JP2012020332A - 位置決め装置及びプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板材の面方向の位置決めをより高精度に素早く行わせることを可能とする。
【解決手段】パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂに突出支持され尖端に位置決め用のテーパー部５ａを備えた位置決めピン５と、パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂにパッド面７ａが対向配置されたパッド７と、パッド７に設けられ位置決めピン５に対向する当て面１３に位置決めピン５の尖端の当りを逃がす逃げ孔１５を備え昇降方向へコイル・スプリング１１により弾性的に可動支持されたリフター９とを備え、押さえ面３ｂとパッド面７ａとの間に配置された薄板材Ｗの位置決め孔１７にテーパー部５ａをパイロット・ホルダー３の下降により逃げ孔１５の位置で嵌入させ薄板材Ｗの面方向の位置決めを行なう位置決め装置１であり、当て面１３がパッド７のパッド面７ａに対して面一又は突出させるように設定ことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄板材を位置決める位置決め装置及び位置決めながらプレス成形するプレス成形装置に関する。

一般に、ハード・ディスク・ドライブのヘッド・サスペンションでは、ディスク上のアーム先端で高速位置決めをする必要から、軽量、高剛性、非磁性、及びばね性が求められ、ステンレスの薄板材を曲げ、打ち抜き、切断加工してロード・ビームが形成されている。

そして、このロード・ビームの板厚も、従来のｔ＝0.100mm程度からｔ＝0.050mm、0.030mm、0.025mm程度へと益々薄板化する傾向にある。しかも、この薄板材を所要の形状に高精度に曲げ、必要な機能、剛性バランスを得る必要がある。

例えば、スライダのジンバル運動の要となるディンプル曲げの場合、面内方向で±0.01mm以下（Ｃpk＞1.5）の中心位置精度が求められる。

このため、薄板材であるロード・ビームのプレス成形などでは、位置決めピン及び位置決め孔による、より高精度な位置決めが要求される。

この位置決めピン及び位置決め孔による位置決めでは、位置決めピンのストレート部が位置決め孔に嵌合する構造であると、位置決めピン及び位置決め孔間に嵌合のためのクリアランスを必要とし、位置決め精度に限界を招く。

これに対し、例えば、特許文献1、特許文献２に記載のものがある。

特許文献1の装置では、基板の位置決め孔に位置決めピンを嵌入させ、バネで付勢された位置決めピンで位置決め孔の内側面を押圧し、基板の面方向の位置決めを行う。

位置決めピンが位置決め孔に嵌入する時は、位置決めピンの先端のテーパー部に係合する位置決め孔内側部から位置決めピンが嵌合方向に力を受け、この力により位置決めピンが嵌合方向に直行するバネ力に抗して移動し、この結果、位置決めピンのストレート部が位置決め孔に嵌入する。

したがって、位置決めピン及び位置決め孔間に寸法差があっても、寸法差を吸収して基板の位置決めを行わせることができる。

しかし、位置決めピン嵌入方向とバネ反力とが直交するため、薄板材の位置決めの場合には位置決め孔の変形を招く恐れがある。

特許文献2の位置決め装置では、フィードピンと位置決めピンとが用いられ、位置決めピンが、テーパー部により位置決め孔に嵌合する。

このため、位置決めピンと位置決め孔との間のクリアランスをテーパー部により抑制し、より精度よく位置決めることを可能としている。

しかし、薄板材の位置決めをある程度のスピードで多数連続して行う場合に、位置決めピンのテーパー部が位置決め孔に衝突して位置決め孔が変形し、正確な位置決め、次工程での位置決めに支障を来たすという問題がある。

