專利名稱：磁盤(pán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤(pán)裝置，特別是涉及降低了流出端懸浮量的壓力依存性的低懸浮滑塊以及裝設(shè)該滑塊的磁盤(pán)裝置。
作為現(xiàn)有技術(shù)的磁盤(pán)裝置，在日本專利公開(kāi)特開(kāi)平5-28682號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了這樣的磁頭，即為了減小磁頭滑塊的制造偏差，或因操作中的外力或空氣流的外力等引起的流出端的懸浮量的變動(dòng)，在磁頭滑塊的空氣流方向向空氣流入側(cè)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置載荷支點(diǎn)，在前述載荷支點(diǎn)周圍設(shè)置施加用來(lái)修正前述錯(cuò)開(kāi)載荷支點(diǎn)引起的載荷分布變化的力矩的機(jī)構(gòu)。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于滑塊的載荷分布的變化得到修正，載荷不偏向滑塊的空氣流入側(cè)，所以即使在作為現(xiàn)有技術(shù)的裝置起動(dòng)停止方式的接觸起動(dòng)和停止(以下稱為CSS)時(shí)，也可以減少產(chǎn)生滑塊的空氣流入側(cè)的前緣連續(xù)地摩擦磁盤(pán)的所謂“前向俯仰”，能夠防止前向俯仰引起的滑塊或磁盤(pán)的損傷。可是，由于因載荷分布的修正，而把從懸架向滑塊施加的載荷和力矩合成為垂直于磁盤(pán)表面的力的合力作用于滑塊的空氣流方向的中央點(diǎn)附近，所以為了懸浮時(shí)的力平衡，懸浮時(shí)對(duì)滑塊的空氣力的合力作用于滑塊的空氣流方向的中央點(diǎn)附近是必要的。也就是說(shuō)在上述現(xiàn)有技術(shù)中，有必要這樣來(lái)設(shè)計(jì)滑塊的懸浮腳或懸浮墊等懸浮面的形狀，即，使得懸浮時(shí)的作用于滑塊的空氣力的合力作用于滑塊的空氣流方向的中央點(diǎn)附近。
因?yàn)檫@一制約使得，難以把作為作用于滑塊的空氣力的合力的構(gòu)成部分的，即作為作用于磁盤(pán)對(duì)峙面的正壓力合力的正壓力和作為負(fù)壓力合力的負(fù)壓力的各自的作用點(diǎn)位置，在對(duì)峙面上自由地配置，所以設(shè)計(jì)出把占流出端懸浮量變動(dòng)中一半以上，使成為現(xiàn)有裝置中的流出端懸浮量變動(dòng)的最大原因的“高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小”降低的滑塊懸浮面形狀是困難的。
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種絕對(duì)能把占現(xiàn)有裝置中的流出端懸浮量變動(dòng)的一半以上的成為最大原因的，“高度3000m內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小”減少到2nm以下，并能夠減小到零，由此流出端懸浮量從10nm直到低懸浮范圍的非接觸懸浮滑塊，或者接觸力減小的接觸滑塊，以及裝設(shè)這些滑塊的磁盤(pán)裝置。
上述課題，可以通過(guò)以下來(lái)實(shí)現(xiàn)，即提供一種磁盤(pán)裝置，具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸上的磁盤(pán)；與該磁盤(pán)表面相對(duì)的相對(duì)面；產(chǎn)生作為作用于該相對(duì)面的正壓力合力的正壓力的懸浮腳或懸浮墊、斜面或階梯或者它們的組合組成的一個(gè)面以上的懸浮面；該一個(gè)面或多個(gè)面的，作為滑塊行進(jìn)方向的最前部的流入端和作為滑塊行進(jìn)方向的最后部的流出端；作為流入端和流出端的中點(diǎn)的滑塊中央點(diǎn)和作為滑塊的流入端和流出端的距離的滑塊全長(zhǎng)；在前述磁盤(pán)上記錄/重放數(shù)據(jù)用的磁頭的滑塊；支撐該滑塊并給出規(guī)定的推壓載荷的懸架；安裝于前述懸架并把前述滑塊在磁盤(pán)上定位用的拖架，其構(gòu)成為前述滑塊，具有形成從滑塊流入端向流出端凹陷的形狀的逆階梯狀凸凹壁，和在該逆階梯狀凸凹壁的流出端一側(cè)形成，并從懸浮腳或懸浮墊凹陷的、產(chǎn)生作為作用于相對(duì)面的負(fù)壓力合力的負(fù)壓力的泄放面；前述懸架，具有沿著前述滑塊的流入端的懸浮量減小的方向，繞著前述滑塊的中央點(diǎn)給出大體上大于滑塊全長(zhǎng)的0.1倍與推壓載荷之積的大小的俯仰力矩的功能；前述滑塊的與磁盤(pán)表面相對(duì)的相對(duì)面上的、作為把前述俯仰力矩除以前述推壓載荷的值的等效載荷點(diǎn)，位于前述滑塊的逆階梯狀凸凹壁滑塊中央點(diǎn)的流入端側(cè)。
更確切地說(shuō)，取為這樣的構(gòu)成，即前述等效載荷點(diǎn)，位于從前述滑塊的從逆階梯狀凸凹壁的滑塊全長(zhǎng)方向的平均位置，向流入端側(cè)偏離的位置，前述等效載荷點(diǎn)與前述正壓力的作用點(diǎn)的距離，大于滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍。
