JPH02193373A - 磁気ディスク装置用ヘッドアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁気ディスク装置用へラドアームに関し、オフトラック
の防止とヘッドアームの軽量化と高剛性化とを同時に満
たすような磁気ディスク装置用へラドアームを提供する
ことを目的とし、磁気ディスク装置に対し情報を記録再
生する磁気ヘッドを保持するヘッドアームを、マグネシ
ウム合金中に磁気ディスクの線膨張係数より大きな、所
望の線膨張係数となるように、ホウ素を分散させて形成
したマグネシウム系複合材料を使用して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気ディスク装置用へラドアームに関する。

近年、磁気ディスク装置は益々大容量小型化の傾向にあ
り、磁気記憶媒体上における単位面積当たりの記憶容量
も向上している。このため、磁気記憶媒体上に記憶され
た情報と、その情報を記録再生する磁気ヘッドとの相対
的な僅かな位置ズレが、情報の誤りにつながってしまう
。そのため、磁気ヘッドは記憶媒体上の所望位置に正確
に位置される必要がある。

〔従来の技術〕

一般的な磁気ディスク装置の概略を第２図に示す。磁気
記憶媒体である磁気ディスクｌはスピンドル部２に保持
され、スピンドルモータ３によって回転している。

一方、磁気ディスク１上を微小隙間を持って浮上してい
る磁気ヘッド４は、磁気ディスク１の一面に対して２つ
あり、磁気ディスク１の内側にある方を、インナーヘッ
ド４ａ、外側にある方をアウターヘッド４ｂと呼ぶ。こ
れらの磁気ヘッド４は磁気ディスク１上に情報を書き込
みまたは、読み出しするのに用いられている。これらの
磁気ヘッド４郡は、ヘッドアーム５に支持され、そのヘ
ッドアーム４郡はキャリッジ６に支持されている。

そして、このキャリッジ６を移動させることによって、
磁気ヘッド４を磁気ディスクｌの半径方向に移動させ、
所定の位置へ持って（る機能をもった機構部７がある。

この磁気ヘッド４の移動の際の位置検出は、キャリッジ
６当たりに１つある位置検出専用ヘッドであるサーボヘ
ッド８が、磁気ディスクｌ上に書かれた位置情報（サー
ボ情報）を常に読む事によって行なわれている。一般に
はサーボヘッド８はアウター側にある場合が殆どである
。なお、９は装置ベース、１０は装置カバーである。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁気ディスク装置の大容量化に伴い、磁気ディスク１０
半径方向の記録密度は向上している。それに従い磁気デ
ィスク１の半径方向において、より高精度な磁気ヘッド
４の位置決めが要求される。

この高精度の位置決めを実現するにあたって、数々の障
害となる問題が存在し、これら数々の問題が原因となっ
て磁気ディスク１と磁気ヘッド４の相対的な位置ズレ、
つまりオフトラックが発生する。

このオフトラック発生原因の内、最も頻繁に問題となる
のは、磁気ディスク装置を構成している部品群の線膨張
係数の差によって生ずる温度による位置ズレである。

ここで、本発明が対象とするオフトラック障害について
、第１図の本発明の磁気ディスクと磁気ヘッドの部分拡
大図を用いて説明する。

第１図において、サーボヘッド８はアウター側である。

今、２個の磁気ヘッド４は磁気ディスクｌ上に記録され
ている情報（データＨ１の真上にあるものとする。ここ
で、磁気ディスク装置が稼働状態にあると、磁気ディス
クｌは高速で回転し、その回転によって空気との摩擦が
起こり、その摩擦によって発生する熱により、磁気ディ
スク装置内の温度が上昇する。すると、磁気ディスクｌ
や磁気ヘッド４を支持しているヘッドアーム５は、それ
ぞれが持つ線膨張係数に従って熱膨張を行う。

