浮動塊及磁碟裝置的製作方法
2023-09-23 10:55:55
專利名稱:浮動塊及磁碟裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及浮動塊及磁碟裝置，特別是涉及通過在空氣潤滑面和磁碟介質之間的空氣流而浮在磁碟介質上的浮動塊、及使用該浮動塊的磁碟裝置。
背景技術：
近年，磁碟裝置的數據記錄密度的顯著提高，據稱該記錄密度的增加為年增長率150％。由於這種顯著的數據記錄密度的增加，磁碟裝置的數據記錄容量飛躍地提高。數據記錄容量的增加促進磁碟裝置的小型化，如代替在日本特開平8-249127號公報上被公開的照相機、傳真機、行動電話、數據機、傳呼機、手動計算裝置、印表機、複印機等的各種各樣的電子裝置的半導體存儲器的性能價格比高的產品變得實用起來。
今天的磁碟裝置為了得到快的存取速度具有類似錄音機的拾音器的旋轉型促動器。在該促動器臂的前端安裝著浮動塊。該浮動塊面對磁碟介質的面為空氣潤滑面，浮動塊將伴隨磁碟介質的旋轉發生的空氣流引入空氣潤滑面和磁碟介質表面之間，因而浮在磁碟介質上。即，浮動塊在與磁碟介質的記憶面之間形成·維持自身加壓式的空氣潤滑膜。因此，浮動塊相對於磁碟介質表面的浮動高度、即磁碟介質表面與浮動塊的距離是該空氣潤滑膜的高度。而且，通過該膜，在磁碟介質旋轉中浮動塊與磁碟介質不容易產生機械的接觸，抑制摩擦及磨損。
該浮動塊內藏著在磁碟介質上填寫數據、或從磁碟介質讀取數據的磁頭。一般的，磁頭配設在浮動塊的面對磁碟介質的空氣潤滑面的空氣流出端附近。
還有，如前所述通過使用旋轉型促動器，浮動塊與磁碟介質的滑動及浮動塊下的空氣流已經不只是一個方向，相對於浮動塊的縱軸(通過浮動塊的中心、在浮動塊或者促動器的長度方向上的假想軸)具有各種各樣的角度。再有，由於存取中的促動器高速的探索動作成為浮動塊和磁碟介質之間的滑動方向以及在浮動塊下流動的空氣流的方向相對於縱軸傾斜的原因，在近年的具有旋轉型促動器的磁碟裝置中，滑動方向已經不考慮浮動塊從前方向後方的縱軸方向、或者從該方向僅略微偏離程度的方向。
在此，對於浮動塊的縱軸磁碟介質的滑動方向的成角被稱作斜交角。滑動方向在促動器臂位於磁碟介質的外側的一端或者接觸外面時，斜交角為正，在促動器臂位於磁碟介質的內側的一端或者接觸輪轂時，斜交角為負。
在磁碟裝置中，伴隨著記錄密度的增加，進行記錄重放時的浮動塊的對於磁碟介質的上浮量有變小的傾向。該上浮量的下降如在專利第1505878號、專利第2778518號、專利第2803639號等上公開的那樣，以高度不同的多個大致平面形成浮動塊的空氣潤滑面，為了使浮動塊與磁碟介質之間的間隙變小在高處形成的大致平面上產生正壓(作用在使浮動塊遠離磁碟介質的方向的壓力)，為了使浮動塊與磁碟介質之間的間隙變大在低處形成的大致平面上產生負壓(作用在使浮動塊接近磁碟介質的方向的壓力)，通過使正壓和負壓平衡而使浮動塊浮起，通過所謂的負壓利用型浮動塊來達成。
如前所述，在磁碟裝置中進行數據存取時，浮動塊在從磁碟介質的內周到磁碟介質的外周的範圍內移動，這種情況下，浮動塊的上浮量及上浮姿勢將變動。這是因為在具有旋轉型促動器的磁碟裝置中，通過磁碟介質的半徑位置不僅使浮動塊與磁碟介質的相對速度變動，由於斜交角也一起變動，使在空氣潤滑面上產生的空氣的壓力分布發生變動。這樣的浮動塊的上浮量變動存在使磁頭的電磁變換功率惡化的問題。特別是在要求高記錄密度的磁碟裝置中，要求在從磁碟介質的內周直到外周的磁頭位置上的上浮量均等，再有，伴隨著浮動塊的低上浮量化，針對上浮量變動的限制也被進一步嚴格地要求。
還有，浮動塊上浮姿勢的變動，特別是浮動塊橫軸方向的傾側角的變動，對於在前述磁頭位置上被要求一定上浮的浮動塊，會招致在最小上浮量位置上的上浮量降低，浮動塊與磁碟介質相接觸，存在可能誘發所謂的磁頭碰撞的問題。
還有，在現在正在推進開發的使用直徑27mm等的小徑磁碟介質的磁碟裝置中，例如與使用直徑95mm或84mm的磁碟介質的磁碟裝置相比，由於浮動塊與磁碟介質的相對速度有很大的不同，通過空氣流不能充分得到上浮力，使維持一定的上浮量及維持一定的上浮姿勢更加困難，成為在開發小型磁碟裝置上的巨大的問題。
