JP4627705B2 - 板ばねの荷重測定装置、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、板ばねの耐へたり性を評価する板ばねの荷重測定装置、およびプログラムに関する。

一般に知られているハードディスクドライブの内部には、磁気ディスクと、磁気ディスクに読み書きするための磁気ヘッドと、先端で磁気ヘッドを支持するサスペンションと呼ばれる板ばねと、が設けられている。この板ばねは、磁気ディスク側に向けて折れ曲がっており、磁気ヘッドを磁気ディスク側に押し付けている。磁気ディスクが回転すると、磁気ディスクの表面に発生する空気流の影響を受けて、磁気ヘッドおよび板ばねが磁気ディスクから浮上した状態になる。この浮上状態において、磁気ヘッドは磁気ディスクに記録再生を行うことができる。

磁気ディスクの記録密度が飛躍的に向上している今日において、このような役割を果たす板ばねは、非常に高い精度で荷重の設定が必要となる。このため、板ばねの荷重を設定するには、精密な荷重測定装置が用いられる。荷重測定装置は、板ばねを支持するクランプ部と、プローブを板ばねに当接させるロードセルと、ロードセルを昇降させる昇降機構とを備えている。

ロードセルを板ばねに向けて下降させ、板ばねの荷重を測定する。測定結果が標準のものと異なる場合には、例えばレーザ光線を照射して、荷重の修正を行うようにする（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３５５６７８号公報

ところで、近年、衝撃に対する高耐久性の要求がＰＣおよびその周辺機器に求められているが、ハードディスクドライブにも同様の要求がある。板ばねを用いたハードディスクドライブの場合、磁気ヘッドが磁気ディスクに当接した状態でハードディスクドライブに強い衝撃が加わると、板ばねに逆反りが生じて、板ばねにへたりが生ずることも起こりうる。特に、レーザ光線で荷重の修正を行った板ばねの場合、レーザ光線により板ばねの残存応力が除去されるため、このような板ばねが荷重を修正しない板ばねと同程度の耐へたり性を示すかどうかを確認する必要がある。このため、板ばねの耐へたり性を評価する試験が必要になるが、従来の荷重測定装置では耐へたり性の評価に対応できず、改善の余地があった。

本発明の目的は、板ばねのへたりを正確に評価して、耐へたり性のある板ばねを供給できる板ばねの荷重測定装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る荷重測定装置は、板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えて前記板ばねを厚み方向に撓ませかつこの状態を所定の保持時間以上維持する加重手段と、前記板ばねを前記使用荷重の範囲内の荷重を加えた状態で、前記板ばねの荷重値を測定する測定手段と、前記荷重値を測定する際に、前記板ばねの変位量を計測する計測手段と、前記加重手段、前記計測手段、および前記測定手段を制御するとともに、前記保持時間を計測するタイマー機能を有する制御手段と、を具備したことを特徴とする。

前記板ばねは、例えばハードディスクドライブのヘッドを支持するサスペンションである。なお、この場合、前記保持時間は、７秒以上とすることが好ましい。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るプログラムは、板ばねに荷重を加える加重手段、前記加重手段による荷重値を測定する測定手段、前記加重手段により荷重が加えられているときの前記板ばねの変位量を計測する計測手段および操作画面が表示される表示手段を接続してなるコンピュータに、前記加重手段により前記板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えて前記板ばねを厚み方向に撓ませる機能と、前記加重手段により前記板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えた状態を所定の保持時間以上維持させる機能と、前記加重手段により前記板ばねに使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの前記測定手段による荷重測定値および前記計測手段による変位量計測値を取得する機能と、前記コンピュータが有する記憶部に前記荷重測定値および前記変位量計測値を時系列的に記憶させる機能と、前記荷重測定値および前記変位量計測値を前記操作画面に表示させる機能と、を実現させることを特徴とする。

本発明によれば、作業者の個人差に左右されることなく、板ばねのへたり具合を正確かつ効率的に評価することができる板ばねの荷重測定装置を提供できる。

以下に、図１から図１４を参照して、本発明のプログラムを適用した板ばねの荷重測定装置の実施形態について説明する。

図１に示すように、荷重測定装置１１は、板ばね１２の荷重を測定する測定手段１３と、板ばね１２の変位量を計測する計測手段１４と、板ばね１２を固定的に支持するクランプ手段１５と、これらを制御する制御手段１６と、を備えている。クランプ手段１５に板ばね１２が固定されている。板ばね１２は、ハードディスクドライブの磁気ヘッドを支持するサスペンションで構成されている。この板ばね１２は、磁気ヘッドが搭載される方向に折れ曲がった形状をなしている。板ばね１２の先端１２Ａの近傍に、測定手段１３で荷重値を測定する位置であるロードポイント２１が設けられている。