この場合、情報の書かれている磁気ディスク１と、磁気
ヘッド４を支持しているヘッドアーム５が、同じだけ熱
膨張を行えば相対的な位置のズレは０になり、オフトラ
ックは発生しない。しかし、実際には摩擦熱の主な発生
源である磁気ディスク１の方が、ヘッドアーム５よりも
温度が高い。この温度差によって生ずる熱膨張の差がオ
フトラックとして表れる。

つまり、ヘッドアーム５のＬ−ａｒｍの部分の長さが、
インナーヘッド４ａとアウターヘッド４ｂとの距離Ｌ−
ｈｅａｄになり、一方、磁気ディスクｌ上のインナー側
の情報とアウター側の情報との距離をＬ−ｄａｔａとす
ると、このＬ−ｈｅａｄとＬ−ｄａｔａとの距離の差が
オフトラックとなるのである。図ではサーボヘッド８が
アウター側であるので、アウターヘッド４ｂは情報の真
上に位置決めされる。従って、Ｌ−ｈｅａｄとＬｄａ　
ｔａとの距離の差は全てインナーヘッド４ａのオフトラ
ックとして表れる。

このオフトラック障害を防止するため、線膨張係数を制
御できる多孔質アルミニウム材に合成樹脂を含浸・硬化
させた材料をヘラドアーｌ、５に使用して、所望の線膨
張係数を得る事で以上述べたオフトラックを防止すると
云う方法が発表され“ζいる。（特開昭６０〜２０１５
７８） しかし、近年磁気ディスク装置は大容量化だけでなく、
高速化も重要な性能の一つになっている。

そこで、高速化を目的として磁気ディスク装置における
磁気ヘッドを含むアクチュエータ可動部の軽量化は、最
重要項目の一つになっている。

そこで現在では、アクチュエータ可動部の軽量化に伴っ
て、磁気ディスク装置のへラドアームの材料は、アルミ
ニウムからマグネシウムになって来ており、また、以前
では問題となったマグネシウム合金の加工・表面処理の
問題も、現在ではその殆どが解決されてきている。

以上のような現状を考えた場合、樹脂含浸した多孔質ア
ルミニウム材は、線膨張係数は制御できるが、材料の軽
量化に問題があり、また、軽量化をすすめるためにアル
ミニウム材の気孔率を上げて、合成樹脂の含浸量を増や
し続けると、材料そのものの剛性（ヤング率）が非常に
低くなると云う欠点を持つため、磁気ディスク装置の高
速化に伴い、振動の問題から考えて剛性不足の材料と判
断されてしまう。

そこで、樹脂含浸した多孔質アルミニウム材と同じよう
に線膨張係数が制御でき、なおかっ、より軽量で剛性（
ヤング率）の高い材料が望まれていた。

そこで、本発明はオフトラックの防止とヘッドアームの
軽量化と高剛性化とを同時に満たすような磁気ディスク
装置用へラドアームを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点は、第１図に示されるように、磁気ディスク
装置において、情報を記録再生する磁気ヘッドを保持す
るヘッドアーム５を、マグネシウム合金中に磁気ディス
ク１の線膨張係数より大きな、所望の線膨張係数となる
ように、ホウ素を分散させて形成したマグネシウム系複
合材料を使用した本発明の磁気ディスク装置用へラドア
ームによって解決される。

〔作用〕

即ち、高速に回転している磁気ディスク１の温度と、磁
気ヘッド４を保持するヘッドアーム５の温度差を考慮し
て、２つの熱膨張差がなくなるように、ヘッドアーム５
の材料をホウ素を分散させたマグネシウム系複合材料と
して、ヘッドアーム５の線膨張係数を所望の値とするこ
とによって、サーボヘッド８とは逆側の磁気ヘッド４ａ
のオフトラックを防止する。

