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Dokumentenidentifikation DE69232276T2 13.06.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0794533
Titel Flachgebautes Plattenantriebssystem von hoher Kapazität
Anmelder Teac Corp., Tokio/Tokyo, JP;
DZU Technology Corp., Sunnyvale, Calif., US
Erfinder Kaczeus, Steven L., San Jose, California, 95125, US;
Thanos, William N., San Jose, California 95131, US;
Fahey, James D., San Jose, California 95124, US
Vertreter Kahler, Käck & Fiener, 87719 Mindelheim
DE-Aktenzeichen 69232276
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 24.09.1992
EP-Aktenzeichen 972011514
EP-Offenlegungsdatum 10.09.1997
EP date of grant 05.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.06.2002
IPC-Hauptklasse G11B 25/04
IPC-Nebenklasse G11B 33/12   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Plattenlaufwerkssysteme und bezieht sich insbesondere auf Plattenlaufwerkssysteme mit geringer Höhe oder geringem Profil, verbesserter Wartungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Entfernbarkeit, ohne dass dies auf Kosten von Kapazität oder Leistung ginge.

Im Laufe der letzten zehn Jahre ist die Größe von Plattenlaufwerksgeräten für den Einsatz in Computersystemen drastisch zurückgegangen. Einer der Faktoren, die für diesen raschen Fortschritt verantwortlich waren, war die Fähigkeit, den Raum zu reduzieren, der zur Aufnahme der elektronischen Komponenten der Bauelemente benötigt wird, was hauptsächlich durch die Größtintegration der elektronischen Schaltungsanordnung möglich wurde. Zusätzlich wurden erhebliche Fortschritte bei der Reduzierung der Größe mechanischer Hauptkomponenten von Plattenlaufwerksgeräten wie z. B. dem Motor, der die Platte(n) dreht, dem Biegeschwingungsmontagemechanismus für die Lese-/Schreibköpfe und dem Stellgliedmechanismus erzielt, der die Köpfe in verschiedene Trackpositionen auf den Plattenoberflächen fährt.

Mit zunehmender Beliebtheit von tragbaren, Laptop-, Notebook-Computern und kleineren Desktop-PCs, die Plattenlaufwerke beinhalten, ist der Druck im Hinblick auf eine Reduzierung des Volumens des Plattenlaufwerksgehäuses, ohne Einbußen hinsichtlich Kapazität, Leistung und Kosten des Speicherbauelementes, erheblich. Hersteller von Festplattenlaufwerken müssen ein Produkt mit einer sehr hohen linearen Bitdichte und radialer Trackdichte in einem Gerät bereitstellen, das schock- und vibrationsbeständig, temperatur- und umgebungstolerant und in großen Volumen preiswert herstellbar ist, das eine hohe Durchsatzleistung sowie eine Speicherkapazität hat, die den wachsenden Datenspeicheranforderungen des Computersystemmarkts genügen. In den meisten kleinen Computersystemen diktiert die Größe von Tastatur und Sichtanzeige oder Monitor die obligatorischen X- und Y-Abmessungen für das System. Dies bedeutet, dass die kritischste Plattenlaufwerksabmessung, die kontrolliert werden muss, die Höhe oder Z-Dimension des Laufwerks ist.

Die relativ kürzliche Einführung von Plattenlaufwerken mit 2,5 Zoll (6,35 cm) und 1,8 Zoll (4,57 cm) "Formfaktor" war eine Reaktion auf diese Nachfrage nach kleinvolumigen Hochkapazitätsspeichergeräten für die kleineren Computertypen. Repräsentative Beispiele für Plattenlaufwerksdesigns des Standes der Technik für Laufwerke mit 2,5 Zoll (6,35 cm) und 1,8 Zoll (4,57 cm) Formfaktor sind die folgenden.

Das US-Patent 5,025,335 von Stefansky zeigt ein Plattenlaufwerk mit einer 2,5 Zoll (6,35 cm) Platte in einem Gehäuse, dessen Länge als gleich der Breite eines konventionellen 3,5 Zoll (8,89 cm) Plattenlaufwerks (4 Zoll, 10,16 cm) beschrieben wird und dessen Breite etwa die Hälfte der Länge eines 3,5 Zoll (8,89 cm) Laufwerks (2,75 Zoll, 6,98 cm) beträgt. In einer Ausgestaltung mit einer einzigen Platte im Gehäuse beträgt die Höhe der Einheit 0,68 Zoll (1,73 cm) mit einer Leiterplatte, die die Antriebselektronik enthält, die am Boden außerhalb des Gehäuses montiert ist.

