JP2585701Y2 - ロードアンロード用浮動ヘッド支持体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、磁気ディスク装置に用
いられる浮動ヘッドスライダのロードアンロード機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、磁気ヘッ
ドをその一端面に搭載した浮動ヘッドスライダが用いら
れている。浮動ヘッドスライダは、ディスクの高速回転
によって生じる高速な空気流の力学的効果によってディ
スク上を浮揚し、僅かな磁気ヘッドと記録媒体との間隔
を保ちながら記録再生を行うが、浮動ヘッドスライダを
ディスクの表面突起やうねりに対して常にそのスペーシ
ングを一定に保ちながら追従動作させるためのジンバル
スプリングによって、ピッチ，ロール，そしてディスク
面垂直の各方向に運動自在に保持されると同時に、浮動
ヘッドスライダの浮揚量を制御し、かつ任意の記録トラ
ック上に磁気ヘッドを移動させるためのヘッド支持を行
うロードスプリングがジンバルスプリングに付加され
る。

【０００３】一方、現在の磁気ディスク装置において
は、その起動停止方式として、ディスクの回転停止時に
は浮動ヘッドスライダとディスクが接触して設置され、
ディスクの回転を起動し、回転数上昇と共に浮動ヘッド
スライダを浮揚させて通常のオペレーションを行い、デ
ィスクの停止時にディスク回転数が下がることによって
また浮動ヘッドスライダをディスク上にランディングさ
せる、いわゆるコンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）
方式がその主流である。ＣＳＳ方式では、浮動ヘッドス
ライダとディスク表面は接触，低速摺動，離反，低速摺
動，接触の各段階を経て運転され、そのため摩擦や摩耗
の問題が発生することがあり、場合によってはその摩擦
摩耗が原因となってヘッドクラッシュが起こることもあ
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ＣＳＳ方式では機構の
構成が簡単にすむという特長があるが、次のような問題
点を有する。すなわちその第一は、ＣＳＳ時に不可避的
に発生する接触摺動の問題である。ディスクの回転数が
一定速以上に到達すれば浮動ヘッドスライダには十分な
浮揚力が発生するため、浮動ヘッドスライダとディスク
表面は非接触に保たれるが、ディスクの回転開始時直後
には浮動ヘッドスライダに働く浮揚力は小さく、そのた
め浮動ヘッドスライダとディスクは接触しつつ摺動する
状態が発生する。このような接触摺動はディスクの停止
時にも発生し、この場合には浮動ヘッドスライダは流体
潤滑状態から接触摺動状態へと遷移する。

【０００５】通常、浮動ヘッドスライダはセラミック等
の極めて硬度の高い材料を用いて作られている。それに
対しディスクは、磁気記録層を保護するためのカーボン
等で形成された保護膜や、浮動ヘッドスライダとの接触
摺動時にその摩擦抵抗を減じて摩耗を抑制するための潤
滑剤が表面に設けられているが、磁気記録の特性上それ
らは薄膜で形成されることからその硬度は浮動ヘッドス
ライダに比して小さくなる。それ故、接触摺動時には摩
擦摩耗の問題があり、このとき生じる微細な摩擦摩耗粉
は、場合によっては安定な浮動ヘッドスライダの運動を
阻害し、ヘッドクラッシュに至ることも考えられる。

【０００６】また、第二の問題は、今後とも益々低浮揚
化が要求される浮動ヘッドスライダのスライダ潤滑面の
仕上げ精度は極めて平滑なことが要求され、同時にディ
スク表面も浮動ヘッドスライダの低浮揚量を阻害しない
高い平面性が要求されることによって、ディスク停止時
に浮動ヘッドスライダとディスクが吸着する恐れがある
ことである。一旦吸着が起きると、摩擦力は急激に増大
しディスクの起動が困難となる。

