KR100433708B1 - 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체 - Google Patents

Abstract

디스크 드라이브(100)와 같은 정보 처리 시스템(information handling system)은 베이스(112), 이런 베이스에 회전식으로 부착된 디스크 스택, 그리고 이런 베이스에 이동식으로 부착된 액츄에이터 조립체를 포함한다. 디스크 스택 조립체(200)는 디스크 드라이브에 회전될 수 있도록 연결된 스핀들 허브(133)를 포함한다. 또한, 디스크 스택 조립체는 클램프, 디스크 스페이서(210), 그리고 스핀들 허브에 연결된 디스크를 포함한다. 디스크 스페이서는 비대칭이며 디스크 스택 조립체에서 질량 오프셋에 대해 균형을 이루도록 배치된다. 또한, 비대칭 디스크 스페이서는 가늠잡기면(212)을 포함한다.

Description

디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체{DISC STACK ASSEMBLY FOR DISC DRIVE}

컴퓨터 시스템의 핵심 구성요소 중 하나는 데이터를 저장하는 장소이다. 컴퓨터 시스템은 데이터가 저장될 수 있는 다양한 장소를 가지고 있다. 대용량 데이터를 저장하기 위한 일반적인 장소 중 하나는 디스크 드라이브이다. 디스크 드라이브의 가장 기본적인 부품들은 회전되는 디스크, 이런 디스크 위의 여러 위치로 트랜스듀서(transducer)를 이동시키는 액츄에이터(actuator), 그리고 디스크로부터 데이터를 판독하고 기록하도록 사용되는 전기회로이다. 또한, 디스크 드라이브는, 데이터가 디스크 표면으로부터 양호하게 검색되고 기록되도록 데이터를 인코딩하기 위한 회로를 포함한다. 마이크로프로세서는, 디스크에 데이터를 저장하기 위해 컴퓨터로부터 데이터를 받아들이고 컴퓨터에 데이터를 전달할 뿐만 아니라, 디스크 드라이브의 작동 대부분을 제어한다.

데이터를 나타내는 정보는 메모리 디스크의 표면에 저장된다. 디스크 드라이브 시스템은 메모리 디스크의 트랙에 저장된 정보를 판독하고 기록한다. 판독/기록 헤드의 형태로 슬라이더에 부착되고 메모리 디스크의 양 측면에 배치된 트랜스듀서는, 이 트랜스듀서가 메모리 디스크 표면의 지정된 트랙 중 어느 한 트랙 위에 정확하게 위치되면, 메모리 디스크 상의 정보를 판독하고 기록한다. 또한, 트랜스듀서가 타깃(target) 트랙으로 이동된다고도 한다. 메모리 디스크가 회전하면서 판독/기록 헤드가 타깃 트랙 위에 정확하게 위치되면, 판독/기록 헤드는 메모리 디스크 상에 데이터를 대표하는 정보를 기록함으로써 트랙에 데이터를 저장할 수 있다. 이와 유사하게, 메모리 디스크 상에서의 데이터 판독은, 타깃 트랙 위에 판독/기록 헤드를 위치시키고 메모리 디스크에 저장된 정보를 판독함으로써 이루어진다. 다른 트랙으로부터 정보를 판독하거나 기록하기 위해서, 판독/기록 헤드는 트랙을 반경방향으로 가로질러 선택된 타깃 트랙으로 이동하게 된다. 데이터는 트랙에서 분할되거나 그룹화된다. 어떤 디스크 드라이브에서는 트랙이 다수의 동심원 트랙이다. 다른 디스크 드라이브에서는, 트랙이 연속적인 나선형 단일 트랙이다. 서보 피드백 정보(servo feedback information)는 트랜스듀서를 정확하게 위치시키기 위해 사용된다. 액츄에이터 조립체는, 서보 정보를 이용하여 판독 또는 기록작업이 실행되는 동안 요구되는 위치로 이동되고 매우 정확하게 유지된다.

