JPS6135624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気体浄化装置を有する磁気デイスク装
置（以下、磁気デイスク・フアイルと称する）に
関する。

磁気デイスク・フアイルは数年来データ処理装
置中のバルク・メモリとして使用されている。こ
れ等の磁気デイスク・フアイルはその中で１個以
上のデイスクが高速度で回転されるハウジングよ
り成る。磁気記録材料は各デイスクの１面もしく
は両面に付着されている。記録ヘツドが記録材料
上のデータを読取り及び書込みのためにデイスク
の各記録面に隣接して配列されている。急速に回
転するデイスクによつて発生される空気薄膜上に
浮ぶ記録ヘツドが開発された。これ等の記録ヘツ
ドは飛翔ヘツドとして知られている。常に隣接デ
イスク表面と接触しない飛翔ヘツドが公知であ
る。しかしながら低コストの磁気デイスク・フア
イルにおいてはデイスクが回転していない時には
各飛翔ヘツドはデータ記録に使用されない隣接デ
イスク表面の部分上に休止する事が望まれる。

この型の飛翔ヘツド動作においては、飛翔ヘツ
ドは予定のデイスク回転速度以下ではデイスク表
面と接触しており、飛翔ヘツドが離陸するかもし
くは着陸する各度に、粒状物質が発生する可能性
がある。飛翔ヘツドがデイスク表面上50ミクロン
以下の距離で浮遊している時には、この粒状物質
は浮遊ヘツドに干渉するのでデイスク・フアイ
ル・ハウジングから除去されなければならない。

この磁気デイスクが軸受を介してハウジングを
貫通している軸によつて回転している時は、この
軸受は粒状物質及び汚染物質の潜在源となり、こ
の粒状物質及び汚染物質の導入が防止されない限
り、飛翔ヘツド動作と干渉し得る。

本発明に従い、気体浄化装置を有する磁気デイ
スク・フアイルは磁気デイスクを取囲む閉包ハウ
ジング、動作中回転可能な軸に対するハウジング
の壁に取付けられた軸受、少なく共１つの磁気デ
イスクを支持する軸、軸受から離れた側の軸端に
おける気体羽根車、動作中気体羽根車によつて発
生される空気流をフイルタするために気体羽根車
に隣接して存在する主フイルタ、及びハウジング
の外部に接続するハウジング内の息抜きフイルタ
より成り、羽根車及び少なく共１つの磁気デイス
クによるハウジング内の気体の循環は軸受を通し
てハウジング内に導入される気体を防止するため
に軸受に隣接して正の気体圧力を保持する様にさ
れており、息抜きフイルタはこれを通してハウジ
ングを去る気体を防止するために動作中負の圧力
が息抜きフイルタに印加される如く位置付けされ
ている。

第１図を参照するに、デイスクが回転しない時
にデイスク表面上に休止する飛翔ヘツドを使用し
た磁気デイスク・フアイルが示されている。

デイスク・フアイル１はベース板２及びカバー
３より成るハウジングにより取巻かれており、ベ
ース板２及びカバー３間には気密シール４が存在
する。

軸受５はベース板上に取付けられ、動作中回転
される軸６を支持している。軸受５に隣接する軸
には複数個の磁気デイスク７が固定されている。
空気羽根車８は軸受５から遠い方の軸６の端に接
続されている。ベース板２に固定された部材中の
円形スロツト１０と軸６に固定された部材上の環
状突出体１１間に狭い空気ギヤツプを与える事に
よつて軸受５には空気ラビリンス９が関連してい
る。

空気羽根車８の直上には軸６に関連して中心付
けられた円形オリフイス１３を有する主フイルタ
１２が取付けられている。息抜きフイルタ１４は
上方壁１５上の主フイルタ１２のある側に取付け
られている。壁１５を通る多数の息抜き開孔１６
が息抜きフイルタの上方表面をカバー３の外部か
らの空気にさらし、息抜き管１７がフイルタ１４
の下部表面をカバー３の内部にさらしている。

磁気デイスク７が軸６によつて回転されている
動作中のハウジング内の空気循環を制御するため
には、以下の節で説明される必要な空気の圧力の
分配を与えるために１つもしくは多くの空気仕切
りが必要とされ得る事が経験的に示されている。
これ等の空気仕切りの位置と寸法はハウジング内
の空気圧測定によつて実験的に決定される。第１
図には２つのこの様な仕切りが示されている。第
１のものは主フイルタ１２の低表面に取付けられ
た水平板１８であり、第２のものはベース板２に
取付けられた垂直板１９である。水平板１８は円
形の輪郭のものであり、主フイルタ１２及び息抜
きフイルタ１４の両方に取付けられ得る。

