KR100267365B1

KR100267365B1 - 하드디스크 드라이브의 액츄에이터장치

Info

Publication number: KR100267365B1
Application number: KR1019970020349A
Authority: KR
Inventors: 김명일
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 2000-10-16
Also published as: US6226157B1; KR19980084524A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터장치에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 하드디스크 드라이브의 피봇축에 조립되는 액츄에이터의 아암을 분리형으로 형성하여 각각의 헤드에 맞게 아암의 수를 증가시켜 조립할 수 있도록 하는 액츄에이터 장치를 제공함에 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터는 2개 또는 4개의 헤드를 가지는 아암을 기본으로 하는 모델에서 헤드를 추가하고자 할때 상기 액츄에이터의 상부 또는 하부에 별도의 조립형 아암을 조립하여 큰 용량의 드라이브를 조립할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

본 발명에 하드디스크 드라이브의 액츄에이터장치.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터장치

본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 관한 것으로, 특히 하드디스크 드라이브의 피봇축에 조립되는 액츄에이터의 아암을 분리형으로 형성하여 드라이브의 용량크기에 따라 아암의 수를 증가시켜 헤드를 조립할 수 있도록 하는 액츄에이터 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크 드라이브는 도 1과 같이 일반적으로, 자성체인 디스크(Media)(1)에 자기헤드(5)를 이용하여 정보를 기록 또는 판독하는 장치로서 베이스, 커버등의 프레임부(10)와, 상기 디스크(1)를 지지하고 회전시키는 스핀들모터(Spindle Motor)(2)와, 데이타를 기록,재생하는 자기헤드(Magnetic Head or Transducer)(5)와, 보이스코일모터(VCM)(8)에 의해 상기 자기헤드(5)의 위치를 제어하는 액츄에이터(3)와, 상기 구동장치들을 제어하고 전기적처리를 위한 회로부(9)와, 드라이브를 컴퓨터 본체와 연결시키는 인터페이스(Interface) 등으로 구성된다. 상기와 같은 하드디스크 드라이브는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지탈 전자 펄스보다 영구적인 자기장으로 바꾸어 데이타를 기록/재생해 주는 방식의 보조 기억 장치이다.

상기와 같이 구성된 하드디스크 드라이브에서 디스크(1)는 스핀들모터(2)에 고정되어 고속으로 회전하게 되고, 상기 디스크(1)의 회전에 의해 표면에 발생되는 기체유동에 의해 자기헤드(5)는 상승되어 미세한 간극을 유지한 채 비행한다. 이때 자기헤드(5)는 보이스코일모터(8)에 의해 회전하는 액츄에이터(3)의 아암 선단 헤드집벌(4)에 고정되며, 상기 액츄에이터(3)가 회전함에 따라 자기헤드(5)가 데이타 탐색위치인 트랙으로 이동하여 읽기/쓰기 동작을 하게 된다.

상기 액츄에이터(3)는 피봇축(6)을 중심으로 회전 가능케 설치하고 그 일단에 설치된 보빈(Bobbin)(7) 및 코일이 보이스코일 모터(Voice Coil Motor)(8)의 작동에 의해 이동함에 따라 타측단에 설치된 자기헤드(5)가 디스크(1)의 양단에서 이동하면서 디스크상의 트랙에 데이타를 기록하거나 독출하게 된다. 이때 디스크(1)의 양면에서 이동하는 헤드짐벌(Head Gimbal)(4)의 선단에 설치된 자기헤드(5)는 디스크(1)가 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 디스크의 손상을 미연에 방지토록 하기 위해서이다.

