JP4055999B2 - 磁気ヘッドサスペンション - Google Patents
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- G11B5/4833—Structure of the arm assembly, e.g. load beams, flexures, parts of the arm adapted for controlling vertical force on the head
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置に用いられる磁気ヘッドを支持するためのサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドサスペンションは、磁気ヘッドをシーク方向に高速に移動させて目的のトラックに正確に位置決めさせるため、そのねじれモードの共振周波数を高める必要がある。
ねじれモードの共振周波数を高めるには、ロードビーム部のねじれ剛性を向上させることが有効であるが、単にロードビーム部の板厚を厚くしただけでは不十分である。即ち、ロードビーム部の板厚を厚くすれば該ロードビームのねじれ剛性は高くなるが、同時に質量も増加するため、共振周波数を十分に高めることは難しい。
【０００３】
さらに、ロードビーム部の質量増加は、サスペンションの耐衝撃性能の劣化をもたらす。即ち、ロードビーム部の質量が増加すると、ディスク面から離間する方向に対するロードビームの限界加速度が低くなり、ロードビーム部の跳ね返りによってディスク面の損傷を招く恐れが高くなる。
【０００４】
このような点に鑑み、米国特許第3931641号明細書には、剛性を確保するために必要な部分だけを残しつつ、残りの部分を除去して質量を低減させることにより、共振周波数の向上と耐衝撃性の向上とを同時に実現させようとしたロードビーム部が開示されている。より詳しくは、該米国特許明細書には、平面視３角形状であり、且つ、中央が中空とされたロードビーム部が開示されており、該ロードビーム部はフレクシャ部と荷重曲げ部とが一体となった板材に溶接されている（図８参照）。該米国特許明細書に開示された構成と同様の考え方は、特開平10-031873号公報，特開2001-143422号公報及び特開2001-155458号公報にも記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各公知文献に記載のロードビーム部（図８参照）は、単に、平面視三角形状とされているだけである為、横方向モードの共振周波数の向上は図れても、長手軸周りの慣性モーメントを低減することが難しく、結果的に、ねじれモードの共振周波数を十分に向上させることは困難である。
本発明は、斯かる従来技術の問題に鑑みなされたものであり、質量の増加を抑制しながらロードビーム部の剛性を向上させ、ねじれモードの共振周波数を高めることのできる磁気ヘッドサスペンションの提供を一の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、磁気ヘッド搭載領域を有するフレクシャ部を形成する部材と、前記フレクシャ部を形成する部材に接合されたロードビーム部を形成する部材と、先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材に接合され、磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部を形成する部材と、前記荷重曲げ部を形成する部材の基端領域に接合された基部を形成する部材とを備え、前記ロードビーム部を形成する部材は、前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域に接合される基端領域と、該基端領域から先端側へ延びる中間領域と、該中間領域から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域へ至る先端領域とを含み、前記基端領域は、幅方向に沿って延びる基端短手梁と、該基端短手梁の両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁であって、ロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の基端側方梁とを有し、前記中間領域は、前記一対の基端側方梁の先端部からロードビーム部の先端側へ延びる一対の中間側方梁であって、ロードビーム部の中央長手軸線と平行となるように又はロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の中間側方梁を有しており、前記基端側方梁は、前記中間側方梁よりもロードビーム部の中央長手軸線に対する傾斜角が大きく、前記ロードビーム部を形成する部材は、前記基端短手梁と前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とによって囲まれる領域が開口とされ、さらに、前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とがそれぞれ交差する一対の結節点を結ぶように短手方向に延びる補強短手梁と、前記一対の結節点のそれぞれと前記基端短手梁の中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁とを備え、前記荷重曲げ部を形成する部材は、前記ロードビーム部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材とは別体とされ、且つ、前記基部に接合される基端領域と、前記基端領域から先端側へ延びる荷重曲げ領域と、前記荷重曲げ領域から先端側へ延びる先端領域とを含み、前記荷重曲げ部を形成する部材の前記先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材の前記基端領域と重合された状態で前記ロードビーム部を形成する部材の前記梁の結節点において溶接されている磁気ヘッドサスペンションを提供する。
【０００７】
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材には、前記補強短手梁及び前記一対の補強傾斜梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
【０００８】
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材には、前記補強短手梁及び前記一対の補強傾斜梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
より好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域の一部が前記フレクシャ部を形成する部材に前記ロードビーム部の中間領域において重合されており、前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域においては、上面から下面へ向かって、前記ロードビーム部を形成する部材、前記荷重曲げ部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材の順に積層されており、前記フレクシャ部を形成する部材は、基端領域と、該基端領域の幅方向両端部から先端側へ延びる一対のアームと、該一対のアームの自由端部によって支持される前記磁気ヘッド搭載領域とを有し、前記一対のアームの間は、中空の抜き領域とされており、前記荷重曲げ部の先端領域は、前記抜き領域内に臨むように構成されているものとされる。
【０００９】
好ましくは、前記フレクシャ部を形成する部材には、前記一対の中間側方梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域において、前記荷重曲げ部，前記ロードビーム部及び前記フレクシャ部を接合させることができる。
また、好ましくは、前記ロードビーム部は、圧電材料で形成され、該ロードビーム部における一対の中間側方梁には、それぞれ、対向面に電極が設けられる。
【００１０】
好ましくは、前記ロードビーム部は鉄を含む金属、アルミニウムを含む金属、チタンを含む金属、又は、セラミックによって形成され得る。
又、好ましくは、前記基部はかしめによってＥブロックに取り付けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１をディスク面とは反対側から視た上面図である。なお、図中＋印は溶接点を示す。
【００１３】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、磁気ヘッドスライダ１００を支持する磁気ヘッド搭載領域１１を有するフレクシャ部１０と、該前記フレクシャ部１０に接合されたロードビーム部２０と、先端領域が前記ロードビーム部２０に接合され、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクに押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部３０と、前記荷重曲げ部３０の基端領域に接合された基部４０とを備えている。
【００１４】
前記フレクシャ部１０は、例えば、厚さ１８μｍ〜２５μｍのステンレス板材から形成され、前記ロードビーム部２０に溶接等により接合される。
前記ロードビーム部２０は、例えば、厚さ７０μｍ〜２００μｍのステンレス板材から形成される。該ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０によって発生される磁気ヘッド押し付け荷重を前記フレクシャ部１０に伝達すると共に、磁気ヘッドスライダ１００をシーク方向へ移動させ、目的のトラックに位置決めさせるものである。該ロードビーム部２０の詳細については、後述する。