本發明是為了解決上述現有的問題所作的技術方案，其目的在於，通過抑制浮動塊的傾側角和上浮量的變動，提供一種能夠維持一定的上浮姿勢和一定的上浮量的浮動塊，以及使用該浮動塊的磁碟裝置。
發明內容
根據本發明的第1技術方案的浮動塊，具有磁頭和空氣潤滑面，該磁頭在與磁碟介質之間進行數據的記錄或者重放，該空氣潤滑面具有產生負壓的凹部，該浮動塊通過在該空氣潤滑面與前述磁碟介質之間的空氣流浮在前述磁碟介質之上，其特徵在於，前述空氣潤滑面具有位於前述凹部的空氣流入端側、成為在該空氣潤滑面上最高的大致平面的空氣流入側襯墊，在通過浮動塊中心在浮動塊長度方向假想的縱軸與磁碟旋轉方向所成的斜交角在0(rad)的位置時，將前述浮動塊與前述磁碟介質的相對速度設為V(mm/s)，將前述空氣流入側襯墊與在該空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的大致平面的差距設為d(mm)，將從前述空氣流入端至空氣流入側襯墊的距離設為y(mm)的情況下，V×(d/y)＜1.5。
依照本發明，通過抑制磁碟半徑比斜交角為0(rad)的位置的磁軌大的位置上的上浮量的增加，能夠遍及磁碟半徑全體地抑制在所期望的上浮量變動以下，能夠得到在磁碟介質的所有位置上的可確保穩定的上浮量的效果。
根據本發明的第2技術方案的浮動塊，是在第1技術方案所述的浮動塊中，其特徵在於，V×(d/y)＜1.0。
依照本發明，通過更小、更穩定地抑制磁碟半徑比斜交角為0(rad)的位置的磁軌大的位置上的上浮量的增加，能夠遍及磁碟半徑全體地抑制在所期望的上浮量變動以下，能夠得到在磁碟介質的所有位置上的可確保穩定的上浮量的效果。
根據本發明的第3技術方案的浮動塊，是在第1技術方案所述的浮動塊中，其特徵在於，在前述空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的大致平面延伸至空氣流入端。
依照本發明，通過形成所期望的空氣潤滑面，能夠得到在磁碟介質的所有位置上的可確保穩定的上浮量的效果。
根據本發明的第4技術方案的浮動塊，是在第1技術方案所述的浮動塊中，其特徵在於，前述空氣流入側襯墊包括在前述浮動塊的橫軸方向上延伸的橫向軌道。
依照本發明，形成所期望的空氣潤滑面，能夠得到在磁碟介質的所有位置上的可確保穩定的上浮量的效果。
根據本發明的第5技術方案的磁碟裝置，其特徵在於，是具有如第1技術方案中所述的浮動塊的磁碟裝置。
依照本發明，在磁碟介質的全領域中，得到可以實現浮動塊的穩定的上浮姿勢和被抑制的上浮變動的效果。
根據本發明的第6技術方案的磁碟裝置，是在第5技術方案所述的磁碟裝置中，其特徵在於，對於通過浮動塊中心在浮動塊長度方向上假想的縱軸對稱地形成前述凹部。
依照本發明，特別是將磁頭設置在浮動塊的縱軸上的情況下，能夠將傾側角的變動限制在最小限度，得到在磁碟介質的全部位置上可確保穩定的上浮量和上浮姿勢的效果。
根據本發明的第7技術方案的磁碟裝置，是在第5技術方案所述的磁碟裝置中，其特徵在於，對於通過浮動塊中心在浮動塊長度方向上假想的縱軸對稱地形成前述空氣潤滑面。
依照本發明，特別是將磁頭設置在浮動塊的縱軸上的情況下，能夠將傾側角的變動限制在最小限度，得到在磁碟介質的全部位置上可確保穩定的上浮量和上浮姿勢的效果。
根據本發明的第8技術方案的磁碟裝置，是在第5技術方案所述的磁碟裝置中，其特徵在於，依照PCMCIA標準。
依照本發明，具有能夠提供依照PCMCIA標準的記錄密度高、高可靠性的超小型的磁碟裝置效果。
根據本發明的第9技術方案的磁碟裝置，是在第5技術方案所述的磁碟裝置中，其特徵在於，依照快閃記憶體卡標準。
依照本發明，具有能夠提供依照快閃記憶體卡標準的記錄密度高、高可靠性的超小型的磁碟裝置效果。
圖1是表示本發明第1實施例的磁碟裝置的內部的立體圖。
圖2是表示本發明第1實施例的磁碟裝置的剖面圖。
