JP2002184140A - ディスク装置用サスペンション - Google Patents
ディスク装置用サスペンションInfo
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5552—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks using fine positioning means for track acquisition separate from the coarse (e.g. track changing) positioning means
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
クチュエータベースに固定できるディスク装置用サスペ
ンションを提供する。 【解決手段】 ディスク装置用サスペンション10A
は、フレキシャ15を取付けるロードビーム11と、ベ
ースプレート13を含むアクチュエータベース25と、
ベースプレート13よりも薄いヒンジ部材14と、一対
の圧電セラミック素子40を備えている。圧電セラミッ
ク素子40は、アクチュエータベース25に形成された
開口部23に収容され、接着剤層80によってアクチュ
エータベース25に固定されている。接着剤層80は、
電気絶縁性の接着剤と、この接着剤に混入された絶縁材
料からなる多数のフィラーとを有している。フィラー
は、圧電セラミック素子40とアクチュエータベース2
5との間に介在し、両者を電気絶縁するクリアランスを
確保する。
Description
ルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵されるディスク
装置用サスペンションに関する。
ィスク等を備えたディスク装置において、ディスクの記
録面にデータを記録したりデータを読取るために磁気ヘ
ッドが使われている。この磁気ヘッドは、ディスクの記
録面と対向するスライダと、スライダに内蔵されたトラ
ンスジューサなどを含んでおり、ディスクが高速回転す
ることによってスライダがディスクから僅かに浮上し、
ディスクとスライダとの間にエアベアリングが形成され
るようになっている。前記磁気ヘッドを保持するための
サスペンションは、ロードビームと呼ばれるビーム部材
と、ロードビームに固定された極薄い板ばねからなるフ
レキシャと、ロードビームの基部に設けるベースプレー
トなどを備えている。フレキシャの先端部に磁気ヘッド
を構成するスライダが装着される。
は、ディスクのトラック中心をトラック幅の±10%以
下でフォローイング制御を行う必要がある。近年のディ
スクの高密度化によってトラック幅は1μm以下になり
つつあり、スライダをトラック中心に保つことが困難に
なる傾向がある。このためディスクの剛性を上げるなど
の低振動化を図るだけでなく、スライダの位置制御をさ
らに正確に行う必要が生じている。
ルモータのみによってサスペンションを動かすシングル
・アクチュエータ方式であった。このものは、低い周波
数帯域に多くの共振ピークが存在するため、ボイスコイ
ルモータのみによってサスペンション先端のスライダ
(ヘッド部)を高い周波数帯域で制御することが困難で
あり、サーボのバンド幅を上げることができなかった。
ロアクチュエータ部を備えたデュアル・アクチュエータ
方式のサスペンションが開発されている。マイクロアク
チュエータ部は、第2のアクチュエータによってロード
ビームの先端側あるいはスライダをサスペンションの幅
方向(いわゆるスウェイ方向)に微量だけ動かすように
している。
れる可動部は、シングル・アクチュエータ方式に比べて
かなり軽量であるため、スライダを高い周波数帯域で制
御することができる。このため、スライダの位置制御を
行うサーボのバンド幅をシングル・アクチュエータ方式
と比較して数倍高くすることができ、その分、トラック
ミスを少なくすることが可能となる。
PZTと呼ばれるジルコンチタン酸鉛(PbZrO3と
PbTiO3の固溶体)などの圧電セラミック素子が適
していることが知られている。PZTは共振周波数が著
しく高いため、デュアル・アクチュエータ方式における
第2のアクチュエータに適している。この圧電セラミッ
ク素子は、接着剤によってアクチュエータベースに固定
