DE69318445T2

DE69318445T2 - Dreiflachluftkissengelagerter Gleitkörper für Magnetkopf

Info

Publication number: DE69318445T2
Application number: DE1993618445
Authority: DE
Inventors: Carroll S Gooden; Chak M Leung; Edgar M Williams
Original assignee: Read Rite Corp
Current assignee: Read Rite Corp
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH0652645A; EP0558983B1; JP2561414B2; DE69318445D1; EP0558983A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gleitkörper für einen Magnetkopf, insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrichtung, um einen Kopfgleitkörper bei einen Festplattenantrieb verwendbar zu machen.
Luftgelagerte Gleitkörper für Magnetköpfe besitzen üblicherweise äußere Längsschienen, die sich vom Anfangsrand zum Endrand des Gleitkörpers erstrecken. Der Anfangs- oder stromaufwärtige Rand wird als Rand des Gleitkörpers bestimmt, der die drehende Datenspur einer Platte durchläuft, bevor er die Länge des Gleitkörpers in Richtung auf den Endrand oder den stromabwärtigen Rand überquert. Während des Betriebs eines Plattenantriebs erleiden die Luftlagerflächen der Gleitkörper einen Fluidfluß, der eine Hubkraft bewirkt, damit die Gleitkörper in bezug auf die sich drehenden Platten fliegen.
Die Hauptaufgabe beim Entwurf der luftgelagerten Kopfgleitkörper besteht darin, daß die Gleitkörper und ihre Übertrager so dicht wie möglich die Oberfläche der Platte überfliegen, und daß außerdem ein konstanter enger Zwischenraum und eine in etwa gleichförmige Flughöhe beibehalten wird. Der enge Zwischenraum, wenn dieser bei sehr schmalen Übertragungsspalten verwendet wird, wie diese mit Dünnfilmköpfen bereitgestellt werden, und ebenfalls bei sehr dünnen Magnetfilmen auf der Plattenfläche, erlaubt esr daß kurze Wellenlängensignale aufgezeichnet werden können, wodurch eine hochdichte Aufzeichnung mit einer verbesserten Speicherkapazität erreicht wird. Wenn man einen konstanten Zwischenraum zwischen dem Kopf und Platte hat, wird die Amplitude des Signals, welches aufgezeichnet oder gelesen wird, nicht wesentlich variiert, wodurch die Signalauflösung verbessert und die Datenverarbeitung verläßlicher gemacht wird.
Zur Zeit werden Kopfgleitkörperanordnungen so hergestellt, daß eine Vielzahl von Dünnfilmübertragern auf einem Keramikwafer abgelagert werden, der Wafer dann in Reihenstangen geschnitten wird und die Stangen verarbeitet werden, um Luftlagergleitkörper zu bilden, die Längsschienen haben, die Keile am Anfangsrand besitzen. Bei TPC-Gleitkörpern (transverse pressure contour quergerichtete Druckkontur) werden die Schienen und die benachbarten Bereiche durch Ätzen hergestellt, beispielsweise reaktives Ionenätzen, Ionenfräsen, elektro-statische Entladungsbearbeitung oder durch Ultraschallbearbeitung. Diese Prozesse sind zeit- und kostenaufwendig. Die Ätztiefe der Ausnehmungsbereiche ist kritisch, um eine gleichförmige Flughöhe zu erzielen.
Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Nagnetkopfgleitkörper bereitzustellen, der eine wesentlich reduzierte Baugröße und eine wesentlich geringere Masse und Gewicht als bekannte Gleitkörper hat.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen luftgelagerten Kopfgleitkörper bereitzustellen, mit dem eine in etwa gleichförmige Flughöhe realisiert werden kann.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen luftgelagerten Gleitkörper bereitzustellen, der eine geringe Abhebegeschwindigkeit hat und eine relativ leichte Landung auf einer Plattenfläche erreicht.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen luftgelagerten Gleitkörper bereitzustellen, der einen relativ geringen statischen Reibungskoeffizienten hat.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Gleitkörpergestaltungseinrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, eine Vielzahl von Kissen/Keil-Konfigurationen zu erzeugen, um die Flugkennlinie des Gleitkörpers zu optimieren.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, um einen luftgelagerten Gleitkörper mit einer wesentlichen Zeit- und Kostenersparnis herzustellen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen luftgelagerten Gleitkörper bereitzustellen, der eine lange Haltbarkeit für den Start-Stopp-Kontaktbetrieb hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein luftgelagerter Gleitkörper mit drei Kissen und benachbarten Ausnehmungen hergestellt. Zwei äußere Kissen sind an den Seiten des Gleitkörpers angeordnet und Keile sind zwischen dem Anfangsrand und den zwei äußeren Kissen vorgesehen. Ein drittes zentrales Kissen erstreckt sich vom Endrand in etwa längs der Zentrallängsachse des Gleitkörpers. Die Keile und die beiden äußeren Kissen legen eine zentrale Ausnehmung fest, die sich vom Anfangsrand in Richtung auf das Anfangsendteil des dritten Kissens erstreckt. Die Polspitzen, die die Übertragungslücke des Dünnfilmübertragers festlegen, sind am Endrand des Gleitkörpers angeordnet und fallen mit der Luftlagerfläche des dritten Kissens zusammen. Eine genaue Randverschmelzung auf den Kissen vermeidet scharfe Ränder und Ecken.