JPH1083643A - Floating magnetic head - Google Patents

Floating magnetic head

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Publication number
JPH1083643A
JPH1083643A JP23884696A JP23884696A JPH1083643A JP H1083643 A JPH1083643 A JP H1083643A JP 23884696 A JP23884696 A JP 23884696A JP 23884696 A JP23884696 A JP 23884696A JP H1083643 A JPH1083643 A JP H1083643A
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JP
Japan
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rail
magnetic head
upstream
side rail
rails
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Application number
JP23884696A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Nagata
敬二 永田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress the occurrence of rolling of a floating magnetic head in which a head element is formed on a head slider having an air bearing surface. SOLUTION: On an air bearing surface S, an outer side rail 8 to be positioned on the outer circumferential side of a disk, an inner side rail 81 to be positioned on the inner circumferential side of the disk, and a cross rail 5 with which both side rails 8 and 81 are connected to each other at the end part of an air inflow end side are formed. Both side rails 8 and 81 have upstream rail parts 6 and 61 which are gradually narrowed in width from the upstream side to the downstream side and downstream rail parts 7 and 71 which are gradually widened in width from the upstream side to the downstream side. An inclined angle θo of a side wall 62 of the outer side rail 8, facing a middle recess 9 is formed larger than an inclined angle θi of a side wall 63 of the inner side rail 81, facing the middle recess 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブ装置等に装備される浮上型磁気ヘッドに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flying magnetic head mounted on a hard disk drive or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ハードディスクドライブ装置に
おいては、図25に示す如く高速回転するディスク(11)
の信号記録面に対し、揺動アーム(13)の先端部に取り付
けられた磁気ヘッド(12)が浮上状態を保ちながら、信号
の記録及び再生が行なわれる。斯種浮上型磁気ヘッド(1
2)として、図17に示す如き負圧式の磁気ヘッドが提案
されている(特公昭56-52380〔G11B17/32〕)。該磁気ヘ
ッドにおいて、ヘッド素子(2)及び複数のパッド(3)が
形成されたヘッドスライダー(14)には、ディスクとの対
向面に、適当な大きさの浮上力を発生させるべき空気ベ
アリング面Sが形成されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a hard disk drive, a disk (11) rotating at a high speed as shown in FIG.
The signal is recorded and reproduced while the magnetic head (12) attached to the tip of the swing arm (13) keeps a floating state with respect to the signal recording surface. Such a floating magnetic head (1
As 2), a negative pressure type magnetic head as shown in FIG. 17 has been proposed (Japanese Patent Publication No. 56-52380 [G11B17 / 32]). In the magnetic head, a head slider (14) on which a head element (2) and a plurality of pads (3) are formed is provided with an air bearing surface for generating a levitation force of an appropriate magnitude on a surface facing the disk. S is formed.

【0003】即ち、空気ベアリング面Sには、空気流入
端側に斜面(15)が形成されると共に、空気の流れ方向に
沿って互いに平行に伸びる一対のサイドレール(17)(17)
と、両サイドレール(17)(17)を空気流入側の端部にて互
いに連結するクロスレール(16)が形成されている。これ
によって、両サイドレール(17)(17)間には、中央凹部(1
8)が形成されることになる。従って、ディスク面と斜面
(15)の間へ流入した空気は、クロスレール(16)を通過し
た後、サイドレール(17)(17)及び中央凹部(18)に沿って
流れる。これによって、サイドレール(17)(17)は正圧領
域となり、中央凹部(18)は負圧領域となる。この結果、
磁気ヘッドは、前記揺動アーム(13)による弾性押圧力
と、ヘッドスライダー(14)のサイドレール(17)(17)に作
用する正圧と、ヘッドスライダー(14)の中央凹部(9)に
作用する負圧とがバランスした浮上位置に保持されるこ
とになる(図18参照)。
That is, a slope (15) is formed on the air bearing surface S on the side of the air inflow end, and a pair of side rails (17) (17) extending parallel to each other along the direction of air flow.
And a cross rail (16) for connecting the side rails (17) and (17) to each other at an end on the air inflow side. As a result, the central recess (1) is provided between both side rails (17) and (17).
8) will be formed. Therefore, the disk surface and the slope
The air flowing into the space (15) passes through the cross rail (16), and then flows along the side rails (17) and (17) and the central concave portion (18). As a result, the side rails (17) and (17) become positive pressure areas, and the central concave portion (18) becomes a negative pressure area. As a result,
The magnetic head has an elastic pressing force by the swing arm (13), a positive pressure acting on the side rails (17) (17) of the head slider (14), and a central recess (9) of the head slider (14). The floating position is kept balanced with the acting negative pressure (see FIG. 18).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハードディ
スクドライブ装置においては、図25に示す様に、アー
ム(13)の揺動によって、磁気ヘッド(12)がディスク内周
側の移動端Piとディスク外周側の移動端Poの間を往
復移動する際、磁気ヘッド(12)の姿勢がディスク周方向
と為す角度、即ちスキュー角θが変動することになる。
又、ディスク(11)は一定角速度で回転するので、ディス
ク(11)に対する磁気ヘッド(12)の相対速度は、磁気ヘッ
ド(12)がディスク内周側の移動端Piからディスク外周
側の移動端Poへ移動するにつれて増大することにな
る。
By the way, in the hard disk drive, as shown in FIG. 25, the magnetic head (12) is moved from the moving end Pi on the inner circumference side of the disk to the outer circumference of the disk by the swing of the arm (13). When the magnetic head 12 reciprocates between the moving ends Po, the angle formed by the attitude of the magnetic head 12 with respect to the disk circumferential direction, that is, the skew angle θ changes.
Also, since the disk (11) rotates at a constant angular velocity, the relative speed of the magnetic head (12) with respect to the disk (11) varies from the moving end Pi on the inner peripheral side of the disk to the moving end on the outer peripheral side of the disk. It will increase as we move to Po.

