JPS628866B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は浮揚ヘツド装置、特に吸着型浮揚ヘ
ツド装置に関するものである。

磁気記憶装置、特に磁気デイスク記憶装置にお
いては磁気ヘツドは磁気円板に対して空気力学的
に浮揚させて用いられるのが通常で、このため磁
気ヘツドには適当な形状の浮揚面が設けられる。
（これには平面軸受の潤滑理論が応用されてい
る。）浮揚方法には大別して静圧型と動圧型の２
種類があり、現在はほとんどの装置が動圧型の浮
揚型式を採用している。動圧型は回転する記録円
板のような記録媒体の表面近傍に発達している空
気の境界層中に磁気ヘツドの浮揚面をおく形式の
ものであるが、空気膜厚をより小さく浮揚の安定
性および追従性を高めるために種々の工夫が為さ
れている。

動圧型のヘツド装置はそのヘツドスライダーの
重心近傍を、弾性装置によつて支持しており、こ
の弾性装置による加圧力は記録媒体としての例え
ば回転円板の定速回転において浮揚面が受ける浮
揚力とつり合つている。しかるに記録媒体として
の円板の回転始動時には空気の境界層がいまだ発
達していないため浮揚力が生ぜず、従つて弾性装
置の加圧力によつてヘツド部が円板をこすつて摩
耗をきたし、またヘツド部が円板をこすらないよ
うにするためには弾性装置の加圧力を円板の回転
速度が増加するにつれて増加するように調整する
ための高価な装置を必要とする。

吸着型浮揚ヘツド装置は、動圧型の浮揚ヘツド
装置がもつ以上のような欠点を解消するために開
発されたもので、記録媒体の定速回転時には、記
録媒体の表面近傍に発達している空気の境界層に
よる浮揚力と同時に、ヘツドスライダーを記録媒
体に引きつけるように働く吸着力をも発生するよ
うにしている。従つて弾性装置による加圧力とこ
の吸着力との合力が前述の浮揚力とつり合うこと
になり、吸着力を大きくすれば弾性装置による加
圧力は小さくて良い。弾性装置による加圧力が小
さいと、記録媒体の回転始動時にヘツド部が記録
媒体に押付けられる力が小さく耐摩耗性を大幅に
向上し得る。

この従来の吸着型浮揚ヘツド装置は、前述のよ
うに耐摩耗性を向上するための良好な機能を有し
てはいるが、なおかつ次のような欠点を有してい
た。

この吸着型浮揚ヘツド装置は通常の動作時にお
いては浮揚力、吸着力および加圧力の３つの力が
バランスを保つてつり合つているとはいえ、この
３つの力はヘツドスライダー上で離れた点で釣合
つて作用しているため、弾性装置を支点にしたピ
ツチング運動に制限を受け、記録媒体が本質的に
有しているわずかな湾曲に対するヘツド部の追従
機能は良好なものではなかつた。また平面軸受の
潤滑理論によれば浮揚力が空気流入端から浮揚面
全長の0.5〜0.6の位置にあるとき浮揚力は最大に
なり、そしてヘツドスライダーは最も安定した浮
揚を示すことがわかつているが、従来の吸着型浮
揚ヘツド装置は上述した３つの力が離れた点で作
用しており、浮揚力はヘツドスライダーの空気流
入端側に位置しているため、ヘツドスライダーは
安定を失いやすく、特に記録媒体の湾曲、記録媒
体への異物の付着、または記録媒体表面近傍に発
達している空気の境界層が風によつて乱された場
合等は、ヘツドクラツシユを起こしてヘツドおよ
び回転記録媒体双方に傷を生ずるという欠点を有
していた。