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die Ausnehmungen durch mechanisches Sägen geschnitten, vorzugsweise durch mechanische gekoppelte Diamantsägescheiben. Während der Herstellung werden mehrere Reihenstangen von Gleitkörperelementen gestaffelt angeordnet und fixiert. Die Säge schneidet die Reihenstangen quer in vorgegebenen Winkeln. Der Anstiegswinkel der Keile, der sich vom Anfangsrand zum äußeren Kissen erstreckt, wird durch Polieren mit einer Polierplatte gebildet. Auf diese Weise ist jeder hergestellte Gleitkörper mit der gleichen Luftlager-Oberflächengestalt hergestellt. Alternativ werden die Kissen durch Maskierung und anschließendem Ionenfräsen, reaktivem Ionenätzen, elektro-statischer Bearbeitungsentladung oder Ultraschallbearbeitung hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei winkelige Sägeschnitte von Endstirnseite zur Anfangsstirnseite des Gleitkörpers geschnitten, und ein horizontaler oder seitlicher geschnitt dient dazu, die Geometrie der drei Kissen festzulegen, wobei die Keile und die Ausnehmungsbereiche für alle Reihenstangen gleichzeitig bearbeitet werden. Es können verschiedene Modifikationen der Winkelbereiche der drei Kissen durchgeführt werden, um die Hubkraft zu ändern oder um diese unempfindlich gegenüber Asymmetrie zu machen, was man bei Plattenantrieben erfährt, bei denen Drehkopfbetätigungsglieder verwendet werden.
Bei zwei besonderen Ausführungsformen der Erfindung habem die zwei äußeren Kissen des Gleitkörpers abgewinkelte Innenseiten oder abgewinkelte Bereiche der inneren Seiten, die so aufgebaut sind, daß der weiteste Bereich der beiden äußeren Kissen den Keilabschnitten benachbart ist. Bei diesen Ausführungsformen besitzt das dritte hintere Kissen zwei abgewinkelte Seiten, wobei jede Seite parallel in bezug auf die abgewinkelten Seiten oder die abgewinkelten Seitenbereiche der beiden äußeren Kissen ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung haben die beiden äußeren Kissen auf gegenüberliegenden Seiten des Gleitkörpers den weitesten Bereich, der dem Keilabschnitt und dem schmalsten Bereich in Richtung auf die Endstirnseite des Gleitkörpers benachbart ist. Das dritte hintere Kissen besitzt zwei abgewinkelte Seiten, die ein Trapezoid oder ein Dreieck festlegen. Bei einer Ausführungsform sind die Kissen und die Keilabschnitte in etwa rechteckig und die Vorderkissen erstrekken sich nur teilweise vom Anfangsrand zum Endrand des Gleitkörpers.
Die Erfindung wird nun ausführlicher mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Dreikissen-Mikrogleitkörpers ist, der gemäß der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 1A, 2B und 3 bevorzugte Ausführungsformen des neuartigen Gleitkörpers nach dieser Erfindung zeigen, die als Mikrogleitkörper und Nanogleitkörper verwendet wird;
Fig. 4 bis 12 Querschnittsansichten sind, die alternative Ausbildungen von Luftlager-Gleitkörper zeigen, die gemäß dieser Erfindung hergestellt sind, wobei Fig. 7 einen Mikrogleitkörper zeigt;
Fig. 13 eine Ansicht zeigt, die die Formgebung der Winkelausnehmungen zeigt, um die Dreikissen-Luftlagerflächen der Gleitkörper zu bestimmen;
Fig. 14 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Dreikissen-Gleitkörpers ist, der für die Kontaktaufzeichnung nützlich ist;
Fig. 15 eine Draufsicht einer alternativen Ausbildung der Luftlagerfläche des in Fig. 14 gezeigten Gleitkörpers ist; und
Fig. 16 eine isometrische Ansicht des Gleitkörpers von Fig. 15 ist.
Die Gesamtgröße eines Standardgleitkörpers ist so festgelegt, daß dieser eine Länge von ungefähr 4 mm (0,160 Inch), eine Breite von 3,2 mm (0,125 Inch) und eine Höhe von 0,9 mm (0,0345 Inch) hat. Ein Mikrogleitkörper ist so festgelegt, daß er Dimensionen von ungefähr 30% derjenigen eines Standardgleitkörpers hat, beispielsweise eine Länge von ungefähr 2,8 mm (0,112 Inch), eine Breite von 2,2 mm (0,083 Inch) und eine Höhe von 0,6 mm (0,024 Inch). Ein Nanogleitkörper besitzt die Abmessungen von ungefähr 50% der Abmessungen des Standardgleitkörpers, beispielsweise eine Länge von ungefähr 2 mm (0,088 Inch), eine Breite von 1,6 mm (0,063 Inch) und eine Höhe von 0,4 mm (0,017 Inch).
