JPH0435832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁気ヘツドを保持し、この磁気ヘツド
を所定の間隔を隔てて記録媒体に安定に対向させ
て良好な記録媒体再生を行わししめ得る実用性の
高い浮動ヘツドスライダに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

情報処理システムの大容量記憶装置として所謂
ハードデイスクを記録媒体とした磁気デイスク記
憶装置が多く用いられている。この装置はハード
デイスクを高速回転させ乍ら、その情報記録面に
微小間隙を隔てて磁気ヘツドを対向させ、高速に
情報の磁気記録再生を行うものである。しかし
て、上記微小間隙を隙てて磁気ヘツドをデイスク
の情報記録面に対向させるべく、従来専ら浮動ヘ
ツドスライダが用いられている。この浮動ヘツド
スライダは、例えば第１図に示すように情報記録
面に対向する面に２条の平行な滑面１ａ，１ｂを
形成してなるスライダ本体２の端部に磁気ヘツド
３を取付けたものである。上記滑面１ａ，１ｂは
磁気ヘツド３とデイスクとの相対的移動方向に設
けられたものあつて、その前方側、つまり磁気ヘ
ツド３の取付け部と反対側の端部は切欠加工さ
れ、昇圧機構としてのテーパ面４ａ，４ｂとされ
ている。

しかして、このような構造の磁気ヘツド３を保
持してなる浮動ヘツドスライイダによれば、第２
図ａに示すようにデイスク５の情報記録面に対向
配置されたとき、デイスク５の高速回転に伴つ
て、その情報記録面と前記滑滑面１ａ，１ｂとの
間に空気が流入し、前記テーパ面４ａ，４ｂを経
て圧縮された空気によつて第２図ｂに示す如き圧
力がスライダの浮上力として生起される。この浮
上力と、スライダに加えられる荷重とが相俟つて
上記滑面１ａ，１ｂと情報記録面との間に所定の
微小間隙が設定される。

ところで、このような浮動ヘツドスライダに保
持された磁気ヘツド３を用いて磁気記録再生を行
う場合、前記ヘツドスライダによつて設定される
情報記録面との間の微小間隙が非常に重要な意味
を持つ。例えば前記荷重を増やして間隙を狭くす
ればデイスク５に対するヘツド３の追従性が良く
なり、良好な磁気記録再生が可能となるが、その
反面、デイスク５の回転開始時や回転停止時には
前記浮上力が十分生起しないことからデイスク５
との摩擦が大きくなる。この結果、滑面１ａ，１
ｂおよび磁気ヘツド３の摩耗を招き、その寿命お
よび動作安定性が著しく劣化する。また前記荷重
を軽くして微小間隙を広くすると良好な磁気記録
再生が望めなくなる。従つて、良好な磁気記録再
生を可能とするべく上記荷重を最適設定するには
大きな困難が伴つた。

また上述した浮上力を得るテーパ面４ａ，４ｂ
のテーパ角は非常に小さく、通常（0゜20′）程度
である。従つて、このようにテーパ面４ａ，４ｂ
を精度良く形成することが非常に難しく、製造歩
留りが悪いと云う問題もあつた。

つまり従来構造の浮動ヘツドスライダは、その
製造自体が難かしいことのみならず、装置への組
込みに際しても高精度な調整を必要とする等の不
具合を有していた。そして、その摩耗を防ぎ、常
に安定で良好な磁気記録再生を行わせることが難
かしかつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、記録媒体との間
の微小間隙を安定に設定し、その摩耗を防いて良
好な磁気記録再生を可能とする安価で実用性の高
い浮動ヘツドスライダを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気ヘツドを保持するスライダ本体
の記録媒体に対向する滑面に昇圧用溝と減圧用溝
とを設けたものであつて、特に上記昇圧用溝を記
録媒体との相対的移動方向後方側に先絞り形状の
溝として実現し、その溝深さを前記滑面と記録媒
体との間の浮上間隙の1.5〜5.0倍に設定し、また
前記減圧用溝を前記相対的移動方向後方側に末広
がり形状の溝として実現し、その溝深さを前記浮
上間隙の５〜20倍に設定したことを特徴とするも
のである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、上記の如く溝深さを
設定した昇圧用溝と減圧用溝とが、互いに安定な
圧力を発生してバランスするので、極めて安定に
所望とする浮上間隙を設定することができる。し
かもこれらの溝は、例えばエツチング技術等を用
いて精度良く得ることができるので、その製造が
容易であり、安価に製作できる。そして、上記の
如く、スライダ本体の安定な浮上特性を発揮する
ので、その摩耗を防ぎ、磁気ヘツドによる良好な
磁気記録再生を可能とする等の実用上多大なる効
果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

