KR100524981B1

KR100524981B1 - 흡착 필터를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 디스크드라이브

Info

Publication number: KR100524981B1
Application number: KR10-2003-0054784A
Authority: KR
Inventors: 신상철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-10-31
Also published as: JP2005056559A; EP1505604A3; US20050030664A1; EP1505604A2; DE602004029310D1; EP1505604B1; KR20050017711A; US7336439B2

Abstract

흡착 필터를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 디스크 드라이브가 개시된다. 개시된 액츄에이터는, 데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 것으로, 디스크 드라이브의 내부에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암과, 스윙 아암의 선단부에 결합되어 헤드가 탑재된 슬라이더를 지지하는 서스펜션과, 스윙 아암의 일 측에 디스크의 회전에 따른 공기의 유동 방향과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터를 구비한다. 상기 흡착 필터는 스윙 아암의 일 측면에 직접 접착되거나, 그 배면에 돌출 형성되어 스윙 아암의 상면과 저면 중 적어도 하나의 면에 접착되는 지지부에 의해 지지될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 유동 방향과 마주보도록 배치된 흡착 필터에 의해 디스크 드라이브 내부의 이물질이 효과적으로 포집될 수 있으므로, 이물질로 인한 디스크 표면과 헤드의 손상이 방지된다.

Description

흡착 필터를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 디스크 드라이브{Actuator with absorption filter and disk drive having the same}

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크 드라이브 내부의 이물질을 흡착하는 흡착 필터를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 디스크 드라이브에 관한 것이다.

컴퓨터의 정보 저장 장치들 중의 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 읽기/쓰기 헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다. 이러한 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 헤드는 회전하는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 액츄에이터에 의해 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행하게 된다.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 램프와 액츄에이터의 서스펜션 부위를 확대하여 도시한 사시도이다.

도 1과 도 2를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브에는 베이스 플레이트(10) 상에 설치된 스핀들 모터(12)와, 상기 스핀들 모터(12)에 고정 설치된 하나 또는 그 이상의 디스크(20)와, 데이터의 재생 및 기록을 위한 읽기/쓰기 헤드(미도시)를 디스크(20) 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터(30)가 구비된다. 상기 액츄에이터(30)는, 베이스 플레이트(10)에 설치된 피봇 베어링(31)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(32)과, 스윙 아암(32)의 일측 단부에 설치되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더(34)를 디스크(20)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션(33)과, 스윙 아암(32)을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)를 가진다. 상기 보이스 코일 모터는 스윙 아암(32)의 타측 단부에 결합되는 VCM 코일(36)과, VCM 코일(36)의 하부에 설치되는 하부 요크(37)와, 하부 요크(37)의 상면에 부착된 마그네트(38)를 구비한다. 한편, 상기 보이스 코일 모터는 도시되지는 않았지만 VCM 코일(36)의 상부에 설치되는 상부 요크와, 상부 요크의 저면에 부착되는 마그네트를 구비할 수 있다.

상기한 구성을 가진 보이스 코일 모터는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일(36)에 입력되는 전류와 마그네트(38)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 스윙 아암(32)을 회전시키게 된다. 즉, 하드 디스크 드라이브의 전원이 온(on)되어 디스크(20)가 화살표 D방향으로 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터는 스윙 아암(32)을 반시계방향(화살표 A방향)으로 회전시켜 읽기/쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더(34)를 디스크(20)의 기록면 위로 이동시킨다. 상기 슬라이더(34)는 회전하는 디스크(20)에 의해 발생되는 양력에 의해 디스크(20)의 표면으로부터 소정 높이, 예컨대 대략 13nm 정도 부상하게 되고, 이와 같은 상태에서 슬라이더(34)에 탑재된 헤드는 디스크(20)의 기록면에 대해 데이터를 재생하거나 기록하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 하드 디스크 드라이브가 작동하지 않는 때, 즉 디스크(20)의 회전이 정지된 때에는 상기 헤드가 디스크(20)의 기록면에 부딪치지 않도록 상기 헤드를 디스크(20)의 기록면을 벗어난 위치에 파킹시키게 된다. 이러한 헤드 파킹 시스템은 크게 CSS(Contact Start Stop) 방식과 램프(Ramp) 로딩 방식으로 나뉠 수 있다. CSS 방식은 디스크(20)의 내주측에 데이터가 기록되지 않는 파킹존을 마련하고, 그 파킹존에 상기 헤드를 접촉시켜 파킹시키는 방식이다. 그러나, CSS 방식의 헤드 파킹 시스템에 의하면, 디스크(20)의 내주측에 파킹존이 마련되어야 하므로 데이터 저장 공간이 줄어들게 되는 단점이 있다. 따라서, 최근에는 점차 높은 데이터 기록 밀도를 요구하는 추세에 부응하여, 보다 넓은 데이터 저장 공간을 확보할 수 있는 램프 로딩 방식의 헤드 파킹 시스템이 널리 채용되고 있다.