Das US-Patent 5,025,336 von Morehouse et al offenbart ein Plattenlaufwerk mit verringerter Höhe und einer einzelnen 2,5 Zoll (6,35 cm) Platte darin, wobei das Laufwerksgehäuse eine Breite von etwa 2,8 Zoll (7,11 cm), eine Länge von etwa 4,0 Zoll (10,16 cm) und eine Gesamthöhe von nicht mehr als 0,63 Zoll (1,60 cm) hat. Das Patent führt diese reduzierte Größe darauf zurück, dass Plattendrehmotoren, Stellglieder und Kopfbiegeschwingvorrichtungen geringerer Höhe im Plattengehäuse eingesetzt werden. Dieses Laufwerk arbeitet mit einer Leiterplatte, deren Antriebselektronik unterhalb der Basis, die Platte und Stellglied trägt, sowie außerhalb des Plattengehäuses angeordnet ist.

Das US-Patent 4,933,785 von Morehouse et al zeigt ein Laufwerk, das wenigstens zwei 2,5 Zoll (6,35 cm) Platten darin aufnimmt, wobei die Leiterplatte die Geräteelektronik enthält, die unterhalb und im Abstand vom Plattengehäuse montiert ist.

Das US-Patent 5,038,239 von Vettel et al offenbart ein Plattenlaufwerk, bei dem die elektronischen Schaltungen auf einer Reihe von Schaltungskarten angeordnet sind, die wiederum in verschiedenen Bereichen des Laufwerksgehäuses montiert sind, mit Verbindungen zwischen der Vielzahl von Karten.

Das US-Patent 4, 317,146 offenbart eine Plattenlaufwerksbaugruppe als Teil eines Kompaktmagnetplatten-Speichersystems, das ein dreidimensionales Gehäuse beinhaltet, umfassend ein versiegeltes Volumen und ein Schaltungsvolumen, und mit wenigstens einer Platte, die innerhalb des versiegelten Volumens angeordnet ist, und einer Leiterplatteanordnung, die in dem Schaltungsvolumen außerhalb des versiegelten Volumens angeordnet ist. Die Beziehung zwischen Gehäuse und Leiterplatte in dem angegebenen Dokument ist nachteiligerweise im Vergleich zur vorliegenden Erfindung begrenzt.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Plattenlaufwerksbaugruppe gemäß Definition in Anspruch 1 bereit.

In den oben erörterten Plattenlaufwerken des Standes der Technik wird/werden die Leiterplatte(n) über oder unter oder sowohl über als auch unter der/den Platte(n) außerhalb des Laufwerksgehäuses platziert. Dies führt zu Problemen mit elektrostatischen Ladungen an den elektronischen Komponenten, wenn diese beim Einsetzen oder Herausnehmen der Plattenlaufwerksbaugruppe aus ihrer Halterung in dem sie benutzenden Computer mit den Händen berührt werden.

In der vorliegenden Erfindung werden die elektrischen Komponenten dadurch, dass sie alle innerhalb des kleinen Gehäuses platziert werden, vollkommen vor Schäden durch menschliche Handhabung geschützt. Diese Konstruktionskonfiguration führt zu einem kassettenartigen Gerät mit kompakter, glatter und rechteckiger Konfiguration, die sehr gut für den Einsatz als herausnehmbares Bauelement ohne jegliche Modifikation geeignet ist. Gleichzeitig sieht die vorliegende Erfindung die Montage der Leiterplatte(n) im Gehäuse auf eine Weise vor, die deren Herausnahme für Austausch oder Reparatur zulässt, ohne dass die gesamte Plattenlaufwerksbaugruppe aus dem Computer genommen werden müsste.

Ferner werden durch Montieren der flexiblen Kabel in Verbindung mit der Leiterplatte vollkommen innerhalb des Gehäuses die Schaltungen in diesen Kabeln vor externen elektromagnetischen Störungen (EMI) abgeschirmt. Ferner wird die HDA in einem separaten versiegelten Fach innerhalb des Gehäuses platziert, um zu verhindern, dass Schmutzstoffe die Plattenoberfläche erreichen und einen Crash des Kopfs verursachen können.

