JPH0685269B2 - 円板の組立装置および組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 スピンドルハブの外周に、情報の記録媒体などとして用
いられる円板を自動的に組み立て、実装する装置および
方法に関し、 磨耗粉が発生しないように、かつ簡易な装置で自動的に
実装できる円板の組立装置および組立方法を実現するこ
とを目的し、 円板の中央の取り付け穴が面取りされており、この取り
付け穴に、スピンドルのハブなどのような軸部を挿入す
ることで、円板を該軸部に実装する装置であって、 予め位置決めされている軸部の上方に、開閉アームを配
設し、該開閉アームの互いに対向する位置に、円板の外
周縁を載置支持する支持爪を設け、該支持爪の先端上面
を、円板の下面が面接触しないように、ゆるい傾斜面と
したこと、 前記の開閉アームは、鉛直方向に上下動可能に昇降機構
に連結されていること、 を特徴とする構成とする。

また、この装置を用いて、前記の支持爪の傾斜面の上
に、円板とスペーサ・リングを交互に積層した後、 該支持爪を下降させ、各円板およびスペーサ・リングの
取り付け穴に、軸部を嵌入させ、 次いで支持爪を更に下降させた後、開放して、元の待機
位置まで上昇させ、かつ傾斜面に円板を載置可能な状態
まで、支持爪を閉じることで、各円板およびスペーサ・
リングを一斉に実装する。

〔産業上の利用分野〕

磁気ディスク装置は、スピンドルハブの外周に、磁性膜
を有する円板（磁気記録媒体）とスペーサ・リングを交
互に重ねて固定した構造になっている。本発明は、この
ように、スピンドルハブの外周に、情報の記録媒体など
として用いられる円板を自動的に組立て・実装する装置
および方法に関する。

〔従来の技術〕

第５図は磁気ディスク装置の円板実装部の断面図であ
る。磁気ディスク装置のケーシング１に挿通支持された
スピンドル２の内端に、ハブ３が固定され、外端に駆動
モータＭが連結されている。

スピンドルハブ３の外周には、下端のフランジ４の上
に、円板５とスペーサ・リング６が交互に積層され、円
盤状のクランパ７で、ハブ３上にネジ締め固定されてい
る。

モータＭによって、スピンドル２を駆動することで、円
板５…を高速回転させ、磁気ヘッド９により、情報の記
録／再生が行なわれる。

ところで、ハブ３の外周に、円板５およびスペーサ・リ
ング６を実装できるように、円板５およびスペーサ・リ
ング６の内周と、ハブ３の外周との間に、0.05mm程度の
微小隙間が設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この隙間は、円板およびスペーサ・リングの組立上必要
であり、小さすぎると、円板およびスペーサ・リングを
ハブ３の外周に挿入することが困難となる。逆に大きす
ぎると、円板およびスペーサ・リングの芯ズレが大きく
なり、円板５…の回転時のダイナミック・バランスがく
ずれる。

そのため、この隙間は可能な限り小さくするが、その結
果、円板およびスペーサ・リングをハブ３の外周に挿入
する際に、第６図に示すように、円板およびスペーサ・
リングの内周縁5i、6iとハブ３の外周面が擦れて、磨耗
粉10が発生する。この磨耗粉10が、下側の円板５上に積
もり、磁気ヘッド９の浮上に影響を及ぼし、またヘッド
クラッシュ等の誘因となる。

特に、ハブ３の材料として、軽量化のためにアルミニウ
ムなどのような軟質のものを使用するので、磨耗粉が発
生し易い。

このような問題は、円板実装を人手で行なう場合も、ま
たハンドリングロボットで自動的に行なう場合も、共通
して発生する。すなわち、人手で行なう場合は、円板５
の内周をハブ３に無接触で挿入することは不可能に近
く、また接触したときは、人手による力が作用し擦るた
め、磨耗粉の発生は避けられない。

ハンドリングロボットで行なうときは、ロボットおよび
そのハンド部の位置決め精度のみに依存する方法と、ロ
ボットのハンド部に力制御機構を装備して、はめあい時
の力抵抗を制御する方法などが知られている。