圖3是表示本發明第1實施例的一張磁碟介質和促動器臂的模式圖。
圖4(a)及圖4(b)是表示本發明第1實施例的為了說明浮動塊的上浮姿勢的模式圖。
圖5(a)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的形狀的圖，圖5(b)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的橫截面的圖。
圖6是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角θ與傾側角的關係的圖。
圖7(a)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的形狀的圖，圖7(b)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的橫截面的圖。
圖8是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角θ與傾側角的關係的圖。
圖9(a)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的形狀的圖，圖9(b)是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面的橫截面的圖。
圖10是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角θ與傾側角的關係的圖。
圖11是表示本發明第1實施例空氣潤滑面中的θ×X與傾側角的關係的圖。
圖12是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角η與傾側角的關係的圖。
圖13是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角η與傾側角的關係的圖。
圖14是表示本發明第1實施例的空氣潤滑面中的後掠角η與傾側角的關係的圖。
圖15是表示本發明第1實施例空氣潤滑面中的η×X與傾側角的關係的圖。
圖16是表示本發明第1實施例中的傾側角與相對速度的關係的圖。
圖17是表示本發明第2實施例的浮動塊的上浮量與磁碟半徑位置的關係的圖。
圖18是表示本發明第2實施例的空氣潤滑面的層差d與浮動塊的上浮量的關係的圖。
圖19是表示本發明第2實施例的空氣潤滑面的層差d與浮動塊的上浮量的關係的圖。
圖20是表示本發明第2實施例中的適應係數α與上浮量變動量的關係的圖。
圖21(a)是表示空氣潤滑面的形狀的圖，圖21(b)是表示空氣潤滑面的橫截面的圖。
圖22(a)是表示空氣潤滑面的形狀的圖，圖22(b)是表示空氣潤滑面的橫截面的圖。
圖23(a)是表示空氣潤滑面的形狀的圖，圖23(b)是表示空氣潤滑面的橫截面的圖。
具體實施方式
(第1實施例)下面，參照圖面，說明根據本發明第1實施例的浮動塊及磁碟裝置。
圖1是表示磁碟裝置的內部的立體圖。圖2是表示磁碟裝置的剖面圖。磁碟裝置具有外殼罩(圖中未示)，磁碟介質2或浮動塊3等被該外殼罩覆蓋。促動器臂的組5被可旋轉地安裝在促動器軸20上，通過音圈馬達6的動力繞著促動器軸20的周圍旋轉。在該促動器臂的組5的分別的前端安裝著懸臂14。而且，在分別的懸臂14的前端，安裝著具有磁氣變換器或者磁頭(在圖1中未示)的浮動塊3。
在外殼7中安裝著主軸1，多個磁碟介質2可旋轉地隔開間隔安裝在該主軸1上。磁碟介質2與通過馬達8旋轉的主軸1一起向圖1中的箭頭A所示的方向旋轉。浮動塊3具有的磁頭相對於磁碟介質2的位置由促動器臂的組5決定，該磁頭在磁碟介質2上寫入數據或者從磁碟介質2讀取數據。
浮動塊3和與其一體化的磁頭，在磁碟介質2的任何磁軌上能夠記憶數據的磁氣的表示地在磁碟介質2的表面上移動。在磁碟裝置中，這種磁頭的移動是通過繞促動器軸20周圍旋轉地移動。通過使促動器臂組5旋轉，浮動塊3及其中的磁頭能夠位於磁碟介質2的表面上的任何磁軌上。
