JP2005259228A - 磁気ヘッドサスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 共振特性及び耐衝撃性を同時に向上させ得る磁気ヘッドサスペンションを提供する。
【解決手段】 ロードビーム部は、荷重曲げ部に連接される基端領域と、基端領域から先端側へ延びる中間領域とを含んでいる。基端領域は、先端側へ行くに従って中央長手軸線に近接するように傾斜された第１側辺を有し、且つ、中間領域は、第１側辺に連接される第２側辺であって、中央長手軸線と略平行又は先端側へ行くに従って中央長手軸線に近接するように傾斜された第２側辺を有する。第１側辺は第２側辺よりも中央長手軸線に対する傾斜角が大きくされている。該ロードビーム部は、第１側辺及び第２側辺が交差する変曲点と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハードディスク装置等の記憶媒体に対してデータをリード及び／又はライトする為の磁気ヘッドを支持するサスペンションに関する。

磁気ヘッドサスペンションには、共振特性の向上及び耐衝撃性の向上が望まれる。
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為には、耐衝撃性を高める必要がある。

しかしながら、共振特性の向上と耐衝撃性の向上とは相反しており、これらをバランス良く向上させた磁気ヘッドサスペンションは存在しない。

即ち、共振特性を向上させる為には、磁気ヘッドサスペンションの剛性を高める必要がある。
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。
特開平１０−３１８７３号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、共振特性及び耐衝撃性を同時に向上させ得る磁気ヘッドサスペンションの提供を、一の目的とする。

本発明は、前記目的を達成する為に、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、前記荷重を前記磁気ヘッド搭載領域へ伝達するロードビーム部と、前記荷重曲げ部を支持する基部とを有する磁気ヘッドサスペンションを提供する。
前記ロードビーム部は、前記荷重曲げ部に連接される基端領域と、該基端領域から先端側へ延びる中間領域と、該中間領域から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域へ至る先端領域とを含んでいる。
前記基端領域は、先端側へ行くに従って該磁気ヘッドサスペンションの中央長手軸線に近接するように傾斜された第１側辺を有している。
前記中間領域は、前記第１側辺に連接される第２側辺であって、前記中央長手軸線と略平行又は先端側へ行くに従って該中央長手軸線に近接するように傾斜された第２側辺を有している。
前記第１側辺は前記第２側辺よりも前記中央長手軸線に対する傾斜角が大きくされている。
該ロードビーム部は、前記第１側辺及び第２側辺が交差する変曲点と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造が設けられている。

好ましくは、前記先端領域は、前記第２側辺に連接される第３側辺であって、先端側へ行くに従って前記中央長手軸線から離間するように傾斜された第３側辺を有するものとされる。
斯かる好ましい態様において、前記ロードビーム部は、前記第２側辺及び第３側辺が交差する変曲点と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造が設けられている。

一態様においては、前記補強構造は、前記変曲点を跨ぐように、対応する側辺に設けられたフランジとされる。
該一態様において、好ましくは、前記フランジは、前記ロードビーム部の長手方向略全域に亘って延びるものとされる。

前記一態様において、より好ましくは、前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された開口を有し、該開口の側縁にはフランジが設けられる。
これに代えて、前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された絞り部を有し得る。

他態様においては、前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された開口を有し得る。
該他態様において、前記補強構造は、該開口の側縁に設けられたフランジとされる。

さらに他態様においては、前記補強構造は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された絞り部とされる。
該態様において、好ましくは、前記絞り部は、対応する変曲点に沿うように形成される。

前記種々の態様において、好ましくは、前記ロードビーム部及び前記荷重曲げ部は単一部材によって一体形成される。
これに代えて、前記ロードビーム部及び前記荷重曲げ部は別部材によって形成され得る。

