JPH0777014B2 - Measuring method of friction coefficient between disk heads - Google Patents
Measuring method of friction coefficient between disk headsInfo
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- JPH0777014B2 JPH0777014B2 JP61191434A JP19143486A JPH0777014B2 JP H0777014 B2 JPH0777014 B2 JP H0777014B2 JP 61191434 A JP61191434 A JP 61191434A JP 19143486 A JP19143486 A JP 19143486A JP H0777014 B2 JPH0777014 B2 JP H0777014B2
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術[第2図、第3図] D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例[第1図] H.発明の効果 (A.産業上の利用分野) 本発明はディスクヘッド間摩擦係数測定方法、特に複雑
な測定装置を用いることなくディスクとヘッドあるいは
それを保持するヘッド保持具との間の摩擦係数を測定す
ることができるディスクヘッド間摩擦係数測定方法に関
する。A. Industrial fields of use B. Overview of the invention C. Prior art [Figs. 2 and 3] D. Problems to be solved by the invention E. Means for solving the problems F. Action G. Example [FIG. 1] H. Effect of the invention (A. Field of industrial application) The present invention is a method for measuring a friction coefficient between disk heads, and particularly a disk and a head or a head holding the same without using a complicated measuring device. The present invention relates to a method for measuring a coefficient of friction between disk heads capable of measuring a coefficient of friction with a holder.
(B.発明の概要) 本発明は、ディスクヘッド間摩擦係数測定方法におい
て、複雑な測定装置を用いることなく簡単且つ正確に摩
擦係数を測定できるようにするため、 ディスクを所定速度に回転した後その回転を自由回転に
したときの回転角速度の変化率をヘッドあるいはヘッド
保持具をディスクとの間に摩擦が生じないようにした状
態とその間に摩擦が生じるようにした状態とで測定し、
その回転角速度の変化率の比較から摩擦係数を判定する
ものであり、 従って、複雑な特別の測定装置を用いなくても普通のデ
ィスクドライバによって摩擦係数を測定することができ
る。(B. SUMMARY OF THE INVENTION) The present invention provides a method for measuring a friction coefficient between disk heads, in order to enable the friction coefficient to be measured easily and accurately without using a complicated measuring device. The rate of change of the rotational angular velocity when the rotation is freely rotated is measured in a state where friction is not generated between the head or the head holder and the disk and a state where friction is generated between them.
The friction coefficient is determined from the comparison of the change rates of the rotational angular velocities. Therefore, the friction coefficient can be measured by an ordinary disk driver without using a complicated special measuring device.
(C.従来技術)[第2図、第3図] ハードディスクを記録媒体として利用するコンピュー
タ、日本語ワードプロセッサ等の機器が増えている。こ
のような機器はハードディスクドライバを内蔵してお
り、このドライバは第2図に示すように浮動ヘッドスラ
イダーaに保持された図面に現われない磁気ヘッドをフ
レクシャー(板バネ)bによって回転ハードディスクc
上を走査させるようになっている。(C. Prior art) [Figs. 2 and 3] Devices such as computers and Japanese word processors that use hard disks as recording media are increasing. Such a device has a built-in hard disk driver. As shown in FIG. 2, the driver rotates a magnetic head held by a floating head slider a, which is not shown in the drawing, by a flexure (leaf spring) b to rotate a hard disk c.
It is designed to scan the top.
このような、ハードディスクドライバにおいてはハード
ディスクcを静止させたときには浮動ヘッドスライダー
aの自重等によってその浮動ヘッドスライダーaがハー
ドディスクcと接触せしめられた状態になっている。そ
して、ハードディスクcを回転させると浮動ヘッドスラ
イダーaとハードデイスクcとの間に摩擦が生じる。こ
の摩擦はハードディスクcの回転開始当初が最も大き
く、回転数が大きくなるとそれに伴って浮動ヘッドスラ
イダーaとハードディスクcとの間にエアーフィルムが
生じるため浮動ヘッドスライダーaが浮き上って摩擦が
小さくなり、そして、所定の回転数(例えば3600rpm)
では浮動ヘッドスライダーaとハードディスクcとの間
に適度な間隔が生じる。従って、ハードディスクcの回
転数が所定の値になってしまえば摩擦が生じなくなる。In such a hard disk driver, when the hard disk c is stationary, the floating head slider a is in contact with the hard disk c due to its own weight or the like. Then, when the hard disk c is rotated, friction occurs between the floating head slider a and the hard disk c. This friction is greatest at the beginning of the rotation of the hard disk c, and when the number of rotations increases, an air film is generated between the floating head slider a and the hard disk c accordingly, so that the floating head slider a floats and the friction becomes small. , And the specified speed (eg 3600 rpm)
Then, an appropriate space is generated between the floating head slider a and the hard disk c. Therefore, if the number of rotations of the hard disk c reaches a predetermined value, friction will not occur.
しかしがら、ハードディスクcの回転開始後その回転数
が所定の値まで立ち上るまで、それからハードディスク
cの回転が停止する際にはハードディスクcと浮動ヘッ
ドスライダーaとの間に摩擦が生じる。従って、ハード
ディスクcを回転したり停止したりすることを繰返すと
ハードディスクc及び浮動ヘッドスライダーaが摩耗
し、やがて使用に耐えなくなる。そのため、その摩擦を
小さくすることが必要であり、その摩擦を小さくするた
めに各種の試みが為されている。例えばハードディスク
の方面を鏡面にしたり、潤滑剤を塗布したりする試みが
それである。However, until the number of rotations of the hard disk c rises to a predetermined value after the rotation of the hard disk c is started, friction is generated between the hard disk c and the floating head slider a when the rotation of the hard disk c is stopped. Therefore, if the hard disk c is repeatedly rotated and stopped, the hard disk c and the floating head slider a will be worn and eventually become unusable. Therefore, it is necessary to reduce the friction, and various attempts have been made to reduce the friction. For example, it is an attempt to make the surface of the hard disk a mirror surface or apply a lubricant.
