KR100346171B1 - Shock absorber-limiter to constrain head movement within a hard disk drive - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하드디스크 드라이브 어셈블리내의 헤드의 유동을 제한하기 위한 리미터에 관한 것으로서, 베이스 플레이트와 커버 플레이트 또는 어느 하나에 설치되는 돌출부를 구비하여 상기 헤드가 디스크의 표면으로부터 이격될 수 있는 거리를 제한하므로써 상기 헤드와 디스크간의 충돌시 발생하는 충격력을 감소시키게 된다.The present invention relates to a limiter for limiting the flow of a head in a hard disk drive assembly, comprising a base plate and a cover plate or a protrusion installed on one of them to limit the distance that the head can be spaced from the surface of the disk. The impact force generated in the collision between the head and the disk is reduced.
Description
본 발명은 하드디스크 드라이브 어셈블리(Hard Disk Assembly)에 관한 것으로서, 특히 헤드가 디스크의 표면으로 부터 이격되는 거리를 제한하여 헤드와 디스크간의 충돌현상으로 인한 충격력을 감소시킬 수 있는 구성을 갖는 하드디스크 드라이브 어셈블리의 헤드 유동을 제한하기 위한 완충 리미터에 관한 것이다.The present invention relates to a hard disk drive assembly (Hard Disk Assembly), in particular, a hard disk drive having a configuration that can reduce the impact force due to the collision between the head and the disk by limiting the distance the head is spaced from the surface of the disk A shock absorber for limiting the head flow of the assembly.
통상적으로, 하드디스크 드라이브는 적어도 하나이상의 회전하는 디스크에 자기적으로 조합되는 변환기(Transducer)를 포함한다. 상기 변환기는 각각의 디스크상에 흐르는 자계를 센싱하거나 상기 디스크 표면을 자화시키므로써 정보를 독취하고 기록한다. 상기 변환기는 서스펜션상에 설치되는 헤드내에 구성된다. 일반적으로, 상기 헤드와 서스펜션을 헤드 짐벌 어셈블리(HGA; Head Gimbal Assembly)라 한다.Typically, hard disk drives include a transducer that is magnetically coupled to at least one or more rotating disks. The transducer reads and writes information by sensing magnetic fields flowing on each disk or by magnetizing the disk surface. The transducer is configured in a head which is mounted on the suspension. In general, the head and suspension are called Head Gimbal Assembly (HGA).
상기 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리는 상기 드라이브의 베이스 플레이트상에 피봇축을 중심으로 장착되는 엑추에이터 암에 설치된다. 더욱이, 상기 드라이브는 헤드가 상기 디스크의 표면을 교차하도록 하고, 엑추에이터 암을 회전시킬 수 있는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)를 구비한다.The head gimbal assembly of the hard disk drive is mounted to an actuator arm mounted about a pivot axis on a base plate of the drive. Furthermore, the drive has a Voice Coil Motor (VCM) which allows the head to cross the surface of the disk and which can rotate the actuator arm.
상기 각각의 헤드는 상기 디스크의 회전에 의해서 발생하는 에어의 흐름과 연계되는 에어 베어링 면(ABS; Air Bearing Surface)을 가지며, 상기 디스크가 회전하는 동안 상기 변환기와 디스크 표면간에는 공기 베어링력이 발생된다. 상기 공기 베어링력은 상기 회전하는 디스크상에 헤드가 소정 높이로 부상하도록 하여, 상기 디스크와 헤드간의 기계적 마모를 방지하는 것이다.Each head has an air bearing surface (ABS) associated with the flow of air generated by the rotation of the disk, and an air bearing force is generated between the transducer and the disk surface while the disk is rotating. . The air bearing force causes the head to rise to a predetermined height on the rotating disk to prevent mechanical wear between the disk and the head.
