[发明专利]用于平衡硬盘驱动器中的轴的方法和装置

说明书

相关申请

本申请要求1999年4月29日提出的临时专利申请No.60/131,554的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于平衡轴上的基本为圆形的盘的方法和装置。更具体地说，本发明涉及一种平衡计算机的硬盘驱动器所使用的在轴上的一或多个磁记录盘和间隔环的方法和装置。

背景技术

叠式磁盘组件(disk stack assembly)(DSA)是许多计算机硬盘驱动器的主要部件。一DSA通常包括多个交替安装在轴上的磁记录盘和间隔环。一驱动电动机通常会使DSA围绕旋转轴高速旋转(通常以每分钟的转数或“RPM”表示)。如果DSA的重心不在其旋转轴上，则会导致一种不平衡的状态。该状态将产生无法使人接受的振动和噪声，它们会使电动机的轴承过早失效，并降低用户的满意度。

一种部分地解决不平衡问题的方法包括使用平衡块。这些平衡块可在关键部位增加或减少DSA的重量，以矫正不平衡的状态。该方法产生的问题是平衡块会占据驱动器所封装的内部空间。由于磁盘驱动器的制造商一直力求在增加磁盘的数据存储容量时不增加驱动器的尺寸，因此该问题是相当重要的。所以，需要一种无需分散平衡块的平衡方法，藉此使设计者更有效地使用可供使用的封装体积。

用平衡块平衡DSA产生的另一问题是该方法需要复杂且冗长的安装过程。平衡块的应用通常需要制造商：(1)尽可能精确地用机械止动件对中环和磁盘；(2)将间隔环和磁盘夹紧在轴上；(3)对任何不平衡的状态进行测试；(4)增加必要的平衡块；以及(5)再次测试DSA，以检验驱动器是否在其规定之内。因此，需要一种更快、更简单的平衡DSA的方法。

另一种部分地解决方法是设法使DSA的外径(OD)成为与旋转轴同心的圆筒形。对于每一磁盘和间隔环，该方法通常使用两只刚性的止动件和一只弹性负荷的止动件。刚性止动件相互之间的位置大致为120度，并且用标称OD的尺寸进行机械定位。该方法产生的问题是当DSA中的所有磁盘具有相同的OD时才能良好地运转。该方法产生的另一问题是磁盘OD的尺寸公差通常大于平衡技术规范所允许的范围。结果，OD的公差妨碍了精确地对中和平衡。当驱动器产业增加其运转速度时，该问题将变得更为尖锐。

显然，需要一种廉价的、通用的对中和平衡装置，该装置可消除一些现有系统的不当之处，产生精确的结果，并且具有较低的周转时间(“TAT”)。

发明内容

本发明涉及一种用于平衡磁盘驱动器的叠式磁盘组件的方法和装置，该方法和装置用磁记录盘的少量偏移来补偿位于旋转轴附近的不平衡质量。这些实施例所利用的事实是与磁盘的内径(“ID”)相比，大多数磁盘质量的位置更靠近其外径(“OD”)  ，还利用了任何特定的不平衡质量都与它和旋转轴的径向距离直接成比例的重要事实。

因此，本发明的一实施例包括一产生信号的传感器，该信号表示至少一个磁盘与理想尺寸的偏差，该实施例还包括一移动式基准面，该移动式基准面响应于传感器产生的信号，对至少一个磁盘进行移动。该实施例可包括一与平衡分析仪、传感器和移动式基准面相连的微处理器。平衡分析仪的反馈可用于对未对中的间隔环或其它装置误差、不平衡的驱动电动机以及磨损或其它时变误差进行补偿。

本发明的一些实施例可用于平衡叠式磁盘组件中装配的多个磁盘和间隔环。这种实施例至少将叠式磁盘组件分成两组。该实施例根据磁盘与理想或标称尺寸的偏差，对每组中的磁盘进行移动。该实施例可用于获得单面(“静态”)平衡或双面(“耦合”或“动态”)平衡。

本发明的另一实施例包括一施压件，该施压件适于向多个磁盘中的至少一个磁盘施力，使之抵靠于磁盘基准面；一用于产生信号的传感器，该信号表示每一磁盘与理想尺寸的偏差；以及一定位件，该定位件响应于传感器产生的信号，对磁盘基准面进行移动，藉此平衡叠式磁盘组件。

本发明的另一方面是一种平衡轴上的磁盘的方法。该方法的一实施例包括：产生一种信号，该信号表示磁盘与理想尺寸的偏差，以及响应于所述信号，对磁盘进行移动。该方法还可包括设置一移动式基准面，以及向磁盘施力，使之抵靠于移动式基准面。

本发明的另一方面是一种平衡与磁盘构件的外径变化无关的叠式磁盘组件的方法。该方法的一实施例包括设置多个移动式基准面，向多个磁盘施力，使之抵靠于多个移动式基准面，产生一种表示多个磁盘与标称尺寸的偏差的信号，以及响应于所述信号，对多个磁盘进行移动。