(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報が記録されているディスクのトラックに沿って所定高さに浮上した状態で第一方向に飛行する胴体と、
前記ディスクの表面に対応する前記胴体の底面に備えられる複数のレールと、
前記胴体の底面から所定高さの位置に形成され、かつ、前記胴体の底面に第一方向に配置されるスライダの先端部からの空気流入部分と前記胴体内側への流出部分を有する空気流入チャンネルと、
前記空気流入チャンネルの空気排出側に備えられるものであって空気流入チャンネルを中心として前記第１方向に垂直の第２方向に配置される一組の負圧空洞部と、
前記スライダの第１方向の前方に前記一組の負圧空洞部を各々包み、その中央に前記一組の負圧空洞部間に延びる突出部が備えられているＷ状第１レールベースと、
前記第１レールベース後方の両側に相互一定間隔をおいて備えられた第２レールベースとを備え、
前記複数のレールは、第１レールと、第２レールからなり、
前記第１レールは、前記第１レールベース上に、前記一組の負圧空洞部に対応するよう、かつ、前記空気流入チャンネルより高く形成され、
前記第２レールは、前記各第２レールベース上に形成されることを特徴とする負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項２】
前記突出部の上面は前記第１レールに比べて低く位置し、前記突出部の上面に前記空気流入チャンネルが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項３】
前記第１レールは前記第１レールベースの上面の一部に形成され、前記第１レールの前方に第１レールベースの上面による前方段付き部が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項４】
前記第１レールは前記第１レールベースの上面一部に形成され、前記負圧空洞部側に向かう第１レールの後方に第１レールベースの上面による後方段付き部が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項５】
前記第１レールは、前記第１レールベースの上面の一部に形成され、前記負圧空洞部側に向かう第１レールの後方に第１レールベースの上面による後方段付き部が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項６】
前記第１レールベース後方の両側に第２レールベースが相互一定間隔をおいて備えられ、前記各第２レールベース上に第２レールが備えられていることを特徴とする請求項３に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項７】
前記第１レールベース後方の両側に第２レールベースが相互一定間隔をおいて備えられ、前記各第２レールベース上に第２レールが備えられていることを特徴とする請求項５に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項８】
前記両第２レール間に第３レールが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項９】
前記両第２レール間に第３レールが備えられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項１０】
前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項１１】
前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする請求項６ないし請求項８の中のいずれか一項に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項１２】
前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする請求項９に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【請求項１３】
第１レールベースの前方両側縁部に傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録装置で磁気トランスデューサが装着される負圧空気潤滑ベアリングスライダに係り、詳しくは浮上安定性が向上したスライダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録装置において、スライダは空気を潤滑剤として用いてディスク上で飛行する。図１は、磁気記録装置の具体的な例としてハードディスクドライブ(ＨＤＤ)の内部構造を示す平面図である。
図１に示すように、ハードディスクドライブ１０の駆動装置で、磁気ディスク１１がスピンドルモータ１２に装着されて回転運動し、磁気ディスク１１に対向する負圧空気潤滑ベアリングスライダ１４がサスペンション１５に付着される。前記負圧空気潤滑ベアリングスライダ１４は、アクチュエータ１６の回転運動により磁気ディスク１１の希望するトラック１３の位置に動く。記録媒体として用いられる磁気ディスク１１は円状であり、各半径が相違なるトラック１３は相異なる情報を記憶している。したがって、希望の情報を得るためにトラック１３を探してスライダ１４が動く。この時、トラック１３の位置によって線速度が変わると共に、前記負圧空気潤滑ベアリングスライダ１４の浮上高さ、ピッチ角、ロール角及びスキュー角が変わる。
【０００３】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）は、ヘッドディスクインターフェースを示す図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は正面図、そして図２（Ｃ）は側面図である
