KR100420713B1

KR100420713B1 - 디스크 장치

Info

Publication number: KR100420713B1
Application number: KR10-2001-7015204A
Authority: KR
Inventors: 기무라신이치; 이시카와준; 다카하시고지; 오타무츠루
Original assignee: 히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2004-03-02
Also published as: WO2000074056A1; EP1199720A1; US6507461B1; CN1218317C; RU2226721C2; KR20020013898A; EP1199720A4; JP3581346B2; MY126936A; HK1045020B; CA2372009A1; HK1045020A1; CZ20014212A3; PL353312A1; CN1352795A; HUP0201427A2; TW563101B; MXPA01011980A

Abstract

디스크 장치의 구성 부품으로서 엑츄에이터 아암이 외부 충격에 의해 돌발적으로 튀어나가는 것을 방지하기 위하여 상기 엑츄에이터 아암이 관성 래치에서 외부 충격 이외의 작용에 의해 스토퍼와 충돌될 때 발생되는 반작용에 의해 엑츄에이터 아암이 언로드 위치로부터 돌발적으로 튀어나가는 것이 방지되지 않기 때문에, 감지 돌기(16e)는 상기 엑츄에이터 아암의 상단부에 맞물린 래치에 설치되어, 그 아암이 돌발적으로 튀어나가는 것을 방지하며, 상기 엑츄에이터 아암이 외부의 C/S와 충돌할 때, 상기 래치는 상기 엑츄에이터 아암과 맞물릴 때까지 이러한 충돌에 의해 회전되어 돌발적으로 튀어나가는 것이 방지된다.

Description

디스크 장치{DISK UNIT}

도 13은 종래의 디스크 장치(120)의 관성 래치를 도시하는 주요부 구성도이다.

도 13의 디스크(101)는 그 중심부가 베이스(100)에 설치된 스핀들 모터(117)의 허브(118)에 일체로 유지되고, 원하는 회전수로 회전 구동된다. 액츄에이터 아암(102)은 베이스(100)에 직립하는 회전축(105)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있게 유지되고, 보이스 코일 모터(이하 VCM이라 약칭함)(도시 안함)에 의해 화살표(L1, M1) 방향으로 구동된다.

액츄에이터 아암(102)의 선단부에는 서스펜션 수단(suspension means)(도시 안함)을 통해 슬라이더(103)가 형성되고, 이 슬라이더의 소정 위치에는 판독용, 기록용의 각 헤드가 설치되어 있다. 액츄에이터 아암(102)이 로드하여 화살표(L1) 방향으로 회전하여 회전 중인 디스크(101)의 기록면상에 이르면, 슬라이더(103)가 디스크(101)의 기록면 상을 비행하여 헤드가 소정의 간격을 두고 기록면과 대향하도록 구성되어 있다.

램프(104)는 액츄에이터 아암(102)이 언로드하여 홈 위치에 있을 때, 액츄에이터 아암(102) 선단부의 탭(119)을 적재하고, 마찰 등의 작용에 의한 다소의 규제력으로 액츄에이터 아암(102)을 그 위치에 구속하고 있다.

액츄에이터 아암(102)은 슬라이더(103)를 유지하지만, 회전축(105)에 대하여 이 슬라이더(103)와 반대측의 위치에 VCM의 코일(도시하지 않음)을 끼우기 위한 코일 서포트(106a, 106b)가 형성되어 있다.

액츄에이터 아암(102)은 도 13에 도시된 위치에 있을 때, 코일 서포트(106a)가 탄성을 갖는 외측 크래시 스톱(이하 외측 C/S라 약칭함: 107)에 접촉하고, 화살표(M1) 방향으로 회전이 규제되지만, 이 위치를 액츄에이터(102)의 홈 위치라 칭한다.

둔각으로 구부러진 레버(109)는 베이스(100)에 직립하는 회전축(108)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있게 유지되고, 선단부에 소정의 간격을 두고 한 쌍의 작용핀 (110, 111)이 형성되어 있다. 래치(116)는 베이스(100)에 직립하는 회전축(112)에 대하여 자유롭게 회전 하도록 유지되고, 레버(109)의 작용핀(111)이 접촉하는 제1 접촉부(113)와, 작용핀 (110)이 접촉하는 제2 접촉부(114)가 형성되어 있다.

래치(116)의 회전축(112)에 대하여 제2 접촉부(114)와 동일측의 선단부에는 후크형의 돌기(115)가 형성되고, 후술하는 바와 같은 소정의 타이밍으로 액츄에이터 아암(102)의 코일 서포트(106a)에 결합하여 액츄에이터 아암(102)의 L1 방향으로 회전을 규제한다.

래치(116)는 디스크의 액세스를 허용할 때에는 액츄에이터 아암(102)의 회전운동을 방해하지 않도록 힘을 가하는 수단(도시 안함)에 의해 약간 시계 방향으로 힘이 가해져 있다. 이 가해진 힘에 의해 래치(116)와 레버(109)는 작용핀(111)과 제1 접촉부(113)가 또한 작용핀(110)과 제2 접촉부(114)가 동시에 접촉하는 도 13에 도시된 액츄에이터 개방 위치에서 균형이 잡히고 있다.

