JPH04159671A

JPH04159671A - 磁気ヘツドスライダ及び磁気デイスク装置

Info

Publication number: JPH04159671A
Application number: JP28427090A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kimura; 圭一木村; Yoshinori Takeuchi; 芳徳竹内; Yuzo Yamaguchi; 雄三山口; Mikio Tokuyama; 幹夫徳山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-06-02
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JP2872384B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気ディスク装置等、走行する記録媒体面上
を微小な浮上すきまで浮上する磁気ｌ＼ラッドライダに
係り、特に、浮上特性が良好で、大量生産に好適な磁気
ヘッドスライダに関する〔従来の技術〕従来の磁気ディスク装置用磁気ヘッドスライダは、特公
昭５７−５６９号公報に記載のように、スライダの両側
部に、平面部と、気体流入側の傾斜部とをもった一直線
の気体軸受レールを設けた、いわゆる、テーパフラット
形スライダが使われてぃる。両気体軸受レールの間には
気体軸受作用を発生しない十分な深さに削ったブリード
部となっている。実際のブリード部の深さは、気体軸受
との境界で１００μｍ程度である。

磁気ディスク装置の記録容量を増加させるには、磁気ヘ
ッドスライダと記録媒体とのすきまを小さくする必要が
ある。この浮上量の狭小化に伴い、浮上量変動を極力抑
えるために空気膜剛性を増加させ、かつ、周速の変化に
対して浮上量の変化を小さくする方法として、スライダ
の浮上面に正圧発生部の他に負圧発生部を設け、負圧吸
引力を押付は荷重として作用させる負圧利用形スライダ
が提案されている。しかし、この種のスライダはディス
クの回転方向（接線方向）とスライダ長手方向のなす角
（以下ヨー角と呼ぶ）が大きくなるにつれてスライダの
側面からの気体の流入が増加し、気体軸受レールの正圧
発生力が減少して、浮上量が低下する欠点がある。この
対策として特開昭６２−１１０６８０号公報に記載のよ
うに、負圧利用形スライダの両気体軸受レール上に、レ
ール長手方向と直交する方向に溝状の凹部の段差を設け
て、気体軸受レール上の軸受面を前後の二つに分け、ヨ
ー角のある場合でもレール後方の正圧の減少を防ぐ方法
が提案されている（第２０図）。また、他の対策として
、特公昭６３−２１２７１号公報及び、米国特許第４，
６７３，９９６号に記載されているように、従来のテー
パフラット形、もしくは、負圧利用形スライダで、両気
体軸受レールの両縁に、スライダ側面から流入する気体
流に対し軸受効果をもたらすように傾斜部もしくは段差
部を設ける方法が提案されている（第２２図）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、以下に示す点が考慮されておらず問題
があった。

まず第一に、特開昭６２−１１０６８０号公報に記載の
ように、負圧利用形スライダの気体軸受レール上に溝を
設ける方法では、第２１図（ａ）に示すように、ヨー角
がある場合、軸受効果のある傾斜部後端、およびレール
上の溝の後端の段差部では圧力の減少は少ないが、スラ
イダ側面からの気体流の流入により軸受面後方の圧力は
減少し、浮上量の減少を抑えきれない問題があった。

また、コンタクトスタートストップ時に、ディスク面と
摺動する面積が、クロスレールが存在するために大きく
なり、耐摺動性の面で問題があった。

さらに、第２１図（ｂ）に示すように、スライダ側面か
らの気体流の流入により、スライダ横手方向のスライダ
重心回りのモーメントのバランスがくずれ、スライダが
長手方向の中心軸回りに傾く（この傾き角をロール角と
いう）欠点があった。

第二に、第２２図（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の
気体軸受レールの両縁に、スライダ側面からの気体流の
流入に対し軸受効果を持つような傾斜面もしくは段差部
）を設けたスライダ（米国特許第４，６７３，９９６号
）では、レール両縁の軸受面が長いので、第７図のグラ
フ中の破線に示すようにヨー角の増加に伴い、レール側
縁の軸受効果による正圧の変化が大きく、浮上量が一定
にならないという問題があった。

また、第２２図（ｂ）に示すように、気体軸受レールの
両縁に傾斜面（もしくは段差部）を設け、さらに、これ
らより低いクロスレールを合わせた形状では、加工工程
が複雑になり、コストが嵩む問題がある。

