CN1046409A - 组装磁盘存储器的方法 - Google Patents

Abstract

本方法包括：在将一个预先组装好的传动机构组件和磁盘组组件连接到一个公共底座以前，先将它们进行并合。测定传动机构组件和磁盘组组件的相对轴向位置，并进行调整将带有压缩过的悬架的磁头臂与磁盘之间的空间对准。一经对准便可将该两个组件一同移动并放松磁头。

Description

本发明涉及磁盘存储器及其组装。

磁盘存储器组装中关键性的步骤是并合工序，在这一工序中读/写头首先安装在一个磁头定位传动机构上以后与磁盘组相并合。传统上，这一工序是在磁盘组件与传动机构组件安装在一个公共的底座铸件上以后进行的。这一并合工序要求在弹性磁头悬架压缩的情形下在磁盘组的周边外面预先定位磁头。这就能使它们进入磁盘之间的空间而在那里松开悬架，从而使磁头接触磁盘。在这一工序中精密的磁头和磁盘表面受到损坏的危险性是很高的。

当底座铸件並不限制进出和接近，精心设计的组装工具可用于小心地控制并合工序。在GB2196924A专利文件中展示了这样一个系统，用于具有相对平坦的底座铸件和使用旋转传动机构的磁盘存储器。

在某些磁盘存储器中，具有包围着磁盘的较高侧壁的底座铸件限制了在组装时组件在并合的关键位置上对磁头和磁盘的接近。这样的一种磁盘存储器展示在美国专利4661729文件中。虽然在该专利文件中没有说明，在各为“磁头装/卸机构”的文章（作者：C.M.拉西与R.R.纽曼，IBMTDB31卷2号，1988年7月P，231）描述了一种专用工具，在这种磁盘存储器的磁头并合实施中是必要的。

磁盘存储器设计中的最新趋势是提供全面围住的铸件，它们或者可以像蛤壳似地分开或者采用取开口盒子的形式，其开口的侧面被磁盘组在其轴向上所复盖。后者的结构非常牢固。这一点结合其固有的对称性，较传统的磁头定位伺服系统的情况可达到更高的磁道密度。在Ep0222932A1文件中说明了这种存储器的一个例子。虽然在该文件中並未讨论磁头/磁盘的并合问题，但是在实践中要做到这一点只能将底座铸件设计成具有切掉的侧面而使磁盘组只被上下凸缘所支持。在并合的位置上对磁头与磁盘的受限接近有可能通过切掉的侧面区域和磁盘组达到。

盒式底座铸件的其他例子在JP56-169271A和GE0151259A文件中披露，前一文件（摘要）並未示出传动机构组件或者它是如何与磁盘并合的，但磁盘组中比较少的磁盘数量使得能够通过盘间空间接近磁头。后一文件示出了一个旋转臂转动传动机构，该传动机构与磁盘组旋转轴装在盒式铸件的同一侧，这便提供了对磁头/磁盘界面较大的可接近性。在使用线性传动机构时这种选择是得不到的。尽管具有某些优点，与径向地安装在磁盘组组件的一个对称平面上的线性传动机构相比，旋转臂转动传动机构是本质上不对称的，並且使用转动传动机构的定位环路具有较低的带宽。

在对磁头磁盘界面的接近受到底座铸件的限制的场合下，在存储器组装工艺中，先有的技术不能提供一种满意的磁头与磁盘并合方法。

为此，本发明提供组装下述类型磁盘存储器的一种方法，其中，信息是用气浮磁头记录或者读自转动中的一组磁盘的，磁头是由磁头臂组中的弹性悬架支持的並由一个传动机构定位在磁盘上选定的磁道上，磁头臂组安装在传动机构上构成一个传动机构组件，磁盘组与传动机构组件都安装在一个共同的底座上，本方法包括下述步骤：预先组装这样一个磁盘组组件和这样一个传动机构组件;暂时压缩传动机构组件的磁头悬架;暂时将预先组装好的传动机构组件与磁盘组组件进行支承以便彼此相对移动;在平行于磁盘旋转轴的方向上测定並调整传动机构组件与磁盘组组件的相对位置使得被压缩的磁头对准磁盘之间的空间;以相对移动并合传动机构组件与磁盘组使所述磁头进入磁盘之间的空间;放松磁头使之接触磁盘表面;将共同底座在其最后产品的位置上与并合后的磁盘组与传动机构组件对准;将共同底座、传动机构组件与磁盘组组件固定在一起。