상기 헤드는 필수적으로 상기 엑추에이터의 암에 설치되어 상기 디스크의 상부면이나 하부면에 위치하게 된다. 따라서, 상기 디스크상에 수직으로 가해지는 외부의 충격이나 진동은 상기 헤드가 디스크와 충돌(Striking or Slapping)하는 원인이 된다.The head is essentially installed on the arm of the actuator to be located on the upper or lower surface of the disk. Thus, external shocks or vibrations applied vertically on the disk cause the head to strike or strike the disk.
상기 헤드가 디스크와 충돌하는 현상은 헤드와 디스크 모두 손상을 입히게 된다. 일반적으로 헤드 충돌 현상은 충격하중이 매우 커서 상기 디스크의 표면으로부터 헤드가 이격되는 원인이 될 때 발생한다. 가장 큰 헤드 충격력은 상기 디스크 드라이브의 베이스 플레이트 및 커버와 인접한 위치에 있는 상, 하부 헤드 짐벌 어셈블리와 연관되는데, 이는 상기 상, 하부 헤드 짐벌 어셈블리와 플레이트간의 상대적으로 넓은 공간에 의해 발생된다. 상기 넓은 공간은 상기 헤드가 디스크로부터 이격되도록 하여 다시 상기 디스크에 충격을 가하도록 하는 원인이 되는 것이다.The collision of the head with the disk will damage both the head and the disk. In general, a head collision occurs when the impact load is very large, causing the head to be spaced apart from the surface of the disk. The greatest head impact force is associated with the upper and lower head gimbal assemblies in a position adjacent to the disc drive's base plate and cover, which is caused by the relatively large space between the upper and lower head gimbal assemblies and the plate. The large space causes the head to be spaced apart from the disk, causing the disk to impact again.
상기 헤드 충돌 현상의 원인이 되는 충격력은 헤드의 질량을 감소시키거나 서스펜션의 길이를 줄이므로써 감소시킬 수 있다. 그러나 상기 엑추에이터 암의 길이를 줄이거나 헤드의 질량을 줄이는 것은 상기 헤드 짐벌 어셈블리의 기계적 특성에 바람직하지 못한 변화를 줄수 있다. 따라서, 상기 드라이브내의 헤드 짐벌 어셈블리의 유동을 제한하는 하드디스크 드라이브를 제공하는 것이 바람직하다.The impact force which causes the head collision phenomenon can be reduced by reducing the mass of the head or reducing the length of the suspension. However, reducing the length of the actuator arm or reducing the mass of the head can cause undesirable changes in the mechanical properties of the head gimbal assembly. It would therefore be desirable to provide a hard disk drive that limits the flow of the head gimbal assembly within the drive.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 디스크와 헤드의 충돌현상에 의한 충격력을 감소시킬 수 있도록 하드디스크 드라이브의 헤드 유동을 제한하기 위한 완충 리미터를 제공하는데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a buffer limiter for limiting the head flow of the hard disk drive to reduce the impact force due to the collision of the disk and the head.
