KR100408408B1 - 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치 - Google Patents

Abstract

개시된 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치는, 자기헤드가 파킹영역에 위치될 때 액츄에이터를 로킹시키는 장치로서, 액츄에이터에 마련된 로킹돌기와; 베이스에 마련된 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 자기헤드의 파킹 시 액츄에이터의 회전에 연동되어 회전함으로써, 그 일측에 마련된 후크부로 로킹돌기의 파킹 측 반대방향으로의 이동경로를 차단하도록 위치되는 래치부재와; 필요 시 후크부에 의한 로킹돌기의 이동경로 차단을 해제하도록 래치부재를 회전 구동시키는 래치부재구동수단;을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 래치부재가 액츄에이터에 마련된 로킹돌기를 선택적으로 간섭하여 구속시키면서 로킹과 로킹해제가 수행되기 때문에, 로킹이 견고하게 유지될 뿐 아니라, 로킹해제 시에도 액츄에이터가 급격히 튕겨 나가지 않고 부드럽게 움직이도록 할 수 있다.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치{Actuator latch apparatus for hard disk drive}

본 발명은 하드디스크 드라이브의 자기헤드 이송메카니즘에 있어서, 자기헤드를 파킹영역에 로킹시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치에 관한 것이다.

일반적으로 하드디스크 드라이브에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10)상에 회전가능하게 설치되며 소정 정보가 기록되는 하드디스크(20)와, 정보의 기록 및 재생을 위해 자기헤드(50)를 상기 하드디스크(20) 상의 원하는 트랙 위치로 이송시키는 자기헤드 이송메카니즘이 마련되어 있다. 여기서 상기 하드디스크(20)는 정보가 기록되는 기록영역(22)과, 이 하드디스크(20)의 회전이 정지될 때 자기헤드(50)가 안착되도록 내측에 마련된 파킹(parking)영역(21)으로 구분되어 있다. 그리고 상기 자기헤드 이송장치는, 자기헤드(50)가 장착되며 상기 베이스(10)상에 마련된 회동축(34)을 중심으로 회동되도록 설치되는 액츄에이터(30)와, 상기 액츄에이터(30)를 전자기력에 의해 회동시키기 위한 보이스 코일 모터와, 상기 자기헤드(50)가 파킹영역(21)에 안착된 후 상기 액츄에이터(30)를 로킹시키는 래치장치를 구비한다. 먼저 상기 액츄에이터(30)는 자기헤드(50)를 지지하는 서스펜션부(31)와, 상기 회동축(34)에 회동가능하게 결합된 아암(32)과, 후술하게 될 보이스 코일 모터의 가동코일(35)이 권회되는 보빈부(33)로 구성된다. 그리고 상기 보이스 코일 모터는 상기 보빈부(33)에 권회된 가동코일(35)과, 상기 베이스(10)에 설치된 요크(40)에 부착되어 자기력선을 발생시키는 마그네트(41)를 구비하고 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 요크(40)는 액츄에이터(30)를 사이에 두고 상하 한 쌍이 대향되게 배치된다. 상기 마그네트(41)에 의해 발생된 자기력선 및 상기 가동코일(35)을 흐르는 전류와의 상호작용에 의해 전자기력이 발생됨으로써, 플레밍의 왼손법칙에 따르는 방향으로 상기 액츄에이터(30)가 회동하게 된다. 다음으로 상기 래치장치는, 전술한 바대로 자기헤드(50)가 파킹영역(21)에 안착된 후 액츄에이터(30)를 유동되지 않게 로킹시키는 것으로서, 상기 요크(40)에 설치되어 상기 마그네트(41)에 의해 자화되는 자성부재(43)와, 상기 액츄에이터(30)의 보빈부(33) 끝단에 마련된 결합돌기(36)에 끼워지는 댐퍼(60)와, 상기 댐퍼(60)의 일단부와 결합되는 철편(61)으로 구성된다. 따라서 상기 액츄에이터(30)가 회동되어 상기 서스펜션부(31)에 장착된 자기헤드(50)가 하드디스크(20)의 파킹영역(21)에 들어가게 되면, 도면에 도시된 바와 같이 상기 보빈부(33) 측에 결합된 철편(61)은 상기 자성부재(43)에 달라붙게 된다. 따라서 상기 액츄에이터(30)를 회동시키기 위한 전자기력이 다시 작용하기 전까지 이 액츄에이터(30)는 상기 철편(61)과 자성부재(43)의 자력결합에 의해 로킹된 상태를 유지한다. 이와 같이 액츄에이터(30)를 로킹시키는 이유는 다음과 같다. 먼저 상기자기헤드(50)를 지지하고 있는 서스펜션부(31)는 그 자기헤드(50)가 하드디스크(20)의 수평면에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하고 있다. 따라서 외력이 가해지지 않는 한 상기 자기헤드(50)는 하드디스크(20)의 수평면에 밀착된 상태를 유지하게 된다. 그러나 하드디스크(20)가 회전을 시작하게 되면, 그 회전에 의해 자기헤드(50) 주변에 공기 유동이 생기게 되고, 이 공기 유동은 상기 자기헤드(50)를 하드디스크(20)의 수평면으로부터 띄워 올리는 양력을 발생시킨다. 따라서 하드디스크(20)의 기록영역(22)에 정보를 기록하거나 그로부터 정보를 읽어들일 때에는 상기 하드디스크(20)가 회전하고 있기 때문에, 자기헤드(50)는 하드디스크(20)의 수평면에서 소정 간격 떨어진 비접촉 상태가 된다. 따라서 그 기록영역에는 자기헤드(50)와의 마찰에 의한 스크래치 등은 발생되지 않는다. 그러나 예컨대 전원을 오프시킬 때와 같이 하드디스크(20)의 회전이 완전히 정지되는 경우에는, 상기 자기헤드(50)를 들어올리던 양력도 사라지기 때문에, 그 전에 상기 자기헤드(50)가 상기 파킹영역(21) 위에 위치되도록 상기 액츄에이터(30)를 회동시킨다. 따라서 하드디스크(20)의 회전이 정지됨에 따라 양력이 사라지더라도 상기 자기헤드(50)는 정보 기록 및 재생과 관계없는 파킹영역(21) 내에 안착되므로 기록영역(22)에는 악영향을 미치지 않는다. 그런데, 만일 자기헤드(50)가 파킹영역(21)에 안착된 후, 외부로부터 충격이 가해져서 자기헤드(50)가 기록영역(22)으로 다시 밀려나오게 되면, 이후 하드디스크(20)를 재구동할 때에 상기 자기헤드(50)가 다시 부상될 때까지 상기 기록영역(22)과 계속 접촉이 일어나게 되고, 그에 따라 상기 기록영역(22)에 스크래치와 같은 결함이 발생될 수 있다. 따라서 이러한 결함을방지하기 위해 상기한 래치장치를 채용하여 외부 충격이 가해지더라도 액츄에이터(30)가 돌아가지 않도록 로킹시켜 놓는 것이다.

