JPH1083644A

JPH1083644A - 浮上型磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH1083644A
Application number: JP23884796A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nagata; 敬二永田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドスライダー１の空気ベアリング面Ｓに
一対のサイドレール６、６とクロスレール５が形成され
ている浮上型磁気ヘッドにおいて、空気ベアリング面に
対する塵埃の付着を抑制すると共に、安定した浮上特性
を得る。【解決手段】ヘッドスライダー１の空気流入側の端面
Ｔに、空気ベアリング面Ｓと交叉すると共に、空気の流
れに対し後退角θを有して空気流出端側へ拡開する一対
のサイド斜面７、７が凹設されている。ここで、両サイ
ド斜面７、７が空気流入側の端面Ｔと交叉して形成され
る一対のエッジＥ、Ｅは、一対のサイドレール６、６の
上流領域よりも内側に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブ装置等に装備される浮上型磁気ヘッドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ハードディスクドライブ装置に
おいては、図１７に示す如く高速回転するディスク(11)
の信号記録面に対し、揺動アーム(13)の先端部に取り付
けられた磁気ヘッド(12)が浮上状態を保ちながら、信号
の記録及び再生が行なわれる。斯種浮上型磁気ヘッド(1
2)として、図１４に示す如き負圧式の磁気ヘッドが提案
されている(特公昭56-52380〔G11B17/32〕)。該磁気ヘ
ッドにおいて、ヘッド素子(２)及び複数のパッド(３)が
形成されたヘッドスライダー(14)には、ディスクとの対
向面に、適当な大きさの浮上力を発生させるべき空気ベ
アリング面Ｓが形成されている。

【０００３】即ち、空気ベアリング面Ｓには、空気流入
端側に斜面(15)が形成されると共に、空気の流れ方向に
沿って互いに平行に伸びる一対のサイドレール(17)(17)
と、両サイドレール(17)(17)を空気流入側の端部にて互
いに連結するクロスレール(16)が形成されている。これ
によって、両サイドレール(17)(17)間には、中央凹部(1
8)が形成されることになる。従って、ディスク面と斜面
(15)の間へ流入した空気は、クロスレール(16)を通過し
た後、サイドレール(17)(17)及び中央凹部(18)に沿って
流れる。これによって、サイドレール(17)(17)は正圧領
域となり、中央凹部(18)は負圧領域となる。この結果、
磁気ヘッドは、前記揺動アーム(13)による弾性押圧力
と、ヘッドスライダー(14)のサイドレール(17)(17)に作
用する正圧と、ヘッドスライダー(14)の中央凹部(９)に
作用する負圧とがバランスした浮上位置に保持されるこ
とになる(図１５参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハードディ
スクドライブ装置においては、図１７に示す様に、アー
ム(13)の揺動によって、磁気ヘッド(12)がディスク内周
側の移動端Ｐｉとディスク外周側の移動端Ｐｏの間を往
復移動する際、磁気ヘッド(12)の姿勢がディスク周方向
と為す角度、即ちスキュー角θが変動することになる。
又、ディスク(11)は一定角速度で回転するので、ディス
ク(11)に対する磁気ヘッド(12)の相対速度は、磁気ヘッ
ド(12)がディスク内周側の移動端Ｐｉからディスク外周
側の移動端Ｐｏへ移動するにつれて増大することにな
る。

【０００５】図１６(ａ)は、スキュー角Ｓｋｅｗ(ｄｅ
ｇ)をパラメータとして、磁気ヘッドの相対速度Ｓｐｅ
ｅｄ(ｍ／ｓ)と浮上量ＦＨ(ｎｍ)の関係を表わしたもの
である。ここでスキュー角Ｓｋｅｗは、図１７において
磁気ヘッド(12)の姿勢がディスク周方向と一致したとき
を零として、揺動アーム(13)が時計方向に回動した場合
を正、反時計方向に回動した場合を負としている。又、
浮上量ＦＨは、図１５に示す如くヘッドスライダー(14)
のディスク(11)表面からの浮上距離を表わしている。図
１６(ａ)から明らかな様に、相対速度Ｓｐｅｅｄの上昇
につれて浮上量ＦＨは増大する。図１６(ｂ)は、磁気ヘ
ッドのディスクとの相対速度Ｓｐｅｅｄをパラメータと
して、スキュー角Ｓｋｅｗと浮上量ＦＨの関係を表わし
たものであって、スキュー角が零を中心として変動する
と、浮上量は大きく変化している。

