KR100438933B1 - 댐퍼, 디스크 드라이브 장치 및 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터의 회전에 기인하는 음향 주파수의 피크가 발생하는 주파수 대역과 댐퍼의 공진 주파수가 일치하지 않도록 하는 것을 과제로 한다.

디스크 드라이브 장치에 장착되어 진동을 억제하는 댐퍼(42)로서, 디스크 드라이브 장치에 맞닿게 되는 접합면(42d)을 갖는 평판형의 기판(42a)과, 평판형의 기판(42a)보다 두께가 두터운 두께부(42b, 42c)를 구비한 것을 특징으로 한다. 종래의 편평한 댐퍼보다 형상의 선택 폭이 넓어져, 결과적으로 댐퍼의 공진 주파수를 보다 큰 자유도로 조정할 수 있다.

Description

댐퍼, 디스크 드라이브 장치 및 하드 디스크 드라이브 {DAMPER, DISK DRIVE APPARATUS, AND HARD DISK DRIVE}

본 발명은, 전형적으로는 하드 디스크 드라이브인 디스크 드라이브 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 데이터 기억 수단으로서 가장 일반적인 하드 디스크 드라이브(이하, HDD)는 단수 또는 복수의 자기 디스크를 동축 상에 배치하고, 그것을 스핀들 모터로 구동하는 구조를 가지고 있다. 데이터의 판독과 기록은 상기 자기 디스크에 대향하여 설치한 자기 헤드에 의해 행해지고, 이 자기 헤드는 작동기, 일반적으로는 음성 코일 모터(이하, VCM)에 의해 구동된다. 상기 자기 디스크, 자기 헤드 및 작동기는 디스크 엔클로저라 불리우는 하우징에 수납되어 있다. 디스크 엔클로저는 얇은 상자형의 알루미늄 합금으로 된 베이스와, 베이스의 개구부를 밀봉하는 톱 커버로 구성된다.

HDD에 있어서의 주요한 기술 과제로서는, 자기 디스크 1매당 기억 용량을 향상시키는 것과, 자기 디스크에 기억되어 있는 데이터의 판독과 자기 디스크로의 데이터의 기록 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다.

후자에 대해서는 자기 헤드가 자기 디스크 상의 필요한 트랙으로 이동하는 탐색 시간을 단축함으로써, 데이터의 판독과 기록 속도를 향상시킬 수 있다. 자기 헤드는 전술한 바와 같이 VCM에 의해 구동되고 있으므로, 이 VCM의 성능을 상승시킴으로써 탐색 속도를 빠르게 하는 것이 가능하다. VCM의 성능을 상승시키기 위해서는 VCM을 구성하는 영구자석을 보다 자기 특성이 강한 것으로 하거나, 또는 그 두께를 두텁게 하여 음성 코일에 인가되는 자계를 크게 하면 좋다. 그러나, 영구자석의 자기 특성의 향상도 한계에 다다르고 있다. 또한, 점점 더 소공간화가 요구되는 HDD에 있어서 영구자석의 두께를 늘리는 것은 더 이상 불가능하다.

또한, 자기 디스크의 회전 속도를 빠르게 함으로써 데이터의 판독과 기록 속도를 향상할 수 있다. 그러나, 자기 디스크의 회전 속도를 빠르게 하면, 음향 또는 진동과 관련한 문제가 부상한다.

종래부터 HDD의 진동을 억제하기 위해, HDD에 금속제, 예를 들어 스테인레스강으로 이루어지는 댐퍼를 부착하고 있었다. 종래부터 이용되고 있는 댐퍼의 일례를 도 9에 도시한다. 도 9에 도시한 댐퍼(50)는 평판을 소정 형상으로 펀칭에 의해 형성한 것이다. 따라서, 자유롭게 변경할 수 있는 설계상의 변수는 그 외형 치수와 두께이다. 그러나, 외형 치수는 HDD의 치수에 의해 제한되는데, 예를 들어 도 10에 도시한 댐퍼(51)와 같이 부분적으로 부가적인 부분을 설치할 수 있을 정도였다. 한편, 두께에 관해서도 두께를 두텁게 하면 펀칭을 행하기 위한 펀칭 형의 수명이 문제가 되고, 또한 HDD의 치수에 의한 제약도 있었다.

그런데, 종래의 HDD에는 음향 또는 진동의 문제에 기인한 2가지 문제점이 있다. 하나는 HDD를 구동하기 위한 스핀들 모터의 회전으로 인한 음향 주파수 피크이다. 댐퍼는 이 음향 주파수를 감쇠시키기 위해 설치하는 것이지만, 스핀들 모터의 회전에 의해 음향 주파수 피크가 발생하는 HDD 음향 주파수 대역(이하, HDD 음향 피크 주파수 대역)과 댐퍼의 공진 주파수가 일치하면, 음향 주파수가 증폭할 우려가 있었다. 특히, 스핀들 모터의 회전 속도가 빨라지면 그 경향은 커진다. 따라서, 고속 회전, 구체적으로는 1OOOO rpm을 넘는 회전 속도의 HDD에 있어서는 댐퍼(50) 혹은 댐퍼(51)를 작성하는 데 있어서, 상기 피크 발생 대역과 댐퍼의 공진 주파수가 일치하지 않도록 배려할 필요가 있다. 그런데, 전술한 바와 같이 댐퍼(50, 51)에서는 설계상의 제약이 있었다.

