JP4062223B2 - Head support device and disk device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、磁気ディスクや光磁気ディスク等のディスク状記録媒体に対して記録再生を行う浮上型のヘッドを搭載したヘッドスライダを用いたヘッド支持装置およびこれを用いて記録再生を行うディスク装置に関する。 The present invention relates to a head support device using a head slider equipped with a floating head for recording and reproducing on a disk-shaped recording medium such as a magnetic disk and a magneto-optical disk, and a disk device that performs recording and reproduction using the head slider. .
近年、ハードディスクや光ディスク等のディスク状記録媒体(以下、記録媒体ともいう)に対し記録再生を行うディスク装置(以下、ディスク記録再生装置ともいう)の技術的進歩は著しく、従来のコンピュータ用だけでなく多くの分野で用途が拡大している。このようなディスク装置では、さらなる高密度記録化と、衝撃等の外乱を受けても記録媒体やヘッドスライダが破損せず、安定して記録再生が可能で、携帯機器にも搭載可能な小型化が要求されている。 2. Description of the Related Art In recent years, the technical progress of a disk apparatus (hereinafter also referred to as a disk recording / reproducing apparatus) for recording / reproducing information on a disk-shaped recording medium (hereinafter also referred to as a recording medium) such as a hard disk or an optical disk has been remarkable. Applications are expanding in many fields. In such a disk device, the recording medium and the head slider are not damaged even when subjected to a disturbance such as an impact, and can be stably recorded and reproduced, and can be mounted on a portable device. Is required.
従来の浮上型のヘッドを有するディスク装置のヘッド支持装置の例として、ハードディスク装置等の磁気記録再生装置における従来のヘッド支持装置について、図面を用いて説明する。 As an example of a head support device of a disk device having a conventional floating type head, a conventional head support device in a magnetic recording / reproducing apparatus such as a hard disk device will be described with reference to the drawings.
図17は従来の磁気記録再生装置のヘッド支持装置の構成と、ヘッド支持装置と磁気記録媒体(以下、ディスクともいう)との関係を示す平面図である。 FIG. 17 is a plan view showing the configuration of a head support device of a conventional magnetic recording / reproducing apparatus and the relationship between the head support device and a magnetic recording medium (hereinafter also referred to as a disk).
図17において、ヘッド支持装置100のヘッド支持アーム108は、比較的剛性の低い支持アーム102、板ばね部103、および比較的剛性の高い支持アーム104からなり、支持アーム102の一端の下面には磁気ヘッド(図示せず)を搭載したヘッドスライダ101が設けられた構成であった。
In FIG. 17, the
また、磁気記録媒体107はスピンドルモータ109によって回転するように設けられており、磁気記録再生装置の記録再生時には、磁気記録媒体107の回転によって発生する空気流による浮揚力と、ヘッドスライダ101を磁気記録媒体107側へ付勢するヘッド支持装置100による付勢力との関係により、ヘッドスライダ101に搭載された磁気ヘッドは一定の浮上量を得ていた。
Further, the
ヘッド支持装置100は、記録再生時には、支持アーム104に設けられたボイスコイル106の作用によって、軸受部105を中心として回動することにより、ヘッドスライダ101に搭載された磁気ヘッドが磁気記録媒体107の希望するトラックに対して位置決めされ、記録再生が行われる構成となっていた。
The
次に図18を用いて、従来のヘッド支持装置の構成および作用について、より詳細に説明する。 Next, the configuration and operation of a conventional head support device will be described in more detail with reference to FIG.
図18は、従来のヘッド支持装置における支持アーム102とヘッドスライダ101とからなるヘッド支持アーム108の要部斜視図である。ヘッドスライダ101は、フレクシャ115の先端部に設けられた舌状部113に固着されている。また、フレクシャ115の他端は支持アーム102に固着されている。フレクシャ115は、例えばジンバルスプリングが用いられ、ヘッドスライダ101に対してピッチ動作およびロール動作が許容されるような構成を有している。ヘッドスライダ101のフレクシャ115への固着は、例えば接着剤で接着することにより行われ、フレクシャ115の支持アーム102への固着は、例えば溶着により行われる。支持アーム102の先端部にはヘッドスライダ101に荷重を付勢するディンプル114があり、このディンプル114を介してヘッドスライダ101に所定の荷重が付勢される。ディンプル114を有する支持アーム102と、舌状部113を有するフレクシャ115とヘッドスライダ101を含んでヘッド支持アーム108が構成される。
FIG. 18 is a perspective view of a main part of a
このようなヘッド支持アーム108を用いて、回転する磁気記録媒体(図18には図示せず)上で記録再生を行う場合、ヘッドスライダ101にはディンプル114から加わる荷重、空気流により磁気記録媒体から浮上するように働く正圧力、および磁気記録媒体に接近するように働く負圧力の3つの力が作用し、これらの力の釣り合いによりヘッドスライダ101は浮上し、この浮上量を保った状態で揺動手段を駆動して所定のトラック位置に位置決めしながら情報変換素子(図示せず)により記録再生が行われる。
When recording / reproducing is performed on a rotating magnetic recording medium (not shown in FIG. 18) using such a
しかしながら、上述した従来のディスク装置では外部からの衝撃が加わったときに、ヘッドスライダが記録媒体に衝突あるいは接触して、ヘッドスライダや記録媒体に摩耗や損傷を生じ、データの破壊や装置の破損にいたることがあった。このため、外部からの振動を受ける取り付け部材を設け、柔構造の断熱支持部材を用いてディスク装置本体をこの取り付け部材に結合することで、外部振動が装置本体に伝わるのを防止する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにより外部振動に対して強いディスク装置が実現されるが、装置全体が大型化してしまうため、小型軽量化を要求する携帯機器にはこのような装置は搭載し難い。 However, in the conventional disk device described above, when an external impact is applied, the head slider collides with or comes into contact with the recording medium, causing the head slider or the recording medium to be worn or damaged, resulting in data destruction or device damage. I have been to For this reason, a method for preventing external vibration from being transmitted to the device main body by providing a mounting member that receives external vibration and coupling the disk device main body to the mounting member using a flexible heat insulating support member is proposed. (For example, refer to Patent Document 1). As a result, a disk device that is resistant to external vibration is realized. However, since the entire device increases in size, it is difficult to mount such a device in a portable device that requires a reduction in size and weight.
このため、ヘッドスライダや支持アームあるいはヘッド支持アーム自体の耐衝撃性を向上させて、ディスク装置の小型化と耐衝撃性を同時に達成することが要求されている。特に、ヘッドスライダは記録媒体に対して微小な浮上量をもって対向しているので、衝撃力が作用した場合に少なくともヘッドスライダや記録媒体に致命的な損傷が生じないようにすることが要求されている。しかし、耐衝撃性を向上するためにヘッドスライダの記録媒体の対向面の形状を工夫することは比較的少なく、多くはスキュー角変動や大気圧変動等に対して情報変換素子が設けられている空気流出側の浮上量を安定化するための取組みが行われている。 For this reason, it is required to improve the impact resistance of the head slider, the support arm, or the head support arm itself, and to simultaneously achieve downsizing and impact resistance of the disk device. In particular, since the head slider faces the recording medium with a small flying height, it is required that at least the head slider and the recording medium should not be fatally damaged when an impact force is applied. Yes. However, it is relatively rare to devise the shape of the facing surface of the recording medium of the head slider in order to improve impact resistance, and many information conversion elements are provided for skew angle fluctuations, atmospheric pressure fluctuations, etc. Efforts are being made to stabilize the flying height on the air outflow side.
例えば、空気流出側に大きな正圧力を発生させる正圧発生部と負圧力を発生させる負圧発生部を集中して設けて、空気流出側の空気膜剛性を大きくするヘッドスライダの構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このような構成とすることにより、ヘッドスライダにピッチングが生じて浮上姿勢が変化した際に浮上量が変動しない点を焦点とし、この焦点の位置を情報変換素子が設けられている空気流出側端部近傍とすることができる。これにより、スキュー角の変動、大気圧変動、揺動に伴なう外力変動、あるいは荷重変動が生じても、正圧力と負圧力の作用により情報変換素子近傍の浮上量はほとんど変化せず、情報の安定した記録あるいは再生を可能としている。 For example, a head slider configuration has been proposed in which a positive pressure generating section that generates a large positive pressure on the air outflow side and a negative pressure generating section that generates a negative pressure are concentrated to increase the air film rigidity on the air outflow side. (For example, refer to Patent Document 2). By adopting such a configuration, the focal point is the point where the flying height does not vary when the flying height changes when the head slider is pitched, and the position of this focal point is the air outflow side end where the information conversion element is provided. Near the part. Thereby, even if the fluctuation of the skew angle, the atmospheric pressure fluctuation, the external force fluctuation accompanying the swing, or the load fluctuation occurs, the flying height in the vicinity of the information conversion element is hardly changed by the action of the positive pressure and the negative pressure, It enables stable recording or reproduction of information.
また、低浮上量を安定して実現するためのヘッドスライダ構造として、浮上量が変動しない位置を不動点とし、この不動点を空気流出側に位置するように構成したヘッドスライダが提案されている(例えば、特許文献3参照)。すなわち、記録媒体方向に付勢するような押付荷重が加えられ、記録媒体の回転により生じる空気粘性流でヘッドスライダを浮上させるように作用する正圧力と、ヘッドスライダ面に形成された溝に空気が流入することで生じる負圧力とを発生するヘッドスライダにおいて、負圧力の発生中心位置を押付荷重の荷重作用点よりも空気流入側に位置させる構造である。 Further, as a head slider structure for stably realizing a low flying height, a head slider is proposed in which a position where the flying height does not change is set as a fixed point and the fixed point is positioned on the air outflow side. (For example, refer to Patent Document 3). That is, a pressing load is applied so as to urge the recording medium in the direction of the recording medium, and the positive pressure acts to lift the head slider by the air viscous flow generated by the rotation of the recording medium, and the air formed in the groove formed on the head slider surface. In the head slider that generates the negative pressure generated by the inflow of the negative pressure, the negative pressure generation center position is positioned on the air inflow side with respect to the load application point of the pressing load.