본 발명의 다른 목적은 헤드 짐벌 어셈블리에 기계적 영향을 주지 않도록 구성되는 하드디스크 드라이브의 헤드 유동을 제한하기 위한 완충 리미터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a buffer limiter for limiting the head flow of a hard disk drive, which is configured not to mechanically affect the head gimbal assembly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하드디스크 드라이브 어셈블리에 있어서, 커버 플레이트와 베이스 플레이트를 포함하는 하우징과, 상기 하우징에 수용되며 상, 하부면을 갖는 적어도 하나 이상의 디스크와, 상기 베이스 플레이트상에 설치되는 상기 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터와, 상기 디스크와 상기 커버 플레이트 사이에 개제되어 상기 디스크의 상부면상에 설치되는 상부 헤드 짐벌 어셈블리와, 상기 디스크와 상기 베이스 플레이트 사이에 개제되어 상기 디스크의 하부면상에 설치되는 하부 헤드 짐벌 어셈블리와, 상기 상부 헤드 짐벌 어셈블리가 상기 디스크의 상부면을 교차하도록 하고 상기 하부 헤드 짐벌 어셈블리가 상기 디스크의 하부면을 교차하도록 유동시키는 보이스 코일 모터 및 상기 상, 하부 헤드 짐벌 어셈블리가 상기 디스크의 각각의 면상에서 이격되는 거리를 제한하기 위하여 상기 커버 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 각각 형성되는 커버 돌출부와 베이스 돌출부로 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a hard disk drive assembly comprising: a housing including a cover plate and a base plate, at least one disk received in the housing and having upper and lower surfaces thereof, and on the base plate. A spindle motor for rotating the disk, which is installed in the disk, an upper head gimbal assembly disposed between the disk and the cover plate and installed on an upper surface of the disk, and interposed between the disk and the base plate, A lower coil gimbal assembly mounted on a lower surface, a voice coil motor for flowing the upper head gimbal assembly to intersect the upper surface of the disk, and the lower head gimbal assembly to cross the lower surface of the disk; Head gimbal air It characterized the assembly is comprised of a cover protrusions and the base protrusions are formed on the cover plate and the base plate in order to limit the distance that is spaced apart from the respective side of the disk.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 평면도.1 is a plan view of a hard disk drive according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도 1의 라인 2-2를 도시한 절개단면도.Figure 2 is a cutaway cross-sectional view of line 2-2 of Figure 1 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 변형된 실시에에 따른 하드디스크 드라이브의 측단면도.3 is a side cross-sectional view of a hard disk drive according to a modified embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
10: 하드디스크 드라이브 어셈블리 12: 디스크10: hard disk drive assembly 12: disk
24: 헤드 짐벌 어셈블리 36: 베이스 돌출부24: head gimbal assembly 36: base protrusion
38: 커버 돌출부 40, 42: 범퍼(Bumper)38: cover protrusion 40, 42: bumper
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일 한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호가 사용되고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used for the same components, even if displayed on different drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 일실시예는 베이스 플레이트와 커버 플레이트내에 돌출부를 구비한 하드디스크 드라이브 어셈블리에 관한 것이다. 상기 돌출부는 헤드가 디스크의 표면으로부터 유동될 수 있는 거리를 제한한다. 상기 헤드의 유동을 제한하는 것은 상기 헤드와 디스크가 충돌하는 헤드 충돌 현상(Slapping)과 관련된 충격력을 감소시킨다.One embodiment of the present invention relates to a hard disk drive assembly having protrusions in a base plate and a cover plate. The protrusion limits the distance that the head can flow from the surface of the disc. Limiting the flow of the head reduces the impact force associated with head slapping in which the head and disk collide.
도 1 및 도 2는 본 발명의 하드디스크 드라이브 어셈블리(10)의 일실시예를 도시하고 있다. 상기 하드디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의해 회전하는 적어도 하나 이상의 디스크(12)를 구비한다. 상기 스핀들 모터(14)는 베이스 플레이트(16)상에 설치된다. 각각의 디스크(12)는 상부면(18)과, 반대되는 하부면(19)를 갖는다.1 and 2 illustrate one embodiment of a hard disk drive assembly 10 of the present invention. The hard disk drive 10 has at least one disk 12 that is rotated by a spindle motor 14. The spindle motor 14 is mounted on the base plate 16. Each disk 12 has an upper surface 18 and an opposite lower surface 19.
상기 다수의 헤드(20)는 상기 디스크(12)상에 자기적으로 조합된다. 상기 헤드는 각각 하드디스크 드라이브의 전자 회로소자에 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 변환기(Transducer)를 구비한다. 상기 회로소자와 변환기는 각각 디스크상의 자계를 센싱하고 자화시키므로써 정보를 기록하고 독출하게 된다.The plurality of heads 20 are magnetically combined on the disk 12. The heads each have at least one transducer which is electrically connected to the electronic circuitry of the hard disk drive. The circuitry and the transducer respectively record and read information by sensing and magnetizing the magnetic field on the disk.
