JP3158683B2 - Head load measuring method and head load measuring device - Google Patents
Head load measuring method and head load measuring deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スライダーとディスク
が接する際の接触荷重であるヘッド荷重を測定するヘッ
ド荷重測定方法及びヘッド荷重測定装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head load measuring method and a head load measuring device for measuring a head load which is a contact load when a slider comes into contact with a disk.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ハードディスク等に対して情報の記録再
生を行うハードディスクドライブ装置においては、磁気
ヘッドと磁気ディスク表面の接触による摩耗損傷を避け
るために、起動停止時には磁気ヘッドが磁気ディスクに
接し、情報の記録再生時には高速回転する磁気ディスク
表面に発生する空気流によって磁気ヘッドを磁気ディス
ク表面より微小間隙をもって浮上走行させるように構成
した、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ型の浮
上型磁気ヘッド装置が用いられている。2. Description of the Related Art In a hard disk drive for recording / reproducing information to / from a hard disk or the like, in order to avoid abrasion damage due to contact between the magnetic head and the surface of the magnetic disk, the magnetic head comes into contact with the magnetic disk when starting and stopping. At the time of recording / reproducing, a so-called contact start / stop type floating type magnetic head device is used in which a magnetic head is caused to fly by a small gap from the surface of the magnetic disk by an air flow generated on the surface of the magnetic disk rotating at a high speed. ing.
【０００３】上記コンタクト・スタート・ストップ型の
浮上型磁気ヘッド装置は、磁気ディスク表面に発生する
空気流を受ける面であるエア・ベアリング・サーフェス
を有するスライダーに情報の記録再生を行う磁気ヘッド
素子が形成されてなり、該スライダーは板バネによって
構成されるサスペンションによって支持され、該サスペ
ンションは支持体によって支持され、これを磁気ディス
ク表面に平行な面内を移動させ、磁気ディスクの所定の
記録トラックへの情報の記録再生を行うものである。The contact start / stop type flying magnetic head device has a magnetic head element for recording and reproducing information on a slider having an air bearing surface which is a surface for receiving an air flow generated on the surface of a magnetic disk. The slider is supported by a suspension constituted by a leaf spring, and the suspension is supported by a support, which is moved in a plane parallel to the magnetic disk surface to a predetermined recording track of the magnetic disk. This information is recorded and reproduced.
【０００４】よって、該磁気ディスクの回転が停止して
いる時は、磁気ヘッド素子の形成されたスライダーはサ
スペンションの撓みによる力であり、スライダーの磁気
ディスクへの接触荷重である、いわゆるヘッド荷重を受
けて磁気ディスクに接している。そして、磁気ディスク
が回転すると、その回転によって発生する空気流をスラ
イダーのエア・ベアリング・サーフェスに受け、すなわ
ち、空気流からの浮力を受けてスライダーは浮上し、磁
気ディスクの所定の記録トラックへの情報の記録再生を
行う。情報の記録再生が終了するとスライダーは再び磁
気ディスク上に降下する。Therefore, when the rotation of the magnetic disk is stopped, the slider on which the magnetic head element is formed is a force due to the flexure of the suspension, and a so-called head load, which is a contact load of the slider with the magnetic disk, is generated. Receiving and in contact with the magnetic disk. When the magnetic disk rotates, the airflow generated by the rotation is received by the air bearing surface of the slider, that is, the slider floats due to buoyancy from the airflow, and the slider floats to a predetermined recording track of the magnetic disk. Records and reproduces information. When information recording / reproduction is completed, the slider descends again onto the magnetic disk.
【０００５】従って、コンタクト・スタート・ストップ
型の浮上型磁気ヘッド装置において、磁気ヘッド素子の
形成されたスライダーは起動動作直後或いは停止動作直
後に磁気ディスク表面に摺動する。この時、前述のよう
にスライダーには磁気ディスクへの接触荷重であるヘッ
ド荷重が加わっており、スライダーは磁気ディスク表面
に押し付けられた状態で摺動しており、スライダー表面
及び磁気ディスク表面が摩耗してしまう。よって、スラ
イダーの磁気ディスクへの接触荷重であるヘッド荷重
は、コンタクト・スタート・ストップ型の浮上型磁気ヘ
ッド装置のコンタクト・スタート・ストップ耐久性を左
右する重要なファクターであり、品質管理，研究開発を
行う上でも重要視されている。Accordingly, in the contact-start-stop type flying magnetic head device, the slider on which the magnetic head element is formed slides on the surface of the magnetic disk immediately after the start operation or the stop operation. At this time, as described above, the head load, which is the contact load to the magnetic disk, is applied to the slider, and the slider slides while being pressed against the magnetic disk surface, and the slider surface and the magnetic disk surface are worn. Resulting in. Therefore, the head load, which is the contact load of the slider to the magnetic disk, is an important factor that affects the contact start / stop durability of the contact start / stop type floating magnetic head device. Quality control, R & D Is also important in doing
【０００６】そこで、従来より、上記ヘッド荷重を次に
示すような方法により測定している。すなわち、図９に
示すように図示しないディスク駆動装置に接続されるハ
ブ２２に支持される磁気ディスク２１、駆動装置２３に
接続される支持体２４に支持されるサスペンション２５
及びこれに支持されるスライダー２６により構成される
浮上型磁気ヘッド装置２７の平坦部２７ａに上下方向に
伸縮自在であるＺ軸調整機構２８を有する荷重測定子２
９を設置する。そして、サスペンション取付け基準面２
