JP4838751B2 - Head suspension - Google Patents
Head suspension Download PDFInfo
- Publication number
- JP4838751B2 JP4838751B2 JP2007100746A JP2007100746A JP4838751B2 JP 4838751 B2 JP4838751 B2 JP 4838751B2 JP 2007100746 A JP2007100746 A JP 2007100746A JP 2007100746 A JP2007100746 A JP 2007100746A JP 4838751 B2 JP4838751 B2 JP 4838751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- head suspension
- damping
- main body
- damping ratio
- vibration absorber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
Description
本発明は情報を高密度に記録するハードディスク装置等の情報記録装置を構成する機構部品に関するものである。さらに詳しくいえば、記録/再生ヘッドをディスク面に位置決めする機構に関し、記録/再生ヘッドをその先端に支持し、アクチュエータで揺動運動を行うヘッドサスペンションに関するものである。 The present invention relates to a mechanical component constituting an information recording apparatus such as a hard disk apparatus for recording information with high density. More specifically, the present invention relates to a mechanism for positioning a recording / reproducing head on a disk surface, and relates to a head suspension that supports a recording / reproducing head at its tip and performs a swinging motion by an actuator.
ヘッドサスペンションの機能は、記録/再生ヘッドを備えたヘッドスライダに曲げ弾性部でばね弾性力を与え、フレクシャを介してヘッドスライダを支持位置決めすることである。このためヘッドサスペンションは1次の曲げ振動は低いことが望ましい。そして、その高次モードの固有振動数は極力高く、またねじり振動モードやディスク半径方向に首振りするスウェイモードの固有振動数も極力高くなるように設計される。 The function of the head suspension is to apply a spring elastic force to the head slider provided with the recording / reproducing head at the bending elastic portion, and to support and position the head slider via the flexure. For this reason, it is desirable that the head suspension has a low primary bending vibration. The natural frequency of the higher-order mode is designed to be as high as possible, and the natural frequency of the torsional vibration mode and the sway mode swinging in the radial direction of the disc is designed to be as high as possible.
しかし運転状態においては、ディスクの回転により生じる空気流がヘッドサスペンションに衝突し、ヘッドサスペンションに高周波振動を誘起する。この風乱励起振動の中で、スウェイモードの振動はトラックずれに影響する。しかもスウェイモードの振動数は15kHz以上と高いので、位置決め制御によっては抑圧することが難しい。トラック位置ずれをもたらす他の振動モードとしては、1次のねじり振動モードと2次のねじり振動モードとがある。そしてその振動数は、1次のねじり振動モードは数kHzに、2次のねじり振動モードは十数kHzにある。このうち1次のねじり振動モードに対してはヘッドサスペンションの曲げ弾性部の初期変形形状を調節することにより、振動のノード線をヘッド位置に一致させヘッドのトラックずれに影響しないように設定されるが、設定ばらつきにより完全に除去することは難しく、しばしばトラックずれの要因になっている。 However, in the operating state, the air flow generated by the rotation of the disk collides with the head suspension, and induces high frequency vibrations in the head suspension. Among the turbulent excitation vibrations, the sway mode vibrations affect the track deviation. Moreover, since the frequency of the sway mode is as high as 15 kHz or more, it is difficult to suppress it by positioning control. Other vibration modes that cause the track position shift include a primary torsional vibration mode and a secondary torsional vibration mode. The frequency of the primary torsional vibration mode is several kHz and the secondary torsional vibration mode is tens of kHz. Among these, for the first torsional vibration mode, the initial deformation shape of the bending elastic portion of the head suspension is adjusted so that the vibration node line is matched with the head position so as not to affect the head track deviation. However, it is difficult to remove completely due to variation in setting, which often causes a track shift.
2次のねじり振動モードも同様な調節も可能であるが、必ずしも安定して十分に抑圧することは容易でない。このためサスペンションの振動を励起しないディスク内の空気流動の最適化技術と共に、サスペンションの振動を抑圧する技術として、ロードビームの表面に粘弾性シートを貼り付けることによって固有振動に減衰を与える方法が使用されている。粘弾性シートは広い周波数領域の振動を抑圧できる効果をもつ。しかし、その減衰効果には一定の限界があり、各振動モードに対するモード減衰比は0.01以下となっている。そこで更なる高トラック密度化を実現するためにこれらの振動モードを更に抑圧することが課題となっていた。 The secondary torsional vibration mode can be adjusted in the same manner, but it is not always easy to suppress it stably and sufficiently. For this reason, in addition to the technology for optimizing the air flow in the disk that does not excite the vibration of the suspension, a technique that attenuates the natural vibration by using a viscoelastic sheet attached to the surface of the load beam is used as a technique to suppress the vibration of the suspension. Has been. The viscoelastic sheet has the effect of suppressing vibrations in a wide frequency range. However, the damping effect has a certain limit, and the mode damping ratio for each vibration mode is 0.01 or less. Therefore, it has been a problem to further suppress these vibration modes in order to realize further higher track density.
この課題に対し、動吸振器の原理をヘッドサスペンションの構造に適用することによりこれらの振動モードを更に抑圧する構造が提案されている。図2及び図3はスウェイモードを抑圧するために提案された動吸振器構造の例である。 In response to this problem, there has been proposed a structure that further suppresses these vibration modes by applying the principle of the dynamic vibration absorber to the structure of the head suspension. 2 and 3 are examples of a dynamic vibration absorber structure proposed for suppressing the sway mode.
図2は特許文献1による動吸振器つきヘッドサスペンションで、図2(A)が全体の構造、図2(B)が動吸振器の構造である。サイドレール23の先端の一部をロードビームから切り離し、L字形の片持ち梁である振動ビーム23Cを形成している。この振動ビーム23Cによりサスペンションのスウェイモードの振動に対する付加振動系を構成している。そしてこの振動ビーム23Cの長さをサスペンションのスウェイモードの固有振動数に同調するように設計し、この振動ビーム23Cの平面部に粘弾性シート23dを適度の量だけ貼ることによりスウェイモードの振動振幅を下げられることを実験的・理論的に明らかにしている。
2A and 2B show a head suspension with a dynamic vibration absorber according to
図3は特許文献1で提案されている2次のねじり振動モードに対する動吸振器構造の例である。ロードビーム33の曲げ弾性部33aに近い位置に舌状の梁をくりぬき、この梁の長さを調節して2次のねじり振動モードの固有振動数に同調させている。またこの梁の片面に粘弾性シートを貼り付け、2次のねじり振動モードの共振を抑圧している。
FIG. 3 shows an example of a dynamic vibration absorber structure for the secondary torsional vibration mode proposed in
図4は特許文献2によるスウェイモードに対する動吸振器を付加する例である。ロードビームにT字形の部分をくりぬき、質量部74と弾性部72からなる片持ち梁を構成し、スウェイモードの動吸振器としての付加振動系を構成している。この質量部の質量と弾性部の剛性を調節することにより動吸振器の固有振動数をサスペンションの固有振動数に同調させている。また粘弾性シート88をロードビーム68と動吸振器の面80,84を結合させるように貼り付けることにより減衰を与えている。
FIG. 4 is an example in which a dynamic vibration absorber for the sway mode according to
従来の動吸振器付きヘッドサスペンションは付加振動系に粘弾性シートを貼っている。この粘弾性シートは周囲温度により減衰効果が変化するので、標準温度で最適値に設計したとしても、高温時には最適値より小さくなり、また低温時には最適値より大きくなる。 A conventional head suspension with a dynamic vibration absorber has a viscoelastic sheet attached to an additional vibration system. Since the damping effect of the viscoelastic sheet varies depending on the ambient temperature, even if the viscoelastic sheet is designed to have an optimum value at the standard temperature, it becomes smaller than the optimum value at a high temperature and larger than the optimum value at a low temperature.
更に、ヘッドサスペンションの小型化が進むと、粘弾性シートも小型化する必要が生じるが、現在の加工精度や製造誤差、及び粘弾性シート自体の厚さからそのような小型化した粘弾性シートを製造することは非常に困難である。 Furthermore, as the head suspension becomes smaller, the viscoelastic sheet also needs to be reduced. However, such a reduced viscoelastic sheet is required due to current processing accuracy, manufacturing errors, and the thickness of the viscoelastic sheet itself. It is very difficult to manufacture.
また、粘弾性シートを有する動吸振器だと、粘弾性シートが剥がれたり、貼り忘れてしまったりすると動吸振器としての効果が生じなくなる。更に粘弾性シートを貼るという製作工程が必要とされるために生産コストも高くなり、小型化によって更にコストが増大してしまう。 Further, in the case of a dynamic vibration absorber having a viscoelastic sheet, if the viscoelastic sheet is peeled off or forgotten to be applied, the effect as a dynamic vibration absorber will not be produced. Further, since a manufacturing process of attaching a viscoelastic sheet is required, the production cost is increased, and the cost is further increased by downsizing.
本願発明は温度によって変化しない減衰効果を得られ、且つ簡単な構造で振動モードを更に抑圧できるヘッドサスペンションを提供する。 The present invention provides a head suspension that can obtain a damping effect that does not vary with temperature and that can further suppress vibration modes with a simple structure.
本願発明のヘッドサスペンションは、一端にヘッドスライダを設置し他端にアクチュエータキャリッジを結合する本体部と、この本体部の幅方向に相対的に振動する梁とを備えた、梁の曲げの固有振動数がヘッドサスペンションの固有振動数と同調条件を満たす動吸振器を梁と本体部とで構成し、梁と本体部との間隙の空気膜のスクイーズ減衰効果が動吸振器としての最適減衰条件を満たすようにする。 The head suspension according to the present invention comprises a main body portion having a head slider at one end and an actuator carriage coupled at the other end, and a beam that vibrates relatively in the width direction of the main body portion. A dynamic vibration absorber with a number satisfying the natural frequency of the head suspension and the tuning condition is composed of the beam and the main body, and the squeeze damping effect of the air film in the gap between the beam and the main body determines the optimum damping condition for the dynamic vibration absorber. Try to meet.
つまり、粘弾性シートを貼り付ける代わりに梁とサスペンション本体との間隙にある空気の減衰効果を利用して振動モードを抑圧するようにする。 That is, instead of attaching the viscoelastic sheet, the vibration mode is suppressed using the damping effect of the air in the gap between the beam and the suspension body.
本願発明は、粘弾性材料の代わりに空気膜を使用したので、ダンピング効果が温度により変化するという欠点を除去することができ、周囲温度の影響を受けることのない減衰効果を発揮するヘッドサスペンションを提供することができる。またヘッドサスペンションを製造加工する一連の工程で形成することが出来るので、粘弾性シートを貼るための工程を削除することが出来る。 Since the present invention uses an air film instead of a viscoelastic material, it is possible to eliminate the disadvantage that the damping effect varies with temperature, and to provide a head suspension that exhibits a damping effect that is not affected by the ambient temperature. Can be provided. Moreover, since it can form in a series of processes which manufacture and process a head suspension, the process for sticking a viscoelastic sheet | seat can be deleted.
最初に本願発明を適用するハードディスク装置(HDD)41の機構構成の概要を図1に示す。ハードディスク装置41は、記録媒体であるディスクを回転させるディスクスピンドル機構42、ディスク上にヘッドスライダ44を位置決めするヘッド位置決め機構43を備えている。ヘッド位置決め機構43は揺動アーム形式で、その先端部に設置したヘッドスライダ44をディスクに記録されたトラック位置信号を目標としてディスク半径方向に位置決め制御することにより高トラック密度記録を行っている。このヘッド位置決め機構43の先端側のステンレス板材でできた部分がヘッドサスペンション10である。
FIG. 1 shows an outline of the mechanism configuration of a hard disk device (HDD) 41 to which the present invention is applied first. The
以下、本願発明の実施例及び動吸振器の最適減衰条件とその際の空気膜形状条件について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention and optimum damping conditions of the dynamic vibration absorber and air film shape conditions at that time will be described in detail.
