KR100425688B1 - 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기록매체의 표면에 인접구동하면서 정보를 기록 또는 재생하는 기록재생 헤드와, 상기 기록재생 헤드의 미세한 조정이 가능하도록 구동력을 발생시키는 영구자석 및 요오크부에 의해 구성되는 브이. 씨. 엠.과, 상기 기록재생 헤드와 요오크부를 일체로 연결하는 피봇부를 포함하여 구성된 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터에 있어서, 상기 피봇부는 상기 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 회전축이 되는 베어링과; 상기 베어링의 주위에 회동가능하게 형성된 내측 지지부와; 상기 내측 지지부의 외측에 소정거리 이격되어 형성되며, 상기 기록재생 헤드 및 요오크부와 일체로 연결된 외측 지지부와; 상기 내측 지지부 및 외측지지부를 연결하는 탄성 연결부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터를 제시함으로써, 보다 간단한 구조를 취하면서도 구동의 정밀도를 높일 수 있도록 한다.

Description

브이. 씨. 엠. 엑츄에이터{VCM ACTUATOR}
본 발명은 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터에 관한 것으로서, 상세하게는, 고밀도 정보 재생기록장치에 사용되는 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 피봇구조에 관한 것이다.
브이. 씨. 엠. (VCM : Voice Coil Motor)이란 플레밍의 왼손법칙(F = Bli) 즉, 자계속에 있는 도체에 전류를 흘렸을때 힘이 발생하는 원리를 이용한 구동장치로서, 오디오의 라우드 스피커(Loud Speaker)와 동일한 방식을 사용하였기 때문에 보이스 코일 모터로 불리어지고 있다.
고밀도 정보 기록재생장치의 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)에서 브이. 씨. 엠.은 헤드(정보 입출력장치)를 디스크면의 원하는 위치에 이동시키는 일종의 모터로서, 브이. 씨. 엠.의 성능은 하드 디스크 드라이브의 탐색시간에 많은 영향을 미친다.
도 1은 종래의 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터는 크게 영구자석(1)과 요오크 (yoke)부(2)로 구성되는 자기회로와 코일(미도시)로 구성된다.
영구자석(1)은 주변에 자계를 형성하고, 요오크부(2)는 와해된 자속을 일정한 방향으로 집중시키는 역할을 담당하며, 코일은 자계속에서 전류를 받아 기전력을 발생시킴으로서 피봇(pivot)부(3)를 중심으로 한 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 수평이동을 가능하게 하므로, 기록재생 헤드(5)를 디스크면의 원하는 위치에 이동시킬 수 있다.
한편, 고밀도 정보 기록재생장치에 있어서는 기록매체의 기록밀도가 높아질수록 기록재생 헤드(5)의 미세한 구동에 대한 위치제어가 필요하다.
그런데, 상기와 같은 종래의 구조에 있어서는 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 회전축이 되는 베어링(4)의 마찰에 의해 스틱 엔 슬립(Stick Slip)현상이 발생하는 바, 문제점으로 지적되어 왔다.
스틱 엔 슬립(Stick Slip)이란, 브이. 씨. 엠.이 미세한 구동력을 발생시켰음에도 불구하고 베어링(4)의 마찰에 의해 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터가 구동을 일으키지 못하고, 그보다 큰 구동력이 발생된 경우에야 비로소 엑츄에이터가 구동을 일으키게 되는 현상, 즉, 헤드의 움직임이 정교하지 못하게 되어 정밀도가 떨어지는 현상을 말한다.
도 2는 종래의 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터로서 또 다른 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이는 상기와 같은 스틱 엔 슬립현상의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기본적으로 도 1에 도시된 구조와 동일한 구조를 취하며, 기록재생 헤드(5) 측에 압전소자에 의해 구성되는 초정밀 세라믹 구동기(6)를 추가적으로 장착하고 있다.
베어링(4)의 마찰에 의한 스틱 엔 슬립현상이 일어나지 않는 한계치까지는브이. 씨. 엠.에 의해 엑츄에이터의 구동을 제어하고, 그보다 미세한 범위의 구동은 초정밀 세라믹 구동기(6)에 의해 제어하고자 하는 것이다.
그런데, 이와 같은 구조에 있어서는, 정밀도 측면에서는 도 1의 경우에 비해 높은 효과를 나타내지만, 기구적인 조립 및 구성이 복잡하여 생산성 악화 및 비용부담증가를 초래한다는 점에서 문제점으로 지적되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 보다 간단한 구조를 취하면서도 구동의 정밀도를 높일 수 있는, 보다 진일보한 구조의 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1 및 도 2는 종래의 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 구조를 개략적으로 도시한 것으로서,
도 1은 일반적인 구조를 도시한 평면도
도 2는 초정밀 세라믹 구동기가 장착된 구조를 도시한 평면도
도 3은 본 발명에 의한 일실시례의 구조를 개략적으로 도시한 평면도
도 4는 유연힌지기구의 구조를 도시한 개념도
도 5는 유연힌지기구로서 대칭구조를 도시한 개념도
도 6은 본 발명에 의한 또 다른 실시례의 구조를 개략적으로 도시한 평면도
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 영구자석 2 : 요오크부
3 : 피봇부 4 : 베어링
5 : 기록재생 헤드 11 : 내측 지지부
12 : 외측 지지부 13 : 탄성 연결부
