JP2006277908A - Head stack assembly and its manufacturing method and magnetic disk device having the head stack assembly - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、ヘッドを支持及び駆動するヘッドスタックアッセンブリ(Head Stack Assembly:HSA)とそれを有する磁気ディスク装置に係り、特に、ヘッドスタックアッセンブリにおけるサスペンションとアームとの接続に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置(Hard Disc Drive:HDD)に使用されるHSAの製造に好適である。 The present invention generally relates to a head stack assembly (HSA) that supports and drives a head and a magnetic disk device having the head stack assembly (HSA), and more particularly to a connection between a suspension and an arm in the head stack assembly. The present invention is suitable for manufacturing an HSA used in, for example, a hard disk drive (HDD).
近年のインターネット等の普及に伴って画像、映像を含む大容量の情報を記録する需要が増大してきた。このため、HDDなどの磁気ディスク装置の大容量化の需要は益々高まっている。HDDは、典型的に、磁性体を付着したディスクと、ヘッドを支持してディスクの所望の位置に移動するヘッドスタックアッセンブリとを有する。HSAは、モータによって軸周りに揺動するキャリッジ(「アクチュエータ」、断面がほぼE字形状であるために「Eブロック」、若しくは、「アクチュエータ(AC)ブロック」とも呼ばれる)と、キャリッジの支持部(以下、「アーム」という。)に取り付けられたサスペンションと、サスペンションに支持された磁気ヘッド部と、サスペンションをアームに取り付けるベースプレートとを有する。磁気ヘッド部は、信号を記録及び再生する微小なヘッドコア(以下、単に「ヘッド」という。)とこれを支持するスライダとから構成される。 With the recent spread of the Internet and the like, the demand for recording a large amount of information including images and videos has increased. For this reason, the demand for increasing the capacity of magnetic disk devices such as HDDs is increasing. The HDD typically includes a disk with a magnetic material attached thereto and a head stack assembly that supports the head and moves to a desired position on the disk. The HSA is a carriage that swings around an axis by a motor (“actuator”, also called “E block” or “actuator (AC) block” because the cross section is substantially E-shaped), and a support portion of the carriage (Hereinafter referred to as “arm”), a magnetic head portion supported by the suspension, and a base plate for attaching the suspension to the arm. The magnetic head unit is composed of a micro head core (hereinafter simply referred to as “head”) for recording and reproducing signals and a slider for supporting the head core.
サスペンションは、スライダをディスクに所定の押付力で押し付ける板ばね機能も有する。ディスクが回転すると回転に伴う空気流(エア・ベアリング)がスライダとディスクとの間に形成され、スライダをディスク面から浮上させる。浮上したスライダは、浮上力と押付力との釣り合いにより、ディスクから一定距離だけ離間する。かかる状態において、アームが旋回してヘッドをディスク上の所望の位置へ移動(シーク)して情報の読み出し及び書き込みを行う。 The suspension also has a leaf spring function that presses the slider against the disk with a predetermined pressing force. When the disk rotates, an air flow (air bearing) accompanying the rotation is formed between the slider and the disk, and the slider floats from the disk surface. The flying slider is separated from the disk by a certain distance due to the balance between the flying force and the pressing force. In this state, the arm turns to move (seek) the head to a desired position on the disk to read and write information.
近年の高記録密度のディスクでは高精度なヘッドの位置決め精度が必要となり、HSAを高精度に製造する必要がある。例えば、サスペンションが製造誤差により反ったり捩れたりすれば、スライダに作用する押付力、浮上量、姿勢、振動特性などが設計値から変化して位置決め精度が低下する。 Recent high recording density disks require high precision head positioning accuracy, and it is necessary to manufacture HSA with high precision. For example, if the suspension is warped or twisted due to a manufacturing error, the pressing force acting on the slider, the flying height, the posture, the vibration characteristics and the like are changed from the design values, and the positioning accuracy is lowered.
HSAにおいては、サスペンションとベースプレートはレーザー溶接されるが、ベースプレートとアームとはカシメ締結される。カシメ締結とは、ベースプレートの一部をアームに対して押し潰して塑性変形させることによって両者を接合する方法である。カシメ締結されたベースプレートとアームとは、ナイフなどの鋭利な部材を両者間に挿入すれば分離可能であり、このようなカシメ締結は磁気ディスク装置の経済性を向上させる。なぜなら、サスペンションや磁気ヘッド部に欠陥があれば、ベースプレート側のみを交換すれば足り、HSA全体を交換する必要がなくなるからである。 In HSA, the suspension and the base plate are laser welded, but the base plate and the arm are crimped. Caulking is a method in which a part of a base plate is crushed against an arm and plastically deformed to join the two. The base plate and the arm that have been crimped can be separated by inserting a sharp member such as a knife between them, and such crimping improves the economics of the magnetic disk drive. This is because if there is a defect in the suspension or the magnetic head, it is sufficient to replace only the base plate side, and there is no need to replace the entire HSA.
ところが、ベースプレートを塑性変形するために加えられる力はベースプレートの反りなどの変形をもたらし、ヘッドの位置決め精度を低下させる。そこで、ベースプレートが変形力を受ける部分とサスペンションとの接合部分との間に薄肉部を形成してベースプレートの変形がサスペンションに波及するのを低減する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照のこと)。
本発明者らは、ベースプレートの変形が、塑性変形力を受けたベースプレート自身による変形と、アームの変形の重畳であることを発見した。このため、前者のみを防止しようとする特許文献1の方法では、アームによる変形がベースプレートに及ぶことを十分には低減することができない。 The inventors of the present invention have found that the deformation of the base plate is a superposition of the deformation of the base plate itself subjected to the plastic deformation force and the deformation of the arm. For this reason, in the method of patent document 1 which tries to prevent only the former, it cannot fully reduce that the deformation | transformation by an arm reaches a baseplate.
そこで、本発明は、アームの変形を効果的に抑制するHSA及びその製造方法、並びに、当該HSAを有する磁気ディスク装置を提供することを例示的な目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an HSA that effectively suppresses deformation of the arm, a method for manufacturing the same, and a magnetic disk device having the HSA.
本発明の一側面としてのHSAの製造方法は、各々ヘッドを支持する一対のサスペンションと、前記ヘッドを駆動するアームと、前記一対のサスペンションを前記アームの両側に取り付ける一対のベースプレートとを有するヘッドスタックアッセンブリを製造する方法であって、開口を有するボスをそれぞれ有する前記一対のベースプレートが前記アームの貫通孔の両側に挿入された状態で、前記開口よりも大きな加工部材を前記貫通孔内で前記ベースプレートを一方向に貫通することによって前記一対のベースプレートを前記アームにカシメ締結するステップを有し、前記貫通孔の中心軸を含む断面において、前記アームの厚さを半分にし、前記断面に垂直な面を中立面とし、前記ベースプレートの最小内径を有する位置を第1の位置とし、前記ベースプレートと前記アームとの接触する位置のうち前記中立面に最も近い位置を第2の位置とすると、前記カシメ締結ステップ前に、前記中立面と第2の位置の距離は前記中立面と前記第1の位置との距離以下に設定されていることを特徴とする。かかる方法によれば、加工部材(例えば、ボール)を一方向に貫通する場合、加工部材によって力を受けるベースプレートの力点がベースプレートとアームとの接触点としての支点よりも中立面寄りになる。このため、一対のベースプレートは共に中立面側に変形しやすくなり、アームに作用する力は従来よりも中立面に対して等しくなる。この結果、アームの変形は小さくなる。前記カシメ締結ステップにおいては、前記一対のベースプレートのうち前記一方向に沿って下流にあるベースプレートは前記中立面に近づく方向に変形することが好ましい。なお、前記第1の位置は、前記ベースプレートの最小内径を有する位置が面を構成する場合には、前記最小内径を有する位置のうち前記中立面から最も遠い位置と前記中立面から最も近い位置の中間位置である。 An HSA manufacturing method according to an aspect of the present invention includes a head stack including a pair of suspensions each supporting a head, an arm that drives the head, and a pair of base plates that attach the pair of suspensions to both sides of the arm. A method of manufacturing an assembly, wherein a pair of base plates each having a boss having an opening is inserted on both sides of a through hole of the arm, and a processing member larger than the opening is inserted into the base plate in the through hole. A pair of base plates that are caulked and fastened to the arm by passing through the arm in one direction, and in a cross section including the central axis of the through hole, the thickness of the arm is halved and the surface is perpendicular to the cross section Is the neutral plane, and the position having the minimum inner diameter of the base plate is the first position. Assuming that the position closest to the neutral plane among the positions where the base plate and the arm are in contact is the second position, the distance between the neutral plane and the second position is the neutral position before the caulking fastening step. The distance is set to be equal to or less than the distance between the surface and the first position. According to this method, when penetrating a processed member (for example, a ball) in one direction, the force point of the base plate that receives a force by the processed member is closer to the neutral plane than the fulcrum as a contact point between the base plate and the arm. For this reason, the pair of base plates are both easily deformed toward the neutral surface, and the force acting on the arm is equal to the neutral surface as compared with the conventional case. As a result, the deformation of the arm is reduced. In the caulking and fastening step, it is preferable that the base plate downstream of the pair of base plates along the one direction is deformed in a direction approaching the neutral surface. When the position having the minimum inner diameter of the base plate forms a surface, the first position is the position farthest from the neutral surface and the closest from the neutral surface among the positions having the minimum inner diameter. It is an intermediate position.
