KR100425346B1 - Hard disk drive employing a structure for reducing vibration - Google Patents
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Abstract
진동 저감 구조가 채용된 하드 디스크 드라이브가 개시된다. 개시된 하드 디스크 드라이브는, 데이터 저장용 디스크에 대향되는 베이스 플레이트의 상면과 디스크의 저면 사이의 간극이 1.2mm 이하, 바람직하게는 0.1mm 내지 1.2mm, 더 바람직하게는 0.2mm 내지 0.8mm가 되도록 제조된다. 이를 위해, 베이스 플레이트에는 디스크에 대향되는 부위에 디스크 쪽으로 소정 높이 돌출되고 헤드 어셈블리 쪽의 일부가 개방된 "Ｃ" 형상의 돌출부가 마련되며, 상기 간극은 돌출부의 상면과 디스크의 저면 사이에 이루어진다. 그리고, 이러한 간극은 디스크에 대향되는 커버 플레이트의 저면과 디스크의 상면 사이에도 이루어질 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 디스크와 베이스 플레이트 또는 커버 플레이트 사이의 좁은 간극에 의한 에어 댐핑 효과에 의해 디스크 진동이 저감된다.Disclosed is a hard disk drive employing a vibration reduction structure. The disclosed hard disk drive is manufactured such that the gap between the top surface of the base plate and the bottom surface of the disk opposite to the data storage disk is 1.2 mm or less, preferably 0.1 mm to 1.2 mm, more preferably 0.2 mm to 0.8 mm. do. To this end, the base plate is provided with a "C" shaped projection which protrudes a predetermined height toward the disk and is open to a part of the head assembly at a portion opposite to the disk, and the gap is formed between the upper surface of the projection and the bottom of the disk. This gap can also be made between the bottom of the cover plate opposite the disk and the top of the disk. According to such a configuration, the disk vibration is reduced by the air damping effect caused by the narrow gap between the disk and the base plate or the cover plate.
Description
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크의 진동을 저감할 수 있는 구조로 된 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.The present invention relates to a hard disk drive, and more particularly, to a hard disk drive having a structure capable of reducing vibration of a disk.
하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 컴퓨터의 보조기억장치들 중의 하나로서, 자기 헤드에 의해 자기 디스크에 저장된 데이터를 독출하거나, 자기 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다. 최근에는 이와 같은 하드 디스크 드라이브의 고속화, 고용량화, 저진동화 및 저소음화의 실현을 위해 다양한 연구개발이 추진되고 있다.A hard disk drive (HDD) is one of auxiliary storage devices of a computer. The hard disk drive (HDD) is a device that reads data stored in a magnetic disk by a magnetic head or writes data to the magnetic disk. Recently, various research and developments have been made to realize such high speed, high capacity, low vibration, and low noise of the hard disk drive.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 나타내 보인 개략적인 분리 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 수직 단면도이다.1 is a schematic exploded perspective view showing a conventional hard disk drive, Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the hard disk drive shown in FIG.
먼저 도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 하우징(10)과, 이 하우징(10) 내에 설치되며 자기 디스크(하드 디스크)(20)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(30)와, 그 자기 디스크(20)에 데이터를 기록하거나 읽어내기 위한 헤드 어셈블리(40)를 구비하고 있다.Referring first to FIG. 1, a hard disk drive includes a housing 10, a spindle motor 30 installed in the housing 10 to rotate a magnetic disk (hard disk) 20, and the magnetic disk 20. Head assembly 40 for recording or reading data.
상기 하우징(10)은 컴퓨터의 본체 내에 설치되는 것으로, 상기 스핀들 모터(30)와 헤드 스텍 어셈블리(40)를 지지하는 베이스 플레이트(11)와, 상기 베이스 플레이트(11)의 상부에 결합되어 자기 디스크(20) 등을 감싸서 보호하는 커버 플레이트(12)로 구성되어 있다. 이러한 하우징(10)은 통상 스테인레스 또는 알루미늄 재질로 제작된다.The housing 10 is installed in the main body of the computer, and includes a base plate 11 supporting the spindle motor 30 and the head stack assembly 40, and a magnetic disk coupled to an upper portion of the base plate 11. The cover plate 12 wraps and protects 20 and the like. The housing 10 is usually made of stainless or aluminum.
상기 자기 디스크(20)는 데이터의 기록을 위한 기록매체로서, 하나 또는 복수개가 서로 소정 간격 이격되어 스핀들 모터(30)에 의해 회전할 수 있도록 설치된다.The magnetic disk 20 is a recording medium for recording data. The magnetic disk 20 is installed to be rotated by the spindle motor 30 at one or more spaced intervals from each other.
