DE3702360A1

DE3702360A1 - Wandlertragvorrichtung

Info

Publication number: DE3702360A1
Application number: DE19873702360
Authority: DE
Inventors: Yuzo Yamaguchi; Yoshinori Takeuchi; Yokuo Saitoh; Hiroshi Daito; Hiroyasu Nakajima; Yoshiakira Karakama; Yukimori Umakoshi; Kazunori Hori; Mikio Tokuyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: HGST Japan Ltd
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1987-07-30
Also published as: US4922356A; KR870007504A; JPS62256280A; CN1006025B; DE3702360C2; JP2533512B2; CN87101767A; KR900007172B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wandlertragvorrichtung für einen Rotationsspeicher, wobei die Vorrichtung insbesondere für einen Speicher mit hoher Aufzeichnungsdichte geeignet ist und der Betrag der Schwebung des Wandlers klein und seine Suchgeschwindigkeit hoch ist.

Ein Rotationsspeicher umfaßt ein umlaufendes Speicherme dium, einen Wandler zum Auslesen und Einschreiben von Information, der über dem Speichermedium schwimmt bzw. schwebt, eine Wandlertragvorrichtung etwa entsprechend der US-PS 41 67 765 zur Halterung des Wandlers sowie einen Zugriffsmechanismus, der dem Wandler Zugriff zum Speicher medium gibt und ihn in einer gewünschten Lage innerhalb des Radius desselben stützt. Die Wandlertragvorrichtung umfaßt eine biegsame tragende Halterung mit einem viereckigen Aus schnitt, der zwei äußere biegsame Finger bildet, die durch einen gering biegsamen Querrahmen miteinander verbunden sind, eine biegsame mittige Zunge, die von dem Querrahmen zu dem Ausschnitt verläuft, eine formsteife tragende Hal terung mit einem elastischen Abschnitt und einem Bela stungsarm, und einen Kraftübertragungsvorsprung zwischen der formsteifen tragenden Halterung und der mittigen Zunge der biegsamen tragenden Halterung, wobei auf der mittigen Zunge der mit dem Wandler bestückte luftgelagerte Gleiter (nachstehend kurz: Gleiter) vorgesehen ist.

Der Querrahmen ist von massiver Form, und die mittige Zunge ist im wesentlichen formsteif, da der Gleiter an ihrer Unterseite vorgesehen ist, und infolgedessen sind die äuße ren biegsamen Finger die einzigen beträchtlich biegsamen Abschnitte der biegsamen tragenden Halterung. Die äußeren biegsamen Finger sind parallel zu der mittigen Zunge und damit parallel zu der Ebene, die durch die schwimmenden Oberflächen des Gleiters gebildet ist, geformt.

Bei einem Suchvorgang, bei dem der Wandler Zugang zu jeder radialen Position des umlaufenden Aufzeichnungsträgers hat, beaufschlagt der Zugriffsmechanismus die Wandlertragvor richtung mit einer radialen Antriebskraft. Diese Antriebs kraft bewirkt eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeits- Aufrechterhaltung oder eine Verlangsamung der Wandlertrag vorrichtung. Bei der vorstehend erläuterten Wandlertrag vorrichtung wird die Erscheinung nur ungenügend berück sichtigt, daß beim Anlegen der Antriebskraft der Gleiter schlingert bzw. schwankt, wodurch das Ausmaß der Schwebung vermindert wird, wie nachstehend zu erläutern ist.

Da es also bisher keine Möglichkeit gibt, jede Änderung des Ausmaßes der Schwebung über die Zeit mit hoher Geschwin digkeit und damit gleichzeitig die Änderungen des Ausmaßes der Schwebung der rechten und linken schwebenden bzw. schwimmenden Oberfläche des Gleiters zu messen und die Schlingerbewegung des Gleiters zu erfassen, war es auch nicht möglich, die vorstehend genannte Erscheinung ausrei chend zu berücksichtigen. "Genaue Messung" des Ausmaßes der Schwebungsänderung mit hoher Geschwindigkeit heißt im vor liegenden Fall, daß eine Änderung des Betrags der Schwebung von ca. 0,01 µm, die innerhalb eines Zeitraums von 0,5 ms erzeugt wird, mit einer Auflösung von 0,05 ms bis 0,1 ms und 0,005 µm oder mehr gemessen werden kann.

Ein weiterer Grund dafür, daß Verringerungen des Ausmaßes der Schwebung während des Suchvorgangs beim Stand der Tech nik nur ungenügend berücksichtigt werden, liegt darin, daß das eigentliche Ausmaß der Schwebung normalerweise ausrei chend groß ist im Vergleich zu dem Ausmaß einer geschätzten Abnahme, die während des Suchvorgangs stattfindet. Bisher wurde nämlich angenommen, daß ein übliches Schwebungsausmaß 0,4-1 µm beträgt, wogegen jede Verminderung des Schwebungs betrags in der Größenordnung von 0,01-0,03 µm liegt und damit keinen kritischen Faktor darstellt. Neuere Entwick lungen haben jedoch zur Verwendung immer höherer Aufzeich nungsdichten geführt, und es ist jetzt notwendig, den Schwebungsbetrag auf den Bereich von 0,2-0,3 µm zu verrin gern. Außerdem wird heute verlangt, daß die Suchzeit ver kürzt sein soll. Jede Abnahme des Schwebungsbetrags beim Suchvorgang wird also größer als das konventionelle Ausmaß, und somit ist es erforderlich, diese Abnahme des Ausmaßes der Schwebung beim Suchvorgang ausreichend zu berücksich tigen.

