JP3331804B2 - 摩擦摩耗試験装置および摩擦摩耗試験方法 - Google Patents

摩擦摩耗試験装置および摩擦摩耗試験方法

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JP3331804B2 JP03074395A JP3074395A JP3331804B2 JP 3331804 B2 JP3331804 B2 JP 3331804B2 JP 03074395 A JP03074395 A JP 03074395A JP 3074395 A JP3074395 A JP 3074395A JP 3331804 B2 JP3331804 B2 JP 3331804B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク媒体と磁気
ヘッドについて、磁気ディスク媒体の面上に磁気ヘッド
を押圧し、磁気ヘッド支持部材のたわみ量を検出するこ
とによって、磁気ディスク媒体の回転始動時、回転時、
回転停止時の磁気ディスク媒体と磁気ヘッド間の摩擦力
を測定し、さらに磁気ディスク媒体の摩耗量および表面
粗さを測定する摩擦摩耗試験装置および摩擦摩耗試験方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来型の摩擦摩耗試験機は摩擦力測定部
のみが搭載されている機種しかなかった。そのため、デ
ィスクの摩耗量および表面粗さを測定する場合はいった
んディスクを摩擦摩耗試験機から取外し、その後に表面
粗さ測定装置にセットしなければならなかった。この場
合の問題点は、(1)摩擦摩耗試験機でディスクの特定
位置に摩擦特性の異常な箇所を発見したとしても、通
常、そのような箇所は目視で判別つくほどの変化はなく
また大きさも極めて微少であることから、表面粗さ計に
セットしてもその特定箇所を測定することは極めて困難
であること、(2)ディスクを別の測定器に移し変える
過程でディスク表面が汚染される可能性があること、
(3)また、摩擦摩耗試験機に表面粗さ測定機能を組み
込もうとしても、具体的にディスクを簡便に固定する方
法がないことなどがあげられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、摩擦摩耗試験機能と表面粗さ測定機能を合
体した装置構成を実現するにあたっての、(1)摩擦摩
耗試験機のスピンドル上の磁気ディスクを固定する方
法、(2)特定のディスク位置で摩擦力測定もしくは表
面粗さ測定を行う場合の測定箇所の位置決め方法などで
ある。本発明は上記の課題を解決し、摩擦摩耗試験機能
と表面粗さ測定機能を合体した摩擦摩耗試験装置および
摩擦摩耗試験方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、磁気ディスクをスピンドル上に取り付け、
該スピンドルをモータによって回転制御し、磁気ヘッド
をジンバルに取り付け、該ジンバルを磁気ヘッド支持部
材に取り付け、該磁気ディスクの面上に該磁気ヘッドを
押圧し、該磁気ヘッド支持部材のたわみ量を検出するこ
とによって、該磁気ディスクの回転始動時、回転時、回
転停止時の該磁気ディスクと該磁気ヘッド間の摩擦力を
測定し、該磁気ヘッド支持部材および該磁気ヘッド支持
部材のたわみ量検出部の配置位置と対向する位置もしく
は隣接する位置に表面粗さ測定機構が配置され、前記磁
気ディスクが前記スピンドル上に置かれたままの状態
で、該表面粗さ測定機構により前記磁気ディスクの摩耗
量および表面粗さを測定する摩擦摩耗試験装置におい
て、前記スピンドルがエアベアリングで保持され、該エ
アベアリングに供給するエアの圧力除去によって前記ス
ピンドルを取り付けた状態で前記磁気ディスクの摩耗量
および表面粗さを測定することを特徴とするものであ
る。
【0005】
【0006】又、本発明は上記摩擦摩耗試験装置を用い
た摩擦摩耗試験方法であって、前記エアベアリングに空
気が供給されて空気圧がかかると、回転に対して低摩擦
の状態になり、前記空気圧が除去されて高摩擦状態とな
って磁気ディスクがスピンドルを介して固定され、前記
スピンドルを取り付けた状態で前記磁気ディスクの磨耗
量および表面粗さを測定することを特徴とする。
【0007】
【作用】上記手段により本発明は、摩擦摩耗試験装置の
スピンドルを保持しているベアリングにエアベアリング
を採用し、エアベアリングへの供給空気圧力の除去によ
って、スピンドルを取り付けた状態で磁気ディスクの摩
耗量および表面粗さを測定する。また、スピンドルにエ
ンコーダを配置して摩擦力測定時には前記スピンドルの
回転角度に対応した摩擦力測定を行い、表面粗さ計測時
には前記表面粗さ測定機構のセンサ位置まで前記スピン
ドルを回転させることによって特定のディスク位置で表
面粗さ測定を可能にする。
【0008】
【実施例】以下、本発明について図面に示す実施例を参
照して説明する。図1は本発明の一実施例である摩擦摩
耗試験装置の主要部を示す図である。即ち、磁気ディス
ク1は磁気ディスク保持用スピンドル2に保持されてお