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기록매체의 표면에 인접구동하면서 정보를 기록 또는 재생하는 기록재생 헤드와, 상기 기록재생 헤드의 미세한 조정이 가능하도록 구동력을 발생시키는 영구자석 및 요오크부에 의해 구성되는 브이. 씨. 엠.과, 상기 기록재생 헤드와 요오크부를 일체로 연결하는 피봇부를 포함하여 구성된 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터에 있어서, 상기 피봇부는; 상기 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 회전축이 되는 베어링과; 상기 베어링의 주위에 회동가능하게 형성된 링형의 내측 지지부와; 상기 내측 지지부의 외측에 소정거리 이격되어 내측 지지부와 동심원상으로 형성되며, 상기 기록재생 헤드 및 요오크부와 일체로 연결된 링형의 외측 지지부와; 상기 내측 지지부 및 외측지지부를 일체로 연결하는 복수개의 방사대칭구조의 탄성 연결부를; 포함하는 단일 부재의 유연힌지구조로 구성된 것을 특징으로 하는 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터.를 제시한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시례의 구조에 관하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터는 피봇부(3)에 그 특징을 갖는 것으로서, 그 피봇부(3)는 상기 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 회전축이 되는 베어링(4)과; 베어링(4)의 주위에 회동가능하게 형성된 내측 지지부(11)와; 내측 지지부(11)의 외측에 소정거리 이격되어 형성되며, 기록재생 헤드(5) 및 요오크부(2)와 일체로 연결된 외측 지지부(12)와; 내측 지지부(11) 및 외측지지부 (12)를 연결하는 탄성 연결부(13)를; 포함하는 단일부재의 유연힌지구조로 구성된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 개념을 설명하기 위하여 도시된 개념도인 바, 이에 의해 본 발명에 적용된 원리를 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 목적물(21)이 탄성변형이 가능한 얇은 판(22)에 의해 고정단(23)과 일체로 결합되어 있으며, 목적물(21)에 외력이 가해질 경우 얇은 판(22)의 탄성변형 한도내에서 매우 미세하고 유연한 동작이 이루어지게 되는 바, 이를 유연힌지(Flexure Hinge)기구라 하며, 이와 같은 구조를 위치이동 안내기구로써 사용할 경우, 보다 유연하고 세밀한 구동을 얻을 수 있다.
즉, 브이. 씨. 엠.에 의해 요오크부(2)에 미세한 구동력이 발생한 경우, 그 힘이 베어링(4)의 마찰을 이기지 못하더라도, 상기 얇은 판(22)의 역할을 하는 탄성 연결부(13)의 탄성변형에 의해 피봇부(3)의 외측 지지부(12) 및 기록재생 헤드(5)는 미세한 구동을 일으킬 수 있는 것이다.
또한, 브이. 씨. 엠.에 발생하는 구동력이 증가하면 베어링(4)의 마찰이 해제됨과 동시에 탄성 연결부(13)의 변형도 복구되어 내측 지지부(11)가 동일한 방향으로 함께 구동하게 될 것이므로, 탄성 연결부(13)의 탄성회복과 베어링(4)의 마찰에 의한 스틱 엔 슬립현상이 서로 상쇄되는 결과가 된다.
한편, 도 5는 상기 유연힌지기구로서, 대칭구조를 이루는 경우를 도시한 것이다.
도 4의 경우에는 외력에 의해 목적물(21)이 수평방향으로 직선운동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 얇은 판(22)과 고정단(23)의 접점(24)을 축으로 하는 회전운동을 일으킬 수도 있다.
따라서, 일정한 방향을 향하는 운동만을 원하는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 목적물(21)를 사이에 두고 양측에 대칭을 이루는 얇은 판(22)을 설치하는 대칭구조를 구성함으로써 목적을 달성할 수 있는 것이다.
이러한 원리를 본 발명에 적용할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 내측 지지부(11) 및 외측 지지부(12)가 동심원 형상의 구조를 취하도록 하고, 탄성 연결부 (13)는 복수개를 방사대칭구조를 취하도록 구성함으로써, 보다 안정적으로 미세한 구동이 가능한 구조를 얻을 수 있다.
즉, 외측 지지부(12)가 베어링(4)을 중심축으로 하는 회전구동 이외에 다른 직선구동 등을 일으키는 것을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터에 있어서, 피봇부(3)를 제외한 기타 부분의 구조 및 동작은 종래의 그것과 동일하다.
즉, 영구자석(1)은 주변에 자계를 형성하고, 요오크부(2)는 와해된 자속을 일정한 방향으로 집중시키는 역할을 담당하며, 코일(미도시)은 자계속에서 전류를 받아 기전력을 발생시킴으로서 피봇(pivot)부(3)를 중심으로 한 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 수평이동을 가능하게 하므로, 기록재생 헤드(5)를 디스크면의 원하는 위치에 이동시킬 수 있다.
본 발명은 간단한 구조를 취하면서도 구동의 정밀도를 높일 수 있는, 보다 진일보한 구조의 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터를 제공한다.

Claims (3)

  1. 기록매체의 표면에 인접구동하면서 정보를 기록 또는 재생하는 기록재생 헤드와, 상기 기록재생 헤드의 미세한 조정이 가능하도록 구동력을 발생시키는 영구자석 및 요오크부에 의해 구성되는 브이. 씨. 엠.과, 상기 기록재생 헤드와 요오크부를 일체로 연결하는 피봇부를 포함하여 구성된 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터에 있어서,
    상기 피봇부는;
    상기 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터의 회전축이 되는 베어링과;
    상기 베어링의 주위에 회동가능하게 형성된 링형의 내측 지지부와;
    상기 내측 지지부의 외측에 소정거리 이격되어 내측 지지부와 동심원상으로 형성되며, 상기 기록재생 헤드 및 요오크부와 일체로 연결된 링형의 외측 지지부와;
    상기 내측 지지부 및 외측지지부를 일체로 연결하는 복수개의 방사대칭구조의 탄성 연결부를; 포함하는 단일 부재의 유연힌지구조로 구성된 것을 특징으로 하는 브이. 씨. 엠. 엑츄에이터.
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