상기 램프 로딩 방식은 디스크(20)의 외곽측에 램프(40)를 설치하고, 이 램프(40) 위에 상기 헤드를 파킹시키는 방식이다. 이를 위해, 서스펜션(33)의 단부에는 상기 램프(40)의 지지면(41)에 접촉 지지되는 엔드-탭(end-tab, 35)이 연장 형성되어 있다. 그리고, 상기 엔드-탭(35)은 램프(40)의 지지면(41)과의 접촉면적을 줄이기 위해 일반적으로 지지면(43)쪽으로 볼록한 형상을 가지고 있다.

하드 디스크 드라이브의 전원이 오프(off)되어 디스크(20)의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터는 스윙 아암(32)을 시계방향(화살표 B방향)으로 회전시키게 되고, 이에 따라 엔드-탭(35)은 디스크(20)로부터 램프(40)의 지지면(41) 상으로 언로딩된다. 반대로, 하드 디스크 드라이브의 전원이 온(on)되어 디스크(20)가 회전하기 시작하면, 전술한 바와 같이 스윙 아암(32)의 회전에 의해 엔드-탭(35)은 램프(40)의 지지면(41)으로부터 디스크(20) 위로 로딩된다.

상기한 바와 같이 읽기/쓰기 헤드가 램프(40)에 파킹된 상태에서, 디스크 드라이브에 가해지는 외부 충격이나 진동에 의해 액츄에이터(30)가 임의로 회전하여 상기 헤드가 램프(40)를 벗어나 디스크(20)의 기록면으로 이동될 수 있다. 이와 같은 경우에는 상기 헤드가 디스크(20)의 기록면에 접촉되어 헤드와 디스크(20)의 기록면이 손상될 수 있다. 따라서, 디스크(20)의 회전이 정지되어 헤드가 램프(40)에 파킹된 상태에서는 액츄에이터(30)를 임의로 회전하지 않도록 일정 위치에 로킹시킬 필요가 있으며, 이를 위해 액츄에이터 래치(50)가 마련되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 구조를 가진 하드 디스크 드라이브 내부에는 파티클이나 가스 등과 같은 이물질이 발생하게 된다. 이러한 이물질은 주로 아래와 같은 상황에서 발생한다. 상기 엔드-탭(35)이 디스크(20)쪽으로 이동하거나 램프(40)의 지지면(41) 위로 이동할 때에는, 엔드-탭(35)과 램프(40)의 지지면(41) 사이에 슬라이딩 마찰이 일어나게 된다. 이러한 마찰이 반복되면, 일반적으로 플라스틱으로 이루어진 램프(40)의 지지면(41)이 마모되어 파티클이 발생된다. 도 3은 엔드-탭(35) 주위에 부착되어 있는 파티클을 보여준다. 그리고, 헤드가 디스크(20)의 표면 위에 부상하여 있을 때, 외부의 충격이나 진동에 의해 헤드가 디스크(20)의 표면에 충돌하여 헤드와 디스크(20)의 마찰과 마모로 인해서도 파티클이 발생하게 된다. 또한, 하드 디스크 드라이브에는 전착(electrodeposition) 코팅이나 니켈 코팅이 된 부품과, 액츄에이터(30)의 VCM 코일(36) 결합부와 램프(40)와 같이 플라스틱으로 이루어진 부품이 많다. 서보 보상(servo compensation), 결함 제거(defect free) 및 헤드의 성능(head performance) 검증을 위한 번인(burn-in)과정이나 디스크 드라이브의 구동 후 일정 시간 경과하면 디스크 드라이브가 고온의 상태가 되는데, 이러한 고온 상태에서 상기 부품들에서 가스가 발생하게 된다. 이 가스 분자들은 디스크 드라이브 내부에서 브라운 운동을 하다가 서로 화학적 반응을 일으키거나 서로 충돌하게 되고, 이에 따라 수백 nm 크기의 파티클이 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이 발생된 파티클은 디스크(20)의 회전으로 인해 야기되는 공기의 흐름을 따라 하드 디스크 드라이브 내에서 유동하게 된다. 이렇게 유동되는 파티클의 크기는 수 nm 에서 수백 nm 까지 다양하다. 상기 헤드와 디스크(20) 사이의 간격, 즉 헤드의 부상고(flying height)보다 큰 파티클은 헤드와 충돌하여 헤드의 자세를 변화시키고, 이에 따라 헤드가 디스크(20)에 접촉되어 디스크(20)의 기록면에 스크래치를 발생시켜 자기 신호를 손상시킨다. 또한, 파티클과 헤드의 충돌로 인해 헤드의 읽기/쓰기 센서가 손상되어 그 기능이 상실될 수 있다. 한편, 헤드의 부상고보다 작은 파티클은 헤드와 디스크(20)의 표면 사이로 침입하여 헤드를 손상시키거나 디스크의 표면에 스크래치를 발생시킨다.

