JP2013161501A - 回転機器を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受ユニットとベースとに介在する接着剤を仮硬化状態とする作業にかかる時間を短縮しつつ、本硬化後の接着剤について十分な接着強度を得る。
【解決手段】回転機器の製造方法は、軸受ユニットおよびベースを形成する形成工程２１８と、軸受ユニットとベースとを接着する接着工程２００と、軸受ユニットとベースと仮硬化状態となっている接着剤とを含むアセンブリを移動させる移動工程２１４と、アセンブリを加熱する再加熱工程２１６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全体組み立て工程２２０と、を含む。接着工程２００は、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熱硬化型接着剤を塗布する工程と、塗布された熱硬化型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熱硬化型接着剤を仮硬化状態とする工程と、を含む。
【選択図】図３

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。

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。

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。

特開２００７−１９８５５５号公報 特開２０１１−１６５２５７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る製造方法により製造される回転機器を示す上面図および側面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 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。 接着工程の各チャネルを模式的に示す製造工程図である。 軸受接着用治具を示す模式図である。 ベースがヒータブロックと接触するときの様子を示す模式図である。 ベース加熱工程におけるベースの温度上昇の一例を示すグラフである。 熱硬化型接着剤が塗布されたベースの断面図である。 軸受ユニットとベース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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (8)

1. 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、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。
2. 前記仮硬化状態とする工程は、軸受ユニットおよびベースを所定の固定治具により所望の姿勢で保持する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記ベースを加熱する工程、前記塗布する工程、前記挿入する工程および前記仮硬化状態とする工程は流れ作業で連続して行われることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記ベースを加熱する工程では、ベースの温度は前記塗布する工程において塗布される接着剤のガラス転移点温度を超えて上昇することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
5. 前記ベースを加熱する工程は、ヒータにより加熱された加熱用部材とベースとを接触させることでベースを加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記挿入する工程は、前記塗布する工程において接着剤が塗布された後１０秒以内にベースの貫通孔に軸受ユニットを挿入する工程を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
7. ベースの加熱を解除する工程をさらに含み、
   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。
8. 前記塗布する工程は、ベースの貫通孔の内周面に形成された環状の凹部を含む領域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７のいずれかに記載の製造方法。

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