KR100370755B1

KR100370755B1 - 하드디스크드라이브의서스펜션그램로드를최소화하기위한장치

Info

Publication number: KR100370755B1
Application number: KR1019950025565A
Authority: KR
Inventors: 양민관
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1995-08-19
Filing date: 1995-08-19
Publication date: 2003-03-28
Also published as: KR970012615A

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화 하기 위한 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 그램 로드 값을 일정하게 유지토록 하며, 볼 스웨이징시 수직방향의 힘을 차단 또는 감쇄시키기 위한 장치를 제공하는 데 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 통상의 헤드짐벌 적층을 위한 장치에 있어서, 헤드짐벌의 스웨이징 홀에 길이 방향으로 분할되어 삽입력에 대한 전달 역할을 하는 스웨이지 블라인더를 개재시켜 스웨이징하게 되는 장치이다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치는 스웨이지 블라인더를 이용함에 따라 스웨이징 볼에 의한 수직방향 힘이 헤드짐벌부로 전달되려는 것을 차단 또는 감쇄시킬 수 있게되었고, 그럼으로서 그램 로드를 최소화 할 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드(GRAM LOAD)를 최소화하기 위한 장치

본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 헤드짐벌을 액츄에이터의 E-블럭에 적층(Stacking)할 때, 헤드짐벌의 서스펜션상에 있는 볼 스웨이징 홀에 가해지는 압력의 수직 방향성분에 의한 서스펜션의 변형에 따른 서스펜션 그램 로드의 변화를 최소화시키기 위한 장치에 관한 것이다.

통상적으로 컴퓨터의 보조기억 장치로 사용되는 하드디스크 드라이브는 제1도에 도시한 바와 같이 내부의 스핀들 모터(Spindle Motor)(3)에 의해 고속으로 회전하는 디스크(4)와, 상기 디스크(4)의 트랙에 기록된 데이타를 기록 또는 독출하기 위한 자기헤드(5)를 구비하는 액츄에이터(Actuator)(6)를 구비하고 있다.

상기 액츄에이터(6)는 피봇축(7)을 중심으로 회전 가능케 설치하고 그 일단에 설치된 보빈(Bobbin) 및 코일이 보이스코일 모터(Voice Coil Motor)(8)의 작동에 의해 이동함에 따라 타측단에 설치된 자기헤드(5)가 디스크(4)의 양단에서 이동하면서 디스크(4)상의 트랙에 데이타를 기록하거나 독출하게 된다. 이때 디스크(4)의 양면에서 이동하는 헤드짐벌(Head Gimbal)(9)의 선단에 설치된 자기헤드(5)는 디스크가 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 존(Parking Zone)으로 이동하여 위치하도록 조정되는데, 이는 헤드와 디스크의 손상을 미연에 방지토록 하기 위해서이다.

또한 상기 액츄에이터는 E-블럭에 헤드짐벌들을 필요한 헤드수 만큼 조립하여 완성하게 되며, 그 일예로 헤드가 6개짜리인 드라이브라면 E-블럭의 모양은 E-블럭 날개가 수직으로 3개 배열되고 하나의 E-블록날개에 2개씩의 헤드짐벌 어셈블리가 조립되어 액츄에이터를 이루며, 여기에 헤드에서 감지된 미약한 리이드 백(Read Back) 신호를 예비 증폭(PRE-AMPLIFICATION)하기 위한 회로 부품들이 장착되어 있는 가요성인쇄회로(FPC:FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)를 납땜하여 연결하고, 피봇베어링 등이 조립되면 헤드 스택 어셈블리(Head Stack Assembly)가 완성되며, 또한 이러한 헤드 스택크 어셈블리를 조립하는 현재의 일반적인 기술은 스테인레스 스틸볼을 이용하여 물리적으로 고정시키는 일명 "볼 스웨이징" 방법이 일반화 되어 있다.