【0005】図21(a)は、スキュー角Skew(de
g)をパラメータとして、磁気ヘッドの相対速度Spe
ed(m/s)と浮上量FH(nm)の関係を表わしたもの
である。ここでスキュー角Skewは、図25において
磁気ヘッド(12)の姿勢がディスク周方向と一致したとき
を零として、揺動アーム(13)が時計方向に回動した場合
を正、反時計方向に回動した場合を負としている。又、
浮上量FHは、図18に示す如くヘッドスライダー(14)
のディスク(11)表面からの浮上距離を表わしている。図
21(a)から明らかな様に、相対速度Speedの上昇
につれて浮上量FHは増大する。図21(b)は、磁気ヘ
ッドのディスクとの相対速度Speedをパラメータと
して、スキュー角Skewと浮上量FHの関係を表わし
たものであって、スキュー角が零を中心として変動する
と、浮上量は大きく変化している。
FIG. 21A shows a skew angle Skew (de)
g) as a parameter, the relative speed Spe of the magnetic head
This shows the relationship between ed (m / s) and the flying height FH (nm). Here, the skew angle Skew is set to zero when the attitude of the magnetic head (12) coincides with the disk circumferential direction in FIG. 25, and is positive and counterclockwise when the swing arm (13) is rotated clockwise. The case of turning is regarded as negative. or,
The flying height FH is determined by the head slider (14) as shown in FIG.
Of the disk (11) from the surface. As is clear from FIG. 21A, the flying height FH increases as the relative speed Speed increases. FIG. 21B illustrates the relationship between the skew angle Skew and the flying height FH using the relative speed Speed of the magnetic head with respect to the disk as a parameter. When the skew angle fluctuates around zero, the flying height is reduced. It has changed significantly.

【0006】又、図22(a)は、スキュー角Skewを
パラメータとして、磁気ヘッドの相対速度Speedと
ローリング量ROLL(nm)の関係を表わしたものであ
る。ここで、ローリング量ROLLは、図19に示す如
くヘッドスライダー(14)の両端における浮上量の差を表
わしている。図22(a)から明らかな様に、相対速度の
上昇につれてローリング量は大きく変化する。図22
(b)は、磁気ヘッドのディスクとの相対速度Speed
をパラメータとして、スキュー角Skewとローリング
量ROLLの関係を表わしたものであって、スキュー角
が零を中心として変動すると、ローリング量は大きく変
化している。
FIG. 22A shows the relationship between the relative speed Speed of the magnetic head and the rolling amount ROLL (nm) using the skew angle Skew as a parameter. Here, the rolling amount ROLL represents a difference between the flying heights at both ends of the head slider (14) as shown in FIG. As is clear from FIG. 22A, the rolling amount changes greatly as the relative speed increases. FIG.
(b) shows the relative speed Speed of the magnetic head with respect to the disk.
Is a parameter representing the relationship between the skew angle Skew and the rolling amount ROLL. When the skew angle fluctuates around zero, the rolling amount changes greatly.

【0007】この様に、従来の浮上型磁気ヘッドにおい
ては、磁気ヘッドのスキュー角や相対速度の変動に伴っ
て、浮上量やローリング量が大きく変化することにな
り、特に高密度記録を行なうハードディスクドライブ装
置においては、信号の記録再生感度が著しく変化する問
題を生じる。
As described above, in the conventional flying magnetic head, the flying height and the rolling amount change greatly with the fluctuation of the skew angle and the relative speed of the magnetic head. In the drive device, there arises a problem that the recording / reproducing sensitivity of a signal is significantly changed.

【0008】そこで、スキュー角や相対速度の変動に伴
なう浮上量の変化を抑制することの出来る浮上型磁気ヘ
ッドとして、図20に示す如く両サイドレール(19)(19)
が夫々、上流側から下流側へ向けて幅が縮小する上流レ
ール部(12)と、上流側から下流側へ向けて幅が拡大する
下流レール部(13)とから形成された浮上型磁気ヘッドが
提案されている。
Therefore, as a floating type magnetic head capable of suppressing a change in a flying height caused by a change in a skew angle and a relative speed, as shown in FIG. 20, both side rails (19) and (19)
Floating magnetic head formed from an upstream rail section (12) whose width decreases from the upstream side to the downstream side and a downstream rail section (13) whose width increases from the upstream side to the downstream side, respectively. Has been proposed.

