FI67141B - Skivmagasin - Google Patents

Description

Ι- ·=^ΤΊ f l KUULUTUSJULKAISU , „ Λ . .

™ utlAggningsskiiipt 67141 4 fcv V.i.i'1 v Π v'U C L’ ~Zi w ^ ^ ¢1) ICvJ^/tata.3 G n B 25/04 SUOMI-FINLAND (21) 782943 (22) HitlwIiflW—AMBkntapdag 27-09.78 (23) ANnHM-GNi%hMteg 27-09-78 (41) Twit|rfkli>lwl-~Mhrttc»wd|| 31.03.79

Patentti- i» rakistarihalUtu· HHit*rtlnl»«itM Jt ku^JutkUen iu„_

Patani och mlOrrtyrilMB ' ' Alutta» ud^d«d» «Sariin jwKwrM 28.09.84 (32X33X31) pyritty «moMmm prtorkt 30.09-77 USA(US) 838346 (71) International Business Machines Corporation, Armonk, New York 10504, USA(US) (72) Michael Roy Hatch, San Jose, California, USA(US) (74) Oy Koister Ab (54) Levymuisti - Skivmagasin

Esillä olevan keksinnön kohteena on yleisesti "hakeva" pää, ts. magneettinen luku/kirjoitus-pää, joka liikkuu säteittäisesti pyörivän, magneettilevyn merkintäpinnan suhteen tietojen lukemiseksi tai merkitsemiseksi digitaalisessa muodossa valinnaisiin säteittäisiin kohtiin tai uriin. Tarkemmin sanottuna keksinnön konteena on sellainen levymuisti, johon on sovitettu ontto runko, johon on asennettu levy/kara/kotelosovitelma ja puhekelamoottori (VCM-toiminnan aikana taivutusmomentit oleellisesti eliminoidaan rungon alueella ja ylläpidetään pääasiassa samanlaista lämpötilaeroa rungon sisä- ja ulkopintojen välillä.

Tämäntyyppisissä levymuisteissa levyt on yleensä tuettu pystykaran varaan, joka työntyy ylöspäin tasaiselta, vaakasuoralta pöhjalevyltä, ja kannatin/varsi-sovitelma on liikkunut vaakasuunnassa pohjalevyllä vastauksena VCM-käyttölaitteen kelan aktivointiin magneettipäiden viemiseksi muuntokosketukseen tietyn levyn valitun uran kanssa. Reaktiona siihen, että käyttölaite siirtää päi- 2 67141 r ta, pohjalevyyn syntyy taivutusmomentteja siitä johtuen, että tasaisen pohjalevyn neutraaliakseli sijaitsee yhtäältä VCM:n voiman keskipisteen toisaalta VCM:n ja levypinon massan keskipisteiden alapuolella. Nämä taivutusmomentit voivat aiheuttaa karan dynaamista taipumista ja urien asetusvirheitä. Koska pohjalevyn ylä-ja alapinnan välillä lisäksi on lämpötilaero, tästä seuraava lämpölaajeneminen aiheuttaa pohjalevyn staattisen pois-tasosta-taipumisen.

Tämän taipumisen pienentämiseksi on amerikkalaisessa patentissa 3 768 083 ehdotettu kahden tasaisen, päällekkäisen pohja-levyosan käyttöä. Toinen on hyvin jäykkä ja tukee levykköä, magneet-tipäitä, päiden pidintä ja karaa, kun taas toinen tukee puhekela-moottorin voimakkaita napasydämiä. Pois-tasosta-taipumista esiintyy kuitenkin edelleen, koska puhekelamoottorin voiman keskipiste ja sekä moottorin että levyjen painopiste sijaitsevat huomattavan välimatkan päässä pohjalevyn neutraalitasosta, ja vääntymistä esiintyy yhä pohjalevyn ylä- ja alapinnan välisen lämpötilaeron takia.

