JPH063671B2

JPH063671B2 - ヘッドスライダ支持装置

Info

Publication number: JPH063671B2
Application number: JP31688187A
Authority: JP
Inventors: 太一佐藤; 福治毛利; 基八郎田中; 翼生斉藤; 宏大東; 哲男益川; 芳徳竹内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH01158681A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気記憶装置において、記録および再生に用い
られるヘッドスライダの支持装置に係り、特にヘッドス
ライダが取り付けられている可撓体の構造に関する。

〔従来の技術〕

磁気ヘッドによって、回転する記録ディスク表面に情報
が書込まれ、再生される磁気ディスク装置は、情報記憶
装置のなかでも特に広く普及している。該磁気ディスク
装置では、記録ディス面上に同心円状に情報が書込まれ
たトラックのうち目的のトラックに位置付けして、その
トラック上でデータの読み書きをするためにヘッドスラ
イダが支持されたヘッドスライダ支持機構の一端側が片
持ばり状に剛性アームに支持されたヘッドスライダ支持
装置は周知である。また、ヘッドスライダが記録ディス
クに押し付けられた状態で記録ディスクが回転しはじ
め、一定回転速度になるとヘッドスライダが記録ディス
ク面上を０．５μｍ以下のサブミクロン領域の浮上量で
浮上することもよく知られている。したがって、ヘッド
スライダが記録ディスク面に対して一定間隔をおいて近
接して追従するために、ヘッドスライダは隙間方向、ピ
ッチング方向およびローリング方向には十分弾性的に支
持されていなければならない。しかし一方、ディスク面
走行方向、ヘッドスライダのアクセス方向ならびにヘッ
ドスライダのヨーインク方向の剛性は十分高くなければ
ならない。

このような要求に応えるべく、従来から例えば特公昭５
８−２２８２７号公報や特開昭６０−２０９９８７号公
報等で開示されているヘッドスライダ支持装置が用いら
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、最近のように磁気ディスク装置に急速な大容
量化が望まれるようになると従来のヘッドスライダ支持
装置では、その性能を充分に発揮することが困難であ
る。上記大容量化を達成するために記録ディスクにメッ
キやスパッタリング等の連続媒体が一般に使用されるよ
うになると、面の平滑性が向上し、記録ディスクの回転
起動時にヘッドスライダと記録ディスクとの間に働く粘
着力やＣＳＳによる力がかなり大きくなる。そのためヘ
ッドスライダ支持装置はその力に抵抗しきれなくなる。
つまり、ヘッドスライダを直接支持する可撓体が破断す
るという問題が起る。したがって、上記大容量化の要求
は従来技術では達成することが困難であった。

本発明の目的は、上記粘着力やＣＳＳによる力に十分耐
え得るヘッドスライダ支持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〕

本発明は、ヘッドスライダ支持アームの自由端に可撓体
を介してヘッドスライダが取り付けられており、前記可
撓体は、前記ヘッドスライダ支持アームの長手方向軸線
に平行に形成された一対の外側可撓性指部と、該外側可
撓性指部の先端同士を連結する横枠と、この横枠より外
側可撓性指部間に間隙を以って延在された舌状部とから
成り、該舌状部に前記ヘッドスライダが取り付けられて
いるヘッドスライダ支持装置において、前記外側可撓性
指部の基端位置を根元部位とし前記横枠との境界位置を
先端部位とすることにして、該根元部位と先端部位の中
央より先端部位側に前記外側可撓性指部で生じる応力を
長手方向にほぼ均一にするように外側可撓性指部の断面
積が最小となる断面積最小部（以下、「くびれ部」とい
う。）を設けたものである。

