KR100223630B1

KR100223630B1 - 디스크 드라이브의 액츄에이터 장치

Info

Publication number: KR100223630B1
Application number: KR1019960033618A
Authority: KR
Inventors: 이해중
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980014586A

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:

본 발명은 디스크의 모든 위치에서 편위각을 갖지 않도록 하는 소정의 다중 링크형의 액츄에이터 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:

본 발명은 디스크상의 모든 위치에서 편위각을 갖지 않도록 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치를 제공하는데 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지:

본 발명은 통상의 액츄에이터 장치에 있어서, 제로 편위각(Zero Skew Angle)을 갖도록 하기 위하여, 기존의 액츄에이터 아암의 선단에 별도의 링크(Link)를 베어링으로 연결하고, 이 링크에 헤드 서스펜션 어셈블리를 베어링으로 연결하며, 상기와 같이 연결된 헤드 서스펜션 어셈블리의 회전운동을 제한하고 일정한 각도를 유지하도록 하는 슬라이더를 베이스와 커버에 부착시킨다.

4. 발명의 중요한 용도:

본 발명은 기존의 액츄에이터에 링크 및 슬라이더를 추가하여 디스크상의 모든 위치에서 편위각이 제로 상태가 되도록 함으로써 비행높이의 제어문제, 위치에 따른 트랙 피치(Track Pitch) 변화 등의 문제를 해결할 수 있을 뿐만아니라, 특히 자기저항 헤드의 경우, 가장 심각한 문제점중의 하나인 비대칭(Asymmetry)을 완전히 해결할 수 있는 잇점과, 또한 디스크 중심축의 위치나 슬라이더의 위치 및 구조를 변경함으로써 디스크의 모든 위치에서 일정한 편위각을 갖도록 설계할 수 있는 잇점이 있다.

Description

디스크 드라이브의 액츄에이터 장치

본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치에 관한 것으로, 특히 디스크의 모든 위치에서 편위각(Skew Angle)을 갖지 않도록 하는 소정의 다중링크형의 액츄에이터 장치에 관한 것이다.

통상적으로 컴퓨터의 보조기억 장치인 하드디스크 드라이브는 내부의 스핀들 모터(Spindle Motor)에 의해 고속으로 회전하는 디스크와 상기 디스크의 트랙에 기록된 데이타를 기록 또는 독출하기 위한 자기헤드를 구비하는 액츄에이터(Actuator)를 구비하고 있다.

상기 액츄에이터는 피봇축을 중심으로 회전 가능케 설치하고 그 일단에 설치된 보빈(Bobbin) 및 코일이 보이스코일 모터(Voice Coil Motor)의 작동에 의해 이동함에 따라 타측단에 설치된 자기헤드가 디스크의 양단에서 이동하면서 디스크상의 트랙에 데이타를 기록하거나 독출하게 된다. 이때 디스크의 양면에서 이동하는 헤드짐벌(Head Gimbal)의 선단에 설치된 자기헤드는 디스크가 고속으로 회전함에 따라 디스크 표면의 기류에 의하여 상승되어 미세한 간극을 유지한 체 이동하게 된다.

상기 동작중 하드디스크 드라이브가 정지 또는 파워 오프(Power Off)시 액츄에이터는 디스크상의 트랙중 내측에 위치한 파킹 존으로 이동하여 위치하도록 되어 있다. 파워 오프시 안쪽으로 이동하도록 조정되는데 손상을 미연에 방지토록 하기 위해서이다.