ところで、上述したように摩擦を小さくすることが必要
であるがそれ以前に摩擦を正確に把握することがより重
要である。さもないと、装置の浮動ヘッドスライダーa
とハードディスクcとの間の摩擦がスタート、ストップ
の繰返しによってどのように変化するか、摩擦を小さく
するために行った試みがどの程度功を奏しているかが把
握できないからである。そのため、ハードディスクcに
浮動ヘッドスライダーaをコンタクトさせてハードディ
スクcの回転を開始し、その後その回転を停止するとい
うコンタクト・スタート・ストップ(以後「CSS」と称
する。)を繰返し、そのCSSの繰返しによって上記の摩
擦係数がどのように変化するかを試験することも非常に
重要である。By the way, it is necessary to reduce the friction as described above, but it is more important to accurately grasp the friction before that. Otherwise, the floating head slider a of the device
This is because it is not possible to grasp how the friction between the hard disk c and the hard disk c changes by the repeated start and stop, and how successful the attempt made to reduce the friction is. Therefore, contact start stop (hereinafter referred to as “CSS”) of contacting the floating head slider a to the hard disk c to start the rotation of the hard disk c and then stopping the rotation is repeated, and the CSS is repeated. It is also very important to test how the above coefficient of friction changes.
従来においてその摩擦の大きさ、即ち摩擦係数の測定は
ANSI(アメリカ合衆国の規格)の方法で行われた。第3
図(A)、(B)はそのANSIの方法を説明するためのも
のである。このANSIの方法は、浮動ヘッドスライダーa
をフレクシャーbから取り外し、それに錘dを載せ、そ
の浮動ヘッドスライダーbあるいは錘dに糸eを結び付
け、ハードディスクcを回転させたときに糸eに加わる
張力をストレインゲージfによって測定することによっ
て摩擦係数を測定する方法である。hは浮動ヘッドスラ
イダー2が回転するハードディスクcの半径方向への移
動を制限する金板で、先端部に孔hを有し、該孔h内に
上記錘dが遊嵌されている。Conventionally, the magnitude of friction, that is, the measurement of the friction coefficient
It was done according to the ANSI method. Third
Figures (A) and (B) are for explaining the ANSI method. This ANSI method uses floating head slider a
Is removed from the flexure b, the weight d is placed on the flexure b, the thread e is tied to the floating head slider b or the weight d, and the tension applied to the thread e when the hard disk c is rotated is measured by the strain gauge f. Is a method of measuring. Reference numeral h is a metal plate that restricts the radial movement of the hard disk c on which the floating head slider 2 rotates, has a hole h at the tip, and the weight d is loosely fitted in the hole h.
(D.発明が解決しようとする問題点) ところで、上述したANSIの方法によれば、ストレインゲ
ージf等を備えた特別の装置を用いなければ摩擦係数を
測定することができないという面倒くささがある。しか
も、浮動ヘッドスライダーaをわざわざフレクシャーb
から外して錘dに取り付けなければならないということ
も大きな問題となる。(D. Problems to be Solved by the Invention) By the way, according to the above-described method of ANSI, the friction coefficient cannot be measured unless a special device including the strain gauge f is used. . Moreover, the floating head slider a is purposely flexed to the flexure b.
It is also a big problem that it has to be detached and attached to the weight d.
そして、なによりも大きな問題は、実際にディスクプレ
イヤーにセットされた状態におけるハードディスクcと
浮動ヘッドスライダーaとの摩擦係数を測定することが
できないということである。というのはANSIの方法はあ
くまで一定の重量を有する疑似的な錘dを使ってハード
ディスクcと浮動ヘッドスライダーaとが接触する状態
をつくっているがその接触状態はディスクドライバーに
おけるハードディスクcと浮動ヘッドスライダーaとの
間の実際の接触状態と全く別のものである。特に、高性
能のハードディスクドライバにおいてはハードディスク
cが収納された場所がきわめてクリーンに保たれている
というような特殊な状態になっている。従って、実際の
ディスクドライバについてその浮動ヘッドスライダーa
とハードディスクcとの実際の摩擦係数はどうである
か、またスタートストップの繰返しによる摩擦係数の変
化はどうであるかを把握することはできない。これがAN
SIの方法の最大の欠点であるといえる。The most important problem is that the friction coefficient between the hard disk c and the floating head slider a when actually set in the disk player cannot be measured. This is because the ANSI method creates a state in which the hard disk c and the floating head slider a are in contact with each other using a pseudo weight d having a constant weight. The contact state is the hard disk c and the floating head in the disk driver. This is completely different from the actual contact state with the slider a. In particular, in a high-performance hard disk driver, a special condition such as a place where the hard disk c is stored is kept extremely clean. Therefore, for the actual disk driver, the floating head slider a
It is impossible to grasp what is the actual friction coefficient between the hard disk c and the hard disk c, and what is the change in the friction coefficient due to repeated start and stop. This is AN
It can be said that this is the biggest drawback of the SI method.
