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Dokumentenidentifikation DE69623736T2 14.08.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0780845
Titel Drehendes Gerät zur Datenaufnahme und -wiedergabe
Anmelder Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yoshida, Takeshi, Odawara-shi, JP;
Mori, Kenji, Tsuchiura-shi, JP;
Okazaki, Toshihisa, Odawara-shi, JP
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69623736
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.12.1996
EP-Aktenzeichen 963091533
EP-Offenlegungsdatum 25.06.1997
EP date of grant 18.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.08.2003
IPC-Hauptklasse G11B 33/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein drehendes Gerät zur Datenaufnahme und -wiedergabe, bei dem ein Kopf dadurch positioniert wird, dass er drehend an eine spezifizierte Stelle einer Informationsaufzeichnungsplatte bewegt wird, und insbesondere betrifft sie ein drehendes Gerät zur Datenaufnahme und -wiedergabe, das standardisierten Formfaktor-Standardgrößen für das Gerät genügt und bei dem die Bauteilschwingung eines Gehäuses verringert werden kann, um den Kopf schnell und genau zu positionieren.

Unter Bezugnahme auf das US-Patent Nr. 5,027,242 werden nun herkömmliche Magnetplattengeräte beschrieben. Eine Informationsaufzeichnungs-Laminatplatte wird durch einen an einem Grundkörper befestigten Plattenrotationsmotor drehend mit konstanter Drehzahl angetrieben. Ein Kopf ist über eine Kopfhaltefeder an einem Träger gehalten und mit einem sehr kleinen gegenseitigen Spalt über der Platte aufgehängt, um Information aufzuzeichnen und abzuspielen. Der Kopf kann unter Verwendung eines Schwingspulenmotors zum drehenden Antreiben des Trägers schnell und genau positioniert werden.

Der Träger wird durch ein Kugellager gehalten, das zwischen ihm und einer Drehachse angeordnet ist, die auf solche Weise am Grundkörper befestigt ist, dass sich der Träger um sie drehen kann. Der den Träger antreibende Schwingspulenmotor verfügt über eine Schwingspule, einen Permanentmagnet und ein Joch. Die Schwingspule ist am Träger befestigt, und der Permanentmagnet und das Joch (die gemeinsam als "Magnet/Joch-Baugruppe" bezeichnet werden) sind am Grundkörper befestigt. Da die zwischen der Magnet/Joch-Baugruppe eingebettete Schwingspule Magnetfeldern ausgesetzt ist, kann ihr Elektrizität zugeführt werden, um sie anzutreiben, um den Kopf auf einer Sollspur zu positionieren.

Wenn jedoch der Schwingspule Elektrizität zugeführt wird, um eine Antriebskraft zu erzeugen, regt die Magnet/Joch-Baugruppe, die der sich ergebenden Gegenkraft ausgesetzt ist, den Grundkörper an. D. h., dass der Grundkörper in Schwingung versetzt wird, wenn der Träger einen Suchvorgang ausführt. Diese Anregungskraft bewirkt, dass der Plattenrotationsmotor angeregt wird, um die Platte in Schwingung zu versetzen. Im Ergebnis tritt während eines Positioniervorgangs eine Relativauslenkung zwischen dem am Träger gehaltenen Kopf und der Platte auf. Dies bewirkt einen Spurversatz und verlängert die zur Positionierung benötigte Zeit, wodurch die Positionierungsfunktion beeinträchtigt ist.

Ein Magnetplattengerät wird häufig unter Verwendung von Schrauben an einer Außenummantelung befestigt, die im Allgemeinen aus Metallblech besteht. Demgemäß bewirkt die oben beschriebene Anregungskraft, dass das Gesamtgerät mit der Außenummantelung in Schwingung versetzt wird, was genaue Positionierung verhindert. Schnelle und genaue Positionierung erfordert eine Verringerung der Schwingung des Magnetplattengeräts, wie sie durch die antreibende Gegenkraft hervorgerufen wird.

Eine der Maßnahmen zum Lösen der obigen Probleme ist z. B. in der Veröffentlichung Nr. 5-81842 eines ungeprüften japanischen Patents beschrieben. Bei diesem Beispiel ist an der Außenfläche des hinteren Endes des Grundkörpers ein Öl-Trägheitskraftdämpfer oder ein viskos arbeitender Massedämpfer installiert. Durch Installieren eines derartigen Dämpfers am Grundkörper ist es möglich, Schwingungen, wie sie im Magnetplattengerät nach einem Suchvorgang verblieben sind, oder externe Schwingungsenergie in Wärmeenergie in Öl oder einem viskosen Körper umzusetzen und diese Wärmeenergie dort zu verbrauchen, so dass die Rest- oder externe Schwingungsenergie verringert werden kann.

Bei der herkömmlichen Technik, wie sie in der Veröffentlichung Nr. 5-81842 zu einem ungeprüften japanischen Patent offenbart ist, wird Wärmeenergie, in die Schwingungsenergie umgesetzt wurde, innerhalb des Dämpfers verbraucht, um die Schwingungsenergie zu absorbieren. Der Wirkungsgrad bei der Verwendung von Schwingungsenergie zum Anregen des Öls oder des viskosen Körpers zum Umsetzen der Energie in Wärmeenergie ist nicht allzu hoch, so dass es diese Technik nicht ermöglicht hat, die Schwingung eines Magnetplattengeräts ausreichend zu absorbieren.