このようにハンドリングロボットで直接にかつ自動的に
円板実装する場合であっても、無接触で挿入することは
不可能に近く、力制御機構がついていたとしても、ハン
ドリングロボットによる力が作用するため、擦れによる
磨耗粉の発生を防止することはできない。特に、ハンド
リングロボットで直接にかつ自動的に円板実装する場合
は、極めて高い精度が要求されるので、装置が大掛かり
となり、しかもコスト高となる。

本発明の技術的課題は、円板を組み立てる際のこのよう
な問題を解消し、磨耗粉が発生しないように、かつ簡易
な装置で自動的に実装できる円板の組立装置および組立
方法を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は請求項１に記載の円板の組立装置の基本原理を
説明する断面図である。５は円板、３は該円板５が実装
される軸部（ハブ）である。この円板５は、その中央の
取り付け穴13の内周縁が、13a、13bで示すように、面取
りされている。そして、この面取りされた取り付け穴13
に、スピンドル等のハブ３を挿入することで、円板５が
該ハブ３に実装される。

本発明の円板の組立装置は、予め位置決めされているハ
ブ３の上方に、開閉アーム11a、11bを配設し、該開閉ア
ーム11a、11bの互いに対向する位置に、円板５の外周縁
を載置支持する支持爪12a、12bを設けてある。

該支持爪12a、12bの先端上面は、円板５の下面5aが面接
触しないように、ゆるい傾斜面14となっている。

また、前記の開閉アーム11a、11bは、鉛直方向に上下動
可能に、昇降機構に連結されている。

請求項２に記載の円板の組立方法の発明は、第１図の装
置の支持爪12a、12bの傾斜面14の上において、円板５
と、各円板５間に挾持するスペーサ・リング６とを交互
に積層し載置する。

次いで、該支持爪12a、12bを、昇降機構によって下降さ
せ、交互に積層されている円板５とスペーサ・リング６
に、軸部３を順次嵌入させていく。すべての円板５およ
びスペーサ・リング６に軸部３が入り込み、嵌入が終了
すると、支持爪12a、12bがさらに下降した後、開閉アー
ム11a、11bが開放し、次いで昇降機構によって支持爪12
a、12bが元の位置まで上昇し、かつ再び支持爪12a、12b
が閉じて、傾斜面14上に円板５の外周縁を載置可能の状
態となって、円板５およびスペーサ・リング６が積層さ
れるのを待機する。

〔作用〕

この円板組立装置で、円板５をハブ３に実装するには、
まず（ａ）に示すように、支持爪12a、12bが上昇しかつ
閉じた状態で、待機している。

この状態の支持爪12a、12bの上に、ハンドロボットのハ
ンド部17によって、円板５を吸着し移送して、支持爪12
a、12bの上に載置する。（ｂ）は、このようにして、円
板５が支持爪12a、12bの上に載置された状態である。

次に開閉アーム11a、11bが、図示されていない昇降機構
によって下降すると、（ｃ）に示すように、ハブ３の上
端が、円板５の取り付け穴13にちょうど入り込む。この
とき、ハブ３と取り付け穴13の中心が正確に一致してい
ないために、ハブ３の上端が、取り付け穴13にぴったり
入らない場合は、ハブ３の上端外周縁3aに、円板５の内
周縁の面取り部13aが当接する。このように、斜めにな
った面取り部13aが、ハブ３の上端外周縁3aに当接した
後、支持爪12a、12bがさらに下降すると、円板５の自重
によって、円板５の面取り部13aが、ハブ上端外周縁3a
を滑り降り、自動的にセンタリングされて、取り付け穴
13にハブ３の上端が入り込む。

このとき、円板５は、支持爪12a、12bの上において、水
平方向にわずかに移動するが、支持爪12a、12bの先端上
面は、ゆるい傾斜面14となっている。そのため、円板５
は、その下面5aを傷つけることなしに、円滑に水平移動
して、取り付け穴13の中心がハブ３の中心とほぼ一致
し、センタリングされる。

こうして、円板５の取り付け穴13にハブ３が入り込む
と、後は円板５は、支持爪12a、12b上に支持された状態
で、鉛直方向に下降する。そして、（ｄ）に示すよう
に、円板５がハブ３の下端まで下降し停止すると、支持
爪12a、12bのみが、さらに下降し、円板５から離れる。

