(57)【要約】【課題】硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材、ならびに硬軟積層材を用いてなる部品の提供。【解決手段】ビッカース硬さなどの指標において評価される硬質層２３と軟質層２４とを積層してなる硬軟積層材２０において、硬軟積層材２０の少なくとも１つの接合面を、接合されるそれぞれの面を活性化処理して当接し、重ね合わせて積層接合して硬軟積層材２０を製造する。またこの硬軟積層材２０を用いてディスクヘッド用途などに適用されるサスペンションなどの部品を製造する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材において、硬軟積層材の少なくとも１つの接合面が、接合されるそれぞれの面を活性化処理して当接し、重ね合わせて積層接合してなることを特徴とする硬軟積層材。
【請求項２】
前記硬軟積層材の少なくとも一部に、軟質層の両側を硬質層で挟んでなる構造を有することを特徴とする請求項１に記載の硬軟積層材。
【請求項３】
前記硬質層がステンレス層からなり、前記軟質層がアルミニウム層からなることを特徴とする請求項１または２に記載の硬軟積層材。
【請求項４】
硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材を用いてなることを特徴とする部品。
【請求項５】
前記部品が、ディスクヘッド用途に適用されることを特徴とする請求項４に記載の部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材、および硬軟積層材を用いてなる部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の高密度化やデータ転送速度の高速化が急速に進んできている。これにともなって、ハードディスク装置に使用されている部品、とりわけ磁気ヘッド部の小型化とアクセススピードの高速化が顕著となってきている。このため磁気ヘッド部を構成するサスペンションも高度化することが求められている。従来技術として、金属板に金属薄膜を形成した後、あるいは金属薄膜を形成するとともに金属箔を積層する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、過剰な熱や圧力を加えることなく金属板同士を接合する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献１】
特開２００２−１２７２９８号公報
【特許文献２】
特開平１−２２４１８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材、および硬軟積層材を用いてなる部品を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題に対する第１の解決手段として本発明の硬軟積層材は、硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材において、硬軟積層材の少なくとも１つの接合面が、接合されるそれぞれの面を活性化処理して当接し、重ね合わせて積層接合してなる構成とした。あるいは前記硬軟積層材の少なくとも一部に、軟質層の両側を硬質層で挟んでなる構造を有する構成とした。好ましくは、前記硬質層がステンレス層からなり、前記軟質層がアルミニウム層からなる構成とした。
【０００６】
前記課題に対する第２の解決手段として本発明の部品は、硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材を用いてなる構成とした。好ましくはディスクヘッド用途に適用される構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の硬軟積層材の一実施形態を示す概略断面図であり、硬質層２３と軟質層２４とを積層した例を示している。図２は、本発明の硬軟積層材の他の一実施形態を示す概略断面図であり、軟質層２４の両側を硬質層２３で挟んだ構造の例を示している。
【０００８】
硬質層２３の材質としては、硬軟積層材を製造可能な素材で、軟質層よりも硬質であれば特にその種類は限定されず、硬軟積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金や、これらの金属や合金を少なくとも１層有する積層体などのうち軟質層よりも硬質のものである。硬軟積層材の用途が、サスペンションなどのディスクヘッド用途部品などであれば、硬質層２３としては、ＪＩＳに規定のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などのステンレス鋼などをステンレス層として用いることができる。
【０００９】
硬質層２３の厚みは、硬軟積層材を製造可能であれば特に限定はされず、硬軟積層材の用途により適宜選定して用いることができる。例えば、５〜５００μｍであることが好ましい。５μｍ未満では充分な機械的強度を保持することが難しくなり、５００μｍを超えると硬軟積層材としての製造が難しくなる。より好ましくは、１０〜５０μｍである。なお硬質層２３は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよいし、積層体に拡散処理などを施したものであってもよい。
【００１０】
