KR100260554B1 - 하드디스크드라이브의액츄에이터고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 플레이트와 액츄에이터가 일체형으로 결합된 하드디스크 드라이브(HDD)에 관한 것으로, 베이스 플레이트(30)와, 상기 베이스 플레이트(30)의 소정위치에 구비된 액츄에이터(32)와, 상기 베이스 플레이트(30)와 액츄에이터(32)사이에 개재되는 피봇베어링(39)을 포함하는 하드디스크 드라이브에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 소정위치에 액츄에이터의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 상방으로 일체형으로 연장된 원기둥 모양의 보스; 상기 보스의 외주면에 개재되는 피봇 베어링; 및 상기 피봇 베어링을 감싸게 고정되는 베어링 하우징으로 구성되며, 공수절감에 따라 원가가 절감의 효과를 달성한다.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치{FIXING UNIT FOR ACTUATOR IN HARD DISK DRIVE}

본 발명은 컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크 드라이브(HDD)에 관한 것으로서, 특히 피봇 베어링(pivot bearing)과 베이스 플레이트(base plate) 및 액츄에이터(actuator)의 결합구조에 관한 것이다.

통상적으로 하드디스크 드라이브는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지탈 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록/저장해 주는 방식의 기억장치이다. 이와 같은 하드디스크 드라이브는 데이터를 기록 저장하기 위한 미디어(media)와, 상기 미디어상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기 헤드(magnetic head)와, 상기 미디어를 회전시키기 위한 일정한 주속으로 회전하는 스핀들 모터(spindle motor)와, 상기 자기 헤드가 상기 미디아상의 테이타를 액세스(access)할 수 있도록 유동시키는 액츄에이터(actuator)와, 이들을 제어하기 위한 전자 회로(electric circuit)와, 드라이브를 컴퓨터 본체와 연결시켜주기 위한 인터페이스(interface)등으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 하드디스크 드라이브의 동작을 보면, 드라이브의 전원이 온되면, 스핀들 모터가 일정한 주속으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 스핀들 모터에 고정된 미디아(자성체의 디스크)도 회전하게 된다. 계속해서 상기 미디아가 고속으로 회전하면 상기 메디아의 표면위에 생기는 공기막의 압력에 의해 자기 헤드는 일정한 높이로 부상하게 된다. 이 상태에서 상기 헤드는 자동적으로 미디아상의 트랙(track)위치로 이동하고, 드라이브는 인터페이스를 통해 명령을 수행 할 수 있는 준비가 되었다는 신호를 호스트 컴퓨터(host computer)에 보낸다. 이와같이 드라이브의 작동준비가 끝난 상태에서 읽기/쓰기(read/write) 정보가 입력되면, 제어회로부의 위치 및 속도 신호에 따라서 액츄에이터가 선회축(pivot shaft)을 중심으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 액츄에이터 선단에 고정된 읽기/쓰기 헤드는 미디아상의 원하는 위치로 이동하게 되며, 계속해서 읽기/쓰기 회로부에 의해 상기 헤드는 읽기/쓰기 동작을 하게된다. 이때, 헤드의 위치 및 속도는 읽기/쓰기 동작중에도 제어회로부에 의해 제어된다.

상기와 같이 작동하는 하드디스크 드라이브가 고용량화 및 고밀도화를 지향하게 되면서 이를 위해 일방편으로 핵심부품인 헤드의 부상높이를 극도로 낮추어 가는 추세에 있다. 이와 같이, 헤드의 부상높이가 낮아지는 추세에서 기구물들의 정밀도가 더욱 요구되어지며, 특히 헤드의 동작 및 부상높이와 직접적인 관계를 가지는 액츄에이터의 정밀도는 더욱 중요해지고 있다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 베이스 플레이트에 액츄에이터가 결합된 상태를 나타내는 단면도로서, 도 1에 도시된 바와같이, 액츄에이터(32:actuator)는 일측에 헤드 짐벌(33:head gimbal)을 고정하기 위한 아암(34:arm)을 형성하고, 타측에는 전자기장을 발생하기 위한 코일(35)이 다수번 보빈에 권선되어 있으며, 무게중심부에는 피봇 베어링(39:pivot bearing)을 끼워 넣기 위한 베어링 홀(37:bearing hole)과, 상기 베어링(39)을 안과 밖에서 둘러싸는 베이링 하우징(38,40:bearing housing)이 위치한다. 상기 피봇 베어링(39)은 상기 액츄에이터(32)의 베어링 홀(37)에 끼워지고, 상기 베이링 하우징(38,40)에 의해 감싸지며, 리테이너 링에 의해 외측 베어링 하우징(38)이 고정된다.

