JP5367838B2 - トレランスリングのプロセスコントロール - Google Patents

Description

本開示は、嵌合用の内側コンポーネントと外側コンポーネントとの間に取り付けるためのトレランスリングのプロセスコントロールに関する。

トレランスリングを使用して嵌合用の内側および外側コンポーネントを接続することが知られている。トレランスリングの使用の一例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）ピボットマウントであり、ピボットマウントにおいて、トレランスリングは、ヘッドアクチュエータアーム内の軸受ハウジングとボアとの間に挟まれ、それらの間に軸方向保持を提供する。トレランスリングの使用は、嵌合コンポーネント用の製造公差を緩和させることを可能にし、組立て時間を低減し、再作業のために容易な解体を可能にし、また、共振性能を改善しうる。

嵌合コンポーネント間の適合は、動作中に嵌合コンポーネント間に軸方向の、すなわち直線状の滑りが存在しないことを保証するのに十分であることが重要である。したがって、トレランスリングがその間で組立てられる嵌合コンポーネント間に直線状滑りが起こる力（初期滑り力として知られる）が許容可能なパラメータ内にあることを保証するために、製造されたトラレンスリングを監視することが望ましい。

初期滑り力を確定する一方法は、トレランスリングとリングゲージの予備組立体内でプラグゲージを移動させるのに必要とされるピーク力（ピーク組立て力として知られる）を測定する。製造されたトレランスリングのサンプルは、こうして試験され、ピーク組立て力が、許容可能なマージンから外れると判定される場合、製造プロセスは、その後生産されるトレランスリングが、許容可能なマージン内のピーク組立て力を提供するように補償するようになっている。

しかし、ピーク組立て力は、弾性変形、塑性変形、粗さ、および型崩れの作用（これらはいずれも、軸方向滑り力に影響を及ぼさない）などの組立体の特徴によって影響をうけうる。たとえば、組立て力のピークは、プラグゲージのヘッドがトレランスリングの突出するリッジに最初に接触し、ゲージがリッジ上を摺動することを可能にするようにリッジを変形させるエネルギーが必要とされるときに起きうることが見出された。この作用は、トレランスリングが組立てられるとき、および、使用時には経験されないため、初期滑り力に関係しない。ピーク組立て力は、パッシベーションなどの予備組立体表面処理ステップによって影響を受けることも見出された。プロセスの誤差ができる限り迅速に検出されることを保証するために、表面処理の前に、トラレンスリングに対するプロセスコントロール処置を適用することが好ましいため、ピーク組立て力に対する表面処理ステップの影響は望ましくない。したがって、ピーク組立て力は、初期滑り力の真の表現を与えず、したがって、信頼性が低い。

組立て力は、拘束されたトレランスリングに対して移動するゲージが、そのトレランスリングの突出部を越えて通過すると、実質的に一定になりうる。測定されたこの力（残留組立て力と呼ばれてもよい）は、ピーク組立て力に比べて、初期滑り力とのずっと強い相関を有する。測定されたこの力はまた、パッシベーションなどの表面処理ステップによってほとんど影響を受けない。

ある実施形態では、可動コンポーネントがトレランスリングの突出部を越えて通過するように、拘束されたトレランスリングに対して内側または外側コンポーネントが移動するプロセスコントロール方法は、この移動を達成するために必要とされる力を測定することを含む。

より詳細には、第１の態様では、プロセスコントロール方法は、
（ａ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドを備えるトレランスリングを、内側および外側コンポーネントの一方に対して拘束するステップと、
（ｂ）トレランスリングの突出部を、内側コンポーネントと外側コンポーネントとの間で圧迫するために、拘束されたトレランスリングに対して内側または外側コンポーネントの他方を軸方向に移動させるステップと、
（ｃ）内側または外側コンポーネントの移動を、突出部を越えてそれぞれ継続するステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）において継続した移動を達成するために必要とされる力を測定するステップと、
（ｅ）プロセスコントロールのためにステップ（ｄ）で測定された力を使用するステップと
を含む。

先に論じた従来の方法では、リング接触表面の前縁、すなわち進行縁が、トレランスリングの一方の側から他方の側に進行するように、プラグゲージが、リングゲージ内に拘束されたトレランスリングを通過する。この移動を達成するために必要とされる最大の力（ピーク組立て力）は、測定され、初期滑り力を示すと考えられる。

第１の態様では、しかし、拘束されたトレランスリングの突出部を越えて可動コンポーネント（内側および外側コンポーネント）の移動を継続するために必要とされる組立て力は、測定され、プロセスコントロールにおいて使用される。プロセスコントロールは、トレランスリングを製造する方法のプロセスコントロールであってよく、拘束されたトレランスリングは、その製造方法に従って製造されたサンプルトレランスリングである。プロセスコントロールは、統計的プロセスコントロールであり、方法は、ステップ（ｄ）で測定された力に対して統計解析を実施することを含んでもよい。たとえば、方法は、ステップ（ｄ）で測定された力を含む、プロセスコントロールチャートを集計するステップを含んでもよい。プロセスコントロール方法のステップ（ａ）〜（ｄ）は、複数のサンプルトレランスリングのそれぞれについて実行されてもよく、ステップ（ｅ）は、プロセスコントロールのためにこれらのトレランスリングのそれぞれについてステップ（ｄ）で測定された力を使用することを含んでもよい。

