JP4811416B2 - バネ部品の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
このような磁気記憶装置は、ヘッドスライダをトラックに位置決めするためのアクチュエータを有する。このアクチュエータは、電磁変換素子を持つヘッドスライダと、これを搭載するサスペンションと、サスペンションを支持するアーム等を備える。そして、サスペンションは、ステンレス製のバネ部材であるロードビームと、このロードビームの端部に設けられ、ヘッドスライダを搭載するフレキシャ部とを有する。
そして、このヘッドスライダには、2つの力が作用している。
第1の力は、サスペンションにより加わる荷重である。
第2の力は、磁気ディスクの回転により発生する空気流が、ヘッドスライダの磁気ディスク面側にあるABS(Air Bearing Surface)面のレール部分を通過することにより発生する磁気ディスク面からヘッドスライダを離そうとする揚力である。
これらの2つの力のバランスによりヘッドスライダは一定の浮上量を保った状態で、所定のトラック位置に位置決めして、記録再生が行われる。
このような磁気記憶装置では、ヘッドスライダの浮上量は、磁気ヘッドの特性に影響する。そのため、サスペンションの製造段階において、サスペンションに加わる荷重を所定の規格範囲内に調整することで、目標の浮上量を得ることが行われる。
このサスペンションの荷重調整の方法としては、例えば、ロードビームにレーザを照射する方法が用いられている。ロードビームを変形することで、荷重を増減させ、所定の規格範囲内に調整する方法である(特許文献1)。
この構成により、バネ部品の荷重の増減が可能となる。
この構成により、バネ部品上を複数回往復運動せずに、バネ部品のレーザ照射による荷重調整が可能となる。
この構成により、バネ部品上を複数回往復運動せずに、バネ部品のレーザ照射による荷重調整が可能となる。
この構成により、バネ部品の固定端より最も遠い照射位置から順次固定端側に近づく照射位置に向けて、順次レーザを照射するので、調整のための荷重の調整精度を向上できる。
この構成により、バネ部品の荷重を測定した結果を基に必要なレーザ照射装置を選択してバネ部品に照射できる。
図1に磁気記憶装置の説明図を示す。
図1(a)に磁気記憶装置41の概要を示す。
磁気記憶装置41は、磁気ディスク42と、磁気ディスク42を回転するためのスピンドルモータ43と、磁気ディスク42に対して情報の書き込みまたは読み出しを行う磁気ヘッドを搭載するアクチュエータ51とを有する。
サスペンション4は、ロードビーム32、フレキシャ38、スペーサ部33を有する。
ロードビーム32は、バネ部品であり、フレキシャ38が接合されている。
また、フレキシャ38には、ヘッドスライダ31を搭載するためのジンバル部39が先端に設けられている。
ロードビーム32の荷重は、ロードビーム32に形成されているピボット40によりジンバル部39に搭載されているヘッドスライダ31に作用する。そして、この荷重がヘッドスライダ31の浮上力と釣り合うことで、磁気ヘッドは、所定の浮上位置を維持することができる。
スペーサ部33は、ロードビーム32に溶接され、またアクチュエータブロック52のアーム34とかしめられる。
バネ部品の製造装置1は、サスペンション4の製造工程の中のサスペンション4のバネ荷重を調整するための装置である。また、バネ部品の製造装置1は、荷重調整部2と制御部3を有する。
そのため、荷重調整部2は、サスペンション4、固定部5、搬送部6、荷重計7−1、荷重計駆動部8−1、レーザ照射部9、荷重計7−2、荷重計駆動部8−2を有する。
固定部5は、サスペンション4のスペーサ部33を保持する。保持された状態では、ロードビーム32の裏面側が上を向き、表面側が下を向くように配置される。ロードビーム32の表面側とは、ヘッドスライダ31の搭載面である。ロードビーム32の裏面側とは、ヘッドスライダ31を搭載していない面である。
搬送部6は、固定部5をX方向に駆動することで、サスペンション4が、荷重測定およびレーザ照射を受けられるようにしている。
そして、固定部5に搭載されたサスペンション4が搬送部6にセットされると、荷重計7−1まで、搬送される。搬送された結果、サスペンション4は、荷重計7−1の上部に位置づけされる。次に、荷重計7−1が荷重計駆動部8−1により上昇してサスペンション4の荷重を測定する。サスペンション4の荷重とは、ロードビーム32によるヘッドスライダ31へのバネ圧のことである。
また、固定部5に搭載されたサスペンション4が搬送部6によりレーザ照射を終了して搬送されてくると、荷重計7−2まで搬送される。搬送された結果、サスペンション4は、荷重計7−2の上部に位置づけされる。次に、荷重計7−2が荷重計駆動部8−2により上昇してサスペンション4の荷重を測定する。