Ein konventioneller Gedanke in bezug auf den Grund einer Abnahme des Schwebungsbetrags beim Suchvorgang wird nach stehend erläutert.

Wenn eine Kraft F in Suchrichtung auf den Gleiter von der biegsamen tragenden Halterung übertragen wird, hat diese Kraft F die Tendenz, den Gleiter um seinen Massenschwer punkt G zu verdrehen. Bei Berücksichtigung der Verdrehung des Gleiters kann angenommen werden, daß der Beaufschla gungspunkt der Kraft F auf der Oberfläche liegt, auf der der Gleiter angeordnet ist. Wenn also der Abstand zwischen der Kraft F und dem Massenschwerpunkt G (eine Armlänge) mit l ₁ bezeichnet wird, ist das Moment M _G:

M _G = Fl₁ (1)

Das Moment M _G befindet sich im Gleichgewicht mit einem Rückstellmoment M _r, das durch Neigung des Gleiters um einen Winkel i erzeugt wird, die sich durch eine Änderung ±Δ h des Schwebungsbetrags der schwimmenden Oberflächen des Gleiters ergibt, so daß

M _r = k i (2)

wobei k eine Rückstell-Luftlagerfederkonstante bezeichnet. Da

Δ h = 1₂i (3)
F = m α (4)

kann die vorstehend beschriebene Änderung Δ h durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Δ h = m α/k l₂ l₁ (5)

wobei m die Masse des Gleiters, α die Suchbeschleunigung und l₂ die Entfernung zwischen der linken und der rechten schwimmenden Oberfläche des Gleiters bezeichnen.

Um die Richtigkeit des vorgenannten Gedankens zu bestäti gen, wurde eine Vorrichtung zum Messen einer Änderung des Schwebungsbetrags der schwimmenden Oberfläche des Gleiters über die Zeit entwickelt, und Änderungen Δ h relativ zu ver schiedenen Massen m und Armlängen l ₁ des Gleiters wurden während Suchvorgängen der Wandlertragvorrichtung gemessen. Dabei wurde gefunden, daß tatsächlich gemessene Änderungen Δ h sehr viel größer als der aus der Gleichung (5) abgelei tete Wert waren. D. h., wenn L eine Entfernung zwischen dem eigentlichen Beaufschlagungspunkt der Kraft F am Gleiter in Suchrichtung und dem Massenschwerpunkt G ist, so daß Δ h durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

Δ h = m a/k l₂ L (6)

so findet man, daß

L < l₁ (7).

Dies wird nachstehend im einzelnen erläutert. Es wird ge funden, daß jegliche Verformung der äußeren biegsamen Fin ger die Größe von Δ h stark beeinflußt, und zwar aus fol gendem Grund. Der Massenschwerpunkt G des Gleiters liegt auf der Seite des Speichermediums relativ zu den äußern biegsamen Fingern. Wenn also der Gleiter durch die Suchbe schleunigung α mit einer Trägheitskraft (F = mα) beauf schlagt wird, werden die äußeren biegsamen Finger in die Richtung verformt, in der die Änderung Δ h dadurch weiter verstärkt wird.

Bei der vorstehend erläuterten konventionellen Wandlertrag vorrichtung wird der große Abstand zwischen dem eigentli chen Beaufschlagungspunkt einer Kraft auf den Gleiter in Suchrichtung und dem Massenschwerpunkt G des Gleiters nicht genügend berücksichtigt, und daher gibt es ein Problem in bezug auf die starke Abnahme des Schwebungsbetrags, die während des Suchvorgangs auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Wandler tragvorrichtung, bei der die Abnahme des Schwebungsbetrags eines Gleiters und die Möglichkeit eines Kontakts zwischen Gleiter und Speichermedium vermindert sind; ferner soll eine Plattenspeichereinheit angegeben werden, in der die vorgenannte Wandlertragvorrichtung integriert und die Zu verlässigkeit derselben während des Einschreibens und Aus lesens von Information verbessert ist.

Bei der Wandlertragvorrichtung nach der Erfindung ist eine biegsame tragende Halterung, auf der ein Gleiter vorgesehen ist, so ausgelegt, daß das Verbindungsende eines im wesent lichen biegsamen Abschnitts derselben mit einer formstei fen tragenden Halterung relativ zu dem Endabschnitt, auf dem der Gleiter angeordnet ist, näher zu der Ebene gebracht ist, die durch die schwebende Oberfläche des Gleiters ge bildet ist.

