PL178338B1

PL178338B1 - Urządzenie napędowe dysku pamięci danych

Info

Publication number: PL178338B1
Application number: PL95319484A
Authority: PL
Inventors: Zine-Eddine Boutaghou
Original assignee: Ibm
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 2000-04-28
Also published as: KR960015166A; EP0786134A1; CZ287196B6; CZ8897A3; CA2197917A1; CN1075656C; JPH10504419A; TW351805B; EP0786134B1; HU215304B; US5872681A; PL319484A1; SG38839A1; HUT76704A; BR9504206A; KR100238921B1; CN1127401A; US6556376B1; WO1996012278A1; US5486962A

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie napędowe dysku pamięci danych stosowane w pamięciach dyskowych.

Rozszerzalna pamięć danych nowoczesnych systemów komputerowych wymaga urządzeń zewnętrznych pamięci danych o wielkiej pojemności. Zwykle pamięć stanowi obrotowy magnetyczny napęd dyskowy.

Napęd dyskowy zawieraj eden lub więcej gładkich, płaskich dysków zamocowanych trwale na wspólnym wrzecionie. Dyski są ułożone w stos na wrzecionie wzajemnie równolegle i w odstępach od siebie, tak, że się nie dotykają. Dyski i wrzeciono są obracane jednocześnie ze stalą prędkością przez silnik wrzeciona.

Każdy dysk składa się z litej podstawy lub podłoża w kształcie krążka z otworem w środku na wrzeciono. Podłoże stanowi zwykle aluminium, chociaż możliwe są również: szkło, materiał

178 338 ceramiczny, plastik i inne materiały. Podłoże pokryte jest cienką warstwą materiału magnesowalnego oraz dodatkowo może być pokryte warstwą ochronną.

Dane są rejestrowane na powierzchni dysków w warstwie magnesowalnej. Dla dokonania tego, w warstwie magnesowalnej tworzone są bardzo małe namagnesowane wzorniki, reprezentujące dane. Wzorniki danych zwykle sąułożone w postaci koncentrycznych, kołowych ścieżek. Każda ścieżka dzieli się dalej na sektory. Każdy sektor tworzy w ten sposób łuk a wszystkie sektory ścieżki tworzą okrąg.

Ruchome urządzenie uruchamiające ustawia głowicę przetwornika dla odczytu lub zapisania danych w położeniu w pobliżu danych na powierzchni. Urządzenie uruchamiające można porównać do ramienia igły w gramofonie a głowicę do igły gramofonowej.

Dla każdej powierzchni dysku zawierającej danejestjedna głowica przetwornika. Głowica przetwornika stanowi aerodynamicznie ukształtowany blok materiału (zwykle materiału ceramicznego), na którym zamocowany jest magnetyczny przetwornik odczytująco-zapisujący. Blok lub ślizgacz unosi się w czasie obracania się dysku ponad jego powierzchnią w bardzo małej odległości. Bliskość powierzchni dyskujest krytyczna dla umożliwienia odczytu z lub zapisywania we wzornikach danych w warstwie magnesowalnej. Stosuje się wielu różnych rozwiązań konstrukcyj nych przetworników, a w niektórych przypadkach przetwornik odczytuj ący jest oddzielny od przetwornika zapisującego.

Zwykle urządzenie uruchamiające wychyla się wokół osi dla ustawienia głowicy w jej położeniu. W typowym rozwiązaniu zawiera on lity blok mający w pobliżu osi grzebieniowe ramiona wystające w kierunku dysku, zestaw cienkich zawieszeń zamocowanych do ramion oraz silnik elektromagnetyczny po przeciwnej stronie osi. Głowice przetworników zamocowane są do zawieszeń, po jednej głowicy do każdego zawieszenia. Silnik urządzenia uruchamiającego obraca je dla ustawienia głowicy w położeniu nad żądaną ścieżką danych. Kiedy głowica zostanie ustawiona nad ścieżką, stałe obracanie się dysku spowoduje zbliżenie się żądanego sektora w pobliże głowicy i dane mogą zostać wtedy odczytane lub zapisane.

