JPH05334791A - 磁気ヘッド支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は磁気ディスクに磁気ヘッドを摺接さ
せることによって情報の記録再生を行う磁気ディスク装
置に関するものであり、耐久性に富み、かつ加振時にお
いても良好な記録再生を実現し、しかも磁気ディスクに
損傷を与えることのない磁気ヘッド支持機構を提供する
ことを目的とする。 【構成】 磁気ヘッド１１を磁気ディスク１に摺接させ
るための摺動面１０ａ，１０ｂを有するヘッドスライダ
１０と、磁気ヘッド１１とヘッドスライダ１０より成る
ヘッド組立体を磁気ディスク１に対して回動自由に支持
する回動機構を備えた磁気ヘッド支持機構であって、上
記回動機構の回動中心Ｐを上記ヘッド組立体の重心Ｇの
略鉛直線上に設け、かつ上記摺動面１０ａ，１０ｂの流
出端から上記回動中心Ｐまでの水平距離Ｌ１を流出端か
ら回動中心Ｐまでの水平距離Ｌ２より大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気媒体に磁気ヘッド
を摺接させることによって情報の記録再生を行う磁気デ
ィスク装置のヘッド支持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年ノートブック型コンピュータ等の可
搬型コンピュータの出現に伴って、その外部記憶装置で
ある磁気ディスク装置に対しても、小型で耐振性に優れ
たものが要求されている。

【０００３】以下図面を参照しながら、従来の磁気ディ
スク装置における磁気ヘッド支持機構の第１例について
説明する。

【０００４】図３ａ，ｂ，ｃは、第１の従来例における
磁気ヘッド支持機構の３面図である。同図において、１
は磁気ディスクである。本従来例は上記磁気ディスク１
を挟んで上下対称の構成となっている。まず上側の構成
について説明する。１１は磁気ディスク１に情報の記録
再生を行う磁気ヘッドである。１０は上記磁気ヘッド１
１を上記磁気ディスク１に対して位置付けるためのヘッ
ドスライダであり、外形は４．０mm×５．０mm×２．７
mmである。ヘッドスライダ１０の磁気ディスク１に対向
する面には摺動面１０ａ，１０ｂが設けられている。摺
動面１０ａ，１０ｂは段付け加工をした後、磁気ヘッド
１１のギャップ部と上記磁気ディスク１が良好な接触を
行うよう極めて平坦に面を形成し、その流入端，流入端
のエッジを適当な曲率でおとし、概ね前後対称の形とな
るように仕上げられている。上記磁気ヘッド１１と上記
ヘッドスライダ１０をヘッド組立体と総称する。また上
記ヘッドスライダ１０はジンバルばね１２を介してアー
ム１３に取り付けられており、ピボット１４の先端Ｐ点
を中心として回動自由となっている。回動中心Ｐはヘッ
ドスライダ１０の裏面中央にあり、ヘッド組立体の重心
Ｇの鉛直線上にあたる。したがって回動中心Ｐから摺動
面流入端までの水平方向の距離Ｌ１と、流出端までの水
平方向の距離Ｌ２とは概ね等しい。本従来例は磁気ディ
スク１を挟んで回転対称の構成となっているため同一の
構成要素には同一の番号を付し下側の構成の説明は省略
する。また、ヘッドスライダ１０には負荷ばね（図示せ
ず）によって２０ｇｆ程度の荷重が上記磁気ディスク１
を挟持する方向に与えられている。

【０００５】以上のように構成された磁気ヘッド支持機
構を備えた従来の磁気ディスク装置の第１例について図
５を用いてその動作を説明する。

【０００６】図５は磁気ディスク装置におけるコンタク
ト状態を示すモデル図である。同図ａは従来の磁気ディ
スク装置の第１例のコンタクト状態を示すモデル図を示
す。前述のようにヘッド支持機構はメディアに対して上
下対称の構成となっているためここでは片側の動作のみ
に着目して説明する。

【０００７】同図ａにおいてヘッドスライダ１０は負荷
ばねによる荷重Ｗにより磁気ディスク１と接触する。こ
の状態で磁気ディスク１をスピンドルモータ（図示せ
ず）により０．７５〜１．２ｍ／ｓ程度の速度でＳ方向
に回転させ情報の記録再生を行う。その場合ヘッドスラ
イダ１０と磁気ディスク１との接触力Ｎに起因して摩擦
力μＮが発生する。接触力Ｎは概ね荷重Ｗに等しい（正
確には荷重Ｗから空気の粘性に起因する動圧分を差し引
いた力となるが１ｍ／ｓ前後の相対速度においては動圧
は荷重Ｗに対して十分小さくここでは無視する）。ピボ
ット先端Ｐ点回りのモーメントのつりあいより接触力Ｎ
の作用点すなわち接触圧の圧力中心はＰ点より流入側に
μｈ（ｈはスライダの高さ）だけ偏移した位置に発生す
ることが導かれる。したがって接触圧は流入側で著しく
高くなる。その結果過度の接触が起こり摩耗・損傷とい
った問題が生じることとなる。