Der biegsame Abschnitt der biegsamen tragenden Halterung wird während des Suchvorgangs durch die Suchbeschleunigung mit einem Biegemoment und einer Scherkraft beaufschlagt. Eine Änderung des Schwebungsbetrags infolge einer Neigung des biegsamen Abschnitts, die durch diese Scherkraft er zeugt wird, wirkt derart, daß eine Abnahme des Ausmaßes der Verringerung des Schwebungsbetrags, die durch jede Neigung des biegsamen Abschnitts infolge des Winkelmoments bewirkt ist, eintritt. Damit wird während des Suchlaufs die Gesamt abnahme des Schwebungsbetrags des Gleiters vermindert.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Wandlertragvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine größere Seitenansicht eines Hauptteils der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht, die im einzelnen die biegsame tragende Halterung der Vorrichtung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Darstellung, die die Funktionsweise der Ausführungsform nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 5 eine größere Seitenansicht eines Hauptab schnitts einer weiteren Ausführungsform der Wandlertragvorrichtung;

Fig. 6 zeigt die Auswirkung der Wandlertragvorrich tung nach der Erfindung;

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Plattenspeichers, in den die Wandlertragvorrichtung integriert ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Wandlertragvorrichtung. Eine formsteife tragende Halterung 1 aus einem einzigen rostfreien Blechteil umfaßt z. B. einen elastischen Abschnitt 2 und einen an diesen angren zenden Belastungsarm 3, der als Belastungsarm-Biegeab schnitt einen Flansch 5 hat. Die formsteife tragende Hal terung ist z. B. durch Preßformen in einem Stück geformt und an einem Führungsarm 6 befestigt, der eine Art starrer Arm ist und an einem Verbindungsabschnitt 4, der am einen Ende des elastischen Abschnitts 2 mittels einer Schraube 7 oder durch Schweißen befestigt ist, mit einem Zugriffsme chanismus (nicht gezeigt) verbunden ist.

Eine biegsame tragende Halterung 11 ist an dem Ende des Belastungsarms 3 der formsteifen tragenden Halterung 1, also am freien Ende derselben, durch Schweißen befestigt. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der biegsamen tragenden Halterung 11. Diese umfaßt einen An schlußteil 12, der eine Verbindung mit der formsteifen tra genden Halterung 1 herstellt, zwei biegsame Finger 13, die von diesem Anschlußteil 12 auf derselben Ebene und in ent gegengesetzte Richtung zum Führungsarm 6 ausgehen, einen Querrahmen 15, der die Enden der beiden biegsamen Finger 13 mittels einer Stufe 14 verbindet, und einen Gleiterbefe stigungsteil 16 in Form einer Zunge, die nahe den beiden biegsamen Fingern 13 vorgesehen ist und vom Querrahmen 15 ausgeht. Diese Teile sind z. B. durch Ätzen eines rost freien Blechteils gebildet, und die Stufe 14 wird durch Preßformen erhalten. Dieser Gleiterbefestigungsteil 16 ist durch Vorsehen der Stufe 14 näher an die Seite des Spei chermediums 17 gebracht.

Ein mit einem Wandler 18 bestückter Gleiter 20 hat zwei schwimmende bzw. schwebende Oberflächen 19, und eine Wand lerbestückungsvorrichtung ist an dem Wandlerbefestigungs teil 16 mittels eines Epoxidharzklebers befestigt.

Da der Gleiter 20 die dem Speichermedium 17 gegenüberste henden schwebenden Oberflächen 19 hat, schwebt er infolge der Lagerfunktion des Luftfilms, der zwischen dem umlau fenden Speichermedium 17 und den schwebenden Oberflächen 19 entsteht. Der Betrag der Schwebung, d. h. der Abstand zwischen dem Gleiter 20 und dem Speichermedium 17, beträgt nur 0,2-0,3 µm. Da jedoch in der Praxis das Speichermedium auf seiner Oberfläche Rauhigkeiten und Vorsprünge in der Größenordnung von ca. 0,15 µm aufweist, kann der Schwe bungsbetrag im schlechtesten Fall manchmal nur ca. 0,05-0,15 µm betragen.

Ein Kraftübertragungsvorsprung 21 hat die Funktion, eine Belastungskraft vom freien Ende der formsteifen tragenden Halterung 1 auf den Gleiterbefestigungsteil 16 zu übertra gen. Dieser Vorsprung 21 ist entweder auf einer Fläche des Gleiterbefestigungsteils 16 oder dem ihr gegenüberstehenden freien Ende der formsteifen tragenden Halterung 1 vorge sehen. Bei dieser Ausführungsform ist der Kraftübertra gungsvorsprung 21 in einer Ausnehmung des Gleiterbefesti gungsteils 16 ausgebildet.

Die Seitenansicht von Fig. 2 zeigt im einzelnen die Bezie hung zwischen dem Gleiter 20 und der formsteifen tragenden Halterung 1 sowie der biegsamen tragenden Halterung 11 des Belastungsarms 3 im Einbauzustand in einem Rotationsspei cher. Dabei liegt der biegsame Finger 13 auf der Seite des Anschlußteils 12 mit der formsteifen tragenden Halterung näher der durch die schwebende Oberfläche 19 gebildeten Ebene als ein Ende C auf der Seite des Gleiterbefestigungs teils. Zu diesem Zeitpunkt ist ein durch den biegsamen Fin ger 13 und die von der schwebenden Oberfläche 19 gebildete Ebene eingeschlossener Winkel δ negativ. Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform ein Winkel R, der durch den Belastungsarm 3 und die von den schwebenden Oberflächen 19 gebildete Ebene gebildet ist, noch stärker negativ als der vorgenannte Winkel δ, wie die Zeichnung zeigt. Unter Be rücksichtigung der Normalform eines Gleiters, der Konstruk tion einer Wandlertragvorrichtung und des Aufbaus eines Speichermediums wird dieser Winkel δ zu -2,0° < δ 0°, bevorzugt zu -1,5° < δ < -0,5°.