【0009】図23(a)は、図20に示す浮上型磁気ヘ
ッドにおいて、スキュー角Skewをパラメータとし
て、磁気ヘッドの相対速度Speedと浮上量FHの関
係を表わしており、相対速度の上昇に伴う浮上量の増大
は、図17に示す浮上型磁気ヘッドよりも小さくなって
いる。又図23(b)は、磁気ヘッドのディスクとの相対
速度Speedをパラメータとして、スキュー角Ske
wと浮上量FHの関係を表わしたものであって、スキュ
ー角の変動に伴う浮上量の変化は、図17に示す浮上型
磁気ヘッドよりも小さくなっている。
FIG. 23A shows the relationship between the relative speed Speed and the flying height FH of the flying magnetic head shown in FIG. 20 using the skew angle Skew as a parameter. The increase in the flying height is smaller than in the flying magnetic head shown in FIG. FIG. 23B shows the skew angle Ske using the relative speed Speed of the magnetic head with respect to the disk as a parameter.
This shows the relationship between w and the flying height FH, and the change in the flying height due to the change in the skew angle is smaller than that in the flying magnetic head shown in FIG.

【0010】一方、図24(a)は、スキュー角Skew
をパラメータとして、磁気ヘッドの相対速度Speed
とローリング量ROLLの関係を表わしている。相対速
度の上昇に伴うローリング量の変化は、図17に示す浮
上型磁気ヘッドよりは小さくなっているが、スキュー角
によってローリング量に大きなバラツキが発生してい
る。又図24(b)は、磁気ヘッドのディスクとの相対速
度Speedをパラメータとして、スキュー角Skew
とローリング量ROLLの関係を表わしたものである。
スキュー角の変動に伴うローリング量の変化は、図17
に示す浮上型磁気ヘッドよりは小さくなっているが、特
にスキュー角が負の場合、ローリング量は大きくなって
いる。
FIG. 24A shows a skew angle Skew.
Is the relative speed of the magnetic head Speed
And the rolling amount ROLL. The change in the amount of rolling with an increase in the relative speed is smaller than that in the flying magnetic head shown in FIG. 17, but the skew angle causes a large variation in the amount of rolling. FIG. 24B shows the skew angle Skew using the relative speed Speed of the magnetic head with respect to the disk as a parameter.
And the rolling amount ROLL.
The change in the rolling amount due to the change in the skew angle is shown in FIG.
However, when the skew angle is negative, the rolling amount is large.

【0011】上述の如く、図20に示す浮上型磁気ヘッ
ドによれば、スキュー角や相対速度の変動に伴なう浮上
量の変化は抑制することが出来るが、磁気ヘッドのロー
リングは十分に抑制することが出来ない。
As described above, according to the flying magnetic head shown in FIG. 20, the change in the flying height due to the fluctuation of the skew angle and the relative speed can be suppressed, but the rolling of the magnetic head is sufficiently suppressed. I can't do it.

【0012】本発明の目的は、ローリングの発生を効果
的に抑制することが出来る浮上型磁気ヘッドを提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a flying magnetic head capable of effectively suppressing the occurrence of rolling.

【0013】[0013]

【課題を解決する為の手段】図25に示す如く磁気ヘッ
ド(12)が浮上状態で信号の記録、再生を行なう際、磁気
ヘッド(12)のディスク内周側の端部とディスク外周側の
端部では、磁気ヘッド(12)の幅に応じた速度差が生じ
る。例えば図23(a)から明らかな様に、スキュー角が
同一であっても、相対速度が高くなる程、浮上力は増大
し、浮上量FHは大きくなるから、磁気ヘッド(12)のデ
ィスク内周側の端部とディスク外周側の端部では、前記
速度差に応じて浮上力に差が生じ、この浮上力の偏りに
よってローリングが発生するのである。そこで、本発明
においては、空気ベアリング面に形成される負圧領域
を、ディスク内周側からディスク外周側に偏ったものと
し、この負圧の偏りによって前記浮上力の偏りを相殺す
ることにより、ローリング量を可及的に零に近づけるの
である。
As shown in FIG. 25, when recording and reproducing signals while the magnetic head (12) is in a floating state, the end of the magnetic head (12) on the inner peripheral side of the disk and the outer peripheral side of the disk are separated. At the end, a speed difference occurs according to the width of the magnetic head (12). For example, as is clear from FIG. 23A, even if the skew angle is the same, as the relative speed increases, the levitation force increases and the levitation amount FH increases. At the peripheral end and the outer peripheral end of the disk, there is a difference in the floating force according to the speed difference, and rolling is caused by the deviation of the floating force. Therefore, in the present invention, the negative pressure region formed on the air bearing surface is deviated from the disk inner peripheral side to the disk outer peripheral side, and the deviation of the floating force is offset by the deviation of the negative pressure, The rolling amount is made as close to zero as possible.