Das Plattenspeichergehäuse der vorliegenden Erfindung kann in Workstations, Desktop- und tragbaren Computern, Notebooks und Peripheriegeräten wie Faxmaschinen, Laserdruckern, Oszilloskopen, Instrumenten usw. eingesetzt werden, bei denen Kleinstmaße kritisch sind, bei denen aber keine Verschlechterung im Hinblick auf Kapazität, Leistung und/oder Kosten zulässig ist.

Die vorliegende Erfindung stellt ein äußerst dünnes Plattenlaufwerk mit einem 0,350 Zoll (0,89 cm) hohen Profil für ein Einplattengehäuse, einem 0,500 Zoll (1,27 cm) hohen Profil für ein Zweiplatten-Gehäuse, einem 0,750 Zoll (1,9 cm) hohen Profil für eine Vierplatten-Konfiguration und einem 1,00 Zoll (2,54 cm) hohen Profil für eine Sechsplatten-Konfiguration bereit. In repräsentativen Konfigurationen unter Verwendung von 3,5 Zoll (8,89 cm) Platten kann das erfindungsgemäße Plattenlaufwerkssystem eine Breite von etwa 4 Zoll (10,16 cm) und eine Länge von etwa 5,75 Zoll (14,6 cm) unabhängig von der Zahl der im Gehäuse verwendeten Platten haben. Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit zwei 3,5 Zoll (8,89 cm) Platten darin wiegt etwa 10 Unzen, während eine ähnliche Version mit Magnesiumteilen für das Gehäuse etwa 8 Unzen wiegt.

Wenn in der Erfindung 3,5 Zoll (8,89 cm) Platten verwendet werden, dann entsteht eine Formatierte Kapazität von 240 Megabyte (MB) mit einer Zweiplatten-Ausgestaltung, eine formatierte Kapazität von 120 MB mit einer Einplatten-Ausgestaltung und eine formatierte Kapazität von 480 MB mit einer Vierplatten-Konfiguration. Werden Platten mit einem Durchmesser von 2,5 Zoll (6,35 cm) oder 1,8 Zoll (4,57 cm) mit der erfindungsgemäßen Konfiguration eingesetzt, dann können vergleichsweise niedrige Profile erhalten werden.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Hauptkomponenten des Plattenlaufwerks der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von zwei Platten;

Fig. 2 ist eine Draufsicht, teilweise weggeschnitten und mit entfernter Gehäuseabdeckung, des in Fig. 1 gezeigten Plattenlaufwerks;

Fig. 3 ist eine Bodenansicht der Abdeckung für das Plattengehäuse von unten;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung des zusammengebauten Plattenlaufwerkgehäuses mit daraus entfernter Leiterplatte;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, entlang der Ebene 5-5 von Fig. 2;

Fig. 6 ist eine Querschnittsseitenansicht einer Ausgestaltung der Erfindung mit einer Platte ähnlich Fig. 5;

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm der Schaltungschipelemente, aus denen eine Neun- Chip-Ausgestaltung der Erfindung zusammengesetzt ist; und

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm der Schaltungschipelemente einer Ausgestaltung, bei der eine Reihe der Funktionen verschiedener Chips von Fig. 7 auf einem einzigen Chip integriert ist.

Die auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Fig. 1 zeigt ein Plattenlaufwerkssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der zwei Speicherplatten eingesetzt werden. Das Laufwerkssystem wird in einem Gehäuse 11 mit einem Basiselement 1 1a montiert, auf dem die Hauptelemente des Laufwerks montiert sind. In dem Gehäuse 11 sind ein Paar Platten 13a, 13b sowie eine Stellgliedbaugruppe mit drei Stellarmen 14a, 14b, 14c montiert, die Biegeschwingelemente 17a, 17b, 17c und 17d tragen, um Wandlungsköpfe an ihren Enden zum Lesen und Schreiben auf den konzentrischen Tracks der Speicherflächen der Platten 13a, 13b zu tragen. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, trägt der obere Arm 14a einen Kopf 16a, der auf dem Biegeschwingelement 17a zum Lesen und Schreiben auf der Oberfläche der Platte 13a montiert ist, während der untere Arm 14c einen Kopf 16d auf einem Biegeschwingmechanismus 17d zum Lesen und Schreiben auf der Unterseite der Platte 136 trägt. Der Arm 14b trägt ein Paar Köpfe 16b, 16c auf Biegeschwingmechanismen 17b, 17c zum Lesen und Schreiben jeweils auf der Unterseite der Platte 13a und der Oberseite der Platte 13b.

