KR100520593B1

KR100520593B1 - 슬라이더 및 디스크 장치

Info

Publication number: KR100520593B1
Application number: KR10-2002-7008473A
Authority: KR
Inventors: 나카키타마사루; 우에노요시히로
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2005-10-10
Also published as: JPWO2002037496A1; CN1293565C; KR20020071912A; US20030053254A1; TWI245269B; US7061721B2; CN1394340A; CN1272794C; CN1560867A; WO2002037496A1

Abstract

슬라이더의 롤각 변동과 부상량 변동을 억제함으로써, 일정 부상 자세와 일정 부상량을 유지할 수 있는 슬라이더를 제공한다.

공기 윤활면(30A)에는 공기 유입 단측의 능선(35)과 디스크 외주측단의 능선(37)이 횡축(56)에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결되고, 또한, 공기 유입 단측의 능선(35)과 디스크 내주측단의 능선(36)이 횡축(56)에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부(48)가 형성되어 있고, 공기 윤활면(30A)의 공기 유입단(41)으로부터 오목부(48)까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X=x/L로 한 경우, θ 및 η이 0.06×π/X<θ<0.12×π/X, 0.05×π/X<η<0.13×π/X 이다.

Description

슬라이더 및 디스크 장치{SLIDER AND DISK DEVICE}

본 발명은 슬라이더 및 디스크 장치에 관한 것으로, 특히 공기 윤활면과 디스크 매체간의 공기류에 의해 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더 및 그 슬라이더를 사용한 디스크 장치에 관한 것이다.

최근, 자기 디스크 장치의 데이터 기록 밀도의 향상은 현저하고, 그 기록 밀도의 연(年)증가율은 150%라고 한다. 이 현저한 데이터 기록 밀도의 증가에 의해, 자기 디스크 장치의 데이터 기록 용량은 비약적으로 향상된다. 데이터 기록 용량의 증가는 자기 디스크 장치의 소형화를 촉진시키고, 일본 특허 공개 공보 제 1996-249127호에 개시된 카메라, 팩시밀리, 휴대전화, 모뎀, 무선 호출기, 휴대용 계산장치, 프린터, 복사기 등의 다양한 전자장치의 반도체 메모리를 대체하는 비용효과가 높은 것도 실용적으로 되어 가고 있다.

오늘날 자기 디스크 장치는 빠른 액세스 속도를 얻기 위해서 레코드 플레이어의 톤 암과 유사한 회전형 액추에이터를 구비한다. 이 액추에이터ㆍ암의 선단에 슬라이더가 부착되어 있다. 이 슬라이더의 디스크 매체에 대향하는 면은 공기 윤활면이며, 슬라이더는 디스크 매체의 회전에 동반하여 발생하는 공기류를 그 공기 윤활면과 디스크 매체 표면 사이에 취입하여, 그에 의해 디스크 매체로부터 부상한다. 즉, 슬라이더는 디스크 매체 메모리면과의 사이에 자기(自己) 가압식 공기 윤활막을 형성 및 유지한다. 따라서, 슬라이더의 디스크 매체표면에 대한 부동 고도, 즉 디스크 매체표면과 슬라이더의 거리는 그 공기 윤활막의 두께이다. 그리고, 이 막에 의해서, 디스크 매체 회전중에 슬라이더와 디스크 매체가 기계적으로 접촉하기 어려워지므로 마찰 및 마모가 억제된다.

이 슬라이더는 디스크 매체에 대하여 데이터를 기입하거나 또는 디스크 매체로부터 데이터를 읽어내는 자기헤드를 내장한다. 일반적으로, 자기헤드는 슬라이더의 디스크 매체에 대향하는 공기 윤활면의 공기 유출단 근방에 배설된다.

또한, 상술한 바와 같이 회전형 액추에이터를 사용함으로써, 슬라이더와 디스크 매체의 미끄럼 운동 및 슬라이더하의 공기류는 더이상 단일 방향이 아니게 되고, 슬라이더의 종축(슬라이더의 중심을 통과하고, 슬라이더, 또는 액추에이터의 길이방향으로 가상되는 축)에 대해서 다양한 각도를 갖게 된다. 또한, 액세스 중의 액추에이터의 고속 탐색 동작은 슬라이더와 디스크 매체간의 미끄럼 운동 방향 및 슬라이더 아래로 흐르는 공기류의 방향이 종축에 대하여 경사지는 원인이 되고 있기 때문에, 최근의 회전형 액추에이터를 갖는 자기 디스크 장치에 있어서, 미끄럼 운동 방향은 이제 슬라이더의 전방에서 후방으로의 종축방향, 또는 약간 그것으로부터 벗어나는 정도라고는 생각되지 않게 되었다.

여기에서, 슬라이더의 종축에 대하여 디스크 매체의 미끄럼 운동 방향이 이루는 각은 경사각이라고 불린다. 미끄럼 운동 방향이 디스크 매체의 외측단 또는 밖에 상호접촉하도록 액추에이터ㆍ암이 위치하고 있을 때는 경사각은 양이다. 디스크 매체의 내측단 또는 허브에 상호접촉하도록 액추에이터ㆍ암이 위치하고 있을 때는 경사각은 음이다.

자기 디스크 장치에서는 기록 밀도 증가에 동반하여, 기록재생시의 슬라이더의 디스크 매체에 대한 부상량은 감소되는 경향이 있다. 이 부상량의 저하는 일본 특허 제 1505878 호, 제 2778518 호, 제 2803639 호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 슬라이더의 공기 윤활면을 높이가 다른 복수의 대략 평면으로 형성하고, 슬라이더와 디스크 매체의 간극이 축소되도록 높게 형성된 대략 평면으로 정압(슬라이더를 디스크 매체로부터 멀어지는 방향에 작용하는 압력)을 발생시켜, 슬라이더와 디스크 매체의 간극이 커지도록 낮게 형성된 대략 평면으로 부압(슬라이더를 디스크 매체에 접근하는 방향에 작용하는 압력)을 발생시켜, 그 정압과 부압을 밸런스시킴으로써 슬라이더를 부상시키는 이른바 부압 이용형 슬라이더에 의해서 달성되는 것이다.