このような構造により、ヘッドスライダを上向きにするような外力(モーメント)が働いた場合に、負圧力がこの外力に対して抗するように作用するのでヘッドスライダの姿勢を安定して保つことができる。すなわち、ヘッドスライダを上向きに作用する外力が働いても、負圧力が外力に対抗するように作用し、情報変換素子が取り付けられているヘッドスライダの空気流出側が実質的な釣り合いの回転中心、すなわち不動点となるので情報変換素子の記録媒体表面に対する距離はほとんど変化しないことが示されている。
以上述べてきたように、磁気記録再生装置のヘッド支持装置においては、外部からの衝撃や、記録再生時に磁気記録媒体面の上下動があっても、ヘッドスライダを安定して浮上させて、ヘッドスライダに搭載された磁気ヘッドのオフトラックを防止するために、ヘッドスライダに対して、所定の荷重を磁気記録媒体方向へ印加することが必要であった。また、磁気記録再生装置の記録再生時において、磁気記録媒体面の上下動等にヘッドスライダを追従させる必要があるため、ヘッド支持装置は、ある程度の柔軟性を有した構成であることが必要であった。さらに、磁気記録再生装置の小型化、特に薄型化を達成するためには、ヘッド支持装置を、磁気記録媒体面の垂直方向に薄く形成する必要があった。 As described above, in the head support device of the magnetic recording / reproducing apparatus, the head slider is stably lifted even if there is an external impact or the vertical movement of the magnetic recording medium surface during recording / reproducing. In order to prevent the off-track of the magnetic head mounted on the slider, it is necessary to apply a predetermined load toward the magnetic recording medium to the head slider. In addition, since the head slider needs to follow the vertical movement of the magnetic recording medium surface during recording / reproduction of the magnetic recording / reproducing apparatus, the head support apparatus needs to have a certain degree of flexibility. there were. Further, in order to achieve a reduction in size, particularly a reduction in thickness, of the magnetic recording / reproducing apparatus, it is necessary to form the head support device thin in the direction perpendicular to the magnetic recording medium surface.
しかし、従来のヘッド支持装置においては、前述したように、支持アームと結合部とを板ばね部で接続するような構成であるので、ヘッド支持装置に対する多様な要求を満足させるためには、相反する要件を満たすことが要求された。すなわち、具体的には、まず磁気ヘッドを搭載したヘッドスライダを安定して浮上させるために、ヘッドスライダに必要とする荷重をかけるに十分な反力を板ばね部が有することが必要であった。 However, as described above, the conventional head support device is configured such that the support arm and the coupling portion are connected by the leaf spring portion. Therefore, in order to satisfy various requirements for the head support device, there is a conflict. Was required to meet the requirements. Specifically, first, in order to stably float the head slider on which the magnetic head is mounted, it is necessary that the leaf spring portion has a reaction force sufficient to apply a necessary load to the head slider. .
また、磁気記録媒体の上下動や、量産時の磁気記録再生装置毎のヘッドスライダと磁気記録媒体との距離の製造バラツキ等によって、ヘッドスライダの磁気記録媒体への荷重が変化することを防ぐために、ヘッド支持装置がある程度の柔軟性を有することが必要であった。従来のヘッド支持装置においては、板ばね部103に図17に示すような切り欠き部が設けられ、これにより板ばね部103の剛性を下げるとともに、そのばね定数を小さくし、柔軟性を有させるような設計がなされていた。
To prevent the head slider from changing the load on the magnetic recording medium due to vertical movement of the magnetic recording medium or manufacturing variations in the distance between the head slider and the magnetic recording medium for each magnetic recording / reproducing apparatus during mass production. Therefore, it is necessary for the head support device to have a certain degree of flexibility. In the conventional head support device, a notch portion as shown in FIG. 17 is provided in the
また、板ばね部の剛性を下げるために支持アームを薄板構造にした場合、ヘッド支持装置が位置決めのために移動する際、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低いために、ねじれ等の振動モードが発生し、その結果、発生した振動モードをセトリング(整定)するのに時間がかかり、結果としてアクセス時間を短時間化することに限界があった。 In addition, when the support arm has a thin plate structure in order to reduce the rigidity of the leaf spring portion, when the head support device moves for positioning, the frequency of the main resonance point, the so-called resonance frequency, is low, so that vibration such as torsion is caused. As a result, it takes time to settle the set vibration mode, and as a result, there is a limit to shortening the access time.
さらに、従来のヘッド支持装置においては、その重心は、板ばね部よりも磁気ヘッドよりに位置したために、磁気記録再生装置に外部からの強い衝撃等が加わった場合、ヘッドスライダ部分での、磁気記録媒体の回転によって発生する空気流による浮揚力と、ヘッドスライダを磁気記録媒体側へ付勢するヘッド支持装置による付勢力とのバランスが崩れ、ヘッドスライダが磁気記録媒体から跳躍するような現象が発生する。このため、ヘッドスライダが磁気記録媒体に衝突し、磁気記録媒体に磁気的損傷または機械的損傷を与えてしまう可能性があった。 Further, since the center of gravity of the conventional head support device is located closer to the magnetic head than the leaf spring portion, when a strong external impact is applied to the magnetic recording / reproducing device, the magnetic force at the head slider portion is increased. The balance between the levitation force caused by the air flow generated by the rotation of the recording medium and the urging force by the head support device that urges the head slider toward the magnetic recording medium is lost, and the head slider jumps from the magnetic recording medium. appear. For this reason, the head slider may collide with the magnetic recording medium, which may cause magnetic damage or mechanical damage to the magnetic recording medium.
また、上述したヘッドスライダに関する提案例では、情報変換素子を設けている空気流出側端部の浮上量が変動しないように、不動点あるいは焦点がヘッドスライダの空気流出側端部に位置するように磁気記録媒体の対向面を作成するとともに負荷の作用点を配置している。これにより、スキュー角や大気圧変動あるいは荷重変動等により浮上姿勢が変化しても、情報変換素子が設けられている空気流出側の浮上量を安定化できる。しかしながら、このような変動量と外部から作用する衝撃力を比較すると、衝撃力の方がはるかに大きいため上述した提案例が衝撃力に対しても有効であるとはいえない。 Further, in the above-described proposal example related to the head slider, the fixed point or the focal point is positioned at the air outflow side end of the head slider so that the flying height of the air outflow side end provided with the information conversion element does not fluctuate. A facing surface of the magnetic recording medium is created and a point of action of the load is arranged. Thereby, even if the flying posture changes due to a skew angle, atmospheric pressure fluctuation, load fluctuation, or the like, the flying height on the air outflow side provided with the information conversion element can be stabilized. However, when comparing the amount of fluctuation and the impact force acting from the outside, the impact force is much larger, and the above-described proposed example is not effective for the impact force.
すなわち、空気流出側端部に不動点あるいは焦点が位置するようなヘッドスライダに対して大きな衝撃力が作用すると、ヘッドスライダが負のピッチ角、すなわち空気流入側の浮上量が空気流出側の浮上量に比べて逆に小さくなる状態が生じることがある。このような状態が生じると、磁気記録媒体の対向面と磁気記録媒体表面間に空気膜が形成できなくなり、全く浮上しなくなり、ヘッドスライダは記録媒体に衝突して破損にいたることがある。 That is, when a large impact force is applied to the head slider whose fixed point or focal point is located at the end of the air outflow side, the head slider has a negative pitch angle, that is, the flying height on the air inflow side rises to the air outflow side. On the other hand, there may be a situation where it becomes smaller than the amount. When such a state occurs, an air film cannot be formed between the opposing surface of the magnetic recording medium and the surface of the magnetic recording medium, and the air slider cannot be lifted at all, and the head slider may collide with the recording medium and be damaged.
また、スキュー角等が変動しても浮上量が不動である点を焦点と定義し、この位置を空気流出側端部に位置するような磁気記録媒体の対向面の形状とした提案では、ヘッドスライダに外部から衝撃力が作用したときの不動点が上記の焦点位置と一致するかどうかについては述べられていない。 In addition, the point where the flying height does not move even when the skew angle etc. fluctuates is defined as the focal point, and in this proposal, the position of the opposite surface of the magnetic recording medium located at the air outflow side end is proposed. It is not described whether the fixed point when an impact force is applied to the slider from the outside coincides with the above focal position.
さらに、浮上量が変動しない位置を不動点とし、この不動点を空気流出側に位置する構成の提案に関しては、ヘッドスライダを上向きにするような回転モーメントに対しては、空気流出側の浮上量の変動を抑制できるが、記録媒体表面に対して上下方向、特に記録媒体表面に付勢するような下方に衝撃力が作用した場合には、わずかな衝撃力で記録媒体表面に衝突する可能性がある。 Furthermore, with regard to the proposal of a configuration in which the position where the flying height does not fluctuate is set as a fixed point and this fixed point is positioned on the air outflow side, the floating amount on the air outflow side is detected for a rotational moment that causes the head slider to face upward. However, if an impact force acts on the surface of the recording medium in the vertical direction, especially below the surface of the recording medium, it may collide with the surface of the recording medium with a slight impact force. There is.
さらに、携帯機器に搭載されるディスク装置では、記録媒体サイズの小径化と同時に記録媒体回転速度も小さくする必要があり、従来に比べてヘッドスライダの磁気記録媒体の対向面に流れる空気流速が小さくなる。このような低流速では、衝撃力によりヘッドスライダに負のピッチ角が発生すると、空気膜が形成できず記録媒体に衝突する可能性が非常に大きくなるが、上述の開示例ではこのような場合については全く開示されていない。 Furthermore, in a disk device mounted on a portable device, it is necessary to reduce the recording medium rotation speed at the same time as reducing the recording medium size, and the air flow velocity flowing on the facing surface of the magnetic recording medium of the head slider is smaller than before. Become. At such a low flow rate, if a negative pitch angle occurs in the head slider due to the impact force, the air film cannot be formed and the possibility of collision with the recording medium becomes very large. Is not disclosed at all.
以上のような課題は、磁気記録再生装置に特有な課題ではなく、浮上型のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様の課題を生じていた。 The above problems are not problems specific to the magnetic recording / reproducing apparatus, but the same problems occur in a disk device having a floating head, such as an optical disk device or a magneto-optical disk device.