図5(A)は本実施例によるヘッドサスペンションの全体図である。ヘッドサスペンション10は薄いステンレス板材からなる末狭まり形の面をもつロードビーム1、ヘッドスライダ4にフレキシブルなばね弾性力で負荷力を与える曲げ弾性部2、ロードビーム1の曲げ剛性を高める長手方向の側部に設けたサイドレール5、ヘッドサスペンション10をヘッド位置決め機構(図1参照)の根元側にある揺動アクチュエータキャリッジに結合させるベースプレート6からなる。またヘッドサスペンション10の先端にはフレクシャ3を介してヘッドスライダ4が設置されている。ヘッドサスペンション10の機能は、曲げ弾性部2によってヘッドスライダ4に1〜2グラムの負荷力を与え、且つヘッドスライダ4をディスク(図1参照)面内方向には変形することなく支持位置決めすることである。
FIG. 5A is an overall view of the head suspension according to this embodiment. The
図5(B)は図5(A)のロードビーム1の先端の破線7から先にある動吸振器の部分の拡大図である。本実施例に係る動吸振器としての付加振動系は、サイドレール5の先端部に延長するように形成した角状ビームをサイドレール5と間隙9を有して180度折り曲げて形成したヘッドサスペンションの幅方向に振動する片持ち梁のL字形振動ビーム8である。振動ビーム8とサイドレール5との間隙9は、後に述べる空気膜厚さdである。振動ビーム8はその曲げ固有振動数f2がヘッドサスペンション10のスウェイモード固有振動数f1に同調するようにその長さaの値が設計されている。尚、本願明細書において、片持ち梁部とその他の部分とを区別するため、片持ち梁部を除いたヘッドサスペンション10をヘッドサスペンション本体と呼ぶことがある。
FIG. 5B is an enlarged view of the portion of the dynamic vibration absorber that precedes the
ここで同調条件について説明する。当初サスペンション先端にf1の固有振動数(共振周波数)を持つ主振動系のヘッドサスペンションの先端にf2の固有振動数である付加振動系を付けた場合に、f1及びf2近傍の周波数応答特性に共振周波数(共振振動数)f1’,f2’(f2’<f2<f1<f1’)が生じる。今2つの異なる減衰に対してサスペンション本体のスウェイモード振動の周波数応答特性を、縦軸に振幅倍率、横軸に無次元化した励振周波数比(f/f1)を取って描くと、後述するように減衰比ζによって振幅倍率が変化しない2つの定点P,Qが存在する。これらの定点P,Qの振幅倍率は固有振動数の比f2/f1によってのみ変化する。そこでf2/f1を適当に選べば点Pの振幅倍率と点Qの振幅倍率とを等しくすることができる。これらの定点P、Qの振幅倍率が互いに等しくなるように主振動系の共振周波数f1に対して付加振動系の固有振動数f2を決定することを同調といい、定点P、Qの振幅倍率が互いに等しくなる条件を同調条件という。 Here, the tuning condition will be described. When carrying thereon an additional oscillating system is a natural frequency of f 2 initially suspension tip at the distal end of the main vibration system of the head suspension having f natural frequency of 1 (resonance frequency), f 1 and f 2 frequency close Resonance frequencies (resonance frequencies) f 1 ′, f 2 ′ (f 2 ′ <f 2 <f 1 <f 1 ′) occur in the response characteristics. The frequency response characteristics of the sway mode vibration of the suspension body with respect to two different dampings are described below with the vertical axis representing the amplitude magnification and the horizontal axis representing the dimensionless excitation frequency ratio (f / f 1 ). Thus, there are two fixed points P and Q whose amplitude magnification does not change depending on the damping ratio ζ. The amplitude magnifications of these fixed points P and Q change only with the natural frequency ratio f 2 / f 1 . Therefore, if f 2 / f 1 is appropriately selected, the amplitude magnification at the point P and the amplitude magnification at the point Q can be made equal. Determining the natural frequency f 2 of the additional vibration system with respect to the resonance frequency f 1 of the main vibration system so that the amplitude magnifications of these fixed points P and Q are equal to each other is called tuning. A condition where the magnifications are equal to each other is called a tuning condition.
一般にはこれらの定点P,Qは主振動系と付加振動系との共振点ではない。しかし、付加振動系につけた減衰の減衰比を適当に選ぶと2つの共振点、つまり周波数応答特性が極大値を取る横軸(励振周波数比)の値がそれぞれ定点P,Qの近傍となり、且つその振幅倍率は定点P,Qの振幅倍率とほぼ一致する。付加振動系の減衰比をこのような条件に設計することを最適減衰条件という。動吸振器の原理は減衰の小さい主振動系に対して、同調条件と最適減衰条件を満たすような付加振動系をつけて主振動系の広帯域の励振力に対する振動を低減する手法で、単純な直線振動系に対する動吸振器の最適設計条件は機械工学便覧等一般の教科書や参考書に詳しい解説がある。 In general, these fixed points P and Q are not resonance points between the main vibration system and the additional vibration system. However, if the damping ratio of the damping attached to the additional vibration system is appropriately selected, the values of the two resonance points, that is, the horizontal axis (excitation frequency ratio) at which the frequency response characteristic takes the maximum value are close to the fixed points P and Q, respectively. The amplitude magnification substantially coincides with the amplitude magnification of the fixed points P and Q. Designing the damping ratio of the additional vibration system under such conditions is called optimum damping conditions. The principle of the dynamic vibration absorber is a simple method that reduces vibrations against the excitation force in a wide band of the main vibration system by adding an additional vibration system that satisfies the tuning condition and the optimum damping condition to the main vibration system with small damping. The optimum design conditions for dynamic vibration absorbers for linear vibration systems are explained in detail in general textbooks and reference books such as mechanical engineering manuals.
そこで、本実施例による主振動系であるヘッドサスペンションと付加振動系である梁とを直線振動系にモデル化して考える。そうすると、ヘッドサスペンションと梁との同調条件は、梁の一次曲げ振動の等価質量m2のサスペンションのスウェイモードの等価質量m1に対する比m 2 /m 1 をμとするとf2/f1=1/(1+μ)で与えられる。例えばμ=0.05のとき、f2=0.95f1となるように設計すれば同調条件を満たす。この同調条件を満たす固有振動数f2となるよう、振動ビーム8を設計する。
Therefore, the head suspension as the main vibration system and the beam as the additional vibration system according to the present embodiment are modeled into a linear vibration system. Then, the tuning condition of the head suspension and the beam is f 2 / f 1 = 1 when the ratio m 2 / m 1 of the equivalent mass m 2 of the primary bending vibration of the beam to the equivalent mass m 1 of the sway mode of the suspension is μ. / (1 + μ). For example, when μ = 0.05, the tuning condition is satisfied if the design is such that f 2 = 0.95f 1 . The
厚さと幅が一様な片持ち梁の場合、1次曲げ振動の等価質量m2はm2=33ρabh/140で与えられる。また、梁の曲げこわさはk=4Ebh3/a3で与えられる。よって付加振動系の1次曲げの固有振動数(共振周波数)f2は、 In the case of a cantilever having a uniform thickness and width, the equivalent mass m 2 of the primary bending vibration is given by m 2 = 33ρabh / 140. The bending stiffness of the beam is given by k = 4Ebh 3 / a 3 . Therefore, the natural frequency (resonance frequency) f 2 of the primary bending of the additional vibration system is
となる。ここで、hは梁の厚さ、aは梁の長さ、bは梁の幅、Eは梁のヤング率、ρは梁に使用する材料の密度である。式(1)で表されるように、付加振動系の固有振動数f2は梁の幅bには依存せず、厚さhに比例し、長さaの2乗に反比例する。 It becomes. Here, h is the thickness of the beam, a is the length of the beam, b is the width of the beam, E is the Young's modulus of the beam, and ρ is the density of the material used for the beam. As represented by Expression (1), the natural frequency f 2 of the additional vibration system does not depend on the beam width b, but is proportional to the thickness h and inversely proportional to the square of the length a.
図5に示す実施例の場合は理想的な片持ち梁ではないから式(1)からずれる。そこで、式(1)を用いて一次近似的に同調条件を満たす固有振動数f2を求め、この近傍で実際のサスペンションの周波数応答を解析し、スウェイモードの共振周波数近傍に生じる定点P,Qの応答倍率が等しくなる同調条件を満たすように梁の長さaを決定する。実際のサスペンションのスウェーモードの等価質量m2は簡単に求めることができないので、付加振動系の梁形状を同調条件を満たすように設計し、f2/f1=1/(1+μ)の関係式や定点P,Qの大きさと等価質量比m2の関係式から質量比μを求める。本実施形態にて使用した長さ14mm、板の厚さが38μmのサスペンションの場合、スウェイモードの固有振動数f1は約18kHzであり、最適同調条件を満たす付加振動ビームの長さaは1.1〜1.3mmであった。 In the case of the embodiment shown in FIG. 5, since it is not an ideal cantilever, it deviates from the equation (1). Therefore, the natural frequency f 2 that satisfies the tuning condition in a first order approximation is obtained using the equation (1), the frequency response of the actual suspension is analyzed in the vicinity, and the fixed points P and Q generated in the vicinity of the resonance frequency of the sway mode. The length a of the beam is determined so as to satisfy the tuning condition in which the response magnifications are equal. Since the equivalent mass m 2 of the sway mode of the actual suspension cannot be easily obtained, the beam shape of the additional vibration system is designed to satisfy the tuning condition, and the relational expression of f 2 / f 1 = 1 / (1 + μ) The mass ratio μ is obtained from the relational expression between the size of the fixed points P and Q and the equivalent mass ratio m 2 . In the case of the suspension having a length of 14 mm and a plate thickness of 38 μm used in this embodiment, the natural frequency f 1 of the sway mode is about 18 kHz, and the length a of the additional vibration beam that satisfies the optimum tuning condition is 1 0.1 to 1.3 mm.
また本願発明では、付加振動系の振動ビーム8とサイドレールとの間隙9の幅を振動ビーム8が曲げ振動したときに、この間隙9の空気のスクイーズ減衰効果が最適減衰となるように設計する。この最適減衰とは、上記の定点P,Qに共振のピークがくるような減衰である。実際のサスペンションに対する動吸振器の設計では、最適減衰は付加振動系に作用する減衰を変化させて試行錯誤的に求めることができる。
In the present invention, the width of the
直線振動系のモデルに基づき、付加振動系の1次曲げ振動に対する空気膜減衰の減衰比をζとすると、スウェイモードの振幅倍率(共振倍率)が最小となる最適減衰比ζOPは、付加振動系の主振動系に対する等価質量比μを用いて[3μ/8(1+μ)3]1/2で与えられる。このときの定点P,Qが共振となり、周波数応答特性の最大振幅(振幅倍率)はこれら定点P,Qの高さとなる。そしてこの時の振幅倍率は[(2+μ)/μ]1/2で与えられる。例えば付加振動系の等価質量m2に対するヘッドサスペンションの等価質量m1の比μ=m2/m1が0.05の場合、最適減衰比はζOP=0.127となり、このとき励振力の静的変位に対するスウェイモード共振における振幅倍率は6.4となる。 Based on the model of the linear vibration system, when the damping ratio of the air film damping to the primary bending vibration of the additional vibration system is ζ, the optimum damping ratio ζ OP that minimizes the amplitude magnification (resonance magnification) of the sway mode is the additional vibration Using the equivalent mass ratio μ of the system to the main vibration system, [3μ / 8 (1 + μ) 3 ] 1/2 is given. The fixed points P and Q at this time become resonance, and the maximum amplitude (amplitude magnification) of the frequency response characteristic is the height of these fixed points P and Q. The amplitude magnification at this time is given by [(2 + μ) / μ] 1/2 . For example, when the ratio μ = m 2 / m 1 of the equivalent mass m 1 of the head suspension to the equivalent mass m 2 of the additional vibration system is 0.05, the optimum damping ratio is ζ OP = 0.127, and at this time, the excitation force The amplitude magnification in the sway mode resonance with respect to the static displacement is 6.4.
次にこの最適減衰比を与える間隙9つまり梁8とサイドレール5との距離、即ち空気膜の厚さdの設計法について説明する。一般に長さ(梁の長さ)l,幅b(=梁の幅b=間隙9の幅),厚さdの空気膜がその厚さ方向に周波数fで微小振動した時に生じる減衰係数c(Ns/mm)は、近似的に
Next, a design method for the
で与えられる。ここでδ=b/l,σ=24πμafb2/(pad2),但し、μa:空気の粘性係数,pa:周囲圧力である。
Given in. Here δ = b / l, σ = 24πμ a
動吸振器の最適減衰の大きさは付加振動系の減衰比で一般的に表現できる。付加振動系の等価質量をm2,等価剛性をk2とすれば減衰比ζは、 The magnitude of the optimum damping of the dynamic vibration absorber can be generally expressed by the damping ratio of the additional vibration system. If the equivalent mass of the additional vibration system is m 2 and the equivalent stiffness is k 2 , the damping ratio ζ is
で与えられる。 Given in.