Außerdem sind für Magnetplattengeräte Gerätestandardgrößen (Länge, Breite und Höhe), die als standardisierte Formfaktoren bezeichnet werden, spezifiziert, denen diese Geräte genügen müssen. Gemäß der obigen herkömmlichen Technik ist ein Dämpfer an der Außenfläche des Hinterendes des Grundkörpers installiert, so dass die Größe des gesamten Magnetplattengeräts einschließlich des Dämpfers erhöht ist, um von den Formfaktor-Gerätestandardgrößen abzuweichen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Mechanismus zu schaffen, der eine Schwingung des Gehäuses verhindert, wie sie durch die Träger-Antriebsgegenkraft während der Positionierung des Kopfs hervorgerufen wird, und der den Formfaktor-Standardgrößen für Magnetplattengeräte genügt. Dies ermöglicht es, den Kopf schnell und genau zu positionieren, und dadurch werden die Größen und Dicken von Magnetplattengeräten verringert.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, einen Positionierungsmechanismus zu schaffen, der es ermöglicht, dass das Gerät den Formfaktor-Standardgrößen für kleine Magnetplattengeräte wie solche von 1,3, 1,8, 2,5, 3,5 und 5,25 Zoll genügt, und der nicht wesentlich Schwingungen unterliegt.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Um die obigen Aufgaben zu lösen, verfügt die Erfindung über dynamische Dämpfer an der Innen- oder Außenseite des Gehäuses, wobei keine Abweichung von Formfaktor-Standardgrößen für Magnetplattengeräte besteht.

Der dynamische Dämpfer ist an einer der vier Ecken des Gehäuses, zwei diagonalen Ecken desselben oder allen vier Ecken desselben angeordnet.

Der dynamische Dämpfer verfügt über ein Gewicht und federartig wirkende stabähnliche Elemente. Das Gewicht verfügt über abgewinkelte Form, und es ist mit den stabähnlichen Elementen des dynamischen Dämpfers integriert. Das andere Ende des stabähnlichen Elements ist mit dem Gehäuse verbunden.

Ferner verfügt der dynamische Dämpfer über einen einzelnen Gewichtskörper und mehrere federartig wirkende stabähnliche Elemente, von denen einige am Gewicht und am Gehäuse befestigt sind, während die restlichen Elemente in der Achsenrichtung des Stabs relativ zum Gewicht und zum Gehäuse beweglich sind. Durch Eindrücken der stabähnlichen Elemente in in das Gehäuse gebohrte Löcher werden das Gewicht und das Gehäuse miteinander verbunden, um die Stützsteifigkeit des Gewichts zu erhöhen, wobei es die Entkopplung derselben ermöglicht, die Stützsteifigkeit des Gewichts zu verringern. Außerdem ermöglicht die Bewegung der stabähnlichen Elemente eine Variation der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers.

Außerdem verfügt das stabähnliche Element des dynamischen Dämpfers über eine Konstruktion aus demselben Material, eine Konstruktion aus demselben Material mit einem an dessen Oberfläche anhaftenden viskoelastischen Element oder eine Kombination aus einem Faserbüschel oder verseilten Drähten, die unter Verwendung eines viskoelastischen Harzes zusammengefasst sind.

Außerdem verfügt das Gewicht über zwei oder mehr Gewichtselemente sowie eine viskoelastische Lage, die die Gewichtselemente miteinander verbindet.

Alternativ sind im Gehäuse mehrere dynamische Dämpfer vorhanden, und die Masse des Gewichts und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements sind so eingestellt, dass jeder dynamische Dämpfer über eine andere Eigenfrequenz verfügt.

Alternativ ist ein viskoelastisches Material zwischen den dynamischen Dämpfer und das Gehäuse eingefüllt.

Wenn die Eigenfrequenz der in der Ebene liegenden Rotationsschwingung des starren Körpers des Geräts, wenn das Gerät an der Außenummantelung befestigt ist und von dieser gehalten wird, als (f&sub1;) bezeichnet wird und die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers als (f&sub2;) bezeichnet wird, werden die Masse des den dynamischen Dämpfer bildenden Gewichts und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements, das ebenfalls den dynamischen Dämpfer bildet, so eingestellt, dass (f&sub2;) beinahe mit (f&sub1;) übereinstimmt.

außerdem verfügt der dynamische Dämpfer über eine Steifigkeit mit vertikaler Symmetrie.

Wenn der Befestigungspunkt zwischen dem stabähnlichen Element und dem Gehäuse als P bezeichnet wird und der Ort des Schwerpunkts des Geräts als G bezeichnet wird, wird der dynamische Dämpfer so konfiguriert, dass die Achse des stabähnlichen Elements im Wesentlichen auf die gerade Linie fällt, die durch die Punkte P und G verläuft.