本発明によれば、ロードビーム部の基端領域における第１側辺を先端側へ行くに従って中央長手軸線に近接するように傾斜させ、且つ、中間領域における第２側辺よりも傾斜角を大きくしたので、該ロードビーム部の質量を可及的に低減させ、耐衝撃性を向上させることができる。
さらに、前記第１側辺及び前記第２側辺が交差する変曲点と長手方向同一位置には補強構造を設けたので、質量低減に伴う剛性の低下を防止して、共振特性を維持することができる。

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１は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１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図である。
又、図２は、図１におけるII部拡大図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、磁気ヘッドスライダ（図示せず）を支持する磁気ヘッド搭載領域１１を有するフレクシャ部１０と、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３０と、前記荷重曲げ部３０において発生される荷重を前記フレクシャ部１０に伝達するロードビーム部２０と、前記荷重曲げ部３０を支持する基部４０とを備えている。

前記フレクシャ部１０は、例えば、厚さ１０μｍ〜３０μｍのステンレス板材から形成される。
該フレクシャ部１０は、前記磁気ヘッド搭載領域が片持ち支持されるように構成されている。
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２０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との重合領域の任意位置において該ロードビーム部２０に溶接６１によって接合されている。
なお、本実施の形態においては、該フレクシャ部１０に、前記磁気ヘッドスライダ１００と外部部材とを電気的に接続する配線体５０が一体的に積層されている。

前記荷重曲げ部３０は、磁気ディスク等の記憶媒体の回転に伴って磁気ヘッドスライダと記憶面との間に生じる空気膜の圧力に抗して、該磁気ヘッドスライダを記憶面へ向けて押し付け、該磁気ヘッドスライダの一定の浮上量を確保する為の磁気ヘッド押し付け荷重を発生させる板ばねとして機能する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態においては、該荷重曲げ部３０は、前記ロードビーム部２０を構成する部材によって形成されている。
即ち、本実施の形態においては、該ロードビーム部２０及び前記荷重曲げ部３０は単一部材によって一体形成されている。
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。

前記基部４０は、互いに接合された前記フレクシャ部１０，ロードビーム部２０及び荷重曲げ部３０からなるアッセンブリを支持すると共に、該アッセンブリに対してアクチュエータからの駆動力を伝達し得るように構成されている。
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０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ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。

前記ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０によって発生される磁気ヘッド押し付け荷重を前記フレクシャ部１０に伝達すると共に、磁気ヘッドスライダ１００をシーク方向へ移動させ、目的のトラックに位置決めさせるものである。

本実施の形態においては、該ロードビーム部２０は、下記構成を備えることにより、共振特性及び耐衝撃性の双方の向上を図っている。
即ち、該ロードビーム部２０は、前記荷重曲げ部３０に連接される基端領域２１と、該基端領域２１から先端側へ延びる中間領域２２と、該中間領域２２から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域１１へ至る先端領域２３とを有している。
なお、図中の符号２４は、前記先端領域のさらに先端側に連接されたリフトタブである。

前記基端領域２１は、図２に示すように、平面視において、先端側へ行くに従って該磁気ヘッドサスペンション１の中央長手軸線Ｌに近接するように傾斜された側辺２１ａ（以下、第１側辺という）を有している。
なお、本実施の形態においては、前記基端領域２１は、さらに、前記第１側辺２１ａと前記荷重曲げ部３０との間において、前記中央長手軸線Ｌと略平行に延びる基端側辺２１ｂを有している。

前記中間領域２２は、図２に示すように、前記第１側辺２１ａに連接される側辺２２ａであって、平面視において、前記中央長手軸線Ｌと略平行又は先端側へ行くに従って該中央長手軸線Ｌに近接するように傾斜された側辺２２ａ（以下、第２側辺という）を有している。

該ロードビーム部２０においては、前記第１側辺２１ａの前記中央長手軸線Ｌに対する傾斜角を前記第２側辺２２ａの前記中央長手軸線Ｌに対する傾斜角よりも大きくしており、これにより、該ロードビーム部２０の質量低減化を図っている。