また、このマグネシウム系複合材料を用いることで、従
来の線膨張係数が制御できる多孔質アルミニウム材に合
成樹脂を含浸・硬化させた材料では実現出来なかったヘ
ッドアームの軽量化と高剛性化が、同時に実現できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の磁気ディスクと磁気ヘッドの関係図で
ある。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す
。

第１図において、１は磁気ディスクであり、該磁気ディ
スクｌに対向した磁気ヘッド４がへラドアーム５に支持
されている。サーボヘッド８がアウター側にあり、イン
ナーヘッド４ａはデータヘッドである。

実施例としては、磁気ディスク１がアルミ基板の場合、
その線膨張係数は２３．０〜２４．０Ｘ１０−６（１／
”Ｃ）（温度範囲＝１５〜６０゛ｃ）であることから、
ヘッドアーム５の線膨張係数をホウ素を分散させたマグ
ネシウム系複合材料を用いて、２４．５〜２５．５ｘｌ
Ｏ−’（１／’Ｃ）（温度範囲：１５〜６０°ｃ＞ニす
ることが望ましい。

このようなホウ素を分散させたマグネシウム系複合材料
は以下のようにして作成される。まず、２００メツシユ
のＭｇ粉末、−３００メツシユのＡ２粉末を混合して、
Ｍｇ−９ｗｔ％ＡＮとなる混合粉末を作製する。これに
−３００メツシユのＢ粉末を混合して、５〜３０ｖｏｊ
２％を含む混合粉末とする。その後、１〜８ｔ／ｃｍ２
の圧力でプレス成形した後、Ａｒ雰囲気中、５５０〜６
５０°Ｃの温度で１ｈの焼結を行って、複合材料を作成
する。

第３図はホウ素の添加量を０〜１ｓｖｏ　ｘχの範囲で
変化させた場合の線膨張係数（Ｘｌ０−’／”Ｃ）の変
化を示す図である。

図に示されるように、ホウ素の添加量を４〜８ｖＯρ２
とすることで、磁気ディスク１の基板として用いられる
アルミニウムの線膨張係数に一致させることかできる。

このようにホウ素を分散させたマグネシウム系複合材料
では、分散しているホウ素の量で線膨張係数を制御する
ことができる。その制御範囲は線膨張係数２６．０〜１
Ｂ、５Ｘ１０−’（１／”Ｃ）　　（温度範囲：１５〜
６０°Ｃ）である。

高速に回転している磁気ディスクｌの温度と、磁気ヘッ
ド４を保持するヘッドアーム５の温度差を考慮して、２
つの熱膨張差が無くなるようにヘッドアーム５の材料を
上記のようにホウ素を分散させたマグネシウム系複合材
料とし、ヘッドアーム５の線膨張係数を所望の値とし、
同じだけ熱膨張売行えば相対的な位置のズレはＯになり
、サーボヘッド８と逆側の磁気ヘッド４ａのオフトラッ
クは発生しない。

また、軽量化の点においては、先に述べた樹脂含浸した
多孔質アルミニウム材の比重が、先に述べた所望の線膨
張係数［２４，５〜２５．５Ｘ１０−ｈ（１／°Ｃ）：
温度範囲：１５〜６０°Ｃ１を持った材料の場合、比重
が２．２０〜２．３０であるのに対して、ホウ素を４〜
５ｖｏｘχ分散させたマグネシウム系複合材料では、比
重が１．７０〜１．７５となっており軽量である。

すなわち、第４図に示されるように、ホウ素を３０ＶＯ
Ｚχ分散させても、密度は１．８４ｇ／ｃｃ程度であり
、従来一般に用いられているヘッドアーム用のマグネシ
ュウム合金材（ＡＺ９１：Ａｆｆｉ９％、Ｚｎ１％のＭ
ｇ合金）と大差ない。

