JPH05174524A - Floating element - Google Patents
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- JPH05174524A JPH05174524A JP15523592A JP15523592A JPH05174524A JP H05174524 A JPH05174524 A JP H05174524A JP 15523592 A JP15523592 A JP 15523592A JP 15523592 A JP15523592 A JP 15523592A JP H05174524 A JPH05174524 A JP H05174524A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば光磁気ディス
ク装置や磁気ディスク装置に設けられている磁気ヘッド
装置などに使用される浮動素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a floating element used in, for example, a magneto-optical disk device or a magnetic head device provided in a magnetic disk device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１０は例えば特開昭６３−２１７５４
８号公報に示されたものと同様の従来の磁気ヘッド装置
を示す斜視図である。図において、１は図中矢印方向に
回転する物体である光磁気ディスク（以下、ディスクと
略称する。）、２はディスク１に対向するようにサスペ
ンション３により支持されているスライダ、４はスライ
ダ２に搭載されている磁気ヘッドである。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-21754.
9 is a perspective view showing a conventional magnetic head device similar to that shown in Japanese Patent Publication No. In the figure, 1 is a magneto-optical disk (hereinafter abbreviated as disk) which is an object rotating in the direction of the arrow in the figure, 2 is a slider supported by a suspension 3 so as to face the disk 1, and 4 is a slider 2. Is a magnetic head mounted on.
【０００３】上記のように構成された従来の磁気ヘッド
装置においては、ディスク１の回転によりディスク１と
スライダ２との間に空気の圧力が発生し、この圧力によ
り磁気ヘッド４がスライダ２とともにディスク１から浮
上する。このとき、発生した空気の圧力と、サスペンシ
ョン３からスライダ２に作用する押圧力とがつりあうこ
とにより、バランスした磁気ヘッド浮上機構となってい
る。In the conventional magnetic head device constructed as described above, the rotation of the disk 1 causes air pressure to be generated between the disk 1 and the slider 2, and this pressure causes the magnetic head 4 to move together with the slider 2 to the disk. Ascend from 1. At this time, the generated air pressure is balanced with the pressing force acting on the slider 2 from the suspension 3 to form a balanced magnetic head flying mechanism.
【０００４】次に、図１１は例えば特開昭６０−２０９
９４４号公報，特開昭６１−１５６５５１号公報，特開
昭６２−８８１０２号公報及び特開平２−２６５０５５
号公報などに示されものと同様の従来の磁気ヘッド装置
を示す構成図であり、この磁気ヘッド装置は、距離セン
サからの信号をフィードバックするアクティブ形の磁気
ヘッド浮上機構を有するものである。Next, FIG. 11 shows, for example, JP-A-60-209.
944, JP-A-61-156551, JP-A-62-88102, and JP-A-2-265055.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional magnetic head device similar to that disclosed in Japanese Patent Publication No. JP-A-2003-242, and this magnetic head device has an active magnetic head levitation mechanism that feeds back a signal from a distance sensor.
【０００５】図において、５は支持部、６は支持部５に
板ばね７を介して支持され、磁気ヘッド４を保持してい
るヘッド保持部、８はディスク１に対向するようにヘッ
ド保持部６に設けられた一対の反射形センサ８ａ，８ｂ
からなる距離センサ、９はヘッド保持部６の上部に支持
部５に対向して設けられ、ヘッド保持部６を上下動させ
るコイルである。In the figure, 5 is a supporting portion, 6 is a head holding portion that is supported by the supporting portion 5 via a leaf spring 7, and holds the magnetic head 4, and 8 is a head holding portion that faces the disk 1. A pair of reflective sensors 8a, 8b provided on
Is a coil which is provided above the head holding portion 6 so as to face the support portion 5 and moves the head holding portion 6 up and down.
【０００６】上記のように構成された従来の磁気ヘッド
装置においては、距離センサ８からの信号に応じた電流
がコイル９に流れ、ディスク１と磁気ヘッド４との距離
が一定に保持されるように、ヘッド保持部６の位置が変
化される。In the conventional magnetic head device configured as described above, a current corresponding to the signal from the distance sensor 8 flows through the coil 9 so that the distance between the disk 1 and the magnetic head 4 is kept constant. Then, the position of the head holding unit 6 is changed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】一般に、固定磁気ディ
スク装置が密閉タイプの装置として使用されるのに対
し、光磁気ディスク装置は、フロッピィディスク装置と
同様に、非密閉タイプの装置として、通常のオフィス等
で使用されるので、空気中のダストの影響を直接受ける
ことになる。これに対して、図１０に示したようなスラ
イダ２を用いた従来の磁気ヘッド装置においては、ディ
スク１と磁気ヘッド４との間の距離が数μｍ〜１０数μ
ｍと小さいため、空気中のダストがスライダ２のテーパ
面（図示せず）やフラット面（図示せず）に付着し易
い。スライダ２にダストが付着すると、その浮上特性が
悪化するため（例えば日本機械学会論文集Ｃ編５３巻４
８８号ｐ．９６８参照）、ヘッドクラッシュが発生し易
く、従ってディスク１やスライダ２が破損する虞れがあ
り、信頼性が低いという問題点があった。In general, a fixed magnetic disk device is used as a closed type device, whereas a magneto-optical disk device is used as a non-closed type device like a floppy disk device. Since it is used in offices, etc., it is directly affected by dust in the air. On the other hand, in the conventional magnetic head device using the slider 2 as shown in FIG. 10, the distance between the disk 1 and the magnetic head 4 is several μm to several tens μ.