レーザ照射部9は、レーザ出力をサスペンション4のロードビーム32の所定位置に調整量をあわせて所定熱量で走査しながら照射する。
図3(a)は、荷重計7の初期位置とサスペンション4の位置関係を示す。
L1が荷重計7の初期位置を示す。サスペンション4は、荷重計7の上部にセットされている。
図3(b)は、荷重計7が荷重計駆動部8によりL1からL2までの所定距離H、上昇した位置を示す。この位置は、サスペンション4のヘッドスライダ31が目標の浮上位置まで上昇した位置を示す。そして、このときの荷重計7の値を取得する。この移動距離Hは、スペーサ部33の位置と荷重計のL1の位置を基に予め計算された値である。
レーザ照射部9は、表面照射部91および裏面照射部92を有する。ここで表面とは、サスペンション4のヘッドスライダ31の搭載側の面を指す。裏面とは、サスペンション4のヘッドスライダ31を搭載していない面を指す。
レーザ照射装置10−1〜レーザ照射装置10−Nは、固定部5の搬送方向であるX方向に向けてレーザ照射装置10−1からレーザ照射装置10−Nの順番で配置されている。Nは、正の整数である。
レーザ照射装置10−1のレーザ照射調整量は、m×1(g)、レーザ照射装置10−2のレーザ照射調整量は、m×2(g)、・・・レーザ照射装置10−Nのレーザ照射調整量m×(2の(n−1)乗)(g)である。ここで、nは、正の整数である。mは、荷重調整量の最小調整単位の数である。
このような構成にしている理由は、サスペンション4の最小調整量と最大調整量をもとに、レーザ照射装置10の構成を最小調整量の2の(n−1)乗倍とすることで、最小限の構成で、最小調整量から最大調整量までの範囲の調整量を実現できるからである。
この結果、サスペンション4の調整量にかかわらず、サスペンション4上を1回の走査でレーザを照射するため、荷重調整量の大小により、製品製造のタクトタイムが変動することを防止することができる。
このような構成にしている理由は、他の部分のレーザ照射によりロードビーム32が屈曲した部分にレーザを照射すると、レーザのフォーカスが変わり、照射量が変動するためである。
レーザ照射装置20−1〜レーザ照射装置20−Nは、固定部5の搬送方向に向けてレーザ照射装置20−1からレーザ照射装置20−Nの順番で配置されている。
レーザ照射装置20−1のレーザ照射調整量は、m×1(g)、レーザ照射装置20−2のレーザ照射調整量は、m×2(g)、・・・レーザ照射装置20−Nのレーザ照射調整量m×(2の(n−1)乗)(g)である。ここで、nは、正の整数である。mは、調整量の最小調整単位の数である。
このような構成にしている理由は、表面照射部91と同一の理由による。
このような構成にしている理由は、表面照射部91と同一の理由による。
サスペンション4の表面のロードビーム32の所定の4箇所に表面照射部91によりレーザを照射する場合の例である。このため、サスペンション4の搬送方向およびサスペンション4の長手方向にずらしてレーザ照射装置10−1〜10−4を表面照射部91に配置する。
図5に示すようにサスペンション4は、搬送部6により表面照射部91を通過することで、4箇所に照射を受ける。
サスペンション4上の表面の4箇所に照射する例である。
ロードビーム32を幅方向へ走査してレーザを照射する。照射すると、一旦照射部分は、熱膨張する。しかし、照射完了し、しばらくすると温度が低下するので、収縮し、照射した側に折れ曲がる。そして、照射量の増加に対応して、折れ曲がり量も増加する。
レーザ照射装置10−1の照射位置Eは、ロードビーム32の端部にあるスペーサ部33より最も遠い部位にレーザ照射する位置である。レーザ照射位置Eへのレーザ照射調整量m(g)である。
図6(e)に、図6(a)の状態でサスペンション4にレーザが照射された位置を示す。
レーザ照射位置Fは、レーザ照射装置1が照射した位置より、スペーサ部33に向けて所定距離、離れた位置である。レーザ照射位置Fへのレーザ照射調整量2m(g)である。
図6(f)は、図6(b)の状態でサスペンション4にレーザが照射された位置を示す。
レーザ照射位置Gは、レーザ照射装置10−2が照射した位置より、スペーサ部33に向けて所定距離、離れた位置である。レーザ照射位置Gへのレーザ照射調整量4m(g)である。
図6(g)は、図6(c)の状態でサスペンション4にレーザが照射された位置を示す。
レーザ照射位置Hは、レーザ照射装置10−3が照射した位置より、スペーサ部33に向けて所定距離、離れた位置である。そして、スペーサ部33より最も近い部位にレーザ照射する位置でもある。レーザ照射位置Hのレーザ照射調整量8m(g)である。