【００１５】
前記荷重曲げ部３０は、磁気ディスクの回転に伴って磁気ヘッドスライダと磁気ディスク表面との間に生じる空気膜の圧力に抗して、前記磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクへ押し付け、磁気ヘッドスライダの一定の浮上量を確保する為の前記磁気ヘッド押し付け荷重を発生させる板ばねとして機能する。本実施の形態においては、該荷重曲げ部３０は、前記フレクシャ部１０と一体的に形成されている。
【００１６】
前記基部４０は、互いに接合された前記フレクシャ部１０，ロードビーム部２０及び荷重曲げ部３０からなるアッセンブリを支持すると共に、該アッセンブリに対してアクチュエータからの駆動力を伝達し得るように構成されている。
本実施の形態においては、該基部４０は、Ｅブロックにかしめにより取り付けられるマウント４１とされている。該マウント４１は、例えば、厚さ０．２ｍｍのステンレス板材によって形成される。
そして、該基部４０には前記荷重曲げ部３０が接合され、該荷重曲げ部３０には前記ロードビーム部２０の基端領域２１が接合されている。
【００１７】
ここで、前記ロードビーム部２０について詳述する。
本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０に接合される基端領域２１と、該基端領域２１から先端側へ延びる中間領域２２と、該中間領域２２から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域１１へ至る先端領域２３とを含んでいる。
【００１８】
より詳しくは、前記ロードビーム部２０の基端領域２１は、該ロードビーム部２０の幅方向に延びる基端短手梁２１ａと、該基端短手梁２１ａの両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁２１ｂとを有している。
前記基端短手梁２１ａは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
前記一対の基端側方梁２１ｂは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜されている。該一対の基端側方梁２１ｂは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
【００１９】
前記ロードビーム部２０の中間領域２２は、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部からロードビーム部２０の先端側へ延びる一対の中間側方梁２２ａを有している。
即ち、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０は、前記基端短手梁２１ａ，前記一対の基端側方梁２１ｂ及び前記一対の中間側方梁２２ａによって囲まれる領域が開口２０Ａとされており、これにより、該ロードビーム部２０の質量低減化を図っている。
前記一対の中間側方梁２２ａは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜されている。該一対の中間側方梁２２ａは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
【００２０】
前記ロードビーム部２０の先端領域２３は、フレクシャ方向に突出したディンプル２３ａを有しており、前記磁気ヘッド押しつけ荷重は該ディンプル２３ａを介してフレクシャ部１０及び磁気ヘッドスライダ１００に作用するようになっている。前記磁気ヘッドスライダ１００は該ディンプル２３ａの頂部を中心として、ピッチ方向及びロール方向に柔軟に動くことができる。
【００２１】
さらに、前記ロードビーム部２０の先端領域２３は、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクからアンロード(即ち、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスク表面から離間させ、該磁気ディスクの径方向外方へ移動する動作)させる際に、ランプ(図示していない)と呼ばれる傾斜面と接触するように構成されたリフトタブ２３ｂを有している。即ち、ロードビーム部２０における前記リフトタブ２３ｂが前記ランプと接触して、該ロードビーム部２０が上方へ移動すると、前記フレクシャ部１０のフック１２が該ロードビーム部２０に掛かり、これにより、磁気ヘッドスライダ１００が磁気ディスクから引き剥がされる。
【００２２】
より好ましくは、前記フレクシャ部１０に、前記一対の中間側方梁２２ａに内接する直径の第１位置決め孔１３を形成することができる。斯かる位置決め孔１３にピンを挿入した状態で、ロードビーム部２０とフレクシャ部１０とを接合させることにより、両者の位置合わせを極めて容易に行うことができる。
【００２３】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１（図１）におけるねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向(Sway)モードの共振周波数の有限要素法固有値解析の結果を下記表１に示す。
なお、該解析においては、前記フレクシャ部１０の厚みを２５μｍ，前記ロードビーム部２０の厚みを１００μｍ，前記マウント４１の厚みを０．２０ｍｍとし、前記ロードビーム部２０における前記基端短手梁２１ａ，基端側方梁２１ｂ及び中間側方梁２２ａの幅を０．３ｍとした。又、前記マウント４１の中心と前記ディンプル２３ａとの間の距離Ｌ１を１１．０ｍｍとし、前記マウント４１の先端側エッジと前記基端短手梁２１ａとの離間距離Ｌ２を０．７０ｍｍとし、前記マウント４１の先端側エッジと前記ディンプル２３ａとの距離Ｌ３を８．４６ｍｍとした。
なお、比較のため、図８に示す従来タイプの３角形ロードビーム部を用いた磁気ヘッドサスペンションについて、同一条件で解析を行った。該解析結果を表１に併せて示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
表１に示すように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、図８に示す従来の磁気ヘッドサスペンションに比較して、横方向モード共振周波数は若干低下しているものの、磁気ヘッドスライダ１００の位置決め動作において最も問題になるねじれ１次モードの共振周波数に関しては約１KHz程大きく向上された。さらに、ねじれ２次モードの共振周波数も上昇している。
【００２６】
斯かるねじれ１次モード及びねじれ２次モードの共振周波数の上昇は、下記理由による。
即ち、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１においては、前述の通り、ロードビーム部２０の基端領域２１を基端短手梁２１ａと一対の基端側方梁２１ｂとにより構成し、且つ、ロードビーム部２０の中間領域２２を一対の中間側方梁２２ａにより構成すると共に、前記一対の基端側方梁２１ｂのロードビーム部中央長手軸線Ｘに対する傾斜角を、前記一対の中間側方梁２２ａのロードビーム部中央長手軸線Ｘに対する傾斜角よりも大きくしている。
【００２７】
斯かる構成のロードビーム部２０は、図８に示す従来タイプの磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部と実質的に同一質量でありながら、中央長手軸線Ｘ回りの慣性モーメントを低くすることができる。
従って、該ロードビーム部２０を備えた磁気ヘッドサスペンション１は、従来の磁気ヘッドサスペンションに比して、ねじれ１次モード及びねじれ２次モードの共振周波数を上昇させることができ、これにより、磁気ヘッドスライダ１００の高精度な位置決めを可能とする。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０における一対の中間側方梁２２ａは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜させたが、これに代えて、該一対の中間側方梁をロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘと略平行にすることもできる。斯かる置換態様によれば、本実施の形態と比較すると、ロードビーム部の中央長手軸線回りの慣性モーメントが若干大きくなるが、従来のロードビーム部に対しては中央長手軸線回りの慣性モーメントを十分に低減させることができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０の形成材料としてステンレスを採用したが、好ましくは、これに代えて、純アルミまたはアルミニウムとCu, Mg,Cr,Zn等の金属との合金(A7075等)や、純チタンまたはチタンとMo,V,Zr,Cr,Al等の金属との合金、さらには、窒化ケイ素，炭化ケイ素，ジルコニア，アルミナ等のセラミックスを用いてロードビーム部を形成することができる。斯かる材料によりロードビーム部２０を形成すると、ステンレスによってロードビーム部を形成した場合より、該ロードビーム部を軽量化でき、これにより、共振周波数の向上及び耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図２(a)及び(b)に、それぞれ、本実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
本実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’は、前記実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンション１において、前記ロードビーム部２０に代えて、ロードビーム部２０’を有している。