【０００６】この様に、従来の浮上型磁気ヘッドにおい
ては、磁気ヘッドのスキュー角や相対速度の変動に伴っ
て、浮上量が大きく変化することになり、特に高密度記
録を行なうハードディスクドライブ装置においては、信
号の記録再生感度が著しく変化する問題を生じる。

【０００７】又、従来の浮上型磁気ヘッドにおいては、
図４に示す如く、中央凹部(18)に生じる負圧によって、
ヘッドスライダー(14)の外側を流れる空気が中央凹部(1
8)側へ吸引されるため、空気ベアリング面に沿って流れ
る空気の流線は、図中に矢印で示す如く上流側から下流
側へ向けて集束することとなる。従って、ヘッドスライ
ダー(14)の斜面(15)を経て流入してくる空気中の塵埃
が、ディスク面とサイドレール(17)(17)の間の隙間に侵
入するだけでなく、ヘッドスライダー(１)の外側から吸
引された空気中の塵埃(９)も前記隙間へ侵入して、空気
ベアリング面に付着する虞れがあった。この様に空気ベ
アリング面に塵埃(９)が付着すると、該塵埃(９)がディ
スクの信号面と接触して、信号の記録、再生に支障を来
たす問題がある。

【０００８】本発明の目的は、空気ベアリング面に対す
る塵埃の付着を抑制すると共に、安定した浮上特性を得
ることが出来る浮上型磁気ヘッドを提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る浮上型磁気ヘ
ッドは、円板状の記録媒体に対向すべき空気ベアリング
面Ｓを有するヘッドスライダー(１)にヘッド素子(２)を
形成してなり、空気ベアリング面Ｓには、一対のサイド
レール(６)(６)が空気の流れ方向に延在させて形成され
ると共に、両サイドレール(６)(６)を空気流入側の端部
にて互いに連結するクロスレール(５)が形成されてい
る。又、ヘッドスライダー(１)の空気流入側の端面Ｔに
は、空気ベアリング面Ｓと交叉すると共に、空気の流れ
に対し後退角θを有して空気流出端側へ拡開する一対の
サイド斜面(７)(７)が凹設されている。

【００１０】上記浮上型磁気ヘッドにおいて、ヘッドス
ライダー(１)の空気ベアリング面へ流入することとなる
空気は、先ず一対のサイド斜面(７)(７)に当たり、該サ
イド斜面に沿って流れる。その過程で、一部の空気はサ
イドレール(６)(６)の表面へ流れ込み、残りの空気はそ
のままサイド斜面(７)からヘッドスライダー(１)の外側
へ流出することになる(図３参照)。従って、流入空気に
含まれる塵埃は、少なくともその一部が空気の流れに乗
って、ヘッドスライダー(１)の外側へ排出されることに
なる。

【００１１】又、上記の如くヘッドスライダー(１)の空
気ベアリング面に沿って形成される流線分布が、空気ベ
アリング面の中央部に集束した従来の分布から、少なく
とも上流側で拡散した分布に変化する結果、磁気ヘッド
の記録媒体に対する相対速度やスキュー角の変動による
浮上量の変化が減少し、浮上特性が改善される。この点
については、後述する計算機シミュレーションによって
実証されている。

【００１２】具体的構成において、両サイド斜面(７)
(７)が空気流入側の端面Ｔと交叉して形成される一対の
エッジＥ、Ｅは、一対のサイドレール(６)(６)の上流領
域よりも内側に設けられている。これによって、両サイ
ドレール(６)(６)へ向けて流れ込む空気の全てをサイド
斜面(７)(７)に沿わせて流し、より多くの空気をヘッド
スライダー(１)の外側へ流出させることが出来る。この
結果、塵埃の付着がより効果的に抑制される。

【００１３】又、具体的には、後退角θは３０°〜６０
°の範囲内に設定され、最も好ましくは４５°に設定さ
れる。これによって、浮上特性が更に改善される。この
点についても、後述する計算機シミュレーションによっ
て実証されている。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る浮上型磁気ヘッドによれ
ば、空気ベアリング面に対する塵埃の付着を効果的に抑
制することが出来ると共に、安定した浮上特性を得るこ
とが出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る浮上
型磁気ヘッドは、図１及び図２に示すヘッドスライダー
(１)を具えている。該ヘッドスライダー(１)は、空気ベ
アリング面Ｓに、一対のサイドレール(６)(６)と、両サ
イドレール(６)(６)を空気流入側の端部にて互いに連結
するクロスレール(５)とを具え、これによって、両サイ
ドレール(６)(６)間に、負圧領域となる中央凹部(８)が
形成されている。又、クロスレール(５)には、空気流入
側の端部に、空気を導入するためのフロント斜面(４)が
形成されている。