Nämä ongelmat poistetaan pääasiassa keksinnön mukaisessa levymuistissa, jossa kukin puhekelamoottorin käyttölaite on asennettu ja tuettu onttoon, pääasiassa rengasmaiseen, symmetriseen runkoon mahdollisimman lähellä neutraalitasoa, joka jakaa rungon vastakkaiset seinät oleellisesti symmetrisiksi osiksi, ja jossa levy/kara/kotelo-sovitelma on erikseen kiinnitetty runkoon, jolloin kara sijaitsee suorassa kulmassa neutraalitasoa vastaan ja painopiste osuu pääasiassa yhteen tämän tason kanssa.

Yllä mainittua, parannettua rakennetta ei ole aiemmin ehdotettu tekniikan piirissä. Amerikkalaisessa patentissa 4.005.490 esitetään lieriömäinen kehys ja siltalevyjä, jotka kannattavat levyä, karaa ja moottoria symmetrisenä sovitelmana, jolloin moottori kuitenkin on roottori, joka ympäröi staattoria. Lisäksi siinä käytetään vain kiinteitä päitä eikä siinä ole puhekelamoottori- tai jotakin vastaavaa, siirrettävästi liikkuvaa käyttölaitetta, joka olisi asennettu tässä selitetyllä tavalla päiden ohjausta varten.

Eräässä ennestään tunnetussa levymuistissa on useita haku-mekanismeja, jotka on asennettu levypinoa ympäröivän, valetun metallikuoren ulkopintaan. Kuori ei kuitenkaan tässä kannata levy- 671 41 3 pinoa ja karaa, vaan ne on tuettu alapuolelta. Niin ollen kuori ei toimi runkona.

Amerikkalainen patentti 4.008.492 kuvaa magneettista levymuistia, jonka levykkö on sijoitettu kuoren sisään. Kuoressa on kammio, johon syötetään ilmaa levyjen jäähdytystä varten ja kammion sisällä olevien komponenttien välisen lämpötilagradientin pienentämistä varten. Tämä menetelmä ei kuitenkaan ratkaise dynaamisen pois-tasosta-taipumisen ongelmaa, joka on ajankohtainen esillä olevassa tapauksessa. Keksinnön mukainen levymuisti poistaa käytännöllisesti katsoen kokonaan rungon sekä dynaamisen että staattisen pois-tasosta-taipumisen.

Keksinnön mukainen levymuisti muodostuu pääasiassa symmetrisestä, ontosta, pääasiassa rengasmaisesta rungosta, jonka jakaa kahteen oleellisesti identtiseen osaan neutraalitaso, joka kulkee rungon vastakkaisten, symmetristen seinien läpi. Levy/kara/kotelo-sovitelma on sijoitettu aksiaalisesti onteloon ja kiinnitetty runkoon siten, että painopiste sijaitsee pääasiassa mainitussa tasossa. Sovitelma kannattaa kelaa ainakin yhdessä puhekelamoot-torissa (VCM), jonka napasydämet on sijoitettu aksiaalisesti kelan suhteen ja sen jälkeen kiinnitetty rungossa oleviin pitämiin ontelon sisälle. Jos kahta VCM:a käytetään, ne sovitetaan levyn diamet-raalisesti vastakkaisille sivuille. Kummankin VCM:n voiman painopiste sijaitsee mahdollisimman lähellä mainittua tasoa, jotta runkoon kohdistuvat taivutusmomentit pääasiassa eliminoidaan päiden ollessa VCM-vaikutuksen alaisina. Rengasmainen rungon muoto ylläpitää oleellisesti samanlaista lämpötilaeroa rungon sisä- ja ulkopintojen välillä. Levyt on asennettu siten, että niiden tasot ovat pystysuorat ja yhdensuuntaiset neutraalitason kanssa, niin että merkittävä lämpötilagradientti tulee esiintymään samansuuntaisesti levyjen tason kanssa.

Keksinnön yllämainitut ja muut tarkoitukset, ominaisuudet ja edut, jotka määritellään seuraavissa patenttivaatimuksissa, käyvät ilmi erään edullisen suoritusmuodon seuraavasta, yksityiskohtaisemmasta selityksestä, joka suoritusmuoto on esitetty oheisissa piirustuksissa.

Kuviot 1, 2 ja 3 ovat kaaviokuvia levymuistista, joka on kokoonpantu ennestään tunnetun tekniikan periaatteiden mukaisesti.