軟質層２４の材質としては、硬軟積層材を製造可能な素材で、硬質層よりも軟質であれば特にその種類は限定されず、硬軟積層材の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体である金属や、これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金や、これらの金属や合金を少なくとも１層有する積層体などのうち硬質層よりも軟質のものである。軟質層としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。アルミニウム合金としては、ＪＩＳに規定の１０００系、３０００系などを適用することができる。硬軟積層材の用途が、サスペンションなどのディスクヘッド用途部品などであれば、軟質層２４としては、ＪＩＳ規定の１０５０アルミニウムなどのアルミニウム合金などをアルミニウム層として用いることができる。
【００１１】
軟質層２４の厚みは、硬軟積層材を製造可能であれば特に限定はされず、硬軟積層材の用途により適宜選定して用いることができる。軟質層２４は、例えば５〜５００μｍであることが好ましい。５μｍ未満では板材としての製造が難しくなり、５００μｍを超えると重くなりすぎる。より好ましくは、５０〜３００μｍである。なお軟質層２４は、電解箔や圧延箔などの板材であってもよいし、板材にめっきや蒸着などによる膜材を予め積層したものであってもよいし、クラッド材などの積層体でもよいし、積層体に拡散処理などを施したものであってもよい。
【００１２】
硬質層は軟質層よりも硬質であり、軟質層は硬質層よりも軟質である。硬質、軟質は、硬軟積層材の用途により、ビッカース硬さ、ブリネル硬さ、ショア硬さ、ロックウェル硬さなどの指標より適宜選択して用いる指標により定めることができる。硬質層はビッカース硬さにおいて軟質層よりも硬い材質とする。硬質層の望ましい硬度の範囲は、Ｈｖ１５０〜６００であり、より望ましくはＨｖ２００〜３００である。軟質層の望ましい硬度の範囲は、Ｈｖ１０〜１４９であり、より望ましくはＨｖ３０〜８０である。例えば、硬質層がＳＵＳ３０４、軟質層が１０５０アルミニウムの組合せなどである。硬軟積層材の用途によっては、軟質層を挟んだものは機械的振動などを吸収減衰させる効果が期待できる。さらに軟質層に軽量材を選択することが可能であるため、硬質層のみの単一材と比較して、硬軟積層材は比重を軽くすることができ、慣性モーメントを下げる効果がある。
【００１３】
常温で固体である金属とは、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどである。これらの金属のうち少なくとも１種類を含む合金には、例えば、ＪＩＳに規定の合金なども含むことができ、合金鋼やステンレス鋼の他にも、Ｃｕ系合金では、無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅、丹銅、黄銅、快削黄銅、すず入り黄銅、アドミラルティ黄銅、ネーバル黄銅、アルミニウム青銅、白銅など、Ａｌ系合金では、１０００系、２０００系、３０００系、５０００系、６０００系、７０００系など、Ｎｉ系合金では、常炭素ニッケル、低炭素ニッケル、ニッケル−銅合金、ニッケル−銅−アルミニウム−チタン合金、ニッケル−モリブデン合金、ニッケル−モリブデン−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄−モリブデン−銅合金、ニッケル−クロム−モリブデン−鉄合金などがある。これらの金属や合金を少なくとも１層有する積層体とは、例えば、クラッド材、メッキ材、蒸着膜材などであり、金属間化合物などの合金層も含むことができる。
【００１４】
図１に示す硬軟積層材２０の活性化接合法を用いた製造方法について説明する。図３に示すように、真空槽５２内において、巻き戻しリール６２に設置された硬質層２３の接合予定面側を、活性化処理装置７０で活性化処理する。同様にして巻き戻しリール６４に設置された軟質層２４の接合予定面側を、活性化処理装置８０で活性化処理する。
【００１５】
活性化処理は、以下のようにして実施する。すなわち、真空槽５２内に装填された硬質層２３および軟質層２４をそれぞれアース接地された一方の電極Ａと接触させ、絶縁支持された他の電極Ｂとの間に、１０〜１×１０−３Ｐａの極低圧不活性ガス雰囲気中で、１〜５０ＭＨｚの交流を印加してグロー放電を行わせ、グロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極Ａと接触した硬質層２３、および軟質層２４のそれぞれの接合予定面側の面積が、実効的に電極Ｂの面積の１／３以下となるようにスパッタエッチング処理する。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトンなどやこれらを含む混合体を適用することができる。好ましくはアルゴンである。なお不活性ガス圧力が１×１０−３Ｐａ未満では安定したグロー放電が行いにくく高速エッチングが困難であり、１０Ｐａを超えると活性化処理効率が低下する。印加する交流は、１ＭＨｚ未満では安定したグロー放電を維持するのが難しく連続エッチングが困難であり、５０ＭＨｚを超えると発振し易く電力の供給系が複雑となり好ましくない。また、効率よくエッチングするためには電極Ａと接触した硬質層２３および軟質層２４のそれぞれの面積を実効的に電極Ｂの面積より小さくする必要があり、実効的１／３以下とすることにより充分な効率でエッチング可能となる。
【００１６】