前記断面において前記第2の位置を通り前記中立面と平行な直線から見た、前記第1の位置と第2の位置とを結ぶ直線までの角度をθとすると、−17°≦θ≦0°を満足する。前記断面においてベースプレートの最小内径を有する位置が概ね点となる場合に、この範囲ではアームの角度に対する反り量は略一定であるためである。但し、好ましくは、−12°≦θ≦0°を満足する。この範囲では両ベースプレートの角度に対する反り量は略一定であるためである。 Assuming that θ is an angle from the straight line passing through the second position and parallel to the neutral plane to the straight line connecting the first position and the second position in the cross section, −17 ° ≦ θ ≦ Satisfies 0 °. This is because when the position having the minimum inner diameter of the base plate in the cross section is a point, the amount of warping with respect to the arm angle is substantially constant in this range. However, it preferably satisfies −12 ° ≦ θ ≦ 0 °. This is because, in this range, the warpage amount with respect to the angle of both base plates is substantially constant.
前記挿入ステップ前に、前記一対のベースプレートは同一形状であってもよい。これにより、2種類のベースプレートを用意しなくてもよいので作業性が向上する。 Before the insertion step, the pair of base plates may have the same shape. Thereby, since it is not necessary to prepare two types of base plates, workability is improved.
本発明の別の側面としてのHSAは、各々ヘッドを支持する一対のサスペンションと、前記ヘッドを駆動するアームと、前記一対のサスペンションを前記アームの両側に取り付ける一対のベースプレートとを有するヘッドスタックアッセンブリであって、
前記ベースプレートは前記アームの貫通穴にカシメ締結され、
前記ベースプレートと前記アームとの接触する位置のうち前記アームの厚さを半分にする中立面に最も近い位置と前記中立面に最も近い前記一対のベースプレートとの距離のうち大きい距離は小さい距離の130%以下、好ましくは115%以下であることを特徴とする。2つのベースプレートと中立面との距離が略等しくなることによってアームに働くモーメントを低減することができる。
The HSA as another aspect of the present invention is a head stack assembly including a pair of suspensions each supporting a head, an arm that drives the head, and a pair of base plates that attach the pair of suspensions to both sides of the arm. There,
The base plate is crimped to the through hole of the arm,
Of the positions where the base plate and the arm contact each other, the larger of the distances between the position closest to the neutral plane that halves the thickness of the arm and the pair of base plates closest to the neutral plane is the smaller distance. 130% or less, preferably 115% or less. The moment acting on the arm can be reduced by making the distance between the two base plates and the neutral plane substantially equal.
かかるHSAや上述のいずれかの方法から製造されたHSAを有する磁気ディスク装置は、高い位置決め精度を維持することができるので本発明の一側面を構成する。 A magnetic disk device having such an HSA or an HSA manufactured from any one of the methods described above constitutes one aspect of the present invention because it can maintain high positioning accuracy.
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、アームの変形を効果的に抑制するHSA及びその製造方法、並びに、当該HSAを有する磁気ディスク装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an HSA that effectively suppresses deformation of the arm, a manufacturing method thereof, and a magnetic disk device having the HSA.
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例としてのHDD100について説明する。HDD100は、図1に示すように、筐体102内に、記録担体としての複数の磁気ディスク104と、スピンドルモータ106と、HSA110とを収納する。ここで,図1は、HDD100の内部構造の概略平面図である。 Hereinafter, an HDD 100 as an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the HDD 100 houses a plurality of magnetic disks 104 serving as record carriers, a spindle motor 106, and an HSA 110 in a housing 102. Here, FIG. 1 is a schematic plan view of the internal structure of the HDD 100.
筐体102は、例えば、アルミダイカストベースやステンレスなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。本実施形態の磁気ディスク104は高い面記録密度、例えば、100Gb/in2以上を有する。磁気ディスク104は、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ106のスピンドルに装着される。 The casing 102 is made of, for example, an aluminum die-cast base or stainless steel, has a rectangular parallelepiped shape, and is coupled with a cover (not shown) that seals the internal space. The magnetic disk 104 of this embodiment has a high surface recording density, for example, 100 Gb / in 2 or more. The magnetic disk 104 is mounted on the spindle of the spindle motor 106 through a hole provided in the center thereof.
スピンドルモータ106は、例えば、15000rpmなどの高速で磁気ディスク104を回転し、例えば、図示しないブラシレスDCモータとそのロータ部分であるスピンドルを有する。例えば、2枚の磁気ディスク104を使用する場合、スピンドルには、ディスク、スペーサー、ディスク、クランプと順に積まれてスピンドルと締結したボルトによって固定される。本実施形態と異なり、磁気ディスク104は中央孔を有さずにハブ有するディスクであってもよく、その場合、スピンドルはハブを介してディスクを回転する。 The spindle motor 106 rotates the magnetic disk 104 at a high speed such as 15000 rpm, and has, for example, a brushless DC motor (not shown) and a spindle that is a rotor part thereof. For example, when two magnetic disks 104 are used, a disk, a spacer, a disk, and a clamp are stacked in this order on the spindle and fixed by bolts fastened to the spindle. Unlike the present embodiment, the magnetic disk 104 may be a disk having a hub without having a central hole. In this case, the spindle rotates the disk through the hub.
HSA100は、磁気ヘッド部120と、サスペンション130と、キャリッジ140と、ベースプレート150とを有する。 The HSA 100 includes a magnetic head unit 120, a suspension 130, a carriage 140, and a base plate 150.
磁気ヘッド部120は、図2に示すように、略直方体に形成されるAl2O3−TiC(アルチック)製のスライダ121と、スライダ121の空気流出端に接合されて、読み出し及び書き込み用のヘッド122を内蔵するAl2O3(アルミナ)製のヘッド素子内蔵膜123とを備える。ここで、図2は、磁気ヘッド部120の拡大斜視図である。スライダ121及びヘッド素子内蔵膜123には、磁気ディスク104に対向する媒体対向面、即ち、浮上面124が規定される。磁気ディスク104の回転に基づき生成される気流125は浮上面124に受け止められる。 As shown in FIG. 2, the magnetic head unit 120 is joined to an Al 2 O 3 —TiC (Altic) slider 121 formed in a substantially rectangular parallelepiped and an air outflow end of the slider 121 for reading and writing. And a head element built-in film 123 made of Al 2 O 3 (alumina) in which the head 122 is built. Here, FIG. 2 is an enlarged perspective view of the magnetic head unit 120. The slider 121 and the head element built-in film 123 define a medium facing surface that faces the magnetic disk 104, that is, an air bearing surface 124. The airflow 125 generated based on the rotation of the magnetic disk 104 is received by the air bearing surface 124.