【０００７】従って以上の問題を回避するためには、常
に浮動ヘッドスライダとディスクの表面が常に非接触で
動作する、ディスク装置の起動停止方式が必要である。
それには何らかの機構系によってもたらされる力によっ
て、浮動ヘッド支持体に搭載される浮動ヘッドスライダ
を磁気ディスク媒体表面に接近させる過程を経るローデ
ィングと、浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体表面
から離反させるためのアンローディングが必要となる。

【０００８】本考案の目的は、上記の課題を解決したロ
ードアンロード用浮動ヘッド支持体を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、浮動ヘッドス
ライダと、この浮動ヘッドスライダを支える舌状の板ば
ねからなるジンバルスプリングと、このジンバルスプリ
ングをその一端に接合し、同時に前記浮動ヘッドスライ
ダに適切な荷重を付加せしめる板ばね状のロードスプリ
ングよりなる浮動ヘッド支持体であって、かつ前記浮動
ヘッド支持体を磁気ディスク装置の非稼働時において保
持し、前記浮動ヘッド支持体に含まれる前記浮動ヘッド
スライダを磁気ディスク媒体表面より離反した状態とす
る浮動ヘッド支持体保持機構によって前記浮動ヘッド支
持体の移動運動によって前記浮動ヘッドスライダを磁気
ディスク媒体面上にローディングあるいはアンローディ
ングするためのロードアンロード用浮動ヘッド支持体で
あって、前記ジンバルスプリングを構成する舌状板ばね
部の、双葉ばね部との結合部分である折り返し部から見
た自由端部が前記ロードスプリングの先端部方向に存在
するよう設定し、前記ロードスプリングの、前記浮動ヘ
ッドスライダが保持される点より先端に、ロードスプリ
ングの面と相対的にある角度を有する面をもつアームラ
ンプをもつことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、本考案の浮動ヘッ
ドロードアンロード機構について詳細に説明する。

【００１１】図１は本考案に係わる浮動ヘッドロードア
ンロード機構の一実施例を示す平面図、図２は実施例の
正面図である。

【００１２】本実施例のロードアンロード用浮動ヘッド
支持体は、浮動ヘッドスライダ３と、この浮動ヘッドス
ライダを支える、ジンバルスプリング１と、このジンバ
ルスプリングをその一端に接合し、同時に浮動ヘッドス
ライダ３に適切な荷重を付加せしめる板ばね状のロード
スプリング２、およびロードスプリング２を図示せぬア
クチュエータ機構に接合する部分であるマウント４から
なる。

【００１３】ジンバルスプリング１を構成する双葉ばね
部１０２はその一部が溶接点１０３においてロードスプ
リング２に結合される。この溶接点１０３は通常の浮動
ヘッド支持体と異なり、浮動ヘッドスライダ３よりもロ
ードスプリング２の先端側にある。従って双葉ばね部１
０２とスライダが結合される舌状ばね部１０１との折り
返し部１０４はマウント４側に存在し、舌状ばね部１０
１の自由端はロードスプリング２の先端方向を向いてい
る。そしてロードスプリング２の先端にはロードスプリ
ング２の平面とある傾きをもった平面を有するアームラ
ンプ５０が接合されている。

【００１４】図２は図１に示した実施例を図中のＹ方向
からみた正面図である。図から見てとれるように、ロー
ドスプリング２の平面部とある角度を有する傾斜面をも
ったアームランプ５０が設けられている。

【００１５】次に本実施例の動作について説明する。図
３，図４は本実施例のロードアンロード用浮動ヘッド支
持体の使用例を示した平面図で、図３は通常の装置稼働
時、図４は浮動ヘッドスライダがロードアンロードされ
る状態を説明するものである。ロードスプリング２はキ
ャリッジ６によって保持され、さらにキャリッジ６はア
クチュエータ８によって回転軸７を中心として回転可能
な構造である。本実施例の動作説明例では、浮動ヘッド
支持体を装置の非稼働時において保持し、浮動ヘッド支
持体に含まれる浮動ヘッドスライダ３を磁気ディスク媒
体９の表面より離反した状態とする浮動ヘッド支持体保
持機構１０を有している。