진동에 관해서는, 작동기의 탐색 동작에 대한 반작용으로서 HDD에 발생하는 진동이 문제가 된다. 이 진동은 회전 진동(Rotational Vibration 이하, R.V.)이라 부르고 있다. R.V.에 대한 HDD의 특성 향상을 위해서는 댐퍼(50, 51)의 질량을 크게 하면 좋은 것이 알려져 있다. 그러나, 댐퍼(50, 51)의 질량을 크게 하기 위해서는 댐퍼의 두께를 두텁게 하거나, 혹은 복수 매의 댐퍼를 부착하는 등의 수법을 채용하면 좋지만, 전술한 바와 같이 설계상의 제약 등으로 인해 충분한 대책을 강구할 수 없었다.

R.V.에 대해서는 R.V.에 대항하기 위한 모멘트를 크게 하기 위해, 질량을 증대시키는 부재를 HDD의 외주부에 배치하는 것이 바람직하다는 것도 알려져 있으며, 질량을 HDD의 외주부에 나사에 의해 고정 부착하는 시도도 이루어져 왔다. 그러나, 나사에 의한 고정 부착은 제조 공정상, 새로운 작업을 행하게 되어 비용을 상승시키는 요인이 된다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해소할 수 있는 댐퍼를 제공하고, 나아가서는 음향 특성 내지는 진동 특성이 우수한 디스크 드라이브 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 HDD(10)를 구성하는 디스크 엔클로저(16)의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 HDD(10)의 내부를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 HDD(10)에 끼워 넣는 댐퍼(42)를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 HDD(10)를 구성하는 베이스(12)의 배면을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 댐퍼(42)를 베이스(12)에 부착하기 전의 상태를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 댐퍼(42)를 베이스(12)에 부착한 상태를 도시한 도면.

도 7은 HDD(10)의 음향 주파수 특성을 도시한 그래프.

도 8은 본 발명의 실시 형태에 의한 댐퍼(42)의 공진 주파수의 측정 결과(유한 요소법에 의한)를 도시한 도표.

도 9는 종래의 HDD에 이용되고 있었던 댐퍼(50)를 도시한 도면.

도 10은 종래의 HDD에 이용되고 있었던 댐퍼(51)를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하드 디스크 드라이브(HDD)

12 : 베이스

14 : 커버

16 : 디스크 엔클로저

18 : 스핀들 모터

22 : 자기 디스크

26 : 톱 클램프

28 : 작동기

30 : 자기 헤드

32 : 피봇

36 : 음성 코일 모터(VCM)

40 : 램프 블럭

42, 50, 51 : 댐퍼

본 발명자는, 종래에 댐퍼의 두께가 일정한 것을 전제로 그 형상을 변경하는 검토를 행하고 있었던 것에 반해, 부분적으로 두께를 두텁게 하는 검토를 행하였다. 그 결과, 부분적으로 두께를 두텁게 함으로써, 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 피크 주파수 대역으로부터 벗어나게 하는, 즉 회피하는 것이 용이한 것을 알아냈다. 이에 대하여, 두께가 일정한 경우에는 두께를 두텁게 하더라도 댐퍼의 공진 주파수를 상기 피크 발생 대역으로부터 회피하는 것이 용이하지 않다고 하는 결과를 얻었다.

본 발명은 이상의 지견에 의거한 것이며, 디스크 드라이브 장치에 장착되어 진동을 억제하는 댐퍼로서, 상기 디스크 드라이브 장치에 맞닿게 되는 접합면을 갖는 평판부와, 상기 평판부보다 두께가 두터운 두께부를 구비한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 댐퍼는 단일 두께를 갖는 종래의 편평한 댐퍼가 이차원적인 형상이었던 것에 반해 삼차원적인 형태를 이루고 있다. 따라서, 형상의 선택폭이 넓어져, 결과적으로 댐퍼의 공진 주파수를 보다 큰 자유도로 조정할 수 있게 되어, 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 피크 주파수 대역으로부터 회피하는 것이 용이해졌다.

본 발명의 댐퍼에 있어서, 기본적으로는 두께부를 설치하는 위치에 상관없이, 평판부의 외주 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, HDD에 본 발명의 댐퍼를 장착하는 것을 염두에 두면, HDD를 구성하는 하우징에 두께부를 수용하는 공간을 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그리고, HDD를 구성하는 하우징의 외주부이면, 이 공간을 마련하는 공간을 용이하게 확보할 수 있기 때문이다. 또, R.V.에 대해서도 두께부를 외주 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 동일한 질량을 부가한 경우라도, 외주 영역에 질량을 배치하면 보다 큰 모멘트를 얻을 수 있으므로, R.V.의 저감에 유효하다.