〔作用〕

可撓体の外側可撓性指部にくびれ部を設けたことによ
り、可撓体のフレキシブル性すなわち記録ディスクのう
ねりに十分追従する特性を保持しつつ、粘着力等による
ヘッド接線力に対しては、大きな負荷の加わる前記根元
部位及び先端部品を強固に形成して抵抗力が高まる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の一実施例のヘッドスライダ支持装置を
示すもので、特に該ヘッドスライダ支持装置が回転する
記録ディスク上を浮上する様子を示す斜視図である。ヘ
ッドスライダ５は、矢印Ａの方向に回転する記録ディス
ク８表面のトラック９に情報の読み書きを行う。このヘ
ッドスライダ５は可撓体６を介してヘッドスライダ支持
アーム１に支持されている。ヘッドスライダ支持アーム
１の根元側（ヘッドスライダ取付部と反対側）は剛性ア
ーム７に結合されている。剛性アーム７はさらに作動装
置（図示せず）に取付けられている。ヘッドスライダ５
は該作動装置により記録ディスク８表面上の任意のトラ
ック９にアクセス運動を行うことができる。アクセス動
作が終了し、ヘッドスライダ５が目的のトラック９上に
くると、ヘッドスライダ５を該トラック９上に正確に位
置付けるために、閉ループ・サーボ・システム等が使用
される。

前述のヘッドスライダ支持アーム１は、弾性ばね部２、
三角形状の平坦な三角平坦部３、フランジ４、スペーサ
２０への取付部（スペーサにより隠れた部分）による構
成される。

弾性ばね部２には２つの大きな機能がある。その１つは
ヘッドスライダ５が記録ディスク８から所定の浮上量だ
け浮上するために必要な荷重を負荷することである。す
なわち、ヘッドスライダ５が浮上した状態においては、
弾性ばね部２による荷重はヘッドスライダ５と記録ディ
スク８との間の空気流れによって供給される空気支持力
に抗して作用する。他の１つは、ヘッドスライダ５を安
定支持する一方、記録ディスク８の面振れ等に十分追従
するために、ヘッドスライダ５の上下方向運動を拘束し
ないことである。

前述の可撓体６は、ヘッドスライダ支持アーム１に溶接
等の結合手段によって固定的に取付られ、さらに、それ
はヘッドスライダ５を保持する。可撓体６にはピボット
部（図示せず）があり、弾性ばね部２からの荷重はその
ピボット頂部（頂点）を介してヘッドスライダ５に伝え
られる。すなわち、ヘッドスライダ５はピボット支持さ
れたエア・ベアリングとなっている。可撓体６はピボッ
ト頂部を中心としたヘッドスライダ５のピッチング方向
（第２図中の記録ディスク８の半径方向軸まわりの回
転）ならびにローリング方向（第２図中の記録ディスク
８の円周方向軸まわりの回転）の運動に対して非常にフ
レキシブルであり、記録ディスク８のうねりに十分追従
する特性を有している。また、ヘッド支持アーム１から
ヘッドスライダ５に伝わろうとする外部振動も該可撓体
６は絶縁する役目ももっている。

これらの機能を達成するためには該可撓体は数十μｍ程
度の薄板構造でなければならず、そうした薄さが後で詳
述するように、粘着やＣＳＳ強度に対する強度を低下さ
せている。

ヘッドスライダ支持アーム１の剛性アーム７への取付
は、スペーサ２０を介して行われる。ヘッドスライダ支
持アーム１の取付部とスペーサ２０とは、あらかじめ溶
接、かしめ等の結合手段により結合されている。ヘッド
スライダ支持アーム１およびスペーサ２０にはあらかじ
め穴２３があいている。剛性アーム７には該穴２３に対
応するねじ穴２２があいている。ヘッドスライダ支持ア
ーム１はスペーサ２０を介して剛性アーム７にねじ２１
で固定され、ヘッドスライダ支持装置が構成される。

