(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脱脂洗浄後に、アルカリ電解洗浄で化学的な脱錆、スケール除去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】
前記快削性ステンレス鋼が、前記化学的な脱錆、スケール除去処理後に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記載のハードディスク装置。
【請求項３】
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脱脂洗浄前にメカニカルデスケーリング処理され、脱脂洗浄後にクロメー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。
【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、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】
そこで、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、パッシベイト処理を施して耐食性の向上とパーティクルの除去を行い、その後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、コンタミネーションを抑制することはできるが、量産性が悪く、しかも設備コストに問題がある。
また、快削性ステンレス鋼として、組成成分中のイオウ含有率が０．２５％以上で、マンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下のものを用いても、酸濃度が１５％を超えるような酸処理を行うと、化学的に安定なＣｒＳの増加した快削粒子が溶解し、Ｈ2Ｓが発生するという問題がある。
【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脱脂洗浄後に、アルカリ電解洗浄で化学的な脱錆、スケール除去されていることを特徴とするものである。
【００１３】
快削性ステンレス鋼におけるマンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓを１．８以下に下げることにより、鋼材中のイオウ化合物が安定化し、大気中の湿気等によりイオウ化合物よりイオウガスが発生することが抑えられ、耐食性が高まる。また、酸処理による快削成分の溶解がないので、これによるガス、パーティクルの発生を防止できることになる。この場合、化学的な脱錆、スケール除去処理は、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が可能で、耐食性を向上することができる。この場合、快削性ステンレス鋼中に含まれる快削性成分を溶解しにくい穏やかな条件で処理すればよく、また、快削性ステンレス鋼は、前記化学的な脱錆、スケール除去処理後に、クロメート処理すると耐食性がなお一層向上する。
【００１４】
また、本発明のハードディスク装置は、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脱脂洗浄前にメカニカルデスケーリング処理され、脱脂洗浄後にクロメート処理することを特徴とするものである。
【００１５】
上述したように、快削性ステンレス鋼におけるマンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓを１．８以下に下げることにより、鋼材中のイオウ化合物が安定化し、耐食性が高まり、イオウガスの発生が抑えられる。このステンレス鋼にクロメート処理を施すことにより、イオウ化合物からのイオウガスの発生や快削成分の溶解等の影響を受けることがなく、耐食性を向上することが可能となる。この場合、快削性ステンレス鋼の脱脂洗浄前に、加工時に生じた汚れ、酸化スケールをメカニカルデスケーリングで除去するのがよく、鋼材表面のスケールを除去でき、その後のクロメート処理による耐食性がさらに良好となる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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に切削加工が施された後、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの塩素系溶剤や炭化水素系溶剤あるいは水酸化ナトリウム、などのアルカリ水溶液により脱脂洗浄を行うことで、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、加工時に付着した埃、切り粉の除去、並びに快削成分である硫化物等の微細子が除去される。しかしこれだけではステンレス表面に付着したスケール、錆、さらに複雑な加工表面の凹凸中に存在するパーティクルを完全に除去することは困難で、充分な耐食性が得られない。
【００２３】
そこで前述のごとく脱脂洗浄されたステンレス鋼材は、第１の発明では、化学的な錆、スケール除去処理される。この化学的な錆、スケール除去処理は硝酸、硫酸、塩酸などの酸水溶液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウムなどのアルカリ水溶液による電解洗浄を用いることができる。これらの化学的な錆、スケール除去処理を行うことで、前述の汚れ、スケール、パーティクルが完全に除去でき、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。
【００２４】
ここで化学的な錆、スケール除去は前述に示す一般的ないずれの手法を用いても良いが、比較的穏やかな条件で行うことが望ましい。マンガンとイオウの比率Ｍｎ／Ｓが１．８以下のステンレス鋼を用いることで、化学的に安定なＣｒＳが増加し、これらの処理によってＨ2Ｓの発生を減少させることができるが、通常に使用される１５％以上の酸溶液では溶解され、イオウを含むガスの発生が見られることもある。よって特に３％以下の酸水溶液により錆、スケール除去することが好ましい。またアルカリ水溶液による電解洗浄は一般にイオウを含む快削成分を溶解させにくく好ましい。
【００２５】
