JP2787110B2

JP2787110B2 - トランスデューサ支持装置

Info

Publication number: JP2787110B2
Application number: JP4050826A
Authority: JP
Inventors: 芳徳竹内; 郷充今井; 幹夫徳山; 健次森; 哲男益川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH05250829A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転形記憶装置のトラ
ンスデューサ支持装置に係り、特にシーク中のトランス
デューサの浮上量が小さいトランスデューサ支持装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に回転形記憶装置は、例えば特公昭
５８−２２８２７号公報に開示されているように、回転
する記憶媒体と、この記憶媒体に対して浮上した状態で
情報の読み書きをするトランスデューサと、該トランス
デューサを支持するトランスデューサ支持装置と、この
トランスデューサを前記記憶媒体の任意の半径位置にア
クセスし、かつそこに保持するアクセス機構とを具備し
ている。そして、前記トランスデューサ支持装置は、低
可撓性横枠によって連結される２つの外側可撓性指部を
形成する矩形切欠部と、前記横枠から前記切欠部へ向け
て延設される可撓体中央舌状部とを有する柔構造支持体
と、前記柔構造支持体を支持する弾性部と荷重用ビーム
部とを有する剛構造支持体とこの剛構造支持体と前記柔
構造支持体の中央舌状部との間に配設された荷重用突起
部とを具備して剛性アームを介して前記アクセス機構に
結合され、前記中央舌状部にトランスデューサを搭載し
たエア・ベアリング・スライダ（以下スライダという）
が取付けられている。

【０００３】前記荷重用ビームには、支持装置長手方向
の両側端部に前記支持装置長手方向に平行なフランジ要
素が設けられ、横断面はコの字形状をなしている。上記
剛構造支持体と、これに接合された柔構造支持体とをま
とめて支持ばねという。

【０００４】トランスデューサを回転する記憶媒体の任
意の半径位置にアクセスするシーク時には、アクセス機
構から記憶媒体の半径方向の駆動力がトランスデューサ
支持装置に加えられる。該駆動力によって、トランスデ
ューサ支持装置は加速・等速保持並びに減速される。

【０００５】また、アクセス機構の構造に起因した加振
力がシーク時に発生し、シーク方向の力を含むこの加振
力が剛性アームを介して、トランスデューサ支持装置に
加えられる。

【０００６】なお、この種の装置に関連する公知例とし
て例えば特開昭６１−１９２０８１号公報がある。これ
は前述した剛構造支持体の弾性部の中央に穴部を設けて
いる。穴部は支持系の長さの短縮に伴う上下方向ばね定
数の増加を押え、長手方向軸線まわりの回転ばね定数を
変えない効果を有する。また、穴部を有する支持体の荷
重用ビーム部に柔構造支持体を重ねて取り付け、剛性を
向上させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のトラン
スデューサ支持装置では以下の点が考慮されていない。

【０００８】前者の従来例では、シーク時、前述の駆動
力やアクセス機構に起因する加振力が加えられた時、ト
ランスデューサ支持装置がその構造体の固有振動モード
で振動する。この場合、特に支持装置の長手軸に直角方
向で媒体面に平行に振動する面外曲げモードの振動が大
きく、スライダの浮上量変動を引き起こす。また面外曲
げモードの振動対策についても考慮されていない。

【０００９】そして、後者の従来例では、弾性部に穴を
設けて、荷重ビームの荷重の安定化及び円板うねり追従
のためのねじり剛性について検討されているが、いずれ
も剛性に関する静的な検討がされている。しかし今回、
問題にしているシーク時のトランスデューサ支持装置の
動的振動問題に関しては考慮されていない。シーク時の
振動浮上量変動に関して、ねじり振動モードは粘弾性体
を荷重ビーム部に貼ることにより、振動振幅を押さえる
ことができ問題とならない。しかし面内曲げモードは粘
弾性体貼付けによる振動振幅低減効果が小さく、構造的
対策が必要であるが、この点が考慮されていない。また
単に穴を穿けるのは、穴の先端部角で面内曲げモードで
の振動で高い応力集中が発生し、疲労破断の可能性があ
る。