５ａから荷重測定子２９の測定面３０までの高さＬ
1 が、サスペンション取付け基準面２５ａから磁気ディ
スク表面２１ａまでの高さＬ2 と同一になるように、す
なわち磁気ディスク表面２１ａと測定面３０が同一面内
となるようにＺ軸調整機構２８を調整した後、サスペン
ション２５に支持されたスライダー２６を荷重測定子２
９の測定面３０に載置し、サスペンション２５の撓みに
よる力であり、スライダー２６の磁気ディスク２１への
接触荷重であるヘッド荷重を測定している。この時、サ
スペンション取付け基準面２５ａから磁気ディスク表面
２１ａまでの高さＬ2 は、浮上型磁気ヘッド装置２７に
おいてスライダー２６と磁気ディスク２１が接触してい
る状態の高さであるため、サスペンション取付け基準面
２５ａから荷重測定子２９の測定面３０までの高さＬ1
をＬ2 と同一にすることにより、スライダー２６が磁気
ディスクに接触している状態でのヘッド荷重を測定でき
る。Therefore, the head load has been conventionally measured by the following method. That is, as shown in FIG. 9, a magnetic disk 21 supported by a hub 22 connected to a disk drive (not shown) and a suspension 25 supported by a support 24 connected to a drive 23
And a load measuring element 2 having a Z-axis adjustment mechanism 28 that is vertically expandable and contractible on a flat portion 27a of a floating magnetic head device 27 constituted by a slider 26 supported by the slider 26.
9 is installed. Then, the suspension mounting reference plane 2
Height L from 5a to measuring surface 30 of load measuring element 29
1, so that the suspension mounting reference surface 25a to the same as the height L 2 of up to the magnetic disk surface 21a, i.e., adjusting the Z-axis adjustment mechanism 28 so that the magnetic disk surface 21a and the measurement surface 30 is the same plane After that, the slider 26 supported by the suspension 25 is
9 is mounted on the measurement surface 30 of the ninth embodiment, and a head load, which is a contact load of the slider 26 to the magnetic disk 21, is measured by the flexure of the suspension 25. In this case, the height L 2 from the suspension mounting reference surface 25a to the magnetic disk surface 21a, because the floating magnetic head device 27 is the height of the state where the slider 26 and the magnetic disk 21 is in contact, the suspension mounting reference Height L 1 from surface 25a to measuring surface 30 of load measuring element 29
The by the same L 2, can be measured head load in a state where the slider 26 is in contact with the magnetic disk.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な方法でヘッド荷重の測定を行う場合、浮上型磁気ヘッ
ド装置の機種によってハブの高さが異なるため、平坦部
から磁気ディスク表面までの高さが異なり、荷重測定子
の設置位置が異なるため、機種毎にＺ軸調整機構を調整
して測定を行う必要があり、その操作は非常に煩雑であ
る。When the head load is measured by the above-described method, the height of the hub differs depending on the type of the floating magnetic head device. However, since the position of the load measuring element is different and the position of the load measuring element is different, it is necessary to adjust the Z-axis adjusting mechanism for each model to perform the measurement, and the operation is very complicated.
【０００８】また、同一機種内においても装置毎に平坦
部の表面状態に差異があるため、品質管理，研究開発を
行う上で正確なデータを得るためには、測定毎に磁気デ
ィスク表面と荷重測定子の測定面が同一面内となるよう
Ｚ軸調整機構の微調整を行う必要があり、その操作は非
常に煩雑である。[0008] Further, even within the same model, since there is a difference in the surface state of the flat portion for each device, in order to obtain accurate data in quality control and R & D, the magnetic disk surface and the load must be measured each time. It is necessary to finely adjust the Z-axis adjustment mechanism so that the measurement surface of the tracing stylus is in the same plane, and the operation is very complicated.
【０００９】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、簡便にヘッド荷重の測定を
行うことができ、かつ正確なデータを得ることが可能な
ヘッド荷重測定方法及びヘッド荷重測定装置を提供する
ことを目的とする。Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and a head load measuring method and a head load measuring method capable of easily measuring a head load and obtaining accurate data. It is an object to provide a head load measuring device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のヘッド荷重測定方法は、荷重測定子をデ
ィスク支持体により支持し、スライダーとディスクが接
触する面と同一面内で上記荷重測定子の測定部とスライ
ダーを接触させて測定を行うことを特徴とするものであ
る。In order to achieve the above-mentioned object, a head load measuring method according to the present invention provides a method in which a load measuring element is supported by a disk support, and is provided in the same plane as a surface where the slider comes into contact with the disk. The measurement is performed by bringing a measurement part of the load measuring element into contact with a slider.
【００１１】また、本発明のヘッド荷重測定装置は、デ
ィスク支持体に支持され、スライダーと接触するディス
ク表面と同一面内に測定部を有する荷重測定子を有する
ことを特徴とするものである。Further, the head load measuring device of the present invention is characterized in that it has a load measuring element which is supported by a disk support and has a measuring part in the same plane as the disk surface in contact with the slider.