圖3是表示從上面看的一張磁碟介質2和促動器臂的模式圖。正如作為磁碟裝置的技術被熟知的那樣，在分別的磁碟介質2上具有記錄磁氣情報的同心狀的磁軌的列。內直徑(ID)磁軌11是記憶數據的最內側的同心磁軌。外直徑(OD)磁軌12是記憶數據的最外側的同心磁軌。相對於浮動塊3的縱軸55磁碟介質2表面的滑動方向(磁碟介質2的旋轉方向)被稱為斜交角，它在從ID磁軌11到OD磁軌12之間發生大的變化。另外，在向旋轉促動器軸20的促動器臂組5的安裝位置上也依存。該斜交角可為正也可為負。當促動器臂組5位於如滑動方向碰上浮動塊3的外周側端44的位置的情況下，斜交角為正。當促動器臂組5位於如滑動方向碰上浮動塊3的內周側端43的位置的情況下，斜交角為負。即對於圖3，OD磁軌12中的斜交角最大，ID磁軌11中的最小，中直徑(MD)磁軌13中的斜交角為0度。另外，在本第1實施例中，磁碟介質外直徑(OD)磁軌12的半徑為12.5mm、斜交角為16度，內直徑(ID)磁軌11的半徑為6mm、斜交角為-5度，中直徑(MD)磁軌13的半徑為8.7mm、旋轉速度為4500rpm。
圖4是磁碟介質2在進行記錄重放穩定地旋轉時，為了說明浮動塊的上浮姿勢的模式圖。浮動塊3通過樞軸15被安裝在懸臂14上。
如圖4(a)所示，當磁碟介質2在進行記錄重放以規定的旋轉速度穩定地旋轉時，浮動塊3浮在磁碟介質2表面上，採取使裝載著磁氣磁頭99的空氣流出端42側的上浮量變小的上浮姿勢。一般將該浮動塊3相對於磁碟介質2的縱軸55方向的傾斜稱為俯仰角。俯仰角在與空氣流入端41側相比空氣流出端42側的上浮量小的情況下為正。
還有，如圖4(b)所示，將浮動塊3相對於磁碟介質2的橫軸56方向的傾斜稱為傾側角。傾側角在與磁碟內周端43側相比磁碟外周端44側的上浮量小的情況下為正。
圖5(a)是表示本第1實施例的浮動塊3的空氣潤滑面的形狀的圖，圖5(b)是表示該空氣潤滑面的A-A橫截面的剖面圖。
圖5的空氣潤滑面30A由上層面31、中層面32、下層面33的3層的互相大致平行的平坦面構成。在圖5中上層面31與中層面32的層差為100nm，中層面32與下層面33的層差為700nm。
空氣流入端41朝著磁碟介質2的表面旋轉的方向。旋轉的磁碟介質2由於粘性效果使磁碟介質2的滑動方向的空氣流從空氣流入端41流入空氣潤滑面30A的下面。通過該空氣流在空氣潤滑面30A上產生的壓力作用在使浮動塊3從磁碟介質2遠離方向上的壓力稱為正壓，作用在使浮動塊3接近磁碟介質2方向上的壓力稱為負壓。
在空氣潤滑面30A上，在上層面31構成空氣流出側襯墊34和空氣流入側襯墊38，該空氣流出側襯墊34在空氣流出端42附近為了裝載磁氣磁頭99而設置。該空氣流入側襯墊38通過相互連接橫向軌道35、內側的側軌道36和外側的側軌道37形成，該橫向軌道35從內周側端43、外周側端44隔開規定的間隔形成，該內側的側軌道36從空氣流入端41、內周側端43、空氣流出端42隔開規定的間隔形成，該外側的側軌道37從空氣流入端41、外周側端44、空氣流出端42隔開規定的間隔形成。還有，在空氣流出側襯墊34和空氣流入側襯墊38的空氣流入端41側上形成中層面32，促進向襯墊34、38的空氣的流入。在該空氣流入側襯墊38的空氣流入端側上形成的中層面32的大致平面，延伸到空氣流入端41。在空氣潤滑面30A的中央部通過下層面33形成被上層面31或者中層面32包圍的負壓發生凹部48。本第1實施例的空氣潤滑面30A主要是在襯墊34、38中產生正壓、在負壓發生凹部48產生負壓而構成。
負壓發生凹部48的空氣流入端側稜角線(橫向軌道35)和外周側端側稜角線(側軌道37)通過相對於在浮動塊寬度方向上假想的橫軸56具有θ後掠角的稜角線被連結，空氣流入端側稜角線(橫向軌道35)和內周側端側稜角線(側軌道36)被具有η後掠角的稜角線連結。在圖5中，設定θ＝0.2π(rad)、η＝0.2π(rad)，但在本發明中θ、η可以進行一定程度的角度變更。但是為了得到所期望的特性，θ、η需要在規定範圍之內。下面對這點進行說明。