【0014】本発明に係る浮上型磁気ヘッドにおいて
は、空気ベアリング面Sに、ディスク(11)の外周側に位
置すべきアウターサイドレール(8)と、ディスク(11)の
内周側に位置すべきインナーサイドレール(81)とが、夫
々空気の流れ方向に延在させて形成されると共に、両サ
イドレール(8)(81)を空気流入側の端部にて互いに連結
するクロスレール(5)が形成されている。両サイドレー
ル(8)(81)は夫々、上流側から下流側へ向けて幅が縮小
する上流レール部(6)(61)と、上流側から下流側へ向け
て幅が拡大する下流レール部(7)(71)とを有し、アウタ
ーサイドレール(8)によって発生する負圧がインナーサ
イドレール(81)によって発生する負圧よりも大きくなる
様、アウターサイドレール(8)とインナーサイドレール
(81)とは互いに非線対称に形成されている。
In the flying magnetic head according to the present invention, the outer side rail (8) to be located on the outer peripheral side of the disk (11) and the inner peripheral side of the disk (11) are located on the air bearing surface S. An inner side rail (81) to be formed is formed so as to extend in the direction of air flow, and a cross rail (5) connecting both side rails (8) and (81) to each other at an end on the air inflow side. ) Is formed. Each of the side rails (8) and (81) has an upstream rail portion (6) (61) whose width decreases from the upstream side to the downstream side and a downstream rail portion whose width increases from the upstream side to the downstream side. (7) The outer side rail (8) and the inner side rail so that the negative pressure generated by the outer side rail (8) is larger than the negative pressure generated by the inner side rail (81).
(81) are formed non-linearly symmetric with each other.

【0015】上記浮上型磁気ヘッドにおいては、両サイ
ドレール(8)(81)が夫々、上流側から下流側へ向けて幅
が縮小する上流レール部(6)(61)と、上流側から下流側
へ向けて幅が拡大する下流レール部(7)(71)を具えてい
る構成によって、スキュー角や相対速度の変動に伴なう
浮上量の変化が抑制される。
In the above-mentioned floating magnetic head, both side rails (8) and (81) have an upstream rail section (6) and (61) whose width decreases from the upstream side to the downstream side, respectively, and a downstream side from the upstream side. With the configuration including the downstream rails (7) and (71) whose width increases toward the side, a change in the flying height due to a change in the skew angle and the relative speed is suppressed.

【0016】又、上記浮上型磁気ヘッドにおいては、ア
ウターサイドレール(8)とインナーサイドレール(81)と
が互いに非線対称に形成されて、アウターサイドレール
(8)によって発生する負圧がインナーサイドレール(81)
によって発生する負圧よりも大きくなる。負圧は、磁気
ヘッドをディスク側に吸引する作用力を及ぼすので、前
記負圧のディスク半径方向の偏りと、浮上力のディスク
半径方向の偏りとが互いに相殺されて、磁気ヘッドのロ
ーリングが抑制される。
In the above-mentioned floating magnetic head, the outer side rail (8) and the inner side rail (81) are formed to be non-symmetrical with each other.
The negative pressure generated by (8) is the inner side rail (81)
The pressure is greater than the negative pressure generated. Since the negative pressure exerts an acting force to attract the magnetic head toward the disk, the deviation of the negative pressure in the disk radial direction and the deviation of the levitation force in the disk radial direction cancel each other, thereby suppressing the magnetic head from rolling. Is done.

【0017】具体的構成において、アウターサイドレー
ル(8)の上流レール部(6)は、インナーサイドレール(8
1)の上流レール部(61)よりも大なる変化率で幅が縮小し
ている。更に具体的には、アウターサイドレール(8)と
インナーサイドレール(81)の間には中央凹部(9)が形成
され、両サイドレール(8)(81)の上流レール部(6)(61)
は夫々、中央凹部(9)に面した側壁(62)(63)がレール長
手方向に対して一定の傾斜角度θo、θiを為し、アウ
ターサイドレール(8)の側壁(62)の傾斜角度θoはイン
ナーサイドレール(81)の側壁(63)の傾斜角度θiよりも
大きく形成されている。
In a specific configuration, the upstream rail portion (6) of the outer side rail (8) is provided with an inner side rail (8).
The width is reduced at a larger rate of change than the upstream rail portion (61) of (1). More specifically, a central recess (9) is formed between the outer side rail (8) and the inner side rail (81), and the upstream rail portions (6) (61) of both side rails (8) (81) are formed. )
Respectively, the side walls (62) and (63) facing the central recess (9) make constant inclination angles θo and θi with respect to the rail longitudinal direction, and the inclination angle of the side wall (62) of the outer side rail (8). θo is formed to be larger than the inclination angle θi of the side wall (63) of the inner side rail (81).