이와 같은 하우징(10)과 스핀들 모터(30)와 자기 디스크(20)의 결합 구조를도 2를 참조하며 보다 상세하게 설명하면, 스핀들 모터(30)는 베이스 플레이트(11)에 고정 설치되는 플랜지(31)에 의해 지지된다. 스핀들 모터(30) 샤프트(32)의 하단부는 플랜지(31)에 고정되며, 그 상단부는 스크류(36)에 의해 커버 플레이트(12)에 결합되어 고정된다. 이를 위해 커버 플레이트(12)에는 스크류(39)가 삽입될 수 있도록 결합공(13)이 마련되어 있다. 상기 샤프트(32)의 외주에는 일반적으로 베어링을 개재하여 허브(33)가 회전 가능하도록 설치되며, 허브(33)의 외주에는 상기 자기 디스크(20)가 끼워진다. 복수개의 자기 디스크(20)가 설치되는 경우에는 자기 디스크(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(34)가 허브(33)의 외주에 설치된다. 그리고, 허브(33)의 상단부에는 자기 디스크(20)의 이탈을 방지하기 위한 클램프(35)가 결합되어 있다.The coupling structure of the housing 10, the spindle motor 30, and the magnetic disk 20 will be described in detail with reference to FIG. 2, and the spindle motor 30 is a flange that is fixedly installed on the base plate 11. 31). The lower end of the spindle motor 30 shaft 32 is fixed to the flange 31, and the upper end thereof is fixed to the cover plate 12 by a screw 36. To this end, the cover plate 12 is provided with a coupling hole 13 so that the screw 39 can be inserted. The outer circumference of the shaft 32 is generally installed so that the hub 33 is rotatable through a bearing, and the magnetic disk 20 is fitted to the outer circumference of the hub 33. When a plurality of magnetic disks 20 are provided, ring-shaped spacers 34 for maintaining the distance between the magnetic disks 20 are provided on the outer circumference of the hub 33. The upper end of the hub 33 is coupled with a clamp 35 for preventing the magnetic disk 20 from being separated.
이와 같은 구성을 가지는 하드 디스크 드라이브는 그 저장 용량이 꾸준히 증가되어 왔다. 하드 디스크 드라이브의 저장 용량은 면기록 밀도에 비례하게 되는데, 면기록 밀도는 BPI(bits per inch)로 나타내어지는 선기록 밀도와 TPI(traks per inch)로 나타내어지는 트랙 밀도의 곱으로 결정된다. BPI의 증가는 자기 기록 기술의 발전에 전적으로 영향을 받으며, TPI의 증가는 기계적 동특성 향상에 크게 의존한다.Hard disk drives having such a configuration have steadily increased in storage capacity. The storage capacity of the hard disk drive is proportional to the surface recording density. The surface recording density is determined by the product of the prerecording density expressed in bits per inch (BPI) and the track density expressed in traks per inch (TPI). The increase in BPI is wholly affected by the development of magnetic recording technology, and the increase in TPI is highly dependent on the improvement of mechanical dynamics.
그런데, 하드 디스크 드라이브에서 디스크의 트랙상에 데이터를 기록하거나 이로부터 데이터를 독출할 때 발생하는 오작동인 트랙비정렬(TMR: track misregistration)은 하드 디스크 드라이브의 저장 용량과 관련된 트랙 밀도를 제한하는 중요한 요인이 되며, 트랙비정렬의 직접적인 원인이 되는 것은 디스크의 진동이라고 할 수 있다. 디스크의 진동은 회전 속도의 상수배로 반복되는 진동(RRO; repeatable runout)과 비반복적인 진동(NRRO: non-repeatable runout)으로 나뉘어진다. 이 중에서 반복 진동은 서보 제어 시스템에 의해 어느 정도 보상이 가능하므로, 그 보상 방법이 없는 비반복 진동이 트랙비정렬의 주요한 원인으로 작용하게 된다.However, track misregistration (TMR), which is a malfunction that occurs when a hard disk drive writes data to or reads data from a track on a disk, is an important limitation of the track density associated with the storage capacity of the hard disk drive. It can be said that the vibration of the disk is a factor, and a direct cause of track misalignment. The vibration of the disk is divided into a repeatable runout (RRO) and a non-repeatable runout (NRRO) at a constant multiple of the rotational speed. Since the cyclic vibration can be compensated to some extent by the servo control system, the non-repetitive vibration without the compensation method acts as the main cause of the track misalignment.
