Brevet FR2627313A1 — publié le 19890818

Dispositif de suspension et d'entrainement de disques de mémoire d'ordinateur. La présente invention a pour objet un dispositif de suspension et d'entraînement de disques de mémoire d'ordinateur. Les disques durs de mémoire d'ordinateur sont habituellement disposés sur un mandrin monté sur un axe central à l'aide de roulements à billes et entrainé par un moteur électrique extérieur à l'aide d'un accouplement, par exemple par courroie. Outre l'encombrement relativement important dû à la présence d'un moteur électrique d'entraînement séparé du dispositif de suspension proprement dit, le montage classique des disques de mémoire d'ordinateur présente des inconvénients dans la mesure où la densité des pistes d'enregistrement des informations sur les disques reste par construction limitée du fait des erreurs de circularité aléatoires introduites lors de la rotation par les roulements à billes. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre la réalisation d'un dispositif d'entraînement de disques de mémoire d'ordinateur qui soit compact, fiable, précis, adaptable à différentes natures de disque et permette une augmentation de la densité des informations stockées sur un disque. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de suspension et d'entraînement de disques de mémoire d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend un rotor en forme de cloche constituant un blindage magnétique et un support mécanique pour des disques durs de mémoire d'ordinateur fixés sur la face cylindrique externe du rotor et un mandrin central fixe supportant des roulements mécaniques de secours et les stators d'un premier et d'un second paliers magnétiques actifs radiaux, ainsi que le stator d'un moteur électrique disposé entre lesdits premier et second paliers magnétiques actifs radiaux, et en ce que le rotor en forme de cloche porte sur sa face cylindrique interne des armatures feuilletées constituant les armatures rotoriques dudit moteur électrique et desdits premier et second paliers magnétiques actifs radiaux. L'incorporation du moteur électrique d'entraînement à l'intérieur du rotor-cloche de support des disques permet de disposer d'un ensemble compact. Le blindage magnétique réalisé par le rotor-cloche garantit par ailleurs que les informations des disques mémoire ne seront pas affectées par des parasites provenant du moteur électrique ou de la suspension magnétique. La mise en oeuvre d'une suspension magnétique active assure par ailleurs une précision de rotation plus grande et surtout garantit que les défauts résiduels de rotation ne seront pas aléatoires, mais répétitifs, ce qui autorise l'installation de pistes d'enregistrement plus serrées sur les disques sans risque de chevauchement de ces pistes.Par suite, la densité des informations stockées sur les disques peut être accrue de façon significative, quelle que soit la nature du support du disque (par exemple disque magnétique ou à lecture optique). Selon un premier mode de réalisation possible, le dispositif comprend au moins une butée axiale asservie à partir d'au moins un détecteur de la position axiale du rotor et les paliers magnétiques actifs radiaux sont asservis à partir d'au moins deux détecteurs de la position radiale du rotor. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue en élévation avec demi-coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de support et d'entraînement de disques de mémoire d'ordinateur selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en élévation, à échelle réduite, de l'ensemble du dispositif de la figure 1, le boîtier extérieur ayant été ôté, et - la figure 3 représente une vue en élévation avec demicoupe axiale d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On voit sur la figure 1 un dispositif de support et d'en traînement en rotation de disques 31 de mémoire d'ordinateur, tels que par exemple des disques durs de type magnétique, lequel dispositif comprend un carter extérieur 13 de protection des disques, dont seule une moitié est représentée sur la partie en coupe de la figure 1. Le carter extérieur fixe 13 est lui-même monté sur un support central fixe 1. Le support central fixe 1 supporte les stators 61, 62 et 71, 72 de deux paliers magnétiques radiaux 60, 70, ainsi que le stator 51, 52 d'un moteur électrique 50 d'entraînement en rotation d'un rotor 20 en forme de cloche. Le support central fixe 1 supporte en outre deux roulements à bille 14, 15 de secours qui ne jouent un rôle de support du rotor 20 que lorsque la suspension magnétique n'est pas en service ou subit une défailance. Le jeu des roulements 14, 15 est ainsi de l'ordre de la moitié de l'entrefer des paliers magnétiques 60, 70. Le rotor 20 en forme de cloche présente une face frontale 23 et une paroi latérale cylindrique sur la face extérieure 25 de laquelle sont montés les disques 31 de mémoire. La face interne de la paroi latérale cylindrique du rotor 20 porte les armatures rotoriques 63, 73 des paliers magnétiques radiaux 60, 70 ainsi que l'armature rotorique 53 du moteur électrique 50. Ces armatures rotoriques 63, 73, 53 ainsi que la carcasse 61, 71, 51 des stators des paliers 60, 70 et du moteur 50 sont réalisées en matériau ferromagnétique feuilleté. Sur la figure 1, les références 62, 72, 52 désignent les enroulements de stator des paliers magnétiques 60, 70 et du moteur électrique 50. On a représenté sur la figure 1 des paliers magnétiques actifs 60, 70 de type biconique, c'est à dire dont les faces délimitant les entrefers des deux paliers magnétiques 60, 70 sont inclinées par rapport à l'axe du rotor 20. Chacun des paliers magnétiques 60, 70 combine ainsi des actions radiales et axiales de sorte que le montage peut être compact et qu'il n'est pas nécessaire de disposer de butée axiale supplémentaire. Chacun des paliers magnétiques actifs 60, 70 est