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、半径が異なる各トラックでは、ディスク１１の回転による線速度２５が半径に比例して変わることによって、各トラック１３の位置によりスライダ１４の浮上状態、すなわち、浮上高さ２１、ピッチ角２２、ロール角２３が変化する。
浮上高さ２１は、情報を記録及び再生する磁気トランスデューサ２６が装着された地点でのスライダ１４とディスク１１との隙間を示し、ピッチ角２２はスライダ１４の長さ方向とディスク１１の平面がなす角を示し、ロール角２３は、スライダ１４の幅方向とディスク１１の平面とがなす角を意味する。また、スキュー角２４は、ディスク１１のトラックの接線１６とスライダ１４の長手方向１５との角を意味する。このようなスキュー角２４は、ベアリングに生じる圧力に大きく影響を及ぼして、ディスク１１のトラック半径によって浮上状態となり、浮上高さ２１、ピッチ角２２、そしてロール角２３の変化が激しくなる。
【０００４】
従来、浮上高さ２１は約０．０５〜０．０７５μｍ以上要求されるために、浮上高さ２１の変動量が多少大きくても情報の記録及び再生には大きい影響を及ぼさなかった。しかし、近年は、浮上高さ２１が０．０２５μｍ以下に低くなるにつれて浮上高さ２１の変動幅も非常に小さくて安定した浮上が要求されている。浮上高さ２１の変動幅が大きくなれば情報の記録及び再生が難しくなり、またスライダ１４とディスク１１との衝突発生頻度が大きくなって全システムの耐久性及び信頼性が低下することになる。
【０００５】
【数１】
0003756785.tif 000002
式（１）は、ヘッド再生フィールド(head writing field：ＨＷ)と記録媒体の保磁力(coercivity：ＨＣ)との関係を示した数式であり、ａは比例定数である。記録媒体の保磁力ＨＣが固定されたと仮定した場合、比例定数aによりヘッド再生フィールドＨＷの大きさが決定されるが、比例定数aが小さいほどヘッド再生フィールドが小さくなる。これはヘッドが小さな再生フィールドを有しても十分に情報を記録媒体に記録できることを意味する。比例定数aは、スライダ１４とディスク１１との間隙の浮上高さ２１に係る値であって、この値を小さくするためには浮上高さ２１を低くすればよい。浮上高さ２１が低くなれば、記録密度に係るビットの大きさを縮められ、より多くの磁気情報を貯蔵できる。
しかしながら、浮上高さ２１が低くなれば記録密度が向上する反面、外部衝撃のような外乱によりスライダ１４とディスク１１との衝突が生じる可能性が大きくなり、これを防止するための色々なスライダ形状が提案されている。
【０００６】
図３は、従来のテーパフラットスライダを示す斜視図である。図３は、米国特許ＵＳ３８２３４１６で提案されたものであり、伝統的な形態のスライダの構造を示すもので、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に示した形態と同じものである。図３に示すように、スライダ３０ａの底面の両側にレール３１ａ、３１ａが形成され、傾斜面３２a、３２ａが長手方向の前方に並んで形成されている。このような形態のスライダは、初期磁気記録装置で基本的に使用されてきた形態であって、これをテーパフラット(ＴＦ)スライダという。このようなスライダは、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）で説明したディスク線速度２５とスキュー角２４の変化に対して浮上高さ２１、ピッチ角２２、そしてロール角２３が非常に大きく変わる短所を有する。磁気トランスデューサ２６は、スライダ３０ａの一レール３１ａの後端面に位置しており、浮上高さ２１がピッチ角２２だけでなくロール角２３の変化にも大きい影響を受けるため、ディスク半径に対して一定の浮上高さ２１を維持し難いという問題があった。
【０００７】
このような問題があるにもかかわらず、このようなテーパフラットスライダの使用が可能であった主な理由は、第１に、回転式アクチュエータ１６の代わりに線形アクチュエータが主に使われていてスキュー角２４の影響を考慮しなくてもすみ、第２には、浮上高さ２１が０．１μｍ（４マイクロインチ）以上でディスク半径に対する浮上高さ２１の変動量が大きくても磁気情報の記録及び再生には大きい影響をおよぼさなかったからである。
【０００８】
図４は、従来のトライパッドスライダを示す斜視図であり、米国特許ＵＳ４８９４７４０で提案された構造のスライダを示している。図４に示すように、スライダ３０ｂの底面両側にレール３１ｂ、３１ｂがスライダ３０ｂの中央部まで形成され、その前方に傾斜面３２ｂ、３２ｂが形成され、スライダ３０ｂの後方部の中央にパッド３３ｂが形成された構造を有する。このような構造のスライダをトライパッドスライダという。このようなスライダ３０ｂは、既存のテーパフラットスライダよりは安定した浮上状態を示す。
【０００９】
しかしながら、記録装置の高密度化が要求されてスライダとディスクとの浮上高さ２１が大きく(０．０５μｍ以下)なり、外乱に対してより安定した浮上状態を維持させる負圧が生じるスライダが提示されるのに至った。
【００１０】
図５は、従来の負圧空気潤滑スライダを示す斜視図であり、このスライダは米国特許ＵＳ４８９４７４０で提案された負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、ゼロロードスライダともいう。
図５に示すように、スライダ３０ｃの底面両側にレール３１ｃ、３１ｃが並んで形成されており、両レール３１ｃ、３１ｃの中間部分にブリッジ３５ｃが形成されて、前記両レール３１ｃ間の空間の正圧空洞部３３ｃと負圧空洞部３４ｃとに区画されている。
【００１１】