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、ヘッドスライダに外部から衝撃力が作用したときに、ヘッドスライダがピッチ方向に回転するようにして耐衝撃性を高めたヘッドスライダと、ヘッドに必要十分な荷重をかけながら、高い柔軟性を有するとともに、薄く、耐衝撃性の高いヘッド支持装置ならびにこれらを用いたディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, and a head slider having improved impact resistance by rotating the head slider in the pitch direction when an external impact force is applied to the head slider. An object of the present invention is to provide a thin head support device having high flexibility and a high impact resistance while applying a necessary and sufficient load to the head, and a disk device using them.
上記課題を解決するため、本発明のヘッド支持装置は、ヘッドと、ヘッドが一方の端部に配設され、かつ、弾性部材が他方の端部の近傍に形成された支持アームと、第1のベースアームと、第2のベースアームと、駆動手段とを有し、前記弾性部材の先端部が前記第1のベースアームに固着され、かつ、前記支持アームまたは前記第1のベースアームに垂直回動部支点が設けられ、前記ヘッドがヘッドスライダに搭載され、前記ヘッドスライダがフレクシャを介して前記支持アームの前記一方の端部に配設され、前記垂直回動部支点を挟んで、前記ヘッドスライダとは反対側にある前記支持アームの前記他方の端部にバランサーが配設され、前記第2のベースアームの一方の端部は、前記弾性部材が固着された前記第1のベースアームの一方の端部に結合され、前記第2のベースアームの前記一方の端部と反対側にある他方の端部には、前記駆動手段が配置される。 In order to solve the above-described problem, a head support device according to the present invention includes a head, a support arm in which the head is disposed at one end, and an elastic member is formed in the vicinity of the other end. A base arm, a second base arm, and a driving means, and a distal end portion of the elastic member is fixed to the first base arm, and is perpendicular to the support arm or the first base arm. A pivot part fulcrum is provided, the head is mounted on a head slider, the head slider is disposed on the one end of the support arm via a flexure, and the vertical pivot part fulcrum is sandwiched between A balancer is disposed at the other end of the support arm on the side opposite to the head slider, and the first base arm to which the elastic member is fixed is disposed at one end of the second base arm. One of Coupled to an end portion, wherein the other end on the opposite side to the one end portion of the second base arm, said driving means is arranged.
以上述べたように、本発明のヘッド支持装置を用いれば、ヘッドに十分な荷重をかけながら、高い柔軟性を有し、耐衝撃性の高い、高速アクセスが可能なヘッド支持装置を提供することができるのみならず、本発明のヘッド支持装置を用いれば、支持アームの上下動が可能となるので、記録媒体の回転停止時には、ヘッドを記録媒体から離して保持することが可能となる。 As described above, by using the head support device of the present invention, it is possible to provide a head support device having high flexibility, high impact resistance, and high speed access while applying a sufficient load to the head. In addition, if the head support device of the present invention is used, the support arm can be moved up and down, so that when the recording medium stops rotating, the head can be held away from the recording medium.
また、一端にヘッドを搭載したヘッドスライダを有する支持アームと第1のベースアームを弾性部材である板ばね部を介して固着し、支持アームあるいは第1のベースアームのいずれか一方に2個のピボットを設け、2個のピボットのそれぞれの頂点の押圧力によって、支持アームを記録媒体の表面側に回動させ、ヘッドスライダを記録媒体の表面に押圧する構成により、外部からの衝撃力に対し、第1のべースアームあるいは支持アームのいずれか一方に設けられた2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線(回動軸)周りに回転する力が生じることがなく、したがって、ヘッドスライダが記録媒体の表面に衝突して、ヘッドスライダに搭載されたヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止することができ、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。そして、このようなヘッド支持アームを搭載したヘッド支持装置を用いることにより、耐衝撃性が高く、アクセス速度が速い等の信頼性の高いディスク装置を実現することができる。 In addition, a support arm having a head slider with a head mounted on one end and a first base arm are fixed to each other via a leaf spring portion that is an elastic member, and two support arms or the first base arm are provided. By providing a pivot and rotating the support arm toward the surface of the recording medium by the pressing force at the apex of each of the two pivots, the head slider is pressed against the surface of the recording medium, so that the impact force from the outside can be reduced. , No force is generated around the line (rotation axis) connecting the vertices of the two pivots provided on either the first base arm or the support arm. The head and recording medium mounted on the head slider can be prevented from being damaged by colliding with the surface of the medium, and the stable head with less vibration can be prevented. It is possible to realize a head support arm constituting the support device. By using a head support device equipped with such a head support arm, a highly reliable disk device having high impact resistance and high access speed can be realized.
さらに、ヘッドスライダが記録媒体上を浮上しているときに大きな衝撃力が作用しても、ヘッドスライダの記録媒体表面への衝突を防止できる、あるいは衝突するときのエネルギーを小さくしてヘッドスライダまたは記録媒体が損傷することを防止できる。この結果、高信頼性のヘッド支持装置およびディスク装置を作製でき、大容量で小型・薄型のディスク装置を携帯機器に搭載することができる。 Furthermore, even if a large impact force is applied when the head slider is flying above the recording medium, the head slider can be prevented from colliding with the recording medium surface, or the energy at the time of collision can be reduced to reduce the head slider or It is possible to prevent the recording medium from being damaged. As a result, a highly reliable head support device and disk device can be manufactured, and a large-capacity, small and thin disk device can be mounted on a portable device.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
まず、磁気記録再生装置を例として本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の動作原理から説明する。
(First embodiment)
First, the principle of operation of the head support device in the first embodiment of the present invention will be described by taking a magnetic recording / reproducing apparatus as an example.
図1(a)は本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の概略構成を示す側面図であり、図1(b)はその平面図である。 FIG. 1A is a side view showing a schematic configuration of the head support device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.
図1において、記録再生を行うヘッド素子(図示せず)を搭載したヘッドスライダ1は、支持アーム2の記録媒体12に対向する面に、ヘッド素子が記録媒体12に対向するように取り付けられている。後述するが、支持アーム2は、第1の軸受部10と、第2の軸受部11とで支持されており、第1の軸受部10により記録媒体12の半径方向の回動、第2の軸受部11により記録媒体12の表面に対して、いわゆる「あおり」動作となる垂直方向の回動ができるように構成されている。
In FIG. 1, a
記録媒体12は回転手段であるスピンドルモータ19によって軸支されており、磁気記録再生装置の記録時または再生時、つまり磁気ヘッドがロードされた状態においては、記録媒体12の回転により発生する空気流による浮揚力と、ヘッドスライダ1を記録媒体12側へ付勢するヘッド支持装置9の付勢力との関係により、ヘッドスライダ1に搭載された磁気ヘッドは、記録媒体12に対して一定の浮上量を得て記録または再生を行っている。
The
図1において、下面にヘッド素子を設けたヘッドスライダ1を、一端下面に搭載した支持アーム2は、他端側において、図示するように弾性部材である板ばね部4の一端側部分と止着されており、板ばね部4の他端側部分はばね固定部材5を介して第2の軸受部11と止着されている。
In FIG. 1, a
これによって、支持アーム2は第2の軸受部11に板ばね部4を介して弾性的に保持された状態となる。
As a result, the
また、第2の軸受部11には一対のピボット11aおよびピボット11b(図示せず)が設けられており、そのピボット11a,11bが支持アーム2に対し、それぞれ図1(b)におけるPa,Pb点において当接し、弾性部材である板ばね部4の弾性力によって支持アーム2の一端側が記録媒体12方向へ付勢され、このとき、当接点PaおよびPbには圧縮応力が発生する。記録媒体12が無い場合は、板ばね部4が変形して、支持アーム2は図1(a)における点線で示した位置になるように構成されている。
Further, the
なお、第2の軸受部11の各ピボット11aおよびピボット11bは、支持アーム2が記録媒体12の半径方向に回動する際の回動中心軸方向および支持アーム2の長手方向に対して垂直で、その回動中心軸を通る線上において支持アーム2と当接するように設けられている。
Each
磁気記録再生装置の動作時、つまり記録媒体12に対してヘッドスライダ1が浮上している際のヘッドスライダ1へのロード荷重は、第2の軸受部11の各ピボット11aおよびピボット11bによる支持アーム2に対する記録媒体12方向への圧縮応力によって生じることになる。
During the operation of the magnetic recording / reproducing apparatus, that is, when the
ヘッド支持装置9をこのような構成にすることにより、支持アーム2を剛性の高い材料で形成することができる。このため、第2の軸受部11から、第2の軸受部11の各ピボット11aおよびピボット11b、支持アーム2の第2の軸受部11に支持された領域からヘッドスライダ1が形成される領域にいたるまでの全領域において、剛性の高い材料によってヘッド支持装置9を形成することができる。
By configuring the
このように支持アーム2を高剛性な材料で形成すれば、支持アーム2の共振周波数を高くすることができるので、従来問題となっていた振動モードが発生せず、セトリング動作が必要ないので、高速な支持アーム2の回動および位置決めが可能となり、磁気記録再生装置のアクセス速度を向上することが可能となる。
If the
また弾性部材である板ばね部4が、支持アーム2の構造の中には組み込まれず、支持アーム2とは独立して設けられているために、板ばね部4の厚み、材質等を変更することにより、板ばね部4の強度およびばね定数を選定することが可能となる。
Further, since the
また、ヘッド支持装置9を使用する際の構成によって、弾性部材である板ばね部4によって保持された部分の重心位置、例えばボイスコイルモータによって回動を行う場合には、ボイスコイルとコイルホルダとを装着した状態での支持アーム2の重心位置を、支持アーム2の記録媒体12の半径方向の回動軸と記録媒体12の記録面に対して垂直方向の回動軸との交点と同一、つまり支持アーム2と第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bとが当接する点PaおよびPbを結ぶ線上の中点Pと実質的に同じ位置となる(図1(a)において、P点とPa点との距離およびP点とPb点との距離が等しくLとなる)ようにヘッド支持装置を設計することにより、外部からの衝撃等に対して、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を提供することが可能となる。この場合、最も耐衝撃性の大きいヘッド支持装置を提供することができるが、多少のずれは実用上問題ない。
When the
さらに、図1(a)に示すように、ヘッドスライダ1を支持アーム2に設けられたフレクシャ13によって支持アーム2の一端下面に形成したディンプル14を介して支持することにより、磁気記録再生装置の動作時におけるヘッドスライダ1の記録媒体12に対するロール、ピッチ方向の不要な振動等にも追従する柔軟性あるヘッド支持装置を実現することができる。
Further, as shown in FIG. 1A, the
以上のように、本発明のヘッド支持装置においては、ヘッドスライダへのロード荷重を大きく、柔軟性を高く、さらに構造体の剛性を高くしたい、という相反する要請を、それぞれ別々の構成要素の作用として独立して実現することができ、ヘッド支持装置の設計が簡易になるとともに、その設計の自由度を飛躍的に広げることが可能となる。 As described above, in the head support device of the present invention, the conflicting demands for increasing the load load on the head slider, increasing the flexibility, and further increasing the rigidity of the structure are the actions of the individual components. As a result, the design of the head support device can be simplified, and the degree of freedom in the design can be greatly expanded.