【０００８】次に、従来の磁気ディスク装置における磁
気ヘッド支持機構の第２例について説明する。第２の従
来例は、第１の従来例における課題を解決するために実
公平２−４９０１８号公報において提案されたものであ
る。

【０００９】図４ａ，ｂ，ｃは、第２の従来例における
磁気ヘッド支持機構の３面図である。同図において構成
要素はピボット１４とジンバルばね１２を除いて前述し
た第１の従来例と同一でありここでの説明は省略する。
本従来例におけるピボット１４とジンバルばね１２は回
動中心Ｐがヘッドスライダ１０の裏面中央から流出側へ
寸法比で１０％後方に位置するように構成されている。
回動部分の重心Ｇは概ねヘッドスライダ１０の寸法中心
にあるため回動中心Ｐと回動部分の重心Ｇとはやまり寸
法比で１０％の水平距離を有している。

【００１０】以上のように構成された磁気ヘッド支持機
構を備えた従来の磁気ディスク装置の第２例について図
５と図６を用いてその動作を説明する。

【００１１】実公平２−４９０１８号公報にも示される
ように、回動中心Ｐをヘッドスライダ１０の底面中央か
ら流出側へ寸法比で１０％後方に設けることによって第
１の従来例の約２倍の耐久寿命を実現している。そのこ
とは次のように説明できる。図５ｂは回動中心Ｐ点を流
出側にδだけ移動させたときのコンタクト状態を示すモ
デル図である。モーメントのつりあいから接触力Ｎの作
用点はＰ点より流入側にμｈ（ｈはスライダの高さ）だ
け偏移した位置に発生する。しかしながらＰ点はヘッド
スライダ１０の裏面寸法中心よりδだけ流出側に設けら
れているため、寸法中心に対する接触力Ｎの作用点はμ
ｈ−δとなる。したがって図５ｂに示すように接触圧分
布は摺動面全面にわたっておよそ均一であり、前述した
第１の従来例のように接触圧が著しく高くなる部分はな
く、耐久性は向上する。実公平２−４９０１８号公報で
はその中の実施例として６．２mm×６．２mm×４．０mm
のヘッドスライダを用いており、摩擦係数μを０．１５
〜０．２となるとμｈは０．６〜０．８mmとなる。した
がって最も均一な接触状況を実現するためにはδを０．
６〜０．８mmとすればよく、寸法比で１０％（０．６２
mm）は妥当な値である。

【００１２】しかしながら本従来例は以下に示すよう
に、第１の従来例にはなかった問題点を有している。図
６は磁気ヘッド支持機構の加振時の状態を示すモデル図
である。図６ａは第２の従来例の加振時の状態を示すモ
デル図である。図６ａにおいて１０はヘッドスライダで
あり質量ｍは重心にあるものとする。重心からδ離れた
位置に回動中心Ｐがありアーム１３の質量Ｍがジンバル
ばねで連結されている。この状態において装置を振幅α
なる加速度で加振するとヘッドスライダ重心にｍα，ア
ーム重心にＭαなる慣性力が作用する。ヘッドスライダ
重心と回動中心がδ離れていることに起因してヘッドス
ライダにはαδ（Ｍ−ｍ）なるモーメントＴが生じる。
そのためヘッドスライダはピッチング運動を行いながら
摺動するため記録再生信号にモジュレーションが発生
し、また磁気ディスクに損傷を与えるといった問題を有
する。これは磁気ディスク装置として重大な問題であ
り、とくにノートブック型などの可搬性コンピュータの
外部記憶装置においては致命的な問題となる。現在、第
１の従来例に示した磁気ヘッド支持機構の方が広く採用
されているのはこの理由による。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のヘ
ッド支持機構においては、回動機構の回動中心をヘッド
スライダの寸法中心に設けた場合流入側で磁気ディスク
と過度の接触が生じ耐久性が劣化し、またそれを解決す
るために回動中心をヘッドスライダの寸法中心より流出
側に設けた場合加振時に再生信号にモジュレーションが
生じかつ磁気ディスクに損傷を与えるといった課題を有
していた。

【００１４】本発明は上記課題に鑑み、耐久性に富み、
かつ加振時においても良好な記録再生を実現し、しかも
磁気ディスクに損傷を与えることのない磁気ヘッド支持
機構を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の磁気ヘッド支持機構は、磁気ヘッドを磁気媒
体に摺接させるための摺動面を有するヘッドスライダ
と、上記磁気ヘッドと上記ヘッドスライダより成るヘッ
ド組立体を上記磁気媒体に対して回動自由に支持する回
動機構を備えた磁気ヘッド支持機構であって、上記回動
機構の回動中心を上記ヘッド組立体の重心の略鉛直線上
に設け、かつ上記摺動面の流入側から上記回動中心まで
の水平距離を流出端から回動中心までの水平距離より大
きくするという構成を備えたものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成において、ヘッドスライ
ダの摺動面を回動機構の回動中心より流入側に偏移させ
ることで摺動面全面にわたってほぼ均一な接触圧分布を
形成し良好な耐久性を実現する。それと同時に回動機構
の回動中心を磁気ヘッドとヘッドスライダよりなるヘッ
ド組立体の重心と一致させることによって、外乱振動が
加わった場合でもピッチング動作をすることなく良好な
摺動を行う。したがって耐振特性が向上し、磁気ディス
クに損傷を与えることもない。

【００１７】すなわち、回動機構の回動中心をヘッドス
ライダの摺動面より流出側に設けることと、磁気ヘッド
とヘッドスライダよりなるヘッド組立体の重心と回動機
構の回動中心を同一鉛直線上に設けることという従来相
反する条件であった２つの条件を本構成によって同時に
実現することで耐久特性と耐振特性の両特性をともに向
上することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照しながら説明する。

【００１９】図１ａ，ｂ，ｃは、本発明第１の実施例に
おける磁気ヘッド支持機構の３面図である。同図におい
て、１は磁気ディスクである。本実施例は上記磁気ディ
スク１を挟んで上下対称の構成となっている。まず上側
の構成について説明する。１１は磁気ディスク１に情報
の記録再生を行う磁気ヘッドである。１０は上記磁気ヘ
ッド１１を上記磁気ディスク１に対して位置付けるため
のヘッドスライダであり、外形は４．０mm×５．０mm×
２．７mmである。ヘッドスライダ１０の磁気媒体１に対
向する面には各々摺動面１０ａ，１０ｂが設けられてい
る。摺動面１０ａ，１０ｂは各々０．８mm×３．０mm
で、外形の寸法中心から流入側までの水平方向の長さＬ
１は２．０mm、流出側までの水平方向の長さＬ２は１．
０mmである。各摺動面は段付け加工をした後、磁気ヘッ
ド１１のギャップ部と上記磁気ディスク１が良好な接触
を行うよう極めて平坦に面を形成し、その流出端，流出
端のエッジを１ｍの曲率で仕上げている。上記磁気ヘッ
ド１１と上記ヘッドスライダ１０をヘッド組立体と総称
する。上記ヘッドスライダ１０はジンバルばね１２を介
してアーム１３に取り付けられており、ピボット１４の
先端Ｐ点を中心として回動自由となっている。回動中心
Ｐはヘッドスライダ１０の裏面寸法中心にあり、上記摺
動面１０ａ，１０ｂの面心は回動中心Ｐに対して流入側
に０．５mm偏移している。またヘッド組立体の重心Ｇは
ヘッドスライダ１０の外形中心にあり、回動中心Ｐと同
一鉛直線上にある。本実施例は磁気ディスク１を挟んで
回転対称の構成となっているため同一の構成要素には同
一の番号を付し下側の構成の説明は省略する。また、ヘ
ッドスライダ１０には負荷ばね（図示せず）によって２
０ｇｆ程度の荷重が磁気ディスクを挟持する方向に与え
られている。

【００２０】以上のように構成された磁気ヘッド支持機
構を備えた本発明第１の実施例について図５と図６を用
いてその動作を説明する。

【００２１】図５ｃは本発明第１の実施例における磁気
ディスク装置のコンタクト状態を示すモデル図である。
前述のようにヘッド支持機構はメディアに対して回転対
称の構成となっているためここでは片側のみの動作に着
目して説明する。

