JP2013008430A - 磁気ヘッドサスペンション - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロードビーム部はサスペンション幅方向に沿ったロードビーム曲げ線回りに曲げられ、一対の板バネはサスペンション幅方向に沿った荷重曲げ線回りに曲げられている。前記ロードビーム部の一対のフランジ部にはフランジ高さが他の領域よりも低い低フランジ領域が設けられている。
【選択図】図1
Description
前記一対のフランジ部は質量増加を抑えつつ剛性を高め得る点において有用であり、これにより、共振周波数を有効に上昇させることができる。
そして、前記駆動信号の周波数を前記第1共振周波数からさらに高めていくと、ある周波数(第2共振周波数)に達した時点で、前記磁気ヘッドサスペンションには捩れ2次モードの共振が生じ、前記駆動信号の周波数を前記第2共振周波数からさらに高めていくと、ある周波数(第3共振周波数)に達した時点で、前記磁気ヘッドサスペンションには捩れ3次モードの共振が生じる。
この点に関し、前記特許文献3に記載の磁気ヘッドサスペンションは改善の余地がある。
以下、本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1〜図3に、それぞれ、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Aの上面図(ディスク面とは反対側から視た平面図)、下面図(前記ディスク面から視た底面図)及び側面図を示す。
なお、図2中の○は溶接点を示している。
前記支持部10は、例えば、厚さ0.1mm〜0.8mmのステンレス板によって好適に形成される。
当然ながら、前記支持部10として、基端部が前記アクチュエータの揺動中心に連結されるアームを採用することも可能である。
前記ロードビーム部30は、例えば、厚さ0.02mm〜0.1mmのステンレス板によって好適に形成される。
前記突起33は、ディスク面に近接する方向に、例えば、0.05mm〜0.1mm程度突出されている。この突起33は、前記フレクシャ部40における下記ヘッド搭載領域415の上面(前記磁気ヘッドスライダを支持する支持面とは反対側の裏面)に接触して、この突起33を介して前記荷重を前記フレクシャ部40の前記ヘッド搭載領域415に伝達するようになっている。
斯かる構成によれば、前記ロードビーム部30の先端側における前記中心線CL回りの慣性モーメントを低減でき、共振周波数を上昇させることができる。
前記基端側フランジ部35は、前記サスペンション幅方向中央領域に設けられている。
前記基端側フランジ部35を設けることによって、前記ロードビーム部30の剛性をより向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、前記一対の板バネ21は前記ロードビーム部30を形成するロードビーム形成部材300に一体形成されている。
詳しくは、本実施の形態においては、図1及び図2に示すように、前記ロードビーム部形成部材300は、前記ロードビーム部30を形成するロードビーム形成領域301と、前記ロードビーム形成領域301から基端側へ延びる板バネ形成領域305とを一体的に有しており、前記板バネ形成領域305はサスペンション幅方向中央に間隙が設けられることで前記左右一対の板バネ21を形成している。
前記フレクシャ金属プレート410は、図2に示すように、前記支持部10に溶接等によって固着される支持部固着領域411と、前記ロードビーム部30に溶接等によって固着されるロードビーム部固着領域412と、前記ロードビーム部固着領域412の先端部におけるサスペンション幅方向両側からサスペンション長手方向先端側へ延びる一対の支持片413(図1参照)と、前記一対の支持片413によって支持された前記ヘッド搭載領域415とを有している。
前述の通り、前記ヘッド搭載領域415の上面には前記突起33が接触しており、従って、前記ヘッド搭載領域415は前記突起33を支点としてロール方向及びピッチ方向に柔軟に揺動し得るようになっている。
前記フレクシャ金属プレート410は、例えば、厚さ0.01mm〜0.025mm程度のステンレス板とされる。
好ましくは、前記配線構造体は、前記信号配線を囲繞する絶縁性のカバー層を有し得る。
前記一対のフランジ部32は、質量増加を可及的に防止しつつ前記磁気ヘッドサスペンション1Aの剛性を高めることができ、これにより、共振周波数を有効に上昇させることができる。
この低フランジ領域32Lについては後述する。
前記アクチュエータの駆動信号を上昇させていくと、ある周波数(第1共振周波数)に達した時点で、前記磁気ヘッドサスペンション1Aに捩れ1次モードの共振が生じる。
なお、前記荷重曲げ線での曲げ角度は、前記磁気ヘッドスライダ50を前記ディスク面に向けて押し付ける押し付け荷重を所定値に設定する為に利用され、捩れモードの振動時におけるゲイン調整には利用できない。
又、図6に図4におけるVI-VI線に沿った断面図を示す。
なお、図4〜図6において、本実施の形態に係る前記磁気ヘッドサスペンション1Aにおけると同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
