JP2013161501A - Method for manufacturing rotary apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、ハブの回転軸に沿って貫通孔が形成されたベースと、を備える回転機器を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a rotating device including a hub on which a recording disk is to be placed, a bearing unit that rotatably supports the hub, and a base in which a through hole is formed along the rotation axis of the hub. About.
ハードディスクドライブなどのディスク駆動装置は、小型化、大容量化が進み、種々の電子機器に搭載されている。特にノートパソコンや携帯型音楽再生機器などの携帯型の電子機器へのディスク駆動装置の搭載が進んでいる。従来では例えば特許文献1に記載のディスク駆動装置が提案されている。
Disk drive devices such as hard disk drives are becoming smaller and larger in capacity, and are mounted on various electronic devices. In particular, the mounting of disk drive devices in portable electronic devices such as notebook computers and portable music playback devices is advancing. Conventionally, for example, a disk drive device described in
特許文献2には、そのようなディスク駆動装置の製造方法が開示されている。この製造方法では、ベースの軸受孔に軸受ユニットが接着固定される。
ディスク駆動装置を生産する工場では、通常、製造ラインの多くの部分は流れ作業となっている。軸受ユニットとベースとの接着作業では、接着剤を塗布した後時間をおいて接着剤を硬化させることが多い。この際、接着剤が公称の接着強度を有するようになるまで待つのでは接着作業に時間がかかりすぎ、接着作業を流れ作業に組み込むことが困難となる。そこで、まず軸受ユニットとベースとを互いにずれない程度の初期強度で接着しておき、その状態で主要な組み立て作業を行い、その後加熱炉等を使用してバッチ処理で接着剤を公称の接着強度を有するようになるまで硬化させることが考えられる。この初期強度を得るための接着作業にかかる時間を短縮するため、硬化促進剤(プライマ(Primer))を使用することが考えられる。これにより、初期強度を得るための接着作業にかかる時間をラインタクトに近づけることができ、そのような接着作業を流れ作業に組み込みやすくなる。 In factories that produce disk drives, many parts of the production line are usually flow operations. In the bonding operation between the bearing unit and the base, the adhesive is often cured after a certain time after the adhesive is applied. At this time, if it waits until the adhesive has a nominal adhesive strength, it takes too much time for the bonding operation, and it becomes difficult to incorporate the bonding operation into the flow operation. Therefore, the bearing unit and the base are first bonded with an initial strength that does not deviate from each other, the main assembly work is performed in that state, and then the adhesive is applied to the nominal adhesive strength by batch processing using a heating furnace or the like. It is conceivable to cure until it has. In order to shorten the time required for the bonding work for obtaining this initial strength, it is conceivable to use a curing accelerator (Primer). Thereby, the time required for the bonding work for obtaining the initial strength can be made close to the line tact, and such a bonding work can be easily incorporated into the flow work.
しかしながら、プライマを使用すると接着剤に異物を混入することとなるので、本来の接着強度が得られなくなる虞がある。 However, if a primer is used, foreign matters are mixed into the adhesive, and the original adhesive strength may not be obtained.
このような課題は、ディスク駆動装置に限らず他の種類の回転機器でも起こりうる。 Such a problem can occur not only in the disk drive device but also in other types of rotating equipment.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は回転機器の軸受ユニットとベースとに介在する接着剤を所定の加熱処理によりさらに硬化させることができる仮硬化状態とする作業にかかる時間を短縮しつつ、そのような加熱処理を施した後の接着剤について十分な接着強度を得ることができる回転機器の製造技術の提供にある。 The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is related to an operation for setting a temporary curing state in which an adhesive interposed between a bearing unit and a base of a rotating device can be further cured by a predetermined heat treatment. An object of the present invention is to provide a rotating device manufacturing technique capable of obtaining sufficient adhesive strength for the adhesive after such heat treatment while reducing the time.
本発明のある態様は、回転機器の製造方法に関する。この製造方法は、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、ハブの回転軸に沿って貫通孔が形成されたベースと、を備える回転機器の製造方法であって、軸受ユニットおよびベースを形成する工程と、ベースを加熱する工程と、加熱されたベースの貫通孔の内周面に、温度が高いほど速く硬化する接着剤を塗布する工程と、塗布された接着剤に近い方の貫通孔の一端から他端に向けて軸受ユニットを挿入する工程と、軸受ユニットとベースとに介在する接着剤を、所定の加熱処理によりさらに硬化させることができる仮硬化状態とする工程と、軸受ユニットとベースとそれらに介在し仮硬化状態となっている接着剤とを含むアセンブリを、仮硬化状態とする工程において軸受ユニットおよびベースが置かれていたステージとは別のステージへ移動させる工程と、別のステージにおいてアセンブリを加熱する工程と、加熱されたアセンブリを使用して回転機器を組み立てる工程と、を含む。 One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a rotating device. The manufacturing method includes a hub on which a recording disk is to be placed, a bearing unit that rotatably supports the hub, and a base in which a through hole is formed along the rotation axis of the hub. The step of forming the bearing unit and the base, the step of heating the base, the step of applying an adhesive that hardens faster as the temperature increases to the inner peripheral surface of the through hole of the heated base, The step of inserting the bearing unit from one end to the other end of the through hole closer to the adhesive and the adhesive interposed between the bearing unit and the base can be further cured by a predetermined heat treatment. In the step of temporarily setting the assembly including the step of setting the cured state, the bearing unit, the base, and the adhesive interposed between them and the temporarily cured state, the bearing unit and the base are Comprising the stage had he the step of moving to another stage, heating the assembly in another stage, and a step of assembling a rotary apparatus using a heating assembly.