その後、活性化処理された硬質層２３と軟質層２４を積層接合する。積層接合は、硬質層２３、軟質層２４の接合予定面側が対向するようにして両者を当接して重ね合わせ圧接ユニット６０で冷間圧接を施すことによって達成される。この際の積層接合は低温度で可能であり、硬質層２３、軟質層２４ならびに接合部に組織変化や合金層の形成などといった悪影響を軽減または排除することが可能である。Ｔを硬質層２３、軟質層２４の温度（℃）とするとき、０℃＜Ｔ＜３００℃で良好な圧接状態が得られる。０℃以下では特別な冷却装置が必要となり、３００℃以上では組織変化などの悪影響が生じてくるため好ましくない。また圧延率Ｒ（％）は、０．０１％≦Ｒ≦３０％であることが好ましい。０．０１％未満では充分な接合強度が得られず、３０％を超えると変形が大きくなり加工上好ましくない。より好ましくは、０．１％≦Ｒ≦３％である。さらに好ましくは、１％＜Ｒ≦３％である。
【００１７】
このように積層接合することにより、所要の層厚みを有する２層構造の硬軟積層材２０を形成することができ、巻き取りロール６６に巻き取られる。さらに必要により所定の大きさに切り出して、図１に示すような硬軟積層材２０を製造することができる。またこのようにして製造された硬軟積層材２０に、必要により残留応力の除去または低減などのために問題が生じない範囲で熱処理を施してもよいし、さらに半田めっきなどの膜材などを積層してもよい。
【００１８】
図２に示す３層の硬軟積層材２２は、上記説明において軟質層２４の代わりに硬軟積層材２０を用いることにより製造することができる。３層の硬軟積層材はこの他にも軟質層２４−硬質層２３−軟質層２４の構成も可能である。またより多層の硬軟積層材は、上記説明において硬質層２３および／または軟質層２４の一方または双方を硬軟積層材とすることにより製造することができる。
【００１９】
硬軟積層材の製造にはバッチ処理を用いることができる。すなわち真空槽内に予め所定の大きさに切り出された硬質層、軟質層を複数装填して活性化処理装置に搬送して垂直または水平など適切な位置に処理すべき面を対向または並置した状態などで設置または把持して固定して活性化処理を行い、さらに硬質層、軟質層を保持する装置が圧接装置を兼ねる場合には活性化処理後に設置または把持したまま圧接し、硬質層、軟質層を保持する装置が圧接装置を兼ねない場合にはプレス装置などの圧接装置に搬送して圧接を行うことにより達成される。なお活性化処理は、硬質層、軟質層を絶縁支持された一方の電極Ａとし、アース接地された他の電極Ｂとの間で行うことが好ましい。
【００２０】
本発明の部品は、硬質層と軟質層とを積層してなる硬軟積層材を用いてなるものであり、硬軟積層材にエッチング加工やプレス加工などの加工を施したもの、硬軟積層材の一部を除去したもの、さらにこれらに樹脂などで被覆あるいは固定したものや、硬軟積層材を接着剤などを用いて高分子や金属、合金などからなる基材や基板に積層したものなどである。
【００２１】
本発明の硬軟積層材や部品では、接合部に合金層などの用途上好ましくない層を形成させることが抑止できるため、曲げ加工やプレス加工などの機械加工性や、エッチング加工におけるエッチング性の低下問題などが発生しない。このため本発明の硬軟積層材や部品は、サスペンションなどのディスクヘッド用途部品に有用である。ステンレス層のみからなるサスペンションよりも、ステンレス層とアルミニウム層からなるサスペンションの方が、軽量化を図れ慣性モーメントを小さくすることが可能であるため、ディスクヘッドの位置決め性能に優れ、シーク時間などの短縮に効果がある。特にステンレス層を従来の４０％以下とすると、それらの効果は大である。また外層をステンレス層とすることで従来用いられてきたディスクヘッド部の溶接技術を利用できることも利点である。
【００２２】
【実施例】
以下に、実施例を図面に基づいて説明する。硬質層２３として厚み５０μｍのＳＵＳ３０４の圧延箔を用い、軟質層２４として厚み２００μｍのアルミニウム箔を用いて、硬軟積層材製造装置５０にセットし、真空槽５２内の活性化処理ユニット７０および８０でスパッタエッチング法によりそれぞれ活性化処理し、圧延ユニット６０で圧接して積層接合して硬軟積層材２０を製造した。さらにもう１層、厚み５０μｍのＳＵＳ３０４圧延箔を硬軟積層材２０の軟質層面側に積層接合して硬軟積層材２２を製造した。次にプレス加工を施し部品を製造した。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の硬軟積層材は硬質層と軟質層とを積層してなるものであり、本発明の部品は硬軟積層材を用いてなるものである。このためディスクヘッド用途部品などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の硬軟積層材の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の硬軟積層材の他の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の硬軟積層材の製造に用いる装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２０    硬軟積層材
２２    硬軟積層材
２３    硬質層
２４    軟質層
５０    硬軟積層材製造装置
５２    真空槽
５４    真空ポンプ
６０    圧接ユニット
６２    巻き戻しリール
６４    巻き戻しリール
６６    巻き取りロール
７０    活性化処理装置
７２    電極ロール
７４    電極
８０    活性化処理装置
８２    電極ロール
８４    電極
Ａ      電極Ａ
Ｂ      電極Ｂ
【図１】
2004306458.tif 000003
【図２】
2004306458.tif 000004
【図３】
2004306458.tif 000005