DE3527096A1

DE3527096A1 - Linearmotor mit verbesserten magnetischen eigenschaften

Info

Publication number: DE3527096A1
Application number: DE19853527096
Authority: DE
Inventors: Stephen Ralph San Jose Calif. Viskochil
Original assignee: Priam Corp
Current assignee: Priam Corp
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1986-01-30
Also published as: GB8517691D0; GB2162698B; US4631431A; GB2162698A; JPS61106060A

Description

LINEARMOTOR MIT VERBESSERTEN MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN

Die Erfindung betrifft allgemein Linearmotore zur Verwendung in Plattenlaufwerken.

Die Größe von Magnetplatten zur Verwendung in Magnetspeichereinrichtungen konnte durch Verbesserung der Aufzeichnungstechniken verringert werden. Diese Aufzeichnungstechniken ermöglichen eine größere Dichte der auf den Plattenoberflächen aufgezeichneten Daten. Die Gesamtgröße der Plattenlaufwerke wurde ebenso infolge der Erniedrigung der Leistung zur Bewegung der Magnetköpfe und durch Anordnung des Antriebsmotors für den Kopfschlitten neben dem Schlitten anstatt hintereinander verringert.

Dies wird durch den in der US-PS 4 414 594 gezeigten Linearmotor verdeutlicht. Der gezeigte Motor verwendet eine geteilte Magnetstruktur, wobei die Schlittenanordnung dazwischen vorgesehen ist. Eine oder mehrere Spulen, die an der Schlittenanordnung befestigt sind, stehen mit der geteilten Magnetstruktur in Verbindung. Der Schlitten bewegt sich auf parallelen Schienen, wobei eine Schiene eine Federvorspannung aufweist, um mit den Rollen des Schlittenaufbaus zwangsläufig in Eingriff zu stehen. Um Vibrationen zu verhindern, sind die Magnetabstützstrukturen einheitlich mit einer Basisabstützstruktur vergossen. Der gesamte Aufbau von Motor und Schlitten ist relativ komplex und teuer in der Herstellung und kann problematisch im Hinblick auf Flußverluste sein.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen Linearmotor für ein Magnetplattenlaufwerk oder dergleichen vorzuschlagen, der bei kompaktem Aufbau verbesserte magnetische Eigenschaften sowie einen verringerten Flußverlust aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Motor Seitenmagnete zusammen mit einem oberen und einem unteren Magneten verwendet werden. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in einer Magnetstruktur, die aus zwei zusammenpassenden Gehäusekomponenten besteht. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in einem zweistückigen Mittelstückaufbau.

Gemäß der Erfindung wird eine kompakte Anordnung von Linearmotor und Schlitten vorgesehen. Die Motor- und Schlittenanordnung ist relativ einfach im Aufbau und kann damit leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Der Aufbau des Motorgehäuses und der Magnetabstützung verstärkt die magnetische Kopplung mit der beweglichen Spule und verringert außerdem einen Flußverlust außerhalb des Motors.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

eines Plattenlaufwerks, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linearmotor-

und Schlittenanordnung verdeutlicht,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht des

Plattenlaufwerks gemäß Fig. 1 bei abgenommenem Deckel,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Linearmotor- und

Schlittenanordnung entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht des Linearmotors in dem Plattenlaufwerk gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Linearmotors der Fig.l,

Fig. 6A und 6B eine Drauf- bzw. Stirnansicht einer Abschlußplatte des Linearmotors gemäß Fig. 1,

Fig. 7 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die die Abschlußplatte und das magnetische Gehäuse des Linearmotors der Fig. 1 verdeutlicht und

Fig. 8 eine auseinandergezogene Seitenansicht des

Linearmotors der Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Magnetplattenlaufwerk 10 weist einen oberen Deckel 11 und ein Gehäuse 12 auf. An den Ecken des Gehäuses 12 sind Gummiisolatoren 13 angeordnet, um das Plattenlaufwerk 10 in einem Abstützrahmen befestigen zu können. In dem Gehäuse 12 ist ein Antriebsmotor 14 mit Welle vorgesehen, wobei auf der Welle eine Vielzahl von Magnetplatten 16 drehbar befestigt sind. Magnetköpfe 18 bewegen sich über die Oberflächen der Magnetplatten 16, um Daten zu lesen und aufzuzeichnen.