W miarę jak systemy komputerowe zwiększyły swą moc, stały się szybsze i bardziej niezawodne, nastąpił odpowiadający temu wzrost wymagań odnośnie ulepszonych pamięci. Te wymagane ulepszenia przebierają wiele form. Pożądana jest redukcja kosztów, wzrost pojemności danych, wzrost szybkości działania napędów, obniżenie zużycia energii elektrycznej przez napędy, wzrost sprężystości napędów przy występowaniu udarów mechanicznych i innych zakłóceń.

W szczególności, występuje wymaganie dotyczące zmniejszenia fizycznych rozmiarów napędów dyskowych. Do pewnego stopnia, zmniejszenie rozmiarów może sprzyjać niektórym z powyższych celów. Jednak, jednocześnie, zredukowana wielkość dysków jest pożądana sama w sobie i dla siebie. Zredukowana wielkość umożliwia w praktyce włączenie napędów dyskowych w zakres zastosowań do urządzeń przenośnych.

Aby zmniejszyła się wielkość napędów dyskowych, wielkość każdego elementu składowego musi być maksymalnie zredukowana.

Jedno ograniczenie zakresu, do którego można zredukować wielkość napędu dyskowego, stanowi zespół dysk/piasta. Konwencjonalny zespół dysk/piasta zawiera cylindryczną piastę z kołnierzem u dołu do podpierania stosu dysków. Silnik obracający dysk usytuowany jest w obrębie piasty. Stos dysków spoczywa na górnej powierzchni kołnierza, a piasta pasowana jest w odpowiednich otworach dysków. Pojedyncze dyski sąod siebie oddzielone pierścieniami dystansowymi otaczającymi piastę i przylegającymi do niej. Na górnym końcu piasty zamocowane jest urządzenie zaciskowe wywierające siłę skierowaną w dół na stos dysków, dociskając dolny dysk do kołnierza i utrzymując stos w jego położeniu. Tam gdzie napęd dyskowy ma tylko jeden dysk, stosowane jest w zasadzie takie samo rozwiązanie, z tym, że urządzenie zaciskowe zaciska tylko jeden dysk zamiast stosu dysków. Typowe urządzenie zaciskowe stanowi płaski pierścień stalowy z kołowym grzbietem ukształtowanym w pobliżu jego zewnętrznej krawędzi. Płaska część pierścienia zamocowana jest do górnej powierzchni piasty śrubami, podczas gdy część grzbietowa wywiera siłę na stos lub pojedynczy dysk.

178 338

Piasta musi być wystarczająco duża dla pomieszczenia śrub. Nawet jeśli używane są bardzo małe śruby, to wymaganie powoduje wzrost wielkości i wagi piasty. Bardzo małe elementy powodują trudności w montażu. W zastosowaniach w urządzeniach przenośnych występują kłopoty ze znoszeniem znacznych udarów mechanicznych. Stosunkowo cienkie dyski wykazują tendencję do wichrowania się po zaciśnięciu z dostateczną siłą zacisku. Nawet małe zwichrowanie może poważnie zakłócać działanie urządzenia ze względu na znaczne redukowanie szerokości ścieżek. W końcu, chociaż napęd jest znacznie mniejszy, proste zmniejszanie skali wymiarów konwencjonalnych elementów nie da w wyniku znacznego obniżenia kosztów. W rzeczywistości, może to podnieść koszty. Pożądane jest stworzenie innego zespołu piasta/dysk, który obniża koszty i jest bardziej odpowiedni do wymagań konstrukcyjnych napędów dyskowych o małym współczynniku kształtu.

W europejskim zgłoszeniu patentowym EP A-O 613 134, pokazano zespół dysku magnetycznego, który jest ukształtowany integralnie z częścią w kształcie rękawa zespołu łożysk kulkowych lub wrzeciono silnika wrzeciona dla napędzania dysku, które jest zamocowane na wirniku:.

Celem wynalazku jest wiec opracowanie urządzenia napędu dyskowego pamięci.

Kolejnym celem wynalazku jest zredukowanie kosztów urządzenia napędy dyskowego pamięci.