進(jìn)一步確切的說(shuō)，取為這樣的構(gòu)成，即前述等效載荷點(diǎn)，位于從前述滑塊的流入端側(cè)，以前述滑塊全長(zhǎng)的大致0.3倍向流出端側(cè)所取的位置的流入端側(cè)。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)裝置的透視圖。
圖2是滑塊和懸架的組裝體的透視圖。
圖3是表示滑塊的與磁盤(pán)相對(duì)的面的俯視圖。
圖4是懸浮中的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
圖5(a)是表示發(fā)生在滑塊的與磁盤(pán)的相對(duì)面上的壓力的數(shù)值模擬結(jié)果的圖。
圖5(b)是用于(a)的計(jì)算的滑塊的透視圖。
圖6是現(xiàn)有技術(shù)的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
圖7是氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小的特性圖。
圖8是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
圖9是表示在圖8的滑塊上未作用懸浮力的場(chǎng)合的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖10是又一個(gè)實(shí)施例的滑塊和懸架的組裝體的局部俯視圖。
圖11是圖10的實(shí)施例的懸浮中的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
圖12是表示又一個(gè)實(shí)施例的加載·卸載時(shí)的狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖13是圖12的實(shí)施例的懸浮中的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
圖14是又一個(gè)實(shí)施例的卸載中的滑塊和磁盤(pán)的側(cè)視圖。
下面用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施例的磁盤(pán)裝置的透視圖。
多張記錄信號(hào)的磁盤(pán)1，層疊固定在主軸3上并旋轉(zhuǎn)。具有進(jìn)行信息的記錄重放的磁頭的滑塊2，經(jīng)由懸架4靠拖架5沿著磁盤(pán)1的大致半徑方向，在這些旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)1的各面上移動(dòng)。拖架5是由音圈馬達(dá)5b來(lái)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
圖2是滑塊2和懸架4的組裝體的透視圖。
懸架4通過(guò)設(shè)置在懸架4上的安裝座8的部分固定在拖架5上。在懸架4上，設(shè)有對(duì)滑塊施加推壓載荷用的彈簧部9。除了此彈簧部9附近，在懸架4上設(shè)有提高其剛性用的突緣10。進(jìn)而，在懸架4的前端部側(cè)，設(shè)有向磁盤(pán)1一側(cè)突出的支點(diǎn)突起7。此支點(diǎn)突起7壓靠滑塊2的背面，也就是滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的對(duì)峙側(cè)面，由此把懸架4產(chǎn)生的推壓載荷向滑塊2提供。而且滑塊2，經(jīng)由與磁盤(pán)1的表面幾乎平行的由平面薄板彈性材料形成的萬(wàn)向支架6這樣地固定在懸架4上，即，在與支點(diǎn)突起7的接觸點(diǎn)周圍幾乎可以自由地俯仰和側(cè)滾運(yùn)動(dòng)，而沿著磁盤(pán)1的面內(nèi)方向基本被固定。
圖3是表示滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的俯視圖。
在滑塊2的流入端15側(cè)設(shè)有懸浮墊12a、12b，在流出端16側(cè)，設(shè)有備有磁頭11的中心墊12c。在這些懸浮墊12a、12b，中心墊12c各自的流入端15側(cè)，設(shè)有從墊表面凹陷幾十nm程度的階梯部13a、13b、13c。此外在懸浮墊12a、12b的流出端16側(cè)，形成從流入端15向流出端16形成凹陷形狀的逆階梯狀凸凹壁40。借助于該逆階梯狀凸凹壁40和中心墊12c，形成從墊表面凹陷幾百nm程度的泄放面14。該凸凹壁，設(shè)在離流入端一側(cè)距離為滑塊全長(zhǎng)的0.2至0.4倍的位置上。
這里，作為俯視圖的圖3中的流入端15與流出端16的距離稱為滑塊的全長(zhǎng)。此外，滑塊2的中心線41上的，滑塊全長(zhǎng)的中心點(diǎn)，稱為滑塊中心點(diǎn)42。
圖4是懸浮中的滑塊2和磁盤(pán)1的側(cè)視圖，是沿圖3的中心線41所取的剖視圖。
如圖所示，滑塊2借助于空氣膜幾乎非接觸地懸浮在磁盤(pán)1的表面上，或者與磁盤(pán)1極輕微地接觸著行進(jìn)。為了防止滑塊2與磁盤(pán)1接觸時(shí)的兩者的磨損或損傷，在磁盤(pán)1的表面上涂布著全氟代多醚潤(rùn)滑劑20。