Since it is as small as m, dust in the air is easily attached to the taper surface (not shown) or the flat surface (not shown) of the slider 2. If dust adheres to the slider 2, its flying characteristics are deteriorated.
88 p. 968), a head crash is likely to occur, and therefore the disk 1 and the slider 2 may be damaged, resulting in low reliability.
【０００８】一方、図１１に示したような従来のアクテ
ィブ形の磁気ヘッド装置においては、磁気ヘッド４のデ
ィスク１からの浮上距離が、約１００μｍ程度とスライ
ダ２よりも大きいので、ダストの影響は受けにくい。し
かし、この磁気ヘッド装置では、ディスク１からの反射
光を利用するため、反射率が低いディスク１を使用する
場合やディスク１の表面にダストが付着して反射率が低
下した場合、ディスク１と磁気ヘッド４との間の距離を
検出できなくなったり、検出精度が著しく悪くなったり
する。従って、適用できるディスク１が限定されてしま
うとともに、ヘッドクラッシュが発生する虞れがあり、
信頼性が低く、また距離センサ８やフィードバック回路
を用いるため、全体が高価になるなどの問題点があっ
た。On the other hand, in the conventional active type magnetic head device as shown in FIG. 11, since the flying distance of the magnetic head 4 from the disk 1 is about 100 μm, which is larger than that of the slider 2, the influence of dust is small. Hard to receive. However, in this magnetic head device, since the reflected light from the disk 1 is used, when the disk 1 having a low reflectance is used or when the dust is attached to the surface of the disk 1 to lower the reflectance, The distance to the magnetic head 4 cannot be detected, or the detection accuracy is significantly deteriorated. Therefore, the applicable disk 1 is limited, and there is a risk of head crash.
However, the reliability is low, and the distance sensor 8 and the feedback circuit are used.
【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、物体に対して
非接触で安定して浮動することができ、磁気ヘッドなど
の被支持物や物体の損傷を防止して寿命を延ばすことが
できる信頼性の高い浮動素子を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to stably float without contact with an object and to support a supported object such as a magnetic head or the like. An object of the present invention is to obtain a reliable floating element capable of preventing damage to an object and extending its life.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る浮
動素子は、物体に対向する構造体と、この構造体の加振
源取付部に取り付けられた加振源とを備え、加振源によ
り加振源取付部を振動させることによって、物体に対向
する前記構造体の対向部が加振源取付部よりも大きい振
幅でかつ加振源取付部の振動方向に対して垂直な方向に
振動し、スクイーズ効果によって物体から離隔するよう
になっているものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a floating element comprising a structure facing an object and a vibration source attached to a vibration source mounting portion of the structure. By vibrating the vibration source mounting portion by the vibration source, the facing portion of the structure facing the object has a larger amplitude than the vibration source mounting portion and is in a direction perpendicular to the vibration direction of the vibration source mounting portion. It vibrates and is separated from the object by the squeeze effect.
【００１１】請求項２の発明に係る浮動素子は、物体に
対向する構造体と、この構造体の加振源取付部に取り付
けられた圧電素子とを備え、圧電素子により加振源取付
部を振動させることによって、物体に対向する構造体の
対向部が加振源取付部よりも大きい振幅で振動し、スク
イーズ効果によって物体から離隔するようになっている
とともに、圧電素子に印加する電圧の変動周波数が、構
造体の対向部を励振する共振周波数と等しくなっている
ものである。A floating element according to a second aspect of the present invention comprises a structure body facing an object, and a piezoelectric element attached to a vibration source attachment portion of the structure, wherein the vibration source attachment portion is formed by the piezoelectric element. By vibrating, the facing part of the structure facing the object vibrates with a larger amplitude than the vibration source mounting part, and is separated from the object by the squeeze effect, and the voltage applied to the piezoelectric element fluctuates. The frequency is equal to the resonance frequency for exciting the facing portion of the structure.
【００１２】[0012]
【作用】この発明においては、スクイーズ効果を利用し
て構造体を物体から浮上させることにより、構造体に支
持された被支持物を安定して浮動させる。In the present invention, the squeeze effect is utilized to levitate the structure from the object, so that the object supported by the structure is stably floated.