以上が、本発明によるヘッドスライダ支持装置の構成と
機能の概略であるが、本発明の特徴である記録ディスク
からの粘着力やＣＳＳによる力に対して十分な強度を持
つ可撓体について、その回りを拡大した第１図とそのII
I−III線断面を表わす第３図とをもって説明する。可撓
体６は前記ヘッドスライダ支持アーム長手方向軸６０に
対して平行に配置された外側可撓性指部６１ａ，６１ｂ
と、それらの先端同士を連接する横枠６３と、該横枠６
３から前記軸６０に平行に延設された舌状部６２とを主
たる構成要素とする。横枠６３は、２つの段部６４を含
み、軸６０と直交する軸６６に平行に両自由端まで伸び
ている。該横枠６３と外側可撓性指部６１ａ，６１ｂと
の境界を外側可撓性指部の先端部位１０とよぶ。一方、
それとは逆方向の基端側すなわち剛性アーム７側で外側
可撓性指部６１ａ，６１ｂの舌状部６２側の端面が急に
切れ下る（若しくは切れ上がる）切端部を外側可撓性指
部の根元部位１１とよぶ。すなわち、外側可撓性指部６
１ａ，６１ｂは第１図中に示される長さＬ₃の範囲をい
う。舌状部６２には先に述べたピボット部６５があり、
プレス加工等により成形されている。ヘッドスライダ５
は、舌状部６２の下面に接着剤等の結合手段により接合
されている。また、ヘッドスライダ５は、ピボット頂部
を通る軸６６に対称になるように配置されている。すな
わち、Ｌ₂＝２Ｌ₁の関係となっている。

さて、磁気ディスク装置によっては、ヘッドスライダ支
持アーム１によって荷重をかけられたヘッドスライダ５
が、記録ディスク８の回転始め若しくは終りに記録ディ
スク８と接触するために第１図の矢印Ａで示すディスク
面走行方向の力を受けることは周知である。その力は粘
着力あるいはＣＳＳ（Contact Start Stop）による力と
一般に呼ばれている。なお、これらの力は記録デイスク
８の接線方向の力であるので、以下これをヘッド接線力
とよぶことにする。ヘッド接線力はヘッドスライダ５を
介して可撓体６に伝わる。可撓体６は、この力に十分耐
えられるものでなければならない。そのために、第１実
施例（第１図）においては、外側可撓性指部６１ａ，６
１ｂの舌状部６２と反対側の端面を長手方向（ｌ軸方
向）になめらかな凹曲線とすると共に、その幅の最小値
が外側可撓性指部６１ａ，６１ｂの根元部位１１と先端
部位１０の中央より先端側にあるようにしている。

この力学的意見を第４図及び第５図によって説明する。
図は特公昭５８−２２８２７号公報で開示される従来一
般に用いられているヘッドスライダ／可撓体系に力Ｗが
加わったときの様子（第４図）とそれをモデル化したラ
ーメン構造（第５図）を示している。ここでは、外側可
撓性指部６１ａが部材ＩＪに、外側可撓性指部６１ｂが
部材ＭＮに、横枠６３が部材ＪＮに対応する。ヘッドス
ライダ５に加わる荷重Ｗは舌状部６２を介して横枠６３
に伝わるもので、部材ＪＮの軸力Ｗ（第５図）とするこ
とができる。該ラーメン構造における各Ｉ点、Ｊ点、Ｍ
点、Ｎ点におけるモーメントはＭ_M＝−Ｍ_I ……(3) Ｍ_N＝−Ｍ_J ……(4) で与えられる。ただし、Ｅ：ヤング率Ｉ_IJ（＝Ｉ_MN）；部材ＩＪ（部材ＭＮ）の断面二次モー
メントＩ_JN；部材ＪＮの断面二次モーメントである。これを図で示すと第６図となる。なお、モーメ
ントの正負を同図ではハッチング表示して区別した。

したがって部材ＩＪのＩ点ならびにＪ点の応力はσ、そ
の断面係数をＺとすれば、で与えられる。また、Ｉ点からＪ点までの間の応力の絶
対値は、第４図に示すｌ軸を用いて、と表わされる。ただし、ｔは外側可撓性指部の厚さ、ｂ
はその幅である。

さて、前述したように、ヘッドスライダ５はピッチング
方向、ローリング方向には十分に柔くヘッドスライダ支
持アーム１に保持されていなければならない。そのため
には、可撓体６のピッチング方向剛性ならびにローリン
グ方向剛性は十分小さくなければならず、可撓体６は必
然的に数十μｍの薄板構造となる。しかし一方、ヘッド
接線力に対しては十分な強度を持たなければならない。

それら両方を成り立たせるためには、外側可撓性指部の
幅を単純に大きくするようなことでは不十分であり、基
本的方法は第(7)式の応力σをｌ軸に沿って一様に分布
させればよい。そのための第１の方法が第１図で示した
第１実施例である。ここでは可撓体６の厚さが全体にわ
たって一様であり、外側可撓性指部６１ａ，６１ｂの幅
がｌ軸に沿って図のように変化し、断面積が最小となる
くびれ部１２を有している。その変化の仕方は幅の２乗
の値が、そこでのモーメントの大きさに比例している。
すなわち、なめらかな２次曲線となっている。ただし、
モーメントが０になるところではその幅も０となるが実
際にはそのようなことはあり得ないので、その近傍位置
の幅ｂ₀を最小とするようななめらかな曲線で結んでい
る。これを平等強さの可撓体とそぶことにする。ここで
第１図を参照してまとめると、ｂ_I＞ｂ_J ……(8) Ｌ₀＞Ｌ₃／２ ……(9) となっている。

なお、ｂ_Iを外側可撓性指部の根元部位１１の幅、ｄ_Jを
該指部の先端部位１０の幅とよぶ。第(8)、第(9)式が成
り立つ理由は、第(1)式〜(4)式より｜Ｍ_I｜＞｜Ｍ_J｜す
なわち｜σ_I｜＞｜σ_J｜となること、ならびにそこから
必然的に引き出せることだが応力が０となるところが外
側可撓性指部の根元部位１１と先端部位１０の中央より
先端側にあることによる。

なお、有限要素法による詳細計算でも以上のことを確認
している。尚、ここで付け加えれば、平等強さの可撓体
では、外側可撓性指部６１ａ，６１ｂの幅が最小となる
位置が軸６６（ロール軸）に一致しない。すなわち、特
開昭６０−２０９９８４号公報で開示されるような該最
小幅位置がロール軸に一致する可撓体では、外側可撓性
指部６１ａ，６１ｂに生じる応力が長手方向に均一では
なく強度的に十分とはいえない。

次に、本発明の第２実施例を第７図に示す。ここでは、
外側可撓性指部６１ａ，６１ｂの根元部位１１の幅ｂ_I
と先端部位１０の幅ｂ_Jとを等しくしている。可撓体６
にヘッドスライダ５を接合するときに、ヘッドスライダ
５の形状によっては幅の制約を受ける場合がある。その
ようなときには、ｂ_Iをｂ_Jの幅まで小さくしてそれに対
処することができる。逆に幅に制限なないときはｂ_Jを
ｂ_Iまで大きくして、外側可撓性指部の先端部位１０の
強度を上げてもさしつかえない。

本発明の第３実施例を第８図に示す。ここでは、外側可
撓性性指部６１ａ，６１ｂの根元部位１１および先端部
位１０から幅の最小となるところまでの幅を直線的に変
化させている。すなわち、くびれ部１２の２平面が交叉
して形成されている。実際の製作に当っては、第１図
（第１実施例）のように外側可撓性指部６１ａ，６１ｂ
の幅を２次曲線的に変化させることがむずかしい場合が
ある。そういうときには本実施例のように簡便に直線形
状としてもよい。

本発明の第４実施例を第９図に示す。これまでの実施例
では外側可撓性指部６１ａおよび６１ｂの外側（舌状部
６２と反対側）の輪郭に注目してきたが、本実施例のよ
うに内側（舌状部６２側）の輪郭を変えて、該指部６１
ａ，６１ｂの幅を長手方向に変化させてもよい。また、
更にいえば、外側の輪郭と内側の輪郭を同時に変化させ
てもよいことは勿論である。