ステップ（ｄ）で測定された力は、通常、一定速度での継続した移動を達成するために必要とされる力である。継続した移動は、好ましくは予め定められた距離に沿う移動である。ステップ（ｄ）で測定された力は、あるいは、予め定められた可変速度プロファイルに従って継続した移動を達成するために必要とされる力であってよい。

ステップ（ｄ）で測定された力は、試験されるトレランスリングがその間で組立てられる嵌合コンポーネント間の直線状（すなわち、回転ではなく、軸方向の）滑りに対する許容可能な抵抗を、試験されるトレランスリングが送出するかどうかを判定するために使用されてもよい。滑りに対する抵抗が許容可能でない場合、その後生産されるトレランスリングが許容可能な滑り抵抗を提供することを保証するために、製造プロセスに対して変更が行われてもよい。

滑りに対する抵抗は、初期滑り力によって示される可能性があり、初期滑り力は、嵌合用の内側コンポーネントと外側コンポーネントとの間に滑りを生成するために、両者に加えられなければならない結果として得られる軸方向力である。初期滑り力は、低過ぎる場合、コンポーネントが使用中に分離する可能性があり、高過ぎる場合、組立て／分解が難しいことになる。したがって、このパラメータが制御されることが望ましい。

方法は、測定された力から組立て力（残留組立て力）を確定すること、および、プロセスコントロールのためにこの組立て力を使用することを含んでもよい。特に、プロセスコントロールは、組立て力と初期滑り力との間の予め定められた相関を使用することであって、それにより、組立て力が、予め定められた限度内で初期滑り力に相当しているかどうかを判定する、使用することを含んでもよい。

測定された力は、可動コンポーネントが突出部を越えて進行したとき、すなわち、継続した移動ステップ中に、ほぼ一定であることが見出された。方法は、力データから平均力または最良適合力を計算することによって組立て力（残留組立て力）を確定することを含んでもよい。たとえば、力データは、グラフの形態で表されてもよく、組立て力は、ステップ（ｃ）からの力データを表すグラフの部分について生成される最適適合線から確定されてもよい。あるいは、方法は、ステップ（ｃ）にて単一の力測定を行うことを含んでもよく、この力が、組立て力であると考えられてもよい。

組立て力（残留組立て力）と初期滑り力との間の相関は、実験によって得られる経験的データに基づいて確定されてもよい。たとえば、トレランスリングのサンプルは、組立て力（上記方法による）と初期滑り力（既知の方法による）の両方を確定するために試験されてもよく、結果として得られるデータは、２つのパラメータ間の関係を確立するために使用されてもよい。

第１の態様では、可動コンポーネントは、トレランスリングの突出部に遭遇した後、突出部を越えて突出するように進行し続ける。継続した移動において、可動コンポーネントは、突出部の全てを越えて突出してもよい。たとえば、トレランスリングが複数の列の突出部を有する場合、可動コンポーネントは、全ての列の突出部を越えて、すなわち進行方向に遭遇する最終列の突出部を越えて突出するように、進行し続けてもよい。可動コンポーネントの進行の程度は、そのコンポーネントの嵌合表面の前縁、すなわち相対的な移動中に突出部に最初に接触する内側または外側コンポーネントの部分によって確定されてもよい。すなわち、ステップ（ｃ）は、そのコンポーネントの嵌合表面の前縁が突出部を越えて突出する、すなわち、前縁の軸方向位置が進行方向に突出部を越えるように、内側または外側コンポーネントの移動をそれぞれ継続することを含んでもよい。可動コンポーネントの嵌合表面は、トレランスリングの突出部の圧迫中にトレランスリングに接触する内側表面（外側コンポーネント）または外側表面（内側コンポーネント）である。

トレランスリングは、弾性材料、ばね鋼などの金属のバンドまたはストリップを備えてもよく、その端部は、リングを形成するために、互いの方に引き寄せられている。ストリップの端部は、ギャップによって分離されてもよく、互いに接触してもよく、またはオーバラップしてもよい。突出部は、ストリップが湾曲して環状バンドになると、円周シリーズを形成するために、材料のストリップに沿って１つまたは複数の列（線）で配列されてもよい。突出部は、リングから外側に、または、リングの中心に向かって内側に延在してもよい。突出部は、プレス成形されてもよく、ロール成形されてもよい。突出部は、形成物、おそらくは、ギザギザ（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ）、リッジ、波、または指などの規則的な形成物であってよい。バンドの未形成領域は、未形成領域と呼ばれてもよい。突出部の１つの円周列を有する実施形態では、トレランスリングは、２つの環状未形成領域（突出部の列とトレランスリングの縁のそれぞれとの間の領域）を含んでもよい。突出部の複数の円周列を有する実施形態では、トレランスリングは、突出部の各列の間、および、最も外側の各列とトレランスリングの隣接する縁との間に、環状未形成領域を含んでもよい。

