(57)【要約】製造工程が少なく、安価に製造が可能であり、ベアリングの取り付け強度を十分高めることのできるハードディスクドライブ用アクチュエータのキャリッジを得ることにある。また、複数枚のキャリッジプレートの高精度の位置合わせが簡単に行え、剛性が高く薄肉化が可能で、ベアリングとの取り付け強度を十分高めることのできるキャリッジプレートを得ることにある。ベアリング固着部とコイル固着部とアーム部を有してなり、プレスによる潰し加工で得られたキャリッジである。ベアリング固着部は、アーム部、コイル固着部よりも厚肉とする。アーム部、コイル固着部の剛性がベアリング固着部の剛性よりも高くなる。ベアリング固着部の取り付け孔の内周壁に、軸方向に延びる複数の縦溝を形成してベアリングの取り付け精度を高めてもよい。キャリッジプレートのベアリング固着部付近に係合用突起または係合用孔を形成し、これら突起を孔に嵌め込んでキャリッジプレートを重ね合わせてキャリッジとする。
2003096345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング固着部とアーム部を有し、少なくともアーム部がプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く成形され、高剛性とされたことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項２】
コイル固着部を有することを特徴とする請求項１記載のハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項３】
コイル固着部がプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く形成され、高剛性とされたことを特徴とする請求項２記載のハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項４】
アーム部、ベアリング固着部またはアーム部、ベアリング固着部およびコイル固着部がプレス加工による一体構造とされたことを特徴とする請求項１、２または３記載のハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項５】
ベアリング固着部の固着孔の形状は、これに固着されるベアリングの外形をその内形もしくは内接円とする形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項６】
ベアリング固着部のアーム部よりも膨出している部分の厚さがアーム部の厚さの１／２以上となっている請求項１ないし５のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項７】
請求項１ないし６にいずれかに記載のキャリッジを複数枚、ベアリング固着部のアーム部より膨出している部分が互いに重なるように積層し、それらの間のスペーサを不要としたことを特徴としたハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項８】
ベアリング固着部とアーム部を有し、ベアリング固着部付近に係合用突起または係合用孔が形成されたことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジプレート。
【請求項９】
プレス加工で一体構造とされたことを特徴とする請求項８記載のハードディスクドライブ用キャリッジプレート。
【請求項１０】
アーム部が、ベアリング固着部外方からプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く成形されたことを特徴とする請求項９記載ハードディスクドライブ用キャリッジプレート。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載のキャリッジプレートを２枚以上重ね、これらキャリッジプレートの係合用突起を係合用孔に嵌合して、一体化したことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジ。
【請求項１２】
ベアリング固着部とアーム部を有するハードディスクドライブ用キャリッジを製造する方法において、金属板材を用意し、この金属板材の少なくともアーム部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１３】
ベアリング固着部とアーム部とコイル固着部を有するハードディスクドライブ用キャリッジを製造する方法において、金属板材を用意し、この金属板材の少なくともアーム部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１４】
金属板材のコイル固着部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とする請求項１３に記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１５】
ベアリング固着部のアーム部よりも膨出している部分の厚さが、アーム部の厚さの１／２以上に成形することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１６】
金属板材のプレスによる潰し加工が、複数の金型を使用し、この複数の金型を順次切り替えて、少なくとも１回の潰し加工を含む複数回のプレス加工を行いながら、順次最終形状に仕上げていく方法であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１７】
プレス加工が、少なくとも１回以上の潰し加工の後に外形抜き落とし加工を行うものであることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１８】