第３図は実施例に係る浮動ヘツドスライダの概
略構成を示す斜視図で、第１図に示す従来のヘツ
ドスライダと同一部分には同一符号を付して示し
てある。この浮動ヘツドスライダが特徴とすると
ころは、スライダ本体２の磁気記録媒体５に対向
する滑面１ａ，１ｂに、従来のテーパ面４ａ，４
ｂを形成することに代えて、昇圧用溝１１ａ，１
１ｂ，１２ａ，１２ｂと減圧用溝１３ａ，１３ｂ
とを設けた点にある。上記昇圧用溝１１ａ，１１
ｂは滑面１ａ，１ｂの前方側に設けられたもので
あつて、磁気記録媒体５との相対的移動方向後方
側に先絞り形状を為す所謂「く」の字形状を為す
溝として実現されている。また他方の昇圧用溝１
２ａ，１２ｂも同様な形状を有し、これらは前記
滑面１ａ，１ｂの後方側に設けられている。そし
て前記減圧用溝１３ａ，１３ｂは前記滑面１ａ，
１ｂの略中央部位置に、つまり昇圧用溝１１ａ，
１１ｂ，１２ａ，１２ｂの中間位置に、前記相対
的移動方向後方側に末広がり形状を為す「く」の
字状の溝として設けられている。これらの溝１１
ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ
は、例えば滑面１ａ，１ｂをその長手方向に４等
分する位置に設けられる。

しかして、これらの各溝１１ａ，１１ｂ，１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂはイオンエツチング
法やスパツタエツチング法を用いて滑面１ａ，１
ｂにそれぞれ形成されるもの、その溝パターンの
位置精度および形状精度は、その原画パターンを
作成するに際して用いられるデイジタル測微計の
誤差程度と、極めて高いものとなる。またその溝
深さは、エツチング加工速度が１時間当り１〜
2μｍと小さい条件下でエツチング時間制御して
規定され、±0.1μｍ以下の誤差範囲内で所望寸法
に定められる。

かくしてこのようにスライダ本体２の滑面１
ａ，１ｂに昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１
２ｂと減圧用溝１３ａ，１３ｂとを設けてなる浮
動ヘツドスライダを磁気デイスク装置に組込み、
磁気デイスク記録媒体５に対向させて上記記録媒
体５を高速回転させると、第４図ａ，ｂに示すよ
うに、上記滑面１ａ，１ｂと記録媒体５との間に
通流する空気の圧力によつて、ヘツドスライダは
所定の微小間隙を形成して記録媒体５から浮上す
る。即ち、昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１
２ｂによつて前記通流空気が局部的に圧縮され、
これにより正の浮上力が生起されてスライダ本体
２が持ち上げられる。そして同時に減圧用溝１３
ａ，１３ｂは前記通流空気を局部的に膨張させ、
負圧を発生させる。この負圧は、スライダ本体２
の滑面１ａ，１ｂと記録媒体５との間の間隙を狭
くしようとする作用を呈するものである。

しかしてこれらの溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，
１２ｂ，１３ａ，１３ｂが生起する流通空気によ
る滑面１ａ，１ｂと記録媒体５との間の圧力分布
は、概略的には第４図ｂに示すようになり、これ
らが相互にバランスしてスライダ本体２は、その
滑面１ａ，１ｂと記録媒体５との間に所定の微小
間隙を安定に形成して浮上がることになる。