プロセスコントロール方法において、トレランスリングは、内側コンポーネントの嵌合表面と外側コンポーネントの嵌合表面との間で突出部が圧迫されるように、内側コンポーネントと外側コンポーネントとの間の環状空間内に位置する。突出部が全て外側に延在する実施形態では、外側コンポーネントの嵌合表面は、突出部に隣接し、内側コンポーネントの嵌合表面は、未形成領域に隣接する。あるいは、突出部が全て内側に延在する実施形態では、内側コンポーネントの嵌合表面は、突出部に隣接し、外側コンポーネントの嵌合表面は、未形成領域に隣接する。

トレランスリングの各突出部は、ばねとして働き、嵌合コンポーネントに対して径方向力を及ぼし、それにより、両者の間に締まりばめを提供する。内側または外側コンポーネントの回転は、トルクがリングによって伝達されるため、他のコンポーネントにおいて同様の回転を生成することになる。回転滑りは、コンポーネント間で結果として生じるトルクが閾値を超える場合、起こることになる。同様に、結果として生じる直線状力が初期滑り力より小さい限り、直線状力がリングによって伝達されるため、いずれかのコンポーネントの直線状移動は、他のコンポーネントにおける同様な直線状移動を生成することになる。

トレランスリングは、トレランスリングとそのコンポーネントとの間の相対的な軸方向移動が、少なくとも１つの軸方向において妨げられるように、内側または外側コンポーネントに対して拘束されてもよい。

一部の実施形態では、ステップ（ｃ）は、トレランスリングを越えて、内側または外側コンポーネントの移動をそれぞれ継続することを含んでもよい。すなわち、移動は、可動コンポーネントがトレランスリングを越えて突出した後まで継続してもよい。

プロセスのステップ（ａ）では、トレランスリングは、好ましくは外側コンポ−ネント内で拘束される。こうした実施形態では、ステップ（ｂ）にて、拘束されたトレランスリングに対して移動するのは、内側コンポーネントである。

ステップ（ｄ）は、ステップ（ｂ）と（ｃ）の両方で必要とされる力を測定することを含んでもよい。測定された力は、通常、拘束されたトレランスリングに対して可動コンポーネントを一定速度で移動させるために必要とされる力である。これは、トレランスリングと軸（またはボア）の予備組立体が、一定速度の相対的移動によってボア（または軸）と組立てられる場合である可能性がある。あるいは、測定された力は、予め定められた可変速度プロファイルに従って、拘束されたトレランスリングに対して可動コンポーネントを移動されるために必要とされる力であってよい。これは、トレランスリングと軸（またはボア）の予備組立体が、可変速度の相対的移動によってボア（または軸）と組立てられる場合に適切である。たとえば、可動コンポーネントは、突出部に遭遇する前は、トレランスリングに対して第１の速度で、また、突出部に遭遇すると、突出部を越えて突出した後、第２の速度で進行してもよい。可動コンポーネントは、好ましくは、測定ステップ中に、予め定められた距離に沿って移動する。

測定された力データは、グラフの形態で表されてもよく、残留組立て力は、グラフの解析によって確定されてもよい。たとえば、ステップ（ｃ）からの力データを表すグラフの部分は、組立て力を確定するために、最適適合線を生成することによって解釈されてもよい。

ステップ（ｃ）におけるプラグまたはリングゲージの直線状移動は、好ましくは０．１ｍｍ以上である。好ましい実施形態では、内側コンポーネントはプラグゲージであり、外側コンポーネントはリングゲージである。

第２の態様では、プロセスコントロールの方法は、
（ａ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドを備えるトレランスリングを、内側または外側コンポーネントの一方に対して拘束するステップと、
（ｂ）トレランスリングの突出部を、内側コンポーネントと外側コンポーネントとの間で圧迫するために、拘束されたトレランスリングに対して内側または外側コンポーネントの他方を移動させるステップと、
（ｃ）内側または外側コンポーネントの移動を、トレランスリングを越えてそれぞれ継続するステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）における継続した移動を達成するために必要とされる力を測定するステップと
を含む。

先に論じた従来の方法では、リング接触表面の前縁、すなわち進行縁が、トレランスリングの一方の側から他方の側に進行するが、それ以上は進行しないように、プラグゲージは、リングゲージ内に拘束されたトレランスリングを通過する。この移動を達成するために必要とされる最大の力（ピーク組立て力）は、測定され、初期滑り力を示すと考えられる。

しかし、第２の態様の方法では、可動コンポーネントの進行は、可動コンポーネントがトレランスリングを越えて延在するように継続され（ステップ（ｃ））、測定されるのは、この継続した移動を達成するために必要とされる力である（ステップ（ｄ））。

測定された力は、可動コンポーネントが突出部を越えて進行したとき、すなわち、継続した移動ステップ中に、ほぼ一定であることが見出された。方法は、力データから平均力または最良適合力を計算することによって組立て力を確定することを含んでもよい。たとえば、力データは、グラフの形態で表されてもよく、組立て力は、ステップ（ｃ）からの力データを表すグラフの部分について生成される最適適合線から確定されてもよい。あるいは、方法は、ステップ（ｄ）にて単一の力測定を行うことを含んでもよく、この力が、組立て力であると考えられてもよい。

