(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘弾性体からなる第１層と金属からなる第２層とを含む積層構造を備えた制振部材において、
前記第１層よりも高くかつ前記第２層よりも低い剛性を有して該第１層と該第２層との間に介在する中間層を具備し、該中間層が、該第２層の周縁の全体に渡って該周縁から張り出す縁部分を有することを特徴とする制振部材。
【請求項２】
前記中間層の前記縁部分が前記第１層を実質的に被覆する請求項１に記載の制振部材。
【請求項３】
前記中間層の反対側で前記第１層に沿って設置される離型紙層をさらに具備する請求項１又は２に記載の制振部材。
【請求項４】
粘弾性体を備えた制振部材の製造方法であって、
金属シートを用意し、
前記金属シートの一表面に樹脂層を積層し、
前記金属シートを局部的に除去して、前記樹脂層の一表面を局部的に露出させるとともに、該樹脂層の該一表面の露出部分に実質的に囲繞される所定輪郭の金属領域を形成し、
前記樹脂層の前記一表面の反対側の裏面に粘弾性体層を積層し、
前記樹脂層の前記一表面の前記露出部分内で、該樹脂層及び前記粘弾性体層を切断すること、
を特徴とする製造方法。
【請求項５】
基板と該基板に取付けられる制振部材とを具備するサスペンション装置において、
前記制振部材は、前記基板に取付けられる粘弾性体からなる第１層と、金属からなる第２層と、該第１層よりも高くかつ該第２層よりも低い剛性を有して該第１層と該第２層との間に介在する中間層とを具備し、該中間層が、該第２層の周縁の全体に渡って該周縁から張り出す縁部分を有することを特徴とするサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘弾性体を備えた制振部材及びその製造方法に関する。さらに本発明は、制振部材を備えたサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粘弾性体を備えた制振部材は、従来様々な分野で使用されている。例えば、情報処理装置の補助記憶装置として使用されるディスク装置において、高速回転するディスク状記憶媒体に対し、データの書き込みや読み出しを行うヘッド部を弾性支持するヘッドサスペンションは、ディスク装置の作動時に生じるヘッド部の振動を可及的速やかに減衰し抑制することが要求される。そこで従来、粘弾性体からなる制振層に金属や樹脂からなる拘束層を積層して構成される制振部材を、その制振層をヘッドサスペンションの板ばね材に貼着してヘッドサスペンションに取付ける制振方策が採用されている（例えば特開平１１−６６７８０号公報参照）。
【０００３】
この種の積層構造を有する制振部材では、その拘束層が、制振対象の基材（上記使用例では板ばね材）と同等の剛性を有する場合に、優れた制振性能が発揮されることが判っている。したがって、ディスク装置のヘッドサスペンションに対しては従来、金属製の拘束層を有する制振部材が、より優れた制振性能を発揮し得るものとして一般に使用されている。また、この種の制振部材は通常、金属や樹脂からなる大判の拘束材の一表面に粘弾性体層を被着して構成される大判の積層材料から、プレス機械による所定輪郭への打抜き工程を経て作製される。
【０００４】
なお、ディスク装置のヘッドサスペンションにおける他の制振方策として、ヘッドサスペンションに信号伝送用の回路基板を貼着し、この回路基板の基板部分に制振層の機能を持たせるとともに回路部分に拘束層の機能を持たせたものが知られている（例えば特許第２６３３４９１号公報参照）。しかしこの方策は、回路基板に加わる振動によって回路の剥離や断線を生じる危惧があり、また回路自体は導電性や線路配置を最優先して形成されるので所要の制振効果を発揮し得る材料や形状を選択することが困難である等、前述した専用の制振部材と比べて実用性及び信頼性の点で劣るものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した金属製拘束層を有する制振部材をプレス機械により作製する場合は、拘束材自体の剛性が高いので、大判の積層材料から多数の制振部材を同時に打抜くことが困難であり、製造効率が低くなるとともに製品コストが上昇する傾向がある。また、打抜き工程に際して、拘束材を剪断して得られた拘束層の周縁部分にバリやダレが生じたり、剪断によって拘束材が破壊されたり、粘弾性体が拘束層の周縁部分から食み出したりする不都合が生じ易く、製品歩留りが低下する危惧がある。拘束層の周縁部分におけるバリやダレは、制振部材自体の制振性能に影響を及ぼすだけでなく、例えばディスク装置のヘッドサスペンションに使用したときにはディスク装置の動作に影響を及ぼすことが危惧され、また、拘束層の周縁部分から食み出した粘弾性体は、特にディスク装置で忌避すべき塵埃の付着を促進することが懸念される。
