JPS63183671A - 磁気デイスク装置 - Google Patents

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、磁気ディスクに対して情報の書き込み／読み
出しを行なう磁気ディスク装置に係り、さらに詳しくは
、ハードディスク装置あるいはウィンチェスタ型ディス
ク駆動装置とも称される磁気ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

硬質のディスク状担体の表面に磁気記録層を形成した磁
気ディスクを高速で回転せしめ、磁気ヘッドと一体に形
成されたスライダと磁気ディスクとの間に空気を流入さ
せて、磁気ヘッドを浮上させ、該磁気記録層に情報を書
き込み、または該磁気記録層に書き込まれた情報を読み
出すように設定された磁気ディスク装置がある。

この形式の磁気ディスク装置（以下、ハードディスク装
置と称する）は、半径方向の所定幅内が記録領域として
設定された磁気ディスクと、コアにコイルが巻回された
磁気ヘッドと一体に成形されたスライダと、磁気ディス
クを回転駆動するスピンドルモータと、磁気ヘッドを磁
気ディスクの所望のトラック位置へ移送するためのヘッ
ド駆動機構と、これらを収容するハウジングとから主に
構成されている。

この種のハードディスク装置の一例に、特開昭６１−５
１６７８号広報に開示された発明がある。

この発明は、トランスデユーサを記録媒体上の作動検出
位置に支持するための装置において、トランスデユーサ
を取り付けかつ、記録媒体の中央部で読み取られるべき
トラックに対しほぼ接線方向にのびている主軸線を有す
るスライダと、ピボットのまわりに移動可能なアーム組
立体と、前記主軸線が前記ピボットをとおるように前記
スライダを前記アーム組立体に保持するために、前記ア
ーム組立体及び前記スライダに取り付けられた懸架装置
とを備えて構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のようなハードディスク装置においては
、磁気ディスクの内周側よりも外周側の方が周速が大き
いため、例えばスライダの長手方向が磁気ディスクの径
方向に対してほぼ直角となっている場合、このスライダ
の浮上量は磁気ディスクの中心側にあたる内縁側よりも
外周側にあたる外縁側の方が大きくなる。そして、この
ようにスライダが磁気ディスクの内周側に傾いた状態で
浮上すると、高密度記録化により磁気ディスクが小径化
されて記録領域の最内周部における周速が小さくなった
場合、つまり当該位置おけるスライダの浮上量が小さく
なった場合、スライダの内縁のエツジが回転中の磁気デ
ィスク表面に衝突し、記録層を破壊してしまう虞があっ
た。

本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもの
で、その目的は、磁気ディスクが小径化されてもスライ
ダが衝突して記録が破壊される處のない磁気ディスク装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

従来技術が抱える問題点を解決し、上記目的を達成する
ため、本発明は、半径方向の予め設定された幅内が記録
領域となっている磁気ディスクと、空気流出端側にギャ
ップが形成されスライダに一体的に設けられた磁気ヘッ
ドと、磁気ヘッドを磁気ディスク面に対してほぼ平行に
揺動自在に支持するスイングアームと、スイングアーム
を揺動自在に支承する揺動支点と、スイングアームを揺
動駆動する揺動駆動手段と、磁気ディスクを回転駆動す
る回転駆動手段と、上記磁気ディスク、磁気ヘッド、ス
イングアームの揺動駆動手段とを密閉状態で収容するハ
ウジングと、このハウジング内の塵埃類を除去するエア
フィルタと、上記揺動駆動手段及び回転駆動手段に駆動
電流を供給する駆動電源供給手段とを備え、磁気ディス
クを回転駆動手段により高速回転させることによりスラ
イダを浮上させ、磁気ディスクの記録領域に対し情報の
口き込みまたは読み出しを行なう磁気ディスク装置にお
いて、上記記録領域の最内周部におけるスライダ主軸の
磁気ディスクの半径方向に対する傾角を、当該スライダ
の磁気ディスクの中心側の縁部の浮上量と外周側の縁部
の浮上量とがほぼ同等になる角度に設定した構成にしで
ある。