軸６が回転する動作中のハウジング内の空気の
循環は空気羽根車８の回転及び磁気デイスク７の
回転によるものである。羽根車８の羽根の動作及
びデイスクのポンプ動作による空気の循環は十分
に理解されていないが、空気流の主な方向は第１
図に矢印によつて示されている。

動作中、空気羽根車８は主フイルタ１２の円形
オリフイス１３を通して空気を連続的に吸引す
る。この空気はその後羽根車８によつて水平外方
に強制され、主に上方経路に従つて主フイルタ１
２の上方表面に向う。従つて羽根車８はフイルタ
１２を通して連続的に循環する空気の主な流れを
定め、これはこの主な空気の流れから粒状物質を
除去する。

同様に回転デイスク７のポンプ動作による副次
的空気流が存在する。ポンプ動作はデイスクから
横方向に空気を駆逐し、主空気流と混合させる。
この副次流は飛翔ヘツド変換器がデイスク表面に
着陸、離陸する時に発生され得る任意の粒状物質
を一掃し、粒状物質を主空気流に転送し、主空気
流は主フイルタ１２によつて連続的に浄化され
る。

ハウジング内の空気の循環は動作中、ハウジン
グの外部の雰囲気の圧力に関して正である空気の
圧力が軸受５に隣接するハウジング内部に発生さ
れる様にされている。この正の圧力は軸受を通し
てハウジングに導入される空気を防止し、従つて
軸受によつて発生される任意の粒状物質もしくは
汚染物質がハウジングに導入される事を防止す
る。

印加される正の圧力によつて軸受５を通つて逃
がれる空気の体積は軸受５を通る空気路と直列な
空気路を与える空気ラビリンス９によつて最小に
される。ラビリンス９を通る空気路の抵抗は軸受
の使用中の損耗による軸受５を通る空気路の抵抗
の減少が軸受５を通る空気流にほとんど影響を与
えない様に高くされている。

息抜きフイルタ１４は、動作中ハウジングの外
部の雰囲気圧に関し負である空気圧が息抜き管１
７に隣接するハウジング内に発生される如くハウ
ジング内に存在する。この負の圧力は空気をして
息抜き開孔１６、息抜きフイルタ１４及び息抜き
管１７を通して流入せしめ、軸受５を通してハウ
ジングを去る空気に取つてかわらしめる。

息抜き管１７はハウジング内に突出した或る形
状の端部２０を有し、息抜き管１７の回りを流れ
る空気流が整形された端部２０による影響の結
果、必要とされる負の圧力を得る助けをし得る如
くされ得る。

ラビリンス１０及び軸受５を通る経路に沿う空
気流の抵抗は息抜き開孔１６、息抜きフイルタ１
４及び息抜き管１７を通る経路に沿う空気流の抵
抗よりもはるかに大きく（50倍以上）されてい
る。これはハウジングの内部が周囲温度以上であ
る時に動作が停止した場合、ハウジングの内部が
冷却してもハウジングへの空気の流入が殆んど息
抜きフイルタ１４を通してなされ、軸受５通して
はほとんど無視される事を保証する。同様に非動
作中の温度の変化はハウジングへの空気流を生じ
得るが、これは再び専ら息抜きフイルタ１４を通
して生じる。

空気の循環はすべての動作条件の下に空気シー
ル４に隣接するハウジング内に小さな正の圧力が
発生される如くされている。これはもし空気シー
ル４の故障によりわずかな漏れが生じたとしても
空気流はハウジングから生じ、粒状物質が故障し
た空気シール４を通してハウジングへ導入され得
ない事を保証する。

動作が開始する時は、息抜きフイルタ１４を通
してハウジングの外部へ向う空気流が存在する期
間があるが、この期間中は正の圧力が軸受５に隣
接して発生されハウジングへの空気流は軸受５を
通して生じない。

磁気デイスク・フアイルの製造中、カバーは清
浄な室条件の下にベース板２へ密封される。従つ
てハウジング内には最初ほとんど粒状物質は含ま
れていない。主フイルタ１２の寸法はデイスク・
フアイルの寿命中ハウジング内で発生されるすべ
ての粒状物質を過するのに十分なものでなけれ
ばならない。同様に動作中息抜きフイルタ１４を
通る流れは息抜きフイルタ１４がデイスク・フア
イルの寿命にわたつて有効である様に低容積のも
のである様に選択されなければならない。