可動コンポーネントは、トレランスリングの遠方側まで進行した後、トレランスリングを越えて突出するように進行し続ける。第１の態様の場合と同様に、継続した移動によって、ステップ（ｃ）における移動が、拘束されたトレランスリングに対するコンポーネントの移動の連続であることが意味される。しかし、第２の態様のステップ（ｃ）では、移動は、可動コンポーネントがトレランスリングを通って進行した後に継続し、それにより、可動コンポーネントは、トレランスリングの拘束部を出る、すなわち、可動コンポーネントは、トレランスリングの軸上縁部を越えて軸方向に突出する。可動コンポーネントの進行の程度は、そのコンポーネントの嵌合表面の前縁によって確定されてもよい。そのため、ステップ（ｃ）は、その嵌合表面の前縁がトレランスリングを越えて突出するように、内側または外側コンポーネントの移動をそれぞれ継続することを含んでもよい。可動コンポーネントの嵌合表面は、トレランスリングの突出部の圧迫中にトレランスリングに接触する内側表面（外側コンポーネント）または外側表面（内側コンポーネント）である。

内側または外側コンポーネントは、それぞれ、ステップ（ｃ）の継続した移動の前に、ステップ（ｂ）においてトレランスリングの軸方向範囲全体を進行してもよい。そのため、プラグゲージは、一度の連続移動で、トレランスリングの一方の側から他方の側にまたそれを越えて進行してもよい。

第２の態様の方法は、
（ｅ）プロセスコントロールのためにステップ（ｄ）で測定された力を使用するステップを含んでもよい。

第１の態様に関して上述したオプションのまたは好ましい特徴は、第２の態様に同様に適用可能である。特に、第２の態様のステップ（ｅ）のプロセスコントロールは、第１の態様のステップ（ｅ）のプロセスコントロールの特徴のうちの任意の特徴を有してもよく、第２の態様のステップ（ｄ）で測定された力は、第１の態様のステップ（ｄ）で測定された力として確定されてもよい、および／または、解析されてもよい。

第３の態様では、トレランスリングを製造する方法は、
（ａ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドをそれぞれ備えるトレランスリングを製造プロセスに従って製造するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で製造されたトレランスリングから、サンプル製造されたトレランスリングを選択するステップと、
（ｃ）サンプル製造されたトレランスリングに対して、第１または第２の態様のプロセスコントロール方法を実施するステップと、
（ｄ）継続した移動を達成するために必要とされる測定された力が、予め定められた限度外である場合、製造プロセスを修正するステップと
を含む。

方法は、サンプリングされるトレランスリングの測定された力が、予め定められた限度内にあることが見出されるまで、方法のステップ（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰返すことを含んでもよい。

製造プロセスの修正は、製造されるトレランスリングの公称パラメータを変更することを含んでもよい。たとえば、その修正は、製造されるトレランスリングの公称径を増減させること、または、突出部の高さを増減させることを含んでもよい。

第４の態様で同様に提案されるように、第１および第２の態様のプロセスコントロール方法を実施する装置は、
最も外側の嵌合表面を有するプラグゲージと、
トレランスリングを拘束するために最も内側の嵌合表面を有するボアを有するリングゲージであって、プラグゲージはボア内に収容されることができる、リングゲージ、および、リングゲージを支持し、また、ボアの端部に整列したキャビティを有し、プラグゲージがボアから突出する場合、プラグゲージを収容するサイズに作られたベースを含むリング支持部分と、
リングゲージのボアを通してプラグゲージを移動させるのに必要とされる力を測定するように配列された力計と
を含む。

装置は、プラグゲージのヘッドがボアの遠方側から出ることができる、上述の公知の組立て力測定装置と異なる。これは、残留組立て力−すなわち、プラグゲージのヘッドが一旦ボアから出ると、プラグゲージを移動させるのに必要とされる力−が測定されることを可能にする。

プラグゲージの嵌合表面の径は、ボアの嵌合表面の径より小さく、それにより、プラグゲージの嵌合表面とボアの嵌合表面は、両者の間に環状空間を画定する。径方向の環状空間の幅は、好ましくは、環状空間内に拘束される前のトレランスリングの径方向の厚さより小さい。そのため、環状空間内のトレランスリングの突出部は、プラグゲージとボアとの間の相対的な軸方向移動にトレランスリングが抵抗するように圧迫されてもよい。

ベース内のキャビティは、好ましくは、プラグゲージのヘッドがボアから少なくとも０．１ｍｍだけ突出することを可能にするために、０．１ｍｍ以上の深さを有する。

力計は、トレランスリングの突出部を越えてプラグゲージが突出するようにプラグゲージを移動させるために必要とされる力を測定するように配列されてもよい。別法としてまたは付加的に、力計は、トレランスリングを越えてプラグゲージが突出するように、すなわち、プラグゲージのヘッドがボアの全軸方向範囲を進行した位置からヘッドがボアから出た位置まで、プラグゲージを移動させるために必要とされる力を測定するように配列されてもよい。こうして、力計は、残留組立て力を測定するようになっていてもよい。