상기한 하드디스크 드라이브의 핵심 부품인 마그네틱 헤드로부터의 전도를 살펴보면 도 1에 도시한 바와 같이 피봇축(3)을 중심으로 회동하는 액츄에이터(Actuator)(1)와, 상기 액츄에이터(1)의 아암(2)에 필요에 따른 수량만큼 부착(Swaging)되며, 골드패드와 센서를 가지는 슬라이더(Slider)로 구성된 박막헤드(5)와, 상기 박막헤드(5)가 부착되는 서스펜션(Suspension)(4)과, 상기 서스펜션(4)과 박막헤드(5)의 조합으로 구성되고, 상기 액츄에이터(1)의 아암(2)에 필요에 따른 수량만큼 부착(Swaging)되는 헤드짐벌어셈블리(HGA:Head Gimbal Assembly)(6)와, 또한 각각의 상기 박막헤드(5)로부터의 전기적,자성적 신호를 전달해주기 위한 마그네틱 와이어(7)와, 상기 마그네틱 와이어(7)와 연결되어 전류를 전달하는 가요성인쇄회로(8)로 구성되어 상기 박막헤드(5)의 전,자기적인 특성을 드라이브로 전도시키기 위해 상기 박막헤드(5)의 핵심인 센서 부위에서 하드디스크 드라이브의 회로물 집합인 인쇄회로기판(PCBA:Printed Circuit Board Assembly)까지 이르는 전도체로서 상기 센서의 골드패드(Gold Pad)에서 헤드짐벌어셈블리(HGA)(6)의 마그네트 와이어(Magnet Wire)(7)를 초음파 용접(Ultrasonic Welding)방식으로 용접하고, 상기 마그네트 와이어(7)를 도통한 후, 이를 다시 가요성 인쇄회로(FPC:Flexible Printed Circuit)(8)에 납땜(Soldering)하여 전류가 전도되도록 한다.

상기와 같이 종래에는 박막헤드(5)와 같은 자기유도헤드(magnetic inductive head)를 많이 사용하였다. 하지만, 상기 자기유도헤드는 그 기본특성인 인덕턴스의 한계로 인하여 점차 자기저항 헤드로 발전하는 추세이다. 상기 자기저항 헤드는 도 2와 같이 자기저항 헤드의 구성도로서, 자기 기록을 위한 박막헤드의 기록 폴(write pole)과 재생을 위한 자기저항 요소(MR Element) 및 방어막(Shield)으로 구성되어 있다. 상기 기록폴은 기록 상부폴(10)과 기록 하부폴(11)을 이루며, 상부폴(10)은 MR센서를 보호하기 위한 방어막의 역할을 수행하는 동시에 기록 하부폴(11)과 소정간격의 라이트갭(14)을 가지며, 기록 밀도에 맞는 라이트트랙폭(17)을 가진다. MR센서층(12)은 기록 하부폴(11)과 하부 방어막(13)에 의해 보호되며 라이트트랙폭(17) 보다는 작은 리드센서폭(18)을 가진다. 상기 MR센서층(12)은 디스크상에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기저항요소로 구성되어 있으며, 상기 MR센서층(12)은 기록 하부폴(11)과 소정간격(15)를 가지며, 하부 방어막(13)과도 소정간격(16)을 가지고 있다.

상기와 같은 자기저항 헤드는 결국 라이트갭의 중심과 리드센서의 중심이 일치하지 않으며 일정간격(19)을 가지게 되며 이러한 간격으로 인하여 편위각(20)이 존재할 경우 기록 및 재생시 트랙 쉬프트(track shift)와 같은 현상이 발생하게 된다.

도 3은 도 2의 자기저항 헤드가 편위각을 가질때의 트랙 쉬프트를 도시한 것으로, 디스크상의 헤드위치에 따른 액츄에이터의 중심(25)으로 부터의 헤드방향과 디스크 진행방향(24)이 달라지므로 편위각(20)을 갖게 되며, 이에 따라 자기저항 헤드의 유효 라이트트랙폭(21)과 유효 리드트랙폭(22)은 각각의 폭에 코사인(cosin)α값을 곱한값과 같게 된다. 또한 상기 두가지 유효 트랙폭(21,22)의 중심이 일치하지 않고 라이트갭 중심과 MR센서 중심 간의 거리(19)에 사인(sin)α값을 곱한 값 만큼의 트랙 쉬프트 차이(23)를 갖게 되는 트랙 쉬프트 현상이 발생하게 된다.