최근에, 하드 디스크 드라이브는 초경량화, 고용량화 및 소형화 쪽으로 그 개발이 진행되고 있다. 이에 따라, 디스크(20)의 저장 용량이 크게 증가하게 되어, 현재 디스크(20)의 트랙 밀도가 90,000TPI(track per inch)에 이르고, 트랙 폭이 11μinch 정도에 이르게 되었다. 그리고, 향후에는 디스크(20)의 트랙 밀도가 130,000TPI로, 트랙 폭이 7.7μinch로 발전할 것이 예상된다. 이에 따라, 헤드의 부상고가 점차 낮아지게 되어 보다 작은 파티클에 의해서도 헤드가 쉽게 손상될 수 있으며, 보다 작은 스크래치에 의해서도 디스크 표면의 자기 신호가 쉽게 손상될 수 있다.

따라서, 상기한 문제점들을 방지하기 위해서는 디스크 드라이브 내부에 발생되는 파티클이나 가스 등의 이물질을 포집하여 제거할 필요가 있다. 종래에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(10)의 한쪽 구석에 순환 필터(60)를 배치하여 디스크 드라이브 내부에서 유동하는 공기에 함유된 파티클 등의 이물질을 필터링하고 있다. 그런데, 이러한 순환 필터(60)로는 아래에서 설명되는 바와 같이 만족할만한 필터링 효과를 얻지 못하는 단점이 있다.

도 4는 도 1에 도시된 종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서 회전하는 디스크의 표면과 그 주변에서의 파티클의 유동 속도 분포에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 디스크 드라이브 내부에는 디스크의 회전에 의해 공기의 유동이 형성되며, 이 공기 유동에 따라 디스크 드라이브 내부의 파티클도 함께 유동하게 된다. 파티클의 유동 속도는 공기의 유동 속도에 거의 비례하게 되며, 이에 따라 디스크의 외주측에 가까울수록 파티클의 유동 속도가 빠르고 디스크의 내주측에 가까울수록 파티클의 유동 속도가 느려지게 된다. 그리고, 종래의 순환 필터가 배치된 영역(R)에서는 파티클의 유동 속도가 거의 0에 가깝고 파티클이 거의 없다. 파티클의 유동 속도가 0에 가깝다는 사실은 순환 필터쪽으로 공기의 흐름이 거의 유입되지 않는다는 것을 설명해 주며, 이는 종래의 순환 필터가 파티클의 포집에 있어서 거의 제 기능을 하지 못한다는 것을 의미한다.

따라서, 순환 필터가 파티클 포집의 제 기능을 최대한 발휘할 수 있도록 하기 위해서는, 순환 필터쪽으로 공기의 흐름을 유도하는 구조를 가지거나 순환 필터의 위치를 이동시킬 필요가 있다. 순환 필터쪽으로 공기의 흐름을 유도하기 위해서는, 공기의 흐름이 필터에 도착하기 전의 영역에서 베이스 플레이트와 디스크 사이의 간격을 현재보다 크게 넓혀야 한다. 그러나, 이는 디스크의 원주방향 및 상하방향에서 공기의 유동 속도를 변화시키고, 이로 인해 디스크의 표면에 가해지는 압력이 변하여 디스크의 진동이 야기된다. 이는 트랙비정렬(TMR; track misregistration)을 크게 하여 하드 디스크 드라이브의 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 따라서, 필터쪽으로 공기 유동을 유도하기 위한 베이스 플레이트의 구조 변경은 바람직한 해결 방법이 될 수 없다.