リングゲージおよびリング支持部分のベースは、好ましくは別個の部材である。これは、既製のリングゲージが使用されることを可能にし、また、リング支持部分のリングゲージが、異なるサイズで作られたボアを有するリングゲージと交換されてもよいことも意味する。あるいは、リング支持部分は、ワンピースで形成されてもよい。リングゲージとベースが別個の部材である場合、ベースは、リングゲージが着座する窪んだ座部分を有してもよい。この座部分は、キャビティとボアを整列させるのに役立つ。

リング支持部分は、使用中に、ボアに対するトレランスリングの軸方向移動を制限する手段を含んでもよい。その手段は、ボアの嵌合表面から径方向に内側に延在する１つまたは複数の部材を含んでもよい。１つまたは複数の部材は、キャビティ内へのプラグゲージの通過を制限しないように、プラグゲージの嵌合表面のところまでではないがボアの嵌合表面を越えて延在するように径方向に内側に突出してもよい。１つまたは複数の部材は、その径方向に最も奥の縁部に直立リップ部分を含んでもよく、リップ部分は、トレランスリングの端部を配置するためのものである。

たとえば、リング支持部分は、ボア内の周縁棚またはレッジを含んでもよい。レッジは、使用中にトレランスリングの端部を支持し、それにより、プラグゲージの進行方向の軸移動を防止してもよい。レッジは、ボアの円周の少なくとも一部の周りに延在してもよい。レッジは、ボアの円周の周り全体に延在してもよい。レッジは、レッジ上にトレランスリングの端部を配置するための円周方向に延在するリップを有してもよい。リップは、レッジの径方向に最も奥の縁部から上方向に突出してもよい。

リング支持部分のベースおよびリングゲージが一体に形成されない実施形態では、ベースは、円柱凹所を含んでもよく、凹所ベースの径方向に外側の環状部分は、リングゲージが着座する座部分を形成し、凹所ベースの径方向に内側の環状部分は、トレランスリングを支持するための円周方向に延在するレッジを形成する。ベースは、レッジの内径の円周の周りに延在し、凹所ベースから突出する環状突出部を含んでもよい。こうして、環状突出部は、レッジ上にトレランスリングの端部を配置するのに役立ちうる。凹所および環状突出部は、好ましくは、ベースのキャビティに軸方法に整列してもよい。

上記提案に関して述べた好ましい特徴またはオプションの特徴は、本開示の任意の態様に、単独でまたは組合せて適用されてもよい。

本開示は、よりよく理解されてもよく、その多数の特徴および利点は、添付図面を参照することによって当業者に明らかにされてもよい。

トレランスリングを含む従来のハードディスクドライブピボットマウントの平面図である。 図１に示すハードディスクドライブピボットマウントの線２−２に沿って切取った断面図である。 図１に示すハードディスクドライブピボットマウントのアームとスリーブ付きピボットとの間の結合の拡大図である。 本開示の実施形態による装置を示す図である。 図４のプラグゲージの変位（ｍｍ単位）に対してプロットされた組立て力（英帝国ポンド（ｌｂ）単位）のグラフ、および、その変位が、図４のリングゲージ内で拘束されたトレランスリングに対するプラグゲージの前縁の位置にどのように対応するかを示す対応する断面図である。 ２０のトレランスリングサンプルについての、残留組立て力、ピーク組立て力、および初期滑り力の直接の比較を示す図である。 残留組立て力に対してプロットされた初期滑り力のグラフである。 ピーク組立て力に対してプロットされた初期滑り力のグラフである。 パッシベーションされないトレランスリングについての測定されたピーク組立て力の分布を示す図である。 パッシベーションされたトレランスリングについての測定されたピーク組立て力の分布を示す図である。 パッシベーションされないトレランスリングについての測定された残留組立て力の分布を示す図である。 パッシベーションされたトレランスリングについての測定された残留組立て力の分布を示す図である。

異なる図面における同じ参照シンボルの使用は、類似かまたは同一のアイテムを示す。

図１は、磁気記録ディスクを保持するようになっているアーム３２および軸の周りに軸受上で回転可能であるピボット３４を備える、公知のハードディスクドライブピボットマウント３０を示す。トレランスリング（図１では示さず）は、アームがピボットと共に回転するようにピボット３４とアーム３２との間に締まりばめを提供する。