【００３２】
該ロードビーム部２０’の基端領域２１は、前記ロードビーム部２０の基端領域２１において、さらに、前記一対の基端側方梁２１ｂの間を結ぶように短手方向に延びる第１補強短手梁２１ｃと、前記一対の基端側方梁２１ｂのそれぞれと前記基端短手梁２１ａの中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁２１ｄとを有している。
【００３３】
好ましくは、前記第１補強短手梁２１ｃは、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部間に延びるように配設される。
又、前記一対の補強傾斜梁２１ｄは、好ましくは、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部と前記基端短手梁２１ａの中心との間に延びるように配設される。
【００３４】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１’（図２）におけるねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向(Sway)モードの共振周波数の有限要素法固有値解析の結果を前記表１に示す。
なお、Ｌ２を０．６０ｍｍとした点以外は、前記実施の形態１における解析と同一条件とした。
本実施の形態２と前記実施の形態１との比較の為に、前記実施の形態１における磁気ヘッドサスペンションであって、Ｌ２を０．６０ｍｍとした場合の解析結果を表１に併せて示す。
【００３５】
表１から明らかなように、実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’においては、前記実施の形態１に比して、ねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向モードの全てについて共振周波数が上昇している。
これは、本実施の形態におけるロードビーム部２０’においては、前記実施の形態１におけるロードビーム部２０に比して、ねじれ剛性及び横方向剛性が向上している為である。
【００３６】
なお、図２に示すように、より好ましくは、前記荷重曲げ部３０に、前記補強短手梁２１ｃと前記一対の補強傾斜梁２１ｄとに内接する直径の第２位置決め孔３１を形成することができる。斯かる第２位置決め孔３１を設けることにより、ロードビーム部２０’と荷重曲げ部３０との溶接時の位置決めを容易に行うことができる。
【００３７】
又、本実施の形態２においては、前記ロードビーム部２０’は、補強短手梁２１ｃ及び一対の補強傾斜梁２１ｄを有するものとしたが、補強短手梁２１ｃ又は一対の補強傾斜梁２１ｄの一方のみを備えるように構成することも可能である。
【００３８】
さらに、本実施の形態においては、ロードビーム部２０’におけるねじれ剛性及び横方向剛性が最も弱い部位（即ち、一対の基端側方梁２１ｂと一対の中間側方梁２２ａとの交差点（結節点））に、前記補強短手梁２１ｃ及び一対の補強傾斜梁２１ｄを配設したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
【００３９】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図３(a)及び(b)に、それぞれ、本実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１又は２におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''は、荷重曲げ部３０とフレクシャ部１０とが別体とされている点を除き、前記実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’と同一構成を有している。
【００４１】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１''においては、前記実施の形態１及び２に係る磁気ヘッドサスペンション１，１’に比して、共振周波数をさらに向上させることができる。
即ち、フレクシャ部１０は、磁気ヘッドスライダ１００のピッチ方向及びロール方向の動作を柔軟にするため、好ましくは、厚みが２５μｍ以下とされる。
他方、荷重曲げ部３０は、ねじれ剛性を上げるため、好ましくは、厚みが３０μｍ〜５０μｍとされる。
このように、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０は、それぞれ、最適厚みが異なるが、前記実施の形態１及び２においては、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０が単一部材で一体的に形成されている為、双方を最適板厚とすることは非常に困難である。
【００４２】
これに対し、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''においては、荷重曲げ部３０とフレクシャ部１０とを別体としている為、フレクシャ部１０とは独立して荷重曲げ部３０の板厚を最適化することができる。従って、磁気ヘッドスライダ１００のピッチ方向及びロール方向の動作性を阻害することなく、サスペンションの共振周波数をさらに向上させることができる。
【００４３】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図４に、本実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンション１'''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜３におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンション１'''は、前記実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''において、前記ロードビーム部２０’に代えて、ロードビーム部２０'''を有している。
【００４５】
該ロードビーム部２０'''は、前記一対の中間側方梁２２ａの間を結ぶ第２補強短手梁２２ｂ及び第３補強短手梁２２ｃを、さらに有している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''においては、前記ロードビーム部２０'''と前記荷重曲げ部３０及び前記フレクシャ部１０との接合を溶接により行うと共に、該溶接は、少なくとも２本の梁が連結されている部位（２本以上の梁の結節点）においてのみ行われている。
【００４６】
即ち、ロードビーム部２０'''とフレクシャ部１０又は荷重曲げ部３０との溶接を、前記第１補強短手梁２１ａ，前記補強傾斜梁２１ｂ，前記第２補強短手梁２２ｂ及び前記第３補強短手梁２２ｃが、それぞれ、前記基端短手梁２１ａ，一対の基端側方梁２１ｂ及び一対の中間側方梁２２ａと交差する部位においてのみ行うように構成されている。
【００４７】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１'''においては、溶接による各梁の歪みを有効に抑えることができ、これにより、共振周波数特性の変動を抑えることができる。
【００４８】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図５(a)及び(b)に、本実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンション１''''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜４におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''''は、前記実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''において、前記ロードビーム部２０’に代えて、ロードビーム部２０''''を有している。
【００５０】
該ロードビーム部２０''''は、PZT等の圧電材料で形成されており、且つ、中間領域２２における一対の中間側方梁２２ａには、それぞれ、対向面（例えば、上面及び下面）に電極２５が設けられている。該電極２５は、例えば、厚さ０．１μｍ〜０．５μｍのAu薄膜等で形成され得る。
【００５１】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１''''においては、前記一対の中間側方梁に設けられた前記電極２５に対して、互いに逆方向の電圧を印加することにより、一方の中間側方梁２２ａを長手方向に伸長させ、且つ、他方の中間側方梁２２ａを長手方向に縮めることができる。
このように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''''においては、前記一対の中間側方梁２２ａを微細アクチュエータとして動作させることができる。従って、磁気ヘッドスライダ１００を横方向(シーク方向)に微小量(例えば、１μｍ程度)移動させることができ、ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、ロードビーム部２０''''とフレクシャ部１０及び荷重曲げ部３０との接合には溶接ではなく、接着等の方法を用いる。
【００５２】
又、前記各実施の形態においては、基部４０としてマウント部４１を用いた場合を例に説明したが、当然ながら、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