【００１０】シーク中の振動モードが考慮されなかった
理由として、従来は浮上量の時間的変化を高速で精密に
測定する手段、したがって、さらにスライダの左右の浮
上面の前後の浮上量の時間的変化を同時に測定してスラ
イダのピッチングおよびローリング運動を見出す手段が
なかったために、前記の現象に対する十分な配慮ができ
ない。なおここでいう高速で精密な浮上量変動の測定と
は、たとえば０．２ｍｓ以内に発生する０．０１μｍ程
度の浮上量変動を０．０５ｍｓ乃至０．１ｍｓ及び０．
００１μｍ以上の分解能で測定することを意味してい
る。

【００１１】従来、シーク時の浮上量変動低減に対する
配慮が不足していた第２の理由は、浮上量がシーク時の
見積り変動量に比較するとまだ十分大きかったためであ
る。すなわち、従来の浮上量は０．４μｍ乃至１μｍで
あったのに対し、浮上量変動量は、０．０１μｍ乃至
０．０３μｍと考えられていたため、重大な障害要因と
は考えられなかったのである。ところが、最近記憶密度
が高密度化するに伴って浮上量を０．２μｍ乃至０．３
μｍと微小化することが必要になり、一方でアクセス時
間短縮のためにシーク加速度が大になり、シーク時の浮
上量変動が従来よりも大きくなることが予想されるよう
になったことから、シーク時の浮上量の変動について十
分な配慮が必要になったのである。

【００１２】次にシーク時の浮上量変動の発生原因につ
いてはじめに荷重用ビームの中心軸とスライダ浮上レー
ル中心線が直角のタイプのトランスデューサについて述
べる。シーク時、アクセス機構から半径方向の駆動力
が剛性アーム部を介してトランスデューサ支持装置に加
えられる。同時にアクセス機構の走行面などの可動接触
部などから駆動方向以外の方向の加振力も含む加振力が
発生し、前記駆動力と同様に剛性アーム部を介してトラ
ンスデューサ支持装置に加わる。この両者の力は、アク
セス機構および剛性アーム部の固有振動モードを励振す
るため、剛性アーム部のトランスデューサ支持装置の取
付部からトランスデューサ支持装置にシーク方向の加振
力の他にその直角方向の２軸、および回転などさまざま
な方向の加振力が加わることになる。その結果、トラン
スデューサ支持装置の固有振動モードを励振しトランス
デューサ支持装置が振動するため、スライダが浮上量変
動を引き起こすわけであるが、このトランスデューサの
固有振動モードのうち、面外曲げ及び面外のねじり振動
モードは従来から知られ対策が検討されているが、シー
ク時にはそれ以外に面内曲げモードが励振され、シーク
時に大きな浮上量変動を引き起こすことが判明した。こ
のモードは、トランスデューサ支持装置の先端（スライ
ダを取付けた側）が媒体面と平行に振動するモードであ
り、同時に面外のねじり振動を伴う。

【００１３】特に、従来のトランスデューサ支持装置の
剛構造支持体は薄肉材（板厚約７６μｍ）が使われ、荷
重ビーム部の横断面は溝形断面で、先端側への幅の減少
はゆるやかであり面内モード振動に強い構造となってい
ない。これを面内曲げモードの周波数で加振すると剛構
造支持体は、媒体と平行に振動すると同時に、特に剛構
造支持体の長手方向中ほどに振動の節を持ったねじれ振
動を併発し、スライダ取付部は振動の腹部に近いため、
大きなねじれのモーメントが加わる。この結果、この加
振力がスライダをピッチング運動させ、大きな浮上量変
動を引き起こす。

