(57)【特許請求の範囲】
【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硝酸を用いたパッシベイト処理されていることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項２】
前記ステンレス鋼をパッシベイト処理する処理液は、硝酸のみであ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。
【請求項３】
前記ステンレス鋼をパッシベイト処理する処理液は、硝酸と重クロム酸ナトリウムとの混合液であり、前記ステンレス鋼の前記パッシベイト処理の後に、アルカリ中和処理が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。
【請求項４】
前記ステンレス鋼は、前記アルカリ中和処理の後に、クロメート処理されることを特徴とする請求項３に記載のハードディスク装置。
【請求項５】
前記ステンレス鋼は、前記パッシベイト処理の後に、約１００〜２００℃の温度で加熱処理さ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。
【請求項６】
前記ステンレス鋼は、前記パッシベイト処理の後に、真空或いはそれに近い低圧環境下で約７０〜１５０℃の温度で加熱処理されることを特徴とする請求項１に記載のハードディスク装置。
【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。組成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、マンガンの組成成分が少なく、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、その量が減ると同時により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】
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。
【００１１】
【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硝酸を用いたパッシベイト処理されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この場合、ステンレス鋼をパッシベイト処理する処理液を硝酸のみとするのがよい。或いは、パッシベイト処理液を硝酸と重クロム酸ナトリウムとの混合液とし、パッシベイト処理後にアルカリ中和処理してもよく、このアルカリ中和処理後にクロメート処理することが望ましい。
また、ステンレス鋼をパッシベイト処理した後、約１００〜２００℃で加熱処理するのがよく、或いは真空若しくはそれに近い低圧環境下で約７０〜１５０℃で加熱処理するようにしてもよい。
【００１３】
【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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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は少ない状態に保たれている。
【００１９】
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、パッシベイト処理される。これにより、ステンレス鋼表面に存在或いは付着した化学的に活性なマンガンサルファイドが除去され、この介在物によるパーティクルコンタミネーションが防止される。また、このパッシベイト処理によりステンレス鋼表面の浄化，錆落としが行われる。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が同時に行われ、耐食性が向上する。
【００２０】
この場合、パッシベイト処理の処理液として硝酸のみによる水溶液を用いてパッシベイト処理を行うことが好ましい。ステンレス鋼中のイオウ化合物と硝酸が反応して発生する硫化水素（Ｈ2Ｓ）は処理後の水洗，湯洗，純水洗により取り除かれる。
また、パッシベイト処理液として硝酸と重クロム酸ナトリウムの混合液を用いてもよいが、この時はステンレス鋼中のイオウ化合物と硝酸が反応して発生する硫化水素が重クロム酸ナトリウムの酸化作用により酸化されてイオウが発生する。このイオウは水洗，湯洗，純水洗により容易に取り除くことはできず、イオウガスを発生する発生源となる。
【００２１】
パッシベイト処理液として硝酸と重クロム酸ナトリウムの混合液を用いても従来の鋼材と比較して化学的に活性なマンガンサルファイドの量が少ないためにイオウの発生量も少なく、処理後に中和処理を行うことでイオウを除去することができる。この場合には、その後にクロメート処理を行い、ステンレス鋼表面に強制的に酸化皮膜が形成され、耐食性が格段に向上する。中和処理を除いてクロメート処理を行うと、快削成分の存在していた孔中もしくは表面に付着した残存硝酸もしくは硫化水素によりイオウが発生し、好ましくない。
【００２２】
上述したパッシベイト処理後に、中和処理及びクロメート処理を行う代わりに、ベーキングを行ってもよい。比率Ｍｎ／Ｓが４前後のステンレス鋼と比較して生成するイオウが少ないためにベーキングによっても容易に取り除くことができる。具体的には、パッシベイト処理されたステンレス鋼を約１００〜２００℃で加熱する。この加熱によりステンレス鋼表面に残存するイオウガスを除去できるだけでなく、パッシベイト処理液つまり酸を強制的に放出することができる。この加熱は好ましくは１０時間以上とするのがよい。或いは、真空もしくはそれに近い低圧環境下で加熱処理してもよい。この場合、加熱温度を約７０〜１５０℃とすればよく、比較的低温で処理できる。