圖6是表示將具有在圖5中所示的空氣潤滑面30A的浮動塊3位於OD磁軌12時的傾側角作為後掠角θ的函數進行解析的結果的圖。另外，在此所用的磁碟裝置，對於在磁氣磁頭99的位置上的目標上浮量25nm被允許的上浮量數值差為+/-2nm，對於目標傾側角0μrad被允許的傾側角數值差為+/-10μrad。從圖6可知傾側角對應後掠角θ變化，在0.14π＜θ＜0.28π的範圍內，能夠將傾側角控制在本第1實施例中所期望的傾側角變動以下。
再有，圖8是表示關於圖7中所示的空氣潤滑面30B、圖10是表示關於圖9中所示的空氣潤滑面30C在OD磁軌12上的傾側角與後掠角θ的關係的圖。空氣潤滑面30B、30C的上層面31、中層面32、下層面33的分別的層差與空氣潤滑面30A的情況相同。從圖8可知關於空氣潤滑面30B，在0.19π＜θ＜0.30π的範圍內，能夠將傾側角控制在所期望的傾側角變動以下。從圖10可知關於空氣潤滑面30C，在0.22π＜θ＜0.38π的範圍內，能夠將傾側角控制在所期望的傾側角變動以下。
在此，分別在空氣潤滑面30A、30B、30C中，將從空氣流入端41至負壓發生凹部48的距離x通過浮動塊的長度L進行基準化使X＝x/L，如果尋求θ×X與傾側角的關係，就會明了引人注目的事項。下面對於這點進行說明。另外，在本第1實施例中的空氣潤滑面30A、30B、30C的X分別為0.405、0.364、0.283。
圖11是將θ×X作為橫軸，分別將在圖6、圖8、圖10中所示的結果一起表示的圖。●符號是空氣潤滑面30A、□符號是空氣潤滑面30B、▲符號是空氣潤滑面30C的結果。根據圖11，在全部的空氣潤滑面30A、30B、30C中，所期望的傾側角所得的範圍一致，該值為0.06π＜θ×X＜0.12。即在0.06π＜θ×X＜0.12的領域中通過形成具有後掠角θ的稜角線，能夠將斜交角在正的領域中的浮動塊3的傾側角控制在所期望的傾側角變動量以下，可以得到斜交角在正的領域中的穩定的浮動塊3的上浮姿勢，能夠確保在最小上浮量位置上的穩定的上浮量。
再有，從圖11可知，為了抑制傾側角變動的θ×X的最適宜值為0.09π。
下面，說明斜交角在負的領域中的傾側角的控制。圖12、圖13、圖14是分別表示關於空氣潤滑面30A、30B、30C在ID磁軌11上的傾側角與後掠角η關係的圖。從圖12可知關於空氣潤滑面30A，在0.10π＜η＜0.35π的範圍內，能夠將傾側角控制在所期望的傾側角變動以下。從圖13可知關於空氣潤滑面30B，在0.12π＜η＜0.38π的範圍內，能夠將傾側角控制在所期望的傾側角變動以下。從圖14可知關於空氣潤滑面30C，在0.20π＜η＜0.47π的範圍內，能夠將傾側角控制在所期望的傾側角變動以下。
圖15是將η×X作為橫軸，分別將在圖12、圖13、圖14中所示的結果一起表示的圖。●符號是空氣潤滑面30A、□符號是空氣潤滑面30B、▲符號是空氣潤滑面30C的結果。根據圖15，在全部的空氣潤滑面30A、30B、30C中，所期望的傾側角所得的範圍一致，該值為0.05π＜η×X＜0.13π。即在0.05π＜η×X＜0.13π的領域中通過形成具有後掠角η的稜角線，能夠將斜交角在正的領域中的浮動塊3的傾側角控制在所期望的傾側角變動量以下，可以得到斜交角在正的領域中的穩定的浮動塊3的上浮姿勢，能夠確保在最小上浮量位置上的穩定的上浮量。
再有，從圖15可知，為了抑制傾側角變動的η×X的最適宜值為0.09π。
圖16是表示在空氣潤滑面30A的ID磁軌11和OD磁軌12中的傾側角的、關於磁碟介質2的相對速度依存的結果的圖。另外相對速度表示的是在MD磁軌13(斜交角為0度、半徑為8.7mm)上的數值。從圖16可知，如本第1實施例那樣在需要將傾側角控制在+/-10μrad以下的情況下，最好在相對速度為13m/s以下的領域內使用。
還有，如本第1實施例那樣，對於磁氣磁頭99被設在縱軸55上的浮動塊3，最好使在位於MD磁軌13時的傾側角為0地、相對於縱軸55對稱地形成負壓發生凹部48。再有，最好相對於縱軸55對稱地形成空氣潤滑面30。