코일을 유지한 액츄에이터 아암(102), 레버(109) 및 래치(116)는 모두 무게 중심이 각 회전축상에 존재하고, 직선 이동에 의한 충격에 대해서는 회전력이 발생하지 않도록 구성되어 있다.

한편, 회전을 수반하는 이동에 의한 충격시에 액츄에이터 아암(102)이 회전하여 언로드 위치로부터 튀어나올 우려가 있지만, 관성 래치는 그러한 액츄에이터 아암(102)이 튀어나오는 것을 방지하는 작용을 한다.

회전을 수반하는 운동에는 여러 가지 형태가 있어, 그 전부를 해석하는 것은 용이하지 않지만, 간단한 예로서, 하드디스크 장치의 한 점을 중심으로 하여 회전시켜, 고정한 면에 충돌시킨 경우에 대해서 고찰한다.

도 16은 하드디스크 장치(120)에 충격을 부여하기 위한 시험대(130)를 도시한다. 이 시험대(130)는 하드디스크 장치(120) 전체를 자유롭게 회전할 수 있게 유지하는 것으로, 그 회전축(131)의 축선이 액츄에이터 아암(102)의 회전축(105)의 축선과 거의 일치하도록 구성되어 있다.

도 16에는 디스크(101)가 회전축(131)의 상방에 위치하는 상태가 도시되어있다. 이 상태로부터 하드디스크 장치(120)를 화살표(L4) 방향으로 회전시켜, 도 17에 도시된 바와 같이 측면 단부(121)를 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌시키면, 이 충격에 의해 도 14에 도시된 바와 같이 액츄에이터 아암(102), 레버(109) 및 래치(116)는 모두 반시계 방향, 즉, 각각 화살표(L1, L2, L3) 방향으로의 회전력을 얻는다. 도 16은 이 때의 관성 래치의 움직임을 나타내고, 레버 (109)의 작용핀(111)이 래치(116)의 제1 접촉부(113)를 눌러 래치(116)의 화살표 (L3) 방향으로의 회전을 돕는다. 래치(116)의 화살표(L3) 방향으로의 회전에 의해 돌기(115)가 액츄에이터 아암(102)의 코일 서포트(106a)에 결합되고, 액츄에이터 아암(102)의 화살표(L1) 방향으로의 회전을 저지한다.

또한, 액츄에이터 아암(102), 래치(116) 및 레버(109)에는 각각 거의 같은 각가속도가 발생한다고 생각된다. 액츄에이터 아암(102)이 홈 위치로부터 래치 (116)로 규제되는 위치까지 움직이는 각도에 대하여, 레버(109)가 액츄에이터 아암 개방 위치에서 규제 위치까지 래치(116)를 회전시키기 위해서 움직이는 각도가 작게 설계되어 있기 때문에, 래치(116)는 신속하게 회전하고, 래치(116)의 돌기(115)와 액츄에이터 아암(102)의 코일 서포트(106a)의 결합이 가능해진다.

다음에, 도 16의 상태로부터 하드디스크 장치(120)를 화살표(M4) 방향으로 회전시켜, 도 18에 도시된 바와 같이 측면 단부(122)를 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌시키면, 이 충돌에 의해 도 15에 도시된 바와 같이 액츄에이터 아암(102), 레버(109) 및 래치(116)는 모두 시계 방향, 즉, 각각 화살표(M1, M2, M3) 방향으로의 회전력을 얻는다. 도 16은 이 때의 관성 래치의 동작을 도시한다.

래치(116)는 화살표(M3) 방향으로 회전하려고 하지만, 관성 모멘트가 더욱 더 큰 레버(109)의 작용핀(110)이 래치(116)의 제2 접촉부(114)를 누르는 힘 쪽이 강하기 때문에, 결국 래치(116)는 화살표(L3) 방향으로 회전한다.

한편, 액츄에이터 아암(102)은 일단 화살표(M1) 방향으로의 회전력을 얻지만, 탄성을 가지며 같은 방향으로의 회전을 제한하는 외측 C/S(107)에 코일 서포트(106a)가 충돌하고, 그 반동으로 화살표(L1) 방향으로 회전한다.

그러나, 이 때 전술한 바와 같이 래치(116)가 화살표(L3) 방향으로 회전하여 돌기(115)가 코일 서포트(106a)와 결합하고, 도 15에 도시된 바와 같은 상태로 액츄에이터 아암(102)의 화살표(L1) 방향으로 회전을 저지한다.

이상과 같이 하여, 홈 위치에 있는 액츄에이터 아암(102)이 외부의 충격에 의해 L1 방향으로 회전하고, 회전하지 않는 디스크(101)의 기록면상에 슬라이더 (103)가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 관성 래치에 있어서, 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같이 하드디스크 장치(120)의 측면 단부(121)가 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌할 때에, 그 충격이 어떤 레벨을 초과하면, 각부의 움직임은 다른 모양을 나타낸다.