【００１３】[0013]
【実施例】まず、この発明の基本原理であるスクイーズ
効果を図６について説明する。図６において、１１は重
り、１２は重り１１よりも軽い案内面、１３は重り１１
と案内面１２とを結合している圧電素子、１４はスライ
ド面である。First, the squeeze effect which is the basic principle of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, 11 is a weight, 12 is a guide surface lighter than the weight 11, 13 is a weight 11
The piezoelectric element 14 connecting the guide surface 12 and the guide surface 12 is a sliding surface.
【００１４】圧電素子１３に電圧が印加されると、この
圧電素子１３は図の上下方向に伸縮する。重り１１は案
内面１２より重くなっているので、圧電素子１３が伸縮
すると、案内面１２がスライド面１４に対して高周波数
で上下に振動する。このとき、案内面１２とスライド面
１４との間に空気圧が発生し、この圧力により重り１
１，案内面１２及び圧電素子１３を含む浮動素子がスラ
イド面１４から浮上する。When a voltage is applied to the piezoelectric element 13, the piezoelectric element 13 expands and contracts in the vertical direction in the figure. Since the weight 11 is heavier than the guide surface 12, when the piezoelectric element 13 expands and contracts, the guide surface 12 vibrates up and down at a high frequency with respect to the slide surface 14. At this time, air pressure is generated between the guide surface 12 and the slide surface 14, and the weight 1
1, a floating element including the guide surface 12 and the piezoelectric element 13 floats above the slide surface 14.
【００１５】次に、これを数式を用いて説明する（日本
潤滑学会第３４期全国大会予稿集ｐ．９９〜ｐ１０２参
照）。案内面１２の形状を円形とし、案内面１２はスラ
イド面１４に対して常に平行に浮上するものとする。ま
た、案内面１２とスライド面１４との間に圧力を発生す
る隙間部分を空気膜と呼び、この空気膜は、等温変化
し、粘性が支配的で慣性の影響は無視できるものとす
る。さらに、圧電素子１３の変位は、正弦波状とする。
このとき、次の式１ないし式３が成立する。Next, this will be explained using mathematical expressions (see the 34th National Congress of Japan Society of Lubrication Proceedings p.99-p102). The shape of the guide surface 12 is circular, and the guide surface 12 always floats parallel to the slide surface 14. Further, a gap portion that generates a pressure between the guide surface 12 and the slide surface 14 is called an air film, and this air film changes isothermally, its viscosity is dominant, and the influence of inertia can be ignored. Furthermore, the displacement of the piezoelectric element 13 is sinusoidal.
At this time, the following expressions 1 to 3 are established.
【００１６】[0016]
【数１】 [Equation 1]
【００１７】[0017]
【数２】 [Equation 2]
【００１８】[0018]
【数３】 [Equation 3]
【００１９】上記の式１は、空気膜の圧力を支配するレ
イノルズ方程式、式２は案内面１２の運動方程式、式３
は重り１１と案内面１２との位置関係を示す式である。
但し、ｒ：半径方向座標、ｒａ：案内面１２の半径、
ｐ：空気膜圧力、ｐａ：周囲圧力、ｈ：空気膜厚、μ：
粘性係数、Ｍ：重り１１の質量、ｍ：案内面１２の質
量、ｔ：時間、ｚ：重り１１の鉛直方向座標、ω：加振
加速度、ａ：圧電素子１３の振幅である。The above equation 1 is the Reynolds equation that governs the pressure of the air film, equation 2 is the equation of motion of the guide surface 12, and equation 3
Is a formula showing the positional relationship between the weight 11 and the guide surface 12.
However, r: radial direction coordinates, ra: radius of guide surface 12,
p: air film pressure, pa: ambient pressure, h: air film thickness, μ:
Viscosity coefficient, M: mass of weight 11, m: mass of guide surface 12, t: time, z: vertical coordinate of weight 11, ω: vibration acceleration, a: amplitude of piezoelectric element 13.
【００２０】これらの方程式を、ｒ＝０でｒ方向の圧力
勾配ゼロ、ｒ＝ｒａでｐ＝ｐａ、及びτ（＝ωｔ）とτ
＋２πにおける圧力、浮上量とτに対する圧力勾配及び
浮上量変化に関する定常周期条件（τとτ＋２πにおい
て値が等しい）の環境条件の下で求めた特性が図７及び
図８に示すものである。These equations are converted into zero pressure gradient in the r direction at r = 0, p = pa at r = ra, and τ (= ωt) and τ.
7 and 8 show the characteristics obtained under the environmental conditions of the pressure at + 2π, the pressure gradient with respect to the levitation amount and τ, and the steady cycle condition (the values are equal at τ and τ + 2π) regarding the change of the levitation amount.