次に（ｅ）に示すように、支持爪12a、12bが開いて、先
端の間隔Ｗは円板５の外径Ｄにより大きくなった状態
で、昇降機構によって、（ａ）に示す元の状態まで上昇
する。そして支持爪12a、12bの間隔が、円板５の外径Ｄ
より小さくなるまで、閉じられる。この状態で、（ａ）
（ｂ）に示すように、円板５が下降載置されると、円板
５の外周縁が支持爪12a、12bの傾斜面14上に載置され
る。

円板５の外周縁にも面取り部15a、15bが有る場合は、下
側の面取り部15aと円板下面5aとの間のエッジ部16が傾
斜面14に当接し載置される。

このように本発明装置によれば、円板５を下降させた際
に、円板５とハブ３の中心が一致してない場合は、円板
５は、その自重で、取り付け穴13の面取り部13aが滑り
降りることで、取り付け穴13中にハブ３が入り込む。ま
た、取り付け穴13にハブ３が嵌入した後も、支持爪12
a、12bが鉛直方向に下降することで、円板５は支持爪12
a、12bで水平に支持されたまま下降するので、途中でハ
ブ３に引っ掛かったりすることなく、円滑に下降する。

このように、円板５の自重で嵌め込んだ後、下降するの
で、従来の手作業やハンドリングロボットで嵌め込み、
下降させるときのように、強い力が作用することはな
く、強く擦れることで磨耗粉が発生するようなこともな
い。

また、円板５の面取り部13aが、自重で滑り降りること
で、ハブ３が取り付け穴13に嵌入する際に、円板５は幾
分水平方向に移動するが、支持爪12a、12bの先端上面
に、ゆるい傾斜面14があるため、円板５の下面5aを支持
爪12a、12bと面接触させることなしに、水平移動でき
る。

しかも、支持爪12a、12bを有し、開閉動作する開閉アー
ム11a、11bを、昇降機構により、鉛直方向に上下動可能
に支持するだけで足りるので、装置の構成が簡単で、安
価に実現できる。

なお、円板５を、ハンドリングロボットで移送して来
て、支持爪12a、12bの上に載置するときは、少なくとも
円板５の取り付け穴13の面取り部13aに、ハブ３の上端
縁が入り込める程度の粗い位置出しが行なわれる。この
粗い位置出しは、円板５の±0.5mm以内の精度で載置す
ることによって可能であるが、市販のハンドリングロボ
ットは、±0.05mm程度の精度を有しているので、充分余
裕をもって、位置出しできる。

請求項２の円板の組立方法の発明では、支持爪12a、12b
の上に、予め円板５とスペーサ・リング６を交互に積層
した状態において、各円板５…およびスペーサ・リング
６…を一斉に下降させて、各円板５…およびスペーサ・
リング６…に、軸部３を嵌入させていく。

このとき、各円板５…およびスペーサ・リング６…の中
心と軸部３の中心がぴったり一致していないときは、円
板５の面取り部13aおよびスペーサ・リング６の面取り
部18aが、軸部３の上端縁3aを自重で滑り降りること
で、センタリングされ、円滑に嵌入できる。

また、このように、予め円板５…およびスペーサ・リン
グ６…を支持爪12a、12b上に積層載置した状態で、一斉
に下降させるので、各円板５…およびスペーサ・リング
６…が、軸部３の外周壁に接する際に磨耗粉が発生した
としても、スペーサ・リング６に遮られて、円板５上に
落下することはなく、各円板５…およびスペーサ・リン
グ６…と軸部３との間に閉じ込められた状態となる。そ
のため、従来のように、磨耗粉が円板５上に落下して、
ヘッドクラッシュなどの誘因となる恐れがない。

〔実施例〕

次に本発明による円板の組立方法が実際上どのように具
体化されるかを実施例で説明する。第２図は本発明方法
の第一実施例を示す断面図である。この実施例は、第５
図に示すように円板５とスペーサ・リング６を交互に重
ねて実装してなる磁気ディスク装置の組み立てに適用し
た例である。