すなわち、特許文献１，２の何れにおいても、位置決めピンを薄板材の位置決め孔に嵌入させてと薄板材の面方向の位置決めを素早く高精度に行わせることに限界があった。

特開平７−５２０９６号公報 特開平１１−３３０３３６号公報

解決しようとする問題点は、位置決めピンを薄板材の位置決め孔に嵌入させてと薄板材の面方向の位置決めを素早く高精度に行わせることに限界があった点である。

本発明は、薄板材の面方向の位置決めをより高精度に素早く行わせることを可能とするため、パイロット・ホルダーの押さえ面に突出支持され尖端に位置決め用のテーパー部を備えた位置決めピンと、前記パイロット・ホルダーの押さえ面にパッド面が対向配置されたパッドと、前記パッドに設けられ前記位置決めピンに対向する当て面に位置決めピンの尖端の当りを逃がす逃げ部を備え昇降方向へ弾性的に可動支持された可動部とを備え、前記押さえ面と前記パッド面との間に配置された薄板材の位置決め孔に前記テーパー部を前記パイロット・ホルダー及びパッド間の相対移動により前記逃げ部の位置で嵌入させ前記薄板材の面方向の位置決めを行なう位置決め装置であって、前記当て面を前記パッド面に対して面一又は突出させたことを位置決め装置の特徴とする。

前記パイロット・ホルダーは、上型又は下型の一方に設けられ、前記パッドは、上型又は下型の他方に設けられたことをプレス成形装置の特徴とする。

本発明の位置決め装置は、パイロット・ホルダーの押さえ面に突出支持され尖端に位置決め用のテーパー部を備えた位置決めピンと、前記パイロット・ホルダーの押さえ面にパッド面が対向配置されたパッドと、前記パッドに設けられ前記位置決めピンに対向する当て面に位置決めピンの尖端の当りを逃がす逃げ部を備え昇降方向へ弾性的に可動支持された可動部とを備え、前記押さえ面と前記パッド面との間に配置された薄板材の位置決め孔に前記テーパー部を前記パイロット・ホルダー及びパッド間の相対移動により前記逃げ部の位置で嵌入させ前記薄板材の面方向の位置決めを行なう位置決め装置であって、前記当て面を前記パッド面に対して面一又は突出させた。

このため、パイロット・ホルダー及びパッド間が相対移動して位置決めピンのテーパー部が薄板材の位置決め孔に相対的に高速で嵌入する場合に、位置決めピンのテーパー部は、可動部の逃げ部に逃がされ、薄板材が可動部の当て面に当たることになる。

このとき、可動部が弾性的に退避移動して位置決め孔に対するテーパー部の当りを緩衝しつつテーパー部に対する位置決め孔のガイドを行わせることができ、位置決め孔の変形を抑制しつつ薄板材を面方向へ素早く位置決めることができる。

本発明のプレス加工装置は、パイロット・ホルダーが、上型又は下型の一方に設けられ、パッドが、上型又は下型の他方に設けられた。

このため、薄板材を面方向に素早く位置決め上型及び下型間で薄板材をプレス加工することができる。

位置決め装置の概略の平面図である。（実施例１） プレス加工装置の概略の平面図である。（実施例２） ２箇所位置決めの例を示すヘッド・サスペンション半製品の連鎖品の一部を示す平面図である。（実施例２） ４箇所位置決めの例を示すヘッド・サスペンション半製品の連鎖品の一部を示す平面図である。（実施例２） ばらつきデータを示し、（ａ）は、実施例２の図表、（ｂ）は、比較例１の図表、（ｃ）は、比較例２の図表である。

薄板材の面方向の位置決めをより高精度に素早く行わせることを可能にするという目的を、パッドに弾性的に支持され当て面に逃げ部を備えた可動部により実現した。

図1は、本発明の実施例1に係り、位置決め装置の概略の平面図である。

図1のように、位置決め装置１は、パイロット・ホルダー３に支持された位置決めピン５とパッド７とを備えている。

パイロット・ホルダー３は、ピン支持孔３ａに位置決めピン５を固定支持し、油圧駆動部などにより昇降可能に支持されている。位置決めピン５は、尖端に位置決め用のテーパー部５ａを備え、このテーパー部５ａがパイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂから突出している。

パッド７は、図示しないベース側に固定支持され、パッド面７ａが、パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂに対向配置されている。このパッド７には、断面円形のリフター支持孔７ｂが形成されている。リフター支持孔７ｂは、パイロット・ホルダー３のピン支持孔３ａに対向している。