ところで、前記昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２
ａ，１２ｂおよび減圧用溝１３ａ，１３ｂはそれ
ぞれ次のようにして、その作用を呈する。即ち、
昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは、前
述したように相対移動方方向後方側に先絞りの形
状を有する。従つて、滑面１ａ，１ｂと記録媒体
５との間に上記相対移動方向前方側より流入する
空気は、前記昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，
１２ｂに入り込んだとき、その先絞り形状によつ
て徐々に圧縮されることになる。この圧縮された
空気が溝上面に逃げ道を求め、元の状態に戻ろう
とするので、この力がスライダの浮上力（正の圧
力）を生起することになる。これに対して、減圧
用溝１３ａ，１３ｂに入り込んだ通流空気は、上
記減圧用溝１３ａ，１３ｂが相対的移動方向後方
側に末広がり形状である為、前記昇圧用溝１１
ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの場合とは逆に徐々
に膨張過程を辿る。この結果、空気は元の状態に
戻るべく、溝の有効断面積を小さくするべく負圧
を発生することになる。従つて、このようにして
圧力を生起する昇圧用溝１１ａ，１１ｂ，１２
ａ，１２ｂおよび減圧用溝１３ａ，１３ｂにとつ
ては、その溝形状が非常に重要な役割りを担うと
云える。

尚、これらの溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２
ｂ，１３ａ，１３ｂを滑面１ａ，１ｂのどこに設
けるかと云うことも、上記滑面１ａ，１ｂと記録
媒体５との間に所望とする圧力分布を得る上で重
要となることは云うまでもない。この際、昇圧用
溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂによつて得ら
れる浮上力により、滑面１ａ，１ｂと記録媒体５
とが平行になれば、スライダ本体２の記録媒体５
に対する追従特性が良くなる。そして、このこと
は、磁気ヘツド３による記録再生特性の向上を促
がし、またそのクラツシユ防止にも大きく寄与す
る。しかもスライダのピツチング方向に対する安
定性も増す。更に、記録面に対向する２本の平行
な滑面１ａ，１ｂは、ローリング方向に対しても
極めて安定した走行安定性を発揮する構造であ
る。従つて、これらのことを総合的に考慮して
も、微小間隙で走行するスライダは極めて走行安
定性が良い。尚、各滑面１ａ，１ｂにおいて前述
したように２ケ所ずつ設けられる昇圧用溝１１
ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ間の距離をできる限
り長く設定することが望ましいと云える。然し乍
ら、これらの溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ
を滑面１ａ，１ｂの空気流入端部側および空気流
出端部側に近接させて設けると、記録媒体５の回
転開始時や停止時において上記滑面１ａ，１ｂが
記録媒体５に接触して、上記端部の摩耗や欠けを
生じることがあり、これによつて溝形状が変化す
る虞れがある。故に溝形状変化による圧力発生状
態の変化を防ぐことを考慮した上で、前記昇圧用
溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの形成位置を
設定することが望ましい。従つて、これを考慮し
た上で各溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１
３ａ，１３ｂを滑面１ａ，１ｂにそれぞれ設けれ
ば、スライダ本体２のピツチング方向に対する安
定性を確保し、デイスク記録媒体５に対する追従
特性の向上を図つて良好な記録再生を行わしめる
ことが可能となる。このような観点から、滑面の
前後両端部から、滑面全長の0.3倍の位置に溝を
設けるのが好ましい。

ところで、前記各溝１１ａ，１１ｂ，１２ａ，
１２ｂ，１３ａ，１３ｂの溝形状は、記録媒体５
に対する相対的移動方向後方側に先絞り状、或い
は末広がり状であり、代表的には第５図ａに示す
ように「く」の字状として実現される。尚、第５
図ｂ〜ｅに示すように種々の形状として実現する
ことも可能である。

