KR100611961B1 - 하드 디스크 드라이브용 동흡진기 - Google Patents

Abstract

스핀들모터의 회전축에 회전가능하게 설치된 허브에 지지된 복수의 하드 디스크의 회전시 발생하는 진동을 감소시키기 위한 하드 디스크 드라이브용 동흡진기에 있어서, 허브 외측에 결합되어 함께 회전되는 링형의 하우징과; 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 하우징의 상하면을 기준으로 한 높이범위 내에 위치되도록 하우징 주위에 설치되는 링형의 질량체; 및 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 높이범위 내에서 질량체와 하우징을 연결하도록 그 사이에 개재되는 탄성부재;를 포함하여, 하드 디스크의 회전시 발생되는 진동이 탄성부재와 질량체 및 하우징의 상호 탄성작용에 의해 감소되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기가 개시된다.

Description

하드 디스크 드라이브용 동흡진기{Dynamic absorber for hard disk drive}

도 1은 종래 하드 디스크 드라이브의 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 동흡진기가 채용된 하드 디스크 드라이브의 개략적 분리사이도.

도 3은 도 2에 도시된 하드 디스크 드라이브용 동흡진기의 작용에 따른 진동량 및 소음을 종래기술과 비교하여 나타낸 그래프.

도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기의 평면도.

도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개해 보인 단면도.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기의 평면도.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기의 평면도.

도 7은 도 6에 도시된 동흡진기의 분리사시도.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기를 나타낸 분리사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11..베이스 12..스핀들모터

13..허브 14..하드 디스크

15..클램퍼 20,30,40,50,60..동흡진기

21,31,41,51,61..하우징 23,33,43,53,63..질량체

25,35,45,65..탄성부재 31a..레이스

55..판스프링 51a,53a..지지홈

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀들모터에 의해 회전되는 하드 디스크의 회전시 발생되는 진동을 저감시기키 위한 하드 디스크 드라이브용 동흡진기에 관한 것이다.

도 1에 하드 디스크 드라이브(HDD)의 일 예가 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브는, 베이스(1)에 설치된 스핀들모터(미도시)의 회전축(2)에 회전가능하게 설치된 복수의 하드 디스크(3)와, 보이스 코일모터(4)에 의해 상기 하드 디스크(3)의 반경방향을 회동되는 액츄에이터아암(5)의 단부에 지지된 헤드(6)를 구비한다.

상기 구성에 있어서, 데이터의 기록/재생동작시 상기 헤드(6)는 고속으로 회전되는 하드 디스크(3)의 반경방향으로 정밀이동되어 하드 디스크(3)에 마련된 다수의 트랙중에서 데이터를 기록하거나 또는 재생할 데이터가 기록된 소정 트랙을 추종하여 위치되어야 하면, 이는 기록/재생되는 데이터의 신뢰성에 중요한 역할을 하게 된다. 따라서, 헤드(6)의 정밀제어를 위한 노력뿐만이 아니라, 고속으로 회전되는 하드 디스크(6)의 회전진동을 억제시키기 위한 다양한 방안이 제시되고 연구되고 있다. 하드 디스크(6)의 회전에 의한 진동을 억제하기 위한 종래의 기술로는, 하드 디스크(6)의 회전주파수가 하드 디스크 드라이브 전체의 공진주파수를 피할 수 있도록 하드 디스크 드라이브의 각 부품을 설계하는 것이다. 이를 위해서는 상기 베이스(1)와 이 베이스(1) 상에 결합되는 커버(미도시)의 형상을 적절히 변형 설계하여 세트의 공진점이 회전주파수와 만나지 않도록 하는 방법이 있다. 또다른 방법으로는 상기 하드 디스크(6)와 상기 스핀들모터 등의 자체 공진점을 높게 설계하여 회전주파수와 만나지 않게 하는 방법이 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 기술은 하드 디스크(6)의 회전주파수가 상기 공진주파수를 피한다 하여도 그 공진주파수는 다른 주파수영역에서 발생되어 결국 진동을 발생시키게 된다. 따라서, 진동억제효과가 적다는 문제점이 있다.