プレス加工が、下穴加工、予備抜き加工、潰し加工、サイジング加工および外形抜き落とし加工からなり、これらを順次行うものであることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項１９】
金属板材の厚さをｔ０とし、ベアリング固着部の厚さをｔ１とし、アーム部の厚さをｔ２とすると、
ｔ０≧ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【請求項２０】
プレスによる潰し加工の対象部位が、アーム部、またはアーム部とベアリング固着部、またはアーム部とベアリング固着部とコイル固着部であることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
背景技術
この発明は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータに内蔵されるハードディスクドライブのアクチュエータの構成部材であるキャリッジおよびその製造方法に関し、その製造の簡略化を図ったものである。
ハードディスクドライブのアクチュエータは、図１６に示すように、キャリッジ１と、このキャリッジ１に先端に取り付けられたサスペンション２と、このサスペンション２の先端に取り付けられた磁気ヘッド３と、キャリッジ１を回転自在に軸支するベアリング４と、キャリッジ１を回動させるボイスコイルモータの固定マグネット部５と、キャリッジ１の後端に取り付けられたボイスコイルモータの可動コイル６とから概略構成されるもので、ボイスコイルモータの動作によりキャリッジ１が回動し、これによってスピンドルモータ７によって高速回転するハードディスク８上を磁気ヘッド３が移動し、磁気ヘッド３の位置決めがなされるようになっている。
このような構造のアクチュエータのキャリッジ１は、通常軽量化のためにアルミニウム合金製であって、その製造はダイキャスト法によるもの、アルミニウム押出型材を切削加工するものなどの種々の製造方法で行われている。
しかしながら、これらの製造方法では、キャリッジがその用途から高い加工精度を要求されるため、二次的な加工工程が多くなり、このために必然的に製造コストが嵩む欠点があった。
この欠点を解決する製造方法として、アルミニウム合金などからなる板材をプレス加工（打ち抜き加工）によって少ない加工工程で製造しようとするものが提案されている。これは、アルミニウム合金板などの板材をプレス金型内に配して、プレス加工（打ち抜き加工）を行い、一挙に図１７に示すような形態のキャリッジ１１を作製するものである。また、必要に応じてそれに二次加工を施して図１８および図１９に示すような形態のキャリッジ１１を作製することもある。
図１７に示したキャリッジ１１では、ベアリング４が取り付けられるベアリング固着部１２と、このベアリング固着部１２から後方に延び、上記可動コイル６が接着固定されるコイル固着部１３と、ベアリング固着部１２から前方に延び、上記サスペンション２が固定されるアーム部１４とから構成され、ベアリング固着部１２は平板状となっている。
また、図１８および図１９に示したキャリッジ１１では、さらにベアリング固着部１２は、コイル固着部１３およびアーム部１４から延びるアルミニウム合金板材がアーム部１４に対してほぼ直角に折り曲げられるように絞り加工されて折り曲げ部分となっており、この部分の板厚は絞り加工を受けてアーム部１３およびコイル固着部１２の板厚よりも薄くなっている。
しかし、このような形態のキャリッジ１１では、製造コストの低減は可能であるが、以下のような不都合がある。
まず、図１７に示したキャリッジ１１では、他部品と組み合わせたうえ、ベアリング４へ固定するが、ベアリング４への固定が容易にできない。
また、図１８および図１９に示したようなベアリング４とキャリッジ１１を固定するために絞り加工を施した構造のものでは、ベアリングとキャリッジとを接着により固定する方法があるが、ベアリング固着部１２のベアリング４と接触する折り曲げ部分の板厚が薄くなってしまうため、ベアリング４の取付強度（機械的強度）が低いものとなる。
また、この折り曲げ部分の長さは、この部分を絞り加工で形成するため、その板厚をある程度確保し、機械的強度を確保し、かつ十分な長さとすることができず、これによってもベアリング４の取付強度（接着強度）を高くすることができないなどの不都合があり、実用的ではない問題がある。
さらに、図１７に示したキャリッジ１１を複数枚積層したタイプのものを実現しようとした場合には、図２０に示すように、キャリッジ１１に、ベアリング固着部１２とアーム部１４からなるサブキャリッジ１５と、これらの間隔を決めるためのスペーサ１６を間に重ねた構造をとる必要があった。
しかし、この構造では、スペーサ１６が追加になり、部品点数の増加、製造の複雑化によるコストアップとさらには寸法精度の低下という欠点があった。
同様に、図１８に示したキャリッジ１１を用い、スペーサを使用せずに積層タイプのキャリッジを実現しようとすると、アーム間隔距離を確保するために、折り曲げ加工もしくは絞り加工をさらに行う必要があり、板厚がさらに薄くなり、ベアリング４との取付強度（機械的強度）が大きく低下してしまう欠点がある。
一方、このような構造のアクチュエータのキャリッジ１にあっては、ハードディスク８を複数枚重ね合わせた大記憶容量タイプのものに対応するため、磁気ヘッド３を複数個設けることができるものが必要となり、磁気ヘッド３を取り付けるためのアーム部が複数設けられたキャリッジ１が製造されている。
図２１は、このような複数のアーム部を有するキャリッジの例を示すものである。この例のキャリッジ４１は、２枚のキャリッジプレート４２、４２と１枚のコイルプレート４３とから構成されている。
