專利名稱：：轉(zhuǎn)子轂、主軸電機(jī)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的主軸電機(jī)，具體地說(shuō)，涉及作為主軸電機(jī)中的一個(gè)主要部件的轉(zhuǎn)子轂。
背景技術(shù)：
：硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器最初是作為計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)裝置幵發(fā)的。然而近年來(lái)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器不僅應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中而且廣泛地應(yīng)用于例如錄像機(jī)、便攜式音樂(lè)播放器以及攝像機(jī)等家用電器中。增加的存儲(chǔ)容量和降低的價(jià)格維持著硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器用途的擴(kuò)充。在前十年中硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)容量已經(jīng)增加了一百倍，而其價(jià)格穩(wěn)步下降。強(qiáng)烈地需要一種能夠低成本地存儲(chǔ)大量信息的裝置，這種趨勢(shì)在未來(lái)仍將持續(xù)。在此情況下，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的各個(gè)部件都要求高精度和低價(jià)格。作為本發(fā)明的主題的轉(zhuǎn)子轂也不例外。圖11所示的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10中使用稱為主軸電機(jī)的專用特殊電機(jī)。主軸電機(jī)11在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10中起使硬盤(pán)14旋轉(zhuǎn)的作用。由于信息以極高的密度即以非常窄的間距記錄在硬盤(pán)14上，主軸電機(jī)11需要盡可能無(wú)振動(dòng)地使硬盤(pán)14旋轉(zhuǎn)。為此，主軸電機(jī)11具有獨(dú)特的構(gòu)造。例如，釆用稱為流體動(dòng)力軸承的高精度軸承作為支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸承。無(wú)論該軸承多么精確，僅靠軸承一項(xiàng)不足以穩(wěn)定地支撐硬盤(pán)14。轉(zhuǎn)子轂21在穩(wěn)定地支撐硬盤(pán)14方面起到重要作用。圖12示出了圖11中的主軸電機(jī)11及其相鄰部分的放大圖。轉(zhuǎn)子轂21是由具有軸20和軸套22的軸承機(jī)構(gòu)支撐的，由此形成轉(zhuǎn)動(dòng)部。硬盤(pán)14可安裝在轉(zhuǎn)子轂21上。硬盤(pán)14置于轉(zhuǎn)子轂21的盤(pán)安裝面25上，并通過(guò)夾具28固定到轉(zhuǎn)子轂21上，間隔件27夾于其間。如果轉(zhuǎn)子轂21中存在任何偏心或應(yīng)變，可能是硬盤(pán)M振動(dòng)的直接原因。在這點(diǎn)上，盤(pán)安裝面25的工作精度非常重要。因此，主軸電機(jī)中使用的轉(zhuǎn)子轂需要最高等級(jí)的工作精度。考慮到這一點(diǎn)，轉(zhuǎn)子轂至今是通過(guò)已知能夠提供高等級(jí)的工作精度的機(jī)械加工，例如切削制造的。然而，進(jìn)行切削的成本較高。為了使硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器更便宜并更廣泛地應(yīng)用，降低轉(zhuǎn)子轂的制造成本是必要的。降低成本的方法的示例包括日本特開(kāi)2003-285228和2005-205499中所公開(kāi)的方法。在這些方法中，用例如冷鍛等塑性加工形成具有粗略形狀的轉(zhuǎn)子轂，接著通過(guò)切削或打磨精細(xì)加工。結(jié)合使用塑性加工使得能夠降低材料的切削量并具有更高的切削精度。用上述兩種傳統(tǒng)方法，能夠減少材料的切削量但在鍛壓之后不容易進(jìn)行切削操作。具體地說(shuō)，很難確保盤(pán)安裝面的精度。為了使得切削更容易，本發(fā)明嘗試使用易切削不銹鋼作為轉(zhuǎn)子轂的原材料。如果易切削不銹鋼僅僅用在上述兩種現(xiàn)有方法中，通常情況下不銹鋼在鍛壓工藝中會(huì)破裂。此外，由于通過(guò)塑性加工制造轉(zhuǎn)子轂，令人擔(dān)憂的是易切削不銹鋼中包含的夾雜物容易分離。當(dāng)分離時(shí)，夾雜物粘附到硬盤(pán)上。因?yàn)樾枰３钟脖P(pán)潔凈，不允許夾雜物的粘附。