詳しくは、前記磁気ヘッドサスペンション100は、前記磁気ヘッドサスペンション1Aにおいて、前記ロードビーム部30の代わりにロードビーム部130を有している。
即ち、前記ロードビーム部130は、前記本体部31と前記本体部31のサスペンション幅方向両端部からディスク面とは反対側に延びる左右一対の前記フランジ部132とを有している。
前記ロードビーム部130の板厚:0.025mm
前記ロードビーム曲げ線BL1及び前記荷重曲げ線BL2での曲げ加工を行う前の初期状態での前記ボス部15の中心と前記ディンプル33との間のサスペンション長手方向距離L0=11mm
前記初期状態での前記支持部10の先端エッジと前記ディンプル33との間のサスペンション長手方向距離L1=6.2mm
前記初期状態での前記支持部10の先端エッジと前記ロードビーム曲げ線BL1との間のサスペンション長手方向距離L2=3.4mm(=0.55×L1)
前記一対のフランジ部132の高さH=0.275mm
前記フランジ部132の角度θf=70deg
前記基本寸法を有し且つ前記初期状態での前記支持部10の先端エッジと前記荷重曲げ線BL2との間のサスペンション長手方向距離L3を0.2mm(=0.032×L1)に固定した状態で、前記ロードビーム曲げ線BL1での曲げ角度θs(図5参照)を1degに保持しつつ前記荷重曲げ線BL2の曲げ角度を異ならせることにより、前記磁気ヘッドスライダ50の下面(ディスク対向面)と前記支持部固定位置の上面との間のディスク面に直交するz方向の距離(ハードディスク組み付け高さであり、以下、「設定高さ」という)ZH(図5参照)を異ならせた複数の磁気サスペンションを用意した。
具体的には、前記支持部固定位置をz方向及びサスペンション長手方向に沿ったx方向に関し拘束し且つ前記磁気ヘッドスライダ50のディスク対向面をz方向に関し拘束した状態で、前記支持部固定位置にサスペンション幅方向に沿ったy方向に強制振動(周期的な外力による定常振動:周波数100Hz〜30kHz)を与えて捩れ1次モードで振動させ、支持部固定位置に加える前記強制振動による変位量(もしくは加速度)」に対する前記磁気ヘッドスライダ50のサスペンション幅方向変位量(もしくは加速度)」の比を前記磁気ヘッドスライダ50のゲインとして求めた。
ゲインが最小ということは、磁気ヘッドサスペンション100に捩れ1次モードの振動が生じたとしても前記磁気ヘッドスライダ50が目的トラックから変位する量が小さいことを意味する。
この結果を、横軸をθsとし且つ縦軸を最小ゲイン時の設定高さZH(min)とした図7のグラフにプロットした(図7のa1)。
この条件では、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.345mmであった。
この結果を図7にプロットした(図7のb1)。
前記直線ZH(min)/θs(T1)の関係を満たすθs及びZHの組み合わせによれば、前記磁気ヘッドサスペンション100に捩れ1次モードの振動が生じたとしても、その際の前記磁気ヘッドスライダ50の変位を最小とさせることができる。
前記基本寸法を有し且つL3を0.2mm(=0.032×L1)に固定した状態でθsを1degとした条件においては、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.670mmであった。
この結果を図7にプロットした(図7のa2)。
この条件では、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.595mmであった。
この結果を図7にプロットした(図7のb2)。
前記直線ZH(min)/θs(T2)の関係を満たすθs及びZHの組み合わせによれば、前記磁気ヘッドサスペンション100に捩れ2次モードの振動が生じたとしても、その際の前記磁気ヘッドスライダ50の変位を最小とさせることができる。
従って、前記交点CPにおける設定高さZHがハードディスク装置の仕様に応じた設定高さ(以下、目標設定高さZH(O)という)となるように、前記交点CPの位置を変位させる調整作業がさらに必要となる。
前記基本寸法を有し且つθsを2degに固定した状態で、L3を0.2mm(=0.032×L1)に保持しつつ前記荷重曲げ線BL2での曲げ角度を異ならせることにより、設定高さZHを異ならせた複数の磁気サスペンションを用意した。
即ち、前記複数の磁気ヘッドサスペンションのそれぞれに対して強制振動を与えて捩れ1次モードで振動させ、ゲインが最小となる磁気ヘッドサスペンションを特定した。
その磁気ヘッドサスペンションの設定高さZH(最小ゲイン時の設定高さZH(min))は0.345mmであった。
この結果を、横軸をL3とし且つ縦軸を最小ゲイン時の設定高さZH(min)とした図8のグラフにプロットした(図8のc1)。
この条件では、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.070mmであった。
この結果を図8にプロットした(図8のd1)。