Wieder bezugnehmend auf Fig. 1, die Arme 14a, 14b, 14c bewegen sich als eine Einheit in einer bogenförmigen oder rotierenden Bewegung um einen Schwenkpunkt 18 in Reaktion auf die elektromagnetische Zusammenwirkung zwischen einer stromführenden Spule 19 und einem Paar Dauermagnetelemente 21a, 21b. Der Magnet 21a ist, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, auf einer Montageplatte 22a befestigt, die wiederum an der Basis 11a fixiert ist, während der Magnet 21b (Fig. 3) an einer Montageplatte 22b befestigt ist, die an der oberen Abdeckung 11b fixiert ist. Wenn die obere Abdeckung 11b an der Basis 1 1a befestigt ist, um ein versiegeltes Gehäuse zu bilden, dann befinden sich die Magnete 21a, 21b auf gegenüberliegenden Seiten der Spule 19 und sind auf geeignete Weise polarisiert, um die benötigte Flussrichtung für eine magnetische Interaktion mit der Spule 19 zu erzielen und eine Bewegung des Stellgliedes zu erzeugen. Durch eine Montage der Magnete 21a, 21b direkt auf dem unteren und oberen Element des Gehäuses entfällt die Notwendigkeit für die Verwendung von Abstandstücken, um die Magnete zu trennen und abzustützen, wie dies in vielen Plattenlaufwerken des Standes der Technik der Fall ist.

Der Stellmechanismus befindet sich auf dem Basiselement 11a in einem erhabenen Schulterabschnitt 11n und ist am Element 11a mit einer Schraube befestigt, die durch eine Öffnung im Element 11a verläuft und in eine Gewindeöffnung im Boden des Stellmechanismus eingreift.

Spule 19 ist am Stellglied auf der Seite des Zapfens 18 gegenüber dem der Arme 14a, 14b, 14c montiert. Wie in der Technik bekannt ist, hat das Stellglied die Funktion, die Köpfe 16a, 16b, 16c und 16d in verschiedene radiale Trackpositionen relativ zu den Oberflächen der Platten 13a, 13b in Reaktion auf an der Spule 19 anliegende Positioniersignale zu bewegen. Zwei Crash-Anschlagelemente 23a, 23b befinden sich auf beiden Seiten der Spule 19 an den äußeren Enden der gewünschten Bewegung des Stellgliedes. Ein an der Spule 19 befestigter und von diesem ausgehender Magnetstift 24 greift in den Stift 23a oder 23b an der Grenze des Stellgliedweges in jeder Richtung ein und dient so als physikalischer Anschlag. Das Anschlagelement 23a enthält ein elastisches Material, um den Stoß von dem Stift 24 zu absorbieren, wenn sich die Spule 19 zur extremen Außenposition bewegt. Das Element des Magnetstiftes 24 wird auch magnetisch zum Metallanschlagelement 23b angezogen, wenn es sich daneben befindet, um das Stellglied in einer "geparkten" Position magnetisch einzurasten, wie in der Technik gut bekannt ist.

Die Platten 13a, 13b werden von einem Spindelmotor 26 gedreht, der auf einem Flansch 20 montiert ist, der wiederum mit Schrauben 25 an der Basis 11a befestigt ist. Der Flansch 20 hat einen ausgeschnittenen Abschnitt 20a, der sich unter dem Kopf 16d und dem Biegeschwingmechanismus 17d befindet, um eine freie Bewegung dieser Elemente über die Unterseite der Platte 13b zuzulassen. In einer Ausgestaltung sind zwei 0,0315 Zoll (0,08 cm) dicke Dünnfilm-Magnetplatten 13a, 13b montiert, die vom Spindelmotor gedreht werden und durch einen Abstandsring 30 voneinander getrennt sind. Die beiden Platten sind starr durch eine Plattenklammer 28 auf der Spindel montiert, die mit Schrauben 31 an der Oberseite des Spindelmotors 13 befestigt ist.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der größte Teil der elektronischen Schaltungsanordnung für das Plattenlaufwerk auf beiden Seiten einer einzelnen Leiterplatte montiert, die sich in derselben Hüllkurve befindet wie die Platten im Gehäuse. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält diese Leiterplatte 41 eine Reihe von elektrischen Komponenten, die auf beiden Seiten der Platte montiert sind. Die elektronischen Komponenten des Plattenlaufwerkssystems auf einer Seite der Platte 41 werden in den Fig. 1 und 2 durch Bezugsziffern 1-6 und 9 dargestellt, und die auf der anderen Seite der Platte 41 sind in Fig. 2 als Elemente 7 und 8 gestrichelt dargestellt. Die Funktion dieser Komponenten wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 7 erörtert.