【0018】上記具体的構成においては、アウターサイ
ドレール(8)の側壁(62)の傾斜角度θoがインナーサイ
ドレール(81)の側壁(63)の傾斜角度θiよりも大きいこ
とによって、両サイドレール(8)(81)間に形成される負
圧領域が、アウターサイドレール(8)側に偏って、イン
ナーサイドレール(81)側よりもアウターサイドレール
(8)側に大きな負圧が発生する。この負圧の偏りと前記
浮上力の偏りとが互いに相殺されて、磁気ヘッドのロー
リングが抑制される。
In the above specific configuration, the inclination angle θo of the side wall (62) of the outer side rail (8) is larger than the inclination angle θi of the side wall (63) of the inner side rail (81). (8) The negative pressure region formed between (81) is biased toward the outer side rail (8), and the outer side rail is closer than the inner side rail (81).
A large negative pressure is generated on the (8) side. The bias of the negative pressure and the bias of the levitation force cancel each other, and the rolling of the magnetic head is suppressed.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明に係る浮上型磁気ヘッドによれ
ば、ヘッドスライダーに作用する負圧のディスク半径方
向の分布と浮上力の分布とを互いにバランスさせること
によって、ローリングの発生を効果的に抑制することが
出来る。
According to the flying magnetic head of the present invention, the distribution of the negative pressure acting on the head slider in the radial direction of the disk and the distribution of the floating force are balanced with each other, so that the occurrence of rolling can be effectively prevented. Can be suppressed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る浮上
型磁気ヘッドは、図1及び図2に示すヘッドスライダー
(1)を具えている。該ヘッドスライダー(1)は、空気ベ
アリング面Sに、ディスクの外周側に位置すべきアウタ
ーサイドレール(8)と、記録媒体の内周側に位置すべき
インナーサイドレール(81)と、両サイドレール(8)(81)
を空気流入端側の端部にて互いに連結するクロスレール
(5)とを具え、これによって、両サイドレール(8)(81)
間に、負圧領域となる中央凹部(9)が形成されている。
クロスレール(5)には、空気流入側の端部に、空気を導
入するための斜面(4)が形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The flying magnetic head according to the present invention has a head slider shown in FIGS.
It has (1). The head slider (1) has, on the air bearing surface S, an outer side rail (8) located on the outer peripheral side of the disk, an inner side rail (81) located on the inner peripheral side of the recording medium, and both side rails. Rail (8) (81)
Rails that connect to each other at the air inlet end
(5), whereby both side rails (8) (81)
A central concave portion (9) serving as a negative pressure region is formed therebetween.
The cross rail (5) has a slope (4) for introducing air at the end on the air inflow side.

【0021】両サイドレール(8)(81)は夫々、上流側か
ら下流側へ向けて幅が一定の変化率で縮小する上流レー
ル部(6)(61)と、上流側から下流側へ向けて幅が一定の
変化率で拡大する下流レール部(7)(71)とを有してい
る。ここで、両サイドレール(8)(81)の上流レール部
(6)(61)は夫々、中央凹部(9)に面した側壁(62)(63)が
レール長手方向に対して一定の傾斜角度θo、θiを為
し、アウターサイドレール(8)の側壁(62)の傾斜角度θ
oはインナーサイドレール(81)の側壁(63)の傾斜角度θ
iよりも大きく形成されている。又、ヘッドスライダー
(1)の空気流入側の端面からアウターサイドレール(8)
の上流レール部(6)の下流側の終端までの距離Loは、
ヘッドスライダー(1)の空気流入側の端面からインナー
サイドレール(81)の上流レール部(61)の下流側の終端ま
での距離Liよりも小さく形成されている。
Each of the side rails (8) and (81) has an upstream rail portion (6) and (61) whose width decreases from the upstream side to the downstream side at a constant rate of change, and a side from the upstream side to the downstream side. And a downstream rail portion (7) (71) whose width increases at a constant rate of change. Here, the upstream rail section of both side rails (8) and (81)
(6) and (61) are side walls of the outer side rail (8), respectively, in which the side walls (62) and (63) facing the central concave portion (9) make constant inclination angles θo and θi with respect to the longitudinal direction of the rail. (62) inclination angle θ
o is the inclination angle θ of the side wall (63) of the inner side rail (81)
It is formed larger than i. Also, head slider
Outer side rail (8) from the end face on the air inflow side of (1)
The distance Lo to the downstream end of the upstream rail portion (6) is
The distance Li from the end face on the air inflow side of the head slider (1) to the downstream end of the upstream rail portion (61) of the inner side rail (81) is formed smaller.

【0022】図3(a)(b)は、上記本発明の浮上型磁気
ヘッドの効果を確認するために行なった計算機シミュレ
ーションのヘッドスライダーモデルを表わしている。ヘ
ッドスライダー(1)の空気流れ方向に沿う長さAは2.
032mm、ディスク半径方向の幅Bは1.6mm、デ
ィスク回転中からヘッドスライダー(1)の中心までの半
径距離Rは22.86mmである。ディスク回転数は5
400rpmである。又、ディスク信号面に対する磁気
ヘッドの押圧力は3.5gである。計算機シミュレーシ
ョンにおいては、図示の如く両サイドレール(8)(81)の
上流レール部(6)(61)及び下流レール部(7)(71)の連結
部における最小幅cを0.231mm、両レール部(6)
(7)の最大幅dを夫々0.431mmに保ったまま、同
図(a)の如くアウターサイドレール(8)の上流レール部
(6)と下流レール部(7)の連結部の位置を、a=0.6
32mmの位置からb=0.3mmの間隔でずらした4
つのモデル、、、と、同図(b)の如く前記4つ
のモデルのアウターサイドレール(8)と線対称のインナ
ーサイドレール(81)を有する4つのモデル、、、
の夫々について、後述する条件でローリング量ROL
Lを算出した。但し、モデルは、アウターサイドレー
ル(8)とインナーサイドレール(81)とが互いに線対称と
なるので、共通のモデルとした。尚、計算機シミュレー
ションは、レイノルズ方程式を基礎とする周知の手法
(例えば日本機会学会論文集(C編)53巻487号(昭和62
-3)「ボルツマン方程式に基づく薄膜気体潤滑特性の解
析」)を用いて行なうことが出来る。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) show a head slider model of a computer simulation performed to confirm the effect of the flying magnetic head of the present invention. The length A along the air flow direction of the head slider (1) is 2.
032 mm, the width B in the disk radial direction is 1.6 mm, and the radial distance R from the rotation of the disk to the center of the head slider (1) is 22.86 mm. Disk rotation speed is 5
400 rpm. The pressing force of the magnetic head against the disk signal surface is 3.5 g. In the computer simulation, the minimum width c at the connection between the upstream rails (6) and (61) and the downstream rails (7) and (71) of both side rails (8) and (81) is 0.231 mm, as shown in FIG. Rail (6)
While the maximum width d of (7) is kept at 0.431 mm, the upstream side of the outer side rail (8) as shown in FIG.
The position of the connecting portion between (6) and the downstream rail portion (7) is a = 0.6.
4 shifted from the 32 mm position by an interval of b = 0.3 mm
And four models having inner side rails (81) that are symmetrical with the outer side rails (8) of the four models as shown in FIG.
, The rolling amount ROL under the conditions described later.
L was calculated. However, the models were common because the outer side rail (8) and the inner side rail (81) are line-symmetric with each other. The computer simulation is a well-known method based on the Reynolds equation.
(For example, Transactions of the Opportunity Society of Japan (C edition) 53, 487 (Showa 62
-3) "Analysis of thin film gas lubrication characteristics based on Boltzmann equation").

