(57)【要約】  ヘッドサスペンション（２２）は平板状のジンバル（４８）を有する。ジンバル（４８）の表面には固定片（５１）が支持される。固定片（５１）から浮上ヘッドスライダ（２３）に向かって第１腕片（５３）および第２腕片（５４）は延びる。第１腕片（５３）には板状の第１可撓部（５３ａ）が区画される。第１可撓部（５３ａ）はジンバル（４８）の表面に直交する第１仮想平面（５５）に沿って広がる。第２腕片（５４）には板状の第２可撓部（５４ａ）が区画される。第２可撓部（５４ａ）はジンバル（４８）の表面に直交する第２仮想平面（５６）に沿って広がる。第２仮想平面（５６）は第１仮想平面（５５）に１８０度未満の交角（θ）で交差する。第１および第２可撓部（５３ａ、５４ａ）の湾曲は効率的に変位に変換される。
2009019752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドスライダと、平板状のジンバルの表面に支持される固定片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、固定片およびヘッドスライダの間でジンバルの表面に直交する第１仮想平面に沿って広がる板状の第１可撓部を区画する第１腕片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、ジンバルの表面に直交しつつ第１仮想平面に１８０度未満の交角で交差する第２仮想平面に沿って広がる板状の第２可撓部を区画する第２腕片と、第１可撓部に接合される第１圧電素子と、第２可撓部に接合される第２圧電素子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。
【請求項２】
請求項１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腕片に区画されて、前記ヘッドスライダおよび第１可撓部の間で第１仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第１湾曲板部と、前記第２腕片に区画されて、前記ヘッドスライダおよび第２可撓部の間で第２仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第２湾曲板部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。
【請求項３】
請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、第１腕片および第２腕片は１枚の金属板から成形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。
【請求項４】
請求項３に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、固定片は前記金属板から一体成形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。
【請求項５】
請求項３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圧電素子の表面に積層されて、前記第１可撓部との間に前記第１圧電素子を挟み込む導電性の第１電極層と、前記第２圧電素子の表面に積層されて、前記第２可撓部との間に前記第２圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層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。
【請求項６】
請求項１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可撓部の表面に受け止められる導電性の第１電極層と、第１電極層との間に第１圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層と、前記第２可撓部の表面に受け止められる導電性の第３電極層と、第３電極層との間に第２圧電素子を挟み込む導電性の第４電極層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。
【請求項７】
請求項１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可撓部の表面に積み重ねられて前記第１圧電素子を構成する複数の第１圧電効果材薄膜と、第１圧電素子内で交互に第１圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第１および第２電極層と、前記第２可撓部の表面に積み重ねられて前記第２圧電素子を構成する複数の第２圧電効果材薄膜と、第２圧電素子内で交互に第２圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第３および第４電極層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。