キャリッジプレート４２は、ベアリング固着孔４４が形成されたベアリング固着部４５とサスペンションが固定されるアーム部４６とからなり、アルミニウム合金板などからなる板状のものである。
また、コイルプレート４３は、ベアリング固着孔４４が形成されたベアリング固着部４７と可動コイルを挟み込んで固定する二股状のコイル固着部４８からなり、アルミニウム合金板などからなる板状のものである。
そして、これらプレートは、２枚のキャリッジプレート４２、４２の間にコイルプレート４３を挟んだ状態とし、その間にスペーサ５１、５１を挿入して重ね合わせられ、ユニットベアリング４９をこれらプレート４２、４２のベアリング取り付け孔４４に挿入し、ユニットベアリング４９の外輪４９ａの外周面に突出して設けられた受け部４９ｂに載せ、この外輪４９ａの上部からナット５０を締め込むことで組み立てられている。
このような構造のキャリッジ４１では、その製造に際してアルミニウム合金板からプレス加工（打ち抜き加工）でキャリッジプレート４２およびコイルプレート４３を作製し、ついでこれらを上述のように組み立てる手順を取ることになるので、加工工程が多く、製造コストが嵩み、安価に製造することができず、またキャリッジプレート４２およびコイルプレート４３の高精度の位置決めに手間がかかる問題もあった。
また、アーム部４６およびコイル固着部４８の剛性が低く、これらの部分の機械強度を高めるためには、その厚さを厚くする必要があり、キャリッジ全体の重量が重くなる不具合がある。さらに、本構造では、ユニットベアリング４９の外輪４９ａにタップ加工を施してねじ山を形成するが必要であること、ナット５０が必要であることで、使用するユニットベアリング４９のコストを下げることが困難という問題もあった
よって、本発明における目的は、製造工程が少なく、安価に製造が可能であり、ベアリングとの接着により、その取付強度を十分高めることのできるようなハードディスクドライブ用アクチュエータのキャリッジを得ることにあり、これらのキャリッジを複数枚積層した場合にも、高強度、高精度な積層タイプのキャリッジを安価に実現することでもある。
また、他の目的は、キャリッジプレートの高精度の位置合わせが簡単に行え、剛性が高く薄肉化が可能で、ベアリングとの接着により、その取り付け強度を十分高めることができ、しかも安価に製造できるようなハードディスクドライブ用アクチュエータのキャリッジを得ることにある。
さらに、他の目的は、このようなキャリッジ、キャリッジプレートを効率よく安価に製造できる製造方法を得ることにある。
発明の開示
かかる課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、ベアリング固着部とアーム部を有し、少なくともアーム部がプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く成形され、高剛性とされたことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項２にかかる発明は、コイル固着部を有することを特徴とする請求項１記載のハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項３にかかる発明は、コイル固着部がプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く形成され、高剛性とされたことを特徴とする請求項２記載のハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項４にかかる発明は、アーム部、ベアリング固着部またはアーム部、ベアリング固着部およびコイル固着部がプレス加工による一体構造とされたことを特徴とする請求項１、２または３記載のハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項５にかかる発明は、ベアリング固着部の固着孔の形状は、これに固着されるベアリングの外形をその内形もしくは内接円とする形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項６にかかる発明は、ベアリング固着部のアーム部よりも膨出している部分の厚さがアーム部の厚さの１／２以上となっている請求項１ないし５のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項７にかかる発明は、請求項１ないし６にいずれかに記載のキャリッジを複数枚、ベアリング固着部のアーム部より膨出している部分が互いに重なるように積層し、それらの間のスペーサを不要としたことを特徴としたハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項８にかかる発明は、ベアリング固着部とアーム部を有し、ベアリング固着部付近に係合用突起または係合用孔が形成されたことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジプレートである。
請求項９にかかる発明は、プレス加工で一体構造とされたことを特徴とする請求項８記載のハードディスクドライブ用キャリッジプレートである。
請求項１０にかかる発明は、アーム部が、ベアリング固着部外方からプレスによる潰し加工により、ベアリング固着部よりも薄く成形されたことを特徴とする請求項９記載ハードディスクドライブ用キャリッジプレートである。
請求項１１にかかる発明は、請求項８ないし１０のいずれかに記載のキャリッジプレートを２枚以上重ね、これらキャリッジプレートの係合用突起を係合用孔に嵌合して、一体化したことを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジである。
