JP2571564B2

JP2571564B2 - 浮動ヘッドスライダ支持機構

Info

Publication number: JP2571564B2
Application number: JP61298436A
Authority: JP
Inventors: 俊文大久保; 泰弘越本; 武文林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPS63149889A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、浮動ヘッドスライダの支持機構に関するも
のであり、更に詳述するならば、高密度の磁気記録を行
う磁気ディスク装置用浮動ヘッドスライダの支持機構に
関するものである。

従来の技術磁気ディスク装置用の浮動ヘッドスライダは、高速回
転する磁気記録媒体に連れまわる気体（空気）の粘性流
を、スライダ気体軸受と磁気記録媒体との間に形成され
る楔状の隙間に導入し、発生する流体力学的圧力（浮上
力）と浮動ヘッドスライダの支持機構を介して負荷され
る押圧力とを釣り合わせて、サブミクロンの気体膜を介
して電磁変換部を磁気記録媒体上に位置付ける機構であ
る。記録密度を向上させてコンパクトて大容量の磁気デ
ィスク装置を実現するには、上記磁気ヘッド（電磁変換
部）と磁気記録媒体との浮上隙間を一定値に安定させ、
しかも上記隙間をできる限り微小化する必要がある。

ところで、実際の磁気記録媒体には『うねり』や微小
な突起が散在している。また、磁気記録媒体は、それ自
体の高速旋回空気流、スピンドル駆動系、磁気ヘッド位
置決め機構等の振動の影響を受け、微小な振動（フラッ
タ）が励起されている。さらに、高速旋回空気流はスラ
イダ支持機構を直接励振するとともに、磁気ヘッド位置
決め機構も支持機構を介してスライダを励振する。安定
た記録及び再生を行うと同時に、浮動ヘッドスライダと
磁気記録媒体との接触による損傷事故（ヘッドクラッシ
ュ）を回避するには、上述の外乱に対しても一定の浮上
隙間を保持しつつ、浮動ヘッドスライダが磁気記録媒体
に十分追従できることが必要となる。

このような浮動ヘッドスライダの磁気記録媒体に対す
る追従性を十分確保し、機構としての信頼性を向上させ
るには、スライダのピッチング、ローリングおよび磁気
記録媒体の面外方向の並進運動を防げない範囲でできる
限り低いジンバル剛性と、所定の荷重をスライダの所定
位置に正確に負荷する機能とが、浮動ヘッドスライダの
支持機構に要求される。

第６図は、従来の浮動ヘッドスライダ支持機構の斜視
図を示す。また、第７図は、第６図の浮動ヘッドスライ
ダ支持機構の動作を説明するための図である。

図示の浮動ヘッドスライダ支持機構２は、磁気記録媒
体４に対向するように、電磁変換部（磁気ヘッド）を搭
載する浮動ヘッドスライダ１を支持している。スライダ
１には、該スライダのピッチング及びローリングに対し
て可撓性を有するジンバル部21が接続されている。ジン
バル部21には、エンボス状突起部211が形成されてい
る。ジンバル部21には、スライダ１に一定の負荷力を加
えるロードビーム部22の一端が連結されている。ロード
ビーム部22は、弾性を有するばね部221及び比較的剛性
の高い梁部222を備えている。ロードビーム部22の他端
は、スペーサ６に接続している。

従来の浮動ヘッドスライダ支持機構は、ロードビーム
部22がスライダ１に荷重を負荷する機能を有し、その先
端部に接合されたジンバル部21が浮動ヘッドスライダ１
を磁気記録媒体４の面内方向に支持する。すなわち、磁
気記録媒体４の面内方向にある程度の構造強度を確保す
る必要があり、必然的に負荷ばね部221の並進剛性の低
減には限界がある。

したがって、従来の浮動ヘッドスライダ支持機構で
は、静的には、磁気記録媒体と浮動ヘッドスライダ支持
機構の固定部との設定間隔の誤差に起因するスライダへ
の負荷力が変動する。この変動により、特にスライダの
小型・軽量化に伴って浮上量変化が大きくなるという問
題点があった。

一方、動的には、ロードビーム部の１次の曲げ共振の
振動モードがスライダの浮上量変動に最も大きな影響を
与えることが知られている。一般的には、浮動ヘッドス
ライダ及びスライダの支持機構において、外部より励振
される振動の振幅が低周波数のものほど大きい。ロード
ビーム部の共振周波数は、支持系を含めた浮動ヘッドス
ライダ支持機構において最低次の共振周波数となるの
で、ロードビーム部の共振による影響が顕在化する。