スペーサ・リング６は、ハブ３への取り付け穴18の内周
縁に、面取り部18a、18bを有している。

スペーサ・リング６を実装する場合も、第１図（ａ）で
示すように、支持爪12a、12bが閉じ、かつ上昇した状態
において、支持爪12a、12b上に、まず円板５を移送して
来て載置する。次に、第２図の（ａ）に示すように、前
記の円板５の上に搭載されるスペーサ・リング６を、ハ
ンドリングロボットで移送して来て、前記の円板５の上
に搭載する。

ハンドリングロボットで移送して来て、支持爪12a、12b
の上に載置するときは、円板５およびスペーサ・リング
６の中心と、ハブ３の中心は、円板５の面取り部13aお
よびスペーサ・リング６の取り付け穴18の面取り部18a
に、ハブ３の上端縁が入り込める程度の粗い位置出しが
ハンドリングロボットで行なわれている。

このように、円板５の上にスペーサ・リング６が載置さ
れた状態で、昇降機構が動作して、開閉アーム11a、11b
が下降し、（ｂ）図に示すように、円板５の取り付け穴
13にハブ３の上端を嵌入させる。開閉アーム11a、11bが
さらに下降すると、スペーサ・リング６の取り付け穴18
中に、ハブ３の上端が入り込む。このとき、スペーサ・
リング６の中心とハブ３の中心がぴったり一致していな
い場合は、前記の〔作用〕の欄で、円板５のセンタリン
グに関して説明したのと同じ作用によって、スペーサ・
リング６の下側の面取り部18aが、ハブ３の上端縁を滑
り降りることで、スペーサ・リング６がセンタリングさ
れ、その取り付け穴18中にハブ３が入り込む。

以後、開閉アーム11a、11bが下降すると、円板５および
スペーサ・リング６に、ハブ３が完全に嵌入した状態
で、該円板５およびスペーサ・リング６が水平状態を維
持したまま下降し、（ｃ）に示すように、ハブ３の下端
まで下降し、実装状態となる。

次に開閉アーム11a、11bがさらに下降した後、開放し、
（ａ）に示す元の位置まで上昇してから、再び閉じる方
向に移動し、傾斜面14上に円板５の外周縁が載置可能の
状態となる。そして、（ａ）〜（ｃ）の動作を繰り返す
ことで、第５図に示すように、数枚の円板５とスペーサ
・リング６を交互に積層してなる磁気ディスク装置が組
み立てられる。

第３図は本発明方法の第二の実施例を示す断面図であ
る。第２図は、１枚の円板５の上に１個のスペーサ・リ
ング６を載置した状態で、ハブ３へのはめあいを繰り返
す方法であったが、第３図の実施例は、支持爪12a、12b
上に、すべての円板５…とスペーサ・リング６…を交互
に重ねた状態で、すべて一斉にハブ３に実装する方法で
ある。

すなわち、（ａ）に示すように、支持爪12a、12bが上昇
して待機している状態において、支持爪12a、12bの傾斜
面14上に、最下部の円板５が、ハンドリングロボットで
搬送、載置される。この円板５の上に、１個のスペーサ
・リング６が、ハンドリングロボットで搬送、載置され
る。その上に再び、下側から２枚めの円板５が搬送、載
置される。このような動作の繰り返しで、傾斜面14上
に、円板５とスペーサ・リング６が交互に積層、載置さ
れる。

このように、予め所要数の円板５…およびスペーサ・リ
ング６…を、傾斜面14上に積層、載置した状態におい
て、支持爪12a、12bが下降する。このとき、各円板５…
およびスペーサ・リング６…の取り付け穴13、18中に、
軸部３が順次嵌入していく。

この動作の最中に、円板５…およびスペーサ・リング６
…の中心とハブ３の中心がぴったり一致していない場合
は、取り付け穴13、18の面取り部13a、18aが、ハブ３の
上端縁上を滑り降り、自重でセンタリングされる。

こうして各円板５…およびスペーサ・リング６…が順次
ハブ３に嵌入される。総ての円板５…およびスペーサ・
リング６…を実装終了すると、支持爪12a、12bがさらに
下降した後、矢印方向に開放し、次いで元の上昇位置ま
で、昇降機構によって上昇する。そして、次の円板５を
載置可能なように、支持爪12a、12bが閉じる方向に移動
して、傾斜面14上に円板５が搬送されて来るのを待機す
る。

