KR100346652B1

KR100346652B1 - 하드 디스크 드라이브

Info

Publication number: KR100346652B1
Application number: KR1020000033911A
Authority: KR
Inventors: 김복동
Original assignee: 진성기업 주식회사
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-07-26
Also published as: KR20020001932A

Abstract

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 하나 이상의 환형 디스크(20)가 회전가능하게 설치되는 베이스 프레임(30)과, 상기 디스크(20)의 편면에 대응하도록 복수의 자기헤드(h)를 지지하며 각 자기헤드(h)가 상기 디스크(20)의 대응면상을 이동하도록 구동원에 의해 회동운동이 가능한 상태로 상기 베이스 프레임(30)에 설치되는 적어도 하나 이상의 액튜에이터(50)를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 액튜에이터(50)는 피봇축(p)에 결합되는 아암(70)과, 그 아암(70)에 설치되는 판스프링형의 서스펜션(80)으로 이루어지고, 상기 자기헤드(h)는 상기 서스펜션(80)의 선단부에 마련되되, 상기 아암(70)에 상보적으로 설치되어 비기동시 상기 서스펜션(80)을 일정중량의 탄성력으로 가압하는 가압수단; 및 상기 아암(70)에 지지되어 기동시 선제공되는 소정전압에 의해 상기 가압수단의 가압력을 해제시키는 가압해제수단;을 구비함으로써 외부로부터 진동이나 충격이 가해지더라도 자기헤드의 안정된 파킹상태를 유지하기 때문에 자기헤드가 별도의 파킹수단 또는 디스크 상의 파킹영역을 이탈하지 않아 디스크의 기록영역에 접촉되어 발생하는 디펙트(defect)를 억제할 수 있는 하드 디스크 드라이브를 제공한다.

Description

하드 디스크 드라이브{Hard Disk Drive}

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비기동시 서스펜션을 소정 중량으로 가압하여 자기헤드의 안정적인 파킹상태를 유지할 수 있도록 구조가 개선된 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.

통상, 사용자에 의해 정보의 기록/재생이 가능하도록 된 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 주로 퍼스널 컴퓨터의 보조기억장치로 많이 이용되고 있다. 이러한 하드 디스크 드라이브는 주지된 바와 같이 자기기록(Magnetic Recording) 원리를 이용하는 것으로서, 자기물질이 도포되어 있는 디스크를미디어(Media)로 사용하여 그 디스크 반경방향으로 자기헤드를 이동시킴으로써 원하는 정보를 기록/재생할 수 있도록 되어 있다.

최근의 하드 디스크 드라이브는 기억용량이 급격히 증대되는 반면에 그 규격은 점차 콤팩트화되어 트랙 피치(Track Pitch), 비트 셀(Bit Cell) 등이 미세화되고 있는 추세이며, 특히 디스크를 다층으로 적층한 다층구조를 통하여 고용량화를 실현하고 있다.

도 1은 하드 디스크 드라이브의 한 전형으로서, 상부 커버 프레임(10)이 개방된 상태를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 하드 디스크 드라이브는, 환형의 자기 디스크(20)가 베이스 프레임(30)에 설치된 스핀들모터의 회전축(40)에 고속 회전이 가능한 상태로 장착된다. 그리고, 상기 디스크(20)의 주위에는 선단부에 자기헤드(h)를 지지하는 액튜에이터(50)가 구동원인 보이스 코일 모터(VCM; 60)의 구동에 의해 피봇축(p)을 중심으로 회동운동이 가능한 상태로 설치된다. 따라서, 상기 액튜에이터(50)가 디스크(10)의 신호면 트랙을 따라 자기헤드(h)를 플라잉시킴으로써 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하거나 새로운 데이터를 기록하게 된다.

부연 설명하면, 상기 디스크(20)는 기록용량의 증대를 위하여 복수매가 적층된 다층구조로 설치되며, 이러한 다층구조의 하드 디스크 드라이브에서는 각 디스크(20)의 편면에 대하여 하나의 자기헤드(h)가 플라잉할 수 있도록 복수의 액튜에이터(50)가 대응적으로 구비된다. 상기 액튜에이터(50)는 피봇축(p)에 결합되는 아암(70)과, 그 아암(70)에 설치되는 판스프링형의 서스펜션(80)으로 이루어지고, 자기헤드(h)는 상기 서스펜션(80)의 선단부에 설치된다.

상기 자기헤드(h)는 하드 디스크 드라이브의 기동시 디스크(20)의 고속 회전으로 발생하는 공기흐름에 의해 디스크상을 일정 높이 부상한 상태로 이동하게 되며, 비기동시에는 액튜에이터(50)가 디스크(20)의 외측으로 이동하여 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 탑재되거나, 디스크(20) 상의 파킹영역(20p)으로 이동하여 그 영역에 파킹된다.

한편, 하드 디스크 드라이브의 비기동시 상기 자기헤드(h)는 서스펜션(80)의 탄성력에 의해 대략 3g의 중량으로 별도의 파킹수단(미도시) 또는 디스크(20) 상의 파킹영역(20p)의 면상을 가압하고 있다.

그러나, 이와 같은 자기헤드(h)는 사양에 따라 최대 3g의 미약한 가압력으로 파킹수단에 탑재되거나, 디스크 상의 파킹영역에 밀착파킹되기 때문에, 드라이브를 컴퓨터 본체에 장착하거나, 제품을 운송할 때, 그 드라이브에 외부의 충격 또는 진동이 가해지면 액튜에이터가 흔들려 결국에는 자기헤드가 별도의 파킹수단 또는 디스크 상의 파킹영역을 이탈함으로써 디스크의 기록영역에 접촉되어 디펙트(defect)를 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 외부의 충격이나 진동이 가해져도 자기헤드의 안정적인 파킹을 유지할 수 있도록 구조가 개선된 하드 디스크 드라이브를 제공하는 점에 그 목적이 있다.

도 1은 일 예에 따른 종래의 하드 디스크 드라이브를 나타내 보인 것으로, 상부 커버 프레임이 개방된 상태를 나타내 보인 개략적 사시도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브로서, 상부 커버 프레임이 개방된 상태를 나타내 보인 개략적 사시도이고,

도 3은 도 2의 액튜에이터에 채용되는 가압수단 및 가압해제수단을 나타내 보인 개략적 분해사시도이고,

도 4는 도 3의 단면도이고,

도 5는 도 3의 가압수단이 액튜에이터와 일체로 형성된 것을 나타내 보인 개략적 사시도이고,

도 6은 도 5의 단면도이고,

도 7은 도 3의 형상기억합금의 다른 구현예를 나타내 보인 개략적 분해사시도이고,

도 8은 도 7의 단면도이고,

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 비기동시 가압수단과 가압해제수단의 작용상태를 나타내 보인 개략적 단면도이고,

그리고 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의기동시 가압수단과 가압해제수단의 작용상태를 나타내 보인 개략적 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10... 커버프레임 20... 자기 디스크

20p...파킹영역 20w... 기록영역

30... 베이스 프레임 40... 회전축

50... 액튜에이터 60... 보이스코일모터(VCM)

70... 아암 80... 서스펜션

h... 자기헤드 p... 피봇축

90... 판스프링부재 91... 결합편

92... 설치공 93... 형상기억합금

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 하나 이상의 환형 디스크가 회전가능하게 설치되는 베이스 프레임과, 상기 디스크의 편면에 대응하도록 복수의 자기헤드를 지지하며 각 자기헤드가 상기 디스크의 대응면상을 이동하도록 구동원에 의해 회동운동이 가능한 상태로 상기 베이스 프레임에 설치되는 적어도 하나 이상의 액튜에이터를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 액튜에이터는 피봇축에 결합되는 아암과, 그 아암에 설치되는 판스프링형의 서스펜션으로 이루어지고, 상기 자기헤드는 상기 서스펜션의 선단부에 마련되되, 상기 아암에 상보적으로 설치되어 비기동시 상기 서스펜션을 일정중량의 탄성력으로 가압하는 가압수단; 및 상기 아암에 지지되어 기동시 선제공되는 소정전압에 의해 상기 가압수단의 가압력을 해제시키는 가압해제수단;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 가압수단은 상기 아암의 선단부에 설치되며, 비기동시 상기 서스펜션을 가압하도록 소정각도로 절곡되어 탄성복원력을 가지는 판스프링부재를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 가압해제수단은 상기 아암에 지지되며, 상기 판스프링부재의 일측면에 부착되거나 일정간격으로 이격되게 설치되어 소정전압이 인가됨에 따라 저항열이 발생되고, 그 열에 의해 형상이 변화되는 형상기억합금을 포함하여 상기 판스프링부재를 서스펜션으로부터 강제로 이격시킴으로써 그 서스펜션에 작용하는 가압력을 해제시키는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 형상기억합금은 와이어 형상인 것이 바람직하며, 이와 달리,판 형상으로 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 판스프링부재는 상기 아암의 선단부에 일체로 마련되는 것이 바람직하다.

따라서, 비기동시 아암에 마련된 판스프링부재가 서스펜션을 일정중량으로 가압함으로써 예컨대 외부로부터 진동이나 충격이 가해지더라도 자기헤드의 안정된 파킹상태를 유지하기 때문에 자기헤드가 별도의 파킹수단 또는 디스크 상의 파킹영역을 이탈하지 않아 디스크의 기록영역에 접촉되어 발생하는 디펙트(defect)를 억제할 수 있는 점에 그 특징이 있다.

이러한 특징을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브를 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 종래의 하드 디스크의 구성과 같이, 하나 이상 예컨대 2∼4매로 적층되는 환형 디스크(20)가 회전가능하게 설치되는 베이스 프레임(30)과, 상기 디스크(20)의 편면에 대응하도록 복수의 자기헤드(h)를 지지하며 각 자기헤드(h)가 상기 디스크(20)의 대응면상을 이동하도록 구동원에 의해 회동운동이 가능한 상태로 상기 베이스 프레임(30)에 설치되는 적어도 하나 이상의 액튜에이터(50)를 구비한다. 여기서, 상기 디스크(20)의 표면은 데이터가 기록되는 기록영역(20w)과 디스크(20)의 회전이 정지될 때 자기헤드(h)가 안착하여 파킹되는 파킹영역(20p)으로 구분되어 있다. 이와 달리, 상기 자기헤드(h)는 액튜에이터(50)가 디스크(20)의 외측으로 이동하여 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 탑재될 수도 있다.

부연 설명하면, 상기 액튜에이터(50)는 피봇축(p)을 중심으로 선회운동이 가능하며, 주요 몸체부를 이루는 하나 이상의 아암(70)과, 그 아암(70)에 연결되어 탄성력을 가지는 판재형의 서스펜션(80)을 구비하며, 상기 자기헤드(h)는 그 서스펜션(80)의 단부에 고정되어 상기 자기 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하거나 자기 디스크(20)에 데이터를 기록한다.

한편, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브는 상기 아암(70)에 상보적으로 설치되어 비기동시 상기 서스펜션(80)에 일정중량을 가중시키도록 탄성력으로 가압하는 가압수단과, 상기 아암(70)에 지지되어 기동시 선제공되는 소정전압에 의해 상기 가압수단의 가압력을 해제시키는 가압해제수단을 구비한다.

이를 보다 자세히 설명하면, 상기 가압수단은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 아암(70)의 선단부에 설치되며, 비기동시 서스펜션(80)을 가압하도록 소정각도로 절곡되며, 탄성복원력을 가지는 판스프링부재(90)를 구비한다. 상기 판스프링부재(90)는 아암(70)의 선단부에 형성된 설치공(92)에 클램핑될 수 있도록 날개형상의 결합편(91)이 일체로 형성되어 있으며, 아암(70)의 기준선상에 대하여 서스펜션(80) 쪽으로 소정각도 기울어져 있어 탄성력으로 상기 서스펜션(80)을 가압함과 동시에 그 몸체를 펼치면 탄성력에 대응되는 탄성복원력이 발생한다. 부연 설명하면, 상기 판스프링부재(90)는 결합편(91)이 아암(70)의 설치공(92)에 삽입되어 말린 형태로 결합됨으로써 아암(70)에 대하여 클램핑되고, 절곡된 부분은 드라이브의 비기동시 항상 서스펜션(80)을 일정가압력으로 가압한다. 이로 인해, 상기 서스펜션(80)은 판스프링부재(90)의 탄성 가압력에 의해 최대 3g의 중량이 가중된다. 즉, 종래 서스펜션(도 1의 80)이 자기헤드(도 1의 h)를 3g의 중량으로 가압하고, 여기에 판스프링부재(90)가 다시 3g의 중량으로 가압하기 때문에 결과적으로, 상기 자기헤드(h)는 디스크(20)의 파킹영역(20p) 또는 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 대략 6g의 중량으로 밀착파킹되는 것이다. 여기서, 서스펜션(80)을 가압하는 판스프링부재(90)의 가중량은 사양에 따라 다를 수 있고, 그 가중량은 판스프링부재(90)의 절곡 각도를 가감시킴으로써 조절할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 판스프링부재(90a)는 별도로 마련되어 아암(70)의 선단부에 클램핑되지 않고, 아암(70)의 선단부에 일체로 형성될 수도 있다.