Kuvio 4 esittää kaaviollisena poikkileikkauksena keksinnön periaatteiden mukaista levymuistia.

67141

Kuviot 5A ja 5B esittävät perspektiivisesti kuvion 4 mukaista muistia osiin hajotettuna.

Nämä kuviot esittävät kaaviollisesti ennestään tunnettua levymuistia, jossa on pohjalevy 10, joka on liitetty koneen kehykseen iskunvaimeniimien avulla, jotka esitetään jousina 12. Pohjale-vyn 10 yläpintaan on kiinnitetty äänikelamoottori (VCM) 13. Moottori 13 muodostuu äänikelasta 13A, joka on kiinnitetty kannatin/ varsi-sovitelmaan 14. Sovitelmaa 14 voidaan siirtää, niin että magneettipäät IS saadaan haku/muunto-suhteeseen valitun samankeskisen uran kanssa yhdellä määrätyllä magneettilevyllä useiden sama-akselisesti sovitettujen magneettilevyjen 16 joukossa. Levykkö on asennettu kääntyvästi karan 17 toisen pään läheisyyteen. Kara on vastakkaisen päänsä läheisyydessä tuettu esittämättä jätettyihin laakerointeihin, joita pohjalevy 10 kannattaa.

Kannatin/varsi-sovitelman 14 hakiessa eri uria VCM 13 kehittää kohdallaan reaktiovoimia F1 (kuv. 2). Koska pohjalevyn 10 neut-raaliakseli 10a sijaitsee välimatkan Y1 päässä pisteestä, jossa yoima F1 kehitetään, pohjalevyyn kohdistuu taivutusmomentti, jonka suuruusluokkaa on F1Y1. Muita taivutusmomentteja kohdistuu pohja-levyyn 10 aina, kun se kiihtyy säteittäisessä suunnassa, sen takia, että moottorin 13 ja levy/kara-sovitelman 16, 17 massan keskipisteet sijaitsevat neutraaliakselin 10a yläpuolella. Voima F2, joka vaikuttaa matkan Y2 verran neutraaliakselista 10a, aiheuttaa pohja-levyyn 10 kohdistuvan momentin F2Y2. Jos oikea hakupituus ja hakujen välinen viive ovat sellaiset, että VCM:iin 13 kohdistuu huomattava voima pohjalevyn 10 luonnollisella taajuudella, tapahtuu tasosta-pois-taipuminen kuvion 3 mukaisesti. Tällöin kannatin/varsi-sovitelma 14 kallistuu voimakkaasti levyn 16 suhteen, mikä johtaa päiden 15 ja levyjen välisiin pois-urasta-virheisiin. Kuten edellä todettiin, tunnetussa tekniikassa tätä virhettä on pyritty pienentämään tekemällä pohjalevy 10 jäykemmäksi sen paksuutta lisäämällä. Tämä menettelytapa on kuitenkin epätyydyttävä, koska pohjalevystä näin tulee painavampi ja kalliimpi.

Toisena, tätä ennestään tunnettua tyyppiä olevaan levymuistiin liittyvänä ongelmana on staattinen pois-tasosta-taipuminen, joka johtuu pohjalevyn 10 ylä- ja alapinnan välisistä lämpötilagra-dienteista. Tällainen taipuminen aiheuttaa termisiä pois-urasta- 67141 virheitä pohjalevyn epätasaisen kuumennuksen ja lämpövääntymän takia. Tarkemmin sanottuna pyörivät levyt 16 ja äänikela 13a ovat huomattavia lämmön lähteitä. Ne nostavat lämpötilan levypinon kuoren 18 sisällä ympäristön ilman lämpötilan sisäpuolelle, jolloin pohjalevyn yläpinta kuumenee. Huomattavan pyörteilyn takia kuoren sisällä on lämpötilaero kahden mielivaltaisen pisteen välillä kuoren sisällä pieni verrattuna ympäristön ilman ja kuoren sisäpuolella olevan ilman väliseen lämpötilaeroon. Pohjalevyn pohjapinta on normaalisti alttiina ilmakehälle tai virranhuoltoyksikön lämmölle, joka yksikkö sijaitsee levyn alapuolella koneen kehyksessä 11. Tästä johtuva pystysuora lämpötilagradientti pohjalevyn 10 yläpuolella saa sen taipumaan pois levyjen 16 tasosta, joka muistuttaa kuvion 3 vääntymää, mikä johtaa pois-urasta-virheisiin.