한편, 도 5에는 일본 공개특허공보 2001-76478호에 개시된 자기 디스크 장치의 액츄에이터가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 액츄에이터(70)의 스윙 아암(71)에는 헤드가 탑재된 슬라이더(72)와 가스흡착재(80)가 부착되어 있다. 상기 가스흡착재(80)는 스윙 아암(71)의 디스크에 대향하는 면에 부착되어 하드 디스크 표면상의 오염물질을 흡착하도록 되어 있다. 그러나, 상기 가스흡착재(80)는 스윙 아암(71)의 디스크 대향면에 부착되므로 그 두께에 제한을 받는다. 즉, 가스흡착재(80)의 두께는 스윙 아암(71)과 디스크 사이의 간격보다 클 수 없으며, 슬라이더(72)의 두께보다 두꺼울 수 없다. 따라서, 스윙 아암(71)의 디스크 대향면에 부착되는 가스흡착재(80)는 그 두께가 매우 작을 수 밖에 없으므로, 수 nm 정도의 크기를 가진 가스의 포집은 가능하지만 수백 nm 정도의 크기를 가진 파티클은 쉽게 포집할 수 없다. 또한, 상기 가스흡착재(80)는 공기의 유동 방향과 평행하게 배치되므로, 가스 및 파티클의 포집 효율이 낮은 단점이 있다.

그리고, 상기 가스흡착재(80)는 다수의 박판 형상의 스윙 아암(71)이 적층된 구조를 가진 액츄에이터(70)에만 적용될 수 있다. 그러나, 다수의 스윙 아암이 "E" 형상의 하나의 블록으로 구성된 경우에는, 각 스윙 아암 사이의 간격이 좁아서 각 스윙 아암의 디스크 대향면에 상기 가스 흡착재를 부착하는 것은 매우 곤란하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 공기 유동 방향과 마주보도록 배치되어 디스크 드라이브 내부의 이물질을 효과적으로 흡착할 수 있는 흡착 필터를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,

상기 디스크 드라이브의 내부에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암;

상기 스윙 아암의 선단부에 결합되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더를 지지하는 서스펜션; 및

상기 스윙 아암의 일 측에 상기 디스크의 회전에 따른 공기의 유동 방향과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터를 제공한다.

여기에서, 상기 흡착 필터는 상기 스윙 아암의 일 측면에 접착될 수 있다.

한편, 상기 흡착 필터의 배면에는 상기 스윙 아암의 상면과 저면 중 적어도 하나의 면에 접착되어 상기 흡착 필터를 지지하는 지지부가 돌출 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 흡착 필터의 높이는 상기 스윙 아암의 측면 높이보다 높은 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡착 필터의 공기 유동 방향과 마주보는 표면은 상기 디스크의 표면에 대해 수직으로 형성될 수도 있으며, 공기의 원활한 유동을 위해 상기 디스크의 표면에 대해 경사지게 형성될 수도 있다. 후자의 경우, 상기 흡착 필터의 표면은 유선형의 곡면으로 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

스핀들 모터와, 상기 스핀들 모터에 설치된 적어도 하나의 디스크와, 데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 상기 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터와, 상기 액츄에이터를 회전시키기 위한 보이스 코일 모터를 가진 디스크 드라이브에 있어서,

상기 액츄에이터는,

상기 디스크 드라이브의 내부에 회동 가능하게 설치된 스윙 아암;

상기 스윙 아암의 일 측에 상기 디스크의 회전에 따른 공기의 유동 방향과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브를 제공한다.

이와 같은 구성에 의하면, 공기 유동 방향과 마주보도록 배치된 흡착 필터에 의해 디스크 드라이브 내부의 이물질이 효과적으로 포집될 수 있으므로, 이물질로 인한 디스크 표면과 헤드의 손상이 방지된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 액츄에이터 및 이를 구비한 디스크 드라이브의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 6은 본 발명에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 도시한 사시도이다.

도 6과 도 7을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 디스크 드라이브는, 스핀들 모터(112)와, 적어도 하나의 디스크(120)와, 흡착 필터(170)를 가진 액츄에이터(130)와, 보이스 코일 모터를 구비한다.

상기 스핀들 모터(112)는 하드 디스크 드라이브의 베이스 플레이트(110) 상에 설치되며, 이 스핀들 모터(112)의 허브에 적어도 하나의 디스크(120)가 고정 설치되어 허브와 함께 회전하게 된다.