이러한 디스크의 비반복 진동은 스핀들 모터의 볼 베어링의 결함과 공기 유동에 의한 가진에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. 특히, 고속 회전하는 디스크의 주위, 예컨대 도 2에서 디스크(20)의 저면과 베이스 플레이트(11)의 상면 사이의 공간에는 무시할 수 없는 공기 유동이 생기게 되며, 이는 디스크를 가진하게 되어 디스크의 비반복 진동을 유발하게 된다. 이와 같은 공기 유동에 의한 디스크의 진동을 디스크 플러터(flutter)라고도 한다.This non-repeating vibration of the disk is known to occur due to the defect of the ball bearing of the spindle motor and the excitation caused by the air flow. In particular, there is a negligible air flow in the space around the disk which rotates at high speed, for example in FIG. 2 between the bottom of the disk 20 and the top surface of the base plate 11, which has the disk and thus the non-repeatable disk. It will cause vibration. The vibration of the disk due to such air flow is also called a disk flutter.
이와 같이 하드 디스크 드라이브는 그 성능에 대한 신뢰성 확보를 위해 그 작동중에 발생되는 디스크 진동을 저감시킬 필요가 있으나, 상술한 종래의 하드 디스크 드라이브에서는 디스크 진동을 저감할 수 있는 특별한 구조는 채용되어 있지 않다.As described above, the hard disk drive needs to reduce the disk vibration generated during its operation in order to secure the reliability of its performance. However, the above-described conventional hard disk drive does not employ a special structure that can reduce the disk vibration. .
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 스핀들 모터의 결함과 공기 유동에 의한 디스크 공진을 저감할 수 있는 구조가 채용된 하드 디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a hard disk drive employing a structure that can reduce disk resonance due to defects in the spindle motor and air flow.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 나타내 보인 개략적인 분리 사시도이다.1 is a schematic exploded perspective view showing a conventional hard disk drive.
도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 개략적인 수직 단면도이다.FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view of the hard disk drive shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 개략적인 분리 사시도이다.3 is a schematic exploded perspective view of a hard disk drive according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 하드 디스크 드라이브의 개략적인 수직 단면도이다.4 is a schematic vertical cross-sectional view of the hard disk drive shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 커버 플레이트의 사시도이다.5 is a perspective view of a cover plate of the hard disk drive according to the second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 수직 단면도이다.6 is a vertical cross-sectional view of a hard disk drive according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 수직 단면도이다.7 is a vertical sectional view of a hard disk drive according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서 디스크와 베이스 플레이트 사이의 간극의 변화에 따른 진동 측정치를 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating vibration measurement values according to a change in a gap between a disk and a base plate in a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3.
도 9는 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서 디스크의 가장자리 표면의 비반복 진동 측정 결과를 나타낸 그래프로서, 윗 그래프는 간극이 1.8mm인 경우의 진동 측정 결과이고, 아래 그래프는 간극이 0.2mm인 경우의 진동 측정 결과이다.FIG. 9 is a graph illustrating a non-repetitive vibration measurement result of an edge surface of a disk in a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3. The upper graph shows vibration measurement results when the gap is 1.8 mm. Is the result of vibration measurement when the gap is 0.2 mm.
도 10은 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서의 소음 스펙트럼으로서, 위는 간극이 1.8mm인 경우의 소음 스펙트럼이고, 아래는 간극이 0.6mm인 경우의 소음 스펙트럼이다.FIG. 10 is a noise spectrum of a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3, above is a noise spectrum when the gap is 1.8 mm, and below is a noise spectrum when the gap is 0.6 mm.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...하우징 111...베이스 플레이트110 ... housing 111 ... base plate
112...커버 플레이트 113...결합공112 Cover plate 113 Mounting hole
115...베이스 플레이트 돌출부 117...커버 플레이트 돌출부115 ... Base plate protrusion 117 ... Cover plate protrusion
120...디스크 130...스핀들 모터120 ... disk 130 ... spindle motor
131...플랜지 132...샤프트131 ... Flange 132 ... Shaft
133...허브 134...스페이서133 Hubs 134 Spacers
135...클램프 136...스크류135 ... clamp 136 ... screw
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 특징에 의하면, 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 가진 하우징; 상기 하우징 내에 설치되는 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터의 허브 외측에 결합되어 상기 허브와 함께 회전되는 적어도 하나의 데이터 저장용 디스크; 및 상기 베이스 플레이트에 지지되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 헤드 어셈블리;를 구비하며, 상기 디스크에 대향되는 상기 베이스 플레이트의 상면과 상기 디스크의 저면 사이의 간극이 1.2mm 이하로 유지된다.According to an aspect of the present invention to achieve the above technical problem, a housing having a base plate and a cover plate; A spindle motor installed in the housing; At least one data storage disk coupled to the hub outside of the spindle motor and rotated together with the hub; And a head assembly supported by the base plate, for recording data to or reading data from the disc, wherein a gap between the top surface of the base plate and the bottom surface of the disc opposite to the disc is 1.2 mm. Is maintained below.
여기에서, 상기 베이스 플레이트에는 상기 디스크에 대향되는 부위에 상기 디스크 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 상면과 상기 디스크의 저면 사이에 상기 간극이 이루어지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the base plate has a protrusion protruding a predetermined height toward the disc at a portion opposite to the disc, and the gap is formed between an upper surface of the protrusion and a bottom of the disc.