この態様によると、接着剤を仮硬化状態とする際の接着剤の温度を比較的高くすることができる。 According to this aspect, the temperature of the adhesive when the adhesive is in a temporarily cured state can be made relatively high.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、回転機器の軸受ユニットとベースとに介在する接着剤を所定の加熱処理によりさらに硬化させることができる仮硬化状態とする作業にかかる時間を短縮しつつ、そのような加熱処理を施した後の接着剤について十分な接着強度を得ることができる。 According to the present invention, such a heat treatment is performed while shortening the time required for an operation of setting the adhesive interposed between the bearing unit and the base of the rotating device to a temporarily cured state that can be further cured by a predetermined heat treatment. Adhesive strength sufficient for the adhesive after applying can be obtained.
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are appropriately omitted. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted.
実施の形態に係る製造方法によって製造される回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブを回転自在に支持する軸受ユニットと、ハブの回転軸に沿って貫通孔が形成されたベースと、を備える。そのような回転機器は、磁気記録ディスクを回転駆動するディスク駆動装置、特にハードディスクドライブを含む。 The rotating device manufactured by the manufacturing method according to the embodiment includes a hub on which the recording disk is to be placed, a bearing unit that rotatably supports the hub, and a through hole formed along the rotation axis of the hub. And a base. Such a rotating device includes a disk drive device for rotating a magnetic recording disk, in particular, a hard disk drive.
本実施の形態に係る製造方法では、軸受ユニットをベースの貫通孔に挿入し、熱硬化型接着剤などの温度が高いほど速く硬化する接着剤で接着固定する。この際、熱硬化型接着剤を素早く仮硬化状態とするために、プライマを使用するのではなく、予め熱せられたベースの余熱を利用する。これにより、プライマによる接着強度への悪影響を回避しつつ、より素早く熱硬化型接着剤を仮硬化状態とすることができる。その結果、熱硬化型接着剤の仮硬化工程を工場の製造ラインの流れ作業に組み込むことができると共に、熱硬化型接着剤の本硬化時に十分な接着強度を確保することができる。 In the manufacturing method according to the present embodiment, the bearing unit is inserted into the through-hole of the base, and bonded and fixed with an adhesive that cures faster as the temperature is higher, such as a thermosetting adhesive. At this time, in order to quickly bring the thermosetting adhesive into a temporarily-cured state, not the primer but the preheated base heat is used. Thereby, a thermosetting adhesive agent can be rapidly made into a temporary hardening state, avoiding the bad influence to the adhesive strength by a primer. As a result, the temporary curing step of the thermosetting adhesive can be incorporated into the flow operation of the factory production line, and sufficient adhesive strength can be ensured during the main curing of the thermosetting adhesive.
熱硬化型接着剤の「仮硬化状態」は、所定の加熱処理によりその熱硬化型接着剤をさらに硬化させることができる状態であり、接着される部材同士の自重によるずれや傾きを防止できる程度の接着強度であって接着剤の公称の接着強度よりも低い接着強度を有する状態であってもよく、あるいはまた、作業上支障のない初期強度が得られる状態であってもよい。
熱硬化型接着剤の「本硬化状態」は、仮硬化状態にある熱硬化型接着剤に加熱処理を施した結果得られる状態であり、それ以上は特別な加熱処理を要しない状態であってもよい。
The “temporarily cured state” of the thermosetting adhesive is a state in which the thermosetting adhesive can be further cured by a predetermined heat treatment, and can prevent displacement and inclination due to the weight of the members to be bonded. The adhesive strength may be lower than the nominal adhesive strength of the adhesive, or may be in a state where an initial strength that does not hinder work is obtained.
The “main cured state” of the thermosetting adhesive is a state obtained as a result of applying heat treatment to the thermosetting adhesive in a temporarily cured state, and no further heat treatment is required. Also good.