在本實(shí)施例中，與現(xiàn)有技術(shù)的通常情況同樣，在空氣膜產(chǎn)生的懸浮力未作用的場(chǎng)合，滑塊2的與磁盤(pán)的相對(duì)面與磁盤(pán)表面大體上平行地傾斜，懸架4、萬(wàn)向支架6與滑塊2的結(jié)合面成為大體上平行地形成。也就是說(shuō)，萬(wàn)向支架被安裝成，在懸浮力未作用的場(chǎng)合，沒(méi)有力從設(shè)在懸架4上的支點(diǎn)突起7作用于滑塊2。因而，即使把支點(diǎn)突起位置向滑塊的空氣流入端一側(cè)錯(cuò)開(kāi)，力也不作用，在支點(diǎn)位置上沒(méi)有力矩作用。具體地說(shuō)，以前述萬(wàn)向支架6的與懸架4的結(jié)合面和與滑塊2的結(jié)合面之間的角度，在例如0.5°左右以內(nèi)也就是0.0087rad左右以內(nèi)的方式進(jìn)行制造和選擇。此時(shí)，萬(wàn)向支架6針對(duì)滑塊2進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)的方向的俯仰剛性，為例如8×10-4Nmm/rad左右。另一方面，在滑塊2懸浮之際發(fā)生的空氣膜引起的俯仰剛性，為比它大3個(gè)數(shù)量級(jí)的9×10-1Nmm/rad左右。因而，取為這樣的構(gòu)成，即對(duì)于懸浮中的滑塊2，實(shí)質(zhì)上沒(méi)有因?yàn)槿f(wàn)向支架6而作用的俯仰力矩。
再者，支點(diǎn)7的位置，設(shè)定在離滑塊的流入端的距離為滑塊全長(zhǎng)的0.1～0.3倍的位置上。最佳位置可以取為離滑塊流入端的距離為滑塊全長(zhǎng)的0.2倍的位置。
如圖3和圖4所示，在滑塊2上，由懸架4經(jīng)由支點(diǎn)突起7向推壓載荷點(diǎn)17施加推壓載荷21。而且在本實(shí)施例的場(chǎng)合，像通常進(jìn)行的那樣，這樣來(lái)調(diào)整懸架4和萬(wàn)向支架6的姿勢(shì)角，即，使得在滑塊2在磁盤(pán)1上懸浮的狀態(tài)下，沒(méi)有由懸架4作用于滑塊2的力矩。也就是說(shuō)因?yàn)闆](méi)有由懸架4對(duì)滑塊2繞支點(diǎn)突起7給出力矩，故作為把由懸架4對(duì)滑塊2給出的力和力矩合成為垂直于磁盤(pán)1的表面的力的合力的等效推壓載荷就是推壓載荷21本身。此外，作為等效推壓載荷對(duì)滑塊2的作用點(diǎn)的等效載荷點(diǎn)，與推壓載荷點(diǎn)17相同。而且該推壓載荷點(diǎn)17和等效載荷點(diǎn)，位于逆階梯狀凸凹壁40的流入端15一側(cè)。
本發(fā)明，雖然如上所述在懸浮力作用時(shí)，可以不向前傾倒地支撐著滑塊，在沒(méi)有懸浮力作用時(shí)，基本與磁盤(pán)平行地支撐著，但是因?yàn)槿f(wàn)向支架的彈簧剛度等很小，故存在著如果外力作用則磁盤(pán)與滑塊碰撞，使兩者損傷的危險(xiǎn)。因此，適用于在沒(méi)有懸浮力作用的狀態(tài)下，在圖中未畫(huà)出的斜坡部停機(jī)(加載、卸載方式)的磁盤(pán)裝置。
此外在本實(shí)施例中，作為在與磁盤(pán)1的相對(duì)面上產(chǎn)生的大氣壓以上的正壓力合力的正壓力22，作用于正壓力作用點(diǎn)18。作為大氣壓以下的負(fù)壓力合力的負(fù)壓力23，作用于負(fù)壓力作用點(diǎn)19。推壓載荷點(diǎn)17和等效載荷點(diǎn)，位于正壓力作用點(diǎn)18的流入端15側(cè)，推壓載荷點(diǎn)17與正壓力作用點(diǎn)18的距離，大于作為流入端15與流出端16的距離的滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍。順便說(shuō)一下，在本實(shí)施例中，推壓力為0.3×10-3N左右，正壓力為0.6×10-3N左右。
而且，在本實(shí)施例中，推壓載荷點(diǎn)17和等效載荷點(diǎn)，位于從滑塊2的流入端15側(cè)向流出端16側(cè)，按滑塊全長(zhǎng)的大約0.3倍所取的位置的流入端15側(cè)。
此外滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的平面形狀，也可以取為圖3的點(diǎn)劃線所示的凸凹壁形狀。也就是說(shuō)，也可以在逆階梯狀凸凹壁40a、40b之間形成具有底壁面43的凹陷44。在該場(chǎng)合，作為逆階梯狀凸凹壁的位置，可以取為逆階梯狀凸凹壁40a、40b的連接線，這時(shí)，推壓載荷點(diǎn)17和等效載荷點(diǎn)，位于該逆階梯狀凸凹壁40a、40b的連接線的流入端15側(cè)。
再者，作用于本發(fā)明的滑塊的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的壓力，正壓力22、正壓力作用點(diǎn)18、負(fù)壓力23、負(fù)壓力作用點(diǎn)19，可以用以下方法來(lái)求出。
首先，求出作用于相對(duì)面的壓力的方法如下。
第1方法，是測(cè)定滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的形狀、由懸架4向滑塊2施加的推壓載荷和力矩、以及其作用點(diǎn)，通過(guò)數(shù)值模擬求出間隙內(nèi)的壓力分布的方法。磁盤(pán)1的表面形狀，通?？梢约俣槠矫妗?br> 首先是滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的平面、和高度方向的形狀的測(cè)定，圖3中所示的相對(duì)面的平面形狀，通常用測(cè)長(zhǎng)光學(xué)顯微鏡，例如Union光學(xué)制Sigmet等來(lái)測(cè)量。此外，圖4中所示的凸凹或槽的高度，通過(guò)在用相位移干涉法的非接觸三維形狀測(cè)定裝置，例如ZYGO公司制New View200等的高度方向上用具有納米級(jí)分辨率的表面形狀測(cè)定方法來(lái)測(cè)定。