【００１６】更にヘッドスライダー(１)の空気流入側の
端面Ｔには、空気ベアリング面Ｓと直交すると共に、空
気の流れに対し一定の後退角θを有して空気流出端側へ
拡開する一対のサイド斜面(７)(７)が凹設されている。
ここで、両サイド斜面(７)(７)が空気流入側の端面Ｔと
交叉して形成される一対のエッジＥ、Ｅは、一対のサイ
ドレール(６)(６)の上流領域よりも内側に設けられてい
る。又、前記後退角θは３０°〜６０°の範囲、最も好
ましくは４５°に設定されている。

【００１７】上記浮上型磁気ヘッドにおいては、図３に
空気ベアリング面上の流線分布を示す様に、ヘッドスラ
イダー(１)の空気ベアリング面へ流入することとなる空
気は、先ず一対のサイド斜面(７)(７)に当たり、該サイ
ド斜面に沿って流れる。その過程で、一部の空気はサイ
ドレール(６)(６)の表面へ流れ込み、残りの空気はその
ままサイド斜面(７)からヘッドスライダー(１)の外側へ
流出することになる。従って、流入空気に含まれる塵埃
は、少なくともその一部が空気の流れに乗って、ヘッド
スライダー(１)の外側へ排出されることになる。

【００１８】図５及び図６は、上記本発明の浮上型磁気
ヘッドの浮上特性についての効果を確認するために行な
った計算機シミュレーションのヘッドスライダーモデル
を表わしている。ヘッドスライダー(１)の空気流れ方向
に沿う長さＡは２.０３２ｍｍ、ディスク半径方向の幅
Ｂは１.６ｍｍ、ディスク回転中からヘッドスライダー
(１)の中心までの半径距離Ｒは２２.８６ｍｍである。
ディスク回転数は５４００ｒｐｍである。又、ディスク
信号面に対する磁気ヘッドの押圧力は３.５ｇである。

【００１９】計算機シミュレーションにおいては、図５
に示す如く、サイド斜面(７)の後退角θを４５°に保っ
たまま、サイド斜面(７)の深さをピッチａ(０.１ｍｍ)
で５種類に変化させた５つのモデル、、、、
と、図６に示す如くサイド斜面(７)の後退角を図中の距
離ｂ(０.３ｍｍ)及びｃ(０.１ｍｍ)で規定される５種類
に変化させた５つのモデル′、′、′、′、
′の夫々について、後述する条件で浮上量ＦＨを算出
した。又、ヘッドスライダーにサイド斜面が形成されて
いない従来のモデルについても同様に浮上量ＦＨを算出
した。尚、計算機シミュレーションは、レイノルズ方程
式を基礎とする周知の手法(例えば日本機会学会論文集
(Ｃ編)53巻４８７号(昭和62-3)「ボルツマン方程式に基
づく薄膜気体潤滑特性の解析」)を用いて行なうことが
出来る。

【００２０】図７〜図１２のグラフは上記計算機シミュ
レーションの結果を表わしており、この中で図７〜図９
は、横軸にサイド斜面(７)の深さCORNER45(ｍｍ)、縦軸
に浮上量ＦＨ(ｎｍ)をとり、スキュー角ｓｋｅｗ(ｄｅ
ｇ)をパラメータとして、図５に示す各モデルの浮上特
性を表わしたものであり、図７は相対速度を７.２(ｍ／
ｓｅｃ)、図８は相対速度を１４.４(ｍ／ｓｅｃ)、図９
は相対速度を２１.５(ｍ／ｓｅｃ)に設定した場合であ
る。

【００２１】図７〜図９のグラフから明らかな様に、何
れの相対速度においても、サイド斜面の深さCORNER45が
増大するにつれて浮上量ＦＨは減少しているが、スキュ
ー角ｓｋｅｗの変動に伴う浮上量ＦＨの変化幅は小さく
なっており、サイド斜面の深さが大きい程、安定した浮
上特性が得られることがわかる。特に、サイド斜面の深
さが０.３ｍｍを越えて、図１及び図２の如くサイド斜
面(７)(７)の前方のエッジＥ、Ｅがサイドレール(６)
(６)の上流領域よりも内側に移動すると、図７〜図９の
如くスキュー角ｓｋｅｗの変動に伴う浮上量ＦＨの変化
幅は急激に減少し、実用上差し支えのない浮上特性が得
られる。又、これらのグラフの比較から、サイド斜面の
深さが増大するにつれて、相対速度の変動に対する浮上
量の変化も小さくなることがわかる。

