JP6329873B2 - ディスク装置用サスペンションのためのフレキシャ連鎖シート - Google Patents

Description

この発明は、ディスク装置用サスペンションのフレキシャの製造に使用されるディスク装置用サスペンションのためのフレキシャ連鎖シートに関する。

パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に、ハードディスク装置（ＨＤＤ）が使用されている。ハードディスク装置は、スピンドルを中心に回転する磁気ディスクと、ピボット軸を中心に旋回するキャリッジなどを含んでいる。キャリッジのアームに、ディスク装置用サスペンション（これ以降、単にサスペンションと称する）が設けられている。サスペンションは、ロードビーム(load beam)と、ロードビームに重ねて配置されるフレキシャ(flexure)などを有している。フレキシャの先端付近に形成されたジンバル部にスライダを含む磁気ヘッドが取付けられている。磁気ヘッドには、データの読取りあるいは書込み等のアクセスを行なうための素子が設けられている。これらロードビームとフレキシャなどによってヘッドジンバルアセンブリが構成されている。

前記フレキシャは、要求される仕様に応じて様々な形態のものが実用化されている。その一例として配線付フレキシャ(flexure with conductors)が知られている。配線付フレキシャは、薄いステンレス鋼板からなるメタルベースと、このメタルベース上に形成されたポリイミド等の電気絶縁材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された複数の導体などを含んでいる。該フレキシャは、ロードビームに重なる基部と、ベースプレートの後方に延出するテール部（フレキシャテール）とを含んでいる。

従来より、フレキシャの生産効率を高めるための１つの手段として、例えば特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、１枚のステンレス鋼板をエッチングすることによって、同一形状の多数のフレキシャ要素を有するフレキシャ連鎖シートを製造することが行なわれている。フレキシャ連鎖シートの一例は、複数のフレームユニットをフレキシャ要素の長さ方向に接続することによって構成されている。各フレームユニットは、それぞれ、枠部と、枠部の内側に所定ピッチで配置された多数のフレキシャ要素とによって構成されている。

特許第５，２７３，２７１号公報 特許第５，３６５，９４４号公報

前記フレキシャ連鎖シートの枠部は、フレキシャ要素の長さ方向に沿う一対の縦枠と、フレキシャ要素の幅方向に沿う一対の横枠とを有しているのが通例である。これら縦枠あるいは横枠には、フレキシャの製造工程においてフレキシャ連鎖シートを位置決めする際に使用する位置決め孔が複数個所に形成されていることがある。例えば位置決め孔が横枠に形成されている場合には、横枠の幅（横枠の長さ方向に対し直角な方向の寸法）を位置決め孔の外径よりも大きくする必要がある。しかし横枠の幅が大きいと、その分、フレキシャ連鎖シートの長さが大きくなる。横枠の幅を小さくするには位置決め孔を小さくすればよいが、その場合には位置決めピンも小さくしなければならない。位置決めピンを小さくするには限界がある。

フレキシャの製造工程で使用される装置や治具によっては、１枚のフレキシャ連鎖シートのサイズ（外形寸法）が制限されることがある。このためフレキシャ連鎖シートの長さが少しでも大きいと、１枚のフレキシャ連鎖シートに形成することができるフレームユニットの数を１つ減らさなければならない。１つのフレームユニットには、エッチングによって形成された多数（数十から数百）のフレキシャ要素が所定ピッチで配置されているため、フレームユニットを１つ減らすと、多数のフレキシャが一度に減ることになる。このためフレキシャの生産効率が大幅に低下するという問題が生じる。

従ってこの発明は、フレームユニットの枠部を小形化することができることにより、フレキシャの長さが多少大きくなってもフレームユニットの数を減らさずに済むディスク装置用サスペンションのためのフレキシャ連鎖シートを提供することにある。