請求項１２にかかる発明は、ベアリング固着部とアーム部を有するハードディスクドライブ用キャリッジを製造する方法において、金属板材を用意し、この金属板材の少なくともアーム部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１３にかかる発明は、ベアリング固着部とアーム部とコイル固着部を有するハードディスクドライブ用キャリッジを製造する方法において、金属板材を用意し、この金属板材の少なくともアーム部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とするハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１４にかかる発明は、金属板材のコイル固着部となる部分にプレスにより潰し加工を施して、ベアリング固着部よりも薄く成形して高剛性とすることを特徴とする請求項１３に記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１５にかかる発明は、ベアリング固着部のアーム部よりも膨出している部分の厚さが、アーム部の厚さの１／２以上に成形することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１６にかかる発明は、金属板材のプレスによる潰し加工が、複数の金型を使用し、この複数の金型を順次切り替えて、少なくとも１回の潰し加工を含む複数回のプレス加工を行いながら、順次最終形状に仕上げていく方法であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１７にかかる発明は、プレス加工が、少なくとも１回以上の潰し加工の後に外形抜き落とし加工を行うものであることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１８にかかる発明は、プレス加工が、下穴加工、予備抜き加工、潰し加工、サイジング加工および外形抜き落とし加工からなり、これらを順次行うものであることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項１９にかかる発明は、金属板材の厚さをｔ０とし、ベアリング固着部の厚さをｔ１とし、アーム部の厚さをｔ２とすると、
ｔ０≧ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
請求項２０にかかる発明は、プレスによる潰し加工の対象部位が、アーム部、またはアーム部とベアリング固着部、またはアーム部とベアリング固着部とコイル固着部であることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のハードディスクドライブ用キャリッジの製造方法である。
発明を実施するために最良の形態
（実施形態１）
図１および図２は、この発明の実施形態１におけるキャリッジの一例を示すもので、この例のキャリッジ２１は、例えば６０６１、５０５２などのアルミニウム合金などからなり、プレス加工で一体加工されたものである。
ここでのプレス加工とは、従来の打ち抜き加工に必要部分を潰す加工（潰し加工）を施すことにより、キャリッジの最終形状を実現するものである。具体的には、後述する製造方法にあるように、キャリッジ２１の各部分の中で一番肉厚が厚くされるベアリング固着部２２の仕上がり厚さ（ｔ１）以上の厚さの板材からなる素材を用いて、ベアリング固着部２２の厚い部分以外をより薄く潰し、キャリッジ２１全体が十分鍛錬されるようにしたものである。なお、この潰し加工の対象部位が、アーム部、アーム部とベアリング固着部またはアーム部とベアリング固着部とコイル固着部かは、設計により適宜選択される。
また、このキャリッジ２１は、ベアリング固着部２２と、コイル固着部２３と、アーム部２４とから構成されている。
ベアリング固着部２２は、ベアリングが貫通される固着孔２５を有するボスとなっており、その肉厚（ｔ１）はアーム部２４およびコイル固着部２３から外方にリング状に膨出しており、これらの厚みよりもかなり厚くなっている。
また、アーム部２４の厚さ（ｔ２）およびコイル固着部２３の厚さ（ｔ３）は、０．７〜１．６ｍｍで、ベアリング固着部２２の厚さ（ｔ１）に比べて薄くなっており、素材の一部がプレス加工時に加圧加工されているため、その金属組織が緻密化し、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高く、剛性の高いものとなっている。したがって、このアーム部２４およびコイル固着部２３は、ベアリング固着部２２よりも、さらには同厚みの板材やダイキャストによるものよりも十分な強度を有するものとなる。また、ベアリング固着部２２のアーム部２４よりも膨出している部分の厚さ（Ａ）は、アーム部２４の厚さ（ｔ２）の１／２以上の厚さとなっている。
コイル固着部２３は、ベアリング固着部２２から二股状に延びる２本の板状の腕部２８、２８を有し、この２本の腕部２８、２８の内側に可動コイル６が嵌め込められて接着固定されている。
また、このコイル固着部２３も、プレス加工により素材の厚さが大きく減少した部分であり、これにより金属組織が十分に緻密化して、ベアリング固着部２２よりも硬度が高く、かつ剛性も高くなっており、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高く、剛性の高いものとなっている。したがって、コイル固着部２３は、その板厚を薄くでき、コイル固着部２３の軽量化を図ることができる。
アーム部２４は、ほぼ矩形の板状のもので、その基端部がベアリング固着部２２に接し、先端部にはサスペンションが取り付けられる取り付け孔２６が形成されている。また、その中央部には軽量化のための空孔２７が開けられており、かつ基端部から先端部にかけて徐々にその幅が小さくなってテーパー状になっている。