り、磁気ディスク保持用スピンドル2はエアベアリング
3に固定されている。モータ6に固定されたスピンドル
5はモータ6のトルクを磁気カプリング4に伝達するた
めのものである。さらに磁気ディスク保持用スピンドル
2とモータ6のトルク伝達は磁気カプリング4によって
なされる。エアベアリング3はエアベアリング支持部材
7によって定盤20に固定されており、スピンドル5は
ベアリング8によって支持されている。
【0009】磁気ヘッド(図示せず)はジンバル(図示
せず)に取り付けられ、このジンバルは磁気ヘッド支持
部材9に取り付けられており、これらは摩擦力測定機構
10に接続されている。摩擦力測定機構10の内部では
磁気ヘッド支持部材9が支持ばね(図示せず)に固定さ
れ、ディスク回転時の磁気ヘッドにかかる摩擦力は支持
ばねのたわみに変換され、変位センサ(図示せず)によ
ってその支持ばねのたわみ量が測定される。なお、支持
ばねたわみ量の測定には外部共振型半導体レーザ変位セ
ンサ、歪みゲージセンサ、静電容量型変位センサなどの
手段があるが、ここでは特にその手段は特定しない。ま
た、摩擦力は支持ばねたわみ量と支持ばねのばね定数か
ら求められる。摩擦力測定機構10はZ軸ステージ11
に搭載されており、これらはX軸ステージ12上に搭載
されている。Z軸ステージ11にはマニュアルで高さを
調節する機構(図示せず)および磁気ヘッドを磁気ディ
スク1上にロードするためのモータドライブ(図示せ
ず)が内蔵されている。さらに、X軸ステージ12は定
盤20上に取り付けられており、X軸ステージ粗位置決
め用マイクロメータ13によって粗位置決めがなされ
る。
【0010】表面粗さ測定機構14は変位センサ15、
センサ走査機構16、センサ走査用モータ17、触針
(図示せず)からなり、触針でセンサ走査機構16およ
びセンサ走査用モータ17によって磁気ディスク1の表
面を走査したときの変位を変位センサ15によって測定
することによって表面粗さが求められる。なお、触針変
位量の測定には外部共振型半導体レーザ変位センサ、歪
みゲージセンサ、静電容量型変位センサなどの手段があ
るが、ここでは特にその手段は特定しない。また、表面
粗さ測定機構14はX軸ステージ18上に搭載されてお
り、これらはX軸ステージ粗位置決め用マイクロメータ
19によって粗位置決めがなされる。さらに、摩擦力測
定機構10および表面粗さ測定機構14を搭載した定盤
20は定盤支持台21に固定されており、定盤支持台2
1のあいた空間には変位センサアンプ(図示せず)、モ
ータ制御回路(図示せず)等が実装されている。
【0011】即ち、磁気ディスク1をスピンドル5上に
取り付け、該スピンドル5をモータ6によって回転制御
し、磁気ヘッドをジンバルに取り付け、該ジンバルを磁
気ヘッド支持部材9に取り付け、該磁気ディスク1の面
上に該磁気ヘッドを押圧し、該磁気ヘッド支持部材9の
たわみ量を検出することによって、該磁気ディスク1の
回転始動時、回転時、回転停止時の該磁気ディスク1と
該磁気ヘッド間の摩擦力を測定する摩擦摩耗試験装置に
おいて、該磁気ヘッド支持部材9および該磁気ヘッド支
持部材9のたわみ量検出部の配置位置と対向する位置も
しくは隣接する位置に表面粗さ測定機構14が配置さ
れ、前記磁気ディスク1が前記スピンドル5上に置かれ
たままの状態で、該表面粗さ測定機構14により前記磁
気ディスク1の摩耗量および表面粗さを測定する。
【0012】なお、スピンドル5にはエンコーダ22が
取り付けられており、スピンドル5の回転角度がエンコ
ーダ22によって測定される。即ち、前記スピンドル5
にエンコーダ22を配置して摩擦力測定時には前記スピ
ンドル5の回転角度に対応した摩擦力測定を行い、表面
粗さ計測時には前記表面粗さ測定機構14の粗さ測定セ
ンサ位置まで前記スピンドル5を回転させることによっ
て所定のディスク位置で摩耗量および表面粗さ測定を可
能とする。
【0013】図2はエアベアリング3の構造を示す図
で、給気口27より空気が供給されると多孔質材26を
通してエアギャップ24に空気圧がかかり、ロータ23
とスラストプレート25は浮上して回転に対して低摩擦
の状態になる。この空気圧が除去されるとロータ23の
浮上は停止し、ロータ23と多孔質材26間は高摩擦状
態すなわち固定状態になる。本実施例の中の磁気ディス
ク1の固定はこの空気圧除去によるロータ23の固定に
よっている。なお、図2で28はエアベアリング3の排
気口、29はハウジングを示す。
【0014】前記エアベアリング3は空気圧でロータ2
3およびスラストプレート25をμmオーダのエアギャ
ップ24を保つように浮上させ、ロータ23を非接触で
保持する構造をとっている。供給空気を除くとロータ2
3およびスラストプレート25は接触した状態になる。
このとき磁気ディスク1に比べてロータ23の重量はは
るかに大きくて高摩擦状態になるため、供給空気を除い
た状態で磁気ディスク1はスピンドル5を介して固定さ
れたことになる。このように本実施例の摩擦摩耗試験装
置では、空気圧の供給・除去のみで磁気ディスクの固定
が可能であり、磁気ディスクの固定のために他に何らか
