DE3720383A1

DE3720383A1 - Magnetplattengeraet

Info

Publication number: DE3720383A1
Application number: DE19873720383
Authority: DE
Inventors: Naohiro Okutsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1988-01-14
Also published as: US4787001A; FR2600452A1; JPS63877A; FR2600452B1; DE3720383C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetplattengerät, insbesondere ein Magnetplattengerät mit einer Vielzahl von Magnetköpfen zur Magnetaufzeichnung und -wiedergabe auf bzw. von einer Vielzahl von Spuren, die auf einer Magnetplatte ausgebildet sind.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Magnetplattengerätes, das aus der US-PS 43 07 425 bekannt ist.

Das herkömmliche Magnetplattengerät weist einen Magnetplattenbereich 20, der auf einer einer nicht dargestellten Basis montiert ist, und eine Magnetkopfhalterung 30 auf, die auf der Basis in einer vorgegebenen Positionsrelation bezüglich des Magnetplattenantriebes 20 angeordnet ist.

Der Magnetplattenantrieb 20 weist eine drehbare Welle 21 zur Halterung einer Magnetplatte 23 sowie einen Motor 22 auf, um die drehbare Welle 21 mit einer Drehbewegung anzutreiben.

Die Magnetkopfhalterung 30 weist ein drehbares Betätigungsorgan 31 auf, welches mit einer Drehachse 32, die an dem Betätigungsorgan 31 drehbar montiert ist, und einem Betätigungsarm 33 versehen ist, der an der Drehachse 32 befestigt ist. Der Betätigungsarm 33 hat ein Paar von Halterungsteilen 34, die sich jeweils von einem Ende des Betätigungsarmes 33 aus erstrecken. Die Magnetkopfhalterung 30 weist ferner ein Paar von Aufhängungsarmen 35 auf, die sich jeweils von einer Seite des Halterungsteiles 34 des Betätigungsarmes 33 nach innen erstrecken. Jeder Aufhängungsarm 35 trägt an seinem ausgestreckten Ende elastisch einen Magnetkopf 36 a bzw. 36 b, mit denen die Magnetaufzeichnung und -wiedergabe auf bzw. von der Magnetplatte 23 erfolgt. Der Betätigungsarm 33 ist schwenkbar um die Drehachse 32 durch das drehbare Betätigungsorgan 31 angetrieben, um die Aufhängungsarme 35 parallel zu der Plattenoberfläche zu bewegen, so daß jeder der Magnetköpfe 36 a und 36 b in einer gewünschten Position über der Magnetplatte 23 positioniert wird.

Die Magnetplatte 23 hat koaxiale äußere und innere Spuren T 1 und T 2, die auf ihrer Oberfläche ausgebildet sind, und in diesen Spuren werden Daten gespeichert. Dementsprechend hat der Magnetkopf 36 a einen Zugriff zu der äußeren Spur T 1, und der Magnetkopf 36 b hat einen Zugriff zur inneren Spur T 2. Bei der Montage der Magnetköpfe 36 a und 36 b in einer vorgegebenen Positionsrelation zu diesen Spuren wird beispielsweise der Magnetkopf 36 a zuerst bewegt, um eine genaue Position relativ zu der äußeren Spur T 1 einzunehmen, und auf der Basis der genauen Position des Magnetkopfes 36 a wird dann der Magnetkopf 36 b in seiner Position relativ zur inneren Spur T 2 justiert.

Dementsprechend ist nur in der äußeren Spur T 1 Nachführungs- Servoinformation gespeichert, und auf der Basis der Servoposition für den Magnetkopf 36 a, d. h. der Referenzbewegungsposition, wird der Magnetkopf 36 b in einer Position relativ zur inneren Spur T 2 eingestellt.

Der Montagewinkel von jedem Magnetkopf 36 a bzw. 36 b wird in der Weise bestimmt, daß der Abweichungswinkel der Magnetköpfe 36 a und 36 b am kleinsten bezüglich der jeweiligen Spuren ist, die in der diametralen Richtung der Magnetplatte 23 ausgebildet sind, wenn der Betätigungsarm 33 geschwenkt wird.