그리고, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 디스크에 대향되는 상기 커버 플레이트의 저면과 상기 디스크의 상면 사이의 간극이 1.2mm 이하로 유지된다.According to another feature of the present invention, the gap between the bottom of the cover plate and the top of the disk, which faces the disk, is maintained at 1.2 mm or less.
이 경우에는, 상기 커버 플레이트에는 상기 디스크에 대향하는 부위에 상기 디스크 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 저면과 상기 디스크의 상면 사이에 상기 간극이 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the cover plate is provided with a projection protruding a predetermined height toward the disk at a portion facing the disk, and the gap is formed between the bottom surface of the projection and the upper surface of the disk.
또한, 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 디스크에 대향되는 상기 베이스 플레이트의 상면과 상기 디스크의 저면 사이의 간극과, 상기 디스크에 대향되는 상기 커버 플레이트의 저면과 상기 디스크의 상면 사이의 간극은 각각 1.2mm 이하로 유지된다.Further, according to another feature of the invention, the gap between the upper surface of the base plate and the bottom of the disk opposite to the disk, and the gap between the bottom surface of the cover plate and the upper surface of the disk opposite to the disk Each is kept below 1.2mm.
이 경우에는, 상기 베이스 플레이트와 상기 커버 플레이트에는 각각 상기 디스크에 대향하는 부위에 상기 디스크 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 베이스 플레이트의 돌출부 상면과 상기 디스크의 저면 사이 및 상기 커버 플레이트의 돌출부 저면과 상기 디스크의 상면 사이에 각각 상기 간극이 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, each of the base plate and the cover plate is provided with a protrusion protruding a predetermined height toward the disk at a portion facing the disk, and between the upper surface of the protrusion of the base plate and the bottom of the disk and the protrusion of the cover plate. Preferably, the gap is formed between the bottom surface and the top surface of the disk.
한편, 상기 간극은 0.1mm 이상인 것이 바람직하며, 0.2mm 내지 0.8mm인 것이 더 바람직하다.On the other hand, the gap is preferably 0.1mm or more, more preferably 0.2mm to 0.8mm.
그리고, 상기 돌출부는 상기 헤드 어셈블리 쪽의 일부가 개방된 "Ｃ" 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The protrusion may be formed in a “C” shape in which a portion of the head assembly is opened.
이러한 본 발명에 의하면, 디스크와 베이스 플레이트 및/또는 커버 플레이트 사이의 좁은 간극에 의한 에어 댐핑 효과에 의해 디스크 진동이 저감된다.According to this invention, the disk vibration is reduced by the air damping effect due to the narrow gap between the disk and the base plate and / or the cover plate.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 진동 저감 구조가 채용된 하드 디스크 드라이브의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a hard disk drive employing a vibration reducing structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 개략적인 분리 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 하드 디스크 드라이브의 개략적인 수직 단면도이다.3 is a schematic exploded perspective view of a hard disk drive according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view of the hard disk drive shown in FIG. 3.
도 3과 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 베이스 플레이트(111)와 커버 플레이트(112)로 이루어진 하우징(100)을 구비하고 있으며, 이 하우징(100) 내에 스핀들 모터(130)와 자기 디스크(120) 및 헤드 어셈블리(140)가 설치된다.3 and 4 together, the hard disk drive according to the first embodiment of the present invention is provided with a housing 100 consisting of a base plate 111 and a cover plate 112, the housing 100 The spindle motor 130, the magnetic disk 120, and the head assembly 140 are installed therein.
상기 하우징(100)의 베이스 플레이트(111)는 스핀들 모터(130)와 헤드 어셈블리(140)를 지지하며, 커버 플레이트(112)는 베이스 플레이트(111)의 상부에 결합되어 자기 디스크(120) 등을 감싸서 보호하는 역할을 한다. 그리고, 커버 플레이트(112)의 소정 부위에는 스핀들 모터(130)의 샤프트(132)를 커버 플레이트(112)에 결합하기 위한 스크류(136)가 삽입될 수 있도록 결합공(113)이 마련되어 있다.The base plate 111 of the housing 100 supports the spindle motor 130 and the head assembly 140, the cover plate 112 is coupled to the upper portion of the base plate 111 to the magnetic disk 120, etc. It protects by wrapping. In addition, a coupling hole 113 is provided at a predetermined portion of the cover plate 112 so that a screw 136 for coupling the shaft 132 of the spindle motor 130 to the cover plate 112 may be inserted.