도 19는 이 때의 각부의 움직임을 도시한 타이밍차트로서, 횡축으로 시간 경과(t)를 나타내며, 도 19(a)의 종축은 충격의 강도를 나타내고 있다. 도 19(b)의 종축은 액츄에이터 아암(102)의 화살표(L1, M1) 방향으로의 회전량을, 또한 도 19 (c)의 종축은 래치(116)의 화살표(L3, M3) 방향으로의 회전량을, 더욱이 도 19(d)의 종축은 레버(109)의 화살표(L2, M2) 방향으로의 회전량을 각각 나타내고 있다.

도 19의 (b)에 있어서 2개의 점선으로 도시되는 회전 범위(Q)는 래치(116)와 결합 가능한 액츄에이터 아암(102)의 회전 범위를 나타내고 있다. 도 19(c)에 있어서 2개의 점선으로 도시되는 회전 범위(R)는 액츄에이터 아암(102)과 결합 가능한 래치(116)의 회전 범위를 나타내고, 이 상측의 점선(S)은 동시에 래치(116)의 최대 회전 위치이기도 하다.

시각 t1에서 충격이 발생하면, 상기한 바와 같이 액츄에이터 아암(102), 레버(109) 및 래치(116)는 모두 반시계 방향의 화살표(L1, L2, L3) 방향으로 각각 회전하고, 시각 t2 근처에서 각각의 회전이 정지한다. 이것은 래치(116)의 돌기(115)와 액츄에이터 아암(102)의 코일 서포트(106a)와의 결합에 의한 것이다. 최초의 충격이 강하면, 액츄에이터 아암(102)은 상기 결합(즉, 충돌)의 반동에 의해 화살표 (M1) 방향의 회전력을 얻는다.

그리고, 액츄에이터 아암(102)은 시각 t3에 홈 위치에서 외측 C/S로 충돌하고, 그 반동으로 다시 화살표(L1) 방향의 회전력을 얻어 같은 방향으로 회전한다. 이 때 래치(116)는 상기 가해진 힘으로 액츄에이터 개방 위치로 복귀하고 있기 때문에, 액츄에이터 아암(102)은 같은 방향으로 회전을 계속한다.

이와 같이 하여, 홈 위치에 있는 액츄에이터 아암(102)이 어떤 레벨을 초과한 충격을 받으면, 화살표(L1) 방향으로의 회전이 규제되지 않게 되고, 회전하지 않는 디스크(101)의 기록면상에 슬라이더(103)가 접촉하게 된다.

이러한 사태가 일어나면, 디스크(101)의 기록면에 흠집이 생길 뿐만 아니라, 그 접촉 마찰에 의해 스핀들 모터(117)가 회전할 수 없게 되는 경우가 있다.

또한 외부 충격뿐만 아니라, 동작시에 액츄에이터 아암(102)이 폭주하여 외측 C/S(107)로 심하게 충돌하면, 그 반동으로 L1 방향으로 회전하고, 디스크(101)의 기록면상으로 튀어나올 가능성이 있다. 이 때에 스핀들 모터(117)가 정지하면 디스크(101)의 기록면상에 슬라이더(103)가 접촉하여 같은 문제를 일으키게 된다.

본 발명은 디스크 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 그 구성 부품인 액츄에이터 아암이 외부 충격에 의해 언로드 위치로부터 튀어나오는 것을 방지하는 래치 기구에 관한 것으로, 특히 관성 작용을 이용한 관성 래치(inertial latch)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태를 도시한 하드디스크 장치의 평면도.

도 2는 본 발명의 실시 형태를 도시한 관성 래치 부분의 부분 확대도.

도 3은 도 1의 평면도에 도시한 화살표(A) 방향을 따라 상방(지면 상방)에서 관성 래치 부분을 본 사시도.

도 4는 램프의 구조를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명 장치의 관성 래치 부분의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 6은 본 발명 장치의 관성 래치 부분의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 7은 본 발명 장치의 관성 래치 부분의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 8은 본 발명 장치의 관성 래치 부분의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 9는 하드디스크 장치의 충격 시험을 위해 하드디스크 장치를 유지하는 시험대를 도시한 도면.

도 10은 충격 시험으로 하드디스크 장치가 고무 스토퍼에 충돌했을 때의 모양을 도시한 동작도.

도 11은 충격 시험으로 하드디스크 장치가 고무 스토퍼에 충돌했을 때의 모양을 도시한 동작도.

도 12는 충격시에 있어서의 관성 래치의 각부의 움직임을 도시한 타이밍차트도.

도 13은 종래의 관성 래치의 구성을 도시한 구성도.

도 14는 종래의 관성 래치의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 15는 종래의 관성 래치의 동작을 설명하기 위한 구성도.

도 16은 충격 시험을 위해 종래의 하드디스크 장치를 유지하는 시험대를 도시한 도면.

도 17은 충격 시험으로 종래의 하드디스크 장치가 고무 스토퍼에 충돌했을 때의 모양을 도시한 동작도.

도 18은 충격 시험으로 종래의 하드디스크 장치가 고무 스토퍼에 충돌했을 때의 모양을 도시한 동작도.

도 19는 충격시의 각부의 움직임을 도시한 타이밍차트도.