【０００６】
他方、樹脂製拘束層を有する制振部材をプレス機械により作製する場合には、拘束材自体の剛性が比較的低く、大判の積層材料から多数の制振部材を容易に同時に打抜くことができるので、効率良く低コストで作製できる。また、打抜き工程に際しても、拘束材を迅速かつ正確に剪断できるので、拘束層の周縁部分のバリやダレ及び周縁部分からの粘弾性体の食み出しを可及的に抑制できる。しかし、樹脂製拘束層を有する制振部材は、前述したように用途によっては十分な制振性能を発揮できない場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、粘弾性体を備えた制振部材において、制振性能を低下させること無く、安定した品質に効率良く低コストで作製できる制振部材、及びそのような制振部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、制振部材を備えたサスペンション装置であって、十分な制振性能を発揮できるとともに安定した品質に効率良く低コストで作製できる制振部材を備えたサスペンション装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粘弾性体からなる第１層と金属からなる第２層とを含む積層構造を備えた制振部材において、第１層よりも高くかつ第２層よりも低い剛性を有して第１層と第２層との間に介在する中間層を具備し、中間層が、第２層の周縁の全体に渡って周縁から張り出す縁部分を有することを特徴とする制振部材を提供する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制振部材において、中間層の縁部分が第１層を実質的に被覆する制振部材を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の制振部材において、中間層の反対側で第１層に沿って設置される離型紙層をさらに具備する請求項１又は２に記載の制振部材を提供する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、粘弾性体を備えた制振部材の製造方法であって、金属シートを用意し、金属シートの一表面に樹脂層を積層し、金属シートを局部的に除去して、樹脂層の一表面を局部的に露出させるとともに、樹脂層の一表面の露出部分に実質的に囲繞される所定輪郭の金属領域を形成し、樹脂層の一表面の反対側の裏面に粘弾性体層を積層し、樹脂層の一表面の露出部分内で、樹脂層及び粘弾性体層を切断することを特徴とする製造方法を提供する。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、基板と該基板に取付けられる制振部材とを具備するサスペンション装置において、制振部材は、基板に取付けられる粘弾性体からなる第１層と、金属からなる第２層と、第１層よりも高くかつ第２層よりも低い剛性を有して第１層と第２層との間に介在する中間層とを具備し、中間層が、第２層の周縁の全体に渡って周縁から張り出す縁部分を有することを特徴とするサスペンション装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１及び図２は、本発明の一実施形態による制振部材１０を示す。制振部材１０は、粘弾性体からなる第１層１２と、第１層１２よりも高い剛性を有する金属からなる第２層１４と、第１層１２よりも高くかつ第２層１４よりも低い剛性を有して第１層１２と第２層１４との間に介在する中間層１６とを含む積層構造を備える。
【００１４】