クランプ手段１５は、基台２２と、板ばね１２を挟んで基台２２と反対位置に設けられた図示しないクランプ用シリンダとを有している。基台２２とクランプ用シリンダとで板ばね１２を挟むことにより、板ばね１２の基端１２Ｂを固定するようにする。

測定手段１３は、例えば、板ばね１２の荷重を測定するためのロードセル２６と、ロードセル２６を昇降自在に支持する昇降手段２７とを備えている。ロードセル２６は、板ばね１２に突き当たるプローブ２８と、このプローブ２８が固定される歪みゲージ２９と、歪みゲージ２９に接続する荷重指示計３０と、を備えている。荷重指示計３０により、目視で板ばね１２の荷重を知ることができる。測定手段１３は、歪みゲージ２９で測定した荷重測定値を制御手段１６に送信する。本実施形態では、測定手段１３の一部をロードセル２６で構成しているが、圧電素子型の荷重センサ等の他の荷重センサを用いてもよい。

昇降手段２７は、例えば、リニアガイド３４と、リニアガイド３４上をスライドするスライダ３５と、スライダ３５の昇降を駆動するボールねじ３６と、ボールねじ３６を駆動するステッピングモータ３７と、を備えている。制御手段１６の制御下において、ステッピングモータ３７が駆動すると、ボールねじ３６が回転してスライダ３５がリニアガイド３４に沿って昇降する。スライダ３５の昇降により、ロードセル２６が昇降する。なお、これらの構成に代えて、昇降手段２７を、エアーシリンダ等を用いて構成することもできる。本実施形態では、測定手段１３は、板ばね１２に使用荷重を超えた荷重を加える機能を果たすため、本発明にいう加重手段にも相当する。

計測手段１４は、例えば、レーザ変位計で構成されている。計測手段１４は、レーザを発信する発信部１４Ａと、発信部１４Ａから発信したレーザを受信する受信部１４Ｂと、を有している。計測手段１４は、発信部１４Ａからロードセル２６の上面に向けてレーザを発信し、ロードセル２６の上面で反射したレーザを受信部１４Ｂで受信して測定手段１３との距離を測定する。これにより、板ばね１２の変位量を計測する。計測手段１４は、計測した板ばね１２の変位計測値のデータを制御手段１６に送信する。

図２に示すように、制御手段１６を構成するコンピュータは、主制御部を構成するＣＰＵ(Central Processing Unit)１と、主記憶部を構成するＲＯＭ（Read Only Memory）２およびＲＡＭ(Random Access Memory)３と、補助記憶装置を構成するＨＤＤ(Hard Disk Drive)装置４と、キーボードインタフェース５Ａ、マウスインタフェース６Ａ、ディスプレイインタフェース７Ａ、記憶媒体インタフェース８Ａ等の各種入出力インタフェースとから構成されている。ＣＰＵ１と、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ＨＤＤ装置４および各種入出力インタフェース５Ａ、６Ａ、７Ａ、８Ａとは、アドレスバス、データバス等のバスライン９によって接続されている。ＲＡＭ３は、本発明にいう記憶部に相当する。

制御手段１６は、図示省略したが、ロードセル２６、計測手段１４、昇降手段２７のステッピングモータ３７、およびクランプ用シリンダにそれぞれ対応する複数のドライバと、この複数のドライバとバスライン９とを接続する入出力制御装置と、を有している。入出力制御装置および複数のドライバを介して、制御手段１６は、ロードセル２６、計測手段１４、昇降手段２７のステッピングモータ３７、およびクランプ用シリンダの駆動を制御している。

キーボードインタフェース５Ａには、文字キー、数字キー、スペースキー、エンターキー、カーソルキー、ファンクションキー等が設けられたキーボード５が接続される。ディスプレイインタフェース７Ａには、表示手段であるディスプレイ装置７が接続される。ディスプレイ装置７は、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等で構成される。マウスインタフェース６Ａには、ディスプレイ装置７の画面上に表示されるポインタを移動させるポインティングデバイスとしてのマウス６が接続される。記憶媒体インタフェース８Ａには、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体８が接続される。