また、このアーム部２４は、プレス加工により素材の厚さが大きく減少した部分であり、これにより金属組織が十分に緻密化して、ベアリング固着部２２よりも硬度が高く、かつ剛性も高くなっており、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高いものとなっている。したがって、アーム部２４は、その板厚を薄くでき、アーム部２４の軽量化を図ることができる。
このような構造のキャリッジ２１にあっては、キャリッジ２１がプレス加工により作製されるので製造工程が少なく、製造コストの低減が可能である。また、ベアリング固着部２２は、その形状が厚肉のボス状となっているので、それ自体の機械強度が高く、しかもベアリングとの接着による取り付け強度も高いものとなる。
また、プレス加工による製造であるため、キャリッジ２１全体の剛性が高められ、特にコイル固着部２３とアーム部２４はより一層剛性が高められており、このコイル固着部２３とアーム部２４を薄肉化することができ、軽量化が可能であり、キャリッジ２１の共振周波数を高めることができ、使用周波数帯域を高周波側に広げることができる。
図３は、このキャリッジの他の例を示すものである。
この例のキャリッジ２１は、ベアリング固着部２２の固着孔２５の内周壁に複数条の軸方向に延びる縦溝３０、３０・・を形成したもので、このキャリッジ２１も同様にプレス加工により作製されたものである。
この例のキャリッジ２１では、かかる縦溝３０を固着孔２５に刻設することで、取り付け孔２５の内径、真円度、表面性を高めることができる。
図４Ａ、Ｂおよび図５Ａ、Ｂは、いずれもベアリング固着部２２の固着孔２５の変形例を示すもので、図４に示した例では、４本の縦溝３０、３０・・が固着孔２５の内周壁の途中まで形成されたものである。図５に示したものは、固着孔２５の一方の開口側が太径となっており、他方の開口側がこれよりも細径となったもので、この細径の部分にベアリングが挿通されるようになっている。
このように、固着孔２５の孔の形状は、これに挿通されるベアリングの外輪の外形をその内形もしくは内接円とする形状とすることができる。
図６および図７は、キャリッジの応用例を示すもので、２個のキャリッジが積層された積層タイプのものである。すなわち、この積層タイプキャリッジ３１は、図１および図２に示したキャリッジ２１に、ベアリング固着部２２とアーム部２４とからなるサブキャリッジ３２を重ねた構造のものである。なお、このようなコイル固着部を欠くサブキャリッジ３２も本発明のキャリッジに包含されるものである。
このサブキャリッジ３２も、同様にプレス加工により作製されたものであり、その形状は先に示したキャリッジ２１のコイル固着部２３が欠けた形態のものである。このサブキャリッジ３２は、図示のようにキャリッジ２１の上に重ねられ、これらのベアリング固着部２２、２２の取り付け孔２５、２５に１個の長いベアリング４を貫通することでキャリッジ２１に取り付けられている。
積層にすることにより、コイル固着部２３より外方に膨出した部分が重なり合い、それによりキャリッジ２１のアーム部２４とサブキャリッジ３２のアーム部２４との間に一定の間隔が形成される。この間隔は、その間をハードディスク８が高速回転し、磁気ヘッド３が移動できるくらいに空いていれば良く、アーム部２４の厚さの１／２以上あればよい。
なお、サブキャリッジ３２を２枚以上を積層して多段の積層タイプとしてもよいことは言うまでもない。このような積層タイプのものでは、膨出部がスペーサの役目をするため、キャリッジ間にあえて別部品のスペーサを挿入する必要がなく、安価に製造できる。
図８は、この発明のキャリッジの他の例を示すもので、この例のキャリッジ２１は、図８（Ａ）、（Ｂ）にあるように、コイル６を固着する際に、オーバーモールドにより、コイル６とコイル固着部２３とをモールド樹脂により一体に成形したものである。また、図８（Ｃ）に示すように、キャリッジを２枚以上積層して、同様にコイル６とコイル固着部２３とをモールド樹脂により一体成形してもよい。
図９は、図１、図２に示したようなキャリッジと、比較例として同形状のものを従来の切削加工で作製したキャリッジとの、共振特性をレーザドップラー計にて測定した結果を示すものである。本グラフにおいて、ピークＡ、Ｂで示したグラフは、本発明のキャリッジの特性を示すものであり、ピークＣ、Ｄで示したグラフは比較例の特性を示すものである。このものの測定サンプルは、３ｍｍの厚さのアルミニウム合金板をプレスによる潰し加工を施し、図１に示す形状を有し、アーム部とコイル固着部の厚さを０．９ｍｍとし、ベアリング固着部の厚さを２．９ｍｍとし、アーム部の長さを約１５ｍｍ、ベアリング固着部の外径を約１０ｍｍとし、コイル固着部の長さを約１５ｍｍとしたものである。
図９のグラフにおいて、ピークＡは、アーム部のねじりモードでの共振ピークを示す。ピークＢは、コイル固着部の四次ねじりモードでの共振ピークを示す。また、ピークＣは、サンプルとして同様の寸法を有し、従来の切削加工で得られたキャリッジのアーム部のねじりモードでの共振ピークを示す。ピークＤは、同じくコイル固着部の四次ねじりモードでの共振ピークを示す。
このグラフから、本発明品は比較例に対し、共振周波数が高周波側に移動し、アーム部のねじりモードで３．４％、コイル固着部で２．９％だけ高周波側に移動したことがわかる。これによりキャリッジの設計の自由度を向上させることができる。
次に、本発明のキャリッジのアーム部が高剛性であることを示す実験結果を示す。サンプルとしては、本発明品および比較例とも、上述の共振特性を測定したものと同一のものを使用した。このキャリッジのベアリング固着部をクランプにて固定し、アーム部の先端から２ｍｍ内側の位置に荷重を印加し、アーム部の先端が１ｍｍ撓んだときの荷重を測定した。サンプル数をいずれも３個とし、測定荷重の平均値を求めたところ、
本発明品では、７１０．３ｇ／ｍｍ２であり、
