ニアコンタクトスライダの動的接触現象の解析と最適設計条件の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450063
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 小野 京右 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40152524)
• Keywords: 磁気ディスク記憶装置 / ニアコンタクトスライダ / 追従安定性 / 磨耗耐久性 / 高信頼摺動条件 / 高速動的接触振動現象

Research Abstract

1.ニアコンタクト領域のスライダの動的接触挙動の計測と分析 動的接触挙動を3次元的に計測するために2チャンネルのレーザー光路系を製作し,現在データを採る準備が整ったところである.今後実験を繰り返し,再現性のあるデータを採り,スライダの動的接触現象を明らかとすると共に,シミュレーション結果と比較検討していく予定である. 2.スライダ・ディスク間の等価接触剛性・減衰の同定とモデル化 実験的研究により,接触減衰は接触荷重の影響を受けず,潤滑膜圧および衝突速度に依存すること,および潤滑膜厚さによる減衰はディスクへの押し込み時は生じずに離れていくときにスティクション力として生じることを明らかにした.また,粗さ接触を考慮した解析においてGreenwood-Williamson(GW)モデルに表面全体のバルクとしての変形も考慮するよう修正を加えたモデルを提案し解析を行いGWモデルの適用限界を明らかにした. 3.集中/分布定数空気膜ばねモデルによるニアコンタクト領域のスライダの動的接触シミュレーション解析 実際の空気膜による剛性は軸受長に沿って分布しており,ディスク微小うねりに対する追従性に関して大きな影響力をもつ.そこで,集中定数空気膜ばねモデルのみでなく,軸受長に沿って剛性を分布させたモデルをも用いて解析を行った.そして,ニアコンタクト領域においては,前後空気膜剛性比は大きく,ヘッド位置と後側空気膜中心を一致させ,前後空気膜中心の関係が成立するよう配置し,後側軸受長を高次共振周波数における波長の1.2〜1.3倍にすることにより減衰が小さくとも共振振幅を抑えることができることを明らかにした.また,前側軸受長はヘッド点の追従性の観点から考慮すると短いほうがよいことを明らかにした.

Research Products

• [Publications] Kohei Iida: "Dynamic Characteristics and Design Consideration of a Tripad Slider in The Near-Contact Regimes"Trans. ASME Journal of Tribology. (巻号未定). (2002)
• [Publications] 飯田 浩平: "粗さ接触を考慮したコンタクトスライダの一自由度モデルによる接触追従性と耐久性設計条件"日本機械学会論文集(C編). (巻号未定). (2002)