このＨＤＤ装置４に、荷重測定装置１１に専用のソフトウェアである２点測定プログラム、バックベンドプログラム、および手動操作プログラムがそれぞれ導入されている。これらのプログラムは、ＨＤＤ装置４に導入されているが、例えば、記憶媒体８に記憶しておき、記憶媒体８から読み出すようにしてもよい。

続いて、図３ないし図５を参照して、制御手段１６のディスプレイ装置７に表示される操作画面について説明する。図３に示す２点測定画面４１は、荷重測定装置１１の２点測定プログラムの起動により、表示される画面である。２点測定画面４１に、板ばね１２のへたりを評価するバックベンド試験を実行するためのバックベンドボタン４２、クランプ用シリンダの開閉ボタン４３、手動操作ボタン４４、自動測定ボタン４５、および１点測定ボタン４６が設けられている。バックベンドボタン４２を選択すると、制御手段１６上で前記バックベンドプログラムが起動し、図４に示すバックベンド試験画面５１が表示される。自動測定ボタン４５をクリックすると、バックベンド試験とは異なる通常の２点測定により、規定荷重値の自動測定が開始する。前記２点測定プログラム、前記バックベンドプログラム、および前記手動操作プログラムは、本発明にいうプログラムに相当する。

図４に示すように、バックベンド試験画面５１には、数値表示領域６０、グラフ表示領域６１、ボタン配置領域６２が設けられている。ボタン配置領域６２に、手動操作ボタン５２、座標登録ボタン５３、保持時間・待機時間の記入欄５４、設定保存ボタン５５、設定読込ボタン５６、開始ボタン５７、測定データ保存ボタン５８、停止ボタン５９、などが設けられている。各ボタン５２〜５９は、荷重値の測定が行われるバックベンド試験の手順の順に並んで、図４のボタン配置領域６２上を左側から右側に向けて配置している。

手動操作ボタン４４をクリックすると、制御手段１６上に前記手動操作プログラムが起動し、図５に示す手動操作画面７１が表示される。停止ボタン５９は、荷重の測定を任意のタイミングで停止させるためのボタンである。

数値表示領域６０に、板ばね１２の変位量、および当該変位量における板ばね１２の荷重値、測定手段１３の座標などが時系列的に表示される。数値表示領域６０に表示されたデータは、汎用の表計算ソフトを用いて加工することができる。グラフ表示領域６１に、規定荷重値の変動度合いを示すグラフが時系列的に表示される。数値表示領域６０およびグラフ表示領域６１により、測定中に随時、板ばね１２の規定荷重値等が確認できる。また、保持時間・待機時間の記入欄５４に所望の数値を入力すると、測定手段１３による板ばね１２への負荷時間を自由に選択できる。このように、制御手段１６は、測定手段１３が板ばね１２に荷重を加える時間を計測するタイマー機能を有している。

図５に示すように、手動操作画面７１に、測定された板ばね１２の変位量、荷重値等が表示される表示欄７２と、ロードセル２６を手動で微小距離移動させるためのパルス送りボタン７３などが、設けられている。パルス送りボタン７３の１回のクリックで移動できる移動量は、０．００１ｍｍ、０．０１ｍｍ、０．１ｍｍ、１ｍｍの中から任意に選択できる。

ここで、図１、図６ないし図９を参照して、板ばね１２の耐へたり性を評価するバックベンド試験の流れについて説明する。

図６は、バックベンド試験の全体を示すフローチャートである。図６に示すステップＳ１１の登録座標の設定の前に、制御手段１６において前記２点測定プログラムを立ち上げておく。２点測定プログラムが立ち上がると、図３に示す２点測定画面４１が制御手段１６のディスプレイ装置７に表示される。２点測定画面４１のバックベンドボタン４２をクリックすると、前記バックベンドプログラムが起動し、図４に示すバックベンド試験画面５１が起動する。