【請求項８】
ヘッドスライダと、平板状のジンバルの表面に支持される固定片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、固定片およびヘッドスライダの間でジンバルの表面に直交する第１仮想平面に沿って広がる板状の第１可撓部を区画する第１腕片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、ジンバルの表面に直交しつつ第１仮想平面に１８０度未満の交角で交差する第２仮想平面に沿って広がる板状の第２可撓部を区画する第２腕片と、第１可撓部に接合される第１圧電素子と、第２可撓部に接合される第２圧電素子と、ジンバルを支持するサスペンションとを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の記憶媒体駆動装置において、前記第１腕片に区画されて、前記ヘッドスライダおよび第１可撓部の間で第１仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第１湾曲板部と、前記第２腕片に区画されて、前記ヘッドスライダおよび第２可撓部の間で第２仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第２湾曲板部とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の記憶媒体駆動装置において、第１腕片および第２腕片は１枚の金属板から成形されることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の記憶媒体駆動装置において、固定片は前記金属板から一体成形されることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の記憶媒体駆動装置において、前記第１圧電素子の表面に積層されて、前記第１可撓部との間に前記第１圧電素子を挟み込む導電性の第１電極層と、前記第２圧電素子の表面に積層されて、前記第２可撓部との間に前記第２圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の記憶媒体駆動装置において、前記第１可撓部の表面に受け止められる導電性の第１電極層と、第１電極層との間に第１圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層と、前記第２可撓部の表面に受け止められる導電性の第３電極層と、第３電極層との間に第２圧電素子を挟み込む導電性の第４電極層とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の記憶媒体駆動装置において、前記第１可撓部の表面に積み重ねられて前記第１圧電素子を構成する複数の第１圧電効果材薄膜と、第１圧電素子内で交互に第１圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第１および第２電極層と、前記第２可撓部の表面に積み重ねられて前記第２圧電素子を構成する複数の第２圧電効果材薄膜と、第２圧電素子内で交互に第２圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第３および第４電極層とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置に組み込まれるヘッドサスペンションアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されるように、アクチュエータを備えるヘッドサスペンションアセンブリは広く知られる。このヘッドサスペンションアセンブリではヘッドスライダは第１腕片および第２腕片で支持される。第１腕片および第２腕片は相互に平行に延びる。各腕片には圧電素子が取り付けられる。圧電素子の伸縮に応じて第１腕片および第２腕片は撓む。こういった第１腕片および第２腕片の撓みに基づきヘッドスライダは記録ディスク上でトラック幅方向に変位する。
【特許文献１】日本国特開２００２−７４８７０号公報
【特許文献２】日本国特許第２５２８２６１号公報
【発明の開示】
【０００３】