本発明は、ディスク装置用サスペンションのためのフレキシャ連鎖シートであって、エッチングされたメタルベースを有する複数のフレームユニットを備えている。これらフレームユニットは、それぞれ、各フレームユニットの周囲に形成された枠部と、該枠部の内側に所定ピッチで配置された複数のフレキシャ要素とを備えている。前記枠部は、前記フレキシャ要素の長さ方向に延びる第１の縦枠および第２の縦枠と、前記フレキシャ要素の幅方向に延びる第１の横枠および第２の横枠とを含む。また前記長さ方向に隣り合う前記フレームユニットのうち一方のフレームユニットの前記第１の横枠と他方のフレームユニットの前記第２の横枠との間にこれら横枠に沿って形成され、第１の開口幅を有したスリットと、前記一方のフレームユニットの前記第１の横枠に形成され、前記第１の横枠と他方のフレームユニットの前記第２の横枠とをつなぎかつカッタによって剪断される切断予定部を有した接続部と、前記接続部の両側に形成され前記第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有し前記カッタの挿入を許容する凹部とを具備している。

１つの実施形態では、前記第１の横枠の前記接続部および前記凹部と異なる位置に、第１の位置決め孔が形成されている。また前記接続部が前記枠部の幅方向に間隔を存して少なくとも２箇所に形成され、これら接続部間に前記第１の位置決め孔が形成されていてもよい。前記フレキシャ要素のテール部後端がそれぞれ前記第１の横枠によって互いにつながれていてもよい。前記第２の横枠の一例は、前記複数のフレキシャ要素の先端部を互いにつなぐ先端連鎖部からなる。この先端連鎖部に第２の位置決め孔が形成されていてもよい。

本発明によれば、１枚のフレキシャ連鎖シートを構成する複数のフレームユニットの枠部の横枠を小形化することができるため、フレキシャの長さが多少大きくなっても、１枚のフレキシャ連鎖シートに形成されるフレームユニットの数を減らさずに済む。このためフレキシャ連鎖シートを用いてフレキシャを製造する場合に、より多くのフレキシャ要素を有するフレキシャ連鎖シートを用いることができ、フレキシャの生産を効率良く行なうことができる。

ディスク装置の一例を示す斜視図。 図１に示されたディスク装置の一部の断面図。 サスペンションの一例を示す平面図。 図３に示されたサスペンションのフレキシャの平面図。 １つの実施形態に係るフレキシャ連鎖シートの一部の平面図。 図５に示されたフレキシャ連鎖シートの一部の拡大図。 図５に示されたフレキシャ連鎖シートのフレームユニット同士が切り離された状態の平面図。 図５に示されたフレームユニットの一部とカッタの一例を示す斜視図。 他の実施形態に係るカッタとフレームユニットの一部を示す斜視図。

以下に１つの実施形態に係るフレキシャ連鎖シートについて、図１から図８を参照して説明する。
図１に示すハードディスク装置（ＨＤＤ）１０は、ケース１１と、スピンドル１２を中心に回転するディスク１３と、ピボット軸１４を中心に旋回可能なキャリッジ１５と、キャリッジ１５を旋回させるためのポジショニング用モータ１６を有している。ケース１１は蓋（図示せず）によって密閉される。

図２はディスク装置１０の一部を模式的に示す断面図である。キャリッジ１５にアーム１７が設けられている。アーム１７の先端部に、ディスク装置用サスペンション２０（これ以降、単にサスペンション２０と称する）が取付けられている。サスペンション２０の先端に、磁気ヘッドとして機能するスライダ２１が設けられている。ディスク１３が高速で回転することにより、ディスク１３とスライダ２１との間にエアベアリングが形成される。

キャリッジ１５がポジショニング用モータ１６によって旋回すると、サスペンション２０がディスク１３の径方向に移動することにより、スライダ２１がディスク１３の所望トラックまで移動する。スライダ２１には、ディスク１３にデータを記録するための磁気コイルと、ディスク１３に記録されたデータを読取るためのＭＲ（Magneto Resistive）素子などが設けられている。ＭＲ素子は、ディスク１３に記録された磁気信号を電気信号に変換する。

