JPH10228742A - Flexure rigidity measuring device for suspension for hard disk - Google Patents

Flexure rigidity measuring device for suspension for hard disk

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JPH10228742A
JPH10228742A JP3070997A JP3070997A JPH10228742A JP H10228742 A JPH10228742 A JP H10228742A JP 3070997 A JP3070997 A JP 3070997A JP 3070997 A JP3070997 A JP 3070997A JP H10228742 A JPH10228742 A JP H10228742A
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flexure
load
rods
dimple
roll
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Masao Hanya
正夫 半谷
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NHK Spring Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and correctly measure the roll rigidity and the pitch rigidity of a flexure by providing loading rods applying loads to a flexure at positions separated from a dimple, a load cell for detecting forces in an axial line direction acting on the rods and a means for detecting displacements in the axial line direction of the loading rods. SOLUTION: Loading rids 18 are driven in a flexure 2 direction until they are abbuted on a fixture 17 and the moment of the contact is detected with the sudden change of detection values of a load cell 20. Moreover, the loading rods of the left and the right are driven. A load setting to the flexure 2 is performed by adjusting the resultant of both loading rods 18 to be applied to the flexure 2 with both loading rods 18. Furthermore, the roll rigidity of the flexure 2 is calculated from increases and decreases of the loads and the sum of displacement of load points of left and right sides of the flexure 2 at that time. Especially, when points which apply loads with respect to the flexure 2 are set symmetrically in the left and the right or in the forward and the backward around the dimple, the simplifying of the measurement is made possible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はハードディスクドラ
イブ用サスペンション等に用いられるフレキシャのロー
ル及びピッチ剛性を測定するための測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring apparatus for measuring roll and pitch stiffness of a flexure used for a suspension for a hard disk drive or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスクドライブのサスペンショ
ンの技術に於ては、ハードディスクの容量の増大に伴
い、スライダとディスクとの間のすき間を定めるFH
(FlyHeight)を一定の低い値に保持する必要
が生じてきた。そのために、負圧スライダの使用や、組
み付け作業の高精度化を行ってきたが、より一層フレキ
シャの高精度化が求められている。例えば、特開昭55
−22296号公報には、ロードビームに衝当するべき
ディンプルをフレキシャに設け、アクセス用ヘッドをロ
ール及びピッチ方向に変位可能に保持する構成が開示さ
れているが、ロール特性をより一層改善することが望ま
れる。特に、近年ピコスライダと呼ばれる1(W)×
1.25(L)×0.3(D)(mm)のオーダの小型
のスライダを用いるようになると、得られる揚力が小さ
く、FHを安定化することが一層困難となることが問題
となっている。
2. Description of the Related Art In the technique of suspension of a hard disk drive, as the capacity of a hard disk increases, an FH that defines a clearance between a slider and a disk is increased.
It has become necessary to keep (FlyHeight) a constant low value. For this purpose, the use of the negative pressure slider and the improvement of the assembling work have been improved. However, the precision of the flexure is required to be further improved. For example, Japanese Patent Application Laid-Open
Japanese Patent Publication No. -22296 discloses a configuration in which dimples to be brought into contact with a load beam are provided on a flexure and an access head is held so as to be displaceable in a roll and a pitch direction. Is desired. In particular, 1 (W) × which is recently called a pico slider
When a small slider of the order of 1.25 (L) × 0.3 (D) (mm) is used, the obtained lift is small, and it becomes more difficult to stabilize the FH. ing.

【0003】このようなハードディスク用サスペンショ
ンに於いては、読み書き用のヘッドのフライハイトを好
適に制御するために、フレキシャの剛性特にロール方向
並びにピッチ方向の剛性を正確に管理する必要がある。
そこで、従来からロール及びピッチ剛性のFEN解析、
測定等が行われていたが、使用状態に近い状態で測定す
ることが困難であることから、通常、間接的な方法によ
って測定するため、その精度が必ずしも十分ではない場
合が多かった。
In such a hard disk suspension, it is necessary to accurately control the rigidity of the flexure, particularly the rigidity in the roll direction and the pitch direction, in order to suitably control the fly height of the read / write head.
Therefore, FEN analysis of roll and pitch stiffness,
Although measurement and the like have been performed, since it is difficult to perform measurement in a state close to the state of use, the measurement is usually performed by an indirect method, and the accuracy is often not always sufficient.