Bei einem herkömmlichen Magnetplattengerät mit einem solchen Aufbau tritt das Problem auf, daß die Länge der Aufhängungsarme 35 begrenzt ist, und zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Betätigungsarm 33 länger ausgebildet werden kann, und es wird schwierig, einen Magnetkopf-Hebemechanismus oder dergleichen für jeden Aufhängungsarm zu montieren, so daß Einschränkungen im Layout der Baugruppen entstehen. Wenn eine Vielzahl von Magnetköpfen am Betätigungsarm vorgesehen sind, um die Zugriffszeit zu verkleinern, so ändert sich der Abstand zwischen einem Magnetkopf, der als Referenzkopf verwendet wird, und dem anderen Magnetkopf, der in einem vorgegebenen Abstand bezüglich des Referenzkopfes angeordnet ist, als Funktion von Temperaturänderungen, und der Abstand zwischen den Spuren auf der Magnetplattenoberfläche ändert sich ebenso als Funktion der Temperaturänderung. Um diese sich ändernden Abstände untereinander möglichst gleich zu machen, müßten die Magnetplatte und die Magnetköpfe aus einem Material mit dem gleichen Ausdehnungskoeffizienten bestehen, wie z. B. Aluminium, was zu hohen Gerätekosten führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Magnetplattengerät anzugeben, das derartigen Geometrieänderungen nicht unterliegt und bei dem dann, wenn der Abstand zwischen einer Vielzahl von Magnetköpfen sich als Funktion der Temperatur ändert, der Abstand zwischen den jeweiligen Spuren auf der Magnetplatte sich im wesentlichen um den gleichen Betrag bezüglich der Positionen der Magnetköpfe ändert, und zwar unabhängig von dem verwendeten Material.

Mit dem erfindungsgemäßen Magnetplattengerät wird dieses Ziel in vorteilhafter Weise erreicht, so daß ein Gerät zur Verfügung steht, das im Vergleich zu einem herkömmlichen Gerät mit geringen Kosten herstellbar ist.

Das erfindungsgemäße Magnetplattengerät ist für Magnetplatten mit mindestens zwei darauf ausgebildeten Spuren vorgesehen und weist eine Magnetkopfhalterung auf, die mit einer Drehachse, mit einem mit der Drehachse verbundenen Betätigungsarm, mit Aufhängungsarmen, die an den sich vom Betätigungsarm weg erstreckenden Enden montiert sind, und mit Magnetköpfen versehen ist, die an den jeweiligen äußeren Enden der Aufhängungsarme montiert sind, um eine Magnetaufzeichnung und -wiedergabe von Daten auf der und von der Magnetplatte vorzunehmen. Die Aufhängungsarme sind dabei an einem Ende des Betätigungsarmes in dessen Längsrichtung montiert. Der Montageabstand und der Montagewinkel von einem der Aufhängungsarme relativ zum anderen werden auf der Basis des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Magnetplatte sowie des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials und der Länge des Betätigungsarmes und der Aufhängungsarme bestimmt, so daß der Abstand zwischen den Magnetköpfen und der Abstand zwischen den Spuren sich im wesentlichen um denselben Wert als Funktion der Temperaturänderung ändern, so daß keine Positionsabweichung der Magnetköpfe bezüglich der Spuren auftritt.

