CN101526418B - 振动特性计测装置 - Google Patents

Abstract

一种振动特性计测装置(10)设有：施振器(31)，该施振器(31)包括沿轴线(X)往复运动的施振部(30)；和安装块(40)，该安装块(40)固接于施振部(30)的安装表面(32)。在安装块(40)上安装有盘驱动悬架(11)。安装块(40)具有面向施振部(30)的安装表面(32)的面向表面(70)。在安装表面(32)和安装块(40)的面向表面(70)之间设置由树脂带形成的粘合部(80)。粘合件(80)根据安装表面(32)和面向表面(70)之间的间隙而可变形。粘合件(80)无间隙地与安装表面(32)和面向表面(70)两者紧密接触。

Description

振动特性计测装置

技术领域

本发明涉及适于计测例如盘驱动器悬架的振动特性的振动特性计测装置。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)已知为用来访问存储在转动中的磁盘内的数据的装置。HDD使用盘驱动悬架(下文中简称为悬架)。浮块被设置在悬架的远端部。浮块设有用来读或写数据的换能器。

振动特性计测装置用来分析悬架的振动特性。如例如KOKAI公报第2007-192735号的日本专利申请(专利文献1)中描述的那样，振动特性计测装置设有激光多普勒振动计(LDV)。专利文献1中披露的计测装置包括施振器和金属安装块。施振器包括由驱动器作往复运动的施振部。安装块固定于施振部的安装表面。安装块通过螺接件固接于施振部的安装表面。所要计测的悬架被安装在安装块上。

悬架安装在安装块上。此外，安装块通过螺接件固定于施振器的施振部。当安装块在该状态下通过施振器以预定频率摇动时，悬架振动。悬架的浮块等的振动由LDV检测出。在某些情形下，可通过以这种方式获得的测得波形来表现出振动模式。

图25示出传统振动特性计测装置的安装块的频率响应特性(传递函数)。图26示出附连于该安装块的悬架的浮块的频率响应特性。在图25和26中，横坐标和纵坐标分别表示频率和增益(等效于振幅)。在图25和26中，波形在特定频率(例如26kHz)附近被严重地干扰。

波形干扰是由归因于安装块共振的振动模式引起的。如果振动模式M出现在安装块的测得波形中，如图25所示，振动模式M’也会出现在悬架的测得波形中，如图26所示。这些振动模式妨碍了悬架振动特性的分析。因此，希望防止安装块的振动模式出现在悬架的测得波形中。

发明内容

本发明提供一种能够抑制安装块的振动模式出现在测得波形中的振动特性计测装置。

本发明是一种振动特性计测装置，它包括：施振器，该施振器包括沿一轴线往复运动的施振部；安装块，该安装块通过固定件沿该轴线固接于施振部的安装表面并包括配置成安装有盘驱动悬架的工件安装部；以及传感器，该传感器检测安装在工件安装部上的悬架的振动。在该计测装置中，安装块具有面向施振部安装表面的面向表面。计测装置包括粘合件，该粘合件在夹在安装表面和面向表面之间时可变形，并在安装块通过固定件固接于安装表面的情况下无间隙地紧密地接触安装表面和面向表面。根据这种结构布置，可防止安装块的振动模式影响悬架的测得波形，从而可以更准确地分析出悬架的振动特性能。

在本发明的较佳方面，安装块的面向表面是方形的，而粘合件由涂覆粘合剂的树脂带形成，该树脂带粘贴于面向表面的四个角的附近(或四个角的内侧)。粘合件可由树脂带形成，该树脂带熔接于面向表面的四个角的附近(或四个角的内侧)。在本发明的另一方面，粘合件由涂覆于安装块的面向表面的油脂形成。在本发明的另一方面，沿轴线延伸的通孔开设于安装块的面向表面的中心，用作固定件的阳螺接件插入通孔，而安装块通过阳螺接件固接于施振部的安装表面。

本发明的其它目的和优点将在下面的说明中展开，其一部分将从说明书中清楚得出，或可从本发明的实践中获知。本发明的目的和优点可藉由下文中具体指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

包含于此并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与前面给出的一般说明和下面给出的实施例的详细说明一起，用来解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明第一实施例的振动特性计测装置的一部分的平面图；