상기 스핀들 모터(130)는 자기 디스크(120)를 회전시키기 위한 것으로서, 베이스 플레이트(111)에 고정 설치되는 플랜지(131)에 의해 지지된다. 상기 스핀들 모터(130)의 샤프트(132)는 그 하단부가 플랜지(131)에 고정되며, 그 상단부에는 커버 플레이트(112)의 결합공(113)에 삽입되는 스크류(139)가 체결된다. 상기 샤프트(132)의 외주에는 일반적으로 베어링을 개재하여 허브(133)가 회전 가능하도록 설치된다.The spindle motor 130 is for rotating the magnetic disk 120 and is supported by the flange 131 fixed to the base plate 111. The shaft 132 of the spindle motor 130 is fixed to the lower end of the flange 131, the screw 139 is inserted into the coupling hole 113 of the cover plate 112 is fastened to the upper end. The outer circumference of the shaft 132 is generally installed so that the hub 133 is rotatable through a bearing.
상기 자기 디스크(120)는 데이터의 기록을 위한 기록매체로서 허브(133)의 외주에 끼워진다. 자기 디스크(120)는 하나가 설치될 수 있으며, 또는 데이터의 기록용량의 증대를 위해서는 두 개 이상이 설치될 수 있다. 두 개 이상의 자기 디스크(120)가 설치되는 경우에는 자기 디스크(120) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(134)가 허브(133)의 외주에 설치된다. 그리고, 허브(133)의 상단부에는 자기 디스크(120)의 이탈을 방지하기 위한 클램프(135)가 결합된다.The magnetic disk 120 is fitted to the outer circumference of the hub 133 as a recording medium for recording data. One magnetic disk 120 may be provided, or two or more magnetic disks may be installed to increase data recording capacity. When two or more magnetic disks 120 are installed, a ring-shaped spacer 134 for maintaining a gap between the magnetic disks 120 is provided on the outer circumference of the hub 133. The upper end of the hub 133 is coupled with a clamp 135 to prevent the magnetic disk 120 from being separated.
상기 헤드 어셈블리(140)는 상기 디스크(120)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 장치로서, 역시 베이스 플레이트(111)에 지지되어 하우징(110) 내에 설치된다.The head assembly 140 is a device for recording data on the disk 120 or reading the recorded data. The head assembly 140 is also supported by the base plate 111 and installed in the housing 110.
그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 디스크(120)에 대향되는 베이스 플레이트(111)의 상면과 디스크(120)의 저면 사이의 간극(G1)이 1.2mm 이하가 되도록 구성된다. 본 발명에서 상기 간극(G1)을 종래의 하드 디스크 드라이브의 간극(대략 5mm 정도)에 비해 매우 좁은 1.2mm 이하로 유지하는 이유는, 간극(G1)이 소정 한도 이하로 좁은 경우에는 디스크(120)와 베이스 플레이트(111) 사이의 공기가 진동 감쇠 작용을 함으로써 디스크(120)의 진동을 저감시키기 때문이다. 그리고, 외부 충격에 의해 디스크(120)가 흔들림으로써 디스크(120)와 베이스 플레이트(111)가 접촉하여 디스크(120) 기록면이 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 간극(G1)은 0.1mm 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 간극(G1)을 0.1mm보다 작게 만드는 것은 제조상 상당히 곤란한 점도 있다. 더 나아가, 상기 간극(G1)을 0.2mm 내지 0.8mm로 유지하는 것이 디스크(120)의 진동 저감과 이에 따른 소음의 감소 측면에서 가장 바람직하다. 이와 같은 간극(G1)의 감소에 따른 에어 댐핑(air damping) 작용에 의한 진동의 저감과 소음의 감소 효과에 대해서는 뒤에서 실험 데이터를 참조하며 보다 상세하게 설명하기로 한다.The hard disk drive according to the first embodiment of the present invention is configured such that the gap G1 between the upper surface of the base plate 111 facing the disk 120 and the bottom surface of the disk 120 is 1.2 mm or less. . In the present invention, the reason why the gap G1 is kept to be 1.2 mm or less which is very narrow compared to the gap (about 5 mm) of the conventional hard disk drive is because the disc 120 is narrow when the gap G1 is narrow to a predetermined limit or less. This is because the air between the base plate 111 and the base plate 111 have a vibration damping effect to reduce the vibration of the disk 120. The gap G1 is maintained at 0.1 mm or more in order to prevent the disk 120 and the base plate 111 from contacting each other due to an external impact and damaging the recording surface of the disk 120. It is preferable. In addition, making the gap G1 smaller than 0.1 mm is also quite difficult in manufacturing. Furthermore, maintaining the gap G1 at 0.2 mm to 0.8 mm is most preferable in terms of reducing vibration of the disk 120 and thus reducing noise. The vibration reduction and noise reduction effect due to the air damping action according to the reduction of the gap G1 will be described in more detail with reference to the experimental data later.
