JP2769643B2 - ハードディスク組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、マイクロコンピュータ，ワードプロセッ
サ等に装備されるハードディスクのヘッドローディング
作業を行うためのハードディスク組立装置に関する。

（発明の背景） 第11図は組立前のハードディスクを示す平面図、第12
図はその要部側断面図である。両図に示すように、ハー
ドディスクモジュール１は、ベースプレート10と、ベー
スプレート10上に設けられたディスクアッセンブリ20
と、同じくベースプレート上に設けられたヘッドアッセ
ンブリ30とを有している。

ディスクアッセンブリ20は、複数枚のディスク21が上
下方向に沿ってスペーサと交互に重ね合わさるように配
置されるとともに、各ディスク21が取付具22を介してベ
ースプレート10に回転自在に取付けられる。

ヘッドアッセンブリ30は、複数本のアーム31がベース
プレート10の取付面に対し平行に配置された状態で、上
下方向に沿って並んで配列されるとともに、各アーム31
の基端側がベースプレート10に回転自在に取付けられ
る。各アーム31の先端には一対のジンバル32の基端側が
それぞれ取付けられる。第13図に示すように、一対のジ
ンバル32の先端側は相互に相反する方向にそれぞれ拡開
されており、その先端にそれぞれコア33が取付けられ
る。

このようなハードディスク１のヘッドローディング作
業は、拡開された一対のジンバル32を自身の弾性復元力
に抗してそれぞれ撓ませて、第14図に示すように接近さ
せる。その状態で、ヘッドアッセンブリ20を第11図の反
時計方向に旋回させて、第15図に示すように、各一対の
ジンバル32の先端側を各ディスク21の各隙間に挿入す
る。そして、第16図に示すように、各ジンバル32の撓み
を解除し、各一対のジンバル32を拡開させる。こうし
て、コア33をディスク面に接触させる。

（従来の技術） ところで、従来において、上記ヘッドローディング作
業は、固定治具を用いることによって手作業で行われて
いた。この作業では、固定治具のコームにより、ジンバ
ル32を所定量変位させて上記撓みを与え、その状態でデ
ィスク21間に挿入するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のこのような手作業では組立てが
非効率的であるだけでなく、ヘッドアッセンブリ30の取
付位置とディスクアッセンブリ20の取付位置との間に組
付誤差がある場合に、その誤差を事前に把握して挿入作
業をスムースに行うことが困難である。すなわち、組立
作業の熟練者であってもそのような誤差を十分に把握で
きないため、誤差の有無にかかわらず同位置で一対のジ
ンバル32をディスク21間に挿入しようとするが、各一対
のジンバル32が各ディスク21間の中間位置からずれてい
ると、ジンバル32がディスク面に接触してしまう。この
ようにジンバル32を挿入する際に、ジンバル32がディス
ク21に接触すると、ディスク面に傷等が生じて製品不良
を起こすという問題があった。

（発明の目的） この発明は、上記従来技術の問題を解消し、ジンバル
のディスクへの接触を防止しながらヘッドローディング
作業を効率的に行えるハードディスク組立装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、所定方向に沿って複数枚のディスクが相
互間隔を置いて重ね合わされたディスクアッセンブリの
前記ディスクの各隙間に、ヘッドアッセンブリの複数の
ジンバルを一対ずつそれぞれ挿入するハードディスク組
立装置を対象としており、上記目的を達成するため、前
記一対のジンバルのうち一方側のジンバルを前記所定方
向に沿って一方向に所定の変位量だけそれぞれ変位させ
るとともに、他方側のジンバルを他方向に所定の変位量
だけそれぞれ変位させて、前記各一対のジンバルをそれ
ぞれ接近させるジンバル変位機構と、前記ディスクアッ
センブリの前記所定方向における位置を検知する第１の
位置検知手段と、前記ヘッドアッセンブリの前記所定方
向における位置を検知する第２の位置検知手段と、前記
第１および第２の位置検知手段からそれぞれ得られる両
位置データの差に基づいて、前記ジンバル変位機構によ
る前記一対のジンバルの各変位量をそれぞれ補正する手
段とを備える。