図３に、先端側へ行くに従って中央長手軸線に近接するように一定の傾きで傾斜された側辺２００ａを有するロードビーム部２００を備えた従来の磁気ヘッドサスペンション１００の上面図を示す。
又、図４に、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１のロードビーム部２０と前記従来の磁気ヘッドサスペンション１００のロードビーム部２００とを重ね合わせた模式図を示す。

前述の通り、前記ロードビーム部２０は、前記第１側辺２１ａの前記中央長手軸線Ｌに対する傾斜角を前記第２側辺２２ａの前記中央長手軸線Ｌに対する傾斜角よりも大きくしている。
従って、前記従来の磁気ヘッドサスペンション１００におけるロードビーム部２００に比して、図４に示す領域Ａ部に相当する質量を低減化させることができ、これにより、耐衝撃性を向上させている。

さらに、該ロードビーム部２０は、図２に示すように、前記第１側辺２１ａ及び前記第２側辺２２ａが交差する変曲点Ｃ１と中央長手軸方向に関し同一位置には補強構造が存在するように構成されており、これにより、前記領域Ａを削除することによる剛性の低下を補っている。
即ち、傾斜角が変位する前記変曲点Ｃ１が最も剛性が弱まることを考慮して、該ロードビーム部２０は、少なくとも該変曲点Ｃ１と中央長手軸方向同一位置には補強構造が存在するように構成されている。

具体的には、該ロードビーム部２０は、前記補強構造として、前記中央長手軸方向に関し前記変曲点Ｃ１を跨ぐように、前記第１側辺２１ａ及び前記第２側辺２２ａに設けられたフランジ７０を有している。
より好ましくは、前記フランジ７０は、該ロードビーム部２０の長手方向略全域に亘って設けられ、これにより、該ロードビーム部２０の剛性をより向上させることができる。

このように、本実施の形態においては、前記第１側辺２１ａを第２側辺２２ａよりも中央長手軸線Ｌに対して急傾斜とすることにより、ロードビーム部２０の質量を低減させて該ロードビーム部２０の耐衝撃性（限界加速度）を向上させると共に、前記第１側辺２１ａ及び第２側辺２２ａが交差する変曲点Ｃ１と中央長手軸方向同一位置に補強構造（図示の形態においてはフランジ７０）を設けることにより、該ロードビーム部２０の剛性低下を防止して、共振特性を向上させている。

さらに、前記ロードビーム部２０においては、前記先端領域２３が、前記第２側辺２２ａに連接される側辺２３ａであって、先端側へ行くに従って前記中央長手軸線Ｌから離間するように傾斜された側辺２３ａ（以下、第３側辺という）を有するものとされており、これにより、該ロードビーム部２０の質量を可及的に減少させつつ、ＧＢＢ方式の磁気ヘッドサスペンションにも対応可能となっている。

即ち、フレクシャ部１０に支持される配線５０と磁気ヘッドの端子とを、金によるボールボンディングによって電気的に接続するＧＢＢ方式においては、ロードビーム部２０における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２５を設ける必要がある（図２参照）。
つまり、ＧＢＢ方式に適用されるロードビーム部２０においては、先端領域の幅は前記はんだジグ挿通用開口２５によって画されることになる。

本実施の形態における前記ロードビーム部２０は、斯かるＧＢＢ方式に対応しつつ、質量を可及的に低減させる為に、前記第２側辺２２ａに連接される前記第３側辺２３ａを、先端側へ行くに従って中央長手軸線Ｌから離間するように傾斜させている。
斯かる第３側辺２３ａを備えることにより、図４に示す領域Ｂ部に相当する質量を低減化させることができ、これにより、耐衝撃性をより向上させている。

さらに、該ロードビーム部２０は、前記第２側辺２２ａ及び前記第３側辺２３ａが交差する変曲点Ｃ２の剛性低下を補う為に、該変曲点Ｃ２と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造（図示の形態においては、フランジ７０）を有している。
従って、耐衝撃性を向上させつつ、剛性低下を防止して共振特性の向上を図ることができる。