【００２２】図５ｃにおいてヘッドスライダ１０は負荷
ばねによる荷重Ｗにより磁気ディスク１と接触する。こ
の状態で磁気ディスク１をスピンドルモータ（図示せ
ず）により０．７５〜１．２ｍ／ｓ程度の速度でＳ方向
に回転させ情報の記録再生を行う。その場合ヘッドスラ
イダ１０と磁気ディスク１との接触力Ｎに起因して摩擦
力μＮが発生する。接触力Ｎは概ね荷重Ｗに等しい（正
確には荷重Ｗから空気の粘性に起因する動圧分を差し引
いた力となるが１ｍ／ｓ前後の相対速度においては動圧
は荷重Ｗに対して十分小さくここでは無視する）。ピボ
ット先端Ｐ点回りのモーメントのつりあいより接触力Ｎ
の作用点すなわち接触圧の圧力中心はＰ点より流入側に
μｈ（ｈはスライダの高さ）だけ偏移した位置に発生す
ることが導かれる。本実施例においてｈは２．７mm、μ
は０．１５〜０．２であるから、Ｐ点よりおよそ０．４
１〜０．５４mm流入側に接触圧の圧力中心がある。また
摺動面は回動中心Ｐから流入側に０．５mm偏移して設け
られているため、接触圧の圧力中心は摺動面のほぼ中央
に位置する。したがって接触圧分布は摺動面全面にわた
っておよそ均一であり、第１の従来例にみられたような
過度の接触は生じない。その結果第１の従来例に比べ耐
久性が飛躍的に向上する。耐久試験の結果、常温におい
て第１の従来例のおよそ２倍の耐久寿命が得られた。ま
た荷重１５ｇｆで比較した場合にはおよそ２．５倍の耐
久寿命が得られた。

【００２３】次に、図６ｂは本発明第１の実施例の加振
時の状態を示すモデル図である。図６ｂにおいて１０は
ヘッドスライダであり質量ｍは重心にあるものとする。
重心と同一直線上に回動中心Ｐがありアーム１３の質量
Ｍがジンバルばねで連結されている。この状態において
装置をαなる加速度で加振するとヘッドスライダ重心に
ｍα、アーム重心にＭαなる慣性力が作用する。しかし
ながらヘッドスライダ重心と回動中心が同一直線上にあ
るため、第２の従来例にみられたようなモーメントは生
じない。そのためヘッドスライダはピッチング運動する
ことなく摺動する。したがって記録再生信号にモジュレ
ーションが生じることもなくまた磁気ディスクに損傷を
与えることもない。加振試験の結果、第２の従来例がお
よそ０．３Ｇ（Ｇは重力加速度）の加振加速度以上でリ
ードエラーを発生したのに対して、本実施例は１Ｇの加
振加速度においても高品位の再生出力が得られた。また
０．５Ｇの加振加速度のもとで両者の耐久試験を行った
結果、本実施例は第２の従来例のおよそ３倍の耐久寿命
が得られた。

【００２４】以上のように本実施例の磁気ヘッド支持機
構は、磁気ヘッドを磁気ディスクに摺接させるための摺
動面を有するヘッドスライダと、上記磁気ヘッドとヘッ
ドスライダより成るヘッド組立体を上記磁気ディスクに
対して回動自由に支持する回動機構を備えた磁気ヘッド
支持機構であって、上記回動機構の回動中心を上記ヘッ
ド組立体の重心の略鉛直線上に設け、かつ上記摺動面の
流入端から上記回動中心までの水平距離を流出端から回
動中心までの水平距離より大きくするという構成を備え
ることによって、摺動面全面にわたってほぼ均一な接触
圧分布を形成し良好な耐久性を実現する。また外乱振動
が加わった場合でも高品位の記録再生を行うことができ
また磁気ディスクを損傷させることもない。

【００２５】また本実施例の磁気ヘッド支持機構は、磁
気ディスクを挟んで回転対称の構成であるが、上下いず
れかのヘッド組立体を固定支持した構成の磁気ヘッド支
持機構にも適用されるものである。

【００２６】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。図２ａ，ｂ，ｃは、本発明第２
の実施例における磁気ヘッド支持機構の３面図である。
同図において構成要素はシールド１５を除いて前述した
第２の従来例と同一でありここでの説明は省略する。１
５は外来磁界から磁気ヘッド１１を遮閉するためのシー
ルドである。材質はパーマロイ、板厚は流出側で１mmそ
の他の部分で０．２mmである。ヘッドスライダ１１の重
心は外形のほぼ中央のＧ１に、またシールド１５の重心
はＧ２にあり、両者を合成した重心Ｇは回動中心Ｐと同
一鉛直線上にある。

【００２７】以上のように構成された本発明第２の実施
例について図５と図６を用いてその動作を説明する。本
発明第２の実施例のコンタクト状態をモデルで示すと、
図５ｂになり、前述した第２の従来例と全く同様であ
る。したがって接触圧分布は摺動面全面にわたっておよ
そ均一であり、良好な耐久特性を有する。また本実施例
の加振時の状態を示すモデル図は前述の第１の実施例と
同じ図６ｂである。したがって第１の実施例と同等の良
好な耐振特性を有する。