또한 본 발명의 댐퍼에 있어서, 상기 두께부를 복수 부위에 설치할 수 있다. 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 피크 주파수 대역으로부터 회피하는 데 적합한 경우가 있기 때문이다. 또한, 한 군데에 필요한 양의 두께부를 형성하는 것이 곤란한 경우에도 유효하다.

이상의 본 발명에 의한 댐퍼는 두께부를 설치하는 점에 특징을 가지고 있지만, 이 두께부는 댐퍼에 국부적으로 질량이 증대한 부분을 형성하는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명은 디스크 드라이브 장치에 장착되어 진동을 억제하는 평판형의 댐퍼로서, 상기 디스크 드라이브 장치에 맞닿게 되는 접합면을 갖는 평판부와, 상기 평판부의 외주 영역에 배치되고 또한 상기 평판부보다 단위 면적당 질량이 큰 질량 증대부를 구비한 것을 특징으로 하는 댐퍼도 제공한다.

본 발명에 의한 댐퍼는, 평판부의 외주 영역에 질량 증대부를 배치하고 있다. 이 질량 증대부에 의해, 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 주파수 피크 대역으로부터 용이하게 회피할 수 있다. 또한, 평판부의 외주 영역에 질량 증대부를 배치하였으므로, 전술한 바와 같이 HDD로의 장착에 있어서 바람직한 형태가 된다. 또한, 평판부의 외주 영역에 질량 증대부를 배치하였으므로, R.V.의 저감 효과를 크게 할 수 있다. 즉, 본 발명의 댐퍼에 따르면 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 주파수 피크 대역으로부터 용이하게 회피할 수 있다고 하는 효과와, R.V.에 대한 특성 향상이라는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 댐퍼에 있어서, 질량 증대부는 댐퍼를 동일 재료로 구성하는 것을 전제로 하면, 두께를 두텁게 함으로써 형성할 수 있다. 그런데 2종류 이상의 재료로 구성하는 것을 허용하면, 댐퍼의 외주 영역에 다른 부분보다도 비중이 큰 재료를 배치함으로써, 질량 증대부를 형성할 수 있다. 이 경우, 댐퍼의 판두께를 균일하게 하는 것도 가능하다.

본 발명은, 이상의 댐퍼를 장착한 디스크 드라이브 장치를 제공한다. 즉 본 발명은 회전축을 중심으로 회전 구동되고 또한 데이터를 기억하는 디스크형 매체와, 상기 디스크형 매체에 대하여 데이터의 판독과 기록을 행하는 헤드를 장착하는 동시에 회전축을 중심으로 회전하는 작동기와, 상기 디스크형 매체 및 상기 작동기를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 외부면에 설치되고 또한 복수의 두께 성분을 갖는 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치에 관한 것이다.

본 발명의 디스크 드라이브 장치는, 댐퍼가 복수의 두께 성분을 가지고 있으므로, 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 주파수 피크 대역으로부터 용이하게 회피할 수 있다.

본 발명의 디스크 드라이브 장치에 있어서, 상기 댐퍼는 그 외주 영역에 형성된 두께부와 상기 두께부를 제외한 평판부로 구성하는 것이 바람직한 것은 전술한 바와 같다.

또한, 본 발명의 디스크 드라이브 장치에 있어서, 상기 댐퍼는, 평판부는 상기 하우징에 부착되고, 두께부는 상기 하우징과 비접촉인 것이 바람직하다. 하우징에 대하여 댐퍼를 접합하는 수단으로서는 나사에 의한 기계적인 접합 수단을 채용할 수도 있다. 그런데, 하우징과 댐퍼가 다른 선팽창 계수의 재료로 구성되어 있으면, 선팽창 계수의 차이로부터 온도 스트레스에 의해 하우징에 변형을 일으킬 우려가 있다. 이에 대하여, 접착제 혹은 양면 부착 테이프에 의해 부착되는 태양에 따르면, 접착제 혹은 양면 부착 테이프가 온도 스트레스를 흡수하는 완충재로서 기능하는 것을 기대할 수 있다. 따라서, 접합 수법으로서는 부착을 채용하는 것이 바람직한 것이다. 또, 양면 부착 테이프도 접착제가 존재하므로, 넓은 의미로는 접착제에 의한 접합이라 파악할 수 있다. 또한, 두께부를 하우징과 비접촉으로 하는 것은, 두께부의 진동을 허용하여, 그 진동에 의해 제진 효과를 충분히 기능시키기 위해서이다. 디스크 드라이브 장치에 이러한 제진 구조를 채용하는 것은 새로운 것이다.

또한, 본 발명의 디스크 드라이브 장치에 있어서, 상기 두께부는 상기 작동기의 회전축을 중심으로 한 원주 방향의 복수 부위에 형성하는 것이 바람직하다. 상기 두께부를 R.V.를 억제하기 위한 질량으로서 파악하면, 그 질량은 한 군데에 뭉쳐 있는 것보다 복수 부위로 분산되어 있는 것이 바람직하다. 또한, R.V.는 작동기의 탐색, 즉 회전에 의해 발생하므로, 이 회전축을 중심으로 한 원주 방향의 복수 부위에 두께부를 형성함으로써, R.V.에 대한 저항으로서 유효하게 기여한다.