일반적으로, 트랜스듀서는 슬라이더 내에 내장된다. 슬라이더는 작은 세라믹 블록으로, 디스크 및 트랜스듀서와 관련되어 디스크 위를 가로지른다. 슬라이더라고도 언급되는 작은 세라믹 블록은, 디스크 위를 비행하도록 공기역학적으로 설계된다. 대부분의 슬라이더는, 레일 및 이런 레일 사이의 캐비티를 포함하는 공기 베어링면(air-bearing surface; "ABS")을 가지고 있다. 디스크가 회전할 때, 공기는 레일과 디스크 표면 사이로 끌려들어가서 압력을 발생시키고, 이 압력은 헤드가 디스크로부터 멀어지도록 힘을 가한다. 이와 동시에, 공기 베어링면 내 함몰부로의 공기 유입은, 부압(negative pressure)을 생성한다. 부압 또는 흡입(suction)은 레일에 형성되는 압력에 대해 반작용한다. 또한, 슬라이더에는 그 슬라이더를 디스크 표면쪽으로 향하게하는 힘을 생성하는 로드 스프링이 부착된다. 이러한 여러 힘들은, 슬라이더가 특정 비행 높이로 디스크의 표면 위를 비행하도록 평행을 유지시킨다. 비행 높이는 공기 윤활막의 두께이거나 디스크 표면과 트랜스듀서 헤드 사이의 거리이다. 이런 윤활막은, 디스크가 회전하는 동안 트랜스듀서 헤드와 디스크의 기계적 접촉으로 인한 마찰 및 마모를 방지한다. 어떤 디스크 드라이브에서는, 슬라이더가 디스크의 표면 위를 비행하기보다는 오히려 윤활막을 통과한다.

디스크가 작동될 때, 디스크는 상대적으로 높은 분당 회전수("RPM")로 회전한다. 오늘날, 일반적인 회전 속도는 7,200RPM이다. 고성능 디스크 드라이브의 회전 속도는 10,000RPM 정도이다. 보다 빠른 회전 속도가 미래에 가능하다. 이렇게 빠른 회전 속도는 보다 짧은 접근시간(acsess time)을 가능케 한다. 다시 말해서, 디스크가 빨리 회전하면 할수록, 드라이브의 특정 정보로의 접근에 필요한 시간이 단축되어 디스크 드라이브의 성능은 개선된다. 보다 짧은 접근시간은, 디스크 드라이브의 설계자 및 제조업자의 불변의 목표이다.

또한, 회전 속도가 더 빨라지면, 디스크 드라이브는 불균형한 회전 부품에 기인한 진동의 영향을 더 쉽게 받는다. 그 결과, 일반적으로 조립 과정 중 일부과정은, 디스크 드라이브 내에서 회전되는 부품들의 균형을 잡는 과정을 포함한다. 디스크 드라이브 내의 주요 회전 부품은 디스크 스택 조립체이다. 디스크 스택 조립체는 스핀들 허브에 고정된 하나 이상의 디스크들이다. 디스크 스페이서 및 클램프는 스핀들 허브에 디스크들을 고정하기 위해 사용된다. 스핀들 모터는 허브 및 디스크 스택 조립체를 회전시키기 위해 사용된다.

불균형한 상태가 디스크 드라이브에 많은 문제점들을 일으키기 때문에, 균형잡힌 디스크 팩이 매우 중요하다. 불균형한 디스크 팩과 관련된 하나의 문제점은, 이 디스크 팩이 진동하여 노이즈를 발생시킨다는 것이다. 또한, 불균형한 디스크 팩은, 허브의 회전부와 스핀들 샤프트 사이의 베어링에 응력을 가한다. 응력을 받은 베어링은, 디스크 드라이브가 정해진 수명보다 짧은 수명을 가지도록 한다. 또한, 불균형한 디스크 팩은, 트랜스듀서 헤드와 디스크의 트랙 사이의 비정상적인 속도 변화를 초래한다. 이러한 속도 변화는 판독/기록의 에러를 일으킬 수 있다. 또한, 디스크 표면의 2차원적이고 축방향을 따른 진동은 헤드 고장의 원인이 될 수도 있다.

게다가, 디스크의 데이터 표면의 평면내에서 움직이는 진동 또는 2차원적 진동은, 트랜스듀서 헤드의 트랙 이동을 어렵게 한다. 즉, 디스크 스택이 2차원적으로 진동하면, 종동(follow)하여야 할 트랙이 트랜스듀서 헤드의 트랙킹 방향을 가로지르게 될 것이다. 이런 문제점은 트랙이 매우 근접하여 이격되어 있는 경우 더욱 심화된다. 현재, 디스크 드라이브 트랙의 밀도는 인치 당 10,000트랙이 일반적이다. 여섯 개의 트랙은 사람의 머리카락 하나와 일치한다. 미래에는 보다 밀도가 높은 트랙으로 인하여 이런 문제점은 시간이 흐르면서 증폭될 것이다. 다시 말해서, 디스크 드라이브 성능은 트랙을 보다 근접하게 팩킹(packing)함으로써 향상된다. 디스크에 트랙이 많으면 많을수록, 데이터를 나타내는 정보가 보다 많이 저장될 수 있다. 또한, 서보 섹터(servo sector)가 판독되는 주파수보다 높은 주파수를 진동 모드가 가지고 있는 경우, 헤드는 서보 섹터들 사이에서 몇차례 트랙을 가로지를 수 있다.