In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Ausführungsform eines drehenden Geräts zur Datenaufnahme und -wiedergabe gemäß der Erfindung;

Fig. 2A, 2B und 2C zeigen die Position dynamischer Dämpfer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3A, 3B und 3C zeigen die Position der dynamischen Dämpfer gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4A und 4B zeigen die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 zeigt die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6A, 6B und 6C zeigen die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers mit variabler Stützsteifigkeit gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7A, 7B und 7C zeigen die Konstruktion eines stabähnlichen Elements gemäß Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 8A und 8B zeigen die Konstruktion eines Gewichts gemäß Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 9 zeigt die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 zeigt die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 zeigt die Ortsbeziehung für stabähnliche Elemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 12 veranschaulicht die Effekte der Erfindung.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau eines drehenden Geräts zur Datenaufnahme und -wiedergabe gemäß der Erfindung. Eine Laminat-Magnetplatte 6 wird durch einen an einem Grundkörper 8A befestigten Magnetplatte-Drehantriebsmotor 7 drehend angetrieben. Ein Kopf 1 zum Aufzeichnen und Abspielen von Information ist über eine Kopfhaltefeder 2 an einem Träger 3 befestigt. Mit einer am Grundkörper 8A befestigten Trägerdrehachse 4 stehen zwei Wälzlager 4A in Eingriff, und der Träger 3 steht mit dem Außenring des Wälzlagers so in Eingriff, dass er um die Trägerdrehachse drehbar gelagert ist. Der Träger 3 wird durch einen Schwingspulenmotor mit einer aus einem Joch und einem Permanentmagnet bestehenden Magnet/Joch-Baugruppe 5 drehend angetrieben; außerdem verfügt er über eine im Träger 3 vorhandene Schwingspule (nicht dargestellt), um den Kopf 1 auf einer spezifizierten Spur einer Platte 6 zum Aufzeichnen oder Abspielen von Information zu positionieren. Das Gerät ist in einem Gehäuse 8 (in dieser Figur ist das Gehäuse teilweise aufgebrochen dargestellt) mit dem Grundkörper 8A und einem Deckel 8B untergebracht.

Der Schwingspule wird Elektrizität zugeführt, um eine Schubkraft zu erzeugen, die dann dazu verwendet wird, den Kopf 1 auf einer spezifizierten Spur zu positionieren. Wenn die Schubkraft erzeugt wird, wird in der Magnet/Joch-Baugruppe 5 in der Richtung entgegengesetzt zu ihr eine Gegenkraft erzeugt. Da die Magnet/Joch-Baugruppe 5 unter Verwendung von Schrauben am Grundkörper 8A befestigt ist, regt die Gegenkraft denselben an. D. h., dass der Grundkörper schwingt, wenn der Träger einen Suchvorgang ausführt. Das Magnetplattengerät ist unter Verwendung von im Grundkörper 8A vorhandenen Gewinden 9 an einer externen Ummantelung, die im Allgemeinen aus Metallblech besteht, befestigt und gehalten. Demgemäß weist der Grundkörper 8A, wenn er schwingt, eine Eigenfrequenz auf, die durch die Masse des Magnetplattengeräts und die Steifigkeit der Außenummantelung bestimmt ist.

Wenn der Kopf positioniert wird, was bewirkt, dass der Grundkörper 8A angeregt wird, werden das Magnetplattengerät und die Außenummantelung angeregt, und das Gerät beginnt, abhängig vom Inhalt des Positionierungsvorgangs, d. h. der Stärke der Positionierungs-Antriebskraft und der Dauer der Beschleunigungs- und Verzögerungszeit, mit der Rotationsschwingung eines starren Körpers. So verfügt die Ausführungsform über dynamische Dämpfer 10 an der Außenseite des Gehäuses 8, um die durch den Positionierungsvorgang hervorgerufene Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts zu hemmen. Der dynamische Dämpfer 10 ist ein kleines Schwingungssystem aus einer "Masse" und einer "Feder", und die Größe der Masse und der Feder des dynamischen Dämpfers wird so ausgewählt, dass die Geschwindigkeit bei der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers der Geschwindigkeit der durch die Anregungskraft hervorgerufenen Schwingung des Magnetplattengeräts entspricht. Wenn die Anregungskraft auf das Gerät einwirkt, schwingen nur die dynamischen Dämpfer, wohingegen die Schwingung des Geräts gehemmt ist.

Dies ist allgemein bekannt, wie es in "Elementary Dynamics", Shigekazu Moriguchi, Baifukan, 20. September 1959 (erste Ausgabe), S. 268 bis 269 beschrieben ist.

die Position der dynamischen Dämpfer wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A-2C und 3A-3C beschriebe. Die Fig. 2A- 2C sind Draufsichten des Magnetplattengeräts. Der dynamische Dämpfer 10 ist an der Außenseite der vier Ecken des Gehäuses 8 vorhanden, wie es in der Fig. 2A dargestellt ist. Die dynamischen Dämpfer müssen auf solche Weise vorhanden sein, dass das ganze Magnetplattengerät einschließlich der dynamischen Dämpfer den standardisierten Formfaktor-Standardgrößen (Länge L, Breite W und Höhe H) genügt. D. h., dass die Länge (1) des Magnetplattengeräts kleiner als die Formfaktor-Standardlänge L oder gleich groß sein muss, die Breite (w) kleiner als die Formfaktor-Standardbreite W oder gleich groß sein muss und die Höhe (h) (nicht dargestellt) kleiner als die Formfaktor-Standardhöhe H (nicht dargestellt) oder gleich groß sein muss. Die Fig. 2B zeigt den Fall, dass der dynamische Dämpfer an zwei diagonalen Stellen des Gehäuses 8 vorhanden ist. Die Fig. 2C zeigt den Fall, dass der dynamische Dämpfer in einer der vier Ecken des Gehäuses 8 vorhanden ist. Die vier Ecken des rechteckigen Gehäuses 8 sind abgeschrägt. Der dynamische Dämpfer ist in einem Raum untergebracht, der durch die Außenseite einer Ecke des rechteckigen Gehäuses 8 und Ebenen gebildet ist, die dadurch erzeugt werden, dass zwei in der Ecke einander benachbarte Seiten verlängert werden, und er bildet eine Gewichtskonstruktion mit abgewinkeltem Querschnitt.