또한, 본 발명에서는, 회전축을 중심으로 회전 구동되고 또한 데이터를 기억하는 디스크형 매체와, 상기 디스크형 매체에 대하여 데이터의 판독 및 기록을 행하는 헤드를 장착하는 동시에 회전축을 중심으로 회전하는 작동기와, 상기 디스크형 매체 및 상기 작동기를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 외부면에 설치되고 또한 외주 영역일수록 질량이 크게 설정된 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치가 제공된다.

이 디스크 드라이브 장치는, 외주 영역일수록 질량이 크게 설정된 댐퍼를 구비하고 있으므로, 댐퍼의 공진 주파수를 상기 피크 발생 대역으로부터 용이하게 회피하는 것이 가능해진다. 또한, 외주 영역일수록 질량이 커지므로 R.V.에 대한 특성 향상에 있어서도 유효하다.

본 발명의 디스크 드라이브 장치를 HDD에 적용할 수 있다. 따라서 본 발명은 자기적으로 데이터를 기억하는 디스크형 매체와, 상기 디스크형 매체를 회전 구동하는 스핀들 모터와, 상기 디스크형 매체에 대하여 데이터의 기억과 재생을 행하기 위한 자기 헤드를 갖고, 상기 자기 헤드를 상기 디스크형 매체에 대하여 탐색하고 또한 피봇을 중심으로 회전하는 회전 작동기와, 상기 디스크형 매체, 상기 스핀들 모터 및 상기 회전 작동기를 수용하고, 개구를 갖는 상자형의 베이스와 상기 개구를 밀봉하는 커버로 이루어지는 디스크 엔클로저와, 상기 베이스의 바닥면에 배치되고, 또한 그 외주 영역에 두께가 두터운 두께부를 형성한 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브를 제공한다.

본 발명의 하드 디스크 드라이브는 상기 스핀들 모터의 회전에 의해 발생하는 HDD 음향 주파수 피크 대역에, 상기 댐퍼의 공진 주파수가 속하지 않는다. 따라서, 고속 회전 하드 디스크 드라이브에 있어서도, 음향 특성을 저해하는 일이 없다.

또한 본 발명의 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 베이스는 상기 디스크형 매체가 존재하지 않는 외주부에 상기 댐퍼의 두께부를 수용하는 수용 공간을 형성하고, 상기 댐퍼의 두께부는 상기 수용 공간 내에 있어서 진동 가능하게 수용되는 형태로 할 수 있다. 댐퍼의 두께부가 하드 디스크 드라이브의 외부로 노출되는 일이 없으며, 게다가 두께부가 진동 가능하므로, 그 진동에 의해 제진 효과를 충분히 기능시킬 수 있다. 여기에서, 진동 가능하게 하기 위해서는 수용 공간에 있어서, 베이스에 대하여 두께부를 소정의 간극을 두고 보유 지지하도록 하면 된다.

또한 본 발명의 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 댐퍼는 상기 베이스를 구성하는 재료보다 비중이 큰 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 이는 진동을 억제하는 기능을 보다 효과적으로 얻기 위해서이다.

전술한 바와 같이 댐퍼의 두께부를 수용 공간 내에 진동 가능하게 수용하면, 그 두께부는 소위 매스 댐퍼로서 기능하여, R.V.를 효과적으로 저감할 수 있다. 따라서 본 발명은 자기적으로 데이터를 기억하는 디스크형 매체와, 상기 디스크형 매체를 회전 구동하는 스핀들 모터와, 상기 디스크형 매체에 대하여 데이터의 기억 과 재생을 행하기 위한 자기 헤드를 갖고, 상기 자기 헤드를 상기 디스크형 매체에 대하여 탐색하고 또한 피봇을 중심으로 회전하는 회전 작동기와, 상기 디스크형 매체, 상기 스핀들 모터 및 상기 회전 작동기를 수용하고, 개구가 있는 상자형 베이스와 상기 개구를 밀봉하는 커버로 이루어지는 디스크 엔클로저와, 상기 베이스와 소정의 간격을 사이에 두고 배치된 매스 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브를 제공한다.

<발명의 실시 형태>

이하, 본 발명의 디스크 드라이브 장치를 하드 디스크 드라이브(HDD)(10)에 적용한 예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, HDD(10)는 바닥이 얕은 상자형의 알루미늄 합금으로 된 베이스(12)의 개구부를 커버(14)로 밀봉하여 디스크 엔클로저(6)를 구성한다. 디스크 엔클로저(16)는 폼 팩터가 3.5 인치인 크기를 가지고 있다. 커버(14)는 베이스(12)에 직사각형 프레임형의 밀봉 부재(도시하지 않음)를 거쳐서, 나사 고정하므로 디스크 엔클로저(16) 내는 기밀화된다.

이 디스크 엔클로저(16) 내에는, 도 2에 도시한 바와 같이 베이스(12)의 대략 중앙에 허브-인(hub-in) 구조의 스핀들 모터(18)가 설치되어 있다. 이 스핀들 모터(18)의 허브(도시하지 않음)의 상면에는 유리 또는 Al 기판으로 이루어지는 자기 디스크(22)가 스페이서(도시하지 않음)를 거쳐서 동축 상에 적층하여 톱 클램프(26)에 의해 고정 장착된다. 또, 자기 디스크(22)의 외경은 84 ㎜, 스핀들 모터(18)의 정격 회전 속도는 10000 rpm이다.