化学的な錆、スケール除去処理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、錆、スケール除去処理後のステンレス鋼に対し、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。
【００２６】
次に、本発明（第１の発明）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を塩化メチレンと水酸化ナトリウムで脱脂洗浄した後、常温の２％塩酸水溶液に３分間浸漬し、脱錆、スケール除去を行う。その後水洗、純湯洗、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銀板（ステンレス板に銀メッキしたもの）と共に、密閉可能な１００ｍｌ容器の内に入れ、純水の水滴２〜３滴を滴下した後、密閉し、９０℃の雰囲気下に１２時間保存する。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（銀板変色実験）。
【００２７】
次に、錆、スケール除去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。さらに錆、スケール除去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。
【００２８】
〔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、陽極に接続し、オルソけい酸ナトリウム３％、水酸化ナトリウム２％、炭酸ナトリウム２％から成るアルカリ水溶液によって２分間電解洗浄する。その後水洗、純湯洗、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。
【００２９】
〔実施例３〕
実施例２で作成したロータハブを電解洗浄後、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ｃ）の結果を得た。
【００３０】
〔実施例４〕
実施例１で作成したロータハブを常温の５０％硝酸溶液に２０分間浸漬して錆、スケール除去を行い、水洗、純湯洗、純水洗浄後乾燥させて同様の評価を行ったところ図４のｄ）の結果を得た。
【００３１】
〔比較例１〕
イオウ０．３％、マンガン１．２％（Ｍｎ／Ｓ＝４）を含有する１８クロムステンレス鋼を用いて切削加工し，実施例１に示すと同様の処理を行った後評価したところ、図４のｅ）の結果を得た。
〔比較例２〕
イオウ０．３％、マンガン１．２％（Ｍｎ／Ｓ＝４）を含有する１８クロムステンレス鋼を用いて切削加工し、実施例２に示すと同様の処理を行った後、評価したところ図４のｆ）の結果を得た。
〔比較例３〕
イオウ０．３％、マンガン１．２％（Ｍｎ／Ｓ＝４）を含有する１８クロムステンレス鋼を用いて切削加工し，図３に示す形状のロータハブ４０を作成し、塩化メチレンにて洗浄したものを同様の評価を行ったところ、図４のｇ）の結果を得た。
【００３２】
図４ａ）〜図４ｇ）の結果から明らかなように実施例１〜４は、比較例と比べてイオウガスによる銀板の変色がなく、あるいは小さく、耐食性が向上している。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。
【００３３】
次に、第２の発明を説明する。
前述したように、組成成分としてイオウ（Ｓ）を０．２５％以上含有すると共にマンガン（Ｍｎ）とイオウとの比率Ｍｎ／Ｓを１．８以下、望ましくは１．５以下に設定した快削性ステンレス鋼材を、アルカリ水溶液により脱脂洗浄を行った後、クロメート処理する。このクロメート処理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、耐食性が格段に高まる。
【００３４】
次に、本発明（第２の発明）の効果を以下の実施例にて説明する。
〔実施例５〕
実施例１で作成したロータハブをアルカリ水溶液により脱脂洗浄を行った後、７０゜Ｃ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ものを同様に評価を行ったところ図４のｈ）の結果を得た。
【００３５】
〔実施例６〕
実施例１で作成したロータハブを塩化メチレンにて洗浄した後、ディスクを搭載する側の表面全体を５分間ハブ研磨する。そしてその後脱脂洗浄を行い、さらに実施例５と同様にクロメート処理したものを評価したところ図４のｉ）の結果を得た。
【００３６】
図４ｈ）及び図４ｉ）の結果から明らかなように実施例５及び６は、比較例と比べてイオウガスによる銀板の変色がなく、耐食性が向上している。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。
【００３７】
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。
【００３８】
【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、ステンレス鋼は脱脂洗浄後に、アルカリ電解洗浄で化学的な脱錆、スケール除去処理されるので、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。
【００３９】
また、請求項２記載のハードディスク装置にあっては、脱脂洗浄後に化学的な脱錆、スケール除去処理された前記快削性ステンレス鋼に対し、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。
【００４０】
請求項３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、ステンレス鋼は脱脂洗浄前にメカニカルデスケーリング処理され、脱脂洗浄後にクロメート処理されるので、ステンレス鋼表面のスケールを除去でき、鋼材表面におけるイオウガス発生や溶解等に影響を及ぼすことがなく、耐食性が向上する。
【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】
0003700912.tif 000002
【図２】
0003700912.tif 000003
【図３】
0003700912.tif 000004
【図４】
0003700912.tif 000005