불균형한 디스크 팩의 문제점을 해결하기 위한 종래의 시도는, 디스크 스택 조립체의 회전축에 대한 회전 질량을 센터링하기 위한 시도로서, 디스크의 내경과 허브의 외경사이를 가능한 일치시키기 위해, 적은 허용오차로 디스크 및 허브를 설계하고 제조하는 과정에 집중되었다. 이것은 균등하게 균형잡히고 완벽하게 들어 맞는 디스크를 얻기가 불가능하기 때문에 여전히 불균형한 상태를 발생시켰다. 보다 나은 균형을 얻기 위해, 밸런스 링이 사용되었다. 정밀한 균형 도구로서의 밸런스 링으로부터 재료를 제거하거나 추가함으로써, 균형이 보다 양호하게 되었지만, 디스크 팩의 조립에 따른 추가의 비용이 들었다.

반 데르 지센(Van Der Giessen)의 미국 특허 제 4,358,803호에는, 정밀하게 가공된 디스크 중앙 개구들의 내측벽들 및 이런 중앙 개구의 내측벽들 중 적어도 어느 하나와 관련된 센터링 부재에 대해 공지되어 있다. 롤링(Rolling)의 미국 특허 제 4,224,648호에는, 스핀들 컵에 마주하는 반구형 표면을 가진 디스크 팩 중앙의 철제 센터링 볼을 이용하여 수행되는 센터링이 공지되어 있다. 디스크의 내측벽에 대한 센터링은, 거의 전부가 디스크 내측벽의 바깥쪽에 놓이는 디스크의 회전 질량의 대부분에 대해 디스크가 센터링되는 것을 보장하지 못한다. 디스크의 외경은 디스크의 내경과 완벽한 동심을 이루지 못할 수 있다. 따라서, 디스크의 내경에 대해 센터링하는 것은, 디스크가 허브에 고정되기 전에 디스크들을 정렬하는데 있어서 높은 정밀도를 필요로하며, 불균형의 주요 원인들 중 일부를 간과하고 있다.

또한, 디스크 팩이 형성되도록 디스크를 센터링하고 고정시키는 상기 방법은, 디스크 드라이브의 성능을 저하시키고 헤드 고장의 원인이 될 수 있는 입자를 발생시킨다. 미국 특허 제 4,358,803호에 공지된 센터링 부재 및 디스크 중앙 개구의 가공된 내측벽 그리고 미국 특허 제 4,224,648호에 공지된 철제 볼 및 스핀들 컵과 같은 정합 표면(mating surface)은, 정합중에 압력을 받으며 활주되도록 설계된다. 이러한 활주는 바람직하지 않은 입자를 발생시킨다.

디스크 드라이브용 디스크 팩의 다른 조립 방법은, 쉬미트(Schmidt) 외 다른 이들에게 허여된 미국 특허 제 4,683,505호에 공지되어 있다. 미국 특허 제 4,683,505호에는, 스핀들 회전축에 대해 교번적으로(alternately) 대각선방향으로 오프셋된 디스크들을 가진 디스크 팩이 공지되어 있다. 이런 디스크들은, 교번하는 맞은편 외측 에지가 마치 자신들이 센터링된 공칭 지름 디스크인 것처럼 정렬되도록 외측 에지의 함수로서 위치된다. 이에 따라 잠재적인 불균형 모먼트에 대한 축방향 절점(nodal point) 개수가 증가되며, 연관된 진동의 진폭을 감소시킨다. 또한, 디스크 스페이서가 스핀들 축선에 대해 교번적으로 대각선방향으로 오프셋되어, 쌍을 이룬 유사한 구성요소들이 잠재적인 진동을 최소화하기 위해 서로 균형을 잡는다. 이 해결책이 가지고 있는 문제점은, 디스크 스택에서 다수의 디스크가 필요하다는 것이다. 게다가, 이 해결책은 하나의 디스크를 가진 디스크 스택에서는 적용되지 않는다. 왜냐하면, 단 하나의 디스크의 균형을 잡기 위한 다른 디스크가 존재하지 않기 때문이다. 다른 많은 해결책들은 제조에 적합하지 않는 긴 사이클 타임(cycle time)이 필요하다.

따라서, 단 하나의 디스크를 가진 디스크 스택의 균형을 잡기 위한 장치 및 방법이 필요하다. 또한, 조립 및 제조가 용이한 방법이 요구된다. 게다가, 입자를 발생시키지 않는 방법이 요구된다.