還有，具有後掠角θ的稜角線不影響在斜交角為負的領域中的傾側角地、具有後掠角θ的稜角線最好形成在縱軸55上的外周側端側上，具有後掠角η的稜角線也由於上述的理由，最好形成在縱軸55上的內周側端側上。
再有，後掠角θ、後掠角η是由假想線與橫軸56而成的角來定義的，該假想線將連結空氣流入側稜角線的接點與連結外周側端側稜角線或者內周側端側稜角線的接點連接，本第1實施例中以直線表示具有後掠角θ、後掠角η的稜角線，實質上在能夠得到本發明的效果的範圍內，是曲線也可以。
如上所述，根據本第1實施例的浮動塊及磁碟裝置，通過由相對於在浮動塊寬度方向上假想的橫軸具有θ(rad)後掠角的稜角線連結空氣流入端側的稜角線與磁碟外周側端的稜角線、在空氣潤滑面30上形成負壓發生凹部48，將從空氣潤滑面30的空氣流入端41至負壓發生凹部48的距離x以浮動塊3的長度L進行基準化使X＝x/L的情況下，通過將θ×X作成0.06π～0.12π，能夠抑制斜交角在正的領域中的傾側角變動，可以確保在最小上浮量位置上的穩定的上浮量。
還有，通過由相對於在浮動塊寬度方向上假想的橫軸具有η(rad)後掠角的稜角線連結空氣流入端側的稜角線與磁碟外周側端的稜角線、在空氣潤滑面30上形成負壓發生凹部48，將從空氣潤滑面30的空氣流入端41至負壓發生凹部48的距離x以浮動塊3的長度L進行基準化使X＝x/L的情況下，通過將η×X作成0.05π～0.13π，能夠抑制斜交角在正的領域中的傾側角變動，可以確保在最小上浮量位置上的穩定的上浮量。
(第2實施例)下面，參照圖面，說明根據本發明第2實施例的浮動塊及磁碟裝置。
圖17是將圖5的空氣潤滑面30A的上層面31與中層面32的層差d設為25nm、50nm、100nm、150nm、200nm的情況下表示從ID磁軌11至OD磁軌12的上浮量的圖。●符號是層差d為25nm、□符號是層差d為50nm、▲符號是層差d為100nm、◇符號是層差d為150nm、*符號是層差d為200nm的情況。另外，根據第1實施例的磁碟介質2的穩定旋轉速度4500rpm時的在MD磁軌13的浮動塊3與磁碟介質2的相對速度為2π×8.7×(4500/60)4100mm/s＝4.1m/s。從圖17可知，層差d越大，特別是在OD磁軌12中的上浮量如果有變大的傾向，在ID磁軌11上的上浮量與在OD磁軌12上的上浮量的差將變大。
圖18是分別關於空氣潤滑面30A、30B、30C、表示層差d與在ID磁軌11～OD磁軌12的範圍中的上浮量變動量的關係的圖。從圖18可知，在全部的空氣潤滑面30A、30B、30C中，層差d越大上浮量變動將越大。
圖19是關於空氣潤滑面30A在磁碟旋轉速度為4500rpm和9000rpm的情況下，表示層差d與上浮量變動量的關係的圖。從圖19可知，磁碟介質2的旋轉速度(浮動塊3與磁碟介質2的相對速度)即使不同，如果層差d變大，上浮量變動變大的傾向是同樣的。再有，從圖19還可知，相對速度大的一方在ID磁軌11～OD磁軌12的範圍中的上浮量變動變大。
在此，將在MD磁軌13上的浮動塊3與磁碟介質2的相對速度設為V(mm/s)，將從空氣流入端41至空氣流入側襯墊38的距離設為y(mm)，橫軸採用V×(d/y)(以下將V×(d/y)稱為適應係數α)，如果將在分別的條件下的上浮量變動匯總，將會判明新的傾向。另外，這個y嚴密地說是從空氣流入端41至空氣流入側襯墊38的前緣的距離，即從空氣流入端41至空氣流入側襯墊38的最靠近空氣流入端41外緣的距離。還有，空氣潤滑面30A中y＝0.41mm、空氣潤滑面30B中y＝0.35mm、空氣潤滑面30C中y＝0.19mm。