asservi par des circuits électroniques qui reçoivent des informations de capteurs de déplacement 80, 90, 100 prévus pour mesurer les déplacements radiaux (capteurs 80, 90) ou axiaux (capteur 100) du rotor 20 par rapport au support central fixe 1, et adaptant en permanence l'intensité du courant appliqué aux enroulements 62, 72, des électro-aimants de stator des paliers magnétiques 60, 70 en vue de maintenir le rotor 20 dans une position de rotation stable, quels que soient les efforts mécaniques exercés. Les circuits d'asservissement des paliers magnétiques 60, 70 sont classiques et n'ont pas été représentés sur les dessins.Les lignes de liaison entre d'une part les capteurs 80, 90, 100 et les enroulements de stator 62, 72 des paliers magnétiques 60, 70 et d'autre part les circuits d'asservissement sont disposées dans le canal central Il pratiqué dans le support central 1 et dans la gaine 10 qui prolonge le canal Il et se termine par une borne 12 de raccordement aux circuits électroniques de commande qui peuvent ainsi être délocalisés par rapport au dispositif de support de disques. Les fils d'alimentation des enroulements de stator 52 du moteur 50 pouvant également être disposés dans le canal 11 et la gaine 10. Les disques de mémoire d'ordinateur 31 munis d'une ouverture centrale sont engagés autour du rotor 20 et fixés sur celui-ci. Un épaulement 21 et une couronne amovible 22 venant se rapporter contre la face frontale 23 du rotor 20 en forme de cloche servent de butées pour les disques 31 lors de leur positionnement. On a représenté de façon schématique un ensemble 40 de deux têtes de lecture 41, 42 positionnées de part et d'autre d'un disque 31. Ces têtes de lecture 41, 42 peuvent présenter une configuration tout à fait classique et la présence d'une suspension magnétique n'impose pas de modification dans la structure de ces têtes de lecture 41, 42. On notera toutefois que la mise en oeuvre d'une suspension magnétique non seulement permet d'augmenter la précision de la rotation du rotor 20 par rapport au support central fixe 1, mais encore garantit que les défauts de circularité résiduels lors de la rotation du rotor 20, dûs à des défauts de circularité des anneaux de référence 83, 93, 103 solidaires du rotor 20 et coopérant avec les détecteurs de position 80, 90, 100, sont répétés de façon rigoureusement identique à chaque rotation du rotor 20.Par suite, les pistes d'enregistrement des informations sur les disques 31 peuvent être très voisines les unes des autres sans risques de se chevaucher puisque à chaque tour effectué par le rotor 20, le trajet est rigoureusement identique, même s'il n'est pas parfaitement circulaire. La mise en oeuvre d'une suspension magnétique active permet ainsi d'augmenter la densité de stockage des informations sur chaque disque 31, sans apporter de perturbation si le disque est de type magnétique dans la mesure où le rotor 20 en forme de cloche réalise un blindage magnétique entre l'espace interne dans lequel sont situés les paliers magnétiques 60, 70, le moteur d'entraînement 50 et les détecteurs 80, 90, 100, et l'espace externe comprenant les disques 31 porteurs d'informations.Par ailleurs, la vitesse de rotation des disques peut être plus élevée qu'avec une suspension à roulements à billes de sorte que le temps d'accès aux informations peut être réduit de façon significative. La figure 3 concerne une variante de réalisation du dispositif de support de disques selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, pour lequel les éléments similaires portent les mêmes numéros de référence que sur la figure 1, les'paliers magnétiques actifs 60, 70 sont de type cylindrique et non conique et exercent ainsi une action que dans le sens radial. Ces paliers radiaux 60, 70 ne sont donc asservis qu'à partir des signaux fournis par les détecteurs radiaux 80, 90, Dans le sens axial, deux butées magnétiques actives 65, 75 situées au niveau des faces frontales d'extrémité du rotor 20, assurent le positionnement du rotor 20, et donc des disques 31, à partir des informations fournies par le détecteur axial 100. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension et d'entraînement de disques de mémoire d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend un rotor (20) en forme de cloche constituant un blindage magnétique et un support mécanique pour des disques durs de mémoire d'ordinateur fixés sur la face cylindrique externe (25) du rotor (20) et un mandrin central fixe (1) supportant des roulements mécaniques de secours (14, 15) et les stators (61, 62; 71, 72) d'un premier et d'un second paliers magnétiques actifs radiaux (60, 70), ainsi que le stator (51, 52) d'un moteur électrique (50) disposé entre lesdits premier et second paliers magnétiques actifs radiaux (60, 70), et en ce que le rotor (20) en forme de cloche porte sur sa face cylindrique interne des armatures feuilletées (53, 63, 73) constituant les armatures rotoriques dudit moteur électrique (50) et desdits premier et second paliers magnétiques actifs radiaux (60, 70). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second paliers magnétiques radiaux (60, 70) sont de type biconique et sont asservis à partir d'au moins deux détecteurs (80, 90) de la position radiale du rotor (20) et d'au moins un détecteur (100) de la position axiale du rotor (20). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une butée axiale (65, 75) asservie à partir d'au moins un détecteur (100) de la position axiale du rotor (20) et en ce que les paliers magnétiques actifs radiaux (60, 70) sont asservis à partir d'au moins deux détecteurs (80, 90) de la position radiale du rotor (20). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est appliqué au support de disques (31) de mémoire optique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est appliqué au support de disques (31) de mémoire magnétique.