なお、ハブ３の上端外周縁3aも面取りして、傾斜面とす
れば、円板５…およびスペーサ・リング６…を自重で実
装するのが一層容易になる。

第４図は、本発明の方法で円板の組立を行なう装置の全
容を示す斜視図である。組立装置のベース19上に、ハブ
３を載置すると、該ベース19に取り付けられている流体
シリンダ20のピストンロッド21が進出して、可動当て部
材22が、ハブ３のフランジ４に突き当たり、かつフラン
ジ４を固定当て部材23に押しつけることで、ハブ３が正
確に位置決めされる。

ベース19には、次のようにして、昇降機構が設けられて
いる。すなわち、ベース19に固定されている支柱24に
は、左右２本のガイド軸25、26が鉛直方向に固定されて
おり、両ガイド軸25、26は、ステージ27のガイド軸孔に
挿通されている。また支柱24に回転可能に支持された送
りネジ棒28が、前記のステージ27のメネジ孔に挿通螺合
され、回転操作するためのハンドル29が付いている。

このステージ27に、左右に開閉動作する開閉アーム11
a、11bが、取り付けられている。すなわち、ステージ27
に左右方向のスリットが形成され、該スリットをガイド
にして、開閉アーム11a、11bが左右方向に開閉動作す
る。そして、片方の開閉アーム11aに流体シリンダの本
体30が取り付けられ、他方の開閉アーム11bに、該流体
シリンダのピストンロッド31が取り付けられている。

開閉アーム11a、11bの先端の互いに対向する位置に、円
板５の外周縁を載置支持する支持爪12a、12bを有してい
る。支持爪12a、12bの先端上面は、前記のように円板５
の下面が面接触しないように、ゆるい傾斜面となってい
る。

この装置で、ハブ３に円板５…およびスペーサ・リング
６…を組み立てるには、まず昇降機構のハンドル29を操
作して、ステージ27を上昇状態とし、かつ流体シリンダ
のピストンロッド31を後退させて、開閉アーム11a、11b
が閉じる方向に移動した状態にしておく。次に、ハブ３
が、ベース19上に、前記のようにして位置決め固定され
る。

そして、図示されていないハンドリングロボットによっ
て、まず円板を、支持爪12a、12b上に移送してきて、載
置する。このとき、前記のように、円板５の外周縁が、
支持爪12a、12bの傾斜面14上に当接するように、載置さ
れる。次に、ハンドリングロボットによって、スペーサ
・リングを、前記の円板５上に移送してきて、載置す
る。この状態を、断面図で見ると、第２図の（ａ）のよ
うになる。

同様にして、このスペーサ・リング６の上に、円板５、
スペーサ・リング６というように、ハンドリングロボッ
トで交互に移送して来て、載置する。所要数の円板５…
およびスペーサ・リング６…が載置されると、昇降機構
のハンドル29を操作して、送りネジ棒28を回転させ、ス
テージ27を静かに下降させる。すると、第３図で説明し
たように、円板５…およびスペーサ・リング６…の取り
付け穴13、18中に、下側からハブ３が嵌入していく。最
下部の円板５が、ハブ３のフランジ４に当接するまで、
下降すると、支持爪12a、12b上のすべての円板５…およ
びスペーサ・リング６…が、ハブ３に実装終了する。

ステージ27をさらに下降させ、最下部の円板５から支持
爪12a、12bを離した後、流体シリンダのピストンロッド
31が進出し、開閉アーム11a、11bを開いた状態にする。
次いで、昇降機構のハンドル29を逆方向に操作して、開
閉アーム11a、11bを上昇させた後、流体シリンダのピス
トンロッド31を後退させて、開閉アーム11a、11bを閉じ
る方向に移動させ、次の円板およびスペーサ・リングが
到来するのを待機する。