【００２１】図７は圧電素子１３の振幅と重り１１及び
案内面１２の振幅との関係を、図８は圧電素子１３の振
幅と平均浮上量との関係をそれぞれ示している。これら
は、重り１１の質量を１４７ｇ、案内面１２の質量を４
９ｇ、ｒａ＝２０ｍｍ、ω＝１８００π（周波数０．９
ｋＨｚ）〜３０００π（周波数１．５ｋＨｚ）の場合の
計算例である。FIG. 7 shows the relationship between the amplitude of the piezoelectric element 13 and the amplitude of the weight 11 and the guide surface 12, and FIG. 8 shows the relationship between the amplitude of the piezoelectric element 13 and the average flying height. The weight of the weight 11 is 147 g and the weight of the guide surface 12 is 4 g.
9g, ra = 20mm, ω = 1800π (frequency 0.9
This is a calculation example in the case of (kHz) to 3000π (frequency 1.5 kHz).
【００２２】図７に示すように、案内面１２の振動振幅
が圧電素子１３の加振振幅よりも大きくなっている。ま
た、圧電素子１３の加振振幅が変化しているにも拘わら
ず、重り１１の振動振幅は殆ど変化せずに一定である。
以上の結果から、圧電素子１３の小さな加振振幅で、そ
れより１桁程度大きい浮上量が得られることがわかる。
また、図８に示すように、浮上量は圧電素子１３の加振
振幅の増大に従って増加する。As shown in FIG. 7, the vibration amplitude of the guide surface 12 is larger than the vibration amplitude of the piezoelectric element 13. Further, although the vibration amplitude of the piezoelectric element 13 is changed, the vibration amplitude of the weight 11 is almost unchanged and is constant.
From the above results, it can be seen that the flying height of the piezoelectric element 13 can be increased by about one digit with a small vibration amplitude.
Further, as shown in FIG. 8, the flying height increases as the vibration amplitude of the piezoelectric element 13 increases.
【００２３】なお、図９は圧電素子１３の入力電圧と振
幅との関係を示す実験結果であり、この図からこれらが
比例関係にあることがわかる。従って、圧電素子１３の
入力電圧をコントロールすることで、案内面１２の浮上
量を制御できる。但し、図６に示したものは基本原理を
説明するためのものであり、代表長さが円板半径の２０
ｍｍ、重さが２００ｇという大きなものである。以下の
実施例では、これをさらに小形・軽量化したものを用い
ている。FIG. 9 shows the experimental results showing the relationship between the input voltage of the piezoelectric element 13 and the amplitude, and it can be seen from this figure that they are in a proportional relationship. Therefore, the flying height of the guide surface 12 can be controlled by controlling the input voltage of the piezoelectric element 13. However, what is shown in FIG. 6 is for explaining the basic principle, and the representative length is 20 of the disc radius.
The size is as large as 200 mm and the weight is 200 g. In the following embodiments, a smaller and lighter version of this is used.
【００２４】図１は請求項１及び請求項２の発明の一実
施例による磁気ヘッド装置を示す斜視図であり、図１０
と同一又は相当部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。図において、２１は支持棒、２２はジンバル板
２３を介して支持棒２１の先端部に取り付けられている
断面Ｌ字状の支持板、２４はこれら支持棒２１，支持板
２２及びジンバル板２３からなる支持体である。FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic head device according to an embodiment of the invention of claims 1 and 2, and FIG.
The same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In the figure, 21 is a support rod, 22 is a support plate having an L-shaped cross-section attached to the tip of the support rod 21 via a gimbal plate 23, and 24 is these support rod 21, support plate 22, and gimbal plate 23. It is a support.
【００２５】２５は支持板２２の下端部に取り付けら
れ、スクイーズ効果によりディスク１上に浮上している
とともに、支持体２４によりディスク１の半径方向に移
動可能になっている浮動素子であり、この浮動素子２５
は、加振源である積層形の圧電素子２６とアルミニウム
製の構造体２７とから構成されている。また、浮動素子
２５のディスク１に対向する面には、被支持物である磁
気ヘッド４が固着されている。浮動素子２５には、磁気
ヘッド４のバイアス磁界発生場所に対向するように、光
ヘッド（図示せず）も配置されており、この光ヘッド
は、記録又は消去時に前記バイアス磁界発生領域を加熱
して反転磁区を形成する。A floating element 25 is attached to the lower end of the support plate 22 and is floated on the disk 1 by the squeeze effect and is movable in the radial direction of the disk 1 by the support 24. Floating element 25
Is composed of a laminated piezoelectric element 26, which is a vibration source, and a structure 27 made of aluminum. Further, a magnetic head 4 as a supported object is fixed to the surface of the floating element 25 facing the disk 1. An optical head (not shown) is also arranged in the floating element 25 so as to face the position where the bias magnetic field of the magnetic head 4 is generated. The optical head heats the bias magnetic field generation region during recording or erasing. To form a reversed magnetic domain.