虽然本发明最常用于具有盒式框架底座和线性传动机构的磁盘存储器，但也可用于任何形状的底座或任何型式的传动机构只要在磁盘组和传动机构组件并合以后可将底座设置在它们上面並与它们对准。

虽然，最好是，传动机构与磁盘组的位置测量便足以使该两个组件的相对位置得以调整，但在超过容许偏差的情况下也可应用在一个共同的磁头臂上分别设置各对磁头的方法。

在较佳方法中，磁盘组组件的支持使之能在所述并合步骤以后自由转动，该方法包括下述附加的步骤，在放松磁头组在对准並固定共底座之前，转动磁盘组並以使磁头在磁盘上写入和读回测试信号来对磁头和磁盘进行检测。

不考虑存储的类型与机械并合问题，这一方法具有减少废品率和返工要求的优点，由于出现故障的磁头或磁盘在它们组装成最终产品以前可以得到识别並容易地加以更换。

当磁盘存储器是具有盒式框架形状的共同底座的类型而该底座至少有一个开放的侧面套装在磁盘组件上並局部地封闭磁盘组件，本方法最好包括下述步骤，将盒式框架放置在一个固定的支承臂上，预先组装好的传动机构组件暂时地固定支承在盒式框架前面的支承臂上;将磁盘组向固定地支承着的传动机构组件移动以实现所述并合步骤，並将盒式框架沿支承臂移动到传动机构组件的上方和磁盘组组件的局部上方以实行它们之间的所述对准。

当然这只有当传动机构组件小于因而不致阻碍盒式框架才能实行。

当磁盘存储器在磁盘组内也具存一个内部电机和中心静止轴时，最方便的固定方法是将框架用螺栓固定在轴的相对端上。

如果在组装完成以前这种存储器是允许转动时，例如为了检测目的，为了转动最好将磁盘组组件支承在与轴端相接触的顶针上。然后磁盘组必须以其轮毂部份支承並将顶针抽去使盒式框架能够用螺栓固定在轴上。另一种选择是起初将磁盘组支承在定位圈上，插入顶针将它顶起。

虽然，移动传动机构组件和磁盘组组件中的一个或两个同时移动可以实现并合，而且这种移动可以是直线的也可以是弧形的，但最好是将磁盘组组件暂时支承在一个框轴支承装置上，它能够转动将磁盘组向一个固定的传动机构组件移动。

按照本发明的组装方法使磁盘存储器的设计可以做到包含一个在两端开口的盒式框架形式的公共底座;包括一个具有一静止中心轴的内部电机，一个可转动的轮毂，以及按照在所述轮毂上与之一起转动的一组磁盘的磁盘组子组件，磁盘组子组件受跨越盒式框架一个开口端的静止轴的支持使得框架包围並封闭一半以上的磁盘组子组件;以及一个包括安装在所述盒式框架相对开口端中的读/写头的线性传动机构组件。

由于磁盘组子组件安装在並被包围在一个更彻底的单件金属底座中，从而可以达到比先有技术设计更大的强度、刚度和对称性。以这样一种结构，由于热和振动而导致的磁头对磁道的错误对准可大为减少。

此外，对于给定的外形因素的一个磁头/磁盘组件可以组装更多片磁盘，每片具有最大可能面积以提高磁盘存储器的总体容量。

本发明将只用示例的方法参照附图进行说明，其中：

图1是要根据本发明的方法组装的一个磁盘存储器的部件分解图;

图2是组装状态中的图1的磁盘存储器的局部剖视图;

图3是图1中所示的底座铸件的开口面的正视图;

图4是根据本发明的方法所用的磁头箝制设备的侧视图;

图5是与根据本发明的方法相一致的组装图1与图2中的磁盘存储器的设备的侧立面图;

