JP2006192536A - 表面仕上げ装置及び方法、ディンプル・ダイ、ヘッド・サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの立体的な表面の鏡面状の表面仕上げを可能とする。
【解決手段】 ディンプル・ダイ１１の凹面に、ウォーター・ジェット９の噴流を噴射するジェット・ノズル３と、ウォーター・ジェット９により凹面に衝突させる微細粒を供給する微細粒供給管５とからなり、ウォーター・ジェット９により凹面に微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行ない、このときディンプル・ダイ１１を可動支持して凹面全体にウォーター・ジェット９を当て、噴流は、噴射速度を２００ｍ／ｓｅｃ〜１０００ｍ／ｓｅｃの範囲とし、微細粒は、粒径を６ｎｍ〜１００ｎｍの範囲としたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンピュータ等の情報処理装置に内蔵されるディスク装置のヘッド・サスペンションのディンプルをプレス加工するディンプル・ダイの表面仕上げを行う表面仕上げ装置及び方法、表面仕上げしたディンプル・ダイ、表面仕上げしたディンプル・ダイによりプレス加工したヘッド・サスペンションに関する。

ハード・ディスクを用いる磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）のヘッドは、高速で回転するハード・ディスク上をスライダが僅かに浮上した状態となり、スライダに内蔵されたトランスジューサを介してハード・ディスクに対するデータの書き込み、読み取りを行う。このためスライダは、ヘッド・サスペンションによって支持され、ハード・ディスクから浮上可能となっている。

このヘッド・サスペンションは、フレキシャ先端のタングにスライダが支持され、スライダに負荷を与えつつ可動支持するディンプルがロード・ビームに設けられている。このディンプルは、ロード・ビームにプレス成形により表面球面状に形成され、ヘッド・サスペンションが浮上した状態でスライダがディンプルに支持され、この状態でディスク回転時にスライダの揺動が許容され、ハード・ディスクに対する円滑な動作を行わせることができる。

従って、ディンプルの球状の表面は、精度を極めて高くしなければならないという要求がある。

ここで、前記ディンプルのプレス加工には、球面状の加工用の凹面を有するディンプル・ダイを用いて行われ、ディンプル・ダイの凹面は、放電加工により形成されている。放電加工による凹面には、低融点化合物の付着やマイクロ・クラック（Ｍｉｃｒｏ Ｃｒａｃｋ）の発生があり、表面粗度が、凹凸の振幅に関する中心線平均あらさでＲａ＝３００〜４００ｎｍと極めて荒く、その改善が望まれていた。

これに対し、従来の液体ホーニングやドライ・ホーにングの技術を用いて表面仕上げをすることもできる。液体ホーニング処理は、粒径８μｍ程度の研磨剤を流水と共に３０〜６０ｍ／ｓ程度で噴射して表面仕上げを行う。ドライ・ホーニングは、粒径６μｍ程度の研磨剤をエアと共に噴射して表面仕上げを行う。

しかし、液体ホーニングでは、使用可能な粒径が８μｍ程度であり、これ以下の粒径になると研磨剤が水溶液中で凝縮してしまい、結果的に粒径が大きくなるという問題がある。ドライ・ホーニングでは、研磨剤が空気中に浮遊し、良好な作業環境の維持が困難となる。

特開昭６２−２４９６９号公報

解決しようとする問題点は、ワークの立体的な表面の鏡面状の表面仕上げに限界がある点である。

本発明は、立体的な表面の鏡面状の表面仕上げを可能とするため、ワークの立体的な表面に、ウォーター・ジェットを噴射するウォーター・ジェット供給部と、前記ウォーター・ジェットにより前記表面に衝突させる微細粒を供給する微細粒供給部とからなり、前記ウォーター・ジェットにより前記表面に前記微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行うことを最も主要な特徴とする。

本発明の表面仕上げ装置は、ワークの立体的な表面に、ウォーター・ジェットを噴射するウォーター・ジェット供給部と、前記ウォーター・ジェットにより前記表面に衝突させる微細粒を供給する微細粒供給部とからなり、前記ウォーター・ジェットにより前記表面に前記微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行うため、鏡面状の表面仕上げを確実に行わせることができる。

