KR100468755B1

KR100468755B1 - 하드디스크 드라이브

Info

Publication number: KR100468755B1
Application number: KR10-2002-0042764A
Authority: KR
Inventors: 신상철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-07-20
Filing date: 2002-07-20
Publication date: 2005-01-29
Also published as: KR20040008993A

Abstract

개시된 하드디스크 드라이브는, 디스크를 회전시키는 스핀들모터와, 디스크에 액세스되는 헤드를 회동시키는 액츄에이터와, 스핀들모터와 액츄에이터가 설치되는 메인베이스와, 메인베이스에 가해지는 충격에 의해 이탈됨으로써 이 충격을 흡수할 수 있도록 메인베이스에 착탈가능하게 설치되는 질량체와, 메인베이스와 질량체를 결합시키고 메인베이스에 가해지는 충격에 의해 결합이 해제되어 질량체가 메인베이스로부터 이탈되도록 하는 결합수단을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 외부로부터 충격이 가해졌을 때 질량체가 이탈되면서 충격에너지가 질량체의 운동에너지로 소산되어 하드디스크 드라이브의 다른 구성요소가 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

하드디스크 드라이브{Hard disc drive}

본 발명은 하드디스크 드라이브(HDD:hard disc drive)에 관한 것으로서, 특히 외부로부터 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 개선된 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.

일반적으로, 컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크 드라이브는 회전 되는 디스크의 표면위로 자기헤드를 회동시키면서 이 디스크에 정보를 기록하거나 또는 디스크에 수록된 정보를 재생하는 장치를 말한다.

도 1은 하드디스크 드라이브(HDD)의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브는, 메인베이스(10)에 설치된 스핀들모터(미도시)의 회전축(20)에 회전가능하게 설치된 복수의 하드디스크(30)와, 보이스 코일모터(40)에 의해 상기 하드디스크(30)의 반경방향을 회동되는 액츄에이터아암(50)의 단부에 지지된 헤드(60)와, 이들을 덮는 커버(70)를 구비한다.

상기 구성에 있어서, 데이터의 기록/재생동작시 상기 헤드(60)는 고속으로 회전되는 하드디스크(30)의 반경방향으로 정밀이동되어 하드디스크(30)에 마련된 다수의 트랙중에서 데이터를 기록하거나 또는 재생할 데이터가 기록된 소정 트랙을추종하여 위치되어야 하며, 이는 기록/재생되는 데이터의 신뢰성에 중요한 역할을 하게 된다.

하드디스크(30)가 회전되지 않는 동안은 헤드(60)는 파킹존(parking zone)에 머무르게 되는데, 이 상태에서 하드디스크 드라이브가 외부로부터의 충격에 노출될 수 있다. 이 경우, 충격에너지의 일부는 하드디스크 드라이브의 구성요소의 내부마찰열, 소음 등으로 인해 소산되지만, 이 양은 충격에너지의 극히 일부분에 지나지 않으며, 대부분의 충격에너지는 메인베이스(10), 스핀들모터(미도시), 액츄에이터 아암(50)을 경유하여 하드디스크(30)와 헤드(60)로 전달된다. 이 충격에너지에 의해 하드디스크(30)와 헤드(60)가 진동하게 되며, 서로 미세하게 또는 충격에너지의 강도에 따라 다소 강하게 서로 충돌되거나 반복되는 진동에 의해 서로 마찰된다. 이 충동이나 마찰에 의해 하드디스크에 수록된 정보, 헤드(60), 액츄에이터아암(50)이 손상될 수 있다.

최근에 이르러, 하드디스크 드라이브는 휴대용 저장장치나 오디오, 비디오 시스템의 저장장치로서 주목되고 있는데, 이와 같이 충격에 취약한 단점은 우선적으로 개선되어야 할 문제점이다.