第１図を参照した上述の説明においては、デイ
スク・フアイルは通常の空気雰囲気中に位置付け
られていると仮定された。しかしながらデイス
ク・フアイルはこれを構成するのに使用された材
料に侵食性でない窒素の如き任意の気体雰囲気中
に存在し得る。

次に本発明を具体化した磁気デイスク・フアイ
ルの図である第２及び３図を参照するに、第１図
中の素子を示した番号は第２及び第３図中でも可
能な限り同一素子を指定するのに使用される。

デイスク・フアイル１はベース板２及びカバー
３より成るハウジング中に閉じ込められており、
ベース板２及びカバー３間には気密シール４が存
在する。カバー３はベース板２の周辺のまわりに
配列された多数のクリツプ（図示されず）によつ
てシール４に圧着されている。第２図は軸６が垂
直であるところを示しているが、磁気デイスク・
フアイルは通常は軸６を水平にして取付けられて
いる。

カバー３はデイスク・フアイル１及び磁気デイ
スクをアクセスするための飛翔ヘツド変換器を帯
びた半径方向に可動なアーム２２を位置付けるた
めの電磁アクチユエータ２１を包囲する様形造ら
れている。アクチユエータ２１及び飛翔ヘツド変
換器への電気的接続２３はケーブル・クランプ兼
ブツシユ２４を介してベース板２から取出されて
いる。

電磁アクチユエータ２１及び可動アーム２２は
本発明に直接関係しないので概略的にしか示され
ておらず、本明細書では説明されない。

金属ベース板２は垂直円筒軸受ハウジング２７
を支持するために倒立円錐部材２５及び放射状リ
ブ２６によつて強化されている。軸受ハウジング
２７は上からレース２８及び下からばね２９、レ
ース３０を受入するために内部が中ぐりされてい
る。ばね２９はレースの垂直遊びを減少させるも
のである。レース２８，３０及びばね２９は共に
軸受５を構成している。

レース２８及び３０は軸６を回転可能に支持し
ている。円錐ベルト車３１はねじによつて軸６の
下端に固定されている。軸６の上部はフランジ３
４を有する円筒状外壁３３を有するボス３２を取
付けるためみぞ切りされている。金属スペーサを
間に有する６枚の磁気デイスク７が壁３３に沿つ
て積重ねられておりフランジ３４によつて支持さ
れている。デイスク７はねじ３７及び環状クラン
プ３６によつて適切な位置に保持されている。

６個の垂直な放射状の刃３９を有する水平円板
３８より成る空気羽根車はねじ４９により軸６の
上端に固定されている。空気羽根車８は第３図に
示されたる如く反時計方向に回転される。軸受を
通る空気路と直列な空気ラビリンス９は軸受ハウ
ジング２７の上部表面の円筒突起とボス３２の内
部表面上の円形溝間の小さなすきまによつて形成
される。

ベース板２と一体にされて、ベース板を適当な
剛体支持部材にボルト固定するため、通常の振動
防止ブツシユ４１を支持する３つの取付けブラツ
ケツト４０が存在する。同様にベース板２と一体
にされてピボツト・ピン４３がボルトで取付けら
れたブラツケツト４２が存在する。モータ・ブラ
ツケツト４５が取付けられた揺動アーム４４はピ
ボツト・ピン４３上に枢支されている。モータ４
６はクランプ４７によつてモータ・ブラケツト４
５に固定されている。モータ軸上の駆動滑車（図
示されず）は通常のベルトを径て滑車３１を駆動
し、軸６及び磁気デイスク７を回転させる。ベル
ト中の張力は揺動アーム４４により調節される。

カバー３は透明ポリカーボネツト・プラスチツ
ク材料から製造され、磁気デイスク７及び電磁ア
クチユエータ２１を包囲するための平坦な上部壁
１５を有する。側壁４８は正確に垂直でなく、小
さい角度で内部に向つて先細になつている。平面
図（第３図）では、側壁４８は丸みのつけられた
隅を有する変形長方形の形状をなしている。カバ
ー３がベース板２に封止された時は、空気は上部
壁１５中の息抜き開孔１６を通して閉包ハウジン
グに対し導入もしくは排出される。上方壁１５上
には２つのフイルタが取付けられている。即ち軸
６上に中心付けられている主フイルタ１２及び１
側に片寄つて息抜き開孔１６の下に中心付けられ
ている息抜きフイルタ１４である。