Die Fig. 3A zeigt den Fall, dass der dynamische Dämpfer 10 an der Innenseite der vier Ecken des Gehäuses 8 vorhanden ist. Die Fig. 3B zeigt den Fall, dass der dynamische Dämpfer 10 an zwei diagonalen Stellen des Gehäuses 8 vorhanden ist. Die Fig. 3C zeigt den Fall, dass der dynamische Dämpfer in einer der vier Ecken des Gehäuses 8 vorhanden ist. In jedem Fall muss der dynamische Dämpfer eine solche Größe aufweisen, dass es möglich ist, dass das Gerät den Formfaktor- Standardgrößen genügt. Diese dynamischen Dämpfer bilden jeweils eine Gewichtskonstruktion, die zur Form der Innenfläche der vier Ecken des rechteckigen Gehäuses 8 passt.

Wie oben beschrieben, ist, wenn der dynamische Dämpfer 10 in einer der vier Ecken des Gehäuses 8 vorhanden ist, der Abstand (d) vom Ort des Schwerpunkts G des Magnetplattengeräts zum Befestigungsort des dynamischen Dämpfers im Vergleich zum Fall erhöht, bei dem der dynamische Dämpfer an einer vertikalen oder horizontalen Seite des Magnetplattengeräts vorhanden ist. Demgemäß können, wenn der Kopf positioniert wird, was eine Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Geräts um den Schwerpunkt herum hervorruft, die dynamischen Dämpfer effektiv angeregt werden, um die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts ausreichend zu hemmen.

Als nächstes wird die Konstruktion des dynamischen Dämpfers unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B erläutert. Diese Figuren zeigen eine Ausführungsform für den Fall, bei dem der dynamische Dämpfer an der Außenseite des Gehäuses vorhanden ist. Die Fig. 4A zeigt die Konstruktion des dynamischen Dämpfers 10 und die Verbindung desselben mit dem Gehäuse 8. Die Fig. 4B ist eine Rückansicht des dynamischen Dämpfers 10. Der dynamische Dämpfer 10 verfügt über ein Gewicht 10A und mehrere als Federn wirkende stabähnliche Elemente 108. Der dynamische Dämpfer 10 wird als Baugruppe hergestellt, die dadurch integriert wird, dass die stabähnlichen Elemente 108 unter Verwendung eines Einpress- oder Klebeprozesses am Gewicht 10A befestigt werden.

Die Spitzen der stabähnlichen Elemente 108 des dynamischen Dämpfers 10 werden in Löchern 11 befestigt, die im Grundkörper 8A vorhanden sind, der einen Teil des Gehäuses 8 bildet, wozu ein Einpress- oder Klebeprozess verwendet wird. Wenn der dynamische Dämper in den vier Ecken des Magnetplattengeräts vorhanden ist, steht ein relativ großer Raum zur Verfügung, in dem diese dynamischen Dämpfer untergebracht werden können. So verfügt, gemäß der Erfindung, das Gewicht 10A über abgewinkelte Form, es erstreckt sich so weit wie möglich innerhalb des Raums, und es weist ein ausreichend großes Volumen und erhöhte Masse auf. Im Ergebnis kann, wenn die dynamischen Dämpfer angeregt werden, eine ausreichend große kinetische Energie erzeugt werden, um die Schwingung des Magnetplattengerät zu hemmen. Obwohl diese Ausführungsform in Zusammenhang mit vier stabähnlichen Elementen 10B beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl beschränkt.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der der dynamische Dämpfer an der Innenseite des Gehäuses vorhanden ist. Grundsätzlich verfügt diese Ausführungsform über dieselbe Konstruktion, wie sie in der Fig. 4A dargestellt ist, mit Ausnahme der Form des Gewichts und der Montagestelle der stabähnlichen Elemente. Wie bei der Ausführungsform in der Fig. 4A erstreckt sich das Gewicht so weit wie möglich innerhalb des Raums, und es weist ein ausreichend großes Volumen und erhöhte Masse auf. Die Spitzen der stabähnlichen Elemente 10B des dynamischen Dämpfers 10 sind in Löchern 11 befestigt, die im Grundkörper 8A vorhanden sind, der Teil des Gehäuses 8 ist, wozu ein Einpress- oder Klebeprozess verwendet wird. Obwohl auch diese Ausführungsform in Verbindung mit vier stabähnlichen Elementen 10B beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Anzahl beschränkt.