그런데 이와 같은 종래의 래치장치에서는, 상기 철편(61)과 자성부재(43)가 자력결합되는 힘에 의존하여 액츄에이터(30)를 로킹시키기 때문에, 로킹된 상태에서 그 자력보다 큰 힘의 충격이 가해졌을 때에는 로킹이 해제되어 버리는 문제점이 있다. 또한, 반대로 로킹되어 있던 액츄에이터(30)를 다시 회동시키기 위해서는, 상기와 같이 가동코일(35)과 마그네트(41)에 의해 발생된 전자기력이, 상기 철편(61) 및 자성부재(43)간의 자력에 의한 결합력을 능가함으로써 액츄에이터(30)가 로킹해제되며 움직이기 시작하게 되므로, 이 철편(61)과 자성부재(43)가 자력결합되는 힘을 무작정 크게 만들수도 없다. 즉, 상기 철편(61)과 자성부재(43)가 자력결합되는 힘을 너무 작게 만들 경우에는 외부로부터의 작은 충격에도 쉽게 로킹이 해제되어 버리고, 너무 크게 만들 경우에는 정작 전자기력을 최대로 발생시켜서 액츄에이터(30)를 회동시키려고 해도 로킹이 잘 풀리지 않게 될 우려가 있다. 그리고, 이와 같은 구조에서는 자력결합의 힘을 극복하여 로킹이 해제되는 순간, 관성에 의해 상기 액츄에이터(30)가 급격하게 빠른 속도로 튕겨 나가기 때문에, 상기 결합돌기(36)가 자성부재(43)의 반대측에 마련된 스토퍼(42)에 강하게 충돌할 가능성이 있다. 만약, 액츄에이터(30)와 스토퍼(42)가 충돌하게 되면, 충격에 의해 헤드 슬랩이 발생할 수 있으며, 이를 억제하기 위해서는 로킹 해제와 동시에 액츄에이터(30)에 제동력이 걸리도록 가동코일(35)에 전류를 제어해야 하는데, 그 타이밍을 정확히 맞춰야 하기 때문에 제어 시스템을 구성하기가 까다로운 단점이 있다. 또한, 반복적인 로킹 및 로킹해제 작동에 의해 댐퍼(60)에 지속적인 응력이 가해져 댐퍼(60) 파괴가 발생할 가능성이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 액츄에이터의 로킹상태를 견고하게 유지할 수 있으면서도, 동시에 로킹 및 로킹해제 동작은 부드럽게 수행할 수 있도록 구조 개선된 하드디스크 드라이브의 자기헤드 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 액츄에이터 래치장치가 구비된 하드디스크 드라이브를 보인 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터 래치장치가 구비된 하드디스크 드라이브를 보인 평면도,