상기 각각의 헤드(20)는 서스펜션(22)상에 설치된다. 상기 헤드(20)와 서스펜션(22)은 일반적으로 헤드 짐벌 어셈블리(HGA; Head Gimbal Assembly)(24)라 한다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리(24)는 디스크(12)의 상, 하부면(18, 19)과 관련된다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리(24)는 베이스 플레이트(16)상에 피봇축으로 장착되는 엑추에이터 암(26)에 설치된다.Each head 20 is mounted on a suspension 22. The head 20 and suspension 22 are generally referred to as a head gimbal assembly (HGA) 24. The head gimbal assembly 24 is associated with the upper and lower surfaces 18, 19 of the disk 12. The head gimbal assembly 24 is mounted to an actuator arm 26 which is pivotally mounted on the base plate 16.
상기 엑추에이터 암(26)은 베이스 플레이트(16)에 부착되는 마그넷어셈블리(30)와 연계되는 보이스 코일(28)을 구비한다. 상기 보이스 코일(28)과 마그넷 어셈블리(30)는 상기 헤드(20)가 디스크(12)의 표면을 교차하도록 하고, 상기 엑츄에이터 암(26)을 회전시킬수 있는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)(32)를 제공한다. 상기 디스크(12), 헤드 짐벌 어셈블리(24), 엑추에이터 암(26) 및 보이스 코일 모터(32)는 모두 커버(34)에 의해서 밀봉되는 베이스 플레이트(16)상에 설치된다.The actuator arm 26 has a voice coil 28 associated with the magnet assembly 30 attached to the base plate 16. The voice coil 28 and the magnet assembly 30 allow the head 20 to intersect the surface of the disk 12 and enable the voice coil motor (VCM) to rotate the actuator arm 26. Provides 32. The disk 12, the head gimbal assembly 24, the actuator arm 26 and the voice coil motor 32 are all mounted on a base plate 16 sealed by a cover 34.
상기 헤드(20)는 도 2에 도시한 화살표 방향인 Z방향으로의 유동을 제한하는 것이 바람직하다. 상기 유동은 외부의 충격이나 진동등에 의해 발생될 수 있다. 상기 디스크 표면(18, 19)으로부터 이격되는 Z방향으로의 유동은 상기 헤드가 디스크로 되돌아오는 반대방향의 움직임을 발생시킨다. 따라서, 따라서 상기 헤드(20)가 디스크 표면에 충격을 가하는 충격력은 디스크(12)와 헤드(20)를 모두 손상시키게 된다.The head 20 preferably restricts the flow in the Z direction, which is the arrow direction shown in FIG. The flow may be generated by an external shock or vibration. Flow in the Z direction away from the disk surfaces 18, 19 produces an opposite movement of the head back to the disk. Thus, the impact force that the head 20 impinges on the disk surface damages both the disk 12 and the head 20.
상기 베이스 플레이트(16)는 상기 베이스 플레이트(16)와 최하단의 디스크 사이에 위치하는 상기 헤드 짐벌 어셈블리(24b)의 Z방향으로의 유동량을 제한하는 베이스 돌출부(36)를 구비한다. 마찬가지로, 상기 커버 플레이트(34)는 상기 커버 플레이트(34)와 최상단의 디스크 사이에 위치하는 상기 헤드 짐벌 어셈블리(24t)의 Z방향으로의 유동량을 제한하는 커버 돌출부(38)를 구비한다. 상기 디스크의 표면으로부터 이격되는 상기 헤드(20)의 유동량을 제한하는 것으로, 상기 헤드(20)가 디스크 표면으로 되돌아 올 때, 상기 돌출부(36, 38)는 상기 헤드(20)의 운동량을 감소시킬 수 있다. 이는 헤드 충돌 현상의 원인이 되는 충격력을 제한할 수 있는것이다.The base plate 16 has a base protrusion 36 which limits the amount of flow in the Z direction of the head gimbal assembly 24b located between the base plate 16 and the lowest disk. Similarly, the cover plate 34 has a cover protrusion 38 which limits the amount of flow in the Z direction of the head gimbal assembly 24t located between the cover plate 34 and the topmost disk. By limiting the flow amount of the head 20 spaced from the surface of the disk, when the head 20 returns to the disk surface, the protrusions 36 and 38 reduce the momentum of the head 20. Can be. This can limit the impact force causing the head collision phenomenon.