본 발명은 대용량 기억장치 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 디스크 스핀들의 회전축에 대해 디스크 팩 조립체의 균형을 잡기 위한 것에 관한 것이다.

도 1은 디스크의 표면으로부터 그리고 표면으로 트랜스듀서를 로딩 및 언로딩하기 위한 램프 조립체와 멀티 디스크 스택을 갖춘 디스크 드라이브의 분해도;

도 2는 디스크 스택 조립체를 형성하는 다수의 디스크와 다수의 디스크 스페이서를 갖춘 스핀들 허브의 측면도;

도 3은 디스크 스택 조립체를 형성하는 하나의 디스크와 디스크 스페이서를 갖춘 스핀들 허브의 측면도;

도 4는 디스크 스페이서 링의 사시도;

도 5는 비대칭 스페이서 링의 평면도;

도 6은 도 5의 6-6선을 따른 비대칭 스페이서 링의 단면도;

도 7은 디스크 스택 조립체를 형성하는 디스크를 갖춘 스핀들 허브의 사시도;

도 8은 디스크 스택의 균형을 잡기 위한 방법의 흐름도;

도 9는 컴퓨터 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.

디스크 드라이브와 같은 정보 처리 시스템(information handling system)은 베이스(base), 상기 베이스에 회전될 수 있도록 부착된 디스크 스택, 그리고 상기 베이스에 이동가능하게 부착된 액츄에이터 조립체를 포함한다. 디스크 스택 조립체는 디스크 드라이브에 회전가능하게 부착된 스핀들 허브를 포함한다. 스핀들 허브는 회전축을 가지며, 디스크 스택 조립체는 이 회전축을 중심으로 회전한다. 스핀들 허브는 원통부를 포함한다. 또한, 디스크 스택 조립체는 클램프, 디스크 스페이서, 그리고 스핀들 허브에 연결된 디스크를 포함한다. 디스크 스페이서는 스핀들 허브의 원통부를 수용할 수 있는 크기의 개구를 가진다. 디스크 스페이서는 비대칭이며 디스크 스택 조립체에서 질량 오프셋에 대한 균형을 잡도록 배치된다. 또한, 비대칭 디스크 스페이서는 기준면(registration surface)을 포함한다. 기준면은 디스크 스페이서의 외측 둘레에 있다. 디스크 스페이서는 개구의 중심 축선으로부터 오프셋된 질량중심을 가진다. 디스크 스페이서는 디스크 스택 조립체의 질량중심 오프셋에 대항하기 위해 사용된다. 일반적으로, 디스크 스택 조립체의 균형을 잡기 위해서는, 스페이서의 질량중심이 허브 회전축의 어느 한쪽에 있고 디스크 스택 조립체의 질량중심이 허브 회전축의 다른 한 쪽에 있을 필요가 있다. 비대칭 디스크 스페이서의 평면부는, 이 평면부의 평면이 디스크 스택 조립체의 중심 축선 및 디스크 조립체의 질량 오프셋과 관련된 지점에 의해 규정되는 평면과 교차되도록, 배치된다.

