基礎励振を受れる磁気ディスク装置のヘッド・ディスク系の振動解析

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磁気ディスク装置は、近年その小型化とともに利用形態が多様化し、航空機、自動車などの走行体に搭載されるようになってきた。このような利用形態においては、走行体の運動や振動のために磁気ディスク装置全体がその基礎から励振を受け、その結果、データの記録、再生が阻害されたり、最悪の場合にはヘッド・クラッシュをおこすことになる。したがって、走行体に搭載される磁気ディスク装置を設計する際には、基礎励振に対する装置の振動特性を把握しておくことが必要である。そのような磁気ディスク装置の設計のための合理的な指針を得ることを目的として、磁気ディスク装置のヘッド・ディスク系の基礎励振に対する振動応答を解析した。まず、ヘッド・ディスク系を空間に固定した位置に拘束系を有する回転円板としてモデル化し、基礎励振に対する運動方程式を導いた。励振は、スピンドルの軸方向成分およびヘッドに対するピッチング、ローリングの成分を考慮した。その運動方程式を固有関数展開とリセプタンス法を用いて閉じた形で解き、モデルの基礎励振に対する振動応答の特徴について検討した。また、各種パラメータが振動応答に及ぼす影響を数値計算により検討した。そして、モデル実験を行って検討結果を検証した。その結果、以下のことがわかった。ヘッドがない場合、ディスクは軸方向成分の励振に対しては軸対称モードだけが励振され、ピッチングないしはローリングの励振に対しては波数1の前進波と後退波のモードだけが励起される。特に、静止したディスクと比較すると、コリオリの加速度の項の影響で、前進波の振幅は小さくなり、後退波の振幅は大きくなる。ヘッドがある場合、ディスクはヘッドとの相互作用のために波数が2以上のモードも励起される。また、ヘッド位置での励振の振幅が零であるピッチングの励振に対して、応答がヘッド位置で逆に極大となる場合がある。