發(fā)明內(nèi)容考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠以低成本和高精度形成的轉(zhuǎn)子轂。本發(fā)明的一個(gè)特征在于當(dāng)通過(guò)結(jié)合使用塑性加工和切削制造主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子轂時(shí)，使用包含用于提高可加工性的大量硫微粒的易切削不銹鋼作為轉(zhuǎn)子轂的原材料，并且利用諸如鍛壓等塑性加工控制不銹鋼中存在的夾雜物的尺寸和朝向。另外，對(duì)于通過(guò)鍛壓獲得的中間件，在其頂板部分的大致整個(gè)表面進(jìn)行加工，由此去除其表層。結(jié)果，將所述頂板部分中存在的夾雜物傾斜地放倒或粉碎成較小尺寸，這就阻止了夾雜物從頂板部分分離。另外，即使當(dāng)頂板部分具有極薄的區(qū)域時(shí)，也可以防止夾雜物穿透該區(qū)域。通過(guò)去除表層進(jìn)一步限制夾雜物的分離。為了獲得這樣的轉(zhuǎn)子轂，在塑性加工中以30%到70%的鐓鍛率特別對(duì)所述頂板部分進(jìn)行鐓鍛。由此，能夠限制轉(zhuǎn)子轂在塑性加工中的破裂并控制頂板部分中存在的夾雜物的朝向。這使得能夠減少夾雜物的分離并防止硬盤(pán)表面的污染。通過(guò)使得夾雜物相對(duì)于盤(pán)安裝面傾斜地延伸，也可減少盤(pán)安裝面中存在的夾雜物的分離。由于盤(pán)與盤(pán)安裝面直接接觸，更優(yōu)選地是通過(guò)使夾雜物傾斜45度或更多來(lái)可靠地限制夾雜物的分離。通過(guò)本發(fā)明，使用易切削不銹鋼作為轉(zhuǎn)子轂的原材料使得在鍛壓之后容易進(jìn)行切削操作。這提高了工作精度而不降低生產(chǎn)率。在通過(guò)鍛壓和沖壓形成產(chǎn)品的情況下，通常不使用易切削不銹鋼，因?yàn)槭走x的是成型性。然而在本發(fā)明中，考慮到鍛壓之后的切削操作而使用易切削不銹鋼。易切削不銹鋼的使用對(duì)鍛壓來(lái)說(shuō)需要一些條件并且使得該鍛壓比通常鍛壓更難進(jìn)行。然而，鍛壓之后的切削操作變得很容易進(jìn)行，由此在整體上提高了生產(chǎn)率并最終降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的一個(gè)特征是在鍛壓或沖壓之后，所述轉(zhuǎn)子轂在比再結(jié)晶溫度更高的溫度下退火。退火引起轉(zhuǎn)子轂的再結(jié)晶，并消除塑性加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。再結(jié)晶改善了轉(zhuǎn)子轂的可加工性。如果退火溫度是在700°C到830°C的范圍內(nèi)，則可進(jìn)一步改善可加工性。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)注意到可使用易切削不銹鋼棒作為轉(zhuǎn)子轂的原材料。在進(jìn)行鍛壓或沖壓的本發(fā)明中，能夠利用棒中存在的細(xì)長(zhǎng)夾雜物的優(yōu)點(diǎn)。棒中存在的細(xì)長(zhǎng)夾雜物可能穿透轉(zhuǎn)子轂的頂板部分。然而，本發(fā)明沒(méi)有這方面的擔(dān)憂，因?yàn)橥ㄟ^(guò)鍛壓使細(xì)長(zhǎng)夾雜物變短或使其傾斜地放倒。用于生產(chǎn)具有細(xì)長(zhǎng)夾雜物的棒的易切削不銹鋼的示例包括包含規(guī)定含量范圍的P、Mn、S和Cu的鐵素體易切削不銹鋼。在這些含量范圍中，易于形成細(xì)長(zhǎng)的夾雜物。此外，這些含量范圍的鐵素體易切削不銹鋼相對(duì)難斷裂，因此容易鍛壓或沖壓。根據(jù)隨后結(jié)合附圖給出的實(shí)施方式的描述本發(fā)明的目的和特征將變得清楚，在附圖中圖1是示出在本發(fā)明中用作原材料的鋼棒和可由該鋼棒得到的坯件的示意圖2A和2B是示出在本發(fā)明中用于鍛壓的坯件和可由鍛壓得到的中間件的示意圖3A和3B是示出在本發(fā)明中用于鍛壓的坯件的另一示例和可由鍛壓得到的中間件的另一示例的示意圖4A和4B是示出在本發(fā)明中可由鍛壓得到的中間件和通過(guò)對(duì)中間件進(jìn)行精加工生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子轂的示意圖5A和5B是例示本轉(zhuǎn)子轂的頂板部分中存在的夾雜物的形狀的顯微照片；圖6A和6B是例示本轉(zhuǎn)子轂的盤(pán)配合部分中存在的夾雜物的形狀的顯微照片；圖7A和7B是例示本轉(zhuǎn)子轂的盤(pán)安裝面之下存在的夾雜物的形狀的顯微照片；圖8是例示本轉(zhuǎn)子轂的頂板部分的非常薄的壁區(qū)域中存在的夾雜物的形狀的顯微照片；圖9是例示在本發(fā)明中用作原材料的棒中存在的夾雜物的形狀的顯微照片；圖10表示用作原材料的棒中和本發(fā)明的精加工轉(zhuǎn)子轂的頂板部分中存在的A型夾雜物的長(zhǎng)度頻度的圖，其中在棒和精加工轉(zhuǎn)子轂的頂板部分的厚度方向上測(cè)量夾雜物的長(zhǎng)度；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)的圖；以及圖13是例示本轉(zhuǎn)子轂和傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂中分離出的顆粒的數(shù)量的測(cè)量結(jié)果的圖。具體實(shí)施方式1、轉(zhuǎn)子轂的特征參考圖1到圖3，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂相比較地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子轂的特征。圖1示出鐵素體易切削不銹鋼棒和通過(guò)將該棒切削成規(guī)定長(zhǎng)度獲得的盤(pán)狀坯件40a。沿其縱方向的截面示出了棒和坯件。出現(xiàn)在截面中的夾雜物60由多個(gè)線段代表。易切削不銹鋼包含許多細(xì)長(zhǎng)的夾雜物。在切削加工中，夾雜物用作裂縫并確保更容易的切削。在軋制的過(guò)程中拉伸該棒，其結(jié)果是夾雜物也變形和伸長(zhǎng)。伸長(zhǎng)的夾雜物稱為A型夾雜物。