このような構造の負圧スライダの特徴は次の通りである。スライダ３０ｃをディスク上側に浮上させる正の圧力が正圧空洞部３３ｃで生じ、レール３１ｃ、３１ｃに形成された空気ベアリング面(air bearing surface：ＡＢＳ)間の負圧空洞部３４ｃでは前記正の圧力に対抗する負圧が生じる。このような構造によれば、負圧空洞部３４ｃでの負圧によりスライダは、ディスクへの吸入力が生じて小さな外部荷重を有しながらも大きい空気ベアリング剛性を形成する。しかし、このような形態の負圧スライダは、スキュー角２４の変化によるロール角２３の変化量が大きく生じることによって、磁気トランスデューサ２６の所での浮上高さ２１が大きく影響されて記録／再生に大きい難しさが存在する。これと共にトラック探索、ランプローディングのようにロールに対する変化が激しい場合にはロール方向への運動安定性が低下するという問題が生じる。
【００１２】
そこで、安定した浮上特性を兼備するためには次のような条件を満たさねばならない。
第１には、ディスク半径に対する浮上高さが一定に維持されねばならない。すなわち、ディスク内側から外側にわたる全ディスク領域で空気の気流速度とスキュー角の変化にも関係なくスライダの浮上高さが変わってはいけない。現在浮上高さが非常に低くなりつつあり、０．０２５μｍ以下のような条件はより厳しく満足されなければならない。
第２には、スライダがなすピッチ角の大きさがディスク半径に関係なく適正範囲内に皆含まれねばならない。つまりピッチ角が小さすぎればスライダの前方部とディスクとの衝突形状のクラッシュが生じて致命的なディスク破損になる恐れがあり、充分な楔効果が発揮されなくて作動中にもスライダがディスクに吸着する現象が生じる。そしてピッチ角が大きすぎれば充分なベアリング剛性を維持できずにスライダの運動安定性も落ちる。
第３には、ディスク半径の全領域でのロール角の変化が小さくなければならない。浮上高さはスライダの後方中心で測定されるので、ロール角により浮上高さが大きい変化を生じないが、トラック探索とロール方向への外部モーメントに対するロール方向への運動安定性を考慮する時、ロール角は常に安定した小さな値を有しなければならない。
第４には、負圧が十分に大きく生じうる形状を提示することによって空気ベアリングの剛性を極大化させる。磁気記録装置の組立誤差、外部荷重大きさの誤差、そして空気ベアリング面の加工誤差に対する浮上高さの変動を最小化するためには空気ベアリングの剛性を極大化しなければならない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダは、前記した問題点を解決するために考えられた４つの条件をクリアするために鑑み創案されたものであり、次に示す５つの課題に整理される。
本発明の第１の課題は、ディスク全領域での浮上高さを一定に維持させうる負圧空気潤滑ベアリングスライダを提供することにある。
本発明の第２の課題は、ディスク全領域でのピッチ角を適正範囲内で維持させうる負圧空気潤滑ベアリングスライダを提供することにある。
本発明の第３の課題は、ディスク全領域でのロール角の大きさを最小化し一定にできる負圧空気潤滑ベアリングスライダを提供することにある。
本発明の第４の課題は、外部で作用する外乱及びトラック探索に対する運動安定性が付与された負圧空気潤滑ベアリングスライダを提供することにある。
本発明の第５の課題は、ヘッドディスクインターフェース(head disk interface：ＨＤＩ)に流入される汚染粒子の量を最小化し、流入された汚染粒子が負圧空洞部に蓄積される現象を効果的に防止できる負圧空気潤滑ベアリングスライダを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、情報が記録されるディスクのトラックに沿って所定高さ浮上した状態で第１方向に飛行する胴体と、前記ディスクの表面に対応する前記胴体の底面に備えられる複数のレールと、前記胴体の底面から所定高さの位置に形成され、かつ、前記胴体の底面に第１方向に配置されるスライダの先端部からの空気流入部分と前記胴体内側への流出部分を有する空気流入チャンネルと、前記空気流入チャンネルの空気排出側に備えられるものであって空気流入チャンネルを中心として前記第１方向に垂直の第２方向に配置される一組の負圧空洞部とを具備し、前記スライダの第１方向の前方に前記一組の負圧空洞部を各々包み、その中央に前記一組の負圧空洞部間に延びる突出部が備えられているＷ状第１レールベースと、前記第１レールベース後方の両側に相互一定間隔をおいて備えられた第２レールベースとを備え、前記複数のレールは、第１レールと、第２レールからなり、前記第１レールは、前記第１レールベース上に、前記一組の負圧空洞部に対応するよう、かつ、前記空気流入チャンネルより高く形成され、前記第２レールは、前記各第２レールベース上に形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記突出部の上面は前記第１レールに比べて低く位置し、前記突出部の上面に前記空気流入チャンネルが備えられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第１レールは前記第１レールベースの上面の一部に形成され、前記第１レールの前方に第１レールベースの上面による前方段付き部が備えられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第１レールは前記第１レールベースの上面の一部に形成され、前記負圧空洞部側に向かう第１レールの後方に第１レールベースの上面による後方段付き部が備えられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第１レールは前記第１レールベースの上面の一部に形成され、前記負圧空洞部側に向かう第１レールの後方に第１レールベースの上面による後方段付き部が備えられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項３に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第１レールベース後方の両側に第２レールベースが相互一定間隔をおいて備えられ、前記各第２レールベース上に第２レールが備えられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項５に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第１レールベース後方の両側に第２レールベースが相互一定間隔をおいて備えられ、前記各第２レールベース上に第２レールが備えられていることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記両第２レール間に第３レールが備えられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項７または請求項８に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第２レール間に第３レールが備えられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項７に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項６ないし請求項８の中のいずれか一項に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２記載の発明は、請求項９に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、前記第２レールは前記胴体の後端から所定距離離隔していることを特徴とする。
【００２８】
請求項１３記載の発明は、請求項１に記載の負圧空気潤滑ベアリングスライダであって、第１レールベースの前方両側縁部に傾斜部が形成されていることを特徴とする。
【００３５】
以上のように、請求項１〜請求項１３に記載の本発明によれば、胴体と、前記胴体の第１方向の前方部分に備えられるものであって、第１方向の両側に配置される一組の第１部分と、前記第１部分の先端部にその両端が連結される第２方向の第２部分と、前記第２部分の中間部分に備えられる第１方向の空気流入チャンネルが備わり、前記両第１部分と第２部分との内側空間に前記空気流入チャンネルを中心として第２方向の両側に所定間隔をおいて位置する一組の負圧空洞部が備えられている第１レールと、前記スライダ胴体の第１方向の後方両側に前記第１レールと所定間隔をおいて各々備えられる一組の第２レールとを具備する負圧空気潤滑ベアリングスライダの提供が可能である。
【００３６】
また、請求項１〜請求項１３に記載の本発明によれば、負圧空気潤滑ベアリングスライダは、前記両第２レール間には第１方向の後方中央部分に位置する第３レールが介在されていることが望ましく、前記両第１レールは所定高さのその中央部分に突出部が形成され、前記両負圧空洞部を包む形態のＷ状第１レールベース上の両側に形成され、前記空気流入チャンネルは前記第１レールベースの突出部の上面により提供され、前記第１レールは前記第１レールベースの上面一部に形成されており、その前方及び後方中のいずれか一方に第１レールが形成されていない第１レールベースの上面による段付き部が形成される。
【００３７】
これにより、本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダが及ぼす作用をまとめると、ディスク全領域での浮上高さを一定に維持し（第１の課題）、ディスク全領域でのピッチ角が適正範囲内で維持され（第２の課題）、しかもディスク全領域でのロール角の大きさを最小化し一定にでき（第３の課題）、特に外部で作用する外乱及びトラック探索に対する運動安定性を付与することが可能である（第４の課題）。また、ヘッドディスクインターフェースに流入される汚染粒子の量を最小化し、流入された汚染粒子が負圧空洞部に蓄積される現象を防止することが可能である（第５の課題）。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の負圧空気ベアリングスライダの実施例を詳細に説明する。
図６は、本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダの構造的特徴を示す概念図である。
図６に示すように、情報が記録されるディスクのトラックに沿って所定高さに浮上した状態で第１方向に飛行する胴体３００を備えている。なお、「飛行する」とは、胴体３００がディスクの回転による正圧力により浮上してディスクのトラックに対して所定間隔を維持した状態で相対的な速度を有するということである。実際の胴体３００はサスペンションに支持された状態で、これに対応するトラック、厳密にはディスクが回転する。前記胴体３００の先端部中央部分には第１方向に向かうアップストリーム方向の空気流入チャンネル３５０が備えられる。この空気流入チャンネル３５０の空気流入部は胴体３００の前方に向い、ダウンストリーム側の空気流出部は胴体３００の内側に向かう。このような空気流入チャンネル３５０は、空気通過経路として後述するレールにより提供されるものである。前記胴体３００の底面には一組の負圧空洞部３４０が備えられる。この負圧空洞部３４０は第１方向に垂直の第２方向に一定間隔をおいて配置される。ここで第２方向とは、トラック探索がなされる方向をいう。このような両負圧空洞部３４０は、前記第１方向に配置された空気流入チャンネル３５０の空気流出部に隣接して配置される。このような一組の負圧空洞部３４０によれば、トラック探索方向へのロール角を安定的に維持させ、特に外乱に対する空気ベアリングの剛性を高める働きをする。
【００３９】
（第１実施の形態）
前記のような概念に基づいた本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダの具体的な実施例について詳細に説明する。
図７（Ａ）は、本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第１実施の形態を示す斜視図であり、図７（Ｂ）はその平面図である。