さらにまた、本発明のヘッド支持装置においては、従来のヘッド支持装置のような、非常に精密な弾性部材(例えば、板ばね部)のフォーミング加工(曲げ加工)の必要がないので、従来と比較して簡易にヘッド支持装置を製造することができる。 Furthermore, in the head support device of the present invention, there is no need to form (bend) a very precise elastic member (for example, a leaf spring portion) unlike the conventional head support device. Thus, the head support device can be easily manufactured.
次に本発明のヘッド支持装置の動作について、図1を用いて説明する。 Next, the operation of the head support device of the present invention will be described with reference to FIG.
前述のように、記録媒体12が停止している際には、ヘッドスライダ1と記録媒体12が接触して停止しているが、記録媒体12が記録再生時に回転開始した場合には、ヘッドスライダ1が浮上し、弾性部材である板ばね部4が変形し、支持アーム2が図1(a)における実線で示した状態で、磁気ヘッドと記録媒体12との間に一定の空隙を保って磁気記録再生が行われる。
As described above, when the
この場合、図1(a)中の点線の状態に支持アーム2を戻そうとする板ばね部4の反力が、ヘッドスライダ1に印加されるロード荷重となる。
In this case, the reaction force of the
このロード荷重を、弾性部材である板ばね部4の材質、厚み、第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bの高さ、または支持アーム2と板ばね部4との継部である図1(a)中のG点との位置関係によって変化させることができる。
FIG. 5 is a diagram showing the load load, which is the material and thickness of the
例えば、板ばね部4を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きなロード荷重を印加することができ、また第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bを高くすること、または図1(a)における支持アーム2と板ばね部4との継部G点の位置をP点に近づけることによっても、大きなロード荷重をヘッドスライダ1に対して印加することができる。
For example, it is possible to apply a large load by forming the
次に本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の動作原理の説明に続いて、本発明のヘッド支持装置の構成をいま少し詳しく説明する。 Next, following the description of the principle of operation of the head support device according to the first embodiment of the present invention, the configuration of the head support device of the present invention will be described in a little more detail.
図2に本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の構成を示す斜視図を、図3に本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の分解斜視図を、また、図4に本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置の軸受部付近の要部側面図をそれぞれ示す。 FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the head support device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of the head support device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. The principal part side view vicinity of the bearing part of the head support apparatus in the 1st Embodiment of this invention is shown, respectively.
図2および図3に示すように、ヘッド支持装置9は、ほぼ環状の板ばね部(弾性部材)4と半円環形状のばね固定部材5とが接続され、板ばね部4が支持アーム2に接続されて構成されている。支持アーム2は、ボイスコイルモータによって記録媒体12の半径方向に回動可能となるように、ボイスコイル3を取り付けたコイルホルダ8に接続されている。これらの部材が第2の軸受部11とともに、第1の軸受部10とナット6とによって挟持される構成となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図4に示すように、第1の軸受部10に設けられた取り付けねじ7によって、ヘッド支持装置9全体が基板15に軸止されている。
Further, as shown in FIG. 4, the entire
図4を用いて各部材間の接続をさらに詳細に説明する。まず、回転軸の紙面に向かって右側の部分において、弾性部材である板ばね部4の上面と支持アーム2の下面とが接続され、紙面に向かって左側の部分において板ばね部4およびばね固定部材5は、第2の軸受部11のカラー部11cとともに、第1の軸受部10とナット6とによって挟持されている。また、支持アーム2はコイルホルダ8に取り付けられた構成になっている。
The connection between each member is demonstrated in detail using FIG. First, the upper surface of the
このような構成にすることにより、弾性部材である板ばね部4は、図4に示すように2段階に折れ曲がるように変形し、支持アーム2が弾性的に保持される構成を実現できる。
By adopting such a configuration, the
また、第1の軸受部10はベアリングを内蔵しており、支持アーム2は記録媒体12の半径方向に回動し、一端下面に設けられた磁気ヘッドを所定の位置へ移動させることができる。
Further, the
第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bは、第1の軸受部10の軸方向および支持アーム2の長手方向に垂直で、第1の軸受部10の記録媒体12の半径方向の回動中心を通る線上で支持アーム2と当接するように設けられている。
The
さらに、第2の軸受部11の各ピボット11a,11bは、それぞれ支持アーム2の長手方向の中心線に対して対称な位置に設けられており、この一対のピボット11a,11bによって、支持アーム2が押下される構成になっている。
Further, the
また、弾性部材である板ばね部4によって保持された部分の重心位置、つまりボイスコイル3とコイルホルダ8とを装着した状態での支持アーム2の重心位置を、支持アーム2と第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bとが当接する点PaおよびPbを結ぶ線上の中点Pと実質的に同じ位置となる(図1(a)において、P点とPa点との距離およびP点とPb点との距離が等しくLとなる)ように、ヘッド支持装置9を設計することにより、外部からの衝撃等に対して、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を提供することが可能となる。この場合、最も耐衝撃性の大きいヘッド支持装置を提供することができるが、多少のずれは実用上問題ない。
Further, the position of the center of gravity of the portion held by the
また、ヘッドスライダ1およびフレクシャ13の重量も考慮し、ボイスコイル3、コイルホルダ8、ヘッドスライダ1およびフレクシャ13とを装着した状態での支持アーム2の重心位置をP点と実質的に同じ位置となるようにヘッド支持装置9を形成してもよい。
In consideration of the weight of the
ここで各部材について説明する。まず支持アーム2は金属、例えばステンレス鋼(SUS304)にて一体に厚さ64μmに形成されている。支持アーム2の形成にはエッチング法またはプレス加工法を用いることもできる。
Here, each member will be described. First, the
このような支持アーム2を用いることにより、そのねじりの共振周波数を、従来の2kHz前後から10kHz前後へと非常に高周波にすることができるために、ヘッド支持装置の回動速度およびそのアクセス速度の速い磁気記録再生装置を得ることができる。
By using such a
このような支持アーム2を用いることにより、その曲げの共振周波数を、従来の200Hz前後から2kHz前後へと非常に高周波にすることができるために、さらにヘッド支持装置の回動速度およびそのアクセス速度の速い磁気記録再生装置を得ることができる。
By using the
このため、衝撃が作用したときの支持アーム2の曲げの変形を抑制でき、支持アーム2と記録媒体の衝突を抑制できる。
Therefore, bending deformation of the
なお、支持アーム2の先端部の図2中Cに示した領域に、長手方向の剛性を上げるために、記録媒体の記録面に垂直な方向に高さ0.2mm程度の折り曲げ部を設けてもよい。 In order to increase the rigidity in the longitudinal direction, a bent portion having a height of about 0.2 mm is provided in the region perpendicular to the recording surface of the recording medium in the region shown at C in FIG. Also good.
また、図3において、ヘッドスライダ1はフレクシャ13によって、ディンプル(図3に図示せず)を介してロール、ピッチ方向に傾動可能に支持されており、ヘッドスライダ1の記録媒体との対向する面側に、磁気ヘッドが設けられている。
In FIG. 3, the
ばね固定部材5は金属、例えばステンレス鋼(SUS304)にて厚さ0.1mmに形成され、弾性部材である板ばね部4は金属、例えばステンレス鋼(SUS304)にて厚さ38μmに形成されている。これらの形成はエッチング法、もしくはプレス加工法を用いて加工、成形を行うことができる。
The
また、コイルホルダ8は金属、例えばAl、またはPPS(ポリフェニルサルファイド)を用いて厚さ0.3mmに形成されている。形成にはAlの場合はダイカスト法またはプレス加工法を用い、PPSの場合には公知の樹脂成形方法にて行うことができる。
The
また、各部材間の接続については、スポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の公知の方法で行うことができる。 The connection between the members can be performed by a known method such as a spot welding method, an ultrasonic welding method, or a laser welding method.
なお、本発明においては、各部材の製造方法、または各部材間の接続方法について、何ら限定するものではない。 In addition, in this invention, it does not limit at all about the manufacturing method of each member, or the connection method between each member.
以上のような構成にすることにより、第1の実施の形態に示したような原理を具現化できるヘッド支持装置を提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide a head support device that can embody the principle as described in the first embodiment.
また、このようなヘッド支持装置9の構成にすることにより、第2の軸受部11のピボット11aおよびピボット11bを支点として支持アーム2が記録媒体の記録面に垂直な方向に自由に回動することができるので、従来にない、新しい動作を行うことができる。
Further, by adopting such a configuration of the
例えば、CSS方式の磁気記録再生装置においては、従来は支持アームを上下方向に任意に動かすことができなかったために、停止時にヘッドスライダが記録媒体に吸着することを防止する必要があったが、本発明のヘッド支持装置によれば、支持アームを公知の手段によって、上下に操作することが可能であり、磁気記録再生装置の停止時には、支持アームを記録媒体から少し離しておくことが可能である。このために、記録媒体に磁気ヘッドの退避領域設けるのを不要とすることができる。 For example, in a CSS type magnetic recording / reproducing apparatus, conventionally, since the support arm could not be arbitrarily moved in the vertical direction, it was necessary to prevent the head slider from adsorbing to the recording medium when stopped. According to the head support device of the present invention, the support arm can be operated up and down by known means, and when the magnetic recording / reproducing device is stopped, the support arm can be slightly separated from the recording medium. is there. For this reason, it is unnecessary to provide a retraction area for the magnetic head in the recording medium.