図２は、図１の線２−２に沿って切取った断面を示す。図２は、アーム３２が、ピボット３４が収容されるボアを含む円周ハウジング３６を備えることを示す。ピボット３４は、一対の軸受４０、４１によって軸３８に結合する回転可能スリーブ部材４２を備える。そのため、図２は、スリーブ付きピボットの例を示し、他の適用形態では、ピボットは、スリーブを含まなくてもよい。トレランスリングは、回転可能スリーブ部材４２の外側表面と円周ハウジング３６内に形成されたボアの内側表面との間に適合する。これは、図３でより詳細に示され、軸受４０、４１と実質的に整列した、波またはリッジ２８を有するトレランスリング２０が、回転可能スリーブ部材４２と円周ハウジング３６との間で圧迫されることがわかる。トレランスリング２０は、ばね鋼などの弾性材料の長方形ストリップまたはバンドから形成され、長方形ストリップまたはバンドは、巻かれて、開放リング形状、または、巻かれたストリップの自由端が、あるギャップだけ分離してもよく、または、互いにオーバラップしてもよいループになる。波２８は、ストリップの長さに沿ってプレス成形されるかまたはロール成形される。そのため、トレランスリング２０は、隣り合う波２８の間に未成形領域、また、波２８とストリップの縁部との間に（環状形状の）未成形領域を有する。波２８は、ハウジング３６の内側嵌合表面に接触するように、ストリップから径方向に外側に突出する。同様に、トレランスリング２０の未成形領域は、スリーブ部材４２の外側嵌合表面に接触する。

図３では、回転可能スリーブ部材４２が、軸受４０、４１を分離する一体スペーサ要素４３を備えることが見てわかる。

図４は、図３に示すトレランスリング２０などのトレランスリングが、回転可能スリーブ部材４２の外側表面と円周ハウジング３６内に形成されたボアの内側表面との間で滑るのに十分な抵抗を提供することになるかどうかを判定するのに適する、ある実施形態による装置を示す。装置は、リングゲージ５２およびプラグゲージ５４を含み、リングゲージ５２とプラグゲージ５４との間で、トレランスリング５６が挟まれて、締まりばめが達成される。リングゲージ５２は、全体的に形状が環状である段差プラットフォーム５８上に取り付けられる。プラットフォーム５８は、リングゲージ５２がその中に着座するプラットフォーム５８の上側表面内の環状凹所である座部分６０を有する。座部分６０は、プラットフォーム５８を通してプラグゲージ５４の自由な通過を可能にするのに役立つプラットフォーム５８内の円柱キャビティ６２に、リングゲージの内部ボアが整列するように、リングゲージ５２の下側を支持する。プラットフォーム５８はさらに、座部分６０の周縁の周りに延び、キャビティ６２の上に延在するレッジ６４を含む。レッジ６４は、使用中に、リングゲージ５２に対するトレランスリング５６の軸方向移動を制限するために、トレランスリング５６の端面を支持する。この実施形態では、レッジ６４は、座部分６０の延長部である、すなわち、座部分６０と同一平面上にあり、また、トレランスリング５６を配置するのに役立ち、さらに、組立てプロセス中に相対的な軸移動を防止するためにトレランスリング３６を拘束する円柱リップ６６も含む。

使用時、リングゲージ５２の内部ボア内に拘束されたトラレンスリング５６の予備組立体が形成される。予備組立体は、リングゲージ５２が座部分６０内に着座するようにプラットフォーム５８上に配置される。トレランスリング５６は、図４に示すようにレッジ６４上に着座する。プラグゲージ５４は、その後、その前面５４２（また同様に、プラグゲージの嵌合表面の前縁５４４）が、トレランスリング５６の全軸方向範囲を進行し、トレランスリング５６から出るように、（図４に示すように）垂直に移動する。力計（図示せず）は、プラグゲージ５４を移動させるのに必要とされる軸方向力を測定するために使用される。測定されたこの力は、組立て力として知られる。この実施形態では、組立て力は、一定速度で、かつ、拘束されたトレランスリング５６に対して、予め定められた距離に沿ってプラグゲージ５４を移動させることによって確定される。これは、ハードディスクドライブピボットとアームとの間でトレランスリングを組立てる実際のプロセスを模擬する。他の実施形態では、組立ては、可変速度で実行されてもよく、プラグゲージ（または、リングゲージ）は、対応する速度プロファイルに従って移動されてもよい。本適用形態で提示される結果は、１０００Ｎ負荷セルを有するＭｅｃｍｅｓｉｎ Ｅｍｐｅｒｏｒ Ｍｕｌｔｉｔｅｓｔ １ｉ力計を使用して得られた。

図５のグラフは、プラグゲージ５４のヘッドによって進行される距離に伴う組立て力の変動を示す。対応する部分断面図は、グラフの水平軸に沿う距離が、３列の突出部７０ａ、７０ｂ、および７０ｃを有する拘束されたトレランスリング７０に対するプラグゲージ５４のヘッド５４２、５４４の位置にどのように対応するかを示す。

プラグゲージ５４は、図５に示すトレランスリング７０内に、すなわち、プラグゲージのヘッド５４２、５４４が、第１列の突出部７０ａにわたる中間にあるように、最初に位置決めされた。プラグゲージは、その後、プラグゲージのヘッド５４２、５４４が、トレランスリング７０から突出するまで、（図５に示すように）左から右へ一定速度で移動した。７１および７２に示すピークは、プラグゲージのヘッドが、第２列の突出部７０ｂおよび第３列の突出部７０ｃの前縁に遭遇するときに受けたインパルス力を示す。