Yllä kuvatut taipumisongelmat tulevat pääasiassa poistetuiksi esillä olevan keksinnön mukaisessa levymuistissa, jota selitetään seuraavaksi.

Kuten kuviossa 4 kaaviollisesti esitetään, keksinnön mukainen levymuisti muodostuu levy/kara/kotelo-sovitelmasta 31, jossa useita yhdensuuntaisia levyjä 32 on sovitettu sama-akselisesti pinoon 33. Näiden levyjen vastakkaisilla tasopinnoilla on magneettista ainetta, johon voidaan merkitä digitaalisia tietoja magneettisesti. Pinon 33 levyt on kiinnitetty napaan 34, joka on yhdistetty karaan 35, joka on vuorostaan tuettu aksiaalisesta erotettuihin laakerointeihin 36 ja jota käytetään esittämättä jätetystä, ulkopuolisesta lähteestä rullan 37 välityksellä laakerointien ulkopuolella. Levypinoa 33 ympäröi kotelo 38, joka sisältää useita, kehällä keskinäisin välein sijaitsevia, säteittäisiä jäykisteripo-ja 39.

Tässä on kaksi sarjaa (a, b) magneettisia päitä 40, jotka lukevat tai kirjoittavat magneettisia merkkejä vastaavaan, aksiaalisesta erotettujen, levyjen 32 muodostamaan ryhmään. Kutakin päiden muodostamaa sarjaa voi siirtää kannatin/varsi-sovitelma 41, joka vie valitun pään muuntokosketukseen tietyn levyn 32 määrätyn uran kanssa, Sovitelma 41 on edullisesti yllä esitetyissä esimerkeissä kuvattua tyyppiä. Päistä poispäin olevaan sovitelman 41 päähän on liitetty sähköä johtava käämi 42 vastaavassa lineaarisessa käyttölaitteessa, edullisesti äänikelamoottorissa (VCM) 43.

TTT.

6 671 41

Kuviossa 5A kumpaankin VCM:iin 43 kuuluu kiinteä osa 44, jossa kaksi sähkömagneettia 45a,b on sovitettu kehälle erilleen etumaisesta napasydämestä 46 ja (ei esitetystä) keskinapasydämes-tä, joka on tehty yhdeksi kappaleeksi pyöreän takalevyn 47 kanssa. Näitä napasydämiä erottaa säteittäisesti esittämättä jätetty, rengasmainen ilmaväli. Vastaavan kelan 42, kannatin/varsi-sovitel-man 41 ja päiden 40a tai b aksiaalinen siirtyminen pannaan alulle tavanomaiseen tapaan antamalla virran kulkea tietyn valitun kelan läpi.

Kuviossa 5B levymuistiin kuuluu lisäksi oleellisesti symmetrinen, rengasmainen runko 50. Runko on edullisesti kokonaan valettu ja muodostuu ylemmästä ja alemmasta kotelo-osasta 51a, b, joissa on vastakkaiset rengasmaiset tai segmentinmuoroiset pyöristetyt osat. Kummankin pyöristetyn osan ulkopäät päättyvät keskenään kohdakkain sovitettuihin suoriin osiin. Yläosan 51a suorat osat ovat samansuuntaiset kuin alaosan 51b suorat osat, niistä erotetut ja ulommista päistään niihin yhdistetyt. Kumpikin kotelo-osa 51a, b muodostaa kaksi pidintä 52, 53 (joista vain toinen pari on esitetty) .