Dalszym celem wynalazkujest dostarczenie ulepszonego zespołu piasta/dysk dla urządzenia napędu dyskowego pamięci o małym współczynniku kształtu.

Dalszym celem wynalazku jest dostarczenie zespołu piasta/dysk o zredukowanych kosztach napędu dyskowego o małym współczynniku kształtu.

Innym celem wynalazku jest dostarczenie zespołu piasta/dysk o mniejszej liczbie elementów.

Następnym celem wynalazkujest dostarczenie zespołu piasta/dysk o łatwiejszym sposobie wytwarzania i montażu.

Dalszym celem wynalazku jest dostarczenie zespołu piasta/dysk posiadającego większą odporność na udary mechaniczne.

Urządzenie napędowe dysku pamięci danych zawierające obudowę z zamocowanym na niej silnikiem, ruchomym zespołem uruchamiającym wyposażonym w przetwornik odczytujący i zapisujący dane na dysku oraz umocowaną na niej obrotowo jednoczęściowąpiastę z zamocowanym na niej dyskiem i zespołem magnesów trwałych przymocowanych do członu piasty stanowiącego część wirnika silnika wrzeciona oraz wyposażoną w podporę dla dysku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że człon piasty zawiera zespół zaciskowy oraz cylindryczną wydrażonącz.ęść podstawową mającąoś zgodnąz osiąobrotu dysku otaczającąwał dysku i pasowaną wewnątrz kołowego otworu dysku a podporę dla dysku stanowi kołnierz wystający na zewnątrz z cylindrycznej wydrążonej części podstawowej.

Korzystnie, zespół zaciskowy członu piasty zawiera wiele mocujących dysk obwodowo rozmieszczonych palców wystających z kołnierza.

Korzystnie, wydrążona cylindryczna część podstawowa członu piasty jest usytuowana wokół zespołu łożysk mocujących człon piasty na wale dysku.

Korzystnie, zespół magnesów trwałychjest zamocowany do kołnierza w pobliżu jego zewnętrznej krawędzi a stojan jest usytuowany wokół wału dysku pamiędzy tym wałem dysku i zespołem magnesów trwałych.

Korzystnie, człon piasty jest sprężysty i bardziej podatny niż dysk.

Korzystnie, każdy z palców zawiera mocującą i dociskającą dysk zapadkę na swoim jednym końcu, przy czym palce przechodzą przez kołowy otwór dysku.

Korzystnie, otwór dysku tworzy jego wewnętrzną powierzchnię otaczającąoś obrotu, a palce stykają się z powierzchnią wewnętrzną dysku.

Korzystnie, zapadkajest połączona z dyskiem wzdłuż ściętej krawędzi otaczającej otwór dysku.

Korzystnie, każdy palec zawiera wystającą półkę, przy czym półka wystaje z boku palca zwróconego w stronę osi.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół napędu dyskowego zgodnie z zalecanym wykonaniem, fig. 2 przedstawia rzut aksonometryczny zintegrowanej piasty, zacisku i obudowy wirnika, fig. 3 przedstawia przekrój przez zintegrowaną piastę, zacisk i obudowę wirnika, fig. 4 przedstawia widok z góry zintegrowanej piasty, zacisku i obudowy wirnika, fig. 5 przedstawia półprzekrój zespołu piasty i dysku, fig. 5 przedstawia przekrój palca zaciskowego zintegrowanej piasty, zacisku i obudowy wirnika, fig. 7 przedstawia przekrój palca zaciskowego, pokazując jak blokuje on dysk w jego położeniu, fig. 8 przedstawia inne rozwiązanie palca zaciskowego z dyskiem.