Gemäß Fig. 1 besitzt ein Luftlager-Mikrogleitkörper drei Kissen 10, 12 und 14, die die tatsächlichen Luftlagerbereiche gegenüber der Luftlagerfläche des Mikrogleitkörpers bereitstellen.
Die Ausnehmungsbereiche des Mikrogleitkörpers sind durch Schneiden von winkeligen Reliefs oder Ausnehmungen 16 und 18 und einem seitlichen Relief oder Ausnehmung 20 über dem zentralen Bereich des Gleitkörpers gebildet. Die drei Schnitte, die durch ein mechanisches Sägegerät hergestellt werden, wobei Diamantsägescheiben verwendet werden, legen die Geometrie der drei Kissen 10, 12 und 14 fest. Am führenden oder stromaufwärtigen Rand des Gleitkörpers sind keile 22 und 24 vorgesehen. Bei einer speziellen Ausführungsform sind die Schnitte für die Ausnehmungen 16 und 18 in einem Winkel von ungefähr 10º gegenüber der Längsachse des Gleitkörpers hergestellt. Während der Herstellung werden alle drei Kissen des Gleitkörpers einer Reihenstange auf der gleichen Polierplatte poliert, um eine Kontrolle über die Planheit zu erzielen. Für einen Gleitkörper, der eine Keillänge von ungefähr 0,3 mm (0,011 Inch), hat, haben die Keile 22 und 24 vorzugsweise einen Anstiegswinkel von ungefähr 50 Minuten vom Anfangsrand der Kissen 10 und 12. Die Reliefschnitte zum Bilden der Ausnehmungen sind ungefähr 0,05 mm bis 0,1 mm tief (2 bis 4 Milliinch). Die Polspitze 26 des Dünnfilmübertragers, der am Endrand oder am stromabwärtigen Rand gebildet ist, ist mittig dargestellt; sie kann jedoch auch versetzt angeordnet sein, um die Asymmetrie einzustellen und um eine konstante Flughöhe zu realisieren. Bei einer tatsächlichen Ausführungsform des Gleitkörpers, der in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Gleitkörper erfolgreich 100 000 Zyklen in einem Kontakt-Start-Stopp-Testbetrieb beendet, mit einem statischen Reibungskoeffizienten, der beträchtlich niedriger ist als der mit einem typischen bekannten flachen Doppelschienenkeil-Gleitkörper oder TPC-Gleitkörper.
Fig. 2A und 2B zeigen bevorzugte Ausführungsformen, die modifizierte Versionen des in Fig. 1 gezeigten Gleitkörpers sind. Diese Versionen sind so festgelegt, daß sie Dimensionen im Bereich eines 70%-Mikrogleitkörpers und eines Nanogleitkörpers haben. Bei den Ausführungen ist der seitliche Schnitt 3 nicht in bezug auf die horizontale Zentralachse des Gleitkörpers zentriert, sondern so ausgebildet, daß ein Rand des Schnittes in der Nähe der horizontalen Mitte und der andere Rand des Schnittes enger an der Endstirnseite des Gleitkörpers liegt. Die inneren freien Seiten der Keile 28 und 30 sind in einer entgegengesetzten Richtung gegenüber den Winkeln der Seiten der Keile 22 und 24, die in Fig. 1 gezeigt sind, abgewinkelt. Die freien Seiten der Keile bilden einen stumpfen Winkel mit den abgewinkelten Seiten der Vorderkissen 32 und 34. Die äußeren Vorderkissen 32 und 34 dehnen sich in Richtung auf den zentrale Horizontalachse des Gleitkörpers aus, und das hintere Kissen 36 ist trapezförmig und bezüglich seiner Größe in bezug auf das hintere Kissen 14 des Gleitkörpers von Fig. 1 reduziert.
Fig. 2A und 2B zeigen Ausbildungen von Luftlager-Gleitkörpern, bei denen die Außenkissen 32 und 34 Seitenbereiche haben, die parallel zur Hauptlängsachse des Gleitkörpers sind, und benachbarte Seitenbereiche, die abgewinkelt sind, um eine Verengung der Kissen in der Richtung der Endstirnseite des Gleitkörpers zu liefern. In Fig. 2B ist das trapezförmige dritte Kissen 36 an der Endstirnseite verengt, um die Hubkraft zu modifizieren, die an den Gleitkörper während des Betriebs mit einem Plattenantrieb angelegt wird.
In Fig. 3 werden, um die geradlinigen Seiten der Keile 38 und 40 und die geradlinigen Seitenteile der Kissen 42 und 44 festzulegen, zwei Längsschnitte zusätzlich zu den Winkelschnitten verwendet, die die abgewinkelten Seiten des trapezförmigen hinteren Kissens 46 und die abgewinkelten sich verengenden Bereiche der Kissen 42 und 44 formen. Bei einer speziellen Ausführungsform des Gleitkörpers von Fig. 3 wurden, bei der die abgewinkelten Seiten des hinteren Kissens 46 in etwa gerade sind, Mikrogleitkörper, die 70% der Größe von Standardgleitkörpern besitzen, hergestellt, die in einem typischen Plattenantrieb von 3,5 Inch fliegen, wobei ein Drehbetätigungsorgan verwendet wird. Die erreichte Flughöhe betrug ungefähr 0,114 mm ± 25 um (4,5 ± 1 Mikroinch) vom Innen- zum Außendurchmesser der Platte, die mit ungefähr 5400 min&supmin;¹ drehte.
