JPH0744979A

JPH0744979A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH0744979A
Application number: JP20451593A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Otsuka; 智雄大塚
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】フロッピディスクなどの磁気記録媒体に接触
する磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッドの摺接面が記録媒
体に密着することによる起動トルクの上昇を抑えること
ができるようにする。【構成】磁気ヘッドＨは、コア５ａ〜６ｂを挟むスラ
イダ１を有しており、このスライダ１の表面に２面の摺
接面Ｓ１とＳ２が形成されている。摺接面Ｓ１，Ｓ２の
長さＬをスライダ１の全長Ｌ０よりも短くして、摺接面
Ｓ１，Ｓ２の面積を小さくする。摺接面の全面積を小さ
くすることにより停止時のディスクへの吸着力を下げ、
ディスク始動に必要な起動トルクを低下させることがで
きる。摺接面の全面積の適当な範囲は２ｍｍ²以上で４
ｍｍ²以下である。また個々の摺接面の（長辺寸法／短
辺寸法）の好ましい範囲は１以上で３．５以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロッピディスクなど
の磁気記録媒体に摺接する磁気ヘッドに係り、特に磁気
ヘッドが磁気記録媒体に接した状態で磁気記録媒体が回
転し始めるときに必要となる起動トルクを低下させるこ
とができる磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はフロッピディスク装置に使用され
る磁気ヘッドを単体にて示す斜視図、図６は２個の磁気
ヘッドがフロッピディスクに摺接している状態を示す断
面図、図７は図６の部分拡大図である。図５に示すよう
に、フロッピディスク装置用の磁気ヘッドＨは、ジンバ
ル２に接着などにより固定されたスライダ１を有してい
る。スライダ１はセラミック材料などにより形成された
２つのスライダ半体３と４とから構成されている。両ス
ライダ半体３と４との間には、記録再生用のコア５ａ，
５ｂと、消去用のコア６ａ，６ｂとが挟まれ、コア５ｂ
とコア６ｂとがガラス材料などの非磁性材料層８により
分離されている。そしてコア５ａとコア５ｂとの接合部
に記録再生用の磁気ギャップＧ１が形成され、コア６ａ
とコア６ｂとの接合部に消去用の磁気ギャップＧ２が形
成されている。そしてコア５ａに記録再生用のコイル７
が巻装され、コア６ａには消去用のコイルが巻装されて
いる。またスライダ１のディスクとの対向面には、摺接
面Ｓ１とＳ２が二本のレール状に形成され、この一方の
摺接面Ｓ２に磁気ギャップＧ１とＧ２が現れている。

【０００３】図６に示すように、フロッピディスク装置
１０では、磁気ヘッドＨが一対使用され、ディスクＤを
上下から挟む状態で使用される。下側の磁気ヘッドは支
持機構１１により支持され、上側の磁気ヘッドは支持機
構１２により支持され、両支持機構により各磁気ヘッド
は、所定の面圧力によりディスクＤの表裏面に圧接さ
れ、ディスクＤが回転駆動される。図６ではディスクＤ
の回転中心をＯで示している。図７に拡大して示すよう
に、フロッピディスク装置では、下側の磁気ヘッドと上
側の磁気ヘッドのそれぞれの摺接面Ｓ１とＳ２によりデ
ィスクＤを挟む状態となる。そして下側の磁気ヘッドの
磁気ギャップＧ１と上側の磁気ヘッドの磁気ギャップＧ
１とが一般に８トラック程度の間隔だけディスク半径方
向へ位置がずれており、両磁気ヘッド間でのクロストー
クが防止されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す磁気ヘッド
では、摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向（ディスクが摺動す
る方向）の寸法Ｌがスライダ１の全長Ｌ０と一致し、ま
た摺接面Ｓ１とＳ２の幅寸法はそれぞれＢ１とＢ２とな
っている。よって、この磁気ヘッドがディスクＤと接触
する全面積は｛（Ｂ１＋Ｂ２）×Ｌ｝である。このよう
なディスクとの接触面積を有する従来の磁気ヘッドで
は、以下の問題がある。

