超高密度記録ディスク用浮動ヘッドスライダの浮上シミュレーション技術の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350086
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 林 武文 関西大学, 総合情報学部, 教授 (90268326)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): でん 志生 松下電器産業株式会社, AVC商品開発研究所, 主任技師(研究職) ; 伊藤 俊秀 関西大学, 総合情報学部, 教授 (30213060) ; 三矢 保永 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10200065)
• Keywords: 磁気ディスク装置 / 動圧気体軸受 / ヘッド媒体インタフェース / 気体潤滑 / 混合すきま理論 / 数値シミュレーション / 浮動ヘッドスライダ / トライボロジ

Research Abstract

本研究は、磁気ディスク装置のヘッド・媒体インタフェース設計において、分子気体潤滑理論と平均すきま理論を融合した新たな混合すきま理論を展開し、任意形状の粗さパタンを考慮できる動的浮上シミュレーションシステムを実現することを目的としている。平成15年度は、前年度に開発したシミュレーションシステムを用い、具体的なディスク表面形状における数値計算を行うとともに、引き続き情報の可視化手法と数値計算の高速化に関する検討を行った。
1.テクスチャ付きディスク上での浮動ヘッドスライダの浮上特性の計算
パタンドメディア表面を想定した、矩形溝状の混合粗さに対する浮動ヘッドスライダの浮上特性を計算した。正圧型、負圧型、トライパッド(負圧)型の3種類のスライダ形状に関して、溝の分布や深さをパラメータとして静的浮上状態の浮上量変動を評価したところ、(1)トライパッドタイプは表面の変位に対する追従性能が向上するが、逆に微少な外乱によって励振されやすいこと、(2)負圧タイプは減衰が負の値に転じる条件が存在し、静的な浮上特性が不安定になる場合があることが明らかになった。
2.システム設計・構築
システムの計算効率を上げるため、3次元コンピュータグラフィックスによる計算結果のリアルタイム表示と対話的な計算パラメータの修正方法について前年度に引き続き検討しシステムを修正した。
3.混合すきま理論の展開
前年度に開発した「混合すきま理論」に基づく流量係数のデータベースの生成方法についてさらに検討を加え、矩形状断面の他に正弦波状の溝形状にも対応可能とした。また、溝形状の縦横比を表す異方性パラメータに対して個別のテーブルを作成し、異なるテクスチャ形状に対応可能とした。

Research Products

• [Publications] 林 武文: "テクスチャ付きディスク面における浮動ヘッドスライダの過渡応答"第8回関西大学先端科学技術シンポジウム講演集. 8. 297-298 (2004)
• [Publications] 三矢保永: "Molecular Dynamics Simulation of Ultra-Thin Liquid Bridging Between Surfaces Having Two-Dinensional Roughness"Proceedings of JSME-IIP/ASME-ISPS. 391-392 (2003)
• [Publications] でん 志生: "浮上スライダの耐衝撃特性"日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会. 48-51 (2004)