상기한 바와 같이 동작하는 하드디스크 드라이브에 있어서, 액츄에이터 장치는 제2,3도에 도시한 바와 같이 일측 선단에 자기헤드(5)를 고정하게 되는 헤드짐벌(9)과, 상기 헤드짐벌(9)을 장착하게 되는 아암(13)이 형성된 E-블럭부(12)와, 후부의 보이스코일 모터(8)와, 상기 E-블럭부(12)와 보이스코일 모터(8)사이에 위치하여 하드디스크 드라이브의 베이스(14)에 축고정하기 위한 피봇베어링부(15)로 구분할 수 있으며, 다시 상기 부분들의 구체적인 형성을 살펴보면, 상기 헤드짐벌(9)은 헤드(5)가 고정되지않는 타측에 보스(16)를 이루며,상기 보스(16)의 내부로는 깔대기 형상으로 관통된 스웨이징 홀(17)을 이루고 있다. 이때 깔때기 형상의 상기 스웨이징 홀(17)은 가이드를 위한 경사홀(17a) 부분이 상기 보스(16)의 아래쪽에 위치하고 직관홀(17b) 부분이 위쪽에 위치하도록 형성되며, 또한 상기 E-블럭부(12)의 아암(13)은 상기 헤드짐벌(9)의 보스(16)를 끼우고 스웨이징하기 위한 스웨이징 툴링 홀(Swaging Tooling Hole)(11)을 이루고 있다.

여기서 도시하지 않은 스틸볼은 그 직경이 상기 보스(16)의 경사홀(17a)보다는 작고, 직관홀(17b)보다는 0.002"(Inch)정도 더 크게 형성된다.

상기와 같이 구성된 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 장치는 제4도에 도시한 바와 같이 먼저 상기 헤드짐벌(9)의 스웨이징 홀(17)이 있는 보스(16)부분을 상기 아암(13)의 스웨이징 툴링 홀(11)에 끼워 위치시킨다. 이때 스웨이징 홀(17)의 경사홀(17a)은 상기 아암(16)의 외측에 위치하게 되는 형상이 되며, 이어서 도시하지 않은 스틸볼을 상기 스웨이징 홀(17)의 경사홀(17a)을 따라 직관홀(17b)로 통가하도록 볼스웨이징(Ball Swaging) 하여 헤드짐벌(9)을 고정시킨다. 이때 상기 직관홀(17b)의 직경은 상기 스틸볼의 직경과 같게 되는데, 이는 직경이 큰 스틸볼이 통과하면서 상기 직관홀(17b)을 수평방향으로 물리적 팽창을시키게 됨에 따른 것이며, 그럼으로서 결과적으로 헤드짐벌(9)이 고정된다.

한편 스틸볼은 한번만 통과시키기도 하지만 스틸볼의 직경이 약간 다른 두 종류의 스틸볼을 준비하여 작은 스틸볼로부터 차례로 통과, 즉, 2회 통과시켜 1회만 통과시키는 방법에 비해 상대적으로 헤드짐벌에 가해지는 충격 및 변형을 완화시키는 경우도 있으며, 또한 제4도는 위측 헤드짐벌의 보스와 아래측 헤드짐벌의 보스가 겹치지 않는 경우이지만, 이 두개의 보스가 겹쳐져서 E-블럭 날개의 두께를 얇게할 수 있게하여 상대적으로 많은 헤드짐벌을 적층하는 것이 가능케 함으로써 고용량을 구현하도록 하기도 한다.

상기한 바와 같은 종래의 볼 스웨이징기법을 이용한 헤드짐벌 적층에 있어서, 스텐레스 스틸볼이 스웨이지 홀을 통과할때 보스의 직관홀에 수평방향의 힘(팽창력)만 전달해주면 이상적이지만 이 경우 수직방향의 힘도 전달되므로 그로 인하여 결국 헤드짐벌 어셈블리에 기구적인 변형이 어느정도 초래되고 따라서 헤드짐벌 어셈블리에서 슬라이더를 제외한 부분인 서스펜션 어셈블리의 수직방향 변형을 일으켜 리이드 백 신호의 증폭(Amplitude)에 가장 큰 영향을 미치는 헤드 비행높이를 변화시킨다. 즉 이분야 전문용어로 표현한다면 서스펜션 어셈블리의 가장 중요한 특성의 하나로 관리되는 "그램 로드(Gram Load)"값이 변하게 된다. 그리고 이 그램 로드 값의 변화가 설사 특성치내(spec-in)에 있다 하더라도 헤드간 리이드 백 신호진폭의 편차가 커지게 되어 퍼포먼스 차이가 생기므로 최적화(read channel optinmizing)가 까다롭게 되고, 장기적 신뢰성에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