図6は、厚さ38μm、長さa=1.2〜1.5mmのステンレス製片持ち梁の先端から0.8mmの長さ(空気膜長さlに相当する)の側面に厚さdの空気膜があり、梁先端部と同じ振動振幅で空気膜厚さdが一様に正弦波振動していると仮定したときの減衰係数cを式(2)から計算し、更に片持ち梁形付加振動系の固有振動数を求める式(1)と上記の等価質量m2から式(3)を用いて減衰比ζを求め、梁の幅bと梁8とサイドレール5との間隙9に存在する空気膜の厚さdとの関数として示したものである。式(1)によれば、梁の長さが1.2mmのときの1次曲げの固有振動数は23.5kHz、梁の長さaが1.5mmのときはf2=15.0kHzであった。図6では、パラメータとして片持ち梁の固有振動数f2と梁の幅bをとっている。この図から、梁の1次曲げ振動に与えられる減衰の大きさは梁の幅bによっても異なることが分かる。また、周波数が高い方が減衰を強くする必要があり、空気膜の厚さdを小さくする必要がある。
FIG. 6 shows a thickness d on the side of a length of 0.8 mm (corresponding to the air film length l) from the tip of a stainless steel cantilever having a thickness of 38 μm and a length a = 1.2 to 1.5 mm. The damping coefficient c when assuming that the air film thickness d is uniformly sinusoidally oscillating with the same vibration amplitude as that of the beam tip is calculated from the equation (2). The damping ratio ζ is obtained from the equation (1) for obtaining the natural frequency of the shaped additional vibration system and the above-described equivalent mass m 2 using the equation (3), and the beam width b and the
いま、付加振動系の等価質量比をμ=0.05とし、サスペンション振動の最大振幅倍率を最小の6.4に押さえるためには、空気膜による梁の減衰比を最適減衰比のζop=0.127に設計すればよい。同調条件及び図6から、この最適減衰比を得るには梁の長さaが1.2mm、梁の固有振動数f2を23.5kHzとし、梁の幅bが0.1mm,0.2mm及び0.4mmのとき空気膜の厚さdは、それぞれ2.89(≒3)μm,5.48(≒5.5)μm及び10.4(≒10)μmである。 Now, to set the equivalent mass ratio of the additional vibration system to μ = 0.05 and to suppress the maximum amplitude magnification of the suspension vibration to the minimum 6.4, the beam damping ratio by the air film is set to the optimum damping ratio ζ op = What is necessary is just to design to 0.127. From the tuning conditions and FIG. 6, to obtain this optimum damping ratio, the beam length a is 1.2 mm, the beam natural frequency f 2 is 23.5 kHz, and the beam width b is 0.1 mm and 0.2 mm. And 0.4 mm, the thickness d of the air film is 2.89 (≈3) μm, 5.48 (≈5.5) μm, and 10.4 (≈10) μm, respectively.
所望の減衰比ζを与える空気膜幅bと厚さ(間隙)dの一般的な関係を考察する。式(2)において、多くの場合δ≦0.5なのでδ2≒0とし、また、σは振動数とb/dの2乗に比例するが、振動数が23.4kHzの場合にもb/d<50のときにはσ<1.0なのでσ2≒0と見なせる。よって式(2)は近似的に Consider the general relationship between the air film width b and thickness (gap) d that gives the desired damping ratio ζ. In the expression (2), since δ ≦ 0.5 in many cases, δ 2 ≈0, and σ is proportional to the frequency and the square of b / d. However, even when the frequency is 23.4 kHz, b When / d <50, σ <1.0, so σ 2 ≈0. Therefore, equation (2) is approximately
で表される。一方、式(3)の減衰比ζの式において、付加振動系の等価質量m2はスクイーズ空気膜の長さlに比例すると考えられるから、これを考慮して式(4)を式(3)へ代入すると It is represented by On the other hand, in the expression of the damping ratio ζ in the expression (3), the equivalent mass m 2 of the additional vibration system is considered to be proportional to the length l of the squeezed air film. )
となる。即ち減衰比ζは空気膜の幅と間隙の比(b/d)の3乗に比例し、付加振動系の固有振動数f2に反比例する。先にも述べた様に図6において、23.5kHzのときの曲線が最適値ζ=0.127を与える間隙dの値は、b=0.4,0.2,0.1mmのときにそれぞれ、10.4,5.48,2.89μmとなる。ここでb/dを計算すると、それぞれの時に38,36,34となり、殆ど同じ値をとることから、式(5)の妥当性が検証できる。よって空気膜形状を最適減衰条件として設計する場合には、梁の幅bを間隙dのおよそ34倍にすればよい。 It becomes. In other words, the damping ratio ζ is proportional to the cube of the air film width / gap ratio (b / d) and inversely proportional to the natural frequency f 2 of the additional vibration system. As described above, in FIG. 6, the value of the gap d at which the curve at 23.5 kHz gives the optimum value ζ = 0.127 is when b = 0.4, 0.2, 0.1 mm. These are 10.4, 5.48, and 2.89 μm, respectively. When b / d is calculated here, it becomes 38, 36, and 34 at each time, and takes almost the same value. Therefore, the validity of the expression (5) can be verified. Therefore, when designing the air film shape as the optimum attenuation condition, the beam width b may be about 34 times the gap d.
ここで、制振効果が得られるこれらの減衰比ζの設定領域に対応するスクイーズ空気膜の設計条件を、図6においてf2≒f1=23.5kHz、ζ=0.127のときb/d=34(d/b=1/34)であることから簡易式(5)を用いて求めると、ζ=0.025のときb/d=21.5で、ζ=0.67のときb/d=64.4となる。これは付加振動系の固有振動数が23.5kHzの場合であるが、スウェイモードの固有振動数の18.0kHzの場合には、式(5)からζ=0.025(0.127の約1/5)のときb/d=20で、ζ=0.67(0.127の約5.3倍)のときb/d=59となる。これらのことから、23.5kHz近傍のスウェイモードのための動吸振器にはb/d=21.5〜64.4の範囲に設計すればよいといえる。つまり、間隙dを梁の幅bの1/64.4〜1/21.5の範囲とすればよい。また、18kHz近傍のスウェイモードのための動吸振器にはb/d=20〜59の範囲に設計すればよいといえる。つまり、間隙dを梁の幅bの1/59〜1/20の範囲とすればよい。 Here, the design conditions of the squeeze air film corresponding to the set region of these damping ratios ζ from which the damping effect can be obtained are b / when f 2 ≈f 1 = 23.5 kHz and ζ = 0.127 in FIG. Since d = 34 (d / b = 1/34), when calculated using the simplified formula (5), b / d = 21.5 when ζ = 0.025, and ζ = 0.67. b / d = 64.4. This is the case where the natural frequency of the additional vibration system is 23.5 kHz, but in the case of the natural frequency of 18.0 kHz in the sway mode, ζ = 0.025 (approximately 0.127 of 0.127) from the equation (5). When 1/5), b / d = 20, and when ζ = 0.67 (about 5.3 times 0.127), b / d = 59. From these, it can be said that the dynamic vibration absorber for the sway mode near 23.5 kHz may be designed in the range of b / d = 21.5 to 64.4. That is, the gap d may be in the range of 1 / 64.4 to 1 / 21.5 of the beam width b. Further, it can be said that the dynamic vibration absorber for the sway mode near 18 kHz may be designed in the range of b / d = 20 to 59. That is, the gap d may be in the range of 1/59 to 1/20 of the beam width b.
なお、スウェイモード共振倍率を他の値αに設計するには、最大振幅の振幅倍率と同じくα=[(2+μ)/μ]1/2を満たす質量比μαとなるように付加振動系を設計し、このμαに対して同調条件を満たすように付加振動系の固有振動数を設計する。次にこの場合の最適減衰比ζOPは[3μα/8(1+μα)3]1/2で与えられるから、図6の特性から減衰比ζがこの値となるような空気膜の幅b及び厚さdを設計すればよい。 In order to design the sway mode resonance magnification to another value α, the additional vibration system should be set so that the mass ratio μ α satisfies α = [(2 + μ) / μ] 1/2 as the amplitude magnification of the maximum amplitude. design, to design a natural frequency of the additional vibration system so as to satisfy the tuning conditions for this mu alpha. Next, since the optimum damping ratio ζ OP in this case is given by [3 μ α / 8 (1 + μ α ) 3 ] 1/2 , the width b of the air film at which the damping ratio ζ becomes this value from the characteristics of FIG. And the thickness d may be designed.
ただし、このような設計法は主振動系と付加振動系の等価質量比がモード解析等により計算可能な場合である。等価質量比が計算できない場合には付加振動系の大きさ(図5の実施例1では梁の幅を変化させると等価質量が変化する)を変化させ、周波数応答特性の定点P,Qが等しい高さになるように固有振動数f2を設計したときにこれら定点P,Qの高さが所望の共振倍率以下となるように、試行的に付加振動系の形状を設計する。 However, such a design method is used when the equivalent mass ratio between the main vibration system and the additional vibration system can be calculated by mode analysis or the like. When the equivalent mass ratio cannot be calculated, the size of the additional vibration system (in Example 1 in FIG. 5, the equivalent mass changes when the beam width is changed) is changed, and the fixed points P and Q of the frequency response characteristics are equal. these fixed points P when designing the natural frequency f 2 such that the height, so that the height of Q is equal to or less than the desired resonant magnification, designing the trial added vibration system shape.
次に動吸振器による周波数応答の制振効果及び設計状態が同調条件と最適減衰条件からずれたときの制振効果を議論するために、付加振動系の等価質量比μ=m2/m1=0.05のときの主振動系の励振力による周波数応答特性を図7、図8、図9に示す。図7は同調条件f2/f1=1/(1+μ)=0.952が厳密に満たされているとき、付加振動系の減衰比ζを変化させたときの周波数応答特性で、静的な力に対する変位に対する振幅比で示している。図8は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より5%大きいf2/f1=1.000とした場合の周波数応答特性である。また図9は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より5.4%小さいf2/f1=0.900とした場合の周波数応答特性である。 Next, in order to discuss the damping effect of the frequency response by the dynamic vibration absorber and the damping effect when the design state deviates from the tuning condition and the optimum damping condition, the equivalent mass ratio of the additional vibration system μ = m 2 / m 1 FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 show frequency response characteristics depending on the excitation force of the main vibration system when = 0.05. FIG. 7 is a frequency response characteristic when the tuning condition f 2 / f 1 = 1 / (1 + μ) = 0.95 is strictly satisfied and the damping ratio ζ of the additional vibration system is changed. It is shown as an amplitude ratio to displacement against force. FIG. 8 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is f 2 / f 1 = 1.000, which is 5% larger than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.952. FIG. 9 is a frequency response characteristic when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is 5.4% smaller than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.952, f 2 / f 1 = 0.900. .
まず、図7から、同調条件下では減衰比ζが最適値ζop=0.127のときには定点P,Qの振幅倍率が極大値6.4となる。現在用いられている粘弾性シートをサスペンションに貼った場合には振幅倍率は50以上だから、本実施例の動吸振器によって顕著に制振されることが分かる。また減衰比ζが最適値の2倍の0.254、或いは1/2の0.064となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ10.4と9.5である。更に減衰比ζが最適値の1/4の0.032、或いは4倍の0.508となった場合にも振幅倍率は最大で20.5と17.5である。そして減衰比ζが最適値の1/8の0.016、或いは8倍の1.016となった場合にも振幅倍率は最大で26.2と39.2であり、本実施例の動吸振器による十分な制振効果があることが分かる。 First, from FIG. 7, under the tuning condition, when the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.127, the amplitude magnification of the fixed points P and Q becomes the maximum value 6.4. When the currently used viscoelastic sheet is attached to the suspension, the amplitude magnification is 50 or more, so that it can be seen that the vibration absorber of this embodiment is significantly suppressed. Further, when the damping ratio ζ is 0.254 which is twice the optimum value or 0.064 which is 1/2, the maximum amplitude magnification is 10.4 and 9.5, respectively. Further, the amplitude magnification is 20.5 and 17.5 at the maximum even when the damping ratio ζ is 0.032 that is ¼ of the optimum value, or 0.508 that is four times the optimum value. Even when the damping ratio ζ is 0.016, which is 1/8 of the optimum value, or 1.016, which is 8 times, the maximum amplitude magnification is 26.2 and 39.2. It can be seen that there is sufficient vibration suppression effect by the device.
