KR100264326B1 - 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하드 디스크 드라이버(HDD ; Hard Disk Driver)의 액츄에이터 록킹장치에 관한 것으로, 베이스의 내부 일측 모서리 부위에는 고정되는 래치 마그네트와, 아암의 일측단부에 고정된 자성판을 이용하여 액츄에이터를 록킹시키도록 한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치에 있어서, 상기 케이스의 소정 부위에 액츄에이터의 언록킹시 아암의 일측면을 밀어 회동시키는 언록킹수단을 구비한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 액츄에이터 코일의 감김수를 증가시키지 않고도 액츄에이터 서보 성능을 향상시키는 등의 효과가 있다.

Description

하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치
본 발명은 하드 디스크 드라이버(HDD ; Hard Disk Driver)의 액츄에이터 록킹장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액츄에이터 코일의 감김수를 증가시키지 않고도 액츄에이터 서보 성능을 향상시킬 수 있게 한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터는 주기억장치의 보조수단으로 보조기억장치를 구비하여 주기억장치에 기록하지 못하는 많은 양의 데이터를 보조기억장치에 기록하고 있는 바, 보조기억장치로는 자기 디스크, 자기 테이프, 자기 드럼, 플로피 디스크 및 광 디스크 등이 알려지고 있으며, 개인용 컴퓨터의 경우에는 내부에 적어도 1장 이상의 자기 디스크가 설치된 하드 디스크 드라이버(HDD ; Hard Disk Driver)를 보조기억장치로 널리 사용하고 있는 실정이다.
상기와 같은 하드 디스크 드라이버의 전형적인 실시 형태를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스(1)의 내부에 적어도 1장 이상의 자기 디스크(2)가 스핀들 모터(도시하지 않음)에 의해 회전 가능하도록 지지되어 있으며, 상기 자기 디스크(2)는 양면에 모두 정보를 기록하거나 읽는 것이 가능하다.
상기 베이스(1)의 내부 일측 모서리 부위에는 액츄에이터(actuator)(A)가 설치되어 있는 바, 그 액츄에이터(A)는 피봇 베어링(pivot bearing)(3)으로 회전 가능하도록 지지되는 아암(arm)(4)과, 상기 아암(4)의 단부에 자기 디스크(2)와 평행하도록 연결 고정되는 서스펜션(suspension)(5)과, 상기 서스펜션(5)의 선단부에 마주보도록 지지되는 한 쌍의 자기 헤드(6)와, 코일(7a) 및 마그네트(magnet)(7b)으로 구성되는 보이스 코일 모터(voice coil motor)(7)를 포함하고 있다.
상기 피봇 베어링(3)은 한 쌍의 자기 헤드(6)가 자기 디스크(2)의 각 면을 액서스(access)할 때, 액츄에이터 회전 운동의 중심점이 되는 부분이며, 그 회전력은 보이스 코일 모터(7)에 의해 발생된다.
상기 자기 헤드(6)는 자기 디스크(2)의 회전력에 의해 부상되도록 구성되는 슬라이더와, 자기 디스크(2)에 정보를 기록하거나 읽을 수 있는 자기 회로가 일체로 구비되어 있다.
또한, 하드 디스크 드라이버의 파워가 오프(off)되는 경우, 자기 헤드(6)가 시스템에 입력된 대로 자기 디스크(2)의 내측에 주어진 파킹 존(parking zone)(p.z)에 자동으로 위치하여, 외부의 진동이나 충격에 의해 액츄에이터(A)가 흔들리는 현상을 방지하도록 액츄에이터 록킹수단이 구비되어 있으며, 그 록킹수단의 일예를 설명하면, 베이스(1)의 내부 일측 모서리 부위에는 래치 마그네트(8)가 부착되어 있고, 상기 아암(4)의 일측 단부 소정 부위에는 고정부(4a)가 형성되어 있으며, 그 고정부(4a)에 자성판(9)이 고정되어 있다.
도면중 미설명 부호 10은 댐퍼(damper), 21은 요크, 22는 플렉시블 PCB(Printed Circuit Board)를 각각 보인 것이다.
상기와 같은 일반적인 하드 디스크 드라이버는, 파워가 오프(off) 상태이면, 스핀들 모터는 구동이 되지 않으므로 자기 디스크(2)도 정지된 상태를 유지하며, 따라서 자기 헤드(6)는 부상력을 상실하여 시스템에 입력된 신호에 의해 자기 디스크(2)의 내측에 주어진 파킹 존(p.z)에 위치하게 된다.
