KR100268492B1 - 하드디스크드라이브의디스크및디스크고정방법 - Google Patents

하드디스크드라이브의디스크및디스크고정방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법에 관한 것이다
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 디스크의 구조를 변경하여 클램프 체결시의 응력 및 변형(STRAIN)에 의한 디스크의 변형을 디스크의 불연속 구조로 데이타를 기록하는 영역에서 감소시킴으로써 헤드의 비행높이를 일정하게 유지하여 하드디스크 드라이브의 기록 및 판독시 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법을 제공함에 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 통상의 디스크에 있어, 내측 동심원 상의 나사체결시 힘을 받는 부분에 체결력에 의한 응력을 흡수 할 수 있도록 다수개의 홈을 형성한다. 또 다른 실시예로 디스크의 크램핑부분과 테이타를 기록하는 랜딩존(LANDING ZONE)사이에 노치(NOTCH)를 주어 크램핑에 의한 응력에 의하여 발생하는 변형을 노치부위에서 단절시켜주어 데이타를 기록하는 영역의 프레트니스(FLATNESS)및 원주방향에서의 런아웃(RUNOUT)을 향상시켜 제품의 신뢰성을 향향시키는 것을 특징으로 한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명에 따른 디스크 장치는 고정시 홈에 의해 나사로 인한 휨 또는 비틀림을 제거함으로써, 헤드의 비행을 안정시켜 드라이브의 성능 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 수반하게 된다.

Description

하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법{HARD DISK DRIVE MEDIA}
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 스핀들모터에 디스크를 고정시 체결력에 따른 형상변화를 최소화 하도록 응력을 흡수할 수 있게 구성되는 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법에 관한 것이다.
컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크 드라이브는 일반적으로, 자성체인 디스크(Media)에 헤드를 이용하여 정보를 기록 또는 판독하는 장치로서 베이스, 커버등의 프레임부와, 상기 디스크를 지지하고 회전시키는 스핀들모터(Spindle Motor)와, 데이타를 기록,재생하는 자기헤드(Magnetic Head or Transducer)와, 보이스코일모터(VCM)에 의해 상기 자기헤드의 위치를 제어하는 액츄에이터와, 상기 구동장치들을 제어하고 전기적처리를 위한 회로부와, 드라이브를 컴퓨터 본체와 연결시키는 인터페이스(Interface) 등으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 하드디스크 드라이브에서 디스크는 스핀들모터에 고정되어 고속으로 회전하게 되고, 상기 디스크의 회전에 의해 표면에 발생되는 기체유동에 의해 자기헤드는 상승되어 미세한 간극을 유지한 채 비행한다. 이때 자기헤드는 보이스코일모터에 의해 회전하는 액츄에이터의 선단에 고정되어 상기 액츄에이터가 회전함에 따라 데이타 탐색위치로 이동하여 읽기/쓰기 동작을 하게 된다.
상기와 같이 동작하는 하드디스크 드라이브의 디스크는 고속으로 회전하는 스핀들모터에 정밀하고, 견고하게 고정시키기 위한 고정장치가 요구된다.
종래에는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 스핀들모터(1)에 디스크(2)를 고정하기 위해, 상기 스핀들모터(1)는 디스크 지지부(1a)와 허브(Hub)상에 나사구멍을 형성하고, 상기 디스크(2)를 상기 스핀들모터(1)에 다수개 고정시 디스크들간의 간격 및 평탄도를 유지해주기 위해 개재시키는 스페이서(Spacer)(3)를 구비하며, 또한 외측 둘레로 골형상의 디스크 압착부(4a)와 그 내측의 평탄면에는 나사구멍(4b)을 형성하여 상기 디스크(2)를 스핀들모터(1)에 단단히 고정시키게 되는 클램프(Clamp)(4)를 구비한다.
상기와 같이 구성된 디스크 고정장치에 의한 디스크 고정과정을 살펴보면, 본체 베이스(Base)에 고정된 스핀들모터(1)의 허브에 디스크(2)를 끼운다. 이때 디스크(2)는 상기 스핀들모터(1)의 지지부(1a)에 위치하고, 계속해서 스페이서(3)를 상기 스핀들모터(1)의 허브에 끼우고, 상기 스페이서(3)의 위로 다른 디스크를 끼운다. 그 위에 최종적으로 클램프(4)를 위치시켜 네 곳의 나사구멍에 나사(9)를 대각선 방향순으로 체결하여 디스크 고정을 완료 한다. 이때 상기 클램프(4)의 압착부(4a)가 디스크(2)를 눌러주게 됨으로써 단단한 고정이 이루어 진다.
