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JPH0643100B2 - 複合部材 - Google Patents

複合部材

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JPH0643100B2
JPH0643100B2 JP1189291A JP18929189A JPH0643100B2 JP H0643100 B2 JPH0643100 B2 JP H0643100B2 JP 1189291 A JP1189291 A JP 1189291A JP 18929189 A JP18929189 A JP 18929189A JP H0643100 B2 JPH0643100 B2 JP H0643100B2
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molded
rotor
molding
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睦 安倍
高司 元田
健一 青田
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２以上の成形部材を強固に一体化した多機能
複合部材に関し、詳細には電子部品、電気部品又は機械
部品等として使用したとき両成形部材の接合部が長期間
に亘って安定した一体性を示す複合部材に関するもので
ある。
以下の説明においては、ハードディスクドライブ用スピ
ンドルモータのロータの適用例を挙げて詳述するが、本
発明の適用対象は本例に限定して解釈されるべきもので
はない。
［従来の技術］ ハードディスクドライブ用スピンドルモータのロータは
磁気回路機能を有する鉄製部材と、耐食性及び精密切削
性を有するアルミニウム部材を一体化した複合部材とし
て構成されている。このロータの最もオーソドックスな
製造手段は、鉄製パイプ材をアルミニウム溶湯によって
鋳込み、次いで切削加工して精密仕上げする方法が採用
されていた。
また別の製造手段としては、鉄製部材とアルミニウム製
部材を夫々別体で成形しておき、両部材を焼ばめ、冷し
ばめ或はセレーション加工やローレット加工等の機械的
なかしめ嵌合により一体化する方法が採られていた。
尚上記鉄製部材やアルミニウム部材としては、夫々粉末
焼結品を使用することもある。
［発明が解決しようとする課題］ ところで上記鉄製部材とアルミニウム製部材は、アルミ
ニウム溶湯の凝固収縮による緊迫や機械的なかしめ嵌合
によって接合されているだけであるから、製造工程中の
機械加工による外力を受けたとき、或は例えば前記ロー
タの如く使用環境下において温度差の大きいヒートサイ
クルを繰返し受ける場合には、両部材の熱膨張率差によ
ってがたつきを生じ易いという問題が指摘されている。
またアルミニウムの鋳込み工程においては、アルミニウ
ム製部材中に巣の発生や不純物、介在物の巻き込みを生
じることがあり、回転誤差が0.25μｍ以下という高精度
を要求される前記スピンドルモータのロータとして利用
するには、精度的に問題があった。
また前述した様に鋳造品に替えて粉末焼結品を利用する
ことも考えられているが、異種金属粉をＨＩＰ処理して
焼結一体成形品を製造するためには、複数種の粉末材料
を必要な箇所に適正量配分しなければならず、この方法
は製造技術面において未完成であり、さらにこの方法で
はコスト面で不利になるという大きな問題が残されてい
た。
そこで本発明者らは上記の様な異種材料からなる２以上
の成形部材が相互に強固に接合されると共に、安価に製
造できる複合部材を提供する目的で研究を重ね、本発明
を完成した。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明は、金属粉および／または
セラミックス粉と樹脂材料とからなる２以上の成形部材
が、上記樹脂材料同士の接合により一体化されてなるこ
とを要旨とするものである。
［作用及び実施例］ 第１図は本発明の代表的な実施例を示す断面説明図であ
り、鉄粉含有成形部材２とアルミニウム粉含有成形部材
１を組合せてなるロータＲが分割型３ａ，３ｂ内で一体
成形されている状態を示す。
上記鉄粉含有成形部材２はロータＲの磁性体部分に相当
するものであり、予め別の成形型によってリング状に加
圧成形される。すなわち鉄粉と樹脂材料（以下エポキシ
樹脂粉末で代表することがある）を混合して前記成形型
内に充填し、リング状に加圧成形する。
こうして得られた鉄粉含有成形部材２を分割型３ｂの突
部３ｂ１に嵌め合わせると共に、分割型３ａ，３ｂによ
って形成される空間内にアルミニウム粉末及びエポキシ
樹脂粉末の混合物を充填する。そして分割型３ａ，３ｂ
を型締めして加圧し、アルミニウム粉含有成形部材１を
成形すると共に、該アルミニウム粉含有成形部材１と前
記鉄粉含有成形部材２を一体化し、ここにロータＲが形
成される。尚前記加圧に際して分割型３ａ，３ｂを加熱
し、例えば１５０℃以上の高温条件下でエポキシ樹脂の
硬化処理を行なえば、両成形部材１，２は接合部におい
て硬化反応前に融着現象を生じ、その後の硬化によって
両部材が強固に接合される。
なお分割型３ａ，３ｂ内でロータＲを加熱硬化させるの
に代え、分割型３ａ，３ｂによってロータＲの成形及び
一体化を行なった後、これを別の加熱炉に移し換えて複
合部材を硬化処理する方法であっても良い。
こうして製造されたロータＲにおいては、２種の成形部
材１，２に共通して使用されたエポキシ樹脂の融着及び
硬化によって両成形部材１，２は強固に接合されること
になり、硬化処理されたアルミニウム粉含有成形部材１
を機械加工して強い外力を与えても、その外力によって
両成形部材１，２の界面が剥離されるといった不具合を
生じることはなくなると共に、該ロータＲは使用時にお
ける温度変化によって両成形部材が剥離することもなく
なった。
また樹脂材料の熱膨張率は金属やセラミックといった無
機質材料に比較して一般に数倍〜１０数倍の値を示すこ
ととなるので、異種素材である鉄やアルミニウムの熱膨