본 발명은 종래의 기구로는 막을 수 없었던 보다 강한 충격시나, 액츄에이터 아암(102)의 폭주시에도 확실하게 액츄에이터 아암의 회전을 저지할 수 있는 디스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 디스크 장치는 일단이 디스크의 기록면 밖에 있는 홈 위치로부터 제1 방향으로 회전하여, 상기 일단을 상기 기록면상으로 이동시킬 수 있는 액츄에이터 아암과, 규제 위치와 개방 위치 사이에서 요동 가능하고, 상기 규제 위치에 있어서 상기 액츄에이터 아암과 결합하여 그 액츄에이터 아암의 상기 제1 방향의 회전을 규제하는 래치와, 상기 래치보다 관성 모멘트가 크고, 상기 래치와 결합하여 회전함으로써 상기 래치를 상기 규제 위치로 회전시키는 레버와, 상기 액츄에이터 아암이 상기 홈 위치로부터 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향으로 회전하는 것을 규제하는 스토퍼를 가지며, 상기 액츄에이터 아암과 상기 스토퍼는 탄성적으로 결합하도록, 적어도 그 한쪽이 탄성 변형 가능한 부분을 가지며, 상기 액츄에이터 아암과 상기 스토퍼와의 결합에 의해 상기 탄성 변형 가능한 부재가 탄성 변형하면서 상기 액츄에이터 아암의 회전이 진행될 때, 상기 액츄에이터 아암에 결합하여 그 결합시에 발생하는 충격력에 의해 상기 래치를 상기 규제 위치까지 회전시키는결합 부재를 상기 래치에 설치하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태를 도시한 하드디스크 장치(1)의 평면도이며, 도 2는 본 발명의 실시 형태를 도시한 관성 래치 부분의 부분 확대도이다. 도 3은 도 1의 평면도에 도시된 화살표(A) 방향을 따라 우측 경사 상방(지면 상방)에서 관성 래치 부분을 본 사시도이다.

도면 중, 디스크(2)는 베이스(3)에 설치된 스핀들 모터(4)의 허브(5)에 일체로 유지되고, 스핀들 모터(4)에 의해 회전 구동된다. 액츄에이터 아암(6)은 서스펜션부(7)와 코일 서포트부(8)가 일체로 형성되고, 베이스(3)에 직립하는 회전축(9)에 의해 자유롭게 회전할 수 있게 유지되어 후술하는 VCM에 의해 화살표(B1) 또는 화살표(C1) 방향으로 구동된다.

서스펜션부(7)의 선단부에는 슬라이더(10)가 유지되고, 이 슬라이더의 소정위치에는 도시하지 않은 판독용, 기록용의 각 헤드가 설치되어 있다. 액츄에이터 아암(6)이 화살표(B1) 방향으로 회전하여 회전 중인 하드디스크(1)의 기록면상으로 이동했을 때, 슬라이더(10)가 디스크(2)의 기록면상을 비행하여, 헤드가 소정의 간격을 두고 기록면과 대향하도록 구성되어 있다.

베이스(3)에 배치된 램프(11)는 액츄에이터 아암(6)이 언로드하여 홈 위치에 있을 때, 액츄에이터 아암(6)의 선단부의 탭(12)을 얹어 놓는다.

도 4는 지시선(200: 도 1) 위치에서의 램프(11)의 단면도를 도시한다. 램프(11)에는 디스크(2)의 외주부를 수용하는 슬릿(11e)이 형성되어 있다. 이 슬릿(11e)의 상하에는 디스크(2)의 기록면을 향해 연장된 쐐기형 볼록부가 형성되고, 상측에는 경사면(11a, 11b), 평탄면(11c), 그리고 경사면(11d)이 형성되어 있다.

탭(12)은 서스펜션부(7: 도 1)에 의해 하향으로 힘이 가해져 있다. 이 때문에, 액츄에이터 아암(6)이 이 홈 위치로부터 화살표(B1) 방향으로 회전하여 슬라이더(10)를 디스크(2)의 기록면까지 이동하기 위해서는 램프(11)의 평면부(11c)에 있는 탭(12)을 하방으로 가해진 힘에 대항하여 오름 경사면(11b)을 화살표(B1) 방향으로 이동시켜야 하다.

따라서, 액츄에이터 아암(6)은 도 1에 도시된 홈 위치로부터 화살표(B1) 방향으로 이동할 때에 램프(11)의 오름 경사면(11b)부의 화살표(C1) 방향으로 복귀력을 받는다.

액츄에이터 아암(6)은 상기와 같이 서스펜션부(7)의 선단에 슬라이더(10)를유지하지만, 회전축(9)에 대하여 이 슬라이더(10)와 반대측에 위치하는 코일 서포트부(8)에는 VCM을 구성하는 코일(13)을 견고하게 끼우기 위한 한 쌍의 코일 서포트(8a, 8b)가 형성되어 있다.

상측 자석 유지판(14: 도 1)은 베이스(3)에 고정되고, 코일(13)의 상방에서 VCM을 구성하는 자석(도시하지 않음)을 코일(13)에 대향하는 위치에 유지한다. 단, 도 1에 있어서, 상측 자석 유지판(14)의 주요부는 편의상 절결하여 도시되어 있고, 그 외형이 점선으로 도시되어 있다.