【００１４】従来のトランスデューサ支持装置には前述
したように、剛構造支持体の面内振動モードに対するね
じり振動の節と腹の位置によるスライダの挙動（浮上方
向及び面内）に対する配慮が不十分でシーク時、シーク
方向及び、特にシーク走行によって生ずる媒体面と平行
な接線方向（シーク接線方向と称す）の加振外力によ
り、面内曲げモードが励起され、浮上量の変動が大き
い。

【００１５】一方剛構造支持体長手方向とスライダ浮上
レール中心線が同方向なインラインタイプのトランスデ
ューサ支持装置においてはシーク時のアクセス機構から
の半径方向の駆動力が直接前述したトランスデューサ支
持装置の面内曲げモードを励起するため、大きな加振外
力となり、スライダのねじれ振動は大きくなり、スライ
ダは大きな浮上量変動を起こす。インラインタイプの場
合、スライダはローリング運動を起こし、媒体面と平行
な運動と加算され浮上量変動と同時にオフトラック方向
の振動も問題となる。

【００１６】本発明の目的は、上記問題を解決し、トラ
ンスデューサ支持装置のシーク時における浮上量変動及
びオフトラック方向の振動を低減することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、弾性を有す
る弾性部と該弾性部に連なる荷重ビーム部とを有する第
１の支持体と、該荷重ビーム部の先端に設けられた弾性
材からなる第２の支持体と、該第２の支持体に取付けら
れトランスデューサを搭載するトランスデューサ搭載手
段とを備えたトランスデューサ支持装置において、前記
第１の支持体が、前記荷重ビーム部の前記第２の支持体
側端を頂点とし前記弾性部側を底辺とするほぼ三角形を
なし、前記荷重ビーム部の底角を６７．５゜以下とした
ことにより達成される。

【００１８】台形状の弾性部の荷重ビーム部と逆側の底
角を三角形状の荷重ビーム部の底角より大きくすること
が望ましい。また、台形状の弾性部に少なくとも１つ以
上の穴を設けることが望ましい。

【００１９】

【作用】シーク動作に伴うアクセス機構からの加振力に
よってトランスデューサ支持装置の取付部はシーク方向
とともにシーク接線方向の加速度入力を受け、この加速
度により第１の支持体の面内曲げモードの振動が励振さ
れる。インラインタイプのトランスデューサ支持装置で
は直接励振される。従来、面外曲げの節が第１の支持体
の中央部にあるため、先端でのスライダ部のねじれ変位
は増加するが、上記構成によれば、第１の支持体の形状
を底角が６７．５゜以下の三角形とすることにより、第
１の支持体の剛性を高めることができ、前述の振動モー
ドの節をスライダ側に移動し第１の支持体から無くすこ
とができる。これによって、前記振動モードの振動のス
ライダ部のねじれ変位は小さくなり、スライダの浮上量
変動を小さく押さえることができる。また、インライン
タイプのトランスデューサ支持装置ではオフトラック方
向の振動も低減することができる。

【００２０】

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。

【００２２】第１実施例まず、本実施例の構成を説明する。

【００２３】図１は本発明の第１実施例のトランスデュ
ーサ支持装置平面図である。

【００２４】図２は図１の側面図である。

【００２５】図２に示すようにトランスデューサ２は、
トランスデューサ搭載手段であるエア・ベアリング・ス
ライダ（以下スライダという）１に搭載されており、該
スライダ１は柔構造支持体４に取付けられている。柔構
造支持体４は、さらに剛構造支持体３に重ね接合されて
いる。柔構造支持体４と剛構造支持体３とで支持ばねを
形成している。

【００２６】剛構造支持体３は弾性部６と荷重ビーム部
７とを有し、弾性部６の他端の結合部８でガイドアーム
に締結される。荷重ビーム部７の長手方向に沿う両側端
部には、フランジ部５が形成されている。スライダ１は
浮上面９を有し、回転する記憶媒体と浮上面９との間に
形成される空気膜の軸受作用によって浮上する。浮上面
９には、剛構造支持体３の長手方向中心軸と直角方向に
浮上レールが形成されている。