【００１２】[0012]
【作用】本発明のヘッド荷重測定方法は、荷重測定子を
ディスク支持体により支持するため、荷重測定素子を別
途手段により支持して設定位置の設定を行う必要がな
く、荷重測定素子の設置位置の設定を簡便に行うことが
でき、スライダーとディスクが接触する面と同一面内で
上記荷重測定子の測定部とスライダーを接触させて測定
を行うため、正確なデータを得ることができる。According to the head load measuring method of the present invention, since the load measuring element is supported by the disk support, there is no need to separately support the load measuring element and set the set position. Can be easily set, and the measurement is carried out by bringing the measurement section of the load measuring element into contact with the slider in the same plane as the plane where the slider and the disk come into contact, so that accurate data can be obtained.
【００１３】また、本発明のヘッド荷重測定装置は、荷
重測定素子がディスク支持体に支持されているため、荷
重測定子の支持体を別途設けて設定位置の設定を行う必
要がなく、荷重測定素子の設置位置の設定を簡便に行う
ことができ、上記荷重測定素子はスライダーと接触する
ディスク表面と同一面内に測定部を有するため、正確な
データを得ることができる。Further, in the head load measuring device of the present invention, since the load measuring element is supported by the disk support, there is no need to separately provide a support for the load measuring element to set the set position. Since the setting position of the element can be easily set, and the load measuring element has a measuring part in the same plane as the disk surface in contact with the slider, accurate data can be obtained.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。図１に示すよう
に、本実施例のヘッド荷重測定装置１０は、測定する浮
上型磁気ヘッド装置に用いられる磁気ディスクと同一の
内径及び外径を有し、同一の厚さを有する、すなわち磁
気ディスクと同一形状の本体１の一部を本体１径方向に
切り欠いて荷重測定子設置部２とし、該荷重測定子設置
部２にスライダーより若干大きい面積を有する測定部
３，平行板バネ４，５及び平行板バネ４，５の両面に測
定素子として配される複数の歪みゲージ６（本実施例に
おいては４個）により構成される荷重測定子７が配さ
れ、荷重測定子７は測定子取付け部材８を介して複数の
ネジ９（本実施例においては４個）によって本体１に取
り付けられて構成されている。この時、通常の保持状態
で測定部３のスライダー接触面３ａと本体表面１ａが同
一面内となるようになされている。なお、歪みゲージ６
は、図３に示すように平行板バネ４，５の両面に歪みゲ
ージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとして配され、図示しない
配線に接続されており、図２に示すような４ゲージ法の
ブリッジを形成しており、歪みゲージ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄの抵抗率の変化を検出するようになされてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a head load measuring device 10 of the present embodiment has the same inner diameter and outer diameter and the same thickness as a magnetic disk used for a floating type magnetic head device to be measured, that is, has the same thickness. A part of the main body 1 having the same shape as the disk is cut out in the radial direction of the main body 1 to form a load measuring element mounting section 2, and the load measuring element mounting section 2 has a measuring section 3 having a slightly larger area than a slider, and a parallel leaf spring 4. , 5 and a plurality of strain gauges 6 (four in this embodiment) arranged as measuring elements on both surfaces of the parallel leaf springs 4, 5 are arranged. It is configured to be attached to the main body 1 by a plurality of screws 9 (four in this embodiment) via a child attachment member 8. At this time, the slider contact surface 3a of the measuring section 3 and the main body surface 1a are in the same plane in a normal holding state. The strain gauge 6
Are arranged as strain gauges 6a, 6b, 6c and 6d on both sides of the parallel leaf springs 4 and 5 as shown in FIG. 3 and connected to wiring (not shown), and a four-gauge bridge as shown in FIG. And the strain gauges 6a, 6b, 6
The change in the resistivity of c and 6d is detected.
【００１５】このようなヘッド荷重測定装置１０を浮上
型磁気ヘッド装置に取付ける際には、図３に示すように
浮上型磁気ヘッド装置１１内の磁気ディスクの支持体で
あるハブ１２によってヘッド荷重測定装置１０を支持
し、ディスク押さえ１３によりヘッド荷重測定装置１０
の内周を固定する。上記のように、ヘッド荷重測定装置
１０の本体１は、浮上型磁気ヘッド装置１１に用いられ
る磁気ディスクと同一の内径を有し、同一の厚さを有す
るため、ハブ１２に嵌合し、ディスク押さえ１３により
その内周を固定される。また、上述のように本体１は磁
気ディスクと同一の厚さを有しており、測定部３のスラ
イダー接触面３ａと本体表面１ａが同一面内となるよう
になされているため、スライダー接触面３ａは浮上型磁
気ヘッド装置に取り付けられた状態では、磁気ディスク
表面と同一面となる。When such a head load measuring device 10 is mounted on a floating magnetic head device, as shown in FIG. 3, the head load is measured by a hub 12 which is a support for a magnetic disk in the floating magnetic head device 11. The device 10 is supported, and the head load measuring device 10 is
Fix the inner circumference of. As described above, since the main body 1 of the head load measuring device 10 has the same inner diameter and the same thickness as the magnetic disk used for the floating magnetic head device 11, the main body 1 is fitted to the hub 12, The inner circumference is fixed by the presser 13. Further, as described above, the main body 1 has the same thickness as the magnetic disk, and the slider contact surface 3a of the measuring section 3 and the main body surface 1a are in the same plane. 3a is flush with the surface of the magnetic disk when attached to the floating magnetic head device.