ここで、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１のディンプル位置２０ａにおける耐衝撃性及び共振特性の関係を、下記条件下（以下、実施例という）の有限要素法解析に基づき説明する。

・実施例の解析条件
ロードビーム部２０の材料 ＳＵＳ３０４（ヤング率19700kgf/mm^２、密度8.03×10^−６kgf/mm^３）
ロードビーム部２０の板厚ｔ＝０．０３８ｍｍ
第１側辺２１ａの基端幅Ｗ１ａ＝３．５４７ｍｍ
第１側辺２１ａの先端幅Ｗ１ｂ＝１．１７９ｍｍ
第２側辺２２ａの先端幅Ｗ２＝０．８３４ｍｍ
第３側辺２３ａの先端幅Ｗ３＝１．２１１ｍｍ
基端領域２１の基端から先端領域２３の先端までの長さＬ＝７．６１９ｍｍ
第１側辺２１の基端から第３側辺２３の先端までの長さＬ１＝７．１１１ｍｍ
ロードビーム部２０の基端からディンプル２０ａまでの距離Ｌｄ＝６．３６５ｍｍ
補強構造として、第１側辺２１〜第３側辺２３の全域に形成されたフランジの高さｈ＝０．１６ｍｍ

斯かる寸法の磁気ヘッドサスペンション１において、基部４０の取付孔部を完全拘束状態とした。又、磁気ヘッドスライダと記憶媒体の記憶面との間に作用するエアベアリングの剛性を模擬する為に、基端部が該磁気ヘッドスライダに連結され且つ先端部が固定状態とされたばね要素を用いた。
そして、斯かる拘束条件下の実施例に対して、最大値が１Ｇ及び波長（２msec，１msec及び０．５msec）の正弦半波を前記拘束位置に入力して、前記磁気ヘッドスライダの中心部の跳躍量を有限解析によって求めた。
該解析結果を表１に示す。

さらに、該実施例のねじれ１次モード及びねじれ２次モードの共振周波数を有限解析によって求めた。
該解析結果を表１に併せて示す。

比較対象として、図３に示す従来の磁気ヘッドサスペンション１００（以下、比較例という）についても同様の解析を行った。
なお、該比較例において、ロードビーム部２００以外の部材は前記実施例と同一構成とした。
又、ロードビーム部２００は、前記実施例における第１側辺２１〜第３側辺２３に相当する部位が均一な傾きの側辺２００ａを有するものとした。そして、該側辺２００ａの基端幅ｗ１及び先端幅ｗ３を、それぞれ、前記第１側辺２１の基端幅Ｗ１ａ及び前記第３側辺２３の先端幅Ｗ３と同一とし、且つ、該側辺２００ａに高さ０．１６ｍｍのフランジを設けた。なお、該ロードビーム２００の板厚は、前記ロードビーム部２０と同じ０．０３８ｍｍとした。
該比較例における解析結果を表１に併せて示す。

表１から明らかなように、実施例は、耐衝撃性が比較例に比して約１．５倍向上されていることが確認された。
又、共振特性に関しても、ねじれ１次モード及びねじれ２次モードの双方において、実施例は比較例に対して向上されている。

以上のように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１においては、ロードビーム部２０の基端領域２１における第１側辺２１ａを中間領域２２における第２側辺２２ａよりも中央長手軸線Ｌに対して近接する方向へ急傾斜させている為、ロードビーム部２０の質量、特に、荷重曲げ部３０から先端側へ離間された領域の質量を低減させることができ、これにより、耐衝撃性の向上が可能となっている。
さらに、前記第１側辺２１及び前記第２側辺２２が交差する変曲点Ｃ１と中央長手軸方向同一位置には補強構造（図示の形態においてはフランジ７０）を備えたので、最も弱剛性となる部位を効果的に補強することができ、これにより、共振特性の向上が可能となっている。

なお、本実施の形態においては、前記補強構造としてフランジ７０を備えたが、当然ながら、本発明は斯かる形態に限定されるものではない。
例えば、前記フランジ７０に代えて又は加えて、前記ロードビーム部２０に設けた中空開口２６の側辺２６ａにフランジ７１を設けたり（図５参照）、又は、前記ロードビーム部２０に絞り部７２を設けることができる（図６参照）。