張率差は結合剤或はマトリックスとして共存している樹
脂材料の熱膨張量又は熱収縮量から見て微小なものとな
り、従って温度変化による成形部材１，２同士の剥離は
可及的に防止できる様になった。
上記２種の成形部材１及び２を成形するに当たって使用
される原料粉末としては、前記鉄粉とアルミニウム粉の
様な異種金属粉末の組み合わせの他、ＳｉＯ２やＡｌ２
Ｏ３粉末等のセラミックスと金属粉末、あるいは異種セ
ラミックスの組み合わせ等を採用することができる。ま
た上記樹脂材料粉末としては、上記エポキシ樹脂の他、
フェノール樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性
樹脂、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、６−ナイロン、６６−ナイロン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエステル等の熱可塑性樹脂を用いることもでき
る。
さらに上記各々の成形部材１，２に使用する樹脂材料は
共通して同一のものを使用するのが好ましいが、異種の
樹脂材料であっても互いに融合性のあるものであれば本
発明の目的は十分に達成される。
次に上記金属粉末等に混合する樹脂材料粉末の混合率は
特に限定される訳ではないが、体積割合にして３〜３０
％の範囲内とすることが推奨される。
すなわち上記混合率が３体積％未満であると、樹脂材料
による結合力が弱く成形部材自体の強度が低くなり機械
加工時の耐力性や実用部品としての耐久性が乏しくな
る。さらに複合部材とするときの成形部材同士の接合強
度が低く成形部材の界面域で剥離し易いものとなる。一
方上記混合率が３０体積％を超えると、加熱硬化処理時
に樹脂材料が溶融されたとき、成形部材の保形性を損ね
ることになるので、成形部材及び複合部材の寸法精度が
劣化し、均一形状の製品が製造できなくなる。なお樹脂
材料として熱可塑性樹脂材料を使用する際には形状凍結
性が悪くなるので成形時の温度管理をより厳格に行なう
ことが必要となる。
（実験例１） 偏平状の鉄粉に１０体積％のエポキシ樹脂系粉末を混合
し、外径Ｄ１が３０mm，内径Ｄ２が２０mm，厚さＴ１が
４mmのリング状の鉄粉含有成形部材２を製造し、次いで
分割型３ａ，３ｂ内に前記鉄粉含有成形部材２を収納す
ると共に、混合率２０体積％でエポキシ樹脂系粉末を混
合したアルミニウム粉末を充填して加圧成形した。そし
て１００℃および１５０℃で２段加熱して両部材の融合
一体化およびエポキシ樹脂の硬化処理を行ない、ロータ
Ｒを得た。
さらにこのロータＲの中央部にφｄ＝２２mmの孔を加工
し、ハードディスクドライブ用スピンドルモータのロー
タとして−４０〜１２５℃のヒートサイクル条件下で使
用した。
その結果、切削加工に際して構成部材の剥離事故を生じ
ることはなく且つ高精度な加工が行なえると共に、長期
の使用におけるヒートサイクルの繰返しによっても鉄粉
含有成形部材２とアルミニウム粉含有成形部材が剥離す
ることもなかった。
（実験例２） 混合率１０体積％でエポキシ樹脂系粉末を混合した平均
粒径５０μｍのＳｍ２Ｃｏ１７粉末を、成形型によって
第２図の符号５に示す様に円筒形状に成形した（外径Ｄ
１：２０mm，内径Ｄ２：１５mm，厚さＴ１：１０mm）。
この成形部材５を分割型内に収納すると共に、該分割型
内に混合率１５体積％でエポキシ樹脂系粉末を混合した
偏平状の鉄粉４を充填し、第２図に示す形状の複合部材
を一体的に加圧成形した。この複合部材を１７０℃で硬
化処理し、その後着磁機を用いて半径方向に多極着磁
し、さらに中央部にシャフトを圧入してステッピングモ
ータ用のロータとして使用した。
この結果、シャフトの圧入加工時や使用時において、鉄
粉含有成形部材４とＳｍ２Ｃｏ１７粉末含有成形部材５
の界面に剥離等の不具合を生じることなく長期にわたっ
て使用することができた。
なお実験例２において成形型の半径方向に磁場配向機を
取付け、Ｓｍ２Ｃｏ１７粉末を配向させた状態で加圧成
形する方法を併用してロータを製造したが、このロータ
においても成形部材間で剥離等の問題を生じるこは全く
なかった。
上記金属粉は前記実施例に示されたものに限定されず、
その他ＳｍＣｏ系，ＮｄＦｅＢ系、フェライト系の硬質
磁性粉やフェライト系ステンレス、パーマロイ等の軟質
磁性粉等を用いても良い。
［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているので、成形部材同士
は樹脂材料によって強固に接合できる様になり、多機能
を有する強固な複合部材が簡単に製造できる様になっ
た。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の代表的な実施例を示す断面説明図、第
２図は実験例２において製造するロータの形状を示す断
面図である。 １……アルミニウム粉含有成形部材 ２，４……鉄粉含有成形部材 ３ａ，３ｂ……分割型 ５……Ｓｍ２Ｃｏ１７粉含有成形部材 Ｒ……ロータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属粉および／またはセラミックス粉と樹
    脂材料とからなる２以上の成形部材が、上記樹脂材料同
    士の接合により一体化されてなることを特徴とする複合
    部材。
JP1189291A 1989-07-21 1989-07-21 複合部材 Expired - Lifetime JPH0643100B2 (ja)

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JP1189291A JPH0643100B2 (ja) 1989-07-21 1989-07-21 複合部材
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EP (1) EP0483423A1 (ja)
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