바람직하게, 비대칭 디스크 스페이서는 단 하나의 디스크를 가진 디스크 스택의 균형을 잡기 위해 사용될 수 있다. 또한, 비대칭 디스크 스페이서는 다수의 디스크를 가진 디스크 스페이서의 균형을 잡기 위해 사용될 수도 있다. 이 방법은 이용하기에 용이하다. 또한, 이 방법은, 균형화 과정동안 디스크 클램프가 가공되지 않으며 평편한 면이 기준면이 되도록 형성되기 때문에, 입자의 발생을 최소화한다. 평편한 면은, 디스크 스페이서 오프셋을 실행하는 도구가 표면과 결합될 수 있게 하고 동시에 스페이서를 원하는 방향으로 자동적으로 정렬시킬 수 있게 하는 간단하면서도 효과적인 방식을 제공한다. 또한, 디스크 스페이서는 재료의 낭비를 최소화하여 부품 비용을 절감시킨다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 바람직한 실시예들이 설명될 것이며, 상기 도면들은 실행 가능한 본 발명의 특정 실시예들을 도시하고 있다. 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 구조의 변경 및 다른 실시예들이 가능하다는 것을 알 것이다. 본 출원에 설명된 본 발명은, 회전 작동 또는 직선 작동을 하는 디스크 드라이브의 모든 기계구조에 유용하다. 또한, 본 발명은 표면으로부터 트랜스듀서를 언로딩하고 원하는 곳에 트랜스듀서를 위치(parking)시키는 하드 디스크 드라이브, 짚 드라이브, 플로피 디스크 드라이브 및 드라이브의 다른 형태를 포함하는 모든 디스크 드라이브에도 유용하다. 도 1은 로터리 액츄에이터(rotary actuator)를 갖춘 디스크 드라이브(100)의 한 형태에 대한 분해도이다. 디스크 드라이브(100)는 하우징 또는 베이스(112), 그리고 커버(114)를 포함한다. 이러한 베이스(112)와 커버(114)가 디스크 외장을 형성한다. 액츄에이터 조립체(120)는 액츄에이터 샤프트(118) 상에서 회전될 수 있도록 베이스(112)에 부착된다. 액츄에이터 조립체(120)는, 다수의 암(123)을 갖춘 빗(comb) 형상의 구조체(122)를 포함한다. 빗 형상 구조체(122) 상의 개별적인 암(123)들에는 로드(load) 빔 또는 로드 스프링(124)이 부착된다. 로드 빔 또는 로드 스프링은 서스펜션으로도 언급된다. 각 로드 스프링(124)의 단부에는, 자기 트랜스듀서(transducer; 150)를 지지하는 슬라이더(126)가 부착된다. 이런 트랜스듀서(150)와 슬라이더(126)는, 이른바 헤드를 형성한다. 수 많은 슬라이더들은 하나의 트랜스듀서(150)를 가지며, 이는 도면에 도시되어 있다. 또한, 본 발명은, 하나의 트랜스듀서(150)가 판독을 위해 일반적으로 사용되고, 다른 트랜스듀서는 기록을 위해 일반적으로 사용되는 MR 또는 마그네토 저항 헤드(magneto resistive head)로서 언급되는 하나 이상의 트랜스듀서를 가진 슬라이더에도 동일하게 적용된다. 로드 스프링(124) 및 슬라이더(126) 반대쪽의 액츄에이터 암 조립체(120) 단부에는 보이스 코일(128)이 위치한다.

베이스(112) 내에는 한 쌍의 자석(130)이 부착된다. 한 쌍의 자석(130)과 보이스 코일(128)은, 액츄에이터 조립체(120)가 액츄에이터 샤프트(118)를 중심으로 회전되도록 액츄에이터 조립체에 힘을 가하는 보이스 코일 모터의 핵심 구성요소이다. 또한, 베이스(112)에는 스핀들 모터가 부착된다. 스핀들 모터는 스핀들 허브(133)라 불리우는 회전부를 포함한다. 특히 이런 디스크 드라이브에서, 스핀들 모터는 허브 내에 존재한다. 도 1에서, 다수의 디스크(134)들은 스핀들 허브(133)에 부착된다. 다른 디스크 드라이브에서, 하나 또는 이와 다른 개수의 디스크가 허브에 부착될 수도 있다. 전술된 본 발명은 하나의 디스크를 가진 디스크 드라이브 및 다수의 디스크를 가진 디스크 드라이브에 동일하게 적용될 수 있다.

도 2는 디스크 스택 조립체(200)를 형성하는 다수의 디스크(134) 및 다수의 디스크 스페이서(210)를 갖춘 스핀들 허브(133)의 측면도이다. 디스크 스택 조립체(200)는 허브(133)에 대해 디스크(134) 및 스페이서(210)를 부착시키는 디스크 클램프(220)를 포함한다. 허브(133)는 고정 플랜지(233)를 포함한다. 먼저, 스페이서(210)가 고정 플랜지(233) 상에 배치된다. 그 다음, 디스크(134)가 스핀들 허브(133) 상에 배치된다. 선택된 다수의 디스크(134) 및 스페이서(210)가 스핀들 허브 상에 배치되면, 디스크 클램프는 디스크 및 디스크 스페이서 상에 축 하중을 가하여 스핀들 허브(133)에 부착되도록 하기 위해 사용된다. 이런 특정 실시예에서, 디스크 클램프(220)는 나사형의 디스크 클램프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 스페이서(210)는 평면부(212)를 포함한다. 평면부(212)는 디스크 스택 조립체(200)의 제조 과정동안 이 조립체의 균형을 잡기 위해 사용되는 도구 또는 도구 기준면으로서 제공된다. 또한, 평면부(212)는 스페이서 링(210)이 외관상 비대칭이 되도록 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스페이서 링(210)은 다수의 디스크(134)를 포함하는 디스크 스택 조립체(200)에 사용될 수 있다.