リフター支持孔７ｂには、可動部として断面円形のリフター９が、昇降方向へ弾性的に可動支持されている。リフター９の弾性的な可動支持は、弾性体であるコイル・スプリング１１により前記ベース側に対して行われている。コイル・スプリング１１のばね圧は、例えば１３Ｎとしている。

リフター９には、位置決めピン５に対向する当て面１３が形成され、この当て面１３に、逃げ孔１５が形成されている。逃げ孔１５は、位置決めピン５の尖端のテーパー部５ａの当りを逃がす逃げ部として機能する。

リフター９の当て面１３は、パッド７のパッド面７ａに対して面一又は突出させるように設定されている。本実施例において、当て面１３は、パッド面７ａよりも突出している。当て面１３の突出は、パッド面７ａに対し0を上回り90μmまでの範囲で設定されている。

そして、押さえ面３ｂとパッド面７ａとの間に配置されたステンレスなどの薄板材Ｗの位置決め孔１７（例えば、直径０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ）にパイロット・ホルダー３の下降により位置決めピン５のテーパー部５ａを逃げ孔１５の位置で嵌入させ薄板材Ｗの面方向の位置決めを行なう。薄板材Ｗの板厚は、ｔ＝０．０３０ｍｍ程度である。但し、薄板材Ｗは、他の板厚にも適用できる。パイロット・ホルダー３の下降速度は、例えば５〜１５０ｍｍ／ｓとしている。

このため、位置決めピン５のテーパー部５ａが薄板材Ｗの位置決め孔１７に相対的に高速で嵌入する場合に、位置決めピン５のテーパー部５ａは、リフター９の逃げ孔１５に逃がされ、薄板材Ｗがリフター９の当て面１３に当たることになる。

このとき、リフター９がコイル・スプリング１１の付勢力に抗して弾性的に瞬時に退避移動することができる。この退避移動により位置決め孔１７に対するテーパー部５ａの当りが緩衝され、且つテーパー部５ａに対する位置決め孔１７の芯合わせガイドが行われる。

この芯合わせガイドによる位置決め状態において、押さえ面３ｂとパッド面７ａとの間に薄板材Ｗが挟持される。

なお、パッド７を上部に配置して油圧駆動などにより昇降可能に支持し、パイロット・ホルダー３を下部に配置してベース側に固定支持させることもできる。

この場合、パッド７の下降により薄板材Ｗがパッド面７ａにより押圧され、薄板材Ｗの位置決め孔１７が、位置決めピン５のテーパー部５ａに嵌合する。この嵌合によりリフター９が反力を受け、コイル・スプリング１１の付勢力に抗して瞬時に退避し、上記同様に緩衝しながら薄板材Ｗの面方向の位置決めを行なうことができる。
[実施例１の効果]

本発明の実施例１は、パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂに突出支持され尖端に位置決め用のテーパー部５ａを備えた位置決めピン５と、パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂにパッド面７ａが対向配置されたパッド７と、パッド７に設けられ位置決めピン５に対向する当て面１３に位置決めピン５の尖端の当りを逃がす逃げ孔１５を備え昇降方向へコイル・スプリング１１により弾性的に可動支持されたリフター９とを備え、押さえ面３ｂとパッド面７ａとの間に配置された薄板材Ｗの位置決め孔１７にテーパー部５ａをパイロット・ホルダー３の下降により逃げ孔１５の位置で嵌入させ薄板材Ｗの面方向の位置決めを行なう位置決め装置１であり、当て面１３がパッド７のパッド面７ａに対して面一又は突出させるように設定されている。

このため、上記のようにパイロット・ホルダー３が昇降して位置決めピン５のテーパー部５ａを薄板材Ｗの位置決め孔１７に相対的に高速で嵌入させ、位置決め孔１７の変形を抑制しつつ薄板材Ｗを面方向へ素早く位置決めることができる。