こういったアクチュエータでは第１腕片および第２腕片はＳ字形に撓む。ヘッドスライダは記録トラックのトラック幅方向に直線的に変位する。こういった直線的な変位では期待されるほど大きな変位は確保されることができない。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、比較的に大きな変位量で強制的にヘッドスライダを変位させることができるヘッドサスペンションアセンブリを提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ヘッドスライダと、平板状のジンバルの表面に支持される固定片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、固定片およびヘッドスライダの間でジンバルの表面に直交する第１仮想平面に沿って広がる板状の第１可撓部を区画する第１腕片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、ジンバルの表面に直交しつつ第１仮想平面に１８０度未満の交角で交差する第２仮想平面に沿って広がる板状の第２可撓部を区画する第２腕片と、第１可撓部に接合される第１圧電素子と、第２可撓部に接合される第２圧電素子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。
【０００６】
第１圧電素子の収縮や伸張に応じて第１可撓部は湾曲する。同様に、第２圧電素子の収縮や伸張に応じて第２可撓部は湾曲する。こうしてヘッドスライダはジンバルの表面に沿って変位する。変位にあたってヘッドスライダは第１および第２仮想平面に平行に延びる揺動軸線回りで揺動する。したがって、揺動軸線から最大限に遠ざかる位置では大きな変位量が確保されることができる。揺動の働きで変位量は増幅されることができる。
【０００７】
こういったヘッドサスペンションアセンブリは、第１腕片に区画されて、ヘッドスライダおよび第１可撓部の間で第１仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第１湾曲板部と、第２腕片に区画されて、ヘッドスライダおよび第２可撓部の間で第２仮想平面に平行な軸線回りで湾曲する第２湾曲板部とを備えてもよい。第１湾曲板部や第２湾曲板部は軸線回りで外側に膨らむことができる。したがって、第１可撓部や第２可撓部の長さは増大することができる。こうして第１および第２可撓部の長さが増大すると、第１および第２可撓部の屈曲時にヘッドスライダは効率的に変位することができる。しかも、第１可撓部や第２可撓部の長さの増大に基づき第１圧電素子や第２圧電素子の長さは増大することができる。その結果、ヘッドスライダの変位はさらに増大することができる。
【０００８】
第１腕片および第２腕片は１枚の金属板から成形されてもよい。こういった成形は加工コストの減少に寄与することができる。さらに、固定片は金属板から一体成形されてもよい。一層の加工コストの削減は実現されることができる。
【０００９】
以上のようなヘッドサスペンションアセンブリは、第１圧電素子の表面に積層されて、第１可撓部との間に第１圧電素子を挟み込む導電性の第１電極層と、第２圧電素子の表面に積層されて、第２可撓部との間に第２圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層とを備えてもよい。第１および第２圧電素子には第１および第２電極層から電圧が印加される。こういった電圧の印加に応じて第１および第２圧電素子の伸縮は制御されることができる。
【００１０】
その他、ヘッドサスペンションアセンブリは、第１可撓部の表面に受け止められる導電性の第１電極層と、第１電極層との間に第１圧電素子を挟み込む導電性の第２電極層と、第２可撓部の表面に受け止められる導電性の第３電極層と、第３電極層との間に第２圧電素子を挟み込む導電性の第４電極層とを備えてもよい。第１圧電素子には第１および第２電極層から電圧が印加される。同様に、第２圧電素子には第３および第４電極層から電圧が印加される。こういった電圧の印加に応じて第１および第２圧電素子の伸縮は制御されることができる。
【００１１】
その他、ヘッドサスペンションアセンブリは、第１可撓部の表面に積み重ねられて第１圧電素子を構成する複数の第１圧電効果材薄膜と、第１圧電素子内で交互に第１圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第１および第２電極層と、第２可撓部の表面に積み重ねられて第２圧電素子を構成する複数の第２圧電効果材薄膜と、第２圧電素子内で交互に第２圧電効果材薄膜同士の間に挟み込まれる第３および第４電極層とを備えてもよい。第１圧電効果材薄膜には第１および第２電極層から電圧が印加される。同様に、第２圧電効果材薄膜には第３および第４電極層から電圧が印加される。こういった電圧の印加に応じて第１および第２圧電素子の伸縮は制御されることができる。
【００１２】
以上のようなヘッドサスペンションアセンブリは記憶媒体駆動装置に利用されることができる。このとき、記憶媒体駆動装置は、ヘッドスライダと、平板状のジンバルの表面に支持される固定片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、固定片およびヘッドスライダの間でジンバルの表面に直交する第１仮想平面に沿って広がる板状の第１可撓部を区画する第１腕片と、固定片から延びてヘッドスライダに接続され、ジンバルの表面に直交しつつ第１仮想平面に１８０度未満の交角で交差する第２仮想平面に沿って広がる板状の第２可撓部を区画する第２腕片と、第１可撓部に接合される第１圧電素子と、第２可撓部に接合される第２圧電素子と、ジンバルを支持するサスペンションとを備えればよい。こうした記憶媒体駆動装置によれば前述と同様の作用効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】記憶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）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリの構造を概略的に部分的に示す拡大斜視図である。