第４及び５図を参照するに、夫々組合せフイル
タ・ユニツトの拡大平面図（第３図に関して90゜
回転している）及び拡大側面図が示されている。

フイルタ・ユニツトは透明プラスチツク材料で
構成され、透明カバー３を通してフイルタの視覚
的検査が可能とされている。フイルタ・ユニツト
は主フイルタ１２に対する長方形の箱５０、息抜
きフイルタ１４に対する長方形の箱５２とより成
り、共通壁５１を共有している。

長方形箱５０は１対の脚５４によつて上部カバ
ー壁１５から間隔を隔てられた開放上側５３を有
し、その下側に円形オリフイス１３を有する。こ
れにより空気は軸６上の空気羽根車８が回転する
時主フイルタ１２を通して循環され得る。オリフ
イス１３の直径は羽根車刃３９間の直径間隔より
もわずかに小さく、刃の上端はオリフイス１３の
下端と略同高に配列されており、主フイルタ１２
を通して空気の効率的な循環を与えている。

長方形箱５２は開放された上方側５５を有し、
その下側上に一体とされた息抜き管１７と整列し
た小さな円形オリフイスを有する。

或る応用においては、息抜き管１７は必要とさ
れず長方形箱５２の下側中の開孔によつて置換さ
れ得る事が発見されている。上側５５はフランジ
５６を含み、フランジ５６は壁５１と共に箱５２
のまわりに平坦な表面を形成している。フランジ
５６と同形の封止座金５７及び壁５１の上部表面
はフイルタ・ユニツトがねじ５８によつてカバー
壁１５に結合された時にカバー壁１５と気密な継
目を形成する。従つて空気は開孔１６及び息抜き
フイルタ１４を経て磁気デイスク・ハウジングに
導入もしくは排出される。主フイルタ１２及び息
抜きフイルタ１４夫々の実際のフイルタ素子５９
及び６０は夫々第５図に示された如くジグザグ状
に組立てられたガラス繊維紙片より形成される。
主フイルタ１２及び息抜きフイルタ１４は絶対フ
イルタと呼ばれるものであり、すべての粒状物質
を除去するものである。動作中主フイルタ１２及
び息抜きフイルタ１４を通る空気流の方向は第５
図中矢印によつて示されている。

第２及び３図中に示されたハウジング中の空気
の循環は第１図で詳細に説明されたものと実質上
同一であり、ここでは繰返されない。カバー３内
の電磁アクチユエータ２１の存在は局所的な空気
の乱流を生ずるが、空気流の一般方向は不変であ
る。

ベース板２及びカバー３の効果は軸６を回転さ
せてハウジング内に導入される煙によつて示され
る空気流の方向を記録し、圧力を測定する事によ
つて検査される。この様なテストの結果、第２及
び３図に示されたハウジングは必要とされる空気
の循環及び圧力の分布を得るために何等追加のそ
らせ板（仕切り）を必要としない事が発見され
た。

測定は主フイルタ１２を通る空気の流率が動作
条件下において略30リツトル／分である事を示し
た。ハウジングが煙で充満された時、この空気流
の流率で主フイルタ１２は完全に空気を浄化し、
２分以内でハウジング内に清浄な空気を与える事
を可能ならしめる。ハウジング内の空気は主フイ
ルタ１２を毎分７回通過するものと推定される。

これと対比して、軸受５を通してハウジングか
ら排出する空気流を置換するため息抜きフイルタ
を通るハウジングへ導入される動作条件下の空気
流率は略毎分100c.c.の比較的低い値を有する。少
なく共一番下の磁気デイスク７が軸６上に取付け
られている動作条件の下での圧力の測定は最悪の
条件下でも息抜き管１７に隣接する圧力は雰囲気
圧に関して0.03mmWG低い事を示した。類似の条
件の下で、空気ラビリンス９に隣接する圧力は雰
囲気圧に関して0.15mmWG正である事が測定され
た。息抜き管１７に隣接する負の圧力は空気ラビ
リンス９に隣接する正の圧力によつて、軸受５を
通つて流出される空気を置換するために息抜きフ
イルタ１４を通る空気の連続流入を保証する。