【００１６】上記のようにヘッド荷重測定装置１０を浮
上型磁気ヘッド装置１１内に設置した後、歪みゲージ６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの校正を行い、図４に示すよう
に、図示しないサスペンションに支持される磁気ヘッド
素子の組み込まれたスライダー１４を測定部３のスライ
ダー接触面３ａに載置し、ヘッド荷重の測定を行う。本
実施例のヘッド荷重測定装置１０においては、スライダ
ー１４を測定部３に載置すると、サスペンションの撓み
による力であり、スライダー１４の磁気ディスクへの接
触荷重であるヘッド荷重が、図中矢印Ｇ1 方向（垂直方
向）に発生し、平行板バネ４，５には図中矢印Ｇ2 方向
（垂直方向）の力が加わり、平行板バネ４，５が撓むた
め、歪みゲージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの抵抗率が変化
し、これによってヘッド荷重の測定を行う。なお、上記
歪みゲージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの校正は、図５に示
されるような皿部１５を有し、この底部１５ａ中央に測
定部３のスライダー接触面３ａと略同一の底面積を有す
る突出部１６を有する荷重校正用おもり皿１７を測定部
３のスライダー接触面３ａに載置し、数種類のおもりを
配して校正を行えば良い。After the head load measuring device 10 is installed in the floating magnetic head device 11 as described above, the strain gauge 6
a, 6b, 6c, and 6d are calibrated, and as shown in FIG. 4, a slider 14 incorporating a magnetic head element supported by a suspension (not shown) is mounted on a slider contact surface 3a of the measuring unit 3, and Measure the load. In the head load measuring device 10 of the present embodiment, when the slider 14 is placed on the measuring unit 3, the head load, which is the force due to the flexure of the suspension and the contact load of the slider 14 on the magnetic disk, is indicated by an arrow G in the figure. since 1 occurs in a direction (vertical direction), the parallel leaf spring 4 and 5 joined by the force of the arrow in the drawing G 2 direction (vertical direction), bent parallel plate springs 4,5, the strain gauges 6a, 6b, The resistivity of 6c and 6d changes, and the head load is measured based on the change. The calibration of the strain gauges 6a, 6b, 6c, 6d has a dish portion 15 as shown in FIG. 5, and the bottom area of the bottom 15a is substantially the same as the slider contact surface 3a of the measuring section 3. The load calibration weight plate 17 having the protruding portion 16 may be placed on the slider contact surface 3a of the measurement unit 3, and calibration may be performed by arranging several types of weights.
【００１７】本実施例のヘッド荷重測定装置１０におい
ては、測定する浮上型磁気ヘッド装置１１に用いられる
磁気ディスクと本体１を同一形状としたが（該磁気ディ
スクの流用も可。）、本体１内径がハブ１２に嵌合し、
ディスク押さえ１３によりその内周を固定される形状で
あれば良く、磁気ディスクと同一の大きさを有しなくて
も良く、浮上型磁気ヘッド装置１１の図示しない本体内
に収まる大きさであれば良い。また、測定部３のスライ
ダー接触面３ａが磁気ディスク表面と同一面となるよう
に測定部３を取り付けることが可能な形状であれば良
く、測定部３の取付け位置はスライダー１４がシークで
きる範囲内であれば良い。In the head load measuring device 10 of this embodiment, the magnetic disk used for the floating magnetic head device 11 to be measured and the main body 1 have the same shape (the magnetic disk can be diverted). The inner diameter is fitted to the hub 12,
Any shape may be used as long as its inner circumference is fixed by the disk holder 13, and may not have the same size as the magnetic disk, as long as it can fit in the main body (not shown) of the floating magnetic head device 11. good. Further, any shape may be used as long as the measuring section 3 can be mounted so that the slider contact surface 3a of the measuring section 3 is flush with the surface of the magnetic disk. The mounting position of the measuring section 3 is within a range where the slider 14 can seek. Is fine.
【００１８】また、本実施例のヘッド荷重測定装置１０
の荷重測定子７は、測定部３、平行板バネ４，５、平行
板バネ４，５の両面に測定素子として配される歪みゲー
ジ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより構成されており、上記
測定部３は歪みゲージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが配され
た平行板バネ４，５により支持されているが、ヘッド荷
重による平行板バネ４，５の撓みによる歪みゲージ６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの抵抗率の変化によりヘッド荷重
の測定を行っているため、片面に歪みゲージを配した平
行板バネ、両面に歪みゲージを配した一枚の板バネ、片
面に歪みゲージを配した一枚の板バネを配しても良い。The head load measuring device 10 according to the present embodiment
The load measuring element 7 is composed of the measuring section 3, the parallel leaf springs 4 and 5, and the strain gauges 6a, 6b, 6c and 6d arranged as measuring elements on both surfaces of the parallel leaf springs 4 and 5. The portion 3 is supported by parallel leaf springs 4 and 5 on which strain gauges 6a, 6b, 6c and 6d are arranged.
a, 6b, 6c, 6d, the head load is measured by the change in resistivity, so a parallel leaf spring with a strain gauge on one side, a single leaf spring with a strain gauge on both sides, and a strain on one side. A single leaf spring provided with a gauge may be provided.