【００２６】図２は図１の浮動素子２５を拡大して示す
斜視図である。図において、浮動素子２５は、概略直方
体形状になっている。圧電素子２６は、構造体２７に設
けられた加振源取付部としての一対の圧電素子取付部２
７ａ間に、その伸縮方向両端部を挟持されている。ま
た、構造体２７には、圧電素子取付部２７ａに隣接して
弾性ヒンジ要素２７ｂが形成されている。さらに、構造
体２７のディスク１に対向する部分には、対向部として
の薄板部２７ｃが形成されている。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the floating element 25 of FIG. In the figure, the floating element 25 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The piezoelectric element 26 includes a pair of piezoelectric element mounting portions 2 provided on the structure 27 as vibration source mounting portions.
Both ends in the direction of expansion and contraction are sandwiched between 7a. Further, an elastic hinge element 27b is formed on the structure 27 adjacent to the piezoelectric element mounting portion 27a. Further, a thin plate portion 27c serving as a facing portion is formed in a portion of the structure 27 facing the disk 1.
【００２７】次に、動作について説明する。図２にプラ
ス，マイナスの記号で示すような電圧を圧電素子２６に
印加した場合、圧電素子２６は図のＡ−Ａ方向に伸縮
し、これとともに圧電素子取付部２７ａが変位する。圧
電素子取付部２７ａが変位すると、構造体２７に一体に
形成されている薄板部２７ｃは、図のＢ−Ｂ方向に変位
する。このとき、薄板部２７ｃの変位量は、構造体２７
の形状により、圧電素子取付部２７ａの変位量よりも大
きなものとなる。このような浮動素子２５では、圧電素
子２６に印加する電圧を変化させることにより、以下の
ような変形を示す。Next, the operation will be described. When voltages as indicated by plus and minus symbols in FIG. 2 are applied to the piezoelectric element 26, the piezoelectric element 26 expands and contracts in the AA direction in the figure, and the piezoelectric element mounting portion 27a is displaced along with it. When the piezoelectric element mounting portion 27a is displaced, the thin plate portion 27c formed integrally with the structure 27 is displaced in the BB direction in the figure. At this time, the displacement amount of the thin plate portion 27c is determined by the structure 27
Due to this shape, the displacement amount is larger than the displacement amount of the piezoelectric element mounting portion 27a. Such a floating element 25 exhibits the following deformation by changing the voltage applied to the piezoelectric element 26.
【００２８】図３は図２の浮動素子２５のＡ−Ａ方向の
伸縮量とＢ−Ｂ方向の変位量とを有限要素法によって具
体的に求めた一例である。圧電素子２６に電圧を印加す
ると、圧電素子２６はＡ−Ａ方向に約１μｍ伸縮する。
このときの薄板部２７ｃの変位量は、約３μｍに拡大さ
れる。圧電素子２６はＡ−Ａ方向に長いものであるが、
弾性ヒンジ要素２７ｂにより、変位方向が垂直に変換さ
れているとともに、変位量が拡大されているので、浮動
素子２５は図６に示したものより小形軽量化されてい
る。即ち、この実施例の浮動素子２５は、その外形が、
幅６ｍｍ、長さ１１ｍｍ、厚さ３ｍｍであり、重さ数ｇ
である。また、弾性ヒンジ要素２７ｂの大きさは数１０
０μｍ、薄板部２７ｃの最小厚さは２００μｍである。FIG. 3 is an example of concretely obtaining the expansion / contraction amount in the AA direction and the displacement amount in the BB direction of the floating element 25 of FIG. 2 by the finite element method. When a voltage is applied to the piezoelectric element 26, the piezoelectric element 26 expands and contracts in the AA direction by about 1 μm.
The displacement amount of the thin plate portion 27c at this time is enlarged to about 3 μm. The piezoelectric element 26 is long in the AA direction,
Since the displacement direction is vertically converted and the displacement amount is enlarged by the elastic hinge element 27b, the floating element 25 is smaller and lighter than that shown in FIG. That is, the outer shape of the floating element 25 of this embodiment is
Width 6 mm, length 11 mm, thickness 3 mm, weight g
Is. Further, the size of the elastic hinge element 27b is several 10
The minimum thickness of the thin plate portion 27c is 0 μm and 200 μm.
【００２９】図４及び図５は上記有限要素法で求めた構
造体２７の代表的な共振点（特に薄板部２７ｃの曲げ）
での振動モードを示す図であり、それぞれ破線が変形前
で実線が変形後を示している。構造体２７の上部での変
形方向と薄板部２７ｃでの変形方向とは、互いに直交し
ている。共振点（振動数は数ｋＨｚないし１０数ｋＨ
ｚ）を利用して、薄板部２７ｃでの振幅を可能な限り大
きくとるようにすれば、圧電素子２６に印加する電圧が
小さくても、ディスク１と薄板部２７ｃとの間に発生す
る空気圧が大きくなり、より効果的に大きな浮上量が得
られる。4 and 5 show typical resonance points of the structure 27 (especially bending of the thin plate portion 27c) obtained by the finite element method.