【図４】マイクロアクチュエータユニットの構造を概略的に示す拡大平面図である。
【図５】図４に対応し、マイクロアクチュエータユニットの動作を概略的に示すマイクロアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図６】マイクロアクチュエータユニットの解析モデルを概略的に示す拡大平面図である。
【図７】交角の大きさと電磁変換素子の変位との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図９】一変形例に係る揺動部材の構造を概略的に示す拡大分解斜視図である。
【図１０】一変形例に係る第１圧電素子および第２圧電素子の構造を概略的に示すマイクロアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１１】他の変形例に係る第１圧電素子および第２圧電素子の構造を概略的に示すマイクロアクチュエータユニットの拡大平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。【００１５】
図１は本発明に係る記憶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は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。【００１６】
収容空間には記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。【００１７】
収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成型されればよい。【００１８】
個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンションアセンブリ２１が取り付けられる。ヘッドサスペンションアセンブリ２１は、キャリッジアーム１９の先端から前方に延びるヘッドサスペンション２２を備える。ヘッドサスペンション２２にはフレキシャが張り合わせられる。後述されるように、ヘッドサスペンション２２の先端でフレキシャにはジンバルが区画される。ジンバルに浮上ヘッドスライダ２３が搭載される。ジンバルの働きで浮上ヘッドスライダ２３はヘッドサスペンション２２に対してその姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダ２３には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。【００１９】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２３には正圧すなわち浮上および負圧が作用する。浮力および負圧はヘッドサスペンション２２の押し付け力に釣り合う。こうして磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２３は浮上し続けることができる。【００２０】
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２４といった動力源が接続される。ＶＣＭ２４の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２２の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２３の浮上中に支軸１８回りでキャリッジアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２３は半径方向に磁気ディスク１４の表面を横切ることができる。こうした浮上ヘッドスライダ２３の移動に基づき電磁変換素子は目標記録トラックに対して位置決めされることができる。【００２１】
ヘッドサスペンション２２の先端には、ヘッドサスペンション２２の先端から前方に延びる長尺部材すなわちロードタブ２５が区画される。ロードタブ２５はキャリッジアーム１９の揺動に基づき磁気ディスク１４の半径方向に移動することができる。ロードタブ２５の移動経路上には磁気ディスク１４の外側でランプ部材２６が配置される。ロードタブ２５はランプ部材２６に受け止められる。ランプ部材２６およびロードタブ２５は協働でいわゆるロードアンロード機構を構成する。ランプ部材２６は例えば硬質プラスチック材料から成形されればよい。【００２２】