이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인베이스(10)의 외부에 다수의 댐핑성능을 가진 완충부재(80)를 부착시켜 일차적으로 외부의 충격을 줄이고 있다. 그러나 완충부재(80)를 이용한 방식은 짧은 시간에 일어나는 약한 충격에 대해서는 효과적이나, 비교적 큰 충격에는 이 완충부재(80)로 하드디스크 드라이브를 완전히 둘러싸지 않는 한 충격에너지를 효과적으로 흡수하는데 한계가 있다. 특히, 하드디스크 드라이브를 휴대용 저장장치로 사용하는 중에 외부로부터 가해지는 충격에 의한 헤드나 디스크에 수록된 정보의 손실을 방지하기 위해서는 좀 더 효과적인 대비책이 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서 외부로부터 가해지는 충격에 의해 이탈되면서 충격에너지를 흡수하는 질량체를 구비하는 하드디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 하드디스크 드라이브(HDD)의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 일 실시예를 도시한 분해사시도.

도 3은 도 2의 배면도.

도 4는 도 3의 A-A'단면도.

도 5는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 다른 실시예를 도시한 수직 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 또 다른 실시예를 도시한 수직 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,110a,110b,110c......메인베이스 20,120......회전축

30,130......하드디스크 40,140......보이스코일모터

50,150......액츄에이터아암 60,150......헤드

70,170......커버 80......완충부재

112......삽입부 113......돌출부

180a,180b,180c......질량체 181......결합부

190......판스프링 210,240......결합부재

220,230......코일스프링 250......탄성부재

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하드디스크 드라이브는, 디스크를 회전시키는 스핀들모터; 상기 디스크에 액세스되는 헤드를 회동시키는 액츄에이터; 상기 스핀들모터와 상기 액츄에이터가 설치되는 메인베이스; 상기 메인베이스에 가해지는 충격에 의해 이탈됨으로써 이 충격을 흡수할 수 있도록 상기 메인베이스에 착탈가능하게 설치되는 질량체; 상기 메인베이스와 상기 질량체를 결합시키고, 상기 메인베이스에 가해지는 충격에 의해 결합이 해제되어 상기 질량체가 상기 메인베이스로부터 이탈되도록 하는 결합수단;을 포함한다.

여기서, 상기 결합수단은 다양한 구성이 가능하다.

상기 결합수단은 일 예로서, 상기 질량체와 상기 메인베이스와의 사이에 개재되어 쐐기작용을 하는 적어도 하나의 제1탄성부재를 포함할 수 있으며, 상기 제1탄성부재는 V자형상으로 절곡된 판스프링으로 가능하다.

상기 결합수단의 다른 예로서, 상기 질량체에 마련되는 후크 형상의 제1결합부; 상기 제1결합부에 결합되는 제2결합부를 구비하고 상기 메인베이스에 가동될 수 있게 마련되는 결합부재; 상기 제2결합부가 상기 제1결합부에 결합되는 방향으로 상기 결합부재에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재;를 포함할 수 있다.

상기 결합수단의 또 다른 예로서, 상기 메인베이스에 마련되는 제1결합부; 상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부를 구비하고 상기 질량체에 가동될 수 있게 마련되는 결합부재; 상기 제2결합부가 상기 제1결합부에 결합되는 방향으로 상기 결합부재에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재;를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 질량체는 상기 메인베이스에 대해 이탈되는 방향으로 탄성바이어스되도록 설치될 수 있으며, 상기 질량체는 상기 메인베이스의 상기 스핀들모터와 상기 액츄에이터가 설치되는 제1면의 배면인 제2면에 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브에 의하면, 외부로부터 충격이 가해졌을 때 질량체가 이탈되면서 충격에너지가 질량체의 운동에너지로 소산되어 하드디스크 드라이브의 다른 구성요소가 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다.

도 2를 보면, 하드디스크(130), 보이스 코일모터(140), 및 액츄에이터아암(150)의 단부에 마련된 헤드(160)가 설치된 메인베이스(110a)와, 이메인베이스(110a)의 상방으로부터 결합되는 커버(170)와, 메인베이스(110a)의 배면에 결합되는 질량체(180a), 및 이 질량체(180a)를 메인베이스(110a)에 결합시키는 판스프링(190)이 도시되어 있다.