本発明の第５実施例を第１０図及び第１１図に示す。第
１０図は可撓体６の平面図、第１１図は外側可撓性指部
の長手方向断面図を表わす。ここでは、外指部６１ａ，
６１ｂの幅は長手方向に一定であるが、その厚さが図の
ように変化している。先に示した第(7)式によれば、指
部６１ａ，６１ｂに生じる応力を均等にするには、その
幅を一定として、厚さｔを曲げモーメントに比例するよ
うにすればよい。そのようにして求めた形状が第１１図
のものである。したがって、本実施例においても十分な
強度を持つ可撓体６を得ることができる。

なお、これまでは該可撓体６が結合されるヘッドスライ
ダ支持アームとして一般によく使用される通常ワトラス
形アームを想定してきたが、他の考えられるヘッドスラ
イダ支持アームでも一向にさしつかえない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘッドスライダの粘着あるいはＣＳＳ
時に外側可撓性指部に生じる応力を長手方向に均等にす
ることができるので、ヘッド接線力に十分耐え得るヘッ
ドスライダ支持装置が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の要部を拡大した平面
図、第２図は第１実施例の全体構成を示す斜視図、第３
図は第１図のIII−III線断面図、第４図は従来のヘッド
スライダ／可撓体系との平面図、第５図は第４図のモデ
ル化図、第６図はラーメン構造のモーメント分布を示す
図、第７図は本発明の第２実施例の要部を示す平面図、
第８図は本発明の第３実施例の要部を示す平面図、第９
図は本発明の第４実施例の要部を示す平面図、第１０図
は本発明の第５実施例の要部を示す平面図、第１１図は
第１０図のXI〜XI線断面図である。１…ヘッドスライダ支持アーム、２…弾性ばね部、３…
三角平坦部、４…フランジ、５…ヘッドスライダ、６…
可撓体、８…記録ディスク、１０…先端部位、１１…根
元部位、１２…くびれ部、６１ａ，６１ｂ…外側可撓性
指部、６２…舌状部、６３…横枠、６５…ピボット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤翼生神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者大東宏神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者益川哲男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者竹内芳徳茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッドスライダ支持アームの自由端に可撓
体を介してヘッドスライダが取り付けられており、前記
可撓体は、前記ヘッドスライダ支持アームの長手方向軸
線に平行に形成された一対の外側可撓性指部と、該外側
可撓性指部の先端同士を連結する横枠と、この横枠より
外側可撓性指部間に間隙を以って延在された舌状部とか
ら成り、該舌状部に前記ヘッドスライダが取り付けられ
ているヘッドスライダ支持装置において、前記外側可撓
性指部の基端位置を根元部位とし前記横枠との境界位置
を先端部位とすることにして、該根元部位と先端部位の
中央より先端部位側に前記外側可撓性指部に生じる応力
を長手方向にほぼ均一にするように当該外側可撓性指部
の断面積が最小となる断面積最小部を設けたことを特徴
とするヘッドスライダ支持装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、断面積最
小部はほぼ一様な厚さの板状体よりなる外側可撓性指部
の幅を最小にして形成されているヘッドスライダ支持装
置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項において、断面積最
小部はほぼ一様な幅の板状体よりなる外側可撓性指部の
肉厚を最小にして形成されているヘッドスライダ支持装
置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項において、断面積最
小部は磁気ディスクの回転方向から可撓体に加わるヘッ
ド接線力に対して前記根元部位及び先端部位の４点を支
点とするラーメン構造をモデル化したときのモーメント
が０となる位置近傍に設けられているヘッドスライダ支
持装置。
【請求項５】特許請求の範囲第２項において、外側可撓
性指部の根元部位の幅が先端部位の幅より大きいヘッド
スライダ支持装置。
【請求項６】特許請求の範囲第２項において、外側可撓
性指部の根元部位と先端部位の幅が等しいヘッドスライ
ダ支持装置。
【請求項７】特許請求の範囲第１項において、断面積最
小部はほぼ２次曲線形状に形成されているヘッドスライ
ダ支持装置。
【請求項８】特許請求の範囲第１項において、断面積最
小部は２平面が交叉して形成されているヘッドスライダ
支持装置。