図３はサスペンション２０の一例を示している。サスペンション２０は、ベースプレート３０と、ロードビーム３１と、ヒンジ部３２と、配線付フレキシャ(flexure with conductors)４０とを備えている。これ以降、配線付フレキシャ４０を単にフレキシャ４０と称する。ベースプレート３０のボス部３０ａは、キャリッジ１５のアーム１７（図１と図２に示す）に固定される。

図４はフレキシャ４０を示している。フレキシャ４０は、ロードビーム３１（図３に示す）と重なる基部４０ａと、基部４０ａからベースプレート３０の後方（図３に矢印Ｒで示す方向）に延びるテール部４０ｂとを含んでいる。フレキシャ４０の基部４０ａは、レーザ溶接等の固定手段によってロードビーム３１に固定される。フレキシャ４０の先端部４０ｃ付近にタング４１が形成されている。タング４１にスライダ２１（図２と図３に示す）が取付けられている。テール部４０ｂに複数のテール電極４２が形成されている。

図５は、フレキシャ４０の製造過程で使用されるフレキシャ連鎖シート５０の一部を示す平面図である。図６は、フレキシャ連鎖シート５０の一部を拡大した拡大図である。フレキシャ連鎖シート５０は、複数のフレームユニット５１_１〜５１_ｎを含んでいる。これらフレームユニット５１_１〜５１_ｎは、１枚の金属板（例えばステンレス鋼の板）をエッチングしてなるメタルベース６５からなる枠部６０と、枠部６０の内側に所定ピッチで並ぶ複数（数十〜数百）のフレキシャ要素４０´とを有している。金属板の一例はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、厚さの一例は１８μｍ（１２〜２５μｍ）である。

各フレームユニット５１_１〜５１_ｎは、それぞれ、各フレームユニット５１_１〜５１_ｎの周囲に形成された枠部６０と、枠部６０の内側に所定ピッチで配置された多数（数十〜数百個）のフレキシャ要素４０´とを備えている。フレキシャ要素４０´は、前記ステンレス鋼の板をエッチングしてなるメタルベース６５と、メタルベース６５上に形成された配線部６６とを有している。配線部６６は、メタルベース６５上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形成された銅からなる複数本の導体と、これら導体を覆う電気絶縁性のカバー層を含んでいる。

枠部６０は、フレキシャ要素４０´の長さ方向（図５において矢印Ｘで示す方向）に延びる第１の縦枠７１および第２の縦枠７２と、フレキシャ要素４０´の幅方向（図５において矢印Ｙで示す方向）に延びる第１の横枠７５および第２の横枠７６とを含んでいる。これら一対の縦枠７１，７２と横枠７５，７６とによって、各フレームユニットの全周にわたって連続する枠部６０が形成されている。各フレームユニットごとに、フレキシャ要素４０´のテール部４０ｂの後端４０ｄが第１の横枠７５によって互いにつながれている。

フレキシャ連鎖シート５０の長さ方向（図５において矢印Ｘで示す方向）に隣り合うフレームユニット５１_１，５１_２間に、スリット８０と、接続部８１と、凹部８２，８３とが形成されている。スリット８０は、第１の開口幅Ｇ１（図６に示す）を有している。スリット８０は、一方のフレームユニット５１_１の第１の横枠７５と他方のフレームユニット５１_２の第２の横枠７６との間に形成され、横枠７５，７６に沿う方向に延びている。

接続部８１と凹部８２，８３とは、第１の横枠７５に形成されている。接続部８１は、一方のフレームユニット５１_１の第１の横枠７５と他方のフレームユニット５１_２の第２の横枠７６とを互いにつないでいる。接続部８１は、枠部６０の幅方向（図５に矢印Ｙで示す方向）に間隔を存して少なくとも２箇所に形成されている。これら接続部８１は、それぞれカッタ９０（図８に示す）によって切断される切断予定部９１を有している。