また、ANSIの方法によれば、ハードディスクcの回転中
心からある距離離れたところにおける、即ち、あるトラ
ッキング位置における浮動ヘッドスライダーaとの摩擦
係数を測定する場合、極く初期の摩擦係数は正確に測定
することはできてもそれ以後における摩擦係数は正確に
測定することができない。というのは、ハードディスク
cが回転し始めるとすぐに浮動ヘッドスライダーbがハ
ードディスクcの半径方向にずれてしまうからである。
尤も、金板gを用いて浮動ヘッドスライダーbのずれが
一定範囲内に納まるようにしているが、浮動ヘッドスラ
イダーbの半径方向への移動を全く許容しないようにす
ることは正確な摩擦係数の測定を不可能にするので許さ
れない。従って、やはり浮動ヘッドスライダーbのハー
ドディスクcの半径方向におけるずれはある程度は許容
しなければならない。そのため、上述したようにハード
ディスクcが回転し始めるとすぐに浮動ヘッドスライダ
ーbがヘードディスクcの半径方向にずれしまうので摩
擦係数の測定対象位置が微妙に狂ってしまい、同一箇所
における摩擦係数の変化を、あるいは潤滑剤の効果の持
続を正確に把握することはできない。即ち、スタートス
トップを何万回か繰返して摩擦係数の変化等を測定して
も浮動ヘッドスライダーbが常にハードディスクcの全
く同じ位置に接触せしめられていたという保証はない。
これも1つの問題である。Further, according to the ANSI method, when the friction coefficient with the floating head slider a at a certain distance from the rotation center of the hard disk c, that is, at a certain tracking position is measured, the very initial friction coefficient is accurate. Although it can be measured, the friction coefficient after that cannot be measured accurately. This is because the floating head slider b is displaced in the radial direction of the hard disk c as soon as the hard disk c starts to rotate.
However, the displacement of the floating head slider b is set within a certain range by using the metal plate g, but it is necessary to prevent the floating head slider b from moving in the radial direction at all in order to obtain an accurate friction coefficient. It is not allowed because it makes measurement impossible. Therefore, the deviation of the floating head slider b in the radial direction of the hard disk c must be allowed to some extent. Therefore, as described above, as soon as the hard disk c starts to rotate, the floating head slider b shifts in the radial direction of the head disk c, so that the measurement target position of the friction coefficient slightly deviates, and the friction coefficient of the same portion is changed. It is not possible to get an accurate picture of the change or the duration of the effect of the lubricant. That is, there is no guarantee that the floating head slider b is always in contact with the exact same position of the hard disk c even if the change in friction coefficient is measured by repeating start and stop tens of thousands of times.
This is also a problem.
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、複雑な測定装置を用いることなく実際にディスク
を駆動するディスクドライバあるいはそれに類似した装
置によって簡単且つ正確にディスクとヘッドとの間の摩
擦係数を測定できるようにすることを目的とするもので
ある。The present invention has been made to solve such a problem, and a disk driver or a device similar to that actually drives the disk without using a complicated measuring device can easily and accurately perform the operation of the disk and head. The purpose is to be able to measure the coefficient of friction between them.
(E.問題点を解決するための手段) 本発明ディスクヘッド間摩擦係数測定方法は上記問題点
を解決するため、ディスクを所定速度に回転させた後そ
の回転を自由回転にしたときの回転角速度の変化率をヘ
ッドあるいはそれを保持するヘッド保持具とディスクと
の間に摩擦が生じないようにした状態とその間に摩擦が
生じるようにした状態とで2回測定し、その2つの回転
角速度変化率とディスク回転部の慣性モーメントとから
摩擦係数を算出することを特徴とするものである。(E. Means for Solving Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the method for measuring a friction coefficient between disk heads of the present invention is directed to a rotational angular velocity when the disk is rotated at a predetermined speed and then freely rotated. Change rate is measured twice in a state where friction is not generated between the head or a head holder that holds the head and the disc, and a state where friction is generated between the two, and changes in the two rotational angular velocities. The coefficient of friction is calculated from the ratio and the moment of inertia of the disk rotating portion.
(F.作用) 本発明ディスクヘッド間摩擦係数測定方法によれば、摩
擦係数が大きい程ディスクを自由回転させたときの回転
角速度の変化率が大きくなるので、ヘッドあるいはヘッ
ド保持具とディスクとの間に摩擦が生じないようにした
状態で所定の回転角速度で回転するハードディスクの回
転を自由回転にしたときの回転角速度の変化率と、ヘッ
ドあるいはヘッド保持具ディスクとの間に摩擦が生じる
ようにした状態でのそれとの比較結果及びハードディス
ク回転部が持つ固有の慣性モーメントから正確に摩擦係
数を測定することができる。(F. Action) According to the method for measuring the coefficient of friction between disk heads of the present invention, the larger the coefficient of friction, the greater the rate of change of the rotational angular velocity when the disk is freely rotated. The friction between the head or head holder disk and the rate of change of the rotational angular velocity when the rotation of the hard disk that rotates at a predetermined rotational angular velocity is set to free rotation with no friction between them. The friction coefficient can be accurately measured from the result of comparison with that in the above state and the intrinsic moment of inertia of the hard disk rotating part.