Zespół dysku 100 zawiera obrotowy dysk 101, sztywno zamocowany do piasty 103, która jest zamocowana na podstawie napędu dyskowego lub obudowie 104. Piasta 103 i dysk 101 są napędzane przez silnik napędowy ze stałą prędkością obrotową. Silnik napędowy umieszczony jest wewnątrz piasty 103. Zespół uruchamiający 105 usytuowany jest po jednej stronie dysku 101. Zespół uruchamiający 105 obraca się wzdłuż łuku wokół wału 105 równoległego do osi dysku 101 i jest napędzany przez siłownik elektromagnetyczny 107, dla ustalenia położenia głowic przetwornika. Pokrywa (nie pokazana) jest dopasowana do obudowy 104 i nakrywa zespół 100 dysku 101 i zespół uruchamiający 105. Moduły elektroniczne sterujące działaniem napędy i łączące z dalszym urządzeniem, takim j ak komputer macierzysty, sązamocowane na płytce drukowanej 112, w obrębie obudowy 104 i też sąnakryte pokrywą. W tym wykonaniu, płytka drukowana 112 zamocowana jest wewnątrz obudowy 104 i zajmuje przestrzeń wokół dysku 101. Jednakże, płytka 112 mogłaby również być zamocowana na zewnątrz obudowy 104 lub sama obudowa 104 mogłaby być wykonana jako płytka drukowana dla zamocowania modułów elektronicznych bezpośrednio na niej. Wiele zespołów 108 zawieszenia głowicy jest sztywno zamocowanych do występów zespołu uruchamiającego 105. Aerodynamiczna głowica odczytująco-zapisująca przetwornika 109 jest usytuowana na końcu każdego zespołu zawieszenia głowicy 108 w pobliżu powierzchni dysku 101.

Piasta 103 jest jednoczęściowym, ukształtowanym jako zintegrowany, elementem, który zawiera również elementy zaciskowe do blokowania dysku 101 wjego położeniu i który stanowi również obudowę dla silnika napędowego. Przez „ukształtowany jako zintegrowany” należy rozumieć, że piastę 103 stanowi jednolity materiał ukształtowany jako stała masa przez prasowanie, odlewanie lub wytłaczanie lub innymi środkami, i może być obrabiana skrawaniem, trawiona lub w inny sposób kształtowana tak, jak to jest niezbędne dla wymaganych wymiarów. Piasta 103 nie składa się z wielu pojedynczych elementów składowych połączonych ze sobą. W zalecanym wykonaniu, zaleca się wykonanie piasty 103 jako elementu polimerowego wykonanego metodą formowania wtryskowego. Politermid jest zalecany ze względu na swój współczynnik rozszerzalności cieplnej bliski współczynnikowi dla aluminium, materiału zalecanego na dysk 101. Jednakże, mogą być stosowane inne odpowiednie polimery. Alternatywnie, można stosować materiały nie-polimerowe, takie jak aluminium lub materiały ceramiczne.

Figura 2 stanowi widok aksonometryczny zintegrowanej piasty 103, zacisku i obudowy 104, zgodnie z zalecanym wykonaniem. Piasta 103 zawiera wydrążoną, cylindryczną część podstawową 201, stosunkowo płaski, cylindryczny kołnierz 202 wychodzący z części podstawowej 201 i wiele obwodowo rozmieszczonych palców 203 mocujących dysk 101 i służących jako zacisk.

Figura 3 jest przekrojem wpłaszczyźnie osi dysku 101 i zintegrowanej piasty 103, zacisku i obudowy 104. Jak to jest bardziej widoczne z przekroju na fig. 3 wydrążona cylindryczna część podstawowa 201 wyznacza centralny cylindryczny otwór 301 na wał dysku 101 i łożyska. Kołnierz 202 wystaje w przybliżeniu ze środka części podstawowej 201. Obwodowy występ 302 wystaje w dół z dolnej powierzchni kołnierza 202, wpobliżujej zewnętrznej krawędzi. Występ 302 zapewnia powierzchnię współpracującą i podparcie dla jarzma wirnika i magnesów stałych.

Figura 4 przedstawia widok z góry zintegrowanego zespołu piasty 103, zacisku i obudowy 104. W zalecanym wykonaniu piasta 103 zawiera osiem równoległych palców 203 rozmieszczonych tak, jak to przedstawiono, przy czym rozumie się, że ilość i wielkość palców 203 może się zmieniać i, że mogą być zastosowane inne elementy zaciskające.

