JPS5810768B2 - フドウヘツドスライダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディスクなどの平面状の移動記録媒体面に対し
記録再生用のヘッドを追従性よく浮上させるための浮動
へラドスライダに関する。

従来の平面状磁気記録媒体用浮動へラドスライダは第１
図に示すように記録媒体面１の走行方向に数μｍのクラ
ウンハイト２を有する円筒面状スライダ３とされるか、
又は、第２図に示すように平面状のスライダの流入端部
にテーパ部４を有するテーパフラットスライダ５が用い
られている。

これらのスライダは平面状媒体とスライダとの間にくさ
び形のすきまを形成させ、気体動力学的に浮上刃を得る
ものであり、安定な所定の浮上すきまを得るためには、
流入端部のすきまは最小すきまの数倍にとられる必要が
ある。

しかし、近年における記録の高密度化の要請から、従来
構造において１〜２μｍ程度の浮上すきまを０．１μｍ
〜０．２μｍ程度に小さく選定すると従来にあっては次
のような不都合が生じる。

１）浮上すきまを小さくすると浮上刃はいちじるしく増
大する。

このためスライダには大きな押し付は力を加えなければ
ならず、媒体面がへラドコア及びスライダ面に走行中に
接触すると所謂ヘッドクラッシュを起し、損傷を受は易
い。

１ｉ）浮上すきまが小さくなるにしたがって気体の圧縮
性の効果が大きくなるため、浮上刃は飽和に近づき、す
きま変動に対する気体のばね剛性は低下する。

これらの対策のため、従来にあってはａ）スライダ面積
を小さくすること、ｂ）円筒面スライダのクラウンハイ
ト（テーパフラットスライダのテーパ部）を小さくする
ことが考えられている。

すなわち、これらの手段によってスライダ面積を小さく
して負荷力を低減させ、あわせて圧縮性の効果をも小さ
くするのである。

しかし、このような手段によると、スライダのシューと
平面状媒体との間に形成される空気膜の減衰効果が減少
するため浮動へラドスライダの共振点付近での追従性が
悪くなる。

これはクラウンハイト（テーパ部）を小さくすれば微小
すきまでの浮上刃は小さくなるが、単一スライダでは第
３図の特性曲線ａに示す従来型スライダに対し、特性曲
線すに示すようにすきまが小さくなるにしたがって浮上
刃が急激に減小する不安定な領域、つまりすきま変動に
対するばね剛性が負となり、不安定となるからである。

第３図の特性曲線は浮上特性を支配するレイノルズ方程
式を用いてコンピュータにより浮上特性をシミュレーシ
ョンすることにより得られたものであり、この領域にお
いてはレイノルズ方程式に基く計算結果は実際の現象と
よく一致することが確認されている。

この現象を分析すると、通常使用されるスライダでは安
定な浮上特性を得るためスライダの中央より後方で支持
されることになり、この場合クラウンハイトが小さいと
、Ｗ 、 Ａ、 Ｇｒｏｓｓが示したように（Ｇａｓ
Ｆｉｌｍ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ 、Ｊｏｈｎ ｗｉ
ｌｅｙ ＆５ｏｎｓ Ｉｎｃ、 、 Ｎｅｗ Ｙｏｒ
ｋ 、１９６２ ） 、すきまが大きい場合には、第４
図に示すように流入端と流出端とを結ぶ直線と走行媒体
面とのなす傾き角６が存在するから、形成されるくさび
形すきまに起因する浮上刃の方が、クラウンハイトによ
って構成されるくさび形すきまに起因する浮上刃より大
きい結果となる。

換言すれば、傾斜平面スライダとしての浮上刃が支配的
となり第３図の特性曲線すのうち領域■の範囲の特性を
示すのである。

しかし支持点７に負荷力をかけて浮上すきま８を小さく
すると、潤滑理論で証明されているように、傾き角６が
小さくなり、傾斜平面スライダとしての浮上力発生の効
率が低下するため、領域■の範囲の特性を示すようにな
る。

この領域ではばね剛性が負であるため非常に不安定な状
態であって、更にすきまを削減すると、クラウンハイト
によって構成されるくさび形すきまに起因する浮上刃が
支配的となり、領域Ｉの範囲の特性を示すようになる。