【００２８】以上のように、本実施例における磁気ヘッ
ド支持機構は、磁気ヘッドを磁気ディスクに摺接させる
ための摺動面を有するヘッドスライダと、上記磁気ヘッ
ドと上記ヘッドスライダより成るヘッド組立体を上記磁
気ディスクに対して回動自由に支持する回動機構を備え
た磁気ヘッド支持機構であって、上記ヘッド組立体にバ
ランサ部材を付加したという構成を備えることによっ
て、第１の実施例と同等の良好な耐久性と耐振性を得る
ことができる。加えて本実施例によると、任意のヘッド
スライダ形状および回動中心位置に対してそれに最適な
バランサ部材を付加することで当初の目的を達成できる
ため、ヘッド支持機構の設計に大きな自由度を有する。
したがって様々な仕様の磁気ディスク装置に対応できる
といった効果を併せもつ。

【００２９】なお本実施例は、シールド１５により回動
部分の重心と回動中心を同一鉛直線上に設ける構成とし
たが、本発明はそれに限定されるものでなく、例えばス
ライダの流出側端面に適当な質量を有するバランサ部材
を接着するなど回動部分の重心を回動中心Ｐに一致させ
る構成全てに適用されるものである。

【００３０】また本実施例の磁気ヘッド支持機構は、磁
気ディスクを挟んで回転対称の構成であるが、上下いず
れかのヘッド組立体を固定支持した構成の磁気ヘッド支
持機構にも適用されるものである。

【００３１】また、高回転数の磁気ディスク装置におけ
る“ヘッド浮き”を解決する手段として特開平２−０５
４４６８号公報に回動中心を流入側に設けた磁気ヘッド
支持機構が提案されている。その場合も第２の従来例と
同様磁気ヘッド組立体の重心と回動中心の偏移に起因す
る耐振性の課題を有するが、本発明はその磁気ディスク
装置にも適用されるものであり、流入側にバランサ部材
を設ける構成によって同課題を解決することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、磁気ヘッドを磁
気ディスクに摺接させるための摺動面を有するヘッドス
ライダと、上記磁気ヘッドと上記ヘッドスライダより成
るヘッド組立体を上記磁気ディスクに対して回動自由に
支持する回動機構を備えた磁気ヘッド支持機構であっ
て、上記回動機構の回動中心を上記ヘッド組立体の重心
の略鉛直線上に設け、かつ上記摺動面の流入端から上記
回動中心までの水平距離を流出端から回動中心までの水
平距離より大きくする構成によって、耐久性に富み、か
つ加振時においても良好な記録再生を実現し、しかも磁
気ディスクに損傷を与えることのない磁気ディスク装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例における磁気ヘッド支持機
構の３面図

【図２】本発明第２の実施例における磁気ヘッド支持機
構の３面図

【図３】第１の従来例における磁気ヘッド支持機構の３
面図

【図４】第２の従来例における磁気ヘッド支持機構の３
面図

【図５】磁気ディスク装置におけるコンタクト状態を示
すモデル図

【図６】磁気ヘッド支持機構の加振時の状態を示すモデ
ル図

【符号の説明】

１ 磁気ディスク １０ ヘッドスライダ １０ａ，１０ｂ 摺動面 １１ 磁気ヘッド １２ ジンバルばね １４ ピボット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ヘッドを磁気媒体に摺接させるため
   の摺動面を有するヘッドスライダと、上記磁気ヘッドと
   上記ヘッドスライダより成るヘッド組立体を上記磁気媒
   体に対して回動自由に支持する回転機構を備えた磁気ヘ
   ッド支持機構であって、上記回動機構の回動中心を上記
   ヘッド組立体の重心の略鉛直線上に設け、かつ上記摺動
   面の流入端から上記回動中心までの水平距離を流出端か
   ら回動中心までの水平距離より大きくしたことを特徴と
   する磁気ヘッド支持機構。
2. 【請求項２】 磁気ヘッドを磁気媒体に摺接させるため
   の摺動面を有するヘッドスライダと、上記磁気ヘッドと
   上記ヘッドスライダより成るヘッド組立体を上記磁気媒
   体に対して回動自由に支持する回動機構を備えた磁気ヘ
   ッド支持機構であって、上記ヘッド組立体にバランサ部
   材を付加したことを特徴とする磁気ヘッド支持機構。