(回転機器)
図1(a)、(b)は、本実施の形態に係る製造方法により製造される回転機器1を示す上面図および側面図である。図1(a)は、回転機器1の上面図である。図1(a)では、回転機器1の内側の構成を示すため、トップカバー2を外した状態が示される。回転機器1は、ベース4と、ロータ6と、磁気記録ディスク8と、データリード/ライト部10と、トップカバー2と、を備える。回転機器1は、磁気記録ディスク8を回転させるハードディスクドライブである。
以降ベース4に対してロータ6が搭載される側を上側として説明する。
(Rotating equipment)
FIGS. 1A and 1B are a top view and a side view showing a
Hereinafter, the side on which the
磁気記録ディスク8は、直径が65mmのガラス製の2.5インチ型磁気記録ディスクであり、その中央の孔の直径は20mm、厚みは0.65mmである。
磁気記録ディスク8は、ロータ6に載置され、ロータ6の回転に伴って回転する。ロータ6は、図1(a)では図示しない軸受ユニット12を介してベース4に対して回転可能に取り付けられる。
The
The
ベース4はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベース4は、回転機器1の底部を形成する底板部4aと、磁気記録ディスク8の載置領域を囲むように底板部4aの外周に沿って形成された外周壁部4bと、を有する。外周壁部4bの上面4cには、6つのねじ穴22が設けられる。
The
データリード/ライト部10は、記録再生ヘッド13と、スイングアーム14と、ボイスコイルモータ16と、ピボットアセンブリ18と、を含む。記録再生ヘッド13は、スイングアーム14の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク8にデータを記録し、磁気記録ディスク8からデータを読み取る。ピボットアセンブリ18は、スイングアーム14をベース4に対してヘッド回転軸Sの周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ16は、スイングアーム14をヘッド回転軸Sの周りに揺動させ、記録再生ヘッド13を磁気記録ディスク8の上面上の所定の揺動範囲15内の所望の位置に移動させる。揺動範囲15は、記録再生ヘッド13が位置しうる円弧状の領域である。ボイスコイルモータ16およびピボットアセンブリ18は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
The data read /
図1(b)は回転機器1の側面図である。トップカバー2は、6つのねじ20を用いてベース4の外周壁部4bの上面4cに固定される。6つのねじ20は、6つのねじ穴22にそれぞれ対応する。特にトップカバー2と外周壁部4bの上面4cとは、それらの接合部分から回転機器1の内側へリークが生じないように互いに固定される。
FIG. 1B is a side view of the
図2は、図1(a)のA−A線断面図である。回転機器1は、積層コア40と、コイル42と、をさらに備える。積層コア40は円環部とそこから半径方向(すなわち回転軸Rに直交する方向)外側に伸びる12本の突極とを有し、ベース4の上面4d側に固定される。積層コア40は、4枚の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。積層コア40の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。それぞれの突極にはコイル42が巻回される。このコイル42に3相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って駆動磁束が発生する。ベース4の上面4dには、ロータ6の回転軸Rを中心とする円環状の環状壁部4eが設けられる。積層コア40は環状壁部4eの外周面4gに圧入されもしくは隙間ばめによって接着固定される。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The
ベース4には、ロータ6の回転軸Rに沿って貫通孔4hが形成される。貫通孔4hの内周面には、回転軸Rを中心とした環状の第1凹部4kおよび第2凹部4mが互いに軸方向(回転軸Rに平行な方向)に離間して形成される。第1凹部4kは貫通孔4hの上端側に、第2凹部4mは貫通孔4hの下端側に、それぞれ形成される。軸受ユニット12は貫通孔4hに挿入され、そこで接着固定される。この接着で使用される接着剤は熱硬化型の接着剤である。
A through
軸受ユニット12は、ハウジング44と、スリーブ46と、を含み、ロータ6をベース4に対して回転自在に支持する。ハウジング44は、円筒部と底部とが一体に形成された有底カップ形状を有する。すなわち、ハウジング44は、回転軸Rを中心とし上方に開いた凹部44aを有する。ハウジング44は底部を下にしてベース4の貫通孔4hに接着により固定される。
貫通孔4hの下側の縁には紫外線硬化型の導電性樹脂52がベース4からハウジング44にかけて塗布される。
The bearing
An ultraviolet curable
スリーブ46は、ハウジング44の凹部44aに挿入され接着固定される円筒状の部材である。スリーブ46の上端には半径方向外側に向けて張り出した張出部46aが形成されている。この張出部46aは、フランジ30と協働してロータ6の軸方向の移動を制限する。
The
スリーブ46にはシャフト26が収まる。ロータ6の一部であるシャフト26およびハブ28およびフランジ30とステータの一部である軸受ユニット12との間の空間には潤滑剤48が注入される。
スリーブ46の内周面には、上下に離間した1組のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝50が形成される。ハウジング44の上面に対向するフランジ30の下面には、ヘリングボーン形状の第1スラスト動圧溝(不図示)が形成される。張出部46aの下面に対向するフランジ30の上面には、ヘリングボーン形状の第2スラスト動圧溝(不図示)が形成される。ロータ6の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤48に生成する動圧によって、ロータ6は半径方向および軸方向に支持される。
The
On the inner peripheral surface of the