【００１９】ただし、一枚の板バネを用いた場合にはヘ
ッド荷重により板バネが湾曲して撓むため測定部が斜め
に傾いた状態となり、垂直方向に加わるヘッド荷重の測
定に若干の誤差を生じる可能性がある。一方、本実施例
のように平行板バネ４，５を用いると、垂直方向にヘッ
ド荷重を加えても、板バネが平行に２枚配されているた
め平行板バネ４，５は湾曲することなく垂直方向に撓
み、ヘッド荷重をより正確に測定することが可能であ
る。なお、上記板バネの材質としては板バネの材質とし
て一般的に用いられるものであれば何れでも良く、りん
青銅等が挙げられる。However, when one leaf spring is used, the leaf spring bends and bends due to the head load, so that the measuring section is inclined obliquely, and there is a slight error in the measurement of the head load applied in the vertical direction. May occur. On the other hand, when the parallel leaf springs 4 and 5 are used as in the present embodiment, even if a head load is applied in the vertical direction, the parallel leaf springs 4 and 5 are curved because the two leaf springs are arranged in parallel. It is possible to measure the head load more accurately without bending in the vertical direction. The material of the leaf spring may be any material that is generally used as a material of the leaf spring, such as phosphor bronze.
【００２０】また、本実施例においては、測定時の温度
による影響を除去するために歪みゲージ６を平行板バネ
４，５の両面に配しているが、上述のように片面のみに
歪みゲージを配すると若干の測定誤差を生じる可能性が
ある。なお、測定素子としては、歪みゲージの他に圧電
セラミックス等の測定素子も使用可能である。さらに、
図３に示すように測定部３のスライダー接触面３ａにテ
フロンテープ等よりなる衝撃緩衝材１８を配し、スライ
ダー接触時のスライダー及び測定部への衝撃を緩和して
も良い。Further, in this embodiment, the strain gauges 6 are arranged on both sides of the parallel leaf springs 4 and 5 in order to eliminate the influence of temperature at the time of measurement. May cause some measurement errors. As the measuring element, a measuring element such as a piezoelectric ceramic can be used in addition to the strain gauge. further,
As shown in FIG. 3, an impact buffer 18 made of Teflon tape or the like may be arranged on the slider contact surface 3a of the measuring section 3 to reduce the impact on the slider and the measuring section when the slider contacts.
【００２１】前述のように、本実施例のヘッド荷重測定
装置においてはヘッド荷重を歪みゲージの抵抗率の変化
によって測定しているため、その測定感度は歪みゲージ
を歪ませる板バネの曲げ剛性によって決定される。よっ
て、板バネの厚さが薄い程、測定感度は向上する。しか
し、あまり薄すぎても撓み量が大きくなりすぎ、測定部
のスライダー接触面と磁気ディスク表面が同一面となら
なくなってしまい、正確な測定を行うことが不可能とな
ってしまう。従って、加わるヘッド荷重に適した板バネ
の厚さを決定する必要がある。また、測定する浮上型磁
気ヘッド装置に使用される磁気ディスクの材質によって
も板バネの厚さを考慮する必要がある。すなわち、アル
ミニウムやガラス等の比較的硬質な材料を用いた磁気デ
ィスクと高分子材料等の比較的軟質な材料を用いた磁気
ディスクでは、ヘッド荷重による磁気ディスク自身の撓
み量が異なるため、材質と同程度の撓み量を有するよう
に板バネの厚さを決定すれば良い。As described above, since the head load is measured by the change in the resistivity of the strain gauge in the head load measuring device of the present embodiment, the measurement sensitivity is determined by the bending rigidity of the leaf spring that distorts the strain gauge. It is determined. Therefore, the smaller the thickness of the leaf spring, the higher the measurement sensitivity. However, even if it is too thin, the amount of flexure becomes too large, and the slider contact surface of the measuring section and the magnetic disk surface will not be the same, making it impossible to perform accurate measurement. Therefore, it is necessary to determine the thickness of the leaf spring suitable for the applied head load. It is also necessary to consider the thickness of the leaf spring depending on the material of the magnetic disk used in the flying magnetic head device to be measured. That is, a magnetic disk using a relatively hard material such as aluminum or glass and a magnetic disk using a relatively soft material such as a polymer material have different amounts of bending of the magnetic disk itself due to a head load. What is necessary is just to determine the thickness of a leaf spring so that it may have the same amount of bending.