【0004】例えば、フレキシャの先端に、既知の慣性
2次モーメントを有する重錘を取り付け、そのロール及
びピッチ運動の振動数を測定して、フレキシャのロール
及びピッチ剛性を計算する方法が知られている。しかし
ながら、この方法では、慣性質量即ち慣性2次モーメン
トの大きさを正確に把握するのが困難であり、しかも振
動数の測定に大きなばらつきが生じるため、十分に高い
精度を得ることは困難であった。また、使用状態に近い
状態、特に荷重状態に於ける測定も困難であった。
For example, a method is known in which a weight having a known second moment of inertia is attached to the tip of a flexure, and the roll and pitch stiffness of the flexure is calculated by measuring the frequency of the roll and pitch motions. I have. However, in this method, it is difficult to accurately grasp the magnitude of the inertial mass, that is, the magnitude of the second moment of inertia, and furthermore, a large variation occurs in the measurement of the frequency, so that it is difficult to obtain sufficiently high precision. Was. Also, it was difficult to measure in a state close to the use state, especially in a load state.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、ハードディスクドライブのサスペンション等
に於いて、アクセス用ヘッドを、相対移動する対象面に
対して、安定に近接して、しかもロール及びピッチ方向
に変位可能に保持し得るようにするために、フレキシャ
のロール及びピッチ剛性を簡単にしかも正確に測定する
ための装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a main object of the present invention is to provide an access head in a hard disk drive suspension or the like. An apparatus for simply and accurately measuring the roll and pitch stiffness of a flexure in order to be able to hold stably close to a moving target surface and displaceable in the roll and pitch directions. To provide.

【0006】本発明の第2の目的は、ハードディスクド
ライブのサスペンション等に於いて、フレキシャの使用
状態、特に荷重状態に於けるロール及びピッチ剛性を測
定するための装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the roll and pitch stiffness of a flexure in a use state, particularly in a load state, in a suspension of a hard disk drive or the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、ロードビ−ムの先端部に取り付けられたフレキ
シャを有し、両部分のいずれかに設けられたディンプル
を介して前記フレキシャを前記ロードビームに対して支
持してなるハードディスク用サスペンションに於けるフ
レキシャの剛性を測定するための装置であって、ロード
ビームの基端部を保持するクランプ部と、前記ディンプ
ルに対して左右あるいは前後に離隔した点にて前記フレ
キシャに負荷を加えるための第1及び第2の負荷ロッド
と、前記両ロッドを個別に軸線方向に変位させるための
第1及び第2の駆動手段と、前記両ロッドのそれぞれに
作用する軸線方向力を検出する第1及び第2のロードセ
ルと、前記両ロッドのそれぞれの軸線方向変位を検出す
る第1及び第2の変位検出手段とを有することを特徴と
する装置を提供することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a flexure mounted on a leading end of a load beam, the flexure being mounted via dimples provided on either of the two portions. An apparatus for measuring the rigidity of a flexure in a hard disk suspension supported on the load beam, comprising: a clamp for holding a base end of the load beam; First and second load rods for applying a load to the flexure at points spaced apart from each other, first and second drive means for individually displacing the rods in the axial direction, and the rods First and second load cells for detecting the axial force acting on each of the rods, and first and second load cells for detecting the respective axial displacements of the two rods. It is achieved by providing a device characterized by having a position detecting means.