图6示出了图3中的设备，为了清楚起见去掉了一些部分，並且带有定位就绪准备组装的图1中所示的部件;

图7是在磁盘存储器的磁盘与传动机构组件并合前，图6的磁盘存储器部件与设备的平面图;

图8是磁盘存储器组装操作完成后，图4中的设备的另一个侧立面图。

如图1、2和3中所示，要组装的磁盘存储器由三个主要部件组成：一个底座铸件10、一个磁盘组组件11、和一个传动机构组件12。传动机构组件12包括一个磁头臂架13，携带磁性读/写头17用于向磁盘或从磁盘传输信息。在传动机构组件12与磁盘组组件11之间是一个过滤件14。一个磁盘盖铸件15和一个传动机构盖铸件16以及必要的垫圈完成磁盘存储器磁头/磁盘组件（或称HDA）。如图2中更详细地表示，磁盘组组件11由一组被隔离块21所分隔並被磁盘夹持器22全部夹持在一台毂内电机（in-hub    mofor）24的凸缘23上的磁盘20组成。电机毂盘上装有转子磁铁25並在轴承26上围绕安装在静止轴30上的中心定子组件旋转。底座铸件10以两个轴螺栓31与32拧固在轴30上，这些螺栓由一个用于精密对准的螺桩部分和一个刻有螺纹的部分组成。

传动机构组件12包括一台传系的直线音圈电机，由一个可动音圈与滑架（未示出）组成，在它上面安装磁头臂架13，以及一个磁铁组件用于产生通过一个内部环形空隙的磁力线，音圈便位于该空隙中。磁铁组件包括4个永久磁铁段33以及一个软磁通回路，它的一部分可在图1与图2中作为面板34看到。

磁头臂架13包括安装在弹性绕性构件28上的若干磁头27，构件28将磁头压向与之对应的磁盘20相接触。一对对的磁头与绕性构件背对背地装在公共的刚性磁头臂部件上，该部件又安装在传动机构滑架上。

图3中示出了底座铸件10的正视图。在底座铸件中有4个角凸缘35，传动机构组件是通过面板上对应角上的4个孔36用螺栓固定在底座上的。过滤器组件14，也位于底座铸件10中，通过底座铸件顶部的两个孔37用螺栓固定在底座上。

图1与2中所示的磁盘存储器的结构是非常紧固和对称的。这便保证了作为在磁头定位在磁盘上的磁道上的过程中非重复性错误的根源的热效应和振动效应的极小化。从而可以达到比传统的磁道跟踪伺服系统的性能中所能达到的更高的磁道密度。本设计的强度来自底座铸件10的盒式框架形状和它包围並支持磁盘组组件11与传动机构组件12的范围大小。部分强度也来自轮毂内电机24的静止轴30，该电机复盖了盒式铸件的大部分开口侧面並通过铸件中的孔38用螺栓坚固地固定在铸件上。

传统的磁盘存储器组装方法，其中在将传动机构定位在底座铸件上以前先将磁盘组用螺栓固定在底座铸件上，不能用于存储器的这一设计。这是因为在磁头13与磁盘组11中的磁盘并合时，底座铸件本身阻碍了对磁头13的接近。在并合以前，磁头必须先行压缩，即安装磁头的弹性悬架必须压缩到一起使各对磁头与磁盘共面並能进入盘间空间。当磁头已经进入盘间空间以后，悬架必须放松使磁头与邻接磁盘的表面进入弹性接触。并合操作一般需要极大的手工技巧或灵巧地使用工具而且在这两种情况下当磁头接近磁盘组的边缘时都需要接近磁头。

在本发明的情况中，在预先组装好的传动机构组件中，各对磁头是用图4中所示的梳子形工具29暂时压缩的。它是从侧面轻轻地移动到悬架28上将磁头的偏置弹簧压缩使各对磁头能不受磁盘边缘的阻碍地进入盘间空间。虽然磁头压缩工具29比较简单，但一旦传动机构组件进入底座铸件10中间以后，便无法对它进行操纵並将它取出。