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, dass die Anordnung des Plattenlaufwerkssystems der vorliegenden Erfindung so konfiguriert ist, dass sich im Gegensatz zu Plattenlaufwerken des Standes der Technik der Stellmechanismus des Laufwerks in der Nähe von einer Seite und an einem Ende der Basis 11a befindet, was dazu führt, dass ausreichend Raum vorhanden ist, in dem die Platte 41 in der Nähe dieses einen Endes und auf der anderen Seite der Basis 11a positioniert werden kann. Dies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, da es ermöglicht, die Platte 41 in derselben Hüllkurve zu positionieren wie die Platten und im Wesentlichen in derselben Ebene wie die Platte bei einer in Fig. 6 dargestellten Einplatten-Ausgestaltung, oder in einer Ebene zwischen Platten 13a, 13b im Fall einer Zweiplatten-Ausgestaltung, die in den Fig. 1 und 5 dargestellt ist. So wird ein Profil mit sehr geringer Höhe des Laufwerkssystems erzielt. So lässt sich die sehr dünne Hüllkurve oder das sehr dünne Gehäuse erzielen, die/das für viele kleine Computergeräte notwendig ist, ohne Einbußen im Hinblick auf Kapazität, Leistung oder Preis.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die verschiedenen elektronischen Komponenten auf der Platte 41 in der Nähe der Elemente in dem Laufwerk positioniert, zu dem sie gehören. So kann beispielsweise die Komponente 5 auf der Platte 41 eine Schaltung zum Steuern des Plattenlaufwerksstellgliedes sein, und es ist ersichtlich, dass sich diese Komponente dicht neben der Spule 19 des Stellmechanismus befindet. Ebenso enthalten Schaltungskomponenten 3 und 4 auf der Platte 41 analoge Lese- /Schreibschaltungen für die Verarbeitung von Signalen zu und von Lese-/Schreibköpfen 16. Der digitale Teil der elektronischen Schaltungsanordnung auf der Oberseite der Platte 41 beinhaltet eine Komponente 1 für die Verarbeitung von digitalen Signalen, die im Plattenlaufwerkssystem vorhanden sind. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Komponente 7, die sich auf der Unterseite der Platte 41 befindet und ebenfalls digitale Verarbeitungsschaltungen enthält, physikalisch auf die Platte 41 mit der Komponente 1 ausgerichtet ist, wie durch die gestrichelte Umrisslinie von Komponente 7 in Fig. 2 dargestellt ist, um die Weglänge zwischen Komponenten 1 und 7 zu minimieren und deren Verbindung zu erleichtern.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sendet die Leiterplatte 41 Signale zum Plattenspindelmotor 26, zur Spule 19 des Stellgliedes und zu Lese-/Schreibköpfen 16 durch ein Verbinderkabel 42, das in Anschlüsse in einem Element 45 in der Platte 41 eingesteckt wird. Signalkabel vom Verbinder 42 können eine Gruppe von Leitungen 43 beinhalten, die den Spindelmotor 26 mit Strom versorgen, während eine andere Gruppe von Signalleitungen 44 mit den Lese-/Schreibköpfen und dem Stellmechanismus einschließlich der Spule 19 verbunden ist. Signalleitungen 43 und 44 verlaufen unter dem Boden der unteren Platte 13b, um deren jeweilige Schaltungen jeweils mit dem Spindelmotor und dem Stellmechanismus zu verbinden.

Der Lese-/Schreibteil von Signalleitungen 44 beinhaltet vorzugsweise eine Vorverstärkerschaltungsanordnung in der Form eines Chips 46 für eine Vorverstärkung der Lesesignale von den Köpfen 16. Nach dem Passieren unter der Platte 13b erhalten die Signalleitungen 44 die Form eines flexiblen Kabels, das mit der Spule 19 und den Köpfen 16 verbunden ist. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das flexible Kabel 44 in diesem Bereich serpentinenartig konfiguriert, um das unerwünschte Drehmoment gering zu halten, das durch das Kabel auf den Stellmechanismus aufgebracht wird.