ワークの立体的な表面の鏡面状の表面仕上げを可能にするという目的を、ウォーター・ジェット及び水溶液中に分散した微細粒を用いることにより実現した。

［表面仕上げ装置］
図１は、本発明実施例１に係り、表面仕上げ装置の概略図である。

図１のように、表面仕上げ装置１は、ジェット・ノズル３と、微細流供給管５と、ワーク・テーブル７とを備えている。

前記ジェット・ノズル３は、ウォーター・ジェット供給部を構成し、圧力水供給源に接続され、ワークの立体的な表面にウォーター・ジェット９を噴射する。ウォーター・ジェット９の噴射速度は、例えば２００ｍ／ｓｅｃ〜１０００ｍ／ｓｅｃ範囲で設定されている。

前記微細粒供給管５は、微細流供給部を構成し、微細粒を分散させた水溶液の供給源に接続されると共に、前記ジェット・ノズル３に結合され、前記ウォーター・ジェット９に、予め微細粒を分散させた水溶液１０を供給する。微細粒としては、例えば超微細ダイヤモンド（ＵＤＤ「Ｕｌｔｒａ−Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｄｉａｍｏｎｄｓ」）が用いられ、粒径は、造粒可能な最小粒径として、例えば６ｎｍ〜１００ｎｍの範囲で設定されている。

前記ワーク・テーブル７は、ジェット・ノズル３の噴車軸Ｊに対し角度θだけ傾斜して設けられ、傾斜した回転軸Ｃを中心に回転駆動可能且つ回転軸Ｃの平行方向へ移動可能となっている。ワーク・テーブル７にワークとしてのディンプル・ダイ１１を支持することができる。この支持により、ワークであるディンプル・ダイ１１を可動支持し、ディンプル・ダイ１１の立体的な表面である加工用の凹面全体にウォーター・ジェット９を当てることを可能としている。
［ディンプル・ダイ］
図２〜図５は、ディンプル・ダイに係り、図２は、断面図、図３は、平面図、図４は、要部拡大平面図、図５は、要部拡大断面図である。

図２〜図５のように、ワークとしてのディンプル・ダイ１１は、円柱形状に形成され、中央に加工用の凹面１３を有している。凹面１３は、加工するディンプルの大きさに対応している。
［表面仕上げ］
図２〜図５で示すディンプル・ダイ１１は、凹面１３を放電加工により形成する。この放電加工の状態では、凹面１３に、低融点化合物の付着やマイクロ・クラックの発生があり、表面粗度が、凹凸の振幅に関する中心線平均あらさでＲａ＝３００〜４００ｎｍと極めて荒くなっている。

次いで、図１の表面仕上げ装置１により、ディンプル・ダイ１１の凹面１３に、ウォーター・ジェット９により微細粒を衝突させて鏡面状の表面仕上げを行う。

図１において、ワーク・テーブル７に、放電加工後のディンプル・ダイ１１を心合わせをして支持する。

前記ジェット・ノズル３からウォーター・ジェット９を噴射しつつ、ワーク・テーブル７を回転軸Ｃを中心に回転させつつＳ方向へ往復平行移動させる。

前記ウォーター・ジェット９の噴射により微細粒を分散させた水溶液１０がエジェクト作用により微細粒供給管５から吸い出され、ウォーター・ジェット９と共にワーク・テーブル７上のディンプル・ダイ１１に噴射される。ワーク・テーブル７は、上記のように回転軸Ｃを中心に回転しつつＳ方向へ往復平行移動するから、前記噴射されたウォーター・ジェット９の噴流によりディンプル・ダイ１１の凹面１３全体に微細粒を衝突させることができる。

前記微細粒は、微細粒が４ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の粒径であっても凝縮して粒径が増大するようなことが無いように作られたものを用いることで、水溶液に分散することができる。また、微細粒が超微細ダイヤモンドであり、微細粒の凝縮を確実に抑制することができる。従って、前記ディンプル・ダイ１１の凹面１３全体への微細粒の衝突を確実に行わせることができる。

このような微細粒の衝突により、ディンプル・ダイ１１の凹面１３を鏡面状の表面仕上げとすることができる。凹面１３の表面粗度は、例えば、Ｒａ＝３０ｎｍである。
［ヘッド・サスペンション］
図６〜図８は、前記鏡面状の凹面１３を有するディンプル・ダイ１１によりディンプルをプレス成形したヘッド・サスペンションに係り、図６は、ヘッド・サスペンションの平面図、図７は、同要部拡大平面図、図８は、図７のＳＡ−ＳＡ矢視における要部断面図である。

図６〜図８のように、ヘッド・サスペンション１５は、ロード・ビーム１７と、ベース部１９と、フレキシャ２１とを備えている。

前記ロード・ビーム１７は、ヘッド２３に負荷荷重を与えるもので、剛体部２５とばね部２７とを備えている。前記剛体部２５は、例えばステンレス鋼で形成され、その厚みは比較的厚く、例えば１００μｍ程度に設定されている。