Fig. 4 dient der Erläuterung der Funktionsweise dieser Aus führungsform und zeigt Parameter betreffend die Seitenan sicht des Gleiters 20, der biegsamen tragenden Halterung 11 und der formsteifen tragenden Halterung 1. Nachstehend wird die Funktionsweise während eines Suchvorgangs durch die Wandlertragvorrichtung mit einer Beschleunigungsrate in Radialrichtung, die in der Zeichnung mit dem Pfeil 23 be zeichnet ist, erläutert. Wenn sich die Wandlertragvorrich tung in die Richtung 23 mit der Beschleunigung bewegt, wirkt die Trägheitskraft F=m auf den Massenschwerpunkt G des Gleiters 20 in der gezeigten Richtung. Da die Steifig keiten des Gleiters 20, der Kleberschicht 25, des Gleiter befestigungsteils 16, der Stufe 14 und des Belastungsarms 3 relativ zu der Steifigkeit der biegsamen Finger 13 ausrei chend groß sind, kann man sagen, daß der einzige stark biegsame Teil, der durch die Trägheitskraft F verformt wird, durch die biegsamen Finger 13 gebildet ist, die eine Länge l _G von einem Punkt B zu einem Punkt C haben. Der Punkt B kann als die Schweißstelle angesehen werden, die von den Schweißstellen 24 am Lastträger 3 der formsteifen tragenden Halterung 1 und am Anschlußteil 12 der biegsamen tragenden Halterung 11 dem Kraftübertragungsvorsprung 21 zunächstliegt, wobei der Punkt C als der Rand der biegsamen Finger 13 auf der Seite der Stufe 14 anzusehen ist. Die Verformung der biegsamen Finger 13 wird nunmehr bestimmt. Die die biegsamen Finger 13 beaufschlagende Kraft umfaßt eine Scherkraft F _S und ein Biegemoment M _G, die durch die Gleichungen (8) bzw. (9) gegeben sind, und eine Neigung i _c des biegsamen Fingers 13 am Punkt C kann somit der Glei chung (10) entsprechen.

F _S = m α (8)
M _G = m α (l₁ + l₃) - ki (9)
i _c = i _s + i _m (10)

wobei i _s die Neigung des biegsamen Fingers 13 aufgrund der Scherkraft F _S am Punkt C und i _m die Neigung des biegsamen Fingers 13 aufgrund des Biegemoments M _G am Punkt C bedeuten. Diese sind nachstehend mittels der Gleichungen (11) bzw. (12) angegeben: wobei i die Neigung in der Schlingerrichtung des Gleiters 20 bedeutet, wenn ein anfänglicher Minimal-Schwebungsbetrag h der schwebenden Fläche 19 des Gleiters 20 sich infolge der Bewegung der Wandlertragvorrichtung mit der Beschleunigung α um Δ h ändert, und k die Rückstellfederkonstante der Luftlagerfunktion bezeichnet. Wie bereits erläutert, kann jede Verformung vom Punkt C zum Punkt G außer acht gelassen werden, so daß

i _c = i (13).

Daher kann jede Abnahme des Schwebungsbetrags Δ h, die durch die Suchoperation erzeugt wird, durch die Gleichung (14) ausgedrückt werden: wobei E, I _G und δ jeweils der Längs-Elastizitätsmodul des biegsamen Fingers 13, das Trägheitsmoment von dessen Querschnitt sowie der von dem biegsamen Finger 13 und der durch die schwebende Fläche 19 des Gleiters gebildeten Ebene eingeschlossene Winkel sind.

Bei Betrachtung der Gleichung (15) kann Δ h ungefähr durch die Gleichung (16) ausgedrückt werden:

Bei dieser Ausführungsform liegt der Punkt B näher der Ebene, die durch die schwebende Fläche 19 des Gleiters 20 und den Punkt C gebildet ist, so daß die Verformung i _s, die durch die Scherkraft erzeugt wird, die von dem Moment er zeugte Verformung i _m aufhebt.

Diese Erscheinung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Gleichung (16) erläutert.