图2是图1所示振动特性计测装置在从施振器拆除安装块的状态下的分解立体图；

图3是图2所示安装块的后视图；

图4是示出图2所示安装块的频率响应特性的图；

图5是示出附连于图2所示安装块的悬架的频率响应特性的图；

图6是示出根据本发明第二实施例的安装块的频率响应特性的图；

图7是根据本发明第三实施例的安装块的后视图；

图8是示出图7所示安装块的频率响应特性的图；

图9是第一比较例的安装块的后视图；

图10是示出图9所示安装块的频率响应特性的图；

图11是第二比较例的安装块的后视图；

图12是示出图11所示安装块的频率响应特性的图；

图13是第三比较例的安装块的后视图；

图14是示出图13所示安装块的频率响应特性的图；

图15是第四比较例的安装块的后视图；

图16是示出图15所示安装块的频率响应特性的图；

图17是第五比较例的安装块的后视图；

图18是示出图17所示安装块的频率响应特性的图；

图19是第六比较例的安装块的后视图；

图20是示出图19所示安装块的频率响应特性的图；

图21是第七比较例的安装块的后视图；

图22是示出图21所示安装块的频率响应特性的图；

图23是第八比较例的安装块的后视图；

图24是示出图23所示安装块的频率响应特性的图；

图25是示出传统振动特性计测装置的安装块的频率响应特性的图；以及

图26是示出附连于传统安装块的悬架的频率响应特性的图。

具体实施方式

下面参照图1-5阐述本发明的第一实施例。

图1所示的振动特性计测装置10用来计测盘驱动器悬架(下文中简称为悬架)11的振动特性。它也可计测悬架11以外的任何工件的振动特性。

图2示出悬架11作为工件的一个例子。该悬架11设有含基板的基部20、固定于基部20的负载梁21、叠置在负载梁21上的弯曲部22、安装于弯曲部22远端部分的浮块24等。

振动特性计测装置10包括施振器31、安装块40、第一传感器41、第二传感器42和盘45。它还包括例如FFT分析器的分析部46以及使用个人计算机等的控制部47。施振器31包括可沿轴线X移动的施振部30。安装块40固定于施振部30远端的安装表面32。控制部47连接于能够显示测得波形等的显示部48以及输出计测结果等的打印部49。盘45通过电动机(未示出)绕垂直轴线转动。

第一和第二传感器41、42例如为激光多普勒振动计(LDV)。第一传感器41检测安装块40的振动并将其检测信号输出至分析部46。第二传感器42经由镜50检测悬架11的浮块24的振动并将其检测信号输出至分析部46。

施振器31包括致动器60(典型地示出于图1中)。致动器60使施振部30沿轴线X往复运动。致动器60由例如可受控制部47控制的音圈构成。致动器60以一预定的合需振动频率驱动施振部30。施振部30的安装表面32为平面形状。安装表面32设有一对定位销61。销61水平凸出并沿轴线X延伸。

安装块40由金属制成，例如不锈钢或钛合金。安装块40具有面向施振部30的安装表面32的面向表面70。如图3所示，面向表面70为方的(或矩形的)平面形状。工件安装部71形成在安装块40的下表面上。悬架11的基部20通过螺接件72固定于工件安装部71。

安装块40形成有沿轴线X延伸的通孔75。销插入孔76各自形成在通孔75的相对两侧。定位销61各自沿轴线X插入销插入孔76。作为固定件的一个例子的阳螺接件(螺栓)77插入安装块40的通孔75。阳螺接件77插入通孔75，且其远端部拧入施振部30的螺纹孔78。安装块40通过阳螺接件77沿轴线X固接于施振部30的安装表面32。

图3所示的粘合件80插设在施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间。每个粘合件80的一个例子是厚度约50μm的涂覆有粘合剂的聚酰亚胺树脂带。粘合件80各自附连于安装块40的面向表面70的四个角附近(或四个角内侧)。具体地说，这四个粘合件40的位置相对于通孔75不管是纵向还是横向都对称而能取得良好的平衡。热塑性树脂带可用作粘合件80。如果被加热和熔化，这些树脂带可附着于安装表面32的四个角附近。

粘合件80插设在施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间。安装块40通过阳螺接件77固定于施振部30。因此，粘合件80沿其厚度在安装表面32和面向表面70之间受到包夹和压缩。当粘合件80根据施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间的间隙而变形时，它们能无间隙地紧密接触安装表面32和面向表面70。