【０００５】（１）摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向の寸法
Ｌがスライダ１の全長Ｌ０に一致しているため、摺接面
Ｓ１とＳ２とがディスクＤに接触する全面積が大きくな
っている。この接触面積が大きいと、磁気ヘッドＨがデ
ィスクＤに接触している状態でディスクＤが回転し始め
るのに必要な起動トルクが大きくなるという問題を生じ
る。この起動トルクは、力学的には、磁気ヘッドＨとデ
ィスクＤとの最大静摩擦力に関係するものである。この
最大静摩擦力は、磁気ヘッドＨとディスクＤとの当接力
と、摺接面Ｓ１，Ｓ２とディスクＤとの静摩擦係数との
積で求められ、この計算上では摺接面Ｓ１，Ｓ２の面積
と起動トルクとは無関係である。しかしながら実際の装
置では、ディスクＤが停止して磁気ヘッドＨの摺接面Ｓ
１とＳ２がディスクに接触しているとき、周囲環境の湿
気により、ディスクＤと摺接面Ｓ１，Ｓ２との間に水膜
が形成され、この水膜の表面張力によりディスクＤに摺
接面Ｓ１，Ｓ２が吸着される。この吸着による抵抗力
は、ディスクの始動時に必要となる起動トルクを増大さ
せる原因になる。また、摺接面Ｓ１とＳ２の面積が広け
れば広いほどディスクＤへの摺接面Ｓ１，Ｓ２の吸着力
が大きくなって起動トルクが増大することになる。

【０００６】後に詳しく説明するが、図５に示す従来例
では、Ｌがほぼ３．５ｍｍ、Ｂ１が０．７ｍｍ、Ｂ２が
ほぼ０．８ｍｍで、摺接面Ｓ１，Ｓ２の全面積は５．０
ｍｍ²程度となっている。この場合のフロッピディスク
Ｄの起動トルクを測定すると、１２０〜１６０ｇ・ｃｍ
程度とかなり高くなる。現在のフロッピディスク装置に
使用されているディスク駆動用のモータは定格電圧が５
Ｖのものが一般的であるため、上記の起動トルク以上の
駆動トルクを得ることが可能である。しかしながら起動
トルクが高いために起動に必要となる電力が多く必要に
なり、省電力化に反する結果となっている。また本発明
の発明者は、省電力化および小型化薄型化の要請により
定格電圧が３Ｖのモータを使用することを検討している
が、３Ｖのモータでは出力トルクが小さいため、起動ト
ルクが１２０〜１６０ｇ・ｃｍでは、ディスクＤを始動
することができないのが現状である。

【０００７】（２）また図５に示すように摺接面Ｓ１と
Ｓ２の面積が広いものであっても、摺接面Ｓ１とＳ２の
面粗さを調節することにより、ディスクＤと摺接面Ｓ
１，Ｓ２との間に介在する水膜を分離して起動トルクを
下げることが可能である。しかしながら、摺接面Ｓ１，
Ｓ２の面粗さを一定の範囲内に納めることは、実際の研
磨作業において非常に困難である。また面粗さを大きく
することにより、摺接面Ｓ１，Ｓ２によりディスク表面
を傷つけやすくなり、また磁気ギャップＧ１，Ｇ２とデ
ィスク表面とのスペーシングロスも大きくなる。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、摺接面の面粗さを大きくすることなく、磁気記録
媒体の起動トルクを下げることができるようにした磁気
ヘッドを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ギャップ
を形成するコアとこのコアを挟むスライダとを有し、磁
気記録媒体と摺接する摺接面が少なくとも１面形成され
ている磁気ヘッドにおいて、前記摺接面の全面積が２ｍ
ｍ²以上で４ｍｍ²以下であることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、前記摺接面の個々の平面形状は、そ
の長辺寸法を短辺寸法で除算した値が１以上で３．５以
下であることが好ましい。

