JPH071616B2 - 磁気ヘツド機構 - Google Patents

磁気ヘツド機構

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JPH071616B2
JPH071616B2 JP63161084A JP16108488A JPH071616B2 JP H071616 B2 JPH071616 B2 JP H071616B2 JP 63161084 A JP63161084 A JP 63161084A JP 16108488 A JP16108488 A JP 16108488A JP H071616 B2 JPH071616 B2 JP H071616B2
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JP
Japan
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head
slider
suspension
support beam
gimbal spring
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JP63161084A
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ウイリアム・ウツドロウ・ブロツクス、ジユニア
カーテイス・ジエイ・クレメン
ジエローム・トーマス・カフイー
テイモシイー・パトリツク・コフイールド
デヴイド・ロナルド・ラースン
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インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
    • G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
    • G—PHYSICS
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    • G11B5/4806—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed specially adapted for disk drive assemblies, e.g. assembly prior to operation, hard or flexible disk drives
    • G11B5/4826—Mounting, aligning or attachment of the transducer head relative to the arm assembly, e.g. slider holding members, gimbals, adhesive
    • G—PHYSICS
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    • G11B5/4806—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed specially adapted for disk drive assemblies, e.g. assembly prior to operation, hard or flexible disk drives
    • G11B5/4833—Structure of the arm assembly, e.g. load beams, flexures, parts of the arm adapted for controlling vertical force on the head