下面是振动特性计测装置10的操作的阐述。

施振器31的施振部30通过致动器60以要求频率沿轴线X振动。该振动通过安装块40传递至悬架11。因此，悬架11沿轴线X振动，同时浮块24横向振动。

安装块40的振动由第一传感器41测得。浮块24的振动由第二传感器42测得。从传感器41和42输出的信号被送至分析部46并由分析部46处理。例如图4所示的测得波形可通过该处理获得。该波形代表与频率响应特性相关联的传递函数。该波形由显示部48或打印部49显示。代表每个频率的相位变化的测得波形(未示出)也可基于从传感器41、42输出的信号而获得。

图4代表安装块40的频率响应特性。图5代表浮块24的频率响应特性。在本实施例中，前述粘合件80被插设在施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间。因此，安装块40的测得波形(图4所示)基本为平坦的并且不受到显著的干扰。另外，如图5所示，浮块24的测得波形不包括安装块的振动模式。因此，能够更准确地分析悬架11的振动。

另一方面，图25和26所示传统测得波形包括安装块的振动模式M’。由于妨碍悬架振动的准确分析，该振动模式M’是不理想的。

图6示出根据本发明第二实施例的安装块的频率响应特性。在该实施例中，每个粘合件80使用厚度约50μm的基于再生纤维素薄膜的涂覆粘合剂的树脂带(Cellotape，商标)。如图3所示，这些树脂带各自附连于安装块40的面向表面70的四个角的附近。其它结构与第一实施例的结构相同。图6示出根据第二实施例的频率响应特性。所示波形基本为平坦的并不受到显著的干扰。

图7示出根据本发明第三实施例的安装块40。在本实施例中，由油脂形成的粘合件81被涂覆于安装块40的面向表面70的基本整个区域。其它结构与第一实施例的结构相同。油脂或称粘合件81根据施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间的间隙而流动。因此，粘合件81可无间隙地紧密接触安装表面32和面向表面70。图8示出根据第三实施例的频率响应特性。所示波形基本平坦且不受到显著的干扰。除油脂以外的任何其它油可用作粘合件81。

图9示出第一比较例的安装块40’。安装块40’不设有任何粘合件。金属安装块40’与施振部30的安装表面32直接接触。其它结构与第一实施例的结构相同。图10示出安装块40’的频率响应特性，该频率响应特性在21kHz附近包括振动模式。

图11示出第二比较例的安装块90。通过机加工在安装块90的面向表面91的四个角处形成50μm高的凸起92。在这种情形下，金属凸起92直接接触施振部30的安装表面32。其它结构与第一实施例的结构相同。图12示出安装块90的频率响应特性，该频率响应特性包括在20kHz附近的振动模式。

图13示出第三比较例的安装块100。在安装块100的面向表面101上的左面和右面两个位置各自设有15μm厚的不锈钢垫片102。安装块100固定于安装表面32且垫片102位于两者之间。其它结构与第一实施例的结构相同。图14示出安装块100的频率响应特性，该频率响应特性在20和22kHz附近包括振动模式。

图15示出第四比较例的安装块110。两个50μm厚的聚酰亚胺树脂带112各自设置在安装块110的面向表面111的上部和下部。其它结构与第一实施例的结构相同。图16示出安装块110的频率响应特性，该频率响应特性在16-21kHz的范围附近具有振动模式。

图17示出第五比较例的安装块120。在安装块120的面向表面121上设有三个50μm厚的聚酰亚胺树脂带112，一个设置在其一个上部而另外两个设置在两个下部。其它结构与第一实施例的结构相同。图18示出安装块120的频率响应特性，该频率响应特性表现为大范围受干扰的波形。

图19示出第六比较例的安装块130。两个50μm厚的聚酰亚胺树脂带112各自设置在安装块130的面向表面131的两个上部。其它结构与第一实施例的结构相同。图20示出安装块130的频率响应特性，该频率响应特性在18kHz附近包括振动模式。

图21示出第七比较例的安装块140。在安装块140的面向表面141上设有三个50μm厚的聚酰亚胺树脂带112，一个设置在其一个下部而另外两个设置在两个上部。其它结构与第一实施例的结构相同。图22示出安装块140的频率响应特性，该频率响应特性表现为大范围受干扰的波形。