상기와 같이 형성된 액츄에이터(32)를 베이스 플레이트(30)에 설치하는 공정을 살펴보면, 제일 먼저 피봇 베어링(39)을 상기 액츄에이터의 베어링 홀(37)과 내측 베어링 하우징(40)에 끼우고, 리테이너 링을 이용하여 상기 외측 베어링 하우징(38)을 아암(34)에 고정시킨 뒤, 코일(35)을 인서트 몰딩(insert molding)으로 부착하고, 헤드(36)가 설치된 헤드짐벌(33)을 상기 아암(34)의 블록에 고정한다.

이와같이 조립이 완료된 액츄에이터의 피봇 베어링부를 베이스 플레이트(30)의 피봇축에 끼운 뒤 베어링 샤프트를 상기 내측 베어링 하우징에 최종적으로 삽입하고, 나사를 이용하여 액츄에이터의 조립 및 장착을 완료한다. 이때, 상기 베이링 하우징에 피봇 베어링을 결합시킬 시에는 압입 또는 본딩(bonding)을 함으로서 조립하였다.

그러나, 이러한 종래의 베이링 하우징과 베어링 샤프트를 액츄에이터 및 베이스 플레이트에 결합되어 짐으로서, 공정상 관점에서 조립과정을 살펴보면, 기계가공에 의해서 베어링 하우징과 베이링 샤프트를 정밀하게 제작해야 하며, 이에따라 압입 또는 본딩작업으로 조립함으로서 부품가격의 상승 및 조립공정의 증가에 따라서 제조원가가 상당히 상승하는 결과를 초래한다.

도 2는 종래의 다른 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 베이스 플레이트에 액츄에이터가 결합된 상태를 나타내는 단면도로서, 도 2에 도시된 바와같이, 액츄에이터(32)는 일측에 헤드 짐벌(33)을 고정하기 위한 아암(34)을 형성하고, 타측에는 전자기장을 발생하기 위한 코일(35)이 다수번 보빈에 권선되어 있으며, 무게중심부에는 피봇 베어링(39)을 끼워 넣기 위한 베어링 홀(37)과, 상기 베이링(39)을 안에서 감싸는 피봇축(31:pivot shaft)과, 상기 피봇 베어링(39)을 밖에서 감싸는 베어링 하우징(38)이 위치한다. 상기 피봇 베어링(39)은 상기 액츄에이터의 베어링 홀(37)에 끼워지고, 상기 베어링 하우징(38)에 의해 감싸지며, 리테이너 링에 의해 베어링 하우징이 고정된다. 이때, 상기 피봇축(31)은 일측에 숫나사부가 돌출되어 독립적으로 제작되어 베이스 플레이트(30)의 홀에 삽입고정되어 회전축의 역할을 담당한다.

상기와 같이 형성된 액츄에이터(32)를 베이스 플레이트(30)에 설치하는 공정을 살펴보면, 제일 먼저 이어서 피봇 베어링(39)을 상기 액츄에이터의 베어링 홀(37)과 피봇축(31)에 끼우고, 리테이너 링을 이용하여 상기 베어링 하우징을 아암에 고정시킨 뒤, 코일(35)을 인서트 몰딩으로 부착하고, 헤드(36)가 설치된 헤드짐벌(33)을 상기 아암의 블록에 고정한다. 이와같이 조립이 완료된 액츄에이터의 피봇 베어링(39)부의 숫나사를 베이스 플레이트(33)의 구멍에 튼튼하게 끼운 뒤, 나사를 이용하여 액츄에이터의 조립 및 장착을 완료한다. 이때, 상기 베이링 하우징에 피봇 베어링을 결합시킬 시에는 압입을 함으로서 조립하였다.