Wenn jede Änderung des Betrags der Schwebung, die durch die von der Scherkraft F _S hervorgerufene Neigung i _s bewirkt wird, mit h _s bezeichnet wird, kann die Änderung Δ h _s wie folgt ausgedrückt werden:

Wenn eine Abnahme des Betrags der Schwebung, die durch eine von dem Moment M _G erzeugte Neigung i _m bewirkt wird, mit Δ h _m bezeichnet wird, kann die Abnahme Δ h _m wie folgt ausge drückt werden:

Bei dieser Ausführungsform liegt der Punkt B näher der Ebene, die von der schwebenden Oberfläche 19 des Gleiters 20 gebildet ist, als der Punkt C, so daß der Winkel δ also δ < O. Daher ist Δ h _s negativ und hebt Δ h _m auf, so daß es möglich ist, eine Verringerung von Δ h zu erreichen. Diese Auswirkung bedeutet, daß es möglich ist, die Gefahr eines Kontakts zwischen Gleiter 20 und Speichermedium 17 zu ver mindern und einen Speicher mit hoher Zuverlässigkeit zu erhalten.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils einer weiteren Ausführungsform. Eine biegsame tragende Hal terung 11 ist ortsfest an dem Ende eines Belastungsarms 3 einer formsteifen tragenden Halterung 1, also an dem freien Ende der Halterung 1, durch Schweißen befestigt. Diese biegsame tragende Halterung 11 ist ähnlich wie diejenige nach den Fig. 1-4 aufgebaut, aber die Schweißstelle eines Anschlußteils 12 befindet sich an der Oberseite des Bela stungsarms 3. Zwei biegsame Finger 13 sind so angeordnet, daß sie von diesem Anschlußteil 12 zu einem Führungsarm 6 (nicht gezeigt) verlaufen. Ein Kraftübertragungsvorsprung 21 kann eine Belastungskraft von der formsteifen tragenden Halterung 1 zu einem Gleiterbefestigungsteil 16 übertragen. Während des Suchvorgangs wird die vom Zugriffsmechanismus ausgeübte Kraft über einen Verbindungsabschnitt 4 und die formsteife tragende Halterung 1 zu dem Anschlußteil 12 an der Oberseite des Belastungsarms 3 übertragen. Diese Aus führungsform kann ebenfalls darin resultieren, daß ein Ende B des biegsamen Fingers 13 auf der Seite des Anschlußteils 12 näher der Ebene, die durch die schwebenden Flächen 19 des Gleiters 20 gebildet ist, liegt als das Ende C des biegsamen Fingers 13 auf der Seite des Gleiterbefestigungs teils 16, so daß es möglich ist, eine gleichartige Auswir kung wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-4 zu er zielen. Eine Tragvorrichtung entsprechend Fig. 5 kann bei einer Konstruktion angewandt werden, bei der die formsteife tragende Halterung 1 in bezug auf ein Speichermedium, aus gehend vom Verbindungsabschnitt 4 bis zum freien Ende an der Oberseite, geneigt ist.

Der einzige beträchtlich biegsame Abschnitt der biegsamen tragenden Halterung 11 besteht aus den biegsamen Fingern 13, und somit liegen die Punkte B und C an beiden Enden der biegsamen Finger 13. Wenn jedoch die biegsamen Finger 13 so ausgebildet sind, daß ihre Querschnittsabmessung auf der Seite des Anschlußteils 12 kleiner als auf der Seite der Stufe 14 ist, ist der einzige beträchtlich biegsame Ab schnitt selbst der biegsamen Finger 13 ein Abschnitt mit kleiner Querschnittsabmessung.

Wenn also die biegsamen Finger 13 so ausgebildet sind, daß dieser Abschnitt mit kleiner Querschnittsabmessung relativ zu dem Gleiterbefestigungsteil 16 nach oben gewölbt ist, liegt der genannte Punkt B an der Stelle, an der die Auf wärtskurve beginnt, und kann damit näher zu der durch die schwebende Oberfläche 19 des Gleiters 20 gebildeten Ebene gebracht werden als der Punkt C.

In der vorstehenden Beschreibung sind zwar die Winkel δ und R negativ gemacht und entsprechen der Ungleichheit R < δ, sie können aber auch gleich sein. Es ist jedoch wichtig, daß sie negativ gemacht werden können, wie vorstehend an gegeben wurde.

Ferner sind in der vorstehenden Beschreibung die Winkel δ und R Winkel in bezug auf die Ebene, die durch die schwe benden Flächen 19 des Gleiters 20 gebildet ist. Wenn jedoch die von dem Gleiterbefestigungsteil 16 der biegsamen tra genden Halterung 11 gebildete Ebene im wesentlichen paral lel zu der von den schwebenden Flächen 19 des Gleiters 20 gebildeten Ebene ist, können sie als Winkel in bezug auf den Gleiterbefestigungsteil 16 angesehen werden.

Die Auswirkung der Wandlertragvorrichtung nach der Erfin dung wird durch Vergleich mit einer konventionellen Wand lertragvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Als Beispiel wird nachstehend eine Plattenspeichereinheit für hohe Aufzeichnungsdichte mit einem Schwebungsbetrag, d. h. einem Abstand zwischen Gleiter 20 und Speichermedium 17, von 0,37 µm beschrieben.

Zuerst wird die Bedeutung des vorstehend beschriebenen Schwebungsbetrags im Hinblick auf Vibrationen und Ferti gungstoleranzen bezüglich des Gleiters und auf Oberflächen unebenheiten und die Längsbewegung der das Speichermedium darstellenden Plattenspeichereinheit betrachtet.