【００２３】
次に、本発明の効果を以下の実施例等にて説明する。
〔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をアルカリ脱脂酸洗いした後、５０℃の５０％硝酸水溶液にて４０分間パッシベイト処理を行い、水洗，湯洗，純水洗にて洗浄を行い、熱風乾燥させる。こうして得られたパッシベイト処理し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。
【００２４】
次に、パッシベイト処理したロータハブ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。さらにパッシベイト処理したロータハブ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結果を図４のａ）に示す。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１に示すロータハブをパッシベイト処理せずにそのまま塩化メチレン洗浄を行い、さらに中性洗剤を用いて水洗浄する。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ｂ）の結果を得た。
【００２６】
〔比較例２〕
実施例１に示すロータハブをアルカリ脱脂後、希硝酸にて酸洗いした後、５０℃の２５％硝酸と２．０％重クロム酸ナトリウム混合液にて３０分間パッシベイト処理を行い、水洗，湯洗，純水洗にて洗浄、熱風乾燥させる。こうしてパッシベイト処理したロータハブを用いて同様の評価を実施したところ図４のｃ）の結果を得た。
【００２７】
〔比較例３〕
イオウ０．３％、マンガン１．２％（Ｍｎ／Ｓ＝４．０）を含有する１８クロムステンレス鋼を用いて実施例１に示すと同様にロータハブを作成し、比較例２と同様にパッシベイト処理を行い、同様の評価を実施したところ、図４のｄ）の結果を得た。
【００２８】
〔実施例２〕
比較例２において２５％硝酸と２．０％重クロム酸ナトリウム混合液にてパッシベイト処理を行った後に、８０℃の２０％水酸化ナトリウム水溶液に３０分間浸漬させて中和処理する。そして水洗，湯洗，純水洗を行った後に同様の評価を行ったところ図４のｅ）の結果を得た。
【００２９】
〔実施例３〕
実施例２において中和処理した後に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ｆ）の結果を得た。
【００３０】
〔実施例４〕
比較例２に従ってパッシベイト処理したロータハブを１５０℃にて４時間ベーキングし、同様の評価を行ったところ、図４のｇ）の結果を得た。
【００３１】
〔実施例５〕
比較例２に従ってパッシベイト処理したロータハブを１００℃で０．１Torrにて４時間減圧ベーキングし、同様の評価を行ったところ、図４のｈ）の結果を得た。
【００３２】
〔比較例４〕
比較例３に従ってパッシベイト処理したロータハブを１５０℃にて４時間ベーキングし、同様の評価を行ったところ、図４のｉ）の結果を得た。
【００３３】
〔比較例５〕
比較例３に従ってパッシベイト処理したロータハブを１００℃で０．１Torrにて４時間減圧ベーキングし、同様の評価を行ったところ、図４のｊ）の結果を得た。
【００３４】
図４の結果から明らかなように、実施例１，実施例２，実施例３，実施例４及び実施例５のロータハブは、ハードディスク装置に悪い影響を及ぼすイオウを含むガスの発生がなく、かつ錆の発生も少なく、イオウを含むパーティクルの付着も認められず、本発明の効果は顕著である。
【００３５】
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。
【００３６】
【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に露出するステンレス鋼が、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以下に抑えられて硝酸を用いたパッシベイト処理されるので、加工時のスケールや化学的に活性なマンガンサルファイド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。
【００３７】
また、請求項２記載のハードディスク装置にあっては、ステンレス鋼のパッシベイト処理液を硝酸のみとしたので、パッシベイト処理後のイオウの発生を防止でき、処理時間が短いことからより好ましい。
【００３８】
さらに、請求項３記載のハードディスク装置にあっては、ステンレス鋼のパッシベイト処理液を硝酸と重クロム酸ナトリウムとの混合液とし、パッシベイト処理後にアルカリ中和処理を行うので、パッシベイト処理によるイオウの除去が円滑に行われると共に、中和処理により酸による腐食を押さえ、ステンレス鋼の耐食性を維持することができる。そして、請求項４記載のように、アルカリ中和処理後にクロメート処理を施すことにより、ステンレス鋼表面に強制的に酸化皮膜を形成でき、耐食性をより向上できる。
【００３９】
また、請求項５記載のハードディスク装置にあっては、パッシベイト処理されたステンレス鋼に対し、ベーキングを行うので、ステンレス鋼表面の酸やイオウを含むガスを容易に除去でき、パーティクルコンタミネーションの防止に効果があり、請求項６記載のように、真空もしくはそれに近い低圧環境下でベーキングを行うことにより、加熱温度及び時間において有利になる。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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