(G.実施例)[第1図] 以下、本発明ディスクヘッド間摩擦係数測定方法を図示
実施例に従って詳細に説明する。(G. Example) [FIG. 1] The method for measuring the friction coefficient between disk heads of the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated example.
第1図はヘッドを支持する浮動ヘッドスライダーとハー
ドディスクとの間の摩擦係数を測定する測定装置として
用いるハードディスクドライバの構成の概略を示すもの
である。FIG. 1 schematically shows the configuration of a hard disk driver used as a measuring device for measuring the friction coefficient between a floating head slider that supports the head and the hard disk.
同図において、1は信号処理回路で、この信号処理回路
1から後述する磁気ヘッドへハードディスクに書き込む
べき信号が出力され、また磁気ヘッドによってハードデ
ィスクから読み出された信号は信号処理回路1に入力さ
れる。2はシステムコントロール回路である。In the figure, reference numeral 1 is a signal processing circuit, which outputs a signal to be written in a hard disk to a magnetic head described later, and a signal read from the hard disk by the magnetic head is input to the signal processing circuit 1. It 2 is a system control circuit.
3は上記信号回路1から出力された信号を増幅するアン
プ、4は書き込み読み出し切換スイッチで、一方の切換
端子は上記アンプ3の出力端子に接続され、他方の切換
端子はハードディスクから読み出した信号を増幅するア
ンプ5の入力端子に接続され、そして共通端子は浮動ヘ
ッドスライダー6に設けられた磁気ヘッド7に接続され
ている。該磁気ヘッド7が設けられた浮動ヘッドスライ
ダー6はフレクシャー8の先端部に取り付けられてお
り、モータ9によってハードディスク10の半径方向に移
動せしめられる。11はモータ9を駆動するモータ駆動回
路で、上記システムコントロール回路2によって制御さ
れる。Reference numeral 3 is an amplifier for amplifying the signal output from the signal circuit 1, 4 is a write / read change-over switch, one change-over terminal is connected to the output terminal of the above-mentioned amplifier 3, and the other change-over terminal is a signal read out from the hard disk. It is connected to the input terminal of the amplifier 5 for amplification, and the common terminal is connected to the magnetic head 7 provided on the floating head slider 6. The floating head slider 6 provided with the magnetic head 7 is attached to the tip of a flexure 8 and is moved by a motor 9 in the radial direction of the hard disk 10. A motor drive circuit 11 drives the motor 9 and is controlled by the system control circuit 2.
12はハードディスク10を回転するモータで、モータ駆動
回路13によって駆動される。そして、該モータ駆動回路
13はシステムコントロール回路2によって制御される。
15はハードディスク10の回転数(回転角速度)を検出す
るパルスゼネレータで、ハードディスク10が1回転する
毎に1パルスの回転検出信号を発生する。該回転検出信
号はアンプ16によって増幅され上記システムコントロー
ル回路2に入力される。A motor 12 rotates the hard disk 10 and is driven by a motor drive circuit 13. And the motor drive circuit
13 is controlled by the system control circuit 2.
A pulse generator 15 detects the number of rotations (rotational angular velocity) of the hard disk 10, and generates a rotation detection signal of one pulse each time the hard disk 10 makes one rotation. The rotation detection signal is amplified by the amplifier 16 and input to the system control circuit 2.
次に、このようなハードディスクドライバを用いてどの
ように摩擦係数を測定するかについて説明する。Next, how to measure the friction coefficient using such a hard disk driver will be described.
先ず、ハードディスク回転部の極慣性モーメントI[g
・cm・sec2]を予め測定しておく。尚、ハードディスク
回転部にはハードディスク10とディスク取付フランジ
(図示しない)とモータ12が含まれる。即ち、ハードデ
ィスクをモータによって回転するときそのハードディス
クと一体になって回転するもの全体がハードディスク回
転部である。First, the polar moment of inertia I [g
・ Cm · sec 2 ] is measured in advance. The hard disk rotating unit includes a hard disk 10, a disk mounting flange (not shown), and a motor 12. That is, when the hard disk is rotated by the motor, the entire body that rotates together with the hard disk is the hard disk rotating unit.
次に、浮動ヘッドスライダー6をフレクシャー8から外
すことによって浮動ヘッドスライダー6とハードディス
ク10との間で摩擦が生じないようにした状態でモータ12
によってハードディスク10をある回転角速度ω[rad/se
c]で回転させる。そして、ハードディスク10が上記回
転角速度ωで回転しているときにモータ12による駆動を
停止してハードディスク10(というよりハードディスク
回転部)の回転を自由回転にする。尚、ディスクドライ
バが電磁制動機構を持っている場合にはその機構を働か
せてはならない。その後、ハードディスク10の回転角速
度の変化率(dω/dt)2[rad/sec2]を測定する。こ
の回転角速度の変化率の測定はパルスゼネレータ15から
出力される回転検出信号のパルスをカウントし、単位時
間当りのカウント値の推移をグラフにし、カウント値の
推移を示す線の傾きを求めることにより容易に行うこと
ができる。尚、回転検出信号は例えばシステムコントロ
ール回路2経由で簡単に取り出すことができる。そし
て、取り出した回転検出信号をコンピュータによって処
理することによって回転角速度の変化率等を算出するこ
とも容易に為し得る。Next, the floating head slider 6 is removed from the flexure 8 so that friction does not occur between the floating head slider 6 and the hard disk 10.