【００１６】図４は装置の電源オンあるいはオフ時、あ
るいはそれ以外の特定のタイミングにおいて浮動ヘッド
スライダ３を磁気ディスク媒体９の表面にロード（通常
動作）、アンロードすなわち浮動ヘッドスライダ３が非
空気潤滑状態にあるような状態に浮動ヘッドスライダ３
をリトラクトした状態における、本実施例の構成要素の
位置関係を説明する図である。本実施例においては、浮
動ヘッドスライダ３のロードあるいはアンロードを実行
する場合に、浮動ヘッド支持体は回転軸７を中心として
回転運動をし、図４に示された位置まで回転する。この
とき浮動ヘッド支持体を構成するアームランプ５０の一
部と浮動ヘッド支持体保持機構１０とが滑り接触状態と
なりアンロードが行われる。この状態においてロードあ
るいはアンロード動作が実現されるが、その動作を説明
するのが、図５である。図５（ａ）は浮動ヘッドスライ
ダ３がロードされた状態を示す図２と同一方向から見た
部分省略された正面図であり、図５（ｂ）はアンロード
された状態を説明する同様の正面図である。また、図５
（ａ）は図３に示された位置における浮動ヘッド支持体
と浮動ヘッド支持体保持機構との関係を示しており、図
５（ｂ）は図４の状態を示している。浮動ヘッド支持体
が図中に示したＸ方向へ移動することで、アームランプ
５０と浮動ヘッド支持体保持機構１０とが図５（ｂ）の
ごとく接触し、さらにＸ方向へ移動することで浮動ヘッ
ド支持体保持機構は絶対空間に固定されているため、結
果として浮動ヘッドスライダ３はアームランプ５０，ロ
ードスプリング２，そしてジンバルスプリング１を介し
てＺ方向にアンロードされる。当然ながらローディング
のプロセスはこれと逆の手順で行われる。

【００１７】このロードアンロード動作を実現する場合
に、ヘッド媒体インタフェースの信頼性を確保すること
が重要である。それにはロードアンロード動作を構成す
る様々な物理パラメータが関係し、それらを最適に設計
する必要がある。ここでは、本考案の実施例がロードア
ンロードの信頼性を従来技術に比して大きく改善してい
ることを説明する。

【００１８】図６は本考案の実施例の浮動ヘッドスライ
ダの支持状態を説明する側面図である。本考案の実施例
における浮動ヘッドスライダの保持方式では、ロードス
プリング２にジンバルスプリング１が接合され、そのジ
ンバルスプリング１に浮動ヘッドスライダ３が接合され
る構成であり、その構成については従来例と同一であ
る。しかしながら本考案の実施例では、従来ロードスプ
リング２とジンバルスプリング１が持っていた相対位置
関係を逆に構成している。すなわち、従来ロードスプリ
ング２の根元側に設けられていたジンバルスプリング１
とロードスプリング２との接合部１０３を図１に示した
ごとくロードスプリング２の先端部に移動し、その接合
部１０３から延びる双葉ばね部１０２は従来ではロード
スプリング２の先端に向かっていたのを、本考案の実施
例では根元部に接近するように構成してある。その結果
さらにその双葉ばね部１０２から先に延び、浮動ヘッド
スライダ３を接合する舌状ばね部１０１との折り返し部
１０４は本実施例ではロードスプリング２の根元側に存
在し、舌状ばね部１０１の先端すなわち自由端はロード
スプリング２の先端に向かっている。図６は図１の実施
例の側面図であるが、図中に示したθはロードスプリン
グ２の平面に対する舌状ばね部１０１の平面の角度、す
なわちトング角を示している。また、浮動ヘッドスライ
ダ３はその背面において舌状ばね部１０１に結合される
が、さらに舌状ばね部１０１はその背面にボタン１１を
有し、それがロードスプリング２と接触してピボット支
持される構造である。ここでトング角はおよそ０°〜
１．５°に設定されるが、製造上のばらつきによって、
構造上このトング角θは設計値より大きくなるのが普通
である。