178 338

Figura 5 pokazuje powiększony szczegół piasty 103 połączonej z innymi elementami, zgodnie z zalecanym wykonaniem. Fig. 5 stanowi półprzekrój wykonany w płaszczyźnie osi obrotu dysków 101. Ponieważ na fig. 5 pokazane są tylko piasta 103 i związane elementy składowe po jednej stronie osi, należy rozumieć, że są one symetryczne względem osi.

Wał 502 dysku 101 jest sztywno zamocowany do obudowy 104 napędu dyskowego. Wał 502 jest korzystnie stalowy. Oś 501 dysku 101 przebiega przez środek wału 502. Cylindryczna podstawa 201 piasty 103 jest zamocowana na zespole łożysk 504 dla obrotu wokół osi 501. Zespół łożysk 504 korzystnie zawiera dwa zestawy wstępnie obciążonych łożysk kulkowych w uszczelnionych bieżniach, na przeciwległych końcach wału 502. Jednakże, zespół łożysk mógłby, alternatywnie, stanowić łożysko płynowe (hydrodynamiczne) lub inny typ łożyska. W innym możliwym wykonaniu, części zespołu łożysk 504 mogąbyć ukształtowane integralnie z piastą 103, na przykład przez ukształtowanie powierzchni łożyska płynowego na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej części podstawowej 201 piasty 103.

Kołnierz 202 piasty 103 wystaje na zewnątrz z cylindrycznej części podstawowej 201 w przybliżeniu ze środkajej wysokości. Dysk 101 jest oparty na górnej powierzchni kołnierza 202, przy czym kołnierz 202 podpiera dysk 101 od spodu. Wiele identycznych rozmieszczonych obwodowo palców 203 wystaj e z górnej powierzchni kołnierza 202 dla współpracy z dyskiem 101 i zablokowania go w położeniu, służąc w ten sposób jako środki zaciskowe.

Jarzmo 505 i zespół magnesów trwałych 506 wirnika silnika bezszczotkowego prądu stałego wrzeciona są zamocowane do dolnej strony kołnierza 202 na zewnętrznej krawędzi. Jarzmo 505 stanowi pierścień z materiału przenikalnego magnetycznie, korzystnie stop Fe-Pb. Jarzmo 505 może również stanowić zwinięty szereg warstw tworzących pierścień. Magnesy zespołu magnesów trwałych 506 są korzystnie wykonane jako lity pierścień odpowiednio magnesowalnego materiału, w którym kolejne łukowe segmenty są namagnesowane z przeciwną polaryzacją. W ten sposób magnesy zespołu magnesów trwałych 506 sąłukowo obwodowo rozmieszczone wokół osi dysku 101 całkowicie otaczających oś i mających zmienną polaryzację.

Obwodowy występ 302 stanowi element podpierający dlajarzma 505 i zespołu magnesów trwałych 506. Jarzmo 505, korzystnie jest sklejone z piastą 103 wzdłuż występu 302 i dolnej powierzchni kołnierza 202 przy użyciu odpowiedniego kleju. Może być ono zamocowane na piaście 103 podczas formowania wtryskowego przez wstawienie jarzma 505 do przestrzeni formowania i uformowanie piasty 103 najarzmie 505. Zespół magnesów trwałych 506 jest korzystnie sklejony bezpośrednio z jarzmem 505 przy użyciu odpowiedniego kleju.

Stojan 508 silnikajest zamocowany do obudowy 104 i usytuowany pod kołnierzem 202, w obrębie pierścieniowej przestrzeni wyznaczonej przez cylindryczną część podstawową 201 na wewnętrznym promieniu orazjarzmo 505 i zespół magnesów trwałych 506 na zewnętrznym promieniu. Stojan 508 zawiera zespół obwodowa rozmieszczonych elektromagnesów (biegunów) otaczający oś dysku 101, gdzie każdy biegun zawiera cewka zawiniętą wokół magnetycznie przenikalnego rdzenia. Stojan 508 połączony jest z elektronicznym układem sterującym (nie pokazanym) na płytce drukowanej 112. Podczas pracy, elektroniczny układ sterujący sekwencyjnie wzbudza różne bieguny stojana 598 generując, w znany sposób, wirujące pole elektromagnetyczne. W zalecanym wykonaniu, stojan 508 jest trójfazowy i ma po trzy bieguny w każdej fazie (razem dziewięć biegunów) a zespół magnesów trwałych 506 ma dwanaście segmentów biegunów'magnetycznych. Jednakże liczba biegunów stojana i wirnika może się zmieniać.

