JPH0192981A - 低発塵円板組込ハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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同
波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、円板上的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、情報のり−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１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１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１円板１に吸着するための吸着
パット４５と、その上方の６軸カセンサ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Ｌｏｇ）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１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、本発明による低発塵円板組込
ハンドは、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、給気孔からの気体と排気孔による
気体の圧力差により、上記円板を組込ハンドに非接触で
吸着させる非接触円板吸着機構と、上記円板と上記円筒
あるいはスピンドル間の僅かな隙間に給気孔より気体膜
を形成させて、上記円板と円筒あるいはスピンドル間を
非接触に保持する接触防止機構とを具備したことに特徴
がある。

〔作　　用〕

本発明においては、円板組込ハンドに１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１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ｂ）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では
、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３７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。−方、排気孔７は、給気孔６の両側に２箇所
設けられ、かつ外気が吸込み這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１
１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１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１
７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は供給台の受は部、１５は供給台のインロ一部、１
６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の受は部１４とインロ一部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１
６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く
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２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（３
１）、この後１組込ハンド４を組込高さまで下げる（３
２）。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
気を停止しく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１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１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　、５　ｍ　
ｍ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ニスピンドル、３ニスペーサ、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
：受は部、１５：インロ一部、１６：組立ロボット、１
７：環状溝。 特許出願人　株式会社　日立製作所 筒　　　１　　　図 第　　２　　　図 第　　　３　　　図 第　　５　　図 （ａ） 第　　５　　　図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、給気孔からの気体と排気孔による気体の
   圧力差により、上記円板を組込ハンドに非接触で吸着さ
   せる非接触円板吸着機構と、上記円板と上記円筒あるい
   はスピンドル間の僅かな隙間に給気孔より気体膜を形成
   させて、上記円板と円筒あるいはスピンドル間を非接触
   に保持する接触防止機構とを具備したことを特徴とする
   低発塵円板組込ハンド。