〔作用〕

上記手段によれば、磁気ディスクが小型されて記録領域
の最内周部における周速が小さくなった場合にも、この
最内周部でスライダの内縁の浮上量と外縁の浮上量とが
略同等になっていることから、回転中の磁気ディスクに
スライダのエツジが衝突する虞がなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を説明するため
のもので、第１図は記録領域の最内周部と最外周部とに
おけるスライダのスキュー角を示す説明図、第２図はハ
ードディスク装置全体の分解斜視図、第３図はスライダ
のスキュー角と浮上量との関係を示す特性図であり、第
４図はハードディスク装置のトップカバーを外した状態
の平面図である。

第４図に示すハードディスク装置は、径方向の所定幅内
が記録領域Ａとなっている情報記録媒体としての磁気デ
ィスクｌと、スライダ６にコイル（図示せず）が巻装さ
れ、前記磁気ディスク１に対して情報の記録・再生を行
う磁気ヘッド２と、磁気ディスク１を回転駆動するスピ
ンドルモータ３と、前記磁気ヘッド２を磁気ディスク１
上の所定のトラック位置へ移送するためのヘッド駆動機
構４と、磁気ディスク１や磁気ヘッド２等を収容すると
ともにスピンドルモータ３やヘッド駆動機構４が取り付
けられるベースプレート５と、このベースプレート５を
密閉するトップカバー１４とから主に構成されている。

上記した磁気ヘッド２はインラインタイプのリードライ
トヘッドと称され、このハードディスク装置においては
両面に記録領域Ａを有する磁気ディスク１が２枚設けら
れている関係上、磁気ヘッド２は各面に１個ずつ計４個
設けられており、ヘッド駆動機構４のスイングアーム８
に片持ち状の支持ばね７を介して取り付けられている。

このヘッド駆動機構４は、スイングアーム８と、スイン
グアーム８の磁気ヘッド取付側と逆側に取り付けられた
スチールベルト９と、スチールベルト９の中間部が巻回
されたプーリ１０と、ステッピングモータ１１とからな
り、このステッピングモータ１１の駆動軸１２に前記ス
チールベルト９が巻回されたプーリｌＯを挿入して固定
し、ステッピングモータ１１を駆動することにより、前
記スイングアーム８をピボットシャフト８ａを中心とし
て揺動可能である。また、このスイングアーム８の重心
はピボットシャフト８ａの中心ｏ２とほぼ一致している
。

磁気ディスク１、磁気ヘッド２）スイングアーム８、ス
チールベルト９およびプーリｌＯ等を収容するハウジン
グは、第２図に示すように前記ベースプレート５とトッ
プカバー１４とからなり、気密性を保つためベースプレ
ート５とトップカバー１４との接触部やステッピングモ
ータ１１の取付部にはガスケットが使用され、スピンド
ルモータ３の軸部分には磁性流体が充填されている。ま
た、トップカバー１４の一部には、気密室の内外の気圧
を等しくするために開口部１４ａが形成され、この開口
部には気密室内への塵埃類の侵入を防止するためのフィ
ルタ１３が設けられている。

そして、さらにこのベースプレート５は防振ゴム１５を
介してフレーム１６に取り付けられ、このフレーム１６
のベースプレート取付側の逆側には、モータ駆動回路や
制御回路が形成されたプリント基板１７が取り付けられ
ている。

また、ベースプレート５の磁気ディスク１配設側の面に
はエアフィルタ２０が設けられている。

このエアフィルタ２０は、磁気ヘッド２と磁気ディスク
ｌの回転中心０．に関し反対側の長手方向に沿って配さ
れ、磁気ディスク１の回転によって外周方向に導出され
トップカ°バー１４の側面に沿って流れる空気を、なる
べく多く導入して塵埃類の除去効率が高くなるように配
慮されている。さらに、該ベースプレート５配設側の隅
部、すなわち、第４図左上の隅部には、スピンドルモー
タ３やステッピングモータ１１および制御回路に駆動電
流を供給するための電源供給手段の電源コネクタ２１の
オスコネクタが上方に向った状態で立設されている。当
該位置は、ハードディスク装置をシステムに組み込んだ
際、前面パネルから遠い側の隅部に位置することになり
、回りに邪魔なものがないので、実装時においてメスコ
ネクタの接続を容易におこなうことができる。