まず、従来の吸着型浮揚ヘツド装置の具体的一
例について図面を用いて詳細に説明する。

第１図はこの種装置の一例の斜視図であり、ま
た第２図はその動作中の状態を示した断面図であ
り、このとき生ずる周囲流体の圧力分布をも一緒
に示してある。第１図はヘツドスライダー３０の
構成を示している。図中１は例えばフエライトな
どの磁性体からなるスライダー部、２は同じく磁
性体からなる複数の記録ヘツド部、３はガラス等
の非磁性体からなる複数のギヤツプ部であり、ヘ
ツドスライダーはこれらのものが一体となつて形
成されている。さらにスライダー部１には、浮揚
部として動作時に浮揚力を生ずるための複数の浮
揚面４および流入端テーパ部５と、さらに複数の
浮揚面４と浮揚面４の間の溝状部２０に、動作時
に吸着力を生ずるための吸着面６とが形成されて
いる。

このような構成のヘツドスライダー３０が、第
２図に示すように弾性装置としての加圧バネ９を
介してヘツドホルダー１０に取付けられている。
ここで記録媒体としての記録円板７が矢印の方向
に相対速度Ｕで回転すると、ヘツドスライダー３
０の浮揚面４には流体力学上の浮揚力F₁がヘツ
ドスライダー３０を記録面８から遠ざける方向に
働く。また吸着面６は第２図において線分ACで
示すように、記録面８の回転に伴つて生ずる空気
流に対して、記録面８との間で末広がりの空間を
形成するように設計されているから、ここに流体
力学上の負圧、すなわち吸着力F₂が発生しヘツ
ドスライダー３０の記録面８に近づける方向に働
く。また、加圧バネ９は、浮揚面４の中心近傍あ
るいはヘツドスライダー３０の重心近傍にある点
Ｏにおいて作用しており、ヘツドスライダー３０
を記録円板７の記録面８に押し付ける方向に加圧
力F₃を有している。以上のように動作中におい
ては、ヘツドスライダー３０には浮揚力F₁、吸
着力F₂、加圧力F₃の３つの力が働き、浮揚面４
と記録面８との間にごくわずかな距離（多くの場
合数ミクロン以下）を保ち、かつ浮揚面４を記録
面８との正の仰角θ_１、吸着面６と記録面８との
負の仰角θ_２を保つて、３つの力は自動的にバラ
ンスすることになる。

ところで吸着力F₂は第２図に示すように吸着
面の空気の流れ方向ACにわたつて、実線Ｌで示
したような負の圧力分布となる。そしてこの負の
圧力分布の中心は吸着面の空気流入端Ａよりｌの
距離だけ離れた点Ｄにある。点Ｄは常に点Ｏから
空気流入端側にあり、多くの場合吸着面６の全長
ACに対して、ｌ＝（0.2〜0.4）ACとなつてい
る。Ｏ点を中心にしてモーメントを考えると、吸
着力F₂は時計方向のモーメントとなり、これに
抗するためには浮揚力F₁が反対回りのモーメン
トを生じなければならない。したがつて浮揚力
F₁も点Ｏから空気流入端側に位置し、第２図に
示すように結局F₁もF₂も点Ｏより空気流入端側
において、しかもその３つの力の作用点がそれぞ
れ離れた所でつり合うことになる。このように３
つの力が離れた点で作用すると、ヘツドスライダ
ー３０の点Ｏを中心にしたピツチング運動に制限
を受けるため、記録面８の湾曲に対する記録ヘツ
ド部２の追従機能を低下させる。記録面８の湾曲
は、記録円板７をいかに精密に作製しても必ず生
ずるものである。同じように３つの力が離れた点
で作用することは、点Ｏを中心に吸着力と浮揚力
とによる２つの不必要なモーメントが発生してつ
り合つていることになり、空気流体境界層を浮揚
するヘツドスライダーの安定性にとつて決つして
良好なものはない。

平面軸受の潤滑理論によれば浮揚力は点Ｏの近
傍に、従つて吸着力も点Ｏの近傍に位置して３つ
の力がつり合うとき安定性は最も良好となる。ま
た吸着力F₂は他の２つの力に対して流入端テー
パ部５の一番近い所に作用点を有しているため、
流入端テーパ部と記録円板面との距離が大きくと
れず、円板湾曲面の凸面とヘツドクラツシユを起
こしやすい等の欠点もあつた。