また、L/UL方式の磁気記録再生装置においても、本発明のヘッド支持装置を用いることにより、支持アームを公知の手段によって、上下に操作することが可能であり、磁気記録再生装置の停止時には、支持アームを記録媒体から少し離しておくことが可能である。このために、従来のように磁気ヘッドをロード、アンロードさせる磁気記録媒体の無駄な領域を極力少なくすることができる。 Also in the L / UL magnetic recording / reproducing apparatus, by using the head support device of the present invention, the support arm can be operated up and down by known means. When the magnetic recording / reproducing apparatus is stopped, The support arm can be slightly separated from the recording medium. For this reason, it is possible to minimize the useless area of the magnetic recording medium on which the magnetic head is loaded and unloaded as in the prior art.
次に、本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置のヘッドスライダについて説明する。 Next, the head slider of the head support device in the embodiment of the present invention will be described.
図5(a)および図5(b)に、本発明の第1の実施の形態におけるヘッド支持装置に備わるヘッドスライダの記録媒体に対向する面から見た斜視図と記録媒体対向面を示す。ヘッドスライダ20は略直方体形状の一面に記録媒体に対向する記録媒体対向面26が設けられている。この記録媒体対向面26は、正圧発生部21と、負圧発生部221を含む下段面22と、空気流入側端部から第1の正圧発生部211に接続するように形成された第1の中段面23と、第2の正圧発生部212から空気流入方向に延在するように設けられた第2の中段面24とからなる。
5A and 5B show a perspective view and a recording medium facing surface of the head slider provided in the head support device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the surface facing the recording medium. The
正圧発生部21は、第1の正圧発生部211と、この第1の正圧発生部211に接続するようにヘッドスライダの幅方向の両側に形成されたサイドレール213と、空気流出側であって空気流方向である主軸方向に対し直交する幅方向の中心部に図示するような六角形状に形成された第2の正圧発生部212とからなる。なお、第1の正圧発生部211は、空気流入側端部から所定の位置に第1の中段面23の端部から連続して形成され、空気流入方向に対して直交する部分とこの直交部分からそれぞれのサイドレール213に接続するための斜行部とから形成されている。下段面22は、第1の正圧発生部211、サイドレール213、および第2の中段面24とでほぼ囲まれた負圧発生部221と、サイドレール213よりも外方に位置するサイド下段面222と、空気流出側に設けられた空気流出側下段面223とからなる。情報変換素子25は、第2の正圧発生部212の空気流出側端部に一体的に設けられている。
The positive
これらの加工は、ヘッドスライダの型成形や汎用の機械加工により作製することもできるが、より望ましくはウエットまたはドライ方式によるエッチング加工、さらに高精度で複雑な加工を行う場合にはレーザビーム照射による加工、イオン照射による加工等を用いることができる。 These processes can also be made by head slider molding or general-purpose machining, but more preferably by wet or dry etching, or by laser beam irradiation for high-precision and complicated processing. Processing, processing by ion irradiation, or the like can be used.
第1の実施の形態ではイオン照射による加工方式を用いて、正圧発生部21と、第1の中段面23および第2の中段面24との段差を0.08μm、正圧発生部21と負圧発生部221を含む下段面22との段差を1.0μmとした。なお、ヘッドスライダ20の全体の形状としては、空気流方向の長さ、この空気流方向に直角な幅方向の長さおよび厚さが、それぞれ1.24mm、1.00mmおよび0.3mmである。なお、これらの数値は一例として挙げたもので、本発明はこの例に限定されるものではない。
In the first embodiment, by using a processing method by ion irradiation, the step difference between the positive
さらに、第1の実施の形態のヘッドスライダとの比較のため、図10に示す形状のヘッドスライダも試作した。なお、図5に示した要素と同一機能および名称については同一符号を付しているので、説明は省略する。図10において、(a)に示したヘッドスライダを比較例1、(b)に示したヘッドスライダを比較例2とよぶことにする。比較例1のヘッドスライダ70は、空気流入側に中央部が分離された第1の正圧発生部71と、空気流出側で第2の中段面74に取り囲まれるように形成された第2の正圧発生部72と、この第1の正圧発生部71と第2の正圧発生部72との間に設けられた負圧発生部221を備えている。第1の正圧発生部71は、空気流入側端部から延在された第1の中段面73と接続するとともに、幅方向にサイドレールを有し、L字形状をした第3の中段面75に接続されている。第2の正圧発生部72は、空気流出側に設けられた第2の中段面74に取り囲まれており、この第2の正圧発生部72の空気流出側端部に情報変換素子25が形成されている。負圧発生部221は、第1の中段面73、第2の中段面74、第3の中段面75および第1の正圧発生部71とで取り囲まれている。ヘッドスライダ70の幅方向の両側部にはサイド下段面222があり、空気流出側の両側には空気流出側下段面223が、第1の実施の形態のヘッドスライダ20と同様に設けられている。
Further, for comparison with the head slider of the first embodiment, a head slider having the shape shown in FIG. In addition, since the same code | symbol is attached | subjected about the same function and name as the element shown in FIG. 5, description is abbreviate | omitted. In FIG. 10, the head slider shown in FIG. 10A is referred to as Comparative Example 1, and the head slider shown in FIG. The
また、比較例2のヘッドスライダ80は、コ字状に形成された第3の中段面82と、この第3の中段面82と同一平面である第1の中段面23とにより挟まれるように形成されたストライプ状の第1の正圧発生部81が設けられ、負圧発生部221は第3の中段面82に連続して、しかもその面積も小さく形成されている。これ以外は、第1の実施の形態のヘッドスライダ20と同一形状である。
Further, the
このような第1の実施の形態のヘッドスライダ20と、比較例1および比較例2のヘッドスライダ70,80について、空気膜剛性から不動点を求めるとともに、記録媒体方向に近づくような衝撃力が作用したときに記録媒体に接触するときの最大衝撃力を求め、耐衝撃性を評価した。なお、この耐衝撃性の評価では、ヘッドスライダとヘッドスライダ保持部とを含めた等価質量を1mg、支持アームからの負荷を2gf、記録媒体回転数4500rpm、記録媒体半径6mm位置でスキュー角が−5度として求めた。
For the
さらに、空気膜剛性から求める不動点について、図6を用いて説明する。ヘッドスライダ30が記録媒体12上でピッチ角θp、空気流出側端部での浮上量Xtで浮上している状態を実線で示し、ヘッドスライダ30に衝撃力Fが作用して垂直方向の変位x、ピッチ方向の角度変位θで変位した状態のヘッドスライダ30aを一点鎖線で示している。不動点Gは図6に示すように、定常浮上状態のヘッドスライダ30と衝撃を受けて変位した後のヘッドスライダ30aのそれぞれの延長線の交点で示される。負荷の作用点P1はヘッドスライダ30の空気流方向の中心であり、図示しない支持アームからの荷重もこの部分に加わる。
Further, the fixed point obtained from the air film rigidity will be described with reference to FIG. A state in which the
ヘッドスライダ30の記録媒体12の対向面の中心位置は、定常浮上状態のP1から変位後のP2の位置まで、不動点Gを中心として回転する。このときの作用点P1から不動点Gまでの距離Loは、θpが非常に小さいのでcosθp≒1とみなしてもよいことから(1)式で求められる。
The center position of the opposing surface of the
一方、外部からの衝撃力Fに対する変位を、負荷の作用点P1周りの回転と、作用点位置の記録媒体12方向への並進運動とすると、ヘッドスライダ30への負荷の作用点P1を基準として記録媒体12に垂直な方向の変位をx、回転をθとして次式であらわされる。
On the other hand, when the displacement with respect to the impact force F from the outside is the rotation around the load application point P1 and the translational movement of the application point position in the direction of the
ここで、k11、k12、k21、およびk22はヘッドスライダ30の空気膜の剛性係数であり、k11は垂直剛性、k22は回転剛性、k12とk21はヘッドスライダ30が記録媒体12に垂直な方向に運動したときに発生する回転方向の力の係数と回転運動により発生する垂直方向の力の係数である。この式を変形することで(3)式が得られる。
Here, k11, k12, k21, and k22 are stiffness coefficients of the air film of the
したがって、不動点の距離Loは(1)式と(3)式とから(4)式のように空気膜の回転剛性k22と回転運動により発生する垂直方向の力の係数k21の比として求められる。 Accordingly, the fixed point distance Lo is obtained as a ratio of the rotational stiffness k22 of the air film and the coefficient k21 of the vertical force generated by the rotational motion as shown in Equations (1) and (3). .