なお、1組のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝をシャフト26に形成してもよい。また、第1スラスト動圧溝をハウジング44の上面に形成してもよく、第2スラスト動圧溝を張出部46aの下面に形成してもよい。
A pair of herringbone-shaped radial dynamic pressure grooves may be formed in the
ロータ6は、シャフト26と、ハブ28と、フランジ30と、円筒状マグネット32と、を含む。ハブ28のディスク載置面28a上に磁気記録ディスク8が載置される。ハブ28の上面28bには3つのディスク固定用ねじ穴34がロータ6の回転軸Rの周りに120度間隔で設けられている。クランパ36は、3つのディスク固定用ねじ穴34に螺合される3つのディスク固定用ねじ38によってハブ28の上面28bに圧着されると共に磁気記録ディスク8をハブ28のディスク載置面28aに圧着させる。
The
ハブ28は、軟磁性を有する例えばSUS430F等の鉄鋼材料から形成される。ハブ28は、鉄鋼板を例えばプレス加工や切削加工することにより形成され、略カップ状の所定の形状に形成される。ハブ28の鉄鋼材料としては、例えば、大同特殊鋼株式会社が供給する商品名DHS1のステンレスはアウトガスが少なく、加工容易である点で好ましい。また、同様に同社が供給する商品名DHS2のステンレスはさらに耐食性が良好な点でより好ましい。
The
シャフト26は、ハブ28の中心に設けられた孔28cであってロータ6の回転軸Rと同軸に設けられた孔28cに圧入と接着とを併用した状態で固着される。シャフト26は、ハブ28の原材料よりも硬い、例えばSUS420J2等の鉄鋼材料から形成される。
フランジ30は円環形状を有し、フランジ30の断面は、逆L字形状を有する。フランジ30は、ハブ28の下垂部28dの内周面28eに接着により固定される。
The
The
円筒状マグネット32は、略カップ形状のハブ28の内側の円筒面に相当する円筒状内周面28fに接着固定される。円筒状マグネット32は、ネオジウム、鉄、ホウ素などの希土類材料によって形成され、積層コア40の12本の突極と半径方向に対向する。円筒状マグネット32にはその周方向(回転軸Rを中心とし回転軸Rに垂直な円の接線方向)に16極の駆動用着磁が施される。円筒状マグネット32の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施される。
The
図1、図2に示されるような回転機器1に対しては、より小型としつつも記憶容量を増やして欲しいという要請がある。この要請に応えるためのひとつの手法として、磁気記録ディスク8の記録密度を高めることがある。しかしながら、一般に記録密度を高めると回転機器1の組み立て精度や加工精度のばらつきの影響がより強く現れる傾向にあるので、例えばデータのリード/ライト時のエラーレートが悪化して歩留まりが低下する可能性がある。
There is a demand for a
回転機器1の組み立て精度のなかでもエラーレートへの影響が比較的大きなものに記録再生ヘッド13に対する磁気記録ディスク8の傾きがある。特に、ベース4の上面4dと平行な面内でロータ6の回転軸Rから揺動範囲15を望む向き(図1の向きG1)に略直交する軸(図1の軸G2)の周りで磁気記録ディスク8が回転する(傾く)と、記録再生ヘッド13と磁気記録ディスク8の上面との距離が揺動範囲15内で比較的大きく変化する。これにより、エラーレートの悪化が引き起こされうる。
Among the assembling accuracy of the
したがって、軸G2、より一般的にはベース4の上面4dと平行な面内で向きG1と交差する軸(以下、交差軸と称す)の周りでの磁気記録ディスク8の傾きを抑制することが望まれている。
なお、記録再生ヘッド13と磁気記録ディスク8の上面との距離の変動という観点からは、向きG1に概ね沿う軸の周りでの磁気記録ディスク8の傾きの影響は比較的小さい。さらに、どの向きから見ても磁気記録ディスク8が傾いていないようにしようとすると、軸受ユニット12をベース4に取り付ける作業をより時間をかけて慎重に行う必要があるので作業時間が長くなる可能性がある。また、ハブ28に要求される加工精度も高くなるのでハブ28の不良率が上昇しかねない。このため、交差軸の周りでの磁気記録ディスク8の傾きに重点をおき、それをより小さく抑えることで、作業時間の長期化を抑えつつ所望の傾斜抑制による効果を確保することができる。
Therefore, it is possible to suppress the tilt of the
From the viewpoint of variation in the distance between the recording / reproducing
なお、磁気記録ディスク8の傾きの度合いは、軸G2に平行な法線を有し回転軸Rを含む平面による回転機器1の断面におけるディスク載置面28aの高さの最大値と最小値との差として定義されうる。ディスク載置面28aの高さはベース4に設けられた基準面すなわち上面4dを基準として決定されてもよい。一例としてこの差を20μm以下に抑えることが求められている。
The degree of inclination of the
一般に回転機器1では組み立てや接着作業の容易性を考慮して、軸受ユニット12とベース4との接着隙間すなわち貫通孔4hの内周面とハウジング44の外周面との隙間は小さくなりすぎないよう設計されている。本発明者は、交差軸の周りでの磁気記録ディスク8の傾きが生じる原因のひとつは、この比較的大きな隙間にあると認識した。すなわち、軸受ユニット12は貫通孔4hの中で比較的容易に動きうるので、軸受ユニット12がベース4に対して傾いた状態で接着される可能性が高くなる。
In general, in the
これに対して、例えば、軸受ユニット12とベース4との接着隙間を狭めて軸受ユニット12の姿勢の自由度を抑制する方法も考えられるが、接着隙間が狭いとそこに介在可能な接着剤の量が少なくなり接着強度が低下する虞がある。あるいはまた、軸受ユニット12を貫通孔4hに挿入する際に接触面がかじり、挿入作業が円滑にできず、作業時間が長くなる虞がある。
On the other hand, for example, a method of suppressing the degree of freedom of the attitude of the bearing