Landscapes

  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、磁気ディスク駆動機構に関するもので、より
具体的には、密な間隔で隔置された磁気ディスク記憶媒
体と協働する高さの低いヘッド（トランスジューサ）／
サスペンション・アセンブリを備えたディスク駆動機構
に関する。
B.従来技術 ますます大きな磁気ディスク駆動機構の記憶容量を求め
る要件は、線ビット密度及びトラック密度を高め、記録
面の数を増加させることによって満たされている。変わ
らないただ一つの制約は、駆動機構の全体的寸法であ
る。駆動機構の全体的寸法または形状因子は、駆動機構
を商用上許容できる製品とするために適合しなければな
らない基準である。
従来の形状因子の範囲内で２枚、３枚または４枚のディ
スクを使用する場合、従来のヘッド及びサスペンション
の設計で十分である。同じ寸法または同じ形状因子の範
囲内で使用するディスクの数を増やして行なわれるディ
スク面の数を増やしていくに従って、隣接するディスク
相互間の間隔が減少し、したがって装置の組立てと操作
がそれだけ難しくなる。主な問題が２つ出てくる。１つ
は、高さの制限であり、もう１つは、密な間隔で隔置さ
れたディスク環境で従来の設計の動的応答が不十分なこ
とである。
C.発明が解決しようとする問題点 ディスク面相互間の近接した間隔に対処する１つの方法
は、背面取付けではなくヘッド・アセンブリをずらして
取り付け、並置したとき各ヘッドとその付属サスペンシ
ョンが隣接ディスク相互間を分離している高さを完全に
活用できるようにすることである。ただし、回転式アク
チュエータを使用する場合、ヘッドがたどる弧状の経路
を半径上に位置する弦部に密に接近させること、及びト
ランスジューサ・ギャップを通る軸線をアクセスされる
各トラックに対して接線方向にすることがその目的なの
で、並置式取付け法を使用すると、ヘッドの実際の経路
が理想的経路からさらにはずれことになる。その上、並
置式構成を使用すると、記憶容量の損失が生じる。通常
は、ヘッドがきちんとたどれる一番外側のトラックか
ら、許容できる信号をより低い線速度で発生できる一番
内側のトラックまで、全データ面が利用できる。並置式
環境では、一方のヘッドは一番内側のトラックを使用せ
ず、もう一方のヘッドは（最も価値の高いトラックであ
る）一番外側のトラックを犠牲にすることになる。ヘッ
ドの背面取付けを避けて、ヘッドをアクチュエータの回
転軸から半径方向で様々な距離に取り付ける場合は、一
方のヘッドがはるかに高いトラック密度で動作しなけれ
ばならないので、記憶容量の損失が生じる。
D.問題点を解決するための手段 本発明に従って、ヘッド／サスペンション・アセンブリ
は新規な形状のスライダを用いる。すなわち、スライダ
は、コイル部とコア部で最大の高さとなる最高部分と、
最高部分の垂直寸法を超えずに付属サスペンションのジ
ンバルばね付きビーム構造を収容するより低い高さの前
方部分を備えている。コア中の窓の寸法は、25回巻きの
45ゲージ２本巻ワイヤを受け入れ、その上なお1.5mm未
満のスライダ高さを実現することができる。図のような
本明細書で開示するスライダまたはヘッドは、ヘッドの
高さ以内に収容されるサスペンションとあいまって、ヘ
ッド／サスペンション・アセンブリがインライン構成で
1.5mm未満の全体的高さになるようにする。本発明の実
際の実施例では、最高の後方部分の最大高さが1.4mmを
超えず、それより低い高さの前方部分の高さは0.65mmに
なる。これは、現在の設計に比べて約35％の減少であ
る。低い高さの部分によって、スライダの質量も減少
し、そのために、ヘッド／サスペンション系の共鳴振動
数が上がり、ファイルの機械的要素によって発生する低
い振動数から遠ざかる。質量の減少によってアクセス時
間も改善され、またフェライトの量が減るために磁気雑
音の拾い上げが減り、ヘッドの重心及びサスペンション
の負荷点が低くなる。この両者はヘッド／サスペンショ
ン・アセンブリの動的安定性を増加させるのに役立つ。
ヘッドの他の磁気特性はこの低質量の設計によって損わ
れず、またこのヘッドは現在の製法と設備を使って製造
できる。
支持ビームの可撓性部分とロード・ビーム部分は一体的
に形成されており、ロード・ビーム部分は剛性を付与さ
れていて、ジンバルばねに取り付けられている。ジンバ
ルばねは、ロード・ビーム部分とスライダの両方に接続
され、アクチュエータ・アセンブリの一部として磁気ヘ
ッドを支持する。ロード・ビーム部分に剛性を与えるた
め、先細の周縁部を折り曲げて、剛性を与えるだけでな
く、コイルからの導線が通過するスネアを受けて支持す
るリード・チャンネルをも形成する。リード・チャンネ
ルは、最低高さ以内のヘッドのリード線を収容する便利
な通路を形成するだけでなく、さらにヘッドのリード線
を構造中に機械的損傷から保護し、リード線の長さに沿
って接地された４分の３の外被を形成して電気的雑音の
干渉から保護する。
支持ビームの後部では、幅が増していく平坦部によっ
て、たわみが付与される。この平坦部の剛性は、材質、
厚さ、長さ、それに横方向の剛性を高める中央開口部の
サイズによって制御される。こうしたサスペンション設
計では長さが短くなっているので、コンパクトなファイ
ル中で空間の利用度が向上する。横方向の剛性が大きい
