JP2533982Y2 - 浮動ヘッドロードアンロード機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、磁気ディスク装置に用
いられる浮動ヘッドスライダのロードアンロード機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、磁気ヘッ
ドをその一端面に搭載した浮動ヘッドスライダが用いら
れている。浮動ヘッドスライダは、ディスクの高速回転
によって生じる高速な空気流の力学的効果によってディ
スク上を浮揚し、僅かな磁気ヘッドと記録媒体との間隔
を保ちながら記録再生を行う。浮動ヘッドスライダをデ
ィスクの表面突起やうねりに対して、常にそのスペーシ
ングを一定に保ちながら追従動作させるためのジンバル
スプリングによって、ピッチ，ロールおよびディスク面
垂直の各方向に運動自在に保持されると同時に、浮動ヘ
ッドスライダの浮揚量を制御し、かつ、任意の記録トラ
ック上に磁気ヘッドを移動させるためのヘッド支持を行
うロードスプリングがジンバルスプリングに付加され
る。

【０００３】一方、現在の磁気ディスク装置において
は、その起動停止方式として、ディスクの回転停止時に
は、浮動ヘッドスライダとディスクが接触して設置さ
れ、ディスクの回転を起動し、回転数上昇と共に浮動ヘ
ッドスライダを浮揚させて通常のオペレーションを行
い、ディスクの停止時に、ディスク回転数が下がること
によってまた浮動ヘッドスライダをディスク上にランデ
ィングさせる、いわゆるコンタクトスタートストップ
（ＣＳＳ）方式がその主流である。ＣＳＳ方式では、浮
動ヘッドスライダとディスク表面は接触，低速摺動，離
反，低速摺動，接触の各段階を経て運転され、そのため
摩擦や摩耗の問題が発生することがあり、場合によって
はその摩擦摩耗が原因となってヘッドクラッシュが起こ
ることもある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ＣＳＳ方式には、機構
の構成が簡単ですむという特長があるが、次のような問
題点を有する。

【０００５】すなわち、その第一は、ＣＳＳ時に不可避
的に発生する接触摺動の問題である。ディスクの回転数
が一定速以上に到達すれば、浮動ヘッドスライダには十
分な浮揚力が発生するため、浮動ヘッドスライダとディ
スク表面は非接触に保たれる。ディスクの回転開始時の
直後には、浮動ヘッドスライダに働く浮揚力は小さく、
そのため、浮動ヘッドスライダとディスクとは接触しつ
つ摺動する状態が発生する。このような接触摺動は、デ
ィスクの停止時にも発生し、この場合には、浮動ヘッド
スライダは流体潤滑状態から接触摺動状態へと遷移す
る。

【０００６】通常、浮動ヘッドスライダはセラミック等
の極めて硬度の高い材料を用いて作られている。それに
対し、ディスクは、磁気記録層を保護するためのカーボ
ン等で形成された保護膜や浮動ヘッドスライダとの接触
摺動時にその摩擦抵抗を減じて摩耗を抑制するための潤
滑剤が表面に設けられている。磁気記録の特性上、それ
らは薄膜で形成されることから、その硬度は浮動ヘッド
スライダに比して小さくなる。それ故、接触摺動時には
摩擦摩耗の問題があり、このとき生じる微細な摩擦摩耗
粉は、場合によっては安定な浮動ヘッドスライダの運動
を阻害し、ヘッドクラッシュに至ることも考えられる。

【０００７】また、第二の問題は、今後とも益々低浮揚
化が要求される浮動ヘッドスライダのスライダ潤滑面の
仕上げ精度は、極めて平滑なことが要求され、同時に、
ディスク表面も浮動ヘッドスライダの低浮揚量を阻害し
ない、高い平面性が要求されることによって、ディスク
停止時に浮動ヘッドスライダとディスクが吸着する恐れ
があることである。一旦、吸着が起きると、摩擦力は急
激に増大しディスクの起動が困難となる。

【０００８】従って、以上の問題を回避するためには、
浮動ヘッドスライダとディスクの表面が、常に非接触で
動作する、ディスク装置の起動停止方式が必要である。
それには、何らかの機構系によってもたらされる力によ
って、浮動ヘッドスライダ支持体に搭載される浮動ヘッ
ドスライダを、磁気ディスク媒体表面に接近させる過程
を経るローディングと、浮動ヘッドスライダを磁気ディ
スク媒体表面から離反させるためのアンローディングが
必要となる。