한편, 디스크(120)의 저면과 베이스 플레이트(111) 사이에 상기한 바와 같은 보다 좁은 간극(G1)을 보다 쉽게 이루기 위해서, 베이스 플레이트(111)에는 디스크(120)에 대향되는 부위에 디스크(120) 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부(115)가 형성된다. 이와 같이 베이스 플레이트(111)에 돌출부(115)가 형성되는 것은 베이스 플레이트(111)에 설치되는 다른 구성요소, 즉 스핀들 모터(130)와 헤드 어셈블리(140) 등에 의한 구조상의 제약에 의한 것이므로, 이러한 구조상의 제약이 없다면 반드시 상기 돌출부(115)를 형성할 필요는 없게 된다.On the other hand, in order to more easily achieve a narrower gap G1 as described above between the bottom surface of the disk 120 and the base plate 111, the base plate 111 has a disk 120 at a portion opposite to the disk 120. Protruding portion 115 protruding a predetermined height toward () is formed. As such, the protrusion 115 is formed on the base plate 111 due to structural constraints of other components installed on the base plate 111, that is, the spindle motor 130, the head assembly 140, and the like. If there is no structural restriction, the protrusion 115 may not necessarily be formed.
그리고, 디스크(120)의 양면을 사용하는 경우에 있어서 디스크(120)의 저면에 데이터를 기록하거나 디스크(120)의 저면에 기록된 데이터를 읽기 위하여 헤드 어셈블리(140)의 액츄에이터가 동작할 수 있는 공간을 확보하기 위하여, 상기 돌출부(115)는 헤드 어셈블리(140) 쪽의 일부가 개방된 "Ｃ" 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 디스크(120)의 상면만을 사용하는 경우에는 상기 돌출부(115)를 "Ｏ" 형상으로 형성할 수 있게 되며, 이러한 형상이 디스크(120)에 대향되는 베이스 플레이트(111)의 대향 면적을 보다 넓게 확보할 수 있으므로 보다 유리하다.In the case of using both sides of the disc 120, the actuator of the head assembly 140 may operate to record data on the bottom surface of the disc 120 or to read data recorded on the bottom surface of the disc 120. In order to secure a space, the protrusion 115 may be formed in a “C” shape in which a part of the head assembly 140 is opened. However, when only the upper surface of the disk 120 is used, the protrusion 115 can be formed in an "O" shape, and this shape is more than the opposing area of the base plate 111 facing the disk 120. It is more advantageous because it can be secured widely.
도 5와 도 6에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 도시되어 있으며, 여기에서 전술한 제1 실시예의 도 3 및 도 4에서와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 가리킨다.5 and 6 show a hard disk drive according to a second embodiment of the present invention, wherein the same reference numerals as in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment described above indicate the same components.
도 5와 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 디스크(120)에 대향되는 커버 플레이트(112)의 저면과 디스크(120)의 상면 사이의 간극(G2)이 1.2mm 이하가 되도록 구성된다. 즉, 제1 실시예에서는 베이스 플레이트(111)와 디스크(120) 사이에 1.2mm 이하의 간극이 형성되는데 반하여, 본 실시예에서는 커버 플레이트(112)와 디스크(120) 사이에 1.2mm 이하의 간극(G2)이 형성된다. 본 실시예에서 상기 간극(G2)을 1.2mm 이하로 유지하는 이유와 그 바람직한 범위는 전술한 제1 실시예에서와 동일하다.5 and 6 together, the hard disk drive according to the second embodiment of the present invention, the gap G2 between the bottom surface of the cover plate 112 and the top surface of the disk 120 facing the disk 120 It is comprised so that it may be 1.2 mm or less. That is, in the first embodiment, a gap of 1.2 mm or less is formed between the base plate 111 and the disk 120, whereas in the present embodiment, a gap of 1.2 mm or less is formed between the cover plate 112 and the disk 120. (G2) is formed. In the present embodiment, the reason for maintaining the gap G2 at 1.2 mm or less and the preferred range thereof are the same as in the above-described first embodiment.
그리고, 디스크(120)의 상면과 커버 플레이트(112) 사이에 상기한 바와 같은보다 좁은 간극(G2)을 보다 쉽게 이루기 위해서, 커버 플레이트(112)에는 디스크(120)에 대향되는 부위에 디스크(120) 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부(117)가 형성될 수 있다. 그리고, 디스크(120)의 양면을 사용하는 경우에는 상기 돌출부(117)는 헤드 어셈블리(140) 쪽의 일부가 개방된 "Ｃ" 형상으로 형성될 수 있으며, 디스크(120)의 한 면만을 사용하는 경우에는 상기 돌출부(117)를 "Ｏ" 형상으로 형성할 수 있음도 전술한 제1 실시예와 같다.Further, in order to more easily form a narrower gap G2 as described above between the upper surface of the disk 120 and the cover plate 112, the cover plate 112 is provided at a portion opposite to the disk 120. A protrusion 117 protruding a predetermined height toward the side may be formed. In addition, when using both sides of the disk 120, the protrusion 117 may be formed in a "C" shape with a portion of the head assembly 140 is open, using only one side of the disk 120 In this case, the protrusion 117 may be formed in an “O” shape as in the first embodiment.