상기 가압해제수단은 앞서 도시된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 아암(70)에 지지되며, 상기 판스프링부재(90)의 일측면에 부착되거나 일정간격으로 이격되게 설치되어 소정전압이 인가됨에 따라 저항열이 발생되고, 그 열에 의해 최초의 형상으로 변화되는 형상기억합금(93)을 구비한다. 상기 형상기억합금(93)은 공지된 바와 같이, 소정합금에 대해서 일정한 모양으로 가공한 것을 고온도로 열처리하여 오스테나이트상으로 변화시킨 후, 냉각하여 그 결정구조를 마르텐사이트로 변화시킴으로써, 외형을 소성 변형한 것으로, 온도가 변태점 이상이 되면, 최초의 원형으로 되돌아가는 성질을 가진 합금이다. 그 재질로는 니켈 또는 티탄계로 이루어진 합금이며, 이와 달리, 철을 주성분으로 하고 여기에 망간, 크롬 등을 포함하여 이루어질 수도 있다. 부연 설명하면, 상기 형상기억합금(93)은 판스프링부재(90)의 저면에 부착되거나, 그 저면과 이격되도록 판스프링부재(90)의결합편(91)에 함께 지지되어 있는 것이다. 그리고, 상기 형상기억합금(93)은 와이어 양단에 소정 전압을 인가할 수 있도록 전원의 음극과 양극에 각각 연결된다. 따라서, 드라이브의 기동시 음극과 양극의 소정 전압을 인가하면, 자체에 저향열이 발생되고, 그 열은 변태점 이상의 온도를 가져 도 10에 도시된 바와 같은 원래의 상태로 변형됨으로써, 서스펜션(80)을 가압하고 있는 판스프링부재(90)를 서스펜션(80)으로부터 강제로 밀어올리면서 이격시켜 그 판스프링부재(90)의 가압을 해제시키게 된다. 여기서, 상기 형상기억합금(93)이 원래의 형상으로 되도돌아갈 때의 복원력은 판스프링부재(90)의 절곡된 부분이 펼쳐질 때 발생하는 탄성복원력 보다 상대적으로 크다.

본 발명에 있어서, 상기 형상기억합금(93)은 전술한 바와 같이, 와이어 형상에 한정되지 않고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 판재형상으로 이루어져 결합편(91)과 함께 지지되어 판스프링부재(90)의 저면에 배치될 수도 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 동작 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 우선, 하드 디스크 드라이브의 비기동시, 액튜에이터(50)는 디스크(20)의 대응면상에 위치되어 있고, 자기헤드(h)는 그 디스크(20)의 파킹영역(20p)에 파킹되어 있다. 아울러, 상기 자기헤드(h)는 디스크(20)의 외측으로 이동하여 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 탑재될 수도 있다.

상기 자기헤드(h)는 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가압수단 즉, 판스프링부재(90)가 서스펜션(80)을 탄성력으로 가압하고 있기 때문에, 이에 따라, 대략 6g의 가압력으로 디스크(도 2의 20)의 파킹영역(20p)에 견고히 파킹되거나, 또는 디스크(도 2의 20)의 외측으로 이동하여 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 대략 6g의 중량으로 밀착됨으로써 견고히 파킹된다.

따라서, 상기 자기헤드(h)는 충분한 가압력으로 파킹되어 있기 때문에 외부의 충격이나 진동이 가해진다 해도 그 자기헤드(h)는 안정적인 파킹을 유지할 수 있는 것이다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 하드 디스크 드라이브의 기동시 미도시된 디스크가 회전하기 전에 형상기억합금(93)은 전원으로부터 소정 전압을 인가받는다. 상기 형상기억합금(93)에 음극과 양극의 전류가 인가됨에 따라 저항열이 발생되고, 그 형상기억합금(93)은 저항열로 인해 펴지면서 최초의 형상으로 되돌아가게 된다. 즉, 상기 형상기억합금(93)은 원래의 형상으로 되돌아가는 복원력이 판스프링부재(90)의 가압력 보다 상대적으로 더 크기 때문에 그 판스프링부재(90)를 들어올린다. 이로 인해, 자기헤드(h)는 종래와 같이, 서스펜션(80)의 가압으로 인해 대략 3g의 가중량을 가지게 된다.

이 후, 상기 액튜에이터(50)는 구동원인 보이스 코일 모터(VCM; 60)의 구동에 의해 고속으로 회전하는 디스크(20)의 반경방향으로 스윙구동하게 된다. 이 때, 상기 액튜에이터(50)의 서스펜션(80) 선단부에 지지된 자기헤드(h)는 디스크(20)의 고속 회전으로 인하여 발생하는 공기흐름에 의해 디스크(20)의 신호영역 위를 미소한 높이로 부상한 상태에서 이동하여 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하거나 새로운 데이터를 기록하게 된다(도 2 참조).

다른 한편으로, 하드 디스크 드라이브의 기동이 정지되면, 앞서 도시된 도 9에 도시된 바와 같이, 액튜에이터(도 2의 50)는 디스크(도 2의 20)의 대응면상에 위치되어 있고, 자기헤드(h)는 그 디스크(20) 상의 파킹영역(20p) 또는 별도로 마련된 파킹수단(미도시)에 파킹된다. 이 때, 상기 형상기억합금(93)은, 그 형상기억합금(93)에 인가되던 전압이 차단되어 저항열이 냉각됨에 따라, 판스프링부재(90)의 탄성력을 지지하는 지지력이 저하된다. 이로 인해, 판스프링부재(90)는 다시 서스펜션(80)을 일정중량 예컨대, 3g의 중량으로 가압하게 되고, 자기헤드(h)는 그 가중량에 의해 예컨대, 총 6g의 중량으로 파킹영역(20p) 또는 파킹수단(미도시)에 밀착됨으로써 견고하게 파킹되는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참고로 설명되었으며, 당업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 가능하다는 사실을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 비기동시 아암에 마련된 판스프링부재가 서스펜션을 일정중량으로 가압함으로써 예컨대 외부로부터 진동이나 충격이 가해지더라도 자기헤드의 안정된 파킹상태를 유지하기 때문에 자기헤드가 별도의 파킹수단 또는 디스크 상의 파킹영역을 이탈하지 않아 디스크의 기록영역에 접촉되어 발생하는 디펙트(defect)를 억제할 수 있는 점에 그 장점이 있다.

Claims

하나 이상의 환형 디스크(20)가 회전가능하게 설치되는 베이스 프레임(30)과, 상기 디스크(20)의 편면에 대응하도록 복수의 자기헤드(h)를 지지하며 각 자기헤드(h)가 상기 디스크(20)의 대응면상을 이동하도록 구동원에 의해 회동운동이 가능한 상태로 상기 베이스 프레임(30)에 설치되는 적어도 하나 이상의 액튜에이터(50)를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 있어서,

상기 액튜에이터(50)는 피봇축(p)에 결합되는 아암(70)과, 그 아암(70)에 설치되는 판스프링형의 서스펜션(80)으로 이루어지고, 상기 자기헤드(h)는 상기 서스펜션(80)의 선단부에 마련되되, 상기 아암(70)에 상보적으로 설치되어 비기동시 상기 서스펜션(80)을 일정중량의 탄성력으로 가압하는 가압수단; 및

상기 아암(70)에 지지되어 기동시 선제공되는 소정전압에 의해 상기 가압수단의 가압력을 해제시키는 가압해제수단;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 가압수단은,

상기 아암(70)의 선단부에 설치되며, 비기동시 상기 서스펜션(80)을 가압하도록 소정각도로 절곡되어 탄성복원력을 가지는 판스프링부재(90)를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가압해제수단은,

상기 아암(70)에 지지되며, 상기 판스프링부재(90)의 일측면에 부착되거나 일정간격으로 이격되게 설치되어 소정전압이 인가됨에 따라 저항열이 발생되고, 그 열에 의해 형상이 변화되는 형상기억합금(93)을 포함하여 상기 판스프링부재(90)를 서스펜션(80)으로부터 강제로 이격시킴으로써 그 서스펜션(80)에 작용하는 가압력을 해제시키는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제3항에 있어서,

상기 형상기억합금(93)은 와이어 형상인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제3항에 있어서,

상기 형상기억합금(93)은 판 형상으로 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 판스프링부재(90)는 상기 아암(70)의 선단부에 일체로 마련되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.