【００１１】さらに、摺接面の長辺および短辺の寸法
が、共にスライダの長さおよび幅寸法よりも小さくなっ
ており、摺接面はその全周が段差に囲まれて隆起形成さ
れているものである。

【００１２】

【作用】本発明は、前述のように磁気記録媒体と磁気ヘ
ッドとの接触面積が、磁気記録媒体を始動させるのに必
要となる起動トルクの上昇に関係しているという従来の
課題を発見し且つこれに着目してなされたものである。
本発明の発明者は、研究と実験の結果、磁気ヘッドの摺
接面の面積を小さくすることにより、磁気記録媒体の起
動トルクを低下させることができることを確認して本発
明に至った。

【００１３】すなわち、コアがスライダに挟まれてフロ
ッピディスクなどに磁気記録媒体に摺接する磁気ヘッド
において、摺接面の全面積を２ｍｍ²〜４ｍｍ²の範囲に
設定することにより、磁気記録媒体の回転起動トルクを
低下させることができる。

【００１４】ただし、上記の面積の範囲内であったとし
ても、個々の摺接面が余りにも細長形状になると、例え
ば図７に示すように上下の磁気ヘッドにより磁気記録媒
体が挟まれた状態で、上下の磁気ヘッドの摺接面どうし
の接触状態が不安定となる。この接触の安定を確保する
ためには、個々の摺接面の長辺と短辺の寸法比が１：１
から１：３．５の範囲であることが好ましい。

【００１５】また、摺接面の長辺および短辺の寸法を、
共にスライダの長さおよび幅寸法よりも小さくなるよう
にし、摺接面の全周を段差で囲んで隆起形成すれば、ス
ライダそのものの寸法を無理に小さくしなくても、摺接
面の面積を前記の最適な範囲に設定することが可能とな
る。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面により説明する。
図１は本発明の実施例となるフロッピディスク装置用の
磁気ヘッドＨ１の斜視図、図２はその平面図である。図
１と図２に示す磁気ヘッドＨ１の基本的な構造は、図５
に示した磁気ヘッドＨと同じである。すなわち、図１に
示す磁気ヘッドＨ１では、スライダ半体３と４との間
に、コア５ａ，５ｂおよびコア６ａ，６ｂが挟まれ、こ
れらのコアにより記録・再生用の磁気ギャップＧ１と消
去用の磁気ギャップＧ２が形成されている。ただし図１
と図２に示す実施例では、摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向
の寸法Ｌがスライダ１の全長Ｌ０よりも短く、各摺接面
Ｓ１とＳ２の面積が図５に示すものよりも小さくなって
いる。

【００１７】以下においては、図１と図２に示す形状に
おいて摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向の寸法Ｌがそれぞれ
相違するものを実施例１および実施例２とし、図５に示
すように摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向の寸法Ｌがスライ
ダ１の全長Ｌ０と一致しているものを比較例とする。両
実施例と比較例とでは、スライダ半体３，４およびコア
５ａ，５ｂと６ａ，６ｂの材質を同じものとし、また摺
接面Ｓ１とＳ２の表面粗さをそれぞれ同じにした。また
それぞれの磁気ヘッドの支持機構は図６に示す構造と同
じものを使用した。各実施例と比較例の磁気ヘッドを構
成する材質は以下の通りである。（材質）・コアの材質：Ｍｎ−Ｚｎフェライト系・スライダ半体３と４の材質：Ｔｉ−Ｃａ系セラミッ
ク

【００１８】次に摺接面Ｓ１，Ｓ２の寸法は以下の通り
である。（比較例）比較例は図５と同じ形状のものであり、表１
に示すように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５に示す５個の試料を
使用した。表１は、それぞれの試料において摺接面Ｓ
１，Ｓ２の寸法ＬおよびＢ１，Ｂ２を実測したものを列
記し、またそれぞれの寸法の平均値を示している。この
平均値では、摺接面Ｓ１にてＬ＝３．５１３ｍｍ、Ｂ１
＝０．７１８ｍｍであり、摺接面Ｓ２にてＬ＝３．５６
１ｍｍ、Ｂ２＝０．８１４である。そしてこの平均値に
おける摺接面Ｓ１とＳ２の全面積は５．４２ｍｍ²であ
った。また、摺接面Ｓ１の長辺と短辺の寸法比（Ｌ／Ｂ
１）は４．８９、摺接面Ｓ２の長辺と短辺の寸法比（Ｌ
／Ｂ２）は４．３７である。

【００１９】

【表１】

【００２０】（実施例１）実施例１は、比較例と同じ規
格の磁気ヘッドにおいて摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向両
端部を、図２にてΔＬで示す寸法だけ削ったものを使用
した。実施例１ではΔＬを１ｍｍとした。表２は、Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．５で示す５個の試料のそれぞれにおいて
摺接面Ｓ１，Ｓ２の寸法ＬおよびＢ１，Ｂ２を実測した
ものを列記している。その平均値は、摺接面Ｓ１にてＬ
＝１．６０６ｍｍ、Ｂ１＝０．７６５ｍｍであり、摺接
面Ｓ２にてＬ＝１．６５７ｍｍ、Ｂ２＝０．８５６であ
る。そしてこの平均値における摺接面Ｓ１とＳ２の全面
積は２．６５ｍｍ²であった。また、摺接面Ｓ１の長辺
と短辺の寸法比（Ｌ／Ｂ１）は２．１０、摺接面Ｓ２の
長辺と短辺の寸法比（Ｌ／Ｂ２）は１．９４である。

【００２１】

【表２】

【００２２】（実施例２）実施例２は、図２にてΔＬで
示す削り寸法を０．５ｍｍとし、表３で示すようにＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．５で示す５個の試料を使用した。表３
は、それぞれの試料において摺接面Ｓ１，Ｓ２の寸法Ｌ
およびＢ１，Ｂ２を実測したものを列記している。その
平均値は、摺接面Ｓ１にてＬ＝２．４９２ｍｍ、Ｂ１＝
０．７２７ｍｍであり、摺接面Ｓ２にてＬ＝２．５４４
ｍｍ、Ｂ２＝０．８１５であった。そしてこの平均値に
おける摺接面Ｓ１とＳ２の全面積は３．８８ｍｍ²であ
った。また、摺接面Ｓ１の長辺と短辺の寸法比（Ｌ／Ｂ
１）は３．４３、摺接面Ｓ２の長辺と短辺の寸法比（Ｌ
／Ｂ２）は３．１２である。

【００２３】

【表３】

【００２４】（表面粗さについて）実施例１、実施例２
および比較例のそれぞれの磁気ヘッドの摺接面Ｓ１とＳ
２は同じ研磨剤により同じ条件で同じ時間だけ研磨した
ものであり、その表面粗さを同じにした。実施例１、実
施例２および比較例のそれぞれのヘッドを１個ずつ選び
摺接面Ｓ１とＳ２の表面粗さを測定した。この面粗さの
測定方法はそれぞれの磁気ヘッドにて、摺接面Ｓ１とＳ
２とで２ポイントずつ合計で４ポイント測定し、その平
均値をとった。その結果中心線平均粗さＲａはヘッド間
にてほとんど差がなく、全ての磁気ヘッドにおいてＲａ
が約１．５ｎｍであった。

【００２５】なお中心線平均粗さの測定方法は以下の通
りである。・測定装置：タリステップ（Rank Taylor Hobson社
製）・スタイラス形状：０．１（μｍＲ）×２．５（μｍ
幅）（材質：ダイヤモンド）・針圧：２．５（ｍｇ）・測定スピード：０．００３（ｍｍ／ｓｅｃ）・測定長：０．１ｍｍ／１ポイント・測定方向：摺接面Ｓ１とＳ２の長手方向