상술한 바와 같이, 자기 디스크 장치에 있어서 데이터 액세스를 실시하는 경우에, 슬라이더는 디스크 매체 내주로부터 디스크 매체 외주까지의 범위에서 이동하지만, 이 경우, 슬라이더 부상량 및 부상 자세는 변동한다. 이것은 회전형 액추에이터를 갖는 자기 디스크 장치에 있어서 디스크 매체의 반경위치에 의해서 슬라이더와 디스크 매체의 상대 속도가 변동할 뿐만 아니라, 경사 각도도 함께 변동하기 위해서, 공기 윤활면에 생기는 공기의 압력 분포가 변동하기 때문이다. 이러한 슬라이더의 부상량 변동은 자기헤드의 전자 변환 효율을 악화시킨다는 문제가 있다. 특히, 높은 기록 밀도가 요구되는 자기 디스크 장치에 있어서는 디스크 매체 내주로부터 외주에 걸쳐 자기헤드 위치에서의 부상량이 균일하도록 요구되고, 또한, 슬라이더의 저부상량화에 동반하여 부상량 변동에 대한 제한도 한층 더 엄격하게 요구된다.

또한, 슬라이더의 부상 자세의 변동, 특히 슬라이더 횡축 방향의 롤각 변동은 전술한 자기헤드 위치에 있어서 일정 부상이 요구되는 슬라이더에서는 최소 부상량 위치에서의 부상량 저하를 초래하고, 슬라이더와 디스크 매체가 접촉하고, 이른바 에드 크래쉬를 유발할 우려가 있다는 문제도 있다.