圖20是分別關於空氣潤滑面30A、30B、30C，表示適應係數α與上浮量變動量的關係的圖。●符號、■符號、▲符號分別表示穩定旋轉速度為4500rpm時的關於空氣潤滑面30A、30B、30C的結果，◆符號是關於空氣潤滑面30A旋轉速度為9000rpm(V8200mm/s＝8.2m/s)情況下的結果。從圖20可知，通過將上浮量變動量設為適應係數α的函數，在全部的空氣潤滑面30A、30B、30C中的結果都一致，如果使ID磁軌11～OD磁軌12的範圍中的上浮量變動量在4nm以下(+/-2nm以下)，適應係數α將在1.5以下的領域。而且，在適應係數α為1.0以下的領域中，上浮量變動量在2nm(+/-1nm)程度以下顯示大致一定的數值。還有，在適應係數α大於2.0的領域中，ID磁軌11～OD磁軌12的上浮量變動量急劇變大的傾向也一致。
因此，通過使適應係數α為1.5以下、最好為1.0以下地構成V、d、y，由於主要可以抑制磁碟半徑在大於MD磁軌13位置上的上浮量的增加，能夠將在ID磁軌11～OD磁軌12的範圍內的上浮量變動抑制在所期望的變動量以下，所以，使在ID磁軌11～OD磁軌12的磁碟介質2上的全部位置上確保穩定的上浮量成為可能。
另外，在第1實施例中，由於將層差設定為100nm，能夠得到本發明的效果的是空氣潤滑面30A和30B。但是，如果在空氣潤滑面30C中以50nm構成層差d，也能得到本發明的效果。
還有，在第1實施例中的空氣潤滑面30A、30B，由於將後掠角θ、後掠角η以及適應係數α設定在本發明的範圍內，在從ID磁軌11至OD磁軌12的磁碟上的全領域中，使維持穩定的上浮量以及穩定的上浮姿勢成為可能。還有，由於空氣潤滑面30C也將後掠角θ、後掠角η設定在上述的範圍內，使維持穩定的上浮姿勢成為可能。因此可知，裝載有本發明的浮動塊的磁碟裝置，能夠抑制磁頭碰撞，具有更好的電磁交換效率和高可靠性。
如上所述，根據本第2實施例的浮動塊、及磁碟裝置，將在MD磁軌13上的浮動塊3與磁碟介質2的相對速度設為V(mm/s)，將空氣流入側襯墊38與在空氣流入側襯墊38的空氣流入端側上形成的大致平面的層差設為d(mm)，將從空氣流入端41至空氣流入側襯墊38的距離設為y(mm)，通過使適應係數α為1.5以下地構成V、d、y，使抑制依存於相對速度的浮動塊3的上浮量變動成為可能。即，能夠將在ID磁軌11～OD磁軌12的範圍內的上浮量變動抑制在所期望的數值以下，使在ID磁軌11～OD磁軌12的磁碟介質2上的全部位置上維持穩定的上浮量成為可能。
另外，由於Vx(d/y)具有速度單位(mm/s)，推測適應係數α是物理學上的摩擦速度的函數。因此，在現在幾乎所有的磁碟裝置中，都是以空氣形成浮動塊3與磁碟介質2之間的潤滑膜，例如，在封入氮的磁碟裝置、封入氬的磁碟裝置中，最適宜的適應係數α不是上述的限制範圍。在這種情況下，可以推測對應分別的氣體的適應係數通過將分別的氣體的粘度與空氣的粘度的比率與在此所示的適應係數α相乘求得。
還有，關於在圖21～圖23中所示的空氣潤滑面30D～30F，由於也將後掠角θ、後掠角η以及適應係數α在本發明的範圍內構成，能夠抑制從ID磁軌11至OD磁軌12的領域的傾側角變動以及上浮量變動，使確保穩定的上浮姿勢且一定的上浮量成為可能。在此，雖然圖21～圖23中所示的空氣潤滑面30D～30F不具有如在圖5中所示的那樣的橫向軌道35，但這種情況下也能起到與上述各實施例同樣的效果。此時，如第1實施例所示的那樣磁氣磁頭99在縱軸上的情況下，由於最好將傾側角儘量接近0，如圖5、圖7、圖9以及圖21～圖23所示的那樣，相對於縱軸如果對稱地形成負壓發生凹部48、及空氣潤滑面30，能夠使在MD磁軌13中的傾側角成為0，使從ID磁軌11至OD磁軌12的領域的傾側角接近0。
還有，在上述各實施例中所示的空氣潤滑面30都是以上層面31、中層面32、下層面33的構成進行的說明，這只不過是考慮到現狀的加工工藝規程而設計的，空氣潤滑面30可以是由2層以上以任意的層差數來構成。
還有，在上述各實施例中，說明了浮動塊3具有磁氣磁頭99的情況，浮動塊3可以具有如光磁頭、作為重放側磁頭的磁氣抵抗型元件那樣的磁頭，同樣能夠實現確保穩定的上浮姿勢和一定的上浮量的浮動塊及磁碟裝置。