【0008】このような構造によれば、両ロッドに加わ
る合力として与えられるフレキシャに対する荷重を正確
に制御しつつ、純粋な偶力として、ロールまたはピッチ
方向の負荷をフレキシャに与えることができ、使用状態
に近い状態に於けるフレキシャのロール及びピッチ剛性
を正確かつ容易に求めることが可能となる。特に、フレ
キシャに対して負荷を加える点を、ディンプルを中心と
して左右または前後対称に設定することにより、測定を
単純化させることができる。
According to such a structure, a load in the roll or pitch direction can be applied to the flexure as a pure couple while accurately controlling the load applied to the flexure as a resultant force applied to both rods. The roll and pitch stiffness of the flexure in a state close to the state can be accurately and easily obtained. In particular, the measurement can be simplified by setting the point at which the load is applied to the flexure symmetrically left or right or back and forth with the dimple as the center.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
について添付の図面を参照して詳しく説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0010】図1は、本発明が適用された典型的なフレ
キシャ(Flexure)支持構造を示すもので、比較
的に剛性の高いロードビーム1の遊端に、可撓性に富む
フレキシャ2の一端を接合し、フレキシャ2に切り抜か
れた舌片3に磁気ヘッド等のアクセスヘッド4が固着さ
れる。ロードビーム1及びフレキシャ2は、適切な特性
を有する任意の金属材料からなるものであってよいが、
ステンレス鋼(SUS)からなるのが一般的である。図
2に示されるように、ロードビーム1にはディンプル5
と呼ばれる、通常0.25mm程度の半径を有する球面
状の突起が設けられており、それによって、ディスク面
にヘッド4がアクセスする際に、ヘッド4のピッチ方向
の運動(図2)及びロール方向の運動(図3)を許容す
るように、フレキシャ3の背面を支持している。然る
に、アクセスヘッド4読み書き位置6が、ヘッド4の一
方の側に配置されており、アクセスヘッド4がフライン
グしているときの姿勢がFHに対して大きな影響を及ぼ
す。特に、アクセスヘッド4のロール方向の運動がFH
に大きな影響を与えることが知られている。
FIG. 1 shows a typical flexure support structure to which the present invention is applied, in which a free end of a relatively rigid load beam 1 is attached to one end of a flexible flexure 2. And an access head 4 such as a magnetic head is fixed to the tongue piece 3 cut out by the flexure 2. The load beam 1 and the flexure 2 may be made of any metal material having appropriate properties,
It is generally made of stainless steel (SUS). As shown in FIG. 2, the load beam 1 has dimples 5
And a spherical protrusion having a radius of about 0.25 mm, which is generally referred to as a movement of the head 4 in a pitch direction (FIG. 2) and a roll direction when the head 4 accesses the disk surface. The rear surface of the flexure 3 is supported so as to allow the movement (FIG. 3). However, the access head 4 read / write position 6 is arranged on one side of the head 4, and the attitude of the access head 4 when flying has a great effect on the FH. In particular, the movement of the access head 4 in the roll direction is FH
Is known to have a significant effect on

【0011】ディンプルずれと静的ロ−ルを伴うヘッド
4が水平状態(ディスク面)で静止した場合のモデルを
図4に示す。この時の力の釣り合いは次式になる。
FIG. 4 shows a model in the case where the head 4 with dimple displacement and static roll is stationary in a horizontal state (disk surface). The balance of the force at this time is as follows.

【0012】[0012]

【数1】 F=F0+Fi (式1) Fi・(X/2+ΔX)−F0・(X/2−ΔX)±S0・θs=0 (式2)F = F 0 + F i (Equation 1) F i · (X / 2 + ΔX) −F 0 · (X / 2−ΔX) ± S 0 · θ s = 0 (Equation 2)

【0013】但し、Fi、F0は、ヘッドの両側部即ちレ
ールがディスク面から受ける反力であり、S0はフレキ
シャのロール剛性であり、θsはフレキシャの静的ロー
ル角である。この2式から次式が導かれる。
Here, F i and F 0 are reaction forces applied to both sides of the head, ie, the rail, from the disk surface, S 0 is the roll rigidity of the flexure, and θ s is the static roll angle of the flexure. The following equation is derived from these two equations.

【0014】[0014]

【数2】 (Equation 2)

【0015】式3、式4は荷重F/2の状態でF・ΔX
/X±S0・(θs/X)の荷重がスパンXの両端に逆
方向に作用していることを表し、即ち、その力は偶力と
なっている。従ってディンプル回りのトルクは次式とな
る。
Equations (3) and (4) show F · ΔX when the load is F / 2.
/ X ± S 0 · (θs / X) indicates that a load acts on both ends of the span X in the opposite direction, that is, the force is a couple. Therefore, the torque around the dimple is given by the following equation.

【数3】 Ts=F・ΔX±S0・θS (式5)T s = F · ΔX ± S 0 · θ S (Equation 5)

【0016】以下、このトルクを静的トルク、また
i、F0を静的荷重と呼ぶことにする。以上からディン
プルずれと静的ロ−ルのある場合には必ず各レールの静
的荷重に差が生じ、静的トルクが働くことがわかる。
Hereinafter, this torque is called a static torque, and F i and F 0 are called static loads. From the above, it can be seen that in the case where there is a dimple deviation and a static roll, a difference always occurs in the static load of each rail, and a static torque acts.

【0017】前述の状態でディスクが回転を始めるとヘ
ッドは浮上するが、静的荷重がFi≠F0の場合には図5
に示すように浮上量に差が生じる。この時の力の釣り合
いは次式となる。
When the disk starts to rotate in the above-described state, the head flies, but when the static load is F i ≠ F 0 , FIG.
As shown in FIG. The balance of the force at this time is as follows.