次に図8に示す様に、付加振動系の固有振動数が主振動系の固有振動数に対して5%増加した場合には点Pでは振幅倍率が増大し、点Qでは振幅倍率が減少する。しかし、最適減衰比ζOP=0.127では振幅倍率の極大値は点P,Qからはほとんどずれない。この振幅倍率の最大値はP点で8.9と最適同調条件の場合に対しておよそ1.3倍となる。また、この状態で減衰比ζが最適値ζOP0.127の2倍である0.254に増加又は1/2の0.064に減少すると振幅倍率の最大値はそれぞれ11.5、12.6となる。更に減衰比ζが最適値ζOPの4倍である0.508又は1/4の0.032に変化しても、振幅倍率の最大値はそれぞれ21.9、21.0であることが分かる。また、減衰比ζが最適値ζOP1/8である0.016でも振幅倍率は35.1である。よって減衰比ζが最適値ζOPの1/8〜4倍の範囲では、本実施例の動吸振器による十分な制振効果があることが分かる。そして減衰比ζが最適値ζOPの8倍である1.016でも振幅倍率は45.3であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。
Next, as shown in FIG. 8, when the natural frequency of the additional vibration system increases by 5% with respect to the natural frequency of the main vibration system, the amplitude magnification increases at point P, and the amplitude magnification decreases at point Q. To do. However, at the optimum damping ratio ζ OP = 0.127, the maximum value of the amplitude magnification hardly deviates from the points P and Q. The maximum value of the amplitude magnification is 8.9 at the point P, which is about 1.3 times that of the optimum tuning condition. In this state, when the damping ratio ζ increases to 0.254, which is twice the optimum value ζ OP 0.127, or decreases to ½, 0.064, the maximum value of the amplitude magnification is 11.5, 12. 6 Furthermore, even if the damping ratio ζ changes to 0.508, which is four times the optimum value ζ OP , or 0.032, which is 1/4, it can be seen that the maximum value of the amplitude magnification is 21.9 and 21.0, respectively. . Further, even when the attenuation ratio ζ is 0.016 which is the
また、図9に示す様に、付加振動系の固有振動数が主振動系の固有振動数に対して5%減少した場合には点Qでは振幅倍率が増大し、点Pでは振幅倍率が減少する。しかし、最適減衰比ζOP=0.127では極大値は点P、Qからはやはりほとんどずれない。振幅倍率の最大値はQ点近傍で生じ9.3となり、最適同調条件に対しておよそ1.5倍となる。また、この状態で減衰比ζが最適値ζOP0.127の2倍である0.254に増加又は1/2である0.064に増加すると振幅倍率の最大値はそれぞれ10.7、14.7となる。更に減衰比ζが最適値ζOPの4倍である0.508又は1/4である0.032に変化しても、振幅倍率の最大値はそれぞれ20.0、26.9である。減衰比ζがζOPの8倍である1.016でも振幅倍率は38.0である。よって減衰比ζが最適値ζOPの1/4〜4倍の範囲では、動吸振器による十分な制振効果があることが分かる。そして減衰比ζがζOPの1/8である0.016でも振幅倍率は51.3であり、粘弾性シートと同程度に制振されることが分かる。 As shown in FIG. 9, when the natural frequency of the additional vibration system is reduced by 5% with respect to the natural frequency of the main vibration system, the amplitude magnification is increased at the point Q, and the amplitude magnification is decreased at the point P. To do. However, at the optimum damping ratio ζ OP = 0.127, the local maximum value hardly deviates from the points P and Q. The maximum value of the amplitude magnification occurs near the Q point and is 9.3, which is approximately 1.5 times the optimum tuning condition. In this state, when the damping ratio ζ increases to 0.254, which is twice the optimum value ζ OP 0.127, or increases to 0.064, which is 1/2, the maximum value of the amplitude magnification is 10.7, 14 respectively. .7. Furthermore, even if the damping ratio ζ changes to 0.508 which is four times the optimum value ζ OP or 0.032 which is ¼, the maximum value of the amplitude magnification is 20.0 and 26.9, respectively. Even when the damping ratio ζ is 1.016, which is 8 times ζ OP, the amplitude magnification is 38.0. Therefore, it can be seen that when the damping ratio ζ is in the range of 1/4 to 4 times the optimum value ζ OP , there is a sufficient vibration damping effect by the dynamic vibration absorber. It can be seen that even when the damping ratio ζ is 0.016 which is 1/8 of ζ OP, the amplitude magnification is 51.3, which is the same as that of the viscoelastic sheet.
以上のことから、付加振動系の同調条件を最適値ζOPの±5%以内となるように設計し、減衰比ζが最適値ζOPの1/2〜2倍の範囲とすれば、最大の振幅倍率を15以下の範囲に抑圧することができる。更に減衰比ζが最適値ζOPの1/4〜4倍の範囲となっていれば十分な効果が得られる。 From the above, if the tuning condition of the additional vibration system is designed to be within ± 5% of the optimum value ζ OP and the damping ratio ζ is in the range of 1/2 to 2 times the optimum value ζ OP , the maximum Can be suppressed to a range of 15 or less. Furthermore, if the damping ratio ζ is in the range of 1/4 to 4 times the optimum value ζ OP, a sufficient effect can be obtained.
図10は付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より10%大きいf2/f1=1.050とした場合の周波数応答特性である。また図11は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より10%小さいf2/f1=0.857とした場合の周波数応答特性である。 FIG. 10 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is f 2 / f 1 = 1.050, which is 10% larger than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.952. FIG. 11 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is f 2 / f 1 = 0.857 which is 10% smaller than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.952.
図10よりf2/f1=1.050とした場合、点Pでは振幅倍率が増大し、点Qでは振幅倍率が減少し、減衰比ζが最適値ζop=0.127のときには定点Pの振幅倍率が約14となる事が分かる。減衰比ζが最適値ζopの2倍となる0.254となった場合にも最大振幅倍率はほぼζopと同様の13程度である。また、減衰比ζが最適値ζopの1/2の0.064、或いは4倍の0.508となった場合には、最大振幅倍率はそれぞれ19、24程度であり、十分な制振効果があることが分かる。更に減衰比ζが最適値の1/4の0.032、或いは8倍の1.016となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ34、42程度であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。 As shown in FIG. 10, when f 2 / f 1 = 1.050, the amplitude magnification increases at point P, the amplitude magnification decreases at point Q, and when the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.127, the fixed point P It can be seen that the amplitude magnification of is about 14. Even when the damping ratio ζ becomes 0.254, which is twice the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is about 13 which is almost the same as ζ op . In addition, when the damping ratio ζ is 0.064 that is 1/2 of the optimum value ζ op , or 0.508 that is four times the maximum value, the maximum amplitude magnification is about 19 and 24, respectively. I understand that there is. In addition, when the damping ratio ζ is 0.032, which is 1/4 of the optimum value, or 1.016, which is eight times, the maximum amplitude magnification is about 34 and 42, respectively, which is more than the same level as the viscoelastic sheet. You can see that it is shaken.
図11よりf2/f1=0.857とした場合、点Pでは振幅倍率が減少、点Qでは振幅倍率が増大し、減衰比ζが最適値ζop=0.127のときには定点Qの振幅倍率が約13となる。また減衰比ζが最適値ζopの2倍である0.254となった場合の最大振幅倍率は、ζopより若干小さい12程度である。また減衰比ζが最適値ζopの4倍である0.508、或いは1/2である0.064となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ20、21程度であり、十分な制振効果があることが分かる。更に減衰比ζが最適値の1/4の0.032、或いは8倍の1.016となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ39、37程度であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。 As shown in FIG. 11, when f 2 / f 1 = 0.857, the amplitude magnification decreases at point P, the amplitude magnification increases at point Q, and when the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.127, The amplitude magnification is about 13. When the damping ratio ζ is 0.254, which is twice the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is about 12 which is slightly smaller than ζ op . In addition, when the damping ratio ζ is 0.508, which is four times the optimum value ζ op , or 0.064, which is 1/2, the maximum amplitude magnification is about 20 and 21, respectively. I understand that there is. In addition, when the damping ratio ζ is 0.032 that is ¼ of the optimum value, or 1.016 that is 8 times, the maximum amplitude magnification is about 39 and 37, respectively, which is more than the same level as the viscoelastic sheet. You can see that it is shaken.
図10及び図11の結果から、付加振動系の同調条件を最適値ζOPの±10%以内に設計し、減衰比ζが最適値ζOPの1/2〜4倍の範囲となっていれば十分な制振効果が得られることが分かる。 From the results of FIGS. 10 and 11, the tuning condition of the additional vibration system is designed to be within ± 10% of the optimum value ζ OP , and the damping ratio ζ is in the range of 1/2 to 4 times the optimum value ζ OP. It can be seen that sufficient damping effect can be obtained.
また、図8乃至図11から、減衰比ζが最適値ζOPから小さくなる方向に変位した場合には、変位量に従って最大振幅倍率が増加するが、最適値ζOPから大きくなる方向に変位した場合、最大振幅倍率はあまり変化しないことが分かった。 Further, from FIGS. 8 to 11, when the damping ratio ζ is displaced in the direction of decreasing from the optimum value ζ OP, the maximum amplitude magnification increases according to the amount of displacement, but is displaced in the direction of increasing from the optimum value ζ OP . In this case, it was found that the maximum amplitude magnification did not change much.
確認のため、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より15%大きいf2/f1=1.095とした場合の周波数応答特性を図12に、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.952より15%小さいf2/f1=0.809とした場合の周波数応答特性を図13に示す。やはり減衰比ζが最適値ζOPより小さくなると最大振幅倍率は更に増大するが、最適値ζOPよりも大きな側での最大振幅倍率の増加は小さい事が分かる。また、付加振動系の同調条件が最適値ζOPの±15%以内にであっても、減衰比ζが最適値ζOPの1/2〜4倍の範囲となっていれば最大振幅倍率は30以下であり、十分な制振効果が得られることが分かる。
For confirmation, Figure 12 the frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system was tuned condition f 2 /
次に、スクイーズ空気膜減衰の式(2)と図6を用いて、動吸振器の制振効果が得られる減衰比ζが得られるスクイーズ空気膜の一般的な設計条件を考察する。動吸振器としての付加振動系を形成する梁は、サスペンション先端に重量物を設けたくないので、なるたけ軽く(サスペンションと同じ材料で形成するのであれば小さく)することが望ましい。しかし、小さすぎると抑圧効果が低下してしまうので、適当な空気膜減衰を与える梁を作成することが困難になる。よって磁気ディスク装置のサスペンションに適用する場合は、サスペンションのスウェイモードの等価質量m1に対する梁の等価質量m2の比μ=m 2 /m 1 は、0.03〜0.1の範囲が実用的である。この範囲のμにおける最適減衰比ζOPは、[3μ/8(1+μ)3]1/2の式より、0.102〜0.168となる。以下、サスペンションのスウェイモードの等価質量m1に対する梁の等価質量m2の比μを0.05から変化させた場合の振幅倍率を検討する。 Next, a general design condition of the squeezed air film for obtaining the damping ratio ζ for obtaining the damping effect of the dynamic vibration absorber will be considered using the squeezed air film damping equation (2) and FIG. Since the beam forming the additional vibration system as the dynamic vibration absorber does not want to provide a heavy object at the tip of the suspension, it is desirable to make it as light as possible (small if it is made of the same material as the suspension). However, if it is too small, the suppression effect will be reduced, and it will be difficult to create a beam that provides adequate air film attenuation. Therefore, when applied to the suspension of the magnetic disk device, the ratio μ = m 2 / m 1 of the equivalent mass m 2 of the beam to the equivalent mass m 1 of the suspension sway mode is practically in the range of 0.03 to 0.1. Is. The optimum damping ratio ζ OP in μ in this range is 0.102 to 0.168 from the formula [3 μ / 8 (1 + μ) 3 ] 1/2 . Hereinafter, the amplitude magnification when the ratio μ of the equivalent mass m 2 of the beam to the equivalent mass m 1 of the sway mode of the suspension is changed from 0.05 will be examined.
図14は、μを2倍の0.1にして同調条件を満たす場合の結果である。μが0.1の場合、同調条件f2/f1=1/(1+μ)=0.909となり、最適減衰比ζOPは、[3μ/8(1+μ)3]1/2=0.168となる。図15は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.909より10%大きいf2/f1=1.00とした場合の周波数応答特性である。また図16は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.909より10%小さいf2/f1=0.82とした場合の周波数応答特性である。 FIG. 14 shows the result when μ is doubled to 0.1 and the tuning condition is satisfied. When μ is 0.1, the tuning condition f 2 / f 1 = 1 / (1 + μ) = 0.909, and the optimum damping ratio ζ OP is [3μ / 8 (1 + μ) 3 ] 1/2 = 0.168. It becomes. FIG. 15 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is 10% larger than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.909 and f 2 / f 1 = 1.00. FIG. 16 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is f 2 / f 1 = 0.82 which is 10% smaller than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.909.
図14の結果から、μ=0.1で同調条件下の減衰比ζが最適値ζop=0.168のときには定点P,Qの振幅倍率が4.6となる。減衰比ζが最適値ζopの2倍となる0.336となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/2となる0.084となった場合の最大振幅倍率は、それぞれ7.1,7.2とほぼ同じ値である。また、減衰比ζが最適値ζopの4倍である0.671となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/4である0.042となった場合の最大振幅倍率は、それぞれ14.1と10.2である。そして、減衰比ζが最適値ζopの8倍である1.343となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/8である0.021となった場合の最大振幅倍率は、それぞれ27.7、18.0であり、十分な制振効果があることが分かる。更に減衰比ζが最適値の1/16の0.010となった場合にも最大振幅倍率は、それぞれ44.5であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。 From the result of FIG. 14, when μ = 0.1 and the damping ratio ζ under the tuning condition is the optimum value ζ op = 0.168, the amplitude magnification of the fixed points P and Q is 4.6. The maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.336, which is twice the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ becomes 0.084, which is ½ of the optimum value ζ op , respectively. The values are almost the same as 7.1 and 7.2. Further, the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.671 which is four times the optimum value ζ op and when the damping ratio ζ becomes 0.042 which is ¼ of the optimum value ζ op is , 14.1 and 10.2, respectively. When the damping ratio ζ becomes 1.343, which is eight times the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ becomes 0.021, which is 1/8 of the optimum value ζ op , , 27.7 and 18.0, respectively, indicating that there is a sufficient damping effect. Furthermore, it can be seen that when the damping ratio ζ is 0.010 which is 1/16 of the optimum value, the maximum amplitude magnification is 44.5, respectively, and the vibration is suppressed to the same level or more as the viscoelastic sheet.