図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダ２３を示す。この浮上ヘッドスライダ２３は、例えば平たい直方体に形成される基材すなわちスライダ本体３１を備える。スライダ本体３１は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。スライダ本体３１は媒体対向面すなわち浮上面３２で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面３２には平坦なベース面すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体３１の前端から後端に向かって浮上面３２には気流３３が作用する。【００２３】
スライダ本体３１の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜３４が積層される。この素子内蔵膜３４に電磁変換素子３５が組み込まれる。素子内蔵膜３４は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。この浮上ヘッドスライダ２３は例えばフェムトスライダに構成される。したがって、前後方向に浮上ヘッドスライダ２３の縦寸法は０．８５［ｍｍ］に設定される。前後方向に直交する幅方向に浮上ヘッドスライダ２３の幅寸法は０．７［ｍｍ］に設定される。厚み寸法は０．２３［ｍｍ］に設定される。【００２４】
浮上面３２には、前述の気流３３の上流側すなわち空気流入側でベース面から立ち上がる１筋のフロントレール３６が形成される。フロントレール３６はベース面の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面３２には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面から立ち上がるリアセンターレール３７が形成される。リアセンターレール３７はスライダ幅方向の中央位置に配置される。リアセンターレール３７は素子内蔵膜３４に至る。浮上面３２には左右１対のリアサイドレール３８、３８がさらに形成される。リアサイドレール３８は空気流出側でスライダ本体３１の側端に沿ってベース面から立ち上がる。リアサイドレール３８、３８同士の間にリアセンターレール３７は配置される。【００２５】
フロントレール３６、リアセンターレール３７およびリアサイドレール３８、３８の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３９、４１、４２、４２が規定される。空気軸受け面３９、４１、４２の空気流入端は段差４３、４４、４５でフロントレール３６、リアセンターレール３７およびリアサイドレール３８の頂上面に接続される。気流３３が浮上面３２に受け止められると、段差４３、４４、４５の働きで空気軸受け面３９、４１、４２には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３６の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧の釣り合いに基づき浮上ヘッドスライダ２３の浮上姿勢は確立される。【００２６】
空気軸受け面４２の空気流出側でリアセンターレール３７には電磁変換素子３５が埋め込まれる。電磁変換素子３５は例えば書き込み素子と読み出し素子とを備える。書き込み素子にはいわゆる薄膜磁気ヘッドが用いられる。薄膜磁気ヘッドは薄膜コイルパターンの働きで磁界を生成する。この磁界の働きで磁気ディスク１４に情報は書き込まれる。その一方で、読み出し素子には巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子が用いられる。ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子では磁気ディスク１４から作用する磁界の向きに応じてスピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。電磁変換素子３５は素子内蔵膜３４の表面に読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップを臨ませる。ただし、空気軸受け面４２の空気流出側で素子内蔵膜３４の表面には硬質の保護膜が形成されてもよい。こういった硬質の保護膜は素子内蔵膜３４の表面で露出する書き込みギャップの先端や読み出しギャップの先端を覆う。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。なお、浮上ヘッドスライダ２３の形態はこういった形態に限られるものではない。【００２７】