図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示すように、負圧空気潤滑ベアリングスライダの胴体３００の底面に正の圧力が生じる５個のレール３１０、３１０、３７０、３７０、３３０と負の圧力が生じる一組の負圧空洞部３４０が備えられている。
前記スライダの胴体３００はディスクと向い合う潤滑面を有しており、前記潤滑面にはレールと窪み（リセス）とより形成されている。スライダの潤滑面は第１レールの３１０、３１０、第２レールの３７０、３７０、第３レールの３３０により形成される。
前記第１レール３１０、３１０は一組が備えられ、この二つのレール３１０は負圧空洞部を形成できるように胴体３００側面部ではスライダの長さ方向に長く形成され、全体的に婉曲な湾を形成する第１レールベース３８０上に形成されている。
【００４０】
図７（Ｂ）を参照して整理すると、胴体３００の前端部に一組の第１レール３１０、３１０が配置され、これら間に前述した空気流入チャンネル３５０が備えられている。第１レール３１０と空気流入チャンネル３５０は胴体３００上に所定高さで形成された第１レールベース３８０上に形成される。第１レールベース３８０の形状は略Ｍ状または略Ｗ状であり、第１レール３１０の一部分と見なし、充分に適切に調節された容積の負圧空洞部３４０を提供する。第１レールベース３８０で両負圧空洞部３４０間に所定長さ延びた突出部３６０は両負圧空洞部３４０を空間的にやや隔離して両負圧空洞部３４０での各圧力を適切に維持させる。
【００４１】
正の圧力が生じる５個のレール部で先端部に位置した第１レール３１０は、ピッチ角を一定に維持させてディスクとの衝突を防止する。そして第１レール３１０の各後方には第２レール３７０、３７０が位置する。これはスライダのロール剛性を高めることによってロールの安定性を高めることができる。そして第２レール３７０、３７０間に備えられた第３レール３３０の側面には情報を記録／再生する磁気トランスデューサ２６が装着される。前記第１レール３１０、３１０と同じく前記第２レール３７０、３７０は所定高さの第２レールベース３８１、３８１の頂上面に形成され、第３レール３３０も所定高さの第３レールベース３８２の頂上面に所定の面積で形成されている。
【００４２】
前記第１、第２、第３レール３１０、３７０、３３０は、それぞれのレールベース３８０、３８１、３８２の頂上面にこれより狭い面積で形成され、したがってこれらの周囲に狭い面積の段付き部３２０、３２１、３２２が形成されている。このような段付き部３２０、３２１、３２２は、各レール３１０、３７０、３３０を十分に包み込む程度に形成されて楔現象による圧力形成機構を提供し、このような段付きを用いれば既存の傾斜面加工より容易に加工でき、傾斜面加工時に生じる加工誤差を最小化できる長所を有する。
【００４３】
第１レールベース３８０の中央に位置した段付き部３２０で、スライダの後端部方向に長く延びた突出部３６０により、負圧空洞部３４０が実質的に二つに分割される。このような二つの負圧空洞部３４０、３４０を形成することによって、スキュー角の変化にもかかわらず大きい負圧発生により安定した吸入力を生じてスライダ胴体の浮上安定性を高めるのに効果を発揮する。
【００４４】
また、前記第２レール３７０、３７０は、これを包む段付き部３２１、３２１の楔効果により十分に正の圧力を生じることができ、ロール方向の安定性を向上させる。そして後端部の第３レール３３０は、同じく段付き３２２により包まれて充分な圧力を生じ、浮上高さが低すぎれば大きい圧力を生じてスライダの浮上のために大きい反発力を生じる。
【００４５】
したがって、本発明によれば、第１レール３１０、３１０、そしてその後方の第２レール３７０、３７０により安定した４つの圧力が形成され、これによってスライダはより安定した浮上状態を有する。そして第１レール３１０により形成される負圧空洞部３４０、３４０では大きい負圧が生じて大きい空気ベアリングの剛性を維持させることができる。
なお、前記のような構造において、第１方向の胴体を中心として左右対称的な構造で前記レール及びレールベースが形成され、場合によっては非対称的に形成される場合もある。
【００４６】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示したように、第２レールベース３８１、３８１が胴体３００の後端部から一定距離で維持され、そして前記胴体３００のコーナー部は第１レールベース３８０の拡張はなく、これに対応する第１レールベース３８０のコーナー部３８０ａは第１方向に傾いている。これにより、前記胴体３００にロール運動が生じても第１レールベース３８０とディスクとの衝突が防止され、負圧空洞部３４０を含む胴体とディスクとの領域に汚染粒子が流入される量を縮められるようにした。
【００４７】
前述したように正の圧力の大部分は、スライダの四つ角３１０、３７０とスライダ後尾３３０で生じ、負圧は負圧空洞部３４０があるスライダの中心で生じる。このような圧力発生形態はディスク半径のトラック位置に関係なくスライダの浮上高さ２１、ピッチ角２２、そしてロール角２３の変動量を最小化できる。非常に低い浮上高さ２１を維持しつつ同時に安定した浮上状態を得ることによってヘッドディスクインターフェースの信頼性を得られ、この技術は今後これと類似した原理を用いるＮＦＲＤ(near field optical recording drive)にも利用可能である。
【００４８】
（第２実施の形態）
図８（Ａ）と図８（Ｂ）は、本発明である負圧空気潤滑ベアリングスライダの第２実施の形態を示す斜視図及び平面図である。
ここで図８（Ａ）と図８（Ｂ）は、負圧空洞部３４０に隣接した段付き部３２３が拡張された点を除いては同様であるので、前記図７（Ａ）と図７（Ｂ）で付した同一符号を使用し、重複する説明は省略する。