상기와 같이 고정완료된 하드디스크 드라이브의 디스크부는 디스크를 나사로 고정시키기 때문에 나사 체결부위에 국부적인 힘이 작용하여 디스크의 휨 또는 비틀림이 발생하게 되고, 이러한 휨 또는 비틀림은 헤드 슬라이드의 비행을 불안정하게 만들어 헤드의 읽기/쓰기시 에러를 발생시키거나 헤드와 디스크의 충돌을 야기시키게 되는 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 하드디스크 드라이브의 디스크는 알류미늄 가공면의 조도 및 클램프 체결력에 의한 응력(STRESS)으로 인해 데이타가 기록되는 디스크의 내경부위의 프레트니스(FLATNESS)를 크게 만들어 헤드의 비행높이를 일정하게 유지시킬 수 없게 되고, 헤드의 출력신호의 크기를 변화시켜 테이타 기록 및 판독시 에러를 유발시키게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 스핀들모터의 허브에 고정되는 디스크를 나사체결시 체결되는 부위의 체결응력을 흡수하도록 하여 휨 또는 비틀림을 방지해주는 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 디스크의 구조를 변경하여 클램프 체결시의 응력 및 변형(STRAIN)에 의한 디스크의 변형을 디스크의 불연속 구조로 데이타를 기록하는 영역에서 감소시킴으로써 헤드의 비행높이를 일정하게 유지하여 하드디스크 드라이브의 기록 및 판독시 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크 고정방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 고정장치에 의해 디스크가 고정된 상태를 나타내는 단면도,
도 2는 도 1의 요부인 클램프의 형상을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 디스크의 형상을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 디스크가 고정된 상태를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 디스크가 고정된 상태를 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크 평면 및 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스크가 고정된 상태를 나타내는 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10,20: 디스크 11: 홈
12,22: 스핀들모터 13,23: 스페이서
14,24: 클램프 21: 노치
25: 허브
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 통상의 디스크에 있어, 내측 동심원 상의 나사체결시 힘을 받는 부분에 체결력에 의한 응력을 흡수 할 수 있도록 다수개의 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하드디스크 드라이브에서 스핀들모터의 허브에 고정되는 디스크의 크램핑부분과 테이타를 기록하는 랜딩존(LANDING ZONE)사이에 노치(NOTCH)를 주어 크램핑에 의한 응력에 의하여 발생하는 변형을 노치부위에서 단절시켜주어 데이타를 기록하는 영역의 프레트니스(FLATNESS)및 원주방향에서의 런아웃(RUNOUT)을 향상시켜 제품의 신뢰성을 향향시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 디스크를 고정하기 위한 장치는 종래기술과 동일한 구성으로 되고, 다만 데이타 저장매체인 디스크의 형상에 차이가 있다는 것을 밝혀두면서, 도 3, 4를 참조하여 본 발명에 따른 디스크 장치는 디스크(10)의 내측동심원상에 나사 체결토오크에 의한 응력을 흡수해주기 위해 다수개의 홈(11)이 형성된다. 이때 홈(11)은 동심원을 따라 그 형태로 형성하고, 또한 나사 체결되는 클램프의 외곽에 최대한 접근시켜 형성한다.