이 때, 상기 래치 마그네트(8)에는 액츄에이터의 자성판(9)이 소정의 자력(magnetic force)에 의해 흡착 고정되어 있으므로, 외부의 진동이나 충격에 의해 아암(4)의 유동을 방지함으로써 자기 헤드(6)가 자기 디스크(2)의 데이터 존(data zone)(d.z)에 침범하는 현상을 방지하게 되는 것이다.
한편, 하드 디스크 드라이버의 파워가 온(on)이 되면, 스핀들 모터가 회전하게 되고, 그 스핀들 모터와 연결된 자기 디스크(2)도 회전을 하게 된다. 이에 따라, 상기 자기 헤드(6)는 자기 디스크(2)의 회전 공기압에 의해 일정한 높이로 부상하게 되며, 이와 같이 부상된 자기 헤드(6)는 시스템 신호에 의해 액츄에이터(A)의 구동으로 자기 디스크(2)의 내측에서부터 외측까지 움직이면서 데이터를 기록하거나 읽게 된다.
이 때, 하드 디스크 드라이버의 파워가 오프인 상태에서는 래치 마그네트(8)의 자력에 의해 자성판(9)을 구속시키고 있다가 보이스 코일 모터(7)의 구동력이 자력을 이기게 되므로 아암(4)의 록킹 상태가 해제되며, 보이스 코일 모터(7)에 흐르는 전류의 세기에 따라 자기 헤드(6)를 원하는 위치로 이동시키면서 데이터를 기록하거나 읽게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 일반적인 하드 디스크 드라이버에 있어서는, 파워가 오프인 상태, 즉 액츄에이터(A)의 자성판(9)이 래치 마그네트(8)에 흡착 고정되어 액츄에이터(A)를 록킹하고 있는 상태에서 파워가 온이 됨에 따라 보이스 코일 모터(7)의 코일(7a)에 의한 힘으로 액츄에이터(A)를 언록킹(unlocking)시키는 구조로써, 이는 액츄에이터(A)의 록킹력(locking force)를 크게 하는데 한계가 있는 것이며, 따라서 액츄에이터(A)의 서보(servo) 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 되는 것이었다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 래치 마그네트(8)와 자성판(9)의 흡인력을 크게 하여 록킹력을 크게 하면, 아암(4)의 록킹 해제를 위하여 액츄에이터 힘(actuator force)을 크게 하여야 하며, 이에 따라 코일(7a)의 감김수를 증가시키게 됨으로써 아암(4)의 전체적인 질량이 커지게 되고, 결과적으로 액츄에이터(A)의 서보 성능을 저하시키게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 액츄에이터 코일의 감김수를 증가시키지 않고도 액츄에이터 서보 성능을 향상시킬 수 있도록 한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 제공하려는 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 액츄에이터 록킹장치가 구비된 하드 디스크 드라이버를 보인 것으로,
도 1은 파워가 오프되어 디스크의 파킹 존에 자기 헤드가 위치한 상태를 보인 평면도.
도 2는 파워가 온되어 디스크의 데이터 존에 자기 헤드가 위치한 상태를 보인 평면도.
도 3 및 도 4는 본 고안에 의한 액츄에이터 록킹장치가 구비된 하드 디스크 드라이버를 보인 것으로,
도 3은 파워가 오프되어 디스크의 파킹 존에 자기 헤드가 위치한 상태를 보인 평면도.
도 4는 파워가 온되어 디스크의 데이터 존에 자기 헤드가 위치한 상태를 보인 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 구성하는 언록킹수단을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 액츄에이터 록킹장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 것으로,
도 6은 액츄에이터의 록킹 상태를 설명하기 위한 횡단면도.
도7은 액츄에이터의 언록킹 상태를 설명하기 위한 횡단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 ; 베이스 4 ; 아암
4a ; 고정부 8 ; 래치 마그네트
9 ; 자성판 11 ; 고정수단
12 ; 공간부 13 ; 하우징
13a,13b ; 제 1 및 제 2 몸체 13c ; 결합공
13d ; 결합돌기 13e ; 출몰공
13f ; 안내부 14,15 ; 전극
14a,15a ; 절곡 접촉부 16 ; 가열부재
17 ; 작동부재 17a ; 걸림부
18 ; 탄성부재 19 ; 바이메탈부재
19a ; 고팽창부 19b ; 저팽창부
이하, 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 고안에 의한 액츄에이터 록킹장치가 구비된 하드 디스크 드라이버를 보인 평면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 구성하는 언록킹수단을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 액츄에이터 록킹장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 횡단면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치는, 기존의 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 전제로 하고 있으며, 베이스(1)의 소정 부위에 언록킹수단(U)을 부가적으로 설치한 것을 특징으로 한다.