そこで本発明者は、ベース4を予備的に加熱することで仮硬化を促進することに想到した。
Therefore, the present inventor has come up with the idea of promoting temporary curing by preheating the
(製造方法)
本実施の形態に係る製造方法によって上述の回転機器1を製造する場合を説明する。
図3は、本実施の形態に係る製造方法を示す模式的な製造工程図である。本実施の形態に係る製造方法は、
・軸受ユニット12およびベース4を含む回転機器1の部材を形成する形成工程218と、
・ハブ28を軸受ユニット12に取り付けて軸受ユニット12に潤滑剤48を注入するロータ側組み立て工程219と、
・コイル42が設けられた積層コア40をベース4に取り付けるベース側組み立て工程221と、
・ハブ28のディスク載置面28aにIPA(Isopropyl Alcohol、イソプロピルアルコール)を垂れ流すことで付着している異物を除去する洗浄工程215と、
・軸受ユニット12をベース4に接着固定する接着工程200と、
・軸受ユニット12とベース4とそれらに介在し仮硬化状態となっている熱硬化型接着剤とを含むアセンブリを、接着工程200において軸受ユニット12およびベース4が置かれていたステージから取り出し、導電性樹脂52を塗布する導電性樹脂塗布工程211と、
・塗布された導電性樹脂52にUV(Ultraviolet、紫外線)を照射して硬化させるUV照射工程213と、
・導電性樹脂52が硬化した後のアセンブリを、接着工程200において軸受ユニット12およびベース4が置かれていたステージとは別のステージへ移動させる移動工程214と、
・別のステージにおいてアセンブリを加熱することで熱硬化型接着剤を本硬化状態とする再加熱工程216と、
・再加熱工程216を経たアセンブリおよび他の部材を使用して回転機器1を組み立てる全体組み立て工程220と、
・組み立てられた回転機器1の外観、動作、機能等を検査する検査工程222と、
を備える。
なお、接着工程200と導電性樹脂塗布工程211との間や移動工程214と再加熱工程216との間に別の処理工程が存在してもよい。
(Production method)
The case where the above-described
FIG. 3 is a schematic manufacturing process diagram showing the manufacturing method according to the present embodiment. The manufacturing method according to the present embodiment is as follows:
A forming
A rotor
A base
A cleaning
A
The assembly including the bearing
A
A moving
A reheating
An
An
Is provided.
Note that another processing step may exist between the
形成工程218は、切削加工や鋳造加工などの公知の加工技術を使用して構成されてもよい。洗浄工程215は、例えば特開2011−165286号公報の図5を参照して説明されるハブ洗浄技術を使用して構成されてもよい。ロータ側組み立て工程219、ベース側組み立て工程221および全体組み立て工程220は公知の組み立て技術を使用して構成されてもよい。検査工程222は公知の検査技術を使用して構成されてもよい。
The forming
形成工程218、ロータ側組み立て工程219およびベース側組み立て工程221を経た軸受ユニット12およびベース4はメインの製造ラインの先頭に投入される。洗浄工程215、接着工程200、導電性樹脂塗布工程211、UV照射工程213、移動工程214はメインの製造ラインの一部すなわちインラインで行われ、再加熱工程216はバッチ処理で行われる。
The bearing
移動工程214では、UV照射工程213を経て導電性樹脂52が硬化した後のアセンブリが、後述の軸受接着用治具300とは別の治具に移される。
再加熱工程216では、アセンブリを所定数集めた後まとめて加熱炉に入れる。加熱炉では、熱硬化型接着剤を仮硬化状態から本硬化状態にするために必要な加熱条件で加熱が行われる。加熱条件は例えば95度で2時間加熱することである。
In the moving
In the reheating
接着工程200は8つのチャネル200a〜200hを並列的に含む。8つのチャネル200a〜200hのそれぞれにおける作業時間はラインタクト以上であるが、その作業時間をチャネル数で除した時間はラインタクト以内となる。一例として、8つのチャネル200a〜200hのそれぞれにおける作業時間(以下、セットタイムと称す)は45秒であり、そのセットタイム(45秒)をチャネル数(8)で除した時間(5.6秒)はラインタクト(7秒)以内となる。あるいはまた、接着工程200のチャネル数は、セットタイムをラインタクトで除した数より大きな自然数に設定される。
The
図4は、接着工程200の各チャネルを模式的に示す製造工程図である。接着工程200の各チャネルは、ベース加熱工程206と、加熱解除工程204と、接着剤塗布工程208と、挿入工程210と、仮硬化工程212と、を含む。各工程は、軸受接着用治具300を使用して流れ作業で連続して行われる。さらに、ベース加熱工程206は洗浄工程215と流れ作業で連続して行われる。
FIG. 4 is a manufacturing process diagram schematically showing each channel of the
ベース加熱工程206では、軸受接着用治具300を使用してベース4が加熱される。この加熱により、ベース4の温度は接着剤塗布工程208において塗布される熱硬化型接着剤のガラス転移点温度を超えて上昇する。
In the
図5は、軸受接着用治具300を示す模式図である。軸受接着用治具300は、ヘッド302と、ヘッドガイド部304と、ヘッド駆動部306と、ベース保持部308と、スライド部310と、摺動部312と、摺動ピン313と、ヒータブロック314と、ヒータ316と、を含む。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a bearing