図6(h)は、図6(d)の状態でサスペンション4にレーザが照射された位置を示す。
図6(i)は、レーザ照射装置10−4によりサスペンション4の照射位置Hにレーザ照射されたあとのサスペンション4の折れ曲がり状態を示す。
制御部3は、荷重調整部2を制御して、サスペンション4の荷重量を調整する。
制御部3は、プロセッサ61、メモリ62、入出力制御部63、表示部64を有する。
プロセッサ61は、荷重調整部2の全体を制御する。
メモリ62は、荷重の規格値、荷重とレーザ照射量との対応テーブル、プロセッサにより動作をする荷重制御部2を制御するための制御プログラムを格納する。制御プログラムとしては、搬送部6を制御する搬送制御プログラム、荷重計7を駆動してサスペンションの荷重を測定する荷重測定プログラム、荷重計7により測定された荷重と規格値の目標荷重とを比較し、その差に基づいて荷重調整量を求め、その調整量に応じた前記レーザ照射装置の組み合わせを選択する荷重調整プログラムと、選択されたレーザ照射装置によりサスペンション4へのレーザ照射を制御するレーザ照射プログラムと、処理プロセスを管理するプロセス制御プログラム等を有する。
入出力制御部63は、表面照射部91と裏面照射部92、搬送部6、荷重計7、荷重計駆動部8等との入出力を制御する。
表示部64は、バネ部品の製造装置1の操作画面や初期状態のサスペンション4の荷重計7の測定内容と、再測定の際のサスペンション4の荷重計7の測定内容等を表示する。
予め、バネ荷重調整前のサスペンション4が製造される。そして、サスペンション4の製造工程の一部として製造されたサスペンション4について荷重調整処理が行われる。
荷重調整処理について説明を行う。
次に、サスペンション4の荷重を測定する(S2ステップ)。次に、荷重が規格の範囲内か否かをチェックする(S3ステップ)。
規格の範囲内ならば調整は不要のため、固定部5にセットされたサスペンション4の排出指示を行うとロボット等により排出される(S4ステップ)。そして、製造されたサスペンション4は、アクチュエータ51の製造に用いられる。
規格範囲外ならば、調整が必要である。
次に、規格より小さいか否かをチェックする(S5ステップ)。
規格より小さい場合には、荷重を加える方向に荷重の調整量を計算する(S6ステップ)。
調整量は、規格値と取得した荷重値との差分から求める。
次に、サスペンション4を所定方向に搬送部6により搬送する。そして、決定されたレーザ照射装置10は、サスペンション4が到着すると、サスペンション4の表面側を走査し、レーザを照射する(S8ステップ)。
次に、荷重調整されたサスペンション4の荷重を再測定する(S9ステップ)。
測定結果が規格内か否かをチェックする(S10ステップ)。
測定結果が規格内の場合は、S4ステップへ行き、サスペンション4をアンロードする。
測定結果が規格外の場合には、不良品として廃棄して処理を終了する(S11ステップ)。
一方、S3ステップでのチェック結果が、規格より大きい場合には、荷重を減ずる方向に荷重の調整量を計算する(S12ステップ)。
調整量は、規格値と取得した荷重値との差分から求める。
次に、サスペンション4を所定方向に駆動して、決定されたレーザ照射装置20によりサスペンション4の裏面側を走査し、レーザを照射する(S14ステップ)。
次に、荷重調整されたサスペンション4の荷重を再測定するため、S9ステップへ行く。
測定結果が規格内の場合は、S4ステップへ行く。
測定結果が規格外の場合には、不良品として廃棄するため、S11ステップへ行く。
サスペンション4の荷重の測定値が規格より小さい場合の例である。
レーザ照射装置4は、4台からなる。そして、例えば荷重規格値を1.35〜1.65gとする。またレーザ最小調整量を0.1gとする。このため、レーザ照射装置10−1の調整量を0.1gとする。レーザ照射装置10−2の調整量は、0.2gとする。レーザ照射装置10−3の調整量は、0.4gとする。レーザ照射装置10−4の調整量は、0.8gとする。
そして、荷重計7により測定された結果が0.5gのとき、0.85g〜1.15gが調整範囲となるので、平均値をとる。平均値は、1gである。そのため、調整荷重を1gと決定する。
次に、レーザ照射装置10を選択する。測定値が規格値より小さいため、荷重修正のためには、表面照射部91により照射する必要がある。
具体的には、レーザ照射装置10−2、レーザ照射装置10−4が選択される。そしてレーザ照射装置10−1、レーザ照射装置10−3は、使用されない。