마찬가지로, 코일(13)의 하측에도 VCM을 구성하는 자석을 코일(13)에 대향하는 위치에 유지하기 위한 하측 자석 유지판(도시하지 않음)이 설치되어 있다.

또한, 전술한 설명을 간단하게 하기 위하여 하드 디스크 장치가 한면에 기록하는 것을 설명하였지만, 양면 기록일 때에는 각 기록면을 주사하는 헤드를 유지하는 서스펜션부를 하나 더 준비하여 도 1의 서스펜션부(7)와 소정의 간격을 두고 겹치는 위치에서 코일 서포트부(8)에 고정한다.

더욱이 여러 매의 하드디스크를 양면 기록하는 경우에는, 허브(5)에 의해 스핀들 모터(4)의 회전축 방향으로 소정의 간격으로 여러 매의 하드디스크를 일체적으로 유지한다. 그리고, 각 기록면을 주사하는 헤드를 유지하는 서스펜션부를 기록면의 수만큼 준비하여 도 1의 서스펜션부(7)와 소정의 간격을 두고 겹치는 위치에서 코일 서포트부(8)에 고정하지만, 이들과 같은 형태로 하는 것 자체는 모두 공지 기술이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

도 2 또는 도 3에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 코일 서포트(8a) 근방에는 이 선단부(8c)와 함께 관성 래치를 구성하는 레버(15), 래치 (16) 및 외측 C/S(17)가 설치되어 있다.

레버(15)는 베이스(3: 도 1)에 직립하는 회전축(18)에 자유롭게 회전할 수 있게 유지되고, 회전축(18)에 대하여 한쪽 측(제1 측)으로 가늘고 길게 연장된 연장부(15a)에는 래치(16)에 형성된 작용핀(16a, 16b)과 각각 결합하는 결합 오목부 (15b) 및 결합 측부(15c)가 형성되어 있다. 또한 레버(15)는 회전축(18)에 대하여 다른 쪽 측(제2 측)의 넓은 면부(15d)에서 밸런서(balancer)(15e)를 유지하고, 무게 중심이 회전축(18)의 축상에 존재하도록 밸런스되어 있다.

또한, 회전 부재인 이 레버(15)는 원하는 관성 모멘트를 얻기 위해서 비교적 무거운 재료, 예컨대, 금속으로 구성되며, 또한 자계의 영향을 받지 않도록 하기 위해서 비자성 재료로 구성되어 있다.

래치(16)는 베이스(3: 도 1)에 직립하는 회전축(19)에 의해 후술하는 홈 위치와 규제 위치 사이에서 자유롭게 회전할 수 있게 유지되고, 이 회전축을 끼워 대략 대상이 되는 위치에, 상측을 향해 직립하는 한 쌍의 작용핀(16a, 16b)이 각각 형성되어 있다. 그리고 래치(16)는 레버(15)에 대하여 하측에 위치하여 레버(15)와 입체적으로 교차하고, 작용핀(16a)이 레버(15)의 결합 오목부(15b)와, 작용핀(16b)이 레버 (15)의 결합 측부(15c)와 각각 결합 가능하게 대향하는 상태로 유지되어 있다.

래치(16)에는 회전축(19)에 대한 작용핀(16b)측의 연장상의 단부에 하방[베이스(3: 도 1)를 향하는 방향]으로 연장된 래치편(16c: 도 3)이 형성되고, 회전축(19)에 대한 작용핀(16a)측의 중간부에는 자성 재료, 예컨대 자성을 갖는 금속편 (16d)이 부착되어 있다. 더욱이 금속편(16d) 근방에는 래치(16)의 회전축(19)에 대한 작용핀(16a)측에 있어서, 약간 시계 방향으로 돌출하여 하방으로 연장된 감지 돌기(16e)가 형성되어 있다.

금속편(16d)은 유지하는 자석의 작용으로 자성체에 대하여 흡인력을 일으키고 있는 상측 자석 유지판(14: 도 1)으로 끌리고 있다. 이 때문에 래치(16)는 시계 방향으로 약간의 힘이 가해짐에 따라 회전하고, 베이스(3)의 부분(3a: 도 1)에 의해 회전을 규제 당하고 있다.

이 때문에 래치(16)는 작용핀(16a)이 레버(15)의 결합 오목부(15b)와, 그리고 작용핀(16b)이 레버(15)의 결합 측부(15c)와 각각 함께 결합하는 근소한 간극을 가지고 있는 상태로 균형이 잡혀져 있다(도 5). 이 때의 각 부재의 회전 위치를 이후 홈 위치라 칭한다.

코일 서포트(8a)는 도 2의 면상 좌측으로 만곡하고, 선단부(8c)는 쐐기형으로 돌출되어 있다. 이 선단부(8c)는 후술하는 바와 같이 래치(16)가 홈 위치로부터 반시계 방향으로 회전하여 규제 위치에 도달했을 때에 래치편(16c)과 결합 가능해지고, 액츄에이터 아암(6)의 반시계 방향의 회전이 규제된다.