（作用） この発明のハードディスク組立装置においては、第１
および第２の位置検知手段から得られる両位置データの
差に基づいて、一対のジンバルの各変位量を補正するよ
うにしている。このため、ディスクアッセンブリの取付
位置とヘッドアッセンブリの取付位置との間の取付誤差
を吸収できて、一対のジンバルをディスクの各隙間の中
間位置に配置した状態で、一対のジンバルをディスク間
に挿入できる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例であるハードディスク組
立装置を示す側断面図である。同図に示すように、この
装置は、第２図に示す組立前のハードディスクモジュー
ル（ワーク）100のジンバル132a,132bをハードディスク
121間に挿入する（ヘッドローディング）するための装
置である。

A.ハードディスクモジュール100 ハードディスク組立装置を詳細に説明する前に、まず
ハードディスクモジュール100について説明する。

第２図および第３図に示すように、ハードディスクモ
ジュール100は、ベースプレート110と、ディスクアッセ
ンブリ120と、ヘッドアッセンブリ130とを有している。

ディスクアッセンブリ120は、ベースプレート110に回
転自在に取付けられたシャフト122を有している。シャ
フト122には複数枚のディスク121がスペーサ123を交互
に介在させながら嵌め込まれる。そして、シャフト122
の上端面にビス止めされた円形押え板124によりディス
ク121がベースプレート110側へ押付けられて、各ディス
ク121がシャフト122に取付けられる。これにより、複数
枚のディスク121が相互に所定間隔を保った状態で、上
下方向に沿って重ね合わされる。

ヘッドアッセンブリ130は、複数本のアーム131がベー
スプレート110の取付面に対し平行に配置された状態で
上下方向に沿って並んで配列される。さらに、各アーム
131の基端側は回転軸136を介してベースプレート110に
回転自在に取付けられて、回転軸136を中心に各アーム1
31が一体的に旋回できるように構成される。

各アーム131の先端には、ディスク121側へ伸びるよう
にして、一対のジンバル132a,132bの基端側がそれぞれ
取付けられる。各一対のジンバル132a,132bの先端側は
相互に相反する方向（上下方向）にそれぞれ拡開されて
おり、その先端にそれぞれコア133が取付けられる。

なお、135はボイスコイルモータであり、ハードディ
スク動作時におけるヘッドアッセンブリ130の位置決め
機構である。

B.ハードディスク組立装置 第１図に示すように、ハードディスク組立装置は、固
定部200と、旋回部300とに大きく分けられる。

固定部200のベースプレート210には、開口211が形成
される。さらに、ベースプレート210の下面側には、取
付台212が固定されるとともに、取付台212にはそれぞれ
下方へ延びる複数の位置決めロッド213が固定される。
この位置決めロッド213は、ハードディスクモジュール1
00の四隅のネジ穴111に対応してそれぞれ設けられてい
る。

また、位置決めロッド213の下方に配置されるハード
ディスクモジュール設置台215は、エアーシリンダ214の
ピストンロッドが進退することにより昇降できるように
構成される。そして、ハードディスクモジュール設置台
213上にハードディスクモジュール100を設置した状態
で、ハードディスクモジュール設置台215が上昇する
と、ハードディスクモジュール100のネジ穴111に位置決
めロッド213の先端が係止する。これにより、まずハー
ドディスクモジュール100の上下方向の位置決めが図ら
れる。さらに、位置決めロッド213の先端テーパ部に沿
ってネジ穴111の周縁部が押し込まれ、ハードディスク
モジュール100が水平方向にガイドされて、水平方向の
位置決めが図られる。

なお、第１図に示されるハードディスクモジュール10
0の側断面図は、第２図のＩ−Ｉ線断面に相当する断面
が示されている。

一方、旋回部300において、ベースプレート210の上面
側には、回転中心線が上下方向に沿って配置された旋回
軸301が回転自在に取付けられる。さらに、旋回軸301に
は旋回台302の一端側が固定される。これにより、旋回
台302が、旋回軸301を中心として、水平面内を旋回でき
る。