Das das Magnetplattengerät an der externen Ummantelung befestigt und gehalten wird, hängt die Eigenfrequenz der Starrer-Körper-Rotationsschwingung während der Positionierung vom Ausmaß der Stabilität der Außenummantelung ab. So verfügt die Erfindung über eine Konstruktion zum Variieren der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers. Selbst wenn das Magnetplattengerät an verschiedenen Außenummantelungen befestigt und gehalten wird, kann die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers dadurch optimiert werden, dass er auf das System abgestimmt wird, um dadurch die Bauteilschwingung des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Die Fig. 6A ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion eines dynamischen Dämpfers mit variabler Eigenfrequenz zeigt; die Fig. 6B ist eine perspektivische Rückansicht dieses dynamischen Dämpfers; und die Fig. 6C ist eine Schnittansicht, bei der der dynamische Dämpfer entlang einer in der Fig. 6A dargestellten Linie C-C geschnitten dargestellt ist. Ein oberes und ein unteres stabähnliches Element 10C des dynamischen Dämpfers 10 sind am Gewicht 10A und am Grundkörper 8A befestigt. Zwei restliche stabähnliche Elemente 100 können in der axialen Richtung des Stabs relativ zum Gewicht und zum Grundkörper 8A verstellt werden.

Durch Ausüben von Druck auf die beweglichen stabähnlichen Elemente 10D in der Figur dargestellten Richtung A zu den in den Grundkörper 8A eingebohrten Löchern 8D hin, werden das Gewicht 10A und der Grundkörper 8A miteinander verbunden, um die Stützsteifigkeit des Gewichts, d. h. die Federkonstante des dynamischen Dämpfers, zu erhöhen. Außerdem kann unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs zum Zurückziehen der Spitzen der beweglichen stabähnlichen Elemente 10D, um sie zu Entkoppeln, die Stützsteifigkeit des Gewichts verringert werden. Demgemäß können die beweglichen stabähnlichen Elemente 100 verstellt werden, um die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers abhängig vom System zu variieren. Obwohl diese Ausführungsform in Zusammenhang mit zwei festen und zwei beweglichen stabähnlichen Elementen beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Anzahlen beschränkt.

Die Konstruktion der den dynamischen Dämpfer bildenden stabähnlichen Elemente wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7A- 7C erläutert. Das stabähnliche Element 10B des dynamischen Dämpfers verfügt über eine Konstruktion aus demselben Material, wie es in der Fig. 7A dargestellt ist, eine Konstruktion aus einem Büschel gerader Fasern 10F, die mit einem viskoelastischen Harz 10G zusammengefügt sind, wie es in der Fig. 7B dargestellt ist, oder eine Konstruktion aus verseilten Drähten 10F, die durch ein viskoelastisches Harz 10G zusammengefügt sind, wie es in der Fig. 7C dargestellt ist.

Die Bezugszahl 10H in den Fig. 7B und 7C bezeichnet einen ausgebrochenen Abschnitt, der den Innenaufbau des stabähnlichen Elements zeigt. Das stabähnliche Element 10B kann auch über eine Konstruktion aus demselben Material verfügen, wie es in der Fig. 7A dargestellt ist, wobei ein viskoelastisches Element an seiner Oberfläche klebt. Die Verwendung einer derartigen Konstruktion erlaubt es, dass der dynamische Dämpfer einen Dämpfungseffekt erzeugt, der es ermöglicht, die Schwingung selbst bei anderen Anregungsfrequenzen als der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers zu verringern.

Der oben beschriebene Dämpfer verfügt wünschenswerter Weise über starres Verhalten mit vertikaler Symmetrie. Dies macht es unwahrscheinlich, eine Schwingung in anderen Richtungen als der Richtung parallel zur Grundfläche des Grundkörpers des Magnetplattengeräts anzuregen, um dadurch zu verhindern, dass die Positionierung nachteilig beeinflusst wird.

Nun wird die Konstruktion des Gewichts unter Bezugnahme auf die Fig. 8A und 8B beschrieben. Das Gewicht 10A kann über eine integrale Struktur desselben Elements, wie es in der Fig. 8A dargestellt ist, verfügen, oder es können mehrere Gewichtselemente 10I, 10J und 10K unter Verwendung eines viskoelastischen Elements 12 miteinander verbunden sein, wie es in der Fig. 8B dargestellt ist. Außerdem kann, gemäß der in der Fig. 8A dargestellten Ausführungsform, das Gewicht eine integrale Struktur aufweisen, bei der nicht nur das Gewicht sondern auch die stabähnlichen Elemente aus demselben Material bestehen.

