JP2872384B2 - 磁気ヘツドスライダ及び磁気デイスク装置 - Google Patents

磁気ヘツドスライダ及び磁気デイスク装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気デイスク装置等、走行する記録媒体面
上を微小な浮上すきまで浮上する磁気ヘツドスライダに
係り、特に、浮上特性が良好で、大量生産に好適な磁気
ヘツドスライダに関する 〔従来の技術〕 従来の磁気デイスク装置用磁気ヘツドスライダは、特
公昭57−569号公報に記載のように、スライダの両側部
に、平面部と、気体流入側の傾斜部とをもつた一直線の
気体軸受レールを設けた、いわゆる、テーパフラツト形
スライダが使われている。両気体軸受レールの間には気
体軸受作用を発生しない十分な深さに削つたブリード部
となつている。実際のブリード部の深さは、気体軸受と
の境界で100μm程度である。
磁気デイスク装置の記録容量を増加させるには、磁気
ヘツドスライダと記録媒体とのすきまを小さくする必要
がある。この浮上量の狭小化に伴い、浮上量変動を極力
抑えるために空気膜剛性を増加させ、かつ、周速の変化
に対して浮上量の変化を小さくする方法として、スライ
ダの浮上面に正圧発生部の他に負圧発生部を設け、負圧
吸引力を押付け荷重として作用させる負圧利用形スライ
ダが提案されている。しかし、この種のスライダはデイ
スクの回転方向(接線方向)とスライダ長手方向のなす
角(以下ヨー角と呼ぶ)が大きくなるにつれてスライダ
の側面からの気体の流入が増加し、気体軸受レールの正
圧発生力が減少して、浮上量が低下する欠点がある。こ
の対策として特開昭62−110680号公報に記載のように、
負圧利用形スライダの両気体軸受レール上に、レール長
手方向と直交する方向に溝状の凹部の段差を設けて、気
体軸受レール上の軸受面を前後の二つに分け、ヨー角の
ある場合でもレール後方の正圧の減少を防ぐ方法が提案
されている(第20図)。また、他の対策として、特公昭
63−21271号公報及び、米国特許第4,673,996号に記載さ
れているように、従来のテーパフラツト形、もしくは、
負圧利用形スライダで、両気体軸受レールの両縁に、ス
ライダ側面から流入する気体流に対し軸受効果をもたら
すように傾斜部もしくは段差部を設ける方法が提案され
ている(第22図)。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、以下に示す点が考慮されておらず問
題があった。
まず第一に、特開昭62−110680号公報に記載のよう
に、負圧利用形スライダの気体軸受レール上に溝を設け
る方法では、第21図(a)に示すように、ヨー角がある
場合、軸受効果のある傾斜部後端、およびレール上の溝
の後端の段差部では圧力の減少は少ないが、スライダ側
面からの気体流の流入により軸受面後方の圧力は減少
し、浮上量の減少を抑えきれない問題があつた。
また、コンタクトスタートストツプ時に、デイスク面
と摺動する面積が、クロスレールが存在するために大き
くなり、耐摺動性の面で問題があつた。
さらに、第21図(b)に示すように、スライダ側面か
らの気体流の流入により、スライダ横手方向のスライダ
重心回りのモーメントのバランスがくずれ、スライダが
長手方向の中心軸回りに傾く(この傾き角をロール角と
いう)欠点があつた。
第二に、第22図(a),(b)に示すように、一対の
気体軸受レールの両縁に、スライダ側面からの気体流の
流入に対し軸受効果を持つような傾斜面もしくは段差
部)を設けたスライダ(米国特許第4,673,996号)で
は、レール両縁の軸受面が長いので、第7図のグラフ中
と破線に示すようにヨー角の増加に伴い、レール側縁の
軸受効果による正圧の変化が大きく、浮上量が一定にな
らないという問題があつた。
また、第22図(b)に示すように、気体軸受レールの
両縁に傾斜面(もしくは段差部)を設け、さらに、これ
らより低いクロスレールを合わせた形状では、加工工程
が複雑になり、コストが嵩む問題がある。
本発明の目的は、ヨー角及び周速の変化に対し、浮上
量の変化が少なく、量産性良く作ることのできる磁気ヘ
ツドスライダを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明は回転する記録
