(57)【要約】予め設定された弾性変形が加えられた弾性的可撓性エレメント（５；７１、７１′）によって、更に詳細にはスライダー（３）を支持し且つ可撓性エレメントに力を加えるスラスト装置を含むエレメントによって加えられた力（ＧＬ）を計測するための装置及び方法を提供する。スラスト装置は、例えば、力（Ｒ）を薄いプレートの中間区分（４）にスラスト区分（Ｋ）のところで加えるための空気圧ノズル（２７；５７、５７′；２８）を含む。位置センサ（３０；８０）が、可撓性エレメントの変形を示すスライダーの高さ（ｚ）を検出する。スライダーの高さ（ＺＦ）が可撓性エレメントの予め設定された弾性変形を示す場合に加えられたモーメントの値（ＭＦ）を使用し、計測されるべき力を等式ＧＬ＝ＭＦ／Ｌに従って計算する。ここで、Ｌはスライダーが弱め区分から離間する距離である。【選択図】図１
2004504592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準ベース（２）に関して定置の係止部分（７）と、この係止部分の近くの弱め区分（９）と、中間部分（４）と、スライダー（３）を支持する自由端（６）とを含む薄いプレート（５；７１、７１′）によって加えられる力（ＧＺ、ＧＬ）を検査するための装置であって、
前記基準ベース（２）に連結された支持体（１０；５０；１７）と、
前記支持体（１０；５０；１７）に連結されており、基準力（Ｒ）を前記薄いプレート（５；７１、７１′）に実質的にスラスト方向（Ｚ）に沿ってスラスト区分（Ｋ）に加えるように構成されたスラスト装置（２７；５７、５７′；２８；１８、２１）と、
少なくとも一つの位置センサ（３０；８０）を含む検出装置と、
前記少なくとも一つの位置センサ（３０；８０）に接続されており、前記係止部分（７）と前記スライダー（３）との間の間に存在する前記スラスト方向（Ｚ）に沿った相互位置（ｚＦ）を前記少なくとも一つの位置センサ（３０；８０）の信号に基づいて検出し、前記基準力（Ｒ）の値及び前記スラスト方向（Ｚ）に沿った予め決定された相互位置（ｚＦ）でのスラスト区分（Ｋ）の位置（ｘ）の値に基づいて検査されるべき力（ＧＬ）の値を演算処理するように構成された記憶−演算処理−制御ユニット（４０）とを含む、検査装置において、
前記少なくとも一つの位置センサ（３０；８０）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）の前記自由端（６）と協働し、前記スラスト方向（Ｚ）に沿った前記スライダー（３）の位置を示す電気信号を与えるようになっており、前記スラスト装置（２７；５７、５７′；２８；１８、２１）は、前記予め決定された相互位置（ｚＦ）で、前記自由端（６）と接触することなく前記薄いプレート（５）と協働するように構成されている、装置。
【請求項２】
前記基準力（Ｒ）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）にトルクを加え、前記トルクの応力中心距離は、前記スラスト区分（Ｋ）と前記弱め区分（９）との間の距離（ｘ）であり、前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記力（ＧＬ）の値を、次式の
ＧＬ＝ＭＦ／Ｌ
に従って演算処理するようになっており、ここでＭＦは前記スラスト方向（Ｚ）に沿った前記予め決定された相互位置（ｚＦ）での前記トルクのモーメントの値である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スラスト区分（Ｋ）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）の前記中間部分（４）に含まれる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記スライダー（３）の前記弱め区分（９）が前記スラスト区分（Ｋ）から離間する距離（Ｌ、ｘ）に基づいて、検査されるべき前記力（ＧＬ）の値を得るように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記スラスト区分（Ｋ）の前記位置（ｘ）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）の前記弱め区分（９）に関して固定（ｘ０）されており、前記スラスト装置（２７；５７、５７′）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）に加えられた前記基準力（Ｒｐ）を変化させるようになっており、前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記予め決定された相互位置（ｚＦ）での基準力（ＲＰ）の値（ＲＰＦ）を検出するように構成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記スラスト装置は、前記支持体（１０；５０）にしっかりと連結された空気圧ノズル（２７；５７、５７′）を含み、この空気圧ノズルは、前記基準力（Ｒｐ）を前記薄いプレート（５；７１、７１′）に加えるため、前記スラスト区分（Ｋ０）のところで前記薄いプレート（５；７１、７１′）の近くに配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記スラスト装置は、前記ノズル（２７；５７、５７′）に連結されるとともに、空気源が供給する空気の圧力（Ｐ）を制御するための装置（１４）を有する空気圧回路（１１；５１）を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記スラスト方向（Ｚ）に沿った前記スライダー（３）の様々な位置に対応する前記圧力（Ｐ）の値を検出するよう、圧力制御装置（１４）に接続されており、前記基準力（ＲＰ）の対応する値を、記憶されたデータに基づいて決定するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記支持体（１７）は前記基準ベース（２）に関して移動自在であり、前記検出装置は、調節方向（Ｘ）に沿った前記スラスト区分（Ｋ）の位置（ｘ）を示す電気信号を与えるように構成された別の位置センサ（３５）を含み、前記スラスト装置（２８；１８、２１）は、前記基準力（Ｒ）を前記薄いプレート（５）に一定の基準力（Ｒ０）として加えるようになっており、前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記スラスト区分（Ｋ）と前記弱め区分（９）との間の距離の値（ｘＰＦ）を前記予め決定された相互位置（ｚＦ）のところで検出するように構成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記スラスト方向（Ｚ）は実質的に垂直方向であり、前記調節方向（Ｘ）は実質的に水平方向である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記スラスト装置は、前記実質的に一定の基準力（Ｒ０）を前記薄いプレート（５）に加えるため、前記支持体（１７）にしっかりと連結されており且つ前記スラスト区分（Ｋ）のところで前記薄いプレート（５）の前記中間部分（４）の近くに配置された空気圧ノズル（２８）を含む、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記スラスト装置は、相互回転軸線（Ａ）を画成する支点（１９）によって前記支持体（１７）に連結されており且つ前記スラスト区分（Ｋ）のところで前記薄いプレート（５）と接触するための載止面（２１）を有するレバー（１８）を含み、このレバーは、前記実質的に一定の基準力（Ｒ０）を加えるため、検査されるべき前記薄いプレート（５）に向かって前記載止面（２１）を押圧するようになったアンバランストルク（ＣＳ）を発生する、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記レバー（１８）の前記重心（Ｂ）は、前記支点（１９）が画成する相互回転軸線（Ａ）から水平方向（Ｘ）に沿ってゼロでない予め設定された距離（ｄＢ）のところに配置されており、前記アンバランストルク（ＣＳ）は、前記レバー（１８）の重量（ＧＢ）によって発生する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記レバー（１８）の前記載止面（２１）は実質的に円筒形形状を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記支持体（１７）に連結され、前記支持体（１７）を前記ベース（２）に関して調節方向（Ｘ）に沿って並進変位させるように構成された駆動モータ（２２）を含む、請求項９乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記支持体（１７）の前記ベース（２）に関する前記並進変位の開始及び停止を制御するよう、前記駆動モータ（２２）に接続されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの位置センサ（３０）は、光電式計測システムを含む、請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記スラスト装置（２７；５７、５７′；２８；１８、２１）は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）に一定の基準力（Ｒ）を加えるようになっており、前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）は、前記係止部分（７）と前記スライダー（３）との間の前記予め決定された相互位置（ｚＦ）を得るのに必要な力（ＲＦ）の値を得るため、前記スラスト方向（Ｚ）に沿って検出された前記一定の基準力（Ｒ）の値及び前記相互位置（ｚＦ）の値を演算処理するようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
単一のエレメント（７０）に連結された複数の薄いプレート（７１、７１′）によって加えられる前記力（ＧＺ、ＧＬ）の検査を行うため、前記支持体（５０）に連結されており且つ前記複数の薄いプレート（７１、７１′）に単一のスラスト区分（Ｋ０）のところで基準力（Ｒ）を加えるように構成された複数のスラスト装置（５７、５７′）を含み、前記位置センサ（８０）は、前記複数の薄いプレート（７１、７１′）の全てのスライダー（３）の位置を示す電気信号を与えるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記スラスト装置は、前記支持体（５０）にしっかりと連結された空気圧ノズル（５７、５７′）を含み、これらのノズルは、前記基準力（Ｒ）を前記薄いプレート（７１、７１′）に加えるため、前記スラスト区分（Ｋ０）のところで前記薄いプレート（７１、７１′）の前記中間部分（４）の近くに配置されており、空気圧回路（５１）が前記ノズル（５７、５７′）に連結されており、圧縮空気源（１３）及びこの空気源によって供給される空気の圧力を制御するための装置（１４）を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
予め設定された弾性変形で薄いプレート（５；７１、７１′）が発生する力（ＧＺ、ＧＬ）を計測するための方法であって、前記薄いプレート（５；７１、７１′）は、基準ベース（２）に関して定置の係止部分（７）と、この係止部分の近くの弱め区分（９）と、中間部分（４）と、スライダー（３）を支持する自由端（６）とを含み、力（Ｒ）を前記薄いプレート（５；７１、７１′）にスラスト方向（Ｚ）に沿って加える工程と、前記力（Ｒ）が加えられることによる前記スラスト方向（Ｚ）に沿った前記係止位置（７）と前記スライダー（３）との間の予め決定された相互位置（ｚＦ）の発生を検出する工程とを含み、前記相互位置が前記薄いプレートの前記弾性変形を決定する、方法において、前記力（Ｒ）はスラスト区分（Ｋ）に加えられ、可変モーメント（Ｍ）の対応するトルクが前記薄いプレート（５；７１、７１′）に前記弱め区分（９）に関して加えられ、更に、
前記トルクの前記モーメント（Ｍ）を変化させる工程と、
前記薄いプレート（５；７１、７１′）の前記予め設定された弾性変形で前記トルクの前記モーメント（ＭＦ）の値を検出する工程と、
前記薄いプレート（５；７１、７１′）が発生した力（ＧＬ）を、前の工程で評価されたモーメントの値（ＭＦ）と、前記スラスト区分（Ｋ）及び前記スライダー（３）の前記弱め区分（９）に関する位置とに基づいて計算する工程とを含む、方法。
【請求項２２】
前記薄いプレート（５；７１、７１′）が発生した力（ＧＬ）を計算する前記工程は、前記薄いプレート（５；７１、７１′）のバランス構成と対応する
ＧＬ＝ＭＦ／Ｌ
の計算を行う工程を含み、ここで、Ｌは、前記スライダー（３）と前記弱め区分（９）との間の距離を示す、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
供給された空気の増大する圧力（Ｐ）によって前記トルクの前記モーメントを変化させる請求項８に記載の装置によって力（ＧＺ、ＧＬ）を計測するため、
前記基準力（ＲＰ）が変化するとき、前記スラスト方向（Ｚ）に沿った前記スライダー（３）の位置に対する対をなした値（ｚ、Ｐ）、及び前記空気源（１３）によって供給された空気の圧力（Ｐ）の相対的な値を、前記少なくとも一つのセンサ（３０）が前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）に与えた信号に基づいて検索し記憶する工程と、
検索された値に関する中間位置で別の対をなした値を得るため、前記対をなした値（ｚ、Ｐ）を内挿によって演算処理する工程と、
前記薄いプレート（５；７１、７１′）の予め設定された弾性変形での前記スライダー（３）の位置に対応する圧力（Ｐ）の値（ＰＦ）を評価する工程と、
前の工程で検出された圧力（Ｐ）の値（ＰＦ）に対応する基準力（ＲＰ）の値（ＲＰＦ）を検出する工程とを更に含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記スラスト方向（Ｚ）に沿った、前記係止位置（７）と前記スライダー（３）との間の前記相互位置が弾性変形を決定する請求項９乃至１６のいずれかに記載の装置によって力（ＧＺ、ＧＬ）を計測するため、
前記スラスト装置（２８；１８、２１）をスラスト区分（Ｋ）のところで前記薄いプレート（５）の前記中間部分（４）と協働させる工程と、
前記支持体（１７）を前記ベース（２）に関して前記調節方向（Ｘ）に沿って並進変位させることにより、前記スラスト区分（Ｋ）を前記薄いプレート（５）の前記弱め区分（９）に関して変位させる工程と、
前記少なくとも一つの位置センサ（３０）が与えた前記信号に基づいて、前記薄いプレート（５）の前記予め設定された弾性変形に対応する前記スライダー（３）の前記スラスト方向（Ｚ）に沿った位置（ｚＦ）を検出する工程と、
前記別の位置センサ（３５）が送出した信号に基づいて、前の工程で検出された前記スライダー（３）の位置に対応する前記調節方向（Ｘ）に沿った前記スラスト区分（Ｋ）の前記弱め区分（９）に関する位置（ｘＰＦ）を評価する工程と、
前記薄いプレート（５）が発生した力（ＧＬ）を、前の工程で評価された位置（ｘＰＦ）に基づいて計算する工程とを含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記支持体（１７）の前記並進変位中、前記位置センサ（３０、３５）が前記記憶−演算処理−制御ユニット（４０）に送出した信号に基づいて、前記スラスト方向（Ｚ）及び前記調節方向（Ｘ）の夫々に沿った前記スライダー（３）の位置及び前記スラスト区分（Ｋ）の位置に対応する対をなした値（ｚ、ｘＫ）を検索し記憶する工程と、
検索された値に関する中間位置で別の対をなした値を得るため、前記対をなした値（ｚ、ｘＫ）を内挿によって演算処理する工程とを含み、
前記薄いプレート（５）の前記予め設定された弾性変形に対応する前記スライダー（３）の位置を検出する前記工程は、前記位置（ｚＦ）が前記検索され且つ記憶された位置の値（ｚ）内に含まれることを検査する工程を含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、基準ベースに関して定置の係止部分と、この係止部分の近くの弱め区分と、中間部分と、スライダーを支持する自由端とを含む薄いプレートによって加えられる力を検査するための装置であって、基準ベースに連結された支持体と、支持体に連結されており、基準力を薄いプレートに実質的にスラスト方向に沿ってスラスト区分に加えるように構成されたスラスト装置と、位置センサを含む検出装置と、位置センサに連結されており、係止部分とスライダーとの間の間に存在するスラスト方向に沿った相互位置を少なくとも一つの位置センサの信号に基づいて検出し、基準力の値及びスラスト方向に沿った予め決定された相互位置でのスラスト区分の位置の値に基づいて、検査されるべき力の値を演算処理するように構成された記憶−演算処理−制御ユニットとを含む、検査装置に関する。
【０００２】
本発明は、更に、予め設定された弾性変形で薄いプレートが発生する力を計測するための方法であって、薄いプレートは、基準ベースに関して定置の係止部分と、この係止部分の近くの弱め区分と、中間部分と、スライダーを支持する自由端とを含み、力を薄いプレートにスラスト方向に沿って加える工程と、力が加えられることによるスラスト方向に沿った係止位置とスライダーとの間の予め決定された相互位置の発生を検出する工程とを含み、相互位置が薄いプレートの弾性変形を決定する、方法に関する。
【０００３】
背景技術
本特許出願と同じ出願人が出願した、ＷＯ−Ａ−００１６０５６号として公開された国際特許出願に具体的に説明され且つ例示された実施の形態は、上述した特徴を含む。
【０００４】
電子式プロセッサのハードディスク型記憶ユニットでは、一般的には、ハードディスクは、回転スピンドル上で整合した、両面の同心の経路上に配置されたセクタに情報を記憶することができる特定数の磁気ディスクを含む構造である。
【０００５】
読み取り／書き込み装置は、全ての磁気ヘッドを関連したディスク表面に対して同時に協働させることができる支持体によって支持された磁気ヘッドを含む。
【０００６】
更に詳細には、各ヘッドはスライダーに連結されており、スライダーはサスペンションアームの端部に配置されたジンバルに連結されている。全てのサスペンションアームは、磁気ヘッドを支持する端部とは反対側の連結端部で、Ｅ−ブロックアクチュエータに連結されている。このＥ−ブロックアクチュエータは、互いに平行な多数の、代表的にはハードディスクの磁気ディスクの数よりも１個多いウィングを含む。Ｅ−ブロックアクチュエータ及び磁気ヘッドを支持するサスペンションアームを含むアッセンブリは、一般的にはＨＳＡ（「ヘッドスタックアッセンブリ」）と呼ばれている。
【０００７】
記憶ユニットでの読み取り／書き込み作業中、電動モータによりＨＳＡを回転変位させ、これにより磁気ヘッドをそれらの関連したディスク面に向かって変位させ、その後、ディスクを支持するスピンドルを回転する。ハードディスクの回転及びヘッドを支持するスライダーの特定の形状により、磁気ヘッドをそれらの関連したディスク表面から遠ざかるように押圧する空気ベアリングをディスクとスライダーとの間に発生させる。空気ベアリングのスラストには、サスペンションアームによって加えられた力（「グラム荷重」）により抗力が加えられ、これはスラストの浮揚（ｆｌｙｉｎｇ）高さ、即ち磁気ディスクの回転中のスライダーと磁気ディスクの表面との間の距離の決定に寄与する。現在のユニットの浮揚高さの代表的な値は、２５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内にある。
【０００８】
ハードディスクに読み取り／書き込み作業を正しく行う目的で、浮揚高さを予め設定された、実質的に一定の値に維持することが、記憶ユニットにとって特に重要である。かくして、代表的には１ｇ〜５ｇの範囲内で０．１ｇの数倍の許容差で変化するグラム荷重値を注意深く決定し且つ検査しなければならない。
【０００９】
本明細書中で言及した、ＷＯ−Ａ−００１６０５６号として公開された特許出願に説明され且つ例示された実施の形態には、磁気ヘッドを支持するスライダーと接触することによって、関連した薄いプレートと協働する平らな載止面を含むレバーを備えたスラスト装置が開示されている。レバーの水平方向変位中の各スライダーの関連した載止上での摺動は、スライダーによって支持された磁気ヘッドを損傷する場合があり、いずれにせよ、作用する力が極めて小さい場合でもスライダーを磨耗させてしまう。
【００１０】
更に、これらの実施の形態には、スライダーと接触したレバーの端部の位置を検査することによってスライダーの高さの値を間接的に検出することが開示されている。この方法は全体に正確であり且つ信頼性があるけれども、スライダーの実際の位置を直接的に検査することができず、例えば異物がスライダーとレバーの載止面との間に付着した場合には、正しくない結果を与える。
【００１１】
発明の開示
本発明の目的は、これらの問題点を生じさせる状況を解決することである。
【００１２】
この目的及び他の目的は、請求項１及び２１の夫々による検査装置及び検査方法によって達成される。更に、本発明による装置及び方法は、ＷＯ−Ａ−００１６０５６号として公開された先の国際特許出願に記載され且つ例示された装置の利点を提供し、例えば、単一のＥ−ブロックに固定された複数の薄いプレートを同時に検査するための構造を提供するという限りにおいて、同じ応用の実施を可能にする。
【００１３】
次に、本発明を、非限定的な一例を与える添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１４】
発明を実施するための最良の形態
図１及び図２は、基準ベース２に連結された弾性エレメント１、例えば周知の種類のＨＧＡ（「ヘッドジンバルアッセンブリ」）を概略的に示す。弾性エレメント１は、薄いプレート５でできたサスペンションアームを含む。このアームの自由端６にはスライダー３が設けられている。このスライダー３は磁気ヘッドを支持し、薄いプレート５にジンバルによって連結されている。簡略化及び明瞭化を図るため、磁気ヘッド及びジンバルは、添付図面には示していない。更に、薄いプレート５は、ベース２の基準面８に連結された係止部分７と、薄いプレート５の弱め区分９と、中間部分４とを有する。
【００１５】
基準ベース２に連結された支持体１０が、空気圧ノズル２７を備えたスラスト装置を支持する。空気圧ノズル２７は、例えばチューブ状エレメント１２の端部に設けられており、導管やスロットル等の周知の構成要素を含む、参照番号１１を付した空気圧回路に連結されている。これらの構成要素に関し、簡略化及び明瞭化を図るため、図１には、圧縮空気源１３と、この空気源１３が供給する空気の圧力を制御するための圧力調整器１４を備えた制御装置とだけが示してある。
【００１６】
支持体１０及びチューブ状エレメント１２は、図１に示す作用状態で、ノズル２７が中間部分４のスラスト区分Ｋ＝Ｋ０で薄いプレート５に面する。更に詳細には、ノズル２７は、前記スラスト区分Ｋ０に対応する位置で薄いプレート５にスラスト方向Ｚに沿って力を加えるように配向されている。
【００１７】
検出装置は、概略的に示し且つ図１で参照番号３０を付した位置センサを含む。位置センサ３０は基準ベース２に連結されており、垂直スラスト方向Ｚに沿ったスライダー３の位置をエレメント１が連結された基準面８に関して示す電気信号を発生する。センサ３０は、光電式計測システムを使用することによって形成することができる。光電式計測システムは、例えば、本特許出願と同じ出願人が出願した、ＷＯ−Ａ−９９２４７８５号としてＰＣＴの下で公開された国際特許出願に開示されている装置と同様の、赤外線を放出するための装置及びＣＣＤ（「電荷結合デバイス」）型光検出器を備えた周知の投影型計測システムである。
【００１８】
記憶−演算処理−制御ユニット４０が、圧縮空気源１３、圧力調整器１４及び位置センサ３０に連結されている。
【００１９】
図１及び図２に示す装置は、スライダー３の浮揚高さｚＦが発生する、薄いプレート５の予め設定された弾性変形で、換言すると、スライダー３と薄いプレート５の係止部分７との間のスラスト方向Ｚに沿った予め決定された高さの所定の差で、即ち位置センサ３０の信号に基づいて検出された高さの差で、ＨＧＡ１によって加えられる力の値（「グラム荷重」）ＧＬを計算できるようにする。
【００２０】
図１及び図２に示す装置を使用した検査方法は以下の通りである。
【００２１】
検査作業を行う前に、薄いプレート５を引っ込め位置に保持する取り外し自在の衝合体を設ける。衝合体（添付図面には示さず）を取り外すと、チューブ状エレメント１２の表面及び薄いプレート５がスラスト区分Ｋ０で接触する。ユニット４０は、圧力調整器１４を作動させることにより、空気源１３が発生させた圧縮空気の流れを制御し、供給された空気の圧力Ｐを制御する。
【００２２】
ノズル２７から流出する空気が薄いプレート５上に力Ｒ＝ＲＰをスラスト方向Ｚに沿って発生する。以下に更に詳細に説明するように、圧力Ｐの様々な値と対応する力ＲＰの値とをユニット４０に記憶し及び／又はこのユニットで演算処理する。力ＲＰは、薄いプレート５にモーメントＭ＝ＲＰ＊ｘ０のトルクを発生する。ここで、トルクの応力中心距離ｘ０は、区分Ｋ０が弱め区分９から離間する距離ｘの値である。弱め区分９を中心として薄いプレート５が実質的に制限された角変位を行う。モーメントＭでのトルクは、弱め区分９の弾性反応によって一義的にバランスがとられている。弾性反応は、薄いプレート５の関連した構成及び更に詳細にはスライダー３の高さｚの値に対応するモーメントＭｒｅ＝Ｍのトルクを発生する。
【００２３】
本明細書中で説明する、薄いプレート５のバランス状態は、区分Ｋ０に加えられた力ＲＰの代わりに、弱め区分９から距離Ｌのところでスライダー３に加わり、薄いプレート５に次式に示すモーメントの所定のトルクを発生するスラストＧＺを使用することによっても得ることができる。
Ｇｚ＊Ｌ＝ＲＰ＊ｘ０＝Ｍ　　　　　　　　　（１）
【００２４】
ユニット４０は、圧力Ｐを制御下で増大させるために圧力調整器１４に制御信号を送り、これによって力ＲＰの値及び薄いプレート５に加わるトルクのモーメントＭの値を増大させる。薄いプレート５を瞬間毎にバランスした状態にする目的で、ＲＰの全ての値で、モーメントＭのトルクのバランスをとる弱め区分９の弾性変形の異なる値をとることが必要である。実際には、ＲＰの変化に合わせて、及びその結果による薄いプレート５の一時的なアンバランスにより、薄いプレート５の構成及びスライダー３の高さが、バランスを回復するのに必要なトルクＭｒｅと対応する位置に達するまで変化する。
【００２５】
基準ベース２の基準面８に関する方向Ｚに沿ったスライダー３の位置を、位置センサ３０によって検出する。位置センサ３０は、このような位置を示す電気信号をユニット４０に送出する。これらの信号は、薄いプレート５の様々なバランス構成と対応する値Ｐ及びｚの対を発生し且つ記憶するため、制御された圧力Ｐの信号とともにユニット４０で演算処理される。これらの演算処理は、ユニット４０での較正段階で発生するオフセット値を、簡略化の目的で以下に説明しない周知の方法で、考慮に入れることができる。
【００２６】
圧力Ｐが変化するとき、スライダー３の所定の浮揚高さｚＦと対応する値を越えたことを確認するため、センサ３０が送出した信号をユニット４０で検査し、その結果、圧縮空気の流れの停止を制御するためにユニット４０が信号を空気源１３に送出する。
【００２７】
記憶された値を順次演算処理し、更に詳細には周知の種類の内挿作業を行い、これにより、Ｐの値と対応する、特定の範囲内で実質的に連続的に変化するｚの値を決定できる。
【００２８】
かくして、Ｐの値により、上述したように、薄いプレート５に加えられる、対応する力ＲＰの値を得ることができる。更に詳細には、装置の設定工程中、周知の設定装置を使用することによって、同様の高精度バランス、即ち圧力値Ｐと薄いプレート５に後に加わる力ＲＰの値との間の相関を決定することができる。この対応をユニット４０に例えばチャートの形態で記憶する。圧力Ｐと力ＲＰとの間の更に正確な対応性を得るため、薄いプレート５と同様の形状上の特徴及び製造上の特徴を持つ薄いプレートを使用することによって設定作業を実行し、次いで検査を行う。検査中に生じる、薄いプレート５の表面がノズル２７から離間する距離の小さな変化（代表的には０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍの範囲内にある）は、空気圧と加えられた力との間の対応性に大きな影響を及ぼすことはない。
【００２９】
従って、浮揚高さｚＦで、圧力値ＰＦ及び加えられた力の値ＲＰＦを確認することができ、式（１）に基づいて、次式で表される所望の力の値を得る。
ＧＬ＝（ＲＰＦ＊ｘ０）／Ｌ＝ＭＦ／Ｌ　　　　（２）
ここで、ＭＦはｚＦのところに加えられたトルクのモーメントの値である。
【００３０】
以上の説明から、検査作業がどのように簡単に且つ完全に自動的に行われるのかが明らかである。更に、適当な設計を備えた本発明による装置が、様々な種類の様々な寸法の部品を、グラム荷重検査が行われる浮揚高さｚＦを機械的に決定するための複雑な設定作業を行う必要なしに、検査するために極めて柔軟にどのように使用することができるのかが明らかである。実際、高さｚＦは、動的な方法で、位置センサ３０の検出及び続いて行われるユニット４０での演算処理によって得られる。
【００３１】
薄いプレート５の様々な構成部品の様々な剛性特徴は、薄いプレート５自体の特定の形状、又は弱め区分９の位置の可能な変化、又は式（１）によって定義された理論的挙動に関する薄いプレート５の変形における他の相違に左右され、実際には無視できるものと考えられる。しかしながら、極めて高い精度標準が必要とされる場合には、これを考慮に入れ、本発明の範疇に含まれる明らかに更に複雑な演算処理を実行することによってグラム荷重を得ることができるということは明らかに可能である。
【００３２】
特に敏感であり且つ平易な装置構造は、とりわけ、更に複雑なシステムでのモジュール方式を可能にする。