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass dann, wenn die Eigenfrequenz der in der Ebene liegenden Starrer-Körper- Rotationsschwingung des Geräts, dann, wenn es an der Außenummantelung befestigt und gehalten ist, als (f&sub1;) bezeichnet wird und die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers als (f&sub2;) bezeichnet wird, die Masse des den dynamischen Dämpfers bildenden Gewichts und die Federsteifigkeit (Federkonstante) des stabähnlichen Elements, das ebenfalls den dynamischen Dämpfer bildet, so eingestellt werden, dass (f&sub2;) beinahe mit (f&sub1;) übereinstimmt. Wenn der Kopf positioniert wird, was eine Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts verursacht, erlaubt es der obige Aufbau, dass der dynamische Dämpfer schwingt, um die Schwingung des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Die Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform der Ortsbeziehung zwischen dem Befestigungspunkt zwischen dem stabähnlichen Element und dem Gehäuse und dem Ort des Schwerpunkts des Geräts. Wenn der Befestigungspunkt zwischen dem stabähnlichen Element 108 und dem Gehäuse 8 als P bezeichnet wird und der Ort des Schwerpunkts des Geräts als G bezeichnet wird, ist der dynamische Dämpfer so konfiguriert, dass die Achse des stabähnlichen Elements 10B im Wesentlichen auf der geraden Linie liegt, die durch die Punkte P und G verläuft. Demgemäß unterliegt, wenn der Kopf positioniert wird, das Gerät einer Starrer-Körper-Rotationsschwingung um den Schwerpunkt herum, was es ermöglicht, die dynamischen Dämpfer effektiv anzuregen, um die Schwingung des Magnetplattengeräts ausreichend zu hemmen.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Schwingung des Magnetplattengeräts trotz Änderungen der Eigenfrequenz der Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts verringert werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform sind im Gehäuse 8 vier dynamische Dämpfer 10 vorhanden, und die Masse des Gewichts und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements werden so eingestellt, dass jeder dynamische Dämpfer eine etwas andere Eigenfrequenz aufweist. Im Ergebnis können die dynamischen Dämpfer, trotz Änderungen der Anregungsfrequenz des Magnetplattengeräts, so in Schwingung versetzt werden, dass die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts gehemmt wird.

Die Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform einer Konstruktion, bei der ein viskoelastisches Material 13 zwischen den dynamischen Dämpfer 10 und das Gehäuse 8 gefüllt ist. Das viskoelastische Harz oder Element kann bei den stabähnlichen Elementen und beim Gewicht der obigen Konstruktion verwendet werden (sh. die Fig. 7B, 7C und 8B). Die Verwendung einer derartigen Konstruktion erlaubt es, dass der dynamische Dämpfer einen Dämpfungseffekt erzeugt, der es ermöglicht, die Schwingung des Magnetplattengeräts selbst bei anderen Anregungsfrequenzen als der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers zu verringern.

Zur Erfindung gehören dynamische Dämpfer an der Innen- oder Außenseite des Gehäuses, wobei keine Abweichung von den Formfaktor-Standardgrößen für Magnetplattengeräte besteht. Wenn die Eigenfrequenz der Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Geräts, wenn es an der Außenummantelung befestigt und gehalten ist, als (f&sub1;) bezeichnet wird und die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers als (f&sub2;) bezeichnet wird, werden die Masse des den dynamischen Dämpfer bildenden Gewichts und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements, das ebenfalls den dynamischen Dämpfer bildet, so eingestellt, dass (f&sub2;) beinahe mit (f&sub1;) übereinstimmt. Demgemäß erlaubt es der obige Aufbau, wenn der Kopf positioniert wird, was eine Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts hervorruft, dass die dynamischen Dämpfer schwingen, um die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Der dynamische Dämpfer ist in einer der vier Ecken des Gehäuses, zwei diagonalen Ecken desselben oder allen vier Ecken desselben angebracht. Demgemäß ist der Abstand vom Ort des Schwerpunkts des Magnetplattengeräts zum Befestigungspunkt des dynamischen Dämpfers im Vergleich zum Fall erhöht, bei dem der dynamische Dämpfer an einer vertikalen oder horizontalen Seite eines Magnetplattengeräts vorhanden ist. Demgemäß können, wenn der Kopf positioniert wird, was eine Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Geräts um den Schwerpunkt herum hervorruft, die dynamischen Dämpfer effektiv angeregt werden, um die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts ausreichend zu hemmen.

Der dynamische Dämpfer verfügt über das Gewicht und die wie Federn wirkenden stabähnlichen Elemente, wobei das Gewicht und die stabähnlichen Elemente integriert sind. Das andere Ende des stabähnlichen Elements ist mit dem Gehäuse verbunden. In den vier Ecken des Magnetplattengeräts steht ein relativ großer Raum zur Verfügung, in dem der dynamische Dämpfer untergebracht werden kann. Demgemäß verfügt das Gewicht, gemäß der Erfindung, über einen abgewinkelten Querschnitt, es erstreckt sich soweit wie möglich innerhalb des Raums, und es verfügt über ausreichend großes Volumen und erhöhte Masse. Im Ergebnis kann, wenn die dynamischen Dämpfer angeregt werden, eine ausreichend hohe kinetische Energie erzeugt werden, um die Schwingung des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Außerdem ist, wenn der Befestigungspunkt zwischen dem stabähnlichen Element und dem Gehäuse als P bezeichnet wird und der Ort des Schwerpunkts des Geräts als G bezeichnet wird, der dynamische Dämpfer so konfiguriert, dass die Achse des stabähnlichen Elements im Wesentlichen mit der geraden Linie zusammenfällt, die durch die Punkte P und G verläuft. Demgemäß können, wenn der Kopf positioniert wird, was eine Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts um den Schwerpunkt herum hervorruft, die dynamischen Dämpfer effektiv angeregt werden, um die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts ausreichend zu hemmen.