FIG. 4 is a diagram showing a vibration mode in FIG. 4, in which a broken line shows before deformation and a solid line shows after deformation. The deformation direction at the upper portion of the structure 27 and the deformation direction at the thin plate portion 27c are orthogonal to each other. Resonance point (frequency is several kHz to several tens of kHz)
z) is used to make the amplitude in the thin plate portion 27c as large as possible, the air pressure generated between the disk 1 and the thin plate portion 27c is generated even if the voltage applied to the piezoelectric element 26 is small. It becomes large, and a large flying height can be obtained more effectively.
【００３０】以上のことから、上記振動モードの共振周
波数とほぼ一致する周波数のｓｉｎ波状の電圧を圧電素
子２６に印加して、構造体２７の薄板部２７ｃに振動変
位を与え、ディスク１に対向させた場合、浮動素子２５
は、スクイーズ効果により浮上して、ディスク１から数
μｍないし１０数μｍの微少量だけ離隔する。From the above, a sin wave voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the above vibration mode is applied to the piezoelectric element 26 to give a vibration displacement to the thin plate portion 27c of the structure 27 and to face the disk 1. Floating element 25
Flies due to the squeeze effect and is separated from the disk 1 by a very small amount of several μm to several tens of μm.
【００３１】スクイーズ効果は、従来例のスライダ２に
よる浮上の場合と異なり、ディスク１が回転していなく
ても生じる。つまり、スクイーズ効果の大小はスクイー
ズ数σ（＝１２μωｒａ２／（ｐａｈ２））によって表
されるが、この中にはディスク１の回転を示す速度の効
果はない。なお、ここでのωは、ディスク１の回転角速
度ではなく、加振源の加振角速度を示すことに注意する
必要がある。The squeeze effect is generated even when the disk 1 is not rotating, unlike the case where the slider 2 floats in the conventional example. That is, the magnitude of the squeeze effect is represented by the squeeze number σ (= 12 μωra 2 / (pah 2 )), but there is no speed effect indicating the rotation of the disk 1 among them. It should be noted that ω here does not indicate the rotational angular velocity of the disc 1, but the excitation angular velocity of the vibration source.
【００３２】上記のような浮動素子２５は、従来例のス
ライダ２と同様の微少量だけ浮上するものであるが、浮
上のための空気圧力の生成部分、即ち薄板部２７ｃに
は、振動により塵埃等の異物が付着しにくく、従って浮
上特性の悪化によるヘッドクラッシュは防止され、磁気
ヘッドや磁気ディスクの寿命が延びる。また、上記実施
例の磁気ヘッド装置は、スクイーズ効果により、自動的
にディスク１からの浮上距離をほぼ一定に保つことがで
きるため、ディスク１からの反射光を用いる必要はな
く、従って距離センサやフィードバック回路が不要であ
り、全体が安価になるとともに、適用できるディスク１
の種類も限定されない。The floating element 25 as described above floats by a very small amount like the slider 2 of the conventional example, but dust is generated by vibration on the portion for generating air pressure for floating, that is, the thin plate portion 27c. It is difficult for foreign matter to adhere, and head crashes due to deterioration of the flying characteristics are prevented, and the life of the magnetic head and the magnetic disk is extended. Further, since the magnetic head device of the above-described embodiment can automatically keep the flying distance from the disk 1 almost constant by the squeeze effect, it is not necessary to use the reflected light from the disk 1, and therefore the distance sensor and A disk 1 that can be applied without the need for a feedback circuit and is inexpensive overall
The type is not limited.
【００３３】なお、浮動素子２５の形状は上記実施例に
限定されるものではなく、例えば円柱状のものなどであ
ってもよい。この場合、圧電素子２６も円柱状のものを
使用すればよい。また、弾性ヒンジ要素２７ｂが片側に
だけあるようなものでもよい。さらに、構造体２７の材
質は、アルミニウムに限定されるものではない。The shape of the floating element 25 is not limited to the above embodiment, but may be, for example, a cylindrical shape. In this case, the piezoelectric element 26 may be cylindrical. Alternatively, the elastic hinge element 27b may be provided on only one side. Furthermore, the material of the structure 27 is not limited to aluminum.
【００３４】また、上記実施例では加振源として圧電素
子２６を示したが、スクイーズ効果を生じさせるような
高周波数の振動を加えられるものであれば他のものであ
ってもよい。Further, although the piezoelectric element 26 is shown as the vibration source in the above-mentioned embodiment, any other element may be used as long as it can apply high-frequency vibration that causes the squeeze effect.