Figura 6 stanowi przekrój przez zaciskowy palec 203 w płaszczyźnie osi dysku 101, i przedstawia palec 203 w powiększeniu. Palec 203 jest uformowany z lekkim wychyleniem na zewnątrz dla wywierania niewielkiej siły na wewnętrzny otwór dysku 101. Korzystnie, kąt wychylenia wynosi w przybliżeniu 3 stopnie, tj. kąt Θ na fig. 6 ma w przybliżeniu 87 stopni, przy czym rozumie się, ze optymalna wartość kąta będzie się zmieniała z grubością palca i rodzajem wybranego materiału. W pobliżu końca palca 203 znajduje się zapadka 601 mocująca dysk 101. Zapadka 601 zawiera sfazowaną górną krawędź 603 dla umożliwienia montażu dysku 101.

Figura 7 stanowi przekrój przez palec 203 i pokazuje jak zaciska on dysk 101. Dysk 101 i palec 203 są pokazane w przekroju w płaszczyźnie osi dysku 101.

178 338

Dysk 101, korzystnie, zawiera ścięte wewnętrzne krawędzie 711, 712, z załamaniem pod kątem w przybliżeniu 45 stopni. Ścięcia ułatwiają montaż dysku 101 na piaście 103, zapewniają powierzchnię dla wywierania docisku przez zapadkę 601 i ułatwiają centrowanie dysku 101.

Dysk 101, korzystnie, montowany j est na piaście 103 przez ułożenie dysku 101 na palcach 203 i docisk w dół. Docisk w dół powoduje, że załamana krawędź 712 na dolnej powierzchni dysku 101 ślizga się po ściętej krawędzi 603 na górnej powierzchni zapadka 601. Ponieważ palec 203 jest wykonany z materiału elastycznego, w miarę jak dysk 101 naciska na palec 203, wychyla się on do wewnątrz (w kierunku osi dysku), umożliwiające najwęższej części centralnego otworu dysku 101 wejścia w zapadkę. Po tymjak najwęższa część centralnego otworu dysku 101 wejdzie w zapadkę 601, dzięki naturalnej elastyczności materiału, palec 203 powraca w pobliże swego początkowego położenia. Kiedy dolna powierzchnia dysku 101 oprze się na kołnierzu 202, zapadka 601 zajmie położenie takie jak pokazano na fig. 7, wywierając siłę na ściętą krawędź 711.

Zapadka 601 wywiera na ściętą krawędź 711 zarówno siłę osiową skierowaną w dół jak i siłę promieniową. Siła osiowa skierowana w dół dociska dysk 101 do górnej powierzchni kołnierza 202 zaciskając bezpiecznie dysk 101 w jego położeniu.

Ponieważ taka sama siłą promieniowa jest wywierana na wewnętrzną ściętą krawędź 711 centralnego otworu dysku 101 przez wiele obwodowo rozmieszczonych palców 203, stanowiących zespół zaciskowy, dysk 101 jest automatycznie centrowany wokół osi w miarę jak jest wciskany na palce 203 i w swoje położenie zmontowania na kołnierzu 202. W ten sposób nie występuje potrzeba stosowania narzędzi centrujących.