Externe elektrische Anschlüsse werden durch einen Verbinderblock 47 an der Schaltungsanordnung an der Platte 41 vorgenommen, der mit einem externen Verbinderkabel (nicht dargestellt) zusammengesteckt wird, um den Austausch von Signalen zwischen dem Plattenlaufwerkssystem und dem Benutzersystem zu ermöglichen. Durch Halten des flexiblen Kabels im Laufwerksgehäuse wird das Kabel vor Schäden geschützt, die sonst beim Öffnen des Containers auftreten könnten, in dem das Plattenlaufwerkssystem transportiert wird. Außerdem wird das flexible Kabel, wenn es im Laufwerksgehäuse verstaut ist, vor EMI abgeschirmt, wenn sich das Plattenlaufwerk in Betrieb befindet und Signale in den Leitern im flexiblen Kabel anliegen.

Ein Luftfilter 33 befindet sich in einer Ecke der Abdeckung 11b (Fig. 3), um die Umgebung im Inneren des Gehäuses rein zu halten. Dies kann die Form eines Luftfilters 33 haben, durch den Luft aufgrund der Rotation der Platten 13a, 13b gedrängt wird. Der Filter 33 kann ein Container mit einer Faser mit niedrigem Luftwiderstand sein, die unter dem Namen Filtrete Filter Media von Minnesota Mining & Manufacturing veräußert wird. Um zu gewährleisten, dass der Filter eine optimale Effizienz hat, wird der Luftdruck auf der Einlassseite des Filters relativ zum Filterauslassdruck erhöht. Dazu befinden sich ein Flügel 32a (Fig. 1 und 2) und ein Flügel 32b (Fig. 3), die vorzugsweise beide jeweils im Bodenteil 11a und in der Gehäuseabdeckung 11b ausgebildet sind, im Luftpfad. Wenn der Bodenteil 11a und die obere Abdeckung 11b zusammengesetzt werden, dann befinden sich die Flügelelemente 32a, 32b einander gegenüber und richten den Luftstrom wie durch die Pfeile angedeutet. Diese Konfiguration bewirkt, dass die in den Filter 31 mit einem Druck P1 eintretende Luft den Filterauslassdruck P2 übersteigt, wodurch eine maximale Effizienz gewährleistet wird.

Abdeckung 11b und Basis 11a sind so ausgelegt, dass sie die HDA vom Leiterplattenbereich mit einer Dauerdichtung 11d (Fig. 1 und 3) hermetisch isolieren, die die Funktion hat, den HDA-Bereich abzudichten, wenn Abdeckung 11b und Basis 11a mit Schrauben 11e aneinander befestigt werden, die durch die Abdeckung 11b verlaufen und in Gewindehalterungen 11f eingreifen, die in der Basis 11a ausgebildet sind.

Nach dem Zusammenbauen der Abdeckung 11b und der Basis 11a können der Stellmechanismus sowie die Platten und der Spindelmotor mit den Schrauben 11g und 11h gegen Kippen gesichert werden. Die Schraube 11g verläuft durch eine Öffnung in der Abdeckung 11b und greift in eine Gewindeöffnung im stationären Teil um den Stellgliedbolzen 18 ein, während die Schraube 11h auf ähnliche Weise in eine Gewindeöffnung im stationären mittleren Teil des Spindelmotors 26 eingreift. Wie in Fig. 3 sichtbar ist, können die Abschnitte der Abdeckung 11b über der Plattenklammer 28 und des Stellmechanismus leicht ausgehöhlt werden, um diese Elemente aufzunehmen.

Eine Öffnung 11 j in der Basis 11a (Fig. 1 und 2) ist für den Zugang zu Wandlern 16 während des Trackwriting-Vorgangs beim erstmaligen Zusammenbauen des Plattenlaufwerks vorgesehen. Eine ähnliche Öffnung 11k ist in der oberen Abdeckung 11b (Fig. 1 und 4) für den Zugang während des Trackwriting-Vorgangs vorgesehen. Nach dem Trackwriting-Vorgang werden die Öffnungen 11j und 11k versiegelt, um die hermetische Abdichtung des HDA-Bereiches sicherzustellen.