【００３３】
図３は、例えば、単一のＥ−ブロック７０に連結された、二つの向き合った方向にスラスト力を加える全てのＨＧＡ対７１、７１′のグラム荷重値を同時に検査することができる装置を示す。
【００３４】
図３の装置は、図１に示す装置と概念的に同じであり、チューブ状エレメント５２が連結された支持体５０を含む。各チューブ状エレメントは、二つの空気圧ノズル５７、５７′を含む。これらのノズルは反対側に配置されており、空気圧回路５１に連結されている。
【００３５】
作動は、図１及び図２を参照して説明した装置と実質的に同じであり、唯一の相違点は、供給された空気の圧力Ｐを制御し且つ位置センサ８０（例えば光電型センサ）から電気信号を受け取るユニット４０で単一の圧縮空気流を回路５１から受け取るとき、Ｐの値及び全てのＨＧＡ７１、７１′と関連した高さｚ７１、ｚ７１′の全てを検出し且つ記憶し、関連したグラム荷重値を検出するための演算処理が同時に行われることである。
【００３６】
明らかに、図３に示した装置と同様の装置により、空気圧回路５１の導管を適当に且つ容易に変更することによって、Ｅ−ブロックに連結された様々なＨＧＡ７１、７１′のグラム荷重を次々に検査することができ、又は例えば同じ方向に配向された薄いプレート７１及びこれらのプレートとは逆向きに配向された薄いプレート７１′の二つの異なるモーメントを同時に検査することができ、又は互いに隣接していない薄いプレート７１及び７１′からなる対を検査することができる。この後者の可能性は、小さな寸法のため、又はいずれにせよ検査されるべき特定のＨＧＡの形状特徴のため、Ｅ−ブロックの同じウィングに連結された向き合って配置された薄いプレート７１、７１′が、これらのプレートの両方に同時に及び反対方向に空気スラストが加わる場合に、互いに繰り返し接触する危険がある場合に有利である。
【００３７】
検査されるべき部品及び装置の構成部品が添付図面に極めて概略に示してあり、寸法及び形状が実際のものと正確には対応しないということは理解されるべきである。例えば、ノズル２７、５７、５７′と薄いプレート５、７１、７１′の表面との間に存在する距離は、簡略化を図るため及び本発明の幾つかの主要な特徴を更に明らかにするため、寸法に関して明らかに誇張してある。
【００３８】
更に、本発明による装置は、図１、図２及び図３に概略に示してあり且つ上述したものとは異なる製造上の特徴を備えていてもよく、更に詳細には、スラスト装置に関し、例えば検査されるべき全ての薄いプレートについて、第１クラスのレバー等の機械的構成部品でできていてもよい。レバーは、区分Ｋ０のところで端部が中間部分４と接触しており、制御された可変のスラストを反対端部に加えるための適当な装置（空気圧式、機械式又は他の種類）が設けられる。
【００３９】
本発明による別の変形例は、一定の力ＲＣ（例えば一定の圧力ＰＣで吹き出す空気による）を区分Ｋ０に加え、これによるスライダー３の変位及び達する高さｚＣを評価し、薄いプレート５の剛性の特徴を考慮に入れて演算処理を行うことによって高さｚＦに達するのに必要な力ＲＰの値ＲＰＦを決定する。これは上式（２）によってグラム荷重値を計算するためである。
【００４０】
更に別の変形例によれば、中間部分４に力ＲＰを加える代わりに、自由端６に、又は実際のスライダー３に力を加える。この場合、ｘ０＝Ｌであり、グラム荷重ＧＬの値は、力ＲＦを検出することにより直ちに得ることができる。
【００４１】
更に、本発明による装置は、検査されるべき薄いプレート５の形状及び製造上の特徴が変化するときにはいつでも、区分Ｋ０の位置ｘ０を調節するための周知の種類の機械的装置を含む。
【００４２】
図４、図５及び図６は、本発明の変形例による装置を極めて概略的に示す。このような変形例でも、弾性エレメント１は、図示し且つ図１の実施の形態を参照して上述したのと実質的に同じ方法で基準ベース２に連結されている。
【００４３】
図４、図５及び図６の装置は、調節方向Ｘに沿って移動自在のアームセット１６を支持する支持フレーム１５を含む。アームセット１６は、スラスト装置を備えた支持スライド１７を含む。
【００４４】
駆動モータ２２と図４及び図５で参照番号２３を付したガイド装置とにより、支持スライド１７をフレーム１５上で方向Ｘに沿って並進移動し且つ案内する。
【００４５】
検出装置は、図１の位置センサ３０の他に、支持フレーム１５に連結された別の位置センサ３５を含む。この位置センサ３５は、アームセット１６のフレーム１５に関する調節方向Ｘに沿った位置を示す電気信号を発生する。センサ３５は、周知の種類の光電式線型トランスデューサ（「エンコーダー」）を使用することによって形成することができる。変形例として、ＷＯ−Ａ−９９２４７８５号として公開された、上述した国際特許出願に示すそれ自体周知の構成による、モータ２２と関連した回転エンコーダーによって形成することもできる。
【００４６】
駆動モータ２２、別の位置センサ３５及びセンサ３０が、記憶−演算処理−制御ユニット４０に接続されている。
【００４７】
弾性エレメント１が連結された基準ベース２と、アームセット１６を支持する支持フレーム１５とが、図４及び図５に概略に示し且つ参照符号Ｓを付した共通のベッド上に、装置の作動時にベース２とフレーム１５との間の相互位置を固定することができる、本願に記載していない周知の方法で連結されている。
【００４８】
図４に示す装置では、スライド１７によって支持されたスラスト装置は、例えば、スライド１７にしっかりと固定されたアーム２５の端部に連結されたチューブ状エレメント２９の端部に設けられた空気圧ノズル２８を含む。この空気圧ノズル２８は、本明細書中に例示していない周知の方法で空気圧回路に連結されている。この空気圧回路は、圧縮空気源及び適当な導管及びスロットルエレメント（これらもまた周知であり、本願には示してない）を含む記憶−演算処理−制御ユニット４０に接続されている。このユニット４０は、ノズル２８による空気出力の圧力が一定であることを規定する。
【００４９】