또한, 현재 개발이 진행되고 있는 직경 27mm 등의 소입경 디스크 매체를 사용하는 자기 디스크 장치에서는 예컨대 직경 95mm 및 84mm의 디스크 매체를 사용한 자기 디스크 장치와는 슬라이더 및 디스크 매체와의 상대 속도가 크게 다르기 때문에, 공기류에 따른 부상력이 충분히 얻어지지 않고, 일정 부상량의 유지 및 일정 부상 자세의 유지가 더욱 곤란하기 때문에, 소형 자기 디스크 장치를 개발하는데 있어서 큰 문제가 되었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해서 고안된 것으로, 슬라이더의 롤각 변동과 부상량 변동을 억제함으로써, 일정 부상 자세와 일정 부상량을 유지할 수 있는 슬라이더 및 슬라이더를 사용한 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명의 청구범위 제 1 항에 따른 슬라이더는 디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서, 상기 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 외주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되어 있고, 상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, 상기 θ는 0.06×π/X<θ<0.12×π/X인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 경사각이 양의 영역에서의 슬라이더의 롤각을 소정의 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있고, 경사각이 양의 영역에서의 안정된 슬라이더의 부상 자세를 얻음으로써 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량 확보가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 2 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 1 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 후퇴각(θ)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하는 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에서 디스크 외주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 음이 되는 영역에서의 롤각에 변동을 일으키지 않는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 3 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 1 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 약 θ×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 양의 영역에서의 슬라이더의 롤각 변동량을 0도에 근접할 수 있게 되어, 경사각이 양의 영역에서의 안정된 슬라이더 부상 자세를 얻음으로써 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 4 항에 따른 슬라이더는 디스크 매체간에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서, 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 내주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되어 있고, 상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L라 한 경우, 상기 η는 0.05×π/X<η<0.13×π/X인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 음의 영역에서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어 가능하고, 경사각이 음의 영역에서의 안정된 슬라이더의 부상 자세를 얻음으로써, 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 5 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 4 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 후퇴각(η)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축보다 디스크 내주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 양이 되는 영역에서의 롤각에 변동을 일으키지 않는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 6 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 4 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 대략 η×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 음의 영역에서의 슬라이더의 롤각 변동량을 0도에 근접시킬 수 있게 되어, 경사각이 음의 영역에서의 안정된 슬라이더의 부상 자세를 얻음으로써 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 7 항에 따른 슬라이더는 디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서, 상기 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 외주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결되고, 또한, 공기 유입단측의 능선과 디스크 내주측단의 능선이 상기 횡축에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되고, 상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, 상기 θ 및 상기 η는 0.06×π/X<θ<0.12×π/X, 0.05×π/X<η<0.13×π/X인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 양의 영역과 음의 영역의 양쪽에 있어서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어 가능하고, 경사각의 전역에서의 안정된 슬라이더의 부상 자세를 얻음으로써, 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 8 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 7 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 후퇴각(θ)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축보다 디스크 외주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 음이 되는 영역에서의 롤각에 변동을 일으키지 않고, 경사각이 양의 영역과 음의 영역의 양쪽에 있어서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 9 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 7 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 약 θ×X= 0.09π인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 경사각이 양의 영역에서의 슬라이더의 롤각 변동량을 0도에 근접시킬 수 있게 되어, 경사각이 양의 영역과 음의 영역 양쪽에 있어서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 10 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 7 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 후퇴각(η)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하여 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축보다 디스크 내주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 양이 되는 영역에서의 롤각에 변동을 일으키지 않고, 경사각이 양의 영역과 음의 영역 양쪽에 있어서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 11 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 7 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 약 η×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 경사각이 음의 영역에서의 슬라이더의 롤각 변동량을 0도에 근접시킬 수 있게 되어, 경사각이 양의 영역과 음의 영역 양쪽에 있어서의 슬라이더의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 12 항에 따른 슬라이더는 디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 실시하는 헤드와, 부압을 발생시키는 오목부를 갖는 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서, 상기 공기 윤활면은 상기 오목부의 공기 유입단측에 위치하고, 상기 공기 윤활면상에서 가장 높은 대략 평면이 되는 공기 유입측 패드를 갖고 있고, 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축과 디스크 회전 방향이 이루는 경사각이 0(rad)의 위치에 있어서의 상기 슬라이더와 상기 디스크 매체와의 상대 속도를 V(mm/s)로 하고, 상기 공기 유입측 패드와 상기 공기 유입측 패드의 공기 유입단측에 형성된 대략 평면과의 단차를 d(mm)라 하고, 상기 공기 유입단에서 공기 유입측 패드까지의 거리를 y(mm)로 한 경우, V×(d/y)<1.5인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 디스크 반경이 경사각이 0(rad)의 위치의 트랙보다 큰 위치에 있어서의 부상량 증가를 억제함으로써, 디스크 반경의 전체에 걸쳐 소정 부상량 변동 이하로 억제할 수가 있어서, 디스크 매체상의 모든 위치에서 안정된 부상량을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 13 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 12 항에 기재된 슬라이더에 있어서, V×(d/y)<1.0인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 디스크 반경이 경사각이 0(rad)의 위치의 트랙보다 큰 위치에 있어서의 부상량 증가를 보다 작고, 안정적으로 억제함으로써, 디스크 반경의 전체에 걸쳐 소정 부상량 변동 이하로 억제할 수 있어서, 디스크 매체상의 모든 위치에서 안정된 부상량을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 14 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 12 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 공기 유입측 패드의 공기 유입단측에 형성된 대략 평면은 공기 유입단까지 끌려 나온 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 소정 공기 윤활면이 형성되고, 이에 따라 디스크 매체상의 모든 위치로 안정된 부상량과 부상 자세를 확보하는 것이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 15 항에 따른 슬라이더는 청구범위 제 12 항에 기재된 슬라이더에 있어서, 상기 공기 유입측 패드는 상기 슬라이더의 횡축 방향으로 연장하는 크로스 레일을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 소정 공기 윤활면이 형성되고, 디스크 매체상의 모든 영역에서 부상량 변동이 억제된 슬라이더를 제공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 16 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 1 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 디스크 매체의 전영역에서, 슬라이더의 안정된 부상 자세와 억제된 부상변동을 실현할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 17 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 16 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체와의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 롤각을 디스크 전영역에 있어서, 소정 변동 이하로 억제할 수 있고, 슬라이더의 안정된 부상량을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 제 18 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 16 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, PCMCIA 규격에 준거한 기록 밀도가 높고, 신뢰성이 높은 초소형의 디스크 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 제 19 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 16 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 콤팩트 플래시 규격에 준거한 기록 밀도가 높고, 신뢰성이 높은 초소형의 디스크 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 제 20 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 4 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 21 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 20 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체와의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 롤각을 디스크 전영역에서, 소정 변동 이하로 억제할 수 있고, 슬라이더의 안정된 부상량을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 제 22 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 20 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 23 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 20 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 24 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 7 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 디스크 매체의 전영역에 있어서, 슬라이더의 안정된 부상 자세와 억제된 부상변동을 실현할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 25 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 24 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체와의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 26 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 24 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 오목부는 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 특히 헤드를 슬라이더의 종축에 설치하는 경우에 있어서, 롤각의 변동을 최소한으로 제한할 수 있고, 디스크 매체상의 모든 위치에서 안정된 부상량과 부상 자세를 확보할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 27 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 24 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 공기 윤활면은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 특히 헤드를 슬라이더의 종축에 설치하는 경우에 있어서, 롤각의 변동을 최소한으로 제한할 수 있고, 디스크 매체상의 모든 위치로 안정된 부상량과 부상 자세를 확보하는 것이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 28 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 24 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 29 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 24 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 콤팩트 플래쉬 규격에 준거한 기록 밀도가 높고, 신뢰성이 높은 초소형의 디스크 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 청구범위 제 30 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 12 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 디스크 매체의 전영역에서, 슬라이더의 안정된 부상 자세와 억제된 부상변동을 실현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 31 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 30 항 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 오목부는 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 특히 헤드를 슬라이더의 종축에 설치하는 경우에 있어서, 롤각의 변동을 최소한으로 제한할 수 있고, 디스크 매체상의 모든 위치에서 안정된 부상량과 부상 자세를 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 청구범위 제 32 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 30 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 상기 공기 윤활면은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 33 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 30 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구범위 제 34 항에 따른 디스크 장치는 청구범위 제 30 항에 기재된 디스크 장치에 있어서, 콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 자기 디스크 장치의 내부를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 자기 디스크 장치를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 한 장의 디스크 매체와 액추에이터ㆍ암을 나타내는 모식도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 슬라이더의 부상 자세를 설명하기 위한 모식도,

도 5a는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 5b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(θ)과 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 7a는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 7b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(θ)과 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 9a는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 9b는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면,

도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(θ)과 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 11은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 θ×X와 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 12는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(η)과 롤각과의 관계를 나타내는 도면,

도 13은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(η)과 롤각과의 관계를 나타내는 도면,

도 14는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 후퇴각(η)과 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 15는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 윤활면에서의 η×X와 롤각의 관계를 나타내는 도면,

도 16은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 롤각과 상대 속도의 관계를 나타내는 도면,

도 17은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 슬라이더의 부상량과 디스크 반경 위치의 관계를 나타내는 도면,

도 18은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 공기 윤활면의 단차(d)와 슬라이더의 부상량의 관계를 나타내는 도면,

도 19는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 공기 윤활면의 단차(d)와 슬라이더의 부상량의 관계를 나타내는 도면,

도 20은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 적응계수(α)와 부상량 변동량의 관계를 나타내는 도면,

도 21a는 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 21b는 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면,

도 22a는 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 22b는 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면,

도 23a는 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면,

도 23b는 공기 윤활면의 단면을 나타내는 도면.

(실시 형태 1)

이하, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 슬라이더 및 디스크 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 자기 디스크 장치의 내부를 나타내는 사시도이다. 도 2는 자기 디스크 장치를 나타내는 단면도이다. 자기 디스크 장치는 하우징 커버(도시하지 않음)를 갖고 있고, 디스크 매체(2) 및 슬라이더(3) 등은 그 하우징 커버에 의해 덮여져 있다. 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)은 액추에이터축(20)에 회전 가능하게 부착되어 있고, 보이스코일 모터(6)의 동력에 의해 액추에이터축(20)의 주위를 회전한다. 이 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)의 각각의 선단에는 서스펜션(14)이 부착되어 있다. 그리고, 각각의 서스펜션(14)의 선단에는 자기 변환기 또는 자기헤드(도 1에는 도시하지 않음)를 갖는 슬라이더(3)가 부착되어 있다.

하우징(7)내에는 주축(1)이 장착되어 있고, 그 주축(1)에는 다수의 디스크 매체(2)가 회전 가능하게 간격을 두고 부착되어 있다. 디스크 매체(2)는 모터(8)에 의해서 회전하는 주축(1)과 동시에 도 1 중의 화살표(A)로 나타내는 방향으로 회전한다. 슬라이더(3)를 갖는 자기헤드의 디스크 매체(2)에 대한 위치는 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)에 의해 결정되고, 그 자기헤드는 디스크 매체(2)에 데이터를 기입하거나 또는 디스크 매체(2)로부터 데이터를 읽어낸다.

슬라이더(3)와 그것에 일체화된 자기헤드는 데이터의 자기적 표시를 디스크 매체(2)상의 어떤 트랙에서도 메모리할 수 있도록 디스크 매체(2)의 표면상을 움직인다. 자기 디스크 장치 내부중에서는 이 헤드의 움직임은 액추에이터축(20) 주위의 회전에 따른 것이다. 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)을 회전시킴으로써 슬라이더(3) 및 그 내부중의 자기헤드는 디스크 매체(2)의 표면상의 어떤 트랙상에서도 위치할 수 있다.

도 3은 위에서 본 한 장의 디스크 매체(2)와 액추에이터ㆍ암을 나타내는 모식도이다. 자기 디스크 장치의 기술로서 잘 알려진 바와 같이, 각각의 디스크 매체(2)에는 자기 정보가 기록되는 동심상의 트랙의 열이 있다. 내경(ID) 트랙(11)은 데이터가 메모리되는 가장 내측의 동심트랙이다. 외경(OD) 트랙(12)은 데이터가 메모리되는 가장 외측의 동심 트랙이다. 슬라이더(3)의 종축(55)에 대한 디스크 매체(2) 표면의 미끄럼 운동 방향[디스크 매체(2)의 회전방향]은 경사각이라 부르고, ID 트랙(11)으로부터 OD 트랙(12)까지의 사이에서 크게 변화된다. 또한, 회전 액추에이터축(20)으로의 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)의 부착 위치에도 의존한다. 이 경사각은 양도 음도 된다. 미끄럼 운동 방향이 슬라이더(3)의 외주측단(44)에 대응하도록 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)이 위치하고 있는 경우에는 경사각은 양이라고 한다. 미끄럼 운동 방향이 슬라이더(3)의 내주측단(43)에 대응하도록 액추에이터ㆍ암의 그룹(5)이 위치하고 있는 경우에는 경사각은 음이라고 한다. 즉, 도 3에 대하여, OD 트랙(12)에 있어서 경사각이 최대가 되고, ID 트랙(11)에 있어서 최소가 되어, 중간 직경(MD)트랙(13)에 있어서 경사각이 0도로 되었다. 또한, 본실시 형태 1에서는 매체 디스크는 외경(OD) 트랙(12)에서의 반경은 12.5mm, 경사각은 16도, 내경(ID) 트랙(11)에서의 반경은 6mm, 경사각은 -5도, 중간 직경(MD)트랙(13)에서의 반경은 8.7mm, 회전 속도는 4500rpm으로 했다.

도 4는 디스크 매체(2)가 기록재생을 실시하는 정상 회전시의 슬라이더(3)의 부상 자세를 설명하기 위한 모식도이다. 슬라이더(3)는 피봇(15)을 사이에 두고 서스펜션(14)에 부착되어 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이 디스크 매체(2)가 기록재생을 하는 소정 회전 속도로 정상 회전을 할 때 슬라이더(3)는 디스크 매체(2) 표면에서 부상하고 자기헤드(99)를 탑재한 공기 유출단(42)측의 부상량이 작아지는 부상 자세를 취한다. 이 슬라이더(3)의 디스크 매체(2)에 대한 종축(55) 방향의 경사를 일반적으로 피치각이라고 한다. 피치각은 공기 유입단(41)측에 비해 공기 유출단(42)측의 부상량이 작은 경우, 양이다.

또한, 도 4b에 도시한 바와 같이 슬라이더(3)의 디스크 매체(2)에 대한 횡축(56)방향의 경사를 롤각이라고 한다. 롤각은 디스크 내주단(43)측에 비해 디스크 외주단(44)측의 부상량이 작은 경우, 양이다.

도 5a는 본 실시 형태 1에 따른 슬라이더(3)의 공기 윤활면의 형상을 나타내는 도면이며, 도 5b는 그 공기 윤활면의 A-A 단면을 나타내는 단면도이다.

도 5의 공기 윤활면(30A)은 상단면(31), 중단면(32), 하단면(33)의 3단계의 서로 대략 평행한 평탄면으로 구성되어 있다. 도 5에서는 상단면(31)과 중단면(32)의 낙차는 100nm이며, 중단면(32)과 하단면(33)의 낙차는 700nm이다.

공기 유입단(41)은 디스크 매체(2)의 표면이 회전하는 방향으로 배향한다. 회전하는 디스크 매체(2)는 점성 효과에 의해서, 디스크 매체(2)의 미끄럼 운동 방향의 공기류를 공기 유입단(41)으로부터 공기 윤활면(30A)하에 유입시킨다. 그 공기류에 의해 공기 윤활면(30A)에 발생하는 압력으로 슬라이더(3)를 디스크 매체(2)로부터 멀어지는 방향으로 작용하는 압력을 정압이라 부르고, 슬라이더(3)를 디스크 매체(2)에 가까워지는 방향으로 작용하는 압력을 부압이라고 부른다.

공기 윤활면(30A)에는 공기 유출단(42) 근방에 자기헤드(99)를 탑재하기 위한 공기 유출측 패드(34)와, 공기 유입측 패드(38)가 상단면(31)으로 구성되어 있다. 이 공기 유입측 패드(38)는 내주측단(43), 외주측단(44)으로부터 소정 간격으로 떨어져 형성된 크로스 레일(35)과, 공기 유입단(41), 내주측단(43), 공기 유출단(42)으로부터 소정 간격으로 떨어져 형성된 내측의 사이드 레일(36)과, 공기 유입단(41), 외주측단(44), 공기 유출단(42)으로부터 소정 간격으로 떨어져 형성된 외측의 사이드 레일(37)을 서로 연결하여 형성되어 있다. 또한, 공기 유출측 패드(34)와 공기 유입측 패드(38)의 공기 유입단(41)측에는 중단면(32)이 형성되어, 패드(34, 38)로의 공기의 유입을 촉진한다. 이 공기 유입측 패드(38)의 공기 유입단측에 형성된 중단면(32)의 대략 평면은 공기 유입단(41)까지 끌려 나온다. 공기 윤활면(30A)의 중앙부에는 상단면(31) 또는 중단면(32)으로 둘러싸인 부압 발생 오목부(48)가 하단면(33)에 의해서 형성되어 있다. 본 실시 형태 1에 있어서의 공기 윤활면(30A)에서는 주로 패드(34, 38)에 있어서 정압을 발생하고, 부압 발생 오목부(48)로 부압을 발생시키는 구성으로 되어있다.

부압 발생 오목부(48)의 공기 유입단측 능선[크로스 레일(35)]과 외주측 단측 능선[사이드 레일(37)]은 슬라이더 폭방향에 가상되는 횡축(56)에 대하여 후퇴각(θ)을 갖는 능선으로 연결되어 있고, 공기 유입단측 능선[크로스 레일(35)]과 내주측 단측 능선[사이드 레일(36)]은 후퇴각(η)을 갖는 능선으로 연결되어 있다. 도 5에 있어서는 θ= 0.2π(rad), η= 0.2π(rad)라고 되어 있지만, 본 발명에 있어서 θ, η는 어느 정도 각도 변경을 실시할 수 있다. 단, 소망 특성을 얻기 위해서 θ, η는 소정 범위일 필요가 있다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다.

도 6은 도 5에 나타낸 공기 윤활면(30A)을 갖는 슬라이더(3)가 OD 트랙(12)에 위치할 때의 롤각을 후퇴각(θ)의 함수로서 해석을 실시한 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 여기에서 사용되고 있는 자기 디스크 장치는 자기헤드(99)의 위치에서의 목표 부상량 25nm에 대해 허용되는 부상량 편차가 +/- 2nm, 목표 롤각 0μrad에 대해 허용되는 롤각 편차가 +/- 10μrad 이다. 도 6에서, 롤각은 후퇴각(θ)에 따라 변화되고, 0.14π<θ<0.28π의 범위에서, 본 실시 형태 1에서의 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 8은 도 7에 나타내는 공기 윤활면(30B), 도 10은 도 9에 나타낸 공기 윤활면(30C)에 관한 OD 트랙(12)에서의 롤각과 후퇴각(θ)의 관계를 나타내는 도면이다. 공기 윤활면(30B, 30C)의 상단면(31), 중단면(32), 하단면(33)의 각각의 단차는 공기 윤활면(30A)과 동일하다. 도 8로부터 공기 윤활면(30B)에 대해서는 0.19π<θ<0.30π의 범위에서 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있음을 알 수 있고, 도 10에서 공기 윤활면(30C)에 대해서는 0.22π<θ<0.38π의 범위에서 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있음을 알 수 있다.

여기에서, 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)의 각각에 있어서, 공기 유입단(41)으로부터 부압 발생 오목부(48)까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 두고, θ×X와 롤각의 관계를 구하면, 주목해야 할 사항이 분명해진다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태 1에 있어서의 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)의 X는 각각, 0.405, 0.364, 0.283이다.

도 11은 도 6, 도 8 및 도 10에 나타낸 결과를 각각 θ×X를 횡축으로 하여, 합쳐서 나타낸 도면이다. ● 표시는 공기 윤활면(30A), □ 표시는 공기 윤활면(30B), ▲ 표시는 공기 윤활면(30C)의 결과이다. 도 11에 의하면, 모든 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)에 있어서, 소정 롤각을 얻을 수 있는 범위는 일치하고 그 값은 0.06π<θ× X<0.12π가 된다. 즉, 0.06π<θ×X<0.12π가 되는 영역에서 후퇴각(θ)을 갖는 능선을 형성함으로써, 경사각이 양의 영역에서의 슬라이더(3)의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있고, 경사각이 양의 영역에서의 안정된 슬라이더(3)의 부상 자세를 획득함으로써 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다.

또한, 도 11로부터, 롤각 변동을 억제하기 위한 θ×X의 최적치는 0.09π인 것을 알 수 있다.