図６に示すステップＳ１１において、バックベンド試験画面５１上で座標登録ボタン５３をクリックして、登録座標の設定を行う。登録座標の設定は、プローブ２８の位置の操作により、負荷荷重位置を登録して板ばね１２に加えられる負荷荷重値の登録を行うものである。登録された負荷荷重位置は、記憶部であるＲＡＭ３に記憶される。ステップＳ１１において、制御手段１６を構成するコンピュータに操作画面から板ばね１２の使用荷重を超える負荷荷重値の登録を受付ける機能と、操作画面から登録された負荷荷重値をコンピュータが有するＲＡＭ３に記憶させる機能と、を実現させている。この登録座標の設定は、作業者によって負荷荷重位置の入力を受付けて行われるが、制御手段１６によって自動で行うようにしてもよい。

登録座標の設定の後は、登録座標の設定に用いた板ばね１２を取り外して、測定対象となる別の板ばね１２をクランプ手段１５に固定する。そして、図６のステップＳ１２において、待機時間および保持時間の入力が行われる。入力された待機時間および保持時間は、例えば、制御手段１６のＲＡＭ３に記憶される。この場合、待機時間とは、負荷をかけた後、所定時間待機してその後の荷重測定に備える時間である。また、保持時間とは、板ばね１２に負荷荷重をかける時間を規定するものである。

待機時間および保持時間は、図４に示すバックベンド試験画面５１の保持時間・待機時間の記入欄５４にそれぞれ入力される。この場合、例えば、待機時間を０．５秒、保持時間を５秒として入力する。ステップＳ１２において、制御手段１６を構成するコンピュータに操作画面から保持時間の入力を受付ける機能と、操作画面から入力された保持時間をコンピュータが有するＲＡＭ３に記憶させる機能と、を実現させている。なお、待機時間と保持時間は、これらに限定されるものではなく、自由に設定することができる。

そして、それらのパラメータを入力した後、図６のステップＳ１３において、設定データの保存を行う。設定データの保存は、図４に示す設定保存ボタン５５をクリックして行う。ステップＳ１４において、板ばね１２の荷重の測定を行う。荷重の測定には、図７に示すように、更に詳細な工程が存在する。このため、以下、図７の工程に従って順に説明する。

図４に示すバックベンド試験画面５１の開始ボタン５７をクリックすると、図７の各ステップが制御手段１６の制御のもと自動的に進行する。まず、図７のステップＳ２１において、測定手段１３を待機位置にセットする。この場合、板ばね１２の先端１２Ａの近傍に位置するロードポイント２１は、荷重のかかっていない高さＨの位置にある。以下に述べる板ばね１２の荷重を測定する各工程では、このロードポイント２１に測定手段１３のプローブ２８が突き当てられる。また、待機位置にある測定手段１３および板ばね１２は、図１に示す状態にあるが、規定荷重値を測定する規定高さ位置よりも荷重がかからない位置であれば、多少板ばね１２に荷重がかかった状態でもよい。

図７のステップＳ２２では、測定手段１３を下降させ、板ばね１２に使用荷重を超えた荷重を加えるように負荷荷重位置まで変位させる。板ばね１２は、厚み方向に撓んで、図８に示すような負荷状態になる。この負荷状態により、板ばね１２をへたらせるようにする。この場合、板ばね１２のロードポイント２１は、荷重のかかっていない状態Ｈより低いＨｆの高さにある。このステップＳ２２において、制御手段１６に、測定手段１３により板ばね１２に使用荷重を超えた荷重を加えて板ばね１２を厚み方向に撓ませる機能を実現させている。

ステップＳ２３において、板ばね１２は、負荷状態で所定の保持時間維持される。上記設定の場合、保持時間は５秒間である。このステップＳ２３において、制御手段１６を構成するコンピュータに、測定手段１３より板ばね１２に使用荷重を超えた荷重を加えた状態を所定の保持時間維持させる機能を実現させている。

図７のステップＳ２４において、ロードセル２６が示す荷重が測定される。なお、この測定値は、負荷状態における荷重の目安になるが、この段階で測定せずに、次のステップＳ２７での荷重の測定において測定するようにしてもよい。

図７のステップＳ２５において、図１に示すように板ばね１２を無付加状態に戻す。そして、図７のステップＳ２６において一定時間、上記設定の場合には０．５秒間、板ばね１２を待機させる。

