JPH081740B2 - 低発塵円板組込ハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低発塵円板組込ハンドに関し、特に磁気デ
ィスク等の円板をスピンドルあるいは円筒に挿入あるい
は抜取る際に、発塵を極小に抑えることができる低発塵
円板組込ハンドに関するものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置の円板組立工程においては、発塵を
極度に少なくする必要がある。円板回転中のヘッドは、
円板上約0.25〜0.5mmだけ浮動しているが、ヘッドと円
板間に塵が存在すると、これがヘッドクラッシュの原因
となり、情報のリード／ライト動作が不可能となる。こ
の対策として、円板面の強度を大にしたり、ヘッド・ス
ライダ形状面を変えたり、ヘッドのバネ系の特性を変え
ることも提案されているが、究極的には、いかに円板面
の清浄度を大にするかが最重要課題である。

従来、磁気ディスク装置の円板組込工程においては、
第５図（ｂ）に示すように、製品スピンドル２のセンタ
穴43とスピンドル上面に円板組込ハンド44を密着させ、
円板１−組込ハンド44−製品スピンドル２の相対位置を
確保する方法で、円板１をスピンドル２に組込んでい
る。しかし、この方法では、金属接触があるため、発塵
は避けられず、円板組込み時の発塵を極小にすることが
要求されていた。第５図（ｂ）では、例えば、日経メカ
ニカル（1983年328号）に記載されているような触覚セ
ンサ42と微動機構41を備えた円板組込ハンド44により、
磁気ディスク装置の円板１をスピンドル２に組込んでい
る。

組込ハンド44において、円板１に吸着する部分は、第
５図（ａ）に示すように、円板１に吸着するための吸着
パット45と、その上方の６軸力センサ46とが、スピンド
ル２の穴を挟んで設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の技術では、挿入方向と直角方向の
コンプライアンス（追従）機構によって、円板挿入時の
カジリを防止している。すなわち、触覚センサ42と微動
機構41による追従機構を用いて、挿入方向に衝突を感知
したならば、直角方向に微小移動を行うことにより、衝
突を避けていた。しかし、この方法では、円板１とスピ
ンドル２の接触は避けられず、かつ触覚センサ42の分解
能（数10g）以上の力が円板に働くこと、および触覚セ
ンサ42で接触を検知してから補正機構（微動機構41）に
より接触をなくす方向に動き出すまでの間に時間遅れが
発生し、更に大きな力が円板１に働いて、その結果、円
板１あるいはスピンドル２に傷が発生することになり、
発塵も避けられなかった。

本発明の目的は、上述のような従来の問題点を改善
し、円板をスピンドルあるいは円筒に挿入、または抜取
る場合、円板とスピンドルまたは円筒の接触をできる限
り少なくし、また接触しても接触面の面圧を微小にし
て、発塵を極少に抑えることが可能な低発塵円板組込ハ
ンドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、円板を円板外径
より僅かに大きい円筒や、その円板の内径より僅かに小
さいスピンドルに挿入する円板組込ハンドにおいて、円
板の大きさに応じて形成された吸着盤、その吸着盤を貫
通する給気孔、その給気孔から所定距離に位置しその給
気孔を囲むように形成された環状溝、及びその環状溝内
に位置し前記吸着盤を貫通する排気孔から構成された非
接触円板吸着機構と、円筒かスピンドルの近傍であって
円板の最外周か最内周の近傍に位置し、その円板の挿入
／抜取り方向と所定の角度を持つように形成した給気孔
を有する接触防止機構と、円板の外周か内周側にてその
円板をクランプするクランプ爪とを備え、前記吸着機構
の給気孔及び排気孔にて供給／排出される気体の圧力差
により、円板を組込ハンドに非接触で吸着し、前記クラ
ンプ爪にてその円板をクランプして円筒かスピンドル上
まで移動し、前記接触防止機構にてその円板と円筒かス
ピンドルとの隙間に気体膜を形成させて非接触に保持
し、前記クランプ爪を解除し、その円板を組込高さまで
下降させるように構成したことに特徴がある。