图5至8中的设备以容许磁盘组组件11与传动机构组件12在它们安装到底座铸件10上之前进行并合来克服上述困难。图5示出了不带任何在位的磁盘存储器部件的制造组装设备。它包括一个支承架50和向上的柱51，在其顶部有一个水平的悬臂固定臂52。底座铸件10首先在尼龙滑道上滑动到臂52的后面，如图6所示。臂52上装有一个气缸53，它操作两个夹头54。这两个夹头用于在臂的一端夹住已装上磁头臂架13的传动机构组件12。

图5中的设备的其余部分用于支承和调整磁盘组组件11的位置。起初，磁盘组11是放置在一个内曲拐61一端的一个V形槽60中的。曲拐61连同一个外曲拐62绕轴63转动。内曲拐的相对端可被一个气缸65所移动将磁盘组11沿一条弧线向传动机构组件移动。对这一运动的精密控制是由凸轮67所操作的另一个连接件66所实行的。

整个双曲拐组件安装在一个滑块70上以在平行于磁盘轴的方向上移动。这一运动受接连在一个导向螺丝（图中未示出）上的一个旋纽71控制。

在图7中可以更清楚地看到，在磁盘组没有进行任何运动以前，它被从V形槽60中转移到一对顶针80和81上，它们是受气缸82和83的驱动接触轴30的两端的。当顶针接触轴30的两端后，它们将磁盘组11举起离开V形槽60从而使磁盘组能够自由转动。然后启动气缸65摆动支承在顶针80和81上的磁盘组11自动地紧密靠近磁头臂架13，这时磁头是从传动机构12中充分伸出的。

现在用探针84与85测定磁盘组与磁头臂架在轴向上的相对位置。探针84与85分别由气缸86与87驱动。探针85探测架上最外侧磁头臂的刚性臂部分。向操作员提供一个视觉指示以指示磁盘组与磁头是否对齐。如果它们没有对齐，转动调整旋纽71将磁盘组在轴向上移动並对准部件使压缩的磁头能进入盘间空间。磁头悬架是事先由操作员手工地插入工具29而加以压缩的。压缩后的磁头可以定心在盘间空间中，这是以轻微地弄斜工具29以改变压缩的磁头对的位置来实现的。

当磁盘组与传动机构正确地对准以后，操作员转动凸轮67完成并合操作。这导致各磁盘通过它们对应的磁头臂11。当磁头一进入盘间空间，便立即将磁头压缩工具29小心地抽出将磁头放松在磁盘表面上。磁头是在一个预先确定的位置上放松的使它们接触在磁盘表面上的一个保留的降落磁道上。这便完成了磁盘组与传动机构组件的并合。

在这一半组装状态中，磁盘组便可以由它自己的内部电机转动，而每一磁头与磁盘的组合便可以写入一个测试模式並将其读回进行测试。这样，有故碍的磁头或磁盘在最后组装以前便可以识别而使返工和报废的最终要求极小化。

磁头与磁盘经过测试确证两者都无故障以后，底座铸件10便可安全地装到预先并合的传动机构与磁盘组上去了。在进行这一操作以前，必须将磁盘组从顶针80与81上转移到位于内曲拐61中的一个轮毂夹90上。这一转移的基本原因是底座铸件延伸过磁盘组的轴而且夹紧螺栓31与32必须通过铸件孔38插入轴30的两端上的螺孔内。轮毂夹90由内曲拐61中的一个气缸（未示出）启动並支承在磁盘夹22上。外曲拐62此时由另一气缸91和一个铰连接92的操作抽出到图8所示的位置上。在组装次序中的这一点上，过滤器组件在传动机构12的正面上成形的一对沟槽中滑下。

曲拐62一经抽出，磁盘组的两端便暴露出来使底座铸件10得以滑过传动机构12与磁盘直到孔38与轴30上的螺孔对准。当底座铸件到位时便将轴螺栓31与32插入並拧紧。当将螺栓拧紧将轴夹住不让它转动时，底座的上下两壁被压紧得靠近了少许。此时，便可将螺栓通过传动机构面板34的角孔36的后方插入将传动机构组件12用螺栓固定在底座铸件10的十字形凸缘35上。