【００２６】（実験方法）前記実施例１、実施例２およ
び比較例のそれぞれ５個ずつの磁気ヘッドを同じフロッ
ピディスク装置において図６に示したような支持機構１
１と１２に搭載した。実施例１と実施例２および比較例
のそれぞれ５個以上の試料からまずＮｏ．１とＮｏ．２
を使用してディスクを上下から挟み、この状態でディス
クを起動させてその起動トルクを測定した。次に実施例
と比較例のそれぞれにおいてＮｏ．２とＮｏ．３の磁気
ヘッドを使用して同様に起動トルクを測定した。さらに
Ｎｏ．３とＮｏ．４、Ｎｏ．４とＮｏ．５の磁気ヘッド
を使用して起動トルクを測定した。

【００２７】図３では、横軸に表１ないし表３に示した
実施例１、実施例２および比較例での摺接面Ｓ１，Ｓ２
の全面積の平均値を示し、縦軸に起動トルクの測定値
（ｇ・ｃｍ）を示している。図３の線図内では、前記測
定での実施例１、実施例２および比較例の各磁気ヘッド
での測定値のばらつきの範囲が示されている。

【００２８】なお、前記測定ではそれぞれの磁気ヘッド
を同じ支持機構により支持しているが、摺接面Ｓ１，Ｓ
２の面積の違いがあるため、ディスクと摺接面との面圧
が相違する。この面圧の計算値は以下の通りである。・面圧（ｇ／ｃｍ²）比較例：３．３実施例１：６．８実施例２：４．６

【００２９】図３に示す測定結果をみると、実施例１と
実施例２では摺接面Ｓ１とＳ２の面積を小さくいため、
比較例に対してディスクを始動させるのに必要な起動ト
ルクが低下しているのが解る。比較例では、起動トルク
が１２０〜１６０ｇ・ｃｍ程度と非常に高くなっている
が、実施例２では起動トルクが１００〜１２５ｇ・ｃｍ
程度に低下している。比較例に対する実施例２での起動
トルクの低下率は２０％程度である。よって実施例２で
は、従来と同じフロッピディスク装置を使用した場合
に、ディスク起動のための消費電力を２０％程度削減で
きることになる。

【００３０】次に実施例１では、起動トルクが大幅に低
下し８０ｇ・ｃｍ未満となっている。起動トルクを８０
ｇ・ｃｍ未満に下げることにより、ディスク駆動用モー
タとして定格電圧が３Ｖのモータを使用することが可能
である。このモータを使用することにより、使用電力を
低下させることができ、また小型のモータを使用してフ
ロッピディスク装置の小型化と薄型化を実現できるよう
になる。図３から、ある程度の省電力化を実現するため
には、実施例２程度まで摺接面の面積を小さくすること
が必要であり、よって摺接面の面積の上限値は４ｍｍ²
が好ましい。実施例１のように３Ｖ定格のモータを使用
できる程度まで起動トルクを下げるためには、摺接面の
面積の上限を３ｍｍ²とすることがさらに好ましい。

【００３１】また摺接面の全面積を小さくすれば小さく
するほど起動トルクが低下するが、あまりにも小さすぎ
ると、図７に示す上下の磁気ヘッドの摺接面Ｓ１とＳ２
どうしの当接状態が不安定になるおそれがある。そのた
め摺接面の面積の下限値は２ｍｍ²が好ましい。すなわ
ち摺接面の全面積は２ｍｍ²以上で４ｍｍ²以下が好まし
く、さらに好ましい範囲は２ｍｍ²以上で３ｍｍ²以下で
ある。ただし摺接面の面積が上記の範囲内であっても、
個々の摺接面が細長い形状であると、図７に示す上下の
磁気ヘッドの摺接面どうしがうまく当たらなくなり、磁
気ギャップとディスクとの接触が不安定になる。そこ
で、個々の摺接面Ｓ１とＳ２の形状すなわち個々の摺接
面の長辺と短辺の寸法比の好ましい範囲について検討す
る。