される。
エータ部に使われるPZT等の圧電セラミック素子は、
厚さが数十μmから数百μmと薄く、しかももろい。こ
の素子の表面あるいは裏面には、この素子に通電するた
めの電極が形成されている。一方、アクチュエータベー
スを構成する金属製のベースプレート等は、電気的グラ
ンドとして使用される。このため圧電セラミック素子の
電極とアクチュエータベースとの間の電気的短絡を防ぐ
ために、両者間に電気絶縁のためのクリアランスが必要
である。
ュエータベースとの間に一定のクリアランスを確保する
には、一般的に、治具によって圧電セラミック素子とア
クチュエータベースを定位置に拘束した状態で、接着剤
を硬化させることが考えられる。
素子を拘束すると、接着剤が硬化する過程で接着剤が僅
かに収縮することにより、圧電セラミック素子に応力が
発生し、圧電セラミック素子が破損することがある。こ
の素子が接着工程で破損しなくても、その後に行われる
ボンディング工程等において、素子に外力が加わったと
きに、前述の残留応力が原因となって素子が破損するこ
とがある。
子を破損させることなく圧電セラミック素子とアクチュ
エータベースとの間を確実に絶縁することができるよう
なディスク装置用サスペンションを提供することにあ
る。
本発明のサスペンションは、フレキシャを設けるロード
ビームと、前記ロードビームの基部に設けるアクチュエ
ータベースと、前記アクチュエータベースに取付けられ
電圧が印加されたときに前記ロードビームをスウェイ方
向に変位させる歪みを生じる圧電セラミック素子と、前
記圧電セラミック素子を前記アクチュエータベースに固
定する接着剤層とを具備し、前記接着剤層は、電気絶縁
性の接着剤と、この接着剤に混入され前記圧電セラミッ
ク素子と前記アクチュエータベースとの間に電気絶縁の
ためのクリアランスを確保可能な大きさの電気絶縁材料
からなる複数のフィラーとを有している。フィラーは、
例えば二酸化けい素の粒のように電気絶縁性を有しかつ
圧縮荷重に対して変形しにくい材料が適している。
クチュエータベースに前記圧電セラミック素子を収容可
能な開口部が形成され、該開口部に前記圧電セラミック
素子を収容してもよい。また、本発明のサスペンション
において、前記圧電セラミック素子の表面と裏面に、互
いに異なる極性の電極が形成されていてもよい。
くは前記フィラーの粒径が10μm以上、さらに好まし
くは30μm以上が推奨される。また前記接着剤の硬化
後のヤング率は、望ましくは60MPa以上である。本
発明のサスペンションは、ロードビームとアクチュエー
タベースが可撓性のヒンジ部材によって互いに連結され
ていてもよい。
ディスク装置用サスペンション10Aについて、図1か
ら図5を参照して説明する。図1に示されたデュアル・
アクチュエータ方式のサスペンション10Aは、ロード
ビーム11と、マイクロアクチュエータ部12と、ベー
スプレート13と、ヒンジ部材14などを備えている。
ロードビーム11は、厚さが例えば100μm前後のば
ね性を有する金属板からなる。ロードビーム11にフレ
キシャ15が取付けられる。フレキシャ15はロードビ
ーム11よりもさらに薄い精密な金属製の薄板ばねから
なる。フレキシャ15の前端部に、磁気ヘッドを構成す
るスライダ16が設けられる。
部20に円形のボス孔21が形成されている。ベースプ
レート13の基部20と前端部22との間に、下記圧電
セラミック素子40を収容可能な大きさの一対の開口部
23が形成されている。一対の開口部23の間に、ベー
スプレート13の前後方向(サスペンション10Aの軸
線方向)に延びる帯状の連結部24が設けられている。
連結部24は、ベースプレート13の幅方向(図1中に
矢印Sで示すスウェイ方向)にある程度撓むことができ
る。
ないボイスコイルモータによって駆動されるアクチュエ
ータアームの先端部に固定され、ボイスコイルモータに
よって旋回駆動されるようになっている。ベースプレー
ト13は板厚が例えば200μm前後のステンレス鋼な
どの金属板からなる。この実施形態の場合、ベースプレ
ート13とヒンジ部材14とによって、この発明で言う
アクチュエータベース25が構成されている。
スプレート13の前記基部20に重ねて固定される基部
30と、ベースプレート13の連結部24と対応した位
置に形成された帯状のブリッジ部31と、ベースプレー