前記ばね部２７は、前記剛体部２５とは別体に形成されたもので、例えばばね性のある薄いステンレス鋼圧延板からなり、前記剛体部２５よりもそのばね定数が低く、精度の高い低ばね定数を有している。ばね部２７の板厚は例えば、ｔ＝４０μｍ程度に設定されている。このばね部２７は、その一端部が前記剛体部２５の後端部にレーザ溶接などによって固着されている。前記ばね部２７の他部には、補強プレート２９が一体に設けられている。

前記ベース部１９は、ベース・プレート３１を有している。このベース・プレート３１は前記補強プレート２９に重ね合わされ、レーザ溶接などによって相互に固着されている。従って、ベース・プレート３１が補強プレート２９により補強されてベース部１９が構成されている。このベース部１９が、キャリッジのアームに取り付けられ、軸回りに回転駆動される。従って、ベース部１９は、ロード・ビーム１７を弾性支持するアーム側の構成となっている。

前記フレキシャ２１は、ばね性を有する薄いステンレス鋼圧延板などの金属基板の表面に、電気絶縁層を介して導電配線３３が形成され、レーザ溶接などによって剛体部２５に固着されている。前記導電配線３３の一端は、ヘッド２３の書き込み、読み取り用の端子３５に導通接続され、他端はベース部１９側に延設されている。

前記ヘッド２３には、タング３７が片持ち状に設けられている。タング３７は、前記ロード・ビーム１７側のディンプル３９に当接している。ディンプル３９の高さは、７０μｍ程度であり、タング３７がディンプル３９に当接することでヘッド２３の揺動自由度を保持している。このタング３７に、図８で示す書き込み、読み取り用のスライダ４１が装着されている。スライダ４１には、前記端子３５に対応した端子が備えられ、相互に導通接続されている。

前記ディンプル３９は、前記ロード・ビーム１７のエッチング等による形状形成後に前記鏡面状の凹面１３を有するディンプル・ダイ１１によりプレス成形されている。

従って、ヘッド・サスペンションが１５が、ディスクの回転により浮上したとき、タング３７及びスライダ４１をディンプル３９により揺動可能とする。前記ディンプル３９は、鏡面状の凹面１３を有するディンプル・ダイ１１によりプレス成形されたことにより、ディンプル３９の球状の表面を、極めて高い精度に形成することができた。このため、ディンプル３９によりタング３７を介してスライダ４１に負荷を与えながら揺動可能に的確に支持することができる。このことより、ディスクに対しスライダ４１による情報の書き込み、読み取りを正確に行わせることができ、且つ耐久性も向上することができる。

前記微細粒は、水溶液１０に分散させた状態でウォーター・ジェット９の噴射により衝突させるから、微細粒が空気中に飛散することが無く、作業環境を良好に維持することができる。

以上、ディンプル・ダイ１１の凹面１３（ワークの立体的な表面）に、ウォーター・ジェット９の噴流を噴射するジェット・ノズル３（ウォーター・ジェット供給部）と、前記ウォーター・ジェット９により前記凹面１３に衝突させる超微細ダイヤモンド（微細粒）を供給する微細粒供給管５（微細粒供給部）とからなり、前記ウォーター・ジェット９により前記凹面１３に前記超微細ダイヤモンドを衝突させて鏡面状に表面仕上げを行うことができる。

前記微細粒供給管５は、前記ジェット・ノズル３（ウォーター・ジェット供給部）に連結され前記ウォーター・ジェット９に予め前記超微細ダイヤモンドを分散させた水溶液１０を供給するため、ウォーター・ジェット９により水溶液１０が容易に吸引され、微細粒が凝縮することなく前記凹面１３に的確に衝突させることができる。

前記ディンプル・ダイ１１（ワーク）を可動支持して凹面１３全体に前記ウォーター・ジェット９を当てることを可能としたため、凹面１３の鏡面状の表面仕上げを確実に行わせることができる。

前記微細粒は、粒径を４ｎｍ〜１００ｎｍの範囲としたため、凹面１３の鏡面状の表面仕上げを確実に行わせることができる。

前記表面仕上げ装置１により、ハード・ディスク装置におけるヘッド・サスペンション１５のディンプル３９をプレス成形するディンプル・ダイ１１の加工用の凹面１３を鏡面状に表面仕上げを行ったため、ディンプル３９のプレス成形を的確に行わせることができる。