도 7에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 제1 실시예와 제 2 실시예를 조합한 형태이다. 따라서, 본 실시예에서는 디스크(120)에 대향되는 베이스 플레이트(111)의 상면과 디스크(120)의 저면 사이에 1.2mm 이하의 제1 간극(G1)이 유지되고, 디스크(120)에 대향되는 커버 플레이트(112)의 저면과 디스크의 상면 사이에도 1.2mm 이하의 제2 간극(G2)이 유지된다. 이와 같이 디스크(120)의 상부 및 하부에서 모두 좁은 간극(G1, G2)이 유지됨으로써, 에어 댐핑 작용에 의해 디스크(120) 진동의 저감과 그에 따른 소음의 감소 효과는 전술한 실시예들보다 더 증대될 수 있다.7 shows a hard disk drive according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the hard disk drive according to the present embodiment combines the first and second embodiments. Therefore, in the present embodiment, a first gap G1 of 1.2 mm or less is maintained between the upper surface of the base plate 111 facing the disk 120 and the bottom surface of the disk 120, and is opposed to the disk 120. A second gap G2 of 1.2 mm or less is maintained between the bottom surface of the cover plate 112 and the top surface of the disk. As such, the narrow gaps G1 and G2 are maintained at both the upper and lower portions of the disk 120, thereby reducing the vibration of the disk 120 by the air damping action and thus reducing the noise. Can be increased.
그리고, 1.2mm 이하의 좁은 간극(G1, G2)을 보다 쉽게 이루기 위해서, 베이스 플레이트(111)와 커버 플레이트(112)에는 각각 디스크(120)에 대향하는 부위에 디스크(120) 쪽으로 소정 높이 돌출된 돌출부(115, 117)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(115, 117)도 전술한 바와 같이 헤드 어셈블리(140) 쪽의 일부가 개방된 "Ｃ" 형상 또는 "Ｏ" 형상으로 형성될 수 있다.In order to more easily achieve the narrow gaps G1 and G2 of 1.2 mm or less, the base plate 111 and the cover plate 112 respectively protrude a predetermined height toward the disc 120 at portions facing the disc 120. Protrusions 115 and 117 may be formed. In addition, the protrusions 115 and 117 may also be formed in a “C” shape or a “O” shape in which a part of the head assembly 140 is open as described above.
이하에서는, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 진동의 저감과 소음의 감소 효과에 대하여 실험결과를 참조하며 설명하기로 한다.Hereinafter, the effect of reducing the disk vibration and the noise of the hard disk drive according to the present invention will be described with reference to the experimental results.
도 8은 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서 디스크와 베이스 플레이트 사이의 간극의 변화에 따른 진동 측정치를 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating vibration measurement values according to a change in a gap between a disk and a base plate in a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3.
도 8의 그래프를 보면, 베이스 플레이트와 디스크 사이의 간극이 좁아질 수록 디스크의 진동도 저감되는 것을 알 수 있다. 특히, 도 8의 그래프에는 간극이 1.2mm일 때 디스크 진동이 급격히 저감되기 시작하며, 간극이 0.8mm일 때에는 그 진동이 200㎛/s 이하로 되고, 0.2mm일 때에는 그 진동이 1.2mm일 때에 비해 50% 이하로 저감되는 것으로 나타나 있다. 이와 같이, 베이스 플레이트와 디스크 사이의 간극이 좁아질 수록 디스크의 진동도 저감되는 이유는 베이스 플레이트와 디스크 사이의 공기가 디스크 진동에 대해 댐핑작용을 하기 때문이다. 다시 설명하면, 디스크와 그 대향면 사이의 간극이 큰 경우에는 그 사이에 존재하는 공기가 압축성 유체로 작용하여 디스크와 그 대향면 사이에 형성된 공간 안에서 유출입 없이 그 부피가 변화하게 되지만, 그 간극이 충분히 작을 때에는 그 사이에 존재하는 공기가 비압축성 유체에 가까운 성질을 나타내어 디스크의 진동 에너지를 흡수하는 댐핑 작용을 하게 되므로 디스크의 진동이 저감되는 것이다.8, it can be seen that as the gap between the base plate and the disc becomes narrower, the vibration of the disc also decreases. In particular, in the graph of FIG. 8, the disk vibration starts to decrease rapidly when the gap is 1.2 mm, and when the gap is 0.8 mm, the vibration is 200 µm / s or less, and when the gap is 0.2 mm, the vibration is 1.2 mm. It is shown to be reduced to 50% or less. As described above, the narrower the gap between the base plate and the disk, the lower the vibration of the disk is because the air between the base plate and the disk dampens the disk vibration. In other words, if the gap between the disk and its opposing surface is large, the air present therebetween acts as a compressive fluid, causing its volume to change without inflow and outflow in the space formed between the disk and its opposing surface. When small enough, the air present between them exhibits a property close to an incompressible fluid, and the damping action of absorbing the vibration energy of the disk is reduced, thereby reducing the vibration of the disk.