하드디스크(130)는 메인베이스(110a)에 설치되는 스핀들모터(미도시)의 회전축(120)에 결합되어 회전된다. 액츄에이터아암(150)은 보이스 코일모터(140)에 의해 하드디스크(130)의 반경방향으로 회동되면서 그 말단부에 마련된 헤드(160)가 정보가 기록된, 또는 정보를 기록할 트랙을 추적할 수 있도록 제어된다.

이와 같은 구성에 의해, 헤드(160)는 고속으로 회전되는 하드디스크(130)의 반경방향으로 정밀 이동되어, 하드디스크(130)에 마련된 트랙에 데이터를 기록하거나 또는 트랙에 기록된 데이터를 읽어들여 재생시킨다.

도 3은 도 2의 배면도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 A-A'단면도를 도시한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 메인베이스(110a)의 배면(111)에는 질량체(180a)가 삽입되는 삽입부(112)가 마련되어 있다. 이 삽입부(112)의 크기는 질량체(180a)의 크기보다 약간 큰 것이 바람직하다.

질량체(180a)는 4개의 판스프링(190)에 의해 메인베이스(110a)의 배면(111)에 조립된다. 이를 위해 질량체(180a)의 가장자리에는 안쪽으로 파여진 4 개의 결합부(181)가 형성되어 있으며, 메인베이스(110a)의 이 결합부(181)와 대응되는 위치에는 결합부(181)쪽으로 약간 돌출된 돌출부(113)가 형성되어 있다.

판스프링(190)은 스프링 판재를 V자 형상으로 절곡시킨 것으로서제1아암(191)의 단부(194)는 메인베이스(110a)의 돌출부(113)에, 제2아암(192)은 질량체(180a)에 각각 탄성접촉된다. 이 때, 제2아암(192)의 단부에는 질량체(180a)의 배면(182)에 접촉될 수 있는 접촉부(193)를 더 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 메인베이스(110a)의 배면(111)에 형성된 삽입부(112)에 질량체(180a)를 삽입하고, 결합부(181)와 돌출부(113)에 판스프링(190)을 끼워 넣는다. 그러면, 판스프링(190)이 쐐기작용을 하여 메인베이스(110a)와 질량체(180a)가 판스프링(190)의 탄성력에 의해 결합된다.

하드디스크 드라이브에 가해질 수 있는 충격은 기울기 회전낙하(tilt drop), 선형낙하(linear drop), 임의낙하(random drop)에 의한 충격으로 구분할 수 있다. 기울기 회전낙하는 낙하면에 한 모서리가 접촉된 상태에서 마주보는 모서리의 높이를 변화시키면서 낙하하는 것을 말하며, 선형낙하란 낙하면과 하드디스크 드라이브의 충격접촉면이 평행하게 낙하하는 것을 말한다. 또 임의 낙하란 말 그대로 임의의 각도로 낙하되는 것을 말한다. 이 세 종류의 낙하에 의하면, 하드디스크 드라이브의 취급시에 발생될 수 있는 충격상태를 거의 재현할 수 있다. 본 발명의 특징은 이러한 낙하충격이 하드디스크 드라이브에 가해질 때 질량체()가 이탈됨으로써 이 충격에너지를 가능한 한 저감시켜 하드디스크나 헤드 등의 구성요소에 전달되는 충격을 완화하고자 하는 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 구성에 의한 하드디스크 드라이브가 낙하되어 바닥면에 충돌하는 순간, 이 충돌에 따른 질량체(180a)의 관성에 의해 판스프링(190)의 제1아암(191)과 제2아암(192)이 순간적으로 변형되면서 질량체(180a)와메인베이스(110a)를 결합시키고 있던 판스프링(190)의 탄성력의 균형이 깨어진다. 그러면, 질량체(180a)는 메인베이스(110a)로부터 이탈되어 충격에너지의 일정 부분에 해당하는 에너지를 이탈되는 운동에너지로 소모시킨다. 이렇게 됨으로써 하드디스크 드라이브에 가해지는 충격은 질량체(180a)의 관성과 이에 의한 판스프링(190)의 변형 및 메인베이스(110a)로부터 이탈된 질량체(180a)의 운동에너지로 소산되어 헤드(160)나 하드디스크(130) 등의 다른 구성요소로 전달되는 충격을 감소시킨다.