The hard disk 10 is rotated at a certain angular velocity ω [rad / se
c] to rotate. Then, when the hard disk 10 is rotating at the rotational angular velocity ω, the drive by the motor 12 is stopped to make the rotation of the hard disk 10 (or rather the hard disk rotating part) free rotation. If the disk driver has an electromagnetic braking mechanism, that mechanism must not be activated. Then, the change rate (dω / dt) 2 [rad / sec 2 ] of the rotational angular velocity of the hard disk 10 is measured. This rotation angular velocity change rate is measured by counting the pulses of the rotation detection signal output from the pulse generator 15, graphing the transition of the count value per unit time, and determining the slope of the line indicating the transition of the count value. It can be done easily. The rotation detection signal can be easily extracted via the system control circuit 2, for example. Then, the rotation detection signal thus taken out can be processed by a computer to easily calculate the rate of change of the rotational angular velocity and the like.
次に、浮動ヘッドスライダー6をフレクシャー8に取り
付け浮動ヘッドスライダー6とハードディスク10との間
で摩擦が生じ得るようにした状態(普通の使用状態)で
所定位置にトラッキングする。その状態でモータ12によ
ってハードディスク10を上記回転角速度ω[rad/sec]
と同じ速度で回転させる。尚、この回転角速度ω[rad/
sec]は浮動ヘッドスライダー6がハードディスク10か
ら浮き上ることなくハードディスク10との間で摩擦を生
じるような値に設定しておくことが必要である。従っ
て、この回転角速度ωは余り速くてはいけない。Next, the floating head slider 6 is attached to the flexure 8 and is tracked to a predetermined position in a state where friction can occur between the floating head slider 6 and the hard disk 10 (normal use state). In that state, the motor 12 rotates the hard disk 10 to the above rotational angular velocity ω [rad / sec].
Rotate at the same speed as. This rotational angular velocity ω [rad /
sec] needs to be set to a value such that the floating head slider 6 does not float from the hard disk 10 and causes friction with the hard disk 10. Therefore, this rotational angular velocity ω must not be too fast.
そして、ハードディスク10が上記回転角速度ωで回転し
ているときにモータ12による駆動を停止してハードディ
スク10(というよりハードディスク回転部)の回転を自
由回転にする。その後、ハードディスク10の回転角速度
の変化率(dω/dt)1[rad/sec2]を測定する。この
回転角速度の変化率の測定も上述した方法によって簡単
に行うことができる。Then, when the hard disk 10 is rotating at the rotational angular velocity ω, the drive by the motor 12 is stopped to make the rotation of the hard disk 10 (or rather the hard disk rotating part) free rotation. Then, the rate of change (dω / dt) 1 [rad / sec 2 ] of the rotational angular velocity of the hard disk 10 is measured. The change rate of the rotational angular velocity can also be easily measured by the method described above.
そして、下記の演算式によって摩擦係数μを算出する。Then, the friction coefficient μ is calculated by the following arithmetic expression.
μ=I{(dω/dt)2−(dω/dt)1}/(N・r) 尚、Nはヘッド荷重[g]、rはCSS(コンタクトスタ
ートストップ)試験を行う半径位置(トラッキング位置
の回転中心からの距離)である。μ = I {(dω / dt) 2 − (dω / dt) 1 } / (Nr) where N is the head load [g] and r is the radial position (tracking position) for CSS (contact start stop) test. Distance from the center of rotation).
次に、上記摩擦係数μを算出する演算式がどのように導
き出されるかについて説明する。Next, how the arithmetic expression for calculating the friction coefficient μ is derived will be described.
下記の式(1)は浮動ヘッドスライダー6とハードディ
スク10との間に摩擦が生じるようにした場合のディスク
回転部の角運動方程式である。The following equation (1) is an equation of angular motion of the disk rotating part when friction is generated between the floating head slider 6 and the hard disk 10.
I(dω/dt)1=−M(ω)−μ・N・r ……(1) 尚、Mはディスク回転部の浮動ヘッドスライダー6との
摩擦以外の抵抗モーメントで、単位はg・cmである。I (dω / dt) 1 = −M (ω) −μ · N · r (1) In addition, M is a resistance moment other than friction with the floating head slider 6 of the disk rotating part, and the unit is g · cm. Is.
下記の式(2)は浮動ヘッドスライダー6とハードディ
スク10との間に摩擦が生じないようにした(浮動ヘッド
スライダー6をフレクシャー8から外した)場合のディ
スク回転部の角運動方程式である。The following equation (2) is an equation of angular motion of the disk rotating portion when friction is prevented from occurring between the floating head slider 6 and the hard disk 10 (the floating head slider 6 is removed from the flexure 8).
I(dω/dt)2=−M(ω) ……(2) 上記式(2)から上記式(1)を減ずれば下記の式
(3)が得られる。I (dω / dt) 2 = −M (ω) (2) If the above equation (1) is subtracted from the above equation (2), the following equation (3) is obtained.
(dω/dt)2−(dω/dt)1=μ・N・r/I ……
(3) そして、上記式(3)の両辺をI/N・r倍すれば摩擦係
数μを求める上記演算式となる。(Dω / dt) 2 − (dω / dt) 1 = μ · N · r / I ...
(3) Then, by multiplying both sides of the above equation (3) by I / N · r, the above equation for obtaining the friction coefficient μ is obtained.