【００２２】一方、図１０〜図１２は、横軸に後退角CO
RNER ANGLE(ｄｅｇ)、縦軸に浮上量ＦＨ(ｎｍ)をとり、
スキュー角ｓｋｅｗ(ｄｅｇ)をパラメータとして、図６
に示す各モデルの浮上特性を表わしたものであり、図１
０は相対速度を７.２(ｍ／ｓｅｃ)、図１１は相対速度
を１４.４(ｍ／ｓｅｃ)、図１２は相対速度を２１.５
(ｍ／ｓｅｃ)に設定した場合である。これらのグラフか
ら明らかな様に、何れの相対速度においても、後退角CO
RNERANGLEが３０°〜６０°の範囲において、スキュー
角ｓｋｅｗの変動に伴う浮上量ＦＨの変化幅は小さくな
っており、更に後退角CORNER ANGLEが４５°において浮
上量ＦＨの変化幅は最小となり、最も安定した浮上特性
が得られることがわかる。

【００２３】上述の如く本発明に係る浮上型磁気ヘッド
によれば、ヘッドスライダー(１)に一対のサイド斜面
(７)(７)を形成することによって、空気ベアリング面に
対する塵埃の付着を効果的に抑制することが出来ると共
に、安定した浮上特性を得ることが出来る。

【００２４】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。例えば、ヘッドスライダー(１)
の各サイドレール(６)は図１の如く一定幅を有するもの
に限らず、図１３に示す如く中央部がくびれたサイドレ
ール(61)に形成することも可能であり、この場合、各サ
イドレール(61)は、上流側から下流側へ向けて幅が縮小
する上流レール部(62)と、上流側から下流側へ向けて幅
が拡大する下流レール部(63)とから構成され、両サイド
レール(61)(61)の内側には中央凹部(８)、外側には一対
の側凹部(81)(81)が形成される。又、サイド斜面(７)は
平面に限らず、曲面に形成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る浮上型磁気ヘッドの斜視図であ
る。

【図２】該浮上型磁気ヘッドの平面図である。

【図３】該浮上型磁気ヘッドの空気ベアリング面におけ
る空気の流れを表わす図である。

【図４】従来の浮上型磁気ヘッドの空気ベアリング面に
おける空気の流れを表わす図である。

【図５】計算機シミュレーションに用いたヘッドスライ
ダーモデルを表わす平面図である。

【図６】他のヘッドスライダーモデルを表わす平面図で
ある。

【図７】サイド斜面の深さに対する浮上量の変化を表わ
すグラフである。

【図８】他の相対速度における同上のグラフである。

【図９】更に他の相対速度における同上のグラフであ
る。

【図１０】サイド斜面の後退角に対する浮上量の変化を
表わすグラフである。

【図１１】他の相対速度における同上のグラフである。

【図１２】更に他の相対速度における同上のグラフであ
る。

【図１３】本発明の他の実施例を表わすヘッドスライダ
ーの平面図である。

【図１４】従来の浮上型磁気ヘッドの斜視図である。

【図１５】ヘッドスライダーの浮上量について説明する
図である。

【図１６】従来のヘッドスライダーの浮上特性を表わす
グラフである。

【図１７】ハードディスクドライブ装置の要部を表わす
平面図である。

【符号の説明】

(１) ヘッドスライダー (２) ヘッド素子 (３) パッド (４) フロント斜面 (５) クロスレール (６) サイドレール (７) サイド斜面 (８) 中央凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の記録媒体に対向すべき空気ベア
リング面Ｓを有するヘッドスライダー(１)にヘッド素子
(２)を形成してなり、空気ベアリング面Ｓには、一対の
サイドレール(６)(６)が空気の流れ方向に延在させて形
成されると共に、両サイドレール(６)(６)を空気流入側
の端部にて互いに連結するクロスレール(５)が形成され
ている浮上型磁気ヘッドにおいて、ヘッドスライダー
(１)の空気流入側の端面Ｔには、空気ベアリング面Ｓと
交叉すると共に、空気の流れに対し後退角θを有して空
気流出端側へ拡開する一対のサイド斜面(７)(７)が凹設
されていることを特徴とする浮上型磁気ヘッド。
【請求項２】両サイド斜面(７)(７)が空気流入側の端
面Ｔと交叉して形成される一対のエッジＥ、Ｅは、一対
のサイドレール(６)(６)の上流領域よりも内側に設けら
れている請求項１に記載の浮上型磁気ヘッド。
【請求項３】後退角θは３０°〜６０°の範囲内であ
る請求項１又は請求項２に記載の浮上型磁気ヘッド。
【請求項４】後退角θは４５°である請求項３に記載
の浮上型磁気ヘッド。