KR100594288B1 - 완충재 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지지물과 상기 지지물에 장착되는 목적물 사이에 개재되어 상기 목적물에 가해지는 충격을 완화하는 완충재에 있어서, 상기 완충재의 에너지 전달율(transmissibility)이 1보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 정보를 저장하는 수단을 내부에 포함하는 본체; 및, 상기 본체가 장착되는 지지물과 상기 본체 사이에 개재되어 상기 본체에 가해지는 충격을 완화하는 완충재;를 구비하고, 상기 완충재는 에너지 전달율(transmissibility)이 1보다 작은 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브를 제공한다.

Description

완충재 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브{Shock-absorbing member and hard disc drive therewith}
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브가 프레임에 장착된 모습을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 회로기판 상에 장착된 모습을 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 회로기판 상에 장착된 모습을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...하드 디스크 드라이브 110 ...본체
120 ...완충재 122 ...제1 접촉면
124 ...제2 접촉면 130, 132 ...제1, 제2 볼트
150 ...회로기판 155 ...연성회로기판
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정보 저장 매체인 하드 디스크 드라이브 본체에 가해지는 충격을 완화해주는 완충재, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브는 컴퓨터의 보조 기억장치들 중의 하나로서, 자기 헤드에 의해 자기 디스크에 저장된 정보를 재생하거나, 자기 디스크에 새로운 정보를 기록하는 장치이다. 이러한 하드 디스크 드라이브는 최근 들어 고속화, 고용량화 및 저진동화로 나아가고 있으며, 그와 같은 요구에 부응하기 위해 다양한 연구 개발이 진행되고 있다. 도 1에는 종래의 하드 디스크 드라이브가 컴퓨터 내부의 프레임에 장착된 모습이 도시되어 있다.
이를 참조하면, 종래의 하드 디스크 드라이브(10)는 베이스 플레이트(11)와 커버 플레이트(12)가 결합되어 하우징을 형성하고, 하우징 내부에 정보를 저장하는 자기 디스크(15)를 구비한다. 상기 자기 디스크(15)는 베이스 플레이트(11)에 회전 가능하게 장착된다. 도시되진 않았으나, 상기 베이스 플레이트(11)에는 자기헤드를 탑재한 슬라이더를 지지하는 액츄에이터가 회동 가능하게 설치되어 있다. 상기 액츄에이터는 상기 자기헤드를 자기 디스크(15) 상의 일 위치로 이동하여 상기 자기 디스크(15)에 정보를 기록하거나, 자기 디스크(15)에 기록된 정보를 재생한다.
상기 베이스 플레이트(11)는 하드 디스크 드라이브(10) 장착을 위한 공간이 마련된 컴퓨터(미도시)의 프레임(17)에 볼트(20)로 고정 체결된다. 종래의 데스크탑 컴퓨터는 이동하지 않고 안정된 장소에 놓아두고 사용하는 것이 일반적이어서, 외부에서 하드 디스크 드라이브(10) 내부로 전달되는 충격은 설계시 크게 고려되지 아니하였으며, 따라서 프레임(17)과 베이스 플레이트(11) 사이에 충격을 완화하기 위한 수단이 마련되지 않았다. 그러나, 근래에는 하드 디스크 드라이브의 소형화와 진전됨에 따라, 하드 디스크 드라이브가 노트북 컴퓨터, MP3 플레이어, 휴대폰, PDA 등과 같은 모바일(mobile) 기기에 장착되고 있다. 그런데 이렇게 모바일 기기에 장착된 하드 디스크 드라이브는 데스크탑 컴퓨터에 장착된 하드 디스크 드라이브보다 큰 외부 충격에 노출되어 손상될 가능성이 크다. 이러한 손상은 정보의 손실이나, 자기헤드와 자기디스크의 접촉으로 인한 자기헤드의 손상 등을 포함한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에너지 전달율이 1보다 작은 완충재, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 지지물과 상기 지지물에 장착되는 목적물 사이에 개재되어 상기 목적물에 가해지는 충격을 완화하는 완충재에 있어서,
상기 완충재의 에너지 전달율(transmissibility)이 1보다 작은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 완충재는 상기 목적물과 접촉하는 제1 접촉면의 면적이 지지물과 접촉하는 제2 접촉면의 면적 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 완충재는 상기 목적물의 측단부가 끼워지는 오목부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, 정보를 저장하는 수단을 내부에 포함하는 본체; 및, 상기 본체가 장착되는 지지물과 상기 본체 사이에 개재되어 상기 본체에 가해지는 충격을 완화하는 완충재;를 구비하고,
상기 완충재는 에너지 전달율(transmissibility)이 1보다 작은 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 완충재는 상기 본체와 접촉하는 제1 접촉면의 면적이 지지물과 접촉하는 제2 접촉면의 면적 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 완충재는 상기 본체의 측단부가 끼워지는 오목부를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지물은 상기 본체를 제어하는 회로기판일 수 있다.