前記ディンプル・ダイ１１により前記ヘッド・サスペンション１５のディンプル３９をプレス加工したため、ディスクに対しスライダ４１による情報の書き込み、読み取りを正確に行わせることができ、且つ耐久性も向上することができる。

図９は、本発明の実施例２に係り、表面仕上げ装置の概略図である。なお、基本的な構成は、実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。

図９のように、本実施例の表面仕上げ装置１Ａは、微細粒供給部を、ウォーター・ジェット９周囲に微細粒を分散させた水溶液１０Ａを満たす容器５Ａとした。

前記ウォーター・ジェット９により周囲の水溶液１０Ａが引き込まれ、微細粒を分散させた水溶液１０Ａが、ウォーター・ジェット９と共にワーク・テーブル７上のディンプル・ダイ１１に噴射される。

従って、本実施例でも、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。

また、本実施例では、水溶液１０Ａを容器５Ａに溜めておくだけであり、構造が簡単である。

なお、上記各実施例では、微細粒として水溶液に分散させることができる超微細ダイヤモンドを用いたが、水溶液に分散させることが可能であれば、他の微細粒を用いることもできる。

本発明は、ディンプルの鏡面状の表面仕上げに限らず、他の立体的な面の鏡面状の表面仕上げにも適用することができる。

表面仕上げ装置の概略図である（実施例１）。 ディンプル・ダイの断面図である（実施例１）。 ディンプル・ダイの平面図である（実施例１）。 ディンプル・ダイの要部拡大平面図である（実施例１）。 ディンプル・ダイの要部拡大断面図である（実施例１）。 ヘッド・サスペンションの平面図である（実施例１）。 ヘッド・サスペンションの要部拡大平面図である（実施例１）。 図７のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である（実施例１） 表面仕上げ装置の概略図である（実施例２）。

符号の説明

１，１Ａ 表面仕上げ装置
３ ジェット・ノズル（ウォーター・ジェット供給部）
５ 微細粒供給管（微細粒供給部）
５Ａ 容器（微細粒供給部）
７ ワーク・テーブル
９ ウォーター・ジェット
１０，１０Ａ 水溶液
１１ ディンプル・ダイ（ワーク）
１５ ヘッド・サスペンション
１７ ロード・ビーム
２１ フレキシャ
２３ ヘッド
３７ タング
３９ ディンプル
４１ スライダ

Claims (9)

1. ワークの立体的な表面に、ウォーター・ジェットを噴射するウォーター・ジェット供給部と、
   前記ウォーター・ジェットにより前記表面に衝突させる微細粒を供給する微細粒供給部とからなり、
   前記ウォーター・ジェットにより前記表面に前記微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行う
   ことを特徴とする表面仕上げ装置。
2. 請求項１記載の表面仕上げ装置であって、
   前記微細粒供給部は、前記ウォーター・ジェット供給部に連結され前記ウォーター・ジェットに、予め前記微細粒を分散させた水溶液を供給する微細粒供給管である
   ことを特徴とする表面仕上げ装置。
3. 請求項１記載の表面仕上げ装置であって、
   前記微細粒供給部は、前記ウォーター・ジェット周囲に前記微細粒を分散させた水溶液を満たす容器である
   ことを特徴とする表面仕上げ装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の表面仕上げ装置であって、
   前記ワークを可動支持して前記立体的な表面全体に前記ウォーター・ジェットを当てることを可能とした
   ことを特徴とする表面仕上げ装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の表面仕上げ装置であって、
   前記微細粒は、粒径を４ｎｍ〜１００ｎｍの範囲とした
   ことを特徴とする表面仕上げ装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の表面仕上げ装置によりハード・ディスク装置におけるヘッド・サスペンションのディンプルをプレス成形する加工用の凹面を鏡面状に表面仕上げを行った
   ことを特徴とするディンプル・ダイ。
7. 前記請求項６記載のディンプル・ダイにより前記ディンプルをプレス加工した
   ことを特徴とするヘッド・サスペンション。
8. ワークの立体的な表面に、ウォーター・ジェットにより微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行う
   ことを特徴とする表面仕上げ方法。
9. 請求項１〜５の何れかに記載の表面仕上げ装置を備え、
   前記ワークの立体的な表面に、前記ウォーター・ジェットにより微細粒を衝突させて鏡面状に表面仕上げを行う
   ことを特徴とする表面仕上げ方法。
   

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