前記基本寸法を有し且つθsを2degに固定した状態でL3を0.2mm(=0.032×L1)とした条件においては、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.595mmであった。
この結果を図8にプロットした(図8のc2)。
この条件では、最小ゲイン時の設定高さZH(min)は0.495mmであった。
この結果を図8にプロットした(図8のd2)。
前述の通り、図7における前記交点CPの設定高さZHは0.537mmであるから、図7に示された直線ZH(min)/θs(T1)及び/又は直線ZH(min)/θs(T2)を縦軸に沿って上方へ移動させることで、前記交点CPの設定高さZHを目標設定高さZH(O)の0.57mmに一致させることができる。
つまり、L3の数値を小さく、即ち、荷重曲げ線BL2をサスペンション長手方向基端側へ移動させることによって、交点CPの設定高さZHを目標設定高さZH(O)の0.57mmへ近づけることができ、その移動すべき量は前記の2つの直線の傾きによって得ることができる。
本解析においては、L3を0.18mmにすれば、交点CPの設定高さZHが目標設定高さZH(O)の0.57mmに一致した。この際のθsは2.64degであった。
その結果を図9に示す。
又、図11に、図3におけるXI部拡大図を示す。
なお、図12には、参考として、低剛性領域を有さない磁気ヘッドサスペンションでの捩れ3次モードのゲイン(=34.5dB、図8参照)を二点鎖線で示している。
捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、29.0dB、30.64dB及び34.75dBであった。
この結果を図12にプロットした(図12のX2〜X4)。
その結果を図12にプロットした(図12のY1〜Y4)。
その結果を図12にプロットした(図12のZ1〜Z4)。
このように、前記ロードビーム曲げ線BL1をサスペンション長手方向中央に位置させることにより、小さい曲げ角度で大きな前記磁気ヘッドスライダ50のゲイン調整可能範囲(調整可能幅)を得ることができる。
従って、前記ロードビーム曲げ線BL1をサスペンション長手方向中央に位置させて、可及的に小さい曲げ角度で大きな変位量を得ることは特に有効である。
好ましくは、前記制振材60は前記ロードビーム曲げ線BL1よりサスペンション長手方向基端側の位置に配置される。
斯かる構成によれば、捩れモードの共振周波数を効果的に高めることができる。
図13(a)に示すように、本実施の形態においては、前記荷重曲げ線BL2は単一とされている。即ち、前記一対の板バネ21は、サスペンション長手方向に関し一カ所に位置する前記荷重曲げ線BL2回りに曲げられているが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
図13(b)に示すように、前記一対の板バネ21を、サスペンション長手方向に関し異なる位置に配置された2本の荷重曲げ線BL2a、BL2b回りに曲げることも可能である。
図13(b)に示す変形形態によれば、前記荷重曲げ線BL2a、BL2bの一方のサスペンション長手方向位置調整を、前記ロードビーム曲げ線BL1での曲げ角度調整及び/又は前記ロードビーム曲げ線BL1のサスペンション長手方向位置調整との共働下に捩れ1次及び2次モードのゲイン最小化を図ることに用いつつ、前記荷重曲げ線BL2a、BL2bの他方のサスペンション長手方向位置調整をSwayモードの共振周波数を上昇させることに利用できる。
本解析においては、図1に示されるように前記低フランジ領域32Lを有する磁気ヘッドサスペンションであって、前記基本寸法を有しつつ、前記初期状態での前記支持部10の先端エッジから前記低フランジ領域32Lの中心までのサスペンション長手方向距離L4(図1参照)を1.9mm(=0.31×L1)、前記低フランジ領域32Lの長さW(図11参照)を0.2mmで、高さHLを0.04mm(=0.15×H)とした磁気ヘッドサスペンションを用意し、図7及び図8における解析と同様の方法によって、目標設定高さZH(O)=0.57mmにおいて捩れ1次モード及び捩れ2次モードの双方のゲインを最小とさせるロードビーム曲げ線BL1での曲げ角度θs及び荷重曲げ線BL2の位置L3を得た。
なお、前記基本寸法において、前記一対のフランジ部32の長さL5(図1参照)は7mmであり、前記低フランジ領域32の長さW(図11参照)が0.2mmであることはW=0.029×L5であること意味する。
なお、図15には、参考として、低フランジ領域32Lを有さない磁気ヘッドサスペンション(図4参照)での捩れ3次モードのゲイン(=34.5dB、図8参照)を二点鎖線で示している。
捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、29.0dB、31.9dB及び33.8dBであった。
この結果を図15にプロットした(図15のP2〜P4)。
この結果を図15にプロットした(図15のP0)。
前記低フランジ領域32Lの高さHLを0.04mm(=0.15×H)、0.09mm(=0.33×H)、0.14mm(=0.51×H)及び0.19mm(=0.69×H)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、31.2dB、26.1dB、29.0dB及び30.9dBであった。