바람직하게는, 상기 본체와 상기 본체를 제어하는 회로기판은 연성회로기판에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 본체는 소정 두께를 갖는 사각형상이며 완충재는 4개가 구비되어, 각 완충재가 상기 본체의 4개의 코너부를 하나씩 접촉 지지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완충재 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 회로기판 상에 장착된 모습을 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(100)는, 본체(110)와, 상기 본체(110)에 가해지는 외부 충격을 완화하는 완충재 (120)를 구비한다.
상기 본체(110)는 소정 두께를 갖는 사각형상의 하우징의 내부공간에 정보를 저장하는 수단(미도시)을 포함하고 있다. 상기 정보를 저장하는 수단을 개략적으로 설명하면, 하우징에 회전 가능하게 장착된 자기 디스크와, 자기헤드를 탑재한 슬라이더를 지지하는 액츄에이터를 포함한다. 상기 액츄에이터는 상기 하우징에 회동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 자기헤드를 자기 디스크 상의 일 위치로 이동하여 상기 자기 디스크에 정보를 기록하거나, 자기 디스크에 기록된 정보를 재생한다. 상기 정보를 저장하는 수단은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 당업자에게 자명한 것으로 더이상의 상세한 설명을 생략한다.
상기 완충재(120)는 상기 본체(110)의 4곳의 코너부를 하나씩 접촉 지지하도록 4개가 구비되며, 각 완충재(120)는 상기 본체(110)의 측단부가 끼워져서 상기 측단부를 접촉 지지하는 오목부(122)를 구비한다. 상기 완충재(120)는, 그 오목부(122)가 상기 본체(110)의 측단부를 감싸므로 상기 본체(110)를 견고하게 지지할 수 있다. 상기 본체(110)는 완충재(120)와의 분리를 방지하기 위해 제1 볼트(130)에 의해 체결된다.
상기 하드 디스크 드라이브(100)는 본체(110)를 제어하는 회로기판(150) 상에 장착되며, 상기 완충재(120)는 그 하단부가 상기 회로기판(150)에 제2 볼트(132)에 의해 체결된다. 상기 본체(110)의 측단부와 접촉하는 상기 오목부(122)의 내면을 제1 접촉면이라 하고, 상기 회로기판(150)과 접촉하는 완충재(120)의 하측면을 제2 접촉면(124)이라 하면, 제1 접촉면(122)의 면적이 제2 접촉면(124)의 면적 이상이다. 상기 제1 접촉면(122)의 면적이 작으면 상기 본체(110)를 견고하게 지지하기 어렵고, 상기 제2 접촉면(124)의 면적이 크면 다량의 충격 에너지가 회로기판(150)과 완충재(120)를 차례로 통과하여 상기 본체(110)에 전달될 수 있기 때문이다.
상기 완충재(120)는 에너지 전달율(transmissibility, T)이 0보다 크고 1보다 작게 설계된다. '에너지 전달율(T)'이란, 물체에 인가되는 에너지(Ain)와 방출되는 에너지(Aout)의 비(比)로서 정의된다. 따라서, 완충재(120)의 에너지 전달율이 1 이상이면 완충재(120)가 외부 충격을 완화하지 못하거나 오히려 증강하여 상기 본체(110)에 전달한다는 것으로 해석할 수 있다.
에너지 전달율(T)은 다음과 같은 식에 의해 구해질 수 있음이 알려져 있다.
Figure 112004031086152-pat00001
상기 수학식 1을 완충재(120)에 대해 적용하면, ζ는 완충재의 감쇄율(damping ratio)을, fd는 인가되는 충격의 구동 주파수(driving frequency)를, fn은 완충재의 자연 주파수(natural frequency)를 나타낸다.
하드 디스크 드라이브에 가해지는 외부 충격은 대체로 하프 사인(half-sine) 형태의 임펄스가 가해지는 것으로 이상화할 수 있다. 상기 하드 디스크 드라이브가 장착된 노트북 컴퓨터(미도시)와 같은 모바일 기기에 피크치가 P0 (예를 들면, 100G)인 하프 사인 형태의 임펄스가 t0 (예를 들면, 11ms) 동안 인가된다고 하면, 상기 입력 임펄스로부터 fd를 구할 수 있다. 한편, 자연 각속도 wn 은 2πfn 이고,
Figure 112004031086152-pat00002
(여기서, k는 완충재의 강성, m은 완충재의 질량)과 같으므로, 상기 관계를 이용하여 fn 을 구할 수 있다. 또한, 구동 각속도 wd 은 2πfd 이고,
Figure 112004031086152-pat00003
과 같으므로, 상기 관계를 이용하여 ζ를 구할 수 있다.