상기 액츄에이터(130)는, 데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 상기 디스크(120) 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 것으로, 스윙 아암(132)과, 상기 헤드가 탑재된 슬라이더(134)와, 서스펜션(133)과, 흡착 필터(170)를 구비한다.

상기 스윙 아암(132)은 베이스 플레이트(110)에 설치된 피봇 베어링(131)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 서스펜션(133)은 스윙 아암(132)의 선단부에 결합되어 상기 슬라이더(134)를 디스크(120)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지한다.

상기 흡착 필터(170)는 본 발명의 특징부로서, 상기 스윙 아암(132)의 일 측에 디스크(120)의 회전에 따른 공기의 유동 방향(F)과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 기능을 하게 된다. 이에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명하기로 한다.

상기 보이스 코일 모터는 상기 액츄에이터(130)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 것으로, 상기 스윙 아암(132)의 후단부에 결합되는 VCM 코일(136)과, VCM 코일(136)의 하부에 설치되는 하부 요크(137)와, 하부 요크(137)의 상면에 부착된 마그네트(138)를 구비한다. 한편, 상기 보이스 코일 모터는 도시되지는 않았지만 VCM 코일(136)의 상부에 설치되는 상부 요크와, 상부 요크의 저면에 부착되는 마그네트를 더 구비할 수 있다. 상기한 구성을 가진 보이스 코일 모터는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일(136)에 입력되는 전류와 마그네트(138)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 스윙 아암(132)을 회전시키는 기능을 하게 된다.

그리고, 디스크 드라이브에는 디스크(120)의 회전이 정지된 때 상기 헤드가 디스크(120)의 기록면에 부딪치지 않도록 상기 헤드를 디스크(120)의 기록면을 벗어난 위치에 파킹시키는 램프 로딩 방식의 헤드 파킹 시스템이 마련된다. 구체적으로, 디스크(120)의 외곽측에는 램프(140)가 설치되고, 액츄에이터(130)의 서스펜션(133) 단부에는 상기 램프(140)의 지지면(141)에 접촉 지지되는 엔드-탭(135)이 연장 형성된다. 디스크(120)이 회전이 정지되면, 보이스 코일 모터에 의해 상기 액츄에이터(130)는 화살표 B방향으로 회전되고, 이에 따라 액츄에이터(130)의 엔드-탭(135)이 램프(140)의 지지면(141) 상에 파킹된다.

또한, 디스크 드라이브에는 상기한 바와 같이 읽기/쓰기 헤드가 램프(140)에 파킹된 상태에서, 디스크 드라이브에 가해지는 외부 충격이나 진동에 의해 액츄에이터(130)가 임의로 회전하지 못하도록 로킹시키는 액츄에이터 래치(150)가 마련된다.

상기한 바와 같은 구성을 가진 디스크 드라이브 내부에는 전술한 바와 같이 파티클이나 가스와 같은 이물질이 발생된다. 이러한 이물질은 디스크(120)의 표면과 헤드를 손상시켜 디스크 드라이브의 성능에 여러가지 악영향을 미치게 된다.

이와 같은 문제점을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 액츄에이터(130)는 상기한 바와 같이 이물질을 흡착하는 흡착 필터(170)를 가진다. 상기 흡착 필터(170)는 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132) 일 측에 디스크(120)의 회전에 따른 공기의 유동 방향(F)과 마주보도록 부착된다.

디스크 드라이브의 전원이 온(on)되어 디스크(120)가 화살표 D방향으로 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터는 액츄에이터(130)를 반시계방향, 즉 화살표 A방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라 스윙 아암(132)과 흡착 필터(170)는 디스크(120) 상에 위치하게 된다. 이와 동시에, 디스크(120)의 회전에 의해 공기의 유동이 형성되고, 이 공기의 유동은 디스크(120)의 회전 방향에 따라 화살표 F방향으로 이루어진다. 이 때, 상기 흡착 필터(170)가 공기의 유동 방향(F)과 마주보도록 배치되어 있으므로, 유동 공기 내에 함유된 파티클이나 가스와 같은 이물질이 흡착 필터(170)의 표면에 접촉될 가능성이 높아지게 되고, 이에 따라 흡착 필터(170)에 의한 이물질의 포집 효율이 향상될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이터(130)에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스윙 아암(132)은 디스크(120)의 수에 따라 복수개가 마련될 수 있으며, 복수의 스윙 아암(132)은 하나의 "E" 형상의 블록으로 구성될 수 있다. 이 경우, 스윙 아암(132) 각각은 대략 1mm 정도의 비교적 두꺼운 높이를 가지게 되며, 또한 스윙 아암(132)의 피봇 베어링(131)에 인접한 부위의 측면은 비교적 넓은 평면을 이루게 된다. 따라서, 상기 흡착 필터(170)는 스윙 아암(132)의 일 측면, 즉 디스크(120)의 회전에 따른 공기의 유동 방향(F)과 마주보는 측면에 접착제를 사용하여 견고하게 접착될 수 있다. 그리고, 흡착 필터(170)의 부착을 위해 스윙 아암(132)의 형상이나 구조를 변경할 필요가 없으므로, 기존의 액츄에이터에도 상기 흡착 필터(170)를 간단하게 적용할 수 있다.