【0023】図4〜図16のグラフは上記計算機シミュ
レーションの結果を表わしており、図4(a)(b)は上記
モデル、図5(a)(b)は上記モデル、図6(a)(b)
は上記モデル、図7(a)(b)は上記モデル、図8
(a)(b)は上記モデル、図9(a)(b)は上記モデル
、図10(a)(b)は上記モデル、図11(a)(b)は
上記モデルのローリング特性を表わしている。図4
(a)(b)〜図7(a)(b)のグラフの比較から明らかな様
に、モデル>>>の順序でローリング量ROL
Lが減少しており、図5(a)(b)に示すモデルでは、
相対速度Speedの変化及びスキュー角Skewの変
化に拘わらず、ローリング量ROLLは略零となってい
る。
The graphs of FIGS. 4 to 16 show the results of the computer simulation. FIGS. 4A and 4B show the model, FIGS. 5A and 5B show the model, and FIG. (b)
8 shows the model, FIGS. 7A and 7B show the model, FIG.
9 (a) and 9 (b) show the above model, FIGS. 9 (a) and 9 (b) show the above model, FIGS. 10 (a) and 10 (b) show the above model, and FIGS. 11 (a) and 11 (b) show the rolling characteristics of the above model. ing. FIG.
As is clear from the comparison of the graphs of FIGS. 7A and 7B to FIGS. 7A and 7B, the rolling amount ROL in the order of model >>>>
L decreases, and in the model shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b),
The rolling amount ROLL is substantially zero regardless of the change in the relative speed Speed and the change in the skew angle Skew.

【0024】又、図8(a)(b)〜図11(a)(b)のグラ
フの比較から明らかな様に、モデル>>>の順
序でローリング量ROLLが減少しており、図11(a)
(b)に示すモデルでは、相対速度Speedの変化及
びスキュー角Skewの変化に拘わらず、ローリング量
ROLLは零に近い値となっている。
As is clear from the comparison of the graphs of FIGS. 8 (a) (b) to 11 (a) (b), the rolling amount ROLL decreases in the order of model >>>>, and FIG. (a)
In the model shown in (b), the rolling amount ROLL is a value close to zero irrespective of the change in the relative speed Speed and the change in the skew angle Skew.

【0025】以上の結果から、図1及び図2の如くアウ
ターサイドレール(8)の側壁(62)の傾斜角度θoを、イ
ンナーサイドレール(81)の側壁(63)の傾斜角度θiより
も大きく設定することにより、ローリングの抑制が可能
であることがわかる。但し、モデルの計算結果から判
断出来る様に、傾斜角度θoを45度以上の過大な値に
設定することは却ってローリングを増大させる原因とな
る。
From the above results, as shown in FIGS. 1 and 2, the inclination angle θo of the side wall (62) of the outer side rail (8) is larger than the inclination angle θi of the side wall (63) of the inner side rail (81). It can be seen that by setting, rolling can be suppressed. However, as can be determined from the calculation results of the model, setting the inclination angle θo to an excessive value of 45 degrees or more rather causes an increase in rolling.

【0026】上述の如くθo>θiの関係がローリング
抑制に有効であるのは、これによって、両サイドレール
(8)(81)間に形成される負圧領域がアウターサイドレー
ル(8)側に偏って、インナーサイドレール(81)側よりも
アウターサイドレール(8)側に大きな負圧が発生し、こ
の負圧の偏りと、ディスク半径方向に分布する浮上力の
偏りとが互いに相殺されるからである。
As described above, the relationship of θo> θi is effective for suppressing rolling because of the following reason.
(8) The negative pressure region formed between (81) is biased toward the outer side rail (8), and a larger negative pressure is generated on the outer side rail (8) side than on the inner side rail (81) side. This is because the bias of the negative pressure and the bias of the levitation force distributed in the disk radial direction cancel each other.

