JPWO2004040571A1 - ヘッドスライダ用サスペンションおよびヘッドサスペンションアセンブリ - Google Patents

Abstract

ヘッドスライダ用サスペンションにはロードビームが組み込まれる。ロードビームの母材（３４）は、表面に広がる第１弾性被膜（３５）と、裏面に広がり、第１弾性被膜（３５）に連続する第２弾性被膜（３６）とで包み込まれる。例えば空気流の作用に基づきロードビームで捻れ振動や曲げ振動が引き起こされても、ロードビームでは弾性被膜の緩衝作用が確保される。この緩衝作用に基づきロードビームでは捻れ振動や曲げ振動に基づく共振現象は減衰される。効果的にロードビームの捻れ振動や曲げ振動は抑制される。

Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記録媒体駆動装置に組み込まれて、記録媒体に向き合わせられるヘッドスライダを支持するヘッドスライダ用サスペンションに関し、特に、ベース板と、ベース板から前方に延びるロードビームと、ベース板から所定の間隔で隔てられてロードビーム内に規定される剛体部と、剛体部およびベース板の間でロードビーム内に区画されて、所定の弾性力を発揮する弾性変形部とを備えるヘッドスライダ用サスペンションに関する。

ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）では、磁気ディスクの回転時に磁気ディスクの表面に沿って高速な空気流が生成される。ＨＤＤに組み込まれるヘッドサスペンションアセンブリはこういった高速な空気流に曝される。ヘッドサスペンションアセンブリに組み込まれるロードビームの剛体部では空気流の作用で捻れ振動や曲げ振動が引き起こされる。
こういった捻れ振動や曲げ振動の抑制にあたってロードビームの剛体部では表面に板材が張り合わせられる。板材はポリイミドフィルムや鋼板から構成される。こうして剛体部の剛性が高められる結果、ロードビームの捻れ振動や曲げ振動は抑制される。
ＨＤＤでは磁気ディスクの回転の高速化が要求される。空気流の作用は増大する。捻れ振動や曲げ振動の抑制にあたって板材には一層の剛性が要求されていく。剛性の獲得にあたって板材の厚みが増加すると、ロードビームの重量は増加してしまう。位置決め精度の悪化が懸念される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、効果的にロードビームの捻れ振動や曲げ振動を抑制することができるヘッドスライダ用サスペンションを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１発明によれば、ロードビームの母材と、母材の表面に広がる第１弾性被膜と、母材の裏面に広がり、第１弾性被膜に連続する第２弾性被膜とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンションが提供される。ここで、母材並びに第１および第２弾性被膜は協働でロードビームを構成する。
例えばヘッドスライダ用サスペンション上のヘッドスライダに対して記録媒体の表面が高速で移動すると、ヘッドスライダ用サスペンションは高速な空気流に曝される。ロードビームでは空気流の作用で捻れ振動や曲げ振動が引き起こされる。このとき、ロードビームの表裏面は弾性被膜に覆われることから、ロードビームでは弾性被膜の緩衝作用に基づき捻れ振動や曲げ振動に基づく共振現象は減衰される。効果的にロードビームの捻れ振動や曲げ振動は抑制される。特に、こういった弾性被膜が樹脂材から構成されれば、ヘッドスライダ用サスペンションの軽量化は実現される。
こういったヘッドスライダ用サスペンションでは、第１および第２弾性被膜の少なくとも一方では母材の縁に向かうにつれて膜厚が減少することが望まれる。すなわち、母材並びに第１および第２弾性被膜の外表面は協働で流線型を構成することができる。こうしてロードビームが流線型に形作られると、ロードビームに沿って流れる空気流で渦の発生は極力回避されることができる。ロードビームの振動は十分に抑制されることができる。しかも、第１および第２弾性被膜の少なくとも一方の表面には複数個のドーム形突起や複数個の窪みが配置されてもよい。こういった突起や窪みは渦の発生の抑制に貢献することができる。
第１および第２弾性被膜は、母材に形成される貫通孔内で相互に連結されてもよく、母材の縁回りで相互に連結されてもよい。これら連結の実現にあたって例えば樹脂成型法が用いられればよい。母材は樹脂材に「鋳込まれ」ればよい。
第２発明によれば、ロードビームの母材と、母材の表面に重ね合わせられて、ヘッドスライダを受け止めるフレキシャと、母材の表面に広がり、フレキシャに覆い被さる第１弾性被膜と、母材の裏面に広がり、第１弾性被膜に連続する第２弾性被膜とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリが提供される。ここで、母材並びに第１および第２弾性被膜は協働でロードビームを構成する。
例えばヘッドスライダに対して記録媒体の表面が高速で移動すると、ロードビームは高速な空気流に曝される。ロードビームでは空気流の作用で捻れ振動や曲げ振動が引き起こされる。このとき、ロードビームの表裏面は弾性被膜に覆われることから、ロードビームでは弾性被膜の緩衝作用に基づき捻れ振動や曲げ振動に基づく共振現象は減衰される。効果的にロードビームの捻れ振動や曲げ振動は抑制される。しかも、こういったヘッドサスペンションアセンブリでは第１弾性被膜の働きでフレキシャはロードビーム上に固定されることができる。
こういった第１弾性被膜には、ヘッドスライダの周壁面に向き合わせられる壁面が規定されてもよい。このとき、第１弾性被膜の膜厚はヘッドスライダの厚みに合わせ込まれればよい。こういった第１弾性被膜によれば、ヘッドスライダに沿って流れる空気流はヘッドスライダの前後で効果的に整流されることができる。ヘッドスライダの前後で渦の発生は極力回避されることができる。ヘッドスライダの振動は一層効果的に抑制されることができる。
第３発明によれば、ロードビームの母材と、母材の表面に広がる第１整形材と、母材の裏面に広がる第２整形材とを備え、母材並びに第１および第２整形材の外表面は協働で流線型を構成することを特徴とするヘッドスライダ用サスペンションが提供される。ここで、母材並びに第１および第２整形材は協働でロードビームを構成する。
こうしてロードビームが流線型に形作られると、ロードビームに沿って流れる空気流で渦の発生は極力回避されることができる。ロードビームの振動は十分に抑制されることができる。特に、母材並びに第１および第２整形材は協働で翼断面を形成することが望まれる。翼断面の向きは空気流の向きに応じて設定されればよい。こういったヘッドスライダ用サスペンションは例えばヘッドサスペンションアセンブリに組み込まれて利用されることができる。ヘッドサスペンションアセンブリには、ロードビームの母材の表面に重ね合わせられてヘッドスライダを受け止めるフレキシャがさらに組み込まれればよい。
第４発明によれば、ロードビームの母材と、母材の表面に重ね合わせられるフレキシャと、フレキシャの表面に受け止められるヘッドスライダと、母材およびフレキシャの少なくとも一方の表面に形成されて、ヘッドスライダの周壁面に向き合わせられる壁面を規定する整形材とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリが提供される。このとき、整形材の厚みはヘッドスライダの厚みに合わせ込まれればよい。
こういった整形材によれば、ヘッドスライダに沿って流れる空気流はヘッドスライダの前後で効果的に整流されることができる。ヘッドスライダの前後で渦の発生は極力回避されることができる。ヘッドスライダの振動は一層効果的に抑制されることができる。
第５発明によれば、ベース板と、ベース板から前方に延びるロードビームと、ベース板から所定の間隔で隔てられてロードビーム内に規定される剛体部と、剛体部およびベース板の間でロードビーム内に区画されて、所定の弾性力を発揮する弾性変形部と、剛体部およびベース板を相互に連結する弾性片とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリが提供される。かかるヘッドサスペンションアセンブリでは、弾性片の働きでロードビームの弾性変形部の振動は十分に減衰されることができる。
こういったヘッドサスペンションアセンブリでは、弾性片および弾性変形部は所定の間隔で並列に配置されればよい。その他、弾性片は、剛体部でロードビームの表面に広がる弾性被膜に一体に形成されてもよい。

図１は、記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。
図２は、本発明の一具体例に係るヘッドサスペンションアセンブリの拡大斜視図である。
図３は、図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
図４は、図３に対応し、第１および第２弾性被膜の一変形例を示す拡大断面図である。
図５は、図３に対応し、第１および第２弾性被膜の他の変形例を示す拡大断面図である。
図６は、浮上ヘッドスライダの周囲で第１弾性被膜を詳細に示すヘッドサスペンションアセンブリの拡大部分平面図である。
図７は、第１弾性被膜の整流の様子を概略的に示すヘッドサスペンションアセンブリの拡大部分断面図である。
図８は、図３の一部に相当し、第１および第２弾性被膜の表面に形成される複数の突起を示す拡大部分断面図である。
図９は、図３の一部に相当し、第１および第２弾性被膜の表面に形成される複数の窪みを示す拡大部分断面図である。
図１０は、弾性突起を概略的に示すヘッドサスペンションアセンブリの断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
収容空間にはヘッドアクチュエータ１５がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ１５は、垂直方向に延びる支軸１６に回転自在に連結される。ヘッドアクチュエータ１５は、支軸１６から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム１７と、各アクチュエータアーム１７の先端に取り付けられてアクチュエータアーム１７から前方に延びるヘッドサスペンションアセンブリ１８とを備える。このヘッドサスペンションアセンブリ１８では、アクチュエータアーム１７の先端から前方に向かって弾性サスペンション１９が延びる。周知の通り、弾性サスペンション１９の前端には浮上ヘッドスライダ２１が支持される。浮上ヘッドスライダ２１には、例えば、磁気ディスク１３に情報を書き込む際に使用される薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子（図示されず）と、磁気ディスク１３から情報を読み取る際に使用される磁気抵抗効果（ＭＲ）素子といった読み取り素子（図示されず）とが搭載される。磁気抵抗効果素子には例えばスピンバルブ膜やトンネル接合膜が組み込まれればよい。
浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１９から押し付け力が作用する。その一方で、磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で空気流が生成されると、浮上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。弾性サスペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２１は浮上し続けることができる。
こうした浮上ヘッドスライダ２１の浮上中にヘッドアクチュエータ１５が支軸１６回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。このとき、ヘッドアクチュエータ１５の揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった駆動源２２の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のアクチュエータアーム１７すなわち２つのヘッドサスペンションアセンブリ１８が配置される。
弾性サスペンション１９の前端には、弾性サスペンション１９の前端からさらに前方に延びるロードバー２３が固定される。ロードバー２３は、アクチュエータアーム１７の揺動に基づき磁気ディスク１３の半径方向に移動することができる。ロードバー２３の移動経路上には磁気ディスク１３の外側でランプ部材２４が配置される。
アクチュエータアーム１７は磁気ディスク１３の静止時に所定の静止位置に位置決めされる。アクチュエータアーム１７が静止位置に位置決めされると、浮上ヘッドスライダ２１は最外周記録トラックを越えて磁気ディスク１３から外れた位置に到達する。ロードバー２３がランプ部材２４に受け止められることから、浮力の消失にも拘わらず浮上ヘッドスライダ２１と磁気ディスク１３との接触は確実に回避されることができる。ロードバー２３およびランプ部材２４は、協働していわゆるロードアンロード機構を構成する。
図２に示されるように、弾性サスペンション１９は、アクチュエータアーム１７の先端に受け止められるベース板２５と、ベース板２５から前方に延びるロードビーム２６とを備える。ロードビーム２６には、ベース板２５から所定の間隔で隔てられる剛体部２７と、この剛体部２７およびベース板２５の間に区画される弾性変形部２８とが区画される。ベース板２５は例えばレーザー溶接に基づきアクチュエータアーム１７に固定されればよい。
ロードビーム２６の前端にはフレキシャ２９が固定される。このフレキシャ２９は、ロードビーム２６の表面に固定される固定板３１と、表面で浮上ヘッドスライダ２１を受け止める支持板３２とを備える。浮上ヘッドスライダ２１は支持板３２に接着されればよい。支持板３２と固定板３１とはいわゆるジンバルばね３３で接続される。こういったフレキシャ２９がロードビーム２６に取り付けられると、支持板３１の裏面は、ロードビーム２６の表面に形成されるドーム状の突起（図示されず）に受け止められる。
ロードビーム２６の弾性変形部２８は所定の弾性力すなわち曲げ力を発揮する。この曲げ力の働きで剛体部２７の前端には、磁気ディスク１３の表面に向かう押し付け力が付与される。この押し付け力は突起の働きで支持板３２の背後から浮上ヘッドスライダ２１に作用する。浮上ヘッドスライダ２１は、空気流の働きで生成される浮力に基づき姿勢を変化させることができる。突起は浮上ヘッドスライダ２１すなわち支持板３２の姿勢変化を許容する。
ロードビーム２６は例えばステンレスといった金属製の母材すなわち金属板３４を備える。少なくとも剛体部２７では金属板３４の表面および裏面に第１および第２弾性被膜３５、３６が覆い被さる。第１および第２弾性被膜３５、３６は例えば樹脂材から構成されればよい。金属板３４の前端には前述のロードバー２３が一体に形成されればよい。
図３から明らかなように、第１および第２弾性被膜３５、３６は相互に連続する。ここでは、第１および第２弾性被膜３５、３６は、金属板３４に形成される貫通孔３７内で相互に連結されると同時に、金属板３４の縁回りで相互に連結される。こういった連結の実現にあたって例えば樹脂成型法は用いられる。金属板３４は樹脂材に「鋳込まれ」ればよい。このとき、金属板３４の表面に重ね合わせられるフレキシャ２９や、フレキシャ２９の表面に重ね合わせられるフレキシブルプリント基板３８は金属板３４とともに樹脂材に「鋳込まれ」ればよい。フレキシャ２９やフレキシブルプリント基板３８はこういった「鋳込み」に基づきロードビーム２６上に固定されればよい。フレキシブルプリント基板３８上には、書き込み素子や読み取り素子と信号処理回路（図示されず）とを接続する配線パターンが形成される。
磁気ディスク１３の回転時にヘッドサスペンションアセンブリ１８は高速な空気流に曝される。ロードビーム２６の剛体部２７では空気流の作用で捻れ振動や曲げ振動が引き起こされる。このとき、剛体部２７の表裏面は弾性被膜３５、３６に覆われることから、剛体部２７では弾性被膜３５、３６の緩衝作用に基づき捻れ振動や曲げ振動に基づく共振現象は減衰される。その結果、浮上ヘッドスライダ２１の位置ずれは極力回避されることができる。すなわち、書き込み素子や読み取り素子は高い精度で位置決めされることができる。
特に、このヘッドサスペンションアセンブリ１８では、金属板３４の縁に向かうにつれて第１および第２弾性被膜３５、３６の膜厚は減少する。すなわち、第１および第２弾性被膜３５、３６の外表面に基づきロードビーム２６は流線型に形作られることができる。こうしてロードビーム２６が流線型に形作られると、ロードビーム２６に沿って流れる空気流で渦の発生は極力回避されることができる。こうしてロードビーム２６の振動は十分に抑制されることができる。
その他、このヘッドサスペンションアセンブリ１８では、図２に示されるように、剛体部２７およびベース板２５を相互に連結する弾性片３９が組み込まれてもよい。こういった弾性片３９は、弾性変形部２８に接触せずに剛体部２７からベース板２５まで延びればよい。弾性片３９は例えば第２弾性被膜３６に一体に形成されることができる。こういった弾性片３９によれば、弾性変形部２８の変形に基づく振動は減衰されることができる。
以上のようなヘッドサスペンションアセンブリ１８では、図４に示されるように、金属板３４の縁回りで第１および第２弾性被膜３５、３６の連結は解除されてもよい。言い換えれば、第１および第２弾性被膜３５、３６は貫通孔３７のみで相互に連結されてもよい。こういった場合でも、ロードビーム２６の流線型は維持されることが望まれる。その他、図５に示されるように、ロードビーム２６は空気流の向きに応じて翼断面に形作られてもよい。こうしてロードビーム２６の振動は一層効果的に抑制されることができる。
さらに、以上のようなヘッドサスペンションアセンブリ１８では、図６に示されるように、浮上ヘッドスライダ２１の周壁面に向き合わせられる壁面４１が第１弾性被膜３５に規定されてもよい。このとき、第１弾性被膜３５の膜厚は浮上ヘッドスライダ２１の厚みに合わせ込まれればよい。図７から明らかなように、こういった壁面４１によれば、浮上ヘッドスライダ２１に沿って流れる空気流は浮上ヘッドスライダ２１の前後で効果的に整流されることができる。浮上ヘッドスライダ２１の前後で渦の発生は極力回避されることができる。浮上ヘッドスライダ２１の振動は一層効果的に抑制されることができる。その他、第１弾性被膜３５や第２弾性被膜３６の表面には、図８に示されるように、複数個のドーム形状の突起４２が配列されてもよい。こういった突起４２は渦の発生の抑制に貢献することができる。同様に、第１弾性被膜３５や第２弾性被膜３６の表面には、図９に示されるように、複数個のクレーター形の窪み４３が配列されてもよい。こういった窪み４３は渦の発生の抑制に貢献することができる。
さらにまた、以上のようなヘッドサスペンションアセンブリ１８では、図１０に示されるように、衝撃吸収用の弾性突起４４が例えばアクチュエータアーム１７の前方でベース板２５上に配置されてもよい。こういった弾性突起４４はアクチュエータアーム１７の前端付近で磁気ディスク１３の表面に向き合わせられる。例えば衝撃に基づきアクチュエータアーム１７に撓みが生成されると、弾性突起４４は真っ先に磁気ディスク１３の表面に接触することができる。こうして磁気ディスク１３の損傷は極力防止されることができる。弾性突起４４は前述の弾性片３９に連続してもよい。

Claims (16)

1. ロードビームの母材と、母材の表面に広がる第１弾性被膜と、母材の裏面に広がり、第１弾性被膜に連続する第２弾性被膜とを備えることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
2. 請求の範囲第１項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、第１および第２弾性被膜の少なくとも一方では、母材の縁に向かうにつれて膜厚が減少することを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
3. 請求の範囲第２項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、母材並びに第１および第２弾性被膜の外表面は協働で流線型を構成することを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
4. 請求の範囲第３項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、第１および第２弾性被膜の少なくとも一方の表面には複数個の微小突起が配置されることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
5. 請求の範囲第３項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、第１および第２弾性被膜の少なくとも一方の表面には複数個の窪みが配置されることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
6. 請求の範囲第１項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、第１および第２弾性被膜は、母材に形成される貫通孔内で相互に連結されることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
7. 請求の範囲第６項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、第１および第２弾性被膜は母材の縁回りで相互に連結されることを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
8. ロードビームの母材と、母材の表面に重ね合わせられて、ヘッドスライダを受け止めるフレキシャと、母材の表面に広がり、フレキシャに覆い被さる第１弾性被膜と、母材の裏面に広がり、第１弾性被膜に連続する第２弾性被膜とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
9. 請求の範囲第８項に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記第１弾性被膜は、ヘッドスライダの周壁面に向き合わせられる壁面を規定することを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
10. ロードビームの母材と、母材の表面に広がる第１整形材と、母材の裏面に広がる第２整形材とを備え、母材並びに第１および第２整形材の外表面は協働で流線型を構成することを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
11. 請求の範囲第１０項に記載のヘッドスライダ用サスペンションにおいて、母材並びに第１および第２整形材は協働で翼断面を形成することを特徴とするヘッドスライダ用サスペンション。
12. ロードビームの母材と、母材の表面に重ね合わせられて、ヘッドスライダを受け止めるフレキシャと、母材の表面に広がる第１整形材と、母材の裏面に広がる第２整形材とを備え、母材並びに第１および第２整形材の外表面は協働で流線型を構成することを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
13. ロードビームの母材と、母材の表面に重ね合わせられるフレキシャと、フレキシャの表面に受け止められるヘッドスライダと、母材およびフレキシャの少なくとも一方の表面に形成されて、ヘッドスライダの周壁面に向き合わせられる壁面を規定する整形材とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
14. ベース板と、ベース板から前方に延びるロードビームと、ベース板から所定の間隔で隔てられてロードビーム内に規定される剛体部と、剛体部およびベース板の間でロードビーム内に区画されて、所定の弾性力を発揮する弾性変形部と、剛体部およびベース板を相互に連結する弾性片とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
15. 請求の範囲第１４項に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記弾性片は前記弾性変形部から離隔することを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
16. 請求の範囲第１４項に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記弾性片は、前記剛体部でロードビームの表面に広がる弾性被膜に一体に形成されることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。

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