Außerdem verfügt der dynamische Dämpfer über starres Verhalten mit vertikaler Symmetrie. Dies macht es unwahrscheinlich, eine Schwingung in anderen Richtungen als derjenigen der Fläche des Magnetplattengeräts anzuregen, um dadurch zu verhindern, dass die Positionierung nachteilig beeinflusst wird.

Außerdem verfügt der dynamische Dämpfer über einen einzelnen Gewichtskörper und mehrere stabähnliche Elemente, von denen einige am Gewicht und am Gehäuse befestigt sind, während der Rest derselben in ihrer axialen Richtung relativ zum Gewicht und zum Gehäuse verstellt werden kann. Durch Eindrücken der stabähnlichen Elemente in in das Gehäuse eingebohrte Löcher werden das Gewicht und das Gehäuse miteinander verbunden, was die Stützsteifigkeit des Gewichts erhöht, wobei es ein Entkoppeln derselben ermöglicht, die Stützsteifigkeit des Gewichts zu verringern. Außerdem ermöglicht es eine Verstellung der stabähnlichen Elemente, die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers zu variieren. Demgemäß kann selbst dann, wenn das Magnetplattengerät an verschiedenen Außenummantelungen befestigt und gehalten wird, die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers durch Abstimmen desselben auf das System optimiert werden, um dadurch die Bauteilschwingung des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Außerdem verfügt das stabähnliche Element des dynamischen Dämpfers über eine Konstruktion aus demselben Material, eine Konstruktion aus demselben Material mit einem an dessen Oberfläche anhaftenden viskoelastischen Element oder eine Konstruktion aus einem Faserbüschel oder verseilten Drähten, die unter eines viskoelastischen Harzes zusammengefügt sind. Das Gewicht verfügt über eine Konstruktion aus demselben Material, und es besteht aus zwei oder mehr Gewichtselementen und einer viskoelastischen Lage, die diese miteinander verbindet. Alternativ ist ein viskoelastisches Material zwischen den dynamischen Dämpfer und das Gehäuse eingefüllt. Die Verwendung einer derartigen Konstruktion erlaubt es, dass der dynamische Dämpfer einen Dämpfungseffekt erzeugt, der es ermöglicht, die Schwingung selbst bei anderen Anregungsfrequenzen als der Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers zu verringern.

Alternativ sind im Gehäuse mehrere dynamische Dämpfer vorhanden, und die Masse des Gewichts und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements sind so eingestellt, dass jeder dynamische Dämpfer eine andere Eigenfrequenz aufweist. Im Ergebnis können die dynamischen Dämpfer trotz Änderungen der Anregungsfrequenz für das Magnetplattengerät in Schwingung versetzt werden, um die Schwingung des Körpers des Magnetplattengeräts zu hemmen.

Die Effekte der oben beschriebenen Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 12 beschrieben. Diese Figur zeigt Kopfpositionssignale, wie sie beim erfindungsgemäßen Magnetplattengerät erhalten werden, nachdem ein Suchvorgang abgeschlossen wurde. Sie zeigt auch niederfrequente Schwingungskomponenten der Starrer-Körper-Rotationsschwingung des Magnetplattengeräts. Im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren verringert das erfindungsgemäße Verfahren die Restschwingungsamplitude, und es dämpft die Restschwingung schnell.

Wie oben beschrieben, kann durch die Erfindung die Restschwingung nach der Positionierung des Kopfs verringert werden, und es kann auch die Restschwingungs-Abklingzeit verkürzt werden, um es dadurch zu ermöglichen, eine Positionierung schnell und genau zu bewerkstelligen. Außerdem sind alle oben beschriebenen dynamischen Dämpfer so konfiguriert, dass sie den standardisierten Formfaktor-Standardgrößen für Magnetplattengeräte genügen, so dass es die Erfindung ermöglicht, die Abmessungen des Magnetplattengeräts zu verringern.

Fig. 1

Disc Rotation Drive Circuit//Plattenrotations-Treiberschaltung

Interface//Schnittstelle

Microcontroller//Mikrocontroller

Recording and Reproduction Control Circuit//Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Steuerschaltung

Voice Coil Drive Circuit//Schwingspule-Treiberschaltung

Fig. 2 und 3

Apparatus Length//Gerätelänge

Apparatus Width//Gerätebreite

Form Factor Standard Length//Formfaktor-Standardlänge

Form Factor Standard Width//Formfaktor-Standardbreite

Fig. 9

Natural Frequency//Eigenfrequenz

Fig. 12

Conventional Apparatus//herkömmliches Gerät

Head Position Signal//Kopfpositionssignal

Present Apparatus//vorliegendes Gerät

Seek Completion//Abschluss des Suchvorgangs

Seek Status Signal//Suchvorgang-Statussignal

Time//Zeit


Anspruch[de]

1. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe mit einer Magnetplatte (6), auf der Daten aufgezeichnet werden, einem Kopf (1) zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe der Daten auf und von der Magnetplatte, einem Träger (3), der den Kopf trägt, und der radial zur Magnetplatte geschwenkt wird, um den Kopf an der Magnetplatte zu positionieren, einem Trägerantriebsbereich (5) zum Anlegen eines Drehmoment an den Träger, und einem aus einem Grundkörper (8A) und einem Deckel (8B) bestehenden Gehäuse, das die Platte, den Träger und den Träger-Antriebsbereich trägt und umschließt, wobei

ein dynamischer Dämpfer mit einem Gewichtselement (10A) und mehreren, als Feder wirkenden stabähnlichen Elementen (10B), die alle miteinander integriert sind, an der Außenfläche von mindestens einer der vier Ecken des rechtwinkligen Gehäuses (8) vorgesehen ist,

wobei das Gewichtselement (10A) des dynamischen Dämpfers (10) einen gewinkelten Querschnitt aufweist, so daß es in einem Bereich aufgenommen werden kann, der durch die Verlängerung zweier Ebenen des rechtwinkligen Gehäuses (8) gebildet wird, die den Platz an dem der dynamsiche Dämpfer (10) vorgesehen ist, umgeben, wobei der dynamische Dämpfer (10) mittels der stabähnlichen Elemente (10B) am Grundkörper (8A) des Gehäuses befestigt ist, und

eine Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers gleich einer Festkörperdrehfrequenz des Datenaufzeichnungs- und Wiedergabegeräts ist.

2. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe mit einer Magnetplatte (6), auf der Daten aufgezeichnet werden, einem Kopf (1) zum Aufzeichnen und zur Wiedergabe der Daten auf und von der Magnetplatte, einem Träger (3), der den Kopf trägt, und der radial zur Magnetplatte gedreht wird, um den Kopf an der Magnetplatte zu positionieren, einem Träger-Antriebsbereich (5) zum Anlegen eines Drehmoments an den Träger, und einem aus einem Grundkörper (8A) und einem Deckel (8B) bestehenden Gehäuse, das die Platte, den Träger und den Träger-Antriebsbereich trägt und umschließt, wobei

ein dynamischer Dämpfer mit einem Gewichtselement (10A) und mehreren, als Feder wirkenden stabähnlichen Elementen (10B), die alle miteinander integriert sind, an der Außenfläche von mindestens einer der vier Ecken des rechtwinkligen Gehäuses (8) vorgesehen ist,

wobei das Gewichtselement (10A) des dynamischen Dämpfers einen gewinkelten Querschnitt aufweist, um der Gestalt der inneren Fläche des rechteckigen Gehäuses (8) zu entsprechen, an der der dynamische Dämpfer (10) vorgesehen ist.

3. Drehbares Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei einige der stabähnlichen Elemente (10B) des dynamischen Dämpfers (10) am Gewichtselement (10A) und am Gehäuse (8) befestigt sind, wobei die übrigen stabähnlichen Elemente (10B) in ihrer Axialrichtung relativ zum Gewichtselement und zum Gehäuse verschiebbar sind,

wobei durch Eindrücken der verschiebbaren stabähnlichen Elemente (10B) in im Gehäuse (8) eingebohrte Löcher (8D) das Gewichtselement (10A) und das Gehäuse (8) miteinander gekoppelt werden, um die Stützsteifigkeit der Gewichtselemente zu erhöhen, während ein Entkoppeln des Gewichtselements und des Gehäuses eine Verringerung der Stützsteifigkeit des Gewichtselementes ermöglicht, und

durch Verschieben der verschiebbaren stabähnlichen Elemente die Eigenfrequenz des dynamischen Dämpfers variiert werden kann.

4. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Masse des Gewichtselements (10A) und die Federsteifigkeit des stabähnlichen Elements (10B) für jeden dynamischen Dämpfer (10) so ausgewählt werden, daß jeder dynamische Dämpfer eine unterschiedliche Eigenfrequenz aufweist.

5. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei, wenn ein Befestigungspunkt zwischen dem stabähnlichen Element (10B) und dem Gehäuse (8) als P und die Lage des Schwerpunkts des drehenden Geräts zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe als G bezeichnet wird, der dynamische Dämpfer (10) so angeordnet ist, daß eine Axialrichtung des stabähnlichen Elements (10B) im wesentlichen mit einer geraden Verbindungslinie zwischen den Punkten P und G zusammenfällt.

6. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein viskoelastisches Material (13) einen Anschlußbereich zwischen dynamischem Dämpfer (10) und dem Gehäuse (8) ausfüllt.

7. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das stabähnliche Element (10B) des dynamischen Dämpfers (10) eine homogene Struktur mit einem an seiner Oberfläche haftenden, viskoelastischen Element aufweist.

8. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das stabähnliche Element (10B) des dynamischen Dämpfers (10) durch Zusammenfügen eines Faserbüschels (10F) unter Verwendung eines viskoelastischen Harzes (10G) gebildet wird.

9. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das stabähnliche Element (10B) des dynamischen Dämpfers (10) durch Zusammenfügen verseilter Drähte (10F) unter Verwendung eines viskoelastischen Harzes (10G) gebildet wird.

10. Drehendes Gerät zur Datenaufzeichnung und -wiedergabe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Gewichtselement (10A) des dynamischen Dämpfers (10) zwei oder mehrere Gewichtsabschnitte (10I, 10J, 10K) aufweist, und eine viskoelastische Lage (12) die Gewichtsabschnitte miteinander koppelt.







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