即ち、図６に示すように、前記基部４０として、ボイスコイルモーターのベアリングに直接取り付けられるアーム４２を用いることも可能である。図６に示す形態においては、磁気ヘッドサスペンションをかしめによりＥブロックと結合する必要が無く、ハードディスク組立工程を簡素化できる。
【００５３】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図７(a)及び(b)に、本実施の形態６に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜５におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''は、前記実施の形態３におけると同様、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０が別体とされている。
但し、本実施の形態に係るヘッドサスペンション１'''''は、前記荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０の一部が互いに重合している点において、前記実施の形態３と構成を異にしている。
【００５５】
即ち、本実施の形態における荷重曲げ部３０は、前記実施の形態３におけると同様、前記基部４０に接合される基端領域３０ａと、該基端領域から先端側に延びる荷重曲げ領域３０ｂと、該荷重曲げ領域３０ｂから先端側へ延びる先端領域３０ｃとを備えた上で、該先端領域３０ｃの一部が前記フレクシャ部１０と重合するようになっている。
【００５６】
つまり、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''においては、互いに別体とされた前記荷重曲げ部３０，前記フレクシャ部１０及び前記ロードビーム部２０が、該ロードビーム部の中間領域において互いに重合され且つ接合されている。なお、該接合は、レーザー光を用いた溶接等により行うことができる。
【００５７】
斯かる本実施の形態においては、前記実施の形態３におけると同様の効果を得つつ、さらに下記効果を得ることができる。
即ち、ロードビーム部２０の中間領域の剛性を増加させることができ、ハードディスク装置内においてディスクの回転により生じる空気流によって該ロードビーム部が振動することを有効に低減できる。従って、ロードビーム部の振動に起因する磁気ヘッドのトラックからの位置ズレを抑制することができる。
【００５８】
好ましくは、図７に示すように、前記荷重曲げ部３０と前記フレクシャ部１０との重合部位においては、上面から下面へ向かって、ロードビーム２０，荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０の順に積層される。
斯かる好ましい態様においては、前記ロードビーム部２０の前記荷重曲げ部３０に対する接合面に段差が生じることを有効に防止できる。
【００５９】
さらに好ましくは、前記荷重曲げ部３０の先端領域３０ｃは、前記フレクシャ部１０における抜き領域１０ｃまで到達するように構成される。
即ち、前記フレクシャ部は、前記各実施の形態におけると同様、基端領域１０ａと、該基端領域の幅方向両端部から先端側へ延びる一対のアーム１０ｂと、該一対のアームの自由端部によって支持される前記磁気ヘッド搭載領域１１とを有し、前記一対のアーム１０ｂの間は中空の抜き領域１０ｃとされている。
そして、前記荷重曲げ部３０の先端領域３０ｃは、前記抜き領域１０ｃ内に臨むように構成される。
斯かる構成を備えることにより、ロードビーム部２０の接合面に段差が生じることをより有効に防止できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る磁気ヘッドサスペンションによれば、ロードビーム部の基端領域を、幅方向に沿って延びる基端短手梁と、該基端短手梁の両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁であって、ロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の基端側方梁とで構成すると共に、ロードビーム部の中間領域を、前記一対の基端側方梁の先端部からロードビーム部の先端側へ延びる一対の中間側方梁であって、ロードビーム部の中央長手軸線と平行となるように又はロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の中間側方梁で構成し、前記基端側方梁は、前記中間側方梁よりもロードビーム部の中央長手軸線に対する傾斜角が大きいものとしたので、ロードビーム部の質量を増加させることなく、ねじれモードの共振周波数を向上させることができる。
【００６１】
又、前記一対の基端側方梁の間を結ぶ補強短手梁、及び／又は、前記一対の基端側方梁のそれぞれと前記基端短手梁の中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁を備えれば、さらにねじれモードの共振周波数を向上させることができる。
さらに、荷重曲げ部とフレクシャ部とを別体で形成すれば、フレクシャ部とは独立して荷重曲げ部の板厚を最適化でき、共振周波数をさらに向上させることができる。
又、ロードビーム部とフレクシャ部との全ての溶接点を、ロードビーム部を構成する梁が交差している部位（結節点）にのみ配置すれば、溶接による梁の歪みを低減することができ、共振周波数特性の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンションをディスク面とは反対側から視た上面図である。
【図２】図２(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図３】図３(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【図５】図５(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図６】図６は、基部としてアームを用いた磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【図７】図(a)及び(b)７は、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図８】図８は、従来の磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッドサスペンション
１０ フレクシャ部
１１ 磁気ヘッド搭載領域
２０ ロードビーム部
２１ 基端領域
２１ａ 基端短手梁
２１ｂ 一対の基端側方梁
２１ｃ 補強短手梁
２１ｄ 一対の補強傾斜梁
２２ 中間領域
２２ａ 中間側方梁
２２ｂ 第２補強短手梁
２２ｃ 第３補強短手梁
２３ 先端領域
３０ 荷重曲げ部
４０ 基部
４１ マウント
４２ アーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置に用いられる磁気ヘッドを支持するためのサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドサスペンションは、磁気ヘッドをシーク方向に高速に移動させて目的のトラックに正確に位置決めさせるため、そのねじれモードの共振周波数を高める必要がある。
ねじれモードの共振周波数を高めるには、ロードビーム部のねじれ剛性を向上させることが有効であるが、単にロードビーム部の板厚を厚くしただけでは不十分である。即ち、ロードビーム部の板厚を厚くすれば該ロードビームのねじれ剛性は高くなるが、同時に質量も増加するため、共振周波数を十分に高めることは難しい。
【０００３】
さらに、ロードビーム部の質量増加は、サスペンションの耐衝撃性能の劣化をもたらす。即ち、ロードビーム部の質量が増加すると、ディスク面から離間する方向に対するロードビームの限界加速度が低くなり、ロードビーム部の跳ね返りによってディスク面の損傷を招く恐れが高くなる。
【０００４】
このような点に鑑み、米国特許第3931641号明細書には、剛性を確保するために必要な部分だけを残しつつ、残りの部分を除去して質量を低減させることにより、共振周波数の向上と耐衝撃性の向上とを同時に実現させようとしたロードビーム部が開示されている。より詳しくは、該米国特許明細書には、平面視３角形状であり、且つ、中央が中空とされたロードビーム部が開示されており、該ロードビーム部はフレクシャ部と荷重曲げ部とが一体となった板材に溶接されている（図８参照）。該米国特許明細書に開示された構成と同様の考え方は、特開平10-031873号公報，特開2001-143422号公報及び特開2001-155458号公報にも記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各公知文献に記載のロードビーム部（図８参照）は、単に、平面視三角形状とされているだけである為、横方向モードの共振周波数の向上は図れても、長手軸周りの慣性モーメントを低減することが難しく、結果的に、ねじれモードの共振周波数を十分に向上させることは困難である。