術(shù)語(yǔ)"A型夾雜物"是在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISG055中定義的，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，A型夾雜物是指"承受粘性形變的非金屬夾雜物"。這一定義將在本說(shuō)明書(shū)中適用。圖2A是示出通過(guò)將鐵素體易切削不銹鋼棒切削為規(guī)定長(zhǎng)度所獲得的坯件40a的截面的示意圖。本圖中的上下方向與棒的縱方向?qū)?yīng)。坯件40a的厚度方向與棒的縱方向一致。圖2B示出通過(guò)鍛壓圖2A所示的坯件40a而獲得的中間件50。圖2A所示的坯件40a被設(shè)置為在方向上與中間件50對(duì)應(yīng)。圖2A和2B中的上下方向是坯件40a的厚度方向，其與原料棒39的縱方向一致。在中間件50中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子轂的粗略形狀。附圖標(biāo)記26a代表將要切削成圓柱盤(pán)配合面的表面。在此階段該表面總體上是圓柱形狀。圖2B示出通過(guò)利用包括該圓柱表面的中心軸的平面截取該中間件50所獲得的截面。在該截面中夾雜物60是由細(xì)長(zhǎng)橢圓表示。然后通過(guò)切削加工將中間件50精加工為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轂。在圖2B中，中間件50是沿包含中心軸的平面截取的。這意味著圖2B所示的截面是通過(guò)將中間件50截為兩個(gè)相同部分獲得的截面。即使中間件50不是截為兩個(gè)相同部分，在沿中心軸截取的截面中也會(huì)觀察到夾雜物的與圖2B中類似的方向。因此，沿中心軸截取的截面是指與中心軸平行的截面。本發(fā)明的一個(gè)特征體現(xiàn)在在精加工之前盤(pán)安裝部分30b中(盤(pán)安裝部分具有在精加工之后形成的盤(pán)安裝面25a)和在精加工之前的頂板部分31b中存在的夾雜物60的方向。夾雜物在這些部分中保持歪斜。夾雜物原本沿坯件40a的厚度方向上延伸。在鍛壓加工中，在厚度方向上有意擠壓并壓碎該夾雜物，其結(jié)果是夾雜物在橫向方向承受塑性流動(dòng)。因此，使夾雜物轉(zhuǎn)動(dòng)并傾斜。很多夾雜物(特別是在頂板部分中)會(huì)變形，如60a所示，或被切斷，如60b所示。作為這種傾斜和切斷的結(jié)果，夾雜物在厚度方向上測(cè)量的尺寸變小。在精加工之前的圓柱盤(pán)配合面26a上，中間件50中存在的夾雜物嚴(yán)重傾斜。通常認(rèn)為夾雜物的形狀和朝向?qū)杉庸ば跃哂泻艽笥绊?。然而在本?shí)施方式中，刀具壽命和切削表面的精加工質(zhì)量與不結(jié)合使用塑性加工的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂制造方法中可得的一樣好。圖3A和3B示出坯件和中間件的另一示例。在本示例中，頂板部分31和盤(pán)安裝部分30中出現(xiàn)的夾雜物60的方向在鍛壓加工中不改變。因此，中間件51中的夾雜物60基本上與各個(gè)部分的表面成直角排列。然而，在精加工之前盤(pán)配合部分26b中出現(xiàn)的夾雜物在方向上相對(duì)于精加工之前的圓柱盤(pán)配合面26a是傾斜的。這是因?yàn)樵阱憠杭庸ぶ袑?duì)盤(pán)配合部分26b進(jìn)行拉伸。如后面描述的，認(rèn)為這種傾斜朝向使得夾雜物60難以分離。由于硬盤(pán)的內(nèi)邊緣將與圓柱盤(pán)配合面接觸，可以認(rèn)為盤(pán)配合部分中的夾雜物的傾斜朝向可以有效防止夾雜物的顆粒造成的盤(pán)面污染。由于上述描述中參照的圖1到圖3B是示意圖，夾雜物60、中間件50和坯件的形狀和大小與實(shí)際中不嚴(yán)格相同。2、轉(zhuǎn)子轂的制造方法下面將描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子轂的制造方法。選作原材料的是具有如表1所示的成分的鐵素體易切削不銹鋼。表1(單位重量Q/0<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(其余部分是鐵和不可避免的雜質(zhì))首先，在原材料制備步驟中制備鐵素體易切削不銹鋼棒。接著，在坯件制備步驟，相對(duì)于其軋制方向成直角切割該棒，由此獲得直徑24mm、厚度2mm的坯件。接著，進(jìn)行冷鍛加工作為塑性加工步驟。在鍛壓加工中，對(duì)于頂板部分，在原材料的軋制方向(厚度方向)上進(jìn)行鐓鍛比50%的鐓段，由此獲得圖4A所示的中間件50。在塑性加工步驟中，除鍛壓加工以外或者代替鍛壓加工，還可采用其他塑性加工方法例如沖壓等。盡管需要對(duì)頂板部分進(jìn)行鐓鍛，可對(duì)除頂板部分以外的其他部分進(jìn)行拉伸。在退火步驟中，中間件50在800。C退火4個(gè)小時(shí)。最簡(jiǎn)單的退火方法是將具有頂板部分和盤(pán)安裝部分的中間件放入保持在800°C的退火爐，然后進(jìn)行全面退火。在該退火步驟中，發(fā)生再結(jié)晶，由此消除鍛壓之后的殘余應(yīng)力，并且晶粒被粗化。晶粒的粗化有助于提高可加工性。殘余應(yīng)力的消除能夠提高作為目標(biāo)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)子轂的尺寸精度。為了消除殘余應(yīng)力，優(yōu)選地對(duì)重塑性加工區(qū)域進(jìn)行再結(jié)晶。為此，優(yōu)選地，退火溫度應(yīng)該選擇為能夠引發(fā)再結(jié)晶。700°C或更高溫度的退火會(huì)提高可加工性。然而如果退火溫度超過(guò)830。C，剛性增加并且切削阻力變得更大。這意味著退火優(yōu)選地在830°C或更低的溫度進(jìn)行。