盘（未图示），因主轴电机 1的工作而旋转、停止，通过（未图示）记录用头进行信息的写入和读出。
[0076] 在这样的实施方式的主轴电机1中，在套筒7能够旋转地支承转轴11的部分上提 供有流体动压轴承6。
[0077] 在套筒7的下端部形成有朝向下方开口的大径的第2凹部16,并且在该第2凹部 16的顶面形成有小径的第1凹部15。在大径的第2凹部16嵌合对板17,利用熔敷?粘接 等手段固定于此，以使套筒7内成为气密状态的方式而构成。
[0078] 在转轴11的下端部设置有凸缘部18,该凸缘部18在套筒7的第1凹部15内，与 对板17和第1凹部15的顶面对置，以发挥转轴11的止脱作用地配置。
[0079] 在套筒外圆周面与转子轮毂的内侧圆筒部22之间的缝隙、套筒7上端面与转子轮 毂10之间的缝隙、套筒7与转轴11之间的缝隙、凸缘部18与第1凹部15之间的缝隙、凸 缘部18与对板17之间的缝隙相互连通，在该连通缝隙封入润滑油12。润滑油12从套筒7 与转子轮毂的内侧圆筒部22之间被注入。
[0080] 在与转轴11的外圆周面对置的套筒7的内圆周面，在轴向分离地形成有产生动压 的第1径向动压槽19和第2径向动压槽20。该径向动压槽19和20利用转轴11的旋转， 产生使转轴11和套筒7在径向方向成为非接触状态的动压。另外，在套筒7的上端面形成 有推力动压槽21。该推力动压槽21利用转轴11的旋转，在推力方向产生用于使转子组件 3上浮的动压。另一方面，环状的吸引板23利用与转子磁铁13的磁作用，将转子组件3吸 引到推力方向下方。由此，上浮位置稳定。利用这些动压槽和吸引板的作用，转子组件3能 够相对于套筒7以非接触状态稳定地高速旋转。作为动压槽，可使用人字形槽、螺旋槽等公 知的图案。
[0081] 实施例
[0082] 1.主轴电机的制作
[0083] 〈实施例1 >
[0084] 对用不锈钢（DHSl材）制成的转子轮毂，进行图3中所示的工序，S卩，脱脂脱硫处 理、清洗以及酸活化处理后，不进行通常使用的清洗工序，以不排液程度的状态在无电解镀 镍槽中浸渍转子轮毂来进行无电解镀镍处理。由此，制作具有图1所示的在不锈钢101的 表面直接形成有无电解镀镍层102的表面结构的实施例1的主轴电机。
[0085] 〈实施例2 >
[0086] 代替图4中示出的工序，即实施例1中的"脱脂脱硫处理、清洗以及酸活化处理"， 进行"脱脂处理、清洗、酸电解处理以及酸活化处理"除此以外，同样地对转子轮毂进行镀覆 处理。应予说明，在酸活化处理中，使用比上游工序的酸电解处理和实施例1的酸活化处理 低的浓度的盐酸。
[0087] 〈比较例1 >
[0088] 在实施例1的主轴电机的制造工序中，不进行转子轮毂的无电解镀镍处理，除此 以外，与实施例1同样地制作比较例1的主轴电机。
[0089] 2.评价试验
[0090] (1)利用颗粒计数的颗粒数测定
[0091] 对于如上述那样制成的实施例1、2以及比较例1的主轴电机中的转子轮毂，根据 一般的扬尘测定方法的液中颗粒计数法，按以下顺序进行颗粒数的测定。首先，在装入超纯 水的容器中浸渍各个转子轮毂，对容器整体照射规定时间超声波，进而利用液中颗粒测定 装置，分别进行3次容器内的超纯水中的颗粒数的测定。将其结果示于表1。
[0092] 接下来，过滤照射了超声波的超纯水，随机抽取残留在该过滤器上的颗粒，用扫描 式分析电子显微镜（SEM-EDX)进行颗粒的元素分析，统计按金属种类的颗粒数。将其结果 不于表2和3。
[0093]表 1
[0094]
【权利要求】
1. 一种主轴电机，具备固定部和旋转部，其特征在于，所述固定部和旋转部的至少任一 个由不锈钢构成，在所述不锈钢的表面直接形成有利用无电解镀镍得的金属皮膜。
2. 根据权利要求1所述的主轴电机，其特征在于，所述利用无电解镀镍得的金属皮膜 为由1层形成的构成。
3. 根据权利要求1或2所述的主轴电机，其特征在于，所述利用无电解镀镍得的金属皮 膜含有磷即P或硼即B。
4. 根据权利要求1或2所述的主轴电机，其特征在于，对转子轮毂和转轴的至少任一个 实施了无电解镀镍。
5. -种硬盘装置，其特征在于，具备权利要求1?4中任一项所述的主轴电机。
6. -种在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法，其特征在于，至少具备进 行酸活化处理的工序和进行无电解镀镍处理的工序，并且，在所述酸活化处理后，不进行清 洗而连续地进行所述无电解镀镍处理。
7. 根据权利要求6所述的在表面具有无电解镀镍的不锈钢制部件的制造方法，其特征 在于， 进一步具备在所述酸活化处理的前阶段进行酸电解处理的工序， 在所述酸电解处理中，在相对高浓度的酸溶液中进行处理，接着在所述酸活化处理中， 在相对比其低浓度的酸溶液中进行处理。
【文档编号】C23C18/32GK104279232SQ201410326857
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】铃木昭彦 申请人:美蓓亚株式会社