즉, 베이스(1)의 내부 일측 모서리 부위에는 래치 마그네트(8)가 부착되고, 상기 아암(4)의 일측 단부 소정 부위에는 고정부(4a)가 형성되며, 그 고정부(4a)에 래치 마그네트(8)에 흡착되어 아암(4)을 록킹시키는 자성판(9)이 고정된 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치에 있어서, 상기 베이스(1)의 소정 부위에 액츄에이터(A)의 언록킹시 아암(4)을 밀어 회동시키는 언록킹수단(U)을 설치하여 구성한 것이다.
상기 언록킹수단(U)의 실시예를 설명하면, 베이스(1)의 저면 소정 부위에 수개의 고정 볼트(11)로 고정되고 내부에 소정의 공간부(12)가 형성되는 하우징(13)과, 상기 하우징(13)의 양측에 각각 연결 고정되고 내측단부가 하우징(13)의 공간부(12)에 위치하는 전극(14)(15)과, 상기 전극(14)(15)의 사이에 개재되어 전극(14)(15)에 전원이 인가되는 경우, 열을 발생시키는 가열부재(16)와, 상기 하우징(13)의 일측에 수납되어 출몰되면서 아암(4)을 연동시키는 작동부재(17)와, 상기 작동부재(17)에 결합되어 그 작동부재(17)를 탄성적으로 지지하는 압축 코일 스프링 등의 탄성부재(18)와, 상기 가열부재(16) 및 작동부재(17)의 사이에 개재되어 가열부재(16)의 온도 차이로 팽창 또는 수축되면서 작동부재(17)에 힘을 부여하는 바이메탈부재(19)를 포함하고 있다.
상기 하우징(13)은 제 1 몸체(13a) 및 제 2 몸체(13b)로 분리 형성되어 있으며, 상기 제 1 몸체(13a) 및 제 2 몸체(13b)의 대향면에는 서로 형합되는 복수개의 결합공(13c) 및 결합돌기(도시하지 않음)가 각각 형성되어 있어, 일체로 조립이 가능하도록 되어 있다.
상기 결합공(13c) 및 결합돌기의 위치는 도면에 도시한 실시예에 한정하는 것은 아니며 반대 위치에 형성하여도 무방하다.
상기 전극(14)(15)의 내측단부에는 가열부재(16)와의 접촉을 보다 확실하게 하기 위하여 수개의 절곡 접촉부(14a)(15a)가 형성되어 있다.
상기 하우징(13)의 제 1 몸체(13a)에는 작동부재(17)의 이동을 안내하기 위한 안내공(13e)을 갖는 안내부(13f)가 형성되어 있고, 상기 작동부재(17)의 외주면에는 걸림부(17a)가 형성되어 있어, 탄성부재(18)를 지지하도록 구성되어 있다.
상기 바이메탈부재(19)는 고팽창부(19a) 및 저팽창부(19b)가 맞닿은 구조로써, 전극(14)(15)에 전원이 인가되지 않아 가열부재(16)가 가열되지 않은 상온에서는 고팽창부(19a)는 수축되고 저팽창부(19b)는 팽창된 상태를 유지하게 되며, 전극(14)(15)에 전원이 인가되어 가열부재(16)의 온도가 상승하게 되면, 고팽창부(19a)는 팽창되고 저팽창부(19b)는 수축되어 소정의 변위를 발생시키는 특성을 갖는다.
도면중 미설명 부호 13g, 13h는 볼트 삽입공을 각각 보인 것이다.
종래의 기술 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하드 디스크 드라이버의 파워가 오프인 상태에서는 전극(14)(15)에도 전원이 인가되지 않으므로, 가열부재(16)는 상온의 상태를 그대로 유지하게 되고, 따라서 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 바이메탈부재(19)의 고팽창부(19a)가 수축되고 저팽창부(19b)가 팽창된 상태를 유지하게 됨으로써 작동부재(17)의 돌출량은 최소를 유지하게 된다.
이 때, 래치 마그네트(8)에 아암(4)의 자성판(9)이 강력한 자력에 의해 흡착 고정되어 있으므로 외부의 진동이나 충격에 의해 아암(4)의 유동을 근본적으로 방지하게 됨으로써 액츄에이터(A)를 효과적으로 록킹시키게 되는 것이다.
한편, 이와 같이, 래치 마그네트(8) 및 자성판(9)에 의하여 아암(4)이 록킹되어 있는 상태에서 하드 디스크 드라이버의 파워가 온(on)이 되면, 전극(14)(15)으로 전원이 인가되며, 따라서 가열부재(16)의 온도가 상승하게 되는 것이다.