本発明はこの従来の吸着型浮揚ヘツド装置のも
つ欠点を排し、ヘツド部の記録媒体に対する追従
機能を高め、もつて信頼性を向上させ、高密度記
録を可能にした吸着型浮揚ヘツド装置を提供する
ものである。

以下、本発明の一実施例について図面を用いて
詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例を示した斜視図、第
４図はその動作中の状態を表わす断面図であり、
このとき吸着面に生ずる流体の負の圧力分布をも
一緒に示してある。第３図において第１図と異な
る点は、浮揚面と浮揚面との間の溝状部の形状即
ち吸着面の形状および位置が変わつていることで
ある。すなわち、第１図においては吸着面６が溝
状部２０の全長のわたつて形成されているが、第
３図においては溝状部２０′の一部に浮揚面４に
対して平行なフラツト部１１が形成され、吸着面
６′は全体にスライダーの空気流出端Ｂ側に位置
している。このヘツドスライダー３０′は第２図
と同様、ヘツドホルダー１０に取付けられた加圧
バネ９により記録円板７の記録面８に押し付けら
れる方向に加圧力を受ける。

以上の構成において記録円板７が相対速度Ｕで
矢印の方向に回転すると、吸着面６′すなわち
GC′間は、第２図で示したAC間と同様、空気の
流れに対して記録面８との間で末広がりの空間を
形成するように設計されているから、ここに流体
力学上の負圧、すなわち吸着力F₂′が発生する。
一方浮揚面４と平行になるよう形成されているフ
ラツト部１１、すなわちAG間は記録面８とほと
んど平行になり、しかも記録面８からの距離が大
きいため吸着力も浮揚力も殆んど発生しない。し
たがつて吸着面GC′とフラツト部AGを含む
AC′間には、曲線L′で示した負の圧力分布が発生
する。そしてこの負の圧力分布L′の中心はD′点
近傍となり、このD′点はヘツドスライダー３
０′の空気流入端Ａからl′の距離に位置し、l′は
（0.4〜0.6）ABとなつている。また浮揚面４には
浮揚力F₁′がヘツドスライダー３０′を記録面８か
ら遠ざける方向に働き、浮揚力F′の作用点Ｅは
ヘツドスライダー３０′の仰角の変化により吸着
力F₂′とつりあうように自動的にD′点近傍に位置
することになる。さらに加圧バネ９による加圧力
F₃が、浮揚面AB間の中心近傍あるいはヘツドス
ライダー３０′の重心近傍の点Ｏ点において作用
する。このように吸着力F₂′を浮揚面ABの空気流
入端Ａから（0.4〜0.6）ABの距離の点D′に作用
させることにより、浮揚力F₁′、吸着力F₂′、加圧
バネF₃の３つの力がヘツドスライダー３０′の中
心点Ｏの近傍に集中することになり、第２図の従
来の実施例において発生していた不必要なモーメ
ントも発生せず、ヘツドスライダー３０′のピツ
チング運動は何らこれら３つの力には拘束されな
いため、円板の記録面への追従機能は向上する。
また平面軸受の潤滑理論によれば、浮揚力F₁′の
中心点Ｅが、浮揚面AB上空気流入端Ａから（0.5
〜0.6）ABの位置にあるとき、浮揚力F₁′は最大
になり、そしてヘツドスライダー３０′は最も安
定した浮揚を示すことがわかつている。したがつ
て、吸着面GC′とフラツト部AGとの長さおよび
位置関係の割合を調整することにより、吸着力
F₂′の作用点D′が空気流入端Ａから（0.5〜0.6）
ABの位置にくるよう設計すれば、浮揚力F₁′も自
動的にこの近傍に中心点をもつてつり合い、より
安定した浮揚が得られることになる。また３つの
力が中心に集まることにより空気流入端Ａと記録
面８との距離は、第２図で示した従来の実施例の
場合に比べて大幅に大きくなり、したがつてヘツ
ドクラツシユの危険性が大幅に低下する。一方、
空気流出端Ｂは記録面８により接近することにな
り、ギヤツプ部３における浮揚距離が小さくなつ
て高密度記録に最適となる。