本発明の目的は、ヨー角及び周速の変化に対し、浮上量
の変化が少なく、量産性良く作ることのできる磁気ヘッ
ドスライダを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は回転する記録媒
体に対向して配置されたスライダの前記記録媒体により
発生する正の圧力によって前記スライダを浮上させる一
対の気体軸受レールと、前記気体軸受レール間に前記気
体軸受レール面より窪んだブリード部とが形成された磁
気ヘッドスライダにおいて、前記ブリード部は、前記気
体流の流出端に達する窪みをもち、前記気体軸受レール
の両縁に軸受効果をもつ段差部と、前記気体軸受レール
を前記スライダ長手方向に複数個に分離する分離溝を設
け、前記段差部と前記分離溝の深さが前記ブリード部と
同じ深さであることを特徴とする。

前記気体軸受レール両縁の段差部と、前記気体軸受レー
ルを前記スライダ長手方向に複数個に分割する分離溝、
および、前記ブリード部の窪み、曲線で構成されていて
もよい、また、前記気体軸受レール両縁、および前記分
離溝の縁は傾斜面で構成されていてもよい。

〔作用〕

上記構成によれば、スライダの一対の気体軸受レールの
間の気体軸受レール面より窪んで形成されたブリード部
に流出端に達する窪み（ブリード部を第一の窪みとして
第二の窪みに相当）を設けることにより、ブリード部に
流入した気体は前記第一の窪みて圧力が上昇した後、第
二の窪みにより広がり流れとなり負圧を生じる。通常、
第二の窪による負圧発生力は、第一の窪みによる圧力発
生力より大きくすることができる。また、ブリード部は
気体軸受レールより窪んでいるので、ディスク面との摺
動面積を増加させない。

また、気体軸受レール上の両縁の段差と、気体軸受レー
ルを前後に分ける分離溝を設けることにより、前部と両
側に軸受効果をもつ平面が気体軸受レール上に一対以上
できる。浮動ヘッドスライダを記録媒体から浮上させる
ための正圧は、主に軸受レール全面より流入する気体流
の圧縮によるものであるが、従来のヘッドスライダでは
ヨー角があると、第２図の様に、軸受レール側面から流
入する気体流が増加し、正圧発生力が減少する。

また、第３図のように、スライダ両側の軸受レール側面
に軸受効果をもつ傾斜面（もしくは段差）を設けるだけ
では、ヨー角の変化により、軸受レール側面の気体流の
助走距離の変化による正圧発生力の変化量が大きくなり
、浮上量を一定にすることはできない。本発明により軸
受レール上の軸受面を長手方向に複数個に分割して各々
の軸受面長さを短くし、さらに、軸受面側面にも、段差
（もしくは傾斜）を設けることによって、第４図の様に
、ヨー角の変化による軸受面側面から流入する気体流を
極力低減したうえで、軸受面側面がら流入する気体流に
対しても軸受効果をもたせることで、浮上量の変化を最
小にすることができる。

また、ブリード部と気体軸受面の段差及び溝を同じ高さ
にすることにより、これらを−回のエツチング加工で形
成でき、加工コストを低く抑え幣ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。

第１図において、スライダ１は前部に傾斜部２が設けで
ある。そして、スライダ１の両側には傾斜部２に続いて
第一の平面部４２分離溝６．第二の平面部５とさらに第
一の平面部と第二の平面部５の両側に段差部７がＤｌの
深さで設けである。

この一対の気体軸受レールの間に、傾斜部に続いてブリ
ード部３が設けてあり、さらにブリード部３に、気体流
の流出端に達する窪み８が深さＤ２で設けである。段差
部７と分離部６、及びブリート３は同一平面を形成して
おり、スパッタリングなどのエツチング加工を行なうこ
とにより一回で精度よく加工できる。

通常、磁気ディスク装置は、ディスク上の任意の半径位
置の情報を読み書きするため、磁気ヘッドスライダはデ
ィスク半径方向に移動できるようになっている。ロータ
リアクチュエータ形磁気ディスク装置では、スライダの
置かれるディスク上の半径位置によってスライダへの気
体の流入方向と流入速度が変化し、気体軸受面での圧力
分布が変化するためスライダの浮上量が変化する。本実
施例によれば、この浮上量変化を極力抑えることができ
る。まず、気体流の流入速度の変化に対しては正圧軸受
となる傾斜部２とそれに続く第一の平面部４、及び、分
離部６とそれに続く第二の平面部５の正圧力の増減と、
ブリード部３に流入した気体流が窪み８により広がり流
れとなることにより発生する負圧力の増減がバランスを
保ち浮上量の変化を抑えることができる。