【数4】 F=P0・A0+Pi・Ai (式6) Pi・Ai・(X/2+ΔX)−P0・A0・(X/2−ΔX) ±S0・θS−SL・θ=0 (式7) 但し、P0、Piは、スライダの各レールに加わる空気の
動圧であり、Ao、Aiは各レールの面積である。
F = P 0 · A 0 + P i · A i (Equation 6) P i · A i · (X / 2 + ΔX) -P 0 · A 0 · (X / 2−ΔX) ± S 0 · θ S− S L · θ = 0 (Equation 7) where P 0 and Pi are the dynamic pressures of the air applied to each rail of the slider, and A o and A i are the area of each rail.

【0018】ここで、圧力が浮上量の2乗に反比例する
ならば以下の関係式が成り立つ。
Here, if the pressure is inversely proportional to the square of the flying height, the following relational expression holds.

【数5】 Pi=C/Hi 2 (式8) P0=C/H0 2 (式9) ここで、Cは実験的に求められる定数であり、Hi、 H
0は、各スライダの浮上量である。幾何学的な関係から
次式が成り立つ。
P i = C / H i 2 (Equation 8) P 0 = C / H O 2 (Equation 9) Here, C is a constant obtained experimentally, and Hi , H
0 is the flying height of each slider. The following equation holds from the geometric relationship.

【数6】 sin(θ)=(Hi−H0)/X (式10)Sin (θ) = (H i −H 0 ) / X (Equation 10)

【0019】θ≒0の場合、次式が成り立つ。When θ ≒ 0, the following equation holds.

【数7】 θ=(Hi−H0)/X (式11)Θ = (H i −H 0 ) / X (Equation 11)

【0020】式6〜10は未知数5個(Po、Pi、θ、
i、H0)で、方程式が5式となるので解くことができ
る。
Equations 6 to 10 represent five unknowns (P o , P i , θ,
H i , H 0 ), and the equation becomes five equations, which can be solved.

【0021】式6、7を整理すると次式となる。Equations 6 and 7 can be rearranged into the following equations.

【数8】 (Equation 8)

【0022】式3、式4、式8、式9を利用して式1
2、式13を整理すると次式となる。
Equation (1) is obtained using Equations (3), (4), (8) and (9).
2. The following equation is obtained by rearranging equation 13.

【数9】 C・Ai/Hi 2=Fi+SL・θ/X (式14) C・A0/H0 2=F0−SL・θ/X (式15)Equation 9] C · A i / H i 2 = F i + S L · θ / X ( Equation 14) C · A 0 / H 0 2 = F 0 -S L · θ / X ( Equation 15)

【0023】従って、FHであるHi、H0及び姿勢角θ
は静的荷重Fi、F0及び荷重状態ロール剛性(スティフ
ネス)SL、レール面積Ai、A0に支配されることがわ
かる。そして、動的姿勢角θ及び静的姿勢角θSがある
場合、荷重状態及び無荷重状態ロール剛性SLがFHに
影響を及ぼすことが分かる。従って、荷重をパラメータ
とした剛性の測定が重要である。また、FEM解析で
は、無荷重状態ロール剛性は比較的容易に計算すること
ができるが、荷重状態ロール剛性の計算はかなり難し
い。
Therefore, F i , H i , H 0 and the attitude angle θ
It can be seen that is governed by the static loads F i , F 0, the load state roll stiffness (stiffness) S L , and the rail areas A i , A 0 . Then, if there is dynamic attitude angle theta and static attitude angle theta S, it can be seen a load condition and no load roll stiffness S L affects the FH. Therefore, it is important to measure the stiffness using the load as a parameter. In the FEM analysis, the roll stiffness in a no-load state can be calculated relatively easily, but the calculation of the roll stiffness in a loaded state is considerably difficult.

【0024】図6には、本発明に基づくフレキシャ荷重
状態ロール剛性の測定原理を示すものである。フレキシ
ャ角度が0degと、そうでない場合とを図6に(a)及
び(b)として示した。
FIG. 6 shows the principle of measurement of roll stiffness under a flexure load condition according to the present invention. FIGS. 6A and 6B show the case where the flexure angle is 0 deg and the case where it is not.

【0025】フレキシャ角度が0degの場合のロードビ
ーム荷重とトルクは次式となる。
The load beam load and torque when the flexure angle is 0 deg are given by the following equations.