制振部材１０の第１層１２は、制振対象の基材（例えばディスク装置のヘッドサスペンションの板ばね材）の表面に固着される制振層であり、要求される制振性能に応じた略一様な厚みと輪郭形状とを有する。第１層１２の材料は、制振対象基材の材質に対応して、樹脂系、ゴム系、アスファルト系、金属系等の種々の粘弾性材料から選択できる。特に、制振部材１０を制振対象基材に直接に貼着できるように、それ自体に粘着性を有する材料から第１層１２を作製することが有利である。
【００１５】
また、第２層１４は、いわゆる拘束型制振構造を構成するための拘束層であり、要求される制振性能に応じた略一様な厚みと、好ましくは第１層１２の輪郭形状よりも僅かに小さい相似の輪郭形状とを有する。第２層１４の材料は、制振対象基材の材質に対応して、ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル合金、銅、チタン、鉄等の、種々の剛性を有する金属材料から選択できる。特に第２層１４は、制振対象基材と同等の剛性を有することが、十分な制振性能を確保する観点で好ましい。
【００１６】
中間層１６は、制振部材１０の特徴的な層要素であり、略一様な厚みと、第１層１２の輪郭形状と同一の輪郭形状とを有する。中間層１６は、全体として第１層１２に一様に接触する第１面１６ａと、第１面１６ａの反対側で、中央の所定表面領域で第２層１４に一様に接触する第２面１６ｂとを備える。したがって中間層１６には、第２層１４の外周縁１４ａの全体に渡って外周縁１４ａから外側へ張り出す環状の縁部分１８が設けられる。中間層１６は、縁部分１８を含むその全体で、第２層１４に近い側の第１層１２の表面１２ａを実質的全体的に被覆する。中間層１６の材料は、金属、熱可塑性樹脂、硬化した接着剤等、後述する制振部材１０の製造工程で、予期される作用効果を奏し得る種々の材料から選択できる。
【００１７】
上記構成を有する制振部材１０は、大判の積層材料からプレス機械による打抜き工程を経て作製される際に、積層構造内で最も高い剛性を有する第２層１４を、大判の積層材料の状態で予め、打抜かれる制振部材１０の輪郭形状よりも小さい輪郭形状に形成しておくことにより、第２層１４の剪断を不要にするものである。このようにすれば、制振部材１０の打抜き工程は、従来の樹脂製拘束層を有する制振部材に対するものと実質的に同等となる。したがって制振部材１０では、従来の制振部材の打抜き工程で生じていた、金属製拘束材を打抜くことに起因する製造効率の低下や拘束層周縁部分のバリやダレの問題を、確実に回避することができる。しかも、要求される制振性能は、拘束層である第２層１４の材料や寸法を最適化することによって、容易に確保できる。
【００１８】
上記作用効果を確保する観点では、中間層１６を、従来の制振部材で使用されていた樹脂製拘束層と同様の樹脂材料から作製することが有利である。この場合、中間層１６は、拘束層である第２層１４を直接に支持する支持層として機能するとともに、粘弾性体からなる第１層１２に対し、第２層１４と協働して拘束機能を発揮する。したがって、第２層１４と中間層１６とを合せて、制振部材１０に用いられる２層構造の拘束材と見なすこともできる。
【００１９】
中間層１６はまた、その縁部分１８で、第２層１４の外周縁１４ａの外側に延出する第１層１２の外周縁領域を保護するように作用する。さらに、中間層１６を低粘着性材料から作製することにより、第２層１４の外側に露出する縁部分１８への塵埃の付着を未然に回避できる。なお、制振部材１０を製品として使用者に提供する際には、第１層１２の裏面１２ｂに沿って離型紙層２０を設置しておくことが好ましい。
【００２０】
上記構成を有する制振部材１０は、金属、木、コンクリート、プラスチック等の様々な制振対象基材の表面に、第１層１２をそれ自体の粘着性によって直接に貼着して取付けられ、それにより、制振対象基材に対して所要の制振性能を発揮することができる。図３及び図４は、そのような制振部材１０を、情報処理装置の補助記憶装置であるディスク装置のヘッドサスペンションに取付けてなる、本発明の一実施形態によるサスペンション装置２２を示す。また図５は、サスペンション装置２２を備えたディスク装置の一例として、パーソナルコンピュータ等で広く使用されるハードディスク装置２４の構成を概略で示す。
【００２１】