初期滑り力を確定する（先に論じた）従来の方法は、最大ピーク組立て力、すなわち、７１に示すピークの頂点に示す力に依存する。組立て力は、プラグゲージのヘッドがトレランスリングの突出部を越えて通過すると、実質的に一定になることができ、ヘッドの移動は、弾性変形、塑性変形、粗さ、および型崩れ（ミスアライメント）の作用などの、プラグゲージのヘッドとこれらの突出部との間の相互作用に関連する因子によってもはや影響されないことが見出された。プラグゲージのヘッドがトレランスリングから突出すると、組立て力が一定のままになることも確認された。本実施形態では、残留組立て力として知られるこの力は、７３に示すグラフの実質的に平坦な領域で測定される。これは、８．５ｍｍと８．６ｍｍとの間の変位で行われる力測定を調査することによって達成される。しかし、組立て力は、プラグゲージのヘッドが第３列で最終列の突出部７０ｃを越えて突出した後に実質的一定になること、および、したがって、残留組立て力は、トレランスリングの端部からの順方向の任意の変位位置を含む、最終列の突出部からの順方向の任意の変位位置において測定されうることが、図５から見てわかる。７１に示す最大ピークは、残留組立て力より５０％高い領域内にあることも図５から見てわかる。

図６は、２０のトレランスリングサンプルについての、（７６に示す）ピーク組立て力および（７８に示す）残留組立て力と、（８０に示す）測定された初期滑り力との比較を示す。ピーク組立て力と初期滑り力との間に存在する相関に比べて、残留組立て力と初期滑り力との間により強い相関が存在することを結果が示す。たとえば、サンプル６は、他のサンプルよりずっと高いピーク組立て力を示すことが見出されたが、初期滑り力および残留組立て力は、通常マージン内にあることが見出された。

図７および８は、残留組立て力と初期滑り力との間の相関が、ピーク組立て力と初期滑り力との間の相関より強いことを立証する。残留組立て力に対してプロットされた初期滑り力を示す図７では、データ点は、かなり強い比例関係を示す最適適合線８２の周りにかたまる。一方、ピーク組立て力に対してプロットされた初期滑り力を示す図８では、データ点は、弱い関係を示すだけである最適適合線８４の周りにまったく広範囲に散散乱する。

図９Ａ〜９Ｄは、トレランスリングの多数のサンプルについて測定された組立て力の変動を示すトレランスバーを示す。ピーク組立て力（図９Ａおよび９Ｂ）についての平均値およびピーク組立て力が変動する可能性がある量は、トレランスリングがパッシベーションされた（図９Ｂ）か、パッシベーションされない（図９Ａ）かに応じて異なる。先に論じたように、この差は望ましくない。その理由は、（アウトオブプロセス（コントロール限界をはずれた）トレランスリングが発見された後、できる限り早急に製造プロセスが調整されうることを保証するために）トレランスリングがパッシベーションされる前にトレランスリングを試験することが好ましいが、測定された組立て力が、パッシベーション後に示される組立て力を示すことを保証することも重要であるからである。

図９Ｃおよび９Ｄは、残留組立て力が、ピーク組立て力と同程度にパッシベーションによって影響を受けないことを示す。残留組立て力についての平均値が、パッシベーション前（図９Ｃ）とパッシベーション後（図９Ｄ）でほぼ同じであるだけでなく、変動の程度が増加しない。

２つの異なる製造プロセスから、トレランスリングのサンプル集合に対するプロセスコントロール方法を適用するとき、残留組立て力が、十分に、予め定められた上方および下方仕様限度内にあることを、本発明者等は見出した。

第１のサンプル集合では、組立て力についてのミーンおよびメジアン平均値は、上方仕様限度と下方仕様限度との間の中間点の周りに集まったが、組立て力データは、望まれる通常の標準分布の周りに均等に分布しなかった。この分布は、Ｐｐｋ（所与のデータサンプルに基づいてプロセスがどれほどうまく実施したかについての尺度を提供するプロセス性能指数（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ））について比較的低い値、１．７８をもたらしたが、Ｃｐｋ（そのターゲットに関して、プロセスがどれほどうまく実施しているか、また、実施し続けることになるかについての尺度を提供するプロセス能力指数（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ））についての高い値、２．４４は、この非標準分布が、将来のサンプリングデータにおいて複製されないこと、したがって、プロセスが十分にコントロールされることを示した。

第２のサンプル集合では、残留組立て力データは、ミーンおよびメジアン平均値の周りに十分に分布したが、これらの平均は、下方仕様限度の方に傾斜した。これは、Ｃｐｋについて比較的低い値、１．４２およびＰｐｋについて比較的低い値、１．１１をもたらしたが、これらの値が、大きさが類似しているということは、プロセスがコントロール下にあること、しかし、平均性能をターゲット（すなわち、上方仕様限度と下方仕様限度との間の中間点）に整列させるために調整が必要であることを示す。

Claims (12)