図４の装置の作動は以下の通りである。支持フレーム１５とベース２との間の相互位置を、例えば、機械的に正確な基準によって決定する検査作業を実行する前に、薄いプレート５を引っ込め位置に保持する取り外し自在の衝合体が設けられている。前記衝合体（添付図面に示さず）を取り外すまで、チューブ状エレメント２９及び薄いプレート５の表面はスラスト区分Ｋのところで接触している。ユニット４０は、ノズル２８からの一定圧力の圧縮空気の供給を制御し、薄いプレート５の中間部分４にスラスト区分Ｋのところで実質的に一定の力Ｒ＝Ｒ０を加える。
【００５０】
力Ｒ０により、モーメントＭ＝Ｒ０＊ｘＫのトルクを薄いプレート５に発生させる。ここで、トルクの応力中心距離であるｘＫは、区分Ｋを弱め区分９から離間する距離ｘの値である。薄いプレート５は、弱め区分９を中心としてかなり制限された角変位を行う。モーメントＭのトルクは、弱め区分９の弾性反応によって一義的にバランスがとられる。この弾性反応は、薄いプレート５の関連した構成及び更に詳細にはスライダー３の高さｚの値に対応するＭｒｅ＝Ｍのトルクを発生する。
【００５１】
図１の実施例と関連して上述したように、本明細書中で説明する、薄いプレート５のバランス状態は、更に、区分Ｋに加えられた力Ｒ０の代わりに、弱め区分９から距離Ｌのところでスライダー３に加えられるスラストＧＺを使用することによっても得ることができる。これによれば、薄いプレート５には次式（３）のモーメントのトルクが発生する。
ＧＺ＊Ｌ＝Ｒ０＊ｘｋ＝Ｍ　　　　　　　　（３）
【００５２】
支持スライド１７をフレーム１５に関して装置２３により案内し、方向Ｘに沿って並進変位させるため、駆動モータ２２に制御信号を送出する。これらの並進変位中、薄いプレート５の様々な区分Ｋで順次作動させることによって、ノズル２８の位置が方向Ｘに沿って変化し、かくしてスラスト区分と弱め区分９との間の距離ｘＫを変化させる。薄いプレート５のバランス状態を瞬間毎に与える目的で、ｘＫの全ての値で、弱め区分９の弾性変形が異なる値をとることが必要である。これがモーメントＭのトルクのバランスをとる。実際には、更に、ｘＫの変化（様々な区分Ｋでの接触）に合わせて、及びその結果得られた薄いプレート５の一時的なアンバランスにより、薄いプレート５の位置、及び更に詳細にはスライダー３の高さが、バランスの回復に必要なトルクＭｒｅに対応する位置に達するまで変化する。図１を参照して先に引用したように、薄いプレート５の表面がノズル２８から離間する距離は、薄いプレート５の一時的なアンバランスによる変化を受けると指摘されている。しかしながら、このような変化は小さく（代表的には０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍの範囲内にあり）、実質的に無視することができ、力Ｒ０の値の一定性にはほとんど影響しない。
【００５３】
フレーム１５上での支持スライド１７の方向Ｘに沿った位置、及びスライダー３の方向Ｚに沿った基準ベース２の基準面８に関する位置が、位置センサ３５及び３０の夫々によって検出され、これらのセンサは、このような位置を示す電気信号をユニット４０に送出する。ユニット４０では、薄いプレート５の様々なバランス構成に対応する値ｘＫ及びｚの対を発生し且つ記憶するためにこれらの信号を演算処理する。これらの演算処理は、ユニット４０での較正段階で発生したオフセット値を、明瞭化を図るために以下に説明しない周知の方法で考慮に入れることができる。
【００５４】
スライダー３の所定の浮揚高さｚＦに対応する値を越えたことを確認するため、センサ３０が送出した信号を、支持スライド１７の並進変位中にユニット４０で検査する。その結果、支持スライド１７の並進変位の停止を制御するため、ユニット４０が信号をモータ２２に送出する。
【００５５】
記憶された値ｘＫ及びｚの一連の対の演算処理を実行する。更に詳細には、特定の範囲内で実質的に連続的に変化するｚの値及び対応するｘＫの値を決定することができる周知の種類の内挿作業を実行する。
【００５６】
浮揚高さｚＦでのｘＫの値ｘＰＦを用いて式（３）に基づいて計算すると、所望の力の値は、次の式（４）で表される。
ＧＬ＝（Ｒ０＊ｘＰＦ）／Ｌ＝ＭＦ／Ｌ　　　（４）
ここで、ＭＦはｚＦで加えられたトルクのモーメントの値である。
【００５７】
実質的には、上式（２）（４）に従って、ＧＬの値は、浮揚高さｚＦで薄いプレート５に加わる可変のトルクのモーメントＭＦと一定値（スライダー３と弱め区分９との間の距離Ｌ）との間の比として得られる。図１の装置によれば、トルク及び関連したモーメントＭの変化は、圧力Ｐ及び従って力ＲＰの変化によって生じ、この際、応力中心距離ｘ０は一定である（式（１）参照）。図４の装置では、加えられた力Ｒ０は一定であり、これに対してトルクの応力中心距離ｘＫが変化し、従って、対応するモーメントＭが変化する式（３）参照）。
【００５８】
換言すると、前者の場合には、力ＲＦの特定の値、即ち対応するＰＦの値を確認することによって、及び後者の場合（図４参照）には、加えられたトルクの応力中心距離の適正な値ｘＰＦ、即ちスライド１７の対応する位置を検出することによって、グラム荷重値ＧＬが得られる。
【００５９】
図５及び図６に示す装置は、グラム荷重値ＧＬを式（４）によって得ることができる異なるスラスト装置を含む。このようなスラスト装置は、レバー１８及び支点１９を含む。支点１９は、例えば、レバー１８と支持スライド１７との間に設けられたボールベアリングを含み、相互回転軸線Ａを画成する。レバー１８の端部２０は、例えば円筒形形状を備えた載止面２１を画成する。この載止面は、スラスト区分Ｋのところでエレメント１の中間部分４と接触する。
【００６０】
図５において参照符号Ｂを付したレバー１８の重心は、支点１９の軸線Ａから離間され、方向Ｘに沿って所定距離ｄＢのところに配置される。従って、レバー１８にはアンバランストルクＣＳ＝ＧＢ＊ｄＢが加わる。ここで、ＧＢはレバーの重量である。
【００６１】
ＣＳの値は、レバー１８の傾斜がスライド１７に関して或る程度変化する場合、即ち重心Ｂの位置の支点１９に関する方向Ｘに沿った変位を無視できるようにする変化が生じた場合、実質的に一定のままである。
【００６２】