この結果を図15にプロットした(図15のQ1〜Q4)。
この結果を図15にプロットした(図15のQ0)。
前記低フランジ領域32Lの高さHLを0.04mm(=0.15×H)、0.09mm(=0.33×H)、0.14mm(=0.51×H)及び0.19mm(=0.69×H)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、29.3dB、25.2dB、28.1dB及び30.0dBであった。
この結果を図15にプロットした(図15のR1〜R4)。
この結果を図15にプロットした(図15のR0)。
前記低フランジ領域32Lの高さHLを0.04mm(=0.15×H)、0.09mm(=0.33×H)、0.14mm(=0.51×H)及び0.19mm(=0.69×H)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、30.7dB、25.9dB、28.9dB及び30.8dBであった。
この結果を図15にプロットした(図15のS1〜S4)。
この結果を図15にプロットした(図15のS0)。
本解析においては、図1に示されるように前記低フランジ領域32Lを有する磁気ヘッドサスペンションであって、前記基本寸法を有しつつ、前記初期状態での前記支持部10の先端エッジから前記低フランジ領域32Lの中心までのサスペンション長手方向距離L4(図1参照)を1.9mm(=0.31×L1)、前記低フランジ領域32Lの高さHLを0.04mm(=0.15×H)で、長さW(図11参照)を0.2mm(=0.029×L5)とした磁気ヘッドサスペンションを用意し、図7及び図8における解析と同様の方法によって、目標設定高さZH(O)=0.57mmにおいて捩れ1次モード及び捩れ2次モードの双方のゲインを最小とさせるロードビーム曲げ線BL1での曲げ角度θs及び荷重曲げ線BL2の位置L3を得た。
なお、図16には、参考として、低フランジ領域32Lを有さない磁気ヘッドサスペンション(図4参照)での捩れ3次モードのゲイン(=34.5dB、図8参照)を二点鎖線で示している。
捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、31.2dB、29.9dB及び30.7dBであった。
この結果を図16にプロットした(図15のT2〜T4)。
前記低フランジ領域32Lの長さWを0.2mm(=0.029×L5)、0.4mm(=0.057×L5)、0.6mm(=0.086×L5)及び1.0mm(=0.143×L5)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、29.0dB、26.1dB、25.2dB及び25.9dBであった。
この結果を図16にプロットした(図16のU1〜U4)。
前記低フランジ領域32Lの長さWを0.2mm(=0.029×L5)、0.4mm(=0.057×L5)、0.6mm(=0.086×L5)及び1.0mm(=0.143×L5)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、31.9dB、29.0dB、28.1dB及び28.9dBであった。
この結果を図16にプロットした(図16のV1〜V4)。
前記低フランジ領域32Lの長さWを0.2mm(=0.029×L5)、0.4mm(=0.057×L5)、0.6mm(=0.086×L5)及び1.0mm(=0.143×L5)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、33.8dB、30.9dB、30.0dB及び30.8dBであった。
この結果を図16にプロットした(図16のW1〜W4)。
前記低フランジ領域32Lの長さWを0.2mm(=0.029×L5)、0.4mm(=0.057×L5)、0.6mm(=0.086×L5)及び1.0mm(=0.143×L5)とした場合に、捩れ3次モードにおけるゲインは、それぞれ、35.4dB、32.9dB、31.3dB及び32.3dBであった。
この結果を図16にプロットした(図16のO1〜O4)。
以下、本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの他の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図17及び図18に、それぞれ、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Bの上面図(ディスク面とは反対側から見た平面図)及び側面図を示す。
又、図19(a)〜(c)に、それぞれ、図17におけるXIX(a)-XIX(a)線、XIX(b)-XIX(b)線及びXIX(c)-XIX(c)線に沿った断面図を示す。
なお、図中、前記実施の形態1における同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
前記ロードビーム部30Bの板厚:0.025mm
L0=11mm
L1=6.2mm