상기와 같이 형성된 디스크를 스핀들모터에 고정하기 위해서는, 제4도에 도시한 바와 같이, 스핀들모터(12)는 상기 디스크(10)의 지지부(12a)를 형성하고, 허브(Hub)상에는 나사구멍(12b)을 형성하며, 상기 디스크(10)를 상기 스핀들모터(12)에 다수개 고정시 디스크들간의 간격 및 평탄도를 유지해주기 위해 개재시키는 스페이서(Spacer)(13)를 구비하고, 또한 상기 디스크(10)를 스핀들모터(12)에 단단히 고정시키게 되는 클램프(Clamp)(14)는 외측 둘레에 골형상의 디스크 압착부를 형성하고, 안쪽의 평탄면에 나사구멍을 형성한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스크를 고정하기 위한 작용을 도 4와 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
디스크(10)를 고정함에 있어, 먼저 본체(Base)에 고정된 스핀들모터(12)의 허브에 상기 디스크(10)를 끼운다. 이때 디스크(10)는 상기 스핀들모터(12)의 지지부(12a)에 위치하고, 계속해서 스페이서(13)를 상기 스핀들모터(12)의 허브에 끼우고, 상기 스페이서(13)의 위로 다른 디스크를 끼운뒤, 최종적으로 클램프(14)를 상기 스핀들모터(12)의 허브상에 위치시킨뒤 대각선 방향순으로 나사를 체결해줌으로써 디스크 고정을 완료한다. 이때 상기 클램프(14)의 나사체결 부위의 압착부가 디스크(10)를 눌러주게 되고, 이와 같이 압착력에 따른 디스크 부분의 응력이 확산되려는 것을 상기 디스크(10)의 홈(11)이 상쇄시킴으로써 응력분포를 최소화 하고, 또한 체결토오크에 의한 휨 또는 비틀림 발생시 상기 홈(11) 부분의 미세한 유동에 의해 데이타 저장영역에 영향을 주지않게 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 장치는 고정시 홈에 의해 나사로 인한 휨 또는 비틀림을 제거함으로써, 헤드의 비행을 안정시켜 드라이브의 성능 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 수반하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 다른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 디스크를 고정하기 위한 장치는 종래기술과 동일한 구성으로 되고, 다만 데이타 저장매체인 디스크의 형상에 차이가 있다는 것을 밝혀두면서, 도 6, 7를 참조하여 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 디스크 장치는 디스크(10)의 내측동심원상에 나사 체결토오크에 의한 응력을 흡수해주기 위해 디스크(20)의 크램핑부위와 랜딩존 사이에 노치(21)를 형성하여 크램핑력으로 인한 디스크(20)의 변형을 헤드가 이착륙 및 비행하는 영역으로 확산되는 것을 방지 할 수 있도록 형성된 것이다. 상기 노치(21)는 디스크(20)의 동심원으로 형성하고, 또한 나사 체결되는 클램프의 외곽에 최대한 접근시켜 형성한다.
상기 디스크(20)의 노치(21)는 디스크의 상면과 대응하는 하면에도 동일하게 형성된 것이다. 상기 노치(21)는 반원형 홈으로된 동심원으로 형성할 수 있으며, 또한 삼각형 홈으로된 동심원으로 형성할 수 있는 것이다.
상기와 같이 디스크(20)의 상,하면에 노치(21)가 형성된 디스크를 스핀들모터(22)에 고정하기 위해서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 본체베이스에 고정되는 스핀들모터(22)의 허브(25)상에는 나사구멍(26)을 형성하며, 상기 디스크(20)를 상기 스핀들모터(22)에 적층되게 고정시 디스크(20)들간의 간격 및 평탄도를 유지해주기 위해 개재시키는 스페이서(Spacer)(23)를 구비하고, 상기 디스크(20)를 스핀들모터(22)에 단단히 고정시키게 되는 클램프(Clamp)(24)를 구비한 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스크를 고정하기 위한 작용을 설명하면 다음과 같다.
상,하면에 노치가 형성된 디스크(20)를 고정함에 있어, 먼저 본체 베이스(Base)에 고정된 스핀들모터(22)의 허브(25)에는 크램핑부위와 랜딩존 사이에 노치(21)가 형성된 디스크(20)를 끼운다. 이때 디스크(20)는 상기 스핀들모터(22)의 허브(25)에 지지되며, 그 위에 스페이서(23)를 허브(25)에 끼우고, 상기 스페이서(23)의 위에 적층되게 다른 디스크(20)를 끼운다. 그 위에 최종적으로 알루미늄 절삭물인 클램프(24)를 위치시켜 나사구멍에 나사를 대각선 방향순으로 체결하여 디스크(20)를 고정시킨다. 이때 상기 클램프(24)의 압착부가 디스크(20)를 눌러주게 됨으로써 단단한 고정이 이루어 진다.
상기와 같이 클램프(24)를 조립시 압착력에 따른 디스크 부분의 응력이 확산되려는 것을 상기 디스크(20)에 형성된 노치(21)부위에서 상쇄시킴으로써 응력분포를 최소화 하고, 또한 체결토오크에 의한 휨 또는 비틀림 발생시 상기 노치(21) 부분의 미세한 유동에 의해 데이타 저장영역에 영향을 주지않게 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 디스크는 크램핑시 발생하는 변형에너지를 노치 부위에서 집중시킴으로 랜딩 및 데이타 영역에서의 변형을 최소화 시켜주어 디스크의 프래트니스를 향상시켜주게 된다. 상기와 같이 크램핑 영역에서의 응력과 스트레인에너지가 형상 불연속점인 노치부위에서 집중되므로 헤드의 동작영역인 노치부 외경에서의 프레트니스를 향상시켜주어 헤드의 비행을 안정시켜 하드디스크 드라이브의 신뢰성 향상 및 수명연장을 가능하게 하는 잇점이 있다.