サスペンション装置２２は、板ばね状の基板２６と、基板２６に取付けられる制振部材１０と、基板２６を弾性変形可能に支持するアーム２８とを備える。基板２６は、ハードディスク装置２４において、高速回転するディスク状記憶媒体３０に対し、データの書き込みや読み出しを行うヘッド部３２を弾性支持するヘッドサスペンションとして機能する。基板２６は、略台形の輪郭形状を有し、その短尺の上底領域にヘッド部３２が設置されるとともに、その長尺の下底領域でアーム２８に固定的に連結される。図示のハードディスク装置２４では、複数のサスペンション装置２２がそれぞれのアーム２８の基端で一体化されて、軸３４を中心とした所定角度範囲に渡って旋回するアクチュエータ３６を構成している。アクチュエータ３６は、複数のサスペンション装置２２に担持された複数のヘッド部３２を、複数のディスク状記憶媒体３０の記録面３０ａにそれぞれ対向させた状態に支持するとともに、それらヘッド部３２を記録面３０ａに対してトラック追従（トラッキング）動作させる。
【００２２】
上記構成において、各サスペンション装置２２に備えた制振部材１０は、ハードディスク装置２４の作動時に生じる各ヘッド部３２の振動を、可及的速やかに減衰し抑制するように作用する。また、各制振部材１０の中間層１６を低粘着性材料から作製しておけば、第２層１４の外側に露出する縁部分１８への、忌避すべき塵埃の付着を、確実に回避できる。なお、サスペンション装置２２においては、制振部材１０を基板２６の表面に貼着する代わりに、又はそれに加えて、アーム２８（すなわちもう１つの基板）の表面に制振部材１０を貼着することもできる。
【００２３】
サスペンション装置２２に適用される制振部材１０においては、第１層１２を構成する粘弾性体として、アクリル系粘弾性材料、シリコーン系粘弾性材料、ゴム系粘弾性材料、ポリオレフィン樹脂等を好適に採用できる。特にアクリル系粘弾性材料は、制振特性に優れるだけでなく、加熱時にガスの発生が少ない点で有利である。第１層１２の厚みは、材料及び必要とされる制振性能に対応して様々に設定できるが、例えば１μｍ〜１５０μｍの範囲である。また、第２層１４の材料としては、ステンレス鋼又はアルミニウム合金を最も好適に採用できる。特に、サスペンション装置２２の基板２６がステンレス鋼からなる場合は、第２層１４もステンレス鋼から形成することが有利である。他方、材料コストを抑制する点ではアルミニウム合金が有利である。第２層１４の厚みも、材料及び必要とされる制振性能に対応して様々に設定できるが、例えば１μｍ〜１００μｍの範囲である。
【００２４】
サスペンション装置２２に適用される制振部材１０の中間層１６は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、アラミド等の熱可塑性樹脂材料や、エポキシ系、ウレタン系等の接着剤を硬化させた材料から形成できる。特に、従来の樹脂製拘束層の材料として一般に使用されていたポリイミドを有利に使用できる。これらの材料から形成される中間層１６の厚みは、例えば１μｍ〜１００μｍの範囲で選定できる。この厚みが１μｍ未満の場合は、後述する制振部材１０の製造工程において中間層１６の材料の正確な取扱いが困難になる傾向がある。また、この厚みが１００μｍを超えると、中間層１６の材料の剛性が高くなりすぎ、金属層を剪断する場合と同様の不都合が生じる危惧がある。
【００２５】
上記した制振部材１０の製造方法の一例を、図６を参照して説明する。
まず、互いに反対側の表面３８ａ及び裏面３８ｂを有する金属シート３８を用意する。金属シート３８は、制振部材１０の第２層１４の厚みと略同一の全体に一様な厚みを有する。次いで、金属シート３８の裏面３８ｂに、例えば塗布工程によって樹脂層４０を積層形成する（図６（ａ））。樹脂層４０は、制振部材１０の中間層１６の厚みと略同一の全体に一様な厚みに形成され、互いに反対側の略平坦な表面４０ａ及び裏面４０ｂが付与される。
【００２６】
次に、例えばエッチング工程により、金属シート３８の不要部分４２を局部的に除去する。エッチング工程は、プリント基板製造工程における回路形成方法として一般に行なわれている工程を採用できる。それにより、樹脂層４０の表面４０ａを局部的に露出させるとともに、樹脂層表面４０ａの露出部分に実質的に囲繞される予め定めた輪郭の複数の金属領域４４を形成する（図６（ｂ））。このようにして形成された各金属領域４４は、制振部材１０の第２層１４を構成する。他方、別途用意した大判の離型紙材４６の一表面に、例えば塗布工程によって粘弾性体層４８を積層形成する（図６（ｃ））。粘弾性体層４８は、制振部材１０の第１層１２の厚みと略同一の全体に一様な厚みに形成され、互いに反対側の略平坦な表面４８ａ及び裏面４８ｂが付与される。
【００２７】
次に、複数の金属領域４４を担持した樹脂層４０の裏面４０ｂに、粘弾性体層４８を、その表面４８ａを密着させて積層し、大判の積層材料５０を作製する（図６（ｄ））。このとき、粘弾性体層４８自体が本質的に有しているか又は熱、光、溶剤等に曝されることにより発現した粘着性により、粘弾性体層４８を樹脂層４０に固定することができる。最後に、プレス機械に積層材料５０を供給し、樹脂層４０の表面４０ａの露出部分内で、樹脂層４０、粘弾性体層４８及び離型紙材４６を、制振部材１０の中間層１６、第１層１２及び離型紙層２０の輪郭形状に沿って一度に切断する。なお、切断により生じた不要材料は廃棄する。このようにして、中間層１６に縁部分１８を備えた制振部材１０が作製される（図６（ｅ））。
【００２８】
上記製造方法では、プレス機械による打抜き工程に先立って、積層材料５０内で最も高い剛性を有する金属シート３８を制振部材１０の第２層１６の形状に予め形成しておくので、打抜き工程での金属シート３８の剪断が不要になる。そして、積層材料５０を制振部材１０の実質的な輪郭形状に打抜く工程は、従来の樹脂製拘束層を有する制振部材の打抜き工程と実質的に同等のものとなる。その結果、金属シート３８を打抜く場合に予測される第２層周縁部分のバリやダレ及び第２層周縁部分からの第１層１２の食み出し、並びにシート３８の破壊を、確実に回避することができる。
【００２９】
特に、上記製造方法においては、プレス機械による打抜き工程に際し、複数の制振部材１０を同時に打抜くことが有利である。その際にも、金属シート３８を剪断しないので、複数の制振部材１０を効率良く低コストで安定的に作製することができる。このようにして作製された制振部材１０は、高い剛性を有する第２層１６の拘束作用により、例えばサスペンション装置２２に要求される制振性能を確実に発揮する。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、図示実施形態の構成に限定されず、特許請求の範囲の記載内で種々の変形及び修正を成し得るものである。
例えば、図７及び図８に示すように、制振部材１０において、第２層１４を中間層１６の第２面１６ｂ上で複数の第２層部分１４′に分割することができる。この場合、分割した第２層部分１４′の形状、配置及び個数は、制振部材１０に要求される制振性能に対応して様々に選定できる。例えば前述した図３に示すサスペンション装置２２への適用において、制振部材１０はその台形輪郭の上底部分及び下底部分を基板２６の長手方向へ向けて配置されるが、この場合、第２層１４が基板２６の長手方向に沿って細長く延びる形状を有するときに、高い制振効果を発揮できることが判っている。そこで、図８に示すように、制振部材１０の台形輪郭の上底部分と下底部分との間に細長く延びる複数の第２層部分１４′を形成することにより、サスペンション装置２２における制振部材１０の制振性能を向上させることができる。
【００３１】
また、前述した制振部材１０の製造方法において、金属シート３８に樹脂層４０を塗工する代わりに、別工程で作製した樹脂層４０を、エポキシ系、ウレタン系等の接着剤により金属シート３８の裏面３８ｂに貼着して積層することもできる。或いは金属シート３８を用いる代わりに、樹脂層４０の表面４０ａに対し、スパッタリング等の蒸着工程を実施したり、無電界めっきと電気めっきとを順次行なったりすることにより、所望厚みの金属層を形成することができる。さらに、離型紙材４６に粘弾性体層４８を塗工する代わりに、樹脂層４０の裏面４０ｂにシルクスクリーン印刷工程等によって粘弾性体層４８を直接塗工することもできる。この場合、離型紙材４６は後工程で添着できる。
【００３２】