接続部８１の両側に凹部８２，８３が形成されている。凹部８２，８３は、それぞれ第２の開口幅Ｇ２を有している。第２の開口幅Ｇ２は、第１の開口幅Ｇ１よりも大きい。しかも第２の開口幅Ｇ２はカッタ９０の厚さＴ（図８に示す）よりも大きい。第１の開口幅Ｇ１はカッタ９０の厚さＴよりも小さい。すなわち凹部８２，８３は、カッタ９０の挿入を許容する形状と大きさを有している。

さらに第１の横枠７５には、接続部８１とは異なる位置に円形の第１の位置決め孔１００が形成されている。第１の横枠７５の幅Ｗ１（図６と図７に示す）は、第１の位置決め孔１００の外径よりも大きい。ここで言う幅Ｗ１は、第１の横枠７５の長さ方向と直角な方向の幅寸法である。フレキシャ４０の製造工程において、フレキシャ連鎖シート５０を所定位置に保持するために、第１の位置決め孔１００に第１の位置決めピンが挿入されてもよい。

第２の横枠７６は、各フレームユニットごとに形成されたフレキシャ要素４０´の先端部４０ｃ同士をつなぐ先端連鎖部１１０からなる。この先端連鎖部１１０（第２の横枠７６）には、枠部６０の幅方向（図５に矢印Ｙで示す方向）に間隔を存して、各フレキシャ要素４０´ごとに第２の位置決め孔１２０が形成されている。

第２の横枠７６の幅Ｗ２（図６と図７に示す）は、第２の位置決め孔１２０の外径よりも大きい。ここで言う幅Ｗ２は、第２の横枠７６の長さ方向と直角な方向の幅寸法である。フレキシャ４０の製造工程において、フレキシャ要素４０´を所定位置に保持するために、第２の位置決め孔１２０に第２の位置決めピンが挿入されてもよい。

図８は、接続部８１を切断するためのカッタ９０とフレキシャ連鎖シート５０の一部を示している。カッタ９０の一例は、一対のヒール１３０，１３１と、ヒール１３０，１３１間に形成された刃１３２とを有している。接続部８１を切断する際に、ヒール１３０，１３１が凹部８２，８３に挿入され、刃受治具によって支持された状態のもとで接続部８１が刃１３２によって切断（剪断）される。

なお、図９に示す他の実施形態のカッタ９０´のように、片側にヒール１３０を有する片ヒールタイプのカッタ９０´によって、接続部８１を切断してもよい。また、ヒールを有さないカッタによって、接続部８１を剪断してもよい。

本実施形態のフレキシャ連鎖シート５０は、枠部６０の第１の横枠７５に、接続部８１と、カッタ挿入用の凹部８２，８３と、位置決め孔１００とが形成されている。接続部８１と凹部８２，８３とは、位置決め孔１００とは異なる箇所において、第１の横枠７５の幅Ｗ１（図６と図７に示す）の内側に入り込むように形成されている。

このため本実施形態のフレキシャ連鎖シート５０は、スリット８０の開口幅Ｇ１がカッタ９０の厚さＴ（図８に示す）よりも小さくても、カッタ挿入用の空間を凹部８２，８３によって確保することができ、しかもカッタのための切断しろを凹部８２，８３間の接続部８１によって確保することができた。

これに対し従来のフレキシャ連鎖シートは、互いに隣り合う一対の横枠間の全長にわたってカッタの厚さよりも広いスリットとブリッジ状の接続部とが交互に形成され、前記スリットに挿入されるカッタによって、接続部が切断されていた。このため位置決め孔を有する横枠の場合には、横枠の幅（横枠の長さ方向と直角な方向の幅寸法）を小さくすることに限界があることに加えて、前記スリットの幅も大きいことにより、枠部の外形（特に長さ）が比較的大きかった。