【００２７】前記剛構造支持体３は、スライダ１側を頂
点とし、底角がほぼ６４゜（６７．５゜以下）の三角形
状をなしている。。

【００２８】次に、本実施例の動作を説明する。

【００２９】図３は典型的なトランスデューサ支持装置
におけるシーク時の剛構造支持体３の振動パターンを示
す説明図である。本図はトランスデューサ支持装置を面
内曲げ方向に固有振動周波数で加振した時の面外振動の
測定結果である。シーク時に加振される面内曲げモード
振動の浮上変動方向の剛構造支持体３の振動パターンを
示している。本パターンは正弦波加振時の定常振動であ
り、図中の＋記号は紙面に対し凸の状態、一方一記号は
紙面に対し凹の状態を示す。＋と−は１８０゜位相が異
なり、実線は等変位線を示す。破線は、本振動パターン
の振幅がほぼ０となる節を示す。本振動パターンでは、
剛構造支持体３の長手軸が節となり、その左右端側が逆
位相のねじり振動モードとなり、剛構造支持体３のばね
部側に長手軸と直交する方向に振動の節があり、スライ
ダ１側と弾性部６とでは逆位相になる構造である。

【００３０】図４は典型的なロードアームにおける底角
θを変えた時の前記振動モードの節位置の関係を示す図
表である。ロードアーム底角を９０゜から小さくして行
くと、前記面内曲げモードの固有振動数は上昇し、図３
に示した振動モードの節は先端のスライダ１側に移動
し、約６４゜で節の位置を示すＬｎとスライダの位置を
示すＬとは等しくなり、節はスライダ中心Ｌまで達す
る。この状態では振動モードの節がスライダ中心にある
のでスライダ１のねじり角はほぼゼロとなり、この周波
数成分による浮上量変動を小さく押さえることができ
る。

【００３１】図５は本発明の第１実施例の面内曲げモー
ドにおける面外振動パターンの節位置と浮上量変動率の
関係を示す図表である。本図に示すように振動パターン
の節位置を先端に移動することにより、結合部８からの
入力加速度αに対する浮上量変動率を低減させることが
できる。

【００３２】なお、ロードアーム底角を小さくしたこと
による、上下方向のバネ定数の変化は、板厚を薄くする
ことにより補償が可能である。

【００３３】第２実施例図６は本発明の第２実施例のトランスデューサ支持装置
平面図である。

【００３４】本発明のトランスデューサ支持装置をイン
ラインタイプに適用した例で、剛構造支持体３の長手方
向に平行にスライダ１の浮上面が形成されている。弾性
部の最根元部の幅Ｌｗに対し弾性部最根元部から剛構造
支持体の先端までの長さＬhを１．２１倍以下としてい
る。この値は底角６７．５°に対応する。本構造でも、
本振動モードでの剛構造支持体３の振動パターンは、イ
ンラインタイプでも同様であり、同様な効果が期待でき
る。

【００３５】また、オフトラック振動が低減でき、位置
決めの高精度化が達成できる。

【００３６】第３実施例図７は本発明の第３実施例のトランスデューサ支持装置
平面図である。

【００３７】剛構造支持体３は、剛構造支持体３の底角
θ₁の角度とそれ以外の角度θ₂の二線分から構成された
場合の例であり、この場合もほぼ同様の効果が期待でき
る。

【００３８】第４実施例図８は本発明の第４実施例のトランスデューサ支持装置
平面図である。

【００３９】剛構造支持体３を底角がほぼ６４°の三角
形で構成し、剛構造支持体３の弾性部６に穴１０を設け
ている。穴１０は、弾性部６の幅の増加に伴う紙面の面
外方向のバネ定数の増加を防ぐことができる。また、質
量の軽減効果もある。穴１０による面内曲げモードへの
影響は少なく本実施例でも同様の効果が期待できる。