【００１９】ここでこのトング角θが製造上のばらつき
によって増大した場合について、そのようなばらつきを
もった浮動ヘッド支持体を用いた場合のロードアンロー
ド時の挙動について次に説明する。

【００２０】図７は従来例の浮動ヘッド支持体を用いた
場合に、浮動ヘッド支持体保持機構によってアンロード
された状態を示している部分拡大側面図である。図にお
いてθはロードスプリング２の平面とジンバルスプリン
グ１に含まれる舌状ばね部１０１平面との間のトング角
を示しており、ξは舌状ばね部１０１平面と磁気ディス
ク媒体面との間の角度を示している。そして、図中に示
されたζは浮動ヘッドスライダ３と磁気ディスク媒体９
とのなす角であり、通常ξと等しい。

【００２１】さて、浮動ヘッドスライダ３のロードアン
ロード時の挙動を信頼性の観点から分析すると、それは
ロードアンロードの過程でいかに滑らかに浮動ヘッド支
持体保持機構１０で支えられた荷重を浮動ヘッドスライ
ダ３の動圧で支える荷重へ移行させられるかという点に
集約される。これは言い替えれば浮動ヘッドスライダ３
のエアベアリングをいかに上手に形成させるかが、信頼
性の鍵となる。このような観点から従来例の浮動ヘッド
支持体の機構を考察すると、次のような問題がある。す
なわち、図８にみられるように、アンロード時において
ロードスプリング２は磁気ディスク媒体面に対してある
角度αを持つが、それに対しジンバルスプリング１に含
まれる舌状ばね部１０１と同様に磁気ディスク媒体面に
対する角度は図中の角度θだけ修正されることになる。
このときθすなわちジンバルスプリング１のトング角
は、図８に示した本考案の実施例のような構成の場合に
はその角度を磁気ディスク媒体面に対し減少させる方向
に作用するが、図７のような従来構成の場合にはその角
度を増大させることになる。