底座铸件中的两个组件仍然由传动机构夹持器54所支承，如图8所示，而轮毂夹90则被放松並且将内曲拐61抽出。放松夹持器54便可将半组装好的磁盘存储器从臂52上用手取下。盖铸件15与16以及它们各自的垫圈便可在工作台上连接到底座铸件的相对两端上。

Claims (8)

1、一种组装下述类型的磁盘存储器的方法，在此类型中，信息是以支承在磁头臂架(13)中的弹性悬架(28)上的气浮磁头(27)记录在和读自转动着的一组磁盘(11)上的，所述磁头装在一个传动机构上以构成一个传动构结组件(12)，该传动机构组件(12)能将磁头定位在磁盘的选定磁道上，磁盘组与传动机构组件都是安装在一个共同底座(10)上的，本方法的特征在于下述步骤：

预先组装这样一个磁盘组组件和这样一个传动机构组件；

暂时压缩传动机构组件的磁头悬架(28)；

暂时支承预先组装好的传动机构组件与磁盘组组件使它们能彼此相对运动；

在平行于磁盘旋转轴的方向上测定並调整传动机构组件与磁盘组组件的相对位置使压缩的磁头对准磁盘之间的空间；

以相对运动并合传动机构组件与磁盘组使所述磁头进入磁盘之间的空间；

放松磁头以接触磁盘表面；

将共同底座在完工的成品所述的位置上，将它与并合后的磁盘与传动机构组件对准；以及

将共同底座、传动机构组件与磁盘组组件固定在一起。

2、根据权利要求1所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：所述磁盘组子组件的支承乃使之在所述并合步骤以后能够自由转动，以及该方法还包括下述步骤，在放松磁头以后对准和固定共同底座以前，转动磁盘组並使磁头将测试信号写入和从磁盘上读回以侧试磁头和磁盘。

3、根据权利要求1或2所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：这种类型的磁盘存储器具有至少在一个侧面上开口的盒式框架形状的共同底座套在並局部封闭磁盘组件，以及该方法包括下述的步骤：

将盒式框架放置在一个固定支承臂（52）上，预先组装好的传动机构组件是暂时固定地支承在盒式框架前面的支承臂上;

将磁盘组移向固定地支承着传动机构组件以实行所述并合步骤;以及

将盒式框架沿支承臂移动到传动机构组件上面和部分磁盘组组件上面以实行与它们所述的对准。

4、根据权利要求3所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：这种类型的磁盘存储器在磁盘组组件中具有一台内部电机（24）和中心静止轴（30），以及固定步骤包括在轴的两个相对端上用螺栓将盒式框架固定在轴上。

5、根据权利要求4所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：暂时支承磁盘组组件的步骤包括将磁盘组子组件支承在与其两个轴端相接触的顶针（80，81）上使磁盘能够转动，以及随后缩回顶针将磁盘组支承在它上面的一个可转动轮毂部分（22）上，以便将盒式框架用螺栓固定在轴上。

6、根据权利要求5所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：将磁盘组子组件初始支承在一个槽（60）中，

以及将顶针插入静止轴的两个带孔的端中将磁盘组子组件抬起离开该槽以便支承它转动。

7、根据权利要求3所述的组装磁盘存储器方法，其特征在于：将磁盘组组件暂时地支承在一个转动支承装置（61、62、63）中，该装置能够转动将磁盘组组件向传动机构组件移动供并合操作，而传动机构组件则是支承在一个固定位置上的。

8、根据权利要求1所述的方法所组装的一个磁盘存储器，其特征在于：

一个盒式框架形状的共同底座（10），在两端都开口;

一个磁盘组子组件（11）包括一台具有一个静止中心轴（30）的内部电机（24），一个可以转动的轮毂（23）以及装在所述轮毂上供此转动的一组磁盘（20），磁盘组子组件是以其静止轴的两端跨越盒式框架的一个开口端支承的从而使框架包围並局部地封闭超过一半的磁盘组子组件;

以及一个安装在所述盒式框架的相对开口端上带有读/写头（27）的线性传动机构组件（12）。

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