상기와 같은 액츄에이터(actuator)는 2개, 혹은 4개 헤드(head)를 사용시 불필요한 아암을 그대로 사용함으로 인해 불필요한 자재낭비 및 드라이브의 성능(performance)에 나쁜 영향을 초래해 왔다. 상기 액츄에이터는 기존의 3개, 혹은 4개의 아암를 가진 드라이브의 액츄에이터에서 아암 전부를 사용하지 않을 경우가 있다. 이때 상기 아암은 특정한 2개 혹은 3개의 아암만을 사용해 헤드를 스태킹(stacking)함에 따라 사용하지 않는 아암에 더미헤드(dummy head)라는 특정 부품을 사용하는 폐단이 발생하게 된다. 그리고 그만큼 액츄에이터의 무게가 무거워짐으로 인하여 드라이브 성능(drive performance)에 좋지않은 영향을 주게 된다. 또한 4개의 아암을 모두 사용한다고 하더라도 헤드를 아암에 스태킹(stacking)할 때 스태킹 볼(stacking ball) 1개가 4개의 아암 홀을 전부 통과하게 되므로 아암마다 볼의 충격에 의해 휨이 발생할 소지가 다분히 많았다. 또한 액츄에이터의 아암이 볼보다 강성이 약함으로 인하여 아암 홀 주위에 균열(crack)이 발생되는 경우도 많았다. 하지만 시그널 아암, 즉 조립형 아암은 1개 홀에만 스태킹 볼이 통과하게 되므로 4개의 아암를 모두 조립할 시 각각의 아암에 대한 불량을 최소화 시킬 수 있게 된다. 현재 헤드 디스크 드라이브의 개발 추세는 라이프 사이클(life cycle)이 짧은 관계로 하나의 기본 모델을 중심으로 여러개의 파생 모델을 개발함으로써 급변하는 세계 추세에 신속히 대응하고, 적기에 수요자 요구에 필요로한 최적의 용량을 공급하는 것이라 할 수 있다.

본 발명의 목적은 하드디스크 드라이브의 자기헤드와 메디아(media)상의 데이타를 읽고 기록할 수 있도록 유동시키는 액츄에이터에 관한 것으로서, 분리형 (조립형)아암을 사용함으로 인해 불필요한 자재 소모를 줄이고, 액츄에이터의 전체적인 무게를 줄임으로써 드라이브의 성능을 증가시킬 수 있는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 기본 모델에서 여러종류의 파생 모델을 개발하고자 할 때 보다 값싸고 손쉽게 교체할 수 있는 액츄에이터를 개발함으로서 자재의 소모를 줄이고 저용량 드라이브 개발시 액츄에이터 무게를 줄임으로서 드라이브의 성능 및 시크타임(SEEK TIME)을 향상시킬 수 있는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터는 2개 또는 4개의 헤드를 가지는 아암을 기본으로 하는 모델에서 헤드를 추가하고자 할때 상기 액츄에이터의 상부 또는 하부에 별도의 분리형(조립형) 아암을 조립하여 큰 용량의 드라이브를 조립할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 하드디스크 드라이브의 구성도,

도 2는 종래의 액츄에이터 사시도,

도 3은 본 발명의 액츄에이터와 별도로 조립되는 아암의 구성도,

도 4는 본 발명의 액츄에이터에 조립형 아암이 조립된 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20:액츄에이터21:고정턱

22:보빈23:보빈홀

24:아암25:홀

26:위치고정홈27:조립홀

28:피봇베어링29:리테이너링

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명되어 질 것이다. 이를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 하기와 같다.

본 발명은 헤드(head)가 2개인 드라이브(drive)를 기본으로 하여 4개-6개 헤드(head)를 가진 드라이브를 개발할 때 추가로 헤드가 스태킹(stacking) 되어져 있는 아암만 따로 끼워 새로운 모델을 개발하고자 할 때 사용하는 액츄에이터(actuator)장치이다.

도 3과 같이 하드디스크 드라이브의 액츄에이터는 2개 또는 4개의 헤드를 가지는 아암을 기본으로 하는 모델에서 헤드를 추가하고자 할때 상기 액츄에이터(20)의 상부 또는 하부에 별도의 분리형(조립형) 아암(24)을 조립하여 큰 용량의 드라이브를 조립할 수 있도록 구성된 것이다.

즉, 자기헤드(31)가 2개인 액츄에이터(20)에 조립되는 별도의 아암(24)은 피봇베어링(28)을 결합하기 위한 홀(25)과, 일측 끝단부에 위치고정홈(26)과, 타측 끝단부에 헤드짐벌(30)을 결합하기 위한 조립홀(27)이 형성된 것이다. 상기 액츄에이터(20)는 상부에 돌출된 고정턱(21)을 형성하고, 상기 고정턱(21)에는 상기 아암(24)의 위치고정홈(25)이 끼워져 좌우로 흔들리지 않도록 조립된다. 상기 액츄에이터(20)의 보빈(22)에는 조립형 아암(24)을 조립시 밸런스를 맞추기 위해 보빈홀(23)을 형성하며, 상기 보빈홀(23)에는 납을 끼워 아암(24)과 밸런스를 맞출수 있는 것이다. 상기 액츄에이터(20)는 2개의 자기헤드(31)를 가지는 아암을 기본으로 하는 모델에서 헤드를 추가하고자 할때 상기 액츄에이터(20)의 상부 또는 하부에 별도의 조립형 아암(24)을 조립하여 큰 용량의 드라이브를 조립할 수 있는 것이다. 상기 액츄에이터(20)의 고정턱(21)은 사각형으로 돌출되고, 이와 조립되는 조립형 아암(24)의 위치고정홈(26)도 사각형으로 형성된 것이다.