In Fig. 3 sind die Keile 38 und 40 rechteckig, während der Gleitkörper von Fig. 4 Keile 48 und 50 hat, die an den Innenseiten in Richtung auf die Mitte der Anfangsstirnseite des Gleitkörpers abgewinkelt sind. Die abgewinkelten Seiten der Keile 48 und 50 erstrecken sich kollinear mit den abgewinkelten Seitenbereichen 56 und 58 der vorderen Außenkissen 52 und 54. Die vorderen Kissen 52 und 54 besitzen schärfer abgewinkelte Seitenbereiche 60 und 62, die den abgewinkelten Bereichen 56 und 58 benachbart sind und hinter diesen liegen. Die schärfer abgewinkelten Bereiche 60 und 62 sind schmäler als die Bereiche 56 und 58 und erstrecken sich eng zur Mitte zwischen der Anfangsstirnseite und der Endstirnseite des Gleitkörpers. Die schärfer abgewinkelten Seitenbereiche 60 und 62 erfordern separate Schnitte während der Herstellung zusätzlich zu den Schnitten, die für die unterschiedlich abgewinkelten Seitenbereiche 56 und 58 erforderlich sind. Das hintere Kissen 64 besitzt eine trapezförmige Form und seine abgewinkelten Seiten sind durch die gleichen Schnitte festgelegt, die die abgewinkelten Seiten der Keile 48 und 50 und die abgewinkelten Bereiche 56 und 58 bilden.
In Fig. 5 wird auf die Reliefschnitte, die dazu verwendet werden, die schärfer abgewinkelten Bereiche 60 und 62 der Ausbildung nach Fig. 4 zu bilden, verzichtet, so daß die Winkel an den Seiten der Keile 66 und 68, der äußeren Vorderkissen 70 und 72 und des hinteren Kissens 74 gleich sind. Bei einer Ausführungsform werden die Schnitte mit einem Winkel von ungefähr 8º gegenüber der Längsachse des Gleitkörpers ausgeführt. Da man nur die beiden abgewinkelten Schnitte von der Endstirnseite zur Anfangsstirnseite verwendet, verbleibt ein Bereich, der als D bezeichnet ist, in der Mitte des Gleitkörpers, der für eine zusätzliche Hubkraft bezüglich des Gleitkörpers beiträgt. Wenn gewünscht wird, kann der Abschnitt D beispielsweise durch Laserabtragen bearbeitet werden, um etwas oder das gesamte Material des Abschnitts D zu entfernen, so daß die Hubkraft für gewünschte Anwendungen modifiziert werden kann.
Fig. 6 zeigt einen Dreikissen-Gleitkörper, der in etwa rechteckige Keile 76 und 78, äußere Vorderkissen 80 und 82 und ein hinteres Zentralkissen 84 hat. Bei einer speziellen Ausführungsform wurde der Gleitkörper so ausgeführt, daß er mit ungefähr 76 um (3 Mikroinches) in bezug auf eine Platte fliegt, die mit 5400 min&supmin;¹ in einem Plattenantrieb von 3,5 Inch dreht. Die Keile 76 und 78 wurden zu einem Anstiegswinkel von ungefähr 50 Minuten poliert und waren ungefähr 0,28 mm lang (0,011 Inch). Die zwei Kissen 80 und 82, die den Keilen 76 und 78 benachbart sind, wurden so ausgeführt, daß sie ungefähr 0,38 mm (0,015 Inch) breit und 0,38 mm (0,015 Inch) lang waren. Die Reliefschnitte, die die Ausnehmungsbereiche bestimmen, wurden auf eine Tiefe von ungefähr 50 um bis 150 um (2 bis 4 Milliinches) geschnitten.
Bei der Ausführungsform von Fig. 7 werden nur zwei Winkeischnitte benötigt, um drei Keile 86, 88 und 90 und drei langgestreckte Kissen 92, 94 und 96 festzulegen, die sich von der Endstirnseite des Gleitkörpers zu den entsprechenden drei Keilen 86, 88 und 90 ausdehnen. Die Winkel der Reliefschlitze sind auf ungefähr 100 in bezug auf die Zentralachse des Gleitkörpers geschnitten. Es werden nur zwei Schnitte benötigt, um die Bereiche zwischen den drei Kissen und den abgeschrägten Bereichen festzulegen. Während des Betriebs des Luftlager-Gleitkörpers nach dieser Ausführungsform verteilt sich der eindringende Luftfluß durch die Ausnehmungen oder Schlitze 98 und 100 und tritt äquidistant aus dem Übertragungsspalt an der Endstirnseite des Gleitkörpers aus.
Fig. 8 zeigt eine modifizierte Ausführung des Gleitkörpers von Fig. 7, bei der kein zentraler Keil verwendet wird. Die Keile 86 und 88 und die äußeren Vorderkissen 92 und 94 sind praktisch die gleichen. Die Breite der Schnitte wird jedoch so vergrößert, daß der zentrale Keil beseitigt ist und das Mittelkissen 110 bezüglich der Länge und der Fläche verengt und reduziert ist, um eine schmale dreiecksförmige Form darzustellen.
Fig. 9 zeigt eine weitere modifizierte Ausführung des Gleitkörpers von Fig. 7, bei der die Außenkissen 102 und 104 durch Sägen geschnitten sind, die sich längs zur Mitte des Gleitkörpers verschieben, nachdem die Winkelschnitte gemacht wurden, um das Zentralkissen 96 und den Keil 90 wie auch die abgewinkelten Seiten der Kissen 102 und 104 und der Keile 86 und 88 festzulegen.
Fig. 10 vereinigt die Ausführungsform der äußeren Kissen 102 und 104 von Fig. 9 mit der des dreieckförmigen mittleren Kissens 110 von Fig. 8.