ため、スライダによるサスペンションの巻き上げがな
く、高いアクセス速度が可能となる。この属性によって
シーク動作中の最大加速が可能となり、所望のトラック
に到達後の整定時間が最小になる。この両機能は、アク
セス時間の改善に寄与する。サスペンションの共鳴がな
いため暴走停止用のディスク領域が少なくてすむので、
このサスペンションを使ったファイルの記憶容量が増大
する。
図にはこのサスペンション設計がインライン・ヘッド／
サスペンションの環境で示してあり、特定の一組のパラ
メータのセットに対して最適化してあるか、直交するヘ
ッド／サスペンション・アセンブリでもこの性能上の利
点を活用することができる。この技法を拡張して、サス
ペンションの全体的長さをさらに短縮して、共鳴振動数
を増加させ、特定の環境で最適の性能が得られるように
することもでき、また形成された領域の長さと幅を変え
て、剛性を要求された値に合わせることもできる。形成
された領域または支持ビームあるいはその両方に拘束減
衰層を追加して、設計の力学的特性を図の全金属設計で
可能な以上にさらに高めることができる。ヒステリシス
のないきわめて高い加速度が必要とされる応用分野で
は、RTVシリコーン・ゴムなどの粘弾性材料を負荷ディ
ンプルに貼布することができる。
E.実施例 ヘッド／サスペンション・アセンブリが、第１図の立体
分解図に示されている。ヘッド11はハーフバック・スラ
イダ12（第２図及び第３図にも示す）を備え、このスラ
イダ12は、最高の後方部分13とそれより低い高さの平面
状シェルフ15を有し、それにジンバルばね17が接着され
ている。スライダの最高部分13は磁気コア部を含み、こ
のコア部分は窓20の開いたＣコア19を含み、巻線21がそ
の窓20を通過してボビン22の周囲に配置されている。Ｃ
コア19は、窓20の上側でスライダ本体に緊密に固定さ
れ、ガラス充填ギャップ空隙23によって通常の方式で固
定されて、磁気媒体記録面にすぐ隣接して最小長さのト
ランスジューサ・ギャップを形成している。ヘッドは３
本レール型で、外側レール25が主要な空気軸受面とな
り、組み立てられた動作状態のときヘッドを隣接の磁気
媒体上で支持する。読み書き用のトランスジューサ・ギ
ャップが、中央レール26の後部に形成されている。
低い高さの部分14は、空気軸受面の中心及びスライダの
重心の上に軸方向に横たわる個所の後部にまで延びてい
る。最高部分13にコイルの巻線21を収容し、低い高さの
部分によりジンバル付きサスペンションを最高寸法を超
えずに固定することができる。こうした制約のもとで、
高さ1.5mm未満のヘッド・アセンブリを設計し製造する
ことが可能である。低い高さの部分14は、最高部分13の
半分未満の高さで、ヘッドの質量が減少する。ヘッドの
質量が減少すると、ヘッド／サスペンション・アセンブ
リの共鳴振動数が上昇し、アクセス時間も改善される。
ヘッド中のフェライトの量が減ると、磁気コア雑音の拾
い上げが減少する。この寸法も質量も減少したヘッド／
サスペンション系の共鳴は、ファイルの共鳴よりも高い
振動数で起こり、高速アクセス磁気ディスク記憶システ
ムの動的性能を高めることができる。
支持ビーム30の可撓性部分とロード・ビーム部分は、弾
性金属薄板から単一部材として造られている。先細の前
方部分に沿って、周縁部31が彫り込まれて上方に曲が
り、チャンネル32、33及びチャンネル用クリンプ・タブ
34を形成し、先端部には末端クリンプ・タブ35が形成さ
れている。すなわち、前方部分は、形成されたチャンネ
ル32、33及び金属の働きによって補強され剛性化されて
いるだけでなく、その上、コイル巻線21からのリード線
38を取り囲むスネア37を受けている。スネア37は、クリ
ンプ・タブ34、35によって保持される。チャンネル32ま
たは33は、機械的保護をもたらす上に、スネア37をその
長さの主要部分にわたって約3/4取り囲む接地静電遮蔽
ももたらす。各側面のチャンネル構造32、33が対称形で
あるため、共通部分が上向き及び下向きのヘッド・アセ
ンブリに使用できる。
支持ビーム30の可撓性部分は、開口部41で分離された２
本の脚部40の形になっており、チャンネル32、33の後部
からレーザ溶接個所43まで縦方向に延びている。この溶
接個所43は、屈曲部を装着板45に取り付けるために使わ
れる。可撓性部分の脚部40を折り曲げることによって印
加される永久ひずみによって、スライダを対向する媒体
面の方向に押しやる支持ビームのローディング力が決ま
る。合計７個のレーザ溶接点43、44が、支持ビーム30を
装着板45に固定する。追加のクリンプ・タブ46を使っ
て、スネア37がサスペンションの屈曲部を越えてアクチ
ュエータ・アームに達したとき、それを位置決めし固定
させる。
支持ビーム30中の後方開口部48及び装着板45中の位置決
めスロット49は、サスペンション・アセンブリの作成中
に部品を正確に位置合せするのに役立つ。装着板45は、
支持ビームを自動的に装着板45に取り付ける場合に使い
方向決め用切除部50も備えている。溶接ポケット51は材
料の厚さが薄くなっており、ヘッド／サスペンション・
アセンブリをアクチュエータ・アームに取り付ける溶接
個所となる。
ジンバルばね17は、ヘッド11を支持ビーム30に結合する
働きをし、ヘッド11の縦揺れ及び横揺れを吸収するよう
に設計されている。ジンバルばね17は、一片の弾性金属
薄板から作成され、盛り上がったタブ部分53を除けば、
同一平面上にある。このタブ部分53は、シェルフ面すな
わちスライダ12の低い高さの部分14の上面15に固定され
る。ロード・ドーム55は、共平面部分の下面に延びるほ
ぼ球面状の凹部である。ジンバルばね17は、４個所で、
支持ビーム30のロード・ビーム部分にレーザ溶接され
る。位置決め穴56、59は、部品の溶接中、支持ビーム30
とジンバルばね17を位置合せせるのに役立つ。駆動機構
の動作中、ロード・ドーム55は支持ビーム面とほぼ点接
触を維持し、一方ジンバルばね17の曲線状屈曲部分68に
よってヘッド11の縦揺れ及び横揺れが可能になる。
第４図及び第５図は、単一ローディング経路を備えたイ
ンライン構成における従来技術のヘッド／サスペンショ
ン・アセンブリ63を示したものである。これは、サーボ
帯域幅中の共鳴数が最小限に抑えられ、より高速なアク
セス時間とより厳密なサーボ制御が可能となる点で有利
である。支持ビームの屈曲部分64は、個所65で装着板66
に溶接されている。この支持ビームの部分は周縁フラン
ジ67によって補強され、後方まで平坦なスライダ68が、
ロード・ビーム部分に個所70で溶接されたジンバルばね
69に固定されている。中央レール73の後縁にあるＣコア
72を使って、磁気トランスジューサ・ギャップ71が形成
されている。コイルのリード線74は、スネア75を貫通し
ている。スネア75は、（第４図に見られるように）ロー
ド・ビーム部分の下面の中心に沿って保持され、クリン
プ・タブ76とピックル・フォーク77によって保持されて
いる。
第６図のグラフは、第４図と第５図のヘッド／サスペン
ション・アセンブリの、実験から求めた典型的な機械的
利得を示したものである。具体的に言うと、許容値を超
える約２ないし2.5キロヘルツの周波数の所に、共鳴条
件がある。追加の減衰材料または他の減衰技法を使っ
て、これらの共鳴条件を抑制する必要がある。このよう
な代案は、コストが増えるだけでなく、ヘッド／ディス
ク格納部の極めてクリーンな環境中に追加の粒状材料発
生源を持ち込むことにもなる。
第７図及び第８図は、第１図のヘッド／サスペンション
・アセンブリを組み立てた形を示したものである。第７
図の平面図は、支持ビーム30の屈曲部分を装着板45に溶
接し、ジンバルばね17を負荷ビーム部分に溶接し且つハ
ーフ・バック・スライダ12に固定した状態を示してい
る。コイルのリード線38が管状のスネア37を貫通し、ス
ネア37は、末端クリンプ・タブ35と、チャンネル・クリ
ンプ・タブ（図示せず）と、負荷ビームに形成されたク
リンプ・46及び隣接する装着板45とによって保持されて
いる。
第４図及び第５図の設計と比較すると、このヘッド／サ
スペンション・アセンブリは、長さが短く質量が軽い構
成要素を備え、それがヘッド及び屈曲部の構成とあいま
って共鳴振動数を増加させている。第９図は、第７図及
び第８図の設計を使って実現された伝達関数を示したも
のである。機械的利得は、許容範囲内に制限され、追加
の減衰材を必要とするような低い振動数で伝達関数が厳
しい共鳴状態を示さないようになっている。共鳴状態の
振動数が増大すると、より広いサーボ帯域幅が得られフ
ァイル記憶容量の増加が可能になる。第７図及び第８図
のヘッド／サスペンション・アセンブリは、屈曲部分の
脚部40及び間にある窓41を使ってより高い横方向の剛性
を維持し、最大初期加速度を許容しアドレスされたトラ
ック位置での整定時間を短縮することにより、より高い
アクセス速度を可能にしている。
第10図は、ヘッド／ディスク・アセンブリのカバーを取
り外したディスク・ファイル、ならびにヘッド82を支持
すると共に、それをインライン・サスペンション83を使
ってある共心データ・トラックから別の共心トラックへ
と移動させる回転式アクチュエータ81を示したものであ
る。スピンドル・アセンブリ84は、８個の磁気記憶ディ
スク85を含んでいる。
F.発明の効果 本ヘッド、サスペンション設計は、ハーフバック・スラ
イダの低い高さの部分の上面すなわちシェルフにサスペ
ンションを取り付けることができるハーフバック・スラ
イダ設計を用いて、ヘッドの最高部分を越えない最大全
体高さを実現している。このため、ディスクの間隔を密
にすることによって課される空間的制約が克服される。
その上、本設計はサスペンションの横方向剛性を高め、
この２つの要因によってシステムの動的応答が改善され
る。
本ヘッド／サスペンション・アセンブリの利点は、どん
な金属製サスペンションを使っても、製造コストを増加
させず、新しいまたはより高価な製造技術や製造装置を
要せずに実現される。本明細書に図示し説明したヘッド
／サスペンション・アセンブリの設計は、1.5mm未満の
高さを実現することができ、同時に、共鳴振動数をファ
イルの共鳴振動数よりも高い値に増加させ、高速アクセ
ス装置で秀れた動的性能を実現する。さらに、これらの
利点が、ヘッドまたはサスペンションの他の磁気的特性
や機械的特性を損なわずに、実現された。以上、本発明
をサスペンションが当該のデータ・トラックに対してほ
ぼ接線方向に延びている、インライン・サスペンション
の環境で図示し説明してきたが、本発明を直交型サスペ
ンションで利用しても利益が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のヘッド／サスペンション・アセンブ