〔作用〕

本発明においては、円板組込ハンドに、円板を接触せ
ずに吸着させるための非接触吸着機構と、スピンドルあ
るいは円筒に接触しないようにするための接触防止機構
とを設けている。すなわち、挿入あるいは抜取り方向と
直角方向への円板の移動に殆んど力を必要とせず、円板
または円筒が接触した場合の面圧を微小に止めることが
できるように、清浄気体を利用した円板の非接触吸着機
構を設けるとともに、円板または円筒ができる限り接触
しないように、円板または円筒の僅かな隙間に清浄気体
膜を形成させるための清浄気体吹出し口を備えた接触防
止機構を設けている。このうち、非接触吸着機構は、被
吸着物の大きさによって決められる吸着盤に、小径の給
気孔と、この給気孔から適当な距離に位置する給気孔を
囲む環状溝と、この環状溝の一部に別の小径孔（排気
孔）を設けて、給気孔より清浄気体を吹き出し、排気孔
より排気する。こうすることにより、給気孔から清浄気
体が円板と吸着盤の隙間に流入し、給気孔を囲む環状溝
内の圧力は負圧となり、円板は吸着盤と僅かな隙間を保
って非接触吸着される。この場合、円板は、吸着面と平
行方向には自由に動くことができる。一方、接触防止機
構は、円板の最内周あるいは最外周の近傍の円筒、ある
いはスピンドルに近い所に、挿入あるいは抜取り方向と
適当な角度を以って給気孔を設け、給気孔より清浄気体
を吹出す。こうすることにより、円板と円筒、あるいは
円板とスピンドルの間の僅かな隙間に気体が入り込み、
円板と円筒、あるいは円板とスピンドルの間に、清浄気
体膜を形成して、円板と円筒、あるいは円板とスピンド
ルの接触を防止することができる。なお、円板をスピン
ドルに挿入する場合としては、例えば磁気ディスク円板
をスペーサとともに複数枚重ね合わせて、組立てる工程
に該当し、また円板を円筒に挿入する場合としては、例
えば、複数枚の磁気ディスク円板を搬送治具の円筒に挿
入して、運送するとき等がこれに該当する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示す円板組込ハンドの
下方断面図であり、第３図は同じく円板組込ハンドの吸
着面の底面図である。なお、ここでは、円板をスピンド
ルに挿入する場合を例にとって説明する。第１図では、
円板およびスペーサを組込ハンドが吸着している状態を
示している。

第１図において、１は円板、２はスピンドル、３はス
ペーサ、４は組込ハンド、５は組込ハンドの吸着面、６
は非接触円板吸着のための給気孔、７は非接触円板吸着
のための排気孔、８は円板１とスピンドル２の接触防止
のための給気孔、９は非接触スペーサ吸着のための給気
孔、10は非接触スペーサ吸着のための排気孔、11はスペ
ーサと組込ハンド接触防止のための給気孔、12は円板ク
ランプ爪である。

第１図では、給気孔６と排気孔７とで、本発明による
円板の非接触吸着機構を構成しており、また給気孔８が
スピンドル２とスペーサ3/円板１との接触防止のための
接触防止機構を構成している。すなわち、給気孔６は吹
出す空気が圧縮されているため、排気孔７に比べて孔径
が小さい。一方、排気孔７は、給気孔６の両側に２箇所
設けられ、かつ外気が吸込み難いために孔径も比較的大
きい。吸着面５では、給気された気体と排気される気体
との圧力差により、円板１が吸着される。また、給気孔
８の機能は、吸着させた円板をスピンドル２に挿入する
際に、円板１またはスペーサ３が自由に移動すると、こ
れらがスピンドル２に接触してしまうので、スピンドル
２に接触しないように、空気膜をその間に形成する。ま
た、給気孔11が、吸着パッドとスペーサ３の接触防止の
機能を果し、給気孔９と排気孔10とで、スペーサ３の吸
着の機能を果す。すなわち、給気孔11は、上方から組込
ハンド４を降下させた際に、スペーサ３に接触すると、
外側円板のクランプができなくなるため、スペーサ３と
の間に空気膜を形成して接触を防ぐ。給気孔９と排気孔
10とは、スペーサ３を吸着させるためのものである。