이와 같은 동작이 가능하게 하기 위해 질량체(180a)와 메인베이스(110a)를 결합하는 결합수단은, 비단 상술한 바와 같은 판스프링(190)으로만 가능한 것은 아니며, 갯수 또한 4개에 한정되는 것은 아니다. 쐐기작용을 이용할 수 있다면, 판스프링에 한하지 않고 다소간의 탄성변형이 가능한 재질이라면 다양한 재질이 이용될 수 있으며, 형상 또한 매우 다양하게 응용될 수 있다.

또한, 질량체(180a)는 메인베이스(110a)의 배면(111)에 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 그럴 필요는 없으며, 다양한 위치에 다양한 형상으로 설치될 수 있다. 그러나, 질량체(180a)가 일단 한 번 이탈된 후에도 다시 이를 메인베이스(110a)에 결합하여 사용할 수 있는 경우까지 고려한다면 메인베이스(110a)의 배면(111)쪽에 설치하는 것이 더 바람직하다. 이렇게 하면 충격에 의해 이탈되는 질량체(180a)가 오히려 다른 구성요소와 부딪힐 가능성을 줄일 수 있는 잇점도 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 하드디시크 드라이브의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 질량체(180b)에는 후크형상의 제1결합부(183)가 마련되어 있다. 또한, 메인베이스(110b)의 배면에는 제1결합부(183)에 대응하여 결합되는 제2결합부(211)가 형성된 결합부재(210)가 설치된다. 결합부재(210)는 코일스프링(220)에 의해 지지되어 메인베이스(110b)의 배면에 대해 상하방향으로 탄성적으로 가동될 수 있게 설치된다. 코일스프링(220)은 결합부재(210)가 메인베이스(110b)의 배면에 대해 평행하게 가동되도록 설치될 수도 있으며, 결합부재(210)가 메인베이스(110b)의 배면에 대해 상하방향 및 평행한 방향으로 가동될 수 있도록 다수개가 설치될 수도 있다.

질량체(180b)는 메인베이스(110b)의 배면에 마련된 가이드레일(114)에 의해 지지되어 제1결합부(183)와 제2결합부(211)가 결합됨으로써 메인베이스(110b)에 설치된다.

본 실시예에서는 탄성부재로서 코일스프링(220)을 사용하였으나, 이에 한하는 것은 아니며, 다양한 형태의 다양한 탄성재질을 사용할 수 있다. 또한, 질량체(180b)는 가이드레일(114)에 의해 가이드되고 있으나, 이 또한 제1결합부(183)와 제2결합부(211)에 의해 질량체(180b)가 메인베이스(110b)에 결합될 수 있는 한 다양한 응용이 가능하다.

이와 같은 구성에 의한 하드디스크 드라이브에 낙하충격이 가해지면, 바닥면과의 충돌순간의 질량체(180b)의 관성에 의해 코일스프링(220)이 탄성변형되면서 제1결합부(183)와 제2결합부(211)의 결합이 해제되고 질량체(180b)는 메인베이스(110b)로부터 이탈된다. 이에 의한 충격저감의 효과는 도 2에 대한 설명과 동일하므로 생략한다.