도 3은 허브(133)에 부착된 하나의 디스크(134) 및 하나의 디스크 스페이서(210)를 갖춘 스핀들 허브(133)의 측면도이다. 도 3에 도시된 디스크 스택 조립체(200)는, 디스크 드라이브 설계에서, 스페이서(210)가 하나의 디스크(134)에 대해 사용될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 디스크(134)는 허브(133)상에 그리고 허브(133)의 고정 플랜지(233)에 대항하여(against) 배치된다. 그 다음, 스페이서(210)는 허브(133) 주위의 디스크(134) 위에 배치된다. 그리고 나서, 클램프(220)가 허브(133)에 대해 디스크(134)와 디스크 스페이서(210)를 유지하기 위해, 그리고 디스크 스페이서(210)와 허브(133)에 축 하중을 가하기 위해 사용된다. 비대칭적 스페이서(210)의 사용은, 도 3에 도시된 디스크 스택과 같은 하나의 디스크를 포함하는 디스크 스택의 균형을 잡기에 매우 유용하다.

도 4는 평면부(212)를 가진 디스크 스페이서 링(210)의 사시도이다. 디스크 스페이서(210)는 고리형의 주몸체(400) 및 립(lip)(402)을 포함한다. 고리형 주몸체(400)는 내경부(410)와 외경부(412)를 포함한다. 또한, 고리형 주몸체(400)는 중심 축선(420)을 가진다. 평면부(212)는 스페이서(210)의 립(402)의 일부로부터 형성된다. 평면부(212)는 주몸체(400)의 외경부(412)에 평편부가 형성되도록 연장될 수도 있다. 평면부(212)의 위치는, 설계자가 중력중심 또는 질량중심이 디스크 스페이서의 중심 축선으로부터 얼마나 이동되기를 원하는 가에 따라 변화될 수 있다. 이동량은 디스크 스택 조립체(200)에 사용되는 구성요소 및 디스크 드라이브의 설계에 따라 달라진다.

도 5 및 도 6에는 디스크 스페이서(210)의 중심 축선과 중력중심 또는 질량중심 사이의 오프셋이 도시되어 있다. 도 5는 비대칭 스페이서 링(210)의 평면도이다. 도 6은 도 5의 라인(66)을 따른 비대칭 스페이서 링(210)의 측단면도이다. 디스크 스페이서 링(210)의 중력중심 또는 질량중심은 도면부호 500으로 도시되어 있다. 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 중력중심 또는 질량중심(500)은 디스크 스페이서(210)의 중심 축선(420)으로부터 이동되어 있으며, 디스크 스페이서(210)를 비대칭적으로 만들어, 중력중심(500)이 평면부(212)로부터 멀어지는 방향을 따라 중심 축선(420)으로부터 이동되게 한다. 따라서, 물리적인 비대칭은, 디스크 스페이서(210)의 중심 축선으로부터 멀어지는 방향을 따른 중력중심 또는 질량중심(500)의 이동을 제공한다. 이것은, 디스크 스페이서(210)의 중심 축선으로부터 질량을 편향시키는 것 또는 질량 편향을 생성하는 것으로 생각할 수 있다. 질량 이동의 방향은 디스크 스페이서(210)의 평면부(212)로부터 멀어지는 방향이다.

도 7은 디스크(134)가 부착되어 디스크 스택 조립체(200)를 형성하는 스핀들 허브(133)의 사시도이다. 고정 플랜지(233), 허브(133), 디스크 스페이서(210) 및 디스크 클램프(220)가 명확하게 보여질 수 있도록, 디스크(134)가 절단되고 제거되어 있다. 또한, 스핀들 조립체(200)는 중심 축선(720)을 가진다. 일반적으로, 중심 축선(720)은 스핀들 허브(133) 또는 디스크 스택 조립체(200) 전체의 회전축에 상응한다.

또한, 도 7은 제 1 편향 방향(700) 및 제 2 편향 방향(710)을 도시하고 있다. 제 1 편향 방향(700)은 디스크 스페이서의 중심 축선(420)으로부터의 중력중심(500)의 이동과 관련되어 있다. 다시 말해서, 제 1 편향 방향(700)은 디스크 스페이서(210)에서 중력중심(500)이 이동된 방향이다. 제 2 편향 방향(710)은, 디스크 스택(200)을 형성하는 부품들이 가진 고유의 불균형으로 인하여, 디스크 스택(200)의 중심 축선으로부터 중력중심이 이동되는 방향이다. 또한, 제 2 편향 방향(710)은 디스크(134), 허브(133) 및 디스크 클램프(220)의 불균형에 기인한 것으로 생각될 수도 있다. 조립된 이런 부품들의 불균형은, 디스크 스택 조립체(200)의 중력중심이 제 2 편향 방향(710)을 따라서 자신의 중심 축선(720)으로부터 이동되도록 한다.