次に、ヨー角に対する圧力の変化を第５図、第６図（ａ
）（ｂ）を併用して説明する。第６図（ａ）（ｂ）は、
それぞれ、第５図のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂの断面上のヨー角の
有無による圧力分布の違いを示しである。実線がヨー角
あり、破線がヨー角なしの場合を表す。第一、第二の平
面部４，５は両側と前部に傾斜部もしくは段差の軸受部
をもつのでヨー角がある場合の側面から流入する気体流
に対しても軸受効果がある。また、ヨー角の変化による
気体軸受の圧力の変化は、軸受部後方になるほど著しい
のであるが、本実施例では、分離部６により、軸受面を
複数に分け、一つ当りの軸受面長さを短くすることによ
り、圧力変化を抑えることができる。

本実施例による、ヨー角に対する浮上量の変化を第７図
に示す。実線は、ヨー角がある場合のスライダ側面へ流
入する気体流の風上側の軸受レールの流出端の浮上量の
変化、−点鎖線は気体流の風下側の軸受レールの流出端
の浮上量の変化を表す。破線は米国特許第４，６７３，
９９６号に記載されている第２２図（ａ）の形状による
ものである。

また、本実施例では、ブリード部３２分離部６及び段差
部７が同一平面になっていることにより気体流の乱れを
少なくし、塵埃の付着を起きにくくしている。さらに従
来の負圧発生形のスライダは、第２０図の様に、クロス
レール１８が、平面部４及び５と同一平面になっており
、コンタクトスタートストップ時の媒体面との摺動面積
が増大し、摩耗の点で問題であったが、本発明では、ク
ロスレースをもたないので摺動面積を増加させず、また
、浮上時には媒体面の突起との接触の可能性も低く押え
えることができ、媒体面の損傷、クラッシュを回避する
ことができる。

第８図及び第９図は、本発明の第二の実施例を示す。本
実施例は、第１図の傾斜部２をなくし、第１図の平面図
４の前部も、段差による正圧軸受としたものである。本
実施例は、機械加工によらず、スパッタリングなどのエ
ツチング加工二回でスライダ形状を精度よく形成するこ
とができる。

第１０図及び第１１図は、本発明の第三の実施例を示す
。スパッタリングなどのエツチング加工は任意の曲線を
もつ段差の加工も容易であるため、平面部４，５及び窪
み８の形状も任意である。本実施例は第二の平面部５の
前縁と窪み８の前方を円弧状とすることで、気体流入方
向に対する異方性をなくし、ヨー角により気体流入方向
が変化した場合でも、前縁部の圧力の変化を小さくする
ことができる。

また、窪み８を流入側で狭くすることで、ヨー角のある
場合でも、平面部４，５へ流入する気体流がそれ以前に
窪み８を通過せず、従って気体流は乱れずに平面部４，
５へ流入でき、安定した正圧力を得ることができる。

第１２図及び第１３図は、本発明の第四の実施例を示す
。本実施例は、気体軸受平面をスライダ長手方向に三つ
に分離したものである。各々の平面の長さを短くするこ
とによって、ヨー角がある場合でも、軸受平面上を通過
する気体流のうち、平面前部より流入する気体流の割合
を高め、ヨー角変化に対し、浮上量変化を押さえること
ができる。

第１４図及び第１５図は、本発明の第五の実施例を示す
。本実施例は、気体軸受平面をスライダ長手方向に三つ
に分離し、さらに、各平面を楕円。

もしくは円形に形成して異方性を少なくし、ヨー角に対
して各気体軸受面上の圧力が変化しないようにしたもの
である。さらに、スライダ前面の傾斜部をなくし、二回
のスパッタリングなどのエツチング加工にてスライダを
形成でき、精度よく、量産性に優れた形状としている。

第１６図及び第１７図は、本発明の第六の実施例を示す
。各気体軸受平面の前部と両側を傾斜部により形成し、
塵埃を付着しに＜〈シたものである。

第１８図は本発明に係るヘッドスライダが装着されたリ
ニア形回転円板記憶装置の平面断面図である。キャリッ
ジ１３にガイドアーム１４が結合され、ガイドアーム１
４のトランスデユーサ支持装置１５が連結され、トラン
スデユーサ支持装置１５の先端部に浮上ヘッドスライダ
１が装着されている。スライダ１は、ボイルコイルモー
タ１６に駆動されて、回転する円板記憶媒体１７の半径
方向に進退する。本例によりヨー角変化に対しスライダ
の浮上量変化が小さく安定に浮上するため、スライダ浮
上量を小さくすることが可能となり、記憶媒体の高密度
記憶を実現できる。