なお、第１図は、スピンドル２に円板１を挿入する場
合を示しているが、円板１をスピンドル２から抜取る場
合にも全く同じようにして達成することができる。ま
た、円板１を円筒に挿入する場合には、円板１と円筒と
の接触部分が外側になるため、第１図の各機構の配置が
逆になる。すなわち、スペーサ３と給気孔8,9,11と排気
孔10が左側に配置され、円板クランプ爪12が右側（つま
り内側）に配置される。動作は、円筒に挿入または抜取
る場合も、スピンドルの場合と全く同じである。

第１図の組込ハンド４の吸着面５を底面側から見た図
が、第３図である。

５は吸着面、６は給気孔、７は排気孔、17は環状溝で
ある。給気孔６を囲んで環状溝17が形成されており、こ
の環状溝17に囲まれる面積が大きければ大きいほど、吸
着力が大きくなる。従って、ここでは、底面を３等分し
て、同じ環状溝17を３つ設置している。空白の部分に
は、同じ形状の環状溝17が設けられる。環状溝17の端部
の２箇所に排気孔７を設けることにより、給気孔６から
清浄空気を吹出した後、排気孔７より排気する。給気孔
６から吹出た清浄気体が円板１と吸着盤５の隙間に流入
し、給気孔６を囲む環状溝17内は負圧となり、円板１は
吸着盤５と僅かな隙間を保って非接触吸着される。

第２図は、本発明の一実施例を示す組込ハンドの動作
説明図であり、組立ロボットにより低発塵円板組込ハン
ドを使用して磁気ディスク装置のスピンドルに円板およ
びスペーサを同時に組込む場合を示している。

第２図において、13は円板およびスペーサの供給台、
14は供給台の受け部、15は供給台のインロー部、16は組
立ロボットである。スピンドル２に複数組の円板１とス
ペーサ３を順次組込む前に、準備段階として、供給台13
の上に１組の円板１とスペーサ３を重ねてクランプし、
吸着した後、組立ロボット16によりスピンドル２の上方
まで移動して、下降しながらスピンドル２に挿入し、こ
れを組り返して複数組の円板１を組立てる。

第４図は、第２図の円板およびスペーサをスピンドル
に組込む動作順序を示すフローチャートである。

円板１およびスペーサ３に損傷を与えないように、供
給台13の受け部14とインロー部15はプラスチックにより
作られている。先ず、この供給台13の上に円板１を適当
な方法でセットする（21）。次に、その上にスペーサ３
をセットする（22）。次に、組立ロボット16により保持
された組込ハンド４の給気孔11より清浄空気を吹出しな
がら、吸着面５を円板１およびスペーサ３より上方約0.
5〜1.0mmの距離に位置決めし（23,24）、給気孔９から
清浄空気を吹出すとともに、排気孔10から排気して、ス
ペーサを吸着する（25）。こうすることにより、スペー
サ３が組込ハンド４に非接触で吸着される。次に、給気
孔６から清浄空気を吹出すとともに、排気孔７から排気
して、円板１を吸着する（26）。こうすることにより、
円板１は組込ハンド４に非接触吸着される。その後、ク
ランプ爪12により円板１をクランプする（27）。これ
は、円板１を移動させる時に飛出し防止用を兼ねてお
り、また円板１がクランプ爪12と衝突し合って発塵する
ことも防止する。このようにして、円板１とスペーサ３
を非接触吸着したまま、組立ロボット16により組込みハ
ンド４をスピンドル２の上方に移動させる（28）。さら
に、スピンドル２の上端から約1mm下った位置に円板１
が位置決めされるように、組込ハンド４を下降させる
（29）。この時、スピンドル２の上端は、約3mmの面取
りがされているため、円板１あるいはスペーサ３とスピ
ンドル２は接触しない。ここで、給気孔８から清浄空気
を吹出した後（30）、クランプ爪12を解除して、円板１
をフリーにする（31）。この後、組込ハンド４を組込高
さまで下げる（32）。この時、給気孔８から吹出してい
る清浄空気により、円板１あるいはスペーサ３とスピン
ドル２の間に空気膜が形成されているため、互いに接触
することは極めて少ない。次に、組込ハンド４が組込高
さまで下降したならば、排気孔７からの排気を停止する
とともに、給気孔６からの給気を停止して、円板１を組
込ハンド４から離脱させる（33,34）。次に、給気孔11
からの給気を停止し（35）、排気孔10からの排気を停止
するとともに（36）、給気孔９からの給気を停止して、
スペーサ３を組込ハンド４から離脱させ（37）、その
後、給気孔８からの給気を停止する（38）。これらの動
作が終了したならば、組込ハンド４を上昇させ（39）、
組立ロボット16により供給台13の上方に移動して、次の
円板１およびスペーサ３の組込み動作を行う。このよう
にして、複数組の円板１とスペーサ３とをスピンドル２
に挿入することができる。