また図15の結果から、f2/f1=1.00とした場合、μ=0.1で減衰比ζが最適値ζop=0.168のときには定点Pの振幅倍率が7.4となる。減衰比ζが最適値ζopの2倍となる0.336となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/2となる0.084となった場合の最大振幅倍率は、それぞれ8.6,9.2となる。また、減衰比ζが最適値ζopの4倍となる0.671となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/4となる0.042となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ15.7と18.6である。そして、減衰比ζが最適値ζopの8倍である1.343となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/8である0.021となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ30.8、32.1であり、十分な制振効果があることが分かる。更に減衰比ζが最適値ζopの1/16の0.010となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ46.3であり、粘弾性シートと同程度に制振されることが分かる。 From the result of FIG. 15, when f 2 / f 1 = 1.00, when μ = 0.1 and the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.168, the amplitude magnification of the fixed point P is 7.4. Become. The maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.336, which is twice the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ becomes 0.084, which is ½ of the optimum value ζ op , respectively. 8.6 and 9.2. Further, the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.671 which is four times the optimum value ζ op and when the damping ratio ζ becomes 0.042 which becomes ¼ of the optimum value ζ op is 15.7 and 18.6, respectively. When the damping ratio ζ becomes 1.343, which is eight times the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ becomes 0.021, which is 1/8 of the optimum value ζ op , It is 30.8 and 32.1 respectively, and it can be seen that there is a sufficient damping effect. Further, when the damping ratio ζ becomes 0.010 which is 1/16 of the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is 46.3, respectively, and it can be seen that vibration is suppressed to the same extent as the viscoelastic sheet.
そして図16の結果から、f2/f1=0.82とした場合、μ=0.1で減衰比ζが最適値ζop=0.168のときには定点P,Qの振幅倍率が7.6となる。減衰比ζが最適値ζopの2倍の0.336となった場合の最大振幅倍率は7.5となる。減衰比ζが最適値ζopの1/2の0.084となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの4倍の0.671となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ12.8,13.1となる。減衰比ζが最適値ζopの1/4の0.042となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの8倍の1.343となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ23.4と24.9であり、十分な制振効果があることが分かる。そして、減衰比ζが最適値ζopの1/8の0.021となった場合の最大振幅倍率は43.5であり、粘弾性シートと同程度に制振されることが分かる。尚、減衰比ζが最適値ζopの1/16の0.010となった場合には、最大振幅倍率が71.2となる。 From the results of FIG. 16, when f 2 / f 1 = 0.82, when μ = 0.1 and the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.168, the amplitude magnification of the fixed points P and Q is 7. 6 When the damping ratio ζ is 0.336, which is twice the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is 7.5. The maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.084 which is 1/2 of the optimum value ζ op and when the damping ratio ζ becomes four times the optimum value ζ op is 0.671, respectively. , 13.1. The maximum amplitude magnification is 23.4 when the damping ratio ζ becomes 0.042, which is 1/4 of the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ becomes 1.343, which is eight times the optimum value ζ op. 24.9, indicating that there is a sufficient damping effect. When the damping ratio ζ is 0.021 which is 1/8 of the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is 43.5, and it can be seen that vibration is suppressed to the same extent as the viscoelastic sheet. When the damping ratio ζ becomes 0.010 which is 1/16 of the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is 71.2.
図14〜図16の結果から、μを1.0として、付加振動系の同調条件を最適値ζOPの±10%以内に設計し、減衰比ζが最適値ζOPの1/4〜8倍の範囲となっていれば十分な制振効果が得られることが分かる。尚、付加振動系の同調条件を最適値ζOPの0〜+10%以内に設計した場合には、減衰比ζが最適値ζOPの1/8〜8倍の範囲となっていれば十分な制振効果が得られることが分かる。 14 to 16, μ is set to 1.0, and the tuning condition of the additional vibration system is designed to be within ± 10% of the optimum value ζ OP , and the damping ratio ζ is ¼ to 8 of the optimum value ζ OP. It can be seen that a sufficient damping effect can be obtained if the range is doubled. Incidentally, in the case of designing the tuning condition of the additional vibration system within 0 to + 10% of the optimum value zeta OP it is sufficient if the damping ratio zeta is a 1 / 8-8 times the optimum value zeta OP It can be seen that a damping effect can be obtained.
図17は、μを約半分の0.03にして同調条件を満たす場合の結果である。μが0.03の場合、同調条件f2/f1=1/(1+μ)=0.971となり、最適減衰比ζOPは、[3μ/8(1+μ)3]1/2=0.101となる。図18は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.97より10%大きいf2/f1=1.07とした場合の周波数応答特性である。また図19は、付加振動系の固有振動数f2が同調条件f2/f1=0.97より10%小さいf2/f1=0.87とした場合の周波数応答特性である。 FIG. 17 shows the result when μ is set to about half of 0.03 and the tuning condition is satisfied. When μ is 0.03, the tuning condition f 2 / f 1 = 1 / (1 + μ) = 0.971, and the optimum damping ratio ζ OP is [3μ / 8 (1 + μ) 3 ] 1/2 = 0.101. It becomes. FIG. 18 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is f 2 / f 1 = 1.07, which is 10% larger than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.97. FIG. 19 shows frequency response characteristics when the natural frequency f 2 of the additional vibration system is 10% smaller than the tuning condition f 2 / f 1 = 0.97, f 2 / f 1 = 0.87.
図17の結果から、μ=0.03で同調条件下の減衰比ζが最適値ζop=0.101のときには定点P,Qの振幅倍率が8.2となる。減衰比ζが最適値ζOPの2倍の0.203となった場合と、減衰比ζが最適値ζOPの1/2の0.051となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ13.7,11.9である。減衰比ζが最適値ζOPの4倍の0.406となった場合と、減衰比ζが最適値ζOPの1/4の0.025となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ26.6と21.1である。そして、減衰比ζが最適値ζOPの1/8の0.012となった場合の最大振幅倍率は36.2であり、十分な制振効果があることが分かる。更に減衰比ζが最適値ζOPの8倍の0.811となった場合にも最大振幅倍率はそれぞれ48.6であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。 From the result of FIG. 17, when μ = 0.03 and the damping ratio ζ under the tuning condition is the optimum value ζ op = 0.101, the amplitude magnification of the fixed points P and Q is 8.2. The maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.203, which is twice the optimum value ζ OP , and when the damping ratio ζ becomes 0.051, which is 1/2 of the optimum value ζ OP , is 13.7. 11.9. When the damping ratio ζ becomes 0.406, which is four times the optimum value ζ OP , and when the damping ratio ζ becomes 0.025, which is ¼ of the optimum value ζ OP , the maximum amplitude magnification is 26.6, respectively. And 21.1. When the damping ratio ζ is 0.012 which is 1/8 of the optimum value ζ OP , the maximum amplitude magnification is 36.2, which indicates that there is a sufficient vibration damping effect. Furthermore, it can be seen that when the damping ratio ζ becomes 0.811 which is eight times the optimum value ζ OP , the maximum amplitude magnification is 48.6, respectively, and the vibration is suppressed to the same level or more as the viscoelastic sheet.
図18の結果から、f2/f1=1.07とした場合、μ=0.03で減衰比ζが最適値ζop=0.101のときには定点Pの振幅倍率が19.3となる。また、減衰比ζが最適値ζOPの2倍の0.203となった場合の最大振幅倍率も同じく19.2となる。減衰比ζが最適値ζOPの4倍の0.406となった場合と、減衰比ζが最適値ζOPの1/2の0.051となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ31.8,30.1となり、十分な制振効果があることが分かる。そして減衰比ζが最適値ζOPの8倍の0.811となった場合と、減衰比ζが最適値ζOPの1/4の0.025となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ54.1と57.1である。更に、減衰比ζが最適値ζOPの1/8の0.012となった場合の最大振幅倍率は111.8である。 From the result of FIG. 18, when f 2 / f 1 = 1.07, when μ = 0.03 and the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.101, the amplitude magnification of the fixed point P is 19.3. . Further, the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.203 which is twice the optimum value ζ OP is also 19.2. The maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.406, which is four times the optimum value ζ OP , and when the damping ratio ζ becomes 0.051, half the optimum value ζ OP , is 31.8 respectively. 30.1, which shows that there is a sufficient damping effect. When the damping ratio ζ becomes 0.811 which is 8 times the optimum value ζ OP and when the damping ratio ζ becomes 0.025 which is ¼ of the optimum value ζ OP , the maximum amplitude magnification is 54. 1 and 57.1. Further, the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ becomes 0.012 which is 1/8 of the optimum value ζ OP is 111.8.
図19の結果から、f2/f1=0.87とした場合、μ=0.03で減衰比ζが最適値ζop=0.101のときには定点P,Qの振幅倍率が19.3となる。減衰比ζが最適値の2倍の0.203となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ17.1となる。減衰比ζが最適値ζopの4倍の0.406となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/2の0.051となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ26.6,31.3となり、十分な制振効果があることが分かる。減衰比ζが最適値ζopの8倍の0.812となった場合の最大振幅倍率は42.1であり、粘弾性シートと同程度以上に制振されることが分かる。そして減衰比ζが最適値ζopの1/4の0.025となった場合と、減衰比ζが最適値ζopの1/8の0.012となった場合の最大振幅倍率はそれぞれ59.7,111.1となる。 From the result of FIG. 19, when f 2 / f 1 = 0.87, when μ = 0.03 and the damping ratio ζ is the optimum value ζ op = 0.101, the amplitude magnification of the fixed points P and Q is 19.3. It becomes. When the damping ratio ζ is 0.203, which is twice the optimum value, the maximum amplitude magnification is 17.1 respectively. The maximum amplitude magnification is 26.6 when the damping ratio ζ is 0.406, which is four times the optimum value ζ op , and when the damping ratio ζ is 0.051, half the optimum value ζ op. 31.3, which shows that there is a sufficient damping effect. It can be seen that the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ is 0.812 which is eight times the optimum value ζ op is 42.1, and is damped to the same level or more as the viscoelastic sheet. When the damping ratio ζ becomes 0.025 that is ¼ of the optimum value ζ op and when the damping ratio ζ becomes 0.012 that is 1 / of the optimum value ζ op , the maximum amplitude magnification is 59 respectively. .7, 111.1.
図17〜図19の結果から、μを0.03として、付加振動系の同調条件を最適値ζOPに設計すれば、減衰比ζが最適値ζOPの1/8〜4倍の範囲となっていれば十分な制振効果が得られることが分かる。またし付加振動系の同調条件を最適値の±10%以内に設計し、減衰比ζが最適値ζOPの1/2〜4倍の範囲となっていれば十分な制振効果が得られることが分かる。 From the results of FIGS. 17 to 19, if μ is set to 0.03 and the tuning condition of the additional vibration system is designed to the optimum value ζ OP , the damping ratio ζ is in the range of 1/8 to 4 times the optimum value ζ OP. It can be seen that a sufficient vibration control effect can be obtained. Further, if the tuning condition of the additional vibration system is designed within ± 10% of the optimum value and the damping ratio ζ is in the range of 1/2 to 4 times the optimum value ζ OP, a sufficient damping effect can be obtained. I understand that.
これら質量比μ、同調条件からのf2/f1、及びζを変化させた結果を検討すると、質量比μが大きくなると(=付加振動系の質量が大きくなると)、同調条件からのずれによる最大振幅倍率の増加が小さくなることが分かる。よってμ=0.1の場合、図示していないf2/f1が同調条件から−15%、或いは+15%においても、μ=0.05よりも最大振幅倍率は小さくなり、動吸振器の減衰効果が十分にあると言える。また、μが0.1より大きくなった場合にも、μ=0.1で減衰効果のある範囲内では同様に効果を発揮できる。そして質量比μが大きくなると、ζを最適値ζOPから変位させた場合の最大振幅倍率の変化量も小さくなる。 When the results of changing the mass ratio μ, f 2 / f 1 from the tuning condition, and ζ are examined, when the mass ratio μ is increased (= the mass of the additional vibration system is increased), the deviation from the tuning condition is caused. It can be seen that the increase in maximum amplitude magnification is small. Therefore, when μ = 0.1, even when f 2 / f 1 ( not shown) is −15% or + 15% from the tuning condition, the maximum amplitude magnification is smaller than μ = 0.05, and the dynamic vibration absorber It can be said that the damping effect is sufficient. In addition, even when μ is larger than 0.1, the same effect can be exhibited within a range in which μ = 0.1 and there is a damping effect. As the mass ratio μ increases, the amount of change in the maximum amplitude magnification when ζ is displaced from the optimum value ζ OP also decreases.
また、質量比μが同じ場合、f2/f1が同調条件からずれるに従い、振幅倍率は原則として大きくなるものの、f2/f1が小さい方にずれた場合でζを大きくした場合には、振幅倍率は単純には増加しない。そしてζが大きくなるに従って、同調条件における同じζのときの振幅倍率よりも小さな振幅倍率となる。具体的にはμ=0.03の時には、ζが最適値ζOPの4倍である0.406と8倍である0.812との間に境界があり、ζ=0.810では、f2/f1が小さくなるに従って最大振幅倍率も小さくなる。μ=0.05の時も同様であり、ζが最適値ζOPの4倍である0.508と8倍である1.016との間に境界があり、ζ=1.016では、f2/f1が小さくなるに従って最大振幅倍率も小さくなる。 In addition, when the mass ratio μ is the same, the amplitude magnification increases in principle as f 2 / f 1 deviates from the tuning condition, but when f 2 / f 1 shifts to the smaller side and ζ is increased The amplitude magnification does not simply increase. As ζ increases, the amplitude magnification becomes smaller than the amplitude magnification at the same ζ in the tuning condition. Specifically, when μ = 0.03, there is a boundary between 0.406, which is 4 times the optimum value ζ OP , and 0.812, which is 8 times, and when ζ = 0.810, f As 2 / f 1 decreases, the maximum amplitude magnification decreases. The same is true when μ = 0.05, and there is a boundary between 0.508, which is 4 times the optimum value ζ OP , and 1.016, which is 8 times, and when ζ = 1.016, f As 2 / f 1 decreases, the maximum amplitude magnification decreases.