第１９図は１本発明の他の実施例を示し、本発明の浮動
ヘッドスライダ１が装着されたインライン形回転円板記
憶装置の一部破砕斜視図で、キャリッジ１３に連接され
たトランスデユーサ支持装置１５の先端に装着された浮
動ヘッドスライダ１を示している。本実施例によっても
同様の効果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負圧発生用の窪みと、両側面と前部に
気体軸受効果をもつ正圧発生面を、スライダ両側長手方
向に複数個設けることによって、流入気体の速度、流入
方向によらず、はぼ同一の浮上量を得ることができ、記
録媒体上どこでも接線方向の磁気記録線密度が一定であ
る、いわゆる、ゾーンピットレコーディングが実現可能
であり、記録媒体の高記録密度が達成できる。

また、スライダの加工を非機械加工により形成すること
も可能であり、加工精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図は、本発明の一実施例の斜視図、第
２図、第３図及び第４図は、従来例と本発明の詳細な説
明図、第６図は、本発明の第５図１７図は、本発明によ
る第二ないし第六の実施例の側面図と正面図、第１８図
及び第１９図は本発明の適用例の平面図及び斜視図、第
２０図は従来例の斜視図、第２１図は第２０図のＡ−Ａ
、Ｂ−Ｂ断面における圧力分布ヨー角の有無による違い
を示す説明図、第２２図は他の従来例を示す斜視図であ
る。１・・・スライダ、２・・・傾斜部、３・・・ブリード
部、４・・・第一の平面部、５・・第二の平面部、６・
・分離溝、７・・・段差部、８・・・窪み、９・・平面
部、１０・・・気体流、１１・・・第三の平面部、１２
・・・レール側面傾斜部、１３・・・キャリッジ、１４
・・・ガイドアーム、１５・・・トランスデユーサ支持
装置、１６・・・ボイスコイルモータ、１７・・・円板
記憶媒体。１８・・・クロスレール、Ｄｌ・・・段差部
深さ、Ｄ２・・・負圧発生部７１１　図草２凶　　　　　　　革３凹グ・手面吾Ｐ享４図　　　　　、。、気劇糺＄　５　　［２１募乙図（ｃＬ）Ａ−Ａ／１ｆＩ１１ｉｌ草６　閃　（ヴ）Ｊ５−　Ｂ’新１８７　図 ′θ　　　１０．０　　　２ｏ、ρ　　　Ｊρ、ρヨー
ミニＪ（ｄｅり）工３図　　　−１ｉＥ＋９図某ｔｏ図　　　革１１閃隼１２図　　　’＋１３肥第１４日　　　第７５ｍ蓼／４　ｉ　　　　　算１’７［ｎ１２・−・し−ルイ鋳１１ｆ６承吸第を會Ｐ−！５ＦＪ
　　ｔＥｔ　　図竿　ｊり菌１８−−−７０ズし−１し亮２１い　１１、ｐ−Ａ１１ｆｎ草２１　図 δ−Ｂ　区斤面草２２図羊２２０　（０）

Claims

【特許請求の範囲】１、回転する記録媒体に対向して配置されたスライダの
前記記録媒体との対向面に、前記記録媒体の回転に伴う
気体流により発生する正の圧力によつて前記スライダを
浮上させる一対の気体軸受レールと、前記気体軸受レー
ル間に前記気体軸受レール面より窪んだブリード部とが
形成された磁気ヘッドスライダにおいて、前記ブリード部は、前記気体流の流出端に達する窪みを
もち、前記気体軸受レールの両端に軸受効果をもつ段差
と、前記気体軸受レールを前後に複数個に分割する溝を
設け、前記気体軸受レールの両縁の段差と前記溝の底部
を前記ブリード部と同じ高さにしたことを特徴とする磁
気ヘッドスライダ。２、回転する記録媒体に対向して配置されたスライダの
前記記録媒体との対向面に、前記記録媒体の回転に伴う
気体流により発生する正の圧力によつて前記スライダを
浮上させるための軸受効果を周囲にもつ突出部を前記ス
ライダの両側に、長手方向に複数個配置し、前記突出部
の間に、前記気体流の流出端に達する窪みを設けたこと
を特徴とする磁気ヘッドスライダ。３、請求項１または２に記載の磁気ヘッドスライダを搭
載した磁気ディスク装置。