本発明は、斯かる従来技術の問題に鑑みなされたものであり、質量の増加を抑制しながらロードビーム部の剛性を向上させ、ねじれモードの共振周波数を高めることのできる磁気ヘッドサスペンションの提供を一の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、磁気ヘッド搭載領域を有するフレクシャ部を形成する部材と、前記フレクシャ部を形成する部材に接合されたロードビーム部を形成する部材と、先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材に接合され、磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部を形成する部材と、前記荷重曲げ部を形成する部材の基端領域に接合された基部を形成する部材とを備え、前記ロードビーム部を形成する部材は、前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域に接合される基端領域と、該基端領域から先端側へ延びる中間領域と、該中間領域から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域へ至る先端領域とを含み、前記基端領域は、幅方向に沿って延びる基端短手梁と、該基端短手梁の両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁であって、ロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の基端側方梁とを有し、前記中間領域は、前記一対の基端側方梁の先端部からロードビーム部の先端側へ延びる一対の中間側方梁であって、ロードビーム部の中央長手軸線と平行となるように又はロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の中間側方梁を有しており、前記基端側方梁は、前記中間側方梁よりもロードビーム部の中央長手軸線に対する傾斜角が大きく、前記ロードビーム部を形成する部材は、前記基端短手梁と前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とによって囲まれる領域が開口とされ、さらに、前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とがそれぞれ交差する一対の結節点を結ぶように短手方向に延びる補強短手梁と、前記一対の結節点のそれぞれと前記基端短手梁の中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁とを備え、前記荷重曲げ部を形成する部材は、前記ロードビーム部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材とは別体とされ、且つ、前記基部に接合される基端領域と、前記基端領域から先端側へ延びる荷重曲げ領域と、前記荷重曲げ領域から先端側へ延びる先端領域とを含み、前記荷重曲げ部を形成する部材の前記先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材の前記基端領域と重合された状態で前記ロードビーム部を形成する部材の前記梁の結節点において溶接されている磁気ヘッドサスペンションを提供する。
【０００７】
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材には、前記補強短手梁及び前記一対の補強傾斜梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
【０００８】
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材には、前記補強短手梁及び前記一対の補強傾斜梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
より好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域の一部が前記フレクシャ部を形成する部材に前記ロードビーム部の中間領域において重合されており、前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域においては、上面から下面へ向かって、前記ロードビーム部を形成する部材、前記荷重曲げ部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材の順に積層されており、前記フレクシャ部を形成する部材は、基端領域と、該基端領域の幅方向両端部から先端側へ延びる一対のアームと、該一対のアームの自由端部によって支持される前記磁気ヘッド搭載領域とを有し、前記一対のアームの間は、中空の抜き領域とされており、前記荷重曲げ部の先端領域は、前記抜き領域内に臨むように構成されているものとされる。
【０００９】
好ましくは、前記フレクシャ部を形成する部材には、前記一対の中間側方梁に内接する直径の位置決め穴が形成されているものとされる。
好ましくは、前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域において、前記荷重曲げ部，前記ロードビーム部及び前記フレクシャ部を接合させることができる。
また、好ましくは、前記ロードビーム部は、圧電材料で形成され、該ロードビーム部における一対の中間側方梁には、それぞれ、対向面に電極が設けられる。
【００１０】
好ましくは、前記ロードビーム部は鉄を含む金属、アルミニウムを含む金属、チタンを含む金属、又は、セラミックによって形成され得る。
又、好ましくは、前記基部はかしめによってＥブロックに取り付けられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１をディスク面とは反対側から視た上面図である。なお、図中＋印は溶接点を示す。
【００１３】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、磁気ヘッドスライダ１００を支持する磁気ヘッド搭載領域１１を有するフレクシャ部１０と、該前記フレクシャ部１０に接合されたロードビーム部２０と、先端領域が前記ロードビーム部２０に接合され、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクに押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部３０と、前記荷重曲げ部３０の基端領域に接合された基部４０とを備えている。
【００１４】
前記フレクシャ部１０は、例えば、厚さ１８μｍ〜２５μｍのステンレス板材から形成され、前記ロードビーム部２０に溶接等により接合される。
前記ロードビーム部２０は、例えば、厚さ７０μｍ〜２００μｍのステンレス板材から形成される。該ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０によって発生される磁気ヘッド押し付け荷重を前記フレクシャ部１０に伝達すると共に、磁気ヘッドスライダ１００をシーク方向へ移動させ、目的のトラックに位置決めさせるものである。該ロードビーム部２０の詳細については、後述する。
【００１５】
前記荷重曲げ部３０は、磁気ディスクの回転に伴って磁気ヘッドスライダと磁気ディスク表面との間に生じる空気膜の圧力に抗して、前記磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクへ押し付け、磁気ヘッドスライダの一定の浮上量を確保する為の前記磁気ヘッド押し付け荷重を発生させる板ばねとして機能する。本実施の形態においては、該荷重曲げ部３０は、前記フレクシャ部１０と一体的に形成されている。
【００１６】
前記基部４０は、互いに接合された前記フレクシャ部１０，ロードビーム部２０及び荷重曲げ部３０からなるアッセンブリを支持すると共に、該アッセンブリに対してアクチュエータからの駆動力を伝達し得るように構成されている。
本実施の形態においては、該基部４０は、Ｅブロックにかしめにより取り付けられるマウント４１とされている。該マウント４１は、例えば、厚さ０．２ｍｍのステンレス板材によって形成される。
そして、該基部４０には前記荷重曲げ部３０が接合され、該荷重曲げ部３０には前記ロードビーム部２０の基端領域２１が接合されている。
【００１７】
ここで、前記ロードビーム部２０について詳述する。
本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０に接合される基端領域２１と、該基端領域２１から先端側へ延びる中間領域２２と、該中間領域２２から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域１１へ至る先端領域２３とを含んでいる。
【００１８】
より詳しくは、前記ロードビーム部２０の基端領域２１は、該ロードビーム部２０の幅方向に延びる基端短手梁２１ａと、該基端短手梁２１ａの両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁２１ｂとを有している。
前記基端短手梁２１ａは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
前記一対の基端側方梁２１ｂは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜されている。該一対の基端側方梁２１ｂは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
【００１９】
前記ロードビーム部２０の中間領域２２は、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部からロードビーム部２０の先端側へ延びる一対の中間側方梁２２ａを有している。
即ち、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０は、前記基端短手梁２１ａ，前記一対の基端側方梁２１ｂ及び前記一対の中間側方梁２２ａによって囲まれる領域が開口２０Ａとされており、これにより、該ロードビーム部２０の質量低減化を図っている。
前記一対の中間側方梁２２ａは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜されている。該一対の中間側方梁２２ａは、例えば、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされる。