Korzystnie, palec 203 tworzy połączenie z prostym odcinkiem wewnętrznej krawędzi otworu w dysku 101 przez wywieranie nieznacznej siły promieniowej. Palec 203 działajak nieliniowa sprężyna łukowa. W stanie spoczynku, z zamocowanym dyskiem 101, siła promieniowa jest niewielka, dla uniknięcia zwichrowania dysku 101. Jednakże, siła promieniowa przekazywana przez palec 203 wzrasta szybciej niż liniowo,jeśli palec 203 wygięty jest do tyłu (w kierunku do osi dysku 101). W wyniku tego, znacznie większa siła przeciwdziała każdemu przesunięciu dysku 101 z jego właściwego położenia. Dlatego piasta 103 osiąga dużą odporność na udar mechaniczny przy prostym, tanim rozwiązaniu konstrukcyjnym.

W czasie prób na upuszczanie, zaobserwowano, że podatne palce 203 pochłaniają znaczną część energii przekazywanej przez dysk 101 na piastę 103, wten sposób zapobiegając zniszczeniu układów łożysk. Ta cecha jest bardzo pożądana w technologii mediów przenośnych.

Wichrowanie się dysków 101 stanowi dobrze znany problem w dziedzinie napędów dyskowych. Konwencjonalny zacisk powinien wywierać znaczną siłę osiową na zaciskany dysk 101, aby uniemożliwić jego ruch. Ta siła ma tendencję do wichrowania dysku 101, czego unika się stosując rozwiązanie według wynalazku. W przeciwieństwie do konwencjonalnych rozwiązań zacisków, które zwykle wykorzyshijązacisk metalowy, piasta 103 według wynalazku wykonanajest z materiału podatnego, korzystnie znacznie bardziej miękkiego niż materiał samego dysku 101. Powierzchnia podatnego materiału odkształca się w punkcie styku (tj. górna powierzchnia kołnierza 202 i palców 203) z dyskiem 101, zapewniając współczynnik tarcia statycznego stosunkowo wyższy od tego jaki występuje zwykle na styku metal-metal w konwencjonalnym zacisku dysku. Dzięki wyższemu współczynnikowi tarcia, dysk 101 może być bezpiecznie zaciśnięty przy użyciu mniejszej siły osiowej. Dodatkowo, ponieważ materiał dysku 101 jest znacznie twardszy od materiału piasty 103, odkształceniu w punktach styku ulega raczej powierzchnia piasty 103 niż dysku 101. Zgodnie z tym dysk 101 jest poddany bardzo niewielkim lokalnym naprężeniom w pobliżu wewnętrznej średnicy, dającym w wyniku bardzo małe zwichrowanie.

Wymiary palców 203 muszą być dobrane do wybranego materiału piasty 103, aby zapewnić odpowiedniąpodatność palca 203 oraz jednocześnie wystarczającą siłę zaciskającą zamocowany dysk 101. W zalecanym wykonaniu palec 203 ma szerokość w przybliżeniu 0,25 mm wzdłuż promienia i 1 mm w kierunku obwodu. Całkowita wysokość palca 203 wynosi około 1 mm. Sztywniejszy materiał piasty 103 może wymagać cieńszego palca 203 i odwrotnie. Dalej będzie korzystnie, jeśli wymiary będą różniły się w zalezności od wielkości i materiału samego dysku 101. Wymiary podane wyżej dla zalecanego wykonania sąprzeznaczone do zastosowania z dyskiem 1.8 uformowanym na podłożu aluminiowym mającym grubość około 0,635 mm.

Figura 8 przedstawia inne rozwiązanie palca 801. Palec 801 z fig. 8 jest identyczny z palcem zaciskowym 203 opisanym powyżej i pokazanym na fig. 1-7, poza dodaną półką 802 wystającą z powierzchni bocznej palca 801 zwróconej ku osi dysku 101. Półka 802 stanowi powierzchnię dla połączenia z (nie pokazanym) narzędziem do usuwania dysku 101. Aby usunąć dysk 101, narzędzie wywiera siłę skierowaną do dołu na półkę 802, starając się odgiąć palec 801 do tyłu. Jednocześnie dysk 101 jest unoszony z kołnierza 202 piasty 103. Usunięcie dysku 101 jest czasem niezbędne podczas przerabiania napędu dyskowego jako części procesu wytwarzania i testowania.