尚、摩擦係数μの正確な値を算出するにはディスク回転
部の極慣性モーメントIを予め正確に求めておくことが
必要である。しかし、ハードディスクドライバのディス
ク回転部は普通のフライホイールとは異なり構造が複雑
なので、I=mR2(但し、mは質量、Rは半径)のよう
な簡単な式では極慣性モーメントIを求めることができ
ない。そこで、ANSIの方法で摩擦係数を予め測定(極く
初期の摩擦係数は前述のとおりANSIの方法で測定するこ
とができる。)しておいたハードディスクを使用して回
転角速度変化率(dω/dt)1及び(dω/dt)2を測定
する。そして、その2つの回転角速度変化率を上記式
(3)に代入することにより極慣性モーメントIを求め
る。尚、極慣性モーメントIを求めるにはその前提とし
てr及びNが解っていなければならないが、その値の測
定は簡単である。In addition, in order to calculate an accurate value of the friction coefficient μ, it is necessary to obtain the polar moment of inertia I of the disk rotating portion accurately in advance. However, since the disk rotating part of the hard disk driver has a complicated structure unlike an ordinary flywheel, the polar moment of inertia I should be calculated by a simple formula such as I = mR 2 (where m is mass and R is radius). I can't. Therefore, the rotational angular velocity change rate (dω / dt) is measured using a hard disk whose friction coefficient has been previously measured by the ANSI method (the very initial friction coefficient can be measured by the ANSI method as described above). ) 1 and (dω / dt) 2 are measured. Then, the polar inertia moment I is obtained by substituting the two rotational angular velocity change rates into the above equation (3). In order to obtain the polar moment of inertia I, r and N must be known as a premise, but the measurement of the values is easy.
尚、1度求めた極慣性モーメントIは重量が同じハード
ディスクの摩擦係数の測定に使用でき同じ重量のハード
ディスクについて測定するもの毎にIを求めることは必
要ではない。但し、重量が全く異なる(例えばプラスチ
ック製かアルミニウム製かセラミック製かで重量が全く
異なる)ハードディスクの摩擦係数測定には使用できな
い。従って、重量が異なるハードディスクについて摩擦
係数を測定する場合には改めて極慣性モーメントIを求
め直す必要がある。The polar moment of inertia I obtained once can be used for measuring the friction coefficient of hard disks having the same weight, and it is not necessary to obtain I for each hard disk having the same weight. However, it cannot be used to measure the friction coefficient of hard disks having completely different weights (for example, plastics, aluminum, or ceramics having completely different weights). Therefore, when measuring the friction coefficient of hard disks having different weights, it is necessary to re-determine the polar moment of inertia I.
以上に述べたディスクヘッド間摩擦係数測定方法は、回
転数減衰法の原理を有効に活用したものであるといえ
る。回転数減衰法はリング試験片とフライホイールを同
じ回転軸に取り付け、そのフライホイール及びリング試
験片が取り付けられた回転軸をクラッチを介してモータ
により回転するようにした装置を用いる。そして、上記
回転軸をモータで回転し、定常回転になったところでク
ラッチを切ってその回転を自由回転にし、自由回転にし
た後の回転数(回転角速度)の減衰率を測定することを
ピン試験片により上記リング試験片に荷重をかけた状態
(摩擦が生じるようにした状態)でと、ピン試験片によ
るリング試験片への荷重をかけない状態(摩擦が生じな
いようにした状態)でとの2回行う。そして、その2つ
の回転数減衰率(換言すれば回転角速度変化率)から前
述の摩擦係数μを算出する演算式によって摩擦係数μを
求めるのである。It can be said that the method of measuring the coefficient of friction between disk heads described above effectively utilizes the principle of the rotational speed damping method. The rotational speed damping method uses a device in which a ring test piece and a flywheel are mounted on the same rotary shaft, and the rotary shaft on which the flywheel and the ring test piece are mounted is rotated by a motor via a clutch. Then, by rotating the rotary shaft with a motor and releasing the clutch when the steady rotation is reached, the rotation is made free rotation, and the pin test is performed to measure the decay rate of the number of rotations (rotational angular velocity) after free rotation. With a load applied to the ring test piece by a piece (a state where friction is generated) and a state where a load is not applied to the ring test piece by a pin test piece (a state where friction is not generated) 2 times. Then, the friction coefficient μ is obtained from the two rotational speed attenuation rates (in other words, the rotational angular velocity change rate) by the above-described arithmetic expression for calculating the friction coefficient μ.
ところで、一般の回転数減衰法は回転させたり回転を停
止させたりして測定するのが面倒な装置で行うのでCSS
を繰返して摩擦係数を間断なく断続的に行うのに適しな
いといえる。ところが、ハードディスクと浮動ヘッドス
ライダーとの摩擦係数の測定に用いるハードディスクド
ライバは本質的に起動・停止を繰返し行うことが簡単に
できる機構になっているので、CSS試験に最良である。By the way, the general method of decaying the rotational speed is performed with a device that is troublesome to measure by rotating or stopping the rotation, so CSS
It can be said that it is not suitable for repeating the friction coefficient intermittently without interruption. However, the hard disk driver used to measure the coefficient of friction between the hard disk and the floating head slider is essentially a mechanism that can be easily started and stopped repeatedly, and is therefore the best CSS test.