利用車床對(duì)如此退火的中間件50進(jìn)行切削加工，由此獲得圖4B所示的轉(zhuǎn)子轂21。在切削加工中，中間件的整個(gè)表面被切薄以去除在退火步驟中產(chǎn)生的氧化層。對(duì)盤(pán)安裝部分的一個(gè)軸端表面進(jìn)行特別仔細(xì)的切削以形成盤(pán)安裝面。切削加工包括對(duì)頂板部分的表面進(jìn)行切削加工的頂板部分切削步驟、對(duì)圓柱盤(pán)配合面進(jìn)行切削加工的圓柱盤(pán)配合面切削步驟，以及對(duì)盤(pán)安裝面進(jìn)行切削加工的盤(pán)安裝面切削步驟。這三個(gè)加工步驟可作為一系列切削加工部分進(jìn)行。作為該切削加工的結(jié)果，轉(zhuǎn)子轂21的頂板部分31的整個(gè)上表面變?yōu)榧庸け砻?。除了頂板部?1的上表面，頂板部分31的下表面、盤(pán)安裝部分30的表面、圓柱盤(pán)配合面26和盤(pán)配合部分26b的內(nèi)表面也變?yōu)榧庸け砻?。這意味著轉(zhuǎn)子轂21的整個(gè)表面是加工表面。通過(guò)切削中間件50的整個(gè)表面去除了退火步驟中產(chǎn)生的氧化層。即使沒(méi)有進(jìn)行退火，進(jìn)行切削以去除中間件的表面粗糙部分也是有效的。為了完全去除中間件50的粗糙表層，需要對(duì)其整個(gè)表面進(jìn)行加工。然而在加工僅是為了去除部分粗糙層的情況下，不需要對(duì)中間件50的整個(gè)表面進(jìn)行加工。在頂板部分的上表面的情況下，可對(duì)面積比為大約90%的區(qū)域進(jìn)行加工以縮短加工所需的時(shí)間。在本實(shí)施方式中，提高易切削不銹鋼的可加工性的夾雜物嚴(yán)重地變形。為此，存在對(duì)可加工性的反作用的擔(dān)憂。然而，與易切削不銹鋼不經(jīng)過(guò)任何塑性加工就進(jìn)行切削的情況相比，在上述切削加工中不出現(xiàn)不希望的例如切削阻力增大或刀具壽命縮短的現(xiàn)象。由此，中間件表現(xiàn)出良好的可加工性，這使得能夠確保盤(pán)安裝面的精度。除了切削加工或者替代切削加工，可進(jìn)行磨削或拋光作為加工處理。利用由此獲得的轉(zhuǎn)子轂制成如圖12所示的主軸電機(jī)11。圖11示出了具有主軸電機(jī)11的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10。在本實(shí)施方式中，鐓鍛率(％)由下式定義鐓鍛率(y。)-[(H-h)/H]X100其中H代表原材料的厚度，h代表鍛壓后的中間件的厚度。換句話說(shuō)，鐓鍛率通過(guò)百分?jǐn)?shù)的形式表示在鍛壓中間件之后中間件的厚度相對(duì)于原材料的厚度的減少程度。例如，如果鐓鍛率為50%，中間件在鍛壓之后的厚度h是原材料厚度的一半。在中間件中將變?yōu)檗D(zhuǎn)子轂頂板部分的部分中，鐓鍛率需要為30%或更大。然而，不希望鐓鍛率超過(guò)70%。鐓鍛率為30%或更大并不意味著此鐓鍛率適用于坯件的整體。在至少坯件的一部分的鐓鍛率為30%或更大的范圍內(nèi)，夾雜物的分離被限制在該部分中，這將減少作為整體的轉(zhuǎn)子轂中的夾雜物的分離。類似地，鐓鍛率為70%或更小意味著在頂板部分的最嚴(yán)重鐓鍛的區(qū)域的鐓鍛率不超過(guò)70%。3、原材料的成分可用于本發(fā)明的易切削不銹鋼不限于成分如表1所示的鐵素體易切削不銹鋼。存在各種具有多種不同成分的易切削不銹鋼，也可用作本發(fā)明中的原材料。然而將具有與表1所示的成分不同的易切削不銹鋼用作原材料時(shí)，在鍛壓加工中容易產(chǎn)生裂縫，這對(duì)于鍛壓形狀和鐓鍛率造成限制。因此，這樣做時(shí)應(yīng)小心。在選擇鐵素體易切削不銹鋼作為原材料時(shí)，優(yōu)選地是P、S、Mn和Cu的含量落入各規(guī)定范圍內(nèi)。具體地，鐵素體易切削不銹鋼包含0.05到0.15X的P，0.10至lj0.30%的S，0.15至lj0.30%的Mn和0.40至U1.00%的Cu。具有上述含量范圍的鐵素體易切削不銹鋼即使在鍛壓加工中進(jìn)行鐓鍛時(shí)也不易裂化。此外，鐵素體易切削不銹鋼表現(xiàn)出良好的可加工性。在具有上述含量范圍的鐵素體易切削不銹鋼中，在鋼件的截面中出現(xiàn)很多長(zhǎng)度大于100jLim的細(xì)長(zhǎng)夾雜物。因此，在僅通過(guò)切削加工或通過(guò)切削和鍛壓結(jié)合而在鍛壓加工中夾雜物沒(méi)有足夠的形變的情況下生產(chǎn)的不銹鋼制轉(zhuǎn)子轂中會(huì)發(fā)生不希望的現(xiàn)象，例如夾雜物穿透頂板部分或者大量夾雜物的分離。然而，本發(fā)明不受到上述問(wèn)題的困擾，因?yàn)樵阱憠杭庸ぶ袏A雜物發(fā)生形變并被切斷。即，在本發(fā)明中，能夠使用傳統(tǒng)情況下不能用作轉(zhuǎn)子轂的原材料的材料。示例1、本轉(zhuǎn)子轂中的夾雜物的狀態(tài)下面將參照?qǐng)D4到圖9描述本發(fā)明的中間件50、其截面中出現(xiàn)的夾雜物的形狀和夾雜物傾斜方法的實(shí)際示例。圖4A示出中間件50的整個(gè)截面形狀。在盤(pán)安裝部分30上形成在精加工之后將成為盤(pán)安裝面的環(huán)形表面25a。還形成在精加工之后將成為圓柱盤(pán)配合面的圓柱表面26a。圖4A是通過(guò)沿包含環(huán)形表面25a的中心軸的平面截取中間件50獲得的截面圖。在圖4A中，區(qū)域A、B和C代表與中間件的頂板部分31對(duì)應(yīng)的區(qū)域、中間件的圓柱盤(pán)配合面26a正下方的區(qū)域以及中間件的盤(pán)安裝面25a正下方的區(qū)域。