In Fig. 11 besitzt der bekannte Gleitkörper drei Keilabschnitte 112, 114 und 116, die in etwa rechteckig sind. Der mittlere Keil 116 ist sehr schmal und ist einem konischen mittleren Kissen 122 benachbart, welches sich ausweitet, wenn dieses sich vom Keil 116 zur Endstirnseite des Gleitkörpers ausdehnt. Die äußeren vorderen Kissen 118 und 120 besitzen abgewinkelte Seitenbereiche 124 und 126, die jeweils den Keilen 112 und 114 benachbart sind. Rechteckige Abschnitte 128 und 130 sind den Kissenabschnitten 124 und 126 benachbart und liegen hinter diesen und erstrecken sich teilweise längs der Seiten des Gleiters über die Mitte der Gleitkörperlänge hinaus.
Fig. 12 zeigt eine modifizierte Version der Ausführung von Fig. 11, wo kein zentraler Keil vorhanden ist. Der Gleitkörper besitzt rechteckige Keile 112 und 114 und äußere vordere Kissen 118 und 120, die ähnlich denjenigen von Fig. 12 sind.
Das zentrale Kissen 122 ist jedoch als Dreieck geformt, dessen Scheitelpunkt an einem Punkt in der Mitte zwischen den Enden der Keile 112 und 114 liegt, die den Kissen 118 und 120 benachbart sind.
Fig. 13 zeigt das neuartige Verfahren, welches verwendet wird, um die Reliefs und die geschlitzten Ausnehmungen zu bilden, welche Kissen festlegen, die die gewünschte Luftlagerfläche der Gleitkörper liefern. Um die gewünschten Winke der Schlitze zu erhalten sind die Reihenstangen, auf denen die gleichmäßig beabstandeten Dünnfilmübertrager abgelagert wurden, auf einem Haltewerkzeug gestaffelt befestigt. Der horizontale Versatz L und der vertikale Versatz H der Reihenstangen ist so eingerichtet, daß, wenn eine mechanisch gekoppelte Diamantsäge durch die mehreren festen gestaffelten Stangen in einem vorgegebenen Winkel schneidet, die Reliefschlitze in etwa in der gleichen Lage eines jeden Gleitkörpers und im gleichen Winkel erzeugt werden. Schnittbahnen 1 und 2 liefern die entgegengesetzt abgewinkelten Schlitzausnehmungen, während die Schnittbahn 3 für die Längsschnitte über der Luftlagerfläche des Gleitkörpers verwendet wird. Bei solchen Ausführungen, bei denen die äußeren vorderen Kissen sich nicht zur Endstirnseite des Gleitkörpers ausdehnen, werden Längsschnitte mit einem speziellen Abstand in etwa orthogonal zur Längsachse des Gleitkörpers gebildet. Die abgeschrägten Bereiche werden separat durch Polieren der Reihenstangen auf einer Polierplatte, sowie dies beim Stand der Technik bekannt ist, gebildet.
Eine weitere Ausführungsform eines Dreikissen-Gleitkörpers ist in Fig. 14 gezeigt. Der Dreikissen-Nanogleitkörper besitzt rechteckige Keile 166 und 168 am Anfangsrand, die vorzugsweise ungefähr 0,2 mm lang (0,008 Inch) sind und einen Keilwinkel von 40 Minuten haben. Zwei rechteckige Seitenkissen 170 und 172 folgen auf die Keile 166 und 168 und dehnen sich um 1,47 mm (0,058 Inch) vom Anfangsrand des 2,03 mm langen Gleitkörpers (0,080 Inch) aus. Die Breite der rechteckigen Keile 166 und 168 und der Seitenkissen 170 und 172 beträgt ungefähr 0,23 mm (0,009 Inch). Ein drittes hinteres Kissen 174 ist mittig an der Endstirnseite des Gleitkörpers angeordnet und besitzt eine trapezförmige Form. Die Breite am Endrand des hinteren Kissens 174 beträgt ungefähr 0,033 mm (0,013 Inch) und die Länge des hinteren Kissens beträgt ungefähr 0,18 mm (0,007 Inch). Die Kissen sind am Rand verschmolzen, um die Ecken und Ränder der Kissen abzurunden. Der Ausnehmungsbereich zwischen den Kissen besitzt eine Tiefe von zumindest 51 um (0,002 Inch). Während des Zusammenbaus des Kopfgleitkörpers an einer Aufhängung wird der Gleitkörper an einem Biegestück angeheftet, das erlaubt, daß der Gleitkörper gehoben und gerollt werden kann. Der Anheftungspunkt ist vorzugsweise eng an der zentralen Längsachse des Gleitkörpers und kleiner als die Ausdehnungsabmeßung von 1,47 mm (0,058 Inch) vom Anfangsrand des Gleitkörpers. Ein Versatz von der zentralen Längsachse wird eingeführt, mit einem Versatz in Richtung auf den Außendurchmesser einer zugeordneten Platte, um das Rollen zu minimieren. Wenn der Gleitkörper sich vom Innendurchmesser zum Außendurchmesser der Platte verschiebt, neigt die Flughöhe dazu, aufgrund der schnelleren Drehgeschwindigkeit der äußeren Spuren der Platte sich zu vergrößern. Üblicherweise vergrößert sich beim Betrieb eines Plattenantriebs die Höhe des Gleitkörpers, wodurch verursacht wird, daß die Flughöhe des Übertragers am Endrand abnimmt, so daß die Folge eine etwa konstante Flughöhe über der Plattenfläche ist. Die Flughöhe könnte niedrig genug sein, damit dieser in Pseudo-Kontakt oder in Kontakt mit der Platte ist. Die Dreikissen-Ausbildung nach Fig. 14 dient dazu, die Abnützung auf ein Minimum zu begrenzen und hat eine verbesserte Kopf/Platten-Schnittstellenintegrität zur Folge, um den Kontakt beim Start-Stopp-Kontakt- und der Pseudo-Kontaktaufzeichnung herzustellen.