浮上面124には、空気流入端から空気流出端に向かって延びる2筋のレール126が形成される。各レール126の頂上面にはいわゆるABS(空気軸受け面)127が規定される。ABS127では気流125の働きに応じて浮力が生成される。ヘッド素子内蔵膜123に埋め込まれたヘッド122はABS127で露出する。なお、磁気ヘッド部120の浮上方式はかかる形態に限られず、既知の動圧潤滑方式、静圧潤滑方式、ピエゾ制御方式、その他の浮上方式を適用することができる。また、起動方式は、停止時に磁気ヘッド部120がディスク104に接触するコンタクトスタートストップ方式であってもよいし、停止時に磁気ヘッド部120をディスク104から持ち上げてディスク104の外側にあるランプで磁気ヘッド部120をディスク104と非接触に保持し、起動時に保持部からディスク104上に落とすダイナミックローディング又はランプロード方式を採用してもよい。 On the air bearing surface 124, two rails 126 extending from the air inflow end toward the air outflow end are formed. A so-called ABS (air bearing surface) 127 is defined on the top surface of each rail 126. In the ABS 127, buoyancy is generated according to the action of the airflow 125. The head 122 embedded in the head element built-in film 123 is exposed by the ABS 127. The flying method of the magnetic head unit 120 is not limited to this form, and a known dynamic pressure lubrication method, static pressure lubrication method, piezo control method, and other flying methods can be applied. The starting method may be a contact start / stop method in which the magnetic head unit 120 contacts the disk 104 at the time of stopping, or the magnetic head unit 120 is lifted from the disk 104 at the time of stopping and is magnetically displayed by a ramp outside the disk 104. A dynamic loading method or a ramp loading method in which the head unit 120 is held in non-contact with the disk 104 and dropped from the holding unit onto the disk 104 at the time of activation may be employed.
ヘッド122は、図示しない導電コイルパターンで生起される磁界を利用して磁気ディスク104に2値情報を書き込む誘導書き込みヘッド素子(以下、「インダクティブヘッド素子」という。)と、磁気ディスク104から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき2値情報を読み取る磁気抵抗効果(以下、「MR」という。)ヘッド素子とを有するMRインダクティブ複合ヘッドである。MRヘッド素子は、(CIP(Current in Plane)構造を利用したGMR、CPP(Current Perpendicular to Plane)構造を利用したGMRを含む)GMR(巨大磁気抵抗:Giant Magnetoresistive)、TMR(Tunneling Magnetoresistive)、AMR(anisotropic Magnetoresistive)等種類を問わない。 The head 122 operates from an induction writing head element (hereinafter referred to as “inductive head element”) that writes binary information on the magnetic disk 104 using a magnetic field generated by a conductive coil pattern (not shown), and the magnetic disk 104. An MR inductive composite head having a magnetoresistive effect (hereinafter referred to as “MR”) head element that reads binary information based on a resistance that changes in accordance with a magnetic field. MR head elements include GMR (current magnetoplane) using CIP (Current in Plane) structure, GMR using Current Perpendicular to Plane (CPP) structure, Giant Magnetoresistive (TMR), and TMR (Tunneling Magnetive MR). (Anisotropic Magnetosensitive) etc. are not ask | required.
サスペンション130は、磁気ヘッド部120を支持すると共に磁気ヘッド部120に対して磁気ディスク104に抗して弾性力を加える機能を有し、例えばステンレス製のワトラス形サスペンションである。かかるサスペンションは磁気ヘッド部120を片持ち支持するフレキシャー(ジンバルばねその他の名称で呼ばれる場合もある)とベースプレートに接続されるロードビーム(ロードアームその他の名称で呼ばれる場合もある)とを有する。ロードビームはZ方向に十分な押付力を印加するようにバネ部を中央に有している。従って、ロードビームは基端部が剛体部、中央がバネ部、末端部が剛体部に構成されている。また、ABS124はディスクの反りやうねりに追従して常にディスク面と平行になるように、ディンプル(ピボットその他の名称で呼ばれる場合もある)という突起を介してロードビームとフレキシャーは接触している。磁気ヘッド部120はディンプルを中心に柔らかくピッチングとローリングができるように設計されている。また、サスペンション130は磁気ヘッド部120にリード線などを介して接続される配線部138も支持する。配線部138は後述する図4(a)に示されている。かかるリード線を介して、ヘッド122と配線部138との間でセンス電流、書き込み情報及び読み出し情報が供給及び出力される。配線部138は図3(b)に示すアーム144の下を通る中継フレキシブル回路基板(中継FPC)143に接続される。 The suspension 130 has a function of supporting the magnetic head unit 120 and applying an elastic force to the magnetic head unit 120 against the magnetic disk 104, and is, for example, a stainless steel Watras suspension. Such a suspension includes a flexure (sometimes referred to as a gimbal spring or other name) for cantilevering the magnetic head portion 120 and a load beam (sometimes referred to as a load arm or other name) connected to a base plate. The load beam has a spring portion at the center so as to apply a sufficient pressing force in the Z direction. Therefore, the load beam has a rigid portion at the base end, a spring portion at the center, and a rigid portion at the distal end. Further, the load beam and the flexure are in contact with each other through a projection called a dimple (sometimes referred to as a pivot or other name) so that the ABS 124 always follows the warp and waviness of the disk and is always parallel to the disk surface. The magnetic head unit 120 is designed so that it can be pitched and rolled softly around the dimples. The suspension 130 also supports a wiring part 138 connected to the magnetic head part 120 via a lead wire or the like. The wiring part 138 is shown in FIG. Sense current, write information, and read information are supplied and output between the head 122 and the wiring unit 138 through such lead wires. The wiring part 138 is connected to a relay flexible circuit board (relay FPC) 143 that passes under the arm 144 shown in FIG.
本実施形態では、後述するように、ベースプレート150の反り量が低減しているので、サスペンション130及び磁気ヘッド部120の平坦度が改善されている。このため、過度の弾性力や捩れ力によるクラッシュや位置決め精度の低下を防止することができる。 In the present embodiment, as will be described later, since the amount of warping of the base plate 150 is reduced, the flatness of the suspension 130 and the magnetic head unit 120 is improved. For this reason, it is possible to prevent a crash and a decrease in positioning accuracy due to excessive elastic force or twisting force.
キャリッジ140は、磁気ヘッド部120を図1に示す矢印方向に回動する機能を有し、図1及び図3(a)乃至図3(b)に示すように、ボイスコイルモータ141と、支軸142と、FPC143と、アーム144とを有する。ここで、図3(a)は、HSA110の左側面図、図3(b) はHSA110の平面図、図3(c) はHSA110の右側面図である。ここでは、3枚のディスク104の両面を記録再生する6個の磁気ヘッド部120を駆動するキャリッジ140を示しているが、ディスクの枚数が3枚に限定されないことはいうまでもない。 The carriage 140 has a function of rotating the magnetic head unit 120 in the direction of the arrow shown in FIG. 1, and as shown in FIGS. 1 and 3A to 3B, the carriage 140 and the support are supported. It has a shaft 142, an FPC 143, and an arm 144. 3A is a left side view of the HSA 110, FIG. 3B is a plan view of the HSA 110, and FIG. 3C is a right side view of the HSA 110. Here, the carriage 140 that drives the six magnetic head units 120 that record and reproduce both surfaces of the three disks 104 is shown, but it goes without saying that the number of disks is not limited to three.
ボイスコイルモータ141は、2本のヨーク141aに挟まれてフラットコイル141bを有する。フラットコイル141bは図示しないHDD100の筐体102側に設けられた磁気回路に対向して設けられており、フラットコイル141bに流される電流の値に応じてキャリッジ140が支軸142回りに揺動する。磁気回路は、例えば、筐体102内に固定された鉄板に固定された永久磁石と、キャリッジ140に固定された可動磁石を有する。支軸142は、キャリッジ140に設けられた円筒中空孔に嵌合し、筐体102内に図1の紙面に垂直に延びるように配置される。FPC143は、配線部138に制御信号及びディスク104に記録されるべき信号並びに電力を供給すると共にディスク104から再生された信号を受信する。 The voice coil motor 141 has a flat coil 141b sandwiched between two yokes 141a. The flat coil 141b is provided to face a magnetic circuit provided on the housing 102 side of the HDD 100 (not shown), and the carriage 140 swings around the support shaft 142 in accordance with the value of the current flowing through the flat coil 141b. . The magnetic circuit has, for example, a permanent magnet fixed to an iron plate fixed in the housing 102 and a movable magnet fixed to the carriage 140. The support shaft 142 is fitted into a cylindrical hollow hole provided in the carriage 140 and is disposed in the housing 102 so as to extend perpendicular to the paper surface of FIG. The FPC 143 supplies a control signal, a signal to be recorded on the disk 104, and power to the wiring unit 138 and receives a signal reproduced from the disk 104.
アーム144は、支軸142の周りに回転又は揺動可能に設けられるアルミニウム製の剛体であり、その先端には後述する貫通孔145が設けられる。かかるアーム144の貫通孔145とベースプレート150を介してサスペンション130がアーム144に取り付けられる。アーム144は、図3(a)及び図3(c)に示すように、側面から見ると櫛状に形成されている。 The arm 144 is a rigid body made of aluminum provided to be rotatable or swingable around the support shaft 142, and a through-hole 145 described later is provided at the tip thereof. The suspension 130 is attached to the arm 144 through the through hole 145 of the arm 144 and the base plate 150. As shown in FIGS. 3A and 3C, the arm 144 is formed in a comb shape when viewed from the side.