圖5A、5B、6A、6B、7A和7B中示出了與這些區(qū)域?qū)?yīng)的顯微照片。圖4B示出通過(guò)對(duì)中間件50進(jìn)行切削加工完成的轉(zhuǎn)子轂。在圖4B所示的轉(zhuǎn)子轂的情況下，在頂板部分31中形成平衡校正孔32。頂板部分31在形成平衡校正孔32的區(qū)域中是最薄的。在圖4B中，區(qū)域D代表最薄的區(qū)域，圖8示出了其顯微照片。圖4A中的觀察區(qū)域A與此最薄區(qū)域?qū)?yīng)。在圖4A中，觀察區(qū)域A是頂板部分31b的最薄區(qū)域。參考圖4B，頂板部分31具有遠(yuǎn)離中心軸而延伸的大致板狀圓形形狀。盤(pán)安裝部分30相對(duì)于頂板部分31徑向向外地定位。盤(pán)安裝面25是指盤(pán)安裝部分30的沿中心軸朝上的表面。圖5A、6A和7A是低放大率的顯微照片，而圖5B，6B和7B是高放大率的顯微照片。在5A、6A和7A中由虛線包圍的方形區(qū)域是圖5B、6B和7B示出的顯微照片的觀察區(qū)域。這些顯微照片的上下方向與圖4A和4B中的一致。在各個(gè)圖中，白色區(qū)域是中間件的截面圖，截面圖中出現(xiàn)的細(xì)長(zhǎng)的黑點(diǎn)是夾雜物。盡管可在低放大率的顯微照片(圖5A、6A和7A)中識(shí)別出夾雜物的存在，但在高放大率的顯微照片(圖5B、6B和7B)中能夠能清晰地觀察各個(gè)夾雜物的形狀。在坯件僅通過(guò)切削加工形成如圖2A和2B所示的轉(zhuǎn)子轂的形狀的情況下，可使得夾雜物沿顯微照片的上下方向延伸。然而在本實(shí)施方式的中間件中，從圖5B、6B和7B明顯可見(jiàn)，夾雜物是相對(duì)于上下方向嚴(yán)重傾斜。由于如圖7A所示盤(pán)安裝面在水平方向延伸，夾雜物相對(duì)于盤(pán)安裝面傾斜或大致與盤(pán)安裝面平行。在圖6A和6B中，夾雜物整體上傾斜。類似地，在圖5A和5B中，夾雜物相對(duì)于頂板部分的表面傾斜地排列。在圖5A和5B所示的顯微照片中可見(jiàn)多個(gè)變形的夾雜物60a和切斷的夾雜物60b。這是因?yàn)橐言阱憠杭庸ぶ杏幸獾剡M(jìn)行了鐓鍛。圖8是圖4B中的觀察區(qū)域D代表的區(qū)域的顯微照片。作為鍛壓之后進(jìn)行的切削加工的結(jié)果，在此區(qū)域中的頂板部分的厚度減少到約0.2mm。顯微照片中的上下方向與棒的軋制方向相同，并且大多數(shù)夾雜物原本也是在此方向上。在截面中出現(xiàn)的夾雜物的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于0.2mm。在此顯微照片中最長(zhǎng)的一個(gè)夾雜物最長(zhǎng)具有26pm的長(zhǎng)度。圖9是用作原材料的棒的顯微照片。在此顯微照片中，全部夾雜物在上下方向上延伸。與圖5A到圖8示出的顯微照片相比，夾雜物很長(zhǎng)?？衫斫獾氖钱?dāng)夾雜物的朝向通過(guò)鍛壓改變時(shí)夾雜物被切斷。2、夾雜物的測(cè)量下面將描述圖5A到圖9中示出的顯微照片中觀察的夾雜物的測(cè)量結(jié)果。2_1、方位角測(cè)量方法作為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯微圖像并提供給圖像處理。首先對(duì)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，即輪廓檢測(cè)和二值化。接著利用顆粒測(cè)量軟件測(cè)量每個(gè)顆粒的方位角。在方位角的測(cè)量中，計(jì)算與各個(gè)顆粒最貼切的橢圓。橢圓的長(zhǎng)軸方向看作是各個(gè)顆粒延伸的方向。并且測(cè)量橢圓的長(zhǎng)軸和短軸。在本發(fā)明中，要關(guān)注夾雜物，特別是A型夾雜物。如上所述，A型夾雜物是指"承受粘性形變的非金屬夾雜物"。確定的是易切削不銹鋼中在一個(gè)方向延伸的細(xì)長(zhǎng)的夾雜物是作為粘性形變的結(jié)果產(chǎn)生的。為了避免模糊，在本說(shuō)明書(shū)中長(zhǎng)軸和短軸的比等于或大于2的夾雜物被認(rèn)為是A型夾雜物。還用于權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)"A型夾雜物"同樣指長(zhǎng)軸和短軸的比例等于或大于2。根據(jù)對(duì)長(zhǎng)軸和短軸的測(cè)量結(jié)果，對(duì)軸比為2或更大的夾雜物進(jìn)行分類和分析。求出每個(gè)顯微照片中A型夾雜物的方位角的平均值。由此得出的平均值是指由各個(gè)夾雜物的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度加權(quán)得到的平均值。更具體地，加權(quán)平均值是通過(guò)用各個(gè)顆粒的角度和各個(gè)顆粒的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度相乘，計(jì)算乘積的總和，將該乘積的總和除以長(zhǎng)軸長(zhǎng)度的總數(shù)得到的。由此平均的角度是以與中間件50的圓柱表面26a的中心軸偏離的絕對(duì)值表示的，只要考慮頂板部分和盤(pán)安裝部分。換句話說(shuō)，在顯微照片中向上延伸的夾雜物的角度是零度。向右傾斜20度的夾雜物和向左傾斜20度的夾雜物都看作是傾斜20度。對(duì)于盤(pán)配合部分，與中心軸垂直的方向，即顯微照片中的水平方向看作是零度。這是因?yàn)楸P(pán)配合部分在鍛壓加工中會(huì)彎曲90度。2—2、夾雜物的方位角的測(cè)量結(jié)果表2示出了圖5A到圖8中示出的顯微照片中出現(xiàn)的夾雜物的方位角的測(cè)量結(jié)果。