の機構も必要としてない。
【0015】即ち、前記スピンドル5がエアベアリング
3で保持され、該エアベアリング3に供給するエアの圧
力除去によって前記スピンドル5を取り付けた状態で前
記磁気ディスク1の摩耗量および表面粗さを測定する。
【0016】以上のように、本実施例の摩擦摩耗試験装
置は、(1)スピンドルを保持しているエアベアリング
への供給エアの圧力除去によってスピンドルを固定した
状態で磁気ディスクの摩耗量および表面粗さを測定する
こと、(2)スピンドルにエンコーダを配置して摩擦力
測定時には前記スピンドルの回転角度に対応した摩擦力
測定を行い、表面粗さ計測時には前記表面粗さ測定機構
のセンサ位置まで前記スピンドルを回転させることによ
って特定のディスク位置で表面粗さ測定を可能にするこ
との手段を採用し、その結果、従来の装置では実現しえ
なかった摩擦摩耗試験機能と表面粗さ測定機能を合体し
た装置を実現している。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、摩擦
摩耗試験機能と表面粗さ測定機能を合体した摩擦摩耗試
験装置および摩擦摩耗試験方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である摩擦摩耗試験装置を示
す一部切欠正面図である。
【図2】図1のエアベアリング部の一例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1…磁気ディスク、2…磁気ディスク保持用スピンド
ル、3…エアベアリング、4…磁気カプリング、5…ス
ピンドル、6…モータ、7…エアベアリング支持部材、
8…ベアリング、9…磁気ヘッド支持部材、10…摩擦
力測定機構、11…Z軸ステージ、12…X軸ステー
ジ、13…X軸ステージ粗位置決め用マイクロメータ、
14…表面粗さ測定機構、15…変位センサ、16…セ
ンサ走査機構、17…センサ走査用モータ、18…X軸
ステージ、19…X軸ステージ粗位置決め用マイクロメ
ータ、20…定盤、21…定盤支持台、22…エンコー
ダ、23…ロータ、24…エアギャップ、25…スラス
トプレート、26…多孔質材、27…給気口、28…排
気口、29…ハウジング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 礼三 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 浅川 誠 東京都武蔵野市緑町3丁目9番11号 株 式会社アフティ内 審査官 ▲高▼見 重雄 (56)参考文献 特開 平5−113392(JP,A) 特開 平2−287205(JP,A) 特開 平6−308017(JP,A) 特開 昭62−161040(JP,A) 特開 平3−53146(JP,A) 特開 平2−213740(JP,A) 特開 昭62−62245(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/56 G01B 21/00 G01L 5/00 G01N 19/02 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ディスクをスピンドル上に取り付
    け、該スピンドルをモータによって回転制御し、磁気ヘ
    ッドをジンバルに取り付け、該ジンバルを磁気ヘッド支
    持部材に取り付け、該磁気ディスクの面上に該磁気ヘッ
    ドを押圧し、該磁気ヘッド支持部材のたわみ量を検出す
    ることによって、該磁気ディスクの回転始動時、回転
    時、回転停止時の該磁気ディスクと該磁気ヘッド間の摩
    擦力を測定し、該磁気ヘッド支持部材および該磁気ヘッ
    ド支持部材のたわみ量検出部の配置位置と対向する位置
    もしくは隣接する位置に表面粗さ測定機構が配置され、
    前記磁気ディスクが前記スピンドル上に置かれたままの
    状態で、該表面粗さ測定機構により前記磁気ディスクの
    摩耗量および表面粗さを測定する摩擦摩耗試験装置にお
    いて、 前記スピンドルがエアベアリングで保持され、該エアベ
    アリングに供給するエアの圧力除去によって前記スピン
    ドルを取り付けた状態で前記磁気ディスクの摩耗量およ
    び表面粗さを測定 することを特徴とする摩擦摩耗試験装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の摩擦摩耗試験装置を用い
    た摩擦摩耗試験方法であって、前記エアベアリングに空
    気が供給されて空気圧がかかると、回転に対して低摩擦
    の状態になり、前記空気圧が除去されて高摩擦状態とな
    って磁気ディスクがスピンドルを介して固定され、前記
    スピンドルを取り付けた状態で前記磁気ディスクの磨耗
    量および表面粗さを測定することを特徴とする摩擦摩耗
    試験方法。
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