상술한 바와 같이 자기저항 헤드(MR Head)의 경우, 쓰기를 위한 폴(Pole)과 읽기를 위한 자기저항 센서(MR Sensor)간의 위치가 다르므로 편위각이 가해질 경우, 이로 인해 발생되는 트랙 폭간의 불균형은 매우 심각한 문제점이 아닐 수 없고, 이러한 비대칭의 영향을 최소로 하기 위해 자기저항 헤드의 제조시 자기저항 센서를 미리 어느 정도 이동시키거나 하드디스크 드라이브의 구조 설계시 편위각의 절대값이 최소가 되도록 하고 있기는 하나 정도를 줄일 뿐 상기 문제점이 완전히 해소되지는 않는다.

본 발명의 목적은 디스크상의 모든 위치에서 편위각을 갖지 않도록 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 하드디스크 드라이브의 액츄에이터의 구성도,

도 2는 자기저항 헤드(MR Head)의 구성도

도 3은 종래의 액츄에이터 장치에 장착된 자기저항 헤드와 디스크와의 편의각에 의한 비대칭 관계를 나타낸 상세도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 장치를 나타낸 평면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 장치의 측면도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 자기저항 헤드의 부분 확대도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30: 액츄에이터31: 액츄에이터 아암(Arm)

32: 헤드(Head)33: 서스펜션 어셈블리

34: 링크(Link)35: 피봇 베어링

35a,35b: 링크 베어링36: 피봇 축

37: 슬라이더(Slider)38: 디스크

39: 커버40: 베이스

상기한 목적에 따라 본 발명은 통상의 액츄에이터 장치에 있어서, 제로편위각(Zero Skew Angle)을 갖도록 하기 위하여, 기존의 액츄에이터 아암의 선단에 별도의링크(Link)를 베어링으로 연결하고, 이 링크에 헤드 서스펜션 부분을 베어링으로 연결하며, 상기와 같이 연결된 헤드 서스펜션 어셈블리의 회전운동을 제한하고 일정한 각도를 유지하도록 하는 슬라이더를 베이스와 커버에 부착시키는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명되어질 것이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 장치를 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 장치의 측면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 자기저항 헤드의 부분 확대도이다. 이를 참조하여 본 발명의 일실시예의 구성 및 작용을 설명하면 하기와 같다.

액츄에이터(30)는 액츄에이터 아암(31)과 헤드(32)를 지지하는 서스펜션 어셈블리(Suspension Assembly)(33)가 각각 분리되고, 이 분리된 아암(31)과 서스펜션 어셈블리(33)를 링크(34)로 연결시켜 3절-링크(Three bar Linkage)형이 되도록 설치한다. 이때 상기 링크(34)는 액츄에이터 아암(31)과 서스펜션 어셈블리(33)가 유동할 수 있도록 각각 링크 베어링(35a,35b)으로 연결한다. 상기 아암(31)은 무게중심 부분에 피봇 베어링(35)을 조립하여 베이스(Base)상의 피봇 축(36)에 장착한다. 또한 커버(39)와 베이스(40)의 일측에 상기 서스펜션 어셈블리(33)를 직선적으로 이동시키기 위한 슬라이더(37)를 부착한다. 상기 슬라이더(37)는 디스크(38)의 반경방향과 평행한 상태로 부착되고, 이 슬라이더(37)를 따라 움직이는 상기 서스펜션 어셈블리(33) 선단의 헤드(32)는 상기 디스크(38)의 임의의 위치에서 디스크의 회전 방향과 일치되게 위치하도록 한다.