對(duì)圖5B、6B、7B和8中示出的顯微照片中出現(xiàn)的夾雜物進(jìn)行了測(cè)量。還對(duì)圖9示出的顯微照片即棒的截面圖中的夾雜物的方位角進(jìn)行了測(cè)量。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>假設(shè)顯微照片中的上下方向是零度，在頂板部分中夾雜物傾斜58.5度。假設(shè)顯微照片中左右方向是零度，在盤(pán)配合部分中夾雜物傾斜27.8度。在盤(pán)安裝部分，假設(shè)顯微照片的上下方向是零度，夾雜物傾斜74.1度。在頂板部分，大量的夾雜物傾斜，嚴(yán)重變形并彎曲。盡管夾雜物的形變?cè)诒P(pán)安裝部分中也很顯著，夾雜物在該部分具有細(xì)長(zhǎng)形狀。表2還示出了在各個(gè)部分的厚度方向上測(cè)量的A型夾雜物的最大尺寸。從表2可見(jiàn)各個(gè)部分中的最大夾雜物尺寸比作為原材料的棒中的小得多。由于圖8所示的薄壁部分具有最大0.2mm厚度，存在的擔(dān)心是如果薄壁部分中存在如棒中的情況的尺寸的夾雜物，長(zhǎng)度140nm或更大的夾雜物會(huì)穿透薄壁部分。然而，本轉(zhuǎn)子轂不存在此類擔(dān)心。2—3、頂板部分中存在的夾雜物的厚度方向的尺寸的測(cè)量結(jié)果通過(guò)測(cè)量頂板部分中5.55mm2的面積上存在的A型夾雜物的厚度方向尺寸制作直方圖。在此，術(shù)語(yǔ)"厚度方向"是指與轉(zhuǎn)子轂的中心軸平行的方向。根據(jù)該測(cè)量方法，即使具有相同的長(zhǎng)度，相對(duì)于中心軸傾斜的夾雜物也表現(xiàn)出更小的厚度方向尺寸。為了進(jìn)行比較，通過(guò)測(cè)量棒中3.28mm2的面積上存在的A型夾雜物的厚度方向尺寸制作類似的直方圖。圖10示出了其結(jié)果。圖中豎軸表示通過(guò)將落入各個(gè)尺寸區(qū)域的A型夾雜物的數(shù)量除以測(cè)量的A型夾雜物的總數(shù)所獲得的比。在圖IO中，黑圓點(diǎn)曲線示出頂板部分中的測(cè)量結(jié)果，星號(hào)曲線表示棒中的測(cè)量結(jié)果。棒中存在大量的大夾雜物和少量的尺寸小于10pm的小夾雜物。在本發(fā)明的情況下，幾乎沒(méi)有夾雜物具有大于50,的尺寸而存在大量具有小于10pm的尺寸的夾雜物?？赏茰y(cè)，這是因?yàn)閵A雜物已經(jīng)通過(guò)鍛壓加工變形和切斷，并因?yàn)閵A雜物已經(jīng)傾斜而減小了厚度方向尺寸。當(dāng)在5.55mm2的面積上觀察截面時(shí)，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轂中僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)具有大于50pm的厚度方向尺寸的夾雜物。相反地，當(dāng)在3.28mm2的面積上觀察時(shí)，在用作原材料的棒中發(fā)現(xiàn)68個(gè)具有大于50,的厚度方向尺寸的夾雜物。對(duì)于棒，利用安裝有顯微鏡的圖像分析系統(tǒng)(LuzexF，日本NirecoCorp.的產(chǎn)品)在寬廣區(qū)域上進(jìn)行附加研究。此時(shí)，注意力被吸引到長(zhǎng)度為100pm或更長(zhǎng)的夾雜物。作為研究的結(jié)果，在39.1,2的面積上發(fā)現(xiàn)207個(gè)長(zhǎng)度為100)im或更長(zhǎng)的夾雜物?？梢?jiàn)盡管在原材料中存在大量的大夾雜物，在精加工后的轉(zhuǎn)子轂中大夾雜物的數(shù)量急劇地減少。3、分離的夾雜物的數(shù)量的確定準(zhǔn)備7個(gè)根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轂和7個(gè)僅經(jīng)過(guò)切削而沒(méi)有鍛壓的轉(zhuǎn)子轂以確定從轉(zhuǎn)子轂中分離的夾雜物的數(shù)量。3-1、測(cè)量方法和條件在用于測(cè)量之前，在規(guī)定條件下清潔這樣準(zhǔn)備的轉(zhuǎn)子轂以充分去除污染物。接著，將一個(gè)轉(zhuǎn)子穀浸入1000cr^純水中，并且對(duì)該純水施加頻率為68kHz輸出功率為170W的超聲波。此時(shí)，轉(zhuǎn)子轂懸空，與容器的壁面不接觸。此后，將100cr^的該純水放入液體粒子計(jì)數(shù)器以計(jì)數(shù)直徑為0.5,或更大的粒子的數(shù)量。將如此計(jì)數(shù)的微粒數(shù)量除以轉(zhuǎn)子轂的表面面積，由此計(jì)算單位面積的分離微粒數(shù)量。3—2、測(cè)量結(jié)果圖13示出了測(cè)量結(jié)果，其中本轉(zhuǎn)子轂的測(cè)量值被標(biāo)注為"鍛壓+車削"，而僅通過(guò)切削加工(車削)制作的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂的測(cè)量值被標(biāo)注為"車削"。柱狀圖表示7個(gè)轉(zhuǎn)子轂的平均值。位于豎直線的兩端的一對(duì)短橫線代表最大值和最小值。一眼可以看出，由"鍛壓+車削"標(biāo)識(shí)的本轉(zhuǎn)子轂的測(cè)量平均值和最大值全都減小到僅通過(guò)切削加工制作的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂的平均值和最大值的大約一半。該測(cè)量中使用的本轉(zhuǎn)子轂是由具有表1所示的成分的鐵素體易切削不銹鋼制成。