上記のように構成されたハードディスク装置の磁気ヘッ
ド２は、磁気ディスク１の静止時にはその表面に約１０
ｇの接触力で接触しているが、スピンドルモータ３を駆
動して磁気ディスク１を矢印Ｂ方向に高速回転させると
、この磁気ディスクｌの表面の空気が、粘性により磁気
ディスク１と共に回転してスライダ６の下方に支持ばね
７側から流れ込むので、スライダ６には浮上刃が発生す
る。こうして磁気ディスクｌが回転してスライダ６が浮
上したなら、ステッピングモータ１１の駆動軸１２を所
定角度回転駆動してプーリ１０を回転させ、スチールベ
ルト９を介してスイングアーム８を磁気ディスクｌに対
し平行に揺動させることにより、このスイングアーム８
に取り付けられた磁気ヘッド２（スライダ６）を記録領
域Ａ内の所定のトラック位置に移送し、情報の記録また
は再生を行う。このとき、支持ばね７側から空気が流入
するような回転方向（矢印Ｂ方向）を選択するのは、支
持ばね７に座屈方向の力を与えないためで、これにより
支持ばね７はスライダ６の動きに不要な力を与えること
なく追従することができる。

第３図は、この３．５インチ径ディスクの記録領域Ａの
最内周部および最外周部のそれぞれについて、スライダ
６のスキュー角α、βと浮上量との関係を調べた測定結
果であり、スライダ６の内縁の浮上量を黒丸で、外縁の
浮上量を白丸でプロットしである。なお、スライダ６の
ディスク径方向に対する傾き角を示すスキュー角α、β
とは、磁気ヘッド２のギャップを通るスライダ６の主軸
１１のスライダ６の空気流入端６Ｃに対する支点６ｄと
磁気ディスクｌの回転中心０．を結ぶ線１２と、該空気
流入端　６Ｃとのなす角を指している。この場合のスキ
ュー角は磁気ディスクの内周側に傾いている場合を＋、
外周側に傾いている場合を−としである。

第３図に示すように、記録領域Ａの最内周部においてス
キュー角αを約＋８度に設定すると、スライダ６は内縁
６ａと外縁６ｂとが同等の浮上量を呈するので、スライ
ダ６のエツジが回転中の磁気ディスクに衝突する危険を
回避できることがわかる。そして、最内周部でのスキュ
ー角αを約＋８度に設定した場合、スイングアーム８を
揺動させてスライダ６を記録領域Ａの最外周部へ移送す
るとそこでのスキュー角βは約＋１１度となり、このと
きスライダ６は外縁６ｂよりも内縁６ａのほうが浮上量
が大きく、つまり磁気ディスクｌの外周側に傾いた状態
で浮上（第３図参照）することになるが、記録領域Ａの
最外周部では周速が大きくスライダ６の浮上量も大きく
なるので、スライダ６が傾いても磁気ディスク１と衝突
する危険性はない。

したがって本実施例においては、第１図に示すように、
記録領域Ａの最内周部におけるスキュー角αが＋８．３
度となるようにスライダ６を支持ばね７に取り付けてあ
り、ピボットシャフト８ａを中心とするスイングアーム
８の揺動によって、記録領域Ａの最外周部におけるスラ
イダ６のスキュー角βは＋１１．１度となっている。こ
れにより、周速が小さくなる記録領域Ａの最内周部にお
いて、スライダ６の内縁６ａの浮上量と外縁６ｂの浮上
量とを略同等に設定することができ、よってスライダ６
が回転中の磁気ディスクＩに衝突して記録面を破損する
という重大事故を確実に防止することができ、信転性が
向上している。