フレキシャの製造工程で使用する装置や治具によっては、１枚のフレキシャ連鎖シートのサイズ（外形寸法）が制限されることがある。その場合、フレキシャ連鎖シートの長さが少しでも許容値を越えると、１枚のフレキシャ連鎖シートに形成することのできるフレームユニットの数を１つ減らさなければならない。１つのフレームユニットには、エッチングによって形成された数十から数百個のフレキシャ要素が所定ピッチで配置されているため、フレームユニットを１つ減らすと、数十から数百個のフレキシャが一度に減ることになる。このためフレキシャの生産効率が大幅に低下するという問題が生じる。

しかるに本実施形態のフレキシャ連鎖シート５０によれば、フレキシャの仕様変更などによってフレキシャ要素の長さが多少大きくなっても、１枚のフレキシャ連鎖シート５０の許容寸法内で従来と同等の数のフレームユニットを確保することができるため、フレキシャ要素４０´の数が減ることを回避できる。すなわち１枚のフレキシャ連鎖シート５０に多数のフレキシャ要素４０´を形成することができ、フレキシャ４０を効率良く生産することができる。

なお本発明を実施するに当たり、フレキシャやフレキシャ要素の具体的な形状をはじめとして、フレームユニットやフレキシャ要素の数および配置、スリットや接続部、凹部の形状など、フレキシャ連鎖シートを構成する各要素を種々に変形して実施できることは言うまでもない。またフレキシャ連鎖シートの縦方向だけでなく幅方向にも複数のフレームユニットが連なっていてもよい。

１０…ディスク装置（ＨＤＤ）、２０…サスペンション、４０…フレキシャ、４０´…フレキシャ要素、４０ｂ…テール部、４０ｃ…先端部、４０ｄ…テール部後端、５０…フレキシャ連鎖シート、５１_１〜５１_ｎ…フレームユニット、６０…枠部、６５…メタルベース、７１…第１の縦枠、７２…第２の縦枠、７５…第１の横枠、７６…第２の横枠、８０…スリット、８１…接続部、８２，８３…凹部、９０…カッタ、９１…切断予定部、１００…第１の位置決め孔、１１０…先端連鎖部、１２０…第２の位置決め孔、Ｇ１…第１の開口幅、Ｇ２…第２の開口幅。

Claims (6)

1. エッチングされたメタルベースを有する複数のフレームユニットからなり、
   前記各フレームユニットは、それぞれ、各フレームユニットの周囲に形成された枠部と、該枠部の内側に所定ピッチで配置された複数のフレキシャ要素とを備え、
   前記枠部は、前記フレキシャ要素の長さ方向に延びる第１の縦枠および第２の縦枠と、前記フレキシャ要素の幅方向に延びる第１の横枠および第２の横枠とを含み、かつ、
   前記長さ方向に隣り合う前記フレームユニットのうち一方のフレームユニットの前記第１の横枠と他方のフレームユニットの前記第２の横枠との間にこれら横枠に沿って形成され、第１の開口幅を有したスリットと、
   前記一方のフレームユニットの前記第１の横枠に形成され、前記第１の横枠と他方のフレームユニットの前記第２の横枠とをつなぎ、かつ、カッタによって剪断される切断予定部を有した接続部と、
   前記接続部の両側に形成され、前記第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有し、前記カッタの挿入を許容する凹部と、
   を具備したことを特徴とするディスク装置用サスペンションのためのフレキシャ連鎖シート。
2. 前記第１の横枠の前記接続部および前記凹部と異なる位置に、第１の位置決め孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシャ連鎖シート。
3. 前記接続部が前記枠部の幅方向に間隔を存して少なくとも２箇所に形成され、これら接続部間に前記第１の位置決め孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフレキシャ連鎖シート。
4. 前記フレキシャ要素のテール部後端がそれぞれ前記第１の横枠によって互いにつながれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシャ連鎖シート。
5. 前記第２の横枠が前記複数のフレキシャ要素の先端部を互いにつなぐ先端連鎖部からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシャ連鎖シート。
6. 前記先端連鎖部に第２の位置決め孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフレキシャ連鎖シート。

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