サスペンション4が搬送部6により搬送され、レーザ照射装置10−1の位置を通過する。このとき、レーザは、照射されない。そして、さらに搬送され、レーザ照射装置10−2の位置を通過する。このとき、レーザが照射され、0.2g調整される。そして、さらに搬送されてレーザ照射装置10−3の位置を通過する。このとき、レーザは、照射されない。そして、さらに搬送され、レーザ照射装置10−4の位置を通過する。このとき、レーザが照射され、0.8g調整される。この結果、調整量1gが達成される。
裏面照射部20−1〜裏面照射部20−4は、使用されない。
また、レーザ照射装置10およびレーザ照射装置20とサスペンション4の修正位置との相対位置関係が一定であるため、安定した荷重調整が出来る。
また、サスペンション4の調整量の大小に関わらず同一工程内での調整が可能となるため、タクトタイム一定での荷重調整が可能となる。
また、サスペンション4のフレキシャ39の方向からスペーサ部33の方向に順次照射していくため、ロードビーム32のフラット部分に照射できるため、荷重調整精度を向上できる。
また、荷重調整最小量の2の0乗倍から2の(n−1)乗倍(nは正の整数)までの各照射量を有するn個の照射位置の定まったレーザ照射装置を使用することで、簡単にレーザ照射条件を設定できるので、1台のレーザ照射装置に対して、照射量、照射位置等に関する複雑な条件パラメータを組み合わせてレーザ照射条件を設定する必要がなくなる。
(付記1)レーザ照射によりバネ部品を製造するバネ部品の製造装置において、前記バネ部品に対して所定のレーザ照射を行う複数のレーザ照射装置を備えたレーザ照射部を備え、前記レーザ照射装置は、それぞれ予め異なるレーザ照射条件が設定されてなるとともに、それぞれのレーザ照射位置が重ならないように配置されてなり、前記レーザ照射部は、バネ部品に必要なバネ荷重調整量に応じて決められた調整最小量の2の(n−1)乗倍(nは正の整数)となるレーザ照射条件を有するレーザ照射装置の組み合わせで構成されてなることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記2)付記1に記載のバネ部品の製造装置において、前記レーザ照射部は、複数のレーザ照射装置が前記バネ部品の表面および裏面に対してそれぞれレーザ照射が行えるようにバネ部品の表裏両面側にそれぞれ配置されてなることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記3)付記1または付記2に記載のバネ部品の製造装置において、前記バネ部品を前記1からn番目のレーザ照射装置全てに対応して一定速度で、前記レーザ照射装置が配置されている所定の方向に沿って移動する移動機構を備え、前記バネ部品は、前記移動機構によるバネ部品の移動により、各レーザ照射装置を順次通過することで各レーザ照射装置の所定の照射位置上に沿ってレーザ照射されることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記4)付記1または付記2に記載のバネ部品の製造装置において、前記バネ部品を前記1からn番目の各レーザ照射装置に対応して設定した速度で、前記レーザ照射装置が配置されている所定の方向に沿って移動する移動機構を備え、前記バネ部品は、前記移動機構によるバネ部品の移動により、各レーザ照射装置を順次通過することで各レーザ照射装置の所定の照射位置上に沿ってレーザ照射されることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記5)付記2に記載のバネ部品の製造装置において、バネ部品の一端を固定端として支持する固定部を有し、前記レーザ照射装置は、バネ部品の複数のレーザ照射位置に対応して配置され、かつバネ部品の固定端より最も遠い照射位置から順次固定端側に近づく照射位置にレーザ照射を行うように配置されていることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記6)付記1に記載のバネ部品の製造装置において、前記バネ部品の荷重を測定する荷重計と、前記荷重計により測定された荷重と目標荷重との差に基づいて荷重調整量を求め、その調整量に応じた前記レーザ照射装置の組み合わせを選択し、選択されたレーザ照射装置によりバネ部品へのレーザ照射を制御する制御部と、を備えることを特徴とするバネ部品の製造装置。
(付記7)付記1記載のバネ部品の製造装置を使用して、レーザ照射によりバネ荷重を調整してバネ部品を製造することを特徴とするバネ部品の製造方法。
(付記8)前記バネ部品が磁気ディスク装置のヘッドスライダを搭載するサスペンションであることを特徴とする付記1記載のバネ部品の製造装置。