なお、上記実施例にあっては、磁気ディスク１の径や回
転数、スライダ６の形状等の該要素により、最内周部に
おけるスキュー角αが８度前後の値になっているが、こ
のスキュー角αは上記諸要素の条件が変われば変化する
ことはいうまでもない。

ところで、この実施例にあっては、磁気ヘッド２のギャ
ップのトラックの接線方向に対する角度が記録領域への
内周側と外周側で余り差がでないように、ピボットシャ
フト８ａの中心０２と磁気ディスクＩの中心ＯＩとの距
離Ｘ、および、ピボットシャツｔ−８ａの中心０２と前
記交点６ｄとの距離Ｒとが決められている。

すなわち、第５図に示すように磁気ディスク１の回転中
心０＋　と記録領域Ａの最内周のトラックまでの距離と
、該回転中心０．と記録領域Ａの最外周のトラックまで
の距離をそれぞれｒＩ＋ｒ２とし、また、磁気ヘッド２
の最内周位置における前記交点６ｄから磁気ディスク１
の回転中心０１とピボットシャフト８ａの中心０□を見
込む角度をθＩ　（＝ｚＯＩ　６ｄ、、、０□）、最外
周位置ニオケる前記交点６ｄから該回転中心０１と該中
心０２を見込む角度をθｚ　　（＝−０＋　　６　ｄＯ
ｕＬＯｚ　）とする。そして、△０＋　　６ｄ＝、、Ｏ
ｚと△ＯＩ　６ｄｏｕｔＯ□とに関し、余弦定理を適用
すれば、△０゜６ｄ、、ＩＯ□については Ｘ”　＝Ｒ”　＋ｒ、”−２Ｒｒ、ｃｏｓθＩ　”’　
”’■となり、△Ｏ＋　　６　ｄｏＭｔ　Ｏ□について
は、Ｘ”　＝Ｒ２４−ｒ、２−２Ｒｒ２ｃｏｓθｚ　−
−＠がなりたつ。これらの式を変形すると、となる。こ
こで、最内周位置と最外周位置での前記角度θ１と０２
とをそれぞれ等しいとすると（Ｒ２＋ｒ＋”　　Ｘ”　
）／２Ｒｒ＋＝　（Ｒ２＋ｒ２ｇ−Ｘ２）／２Ｒｒｚと
なる。これからＲを求めると、 Ｒ２＝Ｘ２＋ｒｌ　　ｒｚ となり、ｒ＋　＋　ｒ　２＋　Ｘはそれぞれ正であるこ
とがらＲ＝　　Ｋｊ＋ｒ「７ｚ　　　　　　　・・・・
・・■が導びかれ、このようにして求めた距離Ｒから、
として、磁気ディスクｌの回転中心Ｏ３がらの距離ｒを
関数として、磁気ヘッド２の記録領域Ａ内での各位置に
おけるθを算出することができる。

ここで前記距離ＲがＸ”　＋ｒ、ｒ２の平方根として求
められることから、常に Ｒ＞Ｘ　　　　　　　　　　　　　　・旧・・■となる
ことがわかる。このことは、前記交点６ｄとピボットシ
ャフト８ａの中心０２との距離Ｒが磁気ディスク１の回
転中心ｏＩと該中心ｏ２との距離よりも大きいこと、す
なわちオーバーハングしていることを示している。

ちなみに、第５図に示したハードディスク装置における
実測値は、ｒ　ｌ　＝２３．５ＣＩＩｌ、　　ｒ　ｚ　
＝４２．５ｃｍＸ＝５６．５ｃ＋ｎとなるので、前記０
式がらＲ＝６４．７ｃｍとなる。これに基づいて、磁気
ヘッド２の位置ｒと、交点６ｄから磁気ディスク１の回
転中心０゜とピボットシャツ）８ａの中心ｏ２を見込む
角度θと、スキュー角αを実測すると、第１表のように
なる。

第１表からもわかるように、ピボットシャフト８ａの中
心０□からスライダ６の主軸ｌと空気流入端６ｃとの交
点６ｄまでの距離Ｒを０式により求め、記録領域Ａの最
内周と最外周におけるθを０式から求めてθ＝５９．４
度とすると、磁気ヘッド２がシークする間に該角度θは
最大θ＝６０．８度までにしかならない。したがって、
この間の最大偏差は両者の差から１．４度となる。