【数10】 f=f1+f2 (式15) T0=L1・f1−L2・f2 (式16)F = f 1 + f 2 (Equation 15) T 0 = L 1 · f 1 −L 2 · f 2 (Equation 16)

【0026】ここで、fはロードビーム荷重(gf)、
1はフレキシャ角度0deg時の左側ロードセル荷重(g
f)、f2はフレキシャ角度0deg時の右側ロードセル荷
重(gf)、T0はフレキシャ角度0deg時のトルク(g
f・mm)、L1はディンプルと左側荷重点との距離
(mm)、L2はディンプルと右側荷重点との距離(m
m)である。
Here, f is the load beam load (gf),
f 1 is the left side load cell load at the time of the flexure angle 0deg (g
f), f 2 is the right load cell load in flexure angle 0deg (gf), T 0 is the torque at the time of flexure angle 0 deg (g
f · mm), L 1 is the distance (mm) between the dimple and the left load point, and L 2 is the distance (m) between the dimple and the right load point.
m).

【0027】この場合において、トルク変動をあたえる
と、
In this case, given the torque fluctuation,

【数11】 f=f1+Δf+f2−Δf=f1+f2 (式17) Ta=L1・(f1+Δf)−L2・(f2−Δf) (式18)Equation 11] f = f 1 + Δf + f 2 -Δf = f 1 + f 2 ( Formula 17) T a = L 1 · (f 1 + Δf) -L 2 · (f 2 -Δf) ( Formula 18)

【0028】ここで、Δfはトルクの変動を与えるため
の荷重変動(gf)、Taはフレキシャ角度θdeg時のト
ルク(gf・mm)である。
[0028] Here, Delta] f is the load variation to provide a variation in torque (gf), T a torque during flexure angle θdeg (gf · mm).

【0029】従って、トルクの変動は次式により与えら
れる。
Therefore, the fluctuation of the torque is given by the following equation.

【数12】 ΔT=Ta−T0=Δf・(L1+L2)=Δf・L3 (式19)ΔT = T a −T 0 = Δf · (L 1 + L 2 ) = Δf · L 3 (Equation 19)

【0030】ここで、ΔTはトルクの変動(gf・m
m)、L3(=L1+L2)は左右荷重点間の距離(m
m)である。よって、以上のように左右の荷重変動を等
しく(偶力)してトルクの変動を与える場合、ロードビ
ーム荷重は変動せず、L1とL2は必ずしも等しくする必
要はない。
Here, ΔT is the torque fluctuation (gf · m
m), L 3 (= L 1 + L 2 ) is the distance (m
m). Therefore, when giving the variation of the torque left and right load variation equal to (couple) As described above, the load beam load does not vary, L 1 and L 2 are not necessarily equal.

【0031】他方、この時のフレキシャ角度は次式とな
る。
On the other hand, the flexure angle at this time is as follows.

【数13】 tan(θ)=(h1+h2)/(L1+L2)=h3/L3 (式20)Tan (θ) = (h 1 + h 2 ) / (L 1 + L 2 ) = h 3 / L 3 (Equation 20)

【0032】ここで、θはフレキシャ角度(deg)、h1
は左側荷重点の変位(mm)、h2は右側荷重点の変位
(mm)、h3=h1+h2(mm)である。
Here, θ is the flexure angle (deg), h 1
The displacement of the left loading point (mm), h 2 is the displacement of the right loading point (mm), h 3 = h1 + h2 (mm).

【0033】従って、ねじりばね定数(剛性)は次式と
なる。
Therefore, the torsional spring constant (rigidity) is given by the following equation.

【数14】 Kt=ΔT/θ=Δf・L3/tan-1(h3/L3) (式21) ここで、Ktはねじりばね定数(gf・mm/deg)であ
る。
K t = ΔT / θ = Δf · L 3 / tan −1 (h 3 / L 3 ) (Equation 21) where K t is a torsion spring constant (gf · mm / deg).

【0034】図7は、このような測定方法を実行するた
めの装置の一例を示すもので、固定ベース11上には垂
直線軸周りに回転可能に回転ステージ12が取り付けら
れ、該回転ステージ12上には、それに対してX軸方向
及びY軸方向に、つまみ或いはアクチュエータ13a、
14aにより変位可能なX軸ステージ13及びY軸ステ
ージ14がそれぞれ設けられ、更にY軸ステージ14に
対して前後傾斜方向に変位可能な傾斜ステージ15が設
けられている。
FIG. 7 shows an example of an apparatus for performing such a measuring method. A rotating stage 12 is mounted on a fixed base 11 so as to be rotatable about a vertical axis. In the X-axis direction and the Y-axis direction, a knob or an actuator 13a,
An X-axis stage 13 and a Y-axis stage 14 that can be displaced by 14a are provided, respectively, and a tilt stage 15 that can be displaced in the front-back tilt direction with respect to the Y-axis stage 14 is provided.