베이스(3)에 직립하여 탄성체로 이루어진 외측 C/S(17)는 액츄에이터 아암 (6: 도 1)의 시계 방향의 회전을 제한하는 스토퍼이고, 액츄에이터 아암이 홈 위치에 있을 때, 코일 서포트(8a)가 접촉하는 베이스(3)상의 위치에 배치된다.

래치(16)의 감지 돌기(16e)는 액츄에이터 아암(6), 레버(15) 및 래치(16)가각각 상기 홈 위치에 있을 때, 코일 서포트(8a)의 대접부(8d)로부터 약간 이격되는 위치에 형성되어 있다(도 5).

도 2는 액츄에이터 아암(6)이 홈 위치로부터 약간 시계 방향으로 회전했을 때의 상태를 나타내고 있다. 이 때 외측 C/S(17)는 코일 서포트(8a)에 의해 화살표(D) 방향으로 눌리고, 점선으로 도시된 상태에서 같은 방향으로 휜다. 또한 코일 서포트(8a)의 화살표(D) 방향 이동에 의해 래치(16)의 감지 돌기(16e)가 눌리고, 래치(16)는 약간 반시계 방향으로 회전하지만, 레버(15)는 이 때의 래치(16)의 반시계 방향으로 회전시에는 작용을 받지 않기 때문에, 홈 위치를 유지하고 있다.

또한, 감지 돌기(16e)는 액츄에이터 아암(6)의 코일 서포트(8a)와 결합하는 결합부이다.

또한, 코일 서포트(8a)의 만곡부에는 자성체의 금속편(8e)이 매립되어 있다. 상측 자석 유지판(14: 도 1)에 유지된 자석(도시하지 않음)에 의한 금속편(8e)에 대한 작용에 의해 액츄에이터 아암(6)은 홈 위치의 근방에 있어서, 시계 방향으로 힘이 가해지고, 코일 서포트(8a)가 외측 C/S(17)에 접촉한 상태로 유지된다.

레버(15)는 래치(16)에 비하여 관성 모멘트가 충분히 크게 구성되어 있다. 코일(13)을 유지한 액츄에이터 아암(6), 레버(15) 및 래치(16)는 모두 무게 중심이 각 회전 축선상에 존재하고, 직선 이동시의 충격에 대해서는 회전력이 발생하지 않도록 구성되어 있다.

한편, 회전을 수반하는 이동에 의한 충격일 때, 액츄에이터 아암(6)이 회전하여 언로드 위치로부터 튀어나올 우려가 있지만, 관성 래치는 그러한 액츄에이터아암(6)이 튀어나오는 것을 방지하는 작용을 한다.

회전을 수반하는 운동에는 여러 가지 형태가 있고, 그 전부를 해석하는 것은 용이하지 않지만, 간단한 예로서, 하드디스크 장치의 한 점을 중심으로 하여 회전시켜, 고정한 면에 충돌시킨 경우에 대해서 고찰한다.

도 9는 하드디스크 장치(1)에 회전을 수반하는 이동에 의한 충격을 부여하기 위한 시험대(130)를 도시한다. 이 시험대(130)는 하드디스크 장치(120) 전체를 자유롭게 회전하도록 유지하는 것으로, 그 회전축(131)의 축선이 액츄에이터 아암(6)의 회전축(9)의 축선과 거의 일치하도록 구성되어 있다.

도 9에는 디스크(2)가 회전축(9)의 상방에 위치하는 상태가 도시되어 있다. 이 때, 액츄에이터 아암(6), 레버(15) 및 래치(16)는 각각 도 5에 도시된 상기한 홈 위치에 위치하고 있다.

이 때 래치(16)의 래치편(16c)은 코일 서포트(8)의 선단부(8c)와 결합할 수 없는 위치에 있고, 액츄에이터 아암(6)은 필요에 따라 홈 위치로부터 화살표(B1) 방향으로 회전하여 슬라이더(10)를 디스크(2)의 기록면까지 이동할 수 있다.

이 상태에서 하드디스크 장치(1)를 화살표(B4) 방향으로 회전시켜, 도 10에 도시된 바와 같이 측면 단부(21)를 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌시키면, 이 충격에 의해 액츄에이터 아암(6), 레버(15) 및 래치(16)는 모두 반시계 방향, 즉, 도 5의 각각 화살표(Bl, B2, B3) 방향으로의 회전력을 얻는다.

도 6은 이 회전력에 의해 각 부재가 회전한 직후의 모양을 도시한 것으로, 레버(15)의 결합 오목부(15b)가 래치(16)의 작용핀(16a)을 눌러 래치(16)의 화살표(B3) 방향으로의 회전을 돕는다. 래치(16)의 화살표(B3) 방향으로의 회전에 의해 래치편(16c)이 액츄에이터 아암(6)의 코일 서포트(8a)의 선단부(8c)와 결합하고, 액츄에이터 아암(6)의 화살표(B1) 방향으로의 회전을 저지한다.

또한, 액츄에이터 아암(6), 래치(16) 및 레버(15)에는 각각 거의 같은 각가속도가 발생한다고 생각된다. 액츄에이터 아암(6)이 홈 위치에서 래치(16)로 규제되는 위치까지 움직이는 각도에 대하여, 레버(15)가 홈 위치에서 규제 위치까지 래치(16)를 회전시키기 위해서 움직이는 각도가 작게 설계되어 있기 때문에, 래치 (16)는 신속하게 회전하고, 래치(16)의 래치편(16c)이 코일 서포트(8a)의 선단부 (8c)와 결합 가능해진다.