Zum Erleichtern der Montage des Plattenlaufwerks in einer vom Benutzer gewünschten Position werden Paare von Gewindeöffnungen 11m um den Umfang der Abdeckung 11b vorgesehen. Diese Öffnungen verlaufen nicht durch die Abdeckung 11b und können zum Einschrauben von Schrauben zum Positionieren des Plattenlaufwerks in einer gewünschten Stellung im Benutzersystem verwendet werden.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann die Leiterplatte 41 in das Gehäuse 11 eingesetzt und aus diesem genommen werden, ohne dass das Gehäuse auseinandergebaut werden muss. Die Platte 41 wird mit in den Seitenwänden der Abdeckung 11b ausgebildeten Nuten 11c in das Gehäuse geführt und darin gelagert. Wenn die Platte 41 vollständig eingesetzt ist, werden der Verbinder 45 und der Verbinder 42 im Gehäuse zusammengesteckt, so dass sich die notwendigen elektrischen Verbindungen ergeben. Nach dem Einsetzen wird die Platte 41 mit Schrauben 49 festgehalten, die durch Öffnungen in den Ecken des Bodenelementes 11a verlaufen und in Gewindeöffnungen 41a in der Platte 41 eingreifen. Nach dem Einschrauben befestigen die Schrauben 49 auch die Ecken des Bodenelementes 11a an der Gehäusebaugruppe und wirken als elektrische Masseverbindung.

Zum Herausnehmen der Platte 41 werden die Schrauben 49 entfernt, und eine Öffnung (nicht dargestellt) kann am Ende der Platte 41 vorgesehen werden, damit ein Benutzer ein Werkzeug in die Öffnung einstecken und die Platte für Austausch oder Reparatur herausnehmen kann. Bei Bedarf kann eine klappbare oder auf andere Weise bewegliche Tür für die Öffnung im Gehäuse 11 vorgesehen werden, durch die die Platte 41 verläuft, um das Gehäuse zu schließen, wenn die Platte 41 eingesetzt ist.

Fig. 5 zeigt, dass in einer Zweiplatten-Ausgestaltung die Platte 41 in einer Ebene zwischen den Ebenen der Speicherflächen der Platten 13a und 13b angeordnet ist. Fig. 6 illustriert eine Ausgestaltung der Erfindung in einem Einplatten-Laufwerk. Diese Ausgestaltung setzt eine einzelne Platte 13a' mit Köpfen 16a', 16d' ein, die jeweils mit ihren Ober- und Unterseiten zusammenwirken. Mit Ausnahme der Höhe des Stellgliedes und des Plattendrehmotors und der reduzierten Hüllkurvenhöhe, sind die Elemente dieser Konfiguration im Allgemeinen dieselben wie diejenigen in der Zweiplatten-Ausgestaltung der Fig. 1-5. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Platte 41' im Wesentlichen in derselben Ebene angeordnet ist wie die Oberfläche der einzelnen Platte 13a'. Darüber hinaus kann die Leiterplatte bei Ausgestaltungen mit mehr als zwei Platten in einer Ebene positioniert werden, die sich zwischen den Ebenen der Speicherflächen der Platten befindet, oder sie kann mit der Ebene der Oberfläche einer der Platten ausgerichtet werden. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Leiterplatte(n) über oder unter oder sowohl über als auch unter der Ebene bzw. den Ebenen der Oberflächen der Platten positioniert ist/sind.

Die oben beschriebene Ausgestaltung für ein Plattenlaufwerk mit zwei Platten hatte neun Schaltungschips, die auf der Platte 41 montiert sind. Wie im Blockdiagramm von Fig. 7 gezeigt, können diese Chips die folgenden Funktionen haben. Chip 1 kann die Funktionen eines Sequenzierer/Fehlerkorrekturcode- (ECC) Elementes, einer Servo-Timing-Puffer- Steuerung und einer AT-Schnittstelle haben. Chip 2 bildet einen Arbeitsspeicher, der die Form eines statischen Puffer-RAMs vom Typ M51008VP von Mitsubishi haben kann. Chip 3 weist die Lese-/Schreibelektroniksteuerung auf und kann vom Typ Reach 1 von AT&T sein. Chip 4 ist ein Synthesizer in Verbindung mit dem Lese-/Schreibsteuerungschip 3 und vom Typ SC84038, der von Sierra Semiconductor hergestellt wird. Chip 5 hat Positionierungssignale zum Schwingspulenmotor (VCM) des Stellgliedes und kann vom Typ 8932 sein, der von Allegro Microsystems hergestellt wird. Chip 6 liefert die Leistung zum Laufwerksspindelmotor 26 und kann vom Typ 8902 sein, der von Allegro Microsystems hergestellt wird. Chip 7 ist ein Microcontroller/Servo-Prozessor vom Typ Z86C94 von Zilog Inc. Chip 8 ist ein Firmware-ROM mit 32 KB eines beliebigen geeigneten Typs wie dem 27C256 von Microchip. Chip 9 ist ein Lese-/Schreibfilter vom Typ 8011 von Silicon Systems Inc.