Dieser Schwebungsbetrag wird erhalten durch Mittelung der zeitlichen Mittelwerte der Minimalabstände zwischen den Gleitern und den Platten für eine große Anzahl Gleiter, die in großen Stückzahlen hergestellt werden. Der Minimalwert des momentanen Schwebungsbetrags für einen speziellen, in der Praxis zu verwendenden Gleiter wird kleiner als der vorstehende Mittelwert des Schwebungsbetrags, und zwar in folge von Fertigungsfehlern, die bei jedem Gleiter auftre ten, Montagetoleranzen und verschiedenen externen Kräften, die auf ein angetriebenes Wandlertragsystem einwirken.

Das Phänomen der Verminderung des Schwebungsbetrags beim Suchvorgang, das die Aufgabe der Erfindung darstellt, wird auch durch eine in Suchrichtung wirkende Kraft hervorge rufen, die eine der externen Kräfte darstellt, die auf das Wandlertragsystem einwirken.

Der minimale momentane Schwebungsbetrag eines Gleiters kann ca. 0,2-0,3 µm werden, und zwar aus anderen Gründen als den in Suchvorrichtung wirkenden externen Kräften. Andererseits hat die Magnetplatte Oberflächenverformungen und -uneben heiten, die während der Montage entstehen, so daß der Schwebungsbetrag verringert wird und sogar im schlimmsten Fall bis auf ca. 0,05-0,15 µm abnimmt, selbst wenn man eine Depression infolge von in Suchrichtung wirkenden externen Kräften nicht in Betracht zieht.

Andererseits muß ein Speicher sehr schnell auf einen Lese/Schreibbefehl vom System ansprechen.

Für ein schnelles Ansprechen muß die Suchzeit vermindert werden, so daß es möglich ist, eine gewünschte Spurposition auf der Magnetplatte sehr schnell zu erreichen. Um eine solche Verminderung der Suchzeit zu erzielen, muß die Mög lichkeit geschaffen werden, die Suchbeschleunigung zu stei gern.

Da die Suchbeschleunigung der zweiten Potenz der Suchzeit t umgekehrt proportional ist, so gilt bei einer Proportio nalitätskonstanten k′:

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Suchzeit t (ms) und der Abnahme des Schwebungsbetrags Δ h (µm) infolge des Such vorgangs, wobei diese Beziehung aus den Gleichungen (16) und (19) abgeleitet ist, mit dem Winkel δ, der durch den biegsamen Finger der biegsamen tragenden Halterung und die vom der schwebenden Fläche gebildete Ebene gebildet ist, als Parameter. Dabei ist auf der Abszisse die Suchzeit t (in ms) und auf der Ordinate die Abnahme des Schwebebetrags Δ h (in µm) aufgetragen. Wenn die Suchbeschleunigung erhöht und die Suchzeit verringert wird, wird Δ h größer, wie Fig. 6 zeigt. Wenn jedoch die Suchzeit die gleiche bleibt, nimmt Δ h mit kleiner werdendem Winkel δ ab.

Bei einem Speicher ist die Suchzeit ein wesentlicher Güte faktor, und für hohe Güte ist es notwendig, daß die Such zeit um nur 1 ms verringert wird.

Während des Suchvorgangs beträgt die Abstandstoleranz zwi schen dem Gleiter und der Magnetplatte ca. 0,05-0,15 µm, wie bereits gesagt wurde. Wenn nun Δ h 0,03 µm beträgt, was aus Sicherheitsgründen kleiner als 0,05 µm ist, muß die Suchzeit 16,3 ms oder mehr betragen, damit Δ h nicht größer als 0,03 µm wird, wenn δ 0°. Wenn dagegen δ < 0° wie im Fall der vorliegenden Erfindung, kann die Suchzeit t unter 16,3 ms liegen, damit Δ h nicht größer als 0,03 µm wird. Wenn z. B. δ=-0,5°, so ist t=14,8 ms, und wenn δ=-1,0°, so ist t=13,2 ms. Das bedeutet, daß die An sprechzeit auf einen Lese/Schreibbefehl vom System erheb lich verringert und der Speicher gleichzeitig beschleunigt werden kann.

Fig. 7 zeigt eine Plattenspeichereinheit, in der die Wand lertragvorrichtung integriert ist.

Die Plattenspeichereinheit weist Magnetplatten 17 in Form umlaufender Platten sowie einen Zugriffsmechanismus 32 auf, der dem Wandler eine Suchbewegung erteilt, so daß Informa tion in die gewünschte Spur auf der Magnetplatte einge schrieben und gespeicherte Information ausgelesen wird; die Magnetplatten sind auf einer Grundplatte 33 angeordnet. Mehrere Magnetplatten 17 sind auf einer umlaufenden Spindel 34 z. B. in Abständen von ca. 5-8 mm fixiert.

Der Zugriffsmechanismus 32 umfaßt mehrere Führungsarme 6, die auf einer Welle 35 derart gehaltert sind, daß sie schwingen können, und ferner einen Schwingspulenmotor 37 zum Schwingen der Führungsarme 6.

Die Führungsarme 6 sind den Magnetplatten 17 entsprechend vorgesehen, und die Wandlertragvorrichtung 38 nach der Er findung ist mit dem Oberende der Führungsarme verbunden.