【００４０】第５実施例図９は本発明の第５実施例のトランスデューサ支持装置
平面図である。

【００４１】剛構造支持体３を底角がほぼ６４°の三角
形で構成し、剛構造支持体３のフランジ部５にはさまれ
た平面部に穴１０を設けた例である。穴１０を設けるこ
とにより、トランスデューサ支持装置の質量の軽減がは
かられ、固有振動数の向上、アクセスタイプの短縮効果
がある。本実施例でもほぼ同様の効果が期待できる。

【００４２】第６実施例図１０は本発明の第６実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【００４３】剛構造支持体３を底角がほぼ６４°の三角
形で構成し、剛構造支持体３のフランジ部５にはさまれ
た平面部に設けた穴１０の周囲に補強フランジ１１を設
けた例である。補強フランジ１１を設けることにより、
質量の軽量化と高剛性化の効果を得ることができる。本
実施例でもほぼ同様の効果がある。

【００４４】第７実施例図１１は本発明の第７実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【００４５】図１２は図１１の側面図である。

【００４６】剛構造支持体３を底角がほぼ６４°の三角
形で構成し、剛構造支持体３のフランジ部３をスライダ
１側に曲げて構成した例である。本構成によれば、トラ
ンスデューサ支持装置を薄くすることにり狭い円板間隔
の装置が実現可能となる。本実施例でも同様の効果があ
る。

【００４７】以上説明したように、本実施によれば、シ
ーク動作時におけるトランスデューサ支持装置の面内首
振りモードの固有振動数が高くなり、さらに、スライダ
部ねじれが低減されるので、トランスデューサ搭載手段
の浮上量変動が少なくなり、信頼性の高い装置が得られ
る。また、設定浮上量を小さくすることが可能となり、
高密度化記録を可能とする。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、シーク時に加振力を受
けても第１の支持体の形状を底角が６７．５゜以下の三
角形とすることにより、第１の支持体の剛性を高めて振
動モードの節をスライダ部に移動させスライダ部のねじ
れ変位は小さくなるから、浮上量変動を小さくする効果
が得られる。また、インラインタイプのトランスデュー
サ支持装置ではオフトラック方向の振動を低減する効果
が得られる。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【図２】図２は図１の側面図である。

【図３】典型的なロードアームにおけるシーク時の剛構
造支持体３の振動パターンを示す説明図である。

【図４】典型的なロードアームにおける底角θを変えた
時の前記振動モードの節位置の関係を示す図表である。

【図５】本発明の第１実施例の面内曲げモードにおける
面外振動パターンの節位置と浮上量変動率の関係を示す
図表である。

【図６】本発明の第２実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【図７】本発明の第３実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【図８】本発明の第４実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【図９】本発明の第５実施例のトランスデューサ支持装
置平面図である。

【図１０】本発明の第６実施例のトランスデューサ支持
装置平面図である。

【図１１】本発明の第７実施例のトランスデューサ支持
装置平面図である。

【図１２】図１１の側面図である。

【符号の説明】

１トランスデューサ搭載手段２トランスデューサ３剛構造支持体４柔構造支持体５フランジ部６弾性部７荷重ビーム部８結合部９浮上面１０穴１１補強フランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森健次茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者益川哲男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献特開平３−219473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 21/21

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性を有する弾性部と該弾性部に連なる
荷重ビーム部とを有する第１の支持体と、該荷重ビーム
部の先端に設けられた弾性材からなる第２の支持体と、
該第２の支持体に取付けられトランスデューサを搭載す
るトランスデューサ搭載手段とを備えたトランスデュー
サ支持装置において、前記第１の支持体が、前記荷重ビ
ーム部の前記第２の支持体側端を頂点とし前記弾性部側
を底辺とするほぼ三角形をなし、前記荷重ビーム部の底
角を６７．５゜以下としたことを特徴とするトランスデ
ューサ支持装置。
【請求項２】台形状の弾性部の荷重ビーム部と逆側の
底角を前記三角形状の荷重ビーム部の底角より大きくし
たことを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ
支持装置。
【請求項３】台形状の弾性部に少なくとも１つ以上の
穴を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のトランスデューサ支持装置。