媒体に対向して配置されたスライダの前記記録媒体によ
り発生する正の圧力によつて前記スライダを浮上させる
一対の気体軸受レールと、前記気体軸受レール間に前記
気体軸受レール面より窪んだブリード部とが形成された
磁気ヘツドスライダにおいて、前記ブリード部は、前記
気体流の流出端に達する窪みをもち、前記気体軸受レー
ルの両端に軸受効果をもつ段差部と、前記気体軸受レー
ルを前記スライダ長手方向に複数個に分離する分離溝を
設け、前記段差部と前記分離溝の深さが前記ブリード部
と同じ深さであることを特徴とする。
前記気体軸受レール両縁の段差部と、前記気体軸受レ
ールを前記スライダ長手方向に複数個に分割する分離
溝、および、前記ブリード部の窪み、曲線で構成されて
いてもよい、また、前記気体軸受レール両縁、および前
記分離溝の縁は傾斜面で構成されていてもよい。
〔作用〕
上記構成によれば、スライダの一対の気体軸受レール
の間の気体軸受レール面より窪んで形成されたブリード
部に流出端に達する窪み(ブリード部を第一の窪みとし
て第二の窪みに相当)を設けることにより、ブリード部
に流入した気体は前記第一の窪みで圧力が上昇した後、
第二の窪みにより広がり流れとなり負圧を生じる。通
常、第二の窪による負圧発生力は、第一の窪みによる圧
力発生力より大きくすることができる。また、ブリード
部は気体軸受レールより窪んでいるので、デイスク面と
の摺動面積を増加させない。
また、気体軸受レール上の両縁の段差と、気体軸受レ
ールを前後に分ける分離溝を設けることにより、前部と
両側に軸受効果をもつ平面が気体軸受レール上に一対以
上できる。浮動ヘツドスライダを記録媒体から浮上させ
るための正圧は、主に軸受レール全面より流入する気体
流の圧縮によるものであるから、従来のヘツドスライダ
ではヨー角があると、第2図の様に、軸受レール側面か
ら流入する気体流が増加し、正圧発生力が減少する。
また、第3図のように、スライダ両側の軸受レール側
面に軸受効果をもつ傾斜面(もしくは段差)を設けるだ
けでは、ヨー角の変化により、軸受レール側面の気体流
の助走距離の変化による正圧発生力の変化量が大きくな
り、浮上量を一定にすることはできない。本発明により
軸受レール上の軸受面を長手方向に複数個に分割して各
々の軸受面長さを短くし、さらに、軸受面側面にも、段
差(もしくは傾斜)を設けることによつて、第4図の様
に、ヨー角の変化による軸受両側面から流入する気体流
を極力低減したうえで、軸受面側面から流入する気体流
に対しても軸受効果をもたせることで、浮上量の変化を
最小にすることができる。
また、ブリード部と気体軸受面の段差及び溝を同じ高
さにすることにより、これらを一回のエツチング加工で
形成でき、加工コストを低く抑え幣ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。
第1図において、スライダ1は前部に傾斜部2が設け
てある。そして、スライダ1の両側には傾斜部2に続い
て第一の平面部4,分離溝6、第二の平面部5とさらに第
一の平面部と第二の平面部5の両側に段差部7がD1の深
さで設けてある。この一対の気体軸受レールの間に、傾
斜部に続いてブリード部3が設けてあり、さらにブリー
ド部3に、気体流の流出端に達する窪み8が深さD2で設
けてある。段差部7と分離部6、及びブリード3は同一
平面を形成しており、スパツタリングなどのエツチング
加工を行なうことにより一回で精度よく加工できる。
通常、磁気デイスク装置は、デイスク上の任意の半径
位置の情報を読み書きするため、磁気ヘツドスライダは
デイスク半径方向に移動できるようになつている。ロー
タリアクチユエータ形磁気デイスク装置では、スライダ
の置かれるデイスク上の半径位置によつてスライダへの
気体の流入方向と流入速度が変化し、気体軸受面での圧
力分布が変化するためスライダの浮上量が変化する。本
実施例によれば、この浮上量変化を極力抑えることがで
きる。まず、気体流の流入速度の変化に対しては正圧軸
受となる傾斜部2とそれに続く第一の平面部4、及び、
分離部6とそれに続く第二の平面部5の正圧力の増減
と、ブリード部3に流入した気体流が窪み8により広が
り流れとなることにより発生する負圧力の増減がバラン
スを保ち浮上量の変化を抑えることができる。
次に、ヨー角に対する圧力の変化を第5図,第6図