第１表 また、この間のスキュー角αは８．３度から６．９度ま
で変化し、その偏差も最大１．４度となる。このスキュ
ー角αは、対象となるトラックの接線に対するスライダ
６の主軸１１とのずれ量にほぼ等しいと考えられること
から、上記のように記録領域Ａの最内周におけるθとα
を選択すると、磁気ヘッド２のギャップのトラックに対
する１頃角の偏差を１．４度以内に抑えることができる
。

一方、第１図に示した実施例にあっては、前記Ｒの実測
値が６２．５３であるので、これに従うと７２表に示す
ようにスキュー角αは８．１度かう１１．１度まで変化
し、その偏差は３．０度となる。

第２表 したがって、記録領域Ａの最内周部における浮上量がス
ライダ６の両縁部６ａ、６ｂで同等になるようにスキュ
ー角αを選択した場合、ピボットシャフト８ａの中心ｏ
２と磁気ヘッド６との距離Ｒ１すなわち、磁気ヘッド６
０オーバーハング量を適切に選択すると、磁気ヘッド６
のギャップのトラックに対する傾きと、磁気ヘッド６が
最内周から最外周に至る間に最大１．４度しか変化しな
いようにすることができる。これにより、記録領域Ａの
全域にわたって安定した書込み／続出し動作が可能にな
る。

なお、上記のように距離Ｘ、Ｒを選択し、スキュー角α
を設定した場合、ハードディスク装置の小型化を図るた
めには、スライダ６の主軸１１の方向とスイングアーム
８に取り付けられスライダ６を支持する支持バネ７の方
向が一致したインライン形式のヘッドジンバルアツセプ
リ構成をとることが望ましい、これは、ハウジングの寸
法が限定された状態で、スライダ６の主軸１１の方向と
支持ばね７の主軸の方向がほぼ直交するノーマル形式で
は、■、■式を満足する距離Ｘ、Ｒ１および角度θをと
ることがほとんど不可能であるからである。