また、従来型スライダは浮上すきま、走行速度が変動す
ると、最小すきま位置が変化するから、記録再生特性は
外乱の影響を受は易い不都合もある。

本発明はこれらの欠点を除去するため、スライダに３個
以上のシューを設け、少くともそのうちの３個のシュー
を走行方向、幅方向に対し相互の間隔が各シューの１個
分以上になるように配置しそれぞれのシューは走行方向
に対して０．０１μｍ〜０．０５μｍのクラウンハイト
を有する浮動ヘッドスライダを提案するもので、その目
的はへラドコア部の最小すきまが０．１μｍ〜０．２μ
ｍ８度ｔｔｃ小さい状態においても負荷力をヘッドクラ
ッシュに対して安全値以下に保ちながら、すきま剛性ロ
ーリング剛性、ピッチング剛性を大きくし、安全で追従
性のよい微小浮上すきまを得るにある。

以下、第５図〜第１１図について本発明の詳細な説明す
る。

第５図及び第６図はそれぞれ本発明による浮動へラドス
ライダの走行方向に沿った平面図、下面図であって、１
は平面状移動媒体面、９はマルチシュースライダ、１０
，１１．１２゜１３はシュー、１４はシューに組み込ま
れた記録再生用ヘッドコアである。

各シュー１０〜１３は流れ方向にクラウンハイトを有し
ており、そのクラウンハイトの大きさは、誇張して図示
されているけれども、０．０１μｍ〜０．０５μｍであ
る。

また、各シュー１０〜１３は前記平面状移動媒体面の走
行において相互間隔が各シューの１個分か、それよりも
大きな距離をもつように位置されている。

本発明によれば、前記各シュー１０〜１３はそれらの幅
方向に間隔をもたせて配置することもできる。

前述したような装置を動作させるには、それぞれのシュ
ーの浮上すきまがほぼ同じになるような負荷力点に負荷
力を加えて媒体面を走行させればよい。

この場合、各シューにはそれぞれの面積、クラウンハイ
トの大きさに応じて浮上刃が発生する。

このようにすれば、０．１μｍ〜０．２μｍ程度の微小
浮上すきまにおいても追従性のよい浮動ヘッドスライダ
として使用することができる。

この理由を述べるに、まず、第１にクラウンハイトを浮
上すきまの数分の１程度に小さくしであるので、発生す
る浮上刃は小さく、浮動へラドスライダの浮上刃をヘッ
ドクラッシュに対して安全値以下に設計することができ
る。

更にシューを走行方向にシューの長さと同程度かそれ以
上の間隔をあけて配置しであるので、支持点の位置を適
当に設定すればクラウンハイトが小さくてもスライダま
走行媒体面にほぼ平行な姿勢に保ちながらすきまを小さ
くするこなができるのである。

いい換えると、すきまを小さくしてもスライダの傾き角
はほとんど変らないため、クラウンハイトの小さい単一
スライダに生ずる不安定な領域はなくなり、変位に対す
る復元力は第７図に示す実験例に示したようになる。

第１図の実験例はスライダ長１０閣、スライダ幅１０ｍ
ｍで図中１．２，３．４で示す部分がシューであり、そ
のおのおのは２．５ ｒａｎ Ｘ２．５ＷｍＬの正方形
で、クラウンハイトは約０°０２５μｍである。

この場合のシュー総面積は２５−である。

第７図に示された特性は第３図の曲線Ｃとして示されて
いるものに似ていて、従来形のスライダに比して安定で
あり、かつ、すきまが小さい領域において浮上刃に対す
るばね剛性の比が大きいことを示している。

なおりラウンハイドの値と浮上刃との関係はこのような
微小な浮上量の領域ではほぼ比例関係にあり、クラウン
ハイトが大きいときには浮上刃は増大する。

前述のように浮上刃が増大するとヘッドクラッシュの危
険が増大するため通常は浮上刃をそれぞれのシューの面
積を合計したシュー総面積で除した値が５ｇ／ｍｍ２を
超えるとヘッドクラッシュに対して極めて危険となり、
従来型のスライダにおいても、この値を超えないよう設
計されている。