【0035】傾斜ステージ15上にはロードビーム1の
基端部を保持するクランプ部16が設けられている。ク
ランプ部16に保持されたロードビーム1の先端に設け
られたフレキシャ2の遊端部には、左右方向に延在する
ロッド部材からなるフィクスチャ17が固定されてい
る。フィクスチャ17の左右端に対しては、負荷ロッド
18の先端が当接しており、該負荷ロッド18は、ロー
ドセル20を介してZ軸ステージ21に固定されてい
る。
On the tilt stage 15, a clamp 16 for holding the base end of the load beam 1 is provided. A fixture 17 composed of a rod member extending in the left-right direction is fixed to the free end of the flexure 2 provided at the tip of the load beam 1 held by the clamp 16. The left and right ends of the fixture 17 are in contact with the tip of a load rod 18, and the load rod 18 is fixed to a Z-axis stage 21 via a load cell 20.

【0036】Z軸ステージ21は、固定フレーム19に
対して、Z軸方向即ち上下方向に変位可能に支持されて
いる。Z軸ステージ21の上下方向変位は、変位計22
により検出される。尚、図面中には一方の負荷ロッド1
8についての構造のみが示されているが、容易に理解さ
れるように両負荷ロッド18についてそれぞれ対称をな
すように、それぞれZ軸ステージを含む2組の構造が備
えられている。
The Z-axis stage 21 is supported on the fixed frame 19 so as to be displaceable in the Z-axis direction, that is, in the vertical direction. The vertical displacement of the Z-axis stage 21 is measured by a displacement meter 22.
Is detected by In the drawing, one load rod 1 is shown.
Although only the structure for 8 is shown, two sets of structures, each including a Z-axis stage, are provided to be symmetrical with respect to both load rods 18 as will be readily understood.

【0037】上記した構造体の前方には、固定ベース2
3に対してX軸方向に変位可能に支持されたX軸ステー
ジ24が設けられ、該X軸ステージ24に立設された柱
25には鏡筒26が固定され、フレキシャ2の先端部を
拡大して、観測し得るようにしてある。それにより、鏡
筒26によりディンプルに照準を合わせ、次に左右の負
荷ロッド18がフィスクチャ17に当接する位置に照準
が合うまで鏡筒26をX軸方向に変位させ、その変位量
からh1、h2を求めることができる。
In front of the above-mentioned structure, a fixed base 2 is provided.
An X-axis stage 24 is provided so as to be displaceable in the X-axis direction with respect to 3, and a lens barrel 26 is fixed to a column 25 erected on the X-axis stage 24, and the tip of the flexure 2 is enlarged. So that it can be observed. Thereby, the dimple is aimed at by the lens barrel 26, and then the lens barrel 26 is displaced in the X-axis direction until the position where the left and right load rods 18 come into contact with the fixture 17 is aimed, and from the displacement amount, h 1 , it is possible to find the h 2.

【0038】左右の負荷ロッド18について得られた変
位及び負荷の値は、制御ユニット28に送られ、(式2
1)の計算式により直ちに算出することができる。測定
に際しては、先ず、負荷ロッド18がフィクスチャ17
に当接するまで、負荷ロッド18をフレキシャ方向に駆
動する。当接の瞬間は、ロードセル20の検出値の急変
する時点として検出することができる。次に、左右の両
負荷ロッド18を更に軸線方向に駆動し、所望のたわみ
量(荷重値)に達したなら、各負荷ロッド18を逆方向
に駆動させて、その時のΔf及びh3から、フレキシャ
2のロール剛性を(式21)から計算することができ
る。
The displacement and load values obtained for the left and right load rods 18 are sent to the control unit 28, where
It can be calculated immediately by the calculation formula of 1). In the measurement, first, the load rod 18 is fixed to the fixture 17.
, The load rod 18 is driven in the flexure direction. The moment of contact can be detected as a point in time when the detection value of the load cell 20 changes suddenly. Next, the left and right load rods 18 are further driven in the axial direction, and when the desired amount of deflection (load value) is reached, each load rod 18 is driven in the opposite direction, and Δf and h 3 at that time are used. The roll rigidity of the flexure 2 can be calculated from (Equation 21).