作為一個(gè)例子，以下示出圖3的點(diǎn)劃線畫(huà)出的滑塊的與磁盤(pán)的相對(duì)面的形狀的尺寸的一部分。
滑塊全長(zhǎng)1.25mm滑塊寬度1.0mm這里，所謂滑塊寬度，是與滑塊全長(zhǎng)成直角的方向的外形尺寸。
階梯凸凹150nm這里所謂階梯凸凹，是懸浮墊12a、12b，中心墊12c與階梯部13a、13b、13c之間的凸凹的高度。
泄放深度1μm這里泄放深度，是懸浮墊12a、12b，中心墊12c，和泄放面14之間的凸凹高度。
由所得到的滑塊2的相對(duì)面的形狀、推壓載荷和力矩、其作用點(diǎn)，用懸浮間隙內(nèi)的流體的數(shù)值模擬程序，例如作為磁盤(pán)裝置滑塊專用的程序的加利福尼亞大學(xué)伯克利分校CML(計(jì)算機(jī)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室)研制的“CML空氣軸承設(shè)計(jì)程序”，來(lái)求出懸浮間隙內(nèi)的壓力分布?！癈ML空氣軸承設(shè)計(jì)程序”已成為磁盤(pán)行業(yè)的基本標(biāo)準(zhǔn)的滑塊懸浮分析程序，通過(guò)使用該程序，就滑塊的懸浮特性，可以得到行業(yè)內(nèi)基本通用的結(jié)果。雖然存在著一部分不使用該程序的制造商，他們使用本公司制的懸浮分析程序，但是由于程序間的差別在最小懸浮量的計(jì)算值中為幾nm以下，所以即使使用不同的程序，也可以得到幾乎通用的壓力分布的結(jié)果。
上述“CML空氣軸承設(shè)計(jì)程序”等，作為對(duì)納米級(jí)的懸浮間隙內(nèi)的空氣流進(jìn)行數(shù)值分析的方法，使用基于作為氣體的運(yùn)動(dòng)方程式的波爾茲曼方程式，求解假定間隙形狀沿流動(dòng)方向順利地變化而對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化所導(dǎo)出的分子氣體潤(rùn)滑方程式的方法。在該方法中，在滑塊2或磁盤(pán)1的表面粗糙度與流出端懸浮量相比小到可以忽略不計(jì)的場(chǎng)合，確認(rèn)了即使在2nm這樣非常小的流出端懸浮量中也可以得到高精度的壓力分布。
其次第2方法，是借助于測(cè)量求出滑塊2的懸浮間隙的、沿磁盤(pán)表面的方向的分布，通過(guò)上述數(shù)值模擬來(lái)求出該間隙內(nèi)的壓力分布的方法。與第1方法同樣，磁盤(pán)1的表面形狀可以取為平面。
首先，作為懸浮間隙的分布的測(cè)量步驟，與第1方法同樣地求出滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的形狀。接著，用稱為懸浮試驗(yàn)儀的懸浮量測(cè)定設(shè)備，例如Phase Metrics公司制DFHT等來(lái)測(cè)定滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的任意三點(diǎn)，例如懸浮墊12a、12b、中心墊12c的懸浮量。根據(jù)滑塊2的相對(duì)面的三點(diǎn)的懸浮量和相對(duì)面的形狀，可以知道懸浮間隙的分布。
根據(jù)以上所得到的滑塊2的懸浮間隙分布，與第1方法相同借助于懸浮間隙內(nèi)的流動(dòng)的數(shù)值模擬程序，可以求出懸浮間隙內(nèi)的壓力分布。
圖5(a)，是把借助于求解上述分子氣體潤(rùn)滑方程式的數(shù)值模擬求出的滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面上產(chǎn)生的壓力的結(jié)果，與圖5(b)中所示的滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面相對(duì)應(yīng)地畫(huà)出來(lái)。為了實(shí)行數(shù)值模擬，除了圖5(b)中所示的滑塊2的與磁盤(pán)1的相對(duì)面的形狀和尺寸以外，還需要懸架4向滑塊2施加的推壓載荷和力矩、這些的作用點(diǎn)、滑塊2行進(jìn)的磁盤(pán)1的半徑位置、磁盤(pán)1的轉(zhuǎn)速、大氣壓、氣溫。在本實(shí)施例的場(chǎng)合的例子中，它們?nèi)缦滤觥?br> 〈計(jì)算條件〉推壓載荷約3gf推壓載荷點(diǎn)從流入端15按滑塊全長(zhǎng)的0.2倍向流出端16一側(cè)所取的位置力矩?zé)o半徑位置2.5″磁盤(pán)裝置的最內(nèi)周轉(zhuǎn)速4200rpm大氣壓1個(gè)大氣壓氣溫25℃由以上求出的壓力分布，可以用例如下面的式(1)，和式(2)求出作為大氣壓以上的壓力與大氣壓之差的合力的正壓力22也就是FP，以及正壓力作用點(diǎn)18也就是XP。