また、μ=0.1の時にはζが最適値ζOPの2倍である0.336と4倍である0.672との間に境界があり、ζ=0.672或いは1.344の場合、f2/f1が小さくなるに従って最大振幅倍率も小さくなる。これはf2/f1が同調条件より小さいとその場合の最適減衰が大きい値の方にずれるからである。同調条件からずれた場合にそのずれた場合の最適の減衰比があり、それに対する倍率で評価すると振幅倍率を所望値以下にする減衰比の範囲は狭くなる。 Further, when μ = 0.1, there is a boundary between 0.336, which is twice the optimum value ζ OP , and 0.672, which is four times the optimum value ζ OP , and when ζ = 0.672 or 1.344 , F 2 / f 1 becomes smaller, the maximum amplitude magnification becomes smaller. This is because if f 2 / f 1 is smaller than the tuning condition, the optimum attenuation in that case shifts to a larger value. When there is a deviation from the tuning condition, there is an optimum attenuation ratio when the deviation occurs, and when the evaluation is made with respect to the attenuation ratio, the range of the attenuation ratio that makes the amplitude magnification below a desired value becomes narrow.
また、同調条件よりもf2/f1が小さくなった場合には、減衰比ζが小さくなるに従い定点P側で最大振幅倍率が増大し、f2/f1が大きくなった場合には、定点Q側で増大することが分かる。一方減衰比ζが大きくなった場合、f2/f1が変化しても最大振幅倍率はそれほど大きくはならない。そして質量比μの値が大きくなると減衰比ζが大きい場合の最大振幅倍率が小さくなり、減衰比ζが小さい場合の最大振幅倍率は微増する。またμが小さくなると減衰比ζが大きい場合の最大振幅倍率が大きくなり、減衰比ζが小さい場合の最大振幅倍率は小さくなる。 Further, when f 2 / f 1 becomes smaller than the tuning condition, the maximum amplitude magnification increases on the fixed point P side as the damping ratio ζ becomes smaller, and when f 2 / f 1 becomes larger, It can be seen that it increases on the fixed point Q side. On the other hand, when the damping ratio ζ increases, the maximum amplitude magnification does not increase so much even if f 2 / f 1 changes. As the mass ratio μ increases, the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ is large decreases, and the maximum amplitude magnification when the damping ratio ζ is small increases slightly. As μ decreases, the maximum amplitude magnification increases when the damping ratio ζ is large, and the maximum amplitude magnification decreases when the damping ratio ζ is small.
図20は、f2/f1が同調条件を満たす時に、質量比μとζとを変化させた結果をまとめたものである。この図より質量比が0.03よりも小さくなった場合を検討する。付加振動系の質量が0になると、振幅倍率は発散して∞になってしまうが、0を除いた範囲では、同調条件を満たしてさえいれば、質量比が0.03より小さくなっても減衰比ζを最適値ζOPの1/2〜4倍の範囲内で設計すれば、十分な制振効果を発揮できることが分かる。 FIG. 20 summarizes the results of changing the mass ratio μ and ζ when f 2 / f 1 satisfies the tuning condition. The case where mass ratio becomes smaller than 0.03 from this figure is examined. When the mass of the additional vibration system becomes 0, the amplitude magnification diverges and becomes ∞. However, in the range excluding 0, as long as the tuning condition is satisfied, the mass ratio becomes smaller than 0.03. It can be seen that if the damping ratio ζ is designed within a range of 1/2 to 4 times the optimum value ζ OP , a sufficient vibration damping effect can be exhibited.
同調条件を変化させた場合の結果を再度まとめると、以下の様になる。質量比μ=0.03以上の場合、f2/f1を同調条件の−10〜+10%の範囲内とすれば、減衰比ζを最適値ζOPの1/2〜2倍の範囲内で設計すれば、十分な制振効果を発揮できる。 The results when the tuning conditions are changed are summarized as follows. When the mass ratio μ = 0.03 or more, if f 2 / f 1 is in the range of −10 to + 10% of the tuning condition, the damping ratio ζ is in the range of 1/2 to 2 times the optimum value ζ OP . If designed with, sufficient damping effect can be demonstrated.
また、質量比μ=0.05以上の場合、f2/f1を同調条件の−15〜+15%の範囲内とすれば、減衰比ζを最適値ζOPの1/2〜2倍の範囲内で設計すれば、動吸振器による十分な制振効果を発揮できる。また、f2/f1を同調条件の−10〜+10%の範囲内とすれば、ζを最適値ζOPの1/4〜4倍の範囲内で設計すれば、動吸振器による十分な制振効果を発揮できる。また或いは、f2/f1を同調条件〜−15%の範囲内とすれば、減衰比ζを最適値ζOPの1/2〜8倍の範囲内で設計すれば、十分な制振効果を発揮できる。 Further, when the mass ratio μ = 0.05 or more, if f 2 / f 1 is set within the range of −15 to + 15% of the tuning condition, the damping ratio ζ is ½ to 2 times the optimum value ζ OP . If designed within the range, sufficient vibration damping effect by the dynamic vibration absorber can be exhibited. Further, if f 2 / f 1 is set within the range of −10 to + 10% of the tuning condition, if ζ is designed within a range of ¼ to 4 times the optimum value ζ OP , the dynamic vibration absorber is sufficient. The vibration control effect can be demonstrated. Alternatively, if f 2 / f 1 is in the range of the tuning condition to −15%, a sufficient damping effect can be obtained by designing the damping ratio ζ within the range of 1/2 to 8 times the optimum value ζ OP. Can be demonstrated.
そして、質量比μ=0.10以上の場合、f2/f1を同調条件の−10〜+10%の範囲内とすれば、減衰比ζを最適値ζOPの1/4〜8倍の範囲内で設計すれば、動吸振器による十分な制振効果を発揮できる。また、f2/f1を同調条件〜+10%の範囲内とすれば、減衰比ζを最適値ζOPの1/8〜8倍の範囲内で設計すれば、十分な制振効果を発揮できる。 When mass ratio μ = 0.10 or more, if f 2 / f 1 is in the range of −10 to + 10% of the tuning condition, the damping ratio ζ is ¼ to 8 times the optimum value ζ OP . If designed within the range, sufficient vibration damping effect by the dynamic vibration absorber can be exhibited. If f 2 / f 1 is in the range of the tuning condition to + 10%, a sufficient damping effect can be obtained by designing the damping ratio ζ within a range of 1/8 to 8 times the optimum value ζ OP. it can.
以上に詳細に説明した動吸振器の特性から、同調条件から±10の範囲内で制振効果が得られる減衰比の範囲を概観すると、μ=0.03ではζ=0.013から0.60,μ=0.05ではζ=0.016〜1.016,μ=0.10ではζ=0.021〜1.34となる。そしてこれらを含む減衰比の範囲はζ=0.013〜1.34となる。よってこのような減衰比を与える矩形形状の空気膜の間隙と幅の比d/bの値を近似式(5)を用いて計算すると、18kHzのとき、d/b=1/16〜1/74となる。以上の結果から例えばb=0.3mmの場合にはd=19μm〜4μmとなる。 From the characteristics of the dynamic vibration absorber described in detail above, an overview of the range of the damping ratio in which the damping effect can be obtained within the range of ± 10 from the tuning condition is as follows. When 60 and μ = 0.05, ζ = 0.016 to 1.016, and when μ = 0.10, ζ = 0.021 to 1.34. The range of the damping ratio including these is ζ = 0.001 to 1.34. Accordingly, when the value of the ratio d / b between the gap and the width of the rectangular air film that gives such an attenuation ratio is calculated using the approximate expression (5), d / b = 1/16 to 1/1 at 18 kHz. 74. From the above results, for example, when b = 0.3 mm, d = 19 μm to 4 μm.
尚、上記実施例において間隙9は振動ビーム8の長手方向に沿って一様である必要はない。振動ビーム8は曲げ振動であり、振動振幅が小さい振動ビーム8の根元側では空気膜減衰としての効果も小さい。更に、根元側の折り曲げ加工は間隙9が小さくなればなるほど難しくなる。これらのことを考慮し、根元近傍の間隔は広くして製造を容易にし、振動振幅の大きい振動ビーム8の先端側から60%〜70%程度の長さの領域がスクイーズ空気膜となっており、最適減衰比ζOPを与える最適の間隙dの値に精度25%程度でなっていれば、付加振動系の減衰比を最適値ζOPの2倍から1/2の範囲に設定することが出来、最大の振幅倍率を最悪でも最良値の1.56倍以下に抑えることができる。また、図5における振動ビーム8はサイドレールの内側に曲げられて形成されているが、外側に曲げて作成することも当然ながら可能である。
In the above embodiment, the
また、図5の動吸振器付きヘッドサスペンションは、図5(A)のようにサイドレール5がついたヘッドサスペンションに対して示してあるが、サイドレール5の無いヘッドサスペンションにも適用可能であり、この場合サスペンションの先端部の点線7より先の部分にのみ、サイドレール5に相当する部分を設けることにより図5(B)のようになっている。
The head suspension with a dynamic vibration absorber shown in FIG. 5 is shown for a head suspension with a
そして、図6にも示されるように、空気膜の幅bを大きくすれば、同じ減衰比ζとなる空気膜厚さdを厚くすることが出来る。空気膜厚さdが厚く出来れば、振動ビーム8の成形も容易にできる。動吸振器を構成するビームの幅をたとえば1mmと大きくすれば、付加振動系の等価質量も大きくなり、空気膜の幅が1mmなので空気膜の厚さを25μm程度に大きく出来る。
As shown in FIG. 6, if the width b of the air film is increased, the air film thickness d having the same damping ratio ζ can be increased. If the air film thickness d can be increased, the
このような構造をもつ本実施例のスウェイモード用動吸振器は、空気膜厚さdをサスペンションの厚さに拘らずサイドレール並みまで厚く出来るので、サスペンションの動吸振器を最適同調及び最適減衰条件に近い状態に設定することが容易にできる。 In the sway mode dynamic vibration absorber of this embodiment having such a structure, the air film thickness d can be increased to the level of the side rail regardless of the thickness of the suspension, so that the dynamic vibration absorber of the suspension is optimally tuned and optimally damped. It can be easily set to a state close to the conditions.
また、ロードビームの先端の両側に付けた付加振動系の等価質量は、主振動系のスウェイモードの等価質量に対して10%以下なので、実際のヘッドサスペンションに対する質量の増加はその数分の1程度である。 Further, the equivalent mass of the additional vibration system attached to both sides of the tip of the load beam is 10% or less with respect to the equivalent mass of the sway mode of the main vibration system, so the mass increase relative to the actual head suspension is a fraction of that. Degree.
図21はスウェイモードを制振する動吸振器構造の他の実施例である。図21は本実施例のロードビーム1を上から見た図である。図21に示すヘッドサスペンションはサイドレール(図5(A)参照)を設けていないので、ロードビーム1の板の厚さが大きく例えば0.1mm程度にしている。このためスライダに負荷力を与える曲げ弾性部2をロードビーム1とは異なる薄い或いは柔軟な部材で形成し、ロードビーム1及びベースプレート6と溶接等により結合している。
FIG. 21 shows another embodiment of the dynamic vibration absorber structure for damping the sway mode. FIG. 21 is a view of the
図21の実施例では、動吸振器機能を有する付加振動系の片持ち梁がサスペンションの先端の中央部に設置されている。11が動吸振器の質量部、12が弾性部であり、動吸振器の長さaと弾性部12の幅と長さを調節することにより、サスペンション面内で振動する1次モードの曲げ振動数をサスペンションのスウェイモードの固有振動数に同調するように設計する。同調条件の設計法は先の実施例1と同様である。
In the embodiment of FIG. 21, a cantilever beam of an additional vibration system having a dynamic vibration absorber function is installed at the center of the tip of the suspension. 11 is a mass part of the dynamic vibration absorber, 12 is an elastic part, and the bending vibration of the primary mode that vibrates in the suspension plane by adjusting the length a of the dynamic vibration absorber and the width and length of the
減衰は質量部11とサスペンション主要部との間隙13に生じる空気のスクイーズ減衰効果が動吸振器の最適減衰比ζOPとなるように間隙、即ち空気膜厚さdの値を設計する。最適減衰の条件も実施例1と同様である。この最適減衰を与える間隙はスクイーズ減衰効果が生じる面の面積、即ちサスペンション板厚さと質量部11の長さlによって異なる。例えば質量部11の等価質量m2に対するのヘッドサスペンションのスウェイモードの等価質量m1の比μ=m2/m1が0.05で、スウェイモードの共振倍率を6.4に抑圧するためには空気膜による動吸振器の付加振動系の減衰比ζを最適値ζOPの0.127にすればよい。
As for the damping, the value of the gap, that is, the air film thickness d is designed so that the squeeze damping effect of air generated in the
この減衰比ζを与える間隙は、質量部11の長さ即ち空気膜の長さがl=0.8mm、ロードビーム1の板厚さ、即ち空気膜の幅bが0.1mmのときは、図6からd=2.5〜3.0μmである。ロードビーム1の板厚さが0.2mmになればd=5.0〜6.0μmである。式(5)から、一般に細長い面をもつ空気膜の減衰比ζはb/dの3乗に比例するので、空気膜の面の狭い方の幅bを大きくすれば空気膜厚さdも比例的に大きくできる。
The gap giving this damping ratio ζ is the length of the
尚、この空気膜厚さd以外の部分のサスペンション本体と動吸振器との間隙は加工に容易な十分大きい値を選ぶことができる。図21では動吸振器の面内方向の曲げ振動数を下げるため、弾性部12の幅は狭くしているのでサスペンション本体と動吸振器との間隙は大きいが、これによりサスペンションの構造が弱くなり、スウェイモードの振動数が低下する場合には弾性部12のくびれ形状に沿って例えば間隙を50μm程度にすることも可能である。ただし質量部11に対向する空気膜間隙13の厚さdは,上記最適減衰比ζOPに近い値が得られるように小さくすることが重要である。同調条件及び最適減衰比ζOPから許容されるずれ量は、実施例1と同様である。
The gap between the suspension main body and the dynamic vibration absorber other than the air film thickness d can be set to a sufficiently large value that is easy to process. In FIG. 21, the width of the
いうまでもないことだが、図21に示す動吸振器構造はサイドレールつきサスペンションにも適用できる。 Needless to say, the dynamic vibration absorber structure shown in FIG. 21 can also be applied to a suspension with side rails.