当て面１３がパッド７のパッド面７ａに対して面一であっても、薄板材Ｗの弾性変形の範囲で位置決め孔１７に対するテーパー部５ａの当りが緩衝され、薄板材Ｗを面方向へ素早く位置決めることができる。

当て面１３の突出は、パッド面７ａに対し0を上回り90μmまでの範囲で設定されている。

このため、位置決め孔１７に対するテーパー部５ａの当りが確実に緩衝され、薄板材Ｗを面方向へ素早く位置決めることができる。

図２は、本発明の実施例２に係り、プレス加工装置の概略の平面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には、同符号を付し又は同符号にＡを付して示し、重複した説明は省略する。

図２のように、本実施例２のプレス成形装置１９は、実施例１の位置決め装置１が用いられており、パイロット・ホルダー３が、上型２１に取り付けられ、パッド７が下型２３に取り付けられている。パッド７の上部には、パッド面７ａを形成した構成部材７ｂが配置されている。なお、上型２１にパッド７を取り付け、下型２３にパイロット・ホルダー３を取り付けることもできる。コイル・スプリング１１のばね圧は、上記同様３Ｎである。

当て面１３のパッド面７ａに対する突出量は、Ｈ＝0〜90μmまでの範囲で設定される。

本実施例２において、上型２１には、ディンプル・ダイ２５が取り付けられ、下型２３には、ディンプル・パンチ２７が取り付けられる。ディンプル・ダイ２５の下面２５ｂには、ディンプル曲げ用の凹部２５ａが形成されている。

パイロット・ホルダー３は、ディンプル・ダイ２５側に取り付けられ、パッド７及びリフター９は、ディンプル・パンチ２７側に取り付けられる。パイロット・ホルダー３の押さえ面３ｂは、ディンプル・ダイ２５の下面２５ｂと面一に設定され、パッド７の構成部材７ｂは、下型２３と一体であり、パッド面７ａは、下型２３の上面２３ａと面一に設定されている。

ディンプル・ダイ２５及びディンプル・パンチ２７と位置決めピン５及びパッド７の中心間距離Ｌは、２０ｍｍ程度であり、ディンプル・ダイ２５及びディンプル・パンチ２７によるディンプル曲げ加工と位置決めピン５及びパッド７による位置決め作用とが影響し合うことは距離的に抑制される。

本実施例２で薄板材は、ヘッド・サスペンションのロード・ビームを備えたサスペンション半製品２９である。

図３は、２箇所位置決めの例を示すヘッド・サスペンション半製品の連鎖品の一部を示す平面図、図４は、４箇所位置決めの例を示すヘッド・サスペンション半製品の連鎖品の一部を示す平面図である。

図３、図４のように、サスペンション半製品２９は、ロード・ビーム対応部３１がばね部３３を介してベース・プレート対応部３５に組付けられたものであり、このサスペンション半製品２９が、フレーム３７，３７Ａにより多数連設具備され連鎖品３９，４１となっている（但し、図面では１個のみ示す。）。ロード・ビーム対応部３１の板厚は、例えばｔ＝０．０３０ｍｍ程度となっている。

図３の連鎖品３９では、位置決め用の位置決め孔１７が２箇所、図４の連鎖品では、同４箇所形成されている。位置決め孔１７の送り方向（ｘ方向）の間隔は、４０ｍｍ程度、位置決め孔１７とディンプル４３との送り直行方向（ｙ方向）の距離は、２０ｍｍ程度である。但し、他の寸法のものを適用することもできる。

したがって、図３の連鎖品３９の場合は、図示はしないが、位置決めピン５及びパッド７等の組がｘ方向に２箇所に配置され、図４の連鎖品４１の場合は、同ｘ方向に２箇所とｙ方向２箇所の計４箇所に配置される。

そして、上型２１及び下型２３間に連鎖品３９，４１を連続間欠的に移送しながら、位置決めピン５及び位置決め孔１７により前記のように位置決め、ディンプル・ダイ２５及びディンプル・パンチ２７によりロード・ビーム対応部３１にディンプル４３を正確に形成することができる。上型２１及び下型２３によるプレス速度は、上記同様５〜１５０ｍｍ／ｓである。