따라서, 본 발명에서는 상기한 바와 같은 실험 결과를 기초로 디스크와 베이스 플레이트 사이 및/또는 디스크와 커버 플레이트 사이의 간극을 1.2mm 보다 크지 않도록, 바람직하게는 0.2mm 내지 0.8mm로 설정하였다.Therefore, in the present invention, the gap between the disc and the base plate and / or between the disc and the cover plate is preferably set to 0.2 mm to 0.8 mm so as not to be larger than 1.2 mm on the basis of the above experimental results.
도 9는 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서 디스크의 가장자리 표면의 비반복 진동 측정 결과를 나타낸 그래프로서, 윗 그래프는 간극이 1.8mm인 경우의 진동 측정 결과이고, 아래 그래프는 간극이 0.2mm인 경우의 진동 측정 결과이다.FIG. 9 is a graph illustrating a non-repetitive vibration measurement result of an edge surface of a disk in a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3. The upper graph is a vibration measurement result when the gap is 1.8 mm. Is the result of vibration measurement when the gap is 0.2 mm.
도 9를 참조하면, 베이스 플레이트와 디스크 사이의 간극이 1.8mm일 때 보다 0.2mm일 때의 진동이 크게 감소하였음을 알 수 있다. 특히, 간극이 1.8mm일 때 디스크가 갖는 고유진동모드의 주파수에서 나타난 피크들이 0.2mm일 때에는 거의 나타나지 않는다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the vibration when the gap between the base plate and the disk is 0.2 mm is greatly reduced than when the gap is 1.8 mm. In particular, when the gap is 1.8 mm, the peaks appearing at the frequency of the natural vibration mode of the disk are almost absent when 0.2 mm.
도 10은 도 3에 도시된 형상의 베이스 플레이트를 가진 하드 디스크 드라이브에서의 소음 스펙트럼으로서, 위는 간극이 1.8mm인 경우의 소음 스펙트럼이고, 아래는 간극이 0.6mm인 경우의 소음 스펙트럼이다. 이 그래프에 표시된 데이터는 하드 디스크 드라이브의 상부에서 측정된 것이다.FIG. 10 is a noise spectrum of a hard disk drive having a base plate having the shape shown in FIG. 3, above is a noise spectrum when the gap is 1.8 mm, and below is a noise spectrum when the gap is 0.6 mm. The data shown in this graph is measured on top of the hard disk drive.
도 10을 참조하면, 점선의 원으로 표시된 공기 유동에 의해 가진된 디스크 진동 주파수인 약 900Hz 부근에서의 소음이 상기 간극이 1.8mm일 때 보다 0.6mm일 때 약 6dB 감소하였음을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브는 그 디스크의 진동이 저감될 뿐만 아니라 진동의 저감에 따라 그 소음도 감소된다.Referring to FIG. 10, it can be seen that the noise at about 900 Hz, which is the disk vibration frequency excited by the air flow indicated by the dotted circle, is reduced by about 6 dB when the gap is 0.6 mm than when the gap is 1.8 mm. As described above, the hard disk drive according to the present invention not only reduces the vibration of the disk but also reduces the noise according to the reduction of the vibration.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 저감 구조가 채용된 하드 디스크 드라이브에 의하면, 상기 디스크와 베이스 플레이트 및/또는 커버 플레이트 사이의 좁은 간극에 의한 에어 댐핑 효과에 의해 디스크 진동이 저감되는 효과가 있다. 이에 따라 디스크에 기록/재생되는 데이터의 신뢰성을 높일 수 있으며 기록 밀도도 높아지게 된다. 또한, 디스크 진동에 의해 유발되는 소음도 감소되어 하드 디스크 드라이브의 전체적인 소음이 낮아지게 되는 효과도 있다.As described above, according to the hard disk drive employing the vibration reduction structure according to the present invention, the effect of the disk vibration is reduced by the air damping effect of the narrow gap between the disk and the base plate and / or cover plate. have. As a result, the reliability of data recorded / reproduced on the disc can be improved, and the recording density is also increased. In addition, the noise caused by the disk vibration is also reduced to reduce the overall noise of the hard disk drive.
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