この条件は本発明のスライダにも同様に適用される。

本スライダの浮上刃／シュー総面積を第７図の右側の縦
軸に示す。

０．１μｍの浮上すきまにおいても５ｆ／−以下の条件
を満足することがわかる。

更に、浮上刃が過小であると外乱による浮上すきま変動
が顕著になり、記録再生が不安定となり、かつヘッドク
ラッシュの危険が増大する。

このためスライダの質量と浮上刃に関するばね剛性で定
まるところのスライダの共振周波数は５ＫＨｚ以上にと
る必要がある。

たとえば第７図の実験例のスライダ質量を０．２５ｇ重
とすると浮上すきま０．２μｍにおいて共振周波数は約
１５ＫＨｚである。

スライダの面積を大きくするとその分だけ浮上刃とばね
剛性は増加するが。

スライダ質量も増加するため共振周波数はあまり変化し
ない。

これらの点を考慮するとヘッドクラッシュに対する制御
値と同様に浮上刃をスライダ総面積で除した値をもって
この制限値をほぼ定めることができる。

浮動へラドスライダが通常用いられる条件下では少なく
ともこの値を０．５ ｇ ７ｍｍ２より大きくする必要
がある。

本発明の浮動へラドスライダのクラウンハイトとこれら
の関係を示したのが第８図である。

ここでクラウンハイトはδという記号で示しである。

第８図は浮上刃をスライダ総面積で除した値を縦軸とし
、浮上すきまを横軸として、ヘッドクラッシュの危険な
しに安定にスライダが浮上するためのクラウンハイトの
範囲を示す図である。

これは図７とスライダ形状は同一とし、クラウンハイト
を変えた実験により得たデータに基いて作成したもので
ある。

０．１〜０．２μｍの浮上すきみをヘッドクラッシュの
危険なしに安定に得るには、クラウンハイトを０．０１
μｍから０．０５μｍの範囲に選ぶべきであることが第
８図から理解できる。

なお、第８図の曲線はスライダ寸法、記録媒体の移動速
度によって若干は変化するが、クラウンハイトの範囲を
大幅に変化させるものではない。

つぎに、シューを相互間隔をそれ自身の長さ、幅板上に
分離して配置することによって支持点を中心とするモー
メントの腕の長さが大きくなるため、ローリング方向の
復元ばね剛性、ピッチング方向の復元ばね剛性は第９図
及び第１０図に示すように従来型スライダに比して大き
くすることができた。

また、シューを分離して配置することによってスライダ
負荷力点の位置が多少ずれても、シューの間隔がある程
度おいていれば負荷力点の移動量の負荷力点を中心とす
るモーメントの腕の長さに対する割合は小さいため、そ
の浮上特性におよぼす影響は小さくなる利点がある。

すなわち負荷力点の位置決めにはそれほど厳密な精度を
必要とせず、スライダの設定調整が容易となるのである
。

また走行方向に対し前のシューと後のシューの浮上特性
を同じように設計し、浮上すきまが同じになるように設
定すれば、前のシューと後のシューの浮上特性はほぼ等
しくなり、前のシューと後のシューのそれぞれにヘッド
コアを組み込めば容易にマルチトラック化を行うことが
できる。

すなわち第６図に示すように前のシューのヘッドコアの
位置と後のシューのへラドコアの位置をずらすかあるい
は第１１図に示すように流れ方向に対して前のシュー１
５と後のシュー１６．１７とを千鳥形に配置し、各シュ
ーにヘッドコアを組み込めばそれぞれのトラックについ
ての記録再生特性の等しいマルチトラック浮動へラドス
ライダを得ることができる。

結局、本発明による浮動ヘントスライダは０．１μｍ〜
０．２μｍ程度の微小すきまにおいても高いすきま剛性
、ローリング剛性、ピッチング剛性を有し、しかも設定
調整が容易であるため、微小浮上すきまスライダとして
用いることができ、記録再生特性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は平面状磁気記録媒体に用いられる従来の円筒状
浮動へラドスライダの正面図、第２図は従来のテーパフ
ラット状浮動へラドスライダの正面図、第３図は従来の
スライダと本発明のスライダとの特性を比較した動作曲
線例、第４図は従来型スライダの浮上特性の説明図、第
５図及び第６図はそれぞれ本発明による浮動へラドスラ
イダの正面図及び下面図、第７図は本発明による浮動へ
ラドスライダの浮上特性の実験例、第８図はヘッドクラ
ッシュの危険なしに安定にスライダが浮上するためのク
ラウンハイトの範囲を示す図、第９図及び第１０図は本
発明のスライダと従来のスライダとの動作曲線を比較し
て示した図、第１１図は本発明のスライダにヘッドコア
を組込んだ実施例の下面図であって、図中、１は平面状
移動媒体面、９はマルチシュースライダ、１０〜１３は
シュー、１４はヘッドコアを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スライダに３個以上のシューを設け、少くともその
   うちの３個のシューを走行方向、幅方向に対し相互間隔
   が各シューの１個分の大きさ以上になるように配置し、
   それぞれのシューは走行方向に対して０．０１μｍ〜０
   ．０５μｍのクラウンハイトを有することを特徴とする
   浮動へラドスライダ。