FP=∫A(p-pa)dA (1)XP=∫Ax(p-pa)dA/FP(2)式中，x大體上平行于磁盤(pán)1的表面所取的平面坐標(biāo)向量Xpx坐標(biāo)平面中的正壓力的作用點(diǎn)向量p壓力pa大氣壓Ax坐標(biāo)平面中的，滑塊2的與磁盤(pán)1的表面相對(duì)的相對(duì)面中，大氣壓pa以上的壓力p發(fā)生的區(qū)域此外，可以用例如下面的式(3)，和式(4)求出負(fù)壓力23也就是FN，以及負(fù)壓力作用點(diǎn)19也就是XN。
FN=∫B(p-pa)dB (3)XN=∫Bx(p-pa)dB/FN(4)式中，x大體上平行于磁盤(pán)1的表面所取的平面坐標(biāo)向量XNx坐標(biāo)平面中的負(fù)壓力的作用點(diǎn)向量p壓力pa大氣壓Bx坐標(biāo)平面中的，滑塊2的與磁盤(pán)1的表面相對(duì)的相對(duì)面中，大氣壓pa以下的壓力p發(fā)生的區(qū)域下面說(shuō)明本實(shí)施例的作用。
首先針對(duì)作為本發(fā)明的目的的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，即把3000m以內(nèi)高度的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小減至0～2nm，進(jìn)行說(shuō)明。
圖6示出現(xiàn)有技術(shù)的滑塊的側(cè)視圖。由于沒(méi)有由懸架4繞推壓載荷點(diǎn)17施加力矩，所以推壓載荷點(diǎn)17與等效載荷點(diǎn)是同一點(diǎn)，推壓載荷點(diǎn)17，位于滑塊2的逆階梯狀凸凹壁40的流出端一側(cè)。而且推壓載荷點(diǎn)17、正壓力作用點(diǎn)18、負(fù)壓力作用點(diǎn)19等三點(diǎn)，位于滑塊中央點(diǎn)附近的幾乎同一位置。
推壓載荷21和負(fù)壓力23之和，現(xiàn)在與正壓力22平衡，相等。如果氣氛壓力從該狀態(tài)降低，則雖然負(fù)壓力23與正壓力22按幾乎相同的比率減少，但是由于推壓載荷21是恒定的，所以減少量是正壓力22比“推壓載荷21+負(fù)壓力23”要大些。由于作為把滑塊抬起方向的力的正壓力22的減少要大些，所以如果氣氛壓力降低，則滑塊2的流出端懸浮量減少是不可避免的。如前所述，在流出端懸浮量20nm的裝置中，高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小為6nm。
與此相對(duì)，如果用本實(shí)施例，則推壓載荷點(diǎn)17位于滑塊2的逆階梯狀凸凹壁40的滑塊全長(zhǎng)方向的平均位置41的流入端15側(cè)。此時(shí)，由于負(fù)壓力作用點(diǎn)19產(chǎn)生在形成于逆階梯狀凸凹壁40的流出端16側(cè)的泄放面14上，所以必然導(dǎo)致負(fù)壓力作用點(diǎn)19位于逆階梯狀凸凹壁40的滑塊全長(zhǎng)方向的平均位置41的流出端16側(cè)。由于根據(jù)力的平衡，正壓力作用點(diǎn)18位于推壓載荷點(diǎn)17和負(fù)壓力作用點(diǎn)19之間的位置，所以必然導(dǎo)致負(fù)壓力作用點(diǎn)19位于向流出端16側(cè)遠(yuǎn)離正壓力作用點(diǎn)18的位置。
即使在圖3的點(diǎn)劃線所示的，在逆階梯狀凸凹壁上形成具有底壁面43的凹處44的場(chǎng)合，出于以下的理由，也可以說(shuō)與上述同樣，負(fù)壓力作用點(diǎn)19位于逆階梯狀凸凹壁40a、40b連接線的流出端16側(cè)。也就是說(shuō)，第1條理由，是因?yàn)榕c形成于逆階梯狀凸凹壁40a、40b的流出端16側(cè)的泄放面14相比，凹處44的面積小，故即使在泄放面14和凹處44上產(chǎn)生同等的負(fù)壓，相當(dāng)于其合力的作用點(diǎn)的負(fù)壓力作用點(diǎn)19，也位于面積大的泄放面44一側(cè)的緣故。此外作為第2條理由，是因?yàn)榇嬖谟诘妆诿?1的流入端15側(cè)的流體阻力與存在于逆階梯狀凸凹壁40a、40b的流入端15側(cè)的流體阻力相比要小些，故發(fā)生在底壁面41的流出端16側(cè)也就是凹處44內(nèi)的負(fù)壓，與發(fā)生在逆階梯狀凸凹壁40a、40b的流出端16側(cè)的負(fù)壓相比要弱些的緣故。由于推壓載荷點(diǎn)17位于逆階梯狀凸凹壁40a、40b連接線的流入端15側(cè)，相反負(fù)壓力作用點(diǎn)19位于逆階梯狀凸凹壁40a、40b連接線的流出端16側(cè)，所以即使在該圖3點(diǎn)劃線的場(chǎng)合，也與上述同樣，導(dǎo)致負(fù)壓力作用點(diǎn)19的位置朝著流出端16一側(cè)離開(kāi)正壓力作用點(diǎn)18。
此外如果是本實(shí)施例，則推壓載荷點(diǎn)17位于正壓力作用點(diǎn)18的流入端15側(cè)，推壓載荷點(diǎn)17與正壓力作用點(diǎn)18的距離，大于作為流入端15與流出端16的距離的滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍。因此，為了與推壓載荷21、正壓力22相平衡，必然地導(dǎo)致負(fù)壓力作用點(diǎn)19朝著流出端16一側(cè)遠(yuǎn)離正壓力作用點(diǎn)18。
在上述的任何場(chǎng)合，都配置成正壓力作用點(diǎn)18遠(yuǎn)離流出端16，而負(fù)壓力作用點(diǎn)19接近流出端16。由此，正壓力22的減少對(duì)流出端16的影響減弱，負(fù)壓力23的絕對(duì)值的減少的影響增強(qiáng)。由于負(fù)壓力23的絕對(duì)值的減少，沿使滑塊2懸浮的方向作用，所以即使氣氛壓力降低，也可以防止作為流出端16與磁盤(pán)1的間隙的流出端懸浮量減少。進(jìn)而，通過(guò)調(diào)節(jié)正壓力作用點(diǎn)18與負(fù)壓力作用點(diǎn)19之間的距離，或者通過(guò)調(diào)節(jié)等效載荷點(diǎn)也就是現(xiàn)在的推壓載荷點(diǎn)17與正壓力作用點(diǎn)18之間的距離，把3000m以內(nèi)高度的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小幾乎減為零，原理上是可能的。
為了更定量地研究該作用，在圖5的計(jì)算中改變推壓載荷點(diǎn)的位置，針對(duì)等效載荷點(diǎn)與正壓力作用點(diǎn)18的距離的計(jì)算“高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小”的結(jié)果示于圖7。根據(jù)圖7，在本實(shí)施例中，由于與等效推壓載荷的作用點(diǎn)一致的推壓載荷點(diǎn)17與正壓力作用點(diǎn)18的距離大于滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍，所以3000m以內(nèi)高度的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小大約為2nm以下。
像以上這樣，如果用本實(shí)施例，則由于可以把3000m以內(nèi)高度的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小從2nm進(jìn)一步減少到零，所以可以提供從流出端懸浮量10nm直到低懸浮范圍的非接觸懸浮滑塊或者減小接觸力的接觸滑塊，以及裝設(shè)這些滑塊的磁盤(pán)裝置。
參見(jiàn)圖7，高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小，在推壓載荷點(diǎn)17與正壓力作用點(diǎn)18的距離為滑塊全長(zhǎng)的0.3倍左右時(shí)幾乎為零，在(包含此值的)滑塊全長(zhǎng)的0.2～0.4倍的范圍內(nèi)為絕對(duì)值1nm以下。而且如果距離為滑塊全長(zhǎng)的0.5倍以上，則高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小估計(jì)為2nm以上的懸浮量增加。也就是說(shuō)，等效載荷點(diǎn)與正壓力作用點(diǎn)18的距離，可以選為滑塊全長(zhǎng)的0.1～0.5倍，最好是選為0.2至0.4倍。
此時(shí)，在本發(fā)明者們的設(shè)計(jì)中，弄清了如果把等效載荷點(diǎn)配置在從流入端15按滑塊全長(zhǎng)的0.3倍向流出端16一側(cè)所取的位置的流入端15一側(cè)，則可以比較容易地使等效載荷點(diǎn)與正壓力作用點(diǎn)18的距離大于滑塊全長(zhǎng)的0.1倍。此外相反，由于等效載荷點(diǎn)與正壓力作用點(diǎn)18的距離，像以上這樣應(yīng)該小于滑塊全長(zhǎng)的0.5倍，所以等效載荷點(diǎn)，不用設(shè)置在從流入端15按滑塊全長(zhǎng)的0.5倍向滑塊前方外部所取的位置的前方。也就是說(shuō)，雖然不是必要條件，但是在滑塊的設(shè)計(jì)上，等效載荷點(diǎn)最好是設(shè)在，從流入端15按滑塊全長(zhǎng)的0.3倍向流出端16一側(cè)所取的位置，與從流入端15按滑塊全長(zhǎng)的0.5倍向滑塊前方外部所取的位置之間。
下面，用圖8和圖9來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。圖8和圖9是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的滑塊2和磁盤(pán)1的側(cè)視圖。圖8示出在滑塊2上作用著空氣膜產(chǎn)生的懸浮力的懸浮中的狀態(tài)。圖9示出沒(méi)有空氣膜產(chǎn)生的懸浮力作用時(shí)的狀態(tài)。
本實(shí)施例，如圖中所示是取為把萬(wàn)向支架6比滑塊2的流出端一側(cè)更突出地設(shè)置，在沒(méi)有懸浮力作用的狀態(tài)下，靠萬(wàn)向支架6來(lái)支撐空氣流入端一側(cè)的情況。在該結(jié)構(gòu)中，推壓載荷點(diǎn)17大體上設(shè)在滑塊中央點(diǎn)，也就是滑塊全長(zhǎng)的大體上一半的位置上。初期設(shè)定傾斜角度這樣來(lái)給出，即把滑塊2的流入端15向磁盤(pán)1一側(cè)推下的方向的俯仰力矩24繞著滑塊中央點(diǎn)作用。而且，作為把該推壓載荷21和繞著滑塊中央點(diǎn)的俯仰力矩24合成為垂直于磁盤(pán)1的表面的力的合力的、等效推壓載荷26的作用點(diǎn)的等效載荷點(diǎn)25，位于逆階梯狀凸凹壁40的流入端側(cè)。等效載荷點(diǎn)25，位于正壓力作用點(diǎn)18的流入端15側(cè)，等效載荷點(diǎn)25與正壓力作用點(diǎn)18的距離，大于滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍。進(jìn)而，等效載荷點(diǎn)25，位于從滑塊2的流入端15一側(cè)，按滑塊全長(zhǎng)的大約0.3倍向流出端16一側(cè)所取的位置。雖然在本實(shí)施例中，由萬(wàn)向支架的初期設(shè)定傾斜角度來(lái)向滑塊2給出俯仰力矩24，但是也可以由懸架4的初期傾斜角度來(lái)給出俯仰力矩。
如果用本實(shí)施例，則由于推壓載荷點(diǎn)17位于滑塊2的重心附近，所以在由拖架5使懸架4沿磁盤(pán)1的半徑方向進(jìn)行搜索動(dòng)作時(shí)，滑塊2在推壓載荷點(diǎn)17的周圍進(jìn)行預(yù)引入運(yùn)動(dòng)，磁頭11沿磁盤(pán)1的半徑方向振動(dòng)，可以防止搜索定位性能惡化的問(wèn)題。
下面，用圖10和圖11來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。圖10是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的滑塊2和懸架4的組裝件的局部俯視圖，圖11是圖10的實(shí)施例的滑塊2和磁盤(pán)1的側(cè)視圖。
在上述實(shí)施例中，在懸架4上沒(méi)有設(shè)置支點(diǎn)突起。此外，構(gòu)成為懸架4的前端部兼作萬(wàn)向支架。也就是說(shuō)，設(shè)有與懸架4成整體的萬(wàn)向支架部27，借此，對(duì)滑塊2施加推壓載荷21和俯仰力矩24。作為把該推壓載荷21和俯仰力矩24合成為垂直于磁盤(pán)1的表面的力的合力的等效推壓載荷26的、對(duì)滑塊2的作用點(diǎn)的等效載荷點(diǎn)25，位于逆階梯狀凸凹壁40的流入端一側(cè)。進(jìn)而，等效載荷點(diǎn)25，位于正壓力作用點(diǎn)18的流入端15一側(cè)，等效載荷點(diǎn)25與正壓力作用點(diǎn)18的距離，大于滑塊全長(zhǎng)的大約0.1倍。進(jìn)而等效載荷點(diǎn)25，位于從滑塊2的流入端15一側(cè)，按滑塊全長(zhǎng)的大約0.3倍向流出端16一側(cè)所取的位置的流入端15一側(cè)。
如果用本實(shí)施例，則由于沒(méi)有支點(diǎn)突起，所以即使在滑塊2上作用著大的搜索方向的力，也可以防止因支點(diǎn)突起與滑塊2的摩擦力而在支點(diǎn)突起與滑塊2之間殘余相對(duì)變形，使滑塊2對(duì)懸架4的位置錯(cuò)開(kāi)，搜索定位性能惡化的問(wèn)題。
下面，用圖12至圖14來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施例。圖12是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的把滑塊2在磁盤(pán)1表面上加載和卸載的機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，圖13和圖14是圖12的實(shí)施例的滑塊2和磁盤(pán)1的側(cè)視圖。
為了進(jìn)行低懸浮化必須減小磁盤(pán)1的表面粗糙度。作為滑塊的起動(dòng)停止方式，代替因平滑磁盤(pán)與滑塊2的大粘著力而變得困難的CCS(接觸起動(dòng)和停止)，近年來(lái)開(kāi)始采用加載·卸載機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例的加載·卸載機(jī)構(gòu)中，使設(shè)在懸架4上的薄片28滑到設(shè)在磁盤(pán)1的外周端附近的斜坡29的斜面30上，借此使滑塊2在磁盤(pán)1加載或卸載。而且此時(shí)，為了使負(fù)壓力作用的滑塊2可靠地從磁盤(pán)1脫開(kāi)，在滑塊2的背面設(shè)有鉤子32。鉤子32，雖然通常由與萬(wàn)向支架6成整體的構(gòu)件來(lái)形成，但是也可以作為另一個(gè)構(gòu)件直接設(shè)在滑塊2上。鉤子32穿過(guò)設(shè)在懸架4上的孔或缺口33延伸到懸架4的上面，如圖14中所示，在薄片28由斜坡29抬起時(shí)，鉤子32掛住懸架4的上表面而把滑塊2抬起。而且在本實(shí)施例中，鉤子32產(chǎn)生的抬起力的作用點(diǎn)，也就是抬起力作用點(diǎn)34，位于從滑塊2的流入端15按前述滑塊全長(zhǎng)的大約0.5倍向流出端16一側(cè)所取的位置，與流出端16之間。
如果用本實(shí)施例，則由于即使負(fù)壓力作用點(diǎn)19位于流出端16附近，也可以把鉤子32產(chǎn)生的抬起力作用點(diǎn)34同樣設(shè)置在流出端16附近，所以在把滑塊2從磁盤(pán)1卸載之際，可以把滑塊2幾乎水平地抬起，可以防止滑塊2與磁盤(pán)1接觸，因此在用加載·卸載機(jī)構(gòu)的磁盤(pán)裝置中，可以防止滑塊2或磁盤(pán)1磨損或損傷。
從上述說(shuō)明可看出，如果采用本發(fā)明，則可以把作為現(xiàn)有裝置中的流出端懸浮量變動(dòng)的主要原因的，高度3000m以內(nèi)的氣壓降低引起的流出端懸浮量的減小，減少到2nm以下，甚至可以減少到零。因而，可以提供從流出端懸浮量10nm直到低懸浮范圍的非接觸懸浮滑塊或者減小接觸力的接觸滑塊，以及裝設(shè)這些滑塊的磁盤(pán)裝置。
權(quán)利要求
1．一種磁盤(pán)裝置，具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在主軸上的磁盤(pán)；與該磁盤(pán)表面相對(duì)、產(chǎn)生正壓力的懸浮腳或懸浮墊；在流出端側(cè)的懸浮腳或懸浮墊上備有在前述磁盤(pán)上記錄/重放數(shù)據(jù)用的磁頭的滑塊；支撐該滑塊并施加規(guī)定的推壓載荷的懸架；以及安裝于前述懸架上并用來(lái)把前述滑塊在磁盤(pán)上定位的拖架，其特征在于，前述滑塊具有形成從滑塊流入端向流出端凹陷的形狀的逆階梯狀凸凹壁；和在該逆階梯狀凸凹壁的流出端側(cè)形成，并從懸浮腳或懸浮墊凹陷的、產(chǎn)生作為作用于相對(duì)面的負(fù)壓力合力的負(fù)壓力的泄放面，且作為把由前述懸架對(duì)前述滑塊施加的力和力矩合成為垂直于磁盤(pán)表面的力的合力的等效推壓載荷，其作為對(duì)前述滑塊的作用點(diǎn)的等效載荷點(diǎn)，位于前述滑塊的逆階梯狀凸凹壁的流入端側(cè)。
2．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述滑塊的與磁盤(pán)的相對(duì)面具有前述正壓力的作用點(diǎn)和前述負(fù)壓力的作用點(diǎn)，且前述等效載荷點(diǎn)的位置從前述正壓力的作用點(diǎn)向流入端側(cè)偏離，前述等效載荷點(diǎn)與前述正壓力的作用點(diǎn)的距離，大于滑塊全長(zhǎng)的大致0.1倍。
3．如權(quán)利要求2中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述正壓力的作用點(diǎn)的位置，從前述負(fù)壓力的作用點(diǎn)向流入端側(cè)偏離。
4．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述等效載荷點(diǎn)，位于從前述滑塊的流入端側(cè)，以前述滑塊全長(zhǎng)的大約0.3倍向流出端側(cè)所取的位置的流入端側(cè)。
5．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述懸架具有與滑塊接觸、且滑塊能夠以該接觸點(diǎn)為中心沿側(cè)滾或俯仰方向運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)突起，該支點(diǎn)突起與前述滑塊的接觸點(diǎn)，與前述等效載荷點(diǎn)基本上為同一點(diǎn)。
6．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述懸架具有與滑塊接觸、且滑塊能夠以該接觸點(diǎn)為中心沿側(cè)滾或俯仰方向運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)突起，以及向前述滑塊施加繞支點(diǎn)突起的接觸點(diǎn)的俯仰力矩的機(jī)構(gòu)，且把該繞支點(diǎn)突起的接觸點(diǎn)的俯仰力矩和前述支點(diǎn)突起引起的推壓載荷合成為垂直于磁盤(pán)表面的力的合力的、對(duì)前述滑塊的作用點(diǎn)，與前述等效載荷點(diǎn)基本上為同一點(diǎn)。
7．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述懸架經(jīng)由彈性構(gòu)件對(duì)前述滑塊施加推壓載荷，把由該彈性構(gòu)件對(duì)前述滑塊給出的力和力矩合成為垂直于磁盤(pán)表面的力的合力的、對(duì)前述滑塊的作用點(diǎn)，與前述等效載荷點(diǎn)基本上為同一點(diǎn)。
8．如權(quán)利要求1中所述的磁盤(pán)裝置，其特征在于，前述磁盤(pán)，具有記錄信號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)，具有把前述滑塊在設(shè)在前述磁盤(pán)的數(shù)據(jù)區(qū)外周端附近的加載·卸載區(qū)進(jìn)行加載·卸載的機(jī)構(gòu)，在前述滑塊上設(shè)有卸載用的鉤子，該鉤子位于，從離開(kāi)前述滑塊的流入端側(cè)的距離為前述滑塊全長(zhǎng)的大約0.5倍的位置和到前述流出端之間。
全文摘要
目的在于實(shí)現(xiàn)10nm以下的流出端懸浮量。為此,在磁盤(pán)裝置的滑塊中,把正壓力的作用點(diǎn)向流入端側(cè)移動(dòng),把負(fù)壓力的作用點(diǎn)向流出端側(cè)移動(dòng),加大負(fù)壓力對(duì)流出端的影響,由此在減壓時(shí)產(chǎn)生使流出端懸浮量增加的作用。也可以采用減壓時(shí)使流出端懸浮量增加的結(jié)構(gòu),即等效推壓載荷的作用點(diǎn)位于正壓力的作用點(diǎn)的流入端側(cè),正壓力的作用點(diǎn)與等效推壓載荷的作用點(diǎn)的距離大于滑塊全長(zhǎng)的0.1倍。
文檔編號(hào)G11B5/60GK1306281SQ0010814
公開(kāi)日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月18日
發(fā)明者時(shí)末裕充, 土山龍司, 松本真明, 三宅芳彥, 橋本清司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所