【００２２】この状況を詳細に観察しても明らかなよう
に、磁気ディスク媒体９の表面に対するロードスプリン
グ２の傾斜角度αは、図７および図８の場合ともに同一
である。しかし、トング角θの作用方向によって以下の
ような違いが存在する。すなわち、図８の本実施例で
は、磁気ディスク媒体９の表面と舌状ばね部１０１との
なす角度ξはα−θ（α、θはともに正）となる。それ
に対して、図７の従来例の場合、角度ξはα＋θであ
る。ところで、ロードスプリング２のなす角度αとは、
キャリッジ６に一端を固定されたロードスプリング２
が、アームランプ５０と磁気ヘッド支持体保持機構１０
との当接動作によって昇降せしめられる際に生じる角度
である。その角度αは、浮動ヘッドスライダ３が磁気デ
ィスク媒体９上でのローディング状態において実質的に
ゼロである。また、浮動ヘッドスライダ３が磁気ディス
ク媒体９から離反した状態において、磁気ディスク媒体
９の表面からロードスプリング２の先端部が離間する距
離は基端部よりも大きくなる。したがって、係る角度α
は、浮動ヘッドスライダ３が磁気ディスク媒体９から離
反した状態から接触直前に至るまでのローディング動作
中、任意の一定の大きさから実質的にゼロに一様に減少
する。浮動ヘッドスライダ３のローディング時点、すな
わち空気軸受（エアベアリング）効果による荷重の発生
開始の時点においては、浮動ヘッドスライダ３と磁気デ
ィスク媒体９の両者の相対距離はせいぜい１ミクロン程
度である。それゆえ、この場合の角度αとしては実質的
にゼロとみなすことができる。角度αがほぼゼロの状態
において、図７および図８の双方の傾斜角度ξを比較し
てみる。従来構造の図７の場合、ξ＝α＋θの関係から
正の値となる。このとき、浮動ヘッドスライダ３におけ
る舌状ばね部１０１の接合面と空気軸受面は実質的に平
行であることから、浮動ヘッドスライダ３の空気軸受面
と磁気ディスク媒体９の表面とのなす角度ζもまた正の
値となる。また、磁気ディスク媒体９の回転（図３,図
４の反時計廻り方向）によって、ロードスプリング２の
基端から先端に向けて空気の流れが生じる。そのため、
浮動ヘッドスライダ３の空気流出端１１１をロードスプ
リング２の先端部に揃えるようにして設定および構成さ
れる。そのことは、磁気ヘッドが浮動ヘッドスライダ３
の空気流出端１１１側に搭載されることにも関係してい
る。磁気ヘッドの信号線を取り回しする場合、その信号
線の剛性で浮動ヘッドスライダ３の運動の自由が阻害さ
れてはならない。信号線を余裕をもって緩やかに取り回
すには、開放スペースが十分に広いロードスプリング２
の自由先端部が好適である。以上の点を踏まえて、図７
の従来構造について考察するに、浮動ヘッドスライダ３
のローディング開始時点にあって、その浮動ヘッドスラ
イダ３に空気流れ方向に対して負の迎え角が生じること
は明確である。したがって、空気流入端１１０の高さｈ
１は空気流出端１１１の高さｈ２よりも小さく、ｈ１＜
ｈ２となる。その結果、浮動ヘッドスライダ３を磁気デ
ィスク媒体９にどのように近接させようとも、その浮動
ヘッドスライダ３の空気軸受効果を得ることはできな
い。そのため、ローディング過程で重要な空気膜が形成
されず、空気流入端１１０が磁気ディスク媒体９の表面
に接触してしまう。一方、本実施例を示す図８において
は、浮動ヘッドスライダ３のローディング開始状態で、
角度αは前述のように実質的にゼロであり、浮動ヘッド
スライダ３の傾きでトング角θだけが生じる。それによ
り、空気流入端１１０における磁気ディスク媒体９の表
面からの離間距離は、空気流出端１１１のそれよりも大
きい状態でローディング動作を開始できるのである。こ
の場合、流体力学的に明らかなように、浮動ヘッドスラ
イダ３には楔作用でもって圧力が生じ、ローディング時
に浮動ヘッドスライダ３への押しつけ力を空気膜で支え
ることが可能となる。しかも、浮動ヘッドスライダ３は
磁気ディスク媒体９と接触することなく、磁気ディスク
媒体９上にローディングさせることができる。ここで注
意すべきは、トング角θは、浮動ヘッドスライダ３上の
一点が磁気ディスク媒体９に接触する直前で、浮動ヘッ
ドスライダ３の空気流れ方向に向かって空気流入端１１
０側の高さの大きい正の迎え角を生じさせる効果を有し
ていることである。トング角θについては、実稼働中の
浮動ヘッドスライダ３の迎え角よりも大きくなる点は極
めて一般的な設計事項である。したがって、仮にトング
角θに製造上のばらつきが生じている場合でも、上記効
果に変わりはなく、安定なロードアンロード動作を実現
でき、信頼性の高い磁気ディスク装置の非接触起動停止
方式が実現できる。

【００２３】また、このようなランプ方式によるロード
アンロードでは、浮動ヘッド支持体保持機構との接触摺
動時に発生する摩擦がロードアンロードの信頼性に影響
する。この点について本実施例の構成を考察すると、図
１０に示すように従来機構のロードアンロードではラン
プ１５にロードスプリング２が接触摺動しつつＸ方向に
運動し、その結果ロードスプリング２に図中Ｚ方向の力
が発生し、そして図示せぬ浮動ヘッドスライダがアンロ
ードされる構成である。しかし、この構成ではランプ１
５とロードスプリング２との接触点２００が浮動ヘッド
支持体の重心ＣＧから比較的大きな距離Ｌだけ離れてい
るため、摩擦によって浮動ヘッド支持体にはモーメント
Ｍが発生する。このモーメントはロードスプリング２の
ねじれを誘い、結果として浮動ヘッドスライダもロード
アンロード動作中に傾くことがある。これは浮動ヘッド
スライダの空気潤滑面と磁気ディスク媒体面の平行度を
損ね、ロードアンロード時の装置信頼性を著しく低下せ
しめる。一方、図９に示した本実施例では、浮動ヘッド
支持体保持機構１０とアームランプ５０との接触点２０
１とロードスプリング２の重心ＣＧとの距離Ｌ０はアー
ムランプ１０がロードスプリング２の先端に構成される
ため、図１０のＬよりも小さくすることができ、その結
果モーメントの発生を抑え、浮動ヘッドスライダの傾き
の小さい信頼性の高いロードアンロードが実現できる。

【００２４】以上本考案のロードアンロード用浮動ヘッ
ド支持体を用い、ロードアンロード動作をさせることに
よって、ヘッド媒体インタフェースの問題点を克服した
信頼性の高い装置を実現できる。

【００２５】

【考案の効果】本考案のロードアンロード用浮動ヘッド
支持体を用いることによって、ＣＳＳに係わる浮動ヘッ
ドスライダと磁気ディスク媒体間の摩擦摩耗，吸着の問
題を回避することができ、従って磁気ディスク装置にお
ける雰囲気中の塵埃の発生を最小に抑制し、ヘッドクラ
ッシュの危険性を大幅に減じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わるロードアンロード用浮動ヘッド
支持体の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の実施例の正面図である。

【図３】実施例の動作を説明する平面図である。

【図４】実施例の動作を説明する平面図である。

【図５】実施例の動作を説明する正面図である。

【図６】実施例の側面図である。

【図７】従来例の動作を説明する部分側面図である。

【図８】実施例の動作を説明する部分側面図である。

【図９】実施例の動作を説明する部分正面図である。

【図１０】従来のロードアンロード機構を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ジンバルスプリング ２ ロードスプリング ３ 浮動ヘッドスライダ ６ キャリッジ ７ 回転軸 ８ アクチュエータ ９ 磁気ディスク媒体 １０ 浮動ヘッド支持体保持機構 １１ ボタン １０１ 舌状ばね部 １０２ 双葉ばね部 １１０ 空気流入端 １１１ 空気流出端

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】浮動ヘッドスライダと、この浮動ヘッドス
   ライダを支える舌状の板ばねからなるジンバルスプリン
   グと、このジンバルスプリングをその一端に接合し、同
   時に前記浮動ヘッドスライダに適切な荷重を付加せしめ
   る板ばね状のロードスプリングよりなる浮動ヘッド支持
   体であって、かつ前記浮動ヘッド支持体を磁気ディスク
   装置の非稼働時において保持し、前記浮動ヘッド支持体
   に含まれる前記浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体
   表面より離反した状態とする浮動ヘッド支持体保持機構
   によって前記浮動ヘッド支持体の移動運動によって前記
   浮動ヘッドスライダを磁気ディスク媒体面上にローディ
   ングあるいはアンローディングするためのロードアンロ
   ード用浮動ヘッド支持体であって、前記ジンバルスプリ
   ングを構成する舌状板ばね部の、双葉ばね部との結合部
   分である折り返し部から見た自由端部が前記ロードスプ
   リングの先端部方向に存在するよう設定し、前記ロード
   スプリングの、前記浮動ヘッドスライダが保持される点
   より先端に、ロードスプリングの面と相対的にある角度
   を有する面をもつアームランプをもつことを特徴とする
   ロードアンロード用浮動ヘッド支持体。