図３は本発明の第１実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリ２１を概略的に示す。図３に示されるように、フレキシャ４７には平板状のジンバル４８が区画される。ジンバル４８の表面にはマイクロアクチュエータユニット４９が取り付けられる。マイクロアクチュエータユニット４９に浮上ヘッドスライダ２３は支持される。後述されるように、マイクロアクチュエータユニット４９の働きに応じて浮上ヘッドスライダ２３はジンバル４８の表面に沿って浮上ヘッドスライダ２３の前後方向中心線に直交するスライダ幅方向に微小に変位することができる。【００２８】
マイクロアクチュエータユニット４９はジンバル４８の表面に固定される固定片５１を備える。固定片５１には揺動部材５２が接合される。揺動部材５２は例えばステンレス鋼板といった１枚の金属板から成形される。成形にあたって例えば曲げ加工が用いられる。その他、揺動部材５２はジルコンやセラミックから成形されてもよい。ここでは、揺動部材５２には少なくとも導電性が付与される。【００２９】
揺動部材５２には第１腕片５３および第２腕片５４が区画される。第１腕片５３は固定片５１から延びて先端で浮上ヘッドスライダ２３に接続される。第２腕片５４は固定片５１から延びて先端で浮上ヘッドスライダ２３に接続される。第１腕片５３の先端および第２腕片５４の先端で浮上ヘッドスライダ２３は挟み込まれる。【００３０】
図４から明らかなように、第１腕片５３には第１可撓部５３ａが区画される。第１可撓部５３ａは、固定片５１および浮上ヘッドスライダ２３の間でジンバル４８の表面に直交する第１仮想平面５５に沿って広がる。同様に、第２腕片５４には第２可撓部５４ａが区画される。第２可撓部５４ａは、固定片５１および浮上ヘッドスライダ２３の間でジンバル４８の表面に直交する第２仮想平面５６に沿って広がる。第２仮想平面５６は１８０度未満の交角θで第１仮想平面５５に交差する。ここでは、交角θは例えば８０度に設定される。揺動部材５２には第１腕片５３および第２腕片５４の間で接合部５７が区画される。接合部５７は浮上ヘッドスライダ２３の前後方向中心線に直交する１平面に沿って広がる。第１腕片５３および第２腕片５４は接合部５７から延びる。接合部５７は固定片５１に接合される。【００３１】
第１腕片５３には第１可撓部５３ａおよび浮上ヘッドスライダ２３の間で第１湾曲板部５３ｂが区画される。第１湾曲板部５３ｂは第１仮想平面５５に平行な軸線５８回りで湾曲する。第１湾曲板部５３ｂは軸線５８回りで外側に膨らむ。同様に、第２腕片５４には第２可撓部５４ａおよび浮上ヘッドスライダ２３の間で第２湾曲板部５４ｂが区画される。第２湾曲板部５４ｂは第２仮想平面５６に平行な軸線５９回りで湾曲する。第１湾曲板部５４ｂは軸線５９回りで外側に膨らむ。こういった第１湾曲板部５３ｂおよび第２湾曲板部５４ｂが形成されると、第１可撓部５３ａおよび第２可撓部５４ａの長さは比較的に大きく確保されることができる。【００３２】
第１可撓部５３ａの表面すなわち外向き面には第１圧電素子６１が接合される。第１圧電素子６１は例えば第１可撓部５３ａの全長にわたって広がる。第１圧電素子６１は例えば所定の厚みの圧電セラミック薄板から構成されればよい。圧電セラミック薄板は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電性材料から成形されればよい。第１圧電素子６１の表面すなわち外向き面には電極６２が形成される。圧電セラミック薄板は電極６２と第１可撓部５３ａの表面との間に挟み込まれる。【００３３】
同様に、第２可撓部５４ａの表面すなわち外向き面には第２圧電素子６３が接合される。第２圧電素子６３は例えば第２可撓部５４ａの全長にわたって広がる。第２圧電素子６３は例えば所定の厚みの圧電セラミック薄板から構成されればよい。圧電セラミック薄板は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電性材料から成形されればよい。第２圧電素子６３の表面すなわち外向き面には電極６４が形成される。圧電セラミック薄板は電極６４と第２可撓部５４ａの表面との間に挟み込まれる。【００３４】
ここでは、例えば図４に示されるように、第１圧電素子６１では電極６２から第１可撓部５３ａの表面に向かって分極が確立される。第２圧電素子６２では第１可撓部５４ａの表面から電極６４に向かって分極が確立される。したがって、第１および第２圧電素子６１、６３の電極６２、６４に正の駆動電圧が印加されると、第１圧電素子６１は第１可撓部５３ａの表面に沿って収縮すると同時に第２圧電素子６３は第２可撓部５４ａの表面に沿って伸張する。反対に、第１および第２圧電素子６１、６３の電極６２、６４に負の駆動電圧が印加されると、第１圧電素子６１は第１可撓部５３ａの表面に沿って伸張すると同時に第２圧電素子６３は第２可撓部５４ａの表面に沿って収縮する。駆動電圧の印加にあたってフレキシャ４７の表面には導電材料製の配線パターン（図示されず）が形成されればよい。こういった配線パターンは電極６２、６４および電圧供給源６６を接続すればよい。このとき、揺動部材５２は接地されればよい。揺動部材５２は、フレキシャ４７の表面に形成される導電材料製の接地パターン（図示されず）に接続されてもよい。【００３５】
磁気ディスク１４の回転中、磁気情報の書き込みや読み出しにあたって浮上ヘッドスライダ２３は磁気ディスク１４の表面に向き合わせられる。このとき、磁気ディスク１４の表面と浮上ヘッドスライダ２３の空気軸受け面３９、４１、４２との間には空気軸受けが形成される。浮上ヘッドスライダ２３は磁気ディスク１４の表面から浮上する。ＶＣＭ２４の働きで電磁変換素子３５は目標の記録トラックに位置合わせされる。その後、電磁変換素子３５はトラッキングサーボ制御の働きで目標の記録トラックを追従し続ける。【００３６】
このトラッキングサーボ制御では電磁変換素子３５の読み出し素子で磁気ディスク１４から所望の磁気情報は読み出される。この磁気情報に基づき記録トラックの中心線と電磁変換素子３５の読み出し素子との間で乖離量が測定される。この乖離量の大きさに応じて印加電圧が生成される。この印加電圧は電圧供給源６６から第１および第２圧電素子６１、６３の電極６２、６４に印加される。【００３７】
いま、例えば図５に示されるように、ジンバル４８の前後方向中心線６８に対して第１方向に記録トラックの中心線６９がずれる場面を想定する。正の印加電圧が電極６２、６４に印加されると、第１圧電素子６１は第１可撓部５３ａの表面に沿って収縮する。その結果、第１可撓部５３ａは第２可撓部５４ａから遠ざかる方向に湾曲する。その一方で、第２圧電素子６３は第２可撓部５４ａの表面に沿って伸張する。その結果、第２可撓部５４ａは第１可撓部５３ａに近づく方向に湾曲する。こうして浮上ヘッドスライダ２３は、浮上ヘッドスライダ２３の空気流入側で第１および第２仮想平面５５、５６に平行に延びる揺動軸線回りで反時計回りに揺動する。電磁変換素子３５は記録トラックの中心線に向かって変位する。【００３８】
反対に、ジンバル４８の前後方向中心線６８に対して第１方向に反対向きの第２方向に記録トラックの中心線６９がずれる場面を想定する。負の印加電圧が電極６２、６４に印加されると、第１圧電素子６１は第１可撓部５３ａの表面に沿って伸張する。その結果、第１可撓部５３ａは第２可撓部５４ａに近づく方向に湾曲する。その一方で、第２圧電素子６３は第２可撓部５４ａの表面に沿って収縮する。その結果、第２可撓部５４ａは第１可撓部５３ａから遠ざかる方向に湾曲する。こうして浮上ヘッドスライダ２３は、浮上ヘッドスライダ２３の空気流入側で第１および第２仮想平面５５、５６に平行に延びる揺動軸線回りで前述とは反対向きの時計回りに揺動する。電磁変換素子３５は記録トラックの中心線に向かって変位する。【００３９】
浮上ヘッドスライダ２３では電磁変換素子３５は前述の揺動軸線から最大限に遠ざかることから、第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの揺動時に電磁変換素子３５は大きな変位量で移動することができる。言い換えれば、揺動の働きで電磁変換素子３５の変位は増幅されることができる。こうして単位駆動電圧あたりの電磁変換素子３５の変位量は増大することができる。電磁変換素子３５の変位にあたって駆動電圧はできる限り低く抑え込まれることができる。【００４０】
本発明者はマイクロアクチュエータユニット４９の優位性を検証した。検証にあたって本発明者はコンピュータソフトウェアに基づきシミュレーションを実施した。シミュレーションの実施にあたって、例えば図６に示されるように、マイクロアクチュエータユニット４９の解析モデル７１を構築した。この解析モデル７１では第１および第２湾曲板部５３ｂ、５４ｂは省略された。第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの長さＬは０．４［ｍｍ］に設定された。第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの長さＬは固定片５１および浮上ヘッドスライダ２３の間で特定された。第１および第２圧電素子６１、６３の印加電圧は１００［Ｖ］に設定された。揺動部材５２の材料にはステンレス鋼板が設定された。第１および第２圧電素子６１、６３および揺動部材５２の厚みｔは等しく５０［μｍ］に設定された。本発明者は任意の値で交角θを変化させた。長さＬの維持にあたって接合部５７の長さは調整された。【００４１】
本発明者は浮上ヘッドスライダ２３の前後方向中心線に直交するスライダ幅方向に電磁変換素子３５の変位量を算出した。その結果、表１に示されるように、交角θが０［°］から１２０［°］に増大するにつれて電磁変換素子３５の変位量は増大することが確認された。同時に、本発明者は、ジンバル４８の表面に沿って面内主共振周波数を測定した。交角θが０［°］から１２０［°］に増大するにつれて面内主共振周波数は低下することが確認された。【００４２】
【表１】
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【００４３】