또한 다른 문제점으로서 볼 스웨이징은 보통 한쪽 방향에서 함에 따라 볼에 의해 외측 헤드짐벌 보스의 직관홀 부위가 힘을 받는 양상과, 아래측 헤드짐벌 보스의 직관홀 부위가 힘을 받는 양상이 서로 다르기 때문에, 즉, 헤드짐벌의 스웨이징 홀을 기준으로 보아 위측 헤드짐벌과 아래측 헤드짐벌에서의 볼 통과가 서로 반대방향인 것과 같으므로 방향성에 따른 힘의 전달 차이 및 서스펜션 어셈블리의 변형의 차이가 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 그램 로드 값을 일정하게 유지토록 하며, 볼 스웨이징시 수직방향의 힘을 차단 또는 감쇄시키기 위한 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적에 따라 본 발명은 통상의 헤드짐벌 적층을 위한 장치에 있어서, 헤드짐벌의 스웨이징 홀에 길이 방향으로 분할되어 삽입력에 대한 전달 역할을 하는 스웨이징 블라인더를 개재시켜 스웨이징함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예가 첨부된 도면과 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서 든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의 하여야 한다.

우선적으로 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 일반적인 구성 및 액츄에이터 그리고 헤드짐벌의 구성은 제1,2,3,4도에서의 그것과 같으며, 또한 이하에서 더불어 참조될 제5도중 "5-A"는 평면도,"5-B"는 정면도,"5-C"는 저면도를 나타낸다.

제1,2,3,4도 및 제5도의 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치에 있어, 헤드짐벌(9) 보스(16)의 스웨이징홀(17)에 끼워져, 볼 스웨이징(헤드 적층공정)시 헤드짐벌(9) 보스(16)의 직관홀(17b) 부위가 받는 힘중 수직방향 힘이 직접 전달되는 것을 차단 또는 감쇄시키고 수평방향의 힘만 전달되도록 하기위한 스웨이징 블라인더(swage blinder)(18)는 제5도에 도시한 바와 같이 전체적인 모양이 원통형으로 되어 상측의 일부는 완전 원통 형상의 고정부(18a)를 이루고, 나머지 부위는 길이 방향으로 미리정한 갯수만큼 일정 공간(18b)을 두고 갈라져 형성된 힘전달부(18c)를 이루며, 헤드짐벌(9)의 스웨이징 홀(17)에 삽입시 용이한 삽입을 위해 하단 외부에 챔퍼(Chamfer)(19)를 이루고 있다. 여기서 상기 스웨이징 블라인더(18)의 재질은 스웨이징을 위한 스틸볼보다 강성이 약간 강한 것으로 선택하여, 상기 스틸볼은 매 스웨이징후 폐기하는 소모품이 되지만 상기 스웨이지 블라인더(18)는 어느정도 횟수까지는 교체하지 않고 사용할 수 있도록 하며, 또한 상기스웨이지 블라인더(18)는 도시하지 않은 스웨이징 지그(swaging Jig)에 고정되어 상하운동을 하게 되는데, 스웨이징 홀에 원할한 삽입이 되도록 하기위해 하단의 내경이 상기 스웨이징 홀의 경사홀 사이즈보다는 작고, 상단의 내경은 상기 스웨이지 블라인더의 챔퍼부분 외경보다 크도록 챔퍼를 갖는 스웨이지 블라인더 가이드를 사용할 수 도 있다. 또한, 상기 스웨이지 블라인더(18)는 E-블럭(12)의 수직 높이보다 길도록 형성하여 하드디스크 드라이브의 서스팬션 그램 로드를 최소화시킨다.

상기와 같이 구성된 스웨이지 블라인더를 이용한 볼 스웨이징 절차는 먼저 제4도에 도시한 바와 같이 상기 헤드짐벌(9)의 스웨이징 홀(17)이 있는 보스(16)부분을 상기 아암(13)의 스웨이징 툴링 홀(11)에 끼워 위치시킨다. 이때 스웨이징 홀(17)의 경사홀(17a)은 상기 아암(13)의 외측에 위치하게되는 형상이 되며, 이어서 스웨이지 블라인더(18)를 상기 스웨이징 홀(17)에 관통시켜 삽입한다. 이때 상기 스웨이지 블라인더(18)의 고정부(18a)가 외측에 있게되는 형태로 삽입되며, 계속해서 스틸볼을 상기 스웨이지 블라인더(18)의 고정부(18a)의 볼 입구로 부터 프레싱하여 통과시키는 것이다. 상기 스틸볼의 통과가 용이하도록 상기 고정부(18a) 내부에는 챔퍼를 형성한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치는 스웨이지 블라인더를 이용함에 따라 스웨이징 볼에 의한 수직방향 힘이 헤드짐벌부로 전달되려는 것을 차단 또는 감쇄시킬 수 있게되었고, 그럼으로서 그램 로드를 최소화 할 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

제 1 도는 하드디스크 드라이브의 구성도

제 2 도는 제1도의 요부인 액츄에이터의 구성도

제 3 도는 제2도에 있어 헤드짐벌 어셈블리의 사시도

제 4 도는 E-블럭과 헤드짐벌 어셈블리의 결합도

제 5 도는 본 발명에 따른 스웨이지 블라인더의 구성도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

16: 보스 17: 스웨이징 홀

18: 스웨이지 블라인더 18a: 고정부

18b: 공간 18c: 힘전달부

19 : 챔퍼(Chamfer)

Claims

컴퓨터 보조기억장치인 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,

액츄에이터(6)의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위하여 일측에 보스(16)를 형성하고, 상기 보스(16)의 내부로는 깔대기 형상으로 관통된 스웨이징 홀(17)을 형성하는 헤드짐벌(9)과, 상기 헤드짐벌(9)의 보스(17)를 끼우고 스웨이징하기 위한 스웨이징 툴링 홀(Swaging Tooling Hole)(11)을 가지는 아암(13)이 형성된 E-블럭부(12)와, 상측의 일부는 완전 원통 형상의 고정부(18a)를 형성하고, 나머지 부위는 길이 방향으로 미리정한 갯수만큼 일정공간(18b)을 두고 갈라져 형성된 힘전달부(18c)를 형성하며, 상기 헤드짐벌(9)의 스웨이징 홀(17)에 삽입시 용이한 삽입을 위해 하단 외부에 챔퍼(Chamfer)(18d)를 형성하여 상기 헤드짐벌(9) 보스(16)의 스웨이징 홀(17)에 끼워져, 볼 스웨이징(헤드 적층공정)시 헤드짐벌(9) 보스(16)가 받는 힘중 수직방향 힘이 직접 전달되는 것을 차단 또는 감쇄시키고 수평방향의 힘만 전달되도록 하기 위한 스웨이지 블라인더(swage blinder)(18)로 구성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.
제 1항에 있어서,

상기 헤드짐벌(9)의 스웨이징 홀(17)은 삽입체의 가이드를 위한 경사홀(17a)부분과 삽입체가 팽창력을 발하게되는 직관홀(17b)부분을 형성함을 특징으로 하는하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.
제 1항에 있어서,

상기 스웨이지 블라인더(18)는 E-블럭(12)의 수직 높이보다 길도록 형성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.
제 1항에 있어서,

상기 스웨이지 블라인더(18)는 고정부(18a)와, 힘전달부(18c)와, 공간(18b)과, 챔퍼(19)를 포함하면서 전체적인 모양이 원통형으로 형성됨을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.
제 4항에 있어서,

상기 고정부(18a)는 상기 스웨이지 블라인더(18)의 상부에 위치함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램로드를 최소화하기 위한 장치.
제 4항에 있어서,

상기 고정부(18a)는 내부에 볼 진입을 용이하게 하기 위해 챔퍼를 줌을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.
제 1항에 있어서,

상기 스웨이지 블라인더(18)는 상기 스웨이징 홀(17)에의 삽입이 용이하도록 하기 위해 상단끝 부분은 스웨이지 블라인더(18)의 하단 외경보다 크고, 하단끝 부분은 상기 스웨이지 홀(17)의 경사홀(17a) 직경보다 작도록 챔퍼(18d)를 줌을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 서스펜션 그램 로드를 최소화하기 위한 장치.