상기 수학식 1에 의해 에너지 전달율(T)이 1보다 작게 계산된다면, 그 재질이 고무이건, 합성수지이건, 금속이건 불문하고 완충재(120)로서 사용될 수 있다.
상기 완충재(120)는 회로기판(150) 상에 부착되어 있으며, 상기 회로기판(150)은 노트북 컴퓨터와 같은 모바일 기기의 케이스(미도시) 내부에 부착되어 있다. 이에 따라, 상기 모바일 기기에 가해지는 외부 충격은 상기 회로기판(150)에 의해 먼저 완화되고, 다시 한번 상기 완충재(120)에 의해 완화되어 하드 디스크 드라이브 본체(110)에 전달된다.
한편, 상기 본체(110)와 회로기판(150)은 연성회로기판(Flexible Circuit Board, 155)에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 연성회로기판(155)은 충격이 가해졌을때 변형하며 그 충격을 흡수하므로, 상기 연성회로기판(155)을 통해서는 상기 본체(110)에 외부 충격이 전달되지 않게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브가 회로기판 상에 장착된 모습을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(200) 도, 본체(210)와, 상기 본체(210)에 가해지는 외부 충격을 완화하는 완충재(220)를 구비한다. 상기 본체(210)의 구성은 본 발명의 제1 실시예의 경우와 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.
상기 완충재(220)는 상기 본체(210)의 측단부를 접촉 지지하는 제1 접촉면(222)을 구비하며, 상기 본체(210)와 완충재(220)는 충격에 의해 분리되지 않도록 제1 볼트(230)에 의해 체결된다. 상기 하드 디스크 드라이브(200)는 본체(210)를 제어하는 회로기판(250) 상에 장착되며, 상기 완충재(220)는 그 하단부가 상기 회로기판(250)에 제2 볼트(232)에 의해 체결된다. 상기 회로기판(250)과 접촉하는 완충재(220)의 하측면을 제2 접촉면(224)이라 하면, 상기 제1 접촉면(222)의 면적이 제2 접촉면(224)의 면적 이상이다. 그리고, 상기 완충재(220)는 에너지 전달율(T)이 1보다 작게 설계된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예컨데, 본 발명의 하드 디스크 드라이브는 모바일 기기가 아니라 데스크탑 컴퓨터에 장착될 수도 있으며, 회로기판이 아닌 프레임 상에 장착될 수도 있다. 또한, 본체를 접촉 지지하는 완충재의 갯수나 접촉 위치가 첨부된 도면과 다를 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 완충재 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브는, 외부 충격이 완 화되어 하드 디스크 드라이브의 본체에 전달되므로, 외부 충격으로 인한 정보의 손실이나 상기 본체의 손상 위험이 감소된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 하드 디스크 드라이브 본체와 회로기판이 연성회로기판에 의해 전기적으로 연결되므로, 외부 충격의 완화 효과가 더욱 클 수 있다.

Claims (9)

  1. 지지물과 상기 지지물에 장착되는 목적물 사이에 개재되어 상기 목적물에 가해지는 충격을 완화하는 완충재에 있어서,
    상기 완충재의 에너지 전달율(transmissibility)이 0보다 크고 1보다 작으며, 상기 목적물과 접촉하는 제1 접촉면의 면적이 상기 지지물과 접촉하는 제2 접촉면의 면적 이상인 것을 특징으로 하는 완충재.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 목적물의 측단부가 끼워지는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 완충재.
  4. 정보를 저장하는 수단을 내부에 포함하는 본체; 및, 상기 본체가 장착되는 지지물과 상기 본체 사이에 개재되어 상기 본체에 가해지는 충격을 완화하는 완충재;를 구비하고,
    상기 완충재는, 에너지 전달율(transmissibility)이 0보다 크고 1보다 작으며, 상기 본체와 접촉하는 제1 접촉면의 면적이 상기 지지물과 접촉하는 제2 접촉면의 면적 이상인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 완충재는 상기 본체의 측단부가 끼워지는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 지지물은 상기 본체를 제어하는 회로기판인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 본체와 상기 본체를 제어하는 회로기판은 연성회로기판에 의해 전기적 으로 연결된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 본체는 소정 두께를 갖는 사각형상이며 완충재는 4개가 구비되어, 각 완충재가 상기 본체의 4개의 코너부를 하나씩 접촉 지지하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
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