【００２２】上記板バネの撓み量ｆは、図６に示される
ように、板バネ４，５の厚さをｈ、長さをＬ、幅をｂ、
板バネに加えられる荷重をＰ、板バネの断面積の慣性モ
ーメントをＩb 、ヤング率をＥとすると、（１），
（２）式より求められる。 ｆ＝Ｐ・Ｌ3 ／（２４Ｅ・Ｉb ）・・・・（１） Ｉb ＝ｂ・ｈ3 ／１２ ・・・・（２）As shown in FIG. 6, the thickness f of the leaf springs 4, 5 is L, the length is L, the width is b, and
Assuming that the load applied to the leaf spring is P, the moment of inertia of the cross-sectional area of the leaf spring is I b , and the Young's modulus is E, (1),
It is obtained from equation (2). f = P · L 3 / ( 24E · I b) ···· (1) I b = b · h 3/12 ···· (2)
【００２３】例えば、図７に示す３．５インチのハード
ディスクに対応する浮上型磁気ヘッド装置用に設計した
ヘッド荷重測定装置に用いられる板バネの撓み量を計算
する。なお、板バネの材質は、りん青銅とする。該ヘッ
ド荷重測定装置においては、各値は下記の値となる。 ｈ＝０．４ｍｍ Ｌ＝１５．５ｍｍ ｂ＝１０ｍｍ Ｅ＝１．３×１０11Ｎ／ｍ2 この時、Ｐ＝９．８×１０-2Ｎとすると、（１），
（２）式より該ヘッド荷重測定装置の板バネの撓み量ｆ
は、２．２μｍと求められ、ヘッド荷重１０ｇでは板バ
ネは殆ど撓まないことがわかる。ハードディスクは、ア
ルミニウム，ガラス等の比較的硬質な材料で形成されて
おり、上記のような１０ｇのヘッド荷重では、ディスク
自体が撓むことがないので、この例における板バネの撓
み量は材質と同程度であり、この例においては、加わる
ヘッド荷重及び磁気ディスクの材質に適した厚さの板バ
ネを使用していると考えられる。For example, the amount of deflection of a leaf spring used in a head load measuring device designed for a floating magnetic head device corresponding to a 3.5-inch hard disk shown in FIG. 7 is calculated. The material of the leaf spring is phosphor bronze. In the head load measuring device, each value is as follows. h = 0.4 mm L = 15.5 mm b = 10 mm E = 1.3 × 10 11 N / m 2 At this time, if P = 9.8 × 10 −2 N, (1),
From the equation (2), the deflection amount f of the leaf spring of the head load measuring device is obtained.
Is 2.2 μm, which indicates that the leaf spring hardly bends under a head load of 10 g. The hard disk is formed of a relatively hard material such as aluminum or glass, and the disk itself does not bend under a head load of 10 g as described above. In this example, it is considered that a leaf spring having a thickness suitable for the applied head load and the material of the magnetic disk is used.
【００２４】そこで、上記の３．５インチハードディス
クに対応する浮上型磁気ヘッド装置用の本実施例のヘッ
ド荷重測定装置により、上記浮上型磁気ヘッド装置９台
についてヘッド荷重の測定を行った。結果を表１に示
す。表１の結果から、同一機種内においてもヘッド荷重
に若干のバラツキがあることがわかった。Therefore, the head load was measured for the nine floating magnetic head devices by the head load measuring device of the present embodiment for the floating magnetic head device corresponding to the 3.5-inch hard disk. Table 1 shows the results. From the results in Table 1, it was found that there was some variation in the head load even within the same model.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】本実施例のヘッド荷重測定装置を用いれ
ば、浮上型磁気ヘッド装置の磁気ディスクの支持体であ
るハブに該ヘッド荷重測定装置を取り付けるため、別途
手段を用いて該ヘッド荷重測定装置を支持し設定を行う
必要がなく、またハブの高さは規格により制定されてい
るため、同一機種の浮上型磁気ヘッド装置のヘッド荷重
測定を行う際には装置毎に測定部の設置位置の調整を行
う必要がなく、簡便にヘッド荷重の測定を行うことがで
きる。また、ハードディスク等の磁気ディスクの厚さは
規格により制定されており、本実施例のヘッド荷重測定
装置の本体は上記磁気ディスクと同一の厚さを有し、測
定部のスライダー接触面が磁気ディスク表面と同一面内
となるように設置されているため、正確な測定を行うこ
とが可能である。When the head load measuring device of this embodiment is used, the head load measuring device is attached to a hub, which is a support for the magnetic disk of the floating type magnetic head device, by using a separate means. There is no need to support and set, and the height of the hub is regulated by the standard, so when measuring the head load of the same type of floating magnetic head device, adjust the installation position of the measuring unit for each device It is not necessary to perform the measurement, and the head load can be easily measured. Further, the thickness of a magnetic disk such as a hard disk is defined by a standard, and the main body of the head load measuring device of the present embodiment has the same thickness as the above-mentioned magnetic disk, and the slider contact surface of the measuring section has the magnetic disk. Since it is installed so as to be in the same plane as the surface, accurate measurement can be performed.
【００２７】さらに、ヘッド荷重の測定を行う浮上型磁
気ヘッド装置に用いられる磁気ディスク及び支持体であ
るハブの規格が同一であれば、他機種及び実験装置にも
適用可能であり、簡便かつ正確にヘッド荷重の測定を行
うことができる。上述の実施例においては荷重測定子が
測定部，平行板バネ，歪みゲージにより構成される例を
示したが、市販の荷重測定子を用いる場合には、該荷重
測定子のスライダー接触面が磁気ディスク表面と同一面
となるように設置すれば良い。Furthermore, as long as the specifications of the magnetic disk used in the flying magnetic head device for measuring the head load and the standard of the hub as the support are the same, the present invention can be applied to other models and experimental devices, and is simple and accurate. The head load can be measured at the same time. In the above-described embodiment, an example in which the load measuring element is configured by the measuring unit, the parallel leaf spring, and the strain gauge is shown. However, when a commercially available load measuring element is used, the slider contact surface of the load measuring element is magnetic. What is necessary is just to install so that it may become the same surface as a disk surface.