또한, 상기 흡착 필터(170)는 스윙 아암(132)의 측면에 접착되므로 디스크(120)에 간섭될 염려가 없어서, 비교적 두꺼운 두께, 예컨대 1mm 내지 수 mm 정도의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 상기 흡착 필터(170)는 수 nm 크기의 비교적 작은 파티클 뿐만 아니라 수백 nm 크기의 큰 파티클도 용이하게 흡착할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 흡착 필터(170)는 통상적으로 완충성을 가진다. 따라서, 이러한 흡착 필터(170)가 스윙 아암(130)에 접착되면, 흡착 필터(170)의 댐핑 작용으로 인해 액츄에이터(130)의 진동이 저감되는 부가적인 장점이 있다.

한편, 상기 디스크 드라이브에는 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)에 부착되는 상기 흡착 필터(170) 외에 베이스 플레이트(110)의 한쪽 구석에 설치되어 유동 공기 중의 파티클을 필터링하는 순환 필터(160)가 더 구비될 수도 있다.

도 8a 내지 도 8e는 도 7에 표시된 X-X'선을 따른 액츄에이터의 부분 확대 단면도들로서, 흡착 필터의 다양한 형상을 보여준다.

먼저 도 8a를 참조하면, 상기 흡착 필터(170)의 공기 유동 방향(F)과 마주보는 표면(171)은 디스크(120)의 표면에 대해 수직으로 형성된다. 이 경우에는 디스크(120)의 회전에 의해 형성된 공기 유동 방향(F)에 대해 흡착 필터(170)의 표면(171)이 수직을 이루게 되므로, 유동 공기 내에 함유된 이물질이 흡착 필터(170)의 표면에 충돌할 기회가 많아지게 되어 흡착 필터(170)의 이물질 포집 효율이 높은 장점이 있으며, 또한 흡착 필터(170)의 형상이 단순하여 쉽게 제조될 수 있는 장점이 있다.

다음으로 도 8b와 도 8c를 참조하면, 상기 흡착 필터(170)의 공기 유동 방향(F)과 마주보는 표면(171)은 디스크(120)의 표면에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 흡착 필터(170)가 접착되는 스윙 아암(132)의 측면은 디스크(120)의 표면에 대해 수직으로 형성되고, 흡착 필터(170)의 일측 표면(171)만 경사지게 형성될 수 있다. 한편, 도 8c에 도시된 바와 같이, 스윙 아암(132)의 측면이 디스크(120)의 표면에 대해 경사지게 형성되고, 흡착 필터(170)는 일정한 두께로 제조될 수 있다. 이 경우, 일정한 두께를 가진 흡착 필터(170)를 스윙 아암(132)의 경사진 측면에 접착시키게 되면, 흡착 필터(170)의 표면(171)이 디스크(120)의 표면에 대해 경사지게 된다.

도 8d와 도 8e를 참조하면, 상기 흡착 필터(170)의 표면(171)은 디스크(120)의 표면에 대해 경사진 유선형의 곡면으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 8d에 도시된 바와 같이, 흡착 필터(170)가 접착되는 스윙 아암(132)의 측면은 디스크(120)의 표면에 대해 수직으로 형성되고, 흡착 필터(170)의 일측 표면(171)만 디스크(120)의 표면에 대해 경사진 유선형의 곡면으로 형성될 수 있다. 한편, 도 8e에 도시된 바와 같이, 스윙 아암(132)의 측면이 유선형의 곡면으로 형성되고, 흡착 필터(170)는 일정한 두께로 제조될 수 있다. 이 경우, 일정한 두께를 가진 흡착 필터(170)를 스윙 아암(132)의 유선형 곡면에 접착시키게 되면, 흡착 필터(170)의 표면(171)이 디스크(120)의 표면에 대해 경사진 유선형의 곡면을 이루게 된다.