ト13の前端部22と対応した位置に形成された中間部
32と、板厚方向に弾性変形可能な可撓性を有する一対
のヒンジ部33と、ロードビーム11に固定される先端
部34などを有している。このヒンジ部材14は、板厚
が例えば50μm前後のばね性を有する金属板からな
る。
等の板状の圧電素子からなる一対の圧電セラミック素子
40を含んでいる。矩形の圧電セラミック素子40は、
その厚み方向の表面50および裏面51(図4に示す)
と、長手方向の両端に位置する端面52,53と、両側
面54,55とを有している。
にほぼ平行となるようにアクチュエータベース25の開
口部23に収容されている。圧電セラミック素子40の
両端面52,53は、開口部23に挿入された状態にお
いて、それぞれ、開口部23の長手方向両端の内面6
0,61との間に形成されるクリアランスを介して互い
に対向している。素子40の両側面54,55のうち、
連結部24に近い側面54は、連結部24の側面24a
との間に形成されるクリアランスを介して互いに対向し
ている。
0の表面50と裏面51に、それぞれスパッタリングあ
るいはメッキ等によって、金属等の導電材料からなる電
極70,71が形成されている。一方の電極70は、銀
ペースト72によってベースプレート13に接地され
る。他方の電極71にワイヤ73が接続される。このワ
イヤ73は、フレキシャ15に設けられたフレキシブル
な配線部材の端子74にボンディングされる。
4の基部30に、接着剤層80によって固定される。素
子40の他端部40bは、ヒンジ部材14の中間部32
に、接着剤層80によって固定される。このとき接着剤
層80は、素子40とアクチュエータベース25の開口
部23の内面60,61との間にも充填される必要があ
る。これは素子40の歪み(変位)をより効果的にロー
ドビーム11に伝えるためと、素子40の端面52,5
3や側面54,55等とアクチュエータベース25との
絶縁を十分に確保するためである。
電圧が印加されたときに、一方の素子40が長手方向に
伸びるとともに、他方の素子40が長手方向に縮む。こ
のように一対の圧電セラミック素子40の歪む方向とス
トロークに応じて、ロードビーム11側が幅方向(スウ
ェイ方向)に所望量だけ変位することになる。
は、電気絶縁性のマトリックス樹脂として機能する接着
剤81と、この接着剤81に混入された電気絶縁材料か
らなる多数の粒状のフィラー82とを有している。接着
剤81の一例はエポキシ系であるが、アクリル系をはじ
めとして周知の合成樹脂系接着剤を適用することができ
る。
とアクチュエータベース25との間に介在し、両者間に
電気絶縁のためのクリアランスを確保することのできる
大きさを有している。フィラー82の粒径は10μm以
上、望ましくは30μmである。フィラー82の材質の
一例はシリカ(二酸化けい素)であるが、それ以外にセ
ラミックスあるいはガラスの粒、合成樹脂の粒など、要
するに電気絶縁性を有しかつ圧縮荷重に対して変形しに
くい材料を採用することができる。
したことにより、治具を用いることなく、圧電セラミッ
ク素子40とアクチュエータベース25との間に、所定
のクリアランスを確保することができた。例えば図5に
模式的に示すように、素子40の電極71とヒンジ部材
14との間のクリアランスC1と、素子40の端面5
2,53とベースプレート13の内面60,61との間
のクリアランスC2が、それぞれ10μm以上確保され
る。
子40の電気絶縁性に関して、100ボルト,200ボ
ルト,300ボルト,400ボルトの各電圧について絶
縁試験を行ったところ、本実施例の接着剤層80を用い
て素子40を固定した場合には、上記全ての電圧におい
て電気絶縁性を確保できることが確認された。
着剤を用い、治具を使わずに素子40を固定した場合に
ついても、上記それぞれの電圧で絶縁試験を実施した。
この場合、絶縁のためのクリアランスが不足する例が見
られ、100ボルトあるいは400ボルトで絶縁不良が
生じるものがあった。
し、フィラーを混入しない接着剤を用いた場合に、所定
の電気絶縁が確保されていたサスペンションの数と、ク
リアランスC1(図5に示す素子40とヒンジ部材14
との間のクリアランス)との関係を調べた。その結果を
図6に示す。
剤を用いた場合に、電気絶縁が確保されていたサスペン