Claims (16)

  1. 베이스의 적소에 장착되는 일정 허브를 갖는 스핀들 모터와; 상기 스핀들 모터의 허브에 관통 장착되며, 개제되는 스페이서에 의해 일정 간격으로 이격되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 디스크와; 상기 스핀들모터의 최상단에는 상기 디스크들을 고정하기 위하여 다수의 나사에 의해 체결되는 클램프로 구성되는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정장치에 있어서,
    상기 디스크(10)의 내측 동심원상에는 상기 클램프에 체결되는 나사의 고정력에 따른 응력을 흡수하기 위한 홈(11)을 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디스크(10)의 홈(11)은 내측 동심원상에서 동심원을 따라 여러개 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 홈(11)은 나사 체결에 따른 응력을 받는 부분의 동심원상에 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크 및 디스크.
  4. 하드디스크 드라이브에 있어서,
    베이스의 적소에 장착되는 일정 허브를 갖는 스핀들 모터(22)와;
    상기 스핀들 모터(22)의 허브(25)에 관통 장착되며, 개제되는 스페이서에 의해 일정 간격으로 이격되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 디스크(10)와;
    상기 디스크(10)의 내측 동심원상에는 상기 디스크를 고정하기 위하여 체결되는 체결체의 고정력에 따른 응력을 흡수하기 위하여 형성되는 홈(11)과;
    상기 스핀들모터의 최상단에는 상기 디스크들을 고정하기 위하여 다수의 체결체에 의해 체결되는 클램프(14)로 구성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 디스크(10)의 홈(11)은 상기 클램프(14)를 체결체로 체결했을때 체결 부위에 위치하도록 함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 홈(11)은 체결체가 체결되는 상기 클램프(14)의 최외곽에 위치하도록 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 디스크(10)의 홈(11)은 체결체의 갯수와 동일한 갯수로 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 체결체는 나사임을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 베이스의 적소에 장착되는 일정 허브(25)를 갖는 스핀들 모터(22)와; 상기 스핀들 모터의 허브에 관통 장착되며, 개제되는 스페이서에 의해 일정 간격으로 이격되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 디스크와; 상기 스핀들모터의 최상단에는 상기 디스크들을 고정하기 위하여 다수의 나사에 의해 체결되는 클램프로 구성되는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정장치에 있어서,
    상기 클램프의 클램핑력으로 인한 디스크 변형과 응력을 흡수하기 위하여 상기 스핀들모터(22)의 허브(25)에 조립되는 디스크(20)의 클램핑부위와 랜딩존 사이에는 동심원을 따라 노치(21)를 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 디스크(20)의 노치(21)는 디스크의 상면과 대응하는 하면에도 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 노치(21)는 반원형 홈으로된 동심원으로 형성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 노치(21)는 삼각형 홈으로된 동심원으로 형성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크.
  13. 하드디스크 드라이브의 베이스상에 설치된 스핀들모터에 적어도 하나 이상의 디스크를 순차적으로 설치 고정하기 위한 디스크 고정방법에 있어서,
    상기 스핀들 모터(12)의 허브(25)상에 디스크(20)의 평탄도를 유지시키기 위하여 스페이서를 장착하는 과정과;
    상기 허브(25)에 장착된 스페이서(23)의 상측상에 고정력에 따른 응력을 흡수하기 위한 노치(21)가 동심원을 따라 형성된 디스크를 장착하는 과정과;
    상기 노치(21)가 형성된 디스크의 최상부면상에 상기 디스크를 고정하기 위한 클램프(24)를 다수의 나사에 의해 체결 고정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 디스크(20)의 노치(21)는 체결되는 상기 클램프(24)의 최외곽에 위치하도록 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 디스크(10)의 노치(21)는 디스크의 상면과 대응하는 하면에도 동일하게 형성하며, 상기 노치(21)는 반원형 홈으로된 동심원으로 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 디스크(20)의 노치(21)는 디스크의 상면과 대응하는 하면에도 동일하게 형성하며, 상기 노치(21)는 삼각형 홈으로된 동심원으로 형성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 디스크 고정방법.
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