【０００９】本考案の目的は、このような欠点を除去
し、浮動ヘッドと磁気ディスク媒体との完全な非接触起
動停止を実現するダイナミックロードアンロードを可能
とする浮動ヘッドロードアンロード機構を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、浮動ヘッドス
ライダと、この浮動ヘッドスライダを支える舌状の板ば
ねから成るジンバルスプリングと、このジンバルスプリ
ングをその一端に接合し、同時に前記浮動ヘッドスライ
ダに適切な加重を付加せしめる板ばね状のロードスプリ
ングよりなる浮動ヘッドスライダ支持体と、前記浮動ヘ
ッドスライダ支持体を保持し、前記ロードスプリングと
接触摺動する浮動ヘッド保持機構を有し、ポジショナア
クチュエータによる前記浮動ヘッドスライダ支持体の移
動運動によって前記浮動ヘッドスライダ支持体のロード
スプリングを前記浮動ヘッド保持機構と接触しつつすべ
らせることで、前記浮動ヘッドスライダを磁気ディスク
媒体面上にローディングまたはアンローディングする浮
動ヘッドロードアンロード機構であって、ローディング
またはアンローディング動作のときに、前記浮動ヘッド
保持機構における前記ロードスプリングと接触摺動する
点の軌跡でおおよそ切断した場合の前記浮動ヘッド保持
機構の切断面の接触摺動点軌跡のプロファイルが、周波
数領域でほぼ単一周波数と見なされる正弦波の時間軸上
に展開した部分関数として形成されていることを特徴と
している。

【００１１】

【作用】本考案は、図１に示されるように、浮動ヘッド
スライダ支持体に含まれるロードスプリング２と接触摺
動し、ロードアンロード動作時に浮動ヘッドスライダ支
持体を支える浮動ヘッド保持機構１０を有し、回転型ア
クチュエータによって浮動ヘッドスライダ支持体は浮動
ヘッド保持機構上をすべることで、ロードアンロード動
作を実現し、浮動ヘッド保持機構１０のロードスプリン
グ２と接触する点のロードアンロード時の軌跡を含む浮
動ヘッド保持機構の断面における接触部のプロファイル
を、時間軸上に展開した正弦波状の曲線で成形してあ
る。

【００１２】これにより、本考案は、浮動ヘッドと磁気
ディスク媒体との完全な非接触起動停止を実現するダイ
ナミックロードアンロードを可能とする。

【００１３】

【実施例】次に、本考案の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００１４】図１は、本考案に係わる浮動ヘッドロード
アンロード機構の一実施例を示す平面図である。

【００１５】図１は一般的なランプロード方式と呼ばれ
る浮動ヘッドのロードアンロード機構の構成を示すもの
で、詳しい動作原理については省略するが、ジンバルス
プリング１，ロードスプリング２，そして浮動ヘッドス
ライダ３よりなる浮動ヘッドスライダ支持体が回転軸７
を回転中心として、ポジショナアクチュエータ８によっ
て磁気ディスク媒体９の表面と平行平面内で回転移動す
ることで、十分に浮動ヘッドスライダ支持体が磁気ディ
スク媒体９の外周トラックへ移動した際に、ロードスプ
リング２が浮動ヘッド保持機構１０と接触摺動しつつ持
ち上がることによって、浮動ヘッドスライダ３のアンロ
ーディング動作を行い、全くそれと逆の過程でローディ
ング動作を行うものである。

【００１６】図２は図１に示した鎖線Ｌで切断した浮動
ヘッド保持機構の断面と、ロードアンロード動作を実行
中の浮動ヘッドスライダ支持体に含まれるロードスプリ
ング２の断面を表示したものである。ここで、図１中の
鎖線は、浮動ヘッド保持機構１０と接触摺動するロード
スプリング２の接触点軌跡を示している。図２におい
て、浮動ヘッドスライダ支持体を構成するロードスプリ
ング２が図中のＹ方向に移動し、かつ、ロードスプリン
グ２の一点Ｐが浮動ヘッド保持機構１０のロードスプリ
ング２との接触面Ｓと接触摺動しつつ移動するとき、ロ
ードスプリング２、そして図示せぬがロードスプリング
２に接合されるジンバルスプリング１を介して、浮動ヘ
ッドスライダ３にはＺ方向の速度が発生する。この動作
において発生する速度がローディング速度と定義され、
以上の説明と全く逆方向の動作によって、アンローディ
ングはなされる。

【００１７】図３は、従来例の構成による図２と対応す
る浮動ヘッドロードアンロード機構の構成を説明する図
である。図３では、浮動ヘッド保持機構１０のロードス
プリング２と接触摺動する部分Ｑのプロファイル形状が
図２と異なるが、その動作については図２のものと同一
である。

【００１８】ここで、ロードアンロード機構としてのヘ
ッド媒体インターフェースの信頼性の面からロードアン
ロード動作を考察すると、その動作パラメータたるロー
ディング速度またはアンローディング速度は信頼性に大
きく影響する。すなわち、ローディング速度が大きくな
ることは、ローディング過程での浮動ヘッドスライダと
磁気ディスク媒体との接触の可能性を増大させる。

【００１９】このような観点からみて、図２の本考案の
浮動ヘッドロードアンロード機構のローディング動作と
図３の従来方式とを比較した場合、その動作モードは図
４のようになる。すなわち、図３の浮動ヘッド保持機構
１０の傾斜面Ｑのように、一定の傾きの平面をロードス
プリング２がすべる場合には、図４のｍのような加速度
プロファイルが発生する。図２の浮動ヘッド保持機構１
０の傾斜面Ｓのように、正弦波の一部形状を実現したプ
ロファイルを持つ斜面をロードスプリング２がすべる場
合には、その加速度は図４のｎのようになる。