다음에, 도 9의 상태로부터 하드디스크 장치(1)를 화살표(C4) 방향으로 회전시켜, 도 11에 도시된 바와 같이 측면 단부(22)를 소정의 원주 속도로 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌시키면, 이 충격에 의해 액츄에이터 아암(6), 레버 (15) 및 래치(16)는 모두 시계 방향, 즉, 도 5에 도시된 각각 화살표(C1, C2, C3) 방향으로의 회전력을 얻는다. 도 7은 이 회전력에 의해 각 부재가 회전한 직후의 모양을 도시하는 것이다.

래치(16)는 화살표(C3) 방향으로 회전하려고 하지만, 관성 모멘트가 더욱 더 큰 레버(15)의 결합 측부(15c)가 래치(16)의 작용핀(16b)을 누르는 힘 쪽이 강하기 때문에, 결국 래치(16)는 화살표(B3) 방향으로 회전한다. 더욱이 래치(16)는 이 때 후술하는 바와 같이 감지 돌기(16e)가 충격에 의해 눌려짐으로써 같은 방향으로 힘을 받는다.

한편, 액츄에이터 아암(6)은 일단 화살표(C1) 방향으로의 회전력을 얻지만, 탄성을 가지며 같은 방향으로의 회전을 제한하는 외측 C/S(17)를 코일 서포트(8a)가 누르고, 그 반동으로 화살표(B1) 방향으로 회전한다. 외측 C/S(17)는 누를 때의 충격에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 화살표(D) 방향으로 휘지만, 이것에 의해 래치(16)의 감지 돌기(16e)가 눌리고, 래치(16)는 화살표(B3) 방향(도 7)의 회전력을 받는다.

래치(16)는 이들 힘을 받아 신속하게 회전하고, 도 7에 도시된 바와 같이 액츄에이터 아암(6)의 선단부(8c)와 결합 가능한 위치에 도달하여 이것과 결합하며, 액츄에이터 아암(6)이 화살표(B3) 방향으로 더 회전하는 것을 방지한다.

이어서, 상기와 같은 관성 래치에 있어서, 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 하드디스크 장치(1)의 측면 단부(21)를 걸림대(133)상의 고무 스토퍼(132)에 충돌시킬 때에, 그 충격이 어떤 레벨을 초과했을 경우의 각부의 움직임에 대해서 설명한다.

도 12는 이 때의 관성 래치의 각부의 움직임을 도시한 타이밍차트로서, 횡축으로 시간 경과(t)를 나타내고, 도 12(a)의 종축은 충격의 강도를 나타내고 있다. 도 12(b)의 종축은 액츄에이터 아암(6)의 화살표(B1, C1) 방향으로의 홈 위치로부터의 회전량을, 또한 도 12(c)의 종축은 래치(16)의 화살표(B3, C3) 방향으로의 홈 위치로부터의 회전량을, 더욱이 도 12(d)의 종축은 레버(15)의 화살표(B2, C2) 방향으로의 홈 위치로부터의 회전량을 각각 나타내고 있다.

도 12의 (b)에 있어서 2개의 점선으로 도시되는 회전 범위(Q)는 래치(16)와결합 가능한 액츄에이터 아암(6)의 회전 범위를 나타내고 있다. 도 12(c)에 있어서 2개의 점선으로 도시되는 회전 범위(R)는 액츄에이터 아암(6)과 결합 가능한 래치 (16)의 회전 범위를 나타내고, 이 상측 점선(S)은 동시에 래치(16)의 같은 방향으로의 최대 회전 위치이기도 하다.

시각 t1에서 충격이 발생하면, 상기한 바와 같이 액츄에이터 아암(6), 레버(15) 및 래치(16)는 모두 반시계 방향의 화살표(B1, B2, B3) 방향으로 각각 회전하고, 시각 t2 근처에서 각각의 회전이 정지한다. 이것은, 도 7에 도시된 바와 같은 래치(16)의 래치편(16c)과 액츄에이터 아암(6)의 선단부(8c)와의 결합에 의한 것으로, 액츄에이터 아암(6)은 주로 이 결합(즉, 충돌)의 반동에 의해 화살표(C1) 방향의 회전력을 얻는다.

그리고, 액츄에이터 아암(6)은 시각 t3 근처에 홈 위치에서 외측 C/S(17)에 충돌하여 이것을 화살표(D) 방향(도 8)으로 휘게 하는 동시에, 상기한 바와 같이 금속편(16d)이 받는 가해진 힘에 의해 이미 홈 위치로 복귀하고 있는 래치(16)의 감지 돌기(16e)를 눌러 화살표(B3) 방향으로 회전시킨다.

도 8은 이 때의 시각 t4에 있어서의 각 부재의 상태를 나타내고 있다. 레버(15)는 홈 위치에 정지하고, 래치(16)는 이 때의 충격으로 결합 가능한 회전 범위(R)내에 이르며, 그리고, 액츄에이터 아암(6)은 홈 위치로부터 튀어나오는 순간을 나타내고 있다.