軸受接着用治具300を使用してベース4を加熱する際、まず加熱対象のベース4をベース保持部308に取り付ける。ヒータ316への通電を開始し、ヒータブロック314の温度を所定の加熱温度まで上昇させる。不図示のスライド駆動部の作用により、摺動部312は摺動ピン313に沿って下向きに摺動する。これにより、ベース4、ベース保持部308、スライド部310、摺動部312は一体となって下向きに移動する。ベース4の下面4nはヒータブロック314の上面314aと接触する。
When the
図6は、ベース4がヒータブロック314と接触するときの様子を示す模式図である。ベース加熱工程206では、ヒータ316により加熱され予め高温となっているヒータブロック314にベース4を接触させることでベース4が加熱される。この加熱によってベース4の貫通孔4h付近の温度が熱硬化型接着剤のガラス転移点温度以上かつ耐熱温度以下となるように、ヒータブロック314の加熱温度およびベース4の加熱時間が決定される。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state when the
加熱解除工程204では、ベース4の加熱が解除される。より具体的には、ベース4とヒータブロック314とが接触してから加熱時間が経過すると、不図示のスライド駆動部によりスライド部310が上方に動かされ、ベース4とヒータブロック314とが切り離される。
In the
図7は、ベース加熱工程206におけるベース4の温度上昇の一例を示すグラフである。図7の縦軸はベース4の貫通孔4h付近の温度の測定値、横軸は加熱を開始してからの時間を示す。ベース4をヒータブロック314に接触させる前後を通じてヒータブロック314の温度はヒータ316によって230度に維持された。このように、ベース4と予熱されたヒータブロック314とを接触させることにより、比較的早くベース4の温度を上昇させることができ、また、ベース4の加熱を終了した後も比較的長期間ベース4の高温状態を維持できることが分かる。
FIG. 7 is a graph showing an example of the temperature rise of the
図8は、熱硬化型接着剤54が塗布されたベース4の断面図である。接着剤塗布工程208では、ベース加熱工程206を経て加熱された後加熱解除工程204において加熱が解除されたベース4の貫通孔4hの内周面に熱硬化型接着剤54が塗布される。接着剤塗布工程208においては、軸受接着用治具300の接着剤吐出ノズル318から貫通孔4hの内周面へ、内周面の一周に亘って帯状に熱硬化型接着剤54が塗布される。特に熱硬化型接着剤54は第1凹部4kを含む領域に塗布され、第2凹部4mには塗布されない。熱硬化型接着剤54が塗布される際のベース4の温度は、ガラス転移点温度よりも低く周囲の温度よりは高い。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図4に戻り、挿入工程210では、ヘッド302、ヘッドガイド部304およびヘッド駆動部306を使用して、塗布された熱硬化型接着剤54に近い方の貫通孔4hの一端すなわち貫通孔4hの上端、から下端に向けて、ハブ28付きの軸受ユニット12が挿入される。熱硬化型接着剤54の粘度が比較的低いうちに挿入を完了するため、軸受ユニット12は、接着剤塗布工程208において熱硬化型接着剤54が塗布された後10秒以内に挿入される。
Returning to FIG. 4, in the
仮硬化工程212では、軸受ユニット12とベース4とに介在する熱硬化型接着剤54が仮硬化状態とされる。仮硬化工程212においては、ベース4の余熱により熱硬化型接着剤54の温度は周囲の温度よりも高められる。これにより、熱硬化型接着剤54の硬化促進が図られる。軸受ユニット12とベース4との同軸性を確保するため、あるいは軸方向高さの変化を防ぐため、熱硬化型接着剤54が仮硬化状態とされるまでの間、軸受接着用治具300は軸受ユニット12およびベース4を所望の姿勢で保持する。特に、軸受接着用治具300は、ベース4の上面4dに対するハブ28のディスク載置面28aの平行度、軸方向の高さ、或いはその両方を同時に調整しながら保持する。
In the
本実施の形態に係る製造方法によると、軸受ユニット12をベース4に接着する際、ベース4を予熱し、熱硬化型接着剤54を塗布し、軸受ユニット12を挿入する。したがって、硬化促進剤を使用しなくてもそれを使用した場合と同等もしくは短い時間で熱硬化型接着剤54を仮硬化状態とすることができる。このように熱硬化型接着剤54が仮硬化されると、例えば後の移動工程214においてベース4に対して軸受ユニット12が傾く可能性が低くなるあるいは軸方向高さが変化する可能性が低くなるので、全体的な歩留まりが改善されると共に移動工程214における作業の容易性が向上する。
According to the manufacturing method according to the present embodiment, when the bearing
図9は、軸受ユニット12とベース4とを様々な条件で接着したときの接着強度の分布を示す図である。図9の左側は仮硬化状態における熱硬化型接着剤の接着強度の分布を示し、右側は本硬化状態における熱硬化型接着剤の接着強度の分布を示す。軸受ユニット12とベース4との接着の条件としては、(A)プライマ使用、セットタイム45秒、(B)プライマ不使用、ベース予熱無し、セットタイム3分、(C)プライマ不使用、本実施の形態にしたがうベース予熱有り、セットタイム45秒、の3つが採用された。
FIG. 9 is a diagram showing a distribution of adhesive strength when the bearing