【００２０】
前記ロードビーム部２０の先端領域２３は、フレクシャ方向に突出したディンプル２３ａを有しており、前記磁気ヘッド押しつけ荷重は該ディンプル２３ａを介してフレクシャ部１０及び磁気ヘッドスライダ１００に作用するようになっている。前記磁気ヘッドスライダ１００は該ディンプル２３ａの頂部を中心として、ピッチ方向及びロール方向に柔軟に動くことができる。
【００２１】
さらに、前記ロードビーム部２０の先端領域２３は、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスクからアンロード(即ち、磁気ヘッドスライダ１００を磁気ディスク表面から離間させ、該磁気ディスクの径方向外方へ移動する動作)させる際に、ランプ(図示していない)と呼ばれる傾斜面と接触するように構成されたリフトタブ２３ｂを有している。即ち、ロードビーム部２０における前記リフトタブ２３ｂが前記ランプと接触して、該ロードビーム部２０が上方へ移動すると、前記フレクシャ部１０のフック１２が該ロードビーム部２０に掛かり、これにより、磁気ヘッドスライダ１００が磁気ディスクから引き剥がされる。
【００２２】
より好ましくは、前記フレクシャ部１０に、前記一対の中間側方梁２２ａに内接する直径の第１位置決め孔１３を形成することができる。斯かる位置決め孔１３にピンを挿入した状態で、ロードビーム部２０とフレクシャ部１０とを接合させることにより、両者の位置合わせを極めて容易に行うことができる。
【００２３】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１（図１）におけるねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向(Sway)モードの共振周波数の有限要素法固有値解析の結果を下記表１に示す。
なお、該解析においては、前記フレクシャ部１０の厚みを２５μｍ，前記ロードビーム部２０の厚みを１００μｍ，前記マウント４１の厚みを０．２０ｍｍとし、前記ロードビーム部２０における前記基端短手梁２１ａ，基端側方梁２１ｂ及び中間側方梁２２ａの幅を０．３ｍとした。又、前記マウント４１の中心と前記ディンプル２３ａとの間の距離Ｌ１を１１．０ｍｍとし、前記マウント４１の先端側エッジと前記基端短手梁２１ａとの離間距離Ｌ２を０．７０ｍｍとし、前記マウント４１の先端側エッジと前記ディンプル２３ａとの距離Ｌ３を８．４６ｍｍとした。
なお、比較のため、図８に示す従来タイプの３角形ロードビーム部を用いた磁気ヘッドサスペンションについて、同一条件で解析を行った。該解析結果を表１に併せて示す。
【００２４】
【表１】
表１に示すように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、図８に示す従来の磁気ヘッドサスペンションに比較して、横方向モード共振周波数は若干低下しているものの、磁気ヘッドスライダ１００の位置決め動作において最も問題になるねじれ１次モードの共振周波数に関しては約１KHz程大きく向上された。さらに、ねじれ２次モードの共振周波数も上昇している。
【００２６】
斯かるねじれ１次モード及びねじれ２次モードの共振周波数の上昇は、下記理由による。
即ち、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１においては、前述の通り、ロードビーム部２０の基端領域２１を基端短手梁２１ａと一対の基端側方梁２１ｂとにより構成し、且つ、ロードビーム部２０の中間領域２２を一対の中間側方梁２２ａにより構成すると共に、前記一対の基端側方梁２１ｂのロードビーム部中央長手軸線Ｘに対する傾斜角を、前記一対の中間側方梁２２ａのロードビーム部中央長手軸線Ｘに対する傾斜角よりも大きくしている。
【００２７】
斯かる構成のロードビーム部２０は、図８に示す従来タイプの磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部と実質的に同一質量でありながら、中央長手軸線Ｘ回りの慣性モーメントを低くすることができる。
従って、該ロードビーム部２０を備えた磁気ヘッドサスペンション１は、従来の磁気ヘッドサスペンションに比して、ねじれ１次モード及びねじれ２次モードの共振周波数を上昇させることができ、これにより、磁気ヘッドスライダ１００の高精度な位置決めを可能とする。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０における一対の中間側方梁２２ａは、ロードビーム部２０の先端側へ行くに従って該ロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘに近接するように傾斜させたが、これに代えて、該一対の中間側方梁をロードビーム部２０の中央長手軸線Ｘと略平行にすることもできる。斯かる置換態様によれば、本実施の形態と比較すると、ロードビーム部の中央長手軸線回りの慣性モーメントが若干大きくなるが、従来のロードビーム部に対しては中央長手軸線回りの慣性モーメントを十分に低減させることができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態においては、前記ロードビーム部２０の形成材料としてステンレスを採用したが、好ましくは、これに代えて、純アルミまたはアルミニウムとCu, Mg,Cr,Zn等の金属との合金(A7075等)や、純チタンまたはチタンとMo,V,Zr,Cr,Al等の金属との合金、さらには、窒化ケイ素，炭化ケイ素，ジルコニア，アルミナ等のセラミックスを用いてロードビーム部を形成することができる。斯かる材料によりロードビーム部２０を形成すると、ステンレスによってロードビーム部を形成した場合より、該ロードビーム部を軽量化でき、これにより、共振周波数の向上及び耐衝撃性の向上を図ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図２(a)及び(b)に、それぞれ、本実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
本実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’は、前記実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンション１において、前記ロードビーム部２０に代えて、ロードビーム部２０’を有している。
【００３２】
該ロードビーム部２０’の基端領域２１は、前記ロードビーム部２０の基端領域２１において、さらに、前記一対の基端側方梁２１ｂの間を結ぶように短手方向に延びる第１補強短手梁２１ｃと、前記一対の基端側方梁２１ｂのそれぞれと前記基端短手梁２１ａの中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁２１ｄとを有している。
【００３３】
好ましくは、前記第１補強短手梁２１ｃは、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部間に延びるように配設される。
又、前記一対の補強傾斜梁２１ｄは、好ましくは、前記一対の基端側方梁２１ｂの先端部と前記基端短手梁２１ａの中心との間に延びるように配設される。
【００３４】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１’（図２）におけるねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向(Sway)モードの共振周波数の有限要素法固有値解析の結果を前記表１に示す。
なお、Ｌ２を０．６０ｍｍとした点以外は、前記実施の形態１における解析と同一条件とした。
本実施の形態２と前記実施の形態１との比較の為に、前記実施の形態１における磁気ヘッドサスペンションであって、Ｌ２を０．６０ｍｍとした場合の解析結果を表１に併せて示す。
【００３５】
表１から明らかなように、実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’においては、前記実施の形態１に比して、ねじれ１次モード，ねじれ２次モード及び横方向モードの全てについて共振周波数が上昇している。
これは、本実施の形態におけるロードビーム部２０’においては、前記実施の形態１におけるロードビーム部２０に比して、ねじれ剛性及び横方向剛性が向上している為である。
【００３６】
なお、図２に示すように、より好ましくは、前記荷重曲げ部３０に、前記補強短手梁２１ｃと前記一対の補強傾斜梁２１ｄとに内接する直径の第２位置決め孔３１を形成することができる。斯かる第２位置決め孔３１を設けることにより、ロードビーム部２０’と荷重曲げ部３０との溶接時の位置決めを容易に行うことができる。
【００３７】
又、本実施の形態２においては、前記ロードビーム部２０’は、補強短手梁２１ｃ及び一対の補強傾斜梁２１ｄを有するものとしたが、補強短手梁２１ｃ又は一対の補強傾斜梁２１ｄの一方のみを備えるように構成することも可能である。
【００３８】
さらに、本実施の形態においては、ロードビーム部２０’におけるねじれ剛性及び横方向剛性が最も弱い部位（即ち、一対の基端側方梁２１ｂと一対の中間側方梁２２ａとの交差点（結節点））に、前記補強短手梁２１ｃ及び一対の補強傾斜梁２１ｄを配設したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
【００３９】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図３(a)及び(b)に、それぞれ、本実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１又は２におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''は、荷重曲げ部３０とフレクシャ部１０とが別体とされている点を除き、前記実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンション１’と同一構成を有している。