시각 t5에는 다시 래치(16)의 래치편(16c)과 액츄에이터 아암(6)의 선단부 (8c)가 결합하여 양자의 움직임이 정지한다. 그 후, 액츄에이터 아암(6)은 이 때의충격에 의한 약한 반발력과, 상기한 램프(11)의 경사면(11b)에 의한 가해진 힘 및 금속편(8e)이 받는 가해진 힘에 의해 홈 위치로 되돌아가고, 래치(16)도 금속편 (16d)이 받는 가해진 힘에 의해 홈 위치로 복귀하여 안정된다.

이상, 외부 충격에 대한 본 발명 장치의 동작에 대해서 설명하였지만, 하드디스크 장치(1)의 동작시에 있어서, 액츄에이터 아암(6)이 폭주하여 외측 C/S(17)에 심하게 충돌했을 경우에도 본 발명 장치는 유효하게 동작한다.

즉, 이 때 액츄에이터 아암(6)은 외측 C/S(17)를 화살표(D) 방향(도 8)으로 왜곡시키는 동시에, 래치(16)의 감지 돌기(16e)를 눌러 래치(16)를 화살표(B3) 방향으로 회전시킨다. 외측 C/S(17)로 충돌한 액츄에이터 아암(6)은 그 반발력에 의해 B1 방향으로 회전하지만, 감지 돌기(16e)에 의해 회전한 래치(16)의 래치편 (16c)과 액츄에이터 아암(6)의 선단부(8c)와의 결합에 의해 같은 방향의 회전을 정지한다.

또한, 상기 실시 형태에서는 래치(16)에 금속편(16d)을 설치하여 자력에 의해 래치(16)를 시계 방향으로 약간 힘을 가하였지만, 이것에 한정되지 않고, 회전축(19)에 토글 스프링을 설치하여 양단을 베이스와 래치에 걸어 같은 힘을 가하여도 좋다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 외측 C/S(17)를 탄성체로 구성하고, 이것이 코일 서포트(8a)에 눌려 휨으로써, 액츄에이터 아암(6)이 홈 위치로부터 약간 시계 방향으로 회전하는 것을 가능하게 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 코일 서포트 (8a)의 외측 C/S(17)와의 접촉부에 고무 등의 탄성부를 설치하여 이 탄성부의 변형에 의해 동일한 작용을 얻도록 구성하여도 좋다.

또한, 회전 부재로서 레버(15)를 이용하였지만, 형상은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 원반형이라도 동일 작용 및 동작이 달성되는 것이라면 상관없이 여러 가지 형태를 생각할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 종래의 관성 래치와 같이, 외부 충격에 의해 디스크 장치의 액츄에이터 아암이 회전하고, 회전하지 않는 디스크의 기록면상에 슬라이더가 낙하하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 기구로서는 막을 수 없었던 보다 강한 충격시에도 확실하게 액츄에이터 아암의 회전을 저지하기 때문에, 충격에 대해서 보다 신뢰성이 높은 디스크 장치를 제공할 수 있다.

더욱이, 디스크 장치의 동작시에 있어서, 액츄에이터 아암이 폭주하고, 스핀들 모터가 정지할 때에도, 디스크의 기록면상에 헤드를 유지하는 슬라이더가 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

Claims

일단이 디스크의 기록면 밖에 있는 홈 위치로부터 제1 방향으로 회전하여, 상기 일단을 상기 기록면상으로 이동시킬 수 있는 액츄에이터 아암과,

규제 위치와 개방 위치 사이에서 요동(搖動) 가능하며, 상기 규제 위치에서 상기 액츄에이터 아암과 결합하여 그 액츄에이터 아암이 상기 제1 방향으로 회전을 규제하는 래치와,

상기 래치보다 관성 모멘트가 크고, 상기 래치와 결합하여 회전함으로써 상기 래치를 상기 규제 위치로 회전시키는 회전 부재와,

상기 액츄에이터 아암이 상기 홈 위치로부터 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향으로 회전하는 것을 규제하는 스토퍼를 가지며,

상기 액츄에이터 및 상기 스토퍼의 적어도 한쪽의, 적어도 그 일부가 탄성 변형 가능하고, 상기 액츄에이터 아암의 상기 제2 방향의 회전시에 상기 액츄에이터 아암이 상기 스토퍼에 맞닿은 후, 상기 탄성 변형을 수반하여 상기 액츄에이터 아암의 회전이 진행될 수 있도록 구성되며,

상기 탄성 변형을 수반하여 상기 액츄에이터 아암의 회전이 진행될 때, 상기 액츄에이터 아암에 결합하여 그 결합시에 발생하는 충격력에 의해 상기 래치를 상기 규제 위치까지 회전시키는 결합 부재가 상기 래치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 장치.
제1항에 있어서, 상기 스토퍼가 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 부재와 상기 래치의 각 무게 중심이 각각 회전 중심의 대략 축선상에 존재하도록 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 장치.
제1항에 있어서, 상기 래치를 상기 액츄에이터 아암과의 결합을 해제하는 방향으로 힘을 가하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 디스크 장치.