以上のように、上記実施例によれば、 ■　スキュー角αとして磁気ヘッド２が記録領域Ａの最
内周位置でスライダ６の内縁６ａと外縁６ｂが同一の浮
上量となる角度を選択したので、スライダ６のエツジが
記録面に当接して記録データの破壊を招く虞はない、 ■　本実施例では、スライダ６の空気流入端６Ｃを基準
にオーバーハング量を設定しているが、同様にして磁気
ヘッドの該オーバーハング量、すなわち距Ｊ！１（Ｒ−
Ｘ）を適切に選択することにより、磁気ヘッドのギャッ
プのずれ角を１．４度内に納めることが出来る、 ■　スライダ６を含む磁気ヘッド２とステッピングモー
タ１１とがピボットシャフト８ａに関しほぼ相対する位
置に設けられているので、駆動部と非駆動部とのバラン
スがよく、設計的に無理がない、 ■　磁気ディスク１の回転によって空気が開放側に流出
する個所にエアフィルタ２０が設けられているので、エ
アフィルタ２０の集塵効率が良い、■　電源コネクタ２
１がベースプレート５の隅部、すなわち、ハウジングの
外部の隅部に露出するように設けられているので、実装
時において電源との接続が容易である、 等々の効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、磁気ディスクの
記録領域の最内周部において、スライダの内縁の浮上量
を外縁の浮上量とが略同等となるようにスキュー角を設
定しであるので、磁気ディスクが小型化されて最内周部
の周速が小さくなった場合にも、スライダが回転中の磁
気ディスクに衝突するという重大事故の発生が確実に防
止でき、信顛性の高い磁気ディスク装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を説明するため
のもので、第１図は記録領域の最内周部と最外周部とに
おけるスライダのスキュー角を示す説明図、第２図はハ
ードディスク装置全体の分解斜視図、第３図はスライダ
のスキュー角と浮上量との関係を示す特性図、第４図は
ハードディスク装置のトップカバーを外した状態の平面
図、第５図は他の実施例に係るハードディスク装置のオ
ーバーハングを説明する説明図である。 １・・・・・・磁気ディスク、２・・・・・・ｆｔ１ｌ
気ヘツド、３・・・・・・スピンドルモータ、４・・・
・・・ヘッド駆動機構、５・・・・・・ベースプレート
、６・・・・・・スライダ、６ａ・・・・・・内縁、６
ｂ・・・・・・外縁、８・・・・・・スイングアーム、
８ａ・・・・・・ピボットシャフト、１４・・・・・・
トップカバー、２０・・・・・・エアフィルタ、Ａ・旧
・・記録領域、！、・・・・・・スライダ主軸。 第２図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）半径方向の予め設定された幅内が記録領域となつ
   ている磁気デイスクと、空気流出端側にギヤプが形成さ
   れスライダに一体的に設けられた磁気ヘツドと、磁気ヘ
   ツドを磁気デイスク面に対してほぼ平行に揺動自在に支
   持するスイングアームと、スイングアームを揺動自在に
   支承する揺動支点と、スイングアームを揺動駆動する揺
   動駆動手段と、磁気デイスクを回転駆動する回転駆動手
   段と、上記磁気デイスク、磁気ヘツド、スイングアーム
   の揺動駆動手段とを密閉状態で収容するハウジングと、
   このハウジング内の塵埃類を除去するエアフイルタと、
   上記揺動駆動手段及び回転駆動手段に駆動電流を供給す
   る駆動電源供給手段とを備え、磁気デイスクを回転駆動
   手段により高速回転させることによりスライダを浮上さ
   せ、磁気デイスクの記録領域に対し情報の書き込みまた
   は読み出しを行なう磁気デイスク装置において、上記記
   録領域の最内周部におけるスライダ主軸の磁気デイスク
   の半径方向に対する傾角を、当該スライダの磁気デイス
   クの中心側の縁部の浮上量と外周側の縁部の浮上量とが
   ほぼ同等になる角度に設定したことを特徴とする磁気デ
   イスク装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、スイングア
   ームの揺動支点と磁気ヘツドとの距離が、揺動支点と磁
   気デイスクの回転中心との距離よりも大きいことを特徴
   とする磁気デイスク装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、スイングア
   ームの揺動支点とスライダの主軸の空気流入端と交わる
   点とを結ぶ線と、磁気デイスクの回転中心とスライダの
   主軸の空気流入端と交わる点とを結ぶ線とのなす角が、
   上記記録領域の最内周部に磁気ヘツドが位置したときと
   、最外周部に磁気ヘツドが位置したときとでほぼ同一に
   なるように、揺動支点と磁気デイスクの中心との距離、
   および、該揺動支点とスライダの主軸の空気流入端と交
   わる点との距離を設定したことを特徴とする磁気デイス
   ク装置。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項において、スライダの
   主軸の方向と、スライダを支持するスイングアームに付
   設された支持アームの主軸の方向とがほぼ平行であるこ
   とを特徴とする磁気デイスク装置。
5. （５）特許請求の範囲第（１）項において、スライダに
   対する空気の流入側がスイングアーム側であることを特
   徴とする磁気デイスク装置。
6. （６）特許請求の範囲第（１）項において、磁気ヘツド
   とスイングアームの揺動駆動手段とが、揺動支点に関し
   ほぼ相対する位置に設けられていることを特徴とする磁
   気デイスク装置。
7. （７）特許請求の範囲第（１）項において、エアフイル
   タが、磁気デイスクの回転中心に関し反磁気ヘツド配設
   側のハウジングの長手方向の縁部に沿つて配設されてい
   ることを特徴とする磁気デイスク装置。
8. （８）特許請求の範囲第（１）項において、駆動電源供
   給手段の一端に当たる電源コネクタが、磁気デイスク配
   設側のハウジングの外部の隅部に設けられていることを
   特徴とする磁気デイスク装置。