先に引用したように、図５及び図６に示す装置の作動は、一定の力Ｒ０を加える方法が異なること以外は図４の装置と同様である。
【００６３】
更に詳細には、検査作業を行う前には、薄いプレート５及びレバー１８の夫々を引っ込め位置に置く取り外し自在の衝合体が設けられている。前記衝合体（添付図面に示してない）を取り外すと、載止面２１及び薄いプレート５はスラスト区分Ｋで接触し、薄いプレート５及びレバー１８がスラスト方向Ｚに沿って相互に力を加える。更に詳細には、アンバランストルクＣＳは、レバー１８の端部２０が薄いプレート５に（図５に示す概略図で下から上方に）加える実質的に一定の力を発生する。この力の値は、Ｒ０＝ＣＳ／ｄＥである。ここで、ｄＥは、方向Ｘに沿った支点１９の軸線Ａと表面２１（即ちスラスト区分Ｋ）との間の実質的に一定の距離である。図４を参照して先に引用したように、力Ｒ０は、薄いプレート５に、モーメントＭ＝Ｒ０＊ｘＫのトルクを発生する。モーメントＭのトルクは、薄いプレート５の関連位置、更に詳細にはスライダー３の高さの値ｚに対応するモーメントＭＲＥ＝Ｍのトルクを発生する弱め区分９の弾性反応によって一義的にバランスがとられる。
【００６４】
支持スライド１７をフレーム１５に関して並進変位させるため、ユニット４０が駆動モータ２２に制御信号を送出すると、載止面２１が、薄いプレート５の表面の様々な区分Ｋのところで順次作動することによって、薄いプレート５の表面上で摺動し、かくしてスラスト区分と弱め区分９との間の距離ｘＫを変化させる。ｘＫを更に変化させる（様々な区分Ｋのところでの接触させる）ため、及びその結果としての薄いプレート５の一時的なアンバランスにより、薄いプレート５の位置、及び更に詳細にはスライダー３の高さは、バランスを回復するのに必要なトルクＭｒｅに対応する位置に達するまで変化する。
【００６５】
図５の装置でも、支持スライド１７のフレーム１５上での方向Ｘに沿った位置、及びスライド３の方向Ｚに沿った基準ベース２の基準面８に関する位置が、位置センサ３５及び３０の夫々によって検出され、これらのセンサがこのような位置を示す電気信号をユニット４０に送出する。ユニット４０では、レバー１８及び薄いプレート５を含むシステムの様々なバランス構成に対応するｘＫ及びｚの対を発生し且つ記憶するためにこれらの信号を演算処理する。
【００６６】
スライダー３の所定の浮揚高さｚＦに対応する値を越えたことを示すため、センサ３０が送出した信号を、支持スライド１７の並進変位中にユニット４０で検査し、その結果、支持スライド１７の並進変位の停止を制御するため、信号をユニット４０がモータ２２に送出する。
【００６７】
周知の種類の周知の内挿作業を実行した後、浮揚高さｚＦでのｘＫの値ｘｐＦを確認し、式（４）を適用することによって所望の力の値ＧＬを計算する。
【００６８】
図５及び図６の装置の適当な設計には、ＧＢ（レバー１８の重量）、ｄＢ（支点１９に関する重心Ｂの位置）、ｄＥ（載止面２１と支点１９との間の距離）、及び確認されるべき所定の浮揚高さｚＦを含む高さｚの値の範囲に対応するｘＫの可変制御の範囲を適当に選定することが含まれる。従って、上述した変形例では、値ｘＫがその予め定められた可変性の範囲の限度に対応するときにスライド１７の並進の停止を制御することができると予測される。
【００６９】
装置の通常の作動中、軸線Ａを中心としたレバー１８の角度配置が局限限度範囲内（代表的には数度）で変化し、これにより、アンバランストルクＣＳ及びレバー１８によって加えられる力Ｒ０は実質的に一定である（上述したように）と考えることができ、薄いプレート５によってアーム１８に加えられた、Ｚ方向に沿った力とは別の力の成分を無視することができるということが強調されるということは理解されよう。
【００７０】
図４、図５及び図６に示す装置もまた、とりわけ、図３の構成と実質的に対応する更に複雑なシステムで、又はＷＯ−Ａ−９９２４７８５号として公開された、先に言及した国際特許出願に開示されているように、モジュール式で構成することができる。これは、例えば、複数のスラスト装置を支持するスライドの単一の並進変位で、単一のＥ−ブロックに連結された全てのＨＧＡのグラム荷重値を同時に検査するためである。
【００７１】
更に、本発明による他の装置は、以上に説明し且つ概略的に例示したものとは異なる製造上の特徴を含んでもよく、例えば図５及び図６に示す実施の形態を参照すると、載止面に関し、球形又は他の形状を備えていてもよく、又は弾性エレメント１に関するレバー１８の構成に関し、以上に説明し且つ概略に例示したものとは異なる製造上の特徴を含んでもよい。特にレバーに関し、スライド１７はフレーム１５上で図１に示すのと同じ方向Ｘに沿って並進するが、支点１９が画成する軸線Ａが同じ変位方向Ｘと実質的に平行であるように、レバーが、例示されたものに関し、９０°に配置されていてもよい変形例が考えられる。
【００７２】
本明細書中に説明した装置は、特に広範に使用することができ、更に複雑なシステムの部分を構成でき、このシステムでは、Ｅ−ブロック及び／又はＨＧＡの様々な性質が、同じ部品について、例えば適当に位置決めしたＨＳＡについて検査される。
【００７３】
本発明による装置及び方法は、ＨＧＡとは異なる部品の検査にも使用することができるが、スラスト力を検査するのが望ましい少なくとも一つの弾性エレメントが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の好ましい実施の形態による装置の概略側面図である。
【図２】図１の装置の詳細を示す平面図である。
【図３】複数の部品を同時に検査するための本発明の別の実施の形態による装置の概略側面図である。
【図４】本発明の第３の好ましい実施の形態による装置の概略側面図である。
【図５】本発明の第４の好ましい実施の形態による装置の概略側面図である。
【図６】図５の装置の詳細を示す平面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004504592.tif 000036
2004504592.tif 000037
2004504592.tif 000038