【００４１】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１''においては、前記実施の形態１及び２に係る磁気ヘッドサスペンション１，１’に比して、共振周波数をさらに向上させることができる。
即ち、フレクシャ部１０は、磁気ヘッドスライダ１００のピッチ方向及びロール方向の動作を柔軟にするため、好ましくは、厚みが２５μｍ以下とされる。
他方、荷重曲げ部３０は、ねじれ剛性を上げるため、好ましくは、厚みが３０μｍ〜５０μｍとされる。
このように、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０は、それぞれ、最適厚みが異なるが、前記実施の形態１及び２においては、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０が単一部材で一体的に形成されている為、双方を最適板厚とすることは非常に困難である。
【００４２】
これに対し、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''においては、荷重曲げ部３０とフレクシャ部１０とを別体としている為、フレクシャ部１０とは独立して荷重曲げ部３０の板厚を最適化することができる。従って、磁気ヘッドスライダ１００のピッチ方向及びロール方向の動作性を阻害することなく、サスペンションの共振周波数をさらに向上させることができる。
【００４３】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図４に、本実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンション１'''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜３におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンション１'''は、前記実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''において、前記ロードビーム部２０’に代えて、ロードビーム部２０'''を有している。
【００４５】
該ロードビーム部２０'''は、前記一対の中間側方梁２２ａの間を結ぶ第２補強短手梁２２ｂ及び第３補強短手梁２２ｃを、さらに有している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''においては、前記ロードビーム部２０'''と前記荷重曲げ部３０及び前記フレクシャ部１０との接合を溶接により行うと共に、該溶接は、少なくとも２本の梁が連結されている部位（２本以上の梁の結節点）においてのみ行われている。
【００４６】
即ち、ロードビーム部２０'''とフレクシャ部１０又は荷重曲げ部３０との溶接を、前記第１補強短手梁２１ａ，前記補強傾斜梁２１ｂ，前記第２補強短手梁２２ｂ及び前記第３補強短手梁２２ｃが、それぞれ、前記基端短手梁２１ａ，一対の基端側方梁２１ｂ及び一対の中間側方梁２２ａと交差する部位においてのみ行うように構成されている。
【００４７】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１'''においては、溶接による各梁の歪みを有効に抑えることができ、これにより、共振周波数特性の変動を抑えることができる。
【００４８】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図５(a)及び(b)に、本実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンション１''''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜４におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''''は、前記実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンション１''において、前記ロードビーム部２０’に代えて、ロードビーム部２０''''を有している。
【００５０】
該ロードビーム部２０''''は、PZT等の圧電材料で形成されており、且つ、中間領域２２における一対の中間側方梁２２ａには、それぞれ、対向面（例えば、上面及び下面）に電極２５が設けられている。該電極２５は、例えば、厚さ０．１μｍ〜０．５μｍのAu薄膜等で形成され得る。
【００５１】
斯かる構成の磁気ヘッドサスペンション１''''においては、前記一対の中間側方梁に設けられた前記電極２５に対して、互いに逆方向の電圧を印加することにより、一方の中間側方梁２２ａを長手方向に伸長させ、且つ、他方の中間側方梁２２ａを長手方向に縮めることができる。
このように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''''においては、前記一対の中間側方梁２２ａを微細アクチュエータとして動作させることができる。従って、磁気ヘッドスライダ１００を横方向(シーク方向)に微小量(例えば、１μｍ程度)移動させることができ、ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、ロードビーム部２０''''とフレクシャ部１０及び荷重曲げ部３０との接合には溶接ではなく、接着等の方法を用いる。
【００５２】
又、前記各実施の形態においては、基部４０としてマウント部４１を用いた場合を例に説明したが、当然ながら、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
即ち、図６に示すように、前記基部４０として、ボイスコイルモーターのベアリングに直接取り付けられるアーム４２を用いることも可能である。図６に示す形態においては、磁気ヘッドサスペンションをかしめによりＥブロックと結合する必要が無く、ハードディスク組立工程を簡素化できる。
【００５３】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６に係る磁気ヘッドサスペンションについて説明する。
図７(a)及び(b)に、本実施の形態６に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''を磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図を示す。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態１〜５におけると同一又は相当部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''は、前記実施の形態３におけると同様、荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０が別体とされている。
但し、本実施の形態に係るヘッドサスペンション１'''''は、前記荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０の一部が互いに重合している点において、前記実施の形態３と構成を異にしている。
【００５５】
即ち、本実施の形態における荷重曲げ部３０は、前記実施の形態３におけると同様、前記基部４０に接合される基端領域３０ａと、該基端領域から先端側に延びる荷重曲げ領域３０ｂと、該荷重曲げ領域３０ｂから先端側へ延びる先端領域３０ｃとを備えた上で、該先端領域３０ｃの一部が前記フレクシャ部１０と重合するようになっている。
【００５６】
つまり、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１'''''においては、互いに別体とされた前記荷重曲げ部３０，前記フレクシャ部１０及び前記ロードビーム部２０が、該ロードビーム部の中間領域において互いに重合され且つ接合されている。なお、該接合は、レーザー光を用いた溶接等により行うことができる。
【００５７】
斯かる本実施の形態においては、前記実施の形態３におけると同様の効果を得つつ、さらに下記効果を得ることができる。
即ち、ロードビーム部２０の中間領域の剛性を増加させることができ、ハードディスク装置内においてディスクの回転により生じる空気流によって該ロードビーム部が振動することを有効に低減できる。従って、ロードビーム部の振動に起因する磁気ヘッドのトラックからの位置ズレを抑制することができる。
【００５８】
好ましくは、図７に示すように、前記荷重曲げ部３０と前記フレクシャ部１０との重合部位においては、上面から下面へ向かって、ロードビーム２０，荷重曲げ部３０及びフレクシャ部１０の順に積層される。
斯かる好ましい態様においては、前記ロードビーム部２０の前記荷重曲げ部３０に対する接合面に段差が生じることを有効に防止できる。
【００５９】
さらに好ましくは、前記荷重曲げ部３０の先端領域３０ｃは、前記フレクシャ部１０における抜き領域１０ｃまで到達するように構成される。
即ち、前記フレクシャ部は、前記各実施の形態におけると同様、基端領域１０ａと、該基端領域の幅方向両端部から先端側へ延びる一対のアーム１０ｂと、該一対のアームの自由端部によって支持される前記磁気ヘッド搭載領域１１とを有し、前記一対のアーム１０ｂの間は中空の抜き領域１０ｃとされている。
そして、前記荷重曲げ部３０の先端領域３０ｃは、前記抜き領域１０ｃ内に臨むように構成される。