このような構造をもつ本実施例のスウェイモード用動吸振器は、サスペンション本体製造時にエッチング等によって成形でき、しかも折り曲げ加工や粘弾性シートを貼る必要がない。また成形が容易なので製造誤差を小さく出来、サスペンションの動吸振器を設計した同調条件且つ最適減衰条件に近い状態で製造することができる。 The sway mode dynamic vibration absorber of this embodiment having such a structure can be formed by etching or the like at the time of manufacturing the suspension body, and it is not necessary to bend or attach a viscoelastic sheet. Further, since the molding is easy, the manufacturing error can be reduced, and the suspension dynamic vibration absorber can be manufactured in a state close to the designed tuning condition and optimum damping condition.
サイドレールのないロードビームをもつヘッドサスペンションに対しては、図22(A)及び図22(B)に示す片持ち梁構造も考えられる。図22(A)において、14a,14bがスウェイモードの振動方向に曲げ振動する付加振動系である。ロードビーム1の両側先端近傍を支点としてロードビーム1の根元側に延びるビーム構造となっている。図22(B)は図22(A)の点線の楕円18で囲まれた部分の拡大図である。ロードビーム1と同じ板材からエッチング等により一体加工されるので、付加振動系の厚さはロードビーム1と同じで、例えば0.1mmである。この付加振動系は片持ちビーム構造で、等価質量m2と固有振動数を独立に設計するため質量部14a1の幅を大きく、弾性部14a2の幅を小さくしている。
For a head suspension having a load beam without side rails, the cantilever structure shown in FIGS. 22A and 22B is also conceivable. In FIG. 22A,
空気膜厚さdを規定する質量部14a1の幅はスウェイモードの振動振幅を更に抑圧したいときには大きくする。また減衰用空気膜の長さlの条件から、質量部14a1の長さは0.6mm以上が望ましい。弾性部14a2の幅は、付加振動系14aの固有振動数f2が主振動系の固有振動数f1に同調できるように設計する。この同調条件を満たす設計法は既に述べた他の実施例のとおりである。この同調設計条件が付加振動系14a全体を一様な片持ち梁形状としても達成できる場合には質量部14a1と弾性部14a2の幅は等しくても良い。
Width of the
次にこの付加振動系に空気のスクイーズ効果により適当な減衰を与えるため、質量部14a1とロードビーム1との間隙19は小さく一様になるように加工される。この間隙(空気膜厚さd)は実施例1及び2で説明したように、図6を用いて決定する。図22の実施例ではロードビームの厚さ(空気膜の幅)は0.1mm程度なので,質量部の長さを0.8mmとしても、d=2〜3μmとなる。したがって付加振動系とロードビームとの間隙はかなり精密な加工が必要である。尚、同調条件及び最適減衰比ζOPから許容されるずれ量は、やはり実施例1と同様である。
Next, in order to provide a proper damping by squeeze effect of the air to the additional vibration system, the
図22に示す実施例3は、ロードビームと同一平面内に付加振動系があるので、図5の実施例と比べて風外乱により付加振動系の振動が励起される度合いが小さい。 Since the third embodiment shown in FIG. 22 has the additional vibration system in the same plane as the load beam, the degree of excitation of the vibration of the additional vibration system due to wind disturbance is smaller than that of the embodiment of FIG.
以上に述べたような構造をもつ本実施例のスウェイモード用動吸振器は、何れもサスペンション本体の製造時に成形でき大量生産に適している。よってサスペンションの動吸振器を最適同調かつ最適減衰条件に近い状態に常に設定することができる。 Any of the sway mode dynamic vibration absorbers of the present embodiment having the structure as described above can be molded at the time of manufacturing the suspension body and is suitable for mass production. Therefore, the dynamic vibration absorber of the suspension can always be set in a state close to optimum tuning and optimum damping conditions.
次に、2次ねじり振動モードの動吸振器を用いた実施例を図23,図24,図25に示す。図23は、ロードビーム1のみを上面から見た図を示している。他の部分の構造は他の実施例と同様である。2次ねじり振動モードの動吸振器は、ロードビーム1の根元に近く、2次ねじり振動モードの腹となる位置近傍にヘッドサスペンションの厚さ方向に曲げ振動する片持ち梁である舌状ビーム15a,15bをサスペンション本体部分からくりぬくように設けている。2次ねじり振動モードの固有振動数は15kHz程度になので、舌状ビーム15a,15bの長さはサスペンションの大きさや板厚さによって異なるが、1.3mm〜1.5mm程度である。
Next, an embodiment using a dynamic vibration absorber in the secondary torsional vibration mode is shown in FIGS. FIG. 23 shows a view of only the
本実施例では、図23のA−A断面が図24のようになっており、サスペンション主要部と異なる薄い空気減衰用板16がロードビーム1の片面に接着ないし溶接されている。この空気減衰用板16は、2つの舌状ビームの先端から根元に向けて少なくとも60%前後の領域を覆うような幅をもち、且つ舌状ビーム15a,15bに対向する部分を含む領域が空気膜厚さdとなる所定の深さとなるようにエッチング等で除去加工されている。舌状ビーム15a,15bの長さは上述のように、舌状ビーム15a,15bの曲げ振動の固有振動数がサスペンションの2次の振動モードの固有振動数に同調するように設計する。また空気減衰用板の舌状ビーム15a,15bとの間隙は空気膜の減衰効果が上述のように最適になる厚さdとなるように設計する。
In this embodiment, the AA cross section of FIG. 23 is as shown in FIG. 24, and a thin
具体的には2次のねじり振動モードの固有振動数と同調する舌状ビーム15a,15bの長さはロードビーム1の板厚さが40μmのとき1.3mm〜1.5mmであり、ロードビーム1の板厚さが厚いと長く、薄いと短くなる。一方最適減衰を与える間隙の値は,図6から,間隙を形成する空気膜の長さlが0.8mmの場合であって、幅bが0.2mm,0.4mmのとき、それぞれd=5.5〜6.5μm、10〜12μmで、空気膜厚さdに対する空気膜幅bの比は約36である。制振すべき振動の固有振動数が15kHzの場合、振幅倍率が20以下となる動吸振器として制振効果が得られる減衰比を与えるb/dの範囲は19から55となる。つまり、間隙dを梁の幅bの1/55〜1/19の範囲とすればよい。図6では空気膜の幅が最大0.4mmの場合を示しているが、設計によって空気膜の幅は1.0mmまで可能だとすれば、空気膜の厚さはd=18〜53μmとなる。
Specifically, the length of the tongue beams 15a and 15b synchronized with the natural frequency of the secondary torsional vibration mode is 1.3 mm to 1.5 mm when the plate thickness of the
空気減衰用板と舌状ビームとの間隙を所望の大きさに保つ方法には図25に示すような他の実施例も考えられる。この場合、スクイーズ空気減衰用板17は一様な厚さをもち表面は平面でロードビーム1の片面に接着ないし溶接されている。一方動吸振器機能をもつ舌状ビーム15a,15bの部分をエッチング等により所望の空気膜厚さdとなる隙間だけ除去している。この実施例では、サスペンションの加工をロードビーム1のみに集中させることができるという利点をもつ。またロードビーム1の厚さが大きい場合,2次ねじり振動モードとの同調条件を満たす舌状ビームの長さが長くなり,ヘッドサスペンション構造が弱くなり他の固有振動数が低下するという問題が生じる。そこで舌状ビーム自体を薄くすることにより同調条件を満たす舌状ビーム長を短くできるという利点も得られる。
Another embodiment shown in FIG. 25 is also conceivable as a method for maintaining the gap between the air attenuating plate and the tongue-like beam in a desired size. In this case, the squeeze
本発明の空気膜減衰を付加する動吸振器構造はヘッドサスペンションの設計条件に応じていくつかの変更も考えられる。例えば、ロードビーム1の厚さが0.1mmと厚い場合、舌状ビーム15a,15bの曲げ1次固有振動数をヘッドサスペンションの2次ねじり振動数に一致させ且つ舌状ビーム長を1.5mm程度にするためには、舌状ビーム15a,15bの空気減衰板16と対抗しない根元部分の幅や厚さを小さくすることも可能である。
The dynamic vibration absorber structure to which the air film damping of the present invention is added can be considered to be modified in accordance with the design conditions of the head suspension. For example, when the
また、図23,24,25で示した2次ねじり振動用動吸振器を、図21に示したような別部品を用いた曲げ弾性部2をもつヘッドサスペンションに適用する場合には、スクイーズ空気減衰板17,18をこの曲げ弾性部2と一体部品として加工することが可能で、これにより部品点数を減らすことができる。
Further, when the dynamic vibration absorber for secondary torsional vibration shown in FIGS. 23, 24 and 25 is applied to a head suspension having a bending
また、舌状ビームは、その形状をサスペンション本体からくりぬいた後、折り返して片持ち梁とすることにより、サスペンション本体を空気減衰用板16、或いは空気減衰用板17の代わりに使用できるので、やはり部品点数を減らすことが出来る。或いは空気減衰用板をサスペンション本体よりも幅広なものとし、舌状ビームをサスペンション本体の側部に設けても良い。
In addition, the tongue-shaped beam is cut out from the suspension body and then folded back to form a cantilever, so that the suspension body can be used in place of the
このような構造をもつ本実施例の動吸振器は、片持ち梁形状及び空気膜厚さdを自由度を持って設計しやすいので、サスペンションの動吸振器を最適同調及び最適減衰条件に近い状態に設定することが容易にできる。 Since the dynamic vibration absorber of this embodiment having such a structure can be easily designed with a cantilever beam shape and an air film thickness d with a degree of freedom, the suspension dynamic vibration absorber is close to optimum tuning and optimum damping conditions. It can be easily set to the state.
本発明はヘッドサスペンションの1次ねじり振動モードを動吸振器の原理を用いて制振する場合にも適用できる。図26はその実施例で、図26(A)はスクイーズ空気膜減衰を用いた一対の動吸振器20を先端の両縁近傍に設けたロードビーム1である。1次ねじり振動の場合には振動振幅が大きくなる位置はロードビーム1の先端なので、片持ち梁形動吸振器の固定部はロードビーム1の先端近傍が選ばれる。
The present invention can also be applied to the case where the primary torsional vibration mode of the head suspension is damped using the principle of a dynamic vibration absorber. FIG. 26 shows an embodiment thereof, and FIG. 26A shows a
本実施例の動吸振器の構造と構成法には2種類がある。それぞれの例を図26(A)のB−Bの方向から見た側面を図26(B)と図26(C)に示す。 There are two types of structures and configuration methods of the dynamic vibration absorber of this embodiment. FIGS. 26 (B) and 26 (C) show side views of the respective examples viewed from the direction BB in FIG. 26 (A).