1. トレランスリングを製造するプロセスコントロールの方法であって、
   （ａ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドを備えるトレランスリングを、内側および外側コンポーネントの一方に対して拘束するステップと、
   （ｂ）前記トレランスリングの突出部を、前記内側コンポーネントと前記外側コンポーネントとの間で圧迫するために、前記拘束されたトレランスリングに対して前記内側または外側コンポーネントの他方を軸方向に移動させるステップと、
   （ｃ）前記内側または外側コンポーネントの移動を、前記突出部を越えてそれぞれ継続するステップと、
   （ｄ）ステップ（ｃ）において前記継続した移動を達成するために必要とされる力を測定するステップと、
   （ｅ）トレランスリングを製造するプロセスコントロールのためにステップ（ｄ）で測定された力データから残留組立て力を確定し、残留組立て力と初期滑り力との間の予め定められた相関を使用して、それにより、前記残留組立て力が、予め定められた限度内で初期滑り力に相当しているかどうかを判定するステップと
   を含む方法。
2. （ｄ’）複数のサンプルトレランスリングのそれぞれについてステップ（ａ）〜（ｄ）を繰返すステップを
   さらに含み、ステップ（ｅ）は、トレランスリングを製造するプロセスコントロールのために前記サンプルトレランスリングのそれぞれについてステップ（ｄ）で測定された力データからの残留組立て力を使用することを含む請求項１に記載の方法。
3. ステップ（ｅ）は、前記サンプルトレランスリングのそれぞれについてステップ（ｄ）で測定された力データからの残留組立て力に関して統計解析を実施することを含む請求項２に記載の方法。
4. ステップ（ｅ）は、前記サンプルトレランスリングのそれぞれについてステップ（ｄ）で測定された力データからの残留組立て力を含む、プロセスコントロールチャートを集計することを含む請求項３に記載の方法。
5. ステップ（ｄ）で測定された力データは、一定速度でのステップ（ｃ）の前記継続した移動を達成するために必要とされる力である請求項１に記載の方法。
6. ステップ（ｅ）にて残留組立て力を確定することは、ステップ（ｄ）で測定された力データから平均力または最良適合力を計算することを含む請求項１に記載の方法。
7. ステップ（ｂ）で移動される前記内側または外側コンポーネントは、前記移動中に、前記トレランスリングに接触しかつそれに対して滑る嵌合表面を含み、ステップ（ｃ）は、前記内側または外側コンポーネントの進行方向に前記突出部を越えて前記嵌合表面の前縁が突出するように、前記内側または外側コンポーネントの移動をそれぞれ継続することを含む請求項１に記載の方法。
8. トレランスリングを製造する方法であって、
   （ａ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドをそれぞれ備えるトレランスリングを製造プロセスに従って製造するステップと、
   （ｂ）ステップ（ａ）で製造されたトレランスリングから、サンプル製造されたトレランスリングを選択するステップと、
   （ｃ）トレランスリングから径方向に突出する複数の突出部を有する弾性材料の環状バンドを備えるトレランスリングを、内側および外側コンポーネントの一方に対して拘束するステップと、
   （ｄ）前記トレランスリングの突出部を、前記内側コンポーネントと前記外側コンポーネントとの間で圧迫するために、前記拘束されたトレランスリングに対して前記内側または外側コンポーネントの他方を軸方向に移動させるステップと、
   （ｅ）前記内側または外側コンポーネントの移動を、前記突出部を越えてそれぞれ継続するステップと、
   （ｆ）移動を継続するために必要とされる力を測定し、トレランスリングを製造するプロセスコントロールのために測定された力データからの残留組立て力を確定するステップと、
   （ｇ）前記継続した移動を達成するために必要とされる前記測定された力が予め定められた限度外である場合、前記トレランスリング製造プロセスを修正するステップと
   を含む方法。
9. プロセスコントロール装置であって、
   最も外側の嵌合表面を有するプラグゲージと、
   トレランスリングを拘束するために最も内側の嵌合表面を有するボアを有するリングゲージであって、前記プラグゲージは前記ボア内に収容されることができる、リングゲージ、および、前記リングゲージを支持し、また、前記ボアの端部に整列したキャビティを有し、前記プラグゲージがトレランスリングの全軸方向範囲を進行し、前記ボアから突出する場合、前記プラグゲージを収容するサイズに作られたベースを含むリング支持部材と、
   前記リングゲージの前記ボアを通して前記プラグゲージを移動させるのに必要とされる力を測定するように配列された力計と
   を含むプロセスコントロール装置。
10. 前記プラグゲージは前記ボア内に収容される場合、前記プラグゲージの前記最も外側の嵌合表面および前記ボアの前記最も内側の嵌合表面は、トレランスリングを収容し、圧迫するための環状空間を画定する請求項９に記載のプロセスコントロール装置。
11. 前記リング支持部材は、前記ボアに対する前記トレランスリングの軸方向移動を制限する遮断要素を備える請求項１０に記載のプロセスコントロール装置。
12. 前記遮断要素は、前記ボアの前記最も内側の嵌合表面から径方向に内側に突出する１つまたは複数の部材を備える請求項１１に記載のプロセスコントロール装置。
    

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