斯かる構成を備えることにより、ロードビーム部２０の接合面に段差が生じることをより有効に防止できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る磁気ヘッドサスペンションによれば、ロードビーム部の基端領域を、幅方向に沿って延びる基端短手梁と、該基端短手梁の両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁であって、ロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の基端側方梁とで構成すると共に、ロードビーム部の中間領域を、前記一対の基端側方梁の先端部からロードビーム部の先端側へ延びる一対の中間側方梁であって、ロードビーム部の中央長手軸線と平行となるように又はロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の中間側方梁で構成し、前記基端側方梁は、前記中間側方梁よりもロードビーム部の中央長手軸線に対する傾斜角が大きいものとしたので、ロードビーム部の質量を増加させることなく、ねじれモードの共振周波数を向上させることができる。
【００６１】
又、前記一対の基端側方梁の間を結ぶ補強短手梁、及び／又は、前記一対の基端側方梁のそれぞれと前記基端短手梁の中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁を備えれば、さらにねじれモードの共振周波数を向上させることができる。
さらに、荷重曲げ部とフレクシャ部とを別体で形成すれば、フレクシャ部とは独立して荷重曲げ部の板厚を最適化でき、共振周波数をさらに向上させることができる。
又、ロードビーム部とフレクシャ部との全ての溶接点を、ロードビーム部を構成する梁が交差している部位（結節点）にのみ配置すれば、溶接による梁の歪みを低減することができ、共振周波数特性の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドサスペンションをディスク面とは反対側から視た上面図である。
【図２】図２(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図３】図３(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態３に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態４に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【図５】図５(a)及び(b)は、それぞれ、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図６】図６は、基部としてアームを用いた磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【図７】図(a)及び(b)７は、本発明の実施の形態５に係る磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図及び磁気ディスク側から視た下面図である。
【図８】図８は、従来の磁気ヘッドサスペンションを磁気ディスクとは反対側から視た上面図である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッドサスペンション
１０ フレクシャ部
１１ 磁気ヘッド搭載領域
２０ ロードビーム部
２１ 基端領域
２１ａ 基端短手梁
２１ｂ 一対の基端側方梁
２１ｃ 補強短手梁
２１ｄ 一対の補強傾斜梁
２２ 中間領域
２２ａ 中間側方梁
２２ｂ 第２補強短手梁
２２ｃ 第３補強短手梁
２３ 先端領域
３０ 荷重曲げ部
４０ 基部
４１ マウント
４２ アーム
Claims (11)
- 磁気ヘッド搭載領域を有するフレクシャ部を形成する部材と、
前記フレクシャ部を形成する部材に接合されたロードビーム部を形成する部材と、
先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材に接合され、磁気ヘッドを磁気ディスクに押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部を形成する部材と、
前記荷重曲げ部を形成する部材の基端領域に接合された基部を形成する部材とを備え、
前記ロードビーム部を形成する部材は、前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域に接合される基端領域と、該基端領域から先端側へ延びる中間領域と、該中間領域から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域へ至る先端領域とを含み、
前記基端領域は、幅方向に沿って延びる基端短手梁と、該基端短手梁の両端部からそれぞれロードビーム部の先端側へ延びる一対の基端側方梁であって、ロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の基端側方梁とを有し、
前記中間領域は、前記一対の基端側方梁の先端部からロードビーム部の先端側へ延びる一対の中間側方梁であって、ロードビーム部の中央長手軸線と平行となるように又はロードビーム部の先端側へ行くに従って該ロードビーム部の中央長手軸線に近接するように傾斜された一対の中間側方梁を有しており、
前記基端側方梁は、前記中間側方梁よりもロードビーム部の中央長手軸線に対する傾斜角が大きく、
前記ロードビーム部を形成する部材は、前記基端短手梁と前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とによって囲まれる領域が開口とされ、さらに、前記一対の基端側方梁と前記一対の中間側方梁とがそれぞれ交差する一対の結節点を結ぶように短手方向に延びる補強短手梁と、前記一対の結節点のそれぞれと前記基端短手梁の中心とを結ぶ一対の補強傾斜梁とを備え、
前記荷重曲げ部を形成する部材は、前記ロードビーム部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材とは別体とされ、且つ、前記基部に接合される基端領域と、前記基端領域から先端側へ延びる荷重曲げ領域と、前記荷重曲げ領域から先端側へ延びる先端領域とを含み、
前記荷重曲げ部を形成する部材の前記先端領域が前記ロードビーム部を形成する部材の前記基端領域と重合された状態で前記ロードビーム部を形成する部材の前記梁の結節点において溶接されていることを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。 - 前記荷重曲げ部を形成する部材には、前記補強短手梁及び前記一対の補強傾斜梁に内接する直径の位置決め穴が形成されている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。
- 前記荷重曲げ部を形成する部材の先端領域の一部が前記フレクシャ部を形成する部材に前記ロードビーム部の中間領域において重合されており、
前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域においては、上面から下面へ向かって、前記ロードビーム部を形成する部材、前記荷重曲げ部を形成する部材及び前記フレクシャ部を形成する部材の順に積層されており、
前記フレクシャ部を形成する部材は、基端領域と、該基端領域の幅方向両端部から先端側へ延びる一対のアームと、該一対のアームの自由端部によって支持される前記磁気ヘッド搭載領域とを有し、前記一対のアームの間は、中空の抜き領域とされており、
前記荷重曲げ部の先端領域は、前記抜き領域内に臨むように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンション。 - 前記フレクシャ部を形成する部材には、前記一対の中間側方梁に内接する直径の位置決め穴が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか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、圧電材料で形成されており、
該ロードビーム部における一対の中間側方梁には、それぞれ、対向面に電極が設けら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。 - 前記ロードビーム部は鉄を含む金属によって形成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。
- 前記ロードビーム部はアルミニウムを含む金属によって形成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。
- 前記ロードビーム部はチタンを含む金属によって形成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。
- 前記ロードビーム部はセラミックによって形成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。
- 前記基部はかしめによってＥブロックに取り付けられるように構成されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記荷重曲げ部を形成する部材と前記フレクシャ部を形成する部材との重合領域において、前記荷重曲げ部，前記ロードビーム部及び前記フレクシャ部が接合されていることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
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