Die Magnetköpfe 18 sind auf einer Schlittenanordnung 20 befestigt, die mit Hilfe eines Linearmotors 22 angetrieben wird. Die Schlittenanordnung 20 umfaßt ein aufragendes Turmteil 24, von dem sich die Magnetköpfe 18 abstützende Arme 26 erstrecken. Die Schlittenanordnung 20 weist an einem Ende ein erstes Paar von Rollen 28 und an dem anderen Ende ein zweites Paar von Rollen 28 auf. Die beiden Rollenpaare stehen mit einer Schienenführung 30 in Eingriff. Eine fünfte und eine sechste Rolle 32 stehen mit der Unterseite von Abstützplatten 34 in Eingriff, um die Schlittenanordnung 20 aufrecht zu halten. An einem den Magnetköpfen 18 abgewandten Ende der Schlittenanordnung 20 ist

eine Spule 35 vorgesehen, die in dem Linearmotor 22 positioniert ist.

Der Aufbau des Linearmotors 22 ist am besten in der Schnittansicht der Fig. 3, die einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 verdeutlicht, und in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Wie zuerst aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, die eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Linearmotors zeigen, sind an den Seiten des Linearmotors 22 Ansätze 40 vorgesehen, um diesen in dem Plattenlaufwerksgehäuse 12, wie in Fig. 2 verdeutlicht, zu befestigen. Der Motor 22 weist einen Gehäuseteil 42 und eine Abschlußplatte 44 auf, die in den Fig. 6A und 6B und in der Fig. 7 deutlicher dargestellt sind. Die Abschlußplatte 44 weist zwei einstückig damit ausgebildete magnetische Mittelstücke 46 auf, um die jeweils eine kurzgeschlossene, elektrische Windung 48 vorgesehen ist, die üblicherweise aus einem Kupferblech besteht. Die kurzgeschlossene Windung 48 ist ausreichend lang, um mit einem passenden Mittelstück 52 des Gehäuseteils 42 in Eingriff zu gelangen. Zwischen den beiden Mittelstücken 46 ist in der Platte 44 eine Öffnung 50 vorgesehen, durch die ein flexibles Kabel zum Anschluß der Spule 35 hindurchgeführt werden kann.

Der in Fig. 7 perspektivisch dargestellte Gehäuseteil 42 umfaßt eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche. Die Endfläche weist einstückig damit ausgebildete Mittelstücke 52 auf, um die herum die kurzgeschlossenen Windungen 48 vorgesehen werden. Die Endfläche des Gehäuses 42 hat eine Öffnung 56, durch die die Schlittenanordnung sich hindurchbewegen kann. Die Abschlußplatte 44 stimmt mit dem offenen Ende des Gehäuses 42 überein, wobei die Mittelstücke 46 der Abschlußplatte 44 mit den Mittelstücken 52 des Gehäuses 42 zusammenpassen. In der Abschlußplatte 44 sind Durchsteckbohrungen zum Anschrauben der Abschluß-

platte 44 auf das offene Ende des Gehäuses 42 vorgesehen.

Wie aus der Querschnittsansicht der Fig. 3 ersichtlich, erstrecken sich die Schienenführung 30 und die Schlittenanordnung 20 einschließlich der Spule 35 über die in der Fig. 7 dargestellten Öffnung 56 in das magnetische Gehäuse des Linearmotors. Die Spule 35 ist, wie dargestellt, um die beiden magnetischen Mittelstücke des Linearmotors herum angeordnet und mit diesen magnetisch gekoppelt.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind drei Magnete 60, 61 und 62 an der unteren Fläche, der einen Seitenfläche bzw. der oberen Fläche des Gehäuses 42 in kooperativer Beziehung zum ersten Mittelstück 46 befestigt. In ähnlicher Weise sind drei Magnete 63, 64 und 65 an der oberen Fläche, der Seitenfläche bzw. der unteren Fläche des Gehäuses 42 in kopperativer Beziehung zu dem zweiten magnetischen Mittelstück 46 befestigt. Demzufolge wird der magnetische Fluß durch die Spule zu den Mittelstücken verstärkt.

Fig. 8 zeigt eine auseinandergezogene Schnittansicht des Linearmotors entlang der Linie 8-8 der Fig. 3 und verdeutlicht weiterhin die kooperative Beziehung zwischen dem Gehäuse 42, der Abschlußplatte 44, der zusammenpassenden Mittelstücke 46 und 52 und der mit den Mittelstücken gekoppelten Spule 35.

Vorstehend wurde eine Linearmotor- und Schlittenanordnung beschrieben, wobei der Motor verbesserte magnetische Eigenschaften zum Antrieb der Schlittenanordnung sowie eine verbesserte magnetische Abschirmung gegenüber der äußeren Umgebung aufweist. Außerdem ist von entscheidender Bedeutung, daß durch den integralen bzw. einstückigen Aufbau der Mittelstücke mit der Endfläche des Gehäuses bzw. der Abschlußplatte der Flußverlust minimiert werden kann, der ansonsten bei

einem Aufbau mit diskreten Teilen vorhanden ist. Ferner rufen die getrennten Mittelpole Flußdichten hervor, die in der Mitte der Mittelstücke den Wert Null erreichen, wodurch ein gleichmäßigerer Magnetfluß zwischen den beiden Hälften der Mittelstücke hervorgerufen wird.