類似の最悪動作条件の下における圧力測定は空
気シール４に隣接して発生される正の圧力は略５
mmWGである事を示した。この正の圧力は動作
中、空気が空気シール４、ベース部材及びカバー
３間のわずかなもれによつてハウジングから逃れ
る事を保証する。

息抜き孔１６、息抜きフイルタ１４及び息抜き
管１７の直列路を通る空気の流れに対する抵抗は
略0.25mmWG／リツトル／分である。この値は略
25mmWG／リツトル／分の値を有する空気ラビリ
ンス９及び軸受５の直列路を通る空気流に対する
抵抗と比較して低い。従つてデイスク・フアイル
が動作していず、ハウジングの内部が冷却される
時は、息抜きフイルタ１４を通してハウジングへ
流入する空気流は軸受５を通る空気流より略100
倍大きい。テストは１リツトル当り10⁶粒子を有
する高レベルのハウジングを取巻くほこりだらけ
の雰囲気中でハウジングの有効性についてなされ
た。動作条件の下でハウジング内の粒状物質の個
数の計数の結果は10分で３ミクロンを越える寸法
の粒子２個を得た。

これ迄に説明された空気浄化システムにおいて
はハウジングを取巻く空気は粒状物質によつてだ
けで汚染されている事が仮定されていた。この粒
状物質はハウジングに導入される時息抜きフイル
タ１４によつてフイルタされる。しかしながら、
デイスク・フアイルは、ハウジング内部に存在す
る時動作特性の劣化を生じ得る気体性汚染物質を
含む雰囲気中で動作する事が必要となり得る。こ
の様な悪条件の下での動作の場合には、息抜きフ
イルタ１４は第５図に示されたグラス・フアイバ
ー紙のフイルタ素子６０と直列に気体汚染物質を
除去するための追加のフイルタ素子を含み得る。
例えば活性炭層が使用され得る。これは息抜きフ
イルタ１４を通して必要とされる空気流を与える
ために長方形の箱５２の寸法の増大と息抜き開孔
１６及び息抜き管１７の再設計を生ずる。追加の
フイルタ素子は悪条件下で動作中に気体性汚染物
質を除去するために十分な容量を有さなければな
らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の図である。１…磁気
デイスク・フアイル、２…ベース板、３…カバ
ー、４…気密シール、５…軸受、６…軸、７…デ
イスク、８…空気羽根車、９…空気ラビリンス、
１０…スロツド、１１…環状スロツト、１２…主
フイルタ、１４…息抜きフイルタ、１８，１９…
仕切り。 第２図は本発明に従う第３図のAA線に沿つて
磁気デイスク・フアイルの側面図である。２１…
電磁アクチユエータ。 第３図は第３図の線AAに沿つて見た本発明の
磁気デイスク・フアイルの平面図である。 第４図はフイルタ・ユニツトの詳細を示した図
である。第５図は第４図の側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの磁気デイスクと、 上記磁気デイスクに対する情報の記録及び再生
   を行うための少なくとも１つの磁気ヘツドと、 上記磁気デイスク及び磁気ヘツドを閉包してい
   るハウジングと、 上記磁気デイスクを支持していて、一方の端部
   が上記ハウジングの内部にあり且つ他方の端部が
   上記ハウジングの外部にある様に上記ハウジング
   の壁部を貫通している軸と、 上記ハウジングの壁部に設けられていて、上記
   軸が回転することを可能ならしめる様に上記軸を
   支持しており、且つ上記ハウジングの内部と外部
   とをつなぐ気体漏れ通路を形成している軸受と、 上記ハウジング内にある上記軸端に取付けられ
   ていて、上記軸の回転に伴ない上記ハウジング内
   に循環する気体流を発生させる羽根車と、 上記ハウジング内に設けられていて、上記ハウ
   ジング内を循環する気体流を通過させて上記ハウ
   ジング内の気体を浄化するための主フイルタと、 上記ハウジングの外部へ通じる外側通気口及び
   上記ハウジングの内部へ通じる内側通気口を有
   し、ハウジングの外部から内部へ入る空気を浄化
   するための息抜きフイルタと、 を有し、上記軸の回転の際、上記軸受の近傍に
   おいて外気に比較して圧力の高い領域を含み且つ
   上記息抜きフイルタの内側通気口の近傍において
   外気に比較して圧力の低い領域を含む圧力分布を
   上記ハウジング内に生じさせることを特徴とする
   磁気デイスク装置。