【００２０】先にも説明したように、ロードアンロード
時のヘッド媒体インターフェースの信頼性確保の面から
は、ローディングおよびアンローディングの速度、とり
わけ媒体垂直方向の動作成分をほぼ一定の条件で動作さ
せることが肝要である。もし、浮動ヘッドスライダとそ
れを支えるジンバルスプリングおよびロードスプリング
のばね系からなるシステムが十分剛な構造であるなら
ば、図２や図３に示されるように、ロードスプリング２
の運動を浮動ヘッド保持機構１０によって形状制御する
ことで、ロードスプリング２と浮動ヘッドスライダ３の
速度が完全に対応し、浮動ヘッドスライダ３の速度は容
易に制御可能である。しかし、浮動ヘッドスライダとば
ね系からなる構造系は、比較的柔な構造であるため、数
十から数百ヘルツに一次共振をもつ振動系を構成する。
それゆえ、たとえ浮動ヘッド保持機構によって、それと
接触摺動するロードスプリングを速度制御したとして
も、場合によっては、浮動ヘッドスライダには、大きな
振動が発生し、その結果、ローディングまたはアンロー
ディングの速度が大きく変動して、ヘッド媒体インター
フェースの信頼性を大きく損ねることになる。

【００２１】このような構造力学上の面から、先の図４
を考察すると、従来のプロファイルｍのような運動制御
の場合には、周波数的には極めて広い範囲にわたるた
め、先のような浮動ヘッドスライダとばね系からなる振
動が容易に励起される。それゆえ、不可避的な製造上の
ばらつきによって、浮動ヘッドスライダのローディング
速度またはアンローディング速度は大きく変動し、場合
によっては、ローディングまたはアンローディング中
に、浮動ヘッドスライダ動作が不安定となって、浮動ヘ
ッドスライダと磁気ディスク媒体との接触に起因するヘ
ッドクラッシュに至ることも予想される。それに対し、
図４のプロファイルｎは基本的に単一周波数成分しかも
たず、そのため、このようなプロファイルに従う運動で
は、浮動ヘッドスライダとばねからなる系の一次共振と
その周波数が一致しない限り、振動を励起することはな
い。したがって、このプロファイルを系の一次共振（ば
らつきを考慮しても）から離れて設定することで、ロー
ドスプリング２の速度と浮動ヘッドスライダの速度は対
応し、容易に浮動ヘッドスライダのローディングまたは
アンローディング時の速度制御ができ、それゆえ、常に
安定したロードアンロードが実現できる。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の浮動ヘッ
ドロードアンロード機構を用いることによって、浮動ヘ
ッドスライダ支持体の製造上のばらつきに影響されるこ
とは極めて少なく、ＣＳＳに係わる浮動ヘッドスライダ
と磁気ディスク媒体間の摩擦摩耗、吸着の問題を回避す
ることができ、従って、磁気ディスク装置における雰囲
気中の塵埃の発生を最小に抑制し、ヘッドクラッシュの
危険性を大幅に減じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる浮動ヘッドロードアンロード機
構の一実施例を示す平面図である。

【図２】本考案の実施例の動作を詳細に説明する部分断
面図である。

【図３】従来例の動作を説明する部分断面図である。

【図４】本考案の実施例と従来例の動作を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ ジンバルスプリング ２ ロードスプリング ３ 浮動ヘッドスライダ ７ 回転軸 ８ ポジショナアクチュエータ ９ 磁気ディスク媒体 １０ 浮動ヘッド保持機構

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】浮動ヘッドスライダと、この浮動ヘッドス
   ライダを支える舌状の板ばねから成るジンバルスプリン
   グと、このジンバルスプリングをその一端に接合し、同
   時に前記浮動ヘッドスライダに適切な加重を付加せしめ
   る板ばね状のロードスプリングよりなる浮動ヘッドスラ
   イダ支持体と、前記浮動ヘッドスライダ支持体を保持
   し、前記ロードスプリングと接触摺動する浮動ヘッド保
   持機構を有し、ポジショナアクチュエータによる前記浮
   動ヘッドスライダ支持体の移動運動によって前記浮動ヘ
   ッドスライダ支持体のロードスプリングを前記浮動ヘッ
   ド保持機構と接触しつつすべらせることで、前記浮動ヘ
   ッドスライダを磁気ディスク媒体面上にローディングま
   たはアンローディングする浮動ヘッドロードアンロード
   機構であって、ローディングまたはアンローディング動
   作のときに、前記浮動ヘッド保持機構における前記ロー
   ドスプリングと接触摺動する点の軌跡でおおよそ切断し
   た場合の前記浮動ヘッド保持機構の切断面の接触摺動点
   軌跡のプロファイルが、周波数領域でほぼ単一周波数と
   見なされる正弦波の時間軸上に展開した部分関数として
   形成されていることを特徴とする浮動ヘッドロードアン
   ロード機構。