上記の剛性係数k22とk21とは、ヘッドスライダ30の記録媒体12の対向面の形状、記録媒体回転速度、等価質量等が決まれば一義的に求められ、この値から不動点までの距離を規定することができる。
The rigidity coefficients k22 and k21 are uniquely determined if the shape of the facing surface of the
上記の剛性係数の比から不動点Gまでの距離Loを求め、ヘッドスライダ30の長さLsに対して正規化したLo/Lsと耐衝撃性の結果とを表1に示す。なお、ヘッドスライダ30の長さLsは記録媒体12表面に平行な長さであり、実際のヘッドスライダ30の長さとは異なるが、θpが非常に小さくcosθp≒1とみなせるので実質的には同一と見てもよい。
Table 1 shows the Lo / Ls normalized with respect to the length Ls of the
表1からわかるように、第1の実施の形態のヘッドスライダ20では、Lo/Lsの値が0.9であり、耐衝撃値は約8000Gであった。一方、比較例1のヘッドスライダ70では、Lo/Lsの値が3.6で、従来の支持アームとの組合せでは耐衝撃値は2080Gであり、比較例2のヘッドスライダ80では、Lo/Lsの値が0.45で、耐衝撃値が約4560Gであった。このような結果について、図7に示す模式図を用いて説明する。図7(a)に示す第1の実施の形態のヘッドスライダ20は、記録媒体12表面に対して空気流入側と空気流出側がそれぞれZ1とXtの浮上隙間をもって浮上している。この状態でヘッドスライダ20に衝撃力Fが作用すると、ヘッドスライダ20aで示す位置に変位するが、このときに空気流入側の浮上隙間の変位量に比べて空気流出側は小さな変位しか生じない。衝撃力Fよりさらに大きな衝撃力が作用するとヘッドスライダ20bに示す位置に変位するが、このような状態でもヘッドスライダ20は正のピッチ角を維持しているので、空気膜が破られることはなく、空気膜はばねとして作用するので衝突を防止できる。あるいは衝突しても、衝突のエネルギーが小さいので損傷を生じ難い。これは第1の実施の形態のヘッドスライダ20では、不動点までの距離Loがヘッドスライダ20の長さとほぼ同じ長さとなる空間に位置するように、ヘッドスライダ20の記録媒体12の対向面を形成したことによる。
As can be seen from Table 1, in the
図7(b)に比較例1のヘッドスライダ70の模式図を示すが、比較例1のヘッドスライダ70に衝撃力Fが作用するとヘッドスライダ70aに示す位置に変位する。このように変位するのは、不動点G2がヘッドスライダ70の長さに比べて3.6倍遠くの空間に位置しているためである。すなわち、このような不動点位置では、衝撃力Fが作用したときにピッチ方向の回転がほとんど生じず、ほぼ上下方向の変動となり、このため比較的小さい衝撃力で空気流出側端部が記録媒体12に衝突する。
FIG. 7B shows a schematic diagram of the
図7(c)には比較例2のヘッドスライダの模式図を示す。比較例2のヘッドスライダ80ではLo/Ls比が0.45であり、不動点G3は空気流出側端部よりやや作用点側に位置することになる。したがって、衝撃力Fが作用してヘッドスライダ80aで示す位置に変位しても記録媒体12に衝突することがなく、比較例1のヘッドスライダ70に比べると耐衝撃性が向上する。しかし、さらに衝撃力が加わるとヘッドスライダ80bで示すように、空気流入側の浮上隙間が空気流出側の浮上隙間に比べて小さくなり、空気膜が形成されなくなる。このような現象が生じると浮上力がなくなり、ヘッドスライダ80は記録媒体12の表面に衝突して、ヘッドスライダ80あるいは記録媒体12を破損してしまう。空気流入側の浮上隙間が空気流出側に比べて小さくなる耐衝撃値は、記録媒体12の対向面の形状だけでなく、回転速度のバラツキやスキュー角の変動、あるいは荷重変動等によっても異なり、また、浮上隙間が小さくなると急激に破損にいたるので、耐衝撃値のバラツキが大きくなる。
FIG. 7C is a schematic diagram of the head slider of Comparative Example 2. In the
このようなLo/Ls値と耐衝撃値との関係について、さらに種々の記録媒体12の対向面の形状のヘッドスライダに対して求めた。図8では3種類の記録媒体の対向面の形状を示す。図5に示した要素および機能と同一名称については、同一符号を付しているので説明は省略する。図8(a)のヘッドスライダ40(以下、タイプAとする)は、空気流入側から延在された第1の中段面23と、幅方向の両側部にサイドレールを有する第3の中段面42とにより挟まれたストライプ状の第1の正圧発生部41を有している。図5に示す第1の実施の形態のヘッドスライダ20と異なる点は、第1の正圧発生部41がストライプ状であり、かつ、空気流入側に近い位置に幅広に形成されていることであり、負圧発生部221は主として第3の中段面42で囲まれていることである。したがって、タイプAでは第1の正圧発生部41で生じる正圧力は、図5に示すヘッドスライダ20に比べてやや空気流入側に位置するようになる。
The relationship between the Lo / Ls value and the impact resistance value was further determined for head sliders having various shapes of the opposed surfaces of the
また、図8(b)のヘッドスライダ50(以下、タイプBとする)は、第1の正圧発生部51が第1の中段面23とコ字状に形成された第3の中段面52とで挟まれたストライプ形状であり、負圧発生部221は第3の中段面52で囲まれた領域に形成されているが、そのほかは図5に示すヘッドスライダ20と同一形状である。したがって、図5に示すヘッドスライダ20に比べてタイプBでは第1の正圧発生部51で生じる正圧力がやや空気流入側に位置し、かつ、この部分の空気膜剛性はやや小さくなる。
Further, the head slider 50 (hereinafter referred to as type B) in FIG. 8B has a third
さらに、図8(c)のヘッドスライダ60(以下、タイプCとする)は、第1の正圧発生部61を空気流入側によせて負圧発生部221の領域を大きくするとともに、両サイドに設けるサイドレールを途中から第3の中段面62としているが、それ以外については図5に示すヘッドスライダ20と同一形状である。したがって、タイプCでは第1の正圧発生部61で生じる正圧力は、図5に示すヘッドスライダ20に比べてやや空気流入側に位置するとともに、負圧発生部221で発生する負圧力もやや空気流入側に位置するようになる。
Further, the head slider 60 (hereinafter referred to as type C) in FIG. 8C increases the area of the negative
これら3種類のヘッドスライダのLo/Ls値と耐衝撃値とを表2に示す。 Table 2 shows Lo / Ls values and impact resistance values of these three types of head sliders.
表からわかるように、Lo/Ls値が0.7から1.8の範囲にあり、そのときの耐衝撃値は6400Gから7200Gであった。 As can be seen from the table, the Lo / Ls value was in the range of 0.7 to 1.8, and the impact resistance value at that time was 6400G to 7200G.
図9は、種々の記録媒体の対向面の形状を有するヘッドスライダを用いて、Lo/Ls値と耐衝撃値との関係を求めた結果である。図9からわかるように、Lo/Ls値が0.5以下では耐衝撃値が急激に低下するだけでなく、この領域では耐衝撃値のバラツキも増加する。これは上述したように、不動点の位置がヘッドスライダの空気流出側端部より内側になると、空気流入側端部の浮上隙間が逆に小さくなってしまうためである。したがって、Lo/Ls値は0.5より大きいことが望ましい。一方、Lo/Ls値が1以上ではほぼ直線的に耐衝撃値が減少していく。携帯機器にディスク装置を搭載するために要求される耐衝撃値としては750G以上とすることが必要であり、Lo/Ls値としては2以下とすることが望ましい。以上のような結果から、Lo/Ls値は0.5より大きく、2以下の範囲となるような記録媒体の対向面の形状を有するヘッドスライダで携帯機器に搭載可能なディスク装置を実現できる。 FIG. 9 shows the results of determining the relationship between the Lo / Ls value and the impact resistance value using the head slider having the shape of the opposing surface of various recording media. As can be seen from FIG. 9, when the Lo / Ls value is 0.5 or less, not only the impact resistance value rapidly decreases, but also the variation of the impact resistance value increases in this region. This is because, as described above, when the position of the fixed point is on the inner side of the head outflow side end portion of the head slider, the floating gap at the air inflow side end portion is conversely reduced. Therefore, the Lo / Ls value is desirably larger than 0.5. On the other hand, when the Lo / Ls value is 1 or more, the impact resistance value decreases almost linearly. The impact resistance value required for mounting the disk device on the portable device is required to be 750 G or more, and the Lo / Ls value is preferably 2 or less. From the above results, it is possible to realize a disk device that can be mounted on a portable device with a head slider having a shape of the facing surface of the recording medium in which the Lo / Ls value is greater than 0.5 and less than or equal to 2.
さらに、本実施の形態のヘッドスライダの気体潤滑面で発生する負圧(ヘッドスライダが記録媒体に吸引される力)は、2.5gf程であり、支持アームからの負荷が2gfであるため、3.5gfの力で記録媒体から引き離されてもヘッドスライダは記録媒体から跳躍しない。本実施の形態の支持アームの等価質量が1mgであるため、3500Gの衝撃加速度に対しても、ヘッドスライダは記録媒体から跳躍せず、ヘッドスライダが跳躍後、記録媒体に衝突し、記録媒体に重大な欠陥を発生させることがない。 Furthermore, since the negative pressure (force at which the head slider is attracted to the recording medium) generated on the gas lubrication surface of the head slider of this embodiment is about 2.5 gf and the load from the support arm is 2 gf, Even if the head slider is pulled away from the recording medium with a force of 3.5 gf, the head slider does not jump from the recording medium. Since the equivalent mass of the support arm of the present embodiment is 1 mg, the head slider does not jump from the recording medium even for impact acceleration of 3500 G, and after the head slider jumps, the head slider collides with the recording medium. It does not cause a serious defect.
また、ヘッドスライダの形状について上述の例では、空気流方向の長さ(Ls)として1.24mmの例を示した。上述の説明および表1、表2、図9の各結果から、Lsは0.2mm<Ls<1.4mmの範囲にあることが好ましい。下限の0.2mmは情報変換素子の大きさから、また上限の1.4mmはヘッドスライダの好ましい質量から限定される。そして、ヘッドスライダの中心部から回動中心までの距離をLkとしたとき、0.5Ls<Lk<2Lsの関係が成り立つ。そしてLkは0.3mm<Lk<2.0mmの範囲にあることが好ましい。このLkの範囲はLsの下限値とヘッドスライダの好ましい質量とから限定される。 In the above example of the shape of the head slider, an example in which the length in the air flow direction (Ls) is 1.24 mm is shown. From the above description and the results shown in Table 1, Table 2, and FIG. 9, Ls is preferably in the range of 0.2 mm <Ls <1.4 mm. The lower limit of 0.2 mm is limited by the size of the information conversion element, and the upper limit of 1.4 mm is limited by the preferable mass of the head slider. When the distance from the center of the head slider to the center of rotation is Lk, a relationship of 0.5Ls <Lk <2Ls is established. Lk is preferably in the range of 0.3 mm <Lk <2.0 mm. The range of Lk is limited by the lower limit value of Ls and the preferable mass of the head slider.
なお、本実施の形態では支持アームから負荷を加える場合について説明したが、本発明はヘッドスライダ自体の質量のみが負荷として作用する構成でもよく、この場合には負荷の作用点は重心と一致する。また、支持アームからの負荷がヘッドスライダの重心と異なる位置に作用する場合でもよく、そのときには負荷の作用点は支持アームからの負荷とヘッドスライダの重心との釣り合いの位置とすればよい。 In this embodiment, the case where a load is applied from the support arm has been described. However, the present invention may be configured such that only the mass of the head slider itself acts as a load. In this case, the point of application of the load coincides with the center of gravity. . Further, the load from the support arm may be applied to a position different from the center of gravity of the head slider. In this case, the point of application of the load may be a position where the load from the support arm and the center of gravity of the head slider are balanced.
また、本実施の形態では、ヘッドスライダの運動を記録媒体に垂直な方向とピッチ方向の2つの運動として不動点の位置を求めるようにしたが、さらにロール方向の運動を付け加えた下記式で求めるようにしてもよい。 Further, in this embodiment, the position of the fixed point is obtained as the motion of the head slider as two motions in the direction perpendicular to the recording medium and the pitch direction. You may do it.
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持装置について説明する。本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持装置が上述の第1の実施の形態と大きく異なるところは、ヘッド支持装置を第1の軸受部を備えた剛性の高い第2のベースアームと、第1の軸受部から離れた位置にピボットを用いる第2の軸受部を備え、かつ、SUS等の厚みが薄い部材で形成した支持アームと、第1のベースアームとからなるヘッド支持アームで構成しているところにある。第2の実施の形態におけるヘッド支持アームは、主として磁気記録媒体の表面に対する垂直方向の回動動作に関係している。
(Second Embodiment)
Next, a head support device according to a second embodiment of the present invention will be described. The head support device according to the second embodiment of the present invention is greatly different from the first embodiment described above in that the head support device is a highly rigid second base arm having a first bearing portion, A head support arm comprising a support arm formed of a thin member such as SUS, and a second support portion using a pivot at a position away from the first bearing portion, and a first base arm. It is in place. The head support arm in the second embodiment is mainly related to the rotation operation in the direction perpendicular to the surface of the magnetic recording medium.
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持装置について説明する。図11,図12および図13は、本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図であり、図11はヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の側面図、図12は同主要部の斜視図、図13はヘッド支持アームの主要部の分解斜視図である。第1の実施の形態と同様に、ディスク装置として磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, a head support device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 11, 12 and 13 are diagrams for explaining the head support arm and the head support device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 shows the configuration of the head support arm and the head support device. FIG. 12 is a perspective view of the main part, FIG. 12 is an exploded perspective view of the main part of the head support arm. As in the first embodiment, a magnetic recording / reproducing apparatus will be described as an example of a disk apparatus.
図11,図12および図13において、磁気ヘッド(図示せず)を搭載したヘッドスライダ1が、例えばSUS等の金属薄板とフレキシブル配線板とが一体になった、いわゆるジンバル機構を兼ね備えたフレクシャ13に固着され、さらに、フレクシャ13は支持アーム2に固着されており、支持アーム2に設けられたディンプル14の頂点がフレクシャ13に当接し、フレクシャ13に固着されたヘッドスライダ1がディンプル14の頂点の周りに自在に動くことができるように構成されている。支持アーム2にはその長手方向の中心線96の付近の一部を切り欠いて舌片状をした弾性部材である板ばね部4が形成され、この舌片状をした板ばね部4の一端が第1のベースアーム91にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の周知の方法によって固着されている。なお、板ばね部4は支持アーム2とは異なる別個の材料部材で構成してもよく、別個の材料部材としたときには、上述の周知の溶接法等の方法によって、舌片状をした板ばね部4となる材料部材の一端を支持アーム2に、他端を第1のベースアーム91に固着する。また、第1のベースアーム91には、支持アーム2の長手方向の中心線96に対して左右が対称になる位置に2個のピボット11a,11bが設けられ、これらのピボット11a,11bのそれぞれの頂点が支持アーム2に当接している。したがって、第1のベースアーム91に配設された2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を回動支点として、第1のベースアーム91に固着された支持アーム2の板ばね部4の弾性力に抗して支持アーム2を回動させるように構成されており、支持アーム2に固着されたヘッドスライダ1が記録媒体(図12,13には図示せず)の表面を押圧するようにヘッドスライダ1を記録媒体側に付勢している。さらに、第1のベースアーム91の他端には第2のベースアーム94と一体化するための、例えば中空円筒形状の突起部等からなる結合部92が形成されている。さらに、ヘッドスライダ1、フレクシャ13および支持アーム2の記録媒体方向の重心が、支持アーム2の回動支点である第1のベースアーム91に配設された2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ線を通るように、支持アーム2の他端(ピボット11aを挟んでヘッドスライダ1側とは反対側の端部)にバランサー93が固着されている。磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダ1、フレクシャ13、弾性部材である板ばね部4を有する支持アーム2、第1のベースアーム91およびバランサー93によってヘッド支持アーム90を構成している。なお、バランサー93として、アンプ回路等を用いて電気的に構成してもよい。
11, 12 and 13, the
また、支持アーム2の長手方向の中心線96の付近の一部を切り欠いて弾性部材である板ばね部4が形成され、支持アーム2の左右両側面はそれぞれその長手方向に対して略全域にわたって連続した形状になっており、したがって、左右両側面を略全域にわたってそれぞれ曲げ加工によりサイド補強部95を設けることができる。支持アーム2にサイド補強部95を設けることによって、支持アーム2の剛性を非常に大きくすることができ、支持アーム2の共振周波数を、従来の2kHz前後から10kHz前後へと大幅に大きくすることができるので、ヘッド支持アーム90の回動速度を非常に速くすることができ、したがって、アクセス速度を非常に速くすることが可能となる。
Further, a part of the
第2のベースアーム94は、一方の端部に第1のベースアーム91を締結するための穴部を有し、カシメ等の周知の方法によってヘッドスライダ1を有する第1のベースアーム91が結合され、ディスク装置としては、第1の軸受部10と、第1の軸受部10を挟んで第1のベースアーム91とは反対側とに、例えばボイスコイルモータ18等の駆動手段が構成されている。ヘッド支持アーム90と第2のベースアーム94とからヘッド支持装置9が構成され、これにより記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アーム90の第1のベースアーム91または第2のベースアーム94のいずれかのアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさや種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
The
上述のヘッドスライダ1が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、弾性部材である板ばね部4の材質、厚み、2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点の高さ、支持アーム2と板ばね部4の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、板ばね部4を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、2個のピボット11a,11bの頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。
The pressing force with which the
次に、上述のバランサー93について、図14を用いて説明する。第1のベースアーム91に設けられた2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸を基準として、ヘッドスライダ1の重心までの距離をL1、バランサー93の重心までの距離をL2とし、ヘッドスライダ1の質量をM1、バランサー93の質量をM2、支持アーム2の回動する部分の質量とフレクシャ13の質量を加算した合計質量をM3、支持アーム2の回動部分およびフレクシャ13の加算された合計質量が働く重心までの距離をL3とした場合、
L1×M1+L3×M3=L2×M2 (5)
となるように、バランサー93の質量M2を設定すればよい。
Next, the
L 1 × M 1 + L 3 × M 3 = L 2 × M 2 (5)
The mass M 2 of the
このように、ヘッド支持アーム90におけるヘッドスライダ1、フレクシャ13、支持アーム2の回動部分およびバランサー93のそれぞれの重心を設定すると、衝撃力が作用してもヘッドスライダ1が記録媒体12に衝突することを防止できる。例えば、図14においてQで示す方向に衝撃力が作用したとする。ヘッドスライダ1には、質量M1に比例した衝撃力F1が作用する。バランサー93には、質量M2に比例した衝撃力F2が作用する。また、支持アーム2の回動部分およびフレクシャ13には、その合計質量M3に比例した衝撃力F3が作用する。
As described above, when the center of gravity of each of the
ヘッド支持アーム90は、(5)式を満足するように設定されているので、これらの衝撃力に対しても
L1×F1+L3×F3=L2×F2 (6)
の関係が成り立つ。この結果、外部からの衝撃を受けても、ヘッド支持アーム90には第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じない。したがって、ヘッドスライダ1が記録媒体12表面に衝突して、ヘッドスライダ1に搭載された磁気ヘッド(図示せず)や記録媒体12に損傷が生じることを防止できる。すなわち、ヘッド支持アーム90の重心が、支持アーム2と第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ線上の中点P(図示せず)と実質的に同じ位置となるように設計すれば、外部からの衝撃等に対して、振動の少ない、安定したヘッド支持装置9を構成するヘッド支持アーム90を実現することができる。なお、ヘッド支持アーム90の重心位置が上述の中点Pに一致する場合が最も耐衝撃性の大きいヘッド支持アーム90を実現することができるが、第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ線上であれば、中点Pからずれても実用上十分な耐衝撃性を有するヘッド支持アーム90を実現することができる。
Since the
The relationship holds. As a result, even if an impact is applied from the outside, the
また、ヘッド支持アーム90と第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点との間に作用する力をF4とすると、
F1+F2+F3>F4 (7)
であれば、第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bとヘッド支持アーム90は離間することになる。しかし、
F1+F2+F3≦F4 (8)
であれば、第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bとヘッド支持アーム90とは離間することはない。このような条件を満足する力F4は、支持アーム2の弾性部材である板ばね部4により生じる回転モーメントから発生する内部応力により生じるが、この力は上述のように任意に設定可能である。したがって、衝撃力を受けても第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bとヘッド支持アーム90とが離間しないようにすることも容易である。
Further, when the two
F 1 + F 2 + F 3 > F 4 (7)
Then, the two
F 1 + F 2 + F 3 ≦ F 4 (8)
If so, the two
さらに、図14においてRで示す方向、すなわち記録媒体12の表面に平行な方向における衝撃力に対しても、第1のべースアーム91の2個のピボット11a,11bのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸にヘッド支持アーム90の重心を一致させる構成とすれば、ヘッド支持アーム90には回転モーメントが発生しないのでヘッドスライダ1が記録媒体12に衝突することを抑止することができる。
Furthermore, the rotation connecting the respective vertices of the two
また、本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持装置においては、そのヘッドスライダの構成については、第1の実施の形態で説明したのとほとんど同じ構成を利用できる。重複を避けるため、ヘッドスライダの詳しい構成に関する説明は省略する。 Further, in the head support device according to the second embodiment of the present invention, almost the same configuration as that described in the first embodiment can be used for the configuration of the head slider. In order to avoid duplication, a detailed description of the configuration of the head slider is omitted.
ただ、第1の実施の形態におけるヘッド支持装置におけるヘッドスライダと大きく異なる点についてのみ、ここで説明する。本発明の第2の実施の形態におけるヘッド支持装置においては、ヘッドスライダ1に搭載するヘッド97の設置位置を図15に示すようにヘッドスライダ1上にあって、第2の軸受部となるピボット11aから最も離れた位置にしている。
However, only the points that differ greatly from the head slider in the head support device in the first embodiment will be described here. In the head support device according to the second embodiment of the present invention, the installation position of the
ヘッド支持装置9に外部から衝撃が加わった場合を想定する。衝撃により、図15に下向き矢印で示すように、大きな衝撃荷重Fが支持アーム2を支える弾性部材である板ばね4とピボット11aで構成している第2の軸受部に印加される。前述の衝撃力よりさらに大きな衝撃に対しては、支持アーム2は矢印Aに示す方向に回転し、支持アーム2にフレクシャおよびディンプル14で支えられるヘッドスライダ1には、矢印Bに示すようにモーメント荷重がかかることになる。本実施の形態では、ヘッド97を支持アーム2のピボット11aから離れた側に搭載し、ヘッドスライダ1の空気流入側をヘッド97を搭載している空気流出側より浮上量を高くしている。このため、浮上量の高い空気流入側で衝撃荷重FによるモーメントBが作用しても、空気流入側の浮上量の高い部分で衝撃を吸収し、ヘッドスライダ1が記録媒体12に衝突することを抑制できる。さらに、ヘッド97は衝突しない側にあるのでヘッドスライダ1が記録媒体12と衝突することがなく、ヘッド97は損傷を免れる。
Assume a case where an impact is applied to the
また、ヘッドスライダ1を引き離す方向に衝撃力が作用すると、図16に示すように、上向き矢印で示すように、大きな衝撃荷重F’が支持アーム2を支える弾性部材である板ばね4とピボット11aで構成している第2の軸受部に印加される。支持アーム2は矢印A’に示す方向に回転し、回転モーメントがヘッドスライダ1に作用し、ヘッドスライダ1の空気流入側が持ち上がる矢印B’方向に回転力が作用し、空気流出側に搭載したヘッド97がディスクに接触しにくい。ヘッド97の位置が逆であると、ヘッド97側は持ち上がるが、空気流入側が不安定となり、空気の流入量が変化しヘッドスライダ1の浮上が不安定となる。
Further, when an impact force acts in a direction in which the
元々、本発明の第2の実施の形態におけるヘッドスライダは第1の実施の形態と同じ構成を備えているので、ヘッドスライダに衝撃力が作用しても、ヘッドスライダの記録媒体表面への衝突を防止し、あるいは衝突するときのエネルギーを小さくするようになっている。これに加えて、本発明の第2の実施の形態ではヘッドを第2の軸受部となるピボットから最も離れたヘッドスライダの最外側に設置することで、非常に耐衝撃性に優れたディスク装置を実現できることになる。 Originally, the head slider according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, even if an impact force acts on the head slider, the head slider collides with the recording medium surface. To prevent or reduce the energy when colliding. In addition to this, in the second embodiment of the present invention, the head is installed on the outermost side of the head slider farthest from the pivot as the second bearing portion, so that the disk device has excellent shock resistance. Can be realized.
以上のように本発明の第2の実施の形態によれば、外部からの衝撃力を受けても、第1のべースアームの2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、したがって、ヘッドスライダが記録媒体の表面に衝突して、ヘッドスライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止でき、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, even if it receives an impact force from the outside, it rotates around the rotation axis connecting the vertices of the two pivots of the first base arm. Therefore, the head slider can be prevented from colliding with the surface of the recording medium and causing damage to the magnetic head and the recording medium mounted on the head slider, and a stable head support device with less vibration. The head support arm which comprises can be implement | achieved.
また、ヘッドスライダへの付勢力を大きくしながら、柔軟性を有し、かつ、支持アームを含む全体の剛性を大きくすることが可能となる。さらに、それぞれ別々の構成要素として独立に設定することができるので、ヘッド支持アームの設計が容易で、かつ、設計の自由度も広げることができる。 In addition, it is possible to increase the overall rigidity including the support arm while increasing the urging force to the head slider. Furthermore, since each component can be set independently, the design of the head support arm is easy and the degree of freedom in design can be expanded.
また、支持アームの両側面にサイド補強部を設けることによって、あるいは、弾性部材である板ばね部を柔軟性のある材料を用いた別部材とし、支持アームを剛性の高い材料で形成することによって、支持アームの共振周波数を高くすることができるので、従来問題となっていた振動モードが発生しなくなる。したがって、セトリング動作が不要で、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、磁気記録再生装置のアクセス速度を向上することが可能となる。 Also, by providing side reinforcing portions on both side surfaces of the support arm, or by making the leaf spring portion, which is an elastic member, a separate member using a flexible material, and forming the support arm from a highly rigid material Since the resonance frequency of the support arm can be increased, the vibration mode that has been a problem in the past does not occur. Accordingly, no settling operation is required and positioning can be performed by rotating the support arm at a high speed, and the access speed of the magnetic recording / reproducing apparatus can be improved.
さらに、従来のヘッド支持装置で必要とされた非常に精密な弾性部材(板ばね部)のフォーミング加工(曲げ加工)が不要となり、簡単な工法でヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を作製することもできる。 Furthermore, the very precise elastic member (leaf spring part) forming process (bending process) required in the conventional head support apparatus is not required, and the head support arm and the head support apparatus can be manufactured by a simple method. it can.
また、記録媒体の大きさに応じて、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作製する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。 In addition, according to the size of the recording medium, the length of either the first base arm or the second base arm can be changed to correspond, and recording media of different sizes can be used. It can be set as a practical structure with respect to the standardization when producing the magnetic recording / reproducing apparatus which has.
さらに、支持アームの共振周波数を高くすることによって、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間が短縮できる。かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。 Furthermore, by increasing the resonance frequency of the support arm, the vibration mode does not occur and the settling time can be shortened. In addition, positioning can be performed by rotating the support arm at high speed, and a disk device with improved access speed can be realized.
また、第2の実施の形態のヘッド支持アームにおいては、支持アームの回動支持部として一対のピボット部を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ピボットとしては1個のみであってもよい。この場合には、ピボットと弾性部材としての板ばね部の両方の作用により規制すれば垂直方向のみに回動する構成を容易に実現することができる。 In the head support arm of the second embodiment, the pair of pivot portions are used as the rotation support portion of the support arm, but the present invention is not limited to this. There may be only one pivot. In this case, if it restrict | limits by the effect | action of both the pivot and the leaf | plate spring part as an elastic member, the structure rotated only to a perpendicular direction is easily realizable.
また、第2の実施の形態においては、支持アームの回動軸である一対のピボットは、支持アームの長手方向の中心線に対して対称的な位置としたが、本発明はこれに限定されない。 In the second embodiment, the pair of pivots, which are the pivot shafts of the support arm, are positioned symmetrically with respect to the longitudinal center line of the support arm, but the present invention is not limited to this. .
なお、本発明の第2の実施の形態のヘッド支持アームでは、図13において舌片状をした板ばね部(弾性部材)の周辺に設ける透孔をコ字状に切り欠いて形成する例を示して説明しているが、本発明はこれらの形状に限定されるものではなく、U字状あるいはV字状の台形状に切り欠いて形成してもよいことはいうまでもないことである。 In the head support arm according to the second embodiment of the present invention, an example is shown in which a through hole provided around the tongue-shaped leaf spring portion (elastic member) in FIG. Although shown and described, it is needless to say that the present invention is not limited to these shapes, and may be formed by cutting into a U-shaped or V-shaped trapezoidal shape. .
なお、本発明の実施の形態においては、磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置のヘッド支持装置について説明したが、本発明のヘッド支持装置は、非接触型のディスク記録再生装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のヘッド支持装置として用いた場合も同様の効果を有する。 In the embodiment of the present invention, the head support device of the magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic head has been described. However, the head support device of the present invention is a non-contact type disk recording / reproducing apparatus such as an optical disk device or the like. The same effect can be obtained when used as a head support device such as a magneto-optical disk device.
本発明に係るヘッド支持装置は、耐衝撃性が高く、アクセス速度が速い等の信頼性の高いディスク装置を実現し、大容量で小型・薄型のディスク装置を携帯機器に搭載することを可能ならしめるので、磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置のヘッド支持装置のほかに、非接触型のディスク記録再生装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のヘッド支持装置としても適用できる。 The head support device according to the present invention realizes a highly reliable disk device that has high impact resistance and high access speed, and is capable of mounting a large-capacity, small and thin disk device on a portable device. Therefore, in addition to the head support device of a magnetic recording / reproducing apparatus using a magnetic head, it can also be applied to a non-contact type disk recording / reproducing apparatus, for example, a head support device such as an optical disk device or a magneto-optical disk device.
1,20,30,40,50,60,70,80 ヘッドスライダ
2 支持アーム
4 板ばね部(弾性部材)
5 ばね固定部材
9 ヘッド支持装置
10 第1の軸受部
11 第2の軸受部
11a,11b ピボット
12 記録媒体
13 フレクシャ
14 ディンプル
90 ヘッド支持アーム
91 第1のベースアーム
92 結合部
93 バランサー
94 第2のベースアーム
1, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記弾性部材の先端部が前記第1のベースアームに固着され、かつ、前記支持アームまたは前記第1のベースアームに垂直回動部支点が設けられ、
前記ヘッドがヘッドスライダに搭載され、前記ヘッドスライダがフレクシャを介して前記支持アームの前記一方の端部に配設され、
前記垂直回動部支点を挟んで、前記ヘッドスライダとは反対側にある前記支持アームの前記他方の端部にバランサーが配設され、
前記第2のベースアームの一方の端部は、前記弾性部材が固着された前記第1のベースアームの一方の端部に結合され、前記第2のベースアームの前記一方の端部と反対側にある他方の端部には、前記駆動手段が配置される、ことを特徴とするヘッド支持装置。 A head, a support arm in which the head is disposed at one end and an elastic member is formed near the other end, a first base arm, a second base arm, and a driving means And
A tip end portion of the elastic member is fixed to the first base arm, and a vertical rotation portion fulcrum is provided on the support arm or the first base arm ;
The head is mounted on a head slider, and the head slider is disposed on the one end of the support arm via a flexure,
A balancer is disposed on the other end of the support arm on the opposite side of the head slider, with the vertical rotation portion fulcrum in between,
One end portion of the second base arm is coupled to one end portion of the first base arm to which the elastic member is fixed, and is opposite to the one end portion of the second base arm. The head support device is characterized in that the driving means is arranged at the other end of the head.
表面に記録媒体層が形成された記録媒体と、
前記記録媒体を回転させる回転駆動手段と、
を備えることを特徴とするディスク装置。 The head support device according to any one of claims 1 to 3,
A recording medium having a recording medium layer formed on the surface;
Rotation driving means for rotating the recording medium;
Disk apparatus comprising: a.
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