旋回台302の他端側下面にはシリンダ303のピストンロ
ッド先端が回転自在に取付けられるとともに、シリンダ
本体がベースプレート210の上面側に回転自在に取付け
られる。これにより、シリンダ303のピストンロッドが
進退することにより、旋回台302が旋回する。

旋回台302上には、一対のジンバル変位機構49a,49bが
設けられる。

一方側のジンバル変位機構49aにおいて、変位機構本
体50aが旋回台302に固定されている。この変位機構本体
50aには、上下方向に沿ってガイド棒51aが取付けられ
る。さらに、ガイド棒51aに平行してボールネジ52aが回
転自在に取付けられる。ガイド棒51aにはその長手方向
（上下方向）に沿ってスライド自在に昇降体53aが取付
けられるとともに、その昇降体53aがボールネジ52aに螺
着される。さらに、変位機構本体50aの上端に取付けら
れたサーボモータ54aの回転駆動軸にボールネジ52aが連
結される。そして、サーボモータ54aの駆動により、ボ
ールネジ52aが一方向に回転すると、昇降体53aが上昇す
るとともに、他方向に回転すると降下するように構成さ
れる。

昇降体53aには水平方向に沿ってガイド棒55aが取付け
られる。さらに、ガイド棒55aにはその長手方向に沿っ
てスライダ56aがスライド自在に取付けられる。スライ
ダ56aと昇降体53aとの間にはシリンダ57aが配置され
て、シリンダ57aのピストンロッドが進退することによ
り、それに追随してスライダ56aが水平方向に移動する
ように構成される。

スライダ56aにはコーム取付具58aの上部が固定される
とともに、その取付具58aの中央領域がベースプレート2
10の開口211を通って下端がベースプレート210下面側に
配置される。コーム取付具58aの下端には、略櫛型のコ
ーム59aが取付けられる。

一方、他方側のジンバル変位機構49bは、上記一方側
のジンバル変位機構49aとほぼ同様に構成されているの
で、相当部分に相当符号を付してその説明は省略する。
なお、この場合、他方側のジンバル変位機構49bにおい
て、コーム取付具58bの下端に取付けられる櫛型のコー
ム59bは、その櫛歯部が上記コーム59aの櫛歯部に対向す
るように配置されている。

旋回台302の下面にはアーム押込棒310の上端が固定さ
れる。このアーム押込棒310は、ベースプレート210の開
口211を通って下端がベースプレート210の下方側に配置
される。後に詳述するようにこのアーム押込棒310は旋
回台302と一体的に旋回し、アームアッセンブリ130をデ
ィスクアッセンブリ120側に押し込んで、各ジンバル132
をディスク121間に挿入させるためのものである。

ベースプレート210の取付台212の下端には、ハイトセ
ンサ80A,80Dが取付けられる。これらのハイトセンサ80
A,80Dは、第３図に示すように、取付台212にセンサ取付
部材81A,81Dを介して上下方向にスライド自在に取付け
られる。さらに、モータ82A,82Dの駆動によりボールネ
ジ83A,83Dが回転すると、ハイトセンサ80A,80Dが昇降す
るように構成される。これらのハイトセンサ80A,80D
は、ハードディスクモジュール100のアームアッセンブ
リ130の高さおよびディスクアッセンブリ120の高さをそ
れぞれ検知するためのもので、それらを検知する場合に
は、ボールネジ83A,83Dの回転によりハイトセンサ80A,8
0Dがそれぞれ同図想像線に示す位置まで降下する。

なお、ハイトセンサ80A,80Dは、ともに非接触式の過
電流式変位センサにより構成されている。

C.制御系 第４図は上記ハードディスク組立装置の制御系を示す
システム図である。同図に示すように、このハードディ
スク組立装置には、制御部400が設けられる。また、コ
ーム59a,59bを昇降するためのサーボモータ54a,54bは、
ボールネジ52a,52bを回転させる回転部と、その回転部
の回転位置を検知するエンコーダとをそれぞれ有してい
る。そして、回転部の回転位置に対応する信号がエンコ
ーダを介して制御部400に取り込まれ、制御部400はコー
ム59a,59bの上下方向に対する位置を検知できるように
している。