ステップＳ２７において、規定高さ位置での荷重値である規定荷重値を測定する。図９に示すように、板ばね１２の規定荷重値は、板ばね１２に使用荷重の範囲内の荷重を加えた状態で測定される。この場合、板ばね１２のロードポイント２１の高さは、負荷荷重位置にあるＨｆよりも高く、荷重のかかっていない状態のＨよりも低いＨｓの位置にある。規定荷重値の測定に併せて、計測手段１４により板ばね１２の変位量が計測される。このステップＳ２７において、制御手段１６を構成するコンピュータに、測定手段１３により板ばねに使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの測定手段１３による荷重測定値および計測手段１４による変位量計測値を取得する機能を実現させている。この規定高さ位置での規定荷重値の測定は、２点測定で行われる。

規定荷重値の２点測定は、板ばね１２の目標とする変位である規定高さ位置を挟んだ２箇所の変位位置で荷重を測定して行われる。２点測定では、２箇所における荷重値および変位量から、板ばね１２のばね定数を算出する。このばね定数に規定高さ位置の変位量を乗算して、目的の荷重値を算出する。もちろん、目標となる規定高さ位置においてのみ荷重値を測定する１点測定によって規定荷重値の測定を行うようにしてもよい。なお、この２点測定は、ロードセル２６に生ずる歪みが測定誤差となってしまうことから、ボールねじ３６の回転数等によらず、計測手段１４によって実際の板ばね１２の変位量を計測するようにしている。

規定荷重値の測定後は、図７のステップＳ２８において、測定手段１３を上昇させて、板ばね１２を無付加状態に戻す。ステップＳ２９において、制御手段１６は、板ばね１２の荷重の測定を負荷荷重位置を代えて行うか否かの判断を作業者に問う。作業者が負荷荷重位置を変えて行うと決定した場合には、ロードセル２６が待機位置にセットされ、再び荷重値の測定が行われる。通常、この荷重値の測定作業は、負荷荷重位置を変えて、例えば２０回程度繰り返して行うようにする。

繰り返しの測定で得られた荷重値および変位量測定値は、制御手段１６のＲＡＭ３に記憶される。こうして、制御手段１６を構成するコンピュータに、コンピュータが有するＲＡＭ３に荷重測定値および変位量計測値を時系列的に記憶させる機能を実現させている。また、繰り返しの測定で得られた荷重値および変位量測定値は、ディスプレイ装置７に表示される操作画面であるバックベンド試験画面５１の数値表示領域６０に数値で表示される。また、荷重値および変位量測定値は、バックベンド試験画面５１のグラフ表示領域６１に、グラフとして時系列的に表示される。これらにより、制御手段１６を構成するコンピュータに、荷重測定値および変位量計測値を操作画面に表示させる機能を実現させている。

板ばね１２の荷重の測定が終了すると、図６のステップＳ１５において、測定データの保存がなされる。測定データの保存は、図４に示す測定データ保存ボタン５８をクリックすることで行われる。ステップＳ１６において、荷重の測定を待機時間および保持時間を変更して行う場合には、改めて待機時間および保持時間を入力し、再度の荷重値の測定を行う。

測定が終了すると、図６のステップＳ１７において、測定が行われた条件の待機時間および保持時間が決定される。図６のステップＳ１８において、決定された条件を含む設定データが制御手段１６に保存される。設定データの保存をもって、板ばね１２の荷重の測定の工程を終了する。なお、図４に示す停止ボタン５９をクリックすると、いつでも板ばね１２の荷重の測定工程を中断できる。

なお、本実施形態では、図６および図７に示す各工程の途中で作業者が確認のために各種のボタンを押すようにしているが、各工程で作業者の判断を求めないで制御手段１６が自動で測定を行うようにバックベンドプログラムを組んでもよい。また、上記したステップＳ１１の登録座標の設定は、制御手段１６によって自動で行うだけでなく、必要に応じて、手動操作画面７１を利用して手動で設定することができる。この場合、例えば、図５に示す上昇ボタン７４を複数回クリックすると、クリックした回数分だけロードセル２６が上昇する。

図１０は、板ばね１２に負荷をかけた状態で保持する時間と、規定荷重値との関係を示したグラフである。図１０に示す白丸は、１０秒間保持したものを示している。黒丸は、１秒間保持したものを示している。図１０に示すように、白丸と黒丸のいずれも、負荷位置が高くなるにつれて、すなわち大きい負荷をかけるにつれて、規定荷重値は減少する傾向を示している。また図１０は、保持時間１０秒のものが保持時間１秒のものに比して、規定荷重値が減少することを示している。このデータから、負荷荷重が同じであっても、保持時間が長くなるほど規定荷重値が減少して、板ばね１２がへたってゆくことがわかる。