Die Führungsarme 6 schwingen über die Oberflächen der Ma gnetplatten 17, wenn der Schwingspulenmotor 37 angetrieben wird. Somit wird die Wandlertragvorrichtung mit dem Gleiter 20, der mit einem Wandler an seiner Oberseite bestückt ist, zwischen die Magnetplatten 17 eingeführt. Der Wandler be sorgt das Einschreiben und Auslesen von Information, wäh rend der mit dem Wandler bestückte Gleiter 20 in einem kleinen Abstand von 0,2-0,3 µm relativ zu den Magnetplatten 17 schwebt bzw. schwimmt, wobei die Magnetplatten 17 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 40-60 ms umlaufen.

Die Wandlertragvorrichtung nach den Fig. 1-5 weist die formsteife tragende Halterung 1, die am Führungsarm 6 fixiert ist, und die biegsame tragende Halterung 11 auf, die mit dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung 1 verbunden ist. Die biegsame tragende Halterung 11 ist so ausgelegt, daß das Ende B auf der Seite des Anschlußteils 12 des biegsamen Fingers 13 näher an die Ebene, die von der Schwebefläche 19 des Gleiters 20 gebildet ist, als das Ende C auf der Seite des Gleiterbefestigungsteils gebracht ist, und der durch die biegsamen Finger und die von der Schwebe fläche 19 gebildeten Ebene gebildete Winkel δ ist negativ gemacht. Der optimale Wert dieses Winkels δ wird zwar durch die normale Form des Gleiters 20, die Montagestruktur der Wandlertragvorrichtung 38 und den Abstand zwischen den Ma gnetplatten geändert, aber der Winkel beträgt aus den oben genannten Gründen bevorzugt -2,0° < δ < 0°, insbesondere

-1,5° < δ < -0,5°.

Wenn der Winkel δ im vorstehend beschriebenen Bereich liegt, können die Magnetplatten mit Abständen von ca. 5-8 mm integriert sein, die in einer Plattenspeichereinheit hoher Dichte verwendet wird.

Claims

1. Wandlertragvorrichtung (38), gekennzeichnet durch
einen starren Arm (6), der mit einem Zugriffsmechanismus (32) verbunden ist;
eine formsteife tragende Halterung (1), die an dem starren Arm (6) vorgesehen ist und einen elastischen Abschnitt (2) angrenzend an den starren Arm (6) und einen Belastungsarm (3) umfaßt, der vom elastischen Abschnitt (2) ausgeht und dazu dient, das freie Ende an dessen Oberseite mit einer Belastung zu beaufschlagen;
eine am freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) vorgesehene biegsame tragende Halterung (11) mit zwei bieg samen Fingern (13), die sich über die Länge der formsteifen tragenden Halterung (1) erstrecken, einem Querrahmen (15), der die beiden biegsamen Finger (13) über Stufen (14) mit einander verbindet, und eine Befestigungszunge (16), die von dem Rahmen (15) ausgeht, wobei die biegsame tragende Halterung (11) so ausgelegt ist, daß das Ende der biegsamen Finger (13) auf der Seite des starren Arms (16) näher zu der Ebene, die von der Oberfläche der Befestigungszunge (16) gebildet ist, gebracht ist als das Ende auf der Seite der Befestigungszunge (16); und
einen Kraftübertragungsvorsprung (21), der zwischen der formsteifen tragenden Halterung (1) und der Befestigungs zunge (16) der biegsamen tragenden Halterung (11) angeord net ist und dazu dient, eine Belastungskraft auf die Befe stigungszunge (16) von dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) zu übertragen.

2. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame tragende Halterung (11) mit dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) an einem An schlußpunkt (12) verbunden ist und daß die biegsamen Finger (13) von dem Anschlußpunkt (12) in die dem starren Arm (6) entgegengesetzte Richtung verlaufen.

3. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den biegsamen Fingern (13) entgegengesetzt zu dem starren Arm (6) verlaufende Linie relativ zu der von der formsteifen tragenden Halterung (1) ausgehenden Linie näher an die von der Befestigungszunge (16) gebildete Ebene gebracht ist.

4. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame tragende Halterung (11) mit dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) an einem An schlußpunkt (12) verbunden ist und daß die biegsamen Finger (13) von dem Anschlußpunkt (12) in Richtung des starren Arms (6) verlaufen.

5. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den biegsamen Fingern (13) entgegengesetzt zur Richtung des starren Arms (6) verlaufende Linie relativ zu der von der formsteifen tragenden Halterung (1) ausgehenden Linie nahe an die von der Befestigungszunge (16) gebildete Ebene gebracht ist.

6. Wandlertragvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen starren Arm (6), der mit einem Zugriffsmechanismus verbunden ist;
eine formsteife tragende Halterung (1), die an dem starren Arm (6) vorgesehen ist und einen elastischen Abschnitt (2) angrenzend an den starren Arm (6) und einen Belastungsarm (3) umfaßt, der vom elastischen Abschnitt (2) ausgeht und dazu dient, das freie Ende an dessen Oberseite mit einer Belastung zu beaufschlagen;
eine am freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) vorgesehene biegsame tragende Halterung (11) mit zwei bieg samen Fingern (13), die sich über die Länge der formsteifen tragenden Halterung (1) erstrecken, einem Querrahmen (15), der die beiden biegsamen Finger (13) über Stufen (14) mit einander verbindet, und eine Befestigungszunge (16), die von dem Rahmen (15) ausgeht, wobei ein Wandlertragelement (20), das mit der Befestigungszunge (16) und der biegsamen tragenden Halterung (11) verbunden ist, so ausgelegt ist, daß das Ende der biegsamen Finger auf der Seite des starren Arms (6) näher an die von der schwebenden Oberfläche (19) des Wandlertragelements (20) gebildete Ebene als das auf der Seite der Befestigungszunge (16) befindliche Ende ge bracht ist; und
einen Kraftübertragungsvorsprung (21), der zwischen der formsteifen tragenden Halterung (1) und der Befestigungs zunge (16) der biegsamen tragenden Halterung (11) angeord net ist und dazu dient, eine Belastung auf die Befesti gungszunge (16) vom freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) aus zu übertragen.

7. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame tragende Halterung (11) mit dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) an einem An schlußpunkt (12) verbunden ist und daß die biegsamen Finger (13) von dem Anschlußpunkt (12) in die dem starren Arm (6) entgegengesetzte Richtung verlaufen.

8. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von den biegsamen Fingern (13) entgegengesetzt zu dem starren Arm (6) verlaufende Linie relativ zu der von der formsteifen tragenden Halterung (1) ausgehenden Linie näher an die von der schwebenden Oberfläche (19) des Wand lertragelements (20) gebildete Ebene gebracht ist.

9. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame tragende Halterung (11) mit dem freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) an einem An schlußpunkt (12) verbunden ist und daß die biegsamen Finger (13) von dem Anschlußpunkt (12) in Richtung des starren Arms (6) verlaufen.

10. Wandlertragvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den biegsamen Fingern (13) entgegengesetzt zur Richtung des starren Arms (6) verlaufende Linie relativ zu der von der formsteifen tragenden Halterung (1) ausgehenden Linie nahe an die von der schwebenden Oberfläche (19) des Wandlertragelements (20) gebildete Ebene gebracht ist.

11. Plattenspeichereinheit gekennzeichnet durch
eine Mehrzahl Magnetplatten (17) in Form umlaufender Plat ten,
einen Zugriffsmechanismus (32) für einen Zugriffswandler, der zum Einschreiben von Information auf die Magnetplatte (17) und zum Auslesen von Information von dieser dient, und eine Wandlertragvorrichtung (38), die mit dem starren Arm (6) des Zugriffsmechanismus (32) verbunden ist und ein Wandlertragelement (20) trägt, wobei die Wandlertragvor richtung (38) umfaßt:
eine formsteife tragende Halterung (1) mit einem elasti schen Abschnitt (2) angrenzend an den starren Arm (6) und einem vom elastischen Abschnitt (2) ausgehenden Belastungs arm (3) zum Beaufschlagen des freien Endes von dessen Ober seite mit einer Belastung;
eine biegsame tragende Halterung (11), die am freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) vorgesehen ist und die aufweist: zwei biegsame Finger (13), die über die Länge der formsteifen tragenden Halterung (1) verlaufen, einen die beiden biegsamen Finger (13) über Stufen (14) verbin denden Querrahmen (15) und eine vom Querrahmen (15) aus gehende Befestigungszunge (16), wobei ein Wandlertragele ment (20), das mit der Befestigungszunge (16) und der bieg samen tragenden Halterung (11) verbunden ist, so ausgelegt ist, daß das Ende der biegsamen Finger (13) auf der Seite des starren Arms (6) näher an die von der schwebenden Ober fläche (19) des Wandlertragelements (20) gebildete Ebene als das Ende auf der Seite der Befestigungszunge (16) ge bracht ist; und
einen Kraftübertragungsvorsprung (21), der zwischen der formsteifen tragenden Halterung (1) und der Befestigungs zunge (16) der biegsamen tragenden Halterung (11) angeord net ist und dazu dient, vom freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) eine Belastung auf die Befesti gungszunge (16) zu übertragen.

12. Wandlertragvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen starren Arm (6);
eine formsteife tragende Halterung (1), die an dem starren Arm (6) angeordnet ist;
eine am freien Ende der formsteifen tragenden Halterung (1) angeordnete biegsame tragende Halterung (11); und ein Wandlertragelement (20), das mit der biegsamen tragen den Halterung (11) verbunden ist;
wobei die biegsame tragende Halterung (11) so aufgebaut ist, daß bei Beschleunigung oder Abbremsung des Wandler tragelements (20) die Neigungsrichtung infolge einer die biegsame tragende Halterung (11) beaufschlagenden Scher kraft (F _S) zu einer entgegengesetzten Neigungsrichtung, die durch ein auf die biegsame tragende Halterung (11) wirken des Moment (M _G) hervorgerufen ist, wird, wodurch das Schwebungsausmaß (h) des Wandlertragelements (20) verrin gert wird.