リの立体分解図である。 第２図及び第３図は、それぞれ、本発明のスライダ・ア
センブリの立面図及び底面図である。 第４図及び第５図は、それぞれインライン構成における
従来技術のヘッド／サスペンション・アセンブリの立面
図及び底面図である。 第６図は、第４図及び第５図のヘッド／サスペンション
・アセンブリの横方向入力による共鳴利得を示すグラフ
である。 第７図及び第８図は、それぞれ、本発明のヘッド／サス
ペンション・アセンブリの平面図及び側面図である。 第９図は、第７図及び第８図のヘッド／サスペンション
・アセンブリの共鳴利得を示す、第６図のグラフと同様
なグラフである。 第10図は、本発明のヘッド／サスペンション・アセンブ
リを回転式アクチュエータ及び８枚ディスク用スピンド
ル・アセンブリと一緒に使用した、ディスク駆動機構の
カバーを取り外した等角投影図である。 12……ハーフバック・スライダ、17……ジンバルばね、
19……Ｃコア、21……コイル巻線、30……支持ビーム、
45……装着板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエローム・トーマス・カフイー アメリカ合衆国ミネソタ州オロノコ、パイ ネ・リツヂ・コート215番地 (72)発明者 テイモシイー・パトリツク・コフイールド アメリカ合衆国ミシガン州ボイン・シテ イ、ウエスト・ロード05646番地 (72)発明者 デヴイド・ロナルド・ラースン アメリカ合衆国ミネソタ州バイロン、サー ド・プレス・ノース・イースト313番地 (56)参考文献 特開 昭63−102013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−106314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−12863（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前縁、後縁及びベアリング面を有し、記録
    媒体の回転中に該記録媒体と上記ベアリング面との間の
    気体の作用により浮上する型のスライダであって、上記
    後縁寄りにおいて所定の高さを有する第１の部分、及び
    該第１の部分から上記前縁まで延びていて上記所定の高
    さより低い高さを有する第２の部分から成るものと、 上記スライダと共に変換ギャップを形成するように上記
    スライダの後縁に装着されたコアと、 上記コアに巻き付けられたコイルと、 上記コイルに接続されたリード線と、 上記スライダの上記ベアリング面とは反対側で上記第２
    の部分の表面に取り付けられたジンバルばねと、 上記ジンバルばねに部分的に重なるように取り付けられ
    た支持ビームであって、上記リード線を受け入れるのに
    適した一対の細長いチャンネルを形成するように折り曲
    げられた周縁部を両側に有し、該一対のチャンネルのう
    ちの何れか一方に上記リード線を受け入れているものと
    を有し、且つ 上記スライダの上記第２の部分に重なる上記ジンバルば
    ねの部分及び支持ビームの部分が上記第１の部分の表面
    より高くならないように形成されている磁気ヘッド機
    構。
JP63161084A 1987-08-03 1988-06-30 磁気ヘツド機構 Expired - Lifetime JPH071616B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81204 1987-08-03
US07/081,204 US4853811A (en) 1987-08-03 1987-08-03 Magnetic disk drive with low profile head-suspension system
SG147994A SG147994G (en) 1987-08-03 1994-10-13 A head suspension assembly for a magnetic record disk store

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Publication Number Publication Date
JPS6437784A JPS6437784A (en) 1989-02-08
JPH071616B2 true JPH071616B2 (ja) 1995-01-11

Family

ID=26664419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63161084A Expired - Lifetime JPH071616B2 (ja) 1987-08-03 1988-06-30 磁気ヘツド機構

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4853811A (ja)
EP (1) EP0302615B1 (ja)
JP (1) JPH071616B2 (ja)
CA (1) CA1308807C (ja)
DE (1) DE3875022T2 (ja)
SG (1) SG147994G (ja)

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