(A)と(C)とを比較すると、(C)の方が仮硬化時の接着強度および本硬化時の接着強度の両方において優れていることが分かる。したがって、(C)の条件によると、仮硬化後の作業によって軸受ユニットの同軸性が損なわれる可能性は低くあるいは軸方向高さが変化する可能性は低く、また耐衝撃性に優れた回転機器を製造できる。また、(C)の方が接着強度のばらつきが小さいことが分かる。(B)によっても(C)と同等の結果が得られるが、この場合3分という比較的長いセットタイムが必要となる。したがって、(B)の条件では接着工程のインライン化は困難である。 When (A) and (C) are compared, it can be seen that (C) is superior in both the adhesive strength during temporary curing and the adhesive strength during main curing. Therefore, according to the condition (C), it is unlikely that the coaxiality of the bearing unit is impaired by the work after temporary curing, or the possibility that the height in the axial direction changes is low, and the rotating device has excellent impact resistance. Can be manufactured. It can also be seen that (C) has less variation in adhesive strength. (B) also gives the same result as (C), but in this case a relatively long set time of 3 minutes is required. Therefore, in-line bonding process is difficult under the condition (B).
また、本実施の形態に係る製造方法では、ベース4を予熱しない場合と比較して、接着工程200の各チャネルのセットタイムを短縮することができる。これにより、現実的な数のチャネルを並列に設けて接着工程をインライン化することができる。その結果、生産効率が向上する。
Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, the set time of each channel in the
また、本実施の形態に係る製造方法では、ベース4をヒータブロック314に接触させることによりベース4が加熱される。したがって、ベース4を非接触で加熱する場合と比較して加熱効率を高めることができる。
In the manufacturing method according to the present embodiment, the
熱硬化型接着剤54を塗布する対象について、軸受ユニット12に熱硬化型接着剤54を塗布することとすると、塗布時に接着剤吐出ノズル318の動きに合わせて軸受ユニット12が空転しかねない。これに対して本実施の形態に係る製造方法では、加熱されたベース4の貫通孔4hの内周面に熱硬化型接着剤54が塗布される。ベース4は一般に軸受ユニット12よりも重く、また治具で保持しやすいので、熱硬化型接着剤54の塗布時のベース4の移動は抑制され、熱硬化型接着剤54の塗布の容易性が向上する。
Assuming that the
また、本実施の形態に係る製造方法では、熱硬化型接着剤54が塗布されていない状態のベース4を加熱し、次いで加熱を解除し、そのように加熱が解除されたベース4に熱硬化型接着剤54を塗布する。この場合、塗布の直後は熱硬化型接着剤54は比較的粘度が低い状態にあるので、挿入工程210を行うことが可能となる。すなわち、ベース4の加熱と軸受ユニット12の挿入とを時間的に別々に行うことができる。これにより、それぞれの作業の容易性が向上する。
Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る製造方法では、仮硬化工程212において熱硬化型接着剤54が仮硬化状態となるまで待つ間にベース4が自然放熱により冷却される。したがって、作業者は、熱硬化型接着剤54が仮硬化状態となった後すぐにアセンブリを扱うことができる。
In the manufacturing method according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る製造方法では、ベース4の予熱から熱硬化型接着剤54の仮硬化までが軸受接着用治具300によって行われる。したがって、それらの工程を別々の治具で行う場合と比較して、温度管理がより容易となり、また生産設備をより小型化できる。
Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, from the preheating of the
また、本実施の形態に係る製造方法では、ベース4を予熱することでベース4の貫通孔4hが広がるので、挿入工程210において軸受ユニット12を貫通孔4hに挿入する作業がより円滑になる。
Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, since the through
回転機器1の軸受ユニット12には潤滑剤48が使用されている。したがって、軸受ユニット12を熱硬化型接着剤54のガラス転移点温度をかなり超えた温度まで加熱すると、軸受ユニット12で使用されている潤滑剤48が蒸発により減少しうる。すなわち、熱硬化型接着剤54をより短時間で仮硬化させるために熱硬化型接着剤54をなるべく高温にしたいという要求がある一方、それによる潤滑剤48の温度の上昇は抑えたいという要求もある。そこで、本実施の形態に係る製造方法では、ベース4側を高温にしてから熱硬化型接着剤54の塗布と軸受ユニット12の挿入を行うので、熱硬化型接着剤54へはベース4側から熱が伝達される一方、軸受ユニット12内の潤滑剤48まで届く熱は比較的少なくなる。したがって、熱硬化型接着剤54の温度上昇と比較して潤滑剤48の温度上昇は少なく抑えられ、熱硬化型接着剤54の仮硬化促進および潤滑剤48の蒸発抑制の両立を図ることができる。
A
以上、実施の形態に係る回転機器の製造方法について説明した。この実施の形態は例示であり、各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The method for manufacturing the rotating device according to the embodiment has been described above. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component, and such modifications are also within the scope of the present invention.