Der Montageabstand und der Montagewinkel von einem der Aufhängungsarme relativ zum anderen werden in der Weise bestimmt, daß der Abstand zwischen den Magnetköpfen und der Abstand der Spuren sich im wesentlichen um denselben Wert als Funktion der Temperaturänderung ändern. Auch wenn somit der Wert der linearen Ausdehnung oder der linearen Kontraktion des Betätigungsarmes und der Aufhängungsarme, welche die Magnetköpfe tragen, verschieden ist von denen der Spuren auf der Magnetplatte, aufgrund der unterschiedlichen Materialien, welche diese Komponenten bilden, tritt keine Positionstrennung oder -verschiebung der Magnetköpfe bezüglich der Spuren auf, was zu einer ausgezeichneten Nachführungseigenschaft der Magnetköpfe führt.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines herkömmlichen Magnetplattengeräts;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Magnetplattengeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und in

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Draufsicht eines Teiles des erfindungsgemäßen Magnetplattengeräts.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat das Magnetplattengerät gemäß der Erfindung einen ähnlichen Aufbau wie das herkömmliche Magnetplattengerät gemäß Fig. 1, ausgenommen die Ausbildung der Aufhängungsarme.

Eine Magnetkopfhalterung 40 weist ein drehbares Betätigungsorgan 41 mit einer Drehachse 42, die drehbar an dem Betätigungsorgan 41 montiert ist, und mit einem Betätigungsarm 43 auf, die an der Drehachse 42 befestigt ist, um eine Schwenkbewegung parallel zur Oberfläche einer Magnetplatte 23 auszuführen. Am Betätigungsarm 43 sind ein Paar von Aufhängungsarmen 44 a und 44 b mit herkömmlichen Befestigungsmitteln montiert, beispielsweise mit Schrauben 45. Jeder der Aufhängungsarme 44 a und 44 b erstreckt sich in Längsrichtung des Betätigungsarmes 43, nämlich in diametraler Richtung der Spuren T 1 und T 2 auf der Magnetplatte 23. Die Aufhängungsarme 44 a und 44 b weisen jeweils einen Magnetkopf 46 a und 46 b auf, die jeweils am entsprechenden ausgestreckten Ende montiert sind. Die Magnetköpfe 46 a und 46 b werden in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Magnetplatte 23 und in radialer Richtung von dieser bewegt, um die Magnetaufzeichnung und -wiedergabe auf und von der Oberfläche der Magnetplatte 23 vorzunehmen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat der Magnetkopf 46 a einen Zugriff zur äußeren Spur T 1, und der Magnetkopf 46 b hat einen Zugriff zur inneren Spur T 2, um die Daten auf der Oberfläche der Magnetplatte 23 aufzuzeichnen bzw. von dieser auszulesen.

Der Aufhängungsarm 44 a hat eine Längsmittellinie P und der Aufhängungsarm 44 b hat eine Längsmittellinie Q . Die Längsmittellinie P ist unter einem Winkel R bezüglich der Längsmittellinie Q angeordnet.

Die Servoposition der jeweiligen Magnetköpfe 46 a und 46 b relativ zu den Spuren T 1 und T 2 wird auf der Basis des äußeren Magnetkopfes 46 a bestimmt, und dementsprechend ist die Nachführungs-Servoinformation nur auf der äußeren Spur T 1 gespeichert.

Somit wird die Nachführung des inneren Magnetkopfes 46 b relativ zur inneren Spur T 2 zwangsläufig vorgenommen, indem er dem äußeren Magnetkopf 46 a folgt. Der Abstand zwischen der Spur T 1 und der Spur T 2 sowie der Abstand zwischen den jeweiligen Magnetköpfen 46 a und 46 b kann sich als Funktion von Temperaturänderungen in der Umgebung ändern, wo das Magnetplattengerät installiert ist. Der Montagewinkel R des Magnetkopfes 46 a relativ zum Magnetkopf 46 b ist jedoch so vorgegeben, daß der sich ändernde Abstand zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b sich in Relation zu dem sich ändernden Abstand zwischen den Spuren T 1 und T 2 ändert, unabhängig von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von unterschiedlichen Materialien, aus denen die Magnetplatte 23, der Betätigungsarm 43 und die Aufhängungsarme 44 a und 44 b bestehen.

Im allgemeinen besteht die Magnetplatte 23 aus im wesentlichen reinem Aluminium, und ihr linearer Wärmeausdehnungskoeffizient läßt sich durch nachstehende Gleichung erhalten:

Kd = 24 × 10^-6/°C (bei Normaltemperatur).