また、ハイトセンサ80A,80Dからの出力信号に基づい
て、制御部400はディスクアッセンブリ120およびヘッド
アッセンブリ130の高さを検知できるようにしている。

制御部400は、図示しない入力手段を介して与えられ
る動作開始指令に応答して制御動作を開始する。そし
て、制御部400は、あらかじめ定められたシーケンスに
従って、モータ54a,54b,82A,82Dおよびシリンダ57a,57
b,214,303に駆動制御信号を与え、以下に説明するよう
な動作が行われる。

なお、制御部400は、例えばマイクロコンピュータに
よって構成されている。

D.動作 次に、このハードディスク組立装置の動作を、第５図
のフローチャートおよび第６図ないし第10図を参照しな
がら説明する。

なお、動作開始前において、エアーシリンダ214のピ
ストンロッドは後退して、ハードディスクモジュール設
置台215は降下位置にある。また、コーム59a,59bは、そ
れぞれ第１図に示す上昇位置にあり、シリンダ57a,57b
のピストンロッドは後退されて、コーム59a,59bは相互
に離隔されている。さらに、旋回台302を旋回させるシ
リンダ303のピストンロッドは後退されている。また、
第３図に示すように、ハイトセンサ80A,80Dはともに上
昇位置にある。

また、以下の動作説明で用いられる第６図ないし第９
図は、第２図のVI−VI線断面に相当している。

この状態から、制御部400に動作開始指令が与えられ
ると、ハードディスクモジュール100が図示しないコン
ベアにより搬送されて、ハードディスクモジュール設置
台215上に載置される。

つぎに、ステップS1で、ハードディスクモジュール設
置台215が上昇する。このとき、各位置決めロッド213の
先端がハードディスクモジュール100のネジ穴111の周縁
部に係止して、ハードディスクモジュール100の上下方
向の位置決めが図られる。さらに、ネジ穴111が位置決
めロッド213の先端テーパ部に沿って押し込まれハード
ディスクモジュール100が水平方向にガイドされて、ハ
ードディスクモジュール100の水平方向の位置決めが図
られる。これにより、ハードディスクモジュール100の
回転軸136が旋回台302の旋回軸301と同軸上に配置され
る。

次に、ステップS2で、ハイトセンサ80A,80Dがそれぞ
れ第２図想像線に示す位置まで降下して、そこでディス
クアッセンブリ120の高さ（ディスク高さ）H_Dおよびア
ームアッセンブリ130の高さ（アーム高さ）H_Aが検知さ
れる。このとき、各アッセンブリ120,130の取付け位置
誤差が大きい場合を考慮して、ハイトセンサ80A,80Dの
降下位置を複数設定しておき、各アッセンブリ120,130
と衝突しないことをセンサ出力によって確認しつつ順次
に自動降下させることが好ましい。その後、ハイトセン
サ80A,80Dはともに第３図実線に示す位置に戻る。

なお、第２図にディスク高さH_Dの測定ポイントP_Dと、
アーム高さH_Aの測定ポイントP_Aとが示されている。

次に、ステップS3で、ディスク高さH_Dおよびアーム高
さH_Aがともに、あらかじめ定められた許容範囲内にある
か否かが判断される。許容範囲内になければステップS4
に移行し、そのハードディスクモジュール100は不良品
となり除外されて、次のハードディスクモジュール100
に対して上記動作が行われることになる。

一方、ステップS3で、ディスク高さH_Dおよびアーム高
さH_Aがともに許容範囲内にあるとステップS5に移行す
る。

ステップS5では、まずディスク高さH_Dからアーム高さ
H_Aが差し引かれて実際の高低差ΔH_rが求められる。さら
に、実際の高低差ΔH_rから、あらかじめ定められた所定
の高低差ΔH_oが差し引かれて、誤差Δｈが求められる。

次に、ステップS6に移行し、そこでアーム高さH_Aに対
応する量だけサーボモータ54a,54bが回転され、一対の
コーム59a,59bがアームアッセンブリ130に対応する位置
まで降下する。これにより、第６図に示すように一方側
のジンバル132aの各隙間にそれぞれ対応して一方側のコ
ーム59aの櫛歯部159aがそれぞれ配置されるとともに、
他方側のジンバル132bの各隙間にそれぞれ対応して他方
側のコーム59bの櫛歯部159bがそれぞれ配置されること
になる。なお、コーム59a,59bの降下位置を第２図で説
明すると、一方側のコーム59aは一方側のジンバル132a
よりも第２図の下方側に配置されるとともに、他方側の
コーム59bは他方側のジンバル132bよりも上方側に配置
されることになる。

次に、ステップS7に移行して、シリンダ57a,57bのピ
ストンロッドがともに進出して、一対のコーム59a,59b
が相互に接近する方向に移動する。これにより、一方側
のジンバル132aの各隙間に一方側のコーム59aの各櫛歯
部159aがそれぞれ挿入されるとともに、他方側のジンバ
ル132bの各隙間に他方側のコーム59bの各櫛歯部159bが
挿入される。

次に、ステップS8で、一方側のコーム59aが、あらか
じめ定められた所定の変位量ｘに誤差Δｈが加えられた
量だけ上昇するとともに、他方側にコーム59bが所定の
変位量ｘから誤差Δｈが差し引かれた量だけ降下する。
これにより、第７図および第10図に示すように、一方側
のジンバル132aがその弾性復元力に抗して一方側のコー
ム59aの各櫛歯部159aにそれぞれ押し上げられて上方へ
撓む。また、他方側のジンバル132bは他方側のコーム59
bの各櫛歯部159bに押し下げられて下方へ撓む。こうし
て、各一対のジンバル132a,132bが相互に接近する。

この場合、一対のジンバル132a,132bの撓み量（変位
量）は一対のコーム59a,59bの上下移動量に対応してい
る。いま、誤差Δｈが「０」である場合について考え
る。このとき、一対のジンバル132a,132bは相互に同じ
量（ｘ）だけ逆方向に変位されて、一対のジンバル132
a,132bはそれぞれディスク121の各隙間の中間位置に配
置されることになる。一方、誤差Δｈがゼロでない値
（仮に正の値とする）である場合、つまりディスク高さ
H_Dとヘッド高さH_Aとの間にΔｈの取付誤差が存在する場
合について考える。このとき、一方側のジンバル132aは
所定の変位量ｘに加えさらにΔｈの分だけ大きく上方へ
変位する。また、他方側のジンバル132bは所定の変位量
よりもΔｈの分だけ小さく下方へ変位する。これによ
り、一対のジンバル132a,132bの接近中心位置がΔｈだ
け上方へ移動し、上記ディスク高さH_Dヘッド高さH_Aとの
間の取付誤差が吸収されて、一対のジンバル132a,132b
はそれぞれディスク121の各隙間の中間位置に配置され
る。これは誤差Δｈが負の値であっても同様である。

ステップS8を経た後は、ステップS9に移行する。ステ
ップS9では、シリンダ303のピストンロッドが進出して
旋回台302が旋回軸301を中心に旋回する。この旋回動作
と同時に、各アーム131がアーム押込棒310に押し込まれ
て回転軸136を中心に同方向に旋回する。なお、この旋
回方向を第２図で説明すると、各アーム131は回転軸136
を中心に第２図紙面に向かって反時計方向に回転するこ
とになる。

これにより、第８図に示すように、一対のジンバル13
2a,132bはそれぞれディスク121の各隙間に挿入される。
この場合、上記ステップS8で説明したように一対のジン
バル132a,132bはそれぞれディスク121の各隙間の中間位
置に配置された状態で挿入される。このため、この挿入
時に一対のジンバル132a,132bがディスク面に接触する
ようなことはない。