実施の形態では、ハードディスクドライブである回転機器1を製造する場合について説明したが、製造の対象はハードディスクドライブに限られない。例えば、実施の形態の技術的思想は、互いに接着により固定される軸受ユニットおよびベースを備える任意の回転機器の製造方法に適用されうる。
In the embodiment, the case where the
実施の形態では、軸受接着用治具300を使用して接着工程200を行う場合について説明したが、これに限られず、例えば接着工程200に含まれる各工程は個別の治具により行われてもよい。
In the embodiment, the case where the
実施の形態では、ベース加熱工程206において、ヒータ316により加熱され予め高温となっているヒータブロック314にベース4を接触させることでベース4が加熱される場合について説明したが、これに限られない。例えば、ベース加熱工程において、ハロゲンヒータや遠赤外線ヒータなどの非接触加熱手段によりベース4が加熱されてもよい。この場合、加熱のために加熱手段とベース4とを相対的に動かす必要がなくなり、作業時間が短縮される。また、ベース4に傷が付きにくくなる。
In the embodiment, the case where the
1 回転機器、 2 トップカバー、 4 ベース、 4h 貫通孔、 6 ロータ、 8 磁気記録ディスク、 10 データリード/ライト部、 12 軸受ユニット、 26 シャフト、 28 ハブ、 40 積層コア、 42 コイル、 300 軸受接着用治具、 R 回転軸。 1 rotating device, 2 top cover, 4 base, 4h through hole, 6 rotor, 8 magnetic recording disk, 10 data read / write unit, 12 bearing unit, 26 shaft, 28 hub, 40 laminated core, 42 coil, 300 bearing adhesion Jig, R rotation axis.
Claims (8)
軸受ユニットおよびベースを形成する工程と、
ベースを加熱する工程と、
加熱されたベースの貫通孔の内周面に、温度が高いほど速く硬化する接着剤を塗布する工程と、
塗布された接着剤に近い方の貫通孔の一端から他端に向けて軸受ユニットを挿入する工程と、
軸受ユニットとベースとに介在する接着剤を、所定の加熱処理によりさらに硬化させることができる仮硬化状態とする工程と、
軸受ユニットとベースとそれらに介在し仮硬化状態となっている接着剤とを含むアセンブリを、前記仮硬化状態とする工程において軸受ユニットおよびベースが置かれていたステージとは別のステージへ移動させる工程と、
別のステージにおいてアセンブリを加熱する工程と、
加熱されたアセンブリを使用して回転機器を組み立てる工程と、を含むことを特徴とする製造方法。 A manufacturing method of a rotating device comprising: a hub on which a recording disk is to be placed; a bearing unit that rotatably supports the hub; and a base in which a through hole is formed along the rotation axis of the hub,
Forming a bearing unit and a base;
Heating the base;
Applying an adhesive that cures faster as the temperature increases to the inner peripheral surface of the heated base through-hole;
Inserting the bearing unit from one end of the through hole closer to the applied adhesive toward the other end;
A step of setting the adhesive interposed between the bearing unit and the base to a temporarily cured state that can be further cured by a predetermined heat treatment;
The assembly including the bearing unit, the base, and the adhesive interposed between them and the temporarily cured state is moved to a stage different from the stage on which the bearing unit and the base are placed in the step of temporarily curing. Process,
Heating the assembly in a separate stage;
Assembling a rotating device using the heated assembly.
前記塗布する工程は、加熱が解除されたベースの貫通孔の内周面に接着剤を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の製造方法。 Further including releasing the heating of the base,
The manufacturing method according to claim 1, wherein the applying step includes a step of applying an adhesive to the inner peripheral surface of the through hole of the base whose heating is released.
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