다음으로, 경사각이 음의 영역에서의, 롤각 제어에 대해서 설명한다. 도 12, 도 13, 도 14는 각각 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)에 대해서, ID 트랙(11)에서의 롤각과 후퇴각(η)과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 12로부터 공기 윤활면(30A)에 대해서는, 0.10π<η<0.35π의 범위에서 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있다는 것을 알 수 있고, 도 13에서 공기 윤활면(30B)에 대해서는 0.12π<η<0.38π의 범위에서 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있다는 것을 알 수 있고, 도 14에서 공기 윤활면(30C)에 대해서는 0.20π<η<0.47π의 범위로 소망 롤각 변동 이하로 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 15는 도 12, 도 13, 도 14에 나타낸 결과를 각각 η×X를 횡축으로 합쳐서 나타낸 도면이다. ● 표시는 공기 윤활면(30A), □ 표시는 공기 윤활면(30B), ▲ 표시는 공기 윤활면(30C)의 결과이다. 도 15에 의하면, 모든 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)에서, 소망 롤각을 얻을 수 있는 범위는 일치하고, 그 값은 0.05π<η×X<0.13π가 된다. 즉, 0.05π<η×X<0.13π가 되는 영역에 있어서 후퇴각(η)을 갖는 능선을 형성함으로써, 경사각이 음의 영역에서의 슬라이더(3)의 롤각을 소정 롤각 변동량 이하로 제어할 수 있고, 경사각이 음의 영역에서의 안정된 슬라이더(3)의 부상 자세를 얻음으로써 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다.

또한, 도 15에서, 롤각 변동을 억제하기 위한 η×X의 최적치는 0.09π인 것을 알 수 있다.

도 16는 공기 윤활면(30A)의 ID 트랙(11)과 OD 트랙(12)에 있어서의 롤각의 디스크 매체(2)의 상대 속도 의존에 관한 결과를 나타내는 도면이다. 또한 상대 속도는 MD 트랙(13)(경사각 0도, 반경 8.7mm)에서의 값으로 나타내고 있다. 도 16에서, 본 실시 형태 1과 같이 롤각을 +/- 10μrad 이하로 제어할 필요가 있는 경우에는 상대 속도가 13m/s 이하가 되는 영역에서 사용되는 것이 바람직하다는 것을 이해할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 1과 같이 자기헤드(99)가 종축(55)상에 있도록 구성된 슬라이더(3)에 있어서는 MD 트랙(13)에 위치할 때의 롤각이 0가 되도록, 부압 발생 오목부(48)는 종축(55)에 대하여 대칭이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 공기 윤활면(30)이 종축(55)에 대하여 대칭인 것이 바람직하다.

또한, 후퇴각(θ)을 갖는 능선이 경사각이 음이 되는 영역에서의 롤각에 영향을 미치지 않도록, 후퇴각(θ)을 갖는 능선은 종축(55)보다 외주측 단측에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 후퇴각(η)을 갖는 능선도 상술한 이유로부터, 종축(55)보다 내주측 단측에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 후퇴각(θ) 및 후퇴각(η)은 공기 유입단측 능선과 연결되는 접점과 외주측 단측 능선 또는 내주측 단측 능선과 연결되는 접점을 맺는 가상선과 횡축(56)이 이루는 각으로 정의되는 것이고, 후퇴각(θ) 및 후퇴각(η)을 갖는 능선은 본 실시 형태 1에서는 직선으로 나타내었지만, 실질적으로 본 발명의 효과가 얻어지는 범위에 있어서 곡선일 수도 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태 1에 따른 슬라이더 및 디스크 장치에 의하면, 공기 유입단측의 능선과 디스크 외주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 부압 발생 오목부(48)가 공기 윤활면(30)에 형성되어 있고, 공기 윤활면(30)의 공기 유입단(41)으로부터 부압 발생 오목부(48)까지의 거리(x)를 슬라이더(3)의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, θ×X를 0.06π 내지 0.12π로 함으로써 경사각이 양이 되는 영역에서의 롤각 변동을 억제하는 것이 가능하여 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다.

또한, 공기 유입단측의 능선과 디스크 내주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 부압 발생 오목부(48)가 공기 윤활면(30)에 형성되어 있고, 공기 윤활면(30)의 공기 유입단(41)으로부터 부압 발생 오목부(48)까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, η×X를 0.05π내지 0.13π로 함으로써 경사각이 양이 되는 영역에서의 롤각 변동을 억제하는 것이 가능하여 최소 부상량 위치에서의 안정된 부상량의 확보가 가능해진다.

(실시 형태 2)

이하, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 슬라이더 및 디스크 장치에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 17은 도 5의 공기 윤활면(30A)의 상단면(31)과 중단면(32)의 단차(d)를 25nm, 50nm, 100nm, 150nm 및 200nm으로 실시한 경우의 ID 트랙(11)으로부터 OD 트랙(12)까지의 부상량을 나타내는 도면이다. ● 표시는 단차(d)가 25nm, □ 표시는 단차(d)가 50nm, ▲ 표시는 단차(d)가 100nm, ◇ 표시는 단차(d)가 150nm, * 표시는 단차(d)가 200nm인 경우이다. 또한, 실시 형태 1에 따른 디스크 매체(2)의 정상 회전 속도(4500rpm)에서의 MD 트랙(13)에서의 슬라이더(3)와 디스크 매체(2)의 상대 속도는 2π×8.7×(4500/60)≒4100mm/s=4.1m/s이다. 도 17에서, 단차(d)가 커질수록, 특히 OD 트랙(12)에 있어서의 부상량이 커지는 경향이 있어, ID 트랙(11)에서의 부상량과 OD 트랙(12)에서의 부상량의 차이가 커지는 것을 알 수 있다.

도 18는 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)의 각각에 대해 단차(d)와 ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 범위에 있어서의 부상량 변동량의 관계를 나타내는 도면이다. 도 18에서, 공기 윤활면(30A, 30B, 30C) 모두에 있어서, 단차(d)가 커질수록 부상량 변동이 커짐을 알 수 있다.

도 19는 공기 윤활면(30A)에 대해서, 디스크 회전 속도가 4500rpm인 경우와 9000 rpm인 경우의 단차(d)와 부상량 변동량의 관계를 나타내는 도면이다. 도 19에서 디스크 매체(2)의 회전 속도[슬라이더(3)와 디스크 매체(2)의 상대 속도]가 상이해도 단차(d)가 커지면 부상량 변동이 커짐을 알 수 있다. 또한, 도 19도에서 상대 속도가 큰 쪽이 ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 범위에서의 부상량 변동이 커짐을 알 수 있다.