도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제 2 편향 방향(710)은 제 1 편향 방향(700)과 반대이다. 다른 관점에서, 디스크 스택 조립체(200)의 불균형은 디스크 스페이서(210)의 불균형에 의해 상쇄된다고 볼 수 있다. 하나의 디스크 스페이서가 사용되는 디스크 드라이브의 경우, 불균형은 하나의 스페이서 링(210)의 질량중심의 이동에 의해 상쇄될 것이다. 다른 관점에서, 중심 축선(420)으로부터의 중력 중심의 이동 또는 질량의 불균형은 디스크 스택 조립체(200) 내의 유사한 이동에 대해 균형을 이룬다고 볼 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 디스크 스페이서(210)는 디스크 스택 조립체(200)의 질량 오프셋에 대해 균형을 이루도록 배치된다.

평면부(210)가 디스크 스페이서의 내경 또는 외경의 접선(tangent)을 포함하도록 형성되면, 균형화 과정에 유용한 어떤 흥미로운 관계가 형성된다. 스핀들 조립체의 질량 오프셋이 결정되면, 디스크 스택 조립체(200)의 중심 축선(720)과 디스크 스택 조립체의 중력중심을 포함하는 평면이 형성될 수 있다. 디스크 조립체의 질량중심이 디스크 스페이서 링의 질량중심 이동에 의해 균형이 잡히는 위치로 디스크 스페이서(210)들 또는 디스크 스페이서(210)를 이동시키면, 디스크 스택 조립체(200)의 중심 축선(720) 및 디스크 스택 조립체(200)의 질량 오프셋과 관련된 지점에 의해 규정되는 평면과 교차하는 평면부(212)가 형성된다. 평면부가 디스크 스페이서 링(210)의 내경 또는 외경에 대한 접선(tangent)을 포함한다면, 평면부는 디스크 스택 조립체(200)의 중심 축선 및 디스크 스택 조립체의 질량 오프셋을 포함하는 지점에 의해 규정되는 평면에 대해 실질적으로 수직이 될 것이다.

도 8은 디스크 스택 조립체(200)를 조립하고 그 디스크 스택 조립체(200)의 균형을 잡기 위한 방법의 흐름도이다. 작업중에, 도면부호 800 및 810 각각에 설명된 바와 같이, 먼저 디스크 스택을 조립하기 위한 기계장치가 스페이서(210)를 배치하고, 그 다음에 디스크(134)를 허브(133)상의 스페이서(210)에 배치한다. 도면부호 820으로 설명된 바와 같이, 디스크 스페이서 또는 스페이서(210)들은 자동 기계장치에 의해 최종 방향에 매우 근접하는 방향으로 배치된다. 디스크(134)는 자동화된 기계장치에 의해 스페이서(210) 위에 배치된다. 도면부호 830으로 설명된 바와 같이, 자동화된 기계장치와 관련하여, 편향기구는 제 1 방향으로 디스크 스페이서(210)의 평면부를 편향시킨다. 또한, 도면부호 840에 설명된 바와 같이, 편향기구는 제 1 방향의 반대 방향으로 디스크 또는 디스크(134)들을 편향시킨다. 편향기구가 디스크 스페이서(210)의 평면부를 밀어냄에 따라, 디스크 스페이서(210)는 최적의 방향으로 자체적으로 정렬된다. 이것은 스페이서(210) 및 디스크(134)를 편향시킨다. 그 다음, 도면부호 850에 설명된 바와 같이, 클램프(220)가 설치된다. 균형 검사는, 도면부호 860에 설명된 바와 같이, 허브(133)에 디스크(134)와 스페이서(210)를 클램핑한 후 실시된다.

비대칭 디스크 스페이서는 단지 하나의 디스크를 가진 디스크 스택의 균형을 잡기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 비대칭 디스크 스페이서는 다수의 디스크를 가진 디스크 스택의 균형을 잡기 위해서도 사용될 수 있다. 이런 방법은 사용하기가 용이하다. 이 방법은 조립체 및 제조과정을 단순화시킨다. 또한, 균형 과정동안 디스크 클램프가 가공되지 않고 그리고 평면부가 기준면으로 형성되기 때문에, 이 방법은 입자의 발생을 최소화한다. 평편한 면은, 디스크 스페이서 오프셋을 실행하는 도구가 표면과 결합될 수 있게 하고 동시에 스페이서를 원하는 방향으로 자동적으로 정렬시킬 수 있게 하는 간단하면서도 효과적인 방식을 제공한다. 또한, 디스크 스페이서는 재료의 낭비를 최소화하여 부품 비용을 절감시킨다.