【００３２】前記実施例１と実施例２の各試料をフロッ
ピディスク装置に搭載してディスクを回転させたとき
に、いずれの場合も、磁気ヘッドとディスクの接触状態
が安定していることを確認した。ここで実施例の各試料
について摺接面の長辺と短辺の寸法比が最大のものと最
小のものを探すと、まず実施例２の試料Ｎｏ．２の摺接
面Ｓ１の（Ｌ／Ｂ１）が最大の３．４５である。また実
施例１の試料Ｎｏ．３の摺接面Ｓ２の（Ｌ／Ｂ2）が最
少の１．９１である。したがって摺接面の（長辺／短
辺）の寸法比の最大値は３．５以下が適当であることが
解る。また最小値であるが、最も安定した形状の摺接面
は正方形すなわち前記寸法比が１の場合である。よって
摺接面の（長辺／短辺）の寸法比の好ましい範囲は１以
上で３．５以下である。

【００３３】なお、上記実施例では、スライダに摺接面
がＳ１とＳ２で示す２面設けられているものについて述
べたが、図４に示すように、磁気ギャップＧ１とＧ２を
含む摺接面Ｓが１面だけ形成された磁気ヘッドＨ２であ
っても同じである。すなわち、この場合においても摺接
面Ｓの面積は２ｍｍ²以上で４ｍｍ²以下であることが好
ましく、また（Ｌ／Ｂ）の好ましい範囲は１以上で３．
５以下である。または、スライダの摺動面が３面以上設
けられていても同じである。

【００３４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明では、
磁気記録媒体との摺接面の全面積を適切な範囲に選ぶこ
とにより、起動トルクを従来よりも２０％程度低下させ
ることができ、起動トルクによる電力消費を低下させる
ことができるようになる。

【００３５】請求項２記載の発明では、摺接面の長辺と
短辺の寸法比を設定することにより、磁気ヘッドと磁気
記録媒体との接触状態を安定させることができる。

【００３６】請求項３記載の発明では、磁気ヘッドのス
ライダ全体の寸法を小さくすることなく、摺接面の面積
を前記の最適な範囲に設定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による磁気ヘッドの形状を示す
斜視図、

【図２】図１に示す磁気ヘッドの平面図、

【図３】摺接面の面積と起動トルクとの関係を示す線
図、

【図４】他の実施例の磁気ヘッドを示す平面図、

【図５】従来の磁気ヘッドを示す斜視図、

【図６】従来のフロッピディスク装置のヘッド支持機構
を示す断面図、

【図７】図６の一部分を示す拡大図、

【符号の説明】

１スライダ２ジンバル３，４スライダ半体５ａ，５ｂ記録再生用コア６ａ，６ｂ消去用コア７コイルＳ１，Ｓ２摺接面ＤディスクＧ１記録再生用磁気ギャップＧ２消去用磁気ギャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ギャップを形成するコアとこのコア
を挟むスライダとを有し、磁気記録媒体と摺接する摺接
面が少なくとも１面形成されている磁気ヘッドにおい
て、前記摺接面の全面積が２ｍｍ²以上で４ｍｍ²以下で
あることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】少なくとも１面設けられた前記摺接面の
個々の平面形状は、その長辺寸法を短辺寸法で除算した
値が１以上で３．５以下である請求項１記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項３】摺接面の長辺および短辺の寸法は、共に
スライダの長さおよび幅寸法よりも小さくなっており、
摺接面はその全周が段差に囲まれて隆起形成されている
請求項１または２記載の磁気ヘッド。