【0039】このような構成によれば、両負荷ロッド1
8により加わる力の合力(f=f1+f2)を制御するこ
とにより、前記したようにフレキシャ2に加わる負荷を
設定することができ、両負荷ロッド18により加わる力
を同量(Δf)増減することにより、この力に対して加
重されるような偶力を発生させることができる。このよ
うにして、値を自由に設定可能な一定荷重状態に於ける
ロール剛性を、左右いずれの方向にも、しかも連続的に
測定することが出来る。特に、L1=L2に調整すれば、
1=h2とすることが出来るために、測定がより容易と
なる。
According to such a configuration, both load rods 1
By controlling the resultant force (f = f 1 + f 2 ) of the forces applied by the load 8, the load applied to the flexure 2 can be set as described above, and the force applied by both load rods 18 is increased or decreased by the same amount (Δf). By doing so, it is possible to generate a couple that is weighted against this force. In this way, the roll stiffness under a constant load condition in which the value can be freely set can be measured continuously in both directions. In particular, if L 1 = L 2 is adjusted,
Since h 1 = h 2 can be satisfied, the measurement becomes easier.

【0040】また、図8に示すように、フィクスチャ1
7をピッチ方向すなわち前後方向に取り付け、回転ステ
ージ12を90°回転させることで、前記ロール剛性と
同様にしてピッチ剛性を測定することができる。なお、
フィクスチャ17の代わりに、図9に示すような十字形
状のフィクスチャ29を用いれば、ロール並びにピッチ
の両方向の剛性を測定する際の作業性を高めることがで
きる。
Further, as shown in FIG.
7 is mounted in the pitch direction, that is, in the front-back direction, and by rotating the rotary stage 12 by 90 °, the pitch rigidity can be measured in the same manner as the roll rigidity. In addition,
If a cross-shaped fixture 29 as shown in FIG. 9 is used instead of the fixture 17, workability in measuring the rigidity in both the roll and pitch directions can be improved.

【0041】図10は、このようにして得られた様々な
荷重状態に於けるフレキシャの有効剛性(スティフネ
ス)の実際の測定結果の一例を示す。その結果によれ
ば、ディンプルに係わる荷重の増加に従って剛性が大き
くなり、しかもヒステリシスを伴う非線形の度合が強く
なることが判る。即ち、ディンプルに加わる荷重が小さ
い場合には、剛性が計算値に近く、かつヒステリシスが
小さく、逆に荷重が大きい場合には、剛性が大きくなる
ばかりでなく、ヒステリシスが大きくなる。特に、ヒス
テリシスが大きくなると、FHの安定性が損なわれ、デ
ィスク面に対する追従性が低下する傾向がある。これ
は、ディンプルに対する荷重のために、フレキシャ等が
変形したり、ディンプルとフレキシャとの間の摩擦によ
るものと考えられる。
FIG. 10 shows an example of actual measurement results of the effective stiffness (stiffness) of the flexure under various load conditions obtained in this manner. According to the result, it is understood that the rigidity increases as the load related to the dimple increases, and the degree of nonlinearity with hysteresis increases. That is, when the load applied to the dimple is small, the rigidity is close to the calculated value and the hysteresis is small. Conversely, when the load is large, not only the rigidity is increased but also the hysteresis is increased. In particular, when the hysteresis increases, the stability of the FH tends to be impaired, and the ability to follow the disk surface tends to decrease. This is considered to be due to deformation of the flexure or the like due to the load on the dimple, or friction between the dimple and the flexure.

【0042】また、今まで必ずしも計算値と実測値が一
定せず、計算の検証が十分でなかったが、この装置によ
る測定によって0.08〜0.4fgmm/degreeの広
い範囲での検証が出来た。また、配線付きフレキシャな
どの積層フレキシャについては、各層の物性が正確に得
られていない。従って、本発明に基づく装置により実測
することが出来、逆にフレキシャの物性値(銅やポリイ
ミド)を推計することができる。
Although the calculated value and the actually measured value have not always been constant and the verification of the calculation has not been sufficient until now, the measurement with this apparatus has enabled verification in a wide range of 0.08 to 0.4 fgmm / degree. Was. In addition, for laminated flexures such as flexures with wiring, the physical properties of each layer are not accurately obtained. Therefore, it can be measured by the apparatus according to the present invention, and conversely, the physical property value (copper or polyimide) of the flexure can be estimated.

【0043】[0043]

【発明の効果】このように、負荷即ちf(=f1+f2
の大きさに応じてロール及びピッチ剛性が大きく変化す
ることを理解することが出来ることから、このような測
定結果に基づき、フレキシャの作動条件を精密に最適化
することができ、ハードディスクの高性能化及び高信頼
性化に大きく寄与することができる。
As described above, the load, that is, f (= f 1 + f 2 )
It is possible to understand that the roll and pitch stiffness change greatly depending on the size of the hard disk. Based on these measurement results, the operating conditions of the flexure can be precisely optimized, It can greatly contribute to higher reliability and higher reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用された磁気ディスクサスペンショ
ンの構造を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a magnetic disk suspension to which the present invention is applied.