ションの数と、クリアランスC2(素子40とベースプ
レート13との間のクリアランス)との関係を調べた結
果を示している。これらの絶縁テストにより、クリアラ
ンスC1,C2が10μmを越えていれば所定の電気絶
縁が得られることが判った。言い換えると、10μm以
上のフィラー82を接着剤81に混入することで、所定
の電気絶縁が確保されるのである。
ィラー82を混入した接着剤層80によって、素子40
をアクチュエータベース25に固定することにより、治
具を用いることなく適正なクリアランス(10μm〜5
0μm前後)を確保することができた。この実施形態に
よれば、治具を用いて素子を拘束する場合に見られるよ
うな接着剤硬化後の応力の発生が回避される。
ル品を5つ製作し、接着剤硬化後に素子40に荷重を負
荷したときに素子40が破壊する荷重を調べた。一方、
治具によって素子を拘束した状態で接着剤(フィラーな
し)を硬化させた比較品を5つ製作し、素子が破壊する
荷重も調べた。
サンプル品1〜5はそれぞれ140グラム,160グラ
ム,130グラム,180グラム,130グラムで破損
し、平均荷重は148グラムであった。これに対し、比
較品1〜5の場合には、それぞれ90グラム,70グラ
ム,80グラム,40グラム,80グラムで破損し、平
均荷重は72グラムという小さい値であった。
ストロークとの関係を示している。図8中のL1が解析
値、L2は測定値である。この図から、接着剤81のヤ
ング率は大きい方が素子40のストロークを確保する上
で有利であることが判る。特にヤング率が60MPa以
上の接着剤を用いることにより、実用に適したストロー
クを確保することができる。
ション10Bを示している。このサスペンション10B
の場合、圧電セラミック素子40の裏面51側に一対の
電極91,92を形成し、第1の電極91を銀ペースト
72によってヒンジ部材14に接地している。第2の電
極92に接続されるワイヤ73は、フレキシャ15の端
子74にボンディングされている。それ以外の構成と作
用については、第1の実施形態のサスペンション10A
と共通であるから、両者に共通の符号を付して説明は省
略する。この実施形態のサスペンション10Bも、フィ
ラー入りの接着剤層80によって、圧電セラミック素子
40の電極92とヒンジ部材14との間に、絶縁のため
のクリアランスが確保されている。
ク素子40をアクチュエータベース25に形成された開
口部23に収容しているが、素子40を開口部23に収
容する代りに、図9中に2点鎖線Fで示すように、ベー
スプレート13の上に素子40を重ねた状態で、前記接
着剤層80によって素子40を固定してもよい。
明を実施するに当たって、ロードビームやアクチュエー
タベース、ベースプレート、接着剤、フィラー、圧電セ
ラミック素子など、この発明を構成する各要素をこの発
明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施できる
ことは言うまでもない。またベースプレートとロードビ
ームは、それぞれ、アルミニウム合金等の軽合金あるい
は、軽合金とステンレス鋼のクラッド材を用いることに
よって軽量化を図ってもよい。
セラミック素子の電極等の導電部とアクチュエータベー
スとの間に、電気絶縁に必要な適正なクリアランスが容
易に確保される。この場合、治具によって素子を拘束す
ることなく接着剤を硬化させることができるため、応力
の発生が回避され、素子が破損することを防止できる。
ラミック素子をアクチュエータベースの開口部に収容す
ることにより、圧電セラミック素子を保護することがで
き、しかもマイクロアクチュエータ部の厚さを薄くする
ことが可能となる。また、ベースプレートの厚み方向の
中心と、圧電セラミック素子の厚み方向の中心のずれが
小さくなるため、圧電セラミック素子の変位をスウェイ
方向に有効に伝えることができる。
面に電極が形成された圧電セラミック素子の第1の電極
をアクチュエータベースに接地し、第2の電極にワイヤ
をボンディングするマイクロアクチュエータ部におい
て、第2の電極とアクチュエータベースとの間に電気絶
縁のための適正なクリアランスが確保される。
な圧電セラミック素子に印加される電圧は勿論のこと、
さらに高い電圧に対しても電気絶縁性を確保することが
できる。請求項5に記載した発明によれば、接着剤のヤ