ところで、この種の浮揚ヘツド装置において
は、第２図からも明らかなように、上述のピツチ
ング運動については、一般に浮揚力F₁よりも吸
着力F₂により制限を受け易いので、吸着面が吸
着力をヘツドスライダーの重心近傍を通る位置に
発生させるように構成することにより、実用上殆
んど問題がない程度に望ましいピツチング運動を
実現できる。

以上のように上述の実施例においては、動作中
のヘツドスライダー３０′に浮揚力F₁′、吸着力
F₂′、加圧力F₃の３つの力が、ヘツドスライダー
３０′の重心近傍のＯ点に集中して働くことにな
る。浮揚面４と記録面８とは従来の実施例で示し
た正の仰角θ_１より大きい仰角θ₁′をなし、吸着
面６と記録面８とは負の仰角θ₂′を保つて、３つ
の力は自動的につりあうことになる。その結果追
従機能が良好で安定性がよく信頼性の高い、しか
も高密度記録に最適な浮揚ヘツド装置が得られ
る。

なお本発明の効果は固定ヘツド、移動ヘツドの
別なく双方に有効であり、またデイスク装置のみ
ならず、ドラム状の記憶装置および、シート状の
記憶装置にも有効である。

このように、本願発明では、ヘツドスライダー
の溝状部の空気流入端側には上記浮揚面に対して
略々平行なフラツト部を設け、溝状部の空気流出
端側には空気の流れに対して浮揚面との間で末広
がりの空間を形成する吸着面を設け吸着面が、負
圧力の作用力を略々上記ヘツドスライダーの重心
を通る位置に発生させるように構成したので、望
ましいピツチング運動を実現し得、引いては追従
機能が高く、信頼性に優れ、高密度記録に適した
吸着型浮揚ヘツド装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸着型浮揚ヘツド装置の一例を
示す斜視図、第２図は従来の吸着型浮揚ヘツド装
置の動作中の状態を示す断面図と、このとき発生
する流体の圧力分布を示す図とを一緒に示してい
る。第３図は本発明による吸着型浮揚ヘツド装置
の斜視図、第４図はその動作中の状態を示す断面
図と、このとき発生する流体の圧力分布を示す図
とを一緒に示している。 図において１および１′はスライダー部、２は
記録ヘツド部、３はギヤツプ部、４は浮揚面、５
は流入端テーパ部、６および６′は吸着面、７は
記録円板、８は記録面、９は加圧バネ、１０はヘ
ツドホルダー、１１はフラツト部、２０および２
０′は溝状部、３０および３０′はヘツドスライダ
ーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体中の記録媒体の記録面に対して近接して
   相対的に走行するとき、上記記録面との間に流体
   の正圧力を発生する浮揚面、上記浮揚面間の溝状
   部に形成され上記記録面との間に流体の負圧力を
   発生する吸着面、および記録ヘツドを有するヘツ
   ドスライダーと、 上記ヘツドスライダーを上記記録面の近傍に支
   持するヘツドホルダーと、 上記ヘツドスライダーを、上記ヘツドホルダー
   に対して弾性的に支持し、上記記録面に向けて偏
   倚させる略々上記スライダーの重心を通るばね作
   用力を有する弾性装置とを備えた吸着型浮揚ヘツ
   ド装置に於て、 上記溝状部の空気流入端側には上記浮揚面に対
   して略々平行なフラツト部が設けられ、上記溝状
   部の空気流出端側には空気の流れに対して上記浮
   揚面との間で末広がりの空間を形成する上記吸着
   面が設けられ、 上記吸着面が、上記負圧力の作用力を略々上記
   ヘツドスライダーの重心を通る位置に発生させる
   ことを特徴とする吸着型浮揚ヘツド装置。 ２ 上記走行が所定速度に於て行われるとき、上
   記正圧力の作用力、上記負圧力の作用力および上
   記ばね作用力が全て上記ヘツドスライダーの略々
   重心上に作用するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の吸着型浮揚ヘツド装
   置。