図示例では、昇降機構は手動操作式になっているが、モ
ータによって自動的に開閉アーム11a、11bを上下動する
ようにしてもよい。また、開閉アーム11a、11bの開閉手
段は、流体シリンダに限られず、支持爪12a、12bの平面
形状や数も、円板を安定して載置できるものであればよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、円板５やスペーサ・リン
グ６の取り付け穴13、18の内周縁の面取り部が、ハブ３
の上端外周縁に当接し、自重で滑り降りることで、円板
５やスペーサ・リング６がセンタリングされるのを利用
して、取り付け穴13、18にハブ３が嵌入するようにして
いる。そのため、円板５やスペーサ・リング６の取り付
け穴内周が、ハブ３に当接し摺動しても、自重程度の摩
擦力しか発生しないので、磨耗粉の発生が少ない。

また、たとえ磨耗粉が発生しても、第３図に示すよう
に、予め支持爪12a、12b上に円板５やスペーサ・リング
６を交互に重ねた後に、一斉にハブ３に実装すれば、磨
耗粉は、スペーサ・リング６でスペーサ・リング６の内
側に閉じ込められ、円板５上に落下しないので、何ら支
障は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による円板の組立装置および組立方法の
基本原理を説明する断面図、 第２図は本発明方法の第一実施例を示す断面図、 第３図は本発明方法の第二実施例を示す断面図、 第４図は円板の組立装置の実施例を示す斜視図、 第５図は本発明の円板の組立装置および組立方法によっ
て組み立てが行なわれる磁気ディスク装置の断面図、 第６図は従来の円板の組立方法を示す断面図である。 図において、３はハブ（軸部）、４はフランジ、５…は
円板（磁気記録媒体）、６…はスペーサ・リング、11
a、11bは開閉アーム、12a、12bは支持爪、13は取り付け
穴、13a、13bは面取り部、14は傾斜面、18は取り付け
穴、18a、18bは面取り部、27はステージ、28は送りネジ
棒をそれぞれ示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円板（５）の中央の取り付け穴（13）が面
   取りされており、この取り付け穴（13）に、スピンドル
   のハブなどのような軸部（３）を挿入することで、円板
   （５）を該軸部に実装する装置であって、 予め位置決めされている軸部（３）の上方に、開閉アー
   ム（11a）（11b）を配設し、該開閉アーム（11a）（11
   b）の互いに対向する位置に、円板（５）の外周縁を載
   置支持する支持爪（12a）（12b）を設け、 該支持爪（12a）（12b）の先端上面を、円板（５）の下
   面が面接触しないように、ゆるい傾斜面としたこと、 前記の開閉アーム（11a）（11b）は、鉛直方向に上下動
   可能に、昇降機構に連結されていること、 を特徴とする円板の組立装置。
2. 【請求項２】円板（５）の中央の取り付け穴（13）が面
   取りされており、また各円板の間に挟持されるスペーサ
   ・リング（６）の中央の取り付け穴（18）が面取りされ
   ており、それぞれの取り付け穴（13）（18）に、スピン
   ドルのハブなどのような軸部（３）を挿入することで、
   円板（５）とスペーサ・リング（６）を該軸部に交互に
   積層し、実装して成る装置の組立方法であって、 予め位置決めされている軸部（３）の上方に、開閉アー
   ム（11a）（11b）を配設し、該開閉アーム（11a）（11
   b）の互いに対向する位置に、円板（５）の外周縁を載
   置支持する支持爪（12a）（12b）を設け、 該支持爪（12a）（12b）の先端上面を、円板（５）の下
   面が面接触しないように、ゆるい傾斜面としたこと、 前記の開閉アーム（11a）（11b）は、鉛直方向に上下動
   可能に、昇降機構に連結されている装置を使用し、 前記の支持爪（12a）（12b）の傾斜面（14）の上に、円
   板（５）とスペーサ・リング（６）を交互に積層した
   後、 該支持爪（12a）（12b）を下降させ、各円板（５）およ
   びスペーサ・リング（６）の取り付け穴（13）（18）
   に、軸部（３）を嵌入させ、 次いで支持爪（12a）（12b）を更に下降させた後、開放
   して、元の待機位置まで上昇させ、かつ傾斜面（14）に
   円板（５）を載置可能な状態まで、支持爪（12a）（12
   b）を閉じることを特徴とする円板の組立方法。