상기 조립형 아암(24)은 2개의 헤드가 설치된 액츄에이터(20)에 헤드를 추가하고자 고정되게 설치하기 위하여 도 4와 같이 피봇베어링(28)에 액츄에이터(20)를 끼우고 나서 조립형 아암(24)을 피봇베어링(28)에 끼워 액츄에이터(20) 상부에 돌출된 고정턱(21)에 아암(24)의 위치고정홈(26)을 끼우고 상기 피봇베어링(28) 상측에 리테이너 링(retainer ring)(29)으로 고정시킨다.

상기와 같은 상태에서 액츄에이터(20)의 앞뒤 밸런스를 맞추기 위해 아암(24)을 추가할 때마다 그 무게 만큼 액츄에이터(20)의 보빈(22)에 형성된 보빈홀(23)에 납을 끼워 밸런스를 보상해 주는 것이다.

상기 피봇베어링(28)에 조립형 아암(24)이 끼워지는 형태로 되어 있고 그 위로 리테이너 링(retainer ring)(29)이 설치되어 상기 아암(24)이 위, 아래로의 흔들림을 방지해 준다. 또한 아암(24)의 좌우 흔들림 방지는 액츄에이터(20)의 고정턱(21)에 아암(24)의 위치고정홈(26)이 끼워지게 고립되고, PPC 크립에 의해 좌우 흔들림 방지를 하는 역할을 하게 한다.

상기와 같은 아암(24)은 2개 헤드를 쓸 때, 불필요한 아암 사용을 하지 않음으로써 재료비 절감 및 전체적인 액츄에이터(20)의 무게를 감소시킴으로써 시크타임(seek time) 증가를 통한 드라이브 성능 향상에 큰 도움을 주는 것이다. 또한 4개의 아암을 가진 액츄에이터를 기본으로 설계한 드라이브는 2개 혹은 4개의 헤드만을 사용할 때에는 액츄에이터의 앞, 뒤 밸런스(balance)를 맞춰주기 위해서 더미헤드(dummy head)를 사용하였는데, 조립형 아암은 사용할 필요가 없음으로 추가적인 재료비 절감 효과가 있다. 또한 액츄에이터(actuator)의 아암에 헤드를 스태킹할 때 기존의 4개 아암을 가진 액츄에이터는 한개의 볼(ball)로 4개의 아암 구멍을 모두 관통해야 하므로 그 하중이 블레이드 마다 다르게 주어짐으로 인해 액츄에이터의 블레이드가 휨이 발생할 소지가 많았다. 하지만 분리형 아암은 스태킹 볼(stacking ball)이 한개의 구멍만 통과하면 되므로 액츄에이터의 휨 발생 소지가 전혀 없게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 하드디스크 드라이브에서 액츄에이터의 아암은 2개 헤드를 쓸 때, 불필요한 암 사용을 하지 않음으로써 재료비 절감 및 전체적인 액츄에이터의 무게를 감소시킴으로써 시크타임 증가를 통한 드라이브 성능 향상에 큰 도움을 주는 잇점이 있다.

Claims

하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,

상기 액츄에이터의 아암을 조립형으로 설치하되, 상기 아암은 피봇베어링을 결합하기 위한 홀과, 일측 끝단부에 위치고정홈과, 타측 끝단부에 헤드짐벌을 결합하기 위한 조립홀이 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,

상기 액츄에이터는 2개의 헤드를 가지는 아암을 기본으로 하는 모델에서 헤드를 추가하고자 할때 상기 액츄에이터의 상부 또는 하부에 별도의 조립형 아암을 조립하여 큰 용량의 드라이브를 조립할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제 2항에 있어서, 상기 액츄에이터는 상부에 돌출된 고정턱을 형성하고, 상기 고정턱에 끼워져 좌우로 흔들리지 않도록 조립되는 별도의 아암에 위치고정홈을 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제 3항에 있어서, 상기 액츄에이터의 고정턱은 사각형으로 돌출되며, 이와 조립되는 아암의 위치고정홈도 사각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.
제 2항에 있어서, 상기 액츄에이터는 보빈에 밸런스를 맞추기 위해 납을 끼울수 있는 보빈홀이 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치.