Wie im Blockdiagramm von Fig. 8 gezeigt, kann die Zahl der benötigten Chips jedoch reduziert werden, indem Funktionen kombiniert werden, die in der Ausgestaltung von Fig. 7 separat implementiert wurden. Mit Integrationstechniken können z. B. der Puffer- RAM und die Steuerung sowie Mikroprozessorelemente in einem Multichip-Modul (MCM) kombiniert werden. Ferner können die Funktionen des Spindelmotorleistungschips 5 und des VCM-Stellgliedpositionierstromchips 6 auf einem einzelnen Chip kombiniert werden. Außerdem können die Funktionen des Lese-/Schreibsteuerchips 4 und des Synthesizerchips 4 auf einem einzelnen Chip zusammengeführt werden. Ebenso kann, durch eine weitere Integration von Funktionen auf einem Multichip-Modul, die Gesamtchipzahl auf drei reduziert werden.

Es ist ersichtlich, dass die Struktur der vorliegenden Erfindung ein Plattenlaufwerk mit einer extrem niedrigen Höhe oder einem extrem niedrigen Profil aufgrund der Anordnung der Leiterplatte im selben Gehäuse wie der HDA und entweder im Wesentlichen auf derselben Ebene wie eine Platte in einem Einzelplattengehäuse oder in einer Ebene zwischen den Ebenen der Oberflächen der Platten in einem Mehrplattengehäuse bereitstellt. Gleichzeitig werden durch den Ort der Leiterplatte im Gehäuse die Schaltungskomponenten vor Handhabungsschäden und dem Aufbau elektrostatischer Ladungen durch menschlichen Kontakt mit den Komponenten geschützt. Ferner wird das flexible Kabel durch das Gehäuse vor physikalischen Schäden und vor den Auswirkungen von EMI geschützt.

Die Plattenlaufwerkskonfiguration der vorliegenden Erfindung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Plattenlaufwerken dieses Typs. Das vorliegende Laufwerk kann als einzelnes entfernbares, austauschbares Laufwerk in einem Notebook- Computersystem oder als mehrere Laufwerke in Computersystemen wie Laptops und Desktops eingesetzt werden, die größere Datenspeicherkapazitäten benötigen, als sie in einem einzigen 200 MB Laufwerk bereitgestellt werden können. Ferner kann ein in einem Notebook-Computer verwendetes einzelnes Laufwerk von einem Benutzer daraus entfernt und für den Einsatz in einem Laptop- oder Desktop-Computer montiert werden, so dass der Benutzer Daten von einem Computersystem mit einem Minimum an Zeit und Mühe auf ein anderes übertragen kann.


Anspruch[de]

1. Plattenlaufwerksbaugruppe, umfassend:

ein Gehäuse mit einem geschlossenen Volumen und einem Schaltungsvolumen, wobei das Schaltungsvolumen in Bezug auf das geschlossene Volumen verschoben ist;

wenigstens eine in dem geschlossenen Volumen angeordnete Platte;

einen Schnittstellenverbinder;

Elektronik zum Steuern der wenigstens einen Platte und zum Steuern des Flusses von Daten zwischen der wenigstens einen Platte und dem genannten Schnittstellenverbinder; und

eine Leiterplatte, wobei der Schnittstellenverbinder und die Elektronik auf der Leiterplatte montiert sind, wobei die Leiterplatte herausnehmbar in dem Gehäuse in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu einer Ebene der Platte gelagert und ferner aus dem Schaltungsvolumen des Gehäuses herausnehmbar ist, ohne eine Dichtung des geschlossenen Volumens zu brechen;

dadurch gekennzeichnet, dass:

das Schaltungsvolumen im Wesentlichen in derselben Ebene angeordnet ist wie das geschlossene Volumen; und

die Leiterplatte verschiebbar in dem genannten Schaltungsvolumen in einer Richtung parallel zur Ebene der Platte montiert ist.

2. Verfahren zum Montieren eines Plattenlaufwerks nach Anspruch 1, umfassend den folgenden Schritt:

Bereitstellen von Elektronik auf einer Leiterplatte, die in ein Gehäuse einer Plattenlaufwerksbaugruppe geschoben werden kann, ohne eine Dichtung eines geschlossenen Volumens des eine Platte enthaltenden Gehäuses zu brechen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Leiterplatte in das Gehäuse in einer Ebene geschoben werden kann, die im Wesentlichen parallel zu einer Ebene der genannten Platte ist.







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