도 8b 내지 도 8e에 도시된 형상의 흡착 필터(170)에 의하면, 흡착 필터(170) 부근에서 공기의 흐름이 보다 원활하게 이루어지게 되므로 난류로 인한 디스크(120)의 진동 발생이 억제될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9에 표시된 Y-Y'선을 따른 액츄에이터의 부분 확대 단면도이다.

도 9와 도 10을 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터(230)는, 피봇 베어링(231)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(232)과, 읽기/쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더(234)와, 스윙 아암(232)의 선단부에 결합되어 상기 슬라이더(234)를 지지하는 서스펜션(233)과, 본 발명의 특징부로서 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터(270)를 구비한다. 그리고, 서스펜션(233)의 선단부에는 엔드-탭(235)이 마련되어 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이터(230)에 있어서, 상기 스윙 아암(232)은 디스크(120)의 수에 따라 복수개가 마련될 수 있으며, 복수의 스윙 아암(232)은 각각 박판 형상으로 형성되어 그들 사이에 스페이서(239)를 개재하여 적층된다. 이와 같은 구조를 가진 스윙 아암(232)은 대략 0.2mm 정도의 매우 얇은 두께를 가진 스테인레스 강판으로 이루어지므로, 그 측면의 높이도 매우 낮다. 반면에, 스윙 아암(232)과 디스크(120) 사이의 간격은 전술한 제1 실시예에 비해 넓다.

이와 같이 스윙 아암(232)의 측면, 즉 디스크(120)의 회전에 따른 공기의 유동 방향(F)과 마주보는 측면의 높이가 낮으므로, 흡착 필터(270)를 스윙 아암(232)의 측면에만 접착하게 되면 그 접착 강도가 충분하지 않을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 흡착 필터(270)의 배면에 두 개의 지지부(272)를 돌출 형성하여, 상기 두 개의 지지부(272)가 스윙 아암(232)의 상면과 저면에 각각 접착되어 흡착 필터(270)를 지지하도록 구성한다. 그리고, 상기 지지부(272)와 스윙 아암(232)의 접착 면적은 흡착 필터(270)를 견고하게 지지할 수 있는 충분한 접착 강도를 가지도록 가능한 한 넓은 것이 바람직하다. 한편, 상기 지지부(272)는 스윙 아암(232)의 상면과 저면 중 어느 한 면에만 접착되도록 하나만 형성될 수도 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 흡착 필터(270)는 스윙 아암(232)에 보다 넓게 접착되는 지지부(272)에 의해 견고하게 지지될 수 있다. 또한, 전술한 제1 실시예에서와 마찬가지로, 흡착 필터(270)의 부착을 위해 스윙 아암(232)의 형상이나 구조를 변경할 필요가 없으므로, 기존의 액츄에이터에도 상기 흡착 필터(270)를 간단하게 적용할 수 있다. 그리고, 스윙 아암(232)과 디스크(120) 사이의 간격이 넓어서 상기 흡착 필터(270)의 높이를 스윙 아암(232)의 측면 높이보다 높게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 흡착 필터(270)의 공기 유동 방향(F)과 마주보는 표면(271)이 충분한 높이를 가지게 되므로, 이물질 흡착 면적이 넓어지게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 복수의 박판 형상의 스윙 아암(232)이 적층된 구조를 가지는 액츄에이터(230)에 있어서도, 상기 흡착 필터(270)를 스윙 아암(232)의 일 측에 디스크(120)의 회전에 따른 공기의 유동 방향(F)과 마주보도록 부착할 수 있게 된다. 따라서, 전술한 제1 실시예에서와 같이 흡착 필터(270)에 의한 이물질의 포집 효율이 향상될 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 액츄에이터(230)에 있어서도, 상기 흡착 필터(270)의 표면(271)은 디스크(120)의 표면에 대해 수직으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 흡착 필터(270)의 표면(271)은, 도 8b 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 디스크(120)의 표면에 대해 경사지게 형성되거나, 경사진 유선형의 곡면으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 흡착 필터(270)는 전술한 제1 실시예에서와 같이 수 nm 크기의 비교적 작은 파티클 뿐만 아니라 수백 nm 크기의 큰 파티클도 용이하게 흡착할 수 있는 장점과 댐핑 작용으로 인해 액츄에이터(230)의 진동을 저감시키는 장점을 가진다.