尚、ハードディスクドライバは一般に停止の際電磁ブレ
ーキがかかり急激に停止するようになっているが、その
ようにした場合には自由回転が得られないので摩擦係数
が測定できないことになる。従って、電極ブレーキ機能
の付いたハードディスクドライバについては電磁ブレー
キがかからないようにする必要がある。そして、この点
の配慮さえすればどのような機種のハードディスクドラ
イバによってもディスク・浮動ヘッドスライダー間の摩
擦係数の測定ができるのである。Incidentally, the hard disk driver is generally designed to be abruptly stopped by an electromagnetic brake when it is stopped, but in such a case, free rotation cannot be obtained and the friction coefficient cannot be measured. Therefore, it is necessary to prevent the electromagnetic brake from being applied to the hard disk driver having the electrode braking function. If this point is taken into consideration, the friction coefficient between the disk and the floating head slider can be measured by any type of hard disk driver.
上述したハードディスクドライバによるハードディスク
と浮動ヘッドスライダーとの間の摩擦係数の測定方法、
即ち、本摩擦係数測定方法を従来のANSIの方法と比較す
れば、ANSIの方法によればストレインゲージ等を備えた
複雑な特別の測定装置を用いなければ測定することがで
きないのに対して本摩擦係数測定方法によればハードデ
ィスクドライバを測定装置として用いることによって摩
擦係数の測定ができる。従って、摩擦係数の測定に特別
の装置を要しない。しかも、浮動ヘッドスライダーをハ
ードディスクドライバのフレクシャーから外して特別の
測定装置に錘を載せてセットするという面倒くささもな
い。A method for measuring a friction coefficient between a hard disk and a floating head slider by the above-mentioned hard disk driver,
That is, comparing this friction coefficient measuring method with the conventional ANSI method, the ANSI method can be measured only by using a complicated special measuring device equipped with a strain gauge or the like. According to the friction coefficient measuring method, the friction coefficient can be measured by using the hard disk driver as a measuring device. Therefore, no special device is required to measure the coefficient of friction. Moreover, there is no need to take the trouble of removing the floating head slider from the flexure of the hard disk driver and setting the weight on a special measuring device.
そして、ハードディスクドライバによって摩擦係数を測
定することができるので、ANSIのように擬似的につくっ
た接触状態における浮動ヘッドスライダーとハードディ
スクとの摩擦係数ではなく、実際のハードディスクドラ
イバにおいてのハードディスクと浮動ヘッドスライダー
との実際の接触状態での摩擦係数を測定することができ
る。即ち、実体に即した状態での非破壊的測定ができ
る。Since the friction coefficient can be measured by the hard disk driver, it is not the friction coefficient between the floating head slider and the hard disk in the simulated contact state like ANSI, but the actual hard disk and floating head slider in the hard disk driver. The coefficient of friction in the actual contact state with can be measured. That is, non-destructive measurement in a state suitable for the substance can be performed.
しかも、ハードディスクドライバは第1図に示すように
トラッキング機構を備えており、このトラッキング機構
の働きによりトラッキング位置を一定のところで固定し
た状態でCSS試験を行うことができ、途中で浮動ヘッド
スライダーがハードディスクの半径方向にずれる虞れが
ない。従って、ハードディスクの摩耗度、耐久性、潤滑
剤の効果の持続性等を正確に把握することができる。Moreover, the hard disk driver has a tracking mechanism as shown in Fig. 1. By the function of this tracking mechanism, the CSS test can be performed with the tracking position fixed at a fixed position, and the floating head slider is moved to the hard disk during the CSS test. There is no risk of shifting in the radial direction. Therefore, it is possible to accurately grasp the degree of wear of the hard disk, the durability, the durability of the effect of the lubricant, and the like.
尚、本発明はヘッドが浮動ヘッドスライダーによること
なく直接ディスクに接触する場合の摩擦係数の測定にも
適用することができるものである。The present invention can also be applied to the measurement of the friction coefficient when the head directly contacts the disk without using the floating head slider.
(H.発明の効果) 以上に述べたように、本発明ディスクヘッド間摩擦係数
測定方法は、ディスクをヘッドあるいはそれを保持する
ヘッド保持具との間に摩擦が生じないようにした状態で
所定速度に回転した後その回転を自由回転にしたときの
ディスクの回転角速度の変化率と、ディスクをヘッドあ
るいはそれを保持するヘッド保持具との間に摩擦が生じ
るようにした状態で所定速度に回転した後その回転を自
由回転にしたときのディスクの回転角速度の変化率と、
ディスク回転部の慣性モーメントと、に基づいて摩擦係
数を算出することを特徴とするものである。(H. Effect of the Invention) As described above, the method for measuring the coefficient of friction between the disk heads of the present invention provides the disk with a predetermined friction coefficient in a state in which no friction occurs between the disk and the head holder that holds the disk. Rotate to a predetermined speed with friction occurring between the rate of change of the rotational angular velocity of the disk when the disk is rotated at a desired speed and then free rotation, and the head or the head holder that holds it. After that, the rate of change of the rotational angular velocity of the disk when the rotation is freely rotated,
The friction coefficient is calculated based on the moment of inertia of the disk rotating portion.
従って、本発明ディスクヘッド間摩擦係数測定方法によ
れば、摩擦係数が大きい程ハードディスクを自由回転さ
せたときの回転角速度の変化率が大きくなるので、ヘッ
ドあるいはヘッド保持具とディスクとの間に摩擦が生じ
ないようにした場合のハードディスクを所定の回転角速
度で回転する状態から自由回転する状態に変化させたと
きの回転角速度変化率と、その間に摩擦が生じるように
した場合のそれ(回転角速度変化率)との比較結果及び
ハードディスク回転部が持つ慣性モーメントから正確に
摩擦係数を測定することができる。Therefore, according to the method for measuring the coefficient of friction between disk heads of the present invention, the larger the coefficient of friction, the greater the rate of change of the rotational angular velocity when the hard disk is freely rotated. When the hard disk is changed from a state of rotating at a predetermined rotation angular speed to a state of free rotation in the case of preventing the occurrence of The friction coefficient can be accurately measured from the result of comparison with the ratio) and the moment of inertia of the rotating portion of the hard disk.