Fig. 15 und 16 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Dreikissen-Gleitkörpers, der Keile 132 und 134 an seinem Anfangsrand und Seitenschienen oder Kissen 136 und 138 besitzt, die sich teilweise in Richtung auf den Endrand des Gleitkörpers erstrecken. Ein trapezförmiges drittes Kissen 140 ist am Endrand in etwa zentral in bezug auf die Längsachse des Gleitkörpers vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Gleitkörper Aussparungsbereiche 142 und 144 an den Ecken, wo der Endrand und die Seiten des Gleitkörpers zusammentreffen. Die Aussparungen 142 und 144 dienen dazu, die Gesamtmasse des Gleitkörpers zu reduzieren und verbessern daher das Abheben des Gleitkörpers in die Flugposition. Außerdem minimieren die Aussparungen die Möglichkeit eines Eingreifens des Gleitkörpers in die Kopfverdrahtungseinrichtung oder in die Plattenmotornabe. Bei einer Ausführungsform hatte der Gleitkörper eine Gesamtlänge von ungefähr 2,03 mm (0,0080 Inch) und eine Gesamtbreite von ungefähr 1,6 mm (0,0630 Inch), wobei sich der Anfangsrand um 0,203 mm (0,0080 Inch) lang und 0,254 mm (0,0100 Inch) breit verjüngt. Die Länge der Aussparungen längs der Seiten betrug ungefähr 0,228 mm (0,0090 Inch) und die Breite längs des Endrandes betrug ungefähr 0,19 mm (0,0075 Inch). Damit betrug die resultierende Breite des Endrandes ungefähr 1,219 mm (0,0480 Inch) und die resultierende Länge längs der Seiten betrug ungefähr 1,803 mm (0,0710 Inch). Das trapezförmige dritte hintere Kissen 140 war ungefähr 0,228 mm (0,0090 Inch) lang gemessen vom Endrand, wobei dessen größte Breite am Endrand an der trapezförmigen Basis ungefähr 0,33 mm (0,0130 Inch) betrug. Die Länge der Seitenkissen 136 und 138 betrug ungefähr 1,27 mm (0,0500 Inch) gemessen von den Keilen aus.
Es wurde hier ein Dreikissen-Magnetkopf-Luftlager- Gleitkörper beschrieben, wobei zwei vordere äußere Kissen längs der Seiten des Gleitkörpers und ein hinteres zentrales Kissen an der Endstirnseite des Gleitkörpers angeordnet sind. Winkelige Schnitte durch mechanisch gekoppelte Diamantsägescheiben werden gleichzeitig über mehreren Reihenstangen der Gleitkörper durchgeführt, die während des mechanischen Sägens lagerichtig gestaffelt und fixiert sind. Auf diese Weise sind die Kissen und die Ausnehmungen genau auf Luftlagerflächen der Gleitkörper festgelegt.
Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen, die hier offenbart wurden, beschränkt ist. Beispielsweise können die vorderen Kissen unterschiedliche Breiten haben und sie können asymmetrisch angeordnet sein. Au ßerdem kann der Winkel der Seiten der Kissen variiert werden, um andere Flugkennlinien zu erzielen. Der magnetische Übertrager oder der magneto-resistive Sensor (MR) kann von der Mitte in bezug auf das hintere Kissen des Gleitkörpers versetzt angeordnet sein. Zusätzlich, wenn Ionenfräsen, reaktives Ionenätzen, elektro-statische Entladungsbearbeitung oder Ultraschallbearbeitung verwendet wird, um die Form der Kissen festzulegen, brauchen die Seiten der vorderen Kissen nicht parallel zu den Seiten des hinteren Kissens sein, was beim mechanischen Sägeschneiden längs des Gleitkörpers auftritt. Bei der offenbarten Dreikissen-Ausbildung können Gleitkörper, die Abmessungen von 25 - 50% weniger als diejenigen der Standardgleitkörper haben, hergestellt werden.
Bekannte Doppelschienen-Flachkeil-Gleitkörper, die bei Plattenantrieben verwendet werden, die eine niedrige Flughöhe erforderlich machen, sind auf schmale Schienenausbildungen beschränkt. Daher ist der Dünnfilmübertrager, der an der Endstirnseite der Schiene angeordnet ist, bezüglich der Breite beschränkt, wodurch die Anzahl der Spulenwindungen, die auf jeder Spulenschicht gebildet sind, beschränkt ist. Der hier offenbarte Dreikissen-Gleitkörper macht einen relativ breiteren Zwischenraum am hinteren Kissen möglich, wodurch die Beschränkungen des bekannten Zwei-Schienen-Gleitkörpers überwunden werden.
Ein Dreikissen-Luftlager-Gleitkörper, der bei einem Plattenantrieb verwendbar ist, besitzt zwei äußere Kissen, die sich von zwei oder mehreren abgeschrägten Abschnitten am Anfangsrand des Gleitkörpers in Richtung auf den Endrand ausdehnen. Die Kissen sind so ausgebildet und abgewinkelt, daß eine gewünschte Kraft erhalten wird, die entgegengesetzt zu einer Kraft wirkt, die durch ein federvorgespanntes Biegeteil oder Ladestrahl geliefert wird. Die Winkel, die die Form der drei Kissen festlegen, werden durch einen einfachen mechanischen Schnittvorgang gebildet, wobei beispielsweise eine Diamantschnittscheibe oder alternativ dazu Ionenfräsen oder reaktives Ionenätzen verwendet wird.