図26(B)は、ロードビーム1の先端部の両側の長さ方向にロードビーム材に連続して幅の狭いビーム材を延長させ、そのロードビーム1との付け根をロードビーム1側に折り曲げることによって形成している。片持ち梁は前述のように、質量部20aと弾性部20bを有し、その曲げ振動も固有振動数が制振すべきヘッドサスペンションの1次ねじり振動の固有振動数に同調するように設計される。また質量部のロードビーム面との間隙dは前述のように最適減衰となるように設計されている。
In FIG. 26B, a narrow beam material is continuously extended from the load beam material in the length direction on both sides of the front end portion of the
図26(C)は、図22のスウェイモード動吸振器のような形状をロードビーム1の幅方向を延長して一体構造で加工し、続いてその根本のロードビーム1との結合部をロードビーム面に対して直角に折り曲げ、さらに片持ち梁の質量部20cの面とロードビーム面との間隙を所望の微小な間隙dとなるように片持ち梁の根本を直角に折り曲げている。片持ち梁は質量部20cと弾性部20dを有し、片持ち梁の曲げ振動の固有振動数がヘッドサスペンションの1次ねじり振動の固有振動数に同調するように設計される。
FIG. 26 (C) shows a shape like the sway mode dynamic vibration absorber shown in FIG. 22 that is processed in an integrated structure by extending the width direction of the
1次ねじり振動の固有振動数は5〜7kHzなので、一様梁形状では同調条件を満たす片持ち梁長さはかなり長くなる。そこで図26(B)及び26(C)に示す適用例では、付加振動系の弾性部20b,20dの厚さを質量部やロードビーム1の厚さに比べて予めエッチングなどにより薄くし、弾性部20b,20dの長さをあまり大きくせずして片持ち梁の固有振動数がヘッドサスペンションの1次ねじり振動の固有振動数と同調条件を満たすようにしている。片持ち梁形動吸振器の長さが十分取れる場合には、弾性部20b,20dを薄くせずして同調条件を満たすように設計することも可能である。更に質量部20aや20cとロードビーム面との間隙dは、スクイーズ空気膜の減衰が最適となるように設定される。
Since the natural frequency of the primary torsional vibration is 5 to 7 kHz, the cantilever length that satisfies the tuning condition is considerably long in the uniform beam shape. Therefore, in the application example shown in FIGS. 26 (B) and 26 (C), the thickness of the
制振すべき振動の固有振動数が6kHzの場合には、式(5)からb/dは概ね24程度でよい。また上述のように、同調条件に±5%のずれを許容し、さらに減衰比が最適値の4倍から1/4に変化することを許容したときの空気膜幅bと厚さdの比の範囲はb/d=14〜41となる。つまり、間隙dを梁の幅bの1/41〜1/14の範囲とすればよい。b/d=14の場合には、b=0.5、1.0mmのときd=36、71μmとなり、間隙dをかなり大きくすることが出来る。 When the natural frequency of the vibration to be damped is 6 kHz, b / d may be about 24 from the equation (5). Further, as described above, the ratio of the air film width b to the thickness d when the tuning condition is allowed to be ± 5% and the attenuation ratio is allowed to change from four times the optimum value to ¼. Is in the range of b / d = 14-41. That is, the gap d may be in the range of 1/41 to 1/14 of the beam width b. In the case of b / d = 14, when b = 0.5 and 1.0 mm, d = 36 and 71 μm, and the gap d can be considerably increased.
このような構造をもつ本実施例の動吸振器は、片持ち梁部の長さや幅を大きく出来るので、サスペンションの動吸振器を最適同調及び最適減衰条件に近い状態に設定することが容易にできる。 Since the dynamic vibration absorber of the present embodiment having such a structure can increase the length and width of the cantilever portion, it is easy to set the dynamic vibration absorber of the suspension to a state close to optimal tuning and optimal damping conditions. it can.
ここで、2次ねじり振動モードは振動モードの腹がサスペンションの根元に近いところに存在する。サスペンションの先端も振動モードの腹になっているので本実施例は2次ねじりにも適用できる。ただし1次ねじりと2次ねじりと同時には適用できない。同時に適用するには2次ねじり用を図23のようにし、1次ねじり用を図26のようにするよい。尚、空気膜幅bと厚さdの比の範囲をb/d=19〜41、つまり、間隙dを梁の幅bの1/41〜1/19の範囲とすれば、先の実施例にて説明した、スウェイ,1次ねじり,2次ねじりの何れにも適用することができる。 Here, the secondary torsional vibration mode exists where the antinode of the vibration mode is close to the root of the suspension. Since the tip of the suspension is also an antinode of vibration mode, this embodiment can be applied to secondary torsion. However, it cannot be applied simultaneously with primary torsion and secondary torsion. For simultaneous application, secondary twisting may be as shown in FIG. 23 and primary twisting as shown in FIG. If the range of the ratio between the air film width b and the thickness d is b / d = 19 to 41, that is, the gap d is in the range of 1/41 to 1/19 of the beam width b, the previous embodiment. It can be applied to any of the sway, the primary twist, and the secondary twist described in (1).
また本発明は,先の各実施例に示したスウェイモード用の空気膜減衰付き動吸振器構造と、2次ねじり振動用の空気膜減衰付き動吸振器構造、及び1次ねじり振動用の空気膜減衰付き動吸振器構造のいずれか2つ又は3者を同時に有するヘッドサスペンションを提供することも含んでいる。一般に複数の振動モードに対して動吸振器を付加するとそれらの振動数で挟まれた広い領域の振動モードが減衰されることが知られており、スウェイモードと1次・2次ねじり振動モードの空気膜減衰付き動吸振器構造を有するヘッドサスペンションは空力励振される振動モードを広い振動数領域で抑圧することが期待できる。 Further, the present invention provides a dynamic vibration absorber structure with air film damping for sway mode, a dynamic vibration damper structure with air film damping for secondary torsional vibration, and air for primary torsional vibration shown in the previous embodiments. It also includes providing a head suspension having any two or three of the dynamic damper structures with membrane damping simultaneously. In general, it is known that adding a dynamic vibration absorber to multiple vibration modes attenuates a wide range of vibration modes sandwiched between those frequencies. The sway mode and the primary and secondary torsional vibration modes A head suspension having a dynamic vibration absorber structure with air film damping can be expected to suppress aerodynamically excited vibration modes in a wide frequency range.
以上の説明から分かるように、本発明は、従来減衰用として用いられていた粘弾性シートを局部に貼る必要がなく、計算機援用により動吸振器の最適同調と最適減衰の形状を設計することができ、空気膜の厚さを構成する間隙を精密加工することにより動吸振器に所望の減衰効果を与えることができる。また空気膜の減衰効果は温度によってほとんど変化しないので、環境条件や経時効果により動吸振器の減衰効果が変化することがない。 As can be seen from the above description, the present invention does not require a viscoelastic sheet that has been used for damping in the past to be locally applied, and can be designed with the aid of a computer to design the optimal tuning and optimum damping shape of the dynamic vibration absorber. In addition, a desired damping effect can be given to the dynamic vibration absorber by precisely machining the gap that forms the thickness of the air film. Moreover, since the damping effect of the air film hardly changes depending on the temperature, the damping effect of the dynamic vibration absorber does not change due to environmental conditions and effects with time.
1…ロードビーム、2…曲げ弾性部、3…フレクシャ、4…ヘッドスライダ、5…サイドレール、6…ベースプレート、7…境界を示す点線、8…振動ビーム、9…間隙、10…ヘッドサスペンション、11…質量部、12…弾性部、13、19…間隙、15a,15b…舌状ビーム、16,17…空気減衰板、20…空気膜減衰付き動吸振器。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
0.03≦m 2 /m 1 、
f2/f1=1/(1+m 2 /m 1 )、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2≦ζ≦4[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2
となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.03 ≦ m 2 / m 1 ,
f 2 / f 1 = 1 / (1 + m 2 / m 1 ),
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/8 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 ≦ ζ ≦ 4 [3 ( m 2 / m 1 ). / 8 ( 1 + m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2
The head suspension according to claim 4.
0.03≦m 2 /m 1 、
0.9/(1+m 2 /m 1 )≦f2/f1≦1.1/(1+m 2 /m 1 )、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/2[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]
1/2≦ζ≦4[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2
となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.03 ≦ m 2 / m 1 ,
0.9 / ( 1 + m 2 / m 1 ) ≦ f 2 / f 1 ≦ 1.1 / (1+ m 2 / m 1 ),
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/2 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ].
1/2 ≦ ζ ≦ 4 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2
The head suspension according to claim 4.
0.05≦m 2 /m 1 、
f2/f1=1/(1+m 2 /m 1 )、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2≦ζ≦8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2
となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.05 ≦ m 2 / m 1 ,
f 2 / f 1 = 1 / (1 + m 2 / m 1 ),
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/8 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 ≦ ζ ≦ 8 [3 ( m 2 / m 1 ). / 8 ( 1 + m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2
The head suspension according to claim 4.
0.05≦m 2 /m 1 、
0.9/(1+m 2 /m 1 )≦f2/f1≦1.1/(1+m 2 /m 1 )、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/4[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2≦ζ≦4[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2
となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.05 ≦ m 2 / m 1 ,
0.9 / ( 1 + m 2 / m 1 ) ≦ f 2 / f 1 ≦ 1.1 / (1+ m 2 / m 1 ),
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/4 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 ≦ ζ ≦ 4 [3 ( m 2 / m 1 ). / 8 ( 1 + m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2
The head suspension according to claim 4.
0.10≦m 2 /m 1 、
0.9/(1+m 2 /m 1 )≦f2/f1≦1.1/(1+m 2 /m 1 )、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/4[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2≦ζ≦8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2
となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.10 ≦ m 2 / m 1 ,
0.9 / ( 1 + m 2 / m 1 ) ≦ f 2 / f 1 ≦ 1.1 / (1+ m 2 / m 1 ),
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/4 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 ≦ ζ ≦ 8 [3 ( m 2 / m 1 ). / 8 ( 1 + m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2
The head suspension according to claim 4.
0.10≦m 2 /m 1 、
1/(1+m 2 /m 1 )≦f2/f1、
且つ前記動吸振器の減衰比ζが1/8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2≦ζ≦8[3(m 2 /m 1 )/8(1+m 2 /m 1 )3]1/2となる請求項4に記載のヘッドサスペンション。 When the natural frequency and equivalent mass of the beam and the suspension are respectively f 2 , m 2 , f 1 , and m 1 ,
0.10 ≦ m 2 / m 1 ,
1 / (1 + m 2 / m 1 ) ≦ f 2 / f 1 ,
The damping ratio ζ of the dynamic vibration absorber is 1/8 [3 ( m 2 / m 1 ) / 8 (1+ m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 ≦ ζ ≦ 8 [3 ( m 2 / m 1 ). The head suspension according to claim 4, which is / 8 ( 1 + m 2 / m 1 ) 3 ] 1/2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007100746A JP4838751B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Head suspension |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007100746A JP4838751B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Head suspension |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008257815A JP2008257815A (en) | 2008-10-23 |
JP4838751B2 true JP4838751B2 (en) | 2011-12-14 |
Family
ID=39981227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007100746A Expired - Fee Related JP4838751B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Head suspension |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4838751B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105390147A (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-09 | Tdk株式会社 | Dynamic vibration absorber, flexure, and head support mechanism |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108216072A (en) * | 2017-12-15 | 2018-06-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | A kind of automobile vibration-absorbing denoising device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006172568A (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Furumura Ichiro | Head suspension mechanism |
-
2007
- 2007-04-06 JP JP2007100746A patent/JP4838751B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105390147A (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-09 | Tdk株式会社 | Dynamic vibration absorber, flexure, and head support mechanism |
CN105390147B (en) * | 2014-08-25 | 2018-08-28 | Tdk株式会社 | Dynamic vibration absorber, flex member and head support mechanism |
US10127936B2 (en) | 2014-08-25 | 2018-11-13 | Tdk Corporation | Dynamic vibration absorber, flexure, and head support mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008257815A (en) | 2008-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6215623B1 (en) | Dynamic-absorber for the suppression of suspension vibrations | |
US6621653B1 (en) | Secondary actuator system for mode compensation | |
US7031118B2 (en) | Carriage arm assembly for locating magnetic head, and magnetic disk apparatus using the same | |
CN111627467B (en) | Disk drive suspension | |
US5408372A (en) | Transducer suspension damping via microstiffening | |
US6005750A (en) | Head suspension including coupled flexure and damper constraint layer | |
US7755865B2 (en) | Vibration reducing head suspension mechanism for a magnetic disc unit | |
KR100392246B1 (en) | Procedure for the selective influencing of oscillation in fine or micromechanical cantilever systems and magnet head suspension | |
CN113393869A (en) | Suspension for magnetic disk device | |
US5943191A (en) | Head suspension with resonance damping extension | |
JP4838751B2 (en) | Head suspension | |
US5339208A (en) | Assembly for supporting a magnetic head to float relative to a magnetic disk | |
US5940251A (en) | Head suspension with dynamic vibration absorption extension | |
JPH07210838A (en) | Magnetic-head suspension assembly | |
JP2013069395A (en) | Magnetic head suspension and manufacturing method thereof | |
JP2003529176A (en) | Dynamically symmetric actuator | |
US6963473B2 (en) | Head arm assembly and disk drive device with the head arm assembly having enhanced impact resistance | |
JPS59207065A (en) | Supporting device of floating head | |
US6751065B2 (en) | Flutter-free laminar flow suspension for a disk drive | |
US7755866B1 (en) | Vertically coupling actuator arm for disc drives | |
US7518829B1 (en) | Multi-radius rails for load beams on disk drive suspension assemblies | |
JPH0425613B2 (en) | ||
JP4062223B2 (en) | Head support device and disk device using the same | |
JP4386297B2 (en) | Magnetic head suspension | |
JP7342309B1 (en) | magnetic head suspension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100301 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110527 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110704 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110902 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110920 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110930 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |