JP3920270B2 - 磁気ヘッドサスペンション - Google Patents
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Description
即ち、搭載する磁気ヘッドを、ハードディスク装置等の記憶媒体における目的トラック上へ向けてシーク方向へ高速移動させる為には、磁気ヘッドサスペンションの共振周波数を高める必要がある。
又、磁気ヘッドがロード位置に位置する際(即ち、磁気ヘッドが記憶媒体上で浮上状態とされている際)に衝撃が加わった場合において、磁気ヘッドがZ方向(記憶媒体の記憶面と直交する方向)へ跳躍して記憶媒体の記憶面を損傷することを防止する必要がある。
例えば、ロードビーム部を長手方向略全域に亘って積層構造とすることにより、該ロードビーム部の剛性を高め、これにより、共振特性の向上を図ることが提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、該従来の磁気ヘッドサスペンションにおいては、ロードビーム部の重量が大きくなってしまい、耐衝撃性が悪化する。
斯かる態様において、ロードビーム部には、磁気ヘッドの端子位置に対応した領域(以下、端子対応領域という)に、はんだジグ挿通用の開口が設けられる。
従って、GBB用の磁気ヘッドサスペンションにおいては、ロードビーム部の幅は、前記開口によって画されることになり、結果として、ロードビーム部の重量が大きくなってしまい、対衝撃性が悪化するという問題があった。
即ち、本発明者は、ロードビーム部を、少なくとも基端側の第1部材と先端側の第2部材とを有する分割構造とし、該第1部材の板厚を第2部材の板厚よりも厚くすることにより、耐衝撃性の悪化を防止しつつ、共振特性の向上を図り得るのではないかという仮説を立てた。
図1は、ロードビーム部300の模式上面図(記憶媒体とは反対側から視た平面図)である。
図1に示すように、平面視略二等辺三角形状のロードビーム部300を、本体部材310と、該本体部材310の基端側に積層される補強部材320とを含む構造とする。
そして、前記本体部材310及び補強部材320を剛体と仮定して、ロードビーム部300の短手軸W(ロードビーム部300の長手軸L及び記憶媒体の記憶面と直交する垂直軸(図示せず)の双方と直交する軸であって、荷重曲げ部330の基端縁を通過する軸)回りの慣性モーメントを算出することで、ディンプル位置340での質量を求め、該質量に基づきディンプル位置340での単位荷重当たりの限界加速度を算出した。
そして、補強部材220は基端縁の幅2.4mm及び長手方向長さ3.3mmとして、板厚を0.038mm,0.050mm,0.076mm及び0.100mmに変化させて、それぞれの場合の限界加速度を算出した(本発明)。
該算出結果を図2に示す。
なお、比較対象として、図1と同一形状で、且つ、均一厚さを有する従来のロードビーム部の限界加速度を算出した。該従来例の算出結果も図2に併せて示す。
好ましくは、前記第2部材は、先端側に行くに従って幅狭とされる。
好ましくは、前記第1部材は、中空部を有し得る。
前記一対の側辺は、該一対の側辺より幅方向外方に位置する点を中心とした円弧状とされる。
そして、前記第2部材は、基端側が前記第1部材における一対の円弧状側辺に対応した形状とされる。
これに代えて、前記第2部材と前記荷重曲げ部を構成する部材とを単一部材とすることもできる。
又、前記第1部材と前記基部を構成する部材とは単一部材とされ得る。
これに代えて、前記基部と前記第1部材とは、連結体として一体形成され、前記連結体と前記荷重曲げ部とを接合した後、前記連結体を前記基部と前記第1部材とに分離させて形成することもできる。
これに代えて、前記第2部材と前記フレクシャ部を構成する部材とは別部材とされ得る。
斯かる態様においては、前記第2部材は、前記フレクシャ部の磁気ヘッド搭載領域に対応した位置に、ディンプルを有し得る。
斯かる態様において、前記アーム部は、先端側が前記先端部より幅狭とされる。
例えば、前記先端部と前記アーム部との間の移行領域は、両側辺がそれぞれ平面視円弧状とされる。
好ましくは、前記移行領域の側辺にはフランジ部が設けられる。
より好ましくは、前記第2部材は、長手方向全域に亘って側辺にフランジ部が設けられる。
好ましくは、前記先端部は、先端側へ行くに従って幅狭とされる。
以下、本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図3及び図4は、それぞれ、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Aを、ハードディスク等の記憶媒体の記憶面とは反対側から視た上面斜視図及び上面図である。
該フレクシャ部10は基端側が前記ロードビーム部20に接合されており、前記磁気ヘッド搭載領域が前記ロードビーム部10によって片持ち支持されている。
なお、本実施の形態においては、該フレクシャ部10は、前記ロードビーム部を構成する部材とは別体の部材によって構成されており、該フレクシャ部10は、前記ロードビーム部20に溶接によって接合されている。
即ち、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Aにおいては、前記ロードビーム部20は、基端側に位置する第1部材21と、先端側に位置する第2部材22とを含む少なくとも2以上の部材を有しており、これらが互いに溶接等によって接合されている。
例えば、前記第1部材21は板厚50μm〜200μmのステンレス材とされ、且つ、前記第2部材22は板厚25μm〜50μmのステンレス材とされる。
なお、該第1部材21及び第2部材22は所定の剛性を有する限り、鉄を含む金属,アルミニウムを含む金属,チタンを含む金属又はセラミック等、種々の材料を用いて形成され得る。
このように、前記第1部材21を平面視略二等辺三角形状とすることにより、該第1部材21の衝撃特性の悪化を防止しつつ、該第1部材21の剛性を高めることができる。
斯かる構成を備えることにより、第1部材21の剛性をより高めて共振特性を向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、前記一対の側辺212を、それぞれ、該磁気ヘッドサスペンション1Aの中央長手軸を基準にして、該一対の側辺212より幅方向外方に位置する点C(図4参照)を中心とする円弧状としている。
斯かる構成を備えることにより、剛性を維持しつつ、耐衝撃性を向上させることができる。
斯かるフランジ部を備えることにより、質量を増加させることなく、該第2部材22の剛性を高めることができる。
斯かる形態において、前記ロードビーム部20には、前記フレクシャ部10の磁気ヘッド搭載領域11に対応した位置に、ディンプル25が設けられる。
斯かるディンプル25を設けることにより、前記磁気ヘッド搭載領11のピッチ剛性及びロール剛性を向上(低下)させることができる。従って、該磁気ヘッド搭載領域11に搭載される磁気ヘッドスライダ100の記録面に対する追従性を向上させることができる。
該荷重曲げ部30は、例えば、板厚25μm〜50μmのステンレス材によって形成される。
本実施の形態においては、該基部40は、ボイスコイルモータのベアリングに取り付けられるアームとされている。該アームは、例えば、板厚0.1mm〜0.3mmのステンレス材によって形成される。
なお、該基部40は、前記アームに代えて、Eブロックにかしめにより取り付けられるマウント41とすることも可能である。
ロードビーム部20の材料 SUS304(ヤング率19700kgf/mm2、密度8.03×10−6kgf/mm3)
第1部材21の基端縁幅W1a=4.50mm
第1部材21の長手方向長さL1=3.3mm
第1部材21の先端部幅W1b=1.06mm
第2部材22の基端縁幅W2a=1.32mm
第2部材22の長手方向長さL2=7.06mm
第2部材22の先端部幅W2b=0.98mm
ロードビーム部20の基端縁(第1部材の基端縁210)からディンプル位置までの長手方向長さLd=6.25mm
第1部材21及び第2部材22の重合領域の長手方向長さLo=0.92mm
該解析結果を図5に示す。
該比較例の分析結果も図5に併せて示す。
即ち、板厚を厚くすることにより共振特性を向上させる(ねじれ1次モード固有値を大きくする)ことができるが、その反面、耐衝撃性は悪化(限界加速度が低下)してしまう
。
このように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Aは、ロードビーム部20を、荷重曲げ部30に接合される板厚の厚いの第1部材21と、該第1部材21に接合される板厚の薄い第2部材22とによって構成したので、耐衝撃性の悪化を有効に防止しつつ、共振特性を向上させることができる。
即ち、前記第1部材21及び前記基部40をブリッジ部50で連結されたまま成形し(図6(b)参照)、該連結体を用いて磁気ヘッドサスペンション1Aを組立てた後に、前記ブリッジ部50を切断させることができる(図6(a))。
このように、前記第1部材21及び前記基部40を連結体として一体形成し、組立後に両者を分離させることにより、ロードビーム部20と基部40との位置決め精度の向上、及び、組立効率の向上を図ることができる。
例えば、前記第2部材22を、前記第1部材21に接合される基部材22aと、該基部材22aの先端側に接合される先端部材22bであって、リフトタブを構成する先端部材22bとによって形成することができる(図7参照)。
斯かる図7に示す形態においては、前記先端部材22bを、前記基部材22aよりも板厚の薄い板材で形成することができ、これにより、耐衝撃性の悪化をより低減させることができる。
以下、本発明の実施の形態2に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図8は、本実施の形態2に係る磁気ヘッドサスペンション1Bの上面図である。
即ち、本実施の形態においては、前記第1部材21は、長手方向全域に亘って前記第2部材22と重合されている。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態1におけると同様、前記第2部材22は、記録媒体の記録面から離間する方向へ延びるフランジ部を有している。
従って、前記第2部材22は、前記第1部材21の上側(記録媒体から離間する側)に配設されている。
以下、本発明の実施の形態2に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図9は、本実施の形態3に係る磁気ヘッドサスペンション1Cの上面図である。
即ち、本実施の形態3に係る磁気ヘッドサスペンション1Cにおいては、前記第1部材21の先端部211が前記第2部材22に沿って先端側へ延長されている。
なお、前記実施の形態1及び本実施の形態3においては、前記第1部材21が前記第2部材22の上側(記憶媒体から離間する側)に配設されている。
そして、前記第1部材21の先端部211(第2部材との重合領域)は、前記第2部材22の両フランジ部の間に位置されている。
なお、斯かる形態において、前記第2部材に上側へ延びるフランジ部を設ける場合には、前記第2部材は前記第1部材の上面側に配設される。
従って、前記第2部材22は、前記第1部材21の上側(記録媒体から離間する側)に配設されている。
以下、本発明の実施の形態4に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図11は、本実施の形態4に係る磁気ヘッドサスペンション1Dの上面図である。
即ち、本実施の形態においては、前記第1部材21は、前記荷重曲げ部30に接合される部位と前記第2部材22に接合される部位との間の領域の少なくとも一部が中抜き構造とされている。
以下、本発明の実施の形態5に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図12は、本実施の形態5に係る磁気ヘッドサスペンションの上面図である。
以下、本発明の実施の形態6に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図13は、本実施の形態6に係る磁気ヘッドサスペンションの上面図である。
以下、本発明の実施の形態7に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図14及び図15は、それぞれ、本実施の形態7に係る磁気ヘッドサスペンション1Gの斜視図及び上面図である。
なお、前記各実施の形態におけると同一又は相当部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
該ロードビーム部250は、前記第1部材21と、該第1部材より板厚の薄い第2部材260とを有している。
該第2部材260は、前記第2部材22と同様、例えば、板厚25μm〜50μmのステンレス材とすることができる。
該開口251は、GBBを行う際に、フレクシャ部10を支える為のジグが挿通され得る大きさとされている。
前記先端部270は、前記開口251によって画される幅を有している。
即ち、前記先端部270の幅は、前記ジグの大きさに依存している。
即ち、本実施の形態においては、前記第2部材260は、前記アーム部280の先端側が前記先端部270よりも幅狭となるように、形成されており、これにより、質量を有効に低減させている。
なお、図示の形態においては、前記フランジ部252は、前記先端部270,前記移行領域290及び前記アーム部280の長手方向全域に亘って形成されている。
本実施の形態においては、前記移行領域290のうち前記アーム部280に近接する側の側辺290aは、該側辺より幅方向外方に位置する点C1を中心とする円弧状とされ、且つ、前記移行領域290のうち前記先端部270に近接する側290bの側辺は、磁気ヘッドサスペンションの中央長手軸上の点C2を中心とする円弧状とされている。
なお、本実施の形態においては、図14及び図15に示すように、前記先端部270の側辺を平面視直線状としたが、これに代えて、図16に示すように、前記先端部270の側辺を平面視円弧状とすることもできる。
・解析条件
第1部材21の材料 SUS304(ヤング率19700kgf/mm2、密度8.03×10−6kgf/mm3)、板厚0.064mm
第2部材260の材料 SUS304(ヤング率19700kgf/mm2、密度8.03×10−6kgf/mm3)、板厚0.038mm
第1部材21の基端縁幅W1a=4.50mm
第1部材21の長手方向長さL1=3.3mm
第1部材21の先端部幅W1b=1.06mm
第2部材260の基端縁幅W2a=1.34mm
第2部材260の長手方向長さL2=7.06mm
第2部材260における先端部270の最大幅W2c=1.34mm
第2部材260における開口251の幅 0.90mm
第2部材における先端部の先端縁幅W2b=1.2mm
ロードビーム部250の基端縁(第1部材の基端縁210)からディンプル位置までの長手方向長さLd=6.25mm
第1部材21及び第2部材の重合領域の長手方向長さLo=0.92mm
前記移行領域290におけるアーム部280に近接した側290aの曲率半径a=1.1mm
前記移行領域290における先端部270に近接した側290bの曲率半径b=0.67mm
これらの値は、前記開口251を要さない前記実施の形態1に係る磁気ヘッドサスペンションと比較しても同等以上である。
以上の解析結果から明らかなように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション1Gは、前記ロードビーム部250が前記開口251を有しているにも拘わらず、耐衝撃性の悪化を有効に防止しつつ、共振特性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態8に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図17は、本実施の形態8に係る磁気ヘッドサスペンション1Hの斜視図及び上面図である。
該アーム部280’は、基端側の側辺が前記第1部材21の側辺に対応した形状とされている。
前記一対の側辺212は、該一対の側辺より幅方向外方に位置する点Cを中心とした円弧状とされている。
そして、前記アーム部280’における基端側の側辺は、斯かる第1部材21の側辺212に対応した形状、即ち、前記点Cを中心とした円弧状とされている。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態7を例に説明したが、当然ながら前記実施の形態1〜6において、第2部材22の基端側の側辺を第1部材21の側辺形状に合わせるように形成することも可能である。
以下、本発明の実施の形態9に係る磁気ヘッドサスペンションについて、添付図面を参照しつつ説明する。
図18は、本実施の形態9係る磁気ヘッドサスペンション1Iの斜視図及び上面図である。
特に、第1部材21’と第2部材260との重合領域において、フランジ部が重なり合うことになる為、曲げモード及び首振りモード特性を格段に向上させることができる。
なお、本実施の形態においては、前記実施の形態7を例に説明したが、当然ながら前記実施の形態1〜6において、第1部材21の側辺にフランジ部を設けることも可能である。
10 フレクシャ部
11 磁気ヘッド搭載領域
20,250 ロードビーム部
21,21’ 第1部材
22,260 第2部材
25 ディンプル
30 荷重曲げ部
40 基部
100 磁気ヘッドスライダ
251 ボールボンディング用開口
270 第2部材の先端部
280 第2部材のアーム部
290 移行領域
Claims (20)
- 磁気ヘッドスライダを支持する磁気ヘッド搭載領域を有するフレクシャ部と、
前記フレクシャ部に接合されたロードビーム部と、
先端領域が前記ロードビーム部に接合され、前記磁気ヘッドスライダを記憶媒体の記憶面へ向けて押し付ける荷重を発生させる荷重曲げ部と、
前記荷重曲げ部の基端領域に接合された基部とを備え、
前記ロードビーム部は、基端部が前記荷重曲げ部に連接された第1部材と該第1部材の先端部に基端部が重合され、前記第1部材から先端側に延びる第2部材であって、該第1部材よりも厚みの薄い第2部材とを有しており、
前記第2部材は、両側辺にフランジ部を有し、前記第1部材の先端部は、前記第2部材のフランジ部間に位置された状態で当該第2部材の基端部に接合されていることを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。 - 前記第2部材は、前記磁気ヘッドスライダの端子位置に対応した領域にボールボンディング用開口を有する先端部と、該先端部と前記第1部材との間に延びるアーム部とを備えており、
前記アーム部は、先端側が前記先端部より幅狭とされていることを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッドサスペンション。 - 前記アーム部は、基端側から先端側へ行くに従って幅狭とされていることを特徴とする請求項2に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記先端部と前記アーム部との間の移行領域は、両側辺がそれぞれ平面視円弧状とされていることを特徴とする請求項2又は3に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記移行領域の側辺にはフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材は、長手方向全域に亘って側辺にフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項2から5の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記先端部は、先端側へ行くに従って幅狭とされていることを特徴とする請求項2から6の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材は、先端部が前記磁気ヘッド搭載領域の直近まで延びていることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材は、先端側に行くに従って幅狭とされていることを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材は、基端側に位置する基端縁と、該基端縁の幅方向両端部から先端側へ延びる一対の側辺とを有する平面視略三角形状とされ、
前記一対の側辺は、該一対の側辺より幅方向外方に位置する点を中心とした円弧状とされており、
前記第2部材は、基端側が前記第1部材における一対の円弧状側辺に対応した形状とされている請求項9に記載の磁気ヘッドサスペンション。 - 前記第1部材は、両側辺にフランジ部を有していることを特徴とする請求項1から10の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材は、先端側に行くに従って幅狭とされていることを特徴とする請求項1から11の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材は、中空部を有していることを特徴とする請求項1から12の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材と前記荷重曲げ部を構成する部材とは単一部材とされていることを特徴とする請求項1から13の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材と前記荷重曲げ部を構成する部材とは単一部材とされていることを特徴とする請求項1から14の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第1部材と前記基部を構成する部材とは単一部材とされていることを特徴とする請求項1から15の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記基部と前記第1部材とは、連結体として一体形成され、前記連結体と前記荷重曲げ部とを接合した後、前記連結体を前記基部と前記第1部材とに分離させて形成されることを特徴とする請求項1から15の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材は、前記第1部材に接合される基端部材と、該基端部材から先端側へ延びる先端部材とを有していることを特徴とする請求項1から17の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材と前記フレクシャ部を構成する部材とは単一部材とされていることを特徴とする請求項1から18の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記第2部材と前記フレクシャ部を構成する部材とは別部材とされており、
前記第2部材は、前記フレクシャ部の磁気ヘッド搭載領域に対応した位置に、ディンプルを有していることを特徴とする請求項1から18の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
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