Die Aufhängungsarme 44 a und 44 b bestehen aus rostfreiem Stahl, dessen linearer Wärmeausdehnungskoeffizient durch nachstehende Gleichung erhalten wird:

Ks = 17 × 10^-6/°C.

Der Betätigungsarm 43 besteht aus gegossenem Aluminium oder Magnesium, und die entsprechenden linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten sind folgende:

Ka = 21 × 10^-6/°C (Aluminium)
Ka = 27 × 10^-6/°C (Magnesium).

Im folgenden wird angenommen, daß der Betätigungsarm 43 aus Magnesium besteht, der Montageabstand zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b und der Abstand zwischen den Spuren T 1 und T 2 durch den Wert ld gegeben ist, der Montageabstand zwischen den Aufhängungsarmen 44 a und 44 b, die auf dem Betätigungsarm 43 montiert sind, auf der Basis der Längsmittellinie P des Aufhängungsarmes 44 a und der Längsmittellinie Q des Aufhängungsarmes 44 b durch den Wert la gegeben ist, und die Länge der Aufhängungsarme 44 a und 44 b den Wert ls hat.

Wenn die Umgebungstemperatur dort, wo das Gerät installiert ist, auf t °C abnimmt, so nehmen die Abmessungen der jeweiligen Komponenten wie folgt ab:

ld → ld 1, la → la 1, ls → ls 1.

Der Abstand zwischen den Spuren T 1 und T 2 nimmt ab, wenn sich die Magnetplatte 23 zusammenzieht. Wenn der Abstand zwischen den Spuren T 1 und T 2 auf den Wert ld 1 abnimmt, so nimmt der Abstand zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b ebenfalls mit der gleichen Kontraktionsrate wie die der Magnetplatte 23 ab, mit dem Ergebnis, daß keine Positionstrennung oder -abweichung der Magnetköpfe 46 a und 46 b relativ zu den Spuren T 1 und T 2 eintritt.

Aus Fig. 3 läßt sich folgende Gleichung erhalten:

ld = la + ls sin R (1)

Diese Gleichung gibt an, daß der Abstand zwischen den Spuren T 1 und T 2 gleich dem zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b ist und daß der Abstand zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b in Abhängigkeit von dem Material des Betätigungsarmes 43 und dem Material und dem Montageabstand der Aufhängungsarme 44 a und 44 b bestimmt wird. Differenziert man die Gleichung (1) nach der Temperatur t , so ergibt sich die nachstehende Gleichung:

(ld)′ = (la)′ + (ls sin R )′ (2)

Wenn die Magnetplatte 23 aus Aluminium besteht, so ist der Änderungswert der Spuren, die auf der Magnetplattenoberfläche ausgebildet sind, aufgrund der Temperaturänderung folgendermaßen:

(ld)′ = Kdldt (3)

Wenn der Betätigungsarm 43 aus Magnesium besteht, so ist der Änderungswert des Montageabstandes der daran angebrachten Aufhängungsarme 44 a, 44 b zwischeneinander als Funktion der Temperaturänderung gegeben durch die nachstehende Gleichung:

(la)′ = Ka lat (4)

Wenn die Aufhängungsarme 44 a, 44 b aus rostfreiem Stahl bestehen, so ist der Wert ihrer Längenänderung gegeben durch die nachstehende Gleichung:

(ls)′ = Ks lst (5)

Wenn somit die Gleichungen (3) bis (5) in die Gleichung (2) eingesetzt werden, so läßt sich die nachstehende Gleichung erhalten:

Kdld = Kala + Ksls sin R (6)

Der Montagewinkel R zwischen den Aufhängungsarmen 44 a und 44 b und der Montageabstand la zwischen ihnen werden aus den Gleichungen (1) und (6) folgendermaßen erhalten:

sin R = (Ka-Kd) ld/(Ka-Ks) ls (7)

Wenn somit der Montageabstand ld zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b und die Länge ls der Aufhängungsarme 44 a und 44 b bei der Referenztemperatur theoretisch erhalten werden, so werden der Montageabstand la zwischen den Magnetköpfen 46 a und 46 b sowie ihr Montagewinkel R bestimmt.