しかして今、このような「く」の字状の溝の溝
中心が為す角度θを夾角として定義した場合、こ
の夾角θによつて滑面１ａ，１ｂにおける発生圧
力が変化する。第６図ａは昇圧用溝における夾角
と発生圧力f₍₊₎との関係を示したもので、第７図
ａは減圧用溝における夾角と発生圧力f_(-)との関
係を示したものである。この第６図ａに示される
ように、昇圧用溝にあつては、夾角θが小さい
程、大きな浮上力、つまり圧力f₍₊₎を得ることが
できる。しかし、その反面、上記夾角θを小さく
することは、滑面１ａ，１ｂの長手方向における
溝の占有長が長くなることを意味し、溝形成位置
に大きな制約が加わる。従つて、この夾角θによ
つて発生圧力を調整する場合には、実用的範囲と
して上記夾角θを10〜100゜に設定することが好ま
しい。これに対して減圧用溝にあつては、第７図
ａに示されるように夾角θが約50゜以下のときに
負圧f_(-)が発生し、上記角度以上の場合には正の
圧力となる。これは、溝に流入する空気によつて
生起される負圧と溝が存在する為に生じる正の圧
力との兼合いによつて定まるものであり、上記負
圧を高めるにはできる限り夾角θを小さくすれば
良いことが判る。従つて、この減圧用溝形成の自
由度を考慮した場合、その夾角θを10〜45゜程度
に設定して負圧をコントロールすることが望まし
い。

またこのようにして夾角θを設定してなる昇圧
用溝および減圧用溝の発生圧力は、その溝深さに
よつて大きく左右される。第６図ｂは、昇圧用溝
の溝深さに対する発生圧力の関係を示したもので
あり、第７図ｂは減圧用溝の溝深さに対する発生
圧力の関係を示すものである。尚、ここでは、滑
面１ａ，１ｂと記録媒体５との間の浮上隙間、つ
まり微小間隙によつて上記溝深さを正規化して示
している。この第６図ｂに示されるように、昇圧
用溝によつて得られる圧力f₍₊₎は、溝深さを浮上
すきまに比して略３倍に設定したときに最大とな
る。従つて、このピーク値を得る溝深さの昇圧用
溝とすれば、圧力発生効率が非常に良くなると云
える。またこのとき、溝深さの製作誤差を考慮し
ても、圧力発生の溝深さに対する依存性の小さい
ピーク付近を用いることが好ましい。従つて、滑
面１ａ，１ｂの記録媒体５に対する傾きを考慮し
て、実用的には昇圧用溝の溝深さを前記浮上隙間
の２〜10倍程度に設定すれば、その発生圧力が得
られ、特に上記隙間の1.5〜5.0倍にすると、その
浮上隙間を最も効果的にコントロールすることが
できる良好な浮上力を得ることが可能となる。
尚、このような溝深さに関する性質を逆に利用
し、例えば溝深さを浮上隙間に対して５〜20倍に
設定して、浮上圧力を低く抑えることも有用であ
る。このことは、滑面１ａ，１ｂの面積に対して
浮上圧力が過大となり、これによつて摩耗の問題
が生じる場合には有効に利用できる。尚、上限を
20倍としたのは、加工上、溝深さを深くするの
は、精度或いは加工時間等の種々の問題から得策
でないと考え、この範囲とした。

一方、減圧用溝によつて発生する圧力は第７図
ｂに示すように比較的ブロードであるが、溝深さ
が浮上隙間に対して約６倍であるときにピークを
有する。そして、従つて、前記昇圧用溝によつて
得られる圧力f₍₊₎との兼合いから、この減圧用溝
の溝深さを、例えば浮上隙間の５〜20倍に設定す
れば、そこに流入する空気を効率良く利用して負
圧f_(-)を安定に生起することが可能となる。従つ
て今、昇圧用溝の溝深さを浮上隙間の1.5〜5.0倍
設定し、且つ減圧用溝の溝深さを浮上隙間の５〜
20倍に設定すれば、通流空気を効果的に利用して
圧力を発生させ、所望とする浮上隙間（微小間
隙）を安定に得ることが可能となる。そして、そ
の動的安定性を十分に高めることができる。尚、
この場合、減圧用溝の溝信さを昇圧用溝の溝深さ
の２倍以上に設定することが実用上望ましい。