図１１は、負荷荷重位置で維持する保持時間と板ばねのへたり具合の関係を示したグラフである。この場合、板ばねのバックベンド量である変位量を０．４００ｍｍから０．２００ｍｍきざみで２．０００ｍｍまで条件を変えて設定している。これらの各条件について、板ばねのへたり量を測定するようにしている。図１１では、縦軸を板ばね１２のへたり具合を示すへたり量として、横軸を保持時間としている。へたり量は、保持時間を１０秒として保持した場合に、へたった板ばね１２が示す規定荷重値ｇｆを１．０００として、各保持時間で板ばね１２が示す荷重値の比率を示したものである。

図１１に示すように、保持時間が１秒、３秒、５秒の板ばねに関しては、へたり量のばらつきが大きくなっている。保持時間が７秒のものに関しては、へたり量のばらつきが小さくなっている。このため、上記のバックベンド試験において、保持時間は、７秒以上に設定することが好ましい。保持時間を７秒以上とすれば、どのような変位量をとった場合でも、ある程度均一に板ばね１２をへたらせることができる。

図１２は、手動で保持時間を計測して荷重が加えられた際の板ばね１２のへたり具合のばらつきを示すグラフである。図１３は、制御手段１６のタイマー機能によって荷重が加えられた際の板ばね１２のへたり具合のばらつきを示すグラフである。いずれの実験においても、１０サンプルの板ばね１２の規定荷重値を測定している。図１２および図１３のいずれも縦軸に荷重（ｇｆ）、横軸にバックベンド量である変位量（ｍｍ）をとっている。図１２に示すように、手動で０．６ｍｍから１．２ｍｍの変位量の荷重が加えられた板ばねに関して、へたり具合、すなわち規定荷重値のばらつきが大きくなっている。これに対し、図１３に示すように、自動測定で負荷が加えられた変位量０．６ｍｍから１．２ｍｍの板ばね１２の関しては、規定荷重値のばらつきが小さい。

より具体的には、手動で保持時間を計測して変位量０．６ｍｍから１．２ｍｍの荷重が加えられた板ばね１２は、規定荷重値の上限と下限の差が０．００８ｇｆから０．０１２ｇｆの間でばらついているのに対し、自動測定で変位量０．６ｍｍから１．２ｍｍの荷重が加えられた板ばねは、規定荷重値の上限と下限の差が０．００４ｇｆから０．００７ｇｆに抑制されている。また、１０サンプルを手動で測定して得られた規定荷重値の標準偏差σは、０．００２８であるのに対し、１０サンプルを自動で測定して得られた規定荷重値の標準偏差σは、０．００２３となっている。このため、規定荷重値のばらつき具合は、制御手段１６のタイマー機能によって１８％向上している。

次に、図１４を参照して、板ばね１２の２回目以降の規定荷重値の測定の流れを説明する。２回目以降の規定荷重値の測定では、図６に示す初回の荷重の測定と異なり、登録座標の設定Ｓ１１、待機時間・保持時間の入力Ｓ１２、設定データの保存Ｓ１３、待機時間・保持時間の変更Ｓ１６、待機時間・保持時間の決定Ｓ１７、設定データの保存Ｓ１８の各ステップが存在しない。代わりに、ステップＳ３１において、設定データの読込が存在する。これは、初回においてすでに登録座標の設定等がなされているため、ステップＳ３１において設定データの読み込みをすればよいためである。

２回目以降の荷重値の測定では、図１４のステップＳ３２において、規定荷重値の測定が行われる。この規定荷重値の測定は、図６に示すフローチャートと同様の手順で行う。２回目以降の荷重の測定では、特に設定変更がない場合には、図６に示すステップＳ２９の負荷荷重位置を変えて行うか否かの判断を作業者に求めない。測定された規定荷重値は、ステップＳ３３において、測定データとして保存される。これにより、２回目以降の荷重の測定が終了する。このように、２回目以降の荷重の測定は、初期設定がすでになされているため、制御手段１６によって自動で行うことができる。