次に、ステップS10で、一方側のコーム59aが所定の変
位量ｘに誤差Δｈが加えられた量だけ降下するととも
に、他方側のコーム59bが所定の変位量ｘから誤差Δｈ
が差し引かれた量だけ上昇する。これにより、第９図に
示すように、一対のジンバル132a,132bの一対のコーム5
9a,59bによる撓みが解除されて、一対のコーム59a,59b
が自身の弾性復元力により拡開する。こうして、一対の
ジンバル132a,132bの各コア133がディスク面にそれぞれ
接触する。

次に、シリンダ57a,57bのピストンロッドが後退し
て、一対のコーム59a,59bが離隔する。

つづいて、ハードディスクモジュール設置台215が降
下する一方、ハードディスク組立装置の各移動部が上記
初期状態に戻る。

このようにヘッドローディング作業が行われたハード
ディスクモジュール100は、図示しないコンベアを介し
て次工程に送り込まれる一方、次のハードディスクモジ
ュール100がワーク設置台215に送り込まれて、そのハー
ドディスクモジュール100に上記動作が行われる。

このような動作が連続的に繰り返されて、ハードディ
スクモジュール100のヘッドローディング作業が順次行
われる。

（発明の効果） 以上のように、この発明のハードディスク組立装置に
よれば、ハードディスクの組立作業が自動化されるとと
もに、第１および第２の位置検知手段から得られる両位
置データの差に基づいて、一対のジンバルの各変位量を
補正するようにしているので、ディスクアッセンブリの
取付位置とヘッドアッセンブリの取付位置との間の取付
誤差を吸収できて、一対のジンバルをディスクの各隙間
の中間位置に配置した状態で、一対のジンバルをディス
ク間に挿入できる。このため、ハードディスクの組立作
業が効率化されるとともに、ジンバルの挿入時にジンバ
ルがディスクに接触する自体を有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるハードディスク組立
装置を示す側断面図、 第２図は実施例において組立対象となるハードディスク
モジュールを示す平面図、 第３図は実施例のハードディスク組立装置を示す要部側
断面図、 第４図は実施例のハードディスク組立装置の制御系を示
すブロック図、 第５図は実施例のハードディスク組立装置の動作を説明
するためのフローチャート、 第６図ないし第10図はそれぞれ実施例のハードディスク
組立装置の動作を説明するための要部側断面図、 第11図は組立前のハードディスクモジュールを示す平面
図、 第12図ないし第16図はそれぞれ従来のハードディスクモ
ジュールの組立作業を説明するための要部側断面図であ
る。 49a.49b…ジンバル変位機構、80A,80D…ハイトセンサ、
100…ハードディスクモジュール、120…ディスクアッセ
ンブリ、121…ディスク、130…ヘッドアッセンブリ、13
1…アーム、132a,132b…ジンバル、H_A…アーム高さ、H_D
…ディスク高さ、Δｈ…誤差、ｘ…所定の変位量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 昭雄 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明 和工業株式会社開発技術本部内 (72)発明者 白石 真依 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明 和工業株式会社開発技術本部内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定方向に沿って複数枚のディスクが相互
   間隔を置いて重ね合わされたディスクアッセンブリの前
   記ディスクの各隙間に、ヘッドアッセンブリの複数のジ
   ンバルを一対ずつそれぞれ挿入するハードディスク組立
   装置であって、 前記一対のジンバルのうち一方側のジンバルを前記所定
   方向に沿って一方向に所定の変位量だけそれぞれ変位さ
   せるとともに、他方側のジンバルを他方向に所定の変位
   量だけそれぞれ変位させて、前記各一対のジンバルをそ
   れぞれ接近させるジンバル変位機構と、 前記ディスクアッセンブリの前記所定方向における位置
   を検知する第１の位置検知手段と、 前記ヘッドアッセンブリの前記所定方向における位置を
   検知する第２の位置検知手段と、 前記第１および第２の位置検知手段からそれぞれ得られ
   る両位置データの差に基づいて、前記ジンバル変位機構
   による前記一対のジンバルの各変位量をそれぞれ補正す
   る手段とを備えたハードディスク組立装置。