【００３５】さらに、上記実施例では光磁気ディスク駆
動装置用の磁気ヘッド装置に利用される浮動素子２５を
示したが、これに限定されるものではなく、例えば固定
磁気ディスク装置用の磁気ヘッド装置の浮動素子など、
他のヘッド装置用の浮動素子にもこの発明は適用でき
る。従って、記録媒体も光磁気ディスク１に限定され
ず、他の記録媒体であってもよい。Further, although the floating element 25 used in the magnetic head device for the magneto-optical disk drive device is shown in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, a magnetic head device for a fixed magnetic disk device. Floating elements such as
The present invention can be applied to floating elements for other head devices. Therefore, the recording medium is not limited to the magneto-optical disk 1 and may be another recording medium.
【００３６】さらにまた、ヘッド装置に限定されるもの
でもなく、例えばヘッド装置を記録媒体に対してアクセ
スするアクセス機構などに使用すれば、摩擦のないより
高精度な位置決め装置となる。また、例えば半導体ウエ
ハなど、種々の被支持物の搬送装置にも適用でき、この
場合にもスライド面を形成する物体に対して被接触で安
定して半導体ウエハ等を搬送できるので、被支持物や物
体の損傷を防止して寿命を延ばすことができ、信頼性を
向上させることができる。Further, the present invention is not limited to the head device, and if the head device is used as an access mechanism for accessing the recording medium, a more precise positioning device without friction can be obtained. Also, the present invention can be applied to a transport device for various supported objects such as semiconductor wafers, and in this case as well, the semiconductor wafer or the like can be stably transferred by being in contact with an object forming a slide surface. It is possible to prevent damage to objects and objects, extend the life, and improve reliability.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
浮動素子は、構造体と加振源とを備え、スクイーズ効果
によって物体から浮上するので、物体に対して非接触で
安定して浮動することができ、磁気ヘッドなどの被支持
物や物体の損傷を防止して寿命を延ばすことができ、こ
の結果信頼性を向上させることができるなどの効果を奏
する。また、構造体の対向部が加振源取付部の振動方向
に対して垂直な方向に振動するようになっているので、
全体の厚さを小さくしつつ、大きな浮上量を得ることが
できるという効果も奏する。As described above, the floating element according to the invention of claim 1 is provided with the structure and the vibration source and levitates from the object by the squeeze effect. It is possible to float, and it is possible to prevent damage to a supported object such as a magnetic head or an object to extend the life, and as a result, it is possible to improve reliability. Further, since the facing portion of the structure vibrates in the direction perpendicular to the vibration direction of the vibration source mounting portion,
There is also an effect that a large flying height can be obtained while reducing the overall thickness.
【００３８】また、請求項２の発明の浮動素子は、構造
体と加振源とを備え、スクイーズ効果によって物体から
浮上するので、物体に対して非接触で安定して浮動する
ことができ、磁気ヘッドなどの被支持物や物体の損傷を
防止して寿命を延ばすことができ、この結果信頼性を向
上させることができるなどの効果を奏する。また、圧電
素子に印加する電圧の変動周波数が、構造体の対向部を
励振する共振周波数とほぼ等しくなっているので、圧電
素子に印加する電圧が小さい場合にも、効果的に大きな
浮上量が得られるという効果も奏する。Further, the floating element according to the invention of claim 2 is provided with the structure and the vibration source and levitates from the object by the squeeze effect, so that the object can be stably floated in a non-contact manner. It is possible to prevent damage to a supported object such as a magnetic head and the like, and to extend the life of the object. As a result, it is possible to improve reliability. Further, since the fluctuation frequency of the voltage applied to the piezoelectric element is almost equal to the resonance frequency for exciting the facing portion of the structure, even when the voltage applied to the piezoelectric element is small, a large flying height is effectively obtained. It also has the effect of being obtained.
【図１】請求項１及び請求項２の発明の一実施例による
磁気ヘッド装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic head device according to an embodiment of the invention of claims 1 and 2. FIG.
【図２】図１の浮動素子を拡大して示す斜視図である。2 is an enlarged perspective view of the floating element of FIG. 1. FIG.
【図３】図２の浮動素子のＡ−Ａ方向の伸縮量とＢ−Ｂ
方向の変位量とを示す説明図である。FIG. 3 is an expansion and contraction amount in the AA direction and BB of the floating element of FIG.
It is explanatory drawing which shows the displacement amount of a direction.
【図４】図２の構造体の共振点での振動モードを示す斜
視図である。4 is a perspective view showing a vibration mode at a resonance point of the structure of FIG.
【図５】図４の側面図である。FIG. 5 is a side view of FIG.
【図６】スクイーズ効果の基本原理を説明するための説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a basic principle of a squeeze effect.
【図７】図６の圧電素子の振幅と重り及び案内面の振幅
との関係を示す関係図である。7 is a relationship diagram showing the relationship between the amplitude of the piezoelectric element of FIG. 6 and the amplitude of the weight and the guide surface.