또한, 디스크 엔클로저(16) 내에는 작동기(28)가 설치되어 있다. 이 작동기(28)는 일단부에 데이터의 판독, 기록을 행하는 자기 헤드(30)를 갖고, 중간부가 피봇(32)을 거쳐서 베이스(12) 상에 지지되고, 피봇(32) 주위로 회전이 자유로워진다. 작동기(28)의 타단부에는 VCM(음성 코일 모터)용 코일이 설치되고, 이 VCM용 코일과 함께 작용하도록 디스크 엔클로저(16) 내에 설치되는 VCM(36)에 의해, 작동기(28)가 회전된다.

베이스(12) 외부면(하면)에는, 회로 기판으로서의 (도시하지 않은) 카드가 부착되고, 이 카드는 베이스(12)의 외부 절반면을 덮을 수 있는 크기의 직사각형이다. 상기 카드와 스핀들 모터(18) 사이에서는 모터 구동용의 전력, 신호 등의 입출력이 행해지고, 카드와 작동기(28) 사이에서는 VCM용 코일로의 동력이나 자기 헤드(30)의 구동 등을 위한 전력, 신호의 입출력이 행해진다. 이 카드와 작동기(28)사이의 입출력은 가요성 케이블(FPC)을 거쳐서 행해진다.

본 실시 형태의 HDD(10)는 헤드 로드 언로드형이라 불리우는 디스크 드라이브 장치이다. 이 헤드 로드 언로드형 HDD는 비동작시에 램프 블럭(40)에 작동기(28)를 보유 지지시킴으로써, 자기 헤드(30)를 자기 디스크(22) 표면에 접촉시키지 않고서 후퇴 위치로 언로드하는 것이다. 동작시에는 작동기(28)가 구동함으로써 자기 헤드(30)는 자기 디스크(22) 상에 탐색된다.

도 3은, HDD(10)에 조립되는 댐퍼(42)를 도시하고 있다. 이 댐퍼(42)는 도 3에 도시한 바와 같이 원호형의 절결부를 갖는 평판형의 기판(42a)과, 기판(42a)의 외주 영역에 배치되고 또한 기판(42a)보다 두께가 두터운 두께부(42b 및 42c)로 구성된다. 따라서, 이 댐퍼(42)는 복수의 두꺼운 부분을 갖고, 또한 외주 영역일수록 단위 면적당의 질량이 큰 질량 증대부를 구비하고 있는 것이다. 기판(42)의 한 쪽면이 베이스(12)와의 접합면(42d)으로 이루어지며, 또한 기판(42a)의 폭 방향 중앙에는 관통 구멍(42e)이 천공되어 있다. 이 관통 구멍(42e)은 댐퍼(42)의 강성을 저감하기 위해 형성되어 있다.

댐퍼(42)는, Cu, Zn, 스테인레스강, 그 밖의 금속 재료로 구성하는 것이 바람직하다. Cu, Zn, 스테인레스강은 베이스(12)를 구성하는 알루미늄 합금보다 비중이 크기 때문에, 댐퍼(42)를 구성하는 재료로서 바람직하다. 또한, 금속 재료로 댐퍼(42)를 구성하는 경우에는, 주조, 단조 등의 이미 알려진 프로세스에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 주조, 단조의 경우에는 댐퍼(42)를 일체로 하여 제조할 수 있다. 또한, 기판(42a)과 두께부(42b, 42c)를 별개의 부재로 해 두고, 그 후 코오킹, 용접, 압착 그 밖의 접합 프로세스에 의해 일체화할 수도 있다. 본 발명에 있어서는 댐퍼(42)가 최종적으로 일체화되어 있으면 좋으며, 그 제조 과정에서 별개의 부재여도 좋고 아니어도 상관없다. 또한, 두께부(42b, 42c)를 기판(42a)보다 비중이 큰 재료로 구성할 수도 있다. 또한, 두께부(42b, 42c)로 하는 일 없이, 기판(42a)과 동일한 두께로 기판(42a)보다 비중이 큰 재료를 기판(42a)의 외주 영역에 배치하는 것도 본 발명의 범주이다.

도 4는 HDD(10)를 구성하는 베이스(12)의 이면을 도시한 사시도이다. 베이스(12)의 이면에는, 댐퍼(42)와 전술한 카드가 배치된다. 댐퍼(42)는 도면 중하방의 대략 절반을 차지하는 댐퍼 배치면(12a)에, 또한 카드는 도면 중 상방의 대략 절반을 차지하는 카드 배치면(12d)에 배치된다. 베이스(12)의 댐퍼 배치면(12a)의 주위에는 댐퍼(42)의 두께부(42b, 42c)를 수용하기 위한 수용홈(12b , 12c)이 마련되어 있다. 두께부(42b)가 수용홈(12b)에, 또한 두께부(42c)가 수용홈(12c)에 수용된다. 수용홈(12b, 12c)은 두께부(42b, 42c)가 베이스(12)와 소정의 간극을 형성하기에 충분한 크기를 가지고 있다. 도면 중 P로 나타내는 위치에 피봇(32)이 배치되므로, 두께부(42b, 42c)는 작동기(28)의 회전축을 중심으로 한 원의 원주 방향으로 형성되게 된다. 여기에서, 이 원은 도 4에 점선으로 도시한 바와 같이 복수 혹은 단수라도 좋다.