かくして上述したように昇圧用溝および減圧用
溝を滑面に備えた浮動ヘツドスライダによれば、
記録媒体５の回転に対して上記各溝の作用が相乗
して次のような効果が得られる。即ち、記録媒体
５が静止している場合、スライダはその滑面１
ａ，１ｂを上記記録媒体に当接させているが、記
録媒体５が回転し始めるとき、或いは回転を停止
しようとしてスライダに対する記録媒体５の相対
速度が小さいとき、昇圧用溝が主としてその機能
を発揮する。これによつてスライダ本体２が浮上
力を受けて浮上し、記録媒体５との間に所定の微
小間隙を形成する。そして、上記記録媒体５が定
常的に高速回転し、上記相対速度が速くなつた場
合には、前記昇圧用溝に加えて減圧用溝もその機
能を呈することになる。この結果、昇圧用溝が発
生する大きな浮上力を低下させるように減圧用溝
の負圧が作用し、ここに滑面１ａ，１ｂと前記記
録媒体５との間が前述した微小間隙を隔てて安定
することになる。つまり、上記微小間隙を形成し
て、昇圧用溝による浮上力と減圧用溝による負圧
とが安定に衝り合うことになる。そして、これら
の各溝によつて生起される圧力によつて上記浮上
隙間、つまり記録媒体５との間の微小間隙が制御
されるので、従来のように荷重を加える必要がな
く、極めて良好に自己安定する。

しかも上述したように各溝がそれぞれ圧力を発
生してスライダの姿勢を制御するので、ピツチン
グ方向に対する安定性に優れ、磁気ヘツドによる
良好な磁気記録再生を可能ならしめる。また、ス
ライダを安定に浮上させ得るので記録媒体による
摩耗を大幅に軽減し得る。これ故、長期に亘つて
その信頼性を確保し、安定動作を行わしめること
が可能となる。

また前記各溝は、前述したようにエツチング技
術を用いることによつて容易に、且つ高精度に形
成することができる。従つてその製造が容易であ
り、歩留り良く安価に浮動ヘツドスライダを製作
することができ、その実用的利点は絶大である。

尚、本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではない。例えば昇圧用溝および減圧用溝の
滑面における形成位置、その個数、形状、溝深さ
等は、それぞれ仕様に応じて相互の兼ね合いを考
慮した上で定めればよいものである。要するに本
発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の浮動ヘツドスライダを示す図、
第２図ａ，ｂは第１図に示すヘツドの姿勢と浮上
隙間を形成する圧力の分布を示す図、第３図は本
発明の一実施例に係る浮動ヘツドスライダを示す
図、第４図ａ，ｂは実施例スライダの姿勢と浮上
隙間を形成する圧力の分布を示す図、第５図ａ〜
ｅは昇圧用溝および減圧用溝の溝形状を示す図、
第６図ａ，ｂは昇圧用溝の特性を示す図、第７図
ａ，ｂは減圧用溝の特性を示す図である。 １ａ，１ｂ……滑面、２……スライダ本体、３
……磁気ヘツド、５……記録媒体、１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂ……昇圧用溝、１３ａ，１３
ｂ……減圧用溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気ヘツドを記録媒体に対向させて保持し上
   記記録媒体との対向面を滑面としたスライダ本体
   と、このスライダ本体の上記滑面に設けられた昇
   圧用溝および減圧用溝とを具備し、上記昇圧用溝
   は前記磁気ヘツド側から所定の角度で開いた輪郭
   形状を有し、その溝深さを前記滑面と記録媒体と
   の浮上隙間に対して1.5〜5.0倍に定めたものであ
   つて、且つ前記減圧用溝は前記昇圧用溝の形状に
   対して逆の輪郭形状を有し、その溝深さを前記浮
   上隙間に対して５〜20倍に設定したことを特徴と
   する浮動ヘツドスライダ。