【0027】図12は、モデルにおいて、スキュー角
が零の場合の空気ベアリング面上の幅(Width)及び長さ
(Length)方向の圧力(Pressure)の分布を3次元的に表わ
しており、図13は図12のグラフを矢印F方向から見
たグラフ、図14は図12のグラフを矢印T方向から見
たグラフ、図15は図12のグラフを矢印Q方向から見
たグラフである。尚、これらのグラフにおいて、幅(Wid
th)及び長さ(Length)は、磁気ヘッドの長さ2.032m
mで無次元化したものであって、Width=0の点がディ
スク内周側の端点、Width=0.8の点がディスク外周側
の端点である。又、圧力(Pressure)も無次元化されてお
り、Pressure=0の点が大気圧である。一方、図16
は、モデルにおける図13に対応するグラフである。
FIG. 12 shows the width and length on the air bearing surface when the skew angle is zero in the model.
13 shows the distribution of pressure in the (Length) direction in a three-dimensional manner. FIG. 13 is a graph of the graph of FIG. 12 viewed from the direction of arrow F, and FIG. 14 is a graph of the graph of FIG. FIG. 15 is a graph when the graph of FIG. 12 is viewed from the arrow Q direction. In these graphs, the width (Wid
th) and length are 2.032 m of the length of the magnetic head.
The point of Width = 0 is the end point on the inner circumference side of the disk, and the point of Width = 0.8 is the end point on the outer circumference side of the disk. The pressure is also dimensionless, and the pressure = 0 point is the atmospheric pressure. On the other hand, FIG.
Is a graph corresponding to FIG. 13 in the model.

【0028】図12及び図13のグラフから明らな様
に、空気ベアリング面の両サイドレールに正圧(浮上力)
Pi、Poが発生すると共に、その内側に負圧Mi、M
oが発生しており、インナーサイドレールの負圧Miと
アウターサイドレールMoは略等しい値で分布している
のに対し、アウターサイドレールの正圧Poはインナー
サイドレールの正圧Piよりも高い値で分布している。
この正圧の差は両サイドレールにおける相対速度の差に
よるものであり、この正圧の差、即ち浮上力の偏りによ
って図6に示すローリングが発生するのである。
As is clear from the graphs of FIGS. 12 and 13, positive pressure (lifting force) is applied to both side rails of the air bearing surface.
Pi and Po are generated, and negative pressures Mi and M
is generated, and the negative pressure Mi of the inner side rail and the outer side rail Mo are distributed at substantially the same value, whereas the positive pressure Po of the outer side rail is higher than the positive pressure Pi of the inner side rail. Distributed by value.
The difference in the positive pressure is due to the difference in the relative speed between the two side rails, and the difference in the positive pressure, that is, the bias in the levitation force causes the rolling shown in FIG. 6.

【0029】一方、図16のグラフにおいては、同様に
相対速度の差によってアウターサイドレールの正圧P
o′はインナーサイドレールの正圧Pi′よりも大きな
値を示している。又、アウターサイドレール内側のM
o′はインナーサイドレール内側の負圧Miよりも大き
な値で分布している。この負圧の偏りは、上述の如くア
ウターサイドレール(8)の側壁(62)の傾斜角度θoをイ
ンナーサイドレール(81)の側壁(63)の傾斜角度θiより
も大きく形成したことによるものである。この結果、ア
ウターサイドレール側では、正圧の増大と負圧の増大が
互いに相殺され、ヘッドスライダーに作用する力が両側
でバランスして、ローリングが抑えられるのである。
On the other hand, in the graph of FIG. 16, similarly, the positive pressure P
o 'indicates a value larger than the positive pressure Pi' of the inner side rail. Also, M inside the outer side rail
o 'is distributed with a value larger than the negative pressure Mi inside the inner side rail. This bias of the negative pressure is due to the fact that the inclination angle θo of the side wall (62) of the outer side rail (8) is larger than the inclination angle θi of the side wall (63) of the inner side rail (81) as described above. is there. As a result, on the outer side rail side, the increase in the positive pressure and the increase in the negative pressure cancel each other, and the forces acting on the head slider are balanced on both sides, so that rolling is suppressed.

【0030】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
The description of the above embodiments is for the purpose of explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof.
In addition, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る浮上型磁気ヘッドのヘッドスライ
ダーを表わす斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a head slider of a flying magnetic head according to the present invention.

【図2】該ヘッドスライダーの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the head slider.

【図3】計算機シミュレーションに用いたヘッドスライ
ダーモデルを表わす平面図である。
FIG. 3 is a plan view illustrating a head slider model used for computer simulation.

【図4】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図5】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図6】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図7】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 7 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図8】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図9】モデルにおけるローリング特性を表わすグラ
フである。
FIG. 9 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図10】モデルにおけるローリング特性を表わすグ
ラフである。
FIG. 10 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図11】モデルにおけるローリング特性を表わすグ
ラフである。
FIG. 11 is a graph showing rolling characteristics in a model.

【図12】モデルにおける圧力分布を表わすグラフで
ある。
FIG. 12 is a graph showing a pressure distribution in a model.

【図13】図12のグラフを矢印F側からグラフであ
る。
FIG. 13 is a graph of the graph of FIG.

【図14】図12のグラフを矢印T側から見たグラフで
ある。
FIG. 14 is a graph of the graph of FIG. 12 viewed from the arrow T side.

【図15】図12のグラフを矢印Q側から見たグラフで
ある。
FIG. 15 is a graph of the graph of FIG. 12 viewed from the arrow Q side.

【図16】モデルにおける図13に対応するグラフで
ある。
FIG. 16 is a graph corresponding to FIG. 13 in the model.