또, 베이스(12)에 수용홈(12b, 12c)을 형성할 수 있었던 이유 중 하나로서, 디스크 엔클로저(16)의 폼 팩터에 대한 본래의 외경보다 작은 외경의 자기 디스크(22)를 이용하고 있는 것을 들 수 있다. 즉, HDD(10)는 자기 헤드(30)에 의한 데이터의 판독 또는 기록 속도를 향상시키기 위해 스핀들 모터(8)의 정격 회전 속도를 10000 rpm과, 3.5 인치의 HDD(10)에서 처음부터 채용하고 있는 회전 속도보다 고속화하고 있다. 회전 속도의 고속화는 HDD(10)의 소비 전력의 증대를 초래하므로, 자기 디스크(22)를 소경화함으로써 소비 전력의 증대를 억제하고 있다. 본 실시 형태에 의한 자기 디스크(22)의 84 ㎜라는 외경은 3.5 인치의 폼 팩터에 대응하는 외경인 95 ㎜보다 상당히 소경화되어 있다. 자기 디스크(22)가 소직경화됨으로써, 3.5 인치의 폼 팩터인 디스크 엔클로저(16), 보다 구체적으로는 베이스(12)에 수용홈(12b, 12c)을 형성하는 공간을 충분히 확보할 수 있었던 것이다.

베이스(12)에 댐퍼(42)를 배치하기 위해서는, 도 5에 도시한 바와 같이 베이스(12)의 댐퍼 배치면(12a)에 댐퍼(42)를 대향하여 배치한다. 베이스(12)와 댐퍼(42)를 예를 들어 양면 부착 테이프에 의해 접합하는 경우에는 베이스(12)의 댐퍼 배치면(12a)에 양면 부착 테이프를 부착해 두고, 그 후 댐퍼(42)를 상기 부착 테이프에 의해 베이스(12)에 접합할 수 있다. 접합 수단으로서의 양면 부착 테이프는 하나의 예에 지나지 않으며, 본 발명을 한정할 만한 것은 못된다. 접착제 혹은 나사 등의 기계적인 접합 수단을 채용할 수도 있다. 단, 베이스(12)와 댐퍼(42)가 다른 재료로 구성되어 있는 경우에는 선팽창의 차이에 의한 변형을 일으킬 우려가 있다. 나사 등의 기계적 접합 수단에서는 이 변형을 방지할 수 없는 것에 반하여, 양면 부착 테이프, 접착제는 선팽창의 차이에 의한 변형을 흡수하는 완충재로서 기능하는 점에서 바람직하다. 또한, 댐퍼(42)는 두께부(42b, 42c)를 가지고 있음에도 불구하고, 베이스(12)로의 접합은 평판형의 기판(42a)만의 접합으로 충분하다. 즉, HDD(10)의 조립 작업에 있어서, 새로운 공정을 부가할 필요가 없다고 하는 이점을 댐퍼(42)는 가지고 있다.

도 6은 베이스(12)에 댐퍼(42)를 접합한 상태를 도시하고 있다. 여기서, 댐퍼(42)의 두께부(42b)는 수용홈(12b)과, 또한 두께부(42c)는 수용홈(12c)과 베이스(12)로부터 소정의 간극을 두고 배치되어 있다. 따라서, 두께부(42b, 42c)는 소정의 범위에 있어서 자유로운 진동이 확보되어 있다. 또한, 두께부(42b, 42c)는 전술한 바와 같이 자기 디스크(22)의 회전축에 걸쳐친 위치에 배치되는 것이 명백하며, 자기 디스크(22)의 회전에 수반하는 진동 억제를 효과적으로 저감하는 것이 가능해진다.

HDD(10)의 스핀들 모터(18)를 회전 구동한 상태의 음향 주파수 특성을 측정했다. 그 결과를 도 7에 도시한다. 또, 도 7은 HDD(10)의 자기 디스크(22)의 매수를 1매, 2매, 3매 및 6매로 바꾼 경우의 결과를 더불어 도시하고 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 주파수가 대략 700 내지 1500 Hz인 대역에서 음압(Sound Pressure)이 피크를 나타내고, 이 대역이 음향 주파수의 피크 발생 대역인 것을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 댐퍼(42)가 갖는 공진 주파수가 700 내지 1500 Hz인 대역에 있는 경우에는 댐퍼(42)가 HDD(10)의 진동을 억제하는 작용을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 진동을 증폭시켜 버리는 경우가 있다.