在另一方面，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂是由稱為"DHS-1(注冊(cè)商標(biāo))"的商用鐵素體不銹鋼制成。DHS-1在成分上與表1所示的鐵素體易切削不銹鋼不同。然而，這兩種轉(zhuǎn)子轂在可加工性上是相同的。3—3、結(jié)論如上所述，從本轉(zhuǎn)子轂分離的微粒的數(shù)量小于僅通過(guò)切削加工制作的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂。這被認(rèn)為是夾雜物的分離受到其形變、切斷和傾斜的限制。盡管存在夾雜物的形變可對(duì)可加工性產(chǎn)生不利影響的可能性，在實(shí)際中不是這種情況。結(jié)論是在本發(fā)明中減少了切削量，由此確保加工性的提高。此外，由于減少了材料切削和浪費(fèi)的量，能夠降低生產(chǎn)成本。另外，可加工性提高使得即使在要求非常高加工精度的盤(pán)安裝面的車削中也能夠確保加工精度與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子轂的加工精度相等。其他示例圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器11的截面圖。硬盤(pán)14安裝于主軸電機(jī)11上。用于在硬盤(pán)14上和/或從硬盤(pán)14記錄和/或再現(xiàn)磁信息的磁頭16設(shè)置為接近硬盤(pán)14的表面。磁頭16由臂15支撐，臂15由樞軸17可擺動(dòng)地支撐。致動(dòng)器18被設(shè)計(jì)為通過(guò)向由樞軸17支撐的臂15施加擺動(dòng)力來(lái)移動(dòng)磁頭16。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的主軸電機(jī)11的截面圖。軸20由軸套22可旋轉(zhuǎn)地支撐。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轂21固定于軸20上并與軸20—起轉(zhuǎn)動(dòng)。硬盤(pán)14位于轉(zhuǎn)子轂21的盤(pán)安裝面25上。在本示例中，間隔件27夾在硬盤(pán)14之間。兩個(gè)硬盤(pán)14通過(guò)夾具28固定于適當(dāng)位置上。夾具28通過(guò)固定螺栓29緊固于軸20上。電機(jī)磁體24固定于轉(zhuǎn)子轂21的下部。定子23被設(shè)置為與轉(zhuǎn)子磁體24相對(duì)。在對(duì)定子23通電時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子磁體24施加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。盡管以上描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式和示例，本發(fā)明并不限于此?？稍谟蓹?quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和變化。權(quán)利要求1、一種用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子轂，該轉(zhuǎn)子轂包括環(huán)狀盤(pán)安裝部分，其具有中心軸和在所述盤(pán)安裝部分沿所述中心軸的一側(cè)形成的盤(pán)安裝面；以及盤(pán)配合部分，其具有相對(duì)于所述盤(pán)安裝面位于徑向內(nèi)側(cè)的圓柱盤(pán)配合面，其中所述轉(zhuǎn)子轂是由易切削不銹鋼制成的單個(gè)無(wú)縫部件并包含在沿所述中心軸截取的截面中出現(xiàn)的A型夾雜物，所述A型夾雜物朝向與所述中心軸不同的方向，所述夾雜物的朝向在所述截面中各處不同，所述圓柱盤(pán)配合面基本上全部進(jìn)行了加工。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子轂，該轉(zhuǎn)子轂還包括從所述中心軸向外延伸的圓形頂板部分，所述頂板部分具有基本上全部進(jìn)行了加工的軸端表面。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子轂，其中在所述頂板部分的最薄區(qū)域中沿所述中心軸截取的截面中出現(xiàn)的A型夾雜物包括在1平方毫米的單位面積中分布的少于3個(gè)的尺寸大于50pm的夾雜物，該尺寸是在頂板部分的厚度方向上測(cè)量的。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子轂，其中所述頂板部分的最薄區(qū)域厚度為0.5mm或更小。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子轂，其中所述易切削不銹鋼包括按重量計(jì)含有0.05%到0.15%的P，0.10%到0.300/。的S，0.15%至廿0.30%的Mn和0.40%至U1.00%的Cu的鐵素體易切削不銹鋼。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子轂，其中至少在所述盤(pán)安裝部分的沿著包括所述中心軸的平面截取的截面中緊接在所述盤(pán)安裝面之下的區(qū)域中，所述A型夾雜物的延伸方向和所述中心軸之間的偏離角的通過(guò)各個(gè)A型夾雜物的長(zhǎng)度加權(quán)的平均值等于或大于20度。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子轂，其中至少在所述盤(pán)安裝部分的沿著包括所述中心軸的平面截取的截面中緊接在所述盤(pán)安裝面之下的區(qū)域中，所述A型夾雜物的延伸方向和所述中心軸之間的偏離角的通過(guò)各個(gè)A型夾雜物的長(zhǎng)度加權(quán)的平均值等于或大于20度。