상기 가열부재(16)가 가열되어 소정의 온도에 도달하게 되면, 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이, 고팽창부(19a)가 팽창되고 저팽창부(19b)가 수축되어 소정의 변위(d)를 발생시키게 되는 바, 작동부재(17)를 밀게 된다.
이 때, 상기 작동부재(17)는 탄성부재(18)의 탄성을 이기며 제 1 몸체(13a)에 형성된 안내부(13f)의 안내공(13e)을 따라 직선이동을 하면서 아암(4)의 측면을 밀어 아암(4)의 록킹 상태를 해제시키게 되는 것이다.
상기 작동부재(17)가 미는 힘은 래치 마그네트(8)와 자성판(9)에 의한 자력보다 큰 값을 가지게 되므로 액츄에이터(A)의 언록킹이 가능하게 된다.
이와 같이, 스핀들 모터의 구동으로 자기 디스크(2)가 회전되는 상태에서 액츄에이터(A)의 록킹이 해제되어, 상기 자기 헤드(6)는 자기 디스크(2)의 회전 공기압에 의해 일정한 높이로 부상하게 되며, 상기 자기 헤드(6)가 시스템 신호에 의해 액츄에이터(A)의 구동으로 자기 디스크(2)의 데이터 존(d.z)을 이동하면서 테이터를 읽거나 기록하게 되는 것이다.
한편, 하드 디스크 드라이버의 파워를 다시 오프시키면, 전극(14)(15)에 더 이상 전원이 공급되지 않으므로, 가열부재(16)의 온도가 하강하여 바이메탈부재(19)가 최초의 형상으로 복원되며, 상기 바이메탈부재(19)에 지지되어 있는 작동부재(17)가 탄성부재(18)의 복원력으로 하우징(13)의 내부로 수납되어 더 이상 아암(4)을 밀지 못하게 된다.
이와 동시에, 래치 마그네트(8) 및 자성판(9)이 자력에 의해 흡착되어 액츄에이터(A)를 다시 록킹시키게 되며, 이에 따라 자기 헤드(6)가 자기 디스크(2)의 파킹 존(p.z)에 위치하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치는, 베이스의 내부 일측 모서리 부위에는 고정되는 래치 마그네트와, 아암의 일측단부에 고정된 자성판을 이용하여 액츄에이터를 록킹시키도록 한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치를 전제로 하여, 상기 베이스의 소정 부위에 액츄에이터의 언록킹시 아암을 밀어 회동시키는 언록킹수단을 구비하여 구성함으로써 액츄에이터 록킹시 마그네트의 흡인력을 크게 하여 외부 진동이나 충격으로부터 아암의 유동을 효과적으로 방지하고, 필요시 언로킹을 용이하게 하여, 액츄에이터 코일의 감김수를 증가시키지 않고도 액츄에이터 서보 성능을 향상시키는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 베이스의 내부 일측 모서리 부위에는 고정되는 래치 마그네트와, 아암의 일측단부에 고정된 자성판을 이용하여 액츄에이터를 록킹시키도록 한 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치에 있어서,
    상기 베이스의 소정 부위에 액츄에이터의 언록킹시 아암의 일측면을 밀어 회동시키는 언록킹수단을 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 언록킹수단은 베이스의 저면 소정 부위에 고정되는 내부에 소정의 공간부가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 양측에 각각 연결 고정되고 내측단부가 하우징의 공간부에 위치하는 전극과, 상기 전극의 사이에 개재되어 전원의 공급으로 아암을 연동시키는 작동부재와, 상기 작동부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재와, 상기 가열부재 및 작동부재의 사이에 개재되어 가열부재의 온도 차이로 팽창 또는 수축되면서 작동부재에 힘을 부여하는 바이메탈부재를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징은 제 1 몸체 및 제 2 몸체로 분리 형성되며, 상기 제 1 몸체 및 제 2 몸체의 대향면에는 서로 형합되는 요철 부위가 각각 형성되어 일체로 조립이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 전극의 내측단부에는 가열부재와의 접촉을 보다 확실하게 하기 위하여 수개의 절곡 접촉부가 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 몸체에 작동부재의 이동을 안내하기 위한 출몰공을 갖는 안내부가 형성되고, 상기 작동부재의 외주면에는 탄성부재를 지지하기 위한 걸림부가 형성되며, 상기 작동부재의 외주면에 상기 안내부의 내부에 배치되는 탄성부재가 결합되어 상기 작동부재를 일방향으로 탄력 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 액츄에이터 록킹장치.
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