도 9는 컴퓨터 시스템의 개략적인 도면이다. 본 발명은 컴퓨터 시스템(1000)에 적절히 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(1000)은 전자 시스템 또는 정보 처리 시스템(information handling system)이라고도 하며, 중앙처리장치, 기억장치 및 시스템 버스를 포함한다. 정보 처리 시스템은 중앙처리장치(904), 램(random access memory; 1032), 그리고 이런 중앙처리장치(904)와 램(1032)을 통신 연결하기 위한 시스템 버스(1030)를 포함한다. 정보 처리 시스템(1000)은 전술된 램프(ramp)를 포함하는 디스크 드라이브 장치를 포함한다. 또한, 정보 처리 시스템(1000)은 입출력 버스(1010) 및 이런 입출력 버스(1010)에 부속된 1012, 1014, 1016, 1018, 1020 및 1022와 같은 여러 주변장치를 포함한다. 주변장치들은 하드 디스크 드라이브, 마그네토 광학기, 플로피 디스크 드라이브, 모니터, 키보드 및 이와 같은 주변기들이다. 어떠한 디스크 드라이브 형태도 상기에 언급된 표면처리부를 가진 슬라이더를 사용할 수 있다.

상기의 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것임이 이해되어야 할 것이다. 당업자라면, 상기 설명을 살펴볼 때 다른 많은 실시예들이 가능함을 알 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위와 이런 청구범위에 부여된 균등물에 의해 결정될 것이다.

Claims (19)

1. 디스크 드라이브 내에서 회전하는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체로서:

   상기 디스크 드라이브에 회전가능하게 연결되어 상기 디스크 스택 조립체의 회전 축을 제공하며, 실질적으로 원통형인 원통부를 포함하는 스핀들 허브;

   클램프;

   상기 스핀들 허브의 원통부를 수용할 수 있는 크기의 개구를 가지는 비대칭 디스크 스페이서; 그리고

   허브에 연결된 디스크를 포함하며,

   상기 개구는 중심 축선을 가지며, 상기 디스크 스페이서의 비대칭 형상은 상기 중심 축선으로부터 상기 디스크 스페이서의 질량중심을 이동시키고, 상기 비대칭 형상은 상기 디스크 스페이서의 외측 둘레의 익현(翼弦; chord)을 포함하는 평면부이며, 상기 디스크 스페이서의 질량중심의 이동이 상기 디스크 스택 조립체의 질량 오프셋과 균형을 이루도록 상기 디스크 스페이서가 배치되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 비대칭 디스크 스페이서가 기준면을 포함하는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 디스크 스택은 중심 축선을 가지며, 상기 비대칭 디스크 스페이서의 상기 평면부는 상기 디스크 스택 조립체의 중심축선 및 상기 디스크의 질량 오프셋을 포함하는 평면과 교차되도록 배치되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
5. 제 1항에 있어서, 상기 디스크 스택은 디스크 스택 중심축선을 가지며, 상기 비대칭 디스크 스페이서의 상기 평면부는 상기 디스크의 질량 오프셋 및 상기 디스크 스택 조립체의 상기 디스크 스택 중심축선을 포함하는 평면에 실질적으로 수직을 이루도록 배치되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
6. 제 1항에 있어서, 상기 비대칭 디스크 스페이서는 상기 디스크의 질량 오프셋과 균형을 이루도록 배치되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
7. 제 1항에 있어서, 상기 비대칭 디스크 스페이서는 질량 오프셋을 포함하며, 상기 비대칭 디스크 스페이서는 상기 디스크의 질량 오프셋과 균형을 이루도록 배치되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
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11. 제 1항에 있어서, 상기 디스크 스페이서의 질량중심이 상기 허브의 회전축에 대해 한 쪽에 있고, 상기 디스크 스택 조립체의 다른 부분의 질량중심이 상기 허브의 회전축에 대해 다른 쪽에 있는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 2항에 있어서, 상기 디스크 스페이서의 질량중심이 상기 디스크 스택 조립체의 다른 부분의 질량중심 오프셋을 상쇄하도록 상기 디스크 스페이서를 위치시키기 위해 상기 기준면이 사용되는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
15. 제 14항에 있어서, 다수의 디스크 스페이서를 추가로 포함하는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
16. 제 15항에 있어서, 다수의 디스크를 추가로 포함하는 디스크 드라이브용 디스크 스택 조립체.
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