도 5는 도 4의 측면도를 예시한 것으로 커버(39)와 베이스(40)의 양쪽에 슬라이더(37)를 부착한 것을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 액츄에이터 장치의 작용 및 효과를 살펴보면 다음과 같다.도시하지 않은 보이스 코일 모터(VCM)의 구동에 의해 베이스상의 피봇축(36)에 장착된 아암(31)은 피봇 베어링(35)의 윤활작용으로 회전하고, 이에 따라 상기 아암(31)에 링크(34)로 연결된 서스펜션 어셈블리(33)가 슬라이더(37)를 따라 움직이면서, 선단의 헤드(32)가 디스크(38)상을 엑세스(Access)할 수 있도록 한다. 이때 상기 슬라이더(37)는 상기 디스크(38)의 반경방향과 평행한 상태이므로 상기 헤드(32) 또한 상기 디스크(38)의 트랙과 일정한 각도를 유지하면서 디스크의 임의의 위치에서 디스크의 회전방향과 일치되게 움직이게 되어 상기 디스크(38)의 트랙과 헤드 갭의 편위각(Skew Angle)은 항상 제로(Zero) 상태를 유지하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 기존의 액츄에이터에 링크 및 슬라이더를 추가하여 디스크상의 모든 위치에서 편위각이 제로 상태가 되도록 함으로써 비행높이의 제어문제, 위치에 따른 트랙 피치(Track Pitch) 변화 등의 문제를 해결할 수 있을 뿐만아니라, 특히 자기저항 헤드의 경우, 가장 심각한 문제점중의 하나인 비대칭(Asymmetry)을 완전히 해결할 수 있는 잇점과, 또한 디스크 중심축의 위치나 슬라이더의 위치 및 구조를 변경함으로써 디스크의 모든 위치에서 일정한 편위각을 갖도록 설계할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

정보 저장을 위한 디스크와, 상기 디스크에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하기 위한 헤드와, 상기 헤드를 이동시키기 위한 회전식 액츄에이터를 구비하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

상기 디스크(38)상의 모든 위치에서 상기 헤드(32)의 편위각이 제로가 되도록 하기 위하여 상기 액츄에이터(30)를 소정의 다중 링크형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터(30)는 베이스상에 피봇되는 아암(31)과 상기 헤드(32)가 고정되는 서스펜션 어셈블리(33)로 분리하고, 이들을 링크(34)로 연결시켜 형성한 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제2항에 있어서, 상기 링크(34)는 상기 아암(31)과 서스펜션 어셈블리(33)에 베어링(35a),(35b)으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터(30)는 3절-링크형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제1항에 있어서, 상기 헤드(32)는 상기 디스크(38)의 임의의 위치에서 디스크의 회전방향과 일치되게 위치하도록 하여 상기 서스펜션 어셈블리(33)에 장착시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
정보 저장을 위한 디스크와, 상기 디스크에 정보를 기록 또는 기록된 정보를 재생하기 위한 헤드와, 상기 헤드를 이동시키기 위한 회전식 액츄에이터를 구비하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

상기 디스크(38)상의 모든 위치에서 상기 헤드(32)의 편위각이 제로가 되도록 하기 위하여, 상기 액츄에이터(30)는 베이스상에 피봇되는 아암(31)과 상기 헤드(32)가 고정되는 서스펜션 어셈블리(33)로 분리하고, 이들을 소정의 다수의 링크(34)로 연결시켜고, 상기 서스펜션 어셈블리(33)가 직선적으로 움직일 수 있도록 상기 드라이브의 커버(39)와 베이스(40)에 슬라이더(37)를 부착하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제6항에 있어서, 상기 링크(34)는 상기 아암(31)과 서스펜션 어셈블리(33)에 베어링(35a),(35b)으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제6항에 있어서, 상기 슬라이더(37)는 상기 디스크(38)의 반경방향과 평행한 상태로 부착하여 상기 서스펜션 어셈블리(33)를 조립하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제8항에 있어서, 상기 헤드(32)는 상기 디스크(38)의 임의의 위치에서 디스크의 회전 방향과 일치되게 위치하도록 하여 상기 서스펜션 어셈블리(33) 선단에 장착시키는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.