【図2】図1の要部を示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of FIG.

【図3】図1の要部を示す横断面図である。FIG. 3 is a transverse sectional view showing a main part of FIG. 1;

【図4】ヘッド(スライダ)の静止時に於ける力の釣り
合いを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the balance of forces when the head (slider) is stationary.

【図5】ヘッドのフライング時に於ける力の釣り合いを
示す図4と同様の図である。
FIG. 5 is a view similar to FIG. 4, showing the balance of forces when the head is flying.

【図6】(a)及び(b)からなり、本発明に基づく計
測装置の測定原理を説明するためのダイヤグラム図であ
る。
FIG. 6 is a diagram comprising (a) and (b) for explaining the measurement principle of the measuring device according to the present invention.

【図7】本発明に基づく測定装置によるロール剛性の測
定状況を一部破断して示す模式的斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a partly broken state of measurement of roll stiffness by a measuring device according to the present invention.

【図8】図7に示した測定装置によるピッチ剛性の測定
状況を示す図7と同様の模式的斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view similar to FIG. 7, showing a situation of measuring pitch stiffness by the measuring device shown in FIG. 7;

【図9】フィクスチャの変形例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a modification of the fixture.

【図10】種々の荷重条件下におけるフレキシャの有効
剛性(スティフネス)の実測結果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing actual measurement results of effective stiffness (stiffness) of a flexure under various load conditions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロードビーム 2 フレキシャ 3 舌片 4 ヘッド 5 ディンプル 11 固定ベース 12 回転ステージ 13 X軸ステージ 14 Y軸ステージ 15 傾斜ステージ 16 クランプ部 17 フイクスチャ 18 負荷ロッド 19 固定フレーム 20 ロードセル 21 Z軸ステージ 22 変位計 23 固定ベース 24 X軸ステージ 25 柱 26 鏡筒 28 制御ユニット 29 フィクスチャ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load beam 2 Flexure 3 Tongue piece 4 Head 5 Dimple 11 Fixed base 12 Rotary stage 13 X-axis stage 14 Y-axis stage 15 Inclined stage 16 Clamp part 17 Fixture 18 Load rod 19 Fixed frame 20 Load cell 21 Z-axis stage 22 Displacement meter 23 Fixed base 24 X-axis stage 25 pillar 26 lens barrel 28 control unit 29 fixture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロードビ−ムの先端部に取り付けられ
たフレキシャを有し、両部分のいずれかに設けられたデ
ィンプルを介して前記フレキシャを前記ロードビームに
対して支持してなるハードディスク用サスペンションに
於けるフレキシャの剛性を測定するための装置であっ
て、 ロードビームの基端部を保持するクランプ部と、 前記ディンプルに対して左右あるいは前後に離隔した点
にて前記フレキシャに負荷を加えるための第1及び第2
の負荷ロッドと、 前記両ロッドを個別に軸線方向に変位させるための第1
及び第2の駆動手段と、 前記両ロッドのそれぞれに作用する軸線方向力を検出す
る第1及び第2のロードセルと、 前記両ロッドのそれぞれの軸線方向変位を検出する第1
及び第2の変位検出手段とを有することを特徴とする装
置。
1. A hard disk suspension having a flexure attached to the distal end of a load beam and supporting the flexure with respect to the load beam via dimples provided at either of the two portions. A clamp for holding a base end of a load beam, and a load for applying a load to the flexure at a point which is separated from the dimple left, right, front and back. First and second
And a first rod for individually displacing the two rods in the axial direction.
And second driving means, first and second load cells for detecting an axial force acting on each of the rods, and a first for detecting an axial displacement of each of the rods.
And a second displacement detecting means.
【請求項2】 前記第1及び第2のロッドの前記フレ
キシャに対する作用点の、前記ディンプルからの距離を
計測する手段を更に有することを特徴とする請求項1に
記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for measuring a distance from the dimple of a point of application of the first and second rods to the flexure.
【請求項3】 前記距離計測手段が、前記第1及び第
2のロッドに正対して配置された鏡筒からなることを特
徴とする請求項2に記載の装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein said distance measuring means comprises a lens barrel arranged to face said first and second rods.
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WO2004068492A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-12 Fujitsu Limited Method and device for measuring angle of torsion of suspension for magnetic disk
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JP2008262672A (en) * 2007-02-07 2008-10-30 Shinka Jitsugyo Kk Micro torque and micro stiffness measurement device

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