従来例では、６３０．７ｇ／ｍｍ２であった。
この結果から、本発明のキャリッジは、従来の切削加工で製造したキャリッジに比較して約１０％剛性が高くなることが確認できた。さらに、このようなプレスによる潰し加工を行うことは、キャリッジの剛性を高めるのに有効な手段であることが確認された。
（実施形態２）
図１０および図１１は、実施形態２におけるキャリッジの第１の例を示すもので、この例のキャリッジ１２１は、第１のキャリッジプレート１２２と第２のキャリッジプレート１２３とを重ね合わせて一体化してなるものである。
そして、この第１および第２のキャリッジプレート１２２、１２３は、例えば６０６１、５０５２などのアルミニウム合金などからなり、プレス加工で作製されたものである。
ここでのプレス加工とは、従来の打ち抜き加工に必要部分を潰す加工（潰し加工）を施すことにより、キャリッジの最終形状を実現するものである。具体的には、後述するキャリッジプレート１２２、１２３の各部分の中で一番肉厚が厚くされるベアリング固着部１２４の仕上がり厚さ以上の厚さの板材からなる素材を用いて、ベアリング固着部１２４の厚い部分以外をより薄く潰し、キャリッジプレート１２２、１２３全体が十分鍛錬されるようにするものである。
なお、この潰し加工の対象部位が、アーム部、アーム部とベアリング固着部またはアーム部とベアリング固着部とコイル固着部かは、設計により適宜選択される。
また、上記第１のキャリッジプレート１２２は、ベアリング固着部１２４とコイル固着部１２５と、アーム部１２６とから構成されている。
ベアリング固着部１２４は、ベアリングが貫通される固着孔１２７を有するボス状の形状となっており、その肉厚はアーム部１２６およびコイル固着部１２５から外方にリング状に膨出してボスとなっており、これらの厚さよりもかなり厚くなっている。
また、このベアリング固着部１２４よりもアーム部１２６およびコイル固着部１２５は薄くなっており、素材の一部がプレス加工時に加圧加工されているため、その金属組織が緻密化し、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高いものとなっている。したがって、このアーム部１２６およびコイル固着部１２５は、ベアリング固着部１２４よりも強度が高く、さらには同厚みの板材やダイキャストによるものよりも十分な強度を有するものとなる。
さらに、このベアリング固着部１２４の上面には、２本の円柱状の係合用突起１２８、１２８が設けられている。この２本の係合用突起１２８、１２８は、ベアリング取り付け孔１２７の中心軸を中心として対称的に配置されており、この突起１２８も同様にプレス加工により第１のキャリッジプレート１２２の加工と同時に一体に設けられたものである。
コイル固着部１２５は、ベアリング固着部１２４から二股状に延びる２本の板状の腕部１３１、１３１を有し、この２本の腕部１３１、１３１の内側に可動コイル１０６が嵌め込められて接着固定されるようになっている。
また、このコイル固着部１２５は、プレス加工により素材の厚さが大きく減少した部分であり、これにより金属組織が十分に緻密化して、ベアリング固着部１２４よりも硬度が高く、かつ剛性も高くなっており、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高いものとなっている。したがって、コイル固着部１２５は、その板厚を薄くでき、コイル固着部１２５の軽量化を図ることができる。
アーム部１２６は、ほぼ矩形の板状のもので、その基端部がベアリング固着部１２４に接し、先端部にはサスペンションが取り付けられる取り付け孔１２９が形成されている。また、その中央部には軽量化のための空孔１３０が開けられており、かつ基端部から先端部にかけて徐々にその幅が小さくなってテーパー状になっている。
また、このアーム部１２６も、プレス加工により素材の厚さが大きく減少した部分であり、これにより金属組織が十分に緻密化して、ベアリング固着部１２４よりも硬度が高く、かつ剛性も高くなっており、引張強度、伸び、衝撃強度などの機械強度が高いものとなっている。したがって、アーム部１２６は、その板厚を薄くでき、アーム部１２６の軽量化を図ることができる。
上記第２のキャリッジプレート１２３は、ベアリング固着部１２４とアーム部１２６とを有し、コイル固着部を欠くものであり、これらベアリング固着部１２４およびアーム部１２６は、先に説明した第１のキャリッジプレート１２２のベアリング固着部１２４とアーム部１２６と同様の構成になっている。
しかし、この第２のキャリッジプレート１２３には、そのベアリング固着部１２４に２個の係合用孔１３２、１３２が形成されている点で第１のキャリッジプレート１２２と異なっている。
この係合用孔１３２は、第１のキャリッジプレート１２２と第２のキャリッジプレート１２３とをそれらのベアリング取り付け孔１２７の中心軸を一致して重ね合わせた際に、第１のキャリッジプレート１２２の係合用突起１２８が嵌め込められるようにその位置、形状、寸法等が定められている。
そして、図１１に示すように、第１のキャリッジプレート１２２の上に第２のキャリッジプレート１２３を重ね、第１のキャリッジプレート１２２に設けられた係合用突起１２８、１２８を、第２のキャリッジプレート１２３に形成された係合用孔１３２、１３２に嵌め込むことで、第１のキャリッジプレート１２２と第２のキャリッジプレート１２３とが一体化され、この例のキャリッジ１２１となっている。
このような構造のキャリッジ１２１にあっては、その組み立てに際しては第１のキャリッジプレート１２２の係合用突起１２８を第２のキャリッジプレート１２３の係合用孔１３２に嵌め込むことで簡単に組み立てることができる。そして、係合用突起１２８と係合用孔１３２の位置を予め精度よく形成しておけば、キャリッジ２１の組み付けも高精度で行うことができる。