여기에서, 댐퍼(42)는 1차, 2차 및 3차의 공진 주파수를 가지고 있지만, 도 9에 도시한 종래의 댐퍼(50, 51)는 재질 및 두께를 바꾸더라도 1차 내지 3차의 모든 공진 주파수를 700 내지 1500 Hz의 대역으로부터 벗어나게 하는 것은 곤란했다. 보다 구체적으로는, 3차의 공진 주파수를 1200 Hz 주변으로부터 벗어나는 것이 불가능했다.

본 실시 형태에 의한 댐퍼(42)는 기판(42a)과는 두께가 다른 두께부(42b, 42c)를 설치하였으므로, 큰 자유도로 공진 주파수를 조정할 수 있어, 결과적으로 1차 내지 3차의 공진 주파수의 모두를 700 내지 1500 Hz의 대역으로부터 벗어나게 할 수 있었다. 그 구체예를 도 8의 도표에 도시한다. 이 도표에 나타낸 바와 같이 댐퍼(42)의 공진 주파수(유한 요소법에 의한 시뮬레이션 결과에 의함)는 1차가 516.8 Hz, 2차가 682.5 Hz, 3차가 1627.7 Hz이며, HDD(10)의 음향 주파수의 피크 발생 대역을 회피하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 댐퍼(42)는 HDD(10)의 음향 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 댐퍼(42)는 두께부(42b, 42c)를 적절하게 조정함으로써, HDD(10)의 음향 주파수의 피크 발생 대역을 회피한 공진 주파수를 설정할 수 있다. 따라서, 댐퍼(42)의 제진 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 또한, 이 공진 주파수의 조정에는 관통 구멍(42e)과 같이 댐퍼(42)의 강성을 부분적으로 저감하는 부분을 형성하는 것도 유효하다.

본 실시 형태에 의한 댐퍼(42)는, 또한 회전 진동(Rotational Vibration 이하, R.V.)에 대해서도 유효한 것을 이하에 설명한다.

R.V.는 전술한 바와 같이, 작동기(28)의 탐색 동작에 대한 반작용으로서 HDD(10)에 생기는 진동이다. R.V.에 대한 HDD(10)의 특성을 향상시키기 위해서는 댐퍼(42)의 질량을 크게 하면 좋다. 이것이, 상이한 부재를 베이스(12)에 별도로 접합하기 위해 나사 등의 접합 수단이 사용되어 온 이유이다.

이상에 대하여 본 실시 형태에 의한 댐퍼(42)는, 두께부(42b, 42c)를 설치함으로써 댐퍼(42)의 질량을 증가시켰다. 따라서, R.V.의 저감에 있어서 유효하다. 또한, 두께부(42b, 42c)는 수용홈(12b, 12c) 내에 있어서 자유로운 진동이 확보되고 있으므로 소위 매스 댐퍼로서 기능하고, R.V.에 대한 특성 향상에 유효하다. 게다가, 매스 댐퍼로서 기능하는 두께부(42b, 42c)는 베이스(12)의 외주 영역에 배치되므로, R.V.에 대한 특성 향상이 보다 효과적으로 행해진다. 또한, 두께부(42b, 42c)는 작동기(28)의 피봇(32)을 중심으로 한 원의 원주 방향으로 배치되므로, R.V.에 대한 저항으로서 큰 모멘트를 얻을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 댐퍼(42)는 HDD(10)의 음향 특성에 대하여 유효할 뿐만 아니라, R.V.에 대한 특성 향상의 효과를 구비하고 있으며, 그 기술적 가치는 매우 높다. 특히, 단일 부재의 댐퍼(42)로 2개의 기술적 효과를 얻을 수 있는 점은 제조 공정을 포함한 비용면에서도 우위성을 발휘한다.

여기서, 서버 중에 밀집한 상태로 많은 HDD(10)를 배치하는 경우가 있다. 이러한 서버에서는 인접하는 HDD(10)끼리가 음향 내지는 진동에 의한 영향을 서로 미치게 하므로, HDD(10)를 단독으로 사용하는 경우에 비해, 음향 특성 내지는 진동 특성에 대해 엄격한 요구가 있다. 본 실시 형태에 의한 HDD(10)는 이러한 요구에 응할 수 있다.

이상의 댐퍼(42)는 두께부(42b, 42c)를 베이스(12)의 외주 영역에 배치하므로 댐퍼(42)의 외주 영역에 설치하고 있다. 특히, 두께부(42b, 42c)를 R.V.에 대한 매스 댐퍼로서 파악하면, 두께부(42b, 42c)는 베이스의 외주부에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 두께부(42)를 이 위치에 설치할 필요는 없으며, 본 발명에 있어서는 두께부(42b, 42c)는 댐퍼(42)의 어떠한 위치에도 설치할 수 있다. 하지만, HDD(10)에 부착하는 것을 상정하면 베이스(12)에 여러가지의 부품이 배치되어 있으므로 수용홈(12b, 12c)을 설치할 수 있는 공간에는 제약이 있다. 따라서, 두께부(42b, 42c)를 설치하는 위치를 결정할 경우에는 이 점을 고려할 필요가 있다. 또한, 두께부(42b, 42c)는 기판(42a)에 대하여 연속적으로 두께를 증가시킬 수도 있다. 게다가 또한, 댐퍼(42) 상에 도 9에 도시한 평판형의 댐퍼(50)를 부착함으로써 제진 효과를 증대할 수도 있다.