そして、摩擦係数の測定のために張力を測定することを
要せず、回転角速度(あるいは回転数)さえ検出すれば
摩擦係数を測定できるので、ストレインゲージ等を備え
更に擬似的な錘をヘッド保持具あるいはヘッドに乗せる
機構を備えた特別の測定装置を用いなくとも良い。従っ
て、ディスクドライバを利用して測定できる。というの
は、ディスクドライバはハードディスクの回転を検出す
る機構を備えているので、その機構を利用して回転角速
度変化率を把握するのは容易だからである。Since it is not necessary to measure the tension for measuring the friction coefficient, and the friction coefficient can be measured only by detecting the rotational angular velocity (or the number of rotations), a strain gauge or the like is further provided to hold the pseudo weight on the head. It is not necessary to use a special measuring device having a mechanism for mounting on a tool or a head. Therefore, it can be measured by using the disk driver. This is because the disk driver has a mechanism for detecting the rotation of the hard disk, and it is easy to grasp the rotation angular velocity change rate using the mechanism.
そして、ディスクドライバを利用して摩擦係数を測定す
ることによって実際のディスクドライバにおいてのハー
ドディスクとヘッドあるいはその保持具との実際の接触
状態での摩擦係数を把握することができる。Then, by measuring the friction coefficient using the disk driver, it is possible to grasp the friction coefficient in the actual contact state between the hard disk and the head or the holder thereof in the actual disk driver.
また、ディスクドライバはトラッキング機構を備えてい
るので、そのトラッキング機構を駆使することによって
実際の実用状態と同じ条件によってヘッドのトラッキン
グ位置を同じ位置に固定しながら摩擦係数の測定を継続
的に行うことができる。従って、スタートストップの繰
返しによるディスクの摩耗度、潤滑剤の効果の持続度に
ついて正確に把握することができる。Also, since the disk driver has a tracking mechanism, by making full use of the tracking mechanism, the friction coefficient can be continuously measured while fixing the head tracking position to the same position under the same conditions as in the actual practical state. You can Therefore, it is possible to accurately grasp the degree of wear of the disk and the duration of the effect of the lubricant due to repeated start and stop.
第1図は本発明ディスクヘッド間摩擦係数測定方法の一
つの実施例に用いる測定装置(ディスクドライバ)の構
成の概略を示す概略構成図、第2図はディスクとヘッド
スライダー(ヘッド保持具)を示す斜視図、第3図
(A)、(B)はディスクヘッド間摩擦係数測定方法の
従来例を説明するためのもので、同図(A)は測定装置
の平面図、同図(B)は同図(A)のB−B線に沿う断
面図である。 符号の説明 6……ヘッド保持具、7……ヘッド、 10……ディスク、 12……ディスク回転用モータ。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the outline of the configuration of a measuring device (disk driver) used in one embodiment of the method for measuring the friction coefficient between disk heads of the present invention, and FIG. 2 shows a disk and a head slider (head holder). 3A and 3B are views for explaining a conventional example of the method for measuring the friction coefficient between disk heads, and FIG. 3A is a plan view of the measuring device and FIG. FIG. 4B is a sectional view taken along the line BB of FIG. Explanation of symbols 6 ... Head holder, 7 ... Head, 10 ... Disk, 12 ... Disk rotation motor.
Claims (1)
ヘッド保持具との間に摩擦が生じないようにした状態で
所定速度に回転した後その回転を自由回転にしたときの
ディスクの回転角速度の変化率と、 ディスクをヘッドあるいはヘッド保持具との間に摩擦が
生じるようにした状態で上記所定速度に回転した後その
回転を自由回転にしたときのディスクの回転角速度の変
化率と、 ディスク回転部の慣性モーメントと、 に基づいて摩擦係数を算出する ことを特徴とするディスクヘッド間摩擦係数測定方法1. A change in the angular velocity of rotation of a disk when the disk is rotated at a predetermined speed in a state where friction is not generated between the disk and a head holder for holding the disk and then the rotation is freely rotated. Rate, the change rate of the rotational angular velocity of the disk when the disk is rotated at the above-mentioned predetermined speed in a state where friction is generated between the disk and the head or the head holder, and the disk is rotated freely. Method of measuring friction coefficient between disk heads, characterized in that the friction coefficient is calculated based on
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191434A JPH0777014B2 (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Measuring method of friction coefficient between disk heads |
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| JP61191434A JPH0777014B2 (en) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | Measuring method of friction coefficient between disk heads |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348607A JPS6348607A (en) | 1988-03-01 |
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| JP3333079B2 (en) * | 1995-12-25 | 2002-10-07 | 富士通株式会社 | Static friction force measuring device |
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|---|---|---|---|---|
| JPS51151105A (en) * | 1975-06-20 | 1976-12-25 | Hitachi Ltd | Evaluation method of contact start and stop type magnetic head slider |
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1986
- 1986-08-15 JP JP61191434A patent/JPH0777014B2/en not_active Expired - Fee Related
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