また、前述した制振部材１０の製造方法の最終段階において、積層材料５０を完全に切断して個々に独立した複数の制振部材１０を作製する代わりに、図９に示すように、積層材料５０の離型紙材４６だけは切断しないように切れ込み１９を入れることもできる。このようにすれば、複数の制振部材１０がそれらの離型紙層２０を介して互いに連結された形態となり、この帯状の形態で複数の制振部材１０の保管や運搬が可能になるだけでなく、使用時に個々の制振部材１０から離型紙層２０を容易に剥離できるので制振部材１０の貼着作業効率が向上する利点が得られる。
【００３３】
なお、本発明に係る制振部材は、ディスク装置のサスペンション装置に限らず、種々の電子機器や音響機器における振動発生部に貼着して使用することができる。また、本発明に係る制振部材の製造方法は、制振部材に限らず、耐熱用フィルム、補強用テープ、装飾用フィルム等の他の積層体製品に適用することもできる。
【００３４】
【実施例】
図６に示す基本構成を有する積層材料５０を、厚さ３０μｍの銅シート３８と厚さ５０μｍのポリイミド層４０とからなる拘束層材料に、粘弾性材料の塗布及び１００℃で１５分間の乾燥を経て形成された厚さ２５μｍの粘弾性体層４８を積層して作製し、プレス機械により１０ｍｍ×１００ｍｍの短冊状に打抜いて制振部材１０を作製した。この制振部材１０に対し、第１層１２又は第２層１４の幾何学的中心部を加振して、２次の反共振周波数（２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ）における振動の損失係数ηを測定した。ここで損失係数ηは、振動応答系のヒステリシス曲線上での最大変位χにおける力ｆ＝Ｋ１χと零変位における力ｆ＝Ｋ２χとを測定し、η＝Ｋ２／Ｋ１として算出される。比較例１及び２として、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムのみからなる拘束層を備えた制振部材（１）と、厚さ５０μｍのステンレス鋼のみからなる拘束層を備えた制振部材（２）とに対し、同様に損失係数ηを測定した。結果を下表に示す。
【００３５】
【表１】
0004056296.tif 000002
【００３６】
上表から判るように、本発明に係る制振部材１０は、室温では従来の樹脂製拘束層を有する制振部材（１）と金属製拘束層を有する制振部材（２）とのほぼ中間の制振性能を発揮でき、温度が上昇するに従い、制振部材（２）に匹敵する制振性能を発揮できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、粘弾性体を備えた制振部材を、その制振性能を低下させること無く、安定した品質に効率良く低コストで作製できるようになる。また、拘束層の材料及び形状を適宜選択することにより、制振対象の基材に要求される最適な制振性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による制振部材の斜視図である。
【図２】図１の制振部材の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるサスペンション装置の平面図である。
【図４】図３のサスペンション装置の側面図である。
【図５】図３のサスペンション装置を搭載したディスク装置の概略斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による制振部材製造方法の説明図で、（ａ）〜（ｅ）の各ステップを示す。
【図７】変形例による制振部材の斜視図である。
【図８】図７の制振部材の平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による制振部材製造方法における最終段階の説明図である。
【符号の説明】
１０…制振部材
１２…第１層
１４…第２層
１６…中間層
１８…縁部分
１９…切れ込み
２０…離型紙層
２２…サスペンション装置
２６…基板
２８…アーム
５０…積層材料
【図１】
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【図２】
0004056296.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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