도 3은 도 2에 도시된 액츄에이터 래치장치를 발췌하여 도시한 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 액츄에이터 래치장치의 로킹 과정을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 2에 도시된 액츄에이터 래치장치의 로킹 해제 과정을 설명하기 위한 도면,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100...베이스 200...하드디스크

210...파킹영역 220...기록영역

300...액츄에이터 331...로킹돌기

350...가동코일 400...요크

401...결합부 410a,410b...마그네트

500...자기헤드 600...래치부재

610...임팩트부 620...후크부

630...레버부 640...코일

650...전원

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보이스 코일 모터에 의해 회전되는 액츄에이터에 장착된 자기헤드가 파킹영역에 위치될 때 그 액츄에이터를 회전하지 못하도록 로킹시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치에 있어서, 상기 액츄에이터에 마련된 로킹돌기와; 소정 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 상기 자기헤드의 파킹 시 상기 액츄에이터의 회전에 연동되어 회전함으로써, 그 일측에 마련된 후크부로 상기 로킹돌기의 파킹 측 반대방향으로의 이동경로를 차단하도록 위치되는 래치부재와; 필요 시 상기 후크부에 의한 상기 로킹돌기의 이동경로 차단을 해제하도록 상기 래치부재를 회전 구동시키는 래치부재구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터 래치장치가 구비된 하드디스크드라이브를 나타낸다.

먼저 도 2를 참조하면, 자기헤드 이송메카니즘은, 하드디스크(200)가 설치된 베이스(100)상에 회동가능하게 설치되며 일측에 자기헤드(500)가 장착된 액츄에이터(300)와, 상기 자기헤드(500)가 상기 하드디스크(200)에 형성된 파킹영역(210)과 기록영역(220)을 걸쳐 이동되도록 상기 액츄에이터(300)를 회동시키기 위한 보이스 코일 모터를 포함한다. 여기서 상기 액츄에이터(300)는 자기헤드(500)를 지지하는 서스펜션부(310)와, 베이스(100)에 마련된 회동축(340)에 회전가능하게 결합된 아암(320)과, 상기 보이스 코일 모터의 가동코일(350)이 권회되기 위한 보빈부(330)로 구성되며, 상기 보이스 코일 모터는 상기 가동코일(350)과, 상기 베이스(100)에 설치된 요크(400)에 설치되어 자기력선을 발생시키는 마그네트(410a,410b)를 포함하여 구성된다. 상기 요크(400) 및 마그네트(410a,410b)는 도 3에 도시된 바와 같이 액츄에이터(300)를 사이에 두고 상하 한 쌍씩 대향되게 배치된다. 따라서, 상하 요크(400a)(400b)에도 상하 마그네트(410a)(410b)에 의한 자극이 형성된다. 참조부호 401은 이하에 설명될 래치부재(600)의 레버부(630)가 선택적으로 착탈되는 상부 요크(400a)의 결합부를 나타낸다.

또한, 상기 자기헤드(500)가 상기 하드디스크(200)의 파킹영역(210)에 위치될 때 상기 액츄에이터(300)를 로킹시키는 로킹메카니즘으로서, 상기 액츄에이터(300)에 마련된 로킹돌기(331)와, 후크부(620), 임팩트부(610), 레버부(630)를 구비하여 상기 베이스(100)에 마련된 회전축(601)을 중심으로 회전가능하게 설치된 래치부재(600)와, 이 래치부재(600)를 회전시키는 구동수단으로상기 레버부(630)에 감긴 코일(640) 및 그 코일(640)에 전류를 공급하는 전원부(650)가 구비된다. 상기 레버부(630)는 상기 코일(640)을 통한 통전에 의해 자기적 극성을 띌 수 있는 금속재질로 구성된다. 이 극성은 상기 상부 요크(400a)에 형성된 자극과 반응하여 필요 시 래치부재(620)를 회전시키는 구동력으로 작용한다. 그리고, 상기 임팩트부(610)는 자기헤드(500)가 파킹영역(210)에 들어가는 방향으로 액츄에이터(300)가 회전될 때 상기 로킹돌기(331)에 부딪혀 밀림으로써 상기 래치부재(600)가 회전되도록 하기 위해 마련된 것이다. 즉, 상기 래치부재(600)는 액츄에이터(300)가 파킹 측으로 회전하는 동작에 연동되어 회전하게 된다. 또한, 상기 후크부(620)는 상기와 같은 액츄에이터(300)의 파킹 측 회전으로 상기 래치부재(600)가 회전함에 따라 상기 로킹돌기(331)의 반대방향 이동경로를 차단하는 자리에 위치된다. 즉, 로킹돌기(331)가 파킹의 반대방향으로 되돌아 나오는 것을 막아줌으로써 액츄에이터(300)를 로킹시켜 주는 것이다. 참조부호 602는 상기 회전축(601)을 중심으로 상기 레버부(630)와 반대측에 설치된 철편을 나타내는 것으로, 로킹 해제 시 상기 보이스 코일 모터의 마그네트(410a,410b)와 요크(400)로부터 인력을 받아 로킹해제 상태를 유지하기 위해 설치된다.

상기 구성에 있어서, 예컨대 전원을 오프시킬 때와 같이 하드디스크(200)의 회전이 정지되는 경우에는, 상기 가동코일(350)에 흐르는 전류와 상기 마그네트(410)에서 발생되는 자기력선의 상호작용에 의해 전자기력이 발생되어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 자기헤드(500)가 파킹영역(210) 내로 들어가도록 상기 액츄에이터(300)가 화살표 C방향으로 회동하게 된다. 이때, 상기 로킹돌기(331)가상기 래치부재(600)의 임팩트부(610)를 밀어내며 래치부재(600)를 도면의 화살표 A방향으로 회전시킨다. 이에 따라, 상기 래치부재(600)의 레버부(630)가 상기 상부 요크(400a)의 결합부(401)에 자력 결합되고, 동시에 상기 후크부(620)는 상기 로킹돌기(331)의 D방향 이동 경로 즉, 파킹 반대방향으로의 이동 경로를 차단하는 자리로 위치하게 된다. 상기 로킹돌기(331)와 후크부(620)의 접촉면은 액츄에이터(300)의 회전력 전달방향을 래치부(600) 회전축(601)으로부터 멀어지는 원심력 방향으로 설계하여 액츄에이터(300)의 회전은 래치부(600)의 회전을 유발하지 못한다. 따라서, 이후에는 이 후크부(620)의 로킹이 해제되지 않는 한 로킹돌기(331)가 되돌아 나오지 못하게 되며, 결국 액츄에이터(300)는 자기헤드(500)가 파킹영역(210)에 위치된 후 안정된 로킹상태를 유지하게 된다.

다음으로, 하드디스크(200)의 사용을 재개하기 위해 액츄에이터(300)의 로킹을 해제하고자 할 경우에는, 전원부(650)가 상기 코일(640)에 전류를 공급하여 상기 결합부(401)에 붙어있던 레버부(630)의 단부에 그 결합부(401)와 동일한 극성을 형성시킨다. 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 래치부재(600)가 화살표 B방향으로 회전하게 되며, 상기 후크부(620)는 로킹돌기(331)와의 간섭위치에서 벗어나게 된다. 따라서, 이후에는 액츄에이터(300)에 대한 로킹이 해제된 상태이기 때문에, 액츄에이터(300)가 자유롭게 회동하면서 자기헤드(500)를 하드디스크(200)의 기록영역(220)으로 이동시킬 수 있게 된다. 그리고, 이와 같이 로킹해제가 완료된 후에는 상기 코일(640)의 전류를 끊어서 전류 소모를 줄이는 것이 바람직하다. 그렇더라도 상기 래치부재(600)에 설치된 철편(602)이 상기 보이스 코일 모터의 마그네트(410a,410b)와 요크(400) 측으로부터 인력을 받기 때문에, 일정 이상의 외력이 가해지지 않는 한 상기 레버부(630)가 결합부(401)에 다시 달라붙는 일은 발생하지 않게 된다.

그러므로 이와 같은 액츄에이터 래치장치는, 래치부재(600)의 후크부(620)가 액츄에이터(300)의 로킹돌기(331)의 움직임을 구속하거나 또는 자유롭게 풀어주는 위치로 움직이면서 로킹과 언로킹 동작이 수행되도록 되어 있기 때문에, 종래의 자력결합에 의한 래치장치에 비해 동작이 매우 부드럽게 이루어진다. 즉, 종래의 래치장치에서는, 철편(61;도 1)과 자성부재(43;도 1)의 자력결합이 떨어지는 로킹해제의 순간, 관성에 의해 로킹돌기(36;도 1)가 스토퍼(42;도 1)에 자꾸 부딪힘으로써 헤드(500;도 1) 파손의 위험이 있지만, 본 발명의 래치장치에서는 래치부재(600)가 회전하여 로킹돌기(331)의 구속을 풀어주기만 하면, 액츄에이터(300)는 자유롭게 움직일 수 있는 상태가 되므로, 로킹해제가 부드럽고 안정적으로 이루어지는 것이다. 따라서, 로킹해제에 따른 충격도 없고, 그것을 방지하기 위해 로킹해제와 동시에 제동력을 거는 어려운 제어를 구성할 필요도 없다. 또한, 로킹된 후에는 래치부재(600)가 로킹해제 위치로 회전하지 않는 한 액츄에이터(300)는 전혀 움직일 수 없기 때문에, 견고한 로킹 상태를 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치는, 액츄에이터에 마련된 로킹돌기의 움직임을 선택적으로 간섭하여 구속시키면서 로킹과 로킹해제를 수행하므로, 로킹상태는 견고하게 유지하면서, 로킹해제는아무런 충격없이 부드럽게 수행할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (4)

1. 보이스 코일 모터에 의해 회전되는 액츄에이터에 장착된 자기헤드가 파킹영역에 위치될 때 그 액츄에이터를 회전하지 못하도록 로킹시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치에 있어서,

   상기 액츄에이터에 마련된 로킹돌기와; 소정 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 상기 자기헤드의 파킹 시 상기 액츄에이터의 회전에 연동되어 회전함으로써, 그 일측에 마련된 후크부로 상기 로킹돌기의 파킹 측 반대방향으로의 이동경로를 차단하도록 위치되는 래치부재와; 필요 시 상기 후크부에 의한 상기 로킹돌기의 이동경로 차단을 해제하도록 상기 래치부재를 회전 구동시키는 래치부재구동수단;을 포함하며,

   상기 래치부재구동수단은,

   상기 로킹돌기의 이동경로 차단 시 상기 보이스 코일 모터의 요크에 자력 결합되도록 상기 래치부재에 마련된 레버부와,

   상기 레버부에 설치되어 전류 공급에 따라 상기 요크와 같은 극성을 형성시키는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 회전축을 중심으로 상기 래치부재의 상기 레버부 반대 측에는,

   상기 보이스 코일 모터로부터 인력을 받기 위한 철편이 더 구비된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 래치부재에는 상기 액츄에이터의 파킹 측 회전 시 상기 로킹돌기와 부딪히는 임팩트부가 형성되어서, 상기 로킹돌기와 임팩트부의 충돌에 의해 상기 래치부재가 연동되어 회전하도록 된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치장치.