그러나, 이러한 종래의 베이링 하우징을 액츄에이터 및 베이스 플레이트에 결합되어 짐으로서, 공정상 관점에서 조립과정을 살펴보면, 기계가공에 의해서 베어링 하우징과 베어링 샤프트를 정밀하게 제작해야 하며, 이에따라 압입 또는 본딩작업으로 조립함으로서 부품가격의 상승 및 조립공정의 증가에 따라서 제조원가가 상당히 상승하는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 부품수의 삭제에 따른 원가가 절감된 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공정수의 절감한 베이스 플레이트와 액츄에이터가 일체형으로 결합된 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 플레이트(30)와, 상기 베이스 플레이트(30)의 소정위치에 구비된 액츄에이터(32)와, 상기 베이스 플레이트(30)와 액츄에이터(32)사이에 개재되는 피봇베어링(39)을 포함하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

상기 베이스 플레이트의 소정위치에 액츄에이터의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 상방으로 일체형으로 연장된 원기둥 모양의 보스;

상기 보스의 외주면에 개재되는 피봇 베어링; 및

상기 피봇 베어링을 감싸게 고정되는 베어링 하우징을 포함한다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브에서 베이스 플레이트에 액츄에이터가 설치된 상태를 나타내는 조립단면도

도 2는 종래의 다른 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브에서 베이스 플레이트에 액츄에이터가 설치된 상태를 나타내는 조립단면도

도 3은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브에서 베이스 플레이트에 액츄에이터가 결합된 상태를 나타내는 조립단면도

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브에서 베이스 플레이트에 액츄에이터가 결합된 상태를 나타내는 조립단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:액츄에이터 고정용 보스 2:프리 로드 링

30:베이스 플레이트 32:액츄에이터

33:헤드짐벌 34:아암

35:코일 36:마그네틱 헤드

37:베어링 홀 38:베어링 하우징

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 베이스 플레이트와 액츄에이터가 일체형으로 결합된 하드디스크 드라이브를 나타내는 것으로서, 도 3에 도시된 바와같이, 베이스 플레이트(30)에 액츄에이터(32)를 결합할 시 무게중심이 되는 부위에 일체형으로 원기둥 모양의 보스(1)를 형성한다. 상기 보스는 액츄에이터의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 연장된다. 또한 상기 보스(1)의 외주면에 설치되는 피봇베어링(39)은 내측 링 볼 레이스(39b:inner ring ball race)와, 볼(39a) 및 외측 링 볼 레이스(39c:outer ring ball race)로 구성되며, 상기 피봇베어링(39)에 고정되는 액츄에이터(32)는 그 사이에 베어링 하우징(38)을 설치한다. 즉, 상기 피봇베어링의 외측 링 볼 레이스(39c)는 상기 베어링 하우징(38)의 내주면에 본딩으로 고정되고, 상기 피봇베어링의 내측 링 볼 레이스(39b)는 상기 보스(1)의 외주면에 본딩으로 고정되어 짐으로서 상기 피봇베어링은 보스(1)와 베어링 하우징(38)에 의해 감싸지게 설치된다.

상기와 같은 구성에 따라서, 조립과정을 살펴보면, 하드디스크 드라이브에 액츄에이터를 설치하기 위하여, 먼저 베이스 플레이트의 보스(1)를 정밀하게 가공해야 하고, 상기 보스(1)에 피봇베어링의 내측 링 볼 레이스(39b)를 본딩으로 고정한 후, 상기 내측 링 볼 레이스(39b)에 볼(39a)과 외측 링 볼 레이스(39c)를 조립하여 피봇베어링의 조립을 완료한다. 이때, 상기 외측 링 볼 레이스(39c)도 베어링 하우징(38)의 내주면에 본딩으로 고정한 후에 함께 피봇베어링과 조립한다. 이어서 조립완료된 피봇베어링에 액츄에이터를 삽입함으로서 조립이 완료된다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 베이스 플레이트와 액츄에이터가 일체형으로 결합된 하드디스크 드라이브를 나타내는 조립단면도로서, 도 4에 도시된 바와같이, 베이스 플레이트(30)에 액츄에이터(32)를 결합할 시 무게중심이 되는 부위에 일체형으로 원기둥모양의 보스(1)를 형성한다. 상기 보스는 액츄에이터의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 연장된다. 또한 상기 보스(1)의 외주면에 설치되는 피봇베어링(39)은 내측 링 볼 레이스(39b)와, 볼(39a) 및 외측 링 볼 레이스(39c)로 구성되며, 상기 피봇베어링(39)에 고정되는 액츄에이터(32)는 베어링 홀(37)과 보스(1)사이에 형성된 공간에 설치한다. 즉, 상기 피봇베어링의 외측 링 볼 레이스(39c)는 상기 액츄에이터(32)의 내주면에 본딩처리 함으로서 고정되고, 상기 피봇베어링의 내측 링 볼 레이스(39b)는 상기 보스(1)의 외주면에 본딩으로 고정되어 짐으로서 상기 피봇베어링은 보스(1)와 액츄에이터(32)의 내주면에 의해 감싸지게 설치된다.