また、第１および第２のキャリッジプレート１２２，１２３とはともにプレス加工で作製されるので、上記係合用突起１２８および係合用孔１３２も同時に一体に形成されることになり、加工工程が少なくて済み、安価に製造できる。また、各キャリッジプレート１２２、１２３はプレス加工の際に十分加圧加工されているので、剛性が高く機械強度が優れ、特にアーム部１２６およびコイル固着部１２５の板厚を薄くすることができ、全体として軽量化が図れ、共振周波数を高めることができる。
さらに、第１および第２のキャリッジプレート１２２、１２３のベアリング固着部１２４、１２４は、いずれも厚肉のボス状となっているので、ベアリングとの接着による組み付けの際に、ベアリングの外輪との接触面積が多くなり、ベアリングとの取り付け強度が高いものとなる。さらに、ベアリングには、タップ加工を施す必要がなく、ナットも不要となるのでコストを低減することができる。
なお、このような係合用突起、係合用孔の数、位置は、キャリッジの設計により決定されるもので、必要に応じ選択される。
図１２は、このキャリッジの第２の例を示すもので、この例のものが第１の例のキャリッジ１２１と異なる点は、第１のキャリッジプレート１２２に設けられた係合用突起１２８の長さを、第２のキャリッジプレート１２３に形成された係合用孔１３２を完全に貫通する長さとしたところである。
この例では、２枚の第１および第２のキャリッジプレート１２２、１２３を重ね合わせ、第１のキャリッジプレート１２２の係合用突起１２８を第２のキャリッジプレート１２３の係合用孔１３２に嵌め込んだのち、係合用突起１２８の先端を溶接またはかしめて２枚のキャリッジプレート１２２、１２３を一体化することができ、完全な一体化と電気的導通が行われる。
図１３は、このキャリッジの第３の例を示すもので、このものは第２のキャリッジプレート１２３の係合用孔１３２の開口部にザグリを形成しておき、係合用突起１２８を係合用孔１３２に嵌め込んだ後、係合用突起１２８の先端をこのザグリの内部で溶接またはかしめることにより２枚のキャリッジプレート１２２、１２３を一体化したものである。
図１４は、このキャリッジの第４の例を示すものである。この例では、第１のキャリッジプレート１２２のベアリング固着部１２４の上面および下面に、係合用突起１２８、１２８がそれぞれ２本ずつ合計４本設けられている。そして、図１０に示したものと同様の形態の第２のキャリッジプレート１２３を２枚使用し、第１のキャリッジプレート１２２をこの２枚の第２のキャリッジプレート１２３、１２３で挟み込むようにして重ね合わせられている。
第１のキャリッジプレート１２２の上面側の係合用突起１２８を第１のキャリッジプレート１２２の上側に配した第２のキャリッジプレート１２３の係合用孔１３２に嵌め込み、第１のキャリッジプレート１２２の下面側の係合用突起１２８を第１のキャリッジプレート１２２の下側に配した第２のキャリッジプレート１２３の係合用孔１３２に嵌め込んで、３枚のキャリッジプレートを一体化したものである。この例では、３枚のキャリッジプレート１２２、１２３、１２３が強固に一体化したキャリッジ１２１が得られることになる
また、キャリッジプレートに同様の係合用突起と係合用孔を設けることにより、４枚以上のキャリッジプレートを積層一体化してキャリッジとすることができる。また、キャリッジプレートのベアリング固着部の上面側または下面側のいずれかに係合用突起と係合用孔とを設けてもよく、上面側に係合用突起を、下面側に係合用孔を形成してもよい。
（実施形態３）
図１５は、本発明のキャリッジの製造方法の一例を工程順に示すものである。この例では、図１に示したキャリッジを製造するものを示し、このキャリッジは、３ｍｍの厚さのアルミニウム合金板をプレスによる潰し加工を施し、アーム部とコイル固着部の厚さを０．９ｍｍとし、ベアリング固着部の厚さを２．９ｍｍとし、アーム部の長さを約１５ｍｍ、ベアリング固着部の外径を約１０ｍｍとし、コイル固着部の長さを約１５ｍｍとしたもので、図１に示したＡ−Ａ断面部のプレスによる潰し加工による変形状態を模式的に描いている。
まず、図１５（Ａ）に示すように、出発基材となるアルミニウム合金の板材１０１を用意する。この板材１０１は、例えば６０６１、５０５２などのアルミニウム合金からなる厚さ（ｔ０）がキャリッジ２１の最も厚さの厚いベアリング固着部２２の厚さ（ｔ１）と同じか、これよりも若干厚いものとなっている。
この板材１０１をまずキャリッジの外形に概略合わせた外形に裁断したものを用意し、これを図示しない金型に挿入してプレス加工し、まず図１５（Ｂ）に示すように、この板材１０１に下穴１０２を穿設する下穴加工を行う。この下穴１０２の径は約５ｍｍである。この下穴１０２は、以降のプレス加工の際の位置決めのガイド穴となるものである。
この製造方法で使用される複数の金型は、その内部に形成されたキャビティの形状等が個々に異なったもので、これを順次取り替えて使用する。
つづいて、図１５（Ｃ）に示すように、別の金型にこの板材１０１を収めてプレス加工を行って予備抜き加工を施し、下穴１０２から離れた部分の板材１０１を打ち抜いて、約数ｍｍの空間部１０３を外周に形成する。この空間部１０３は、次工程の潰し加工の際に、潰され押し出される材料の逃げ場となるものである。図面では示されていないが、キャリッジ全体ではその外周の大部分にこのような逃げ場となる空間部１０３が形成される。但し、外周全てにこのような空間部が形成されると、板材１０１の中央部と周辺部とが分離してしまうので、数カ所では繋がっている。
次に、図１５（Ｄ）に示すように、図示しない別の金型を使用して、１回以上の潰し加工を行い、ややキャリッジの形状に似た形状を有する加工体１０４を得る。この加工体１０４には、ベアリング固着部２２、コイル固着部２３およびアーム部２４に相当する部分が形成されており、アーム部２４の厚さ（ｔ２）はベアリング固着部２２の厚さ（ｔ１）よりも薄くなっており、コイル固着部２３の厚さ（ｔ３）もベアリング固着部２２の厚さ（ｔ１）よりも薄くなっている。また、ベアリング固着部２２の厚さ（ｔ１）は、板材１０１の初めの厚さ（ｔ０）と同じか、少し薄くなっている。