Claims

FONER EBBINGHAUS VFINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 8O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8000 MÖNCHEN 95 PRIAM CORPORATION DEAB-33039.2 29. Juli 1985 LINEARMOTOR MIT VERBESSERTEN MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN Patentansprüche:

1. Linearmotor- und Schlittenanordnung, gekennzeichnet durch

- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche einschließt, wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke (52, 52) sowie eine zwischen den beiden magnetischen Mittelstücken (52, 52) angeordnete Öffnung (56) aufweist,

- eine Abschlußplatte (44), die zu dem magnetischen Gehäuse (42) paßt, wobei die Abschlußplatte (44) zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke (46, 46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mit-

telstücken (52, 52) des Gehäuses (42) zusammenpassen,

- einen ersten, zweiten und dritten Magneten (60, 61, 62), von denen einer (60) an der unteren Fläche, einer (61) an der einen Seitenfläche und einer (62) an der oberen Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu einem der beiden Mittelstücke (46) befestigt ist,

- einen vierten, fünften und sechsten Magneten (63, 64, 65), von denen einer (63) an der oberen Fläche, einer (64) an der anderen Seitenfläche und einer (65) an der unteren Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu dem anderen der beiden Mittelstücke (46, 46) befestigt ist und

- eine Schlittenanordnung (20), die sich durch die Öffnung (56) im magnetischen Gehäuse (42) erstreckt, wobei eine Spuleneinrichtung (35) in dem Gehäuse (42) angeordnet und mit den beiden magnetischen Mittelstücken (46, 52) gekoppelt ist, wodurch bei Erregung der Spuleneinrichtung (35) die Schlittenanordnung (20) bewegt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schienenführung (30) vorgesehen ist, auf der sich die Schlittenanordnung (20) bewegt und die sich über die zentrale Öffnung (56) in das Gehäuse (52) erstreckt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf jeder Seite der Schlittenanordnung (20) eine Abstützplatte (34) vorgesehen ist und daß die Schlittenanordnung (20) eine erste Rolleneinrichtung (28), die zur Bewegung der Schlittenanordnung (20) mit der Schienenführung (30) in Eingriff steht, sowie eine zweite Rolleneinrichtung (32) aufweist, die zur Beibehaltung der aufrechten Lage der Schlittenanordnung (20) mit den Abstützplatten (34) in Eingriff steht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste kurzgeschlossene Windung (48) um das erste magnetische Mittelstück und eine zweite kurzgeschlossene Windung (48) um das zweite magnetische Mittelstiick angeordnet sind.

5. Magnetische Anordnung zur Verwendung in einem Linearmotor, gekennzeichnet durch

- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche einschließt, wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke aufweist,

- eine Abschlußplatte (44), die zu dem magnetischen Gehäuse (42) paßt, wobei die Abschlußplatte zwei einstückig damit ausgebildete, magnetische Mittelstücke

(46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mittelstücken (52) des Gehäuses (42) zusammenpassen,

- einen ersten, zweiten und dritten Magneten (60, 61, 62), von denen einer (60) an der unteren Fläche, einer (61) an der einen Seitenfläche und einer (62) an der oberen Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu einem der beiden Mittelstücke (46, 52) befestigt ist, und

- einen vierten, fünften und sechsten Magneten (63, 64, 65), von denen einer (63) an der oberen Fläche, einer (64) an der anderen Seitenfläche und einer (65) an der unteren Fläche des Gehäuses (42) in kooperativer Beziehung zu dem anderen der beiden Mittelstücke (46, 52) befestigt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spuleneinrichtung (35) mit den ersten und zweiten magnetischen Mittelstücken (46, 52) gekoppelt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß an der Spuleneinrichtung (35) eine mechanische Kopplungseinrichtung befestigt ist, die sich von dem Linearmotor (22) zum Verschieben einer Last in Erwiderung auf die Erregung der Spuleneinrichtung (35) wegerstreckt.

8. Magnetische Anordnung zur Verwendung in einem Linearmotor, gekennzeichnet durch

- ein magnetisches Gehäuse (42), das eine obere Fläche, eine untere Fläche, Seitenflächen und eine Endfläche einschließt, wobei die Endfläche zwei einstückig damit ausgebildetet, magnetische Mittelstücke (52) aufweist, und

(46) aufweist, die mit den beiden magnetischen Mittelstücken (52) des Gehäuses (42) zusammenpassen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste kurzgeschlossene Windung (48) um das erste magnetische Mittelstück (46, 52) und eine zweite kurzgeschlossene Windung (48) um das zweite magnetische Mittelstück (46, 52) angeordnet ist.