【００２８】ところで、コンタクト・スタート・ストッ
プ型の浮上型磁気ヘッド装置において、スライダーの磁
気ディスクに対するヘッド荷重とスライダー，磁気ディ
スク間の表面平滑性により決定される摩擦係数は、コン
タクト・スタート・ストップ型の浮上型磁気ヘッド装置
のスライダーと磁気ディスクの摺動時の挙動を解明する
ための重要なファクターである。上記摩擦係数は、例え
ば、特開昭６３−４８６０７に示されるように、スライ
ダーと磁気ディスク間に摩擦が生じている状態と摩擦が
生じていない状態の回転角速度の変化率と磁気ディスク
回転部の極慣性モーメントとヘッド荷重により算出され
る。すなわち、摩擦が生じている状態の回転角速度の変
化率を（ｄω／ｄｔ）1 、摩擦が生じていない状態の回
転角速度の変化率を（ｄω／ｄｔ）2 、磁気ディスクの
極慣性モーメントをＩ、磁気ディスクのコンタクト・ス
タート・ストップ試験を行う半径位置をｒとすると、摩
擦係数μは（３）式のように求められる。In a contact start / stop type flying magnetic head device, the coefficient of friction determined by the head load of the slider on the magnetic disk and the surface smoothness between the slider and the magnetic disk is determined by the contact start / stop type. This is an important factor for elucidating the sliding behavior of the slider and the magnetic disk of the floating magnetic head device. The coefficient of friction is, for example, as shown in JP-A-63-48607, the rate of change of the rotational angular velocity between the state in which friction occurs between the slider and the magnetic disk and the state in which friction does not occur, and the magnetic disk rotating portion It is calculated from the polar moment of inertia and the head load. That is, the rate of change of the rotational angular velocity in a state where friction is generated is (dω / dt) 1 , the rate of change of the rotational angular velocity in a state where friction is not generated is (dω / dt) 2 , and the pole moment of inertia of the magnetic disk is I Assuming that the radial position at which the contact start / stop test of the magnetic disk is performed is r, the friction coefficient μ is obtained as in equation (3).
【００２９】 μ＝Ｉ｛（ｄω／ｄｔ）2 −（ｄω／ｄｔ）1 ｝／（Ｎ・ｒ）・・・（３） このように摩擦係数を求める際、本実施例のヘッド荷重
測定装置により測定したヘッド荷重を用いれば、より正
確な摩擦係数を求めることが可能である。本実施例のヘ
ッド荷重測定装置により測定したヘッド荷重を用いて、
コンタクト・スタート・ストップ回数と摩擦係数の関係
を測定した例を図８に示す。さらに、本実施例のヘッド
荷重測定装置に演算部を取り付けることにより摩擦係数
をリアルタイムで算出することも可能である。Μ = I ｛(dω / dt) 2- (dω / dt) 1 ｝ / (N · r) (3) When determining the friction coefficient as described above, the head load measuring device of the present embodiment is used. By using the head load measured by the above, a more accurate coefficient of friction can be obtained. Using the head load measured by the head load measuring device of the present embodiment,
FIG. 8 shows an example in which the relationship between the number of times of contact start / stop and the coefficient of friction was measured. Further, it is also possible to calculate the friction coefficient in real time by attaching an arithmetic unit to the head load measuring device of the present embodiment.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のヘッド荷重測定方法は、荷重測定子をディスク支持
体により支持するため、別途手段を用いて該ヘッド荷重
測定装置を支持し設定を行う必要がなく、荷重測定素子
の設置位置の設定を簡便に行うことができ、スライダー
とディスクが接触する面と同一面で上記荷重測定子の測
定部を接触させて測定を行うため、正確なデータを得る
ことができる。As is clear from the above description, in the head load measuring method of the present invention, since the load measuring element is supported by the disk support, the head load measuring device is supported and set using a separate means. It is not necessary to perform the measurement, the setting position of the load measuring element can be easily set, and the measurement is performed by contacting the measuring part of the load measuring element on the same surface as the surface where the slider and the disk are in contact. Data can be obtained.
【００３１】また、本発明のヘッド荷重測定装置は、荷
重測定素子がディスク支持体に支持されているため、別
途手段を用いて該ヘッド荷重測定装置を支持し設定を行
う必要がなく、荷重測定素子の設置位置の設定を簡便に
行うことができ、上記荷重測定素子はヘッドと接触する
ディスク表面と同一面内に測定部を有するため、正確な
データを得ることができる。Further, in the head load measuring device of the present invention, since the load measuring element is supported by the disk support, there is no need to support and set the head load measuring device using a separate means. Since the setting position of the element can be easily set, and the load measuring element has a measuring portion in the same plane as the disk surface in contact with the head, accurate data can be obtained.
【００３２】さらに、上記のヘッド荷重測定装置におい
ては、荷重測定子が、スライダーと接触するディスク表
面と同一面内に測定部を有する荷重測定子であり、該荷
重測定子は測定部と板バネと測定素子により構成されて
おり、上記測定素子が歪みゲージであり、板バネが２枚
の平行板バネであるため、正確なデータを得ることがで
きる。また、測定部のヘッドのスライダーとの接触面に
衝撃緩衝材が設けられているため、スライダー及び測定
部を損傷しにくく、耐久性も高い。Further, in the above head load measuring device, the load measuring element is a load measuring element having a measuring section in the same plane as the disk surface which comes into contact with the slider, and the load measuring element includes the measuring section and the leaf spring. Since the measuring element is a strain gauge and the leaf spring is two parallel leaf springs, accurate data can be obtained. In addition, since the shock-absorbing material is provided on the contact surface of the head of the measuring section with the slider, the slider and the measuring section are hardly damaged and the durability is high.