したがって、アーム部２４およびコイル固着部２３はかなり潰されており、ベアリング固着部２２も若干潰されていることになる。この潰し加工の際、潰されて押し出された材料１０５は、先の工程で形成された空間部１０３に流れ込んでいる。この図で示したものでは、ベアリング固着部２２とその周辺部分が最終製品に近い形状に成形されている。
次に、図１５（Ｅ）に示すように、別の金型を用いてベアリング固着部２２の穴やアーム部２４の空孔２７などの穴や、これ以外に寸法精度の厳しい部分の正確な寸法を出すために、サイジング加工を行う。
最後に図１５（Ｆ）に示すように、別の金型を使用して、潰されて押し出された不要の部分１０６を残して、キャリッジとして必要な部分１０７を切り落とす外形抜き落とし加工を施して、目的とするキャリッジを得る。
従来のプレス加工による製造方法では、図１５（Ｂ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示した下穴加工、サイジング加工および外形抜き落とし加工によって最終製品を得るようにしており、本発明の製造方法での予備抜き加工および潰し加工を欠くものである。
また、本発明での製造方法では、潰し加工により押し出された部分を切り離して取り除く工程、すなわち外形抜き落とし加工が必ず必要になる点で、従来のプレス加工による製造方法とは大きく異なるところである。
なお、上記それぞれの金型を１つの金型内に配置し、順送型としてテープ状の板材を供給し、前述の板材と同様の加工を行ってもよい。
このような製造方法では、寸法の正確なキャリッジを効率よく製造でき、またアーム部およびコイル固着部が薄いにもかかわらず、高剛性を有するものとすることができる。
また、実施形態２において説明したキャリッジプレートの製造も上述の製造方法で同様に製造できる。
以上説明したように、本発明のキャリッジは、ベアリング固着部とアーム部を少なくとも有し、アーム部がプレスによる潰し加工によりベアリング固着部よりも薄く成形されたものであるので、その製造が簡略化され、製造コストが低減できる。また、ベアリング固着部が厚肉となっているので、この部分の機械強度が高く、したがってベアリングとの取付強度が高いものとなる。
さらに、プレスによる潰し加工により加工されたものであるため、金属組織が緻密化して高剛性となり、特にそのアーム部の厚さを薄くすることができ、軽量化が可能であり、共振周波数を高周波側にシフトすることができ、キャリッジの設計の自由度を向上させることができる。
また、ベアリング固着部の固着孔の内周壁に縦溝などを形成したものではベアリングとキャリッジとの取り付け精度を高めることができる。
さらに、これらキャリッジとサブキャリッジとを２枚以上積層した際には、プレス加工による潰し量を最適化することにより、これらの間のスペーサを必要とせずに、アーム部間距離を精度よく、かつ安価に積層キャリッジを実現することができる。
また、ベアリング固着部とアーム部を有し、ベアリング固着部付近に係合用突起または係合用孔が形成されたキャリッジプレートを２枚以上重ね、これらキャリッジプレートの係合用突起を係合用孔に嵌合して一体化したものでは、その製造が簡略化され、製造コストが低減でき、各キャリッジプレートの組み付け精度も容易に高いものとすることができる。
また、本発明のキャリッジの製造方法によれば、上述のキャリッジあるいはキャリッジプレートを効率よく製造することができる。
産業上の利用分野
この発明のハードディスクドライブ用キャリッジは、パーソナルコンピュータなどの記憶装置のハードディスク装置のドライブ用キャリッジとして使用される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態１でのキャリッジの例を示す斜視図である。
図２は、図１に示したキャリッジの断面図である。
図３は、キャリッジの他の例を示す平面図である。
図４Ａは、キャリッジのベアリング固着部の固着孔の変形例を示す平面図である。
図４Ｂは、図４Ａに示した固着孔の断面図である。
図５Ａは、キャリッジのベアリング固着部の固着孔の他の変形例を示す平面図である。
図５Ｂは、図５Ａに示した固着孔の断面図である。
図６は、キャリッジの応用例を示す斜視図である。
図７は、図６に示したキャリッジの断面図である。
図８Ａは、キャリッジの他の例を示す断面図である。
図８Ｂは、キャリッジの他の例を示す斜視図である。
図８Ｃは、キャリッジの他の例を示す断面図である。
図９は、本発明品と従来例のキャリッジの共振特性を示すグラフである。
図１０は、本発明の施形態２でのキャリッジの第１の例を示す斜視図である。
図１１は、図１０に示したキャリッジの断面図である。
図１２は、キャリッジの第２の例を示す断面図である。
図１３は、キャリッジの第３の例を示す要部の断面図である。
図１４は、キャリッジの第４の例を示す断面図である。
図１５Ａ〜Ｆは、本発明の実施形態３での製造方法の一例を工程順に示した概略断面図である。
図１６は、ハードディスクドライブ用アクチュエータの例を示す平面図である。
図１７は、従来のキャリッジの例を示す斜視図である。
図１８は、従来のキャリッジの他の例を示す斜視図である
図１９は、図１８に示した従来のキャリッジの断面図である。
図２０は、従来の積層タイプのキャリッジの分解斜視図である。
図２１は、従来のキャリッジの例を示す分解斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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