続いて本発明者は個々の交角θごとに揺動部材５２の厚みｔおよび第１および第２圧電素子６１、６３の厚みｔを調整した。厚みｔの調整に基づき個々の交角θごとに面内共振周波数は３５［ｋＨｚ］近辺に合わせ込まれた。その結果、表２および図７から明らかなように、交角θ＝８０［°］近辺で最も大きい変位量が確保された。【００４４】
【表２】
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【００４５】
ここで、前述のように、フェムトスライダの幅寸法は０．７［ｍｍ］に固定される。したがって、交角θが８０［°］に設定されると、第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの長さＬは所定値で固定されてしまう。前述のマイクロアクチュエータユニット４９では揺動部材５２に第１および第２屈曲板部５３ｂ、５４ｂが形成される。こういった第１および第２屈曲板部５３ｂ、５４ｂの働きで第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの長さＬは増大することができる。こうして第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの長さＬが増大すると、第１および第２可撓部５３ａ、５４ａの屈曲時に電磁変換素子３５は効率的に変位することができる。【００４６】
図８は本発明の第２実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリ２１の構造を概略的に示す。このヘッドサスペンションアセンブリ２１では第１腕片５３および第２腕片５４の先端に第１および第２平板部５３ｃ、５４ｃが区画される。第１および第２平板部５３ｃ、５４ｃは、浮上ヘッドスライダ２３の前後方向中心線に直交する仮想平面に沿って延びる。第１および第２平板部５３ｃ、５４ｃは第１および第２屈曲板部５３ｂ、５４ｂで第１および第２可撓部５３ａ、５４ａに接続される。第１および第２平板部５３ｃ、５４ｃで揺動部材５２ａは浮上ヘッドスライダ２３に結合される。こうして浮上ヘッドスライダ２３すなわちスライダ本体３１の空気流入側端面に揺動部材５２ａが固定される。こういった揺動部材５２ａによれば、揺動部材５２ａの固定にあたって第１および第２平板部５３ｃ、５４ｃは単純にスライダ本体３１の空気流入側端面に重ね合わせられればよい。浮上ヘッドスライダ２３は第１腕片５３および第２腕片５４の間に挟み込まれる必要はない。揺動部材５２ａの固定は比較的に簡単に実現されることができる。図中、前述の第１実施形態と同様な作用や機能を発揮する構成には同一の参照符号が付される。【００４７】
図９に示されるように、以上のような揺動部材５２、５２ａには固定片５１ａが一体化されてもよい。こういった固定片５１ａは揺動部材５２、５２ａに曲げ加工時に１枚の金属板から作り出されればよい。こうして揺動部材５２、５２ａの加工工程は減少する。加工コストは抑制される。【００４８】
図１０に示されるように、第１圧電素子６１は、第１可撓部５３ａの表面に受け止められる導電性の第１電極層７２と導電性の第２電極層７３との間に挟み込まれてもよい。第１圧電素子６１では第２電極層７３から第１電極層７４に向かって分極が確立されればよい。その一方で、第２圧電素子６３は、第２可撓部５４ａの表面に受け止められる導電性の第３電極層７４と導電性の第４電極層７４との間に挟み込まれてもよい。第２圧電素子６３では第３電極層７４から第４電極層７５に向かって分極が確立されればよい。ここでは、第２電極層７３および第４電極層７５に駆動電圧は印加される。第１電極層７２および第３電極層７４はそれぞれ接地される。このとき、フレキシャ４７の表面には導電材製の接地パターン（図示されず）が形成されてもよい。第１電極層７２および第３電極層７４は接地パターンに接続されればよい。この場合には、揺動部材５２は必ずしも導電性を備える必要はない。【００４９】
その他、図１１に示されるように、第１圧電素子６１は複数枚の第１圧電効果材薄膜から構成されてもよく、第２圧電素子６３は複数枚の第２圧電効果材薄膜から構成されてもよい。第１圧電効果材薄膜や第２圧電効果材薄膜は前述の圧電性材料から成形されればよい。この場合、第１圧電素子６１では第１圧電効果材薄膜同士の間に交互に導電性の第１および第２電極層７６、７７が挟み込まれる。個々の第１圧電効果材薄膜では第１電極層７６から第２電極層７７に向かって分極が確立されればよい。同様に、第２圧電素子６３では第２圧電効果材薄膜同士の間に交互に導電性の第３および第４電極層７８、７９が挟み込まれる。個々の第２圧電効果材薄膜では第４電極層７９から第３電極層７８に向かって分極が確立されればよい。ここでは、第１電極層７６および第３電極層７８に駆動電圧は印加される。第２電極層７７および第４電極層７９はそれぞれ接地される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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