(付記9)バネ部品のバネ荷重をレーザ照射装置によるレーザ照射により調整する荷重調整方法であって、前記バネ部品の荷重を測定するステップと、測定された荷重と目標荷重との差に基づいて荷重調整量を取得するステップと、荷重調整最小量の2の0乗倍から2の(n−1)乗倍(nは正の整数)までの各照射量を有する前記複数のレーザ照射装置の中から前記取得した荷重調整量に応じたレーザ照射装置を選択するステップと、選択されたレーザ照射装置により前記バネ部品にレーザを照射するステップと、を有することを特徴とするバネ部品の製造方法。
(付記10)前記レーザを照射するステップは、前記バネ部品の複数のレーザ照射位置に対応して配置されたレーザ照射装置により、バネ部品上を所定方向に向けて所定の照射位置に順次照射することを特徴とする付記9記載のバネ部品の製造方法。
2 荷重調整部
3 制御部
4 サスペンション
5 固定部
6 搬送部
7 荷重計
8 荷重計駆動部
9 レーザ照射部
10、20 レーザ照射装置
31 ヘッドスライダ
32 ロードビーム
33 スペーサ部
34 アーム
35 駆動部
36 フレキシブルプリント板
37 固定部材
38 フレキシャ
39 ジンバル
40 ピボット
41 磁気記憶装置
42 磁気ディスク
43 スピンドルモータ
51 アクチュエータ
52 アクチュエータブロック
61 プロセッサ
62 メモリ
63 入出力制御部
64 表示部
91 表面照射部
92 裏面照射部
Claims (7)
- レーザ照射によりバネ部品を製造するバネ部品の製造装置において、
前記バネ部品に対して所定のレーザ照射を行う複数のレーザ照射装置を備えたレーザ照射部を備え、
前記レーザ照射装置は、それぞれ予め異なるレーザ照射条件が設定されてなるとともに、それぞれのレーザ照射位置が重ならないように配置されてなり、
前記レーザ照射部は、バネ部品に必要なバネ荷重調整量に応じて決められた調整最小量の2の(n−1)乗倍(nは正の整数)となるレーザ照射条件を有するレーザ照射装置の組み合わせで構成されてなることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項1に記載のバネ部品の製造装置において、
前記レーザ照射部は、複数のレーザ照射装置が前記バネ部品の表面および裏面に対してそれぞれレーザ照射が行えるようにバネ部品の表裏両面側にそれぞれ配置されてなることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項1または請求項2記載のバネ部品の製造装置において、
前記バネ部品を前記1からn番目のレーザ照射装置全てに対応して一定速度で、レーザ照射装置が配置されている所定の方向に沿って移動する移動機構を備え、
前記バネ部品は、前記移動機構によるバネ部品の移動により、各レーザ照射装置を順次通過することで各レーザ照射装置の所定の照射位置上に沿ってレーザ照射されることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項1または請求項2に記載のバネ部品の製造装置において、
前記バネ部品を前記1からn番目の各レーザ照射装置に対応して設定した速度で、レーザ照射装置が配置されている所定の方向に沿って移動する移動機構を備え、
前記バネ部品は、前記移動機構によるバネ部品の移動により、各レーザ照射装置を順次通過することで各レーザ照射装置の所定の照射位置上に沿ってレーザ照射されることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項2に記載のバネ部品の製造装置において、
バネ部品の一端を固定端として支持する固定部を有し、
前記レーザ照射装置は、バネ部品の複数のレーザ照射位置に対応して配置され、かつバネ部品の固定端より最も遠い照射位置から順次固定端側に近づく照射位置にレーザ照射を行うように配置されていることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項1に記載のバネ部品の製造装置において、
前記バネ部品の荷重を測定する荷重計と、
前記荷重計により測定された荷重と目標荷重との差に基づいて荷重調整量を求め、その調整量に応じた前記レーザ照射装置の組み合わせを選択し、選択されたレーザ照射装置によりバネ部品へのレーザ照射を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするバネ部品の製造装置。 - 請求項1記載のバネ部品の製造装置を使用して、レーザ照射によりバネ荷重を調整してバネ部品を製造することを特徴とするバネ部品の製造方法。
Priority Applications (3)
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