Claims

1. Magnetkopf-Luftlager-Gleitkörper, der ein Anfangsund Endstirnseite und eine Zentrallängsachse hat, die sich zwischen den Stirnseiten erstreckt, mit:

einem ersten, zweiten und dritten Kissen (10, 12, 14; 170, 172, 174), wobei das erste und zweite Kissen (10, 12) auf gegenüberliegenden Seiten des Gleitkörpers angeordnet sind, das dritte Kissen (14) sich von der Endstirnseite ausdehnt und eine Stimseite an der Endstirnseite des Gleitkörpers hat und ungefähr in bezug auf die Längsachse zentriert ist;

zumindest einem ersten und zweiten verjüngten Abschnitt (22, 24; 166, 168) an der Anfangsstirnseite des Gleitkörpers, wobei die Abschnitte benachbart in bezug auf das erste und zweite Kissen (10, 12; 170, 172) sind;

Ausnehmungsbereichen (16, 18), die zwischen den Kissen (10, 12, 14; 170, 172, 174) gebildet sind und die sich von der Endstirnseite zur Anfangsstirnseite des Gleitkörpers ausdehnen, wobei die Ausnehmungsbereiche (16, 18) Winkelbereiche in bezug auf die Längsachse haben, um abgewinkelte Seiten der Kissen (10, 12, 14; 170, 172, 174) festzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß

die verjüngten Abschnitte (22, 24; 166, 168) und das erste und zweite Kissen (10, 12; 170, 172) eine zentrale Ausnehmung festlegen, die sich von der Anfangsstirnseite in Richtung auf das Anfangsteil des dritten Endkissens (14; 174) aus dehnen.

2. Gleitkörper nach Anspruch 1, wobei das dritte Kissen (14) in etwa trapezförmig ist und die abgewinkelten Seiten des Kissens (14) parallel zu den abgewinkelten Seiten des ersten bzw. zweiten Kissens (10, 12) sind.

3. Gleitkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmungsbereiche (16, 18) eine geradlinige Ausnehmung aufweisen, die seitlich und orthogonal zur Längsachse gebildet ist, um die Länge der Kissen (10, 12, 14) zwischen der Anfangs- und Endstirnseite festzulegen.

4. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die verjüngten Abschnitte (22, 24) abgewinkelte Seiten besitzen, die kollinear mit den abgewinkelten Seiten des ersten und zweiten Kissens (10, 12) sind.

5. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die verjüngten Abschnitte (22, 24) abgewinkelte Seiten besitzen, die in etwa parallel zu den abgewinkelten Seiten des dritten Kissens (14) sind und stumpfe Winkel mit den abgewinkelten Seiten des ersten und zweiten Kissens (10, 12) bilden.

6. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Kissen (10, 12) äquidistant von der Anfangsstirnseite in der einen Richtung und von der Zentralachse in einer Richtung senkrecht zu der einen Richtung angeordnet ist.

7. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste und zweite Kissen (10, 12) asymmetrisch auf dem Gleitkörper angeordnet ist.

8 Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Kissen (10, 12) sich von der Endstirnseite zu den verjüngten Abschnitten (22, 24) erstreckt.

9. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Kissen (14) eine dreiecksförmige Form hat.

10. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Kissen (14) eine kegelstumpfförmige Form hat.

11. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Kissen (10, 12) sich von den verjüngten Abschnitten (22, 24) ungefähr zum Mittelpunkt des Gleitkörpers ausdehnt.

12. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Magnetübertrager oder einen magneto-resistiven Sensor umfaßt, der an der Endstirnseite des Gleitkörpers benachbart zum dritten Kissen (14) angeordnet ist.

13. Gleitkörper nach Anspruch 12, wobei der Übertrager oder Sensor gegenüber der Längszentralachse versetzt ist.

14. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die abgewinkelten Seiten des ersten und zweiten Kissens (10, 12) nicht parallel zu den abgewinkelten Seiten des dritten Kissens (14) sind.

15. Gleitkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gleitkörper ungefähr 4 mm (0,160 Inch) lang, 3,2 mm (0,125 Inch) breit und 0,9 mm (0,0345 Inch) hoch ist.

16. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Gleitkörper ungefähr 2,8 mm (0,112 Inch) lang, 2,2 mm (0,088 Inch) breit und 0,6 mm (0,024 Inch) hoch ist.

17. Gleitkörper nach Anspruch 16, wobei der Gleitkörper innerhalb eines Plattenantriebs befestigt ist, der ein Drehbetätigungsorgan hat, so daß der Gleitkörper in einer in etwa gleichförmigen Flughöhe von ungefähr 0,114 mm ± 2,5 um (4,5 ± 1 Mikroinch) vom Innen- zum Außendurchmesser einer Platte fliegt, die mit ungefähr 5400 min&supmin;¹ dreht.

18. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Gleitkörper ungefähr 2 mm (0,080 Inch) lang, 1,6 mm (0,063 Inch) breit und 0,4 mm (0,017 Inch) hoch ist.

19. Gleitkörper nach Anspruch 1, wobei

das erste und zweite Kissen (170, 172) auf den Anfangsrand des Gleitkörpers zu an den Seiten des Gleitkörpers angeordnet ist und sich nur teilweise auf den Endrand zu ausdehnen, das dritte Kissen (174) an der hinteren Mitte des Gleitkörpers am Endrand angeordnet ist, das erste und zweite Kissen (170, 172) in etwa rechteckig ist und das dritte Kissen (174) eine in etwa trapezförmige Form hat;

Keile (166, 168) rechtwinkelig sind und an den Seiten des Gleitkörpers zwischen dem Anfangsrand und dem ersten und zweiten Kissen (170, 172) angeordnet sind.

20. Gleitkörper nach Anspruch 19, wobei die Breiten der rechtwinkeligen Keile (166, 168) und des ersten und zweiten Kissens (170, 172) ungefähr 0,23 mm (0,009 Inch) sind.

21. Gleitkörper nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Keile (166, 168) ungefähr 0,2 mm (0,008 Inch) lang sind, sich vom Anfangsrand des Gleitkörpers ausdehnen und einen Verjüngungswinkel von ungefähr 40 Minuten haben.

22. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Länge des Gleitkörpers ungefähr 2,03 mm (0,080 Inch) ist und das erste und zweite rechteckige Kissen (170, 172) sich von den verjüngten Enden zu einem Punkt vom Anfangsrand des Gleitkörpers ausdehnen, der weiter ist als eine Hälfte der Länge des Gleitkörpers.

23. Gleitkörper nach Anspruch 22, wobei das erste und zweite Kissen (170, 172) sich zu einem Punkt ungefähr 1,47 mm (0,058 Inch) vom Anfangsrand ausdehnen.

24. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 23 mit einer Ausnehmungsfläche zwischen den Kissen (170, 172, 174), wobei die Ausnehmungsfläche zumindest 0,05 mm (0,002 Inch) tief ist.

25. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das hintere mittige dritte Kissen (174) ungefähr 0,178 mm (0,007 Inch) lang ist, sich zum Endrand des Gleitkörpers ausdehnt und am Endrand ungefähr 0,33 mm (0,013 Inch) breit ist.

26. Gleitkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die Ränder und Ecken der Kissen rand-verschmolzen sind.

27. Gleitkörper nach einen der Ansprüche 19 bis 26 mit Aussparungsbereichen an den Ecken des Endrandes des Gleitkörpers.

28. Gleitkörper nach Anspruch 27, wobei die Aussparungsbereiche ungefähr 0,228 mm (0,0090 Inch) lang und 0,19 mm (0,0075 Inch) breit sind.