상기와 같은 구성에 따라서, 조립과정을 살펴보면, 하드디스크 드라이브에 액츄에이터를 설치하기 위하여, 먼저 베이스 플레이트의 보스(1)를 정밀하게 가공해야 하고, 상기 보스(1)에 피봇베어링의 내측 링 볼 레이스(39b)를 본딩으로 고정한 후, 상기 내측 링 볼 레이스(39b)에 볼(39a)과 외측 링 볼 레이스(39c)를 조립하여 피봇베어링의 조립을 완료한다. 이때, 상기 상하방향으로 설치되는 피봇베어링(39)사이에 프리 로드 링(2:pre load ring)을 개재시키고, 상기 외측 링 볼 레이스(39c)는 액츄에이터(32)의 내주면에 본딩으로 고정한 후에 함께 피봇베어링과의 조립이 완료된다. 결과적으로, 본 발명의 일실시예는 조립업자의 관점에서 액츄에이터를 베이스 플레이트에 조립하는 공정에서 부품이 삭제되는 결과로 조립공정에서 생산성이 향상되는 결과를 초래하며, 더욱이 이로 인한 원가절감의 요인이 된다.

이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 베이스 플레이트와 액츄에이터의 조립시에 일체형으로 베이스 플레이트에 보스를 형성함으로서 공수절감에 따라 원가가 절감의 효과를 달성한다. 한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명한 사실이다.

Claims (4)

1. 베이스 플레이트(30)와, 상기 베이스 플레이트(30)의 소정위치에 구비된 액츄에이터(32)와, 상기 베이스 플레이트(30)와 액츄에이터(32)사이에 개재되는 피봇베어링(39)을 포함하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

   상기 베이스 플레이트의 소정위치에 액츄에이터의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 상방으로 일체형으로 연장된 원기둥 모양의 보스;

   상기 보스의 외주면에 개재되는 피봇 베어링; 및

   상기 피봇 베어링을 감싸게 고정되는 베어링 하우징을 포함하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 피봇베어링(39)의 내측 링 볼 레이스(39b)가 보스(1)의 외주면에 본딩으로 고정되고, 상기 피봇베어링의 외측 링 볼 레이스(39c)가 베어링 하우징(38)의 내주면에 본딩으로 고정됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치.
3. 베이스 플레이트(30)와, 상기 베이스 플레이트(30)의 소정위치에 구비된 액츄에이터(32)와, 상기 베이스 플레이트(30)와 액츄에이터(32)사이에 개재되는 피봇베어링(39)을 포함하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

   상기 액츄에이터(32)의 무게중심이 되는 부분의 높이만큼 상기 베이스 플레이트(30)로부터 상방으로 일체형으로 연장된 원기둥 모양의 보스(1);

   상기 보스(1) 외주면에 상하로 고정됨과 동시에 상기 액츄에이터의 베어링 홀(37)의 내주면에 의해 감싸지는 한쌍의 피봇베어링(39); 및

   상기 피봇베어링(39)사이에 설치되며, 상기 액츄에이터(32)의 내면과 밀착하면서 베어링 홀(37)을 감싸게 위치하는 중공형 프리로드 링(2)으로 이루어짐을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 피봇베어링의 외측 링 볼 레이스(39c)가 액츄에이터의 베어링 홀(37)의 내주면에 본딩으로 고정되고, 상기 피봇베어링의 내측 링 볼 레이스(39b)가 베이스 플레이트의 보스(1) 외주면에 본딩으로 고정됨을 특징으로하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 고정장치.