【００３３】また、ディスク及び支持体の形状，大きさ
は規格により制定されているため、本発明によれば、コ
ンタクト・スタート・ストップ型の浮上型磁気ヘッド装
置において、同機種のヘッド荷重を測定する際に装置毎
に荷重測定子の設定位置を調整する必要がなく、さらに
は他機種であってもディスク及び支持体の規格が同一で
あれば、そのまま適用することができる。よって、浮上
型磁気ヘッド装置のヘッド，スライダー，磁気ディスク
のコンタクト・スタート・ストップ耐久性評価や浮上型
磁気ヘッド装置のヘッド荷重バラツキ検査等を簡便に実
施することが可能であり、その工業的価値は非常に高
い。Also, since the shapes and sizes of the disk and the support are regulated by standards, according to the present invention, the head load of the same model is measured in the contact start / stop type flying magnetic head device. In this case, it is not necessary to adjust the set position of the load measuring element for each device, and even if the model of another model is the same as the standard of the disk and the support, it can be applied as it is. Therefore, it is possible to easily carry out the contact / start / stop durability evaluation of the head, slider, and magnetic disk of the floating magnetic head device, and to inspect the head load variation of the floating magnetic head device. Is very high.
【図１】本発明を適用したヘッド荷重測定装置を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a head load measuring device to which the present invention is applied.
【図２】４ゲージ法のブリッジ回路を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing a 4-gauge method bridge circuit.
【図３】本発明を適用したヘッド荷重測定装置を浮上型
磁気ヘッド装置に取り付けた状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a head load measuring device to which the present invention is applied is attached to a floating magnetic head device.
【図４】本発明を適用したヘッド荷重測定装置の測定部
に浮上型磁気ヘッド装置のスライダーを載置した状態を
示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a slider of a floating magnetic head device is mounted on a measuring unit of a head load measuring device to which the present invention is applied.
【図５】荷重構成用おもり皿を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a weight plate for load configuration.
【図６】本発明を適用したヘッド荷重測定装置の２枚の
平行板バネが撓んだ状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which two parallel leaf springs of a head load measuring device to which the present invention is applied are bent.
【図７】本発明を適用したヘッド荷重測定装置を３．５
インチハードディスクに対応する浮上型磁気ヘッド装置
用に設計した例である。FIG. 7 shows a head load measuring device to which the present invention is applied.
This is an example designed for a floating magnetic head device corresponding to an inch hard disk.
【図８】本発明を適用したヘッド荷重測定装置により測
定したヘッド荷重を用いて測定したコンタクト・スター
ト・ストップ回数と摩擦係数の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of contact start / stop times measured using the head load measured by the head load measuring device to which the present invention is applied and the friction coefficient.
【図９】従来のヘッド荷重測定装置を示す模式図であ
る。FIG. 9 is a schematic diagram showing a conventional head load measuring device.
１・・・・本体 ２・・・・荷重測定子設置部 ３・・・・測定部 ４，５・・平行板バネ ６・・・・歪みゲージ ７・・・・荷重測定子 ８・・・・測定子取付け部材 １０・・・ヘッド荷重測定装置 １１・・・浮上型磁気ヘッド装置 １２・・・ハブ １３・・・ディスク押さえ １４・・・スライダー １８・・・衝撃緩衝材 1 ··· Main body 2 ··· Load measuring element setting part 3 ··· Measuring part 4, 5 ··· Parallel leaf spring 6 ··· Strain gauge 7 ··· Load measuring element 8 ···・ Measurement element mounting member 10 ・ ・ ・ Head load measuring device 11 ・ ・ ・ Floating type magnetic head device 12 ・ ・ ・ Hub 13 ・ ・ ・ Disk holder 14 ・ ・ ・ Slider 18 ・ ・ ・ Shock buffer material
Claims (6)
し、スライダーとディスクが接触する面と同一面内で上
記荷重測定子の測定部とスライダーを接触させて測定を
行うことを特徴とするヘッド荷重測定方法。1. A head, wherein a load measuring element is supported by a disk support, and measurement is performed by bringing a measuring section of the load measuring element into contact with the slider in the same plane as a surface where the slider contacts the disk. Load measurement method.
と接触するディスク表面と同一面内に測定部を有する荷
重測定子を有することを特徴とするヘッド荷重測定装
置。2. A head load measuring device comprising a load measuring element supported by a disk support and having a measuring portion in the same plane as the surface of the disk in contact with the slider.
子により構成されていることを特徴とする請求項２記載
のヘッド荷重測定装置。3. The head load measuring device according to claim 2, wherein the load measuring element comprises a measuring section, a leaf spring, and a measuring element.
とする請求項３記載のヘッド荷重測定装置。4. The head load measuring device according to claim 3, wherein the measuring element is a strain gauge.
特徴とする請求項３記載のヘッド荷重測定装置。5. The head load measuring device according to claim 3, wherein the leaf spring is two parallel leaf springs.
衝材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の
ヘッド荷重測定装置。6. The head load measuring device according to claim 2, wherein an impact buffer is provided on a contact surface of the measuring section with the slider.
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|---|---|---|---|
| JP19722292A JP3158683B2 (en) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | Head load measuring method and head load measuring device |
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