8、根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子轂，其中至少在所述盤(pán)安裝部分的沿著包括所述中心軸的平面截取的截面中緊接在所述盤(pán)安裝面之下的區(qū)域中，所述A型夾雜物的延伸方向和所述中心軸之間的偏離角的通過(guò)各個(gè)A型夾雜物的長(zhǎng)度加權(quán)的平均值等于或大于20度。9、根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子轂，其中所述加權(quán)的平均值等于或大于45度。10、一種主軸電機(jī)，該主軸電機(jī)包括軸承機(jī)構(gòu)；如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子轂，其由所述軸承機(jī)構(gòu)支撐以繞所述中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；固定于所述轉(zhuǎn)子轂上的轉(zhuǎn)子磁體；以及設(shè)置為與所述轉(zhuǎn)子磁體相互間隔開(kāi)的定子。11、一種硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，該硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括如權(quán)利要求10所述的主軸電機(jī)；安裝在所述主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子轂上的硬盤(pán)；以及用于在所述硬盤(pán)上記錄信息和/或從所述硬盤(pán)再現(xiàn)信息的磁頭。12、一種用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子轂的制造方法，該方法包括以下步驟原材料制備步驟，制備易切削不銹鋼棒；坯件制備步驟，將所述棒切割為規(guī)定長(zhǎng)度以獲得坯件；塑性加工步驟，對(duì)所述坯件進(jìn)行塑性加工以形成盤(pán)安裝部分和相對(duì)于所述盤(pán)安裝部分位于徑向內(nèi)側(cè)的圓柱表面；以及盤(pán)安裝面形成步驟，將所述盤(pán)安裝部分的基本上整個(gè)環(huán)形表面加工為盤(pán)安裝面。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子轂制作方法，其中所述塑性加工步驟包括頂板部分形成步驟，所述頂板部分形成步驟形成從所述盤(pán)安裝部分的中心軸向外延伸的頂板部分，在所述塑性加工步驟中對(duì)所述頂板部分進(jìn)行鐓鍛，對(duì)所述頂板部分的軸端表面基本上全部進(jìn)行加工，以70%或更小的鐓鍛率在所述頂板部分的整個(gè)區(qū)域上進(jìn)行所述鐓鍛，以30%或更大的鐓鍛率在所述頂板部分的至少部分區(qū)域上進(jìn)行所述鐓鍛。14、根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子轂制作方法，其中所述易切削不銹鋼棒包含至少一個(gè)在該棒的縱向截面上單位平方毫米的面積上分布的長(zhǎng)度等于或大于100,的A型夾雜物。15、根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子轂制作方法，該方法還包括進(jìn)行盤(pán)安裝面形成步驟之前的退火步驟，該退火步驟在高于再結(jié)晶溫度的溫度下對(duì)所述盤(pán)安裝部分進(jìn)行加熱和退火。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)子轂制作方法，其中所述易切削不銹鋼包括鐵素體易切削不銹鋼，并且所述退火步驟中的加熱溫度在700°C到830。C的范圍內(nèi)。17、根據(jù)權(quán)利要求12-16中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子轂制作方法，該方法還包括盤(pán)配合面形成步驟，該盤(pán)配合面形成步驟將基本上整個(gè)所述圓柱表面加工成盤(pán)配合面。全文摘要轉(zhuǎn)子轂、主軸電機(jī)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。在制造用于主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子轂的方法中，使用易切削不銹鋼作為原材料。對(duì)易切削不銹鋼的坯件進(jìn)行塑性加工以形成盤(pán)安裝部分和相對(duì)于盤(pán)安裝部分位于徑向內(nèi)側(cè)的圓柱表面。接著，通過(guò)基本上對(duì)該圓柱表面的整體進(jìn)行加工形成圓柱盤(pán)配合面。轉(zhuǎn)子轂包含在沿盤(pán)安裝部分的中心軸截取的截面中出現(xiàn)的A型夾雜物。A型夾雜物朝向與該中心軸不同的方向。文檔編號(hào)G11B19/20GK101420153SQ20081016674公開(kāi)日2009年4月29日申請(qǐng)日期2008年10月23日優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日發(fā)明者宮內(nèi)敏明,山本康雄申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)株式會(huì)社;特選工業(yè)株式會(huì)社;株式會(huì)社研都工程