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示した第２実施の形態は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示した第１実施の形態で第１レールベース３８０に備えられる突出部３６０の形状が少し拡張され、第１レールベース３８０の内側にそして負圧空洞部３４０に接する内側段付き部３２３が追加され形成されている。
【００４９】
前記第２実施の形態において、第１レールベース３８０の内側段付き部３２３は、負圧空洞部３４０が隣接して第１レール３１０の後方に形成されることにより、負圧空洞部３４０への急な圧力変動により生じる微細な汚染粒子の積層現象を最小化させるという効果を発揮する。
【００５０】
図９は、前記第２実施の形態での本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダに備えられた段付き部３２３の幅Ａ変化に対するディスクのトラック位置別浮上高さの変化を示したグラフであり、図１０は同様に段付き部３２３の幅Ａ変化に対するディスクのトラック位置別ピッチ角の変化を示したグラフであり、図１１は、段付き部３２３の幅Ａ変化に対するディスクのトラック位置別ロール角の変化を示すグラフである。図９ないし図１１において、ＩＤ(inner diameter)、ＭＤ(middle diameter)、そしてＯＤ(outer diameter)は、各々磁気情報が貯蔵されたディスク最内側直径、中間側直径、そして最外側直径を示している。
図９ないし図１１に示すように、幅Ａ（図８（Ｂ）参照）が大きいほど負圧空洞部３４０に生じる負圧量が小さくなり、浮上高さ２１、ピッチ角２２そしてロール角２３とも増加することから、幅Ａは大きすぎてはいけないことが分かる。そこで、好適な幅Ａの長さは、第１レール３１０間の距離３１０Ｔの２５％以内に限定されるとよい。
【００５１】
（第３実施の形態）
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、本発明の第３実施の形態を示す斜視図及び平'面図である。本実施形態は突出部３６０´を除いては前述した第１実施の形態と事実上同じ構造を有するため、重複する説明は省略する。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示したように、第１レールベース３８０の外側に備えられた段付き３２０から延びた突出部３６０´が前述した第１、第２実施の形態での突出部３６０に比べて長く延びたものである。この突出部３６０´は、負圧空洞部３４０、３４０を分離させる役割をし、前記その長さＢに対する圧力の大きさはあまり変わらない。
【００５２】
図１３は、突出部３６０´の長さＢの変化に係るスライダの浮上高さ２１の変化を示すグラフであり、図１４は、同様に突出部の長さＢの変化に係るスライダのピッチ角２２の変化を示すグラフであり、図１５は、前記突出部３６０´の長さＢに対するスライダのピッチ角２２の変化を示すグラフである。
図１３ないし図１５に示すように、長さＢに対する浮上高さとピッチ角は大きな変化を示さないが、ロール角２３については前記突出部３６０´の長さＢが大きいほどディスク半径によるロール角２３の大きさの差が大きくなることが分かる。そして前記中心部３６０´が後端部中心に位置したレールの段付き部３２０と連結された状態の場合には、ＯＤでの浮上高さが急激に増加し、またＯＤでロール角が急激に小さくなる。あらゆる浮上特性を考慮する時、前記中心部３６０´の長さＢはスライダ長さの７０％以内が好適である。なお、図１３ないし図１５でＩＤ(inner diameter)、ＭＤ(middle diameter)、そしてＯＤ(outer diameter)は、各々磁気情報が貯蔵されたディスク最内側直径、中間側直径、そして最外側直径を示す。
【００５３】
（第４実施の形態）
（第５実施の形態）
図１６は、本発明の第４実施の形態を示す平面図であり、非対称スライダの構造を示し、図１７は、本発明の５実施の形態を示す平面図であって、非対称スライダの構造を示す平面図である。
図１６及び図１７に示すように、第１方向のＸ−Ｘ線を中心として各レールベース及びこの頂上面に形成されるレールは非対称的に形成されている。これはＸ−Ｘ線を中心としてその両側では正圧及び負圧の大きさの非対称的な調節のためのものであって、多様な形態に変形が可能である。このような非対称的な構造は胴体３００上に形成されたあらゆる要素に適用でき、特に前述した第１実施の形態ないし第３実施の形態に適用できる。
【００５４】
図１８は、図１６及び図１７に示したように非対称的な構造を有するスライダにおいて、胴体に形成されたレールベース３８０及びレール３１０，３１０の角部分が婉曲な曲線形態に仕上げられた状態を示す平面図である。このようにレールベース３８０及びレール３１０，３１０の角部分が婉曲に形成される構造は前記したあらゆる実施の形態に適用できる。
前記した実施の形態において、例えば、レールベース３８０とレール３１０の高さ差、すなわち段付き部の深さは０.１〜１.０μｍであり、望ましくは０.１〜０.４μｍが好適である。また、負圧空洞部の底面からレールベース上に形成されたレールの頂上面までの高さ、すなわち、窪み（リセス）の全体深さは１.０〜１０.０μｍであり、望ましくは１.０〜４.０μｍが好適である。さらに、本発明の実施の形態では、スライダの第１方向の長さは５００〜４０００μｍであり、幅はその長さの５０〜１００％が好適である。
【００５５】
図１９（Ａ）と図１９（Ｂ）は、前述した本発明に係る図８に示した第２実施の形態に係る負圧空気潤滑スライダで生じる圧力分布を３次元と２次元で各々示したグラフである。
第１レールベースの外側の側段付き３２０から始まって第１レール３１０につながる正の圧力は胴体の長さ方向に増加していて、負圧空洞部で急激に圧力が減少して負圧が生じる。そして第１レール３１０は側面からレールが終わる地点まで正の圧力が持続される。スライダの負圧空洞部を含んで中央部では全体的に負圧が形成されており、第２レール３７０、そして第３レール３３０で大きい正の圧力が形成されるのが分かる。
【００５６】
図２０ないし図２８は、本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダ(Invention)と図３を通して説明された従来のテーパフラットスライダ(ＴＦ)、図４を通して説明された従来のトライパッドスライダ(Tripad)、そして図５を通して説明された従来のゼロロードスライダ(Zeroload)についてディスク半径の変化、すなわちトラック探索の試みによる定常状態解析を通したシミュレーション結果を示す比較グラフである。
【００５７】
図２０は前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果であり、浮上高さの変化を示す比較グラフである。図２０に示すように、ゼロロードスライダ(Zeroload)の浮上高さ２１の変化が最も激しく、テーパフラットスライダ(ＴＦ)、トライパッドスライダ(Tripad)順にその変化量が減少するのが分かる。そして本発明に係るスライダ(Invention)が最も狭い範囲での浮上高さ２１の変化を示しているのが分かる。
【００５８】
図２１は、前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果でロール角２３の変化を示す比較グラフである。図２１に示すように、本発明に係るスライダ(Invention)を除外したゼロロードスライダ(Zeroload)、テーパフラットスライダ(TF)、トライパッドスライダ(Tripad)のピッチ角変化が大きく示される。これを通じて分かるように本発明に係るスライダ(Invention)が最も安定したピッチ角の変化を示すと共に、特にほとんど一定値を維持するのは分かる。
【００５９】
図２２は、前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果でロール角２３の変化を示す比較グラフである。図２２に示すように、従来のあらゆるスライダはかなり大きい範囲でロール角２３の変化が示される反面、本発明に係るスライダ(Invention)は変化が非常に微小な安定したロール角２３を維持することが分かる。
【００６０】
図２３は、前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダに衝撃を加えた場合、スライダの浮上高さ２１の相対値変動を示す比較グラフである。図２３に示すように、衝撃を加えた時に、あらゆるスライダで浮上高さ２１の相対値の激しい変化が示されるが、本発明に係るスライダ(Invention)（太線）は、他の従来のスライダに比べて非常に速い状態で減衰し安定化することが分かる。
【００６１】
図２４は、前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダに衝撃を加えた場合、スライダのピッチ角２２の変動を示す比較グラフである。図２４に示すように、衝撃を加えた時に、あらゆるスライダでピッチ角２２の相対値の激しい変化が示されるが、本発明に係るスライダ(Invention)（太線）は、他の従来のスライダに比べて非常に速い状態で減衰し安定化することが分かる。
【００６２】
図２５は、前記ＴＦ、Tripad、Zeroload、Inventionなど４つのスライダに衝撃を加えた場合、スライダのロール角２３の変動を示す比較グラフである。図２５に示すように、衝撃を加えた時に、あらゆるスライダでロール角２３の相対値の激しい変化が示されるが、本発明に係るスライダ(Invention)は他の従来のスライダに比べて非常に速い状態で減衰し安定化する。
【００６３】
図２０ないし図２５を通じてトラック探索時のスライダの挙動を調べたところ、従来のゼロロードスライダは非常に不安定な浮上特性を示す反面、本発明に係るスライダ(Invention)は非常に安定的であることが分かる。
そして、テーパフラットスライダ(ＴＦ)、トライパッドスライダ(Tripad)と本発明のスライダ(Invention)の浮上特性を比較すれば次の通りである。
【００６４】
図２６は、前記のＴＦ、Tripad、及びInventionなど３つのスライダについて、トラック探索時のスライダの浮上高さ２１の変動を示し、図２７は、前記ＴＦ、Tripad、及びInventionなど３つのスライダについて、トラック探索時のスライダのピッチ角２２の変動を示し、そして図２８は、前記ＴＦ、Tripad、及びInventionなど３つのスライダについて、トラック探索時のスライダのロール角２３の変動を示すグラフである。
図２６ないし図２８で分かるように、本発明に係るスライダ(Invention)は、あらゆる特性面で最も安定した特徴を有することが分かる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１〜請求項１３に記載の本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダは、第１の課題であるディスク全領域での浮上高さを一定に維持し、第２の課題であるディスク全領域でのピッチ角が適正範囲内で維持され、第３の課題であるディスク全領域でのロール角の大きさを最小化し一定にでき、第４の課題である特に外部で作用する外乱及びトラック探索に対する運動安定性が付与されることはもちろんのこと、第５の課題であるヘッドディスクインターフェースに流入される汚染粒子の量を最小化し、流入された汚染粒子が負圧空洞部に蓄積される現象を効果的に防止することが可能である。
本発明は添付した図面に示した一実施例を参考にして説明したが、これは本発明の特許請求の範囲に限定されるものではない。また、当該技術分野で通常の知識を有する者であればこれより多様な変形及び均等な他の実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なハードディスクドライブ(ＨＤＤ)の内部構造を示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、ヘッドディスクインターフェースを示す図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は正面図、そして図２（Ｃ）は側面図である。
【図３】従来のテーパフラットスライダを示す斜視図である。
【図４】従来のトライパッドスライダを示す斜視図である。
【図５】従来の負圧空気潤滑スライダとしてゼロロードスライダを示す斜視図である。
【図６】本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダの構造的特徴を示す概念図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第１実施の形態を示す斜視図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した斜視図の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第２実施の形態を示す斜視図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した斜視図の平面図である。
【図９】本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダに備えられた前方段付き部の幅Ａ変化及びディスクのトラック位置別浮上高さの変化を示したグラフである。
【図１０】本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダに備えられた前方段付き部の幅Ａ変化及びディスクのトラック位置別ピッチ角の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダに備えられた前方段付き部の幅Ａ変化及びディスクのトラック位置別ロール角の変化を示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第３実施の形態の斜視図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第３実施の形態の平面図である。
【図１３】図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示した本発明に係る圧空気潤滑ベアリングスライダの第３実施の形態において、突出部の長さＢの変化に係る浮上高さの変化を示すグラフである。
【図１４】図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示した本発明に係る圧空気潤滑ベアリングスライダの第３実施の形態において、突出部の長さＢの変化に係るピッチ角の変化を示すグラフである。
【図１５】図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）に示した本発明に係る圧空気潤滑ベアリングスライダの第３実施の形態において、突出部の長さＢの変化に係るロール角の変化を示すグラフである。
【図１６】本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第４実施例の平面図である。
【図１７】本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第５実施例の平面図である。
【図１８】本発明の負圧空気潤滑ベアリングスライダに係る第６実施例の平面図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダの３次元圧力分布図である。図１９（Ｂ）は、本発明に係る負圧空気潤滑ベアリングスライダの２次元圧力分布である。
【図２０】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果で浮上高さの変化を示す比較グラフである。
【図２１】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果でピッチ角の変化を示す比較グラフである。
【図２２】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダについての定常状態解析を通したシミュレーション結果でロール角の変化を示す比較グラフである。
【図２３】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダに衝撃を加えた場合のスライダの浮上高さの相対値の変動を示す比較グラフである。
【図２４】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダに衝撃を加えた場合のスライダのピッチ角変動を示す比較グラフである。
【図２５】従来の相異なる３つのスライダと本発明に係るスライダに衝撃を加えた場合のスライダのロール角変動を示す比較グラフである。
【図２６】従来の相異なる２つのスライダと本発明に係るスライダにおいて、トラック探索時のスライダの浮上高さ変動を示す。
【図２７】従来の相異なる２つのスライダと本発明に係るスライダにおいて、トラック探索時のスライダのピッチ角変動を示す。
【図２８】従来の相異なる２つのスライダと本発明に係るスライダにおいて、トラック探索時のスライダのロール角変動を示す。
【符号の説明】
２６  磁気トランスデューサ
３００  胴体
３１０  第１レール
３２０、３２１、３２２、３２３  段付き部
３３０  第３レール
３４０  負圧空洞部
３６０  突出部
３５０  空気流入チャンネル
３７０  第２レール
３８０  第１レールベース
３８１  第２レールベース
３８２  第３レールベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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