【図17】従来のヘッドスライダーの斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of a conventional head slider.

【図18】ヘッドスライダーの浮上量について説明する
図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a flying height of a head slider.

【図19】ヘッドスライダーのローリング量について説
明する図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a rolling amount of a head slider.

【図20】従来の他のヘッドスライダーの平面図であ
る。
FIG. 20 is a plan view of another conventional head slider.

【図21】図17に示すヘッドスライダーにおける浮上
特性を表わすグラフである。
21 is a graph showing flying characteristics of the head slider shown in FIG.

【図22】該ヘッドスライダーにおけるローリング特性
を表わすグラフである。
FIG. 22 is a graph showing rolling characteristics of the head slider.

【図23】図20に示すヘッドスライダーにおける浮上
特性を表わすグラフである。
FIG. 23 is a graph showing flying characteristics of the head slider shown in FIG. 20;

【図24】該ヘッドスライダーにおけるローリング特性
を表わすグラフである。
FIG. 24 is a graph showing rolling characteristics of the head slider.

【図25】ハードディスクドライブ装置の主要部を表わ
す平面図である。
FIG. 25 is a plan view illustrating a main part of the hard disk drive.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) ヘッドスライダー (4) 斜面 (5) クロスレール (8) アウターサイドレール (81) インナーサイドレール (6) 上流レール部 (61) 上流レール部 (7) 下流レール部 (71) 下流レール部 (62) 側壁 (63) 側壁 (9) 中央凹部 (1) Head slider (4) Slope (5) Cross rail (8) Outer side rail (81) Inner side rail (6) Upstream rail (61) Upstream rail (7) Downstream rail (71) Downstream rail (62) Side wall (63) Side wall (9) Central recess

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円板状の記録媒体に対向すべき空気ベア
リング面Sを有するヘッドスライダー(1)にヘッド素子
(2)を形成してなる浮上型磁気ヘッドにおいて、空気ベ
アリング面Sには、記録媒体の外周側に位置すべきアウ
ターサイドレール(8)と、記録媒体の内周側に位置すべ
きインナーサイドレール(81)とが、夫々空気の流れ方向
に延在させて形成されると共に、両サイドレール(8)(8
1)を空気流入側の端部にて互いに連結するクロスレール
(5)が形成され、両サイドレール(8)(81)は夫々、上流
側から下流側へ向けて幅が縮小する上流レール部(6)(6
1)と、上流側から下流側へ向けて幅が拡大する下流レー
ル部(7)(71)とを有し、アウターサイドレール(8)によ
って発生する負圧がインナーサイドレール(81)によって
発生する負圧よりも大きくなる様、アウターサイドレー
ル(8)とインナーサイドレール(81)とは互いに非線対称
に形成されていることを特徴とする浮上型磁気ヘッド。
1. A head slider (1) having an air bearing surface S to face a disk-shaped recording medium is provided with a head element.
In the flying type magnetic head formed with (2), the air bearing surface S has an outer side rail (8) located on the outer peripheral side of the recording medium and an inner side rail (8) located on the inner peripheral side of the recording medium. Rails (81) are formed so as to extend in the air flow direction, and both side rails (8) (8)
1) Cross rail that connects to each other at the air inflow side end
(5) is formed, and both side rails (8) and (81) are upstream rail portions (6) and (6) whose width decreases from the upstream side to the downstream side, respectively.
1) and a downstream rail (7) (71) whose width increases from the upstream side to the downstream side, and the negative pressure generated by the outer side rail (8) is generated by the inner side rail (81). The floating magnetic head is characterized in that the outer side rail (8) and the inner side rail (81) are formed non-linearly symmetric with each other so as to be larger than the negative pressure.
【請求項2】 アウターサイドレール(8)の上流レール
部(6)は、インナーサイドレール(81)の上流レール部(6
1)よりも大なる変化率で幅が縮小している請求項1に記
載の浮上型磁気ヘッド。
The upstream rail (6) of the outer side rail (8) is connected to the upstream rail (6) of the inner side rail (81).
2. The flying magnetic head according to claim 1, wherein the width is reduced at a rate of change larger than 1).
【請求項3】 アウターサイドレール(8)とインナーサ
イドレール(81)の間には中央凹部(9)が形成され、両サ
イドレール(8)(81)の上流レール部(6)(61)は夫々、中
央凹部(9)に面した側壁(62)(63)がレール長手方向に対
して一定の傾斜角度θo、θiを為し、アウターサイド
レール(8)の側壁(62)の傾斜角度θoはインナーサイド
レール(81)の側壁(63)の傾斜角度θiよりも大きく形成
されている請求項2に記載の浮上型磁気ヘッド。
3. A central recess (9) is formed between the outer side rail (8) and the inner side rail (81), and the upstream rails (6) (61) of both side rails (8) (81). Respectively, the side walls (62) and (63) facing the central recess (9) make constant inclination angles θo and θi with respect to the rail longitudinal direction, and the inclination angle of the side wall (62) of the outer side rail (8). 3. The flying magnetic head according to claim 2, wherein θo is formed to be larger than the inclination angle θi of the side wall of the inner side rail.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7061721B2 (en) 2000-10-31 2006-06-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Slider having a stable flying posture and disk device including the slider

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