(a)(b)を併用して説明する。第6図(a)(b)
は、それぞれ、第5図のA−A,B−Bの断面上のヨー角
の有無により圧力分布の違いを示してある。実線がヨー
角あり、破線がヨー角なしの場合を表す。第一,第二の
平面部4,5は両側と前部に傾斜部もしくは段差の軸受部
をもつのでヨー角がある場合の側面から流入する気体流
に対しても軸受効果がある。また、ヨー角の変化による
気体軸受の圧力の変化は、軸受部後方になるほど著しい
のであるが、本実施例では、分離部6により、軸受面を
複数に分け、一つ当りの軸受面長さを短くすることによ
り、圧力変化を抑えることができる。
本実施例による、ヨー角に対する浮上量の変化を第7
図に示す。実線は、ヨー角がある場合のスライダ側面へ
流入する気体流の風上側の軸受レールの流出端の浮上量
の変化、一点鎖線は気体流の風下側の軸受レールの流出
端の浮上量の変化を表す。破線は米国特許第4,673,996
号に記載されている第22図(a)の形状によるものであ
る。
また、本実施例では、ブリード部3,分離部6及び段差
部7が同一平面になつていることにより気体流の乱れを
少なくし、塵埃の付着を起きにくくしている。さらに従
来の負圧発生形のスライダは、第20図の様に、クロスレ
ール18が、平面部4及び5と同一平面になつており、コ
ンタクトスタートストツプ時の媒体面との摺動面積が増
大し、摩耗の点で問題であつたが、本発明では、クロス
レースをもたないので摺動面積を増加させず、また、浮
上時には媒体面の突起との接触の可能性も低く押ええる
ことができ、媒体面の損傷,クラツシユを回避すること
ができる。
第8図及び第9図は、本発明の第二の実施例を示す。
本実施例は、第1図の傾斜部2をなくし、第1図の平面
図4の前部も、段差による正圧軸受としたものである。
本実施例は、機械加工によらず、スパツタリングなどの
エツチング加工二回でスライダ形状を精度よく形成する
ことができる。
第10図及び第11図は、本発明の第三の実施例を示す。
スパツタリングなどのエツチング加工は任意の曲線をも
つ段差の加工も容易であるため、平面部4,5及び窪み8
の形状も任意である。本実施例は第二の平面部5の前縁
と窪み8の前方を円弧状とすることで、気体流入方向に
対する異方性をなくし、ヨー角により気体流入方向が変
化した場合でも、前縁部の圧力の変化を小さくすること
ができる。
また、窪み8を流入側で狭くすることで、ヨー角のあ
る場合でも、平面部4,5へ流入する気体がそれ以前に窪
み8を通過せず、従つて気体流は乱れずに平面部4,5へ
流入でき、安定した正圧力を得ることができる。
第12図及び第13図は、本発明の第四の実施例を示す。
本実施例は、気体軸受平面をスライダ長手方向に三つに
分離したものである。各々の平面の長さを短くすること
によつて、ヨー角がある場合でも、軸受平面上を通過す
る気体流のうち、平面前部より流入する気体流の割合を
高め、ヨー角変化に対し、浮上量変化を押さえることが
できる。
第14図及び第15図は、本発明の第五の実施例を示す。
本実施例は、気体軸受平面をスライダ長手方向に三つに
分離し、さらに、各平面を楕円、もしくは円形に形成し
て異方性を少なくし、ヨー角に対して各気体軸受面上の
圧力が変化しないようにしたものである。さらに、スラ
イダ前面の傾斜部をなくし、二回のスパツタリングなど
のエツチング加工にてスライダを形成でき、精度よく、
量産性に優れた形状としている。
第16図及び第17図は、本発明の第六の実施例を示す。
各気体軸受平面の前部と両側を傾斜部により形成し、塵
埃を付着しにくくしたものである。
第18図は本発明に係るヘツドスライダが装着されたリ
ニア形回転円板記憶装置の平面断面図である。キヤリツ
ジ13にガイドアーム14が結合され、ガイドアーム14のト
ランスデユーサ支持装置15が連結され、トランスデユー
サ支持装置15の先端部に浮上ヘツトスライダ1が装着さ
れている。スライダ1は、ボイルコイルモータ16に駆動
されて、回転する円板記憶媒体17の半径方向に進退す
る。本例によるヨー角変化に対しスライダの浮上量変化
が小さく安定に浮上するため、スライダ浮上量を小さく
することが可能となり、記憶媒体の高密度記憶を実現で
きる。
第19図は、本発明の他の実施例を示し、本発明の浮動
ヘツドスライダ1が装着されたインライン形回転円板記