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 베이스 돌출부(36)는 상기 하부 헤드 짐벌 어셈블리(24b)의 유동을 제한하기 위하여 스핀들 모터(14)에서 디스크(12)의 외주 단부 이상까지 상기 디스크(12)의 반경방향으로 연장된다. 마찬가지로, 상기 커버 돌출부(38) 역시 상기 스핀들 모터(14)에서 상기 디스크(12)의 외주 단부 이상까지 연장된다. 상기 각각의 돌출부(36, 38)는 상기 돌출부와 충돌하는 헤드 짐벌 어셈블리(24)의 충격력을 완충시키기 위한 탄성 재질의 범퍼(Elastomeric Bumper)(40)를 구비한다. 상기 범퍼(40)는 러버(Rubber)나 테프론(Teflon) 재질로 형성되며, 상기 돌출부(36, 38)에 코팅되거나 부착될 수 있다.As shown in FIG. 1, the base protrusion 36 extends from the spindle motor 14 to at least the outer peripheral end of the disk 12 to limit the flow of the lower head gimbal assembly 24b. Extend radially. Similarly, the cover protrusion 38 also extends from the spindle motor 14 to at least the outer peripheral end of the disk 12. Each of the protrusions 36 and 38 has an elastomeric bumper 40 for cushioning the impact force of the head gimbal assembly 24 that collides with the protrusion. The bumper 40 may be formed of a rubber or Teflon material and may be coated or attached to the protrusions 36 and 38.
도 3에 도시된 변형된 실시예에 있어서, 각각의 헤드 짐벌 어셈블리(24)는 헤드(20)와 인접한 서스펜션(22)상에 설치되는 범퍼(42)를 구비한다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리의 범퍼(42)는 상기 디스크 표면으로부터의 헤드의 유동량을 제한하게 된다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리와 인접한 위치에 구비되는 범퍼(42)는 수직방향으로 나란하게 정렬되도록 설치되는데, 상기 헤드(20)가 Z방향으로 유동시 상호 마주치도록 설치되는 것이다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리 범퍼(42)를 정렬할 때, 각각의 범퍼(42)의 높이를 두배로 한다. 상기 헤드 짐벌 어셈블리 범퍼(42)는 상기 헤드 짐벌 어셈블리(24)의 충격력을 완충시키기 위하여 러버나 테프론등의 탄성 재질을 사용하게 된다. 상기 범퍼(42)는 입방체, 구형, 직사각형등의 형상을 가질수 있다.In the modified embodiment shown in FIG. 3, each head gimbal assembly 24 has a bumper 42 mounted on a suspension 22 adjacent to the head 20. The bumper 42 of the head gimbal assembly will limit the amount of flow of the head from the disk surface. The bumpers 42 provided at positions adjacent to the head gimbal assembly are installed to be aligned side by side in the vertical direction, and are installed to face each other when the heads 20 flow in the Z direction. When aligning the head gimbal assembly bumpers 42, the height of each bumper 42 is doubled. The head gimbal assembly bumper 42 uses an elastic material such as rubber or Teflon to buffer the impact force of the head gimbal assembly 24. The bumper 42 may have a shape of a cube, a sphere, a rectangle, or the like.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 도면을 참조하여 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명할 것이다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described with reference to the drawings, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. .
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 완충 리미터로 사용되는 돌출부는 헤드가 디스크의 표면으로부터 이격되는 거리를 제한하여 디스크와 헤드의 충돌현상과 관련되는 충격력을 감소시키는 효과가 있다.As described above, the protrusion used as the buffer limiter according to the embodiment of the present invention has the effect of reducing the impact force associated with the collision between the disk and the head by limiting the distance from the surface of the disk to the head.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070612 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |