CN1841506A - 磁头滑块 - Google Patents

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CN1841506A
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山本宪郎
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Abstract

本发明公开了一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，其包括滑块主体、从所述磁盘读取和再现数据的磁头元件、以及振动吸收单元，其中所述振动吸收单元吸收由于所述滑块主体的任何部分与所述磁盘的表面之间的接触所产生的振动，并且所述振动吸收单元被设置在所述滑块主体上的预定位置处。

Description

磁头滑块
技术领域
本发明涉及通过抑制振动传输到磁头元件来防止磁头元件经长期使用而劣化的一种磁头滑块。
背景技术
传统地，磁盘装置被用作在诸如计算机、个人计算机和服务器之类的各种系统中重复读取和写入信息的存储器件。在磁盘装置中被用来从磁盘读取信息的磁头滑块通常具有磁头元件，该磁头元件由GMR(巨磁阻)元件构成并利用巨磁阻效应，或者由隧穿磁阻(TMR)元件构成并利用铁磁隧穿效应。
这样的传统磁头滑块将在下文参考图14作简要说明。图14是磁盘DK和磁头滑块9之间位置关系的示意图。如图14所示，磁头滑块9的滑块主体11由悬挂体12支撑。磁头元件13被定位在滑块主体11的远端(图14中的右侧)，以记录和再现记录在高速旋转的磁盘DK上的数据。
在具有上述构造的磁头滑块9中，当磁头元件13经过长期使用时，构成磁头元件13的GMR元件或TMR元件劣化，其输出由于劣化而逐渐减小，进而导致数据读取错误。
如图14所示，磁头滑块9从磁盘DK稍微悬浮。可是，近来磁头滑块9(磁头元件13)和磁盘DK的表面之间的间隙t正逐渐减小，以增加记录密度。
具体地，近来磁盘记录密度很高，而磁头的悬浮量约为10纳米。虽然，磁盘理想地是平坦的，但是其表面实际上是细微的波状。当悬浮量减小到约10纳米时，在从磁盘读取数据的时候，由于磁盘上的细微波形而使磁盘和磁头相互接触，于是前者受到来自后者的冲击。所以，即使由于磁头和磁盘之间的接触所导致的冲击强度是微小的，但磁头元件的寿命(劣化)受到由于接触而产生的振动的影响。
本发明者已经发现，当在承受振动的环境下使用配备有诸如GMR元件的这样磁头元件的磁头滑块时，来自磁头元件的输出在磁头滑块的长期使用之后会逐渐减小。发明者已经公开了基于对磁头元件寿命的预测的定量评价方法(参见日本专利申请说明书No.2005-041032)。
根据该评价方法，检测由于磁头元件和记录介质(磁盘DK)之间的接触所引起的冲击强度，并基于检测到的冲击强度预测磁头的寿命。因此，即使当磁头和记录介质由于磁头悬浮量的减小而常常接触时，也可以正确地预测磁头的寿命。
日本专利申请早期公开No.2000-322713公开了一种关于薄膜磁头元件的劣化的传统技术。根据这种技术，与GMR元件相对的面覆盖有由防护层制成的防结晶膜，以由此防止磁头元件的劣化。
在如日本专利申请说明书No.2005-041032中所述的磁头寿命预测方法中，可以正确地预测磁头元件的寿命，但是实际上，当磁头元件被长期使用时，必需避免或减小由于与磁盘DK接触(由于振动引起劣化)引起的缺点。
在日本专利申请早期公开No.2000-322713中所述的利用由防护层制成的防结晶膜覆盖与GMR元件相对的应对方法中，当磁盘DK和磁头滑块实际上相互接触时，不能有效防止由于接触引起的振动传播到磁头元件。因此，不能防止经长期使用后磁头元件的劣化。
发明内容
本发明的目的在于至少解决传统技术中的这些问题。
根据本发明的一个方面，一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：滑块主体；磁头元件，其从所述磁盘读取和再现数据；以及振动吸收单元，其吸收由于所述滑块主体的任何部分与所述磁盘的所述表面之间的接触所产生的振动，并且其被设置在所述滑块主体上的预定位置处。
根据本发明的另一个方面，一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：滑块主体；磁头元件，其从所述磁盘读取和再现数据；以及吸收材料，其吸收由于所述滑块主体的任何部分和所述磁盘的所述表面之间的接触所产生的振动，并且其被设置在布置所述磁头元件的部分附近。
根据本发明的又一个方面，一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：滑块主体；磁头元件，其从所述磁盘读取和再现数据；以及至少一个螺柱构件，其被设置在所述滑块主体的预定位置处，所述螺柱构件的近端嵌入到所述滑块主体中，并且所述螺柱构件的远端向着所述磁盘的所述表面突出预定量，其中吸收振动的吸收材料被插入到所述近端和所述滑块主体之间。
根据本发明的又一个方面，一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：滑块主体；磁头元件，其从所述磁盘读取或再现数据；以及硬接触垫片，其通过振动阻尼构件与所述滑块主体隔离，并且其被设置在所述滑块主体的底面上，其中所述接触垫片的布置位置是使得所述接触垫片和所述磁盘的所述表面之间的间隙小于所述磁头元件和所述磁盘的所述表面之间的间隙的位置、以及使所述接触垫片与所述磁盘接触而所述磁头元件和所述磁盘没有直接接触的位置中的任何一个。
通过结合附图阅读本发明当前优选实施例的详细描述将更好地理解本发明的以上和其他目的、特征、优点以及技术和工业重要性。
附图说明
图1是根据第一实施例的磁头滑块的侧视图；
图2是图1所示的磁头滑块的平面图；
图3是根据第二实施例的磁头滑块的侧视图；
图4是图3所示的磁头滑块的平面图；
图5是根据第三实施例的磁头滑块的侧视图；
图6是图5所示的磁头滑块的平面图；
图7是图5所示的相关部件的放大视图；
图8是根据第四实施例的磁头滑块的侧视图；
图9是图8所示的磁头滑块构造的平面图；
图10是根据第五实施例的磁头滑块的侧视图；
图11是图10所示的磁头滑块的平面图；
图12是根据第六实施例的磁头滑块的侧视图；
图13是图12所示的磁头滑块的平面图；以及
图14是传统磁头滑块与磁盘之间位置关系的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。下面将说明根据第一实施例的磁头滑块构造的概要和特征，随后，将说明从磁头滑块的构造得出的功能的细节。
根据第一实施例的磁头滑块，即使构成磁头滑块10的滑块主体30的任何部分与磁盘DK的表面进行接触，也抑制由于与磁盘DK的接触引起的振动传播到磁头元件60。因此，在第一实施例中，构成磁头滑块10的滑块主体30设有减振器(dynamic absorber)20(权利要求中所述的“振动吸收单元”)，该减振器20具有吸收由于与磁盘DK的表面接触而产生的振动。
具体地，在第一实施例中，通过在滑块主体30中设置减振器20，可以抑制由于滑块主体30和磁盘DK的表面之间的接触所产生的振动传播到磁头元件60。
根据本发明第一实施例的磁头滑块的构造和功能的细节将参考图1和图2进行说明。图1是磁头滑块10的构造的侧视图，图2是其平面图。
如图1和图2所示，磁头滑块10包括减振器20(振动吸收构件)、滑块主体30、绝缘层40以及保护层50，保护层50比绝缘层40厚。当磁盘DK的表面和滑块主体30(图1)因任何原因而相互接触时，减振器20吸收由于接触所产生的振动能量。在第一实施例中，如图1和图2所示，设置了总共三个减振器20，一个位于滑块主体30的后端上，并且其左右侧面上各有一个。
例如，减振器20可以是包括阻尼设备和平衡块并利用共振作用的动态阻尼器。减振器20可以被构造成按滑块主体30固有的具体特征频率选择性地起作用。在这种情况下，可以根据滑块主体30的固有具体特征频率而有效地吸收振动能量。
由GMR元件构造成的磁头元件60位于保护层50的下端位置处。磁头元件60包括具有磁阻效应的GMR膜、用于记录的薄膜磁头、记录端子以及再现端子，并具有利用GMR膜再现数据以及利用记录用薄膜磁头记录数据的功能。ABS(空气轴承表面)70是一个悬浮表面，用于悬浮磁头滑块10的滑块主体30。
例如，在具有上述构造的磁头滑块10中，当磁头滑块10的一部分和磁盘DK的表面进行相互接触时，由于接触引起的振动可以被减振器20吸收。因此，产生的振动能量可以被有效地吸收，使得振动不传播到磁头元件60。
如上所述，根据第一实施例，吸收振动的减振器20被设置在磁头滑块10中。因此，当磁头滑块10的一部分和磁盘DK的表面进行相互接触时，由于接触引起的振动可以被减振器20吸收，使得可以长期防止设置在磁头滑块10中的磁头元件60的劣化和输出减小。
接着将参考图3和图4说明根据本发明的第二实施例的磁头滑块。图3是磁头滑块10a的构造的侧视图，而图4是其平面图。在第二实施例的磁头滑块10a中，布置在磁头元件60附近的材料吸收滑块主体30中产生的振动。具体地，吸收由于与磁盘DK表面接触所产生振动的这种材料被定位于布置磁头元件60的部分附近。
如图3和图4所示，磁头滑块10a包括由陶瓷和树脂的复合材料制成的滑块主体30、由阻尼构件制成的绝缘层40、以及保护层50，其中保护层50形成为比绝缘层40厚并像绝缘层一样由阻尼构件制成。
例如，用于形成滑块主体30的材料具有比Al2O3-TiC更高的机械阻尼系数。隔离滑块主体30与磁头元件60的膜材料具有比氧化铝材料更高的机械阻尼系数。因此，可以通过使用与构成材料、或者隔离滑块主体30和磁头元件60的膜材料一样具有高机械阻尼效应的材料而提高磁头元件60的振动阻尼效应。
磁头元件60位于保护层50的下端位置处。此外，两者都由阻尼构件制成的保护层50和绝缘层40以及由复合材料制成的滑块主体30被布置在布置磁头元件60的部分附近。因此，当磁头滑块10a的一部分和磁盘DK的表面相互接触时，由于接触引起的振动不会传播到磁头元件60。
因此，可以防止设置在磁头滑块10a中的磁头元件60长期使用的劣化。例如，用于磁头元件60的外涂层膜材料可以是具有比氧化铝材料更高的机械阻尼系数的材料。在这种情况下，类似于前一个实施例，磁头元件60的振动阻尼效应可以被进一步提高。
如上所述，根据第二实施例的磁头滑块10a，诸如复合材料之类的材料或阻尼构件被用来吸收定位在布置磁头元件60的部分附近的滑块主体30、绝缘层40以及保护层50中的振动。因此，即使磁头滑块10a的一部分与磁盘DK的表面相互接触，由于接触引起的振动不会传播到磁头元件60，使得可以防止磁头滑块10a长期使用的劣化。
接着将参考图5、图6和图7说明根据本发明第三实施例的磁头滑块。图5是磁头滑块10b的构造的侧视图，图6是其平面图，图7是定位于布置图5所示磁头元件60的部分附近的相关部件的放大视图。
在第三实施例中，除构成磁头滑块10b的磁头元件60之外的部分(螺柱构件80)与磁盘DK进行接触，以防止磁头元件60与磁盘DK直接接触，并阻碍在螺柱构件80处产生的振动传播到滑块主体30。
具体地，如图5和图6所示，螺柱构件80被设置在滑块主体30的预定位置(在本实施例中，邻近磁头元件60的位置)处，其中螺柱构件80的近端(图5和图7中的上侧)被嵌入到滑块主体30中，并且其远端(图5和图7中的下侧)向着磁盘DK的表面突出一预定量。在这种情况下，在滑块主体30的一部分和磁盘DK之间接触时，螺柱构件80的远端在磁头元件60之前与磁盘DK的表面进行接触。因此，可靠地防止了磁头元件60与磁盘DK进行接触。
如图7所示，如果磁盘DK的表面和螺柱构件80的远端之间的距离表示为t1，而磁盘DK的表面与磁头元件60的读取/再现面之间的距离表示为t2，则将螺柱构件80的突出量设定为使得距离t1和t2之间的关系始终满足t1＜t2。所以，螺柱构件80在磁头元件60之前与磁盘DK的表面进行接触。
构成螺柱构件80的一部分(至少一个表面)可以由主要包括硬材料(例如碳)的膜构件制成。用于阻尼振动的阻尼构件85被设置在接触螺柱80的近端位置处，以阻尼由于螺柱构件80与磁盘DK的表面之间的接触所产生的振动能量。所以，可以可靠地防止振动传播到磁头元件60。
如上所述，根据第三实施例，螺柱构件80被设置在滑块主体30上的预定位置处，其中螺柱构件80的一侧(近端)被嵌入到滑块主体30中，而另一侧(远端)向着磁盘DK的表面突出一预定量。因此，在与磁盘DK接触时，螺柱构件80的远端在磁头元件60之前与磁盘DK的表面进行接触。因此，可以可靠地防止磁头元件60与磁盘DK直接接触。
在螺柱构件80与磁盘DK的表面之间接触时产生的振动能量可以被围绕螺柱构件80的阻尼构件85所阻尼，使得可以可靠地防止振动传播到布置于螺柱构件80附近的磁头元件60。
虽然以上对第一到第三实施例中的每一个说明了根据本发明的磁头滑块的功能和构造的细节，但第一到第三实施例中各个的特征部分可以相互结合。具体地，在具有由复合材料或阻尼构件构成的滑块主体30、绝缘层40和保护层50的磁头滑块中，可以设置减振器20来阻尼振动。或者，用于接触的螺柱构件80可以被设置在具有减振器20的磁头滑块中。通过如此结合第一到第三实施例，阻碍振动传播到磁头元件60的功能和效果可以被进一步提高。
接着参考图8和图9说明根据本发明第四实施例的磁头滑块10c。第一到第三实施例包括非接触式(近接触式)的磁头滑块，其中，滑块主体30与磁盘DK不进行接触。在第四到第六实施例中，将说明接触式的磁头滑块的构造，其中滑块主体30和磁盘DK进行相互接触。
在第一到第三实施例中，在流出侧的悬浮量可以被进一步减小，以建立其中滑块主体30和磁盘DK相互基本接触的状态。因此，使用名称“近接触”和“接触”仅是为了说明的方便，并不限制权利要求的范围。图8是根据第四实施例的接触式磁头滑块10c的侧视图，而图9是其平面图。
如图8和图9所示，磁头滑块10c设有位于滑块主体30的底面35的前侧处的一对接触垫片90和位于该底面35的后侧上的近似中央处的一个接触垫片90、以及支撑这三个接触垫片90的垫片支撑部分95。接触垫片90和磁盘DK的表面始终相互轻微接触。
如图8和9所示，接触垫片90的布置位置比磁头元件60的位置更接近于磁盘DK的表面，或者在与磁盘DK轻微接触的位置处。另一方面，磁头元件60的布置位置使得磁头元件60与磁盘DK的表面不直接接触。
接触垫片90由具有比用于磁头元件60的磁极材料更高的硬度的硬材料制成。因为接触垫片90由主要包括碳材料的膜构件制成，所以接触垫片90的硬度可以被进一步提高。
接触式的磁头滑块10c还包括吸收振动的减振器20，这是第一实施例的特征。具体地，总共有三个振荡器20，包括：如图8所示，一个位于滑块主体30的后端处；如图9所示，各有一个位于其左右两侧面上。如上所述，在接触式的磁头滑块10c中，可以防止设置在磁头滑块10c中的磁头元件60长期使用后的劣化和输出减小。