なお、ここでは、スピンドル２に円板１を挿入する動
作を述べたが、円筒内に円板１を挿入する場合にも、全
く同じようにして行う。

また、以上の逆の順序を行うことにより、スピンドル
２に挿入された円板１を、容易に非接触で抜取ることが
できる。同じように、円筒内に挿入された円板１を、非
接触で抜取ることができる。

なお、以上の動作を行う場合の組込ハンド４、スピン
ドル２および供給台13の相対位置は、約0.5mmの精度で
十分であり、組立ロボット16の位置決め精度、およびテ
ィーチング精度は極めてラフでよい。

本実施例においては、極めて単純な組込ハンドにより
完全非接触に近い状態で、円板をスピンドルに挿入し、
かつ抜取ること、あるいは円板を円筒に挿入し、かつ抜
取ることが可能となる。その結果、高清浄組立による製
品品質の大幅な向上、組込設備費の大幅低減、組込設備
の信頼性向上、および保守性の大幅向上が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、円板のスピン
ドルまたは円筒への挿入、抜取りを完全非接触で行うこ
とができるので、高清浄円板組込が可能となり、磁気デ
ィスク装置等の品質向上に大きな効果がある。また、組
立設備費の大幅低減、信頼性の向上、および保守性の大
幅向上等が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す組込ハンドの要部断面
図、第２図は組立ロボットにより適用される本発明の動
作説明図、第３図は第１図の組込ハンド吸着面の底面
図、第４図は第２図による動作フローチャート、第５図
は従来の円板組込ハンドの要部斜視図である。 1:円板、2:スピンドル、3:スペーサ、4:組込ハンド、5:
吸着面、6,8,9,11:給気孔、7,10:排気孔、12:クランプ
爪、13:供給台、14:受け部、15:インロー部、16:組立ロ
ボット、17:環状溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円板を円板外径より僅かに大きい円筒や、
   該円板の内径より僅かに小さいスピンドルに挿入する円
   板組込ハンドにおいて、 円板の大きさに応じて形成された吸着盤、該吸着盤を貫
   通する給気孔、該給気孔から所定距離に位置し該給気孔
   を囲むように形成された環状溝、及び該環状溝内に位置
   し前記吸着盤を貫通する排気孔から構成された非接触円
   板吸着機構と、円筒かスピンドルの近傍であって円板の
   最外周か最内周の近傍に位置し、該円板の挿入／抜取り
   方向と所定の角度を持つように形成した給気孔を有する
   接触防止機構と、円板の外周か内周側にて該円板をクラ
   ンプするクランプ爪とを備え、 前記吸着機構の給気孔及び排気孔にて供給／排出される
   気体の圧力差により、円板を組込ハンドに非接触で吸着
   し、前記クランプ爪にて該円板をクランプして円筒かス
   ピンドル上まで移動し、前記接触防止機構にて該円板と
   円筒かスピンドルとの隙間に気体膜を形成させて非接触
   に保持し、前記クランプ爪を解除し、該円板を組込高さ
   まで下降させるように構成したことを特徴とする低発塵
   円板組込ハンド。