以上が、板ばねの荷重測定装置１１の実施形態である。本実施形態の荷重測定装置１１によれば、作業者の個人差に左右されることなく、板ばね１２のへたり具合を正確かつ効率的に評価することができる。特に、板ばね１２を負荷荷重位置に維持する保持時間を一定時間にするように制御手段１６のタイマー機能で制御できるため、へたらせた後の板ばね１２に生ずる荷重値のばらつきを抑制できる。また、測定手段１３は、加重手段を兼ねているため、別途に加重手段を設ける必要がなく、荷重測定装置１１を簡単に構成できる。

また、荷重測定装置１１は、測定手段１３による荷重、負荷回数、および保持時間が制御手段１６を介して任意に選択可能である。このため、最適な条件でバックベンド試験を行うことができる。本実施形態の板ばね１２は、ハードディスクドライブのヘッドを支持するサスペンションである。このため、荷重測定装置１１によって耐へたり性のある板ばね１２を提供できれば、ハードディスクドライブの高耐久性に資することができる。

荷重測定装置１１は、操作画面が表示されるディスプレイ装置７を具備し、操作画面は、荷重値および変位量が表示される数値表示領域６０と、荷重値および変位量を示すグラフが表示されるグラフ表示領域６１と、荷重値の測定手順の順番で並ぶ複数のボタンを有するボタン配置領域６２と、を有している。このため、荷重測定装置１１が自動でバックベンド試験を行う際にも、作業者が随時板ばね１２の荷重値等を確認できる。また、複数のボタンが荷重値の測定手順の順番で並んでいるため、作業者の入力ミス等に起因する作業の中断を防止できる。

各プログラムは、制御手段１６を構成するコンピュータに、測定手段１３により板ばね１２に使用荷重を超えた荷重を加えて板ばね１２を厚み方向に撓ませる機能と、所定の保持時間維持させる機能と、測定手段１３により板ばね１２に使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの測定手段１３による荷重測定値および計測手段１４による変位量計測値を取得する機能と、コンピュータが有するＲＡＭ３に荷重測定値および変位量計測値を時系列的に記憶させる機能と、荷重測定値および変位量計測値を操作画面に表示させる機能と、を実現させている。これにより、バックベンド試験が自動で行われ、人為的なミスを排除して効率的に板ばね１２のへたり具合を評価できる。また、バックベンド試験において、作業者が操作画面で随時、荷重測定値および変位量計測値を確認できるため、異常な測定があった場合に迅速に対応できる。特に、荷重計測値および変位量計測値がＲＡＭ３に時系列的に記憶されるため、異常があった際の原因の究明を容易にできる。

各プログラムは、制御手段１６を構成するコンピュータに、操作画面から保持時間の入力を受付ける機能と、操作画面から板ばね１２の使用荷重を超える負荷荷重値の登録を受付ける機能と、これらをコンピュータが有するＲＡＭ３に記憶させる機能と、を実現させている。これにより、保持時間および負荷荷重値を任意に設定でき、最適な条件でバックベンド試験を行うことができる。

また、２回目以降の荷重の測定に関しては、作業者に入力を求めることなく、制御手段１６によって自動で測定できる。このため、人為的なミスを排除して効率的に板ばね１２の耐へたり性の評価ができる。

本発明の一実施形態に係る板ばねの荷重測定装置を示す断面図。 図１に示された荷重測定装置の制御手段を構成するコンピュータの主要なハードウェア構成を示すブロック図。 図１に示された荷重測定装置の制御手段に表示される２点測定画面を示す図。 前記制御手段に表示されるバックベンド試験画面を示す図。 前記制御手段に表示される手動操作画面を示す図。 図１に示された荷重測定装置を用いるバックベンド試験の各工程を示すフローチャート。 前記バックベンド試験の測定ステップの詳細を示すフローチャート。 図１に示された荷重測定装置が板ばねに負荷をかけた状態を示す断面図。 図１に示された荷重測定装置が板ばねの規定荷重値を測定している状態を示す断面図。 保持時間の違いにより板ばねのへたり具合が異なることを示すグラフ。 負荷荷重位置で維持する保持時間と板ばねのへたり具合の関係を示すグラフ。 手動測定で負荷が加えられた際の板ばねの規定荷重値のばらつきを示すグラフ。 自動測定で負荷が加えられた際の板ばねの規定荷重値のばらつきを示すグラフ。 図１に示された評価装置を用いる評価方法のうち、２回目以降に行うものを示すフローチャート。