如上所述，在根据第四实施例的接触式磁头滑块10c中，吸收由于滑块主体30和磁盘DK之间的接触所产生的振动能量的减振器20，被设置在滑块主体30的预定位置处。因此，振动能量可以被减振器20阻尼。于是，可以防止设置在接触式磁头滑块10c中的磁头元件60长期使用后的劣化和输出减小。
接着将参考图10和图11说明根据本发明第五实施例的磁头滑块。图10是根据第五实施例的接触式磁头滑块10d的侧视图，而图11是其平面图。如图10和11所示，磁头滑块10d包括位于滑块主体30的底面35的两侧位置处的一对接触垫片90和位于该底面35后侧位置上近似中央处的一个接触垫片90、以及支撑这三个接触垫片90的垫片支撑部分95。接触垫片90和磁盘DK的表面始终相互轻微接触。
在接触式的磁头滑块10d中，可以适当地选择陶瓷或树脂的复合材料、各种用于吸收振动的阻尼构件、或者具有高机械阻尼系数的材料，并用作位于布置磁头元件60的部分附近的滑块主体30、绝缘层40以及保护层50的材料，像作为第二实施例特征的构成材料一样。
如上所述，根据第五实施例的接触式磁头滑块10d，选择复合材料或吸收振动的阻尼构件作为位于布置磁头元件60的部分附近的各种构成材料(滑块主体30、绝缘层40以及保护层50)。因此，即使发生由于与磁盘DK的表面接触引起的振动，也可以通过构成滑块主体30、绝缘层40以及保护层50的振动吸收构件的特性来阻碍振动传播到磁头元件60。所以，可以防止设置在接触式磁头滑块10d中的磁头元件60长期使用后的劣化和输出减小。
接着将参考图12和图13说明根据本发明第六实施例的磁头滑块。图12是根据第六实施例的接触式磁头滑块10e的侧视图，而图13是其平面图。如图12和图13所示，根据第六实施例，硬的接触垫片90和支撑接触垫片90的垫片支撑部分95被设置在构成磁头滑块10e的滑块主体30的底面35上，并且用于阻尼振动的振动阻尼构件96被设置在接触垫片90周围。
于是，滑块主体30和接触垫片90被构造成使得由于滑块主体30和磁盘DK的表面等之间的接触所产生的振动被振动阻尼构件96所隔离。
在接触式的磁头滑块10e中，通过在滑块主体30的底面35上布置三个接触垫片90(图13)以及在接触垫片90周围设置振动阻尼构件96，来阻碍由于滑块主体30的一部分和磁盘DK的表面之间的接触所产生的振动传播到磁头元件60。
如图12和图13所示，接触垫片90被设置在比磁头元件60更接近于磁盘DK的表面的位置处，或者设置在其中接触垫片90与磁盘DK接触而磁头元件60与磁盘DK不直接接触的位置处。因此，滑块主体30和磁盘DK表面之间的接触可以被限制为磁盘DK和接触垫片90而非和磁头元件60之间的接触。
振动阻尼构件96由具有比接触垫片90更大的机械阻尼系数的材料制成，其中接触垫片90选择硬的材料。例如，柔性材料可以用于振动阻尼构件96。
如上所述，根据第六实施例的接触式磁头滑块10e，振动阻尼构件96被设置在接触垫片90的周围，其中接触垫片90被设置在滑块主体30的底面35上。因此，在磁头滑块10e的一部分与磁盘DK之间接触时产生的振动被振动阻尼构件96阻尼。因此，可以可靠地防止由于滑块主体30的一部分和磁盘DK的表面之间的接触所引起的振动传播到磁头元件60。
根据本发明，由于磁头滑块主体的任何部分与磁盘的表面之间的接触而产生的振动被吸收，由此防止了磁头滑块中磁头元件长期使用后的劣化和输出减小。
虽然已经为完全清楚地公开而就具体实施例描述了本发明，但是所附的权利要求并不受限于此，而应被解释为实施本领域技术人员可以想到的、确定地落入这里所提出的基本教导中的所有修改和替代构造。

Claims (18)

1.一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：
滑块主体；