ング率を60MPa以上とすることにより、圧電セラミ
ック素子のストロークを実用上問題ないレベルに確保す
ることができる。この場合、接着剤よりもヤング率の高
い材料からなるフィラーを混入すれば、接着剤層のヤン
グ率をさらに高めることが可能である。
ビームとアクチュエータベースがヒンジ部材を介して互
いに連結されるため、ロードビームとアクチュエータベ
ースおよびヒンジ部材に要求されるそれぞれの特性に適
した材料を用いることができ、サスペンションとしての
特性を向上させることができる。
ンの平面図。
ートの平面図。
の平面図。
クチュエータ部の断面図。
一部を拡大して示す断面図。
絶縁が確保されているサスペンション数との関係を示す
図。
と、絶縁が確保されているサスペンション数との関係を
示す図。
ストロークとの関係を示す図。
ンの一部の断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】フレキシャを設けるロードビームと、 前記ロードビームの基部に設けるアクチュエータベース
と、 前記アクチュエータベースに取付けられ電圧が印加され
たときに前記ロードビームを変位させる歪みを生じる圧
電セラミック素子と、 前記圧電セラミック素子を前記アクチュエータベースに
固定する接着剤層とを具備し、 前記接着剤層は、 電気絶縁性の接着剤と、 該接着剤に混入され前記圧電セラミック素子と前記アク
チュエータベースとの間に電気絶縁のためのクリアラン
スを確保可能な大きさの電気絶縁材料からなる複数のフ
ィラーと、 を有することを特徴とするディスク装置用サスペンショ
ン。 - 【請求項2】前記アクチュエータベースに前記圧電セラ
ミック素子を収容可能な開口部が形成され、該開口部に
前記圧電セラミック素子が収容されることを特徴とする
請求項1記載のディスク装置用サスペンション。 - 【請求項3】前記圧電セラミック素子の表面と裏面に、
互いに異なる極性の電極が形成されていることを特徴と
する請求項2記載のディスク装置用サスペンション。 - 【請求項4】前記フィラーの粒径が10μm以上である
ことを特徴とする請求項2または3記載のディスク装置
用サスペンション。 - 【請求項5】前記接着剤の硬化後のヤング率が60MP
a以上であることを特徴とする請求項1ないし4のうち
いずれか1項記載のディスク装置用サスペンション。 - 【請求項6】前記ロードビームと前記アクチュエータベ
ースが可撓性のヒンジ部材によって互いに連結されてい
ることを特徴とする請求項2ないし5のうちいずれか1
項記載のディスク装置用サスペンション。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP2000382551A JP4298911B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | ディスク装置用サスペンション |
US09/817,552 US6597541B2 (en) | 2000-12-15 | 2001-03-26 | Suspension for disc drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000382551A JP4298911B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | ディスク装置用サスペンション |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002184140A true JP2002184140A (ja) | 2002-06-28 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000382551A Expired - Lifetime JP4298911B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | ディスク装置用サスペンション |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP4298911B2 (ja) |
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