여기에서, MD 트랙(13)에서의 슬라이더(3)와 디스크 매체(2)의 상대 속도를 V(mm/s)로 하고, 공기 유입단(41)으로부터 공기 유입측 패드(38)까지의 거리를 y(mm)로 하고, 횡축에 V×(d/y)를 잡아 [이하, V×(d/y)를 적응계수(α)라 부른다], 각각의 조건에 있어서의 부상량 변동을 정리하면, 새로운 경향이 분명해진다. 또한, 이 y는 엄밀하게는 공기 유입단(41)으로부터 공기 유입측 패드(38) 전연까지의 거리, 즉 공기 유입단(41)으로부터 공기 유입측 패드(38)의 공기 유입단(41)에 가장 가까운 외연까지의 거리이다. 또한, 공기 윤활면(30A)에서는 y= 0.41mm, 공기 윤활면(30B)에서는 y= 0.35mm, 공기 윤활면(30C)에서는 y= 0.19mm 이다.

도 20은 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)의 각각에 대해 적응계수(α)와 부상량 변동량의 관계를 나타내는 도면이다. ● 표시, ■ 표시, ▲ 표시는 각각 정상 회전 속도(4500rpm) 에서의 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)에 대한 결과이며, ◆ 표시는 공기 윤활면(30A)에 대해서, 회전 속도를 9000rpm(V≒ 8200mm/s= 8.2 m/s)로 한 경우의 결과이다. 도 20에서 부상량 변동량을 적응계수(α)의 함수로 함으로써 공기 윤활면(30A, 30B, 30C)의 모두에 있어서의 결과는 일치하고, ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)에서의 부상량 변동량이 4nm 이하 (+/- 2nm 이하)가 되는 것은 적응계수(α)가 1.5 이하의 영역이 되는 것을 알 수 있다. 더구나, 적응계수(α)가 1.0 이하의 영역에서는 부상량 변동량은 2nm(+/- 1nm) 정도 이하로 거의 일정한 값을 나타내고 있다.

또한, 적응계수(α)가 2.0 보다 큰 영역에서 ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)에서의 부상량 변동량이 급격히 커지는 경향도 일치한다.

따라서, 적응계수(α)가 1.5 이하, 바람직하게는 1.0 이하가 되도록 V, d, y를 구성함으로써, 주로 디스크 반경이 MD 트랙(13)보다 큰 위치에 있어서의 부상량 증가를 억제할 수 있고, ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 범위에서 소망 부상량 변동 이하로 억제할 수 있기 때문에, ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 디스크 매체(2)상의 모든 위치에서 안정된 부상량을 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 실시 형태 1에서는 단차(d)를 100nm로 설정했기 때문에, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 것은 공기 윤활면(30A, 30B)이다. 단, 공기 윤활면(30C)에서도 단차(d)를 50nm로 구성하면, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 실시 형태 1에 있어서의 공기 윤활면(30A, 30B)은 후퇴각(θ), 후퇴각(η) 및 적응계수(α)를 본 발명의 범위로 설정해 두었기 때문에, ID 트랙(11)부터 OD 트랙(12)의 디스크상의 전영역에 있어서, 안정된 부상량 및 안정된 부상 자세를 유지할 수 있다. 또한, 공기 윤활면(30C)에서도 후퇴각(θ), 후퇴각(η)을 상술의 범위로 설정해 두었기 때문에, 안정된 부상 자세를 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 슬라이더를 탑재한 자기 디스크 장치는 헤드 크래쉬를 억제하여, 보다 양호한 전자 변환 효율과 높은 신뢰성을 갖는다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태 2에 따른 슬라이더 및 디스크 장치에 의하면, MD 트랙(13)에 있어서의 슬라이더(3)와 디스크 매체(2)의 상대 속도를 V(mm/s)라 하고, 공기 유입측 패드(38)와 공기 유입측 패드(38)의 공기 유입단측에 형성된 대략 평면과의 단차를 d(mm)로 하고, 공기 유입단(41)으로부터 공기 유입측 패드(38)까지의 거리를 y(mm)로 한 경우, V×(d/y)가 1.5 이하가 되도록 V, d, y를 구성함으로써, 상대 속도에 의존한 슬라이더(3)의 부상량 변동을 억제할 수 있다. 즉, 부상량 변동을 ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 모든 범위에서 소정 값 이하로 억제할 수 있어서, ID 트랙(11) 내지 OD 트랙(12)의 모든 위치에서 안정된 부상량을 유지할 수 있다.

또한, V×(d/y)는 속도 단위(mm/s)를 갖기 때문에, 적응계수(α)는 물리학적으로는 마찰 속도의 함수로 추찰된다. 따라서, 현재 거의 모든 자기 디스크 장치에 있어서는 슬라이더(3)와 디스크 매체(2)간의 윤활막을 공기로 형성해 두었지만, 예컨대, 질소 봉인 디스크 장치, 아르곤 봉인 디스크 장치 등에 있어서는 알맞은 적응계수(α)는 상술한 것으로 한정되지 않는다. 그 경우, 각각의 기체에 대응하는 적응 계수는 각각의 기체의 점도와 공기의 점도의 비를 본원에서 나타낸 적응계수(α)에 곱하면 구해진다고 추찰할 수 있다.

또한, 도 21 내지 도 23에 나타낸 공기 윤활면(30D 내지 30F)에 대해서도, 후퇴각(θ), 후퇴각(η) 및 적응계수(α)를 본 발명의 범위로 구성하고 있기 때문에, ID 트랙(11)으로부터 OD 트랙(12)의 영역에서 롤각 변동 및 부상량 변동을 억제하고 안정된 부상 자세 또한 일정 부상량을 확보할 수 있다. 여기에서, 도 21 내지 도 23에서 나타내는 공기 윤활면(30D 내지 30F)은 도 5에서 나타내는 사물의 경우와 같이 크로스 레일(35)을 갖추지 않는 것이지만, 이 경우에도 상기 각 실시 형태와 동일한 효과를 거둘 수 있다. 이 때, 실시 형태 1에 나타낸 바와 같이 자기헤드(99)가 종축상에 있는 경우, 롤각은 극력 0에 근접시키는 것이 바람직하기 때문에, 도 5, 도 7, 도 9 및 도 21 내지 도 23에 도시한 바와 같이 부압 발생 오목부(48) 및 공기 윤활면(30)을 종축에 대하여 대칭으로 형성하면, MD 트랙(13)에 있어서의 롤각을 0으로 할 수 있고, ID 트랙(11)으로부터 OD 트랙(12)의 영역에서 롤각을 0에 근접시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 각 실시 형태에서 나타낸 공기 윤활면(30)은 모두 상단면(31), 중단면(32), 하단면(33)의 3단으로 구성된다고 설명했지만, 이것은 현상태의 가공 프로세스를 고려하여 설계한 것에 지나지 않고, 공기 윤활면(30)은 2단 이상의 임의의 단차수로 구성되어 있으면 바람직하다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 슬라이더(3)가 자기헤드(99)를 갖는 경우에 대해서 설명했지만, 슬라이더(3)는 예컨대 광헤드 및, 재생측 헤드로서 자기 저항형 소자와 같은 헤드를 구비할 수도 있고, 동일하게 안정된 부상 자세와 일정 부상량을 확보할 수 있는 슬라이더 및 디스크 장치를 실현할 수 있다.

또한, PCMCIA 규격, 또는 콤팩트 플래시 규격에 준거하여 구성되는 소형 디스크 장치에 있어서도, 본 발명의 슬라이더를 사용함으로써 안정된 부상 자세와 일정한 부상량을 확보 가능하여 신뢰성이 높은 데이터의 기록 및 재생이 가능해진다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 슬라이더 및 디스크 장치는 공기 윤활면과 디스크 매체간의 공기류에 의해 디스크 매체로부터 부상하여 디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 실시하는 슬라이더 및 그 슬라이더를 사용한 디스크 장치에 적합하다.

Claims

디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 실시하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서,

상기 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 외주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되어 있고,

상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, 상기 θ는,

0.06×π/X<θ<0.12×π/X인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 1 항에 있어서,

상기 후퇴각(θ)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축 보다 디스크 외주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 1 항에 있어서,

대략 θ×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서,

상기 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 내주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되어 있고,

상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, 상기 η는

0.05×π/X<η<0.13×π/X인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 4 항에 있어서,

상기 후퇴각(η)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축 보다 디스크 내주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 4 항에 있어서,

대략 η×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서,

상기 공기 윤활면에는 공기 유입단측의 능선과 디스크 외주측단의 능선이 슬라이더 폭방향으로 가상되는 횡축에 대하여 θ(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결되고, 또한 공기 유입단측의 능선과 디스크 내주측단의 능선이 상기 횡축에 대하여 η(rad)의 후퇴각을 갖는 능선으로 연결됨으로써 오목부가 형성되어 있고,

상기 공기 윤활면의 공기 유입단에서 상기 오목부까지의 거리(x)를 슬라이더의 길이(L)로써 기준화하여 X= x/L로 한 경우, 상기 θ 및 상기 η는,

0.06×π/X<θ<0.12×π/X,

0.05×π/X<η<0.13×π/X인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 7 항에 있어서,

상기 후퇴각(θ)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축 보다 디스크 외주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 7 항에 있어서,

대략 θ×X=0.09π인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 7 항에 있어서,

상기 후퇴각(η)을 갖는 능선은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축 보다 디스크 내주측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 7 항에 있어서,

대략 η×X= 0.09π인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
디스크 매체와의 사이에서 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 헤드와, 부압을 발생시키는 오목부를 갖는 공기 윤활면을 구비하고, 상기 공기 윤활면과 상기 디스크 매체간의 공기류에 의해 상기 디스크 매체로부터 부상하는 슬라이더에 있어서,

상기 공기 윤활면은 상기 오목부의 공기 유입단측에 위치하고, 상기 공기 윤활면상에서 가장 높은 대략 평면이 되는 공기 유입측 패드를 갖고 있고,

슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축과 디스크 회전방향이 이루는 경사각이 0(rad)의 위치에 있어서의 상기 슬라이더와 상기 디스크 매체의 상대 속도를 V(mm/s)로 하고, 상기 공기 유입측 패드와 상기 공기 유입측 패드의 공기 유입단측에 형성된 대략 평면과의 단차를 d(mm)로 하고, 상기 공기 유입단에서 공기 유입측 패드까지의 거리를 y(mm)로 한 경우,

V×(d/y)<1.5인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 12 항에 있어서,

V×(d/y)<1.0인 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 12 항에 있어서,

상기 공기 유입측 패드의 공기 유입단측에 형성된 대략 평면은 공기 유입단까지 끌려 나온 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 12 항에 있어서,

상기 공기 유입측 패드는 상기 슬라이더의 횡축 방향으로 연장하는 크로스 레일을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는

슬라이더.
제 1 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 16 항에 있어서,

PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 16 항에 있어서,

콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 4 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 20 항에 있어서,

PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 20 항에 있어서,

콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 7 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 경사각이 0(rad)의 위치에서의 슬라이더와 상기 디스크 매체의 상대 속도가 13(m/s) 이하의 영역에서 사용되는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 오목부는 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 공기 윤활면은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 24 항에 있어서,

PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 24 항에 있어서,

콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 12 항에 기재된 슬라이더를 갖는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 30 항에 있어서,

상기 오목부는 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 30 항에 있어서,

상기 공기 윤활면은 슬라이더 중심을 통과하고 슬라이더 길이방향으로 가상되는 종축에 대하여 대칭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 30 항에 있어서,

PCMCIA 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.
제 30 항에 있어서,

콤팩트 플래시 규격에 준거하고 있는 것을 특징으로 하는

디스크 장치.