ベースプレート150は、サスペンション130をアーム144に取り付ける機能を有し、図4(a)乃至図5(b)に示すように、平板部151と、被溶接部152と、窪み(ダボ)154とを有する。被溶接部152は、サスペンション130にレーザー溶接される平板部151の先端である。窪み154は、アーム144にカシメ締結される部位である。ここで、図4(a)はベースプレート150が接合されたサスペンション130の概略平面図であり、図4(b)はその概略断面図である。図5(a)はベースプレート150の概略平面図であり、図5(b)はベースプレート150の概略断面図である。 The base plate 150 has a function of attaching the suspension 130 to the arm 144. As shown in FIGS. 4A to 5B, the base plate 150 includes a flat plate portion 151, a welded portion 152, and a dent (dowel) 154. Have. The welded portion 152 is the tip of a flat plate portion 151 that is laser-welded to the suspension 130. The recess 154 is a portion that is fastened to the arm 144 by caulking. 4A is a schematic plan view of the suspension 130 to which the base plate 150 is joined, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view thereof. FIG. 5A is a schematic plan view of the base plate 150, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the base plate 150.
以下、図6を参照して、図3(a)に示す上から2番目のアーム144とベースプレート150との接続について説明する。図3(a)に示す上から2番目のアーム144は、その両側にベースプレート150が取り付けられるダブルヘッド構造を有する。ここで、図6は、かかるアーム144とベースプレート150との接続を説明するためのフローチャートである。 Hereinafter, the connection between the second arm 144 from the top shown in FIG. 3A and the base plate 150 will be described with reference to FIG. The second arm 144 from the top shown in FIG. 3A has a double head structure to which the base plate 150 is attached on both sides thereof. Here, FIG. 6 is a flowchart for explaining the connection between the arm 144 and the base plate 150.
まず、図5(a)及び(b)に示すように、ベースプレート150を作成する(ステップ1002)。ステップ1002では、ベースプレート150の平板部151に窪み154をプレス加工で形成する。窪み154は、図7に示すように、その先端に、張り出し部156と開口157とを有する。張り出し部156及びその近傍は、塑性変形するL字形状のボス155を構成する。ここで、図7は、ベースプレート150の概略拡大平面図及び断面図である。 First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a base plate 150 is created (step 1002). In step 1002, the depression 154 is formed in the flat plate portion 151 of the base plate 150 by press working. As shown in FIG. 7, the recess 154 has a protruding portion 156 and an opening 157 at its tip. The overhanging portion 156 and the vicinity thereof constitute an L-shaped boss 155 that is plastically deformed. Here, FIG. 7 is a schematic enlarged plan view and a sectional view of the base plate 150.
次に、図4(a)及び(b)に示すように、ベースプレート150の被溶接部152とサスペンション130とをレーザー溶接する(ステップ1004)。なお、磁気ヘッド部120は、ステップ1004の前又は後でサスペンション130に取り付けられる。 Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, the welded portion 152 of the base plate 150 and the suspension 130 are laser-welded (step 1004). The magnetic head unit 120 is attached to the suspension 130 before or after step 1004.
次に、図8に示すように、ベースプレート150の窪み152がアーム144の貫通孔に挿入されるようにアームの両側にベースプレートを配置する(ステップ1006)。ここで、図8は、一対のベースプレート150がアーム144の両側に配置された状態を示す図である。次に、カシメ締結を行う(ステップ1008)。カシメ締結では、図8に示すように、開口157の径よりも若干大きな径を有するボール50を矢印で示す一方向に沿って貫通孔145を通過させる。この結果、ベースプレート150のボス155を、図8に示す水平方向の矢印に示すように、潰して塑性変形させ、これによってベースプレート150とアーム144とを接合する。なお、図8に一点鎖線で示すように、アーム144の厚さを半分にし、貫通孔145の中心軸に垂直な面を中立面ISと呼ぶ。 Next, as shown in FIG. 8, the base plate is disposed on both sides of the arm so that the recess 152 of the base plate 150 is inserted into the through hole of the arm 144 (step 1006). Here, FIG. 8 is a view showing a state in which the pair of base plates 150 are arranged on both sides of the arm 144. Next, crimping is performed (step 1008). In the caulking, as shown in FIG. 8, a ball 50 having a diameter slightly larger than the diameter of the opening 157 is passed through the through hole 145 along one direction indicated by an arrow. As a result, the boss 155 of the base plate 150 is crushed and plastically deformed as indicated by the horizontal arrow shown in FIG. 8, thereby joining the base plate 150 and the arm 144 together. In addition, as shown by a one-dot chain line in FIG. 8, a surface that halves the thickness of the arm 144 and is perpendicular to the central axis of the through hole 145 is called a neutral surface IS.
本発明者らは、従来の上下のベースプレートが、図8であれば、上方向に反ってしまう理由を検討したところ、ベースプレートの変形は、ボール50によって塑性変形力を受けたベースプレート自身による変形のみならず、アーム144の変形も影響していることを発見した。 If the conventional upper and lower base plates are warped upward if the conventional upper and lower base plates are in FIG. 8, the deformation of the base plate is only the deformation by the base plate itself subjected to the plastic deformation force by the balls 50. In addition, it was discovered that the deformation of the arm 144 also has an effect.
まず、従来のベースプレートの形状を誇張して書けば図9(a)に示すようになる。ここで、図9(a)は、カシメ締結前の従来のベースプレート30A及び30Bとアーム144との配置を示す部分拡大断面図である。ボール50が上側のベースプレート30Aと最初に接触する位置(力点)P2はベースプレート30Aがアーム144と接触する位置(支点)P1よりも上側(即ち、支点P1が力点P2よりも中立面IS側)にある。これは、力点P2が支点P1よりも中立面IS側にあればボール50が通過すると上側の張り出し部32Aはアーム144方向に変形するよりも反時計回りの矢印方向に変形しやすくなる。ボール50が加える変形力が張り出し部32Aの下方向への変形に多く費やされて水平方向の変形が少なくなれば、ボス31Aがアーム144に及ぼす締結力又は接触力が弱くなり、ベースプレート30Aとアーム144とが分離し易くなり好ましくない。同様の理由により、ボール50が下側のベースプレート30Bと最初に接触する位置(力点)P4はベースプレート30Aがアーム144と接触する位置(支点)P3よりも下側(即ち、支点P3が力点P4よりも中立面IS側)にある。 First, if the shape of the conventional base plate is exaggerated and written, it becomes as shown in FIG. Here, FIG. 9A is a partially enlarged sectional view showing the arrangement of the conventional base plates 30A and 30B and the arm 144 before the caulking. Position the ball 50 is in contact with the first and the upper base plate 30A (power point) P 2 is a position where the base plate 30A contacts the arm 144 (the fulcrum) above the P 1 (i.e., the fulcrum P 1 than the power point P 2 Neutral Surface IS side). This is easily deformed in the direction of the arrow in the counterclockwise than the power point P 2 is the ball 50 if the neutral plane IS side than the fulcrum P 1 passes above the projecting portion 32A is deformed in the arm 144 direction . If the deformation force applied by the ball 50 is spent much in the downward deformation of the overhanging portion 32A and the horizontal deformation is reduced, the fastening force or contact force exerted on the arm 144 by the boss 31A becomes weak, and the base plate 30A This is not preferable because the arm 144 is easily separated. For the same reason, the position where the ball 50 is in contact with the first and the lower base plate 30B (power point) P 4 is a position where the base plate 30A contacts the arm 144 (the fulcrum) lower than P 3 (i.e., the fulcrum P 3 in the neutral plane IS side) than the power point P 4.
次に、上側のベースプレート30Aは断面L字形状のボス31Aを有するのに対し、下側のベースプレート30Bは断面逆L字形状のボス31Bを有する。図9(b)に簡略的に示すように、L字形状のボス31Aと逆L字形状のボス31Bが共にボール50によって垂直下向きに力を受けるとボス31A及び31Bは水平方向に変形するのみならず共に下方向に変形する。ここで、図9(b)は、カシメ締結によって従来のベースプレートに働く力とベースプレートからアームへの接触力の大きさを示す部分拡大断面図である。 Next, the upper base plate 30A has a boss 31A having an L-shaped cross section, whereas the lower base plate 30B has a boss 31B having an inverted L-shaped cross section. 9B, when both the L-shaped boss 31A and the inverted L-shaped boss 31B receive a vertical downward force by the ball 50, the bosses 31A and 31B only deform in the horizontal direction. They both deform downward. Here, FIG. 9B is a partially enlarged cross-sectional view showing the magnitude of the force acting on the conventional base plate and the contact force from the base plate to the arm by caulking.
この場合、L字形状を開こうとする力F1はL字形状を閉じようとする力F2よりも小さくなる。このため、ボール50は下方向に移動する際に、ボス31Aでは小さい力F1で足りるが、ボス31Bでは大きな力F2を必要とする。かかる関係はそのまま水平方向の力である接触力にも当てはまる。即ち、ボス31Aからアーム144に働く接触力F3はボス31Bからアーム144に働く接触力F4よりも小さくなる。 In this case, the force F 1 to open the L-shape is smaller than the force F 2 to be close the L-shaped. Therefore, the ball 50 when moving downwardly, but suffice the boss 31A small force F 1, which requires a large force F 2 in the boss 31B. This relationship also applies to the contact force, which is a horizontal force. That is, the contact force F 3 acting from the boss 31A to the arm 144 is smaller than the contact force F 4 acting from the boss 31B to the arm 144.
中立面IS回りの接触力F3と接触力F4との関係からアーム144は図9(b)では反時計回りのモーメントを受けるため、図9(c)に示すように上側に変形する。ここで、図9(c)は、カシメ締結後のベースプレートとアームの変形を示す部分拡大断面図である。そして、アーム144に追従してベースプレート30Aと30Bは上側に変形する。この際、ベースプレート30Bの変形は上側にアーム144によって規制されるが、ベースプレート30Aには上側の変形を規制する部材がないのでベースプレート30Aの方がより大きく上側に変形する。また、カシメ締結後は、ベースプレート30Aの方がベースプレート30Bよりも張り出し部が中立面ISに近くなる。これはベースプレート30A及び30Bがアーム144の変形によってもたらされる変形であり、ベースプレート30A及び30Bは、力F1及びF2による張り出し部32A及び32Bの変形に起因してそれ自身も変形する。この結果、ベースプレート30A及び30Bの変形は、それら自身の変形とアーム144による変形の重畳となる。 Since the arm 144 receives a counterclockwise moment in FIG. 9B from the relationship between the contact force F 3 around the neutral plane IS and the contact force F 4 , the arm 144 is deformed upward as shown in FIG. 9C. . Here, FIG. 9C is a partially enlarged cross-sectional view showing the deformation of the base plate and the arm after the caulking. Then, following the arm 144, the base plates 30A and 30B are deformed upward. At this time, the deformation of the base plate 30B is restricted by the arm 144 on the upper side. However, since the base plate 30A has no member for restricting the upper deformation, the base plate 30A is deformed to the upper side. Further, after the caulking, the base plate 30A is closer to the neutral plane IS than the base plate 30B. This is a modification of the base plate 30A and 30B are brought about by deformation of the arm 144, a base plate 30A and 30B, due to the deformation of the overhanging portions 32A and 32B by the force F 1 and F 2 itself is also deformed. As a result, the deformation of the base plates 30 </ b> A and 30 </ b> B is a superposition of their own deformation and the deformation by the arm 144.
アーム144の変形によるベースプレート30A及び30Bの変形を小さくするために、本発明者らは、図9(b)における接触力F3及びF4の差を小さくすることを検討した。接触力F3及びF4の差が小さくなればアーム144に働くモーメントが小さくなり、変形が小さくなるからである。図9(b)における接触力F3及びF4の差は、上側ベースプレート30Aの張り出し部32Aが外側に(即ち、L字形状を開く方向に)変形するのに対して下側ベースプレート30Bの張り出し部32Bは内側に(即ち、L字形状を閉じる方向に)変形すること、即ち、上下の張り出し部32A及び32Bの変形方向が異なることに起因する。 In order to reduce the deformation of the base plates 30A and 30B due to the deformation of the arm 144, the present inventors studied to reduce the difference between the contact forces F 3 and F 4 in FIG. 9B. This is because if the difference between the contact forces F 3 and F 4 is reduced, the moment acting on the arm 144 is reduced and deformation is reduced. The difference between the contact forces F 3 and F 4 in FIG. 9B is that the protrusion 32A of the upper base plate 30A is deformed outward (that is, in the direction of opening the L shape), whereas the protrusion of the lower base plate 30B is The portion 32B is deformed inward (that is, in the direction of closing the L shape), that is, the deformation directions of the upper and lower projecting portions 32A and 32B are different.
このため、本実施例では、原理的に、図9(a)における位置P1と位置P2、並びに、位置P3と位置P4の関係を、図10(a)に示すように、逆転させている。ここで、図10(a)は、支点P1’及びP3’よりも力点P2’及びP4’を中立面IS側に配置した図8に示す本実施例のベースプレート150A及び150Bの模式図である。なお、本発明では、カシメ締結ステップ前に、中立面ISと力点P2’(又はP4’)との距離が、中立面ISと支点P1’(又はP3’)との距離以下に設定されていれば足りる。図10(a)に示す構造を作成するには、例えば、ステップ1002において使用するプレス装置の金型のうちベースプレート150の張り出し部の底面を形成する下型を傾斜面とするなどである。 For this reason, in this embodiment, in principle, the relationship between the positions P 1 and P 2 and the positions P 3 and P 4 in FIG. 9A is reversed as shown in FIG. I am letting. Here, FIG. 10A shows the base plates 150A and 150B of the present embodiment shown in FIG. 8 in which the force points P 2 ′ and P 4 ′ are arranged closer to the neutral plane IS than the fulcrums P 1 ′ and P 3 ′. It is a schematic diagram. In the present invention, before the caulking fastening step, the distance between the neutral plane IS and the force point P 2 ′ (or P 4 ′) is the distance between the neutral plane IS and the fulcrum P 1 ′ (or P 3 ′). The following settings are sufficient. In order to create the structure shown in FIG. 10A, for example, the lower mold forming the bottom surface of the protruding portion of the base plate 150 among the molds of the press apparatus used in Step 1002 is an inclined surface.
このような配置にすれば、力点P2’及びP4’がボール50によって水平方向の力を受けた場合、上側ベースプレート150Aの張り出し部156Aと下側ベースプレート150Bの張り出し部156Bは共に同一方向に(即ち、L字形状を開く方向に)変形することになり、ボール50に対する抵抗力がほぼ同じになる。この結果、図8に示す上側ベースプレート150Aのボス155Aがアーム144に及ぼす接触力F11と下側ベースプレート150Bのボス155Bがアーム144に及ぼす接触力F22との差は小さくなる。この結果、アーム144の変形は小さくなり、ベースプレート150A及び150B並びにそれらに接続されたサスペンション130の反りは小さくなる。 With this arrangement, when the force points P 2 ′ and P 4 ′ are subjected to a horizontal force by the ball 50, the overhanging portion 156A of the upper base plate 150A and the overhanging portion 156B of the lower base plate 150B are both in the same direction. That is, it will be deformed (in the direction of opening the L shape), and the resistance force to the ball 50 will be substantially the same. As a result, the difference between the contact force F 22 of the boss 155B of the contact force F 11 and a lower base plate 150B of the boss 155A of the upper base plate 150A shown in FIG. 8 on the arm 144 on the arm 144 is reduced. As a result, the deformation of the arm 144 is reduced, and the warpage of the base plates 150A and 150B and the suspension 130 connected thereto is reduced.
上述したように、支点P1’及びP3’よりも力点P2’及びP4’を中立面IS側に配置するとボス155A及び155Bがアーム144に及ぼす接触力は低下するが、多少接触力を犠牲にしてもサスペンション130の平坦度を維持する方がヘッド122の位置決め精度を維持する上で好ましい。もっとも、接触力が低すぎるとサスペンション130がアーム144から分離し易くなると共に振動特性が悪化するため、本実施例は、後述するように、所定の下限を設けている。 As described above, when the force points P 2 ′ and P 4 ′ are arranged closer to the neutral plane IS than the fulcrums P 1 ′ and P 3 ′, the contact force exerted on the arm 144 by the bosses 155A and 155B is reduced, but somewhat contact Even if the force is sacrificed, it is preferable to maintain the flatness of the suspension 130 in order to maintain the positioning accuracy of the head 122. However, if the contact force is too low, the suspension 130 is easily separated from the arm 144 and the vibration characteristics are deteriorated. Therefore, in this embodiment, a predetermined lower limit is provided as described later.
また、図10(b)に示すように、図10(a)の構造に加えて、ベースプレート150C及び150Dの貫通孔145より外側の本来の厚さT1よりも貫通孔145内の最小厚さT2を小さくすることによって、ボール50によるベースプレート自身の変形の影響がサスペンション130に波及することを抑制することができる。ここで、図10(b)は図10(a)の変形例の概略拡大断面図である。 Further, as shown in FIG. 10B, in addition to the structure of FIG. 10A, the minimum thickness in the through hole 145 than the original thickness T 1 outside the through hole 145 of the base plates 150C and 150D. by reducing the T 2, the influence of the deformation of the base plate itself due to the ball 50 can be prevented from being spread to the suspension 130. Here, FIG.10 (b) is a schematic expanded sectional view of the modification of Fig.10 (a).
また、本実施例では、一対のベースプレート150A及び150B(又は150C及び150D)は同一形状である。これにより、2種類のベースプレートを用意しなくてもよいので作業性が向上する。 In the present embodiment, the pair of base plates 150A and 150B (or 150C and 150D) have the same shape. Thereby, since it is not necessary to prepare two types of base plates, workability is improved.
カシメ締結前の形状が図11(a)に示すようなベースプレート150A及び150Bをカシメ締結して図11(b)に示すような形状を、有限要素法(FEM)を利用したシミュレーションによって得た。
(比較例)
カシメ締結前の形状が図12(a)に示すような従来のベースプレート30A及び30Bをカシメ締結して図12(b)に示すような形状を、FEMを利用したシミュレーションによって得た。
The base plate 150A and 150B as shown in FIG. 11 (a) is fastened with a shape before being fastened, and the shape as shown in FIG. 11 (b) is obtained by simulation using the finite element method (FEM).
(Comparative example)
The conventional base plates 30A and 30B as shown in FIG. 12 (a) are fastened by caulking and the shape as shown in FIG. 12 (b) is obtained by simulation using FEM.
図11(b)と図12(b)について接触力を求めたところ、図11(c)に示すように、本実施例では、上側接触力が210Nで下側接触力が240Nであるのに対して、比較例では、上側接触力が220Nで下側接触力が266Nであり、本実施例では上下の接触力のバランスが取られ、約40%の反り量低減の効果が得られた。 When the contact force was obtained for FIGS. 11B and 12B, as shown in FIG. 11C, in this example, the upper contact force was 210 N and the lower contact force was 240 N. On the other hand, in the comparative example, the upper contact force is 220 N and the lower contact force is 266 N. In this example, the upper and lower contact forces are balanced, and the effect of reducing the warpage amount by about 40% is obtained.
実施例1において、図11(b)及び図11(c)に示すカシメ締結後は、ベースプレート150A及び150Bと中立面ISとの垂直方向の距離(図11(c)の上下方向)は略等しく、ベースプレート150A及び150Bとアーム144とのそれぞれの接触位置と、ベースプレート150A及び150Bの中立面に最も近い点との距離のうち、大きい距離は小さい距離の130%以下(後述する実施例3の−17°≦θ≦0に対応)、より好ましくは115%以下(後述する実施例3の−12°≦θ≦0に対応)である。2つのベースプレート150と中立面との距離が略等しくなることによってアーム144に働くモーメントを低減することができる。これに対して、図12(b)及び図12(c)に示す比較例では、各ベースプレート30から中立面ISまでの距離のうち大きい距離は小さい距離の3倍以上である。 In Example 1, after the caulking shown in FIGS. 11B and 11C, the vertical distance between the base plates 150A and 150B and the neutral plane IS (the vertical direction in FIG. 11C) is substantially the same. Equally, of the distances between the contact positions of the base plates 150A and 150B and the arm 144 and the point closest to the neutral plane of the base plates 150A and 150B, the larger distance is 130% or less of the smaller distance (Example 3 described later). -17 ° ≦ θ ≦ 0), more preferably 115% or less (corresponding to −12 ° ≦ θ ≦ 0 of Example 3 described later). The moment acting on the arm 144 can be reduced by making the distance between the two base plates 150 and the neutral plane substantially equal. On the other hand, in the comparative example shown in FIGS. 12B and 12C, the large distance among the distances from the base plates 30 to the neutral plane IS is three times or more the small distance.
実施例1の構造において、図10(b)に示すように、厚さT2を厚さT1の半分にしてベースプレートの反り量とアームの変位について調べた。実施例1、比較例、実施例2の結果を表1に示す。なお、表1においては、上方向の変位をプラスにしており、「位置」のUPは上側のベースプレート150A(又は150C)を意味し、DNは下側のベースプレート150B(又は150D)を意味する。 In the structure of Example 1, as shown in FIG. 10 (b), it was examined base plate warpage and arm displacement in the half of the second thickness T 2 of the thickness T 1. The results of Example 1, Comparative Example, and Example 2 are shown in Table 1. In Table 1, the upward displacement is positive, UP of “position” means the upper base plate 150A (or 150C), and DN means the lower base plate 150B (or 150D).
図13に示すように、上側ベースプレート150Aについて、支点P1’から中立面ISと平行な直線を引き、かかる直線と支点P1’及び力点P2’を結んだ直線のなす角度θとする。ここで、図13は貫通孔145の中心軸を含むカシメ締結前の状態を示す断面である。力点P2’及びP4’はベースプレート150A及び150Bの最小内径を有する位置のうち中立面ISから最も離れた位置である。また、支点P1’及び支点P3’は、ベースプレート150A及び150Bとアーム144とが接触する位置のうち中立面ISに最も近い位置である。 As shown in FIG. 13, the upper base plate 150A, 'draw a straight line parallel to the neutral plane IS from, such a straight line and the fulcrum P 1' fulcrum P 1 and the angle of the straight line θ connecting the and the power point P 2 ' . Here, FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state before crimping including the central axis of the through hole 145. The force points P 2 ′ and P 4 ′ are positions farthest from the neutral plane IS among the positions having the minimum inner diameters of the base plates 150A and 150B. Further, the fulcrum P 1 ′ and the fulcrum P 3 ′ are positions closest to the neutral plane IS among positions where the base plates 150A and 150B and the arm 144 are in contact with each other.
同様にして、下側ベースプレート150Bについて、支点P3’から中立面ISと平行な直線を引き、かかる直線と支点P3’及び力点P4’を結んだ直線のなす角度θとする。図13においては、力点P2’及びP4’はボール50に対して突出して、それぞれ点とみなすことができる。上側ベースプレート150Aについてθは時計回りが正であり、下側ベースプレート150Bについてθは反時計回りが正である。θを変化させながらベースプレート150A及び150B並びにアーム144の反り量と上下の接触力並びにその差を調べると図14(a)及び図14(b)に示すようになった。 Similarly, the lower base plate 150B, 'draw a straight line parallel to the neutral plane IS from, such a straight line and the fulcrum P 3' fulcrum P 3 and and angle of the power point P 4 connecting the 'linear theta. In FIG. 13, the force points P 2 ′ and P 4 ′ protrude from the ball 50 and can be regarded as points. For the upper base plate 150A, θ is positive in the clockwise direction, and for the lower base plate 150B, θ is positive in the counterclockwise direction. 14A and 14B show the amount of warpage of the base plates 150A and 150B and the arm 144, the vertical contact force, and the difference between them while changing the angle θ.
図14(a)から、アーム144の反り量は−17°≦θ≦5°の範囲では約一定であることが理解されるが、θは0以下であることが好ましいことから−17°≦θ≦0が好ましい。但し、θ≦−12°の範囲では上下のベースプレートの反り量と上下の接触力の差が急激に変化するため、−12°≦θ≦0°が好ましい。 From FIG. 14A, it is understood that the amount of warping of the arm 144 is approximately constant in the range of −17 ° ≦ θ ≦ 5 °, but it is preferable that θ is 0 or less, so −17 ° ≦ θ ≦ 0 is preferable. However, in the range of θ ≦ −12 °, the difference between the warpage amount of the upper and lower base plates and the upper and lower contact force changes rapidly, and therefore −12 ° ≦ θ ≦ 0 ° is preferable.
また、ベースプレート150とアーム144との安定した接触力を200Nに設定すると、θ≦−12°の範囲では上側接触力が200N以下となるので−12°≦θが好ましい。 Further, if the stable contact force between the base plate 150 and the arm 144 is set to 200 N, the upper contact force is 200 N or less in the range of θ ≦ −12 °, so −12 ° ≦ θ is preferable.
本実施例は実施例3と同様であるが、図15に示すように、最内径が面であり、かつ、面積が広い点で図13と異なる。本実施例では、ベースプレート150A及び150Bの最小内径を有する位置(力点P2’及びP4’が存在する位置)が複数存在する。本実施例でも、θ’を変化させながらベースプレート150A及び150B並びにアーム144の反り量と上下の接触力並びにその差を調べると図16(a)及び図16(b)に示すようになった。θ’の角度の正負はθと同様である。 This example is the same as Example 3, but differs from FIG. 13 in that the innermost diameter is a surface and the area is large as shown in FIG. In this embodiment, there are a plurality of positions (positions where the force points P 2 ′ and P 4 ′ exist) having the minimum inner diameter of the base plates 150A and 150B. Also in the present embodiment, when the amount of warpage of the base plates 150A and 150B and the arm 144, the vertical contact force, and the difference thereof are examined while changing θ ′, the results are as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). The sign of θ ′ is the same as that of θ.
図16(a)から、アーム144の反り量は−10°≦θ≦10°の範囲では約一定であることが理解されるが、θは0以下であることが好ましいことから−10°≦θ≦0が好ましい。但し、θ≦−5°の範囲では上下のベースプレートの反り量と上下の接触力の差が急激に変化するため、−5°≦θ≦5°が好ましいが、θは0以下であることが好ましいことから−5°≦θ≦0が好ましい。 From FIG. 16A, it is understood that the amount of warping of the arm 144 is approximately constant in the range of −10 ° ≦ θ ≦ 10 °, but it is preferable that θ is 0 or less, so −10 ° ≦ θ ≦ 0 is preferable. However, in the range of θ ≦ −5 °, the difference between the warping amount of the upper and lower base plates and the upper and lower contact force changes rapidly, so −5 ° ≦ θ ≦ 5 ° is preferable, but θ is 0 or less. Since it is preferable, −5 ° ≦ θ ≦ 0 is preferable.
また、ベースプレート150とアーム144との安定した接触力を200Nに設定すると、θ≦−5°の範囲では上側接触力が200N以下となるので−5°≦θが好ましい。 Further, when the stable contact force between the base plate 150 and the arm 144 is set to 200 N, the upper contact force is 200 N or less in the range of θ ≦ −5 °, so −5 ° ≦ θ is preferable.
図10(b)に示す構成で厚さT2や厚さT1と厚さT2との比を変化させて、ベースプレート150C及び150D並びにアーム144の反り量を調べると図17(a)及び図17(b)に示すようになった。上側ベースプレート150Cの反り量と下側ベースプレート150Dの反り量はベースプレート自身の反り量とアームの反り量の和となっている。厚さT2を大きくするほどベースプレート150自身の反り量が下がるために反り量は低減する。しかし、厚さT2の増加に伴い、アーム144の反り量は増加するため,ベースプレート150のトータルの反り量はある点で極値を持つ結果となる。図17(a)を参照するに、厚さT2が0.1mm(厚さT1に対して50%の厚さ)でトータルの反り量は最も小さくなる。図17(a)及び図17(b)から、0.12mm≦T2≦0.07mmが好ましく、製造バラツキを考えれば0.08mm≦T2≦0.12mmがより好ましい。また、35%≦T2/T1≦60%が好ましく、製造バラツキを考えれば40%≦T2/T1≦60%がより好ましい。 When the thickness T 2 or the ratio of the thickness T 1 and the thickness T 2 is changed in the configuration shown in FIG. 10B and the warping amounts of the base plates 150C and 150D and the arm 144 are examined, FIG. It came to show in FIG.17 (b). The warpage amount of the upper base plate 150C and the warpage amount of the lower base plate 150D are the sum of the warpage amount of the base plate itself and the warpage amount of the arm. Warpage to warpage of the base plate 150 itself larger the the second thickness T 2 is lowered is reduced. However, with increasing thickness T 2, because the warp amount of the arm 144 increases, resulting in having extreme values at a point in the warp amount of the total of the base plate 150. Referring to FIG. 17 (a), the warp amount of the total in the second thickness T 2 is 0.1 mm (50% thickness with respect to thickness T 1) is the smallest. From FIG. 17A and FIG. 17B, 0.12 mm ≦ T 2 ≦ 0.07 mm is preferable, and 0.08 mm ≦ T 2 ≦ 0.12 mm is more preferable in consideration of manufacturing variation. Further, 35% ≦ T 2 / T 1 ≦ 60% is preferable, and 40% ≦ T 2 / T 1 ≦ 60% is more preferable in consideration of manufacturing variation.
本実施例では、特許文献1と異なり、薄肉部をアーム144の上ではなく貫通孔145内に配置している。特許文献1のように、薄肉部をアーム144上に配置すると薄肉部の剛性が低下し、カシメ締結時に、特に、下側ベースプレート150Bが下方向に過剰に変形することになる。そこで、本実施例では、厚さT2を有する薄肉部を貫通孔145の内部に配置して下側ベースプレート150Bの平坦度を維持しつつカシメ締結時のベースプレートの変形がサスペンション130方向に波及することを防止している。 In the present embodiment, unlike Patent Document 1, the thin portion is disposed not in the arm 144 but in the through hole 145. If the thin portion is arranged on the arm 144 as in Patent Document 1, the rigidity of the thin portion is reduced, and particularly when the caulking is fastened, the lower base plate 150B is excessively deformed downward. Therefore, in this embodiment, deformation of the base plate at the time of caulking is spread to the suspension 130 direction while maintaining the flatness of the lower base plate 150B disposed a thin portion inside the through-hole 145 having a the second thickness T 2 To prevent that.
なお、カシメ締結の前後で貫通孔145内にあるボスの厚さT2は余り変化しないのでカシメ締結後のT2及びT2/T1が上述の条件であれば、それは本実施例の製造方法の作用を奏する。
図18に、HDD100の制御系160の制御ブロック図を示す。かかる制御系160は、ヘッド122がインダクティブヘッドとMRヘッドとを有する場合の制御例である。HDD100の制御系160は、制御部161、インターフェース162、ハードディスクコントローラ(以下、「HDC」という。)163、ライト変調部164、リード復調部165、センス電流制御部166、ヘッドIC167とを有し、コントロールボードなどとしてHDD100内に具現化される。もちろん、ヘッドIC167のみがキャリッジ140に装着されるなど、一体的に構成されなくてもよい。
Note that the thickness T 2 of the boss in the through hole 145 does not change much before and after the crimping is fastened, so if T 2 and T 2 / T 1 after the crimping are fast as described above, this is the manufacturing of this embodiment. There is an effect of the method.
FIG. 18 shows a control block diagram of the control system 160 of the HDD 100. The control system 160 is an example of control when the head 122 includes an inductive head and an MR head. The control system 160 of the HDD 100 includes a control unit 161, an interface 162, a hard disk controller (hereinafter referred to as “HDC”) 163, a write modulation unit 164, a read demodulation unit 165, a sense current control unit 166, and a head IC 167. It is embodied in the HDD 100 as a control board or the like. Of course, only the head IC 167 need not be integrally formed, for example, mounted on the carriage 140.
制御部161は、CPU、MPUなど名称の如何を問わずいかなる処理部を含み、制御系160の各部を制御する。インターフェース162は、例えば、HDD100を上位装置であるパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)などの外部装置に接続する。HDC163は、リード復調部165によって復調されたデータを制御部161に送信したり、ライト変調部164にデータを送信したり、センス電流制御部166に制御部161によって設定された電流値を送信したりする。また、図17では、制御部161がスピンドルモータ106とキャリッジ140(のモータ)をサーボ制御するが、HDC163がかかるサーボ制御機能を有してもよい。 The control unit 161 includes any processing unit such as CPU or MPU regardless of the name, and controls each unit of the control system 160. The interface 162 connects the HDD 100 to an external device such as a personal computer (hereinafter referred to as “PC”), which is a host device. The HDC 163 transmits the data demodulated by the read demodulation unit 165 to the control unit 161, transmits the data to the write modulation unit 164, and transmits the current value set by the control unit 161 to the sense current control unit 166. Or In FIG. 17, the control unit 161 servo-controls the spindle motor 106 and the carriage 140 (motor thereof), but the HDC 163 may have a servo control function.
ライト変調部164は、例えば、インターフェース162を介して上位装置から供給され、インダクティブヘッドによってディスク104に書き込まれるデータを変調してヘッドIC162に供給する。リード復調部165はMRヘッドがディスク104読み取ったデータをサンプリングして元の信号に復調する。ライト変調部164とリード復調部165が一体の信号処理部として把握されてもよい。ヘッドIC167はプリアンプとして機能する。なお、各部には当業界で既知のいかなる構成をも適用することができるので、その詳細な構造はここでは省略する。 The write modulation unit 164 is supplied from the host device via the interface 162, for example, modulates data written to the disk 104 by the inductive head, and supplies the data to the head IC 162. The read demodulator 165 samples the data read by the MR head from the disk 104 and demodulates it into the original signal. The write modulation unit 164 and the read demodulation unit 165 may be grasped as an integral signal processing unit. The head IC 167 functions as a preamplifier. In addition, since any configuration known in the art can be applied to each part, the detailed structure is omitted here.
HDD100の動作において、制御部161は、スピンドルモータ106を駆動してディスク104を回転させる。ディスク104の回転に伴う空気流をスライダ121とディスク104との間に巻き込み微小な空気膜を形成し、スライダ121にはディスク面から浮上する浮力が作用する。一方、サスペンション130はスライダ121の浮力と対向する方向に弾性押付力をスライダ121に加えている。かかる浮力と弾性力との釣り合いにより、磁気ヘッド部120とディスク104との間が一定に離間する。上述したように、ベースフレーム150の反り量が抑制されているので、サスペンション130が印加する弾性押付力や、スライダ121の姿勢、浮上量、姿勢、振動特性などは設計値に近いので、クラッシュの発生を防止して高精度なヘッド122の位置決めを行うことができる。 In the operation of the HDD 100, the control unit 161 drives the spindle motor 106 to rotate the disk 104. An air flow accompanying the rotation of the disk 104 is wound between the slider 121 and the disk 104 to form a minute air film, and a buoyancy that floats from the disk surface acts on the slider 121. On the other hand, the suspension 130 applies an elastic pressing force to the slider 121 in a direction opposite to the buoyancy of the slider 121. Due to the balance between the buoyancy and the elastic force, the magnetic head unit 120 and the disk 104 are spaced apart from each other by a constant distance. As described above, since the amount of warping of the base frame 150 is suppressed, the elastic pressing force applied by the suspension 130, the posture, the flying height, the posture, the vibration characteristics, etc. of the slider 121 are close to the design values. The head 122 can be positioned with high accuracy by preventing the occurrence.
次に、制御部161は、キャリッジ140を制御してキャリッジ140を支軸142回りに回動させ、ヘッド122をディスク104の目的のトラック上にシークさせる。本実施形態は、このようにスライダ121の軌跡が支軸142の周りに円弧を描くスイングアーム式であるが、本発明は、スライダ121の軌跡が直線状であるリニア式の適用を妨げるものではない。 Next, the control unit 161 controls the carriage 140 to rotate the carriage 140 around the support shaft 142 to cause the head 122 to seek on the target track of the disk 104. The present embodiment is a swing arm type in which the path of the slider 121 draws an arc around the support shaft 142 in this way, but the present invention does not prevent the application of a linear type in which the path of the slider 121 is linear. Absent.
書き込み時には、制御部161は、インターフェース162を介して図示しないPCなどの上位装置から得たデータを受信し、インダクティブヘッドを選択し、HDC163を介してライト変調部164に送信する。これに応答して、ライト変調部164はデータを変調した後に当該変調されたデータをヘッドIC167に送信する。ヘッドIC167は、かかる変調されたデータを増幅した後でインダクティブヘッドに書き込み電流として供給する。これにより、インダクティブヘッドは目的のトラックにデータを書き込む。 At the time of writing, the control unit 161 receives data obtained from a host device such as a PC (not shown) via the interface 162, selects an inductive head, and transmits it to the write modulation unit 164 via the HDC 163. In response to this, the write modulation unit 164 modulates the data and then transmits the modulated data to the head IC 167. The head IC 167 amplifies the modulated data and supplies it to the inductive head as a write current. As a result, the inductive head writes data to the target track.
読み出し時には、制御部161はMRヘッドを選択し、所定のセンス電流を、HDC163を介してセンス電流制御部166に送信する。これに応答して、センス電流制御部166はセンス電流を、ヘッドIC167を介してMRヘッドに供給する。これにより、MRヘッドは、ディスク104の所望のトラックから所望の情報を読み出す。 At the time of reading, the control unit 161 selects the MR head, and transmits a predetermined sense current to the sense current control unit 166 via the HDC 163. In response to this, the sense current control unit 166 supplies the sense current to the MR head via the head IC 167. As a result, the MR head reads desired information from a desired track on the disk 104.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。また、本実施形態はHDDについて説明したが、本発明はその他の種類の磁気ディスク装置(光磁気ディスク装置など)にも適用可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. Further, although the present embodiment has been described for the HDD, the present invention is also applicable to other types of magnetic disk devices (such as magneto-optical disk devices).
100 磁気ディスク装置(ハードディスクドライブ)
110 ヘッドスタックアッセンブリ
120 磁気ヘッド部
130 サスペンション
140 キャリッジ
144 アーム
150 ベースプレート
100 Magnetic disk unit (hard disk drive)
110 Head stack assembly 120 Magnetic head unit 130 Suspension 140 Carriage 144 Arm 150 Base plate
Claims (10)
開口を有するボスをそれぞれ有する前記一対のベースプレートが前記アームの貫通孔の両側に挿入された状態で、前記開口よりも大きな加工部材を前記貫通孔内で前記ベースプレートを一方向に貫通することによって前記一対のベースプレートを前記アームにカシメ締結するステップを有し、
前記貫通孔の中心軸を含む断面において、前記アームの厚さを半分にし、前記断面に垂直な面を中立面とし、前記ベースプレートの最小内径を有する位置を第1の位置とし、前記ベースプレートと前記アームとの接触する位置のうち前記中立面に最も近い位置を第2の位置とすると、前記カシメ締結ステップ前に、前記中立面と第2の位置の距離は前記中立面と前記第1の位置との距離以下に設定されていることを特徴とする方法。 A method of manufacturing a head stack assembly having a pair of suspensions each supporting a head, an arm for driving the head, and a pair of base plates for attaching the pair of suspensions to both sides of the arm,
With the pair of base plates each having a boss having an opening inserted into both sides of the through hole of the arm, a processing member larger than the opening is passed through the base plate in one direction in the through hole. A step of caulking and fastening a pair of base plates to the arm;
In a cross section including the central axis of the through hole, the thickness of the arm is halved, a plane perpendicular to the cross section is a neutral plane, a position having a minimum inner diameter of the base plate is a first position, and the base plate Assuming that the position closest to the neutral plane among the positions in contact with the arm is the second position, before the caulking fastening step, the distance between the neutral plane and the second position is The method is set to be equal to or less than a distance from the first position.
−17°≦θ≦0° Assuming that the angle from the straight line passing through the second position and parallel to the neutral plane to the straight line connecting the first position and the second position in the cross section is θ, θ represents the following equation: The method according to claim 1 or 2, wherein the method is satisfied.
−17 ° ≦ θ ≦ 0 °
−12°≦θ≦0° Assuming that the angle from the straight line passing through the second position and parallel to the neutral plane to the straight line connecting the first position and the second position in the cross section is θ, θ represents the following equation: The method according to claim 1 or 2, wherein the method is satisfied.
-12 ° ≦ θ ≦ 0 °
前記ベースプレートは前記アームの貫通穴にカシメ締結され、
前記ベースプレートと前記アームとの接触する位置のうち前記アームの厚さを半分にする中立面に最も近い位置と前記中立面に最も近い前記一対のベースプレートとの距離のうち大きい距離は小さい距離の130%以下であることを特徴とするヘッドスタックアッセンブリ。 A head stack assembly having a pair of suspensions each supporting a head, an arm for driving the head, and a pair of base plates for attaching the pair of suspensions to both sides of the arm;
The base plate is crimped to the through hole of the arm,
Of the positions where the base plate and the arm contact each other, the larger of the distances between the position closest to the neutral plane that halves the thickness of the arm and the pair of base plates closest to the neutral plane is the smaller distance. 130% or less of the head stack assembly.
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