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. 예컨대, 위에서 본 발명은 램프 로딩 방식의 하드 디스크 드라이브를 기준으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 CSS 방식의 하드 디스크 드라이브에도 채용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 액츄에이터에 의하면, 스윙 아암의 측면에 공기 유동 방향과 마주보도록 흡착 필터가 배치되므로, 흡착 필터에 의한 디스크 드라이브 내부의 이물질 포집 효율이 향상될 뿐만 아니라 수백 nm 크기의 큰 파티클도 용이하게 포집할 수 있게 된다. 따라서, 이물질로 인한 디스크 표면과 헤드의 손상이 방지되어 디스크 드라이브의 성능과 신뢰성이 향상된다.

그리고, 스윙 아암에 부착된 흡착 필터의 댐핑 작용으로 인해 액츄에이터의 진동이 저감될 수 있다.

또한, 본 발명은 다수의 스윙 아암이 하나의 블록으로 구성된 액츄에이터 뿐만 아니라 다수의 박판 형상의 스윙 아암이 적층된 구조의 액츄에이터에도 용이하게 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 램프와 액츄에이터의 서스펜션 부위를 확대하여 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 엔드-탭 부위의 파티클을 보여주는 현미경 사진이다.

도 5는 일본 공개특허공보 2001-76478호에 개시된 자기 디스크 장치의 액츄에이터를 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 흡착 필터를 가진 액츄에이터를 도시한 사시도이다.

도 10은 도 9에 표시된 Y-Y'선을 따른 액츄에이터의 부분 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...베이스 플레이트 112...스핀들 모터

120...디스크 130,230...액츄에이터

131,232...피봇 베어링 132,232...스윙 아암

133,233...서스펜션 134,234...슬라이더

135,235...엔드-탭 136...VCM 코일

137...하부 요크 138...마그네트

140...램프 141...지지면

150...액츄에이터 래치 160...순환 필터

170,270...흡착 필터 272...지지부

239...스페이서

Claims

데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,

상기 디스크 드라이브의 내부에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암;

상기 스윙 아암의 선단부에 결합되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더를 지지하는 서스펜션; 및

상기 스윙 아암의 일 측에 상기 디스크의 회전에 따른 공기의 유동 방향과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 1항에 있어서,

상기 흡착 필터는 상기 스윙 아암의 일 측면에 접착된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 1항에 있어서,

상기 흡착 필터의 배면에는 상기 스윙 아암의 상면과 저면 중 적어도 하나의 면에 접착되어 상기 흡착 필터를 지지하는 지지부가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 3항에 있어서,

상기 흡착 필터의 높이는 상기 스윙 아암의 측면 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착 필터의 공기 유동 방향과 마주보는 표면은 상기 디스크의 표면에 대해 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착 필터의 공기 유동 방향과 마주보는 표면은 상기 디스크의 표면에 대해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
제 6항에 있어서,

상기 흡착 필터의 표면은 유선형의 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 액츄에이터.
스핀들 모터와, 상기 스핀들 모터에 설치된 적어도 하나의 디스크와, 데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 상기 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터와, 상기 액츄에이터를 회전시키기 위한 보이스 코일 모터를 가진 디스크 드라이브에 있어서,

상기 액츄에이터는,

상기 디스크 드라이브의 내부에 회동 가능하게 설치된 스윙 아암;

상기 스윙 아암의 선단부에 결합되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더를 지지하는 서스펜션; 및

상기 스윙 아암의 일 측에 상기 디스크의 회전에 따른 공기의 유동 방향과 마주보도록 부착되어 유동 공기 내의 이물질을 흡착하는 흡착 필터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 8항에 있어서,

상기 흡착 필터는 상기 스윙 아암의 일 측면에 접착된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 8항에 있어서,

상기 흡착 필터의 배면에는 상기 스윙 아암의 상면과 저면 중 적어도 하나의 면에 접착되어 상기 흡착 필터를 지지하는 지지부가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 10항에 있어서,

상기 흡착 필터의 높이는 상기 스윙 아암의 측면 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 하는 디스크 드라이브.
제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착 필터의 공기 유동 방향과 마주보는 표면은 상기 디스크의 표면에 대해 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착 필터의 공기 유동 방향과 마주보는 표면은 상기 디스크의 표면에 대해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 13항에 있어서,

상기 흡착 필터의 표면은 유선형의 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.