また、剛性の点においては、樹脂含浸した多孔質アルミ
ニウム材のヤング率は、上と同条件の場合約５２００（
ｋｇｆ／ｍｍ”　）であり、前述のホウ素を４〜８ｖＯ
！χ分散させたマグネシウム系複合材料では、ヤング率
は約５２００（ｋｇｆ／ｍｍ”　）である。また第５図
に示されるようにホウ素を分散させたマグネシュウム系
複合材料は、従来のマグネシウム合金（Ａ　Ｚ　９　）
のヤング率４５００（ｋｇｆ／胴２）に比べ、充分に剛
性は向上している。更に、第６図に示されるように引張
強さも１８Ｋｇｆ／ｍｍ”程度であり、充分大きな値と
なっている。

尚、ホウ素を分散させるマグネシウム合金としては、特
に限定されないが、Ｍｇ−ＡＮ系（特にＡ　ｆ　３〜１
２重量％）、Ｍｇ−Ａｆｆｉ−Ｚｎ（特にＡ２：３〜９
重量％、Ｚ　ｎ　：　０．１〜３．０重量％）などが用
いられる。

ホウ素は粉末のほか、ウィスカーや短繊維などでもよい
。ホウ素の添加量は複合材料に基づいて２〜３０体積％
の範囲内が好ましい。ホウ素の添加量が少ないと上述の
ように強度（ヤング率）向上の効果が小さく、またホウ
素の添加量が多すぎても成形性や均一分散性が劣り強度
向上効果が得られない。ホウ素の粒径等は０．１〜１０
０　ａｍ程度が好ましい。マグネシウム又はマグネシウ
ム合金中にホウ素を分散させる方法は、特に限定されず
、例えば鋳造法でもよいが、マトリックス中へのホウ素
の分散を良くし、最終製品形状に近い形で成形するため
には、上述のように粉末冶金法によることが好ましい。

この場合、マグネシウム又ハマグネシウム合金の粉末に
ホウ素の粉末又はウィスカー或いは短繊維を適当量添加
して慣用の粉末冶金法でプレス成形、焼結すればよい。

以上のようにヘッドアーム５の材料をホウ素を分散させ
たマグネシウム系複合材料として、ヘッドアーム５の線
膨張係数を所望の値とすることによって、サーボヘッド
８とは逆側の磁気ヘッド４ａのオフトラックを防止する
ことができる。

また、同時にマグネシウム系複合材料を用いることで、
ヘッドアーム５の軽量化と高剛性化をも実現できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、ヘッドアームの材
料をマグネシウム合金中にホウ素を分散させた事により
、ヘッドアームの線膨張係数を、磁気ディスクの線膨張
係数の値より少し大きな所望の値とすることで、サーボ
ヘッドとは逆側のヘッドに発生する温度依存性のオフト
ラックを防止することができる。

また、線膨張係数を制御できる多孔質アルミニウム材に
合成樹脂を含浸・硬化させた材料では実現できなかった
軽量化と高剛性化を同時に実現することができ、磁気デ
ィスク装置の高速化をも可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスクと磁気ヘン関係図、 第２図は磁気ディスク装置の概略図、 第３図は線膨張係数のＢｉ依存性、 第４図はＢ添加量と密度の関係、 第５図はＢ添加量とヤング率の関係、 第６図は添加量と引張強さの関係である。 図において、 ■は磁気ディスク、 ４ａはインナーヘッド、 ８はサーボヘッド、 ドの 量（ｖｏ−１２％　） 米弯に、ハ立ｌ）づポヒイ系数の　８％　イ衣イ引４さ
Ｌ第　３図 ８４力ロ１トヒ宗度／）関イ浩 ＢＡカロ量ヒマンゾ孝の関１遇（、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気ディスク装置に対し情報を記録再生する磁気ヘッド
   を保持するヘッドアーム（５）であって、マグネシウム
   合金中に磁気ディスク（１）の線膨張係数より大きな、
   所望の線膨張係数となるように、ホウ素を分散させて形
   成したマグネシウム系複合材料を使用したことを特徴と
   する磁気ディスク装置用ヘッドアーム。