또한, 이상의 댐퍼(42)는 베이스(12)에 배치하는 것을 전제로 하고 있지만, 댐퍼로서 기능하는 것이면 커버(14)측에 배치할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 댐퍼의 공진 주파수를 상기 HDD 음향 주파수 피크 대역으로부터 회피하는 것이 용이한 댐퍼를 제공할 수 있다. 덧붙여서, 본 발명은 R.V.에 대한 특성 향상을 도모할 수 있는 댐퍼를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 삭제
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4. 디스크 드라이브 장치에 장착되어 진동을 억제하는 댐퍼로서,

   상기 디스크 드라이브 장치에 맞닿도록 되어 있는 접합면을 갖는 평판부와,

   상기 평판부의 외주 영역에 배치되고 상기 평판부보다 단위 면적당 질량이 큰 질량 증대부

   를 포함하며,

   상기 질량 증대부는 댐퍼의 다른 부분보다 비중이 큰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
5. 제4항에 있어서, 상기 질량 증대부는 상기 평판부보다 두께가 두터운 두께부를 구비하는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
6. 삭제
7. 회전축을 중심으로 회전 구동되고 데이터 기억이 가능한 디스크 매체와,

   상기 디스크 매체에 대하여 데이터의 판독과 기록을 행하는 헤드를 구비하고 회전축을 중심으로 회전하는 작동기와,

   상기 디스크 매체 및 상기 작동기를 수용하는 하우징과,

   상기 하우징의 외표면에 설치되고, 얇은 부분과 복수의 두꺼운 부분을 가지는 댐퍼

   를 구비하며,

   상기 댐퍼는 상기 하우징보다 비중이 큰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 댐퍼는 그 외주 영역에 형성된 두께가 두터운 두께부와 상기 두께부를 제외한 평판부로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 댐퍼의 평판부는 상기 하우징에 부착되고, 상기 두께부는 상기 하우징과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 두께부는 상기 작동기를 중심으로 한 복수의 위치에 원주방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 댐퍼는 접착제를 통해 상기 하우징에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
12. 삭제
13. 자기적으로 데이터를 기억하는 디스크 매체와,

    상기 디스크 매체를 회전 구동하는 스핀들 모터와,

    상기 디스크 매체에 대하여 데이터의 기억과 재생을 행하기 위한 헤드를 구비하고, 상기 헤드를 상기 디스크 매체에 대하여 탐색하고 피봇을 중심으로 회전 가능한 회전 작동기와,

    상기 디스크 매체, 상기 스핀들 모터 및 상기 회전 작동기를 수용하고, 개구가 있는 상자형 베이스와 상기 개구를 밀봉하는 커버를 구비하는 디스크 엔클로저와,

    상기 베이스의 바닥면에 배치되고, 베이스의 외주 영역에 두께가 두터운 두께부가 형성되어 있는 댐퍼

    를 구비하며,

    상기 베이스는 상기 디스크 매체가 존재하지 않는 외주부에 상기 댐퍼의 두께부를 수용하는 수용 공간을 형성하고,

    상기 댐퍼의 두께부는 상기 수용 공간 내에 진동 가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
14. 제13항에 있어서, 상기 댐퍼의 공진 주파수는 상기 스핀들 모터의 회전에 의해 발생하는 음향 피크 주파수 대역에 속하지 않는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
15. 삭제
16. 자기적으로 데이터를 기억하는 디스크 매체와,

    상기 디스크 매체를 회전 구동하는 스핀들 모터와,

    상기 디스크 매체에 대하여 데이터의 기억과 재생을 행하기 위한 헤드를 구비하고, 상기 헤드를 상기 디스크 매체에 대하여 탐색하고 피봇을 중심으로 회전 가능한 회전 작동기와,

    상기 디스크 매체, 상기 스핀들 모터 및 상기 회전 작동기를 수용하고, 개구가 있는 상자형 베이스와 상기 개구를 밀봉하는 커버를 구비하는 디스크 엔클로저와,

    상기 베이스의 바닥면에 배치되고, 베이스의 외주 영역에 두께가 두터운 두께부가 형성되어 있는 댐퍼

    를 구비하며,

    상기 댐퍼는 상기 베이스보다 비중이 큰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
17. 자기적으로 데이터를 기억하는 디스크 매체와,

    상기 디스크 매체를 회전 구동하는 스핀들 모터와,

    상기 디스크 매체에 대하여 데이터의 기억과 재생을 행하기 위한 헤드를 구비하고, 상기 헤드를 상기 디스크 매체에 대하여 탐색하고 피봇을 중심으로 회전 가능한 회전 작동기와,

    상기 디스크 매체, 상기 스핀들 모터 및 상기 회전 작동기를 수용하고, 개구가 있는 상자형 베이스와 상기 개구를 밀봉하는 커버를 구비하는 디스크 엔클로저와,

    상기 베이스와 소정의 간극을 두고 배치된 매스 댐퍼

    를 포함하며,

    상기 매스 댐퍼는 상기 디스크 엔클로저보다 비중이 큰 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.