【図８】図６の圧電素子の振幅と平均浮上量との関係を
示す関係図である。8 is a relationship diagram showing a relationship between the amplitude of the piezoelectric element of FIG. 6 and the average flying height.
【図９】図６の圧電素子の入力電圧と振幅との関係を示
す関係図である。9 is a relationship diagram showing the relationship between the input voltage and the amplitude of the piezoelectric element of FIG.
【図１０】従来の磁気ヘッド装置の一例を示す斜視図で
ある。FIG. 10 is a perspective view showing an example of a conventional magnetic head device.
【図１１】従来の磁気ヘッド装置の他の例を示す斜視図
である。FIG. 11 is a perspective view showing another example of a conventional magnetic head device.
１ 光磁気ディスク（物体） ２５ 浮動素子 ２６ 圧電素子（加振源） ２７ 構造体 ２７ａ 圧電素子取付部（加振源取付部） ２７ｃ 薄板部（対向部） 1 Magneto-optical disk (object) 25 Floating element 26 Piezoelectric element (excitation source) 27 Structure 27a Piezoelectric element attachment part (excitation source attachment part) 27c Thin plate part (opposing part)
Claims (2)
加振源取付部に取り付けられた加振源とを備え、前記加
振源により前記加振源取付部を振動させることによっ
て、前記物体に対向する前記構造体の対向部が前記加振
源取付部よりも大きい振幅でかつ前記加振源取付部の振
動方向に対して垂直な方向に振動し、スクイーズ効果に
よって前記物体から離隔するようになっていることを特
徴とする浮動素子。1. A structure including a structure facing an object and a vibration source attached to a vibration source mounting portion of the structure, wherein the vibration source vibrates the vibration source mounting portion. The facing portion of the structure facing the object vibrates with a larger amplitude than the vibration source mounting portion and in a direction perpendicular to the vibration direction of the vibration source mounting portion, and is separated from the object by the squeeze effect. Floating element characterized by being adapted to.
加振源取付部に取り付けられた圧電素子とを備え、前記
圧電素子により前記加振源取付部を振動させることによ
って、前記物体に対向する前記構造体の対向部が前記加
振源取付部よりも大きい振幅で振動し、スクイーズ効果
によって前記物体から離隔するようになっているととも
に、前記圧電素子に印加する電圧の変動周波数が、前記
構造体の対向部を励振する共振周波数と等しくなってい
ることを特徴とする浮動素子。2. A structure that faces an object, and a piezoelectric element attached to a vibration source mounting portion of the structure, wherein the piezoelectric element vibrates the vibration source mounting portion to obtain the object. The opposing portion of the structure facing to oscillates with a larger amplitude than the vibration source attachment portion, and is separated from the object by the squeeze effect, and the fluctuation frequency of the voltage applied to the piezoelectric element is A floating element having a resonance frequency equal to that of exciting the facing portion of the structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15523592A JPH05174524A (en) | 1991-06-19 | 1992-06-15 | Floating element |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-147491 | 1991-06-19 | ||
| JP14749191 | 1991-06-19 | ||
| JP15523592A JPH05174524A (en) | 1991-06-19 | 1992-06-15 | Floating element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174524A true JPH05174524A (en) | 1993-07-13 |
Family
ID=26478011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15523592A Pending JPH05174524A (en) | 1991-06-19 | 1992-06-15 | Floating element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174524A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6125008A (en) * | 1996-04-15 | 2000-09-26 | Digital Papyrus Corporation | Flying head positioner having rotational fine positioning and adjustable actuator load |
| US6178157B1 (en) | 1996-04-15 | 2001-01-23 | Digital Papyrus Corporation | Flying head with adjustable actuator load |
| US7248444B1 (en) * | 2000-07-21 | 2007-07-24 | Lauer Mark A | Electromagnetic heads, flexures, gimbals and actuators formed on and from a wafer substrate |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP15523592A patent/JPH05174524A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6125008A (en) * | 1996-04-15 | 2000-09-26 | Digital Papyrus Corporation | Flying head positioner having rotational fine positioning and adjustable actuator load |
| US6178157B1 (en) | 1996-04-15 | 2001-01-23 | Digital Papyrus Corporation | Flying head with adjustable actuator load |
| US7248444B1 (en) * | 2000-07-21 | 2007-07-24 | Lauer Mark A | Electromagnetic heads, flexures, gimbals and actuators formed on and from a wafer substrate |
| US7684158B1 (en) | 2000-07-21 | 2010-03-23 | Lauer Mark A | Electromagnetic heads, flexures, gimbals and actuators formed on and from a wafer substrate |
| US8432643B1 (en) | 2000-07-21 | 2013-04-30 | Mark A. Lauer | Electromagnetic heads, flexures, gimbals and actuators formed on and from a wafer substrate |
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