도 6은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 6을 보면, 제1결합부(241)를 구비한 결합부재(240)가 코일스프링(230)에 의해 탄성바이어스되어 질량체(180c)에 설치되어 있고, 제2결합부(115)는 메인베이스(110c)에 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의한 작용효과는 도 5에 대한 것과 동일하므로 생략한다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 질량체(180c)와 메인베이스(110c)와의 사이에 탄성부재(250)가 개재되어 있어, 질량체(180c)가 메인베이스(110c)에 대해 이탈되는 방향으로 탄성바이어스되도록 할 수도 있다. 이 탄성부재(250)는 코일스프링, 판스프링, 점탄성을 가진 고무재질 등 다양한 재질로 만들 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 제1결합부(241)와 제2결합부(115)가 해제되지 않을 정도의 충격에 대해서는 질량체(180c)가 메인베이스(110c)로부터 이탈되지 않고 탄성부재(250)의 탄성력에 의해 자체 진동함으로써 충격에너지를 어느 정도 소산시킨다. 그러나, 층격량이 일정 수준을 넘어서서 제1결합부(241)와 제2결합부(115)가 해제되면 질량체(180c)가 메인베이스(110c)로부터 이탈되어, 이 질량체(180c)의 운동에너지에 의해 충격에너지를 소산시킨다. 또한, 이와 같은 구성에 의하면, 낙하충격외에, 하드디스크 드라이브의 회전체의 밸런싱불량에 의한 자체 진동도 질량체(180c)와 탄성부재(250)가 마치 동흡진기와 같이 동작하면서 어느 정도 흡수할 수 있는 잇점이 있다.

이처럼 본 발명에 따르면, 낙하충격은 물론 자체 진동까지 어느 정도 소산시킬 수 있으며, 이탈된 질량체를 다시 조립하여 사용할 수 있어 반영구적인 충격저감성능을 보유한 하드디스크 드라이브의 실현이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 충격에너지를 이탈되는 질량체의 운동에너지로 소산시킬 수 있음은 물론 하드디스크 드라이브의 자체 진동도 어느 정도 흡수할 수 있어, 휴대용 저장장치로서의 하드디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 이탈된 질량체를 다시 조립하여 사용할 수 있으므로 반영구적인 충격흡수성능을 보유한 하드디스크 드라이브의 실현이 가능하다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

디스크를 회전시키는 스핀들모터와, 상기 디스크에 액세스되는 헤드를 회동시키는 액츄에이터와, 상기 스핀들모터와 상기 액츄에이터가 설치되는 메인베이스를 포함하는 하드디스크 드라이브에 있어서,

질량체;

상기 질량체를 상기 메인베이스에 탄성적으로 결합시키고, 상기 메인베이스에 충격이 가해지면 상기 질량체가 상기 메인베이스로부터 이탈되도록 탄성적으로 변형되는 결합수단;을 포함하여,

상기 결합수단의 변형에너지와 상기 질량체의 운동에너지에 의하여 상기 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 결합수단은,

상기 질량체와 상기 메인베이스와의 사이에 개재되어 쐐기작용을 하는 적어도 하나의 제1탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제2항에 있어서,

상기 제1탄성부재는 V자형상으로 절곡된 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 결합수단은,

상기 질량체에 마련되는 후크 형상의 제1결합부;

상기 제1결합부에 결합되는 제2결합부를 구비하고 상기 메인베이스에 가동될 수 있게 마련되는 결합부재;

상기 제2결합부가 상기 제1결합부에 결합되는 방향으로 상기 결합부재에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 결합수단은,

상기 메인베이스에 마련되는 제1결합부;

상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부를 구비하고 상기 질량체에 가동될 수 있게 마련되는 결합부재;

상기 제2결합부가 상기 제1결합부에 결합되는 방향으로 상기 결합부재에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 질량체는 상기 메인베이스에 대해 이탈되는 방향으로 탄성바이어스되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 질량체는 상기 메인베이스의 상기 스핀들모터와 상기 액츄에이터가 설치되는 제1면의 배면인 제2면에 설치되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
제7항에 있어서,

상기 질량체는 상기 메인베이스에 대해 이탈되는 방향으로 탄성바이어스되도록 설치되며,

상기 결합수단은,

상기 메인베이스에 마련되는 제1결합부;

상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부를 구비하고 상기 질량체에 가동될 수 있게 마련되는 결합부재;

상기 제2결합부가 상기 제1결합부에 결합되는 방향으로 상기 결합부재에 탄성력을 부여하는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.