また、本実施の形態においては、前述の通り、前記ロードビーム部２０と前記荷重曲げ部３０とを単一部材によって一体形成したが、これらを別部材によって形成することも可能である。
このように、前記ロードビーム部２０及び前記荷重曲げ部３０を別部材によって形成することにより、それぞれの板厚を自由に設定することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンションの上面図である。 図２は、図１におけるII部拡大図である。 図３は、従来の磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部の上面図である。 図４は、図１に示す磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部と図３に示す従来の磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部とを重ね合わせた模式図である。 図５(a)は、図１に示す磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部の変形例の上面図である。 図５(b)は、図５(a)におけるV-V線断面図である。 図６(a)は、図１に示す磁気ヘッドサスペンションにおけるロードビーム部のさらに他の変形例の上面図である。 図６(b)は、図６(a)におけるVI-VI線断面図である。

符号の説明

１ 磁気ヘッドサスペンション
１０ フレクシャ部
２０ ロードビーム部
２１ 基端領域
２１ａ 第１側辺
２２ 中間領域
２２ａ 第２側辺
２３ 先端領域
２３ａ 第３側辺
３０ 荷重曲げ部
４０ 基部
７０，７１ フランジ
７２ 絞り部
Ｌ 中央長手軸線
Ｃ１ 第１側辺及び第２側辺の交差点
Ｃ２ 第２側辺及び第３側辺の交差点

Claims (11)

1. 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、前記荷重を前記磁気ヘッド搭載領域へ伝達するロードビーム部と、前記荷重曲げ部を支持する基部とを有する磁気ヘッドサスペンションであって、
   前記ロードビーム部は、前記荷重曲げ部に連接される基端領域と、該基端領域から先端側へ延びる中間領域と、該中間領域から先端側へ延び、前記磁気ヘッド搭載領域へ至る先端領域とを含み、
   前記基端領域は、先端側へ行くに従って該磁気ヘッドサスペンションの中央長手軸線に近接するように傾斜された第１側辺を有し、
   前記中間領域は、前記第１側辺に連接される第２側辺であって、前記中央長手軸線と略平行又は先端側へ行くに従って該中央長手軸線に近接するように傾斜された第２側辺を有し、
   前記第１側辺は前記第２側辺よりも前記中央長手軸線に対する傾斜角が大きくされており、
   さらに、該ロードビーム部は、前記第１側辺及び第２側辺が交差する変曲点と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造が設けられていることを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。
2. 前記先端領域は、前記第２側辺に連接される第３側辺であって、先端側へ行くに従って前記中央長手軸線から離間するように傾斜された第３側辺を有しており、
   前記ロードビーム部は、前記第２側辺及び第３側辺が交差する変曲点と中央長手軸方向に関し同一位置に補強構造が設けら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。
3. 前記補強構造は、前記変曲点を跨ぐように、対応する側辺に設けられたフランジであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンション。
4. 前記フランジは、前記ロードビーム部の長手方向略全域に亘って延びていることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヘッドサスペンション。
5. 前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された開口を有しており、
   該開口の側縁にはフランジが設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気ヘッドサスペンション。
6. 前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された絞り部を有していることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気ヘッドサスペンション。
7. 前記ロードビーム部は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された開口を有しており、
   前記補強構造は、該開口の側縁に設けられたフランジであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンション。
8. 前記補強構造は、中央長手軸方向に関し前記変曲点を跨ぐように形成された絞り部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンション。
9. 前記絞り部は、対応する変曲点に沿うように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヘッドサスペンション。
10. 前記ロードビーム部及び前記荷重曲げ部は単一部材によって一体形成されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
11. 前記ロードビーム部及び前記荷重曲げ部は別部材によって形成されていることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の磁気ヘッドサスペンション。
    

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