feksinnön eräs tärkeä tunnusmerkki, joka käy ilmi kuvioista 5a, b, on se, että rungon 50 jakaa oleellisesti identtisiin puoliskoihin kuviteltu neutraalitaso 54, joka kulkee pystysuunnassa ylempien ja alempien kotelo-osien 51a, b vastakkaisten seinien läpi. Levy/ kara/kotelosovitelma 31, kannatin/varsi-sovitelma 41 ja äänikela-moottorien 43 kelat 42 siirtyvät yksikkönä karan akselin suunnassa onteloon 56, joka sijaitsee rungon ylä- ja alaosien 51a, b välissä. Levy/kara/kotelosovitelma 31 liitetään sen jälkeen esim. niiteillä suoraan napapariin 57 kotelon 51a, b ylä- ja alaosissa 51a, b. Kummankin VCM:n 43 kiinteät osat 44 viedään nyt ontelon 56 sisään karan 35 akselin kanssa oleellisesti samansuuntaisessa suunnassa vastaavan kelan 42 luo, minkä jälkeen ne siirretään sisäänpäin karan akselia kohti osittain päällekkäiseen ja samankeskiseen sijaintiin ao. kelan suhteen sekä niitataan oikeaan pitimeen 52 tai 53. Kummankin VCM:n kiinteät osat 44 niitataan sen jälkeen suoraan pitämiin 52, 53. Sovitelma 31, 41, 42, 44 keskiöidään nyt ontelon 56 sisään (ts. yhtä suuren välimatkan päähän kotelo-osien 51a, b sisäseinistä), jolloin kiinteät osat 44 sijoitetaan kotelo-osien yhdensuuntaisten, suorien osien väliin.

7 671 41

Navat 57 on sijoitettu aksiaalisesti runkoon 50 siten, että sovitelman 31 sekä siihen kuuluvan rakenteen 4-1, 42 painopiste osuu Oleellisesti yhteen neutraalitason kanssa. Pitimet 52, 53 on samoin sovitettu siten, että kunkin VCM:n 43 kiinteän osan voiman keskipiste sijaitsee mahdollisimman lähellä neutraalitasoa 54 ja edullisesti osuu yhteen sen kanssa.

Lienee selvää, että kun vain yhtä VCM:a käytetään - tai kun kahta VCM:a käytetään ohjaamaan päitä, jotka hakevat eri tai samoihin levyihin- on täysin mahdollista, että kunkin VCM:n 43 voiman keskipiste voi sijaita neutraalitasossa 54. Jos kuitenkin, kuten on asianlaita esitetyssä suoritusmuodossa, kahta VCMta 43 käytetään ohjaamaan päiden muodostamien 40a, b, aksiaalisesti erotettujen eri sarjojen hakuja, saattaa olla tarpeen siirtää VCM:n voiman keskipisteitä neutraalitasosta, mutta tällöin on voiman keskipisteitä siirrettävä identtisten, hyvin pienten matkojen verran neutraalitasosta.

Koko levy/kara/kotelo-sovitelman painopisteen on sijaittava rengasrungon 50 neutraalitason kohdalla, jotta estettäisiin rungon tasossa tapahtuvasta kiihdytyksestä peräisin olevia hitausvoimia kehitämästä taivutusmomentteja ja aiheuttamasta sentyyppistä pois-tasosta-taipumista, jota on edellä kuvattu kuvioiden 1-3 yhteydessä. Koska VCM-reaktiovoimat vaikuttavat joko neutraalitason 54 kohdalla tai sen lähellä ja levy/kara/kotelo-sovitelman hitausvoimat vaikuttavat neutraalitason läpi, dynaaminen pois-tasosta-tai-puminen saadaan oleellisesti eliminoiduksi.