符号の説明

１１…荷重測定装置、１２…板ばね、１３…測定手段、１４…計測手段、１６…制御手段、６０…数値表示領域、６１…グラフ表示領域、６２…ボタン配置領域

Claims (8)

1. 板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えて前記板ばねを厚み方向に撓ませかつこの状態を所定の保持時間以上維持する加重手段と、
   前記板ばねに前記使用荷重の範囲内の荷重を加えた状態で、前記板ばねの荷重値を測定する測定手段と、
   前記荷重値を測定する際に、前記板ばねの変位量を計測する計測手段と、
   前記加重手段、前記計測手段、および前記測定手段を制御するとともに、前記保持時間を計測するタイマー機能を有する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする板ばねの荷重測定装置。
2. 前記測定手段は、前記加重手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の板ばねの荷重測定装置。
3. 前記加重手段による荷重、負荷回数、および前記保持時間は、前記制御手段を介して任意に選択可能であることを特徴とする請求項１に記載の板ばねの荷重測定装置。
4. 前記板ばねは、ハードディスクドライブのヘッドを支持するサスペンションであることを特徴とする請求項１に記載の板ばねの荷重測定装置。
5. 操作画面が表示される表示手段を具備し、
   前記操作画面は、
   前記荷重値および前記変位量が表示される数値表示領域と、
   前記荷重値および前記変位量を示すグラフが表示されるグラフ表示領域と、
   前記荷重値の測定手順の順番で並ぶ複数のボタンを有するボタン配置領域と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の板ばねの荷重測定装置。
6. 板ばねに荷重を加える加重手段、前記加重手段による荷重値を測定する測定手段、前記加重手段により荷重が加えられているときの前記板ばねの変位量を計測する計測手段および操作画面が表示される表示手段を接続してなるコンピュータに、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えて前記板ばねを厚み方向に撓ませる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えた状態を所定の保持時間以上維持させる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの前記測定手段による荷重測定値および前記計測手段による変位量計測値を取得する機能と、
   前記コンピュータが有する記憶部に前記荷重測定値および前記変位量計測値を時系列的に記憶させる機能と、
   前記荷重測定値および前記変位量計測値を前記操作画面に表示させる機能と、
   を実現させることを特徴とするプログラム。
7. 板ばねに荷重を加える加重手段、前記加重手段による荷重値を測定する測定手段、前記加重手段により荷重が加えられているときの前記板ばねの変位量を計測する計測手段および操作画面が表示される表示手段を接続してなるコンピュータに、
   前記操作画面から保持時間の入力を受付ける機能と、
   前記操作画面から入力された保持時間を前記コンピュータが有する記憶部に記憶させる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重を超えた荷重を加えた状態を前記記憶部に記憶された保持時間以上維持させる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの前記測定手段による荷重測定値および前記変位量計測値を取得する機能と、
   前記記憶部に前記荷重計測値および前記変位量計測値を時系列的に記憶させる機能と、
   前記荷重計測値および前記変位量計測値を前記操作画面に表示させる機能と、
   を実現させることを特徴とするプログラム。
8. 板ばねに荷重を加える加重手段、前記加重手段による荷重値を測定する測定手段、前記加重手段により荷重が加えられているときの前記板ばねの変位量を計測する計測手段および操作画面が表示される表示手段を接続してなるコンピュータに、
   前記操作画面から前記板ばねの使用荷重を超える負荷荷重値の登録を受付ける機能と、
   前記操作画面から登録された負荷荷重値を前記コンピュータが有する記憶部に記憶させる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに前記記憶部に記憶された負荷荷重値に相当する荷重を加えて前記板ばねを厚み方向に撓ませる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに前記負荷荷重値に相当する荷重を加えた状態を所定の保持時間以上維持させる機能と、
   前記加重手段により前記板ばねに使用荷重の範囲内の荷重を加え、そのときの前記測定手段による荷重測定値および前記計測手段による変位量計測値を取得する機能と、
   前記記憶部に前記荷重測定値および前記変位量計測値を時系列的に記憶させる機能と、
   前記荷重値および前記変位量計測値を前記操作画面に表示させる機能と、
   を実現させることを特徴とするプログラム。

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