图23示出第八比较例的安装块150。在安装块150的面向表面151的四个角部之一(阴影线部分)上设有两个50μm厚的聚酰亚胺树脂带112。在剩下的三个角部各设置同样的树脂带112。其它结构与第一实施例的结构相同。图24示出安装块150的频率响应特性，该频率响应特性表现为大范围受干扰的波形。

基于本发明的第一至第三实施例以及上述第一至第八比较例，可获得下面的结构可有效抑制安装块40的振动模式出现在测得波形中的认识。具体地说，均一厚度的粘合件80被设置在施振部30的安装表面32和安装块40的面向表面70之间。另外，粘合件80相对于阳螺接件77所插入的通孔75不管是纵向还是横向都对称在位置上能取得良好的平衡。

或者，由涂覆粘合剂的树脂带构成的粘合件可设置在安装块40的面向表面70的整个区域上。此外，在高频范围内(例如1kHz或更高)基本表现为固体的材料(例如粘弹性材料)可用作粘合件。

还发现，如果使用由油(例如油脂)形成的粘合件81代替带状粘合件80，可获得同样的效果。然而，无法容易地将油整齐地涂覆于安装表面32或面向表面70，并且有时油会粘附并弄脏所要涂覆部分的周围环境或弄脏工作人员的手指。因此，使用带状粘合件80是较好的。

在实现本发明时，要理解安装块、粘合件等以及施振器的具体结构、形状、布局等可变化或修改，而不脱离本发明的范围或精神。

本领域内技术人员可轻易地得出附加的优点和修改。因此，本发明从其更宽泛的方面不局限于本文所示和所述的具体细节和代表性实施例。因此，可作出各种修改而不脱离如所附权利要求书及其等效物定义的一般创新概念的精神或范围。

Claims (2)

1.一种振动特性计测装置（10），其特征在于，包括：

施振器（31），所述施振器（31）包括沿轴线（X）往复运动的施振部（30）；

安装块（40），所述安装块（40）沿所述轴线（X）通过固定件（77）固接于所述施振部（30）的安装表面（32）并包括配置成安装有盘驱动悬架（11）的工件安装部（71）；以及

传感器（41、42），所述传感器（41、42）检测安装在所述工件安装部（71）上的所述悬架（11）的振动；

所述安装块（40）具有面向所述施振部（30）的安装表面（32）的面向表面（70），所述面向表面是方形的，所述安装块具有在所述面向表面（70）的中心开设的沿所述轴线（X）延伸的通孔（75）；

所述计测装置包括涂覆粘合剂的、均一厚度的树脂带，所述树脂带附连于所述面向表面（70）的四个角的附近，且在相对于所述通孔（75）纵向和横向都对称的位置上，用作所述固定件（77）的阳螺接件插入所述通孔（75），而所述安装块（40）通过所述固定件（77）固接于所述安装表面（32），所述树脂带在被夹在所述安装表面（32）和所述面向表面（70）之间时可变形，并在所述安装块（40）通过所述固定件（77）固接于所述安装表面（32）的情况下无间隙地紧密地接触所述安装表面（32）和所述面向表面（70）。

2.一种振动特性计测装置（10），其特征在于，包括：

施振器（31），所述施振器（31）包括沿轴线（X）往复运动的施振部（30）；

安装块（40），所述安装块（40）沿所述轴线（X）通过固定件（77）固接于所述施振部（30）的安装表面（32）并包括配置成安装有盘驱动悬架（11）的工件安装部（71）；以及

传感器（41、42），所述传感器（41、42）检测安装在所述工件安装部（71）上的所述悬架（11）的振动；

所述安装块（40）具有面向所述施振部（30）的安装表面（32）的面向表面（70），所述面向表面是方形的，所述安装块具有在所述面向表面（70）的中心开设的沿所述轴线（X）延伸的通孔（75）

所述计测装置包括均一厚度的热塑性树脂带，所述树脂带附连于所述面向表面（70）的四个角的附近，且在相对于所述通孔（75）纵向和横向都对称的位置上，用作所述固定件（77）的阳螺接件插入所述通孔（75），而所述安装块（40）通过所述固定件（77）固接于所述安装表面（32），所述树脂带在被夹在所述安装表面（32）和所述面向表面（70）之间时可变形，并在所述安装块（40）通过所述固定件（77）固接于所述安装表面（32）的情况下无间隙地紧密地接触所述安装表面（32）和所述面向表面（70）。

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