磁头元件，所述磁头元件从所述磁盘读取和再现数据；以及
振动吸收单元，所述振动吸收单元吸收由于所述滑块主体的任何部分与所述磁盘的所述表面之间的接触所产生的振动，并且所述振动吸收单元被设置在所述滑块主体上的预定位置处。
2.根据权利要求1所述的磁头滑块，其中
所述振动吸收单元有选择地按所述滑块主体固有的具体特征频率起作用。
3.根据权利要求1所述的磁头滑块，其中
所述振动吸收单元是动态阻尼器。
4.一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：
滑块主体；
磁头元件，所述磁头元件从所述磁盘读取和再现数据；以及
吸收材料，所述吸收材料吸收由于所述滑块主体的任何部分和所述磁盘的所述表面之间的接触所产生的振动，并且所述吸收材料被设置在布置所述磁头元件的部分附近。
5.根据权利要求4所述的磁头滑块，其中
所述滑块主体由具有比Al2O3-TiC更高的机械阻尼系数的材料制成。
6.根据权利要求4所述的磁头滑块，其中
所述滑块主体由陶瓷和树脂的复合材料制成。
7.根据权利要求4所述的磁头滑块，还包括：
膜材料，所述膜材料隔离所述滑块主体和所述磁头元件，并且所述膜材料具有比氧化铝材料更高的机械阻尼系数。
8.根据权利要求4所述的磁头滑块，其中
所述磁头元件设置有由具有比氧化铝材料更高的机械阻尼系数的膜材料制成的外涂层。
9.一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：
滑块主体；
磁头元件，所述磁头元件从所述磁盘读取和再现数据；以及
至少一个螺柱构件，所述至少一个螺柱构件被设置在所述滑块主体的预定位置处，所述螺柱构件的近端嵌入到所述滑块主体中，并且所述螺柱构件的远端向着所述磁盘的所述表面突出预定量，其中吸收振动的吸收材料被插入到所述近端和所述滑块主体之间。
10.根据权利要求9所述的磁头滑块，其中
所述螺柱构件突出的所述预定量被设定成使得所述螺柱构件的所述远端和所述磁盘的所述表面之间的间隙比所述磁头元件的读取/再现面和所述磁盘的所述表面之间的间隙小。
11.根据权利要求9所述的磁头滑块，其中
所述螺柱构件突出的所述预定量被设定成使得所述螺柱构件的所述远端和所述磁盘的所述表面相互轻微接触，以及
设定所述磁头元件的读取/再现面与所述磁盘的所述表面之间的间隙，以防止所述读取/再现面和所述磁盘的所述表面之间的直接接触。
12.根据权利要求9所述的磁头滑块，其中
具有大阻尼系数的柔性材料被插入到所述螺柱构件和所述滑块主体之间。
13.根据权利要求9所述的磁头滑块，其中
所述螺柱构件的至少一个表面由比用于所述磁头元件的磁极材料更硬的材料制成。
14.一种与磁盘的表面相对布置的磁头滑块，包括：
滑块主体；
磁头元件，所述磁头元件从所述磁盘读取或再现数据；以及
硬接触垫片，所述硬接触垫片通过振动阻尼构件与所述滑块主体隔离，并且所述硬接触垫片被设置在所述滑块主体的底面上，其中
所述接触垫片的布置位置是使得所述接触垫片和所述磁盘的所述表面之间的间隙小于所述磁头元件和所述磁盘的所述表面之间的间隙的位置、以及使得所述接触垫片与所述磁盘接触而所述磁头元件和所述磁盘不直接接触的位置中的任何一个。
15.根据权利要求14所述的磁头滑块，其中
所述振动阻尼构件由具有比所述接触垫片的机械阻尼系数更大的机械阻尼系数的材料制成。
16.根据权利要求14所述的磁头滑块，其中
所述振动阻尼构件是柔性材料。
17.根据权利要求14所述的磁头滑块，其中
所述接触垫片由比所述磁头元件的磁极材料更硬的材料制成。
18.根据权利要求14所述的磁头滑块，其中
所述接触垫片包括主要由碳材料制成的膜构件。
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