したがって、浮動ヘッドスライダ支持機構の浮上量変
動を低減するには、上記ロードビーム部の共振点をでき
るだけ高く設定する必要がある。そのため、ロードビー
ム部のばね部211の剛性を高めるか、もしくはばね部211
を含めたロードビーム部の全体剛性を保持しつつ全体質
量を低減する方法が考えられる。

しかしながら、ロードビーム部のばね部211の剛性を
高める方法は、上述のように、スライダの追従性を阻害
し、支持機構の設定誤差による浮上量変動を大きくする
ので好ましくない。また、ばね部211を含めたロードビ
ーム部の全体剛性を保持しつつ全体質量を低減する方法
では、従来の支持機構がロードビーム部、ジンバル部及
び浮動ヘッドスライダを直列的に配置する機構構成をと
っているため、ロードビーム部を小型・軽量化すること
により共振点は高まるが、スライダの磁気記録媒体面内
の支持剛性は低下することになる。

発明が解決しようとする問題点以上のように、従来の浮動ヘッドスライダ支持機構で
は、静的には、上記設定間隔の誤差に起因してスライダ
への負荷力が変動し、浮上量変化が大きくなるという問
題点があった。また、動的には、ロードビーム部の１次
の曲げ共振の振動モードが、スライダの浮上量変動に大
きな影響を与えるという問題点があった。

そこで、本発明は、スライダの浮上量変動が少ない浮
動ヘッドスライダ支持機構を提供せんとするものであ
る。

問題点を解決する手段すなわち、本発明によるならば、浮動ヘッドの位置決
めアームにその一端を固定され、該位置決めアームより
磁気記録媒体に延びる剛性の高い梁状部材と、該梁状部
材における上記位置決めアームと反対側の端部で上記梁
状部材に固定され、浮動ヘッドを弾性支持するジンバル
部と、上記梁状部材に固定され、上記浮動ヘッドに荷重
を与えるロードビーム部とからなることを特徴とする浮
動ヘッドスライダ支持機構が提供される。

本発明の好ましい態様によるならば、上記梁状部材
は、該部材の一部に接合された圧電素子もしくは電歪素
子を備え、該素子に印加する電圧を制御して上記部材を
曲げ変形させる。

また、本発明の好ましい態様によるならば、上記支持
部材は、管状であり、該管状梁状部材の内側に好ましく
な棒状あるいは管状のロードビーム部が配設される。

作用このように、本発明の浮動ヘッドスライダ支持機構で
は、ヘッド位置決め機構に接合された梁状部材にそれぞ
れ独自にジンバル部およびロードビーム部を固定し、ジ
ンバル支持機能とスライダ負荷機能を分離する構成をと
っている。すなわち、ロードビーム部は、スライダ負荷
機能をもっておらず、その小形化及び軽量化によって曲
げ共振点を高周波数帯域に設定することができる。しか
も、ロードビーム部を軽量化（薄板化）して並進剛性を
十分低くできるので、ロードビーム部の設定誤差による
浮上量変化の影響を受けにくくなる。この結果、磁気記
録媒体のうねり、振動、位置決め機構の振動、高周波旋
回空気流等の外乱に対して、スライダの追従性が高ま
り、スライダの浮上量変動が抑制される。

また、本発明の別の態様では、上記ヘッド位置決め機
構に接合された梁状部材の一端に、圧電素子もしくは電
歪素子を接合することもできる。すなわち、上記圧電素
子もしくは電歪素子に印加する電圧を適宜制御して梁状
部材を変形させる。こうして、スライダの磁気記録媒体
上へのランディングオンもしくはランディングオフを簡
易にすることができる。

また、ロードビーム部を細い棒状もしくは細い管状と
して剛性を高め且つ質量を低減することもできる。こう
して、ロードビーム部の曲げの共振周波数が高くなり、
スライダ浮上量変動を抑制することができる。

また、上記ヘッド位置決め機構に接合された梁状部材
の一部を管状とし、この内側にロードビーム部を配置す
ることもできる。こうして、高速旋回空気流によるロー
ドビームの励振の影響を回避することができる。このた
め、高速回転型の装置においても、スライダの浮上隙間
を一定に保持することができる。

実施例以下添付図面を参照して、本発明の浮動ヘッドスライ
ダ支持機構の実施例を説明する。

第１図は、本発明の浮動ヘッドスライダ支持機構の第
１の実施例を示す斜視図である。また、第２図は、第１
図の浮動ヘッドスライダ支持機構の動作原理を説明する
ための図である。

図示の浮動ヘッドスライダ支持機構は、ジンバル部21
を備えている。ジンバル部21は、磁気記録媒体４に対向
するように浮動ヘッドスライダ１を支持している。ジン
バル部21は比較的剛性の高い梁状部材３と一端に連結さ
れており、梁状部材３の他端はスペーサ６を介してヘッ
ド位置決め機構のアーム部５に接続されている。一方、
梁状部材３にはロードビーム部22の一端が接合されてお
り、ロードビーム部22の他端に形成されたエンボス状突
起部がジンバル部21を介して浮動ヘッドスライダ１に負
荷力を与えるように構成されている。

従来の支持機構は，第６図に示すように、ヘッド位置
決め機構に固定されるスペーサ部６から順に、浮動ヘッ
ドスライダに荷重を与えるロードビームのばね部221、
浮動ヘッドスライダを支持する剛性の高いロードビーム
部222及び浮動ヘッドスライダをジンバル支持するジン
バル部21が直列に結合されているので、ロードビームの
ばね部221よりヘッド側のいわゆる可動部分を小形軽量
化するのが困難で、浮動ヘッドスライダの媒体に対する
追従性が劣化する。それに対して、本願発明の浮動ヘッ
ドスライダ支持機構では、スライダはジンバル部21によ
るジンバル支持と、ロードビーム22による負荷を与える
ことを独立にできるので、ロードビーム22には浮動ヘッ
ドスライダの支持機能は不要であり、小形軽量に構成で
きる。また、ロードビーム部の剛性、特に面外方向のば
ね定数を小さくできるので、ロードビーム部22の設定誤
差による負荷力の変化が小さくなり、浮上量変動を抑制
することが可能となる。また、磁気記録媒体４の面外方
向の剛性が小さくなると同時に質量も低減されるので、
曲げの共振点も従来より高く設定することが可能とな
る。

本実施例では、ジンバル部21とロードビーム部22がそ
れぞれ独立に梁状部材３を介してヘッド位置決め機構の
アーム部５に接合されている。したがって、ジンバル支
持機能とスライダの負荷機能とは分離されている。ま
た、本実施例では、ジンバル部21およびロードビーム部
22を共通の支持部材に、すなわち梁状部材３に共通に接
合しているが、それぞれ異なる支持部材を介してジンバ
ル部21およびロードビーム部22をヘッド位置決め機構の
アーム部５に接合してもよい。

第３図は、本発明の浮動ヘッドスライダ支持機構の第
２の実施例を示す斜視図である。また、第４図（ａ）及
び第４図（ｂ）は、第３図の浮動ヘッドスライダ支持機
構の動作原理を説明するための図である。

図示の浮動ヘッドスライダ支持機構は、ジンバル部21
を備えている。ジンバル部21は、磁気記録媒体４に対向
するように浮動ヘッドスライダ１を支持している。ジン
バル部21は比較的剛性の高い梁状部材３の一端に連結さ
れており、梁状部材３の他端はスペーサ６を介してヘッ
ド位置決め機構のアーム部５に接続されている。一方、
梁状部材３にはロードビーム部22の一端が接合されてお
り、ロードビーム部22の他端に形成されたエンボス状突
起部がジンバル部21を介して浮動ヘッドスライダ１に負
荷力を与えるように構成されている。さらに、梁状部材
３の他端には、圧電素子７（もしくは電歪素子）が接合
されており、圧電素子７にはリード線71が接続されてい
る。

このように、リード線71に印加する電圧を適宜制御し
て圧電素子７を、すなわち梁状部材３の他端部を曲げ
て、先端の浮動ヘッドスライダ１の保持部を上下させる
ことができる。すなわち、第４図（ａ）に示すように、
圧電素子７に電圧を印加し、圧電素子７に曲げ歪みを生
じさせて梁状部材３の固定部を曲げ、スライダ１、ジン
バル部21およびロードビーム22を持ち上げ、スライダ１
を磁気記録媒体４からランディングオフさせることがで
きる。また、印加電圧を徐々に低下させて第４図（ｂ）
で示すように、磁気記録媒体４の上にスライダ１をラン
ディングオンさせることができる。

もちろん、第４図（ａ）に示すように、梁状部材３に
初期変形を与えておき、圧電素子７に所定の電圧を印加
して、第４図（ｂ）のように、梁状部材３を水平に変形
させてスライダ１の磁気記録媒体４の上にランディング
オンさせる機構構成も可能である。

第５図は、本発明の浮動ヘッドスライダ支持機構の第
３の実施例を示す斜視図である。

図示の浮動ヘッドスライダ支持機構は、ジンバル部21
を備えている。ジンバル部21は、磁気記録媒体４に対向
するように浮動ヘッドスライダ１を支持している。ジン
バル部21は管状に形成された比較的剛性の高い梁状部材
３の一端に連結されており、梁状部材３の他端はスペー
サ６を介してヘッド位置決め機構のアーム部５に接続さ
れている。梁状部材３の内側には棒状又は管状のロード
ビーム部22が収容されており、ロードビーム部22の一端
はスペーサ６に接合されている。一方、ロードビーム部
22の他端に形成されたエンボス状突起部は、ジンバル部
21を介して浮動ヘッドスライダ１に負荷力を与えるよう
に構成されている。

このように、梁状部材３は管状に形成されており、梁
状部材３の内側にロードビーム部22を収容する構成をと
っている。このため、磁気記録媒体４の高旋回空気流に
起因するロードビーム励振の影響を回避することができ
る。したがって、スライダの浮上量変動を抑制して、安
定した記録・再生を実現することができる。同時に、梁
状部材３を管状に形成して構造的に強度を高くできると
いう利点がある。また、ロードビーム部を細長く棒状も
しくは管状としており、剛性を高く且つ質量を低減して
おり、曲げ共振点を高め設定することができる。

さらに、ジンバル部に例えばブタジエンゴムのように
減衰能の大きな粘弾性材料を用いて、外乱による振動の
影響を低減しスライダの浮上量変動を抑制することがで
きる。

発明の効果以上説明したように、本発明の浮動ヘッドスライダ支
持機構では、ロードビーム部の曲げ共振点が高周波数帯
域に設定され並進剛性も十分低く設定されるので、ロー
ドビーム部の設定誤差による浮上量変化の影響を受けに
くくなり、スライダの追従性が高まり、スライダの浮上
量変動が抑制される。

また、圧電素子もしくは電歪素子を梁状部材に固着
し、印加電圧を適宜制御して梁状部材を変形させ、スラ
イダのランディングオンもしくはランディングオフを簡
易にすることができる。

また、管上の梁状部材の内側にロードビーム部を配置
して、ロードビームの励振の影響を回避し、スライダの
浮上隙間を一定に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の浮動ヘッドスライダ支持機構の第１
の実施例の斜視図であり、第２図は、第１の実施例の動作を説明するための図であ
り、第３図は、本発明の第２の実施例を示す斜視図であり、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は、第２の実施例の動作
を説明するための図であり、第５図は、第３の実施例の動作を説明するための図であ
り、第６図は、従来の浮動ヘッドスライダ支持機構の斜視図
であり、第７図は、従来の浮動ヘッドスライダの支持機構の動作
を説明するための図である。（主な参照番号）１……浮動ヘッドスライダ、２……浮動ヘッドスライダ支持機構、３……梁状部材、４……磁気記録媒体、５……ヘッド位置決め機構のアーム部、６……スペーサ、７……圧電素子、 21……ジンバル部、 22……ロードビーム部、 71……リード線、 221……ロードビーム部のばね部、 222……ロードビーム部の梁部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】浮動ヘッドと、一端が浮動ヘッドの位置決め機構のアーム部に固定さ
れ、他端が該位置決め機構のアーム部から浮動ヘッド近
傍に配置した剛性の高い梁状部材と、該梁状部材上の浮動ヘッドに近い位置で固定され、上記
浮動ヘッドに所定の荷重を付与するロードビーム部と、上記梁状部材の浮動ヘッド側の近傍に固定され、上記浮
動ヘッドを弾性支持するジンバル部とからなり、浮動ヘッドへの弾性支持と荷重付与を分離する構造から
なることを特徴とする浮動ヘッドスライダ支持機構。
【請求項２】上記梁状部材の一部に圧電素子もしくは電
歪素子が接合され、該素子に印加する電圧を制御して上
記梁状部材を曲げ変形させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の浮動ヘッドスライダ支持機構。
【請求項３】上記ロードビーム部は、棒状あるいは管状
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の浮動ヘッドスライダ支持機構。
【請求項４】上記梁状部材は、管状であり、該管状梁状
部材の内側に上記ロードビーム部が配設されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の浮動
ヘッドスライダ支持機構。
【請求項５】上記ロードビーム部は、棒状あるいは管状
であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の浮
動ヘッドスライダ支持機構。
【請求項６】上記ジンバル部は、粘弾性膜であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
１項に記載の浮動ヘッドスライダ支持機構。
【請求項７】上記ジンバル部は、ブタジエンゴムからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
いずれか１項に記載の浮動ヘッドスライダ支持機構。