W zalecanym wykonaniu, zespół zaciskający stanowi wiele palców 203,801 wystających z górnej powierzchni kołnierza 202 i mocujących dysk 101. Jednakże, w zakresie idei i istoty wynalazku mogą być stosowane dowolne elementy zaciskające ukształtowane integralnie z piastą 103. Na przykład, palce 203 mogą wystawać z innej części piasty 103, takiej jak wydrążona cylindryczna część podstawowa 201. Palce 203 wystająceztej innej części, takiej jak część cylindryczna, mogąnaciskać na dysk 101 z góry. Alternatywnie, element zaciskaj ący może stanowić odkształcalny pierścień wystający z górnej powierzchni kołnierza 202 lub z wydrążonej części cylindrycznej, lub odkształcalny pierścień przerywany w odstępach na obwodzie dla zmniejszenia (odprężenia) naprężeń.

W powyższym opisie odwoływano się do pewnych cech jako występujących „pod” lub „nad” kołnierzem 202, a powierzchnie opisywano jako „górną” lub „dolną”. Te określenia zostały użyte jedynie dla łatwości odniesienia i są zgodne z rysunkami i normalnym ustawieniem urządzenia. Jednakże, użycie tych określeń nie miało na celu sugerowania, że zgodnie z wynalazkiem kołnierz 202 powinien być usytuowany pod dyskiem 101 i ponad silnikiem. Zgodnie z wynalazkiem, silnik i napęd dyskowy mogłyby łatwo być zbudowane z kołnierzem usytuowanym ponad dyskiem 101 lub z osią obrotu zorientowaną poziomo.

178 338

103

FIG. 2

103

FIG. 3

178 338

103

FIG. 5

178 338

FIG. 6

FIG. 7

178 338

FIG. 8

112

FIG. I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie napędowe dysku pamięci danych, zawierające obudowę z zamocowanym na niej silnikiem, ruchomym zespołem uruchamiającym wyposażonym w przetwornik odczytujący i zapisujący dane na dysku oraz umocowaną na niej obrotowo jednoczęściową piastę z zamocowanym na niej dyskiem i zespołem magnesów trwałych przymocowanych do członu piasty stanowiącego część wirnika silnika wrzeciona oraz wyposażonąw podporę dla dysku, znamienne tym, że człon piasty (103) zawiera zespół zaciskowy oraz cylindryczną wydrążoną część podstawową (201) mającą oś zgodną z osią obrotu dysku (101) otaczającą wał dysku (lOl) i pasowaną wewnątrz kołowego otworu dysku (101) a podporę dla dysku (lOl) stanowi kołnierz (202) wystający na zewnątrz z cylindrycznej wydrążonej części podstawowej (201).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół zaciskowy członu piasty (103) zawiera wiele mocujących dysk (101) obwodowo rozmieszczonych palców (203, 801) wystających z kołnierza (202).
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wydrążona cylindryczna część podstawowa (201) członu piasty (103) jest usytuowana wokół zespołu łożysk (504) mocujących człon piasty (103) na wale dysku (101).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze zespół magnesów trwałych (506) jest zamocowany do kołnierza (202) w pobliżujego zewnętrznej krawędzi a stojan (508) jest usytuowany wokół wału dysku (101) pomiędzy tym wałem dysku (101) i zespołem magnesów trwałych (506).
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że człon piasty (103) jest sprężysty i bardziej podatny niż dysk (101).
6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że każdy z palców (203, 801) zawiera mocującąi dociskąjącądysk (101) zapadkę (601) na swoimjednym końcu, przy czym palce (203,801) przechodzą przez kołowy otwór dysku (101).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że otwór dysku (101) tworzy jego wewnętrzną powierzchnię otaczająca oś obrotu, a palce (203, 801) stykaj ą się z powierzchnią wewnętrzną dysku (101).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zapadka (601) jest połączona z dyskiem (101) wzdłuż ściętej krawędzi (711, 712) otaczającej otwór dysku (101).
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że każdy palec (801) zawiera wystającą półkę (802), przy czym półka (802) wystaje z boku palca (801) zwróconego w stronę osi.