還有，即使對於根據PCMCIA標準或者快閃記憶體卡標準構成的小型磁碟裝置，通過使用本發明的浮動塊，能夠確保穩定的上浮姿勢和一定的上浮量，使高可靠性的數據的記錄·重放成為可能。
如上所述，與本發明相關的浮動塊及磁碟裝置適用於通過在空氣潤滑面和磁碟介質之間的空氣流浮在磁碟介質之上、與磁碟介質之間進行數據的記錄及重放的浮動塊、及使用該浮動塊的磁碟裝置。
權利要求
1.一種浮動塊，具有磁頭和空氣潤滑面，該磁頭在與磁碟介質之間進行數據的記錄或者重放，該空氣潤滑面具有產生負壓的凹部，該浮動塊通過在該空氣潤滑面與前述磁碟介質之間的空氣流浮在前述磁碟介質之上，其特徵在於，前述空氣潤滑面具有位於前述凹部的空氣流入端側、成為在該空氣潤滑面上最高的平面的空氣流入側襯墊，在通過浮動塊中心在浮動塊長度方向的縱軸與磁碟旋轉方向所成的斜交角在0rad位置時，將前述浮動塊與前述磁碟介質的相對速度設為V mm/s，將前述空氣流入側襯墊與在該空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的平面的層差設為d mm，將從前述空氣流入端至空氣流入側襯墊的距離設為y mm的情況下，V×(d/y)＜1.5。
2.如權利要求
1所述的浮動塊，其特徵在於，V×(d/y)＜1.0。
3.如權利要求
1所述的浮動塊，其特徵在於，在前述空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的平面延伸至空氣流入端。
4.如權利要求
1所述的浮動塊，其特徵在於，前述空氣流入側襯墊包括在前述浮動塊的橫軸方向上延伸的橫向軌道。
5.一種磁碟裝置，其特徵在於，具有浮動塊，所述浮動塊具有磁頭和空氣潤滑面，該磁頭在與磁碟介質之間進行數據的記錄或者重放，該空氣潤滑面具有產生負壓的凹部，該浮動塊通過在該空氣潤滑面與前述磁碟介質之間的空氣流浮在前述磁碟介質之上，其特徵在於，前述空氣潤滑面具有位於前述凹部的空氣流入端側、成為在該空氣潤滑面上最高的平面的空氣流入側襯墊，在通過浮動塊中心在浮動塊長度方向的縱軸與磁碟旋轉方向所成的斜交角在0rad位置時，將前述浮動塊與前述磁碟介質的相對速度設為V mm/s，將前述空氣流入側襯墊與在該空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的平面的層差設為d mm，將從前述空氣流入端至空氣流入側襯墊的距離設為y mm的情況下，V×(d/y)＜1.5。
6.如權利要求
5所述的磁碟裝置，其特徵在於，對於通過浮動塊中心在浮動塊長度方向上的縱軸對稱地形成前述凹部。
7.如權利要求
5所述的磁碟裝置，其特徵在於，對於通過浮動塊中心在浮動塊長度方向上的縱軸對稱地形成前述空氣潤滑面。
8.如權利要求
5所述的磁碟裝置，其特徵在於，所述磁碟裝置依照PCMCIA標準。
9.如權利要求
5所述的磁碟裝置，其特徵在於，所述磁碟裝置依照快閃記憶體卡標準。
專利摘要
本發明提供一種浮動塊，具有磁頭和空氣潤滑面，該磁頭在與磁碟介質之間進行數據的記錄或者重放，該空氣潤滑面具有產生負壓的凹部，該浮動塊通過在該空氣潤滑面與前述磁碟介質之間的空氣流浮在前述磁碟介質之上，其特徵在於，前述空氣潤滑面具有位於前述凹部的空氣流入端側、成為在該空氣潤滑面上最高的大致平面的空氣流入側襯墊，在通過浮動塊中心在浮動塊長度方向假想的縱軸與磁碟旋轉方向所成的斜交角在0(rad)位置時，將前述浮動塊與前述磁碟介質的相對速度設為V(mm/s)，將前述空氣流入側襯墊與在該空氣流入側襯墊的空氣流入端側上形成的大致平面的層差設為d(mm)，將從前述空氣流入端至空氣流入側襯墊的距離設為y(mm)的情況下，Vx(d/y)＜1.5。
文檔編號G11B21/21GKCN1272794SQ200410069679
公開日2006年8月30日 申請日期2001年10月31日
發明者中北勝, 上野善弘 申請人:松下電器產業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan