JPH0353925A - 複合部材 - Google Patents

複合部材

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JPH0353925A
JPH0353925A JP1189291A JP18929189A JPH0353925A JP H0353925 A JPH0353925 A JP H0353925A JP 1189291 A JP1189291 A JP 1189291A JP 18929189 A JP18929189 A JP 18929189A JP H0353925 A JPH0353925 A JP H0353925A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
発明の適用対象は木例に限定して解釈されるべきもので
はない。
[従来の技術] ハードディスクト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
性を有するアルく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トツクスな
製造手段は、鉄製バイブ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、鉄製部材とアル主ニウム製
部材を夫々別体て成形しておき、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く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、アル主
ニウム溶渇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どき、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か指摘されている。
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
しることかあり、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トルモータのロータとして
利用するには、梢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
こども考えられているが、異種金属粉をHIPfi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、ざらにこの方法
ではコスト而で不利になるという大きな問題が残されて
いた。
そこて木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
セラ朶ツ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。すなわち鉄粉とオJ脂材料(以下エボキ
シ樹脂粉末で代表することかある)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3b,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3 a ,
 ’3’b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、該アル稟ニウム粉含有成形
部材1と前記鉄粉含有成形郎材2を一体化し、ここにロ
ータRか形成ざれる。尚前記加圧に際して分割型3a3
bを加熱し、例えは150℃以上の高温条件下でエボキ
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、両部材かを強
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ボ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、その外カによって
両成形部材1.2の界面が剥離されるといった不具合を
生し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か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くツクといった無
機質材料に比較して一般に数倍〜1o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!II
離は可及的に防止できる様になった。
上記成形部材1.2を成形するに当たって使用する粉末
は前記鉄粉及びアルくニウム粉に限定ざれず、その他の
金属粉末やセラミック粉末を用いたものであっても良い
。また上記樹脂材料粉末としては、上記エボキシ樹脂の
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、ボリブロピレン、ボ
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か、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椎奨される。
すなわち上記混合率が3体積%未満てあると、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て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
か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%のエボキシ樹脂系粉末を混合
し、外径D,か30mm,内径D,が20mm.厚さT
1が4mmのリング状の鉄粉含有成形部材2を製造し、
次いて分割型3a,3b内に前記鉄粉含有威形部材2を
収納ずると共に、混合率20体積%でエボキシ樹脂系粉
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ボ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、ハートディスクドライブ用スピントルモータのロ
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し
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とアルミニクム粉含有成形部材か剥離す
ることもなかった。
(実験例2) 混合率10体積%でエボキシ相脂系粉末を混合した平均
粒径50μmのS m 2 C O l7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D1:20mm.内径D2:15mm,厚さT
1 ・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%でエボキシ樹
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大して
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S m 2 C O 17粉末含有
成形部材5の界面に剥離等の不具合を生しることなく長
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同機を
取付け、Sm2Co,,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か、このロータ
においても成形部材間で剥離等の問題を生しるこは全く
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,フエライト系の硬質
磁性粉やフエライト系ステンレス.パーロマイ等の軟質
磁性粉等を用いても良い。
[発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されているので、成形部材同士
は樹脂材料を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・・・Sm2Co,,粉含有成形部材R・・・ロータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
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