憶装置の一部破砕斜視図で、キヤリツジ13に連接された
トランスデユーサ支持装置15の先端に装着された浮動ヘ
ツドスライド1を示している。本実施例によつても同様
の効果が得られた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、負圧発生用の窪みと、両側面と前部
に気体軸受効果をもつ正圧発生面を、スライダ両側長手
方向に複数個設けることによつて、流入気体の速度、流
入方向によらず、ほぼ同一の浮上量を得ることができ、
記録媒体上どこでも接線方向の磁気記録線密度が一定で
ある、いわゆる、ゾーンビツトレコーデイングが実現可
能であり、記録媒体の高記録密度が達成できる。
また、スライダの加工を非機械加工により形成するこ
とも可能であり、加工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第5図は、本発明の一実施例の斜視図、第
2図,第3図及び第4図は、従来例と本発明の効果の説
明図、第6図は、本発明の第5図のA−A,B−B断面に
おける圧力分布のヨー角と浮上量の関係を示す説明図、
第7図はヨー角に対する浮上量の変化を示す図、第8図
ないし第17図は、本発明による第二ないし第六の実施例
の側面図と正面図、第18図及び第19図は本発明の適用例
の平面図及び斜視図、第20図は従来例の斜視図、第21図
は第20図のA−A,B−B断面における圧力分布ヨー角の
有無による違いを示す説明図、第22図は他の従来例を示
す斜視図である。 1……スライダ、2……傾斜部、3……ブリード部、4
……第一の平面部、5……第二の平面部、6……分離
溝、7……段差部、8……窪み、9……平面部、10……
気体流、11……第三の平面部、12……レール側面傾斜
部、13……キヤリツジ、14……ガイドアーム、15……ト
ランスデユーサ支持装置、16……ボイスコイルモータ、
17……円板記憶媒体。18……クロスレール、D1……段差
部深さ、D2……負圧発生部深さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳山 幹夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 平3−205671(JP,A) 特開 平3−132981(JP,A) 特開 平3−63978(JP,A) 特開 昭63−255883(JP,A) 特開 昭62−110680(JP,A) 特開 昭60−211671(JP,A) 実開 平3−89569(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 21/21 101 G11B 5/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する記録媒体に対向して配置されたス
    ライダの前記記録媒体との対向面に、前記記録媒体の回
    転に伴う気体流により発生する正の圧力によつて前記ス
    ライダを浮上させる一対の気体軸受レールと、前記気体
    軸受レール間に前記気体軸受レール面より窪んだブリー
    ド部とが形成された磁気ヘツドスライダにおいて、 前記ブリード部は、前記気体流の流出端に達する窪みを
    もち、前記気体軸受レールの両端に軸受効果をもつ段差
    と、前記気体軸受レールを前後に複数個に分割する溝を
    設け、前記気体軸受レールの両縁の段差と前記溝の底部
    を前記ブリード部と同じ高さにしたことを特徴とする磁
    気ヘツドスライダ。
  2. 【請求項2】回転する記録媒体に対向して配置されたス
    ライダの前記記録媒体との対向面に、前記記録媒体の回
    転に伴う気体流により発生する正の圧力によつて前記ス
    ライダを浮上させるための軸受効果を周囲にもつ突出部
    を前記スライダの両側に、長手方向に複数個配置し、前
    記突出部の間に、前記気体流の流出端に達する窪みを設
    けたことを特徴とする磁気ヘツドスライダ。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の磁気ヘツドスラ
    イダを搭載した磁気デイスク装置。
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