Wenn beispielsweise ld den Wert 20 mm und ls den Wert 26 mm haben, so ergibt sich ein Montagewinkel R von ungefähr 13°, und la hat einen Wert von 14 mm.

Obwohl die Materialien, aus denen die Magnetplatte 23, der Betätigungsarm 43 und die Aufhängungsarme 44 a und 44 b bestehen, voneinander verschieden sind, tritt keine Positionstrennung oder Positionsabweichung aufgrund der zwangsweisen Nachführung der Magnetköpfe auf, wenn die Temperatur sich ändert.

Obwohl die linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Beziehung Ka < Kd < Ks genügen, so ist die Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt. Wenn der Betätigungsarm 43 als Aluminiumgußteil ausgebildet ist, so gehorchen die linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Beziehung Kd < Ka < Ks, und ld ist kleiner als la, wobei der Winkel R negativ ist. Der Montageabstand zwischen den Aufhängungsarmen 44 a und 44 b nimmt dann an ihren sich nach vorn erstreckenden Enden ab und nimmt an ihrer Montageseite am Betätigungsarm 43 zu.

Obwohl die Magnetkopfhalterung 40 bei der oben beschriebenen Ausführungsform mit zwei Magnetköpfen 46 a und 46 b zur Magnetaufzeichnung und -wiedergabe auf und von der Oberfläche der Magnetplatte 23 versehen ist, darf darauf hingewiesen werden, daß es auch möglich ist, eine Magnetkopfhalterung vorzusehen, die zwei oder mehr Magnetköpfe aufweist, bei denen die Positionstrennung oder Positionsabweichung der Magnetköpfe relativ zu den Spuren minimal ist.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ändert sich der Wert der Änderung des Abstandes zwischen den Spuren auf der Oberfläche der Magnetplatte als Funktion der Temperaturänderungen mit dem gleichen Wert wie der Abstand zwischen den Magnetköpfen. Die Materialien der Magnetplatte, des Betätigungsarmes und der Aufhängungsarme kann frei gewählt werden, so daß sich ein Magnetplattengerät hoher Zuverlässigkeit mit geringen Kosten herstellen läßt.

Claims

Magnetplattengerät, mit einer Magnetaufzeichnungsplatte (23) mit mindestens zwei darauf ausgebildeten Spuren (T 1, T 2) und mit einer Magnetkopfhalterung (40), die eine Drehachse (42), einen mit der Drehachse (42) verbundenen Betätigungsarm (43), Aufhängungsarme (44 a, 44 b), die an dem Betätigungsarm (43) montiert sind, und Magnetköpfe (46 a, 46 b) aufweist, die jeweils an einem Ende der Aufhängungsarme (44 a, 44 b) zur Magnetaufzeichnung und -wiedergabe auf bzw. von der Magnetaufzeichnungsplatte (23) montiert sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufhängungsarme (44 a, 44 b) an einem Ende des Betätigungsarmes (43) in dessen Längsrichtung montiert sind, und
daß der Montageabstand (la, ld) und der Montagewinkel ( R ) von einem (44 a) der Aufhängungsarme (44 a, 44 b) relativ zu dem anderen (44 b) auf der Basis des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Magnetaufzeichnungsplatte (23) und des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials und der Länge des Betätigungsarmes (43) und der Aufhängungsarme (44 a, 44 b) bestimmt sind, so daß der Abstand (ld) zwischen den Magnetköpfen (46 a, 46 b) und der zwischen den Spuren (T 1, T 2) sich im wesentlichen mit dem gleichen Wert als Funktion der Temperaturänderungen ändert, so daß keine Positionsabweichung der Magnetköpfe (46 a, 46 b) mit Bezug auf die Spuren (T 1, T 2) auftritt.