Lämpötilagradienttien aiheuttama staattinen pois-tasosta-taipuminen tulee myös oleellisesti eliminoiduksi keksinnön mukaisessa levymuistissa. On huomattava, että karan 35 akseli on vaakasuora, niin että levyjen tasot ovat pystysuorat. Huomattava läm-pötilagradientti esiintyy siis yhdensuuntaisesti levyjen tason kanssa (ei "pois tasosta" kuten ennestään tunnetussa, kuvioiden 1-3 mukaisessa suoritusmuodossa). Koska levy/kara/kotelo-sovitelma 31 on keskiöity ontelon 56 sisään oleellisesti symmetrisessä rungossa 50 ja kotelo-osien 51a, b seinillä sovitelman ylä- ja alapuolella on sama paksuus, ontelon ja rungon ulkopuolella olevan ympäröivän ilman välillä vallitsee oleellisesti sama lämpötilaero. Rungon 50 aksiaaliset päät suljetaan muovi- tai kevytmetallisuojuksilla. Näillä suojuksilla on niin vähäinen jäykkyys runkoon verrattuna, että lämpötilagradientit niiden yläpuolella eivät saa - - TT" 67141 rengasrunkoa taipumaan pois tasosta. Yhteenvetona voidaan sanoa, että esillä olevan keksinnön mukaisesta parannetussa levymuistissa äänikelamoottorireaktiovoimien aiheuttama rungon dynaaminen taipuminen pois levyjen tasosta ja lämpötilagradienttien aiheuttama rungon staattinen taipuminen pois levyjen tasosta saadaan oleellisesti eliminoiduiksi. Tällä tavoin poistetaan tärkeä pois-urasta-virheiden syy, minkä ansiosta ao. levyjen sallittua, urien välistä etäisyyttä voidaan pienentää. Lisäksi levy/kara/kotelo-sovitelman 31 vaihto paikan päällä yksinkertaistuu, koska tämä sovitelma siihen kuuluvine liikkuvine rakenteineen 42, 41, 40 voidaan poistaa aksiaalisesta yksikkönä, sen jälkeen kun VCM:n 43 suhteellisen painavat kiinteät osat 44 on poistettu irrottamalla ne päinvastaisiin suuntiin.

Claims (5)

9 67141 Patent tivaatimukset

1. Levymuisti, johon kuuluu sähkömagneettisesti ohjattu käyttölaite (43) magneettipäiden (40 a,b) siirtämiseksi, jossa käyttölaitteessa on kiinteä osa (44) ja liikkuva osa (42), joka on siirrettävissä yhdensuuntaisesti kotelossa (38) olevan levy-sovitelman (31) kanssa ja tuettu siihen, tunnettu ontosta rungosta (50), joka on muodostettu pääasiassa symmetrisesti ajatellun neut-raalitason (54) kanssa, joka kulkee rungon vastakkaisten ylä- ja alakotelo-osien (51a, 51b) keskustan kautta, joka runko on sovitettu ottamaan vastaan itsensä sisään asennettavaksi levy/kotelo-sovitelman (31), jonka painopiste osuu oleellisesti yhteen neut-raalitason kanssa, jolloin runko on lisäksi sovitettu ottamaan vastaan suoraa asennusta varten käyttölaitteen (41, 42, 43, 44) kiinteän osan (44), niin että tämän painopiste ja voimareaktion keskipiste oleellisesti osuvat yhteen neutraalitason (54) kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levymuisti, tunnet-t u siitä, että levy/kotelo-sovitelman (31) vastaanottavat välineet (57) sijoittavat sovitelman akselin suoraan kulmaan neutraali-tasoa (54) vastaan ja oleellisesti keskiöidyksi rungon kotelo-osiin (51a, 51b) oleellisesti samanlaisen lämpötilaeron ylläpitämistä varten rungon ulkosivun ja sisäsivun välillä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen levymuisti, tunnet-t u siitä, että sovitelma (31) käsittää magneettilevyjen (32) muodostaman pinon (33), levyjen tasojen ollessa asennettuna pystysuoraan ja yhdensuuntaisesti neutraalitason kanssa, niin että merkittävä lämpötilagradientti esiintyy samansuuntaisesti levyjen tasojen kanssa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levymuisti, tunnet-t u siitä, että kiinteä osa (44) on irrotettavissa neutraalitason kanssa samassa suunnassa ja että liikkuva osa (42) on sen jälkeen irrotettavissa yhdessä sovitelman (31) kanssa mainittua tasoa vastaan oleellisesti suorakulmaisessa suunnassa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen levymuisti, käsittäen kaksi käyttölaitetta ja kaksi magneettipääsarjaa, tunnettu siitä, että magneettipääsarjät suorittavat hakuja aksiaalisesti erotettuihin levyryhmiin ja että ao. käyttölait- F ____- 10 671 41 teen (43) painopiste ja voiman keskipiste ovat siirretyt oleellisesti identtisten, hyvin pienten matkojen verran vastakkaisiin suuntiin neutraalitasosta (54) katsottuna. 11 671 41