L2=3.4mm(=0.55×L1)
L4=1.9mm(=0.31×L1)
W=0.6mm
HL=0.14mm
HR=0.275mm
θf=70deg
その結果を図20に示す。
例えば、図21(a)に示すように、前記低フランジ領域32Lの上端部が前記中央辺321のみによって画されるように、前記低フランジ領域32Lを形成することも可能である。
この場合には、前記低フランジ領域32Lの上端部は、前記先端辺322F及び前記基端辺322Rのみによって画されることになる。即ち、図11の構成において、前記中央辺321が削除されて、前記先端辺322Fの基端部と前記基端辺322Rの先端部とが連結される。
この場合には、前記低フランジ領域32Lの上端部は、フランジ高さが最も低い最下部からサスペンション長手方向先端側へ行くに従って前記本体部31から離間し且つ側面視において上方に開く弧状とされた先端側弧状辺323Fと、前記最下部からサスペンション長手方向基端側へ行くに従って前記本体部31から離間し且つ側面視において上方に開く弧状とされた基端側弧状辺323Rとによって画されることになる。
10 支持部
20 荷重曲げ部
21 板バネ
30、30B ロードビーム部
31 本体部
32 フランジ部
32L 低フランジ領域
32F 先端側フランジ領域
32R 基端側フランジ領域
33 ディンプル
40 フレクシャ部
50 磁気ヘッドスライダ
415 ヘッド搭載領域
BL1 ロードビーム曲げ線
BL2 荷重曲げ線
BL3 補助曲げ線
Claims (8)
- アクチュエータによって直接又は間接的に揺動中心回りにディスク面に平行なシーク方向へ揺動される支持部と、基端部が前記支持部に支持され且つ磁気ヘッドスライダを前記ディスク面に向けて押し付ける押し付け荷重を発生する左右一対の板バネを含む荷重曲げ部と、前記一対の板バネを介して前記支持部に支持され且つ前記押し付け荷重を前記磁気ヘッドスライダに伝達するロードビーム部と、前記ロードビーム部及び前記支持部に支持され且つ先端側に前記磁気ヘッドスライダを支持するヘッド搭載領域を有するフレクシャ部とを備えた磁気ヘッドサスペンションであって、
前記ロードビーム部は、前記ディスク面と対向する平板状の本体部であって、前記ヘッド搭載領域における前記磁気ヘッドスライダを支持する支持面とは反対側の裏面に当接するように前記ディスク面に近接する方向へ突出されたディンプルが形成された本体部と、前記本体部のサスペンション幅方向両端から前記ディスク面とは反対側へ折り曲げられた左右一対のフランジ部とを有し、
前記ロードビーム部はサスペンション幅方向に沿ったロードビーム曲げ線回りに曲げられ、前記一対の板バネは前記支持部に連結される基端エッジ及び前記ロードビーム部に連結される先端エッジの間においてサスペンション幅方向に沿った荷重曲げ線回りに曲げられており、
前記一対のフランジ部には、フランジ高さが他の領域よりも低い低フランジ領域が設けられていることを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。 - 前記フランジ部は前記低フランジ領域よりサスペンション長手方向先端側及び基端側にそれぞれ位置する先端側フランジ領域及び基端側フランジ領域を有し、
前記先端側フランジ領域は前記基端側フランジ領域よりもフランジ高さが低いことを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッドサスペンション。 - 前記フランジ部における前記低フランジ領域以外の他の領域のフランジ高さをHとし且つ前記低フランジ領域のフランジ高さをHLとした場合に、0.2×H≦HL≦0.5×Hを満たすことを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 0.3×H≦HL≦0.4×Hを満たすことを特徴とする請求項3に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記支持部の先端エッジから前記ディンプル、前記ロードビーム曲げ線及び前記低フランジ領域の中心までのサスペンション長手方向距離をそれぞれL1、L2及びL4とした場合に、0.50≦L2/L1≦0.60とされ、且つ、L4/L2≦1.2とされていることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 0.40≦L4/L2≦0.8とされていることを特徴とする請求項5に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記ロードビーム部は、前記低フランジ領域を通過し且つサスペンション幅方向に沿った補助曲げ線回りに曲げられていることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記フランジ部の長さをL5とし且つ前記低フランジ領域の長さをWとした場合に、0.06×L5≦W≦0.12×L5を満たすことを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
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