図５は、ばらつきデータを示し、（ａ）は、実施例２の図表、（ｂ）は、比較例１の図表、（ｃ）は、比較例２の図表である。

実施例２の場合、Ｈ＝０．００ｍｍ，０．０９ｍｍ，０．２０ｍｍについて、２箇所位置決め（２Pilot）、４箇所位置決め（４Pilot）の位置決め孔１７のｘ方向及びｙ方向のばらつきσｘ、σｙを測定した。

比較例１の場合は、２箇所位置決めでσｘ、σｙを測定した。採用したロード・ビーム対応部の板厚は、ｔ＝０．１００ｍｍである。

比較例２の場合も、２箇所位置決めでσｘ、σｙを測定した。採用したロード・ビーム対応部の板厚は、ｔ＝０．０３０ｍｍであり、実施例２と同一である。比較例２では、ＮＧにならなかったものを測定した。ＮＧになったものも相当数存在した。

図５の実施例２、比較例１，２の図表を比較すると明らかなように、ｔ＝０．０３０ｍｍの薄板の場合、実施例で２は、ばらつきσｘ、σｙが明らかに小さく、許容値内とすることで、ディンプル４３の正確な位置精度を得ることができた。

本実施例においても、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

また、ｔ＝０．０３０ｍｍ程度の薄板であっても、ロード・ビーム対応部３１に変形を伴うことなく、素早く位置決めることができ、連鎖品３９，４１の連続的なプレス作業においても、迅速な作業を無理なく行わせることができる。

１ 位置決め装置
３ パイロット・ホルダー
３ｂ 押さえ面
５ 位置決めピン
５ａ テーパー部
７ パッド
７ａ パッド面
９ リフター
１１ コイル・スプリング
１３ 当て面
１５ 逃げ孔（逃げ部）
１７ 位置決め孔
１９ プレス成形装置
２１ 上型
２３ 下型
２９ サスペンション半製品
３１ ロード・ビーム対応部
Ｗ 薄板材

Claims (4)

1. パイロット・ホルダーの押さえ面に突出支持され尖端に位置決め用のテーパー部を備えた位置決めピンと、
   前記パイロット・ホルダーの押さえ面にパッド面が対向配置されたパッドと、
   前記パッドに設けられ前記位置決めピンに対向する当て面に位置決めピンの尖端の当りを逃がす逃げ部を備え昇降方向へ弾性的に可動支持された可動部とを備え、
   前記押さえ面と前記パッド面との間に配置された薄板材の位置決め孔に前記テーパー部を前記パイロット・ホルダー及びパッド間の相対移動により前記逃げ部の位置で嵌入させ前記薄板材の面方向の位置決めを行なう位置決め装置であって、
   前記当て面を前記パッド面に対して面一又は突出させた、
   ことを特徴とする位置決め装置。
2. 請求項１記載の位置決め装置であって、
   前記当て面の突出は、前記パッド面に対し0を上回り90μmまでの範囲で設定されている、
   ことを特徴とする位置決め装置。
3. 請求項１又は２記載の位置決め装置を用いたプレス成形装置であって、
   前記パイロット・ホルダーは、上型又は下型の一方に設けられ、
   前記パッドは、上型又は下型の他方に設けられた、
   ことを特徴とするプレス成形装置。
4. 請求項３記載のプレス成形装置であって、
   前記薄板材は、ヘッド・サスペンションのロード・ビーム対応部を備えたサスペンション半製品をフレームにより多数連設具備した連鎖品であり、
   前記フレームに前記各サスペンション半製品毎に前記位置決め孔を備え、
   前記サスペンション半製品のロード・ビーム対応部に、前記位置決め孔に前記位置決めピンを嵌入させて前記位置決めを行いつつ前記ヘッド・サスペンションのスライダ側に当接させるためのディンプルをプレス成形する、
   ことを特徴とするプレス成形装置。

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