또한, 상기 회전주파수를 피하기 위한 공진주파수를 가지는 세트를 설계하기 위해서 하드 디스크(6)를 포함하는 회전체의 회전진동수를 미리 예측하고, 세트의 공진주파수에 영향을 주는 베어링부의 강도 등과 같은 변수들을 예측된 회전주파수를 감안하여 설계해야 되므로 많은 시간과 노력이 요구되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 하드 디스크 드라이브의 구동시 하드 디스크의 회전에 의한 진동을 감소시킬 수 있도록 구조가 개선된 하드 디스크 드라이브용 동흡진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기는, 스핀들모터의 회전축에 회전가능하게 설치된 허브에 지지된 복수의 하드 디스크의 회전시 발생하는 진동을 감소시키기 위한 하드 디스크 드라이브용 동흡진기에 있어서, 상기 허브 외측에 결합되어 함께 회전되는 링형의 하우징과; 상기 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 상기 하우징의 상하면을 기준으로 한 높이범위 내에 위치되도록 상기 하우징 주위에 설치되는 링형의 질량체; 및 상기 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 상기 높이범위 내에서 상기 질량체와 상기 하우징을 연결하도록 그 사이에 개재되는 탄성부재;를 포함하여, 상기 하드 디스크의 회전시 발생되는 진동이 상기 탄성부재와 상기 질량체 및 상기 하우징의 상호 탄성작용에 의해 감소되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기를 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기가 채용된 하드 디스크 드라이브의 분리 사시도이다.

도 2를 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 베이스(11)에 설치된 스핀들모터(12)와, 상기 스핀들모터(12)의 회전축(12a)에 회전가능하게 설치된 허브(13)와, 상기 허브(13)의 외측에 적층되도록 설치된 복수의 하드 디스크(14)와, 상기 하드 디스크(14)를 클램핑기 위해 허브(13)에 결합되는 클램퍼(15) 및 동흡진 기(20)를 구비한다.

상기 하드 디스크(14)는 데이터의 기록을 위한 기록매체로서, 상기 허브(13) 및 클램퍼(15)와 함께 회전된다. 이 하드 디스크(14)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 헤드(16)가 보이스코일 모터(17)에 의해 회동구동되는 액츄에이터(18)의 단부에 지지되어 있다.

상기 동흡진기(20)는 상기 허브(13) 외측에 결합되는 링형의 하우징(21)과, 상기 하우징(21) 내측에 설치된 링형의 질량체(23)와, 상기 질량체(23)와 하우징(21) 사이에 개재된 탄성부재(25)를 구비한다.

상기 하우징(21)은 소정 높이와 사각형의 단면형상을 가지며, 바람직하게는 상기 하드 디스크들(14) 사이에 개재되어 그 하드 디스크(14)를 일정간격 이격시키는 스페이서인 것이 좋다. 이 하우징(21)은 허브(13)와 상기 클램퍼(15) 및 하드 디스크(14)와 함께 회전된다. 상기 질량체(23)도 사각형의 단면형상을 가지며, 상기 하우징(21)보다 낳은 높이를 가진다. 또한, 상기 질량체(23)는 상기 하드 디스크(14)에 접촉되지 않도록 하우징(21)의 상하면을 기준으로 하는 높이범위(h) 내에 위치된다. 상기 탄성부재(25)는 하우징(21)과 질량체(23)를 연결하도록 그 사이에 설치되며, 접착제에 의해 하우징(21) 내측과 질량체(23) 외측에 각각 부착될 수 있다. 또한, 탄성부재(25)는 질량체(23)와 마찬가지로 하우징(21)보다 낮은 높이를 가지며, 상기 높이범위(h) 내에 위치된다. 이러한 탄성부재(25)는 사각형의 단면형상을 가지는 고무링인 것이 바람직하다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동 흡진기의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

하드 디스크(14)에 데이터의 기록/재생을 위해 스핀들모터(12)를 구동시키면, 상기 동흡진기(20)는 허브(13)와 하드 디스크(14) 및 클램퍼(15)와 함께 회전된다. 동흡진기(20)는 회전되면서 특정 주파수영역에서 가진되는 진동에 반응하여 그 진동을 흡수하게 되고, 하드 디스크(14)의 변위량도 감소시키게 된다.

더욱 구체적으로, 종래의 하드 디스크 드라이브와 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 진동량을 실험을 통해 비교하여 나타낸 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 동흡진기(20)를 채용한 실험예의 경우 진동량 및 소음이 비교예에 비해 전체적으로 감소한 것을 알 수 있다. 특히, 실험예의 경우 하드 디스크(14)의 회전시 발생되는 진동의 주요원인으로 지적되는 문제의 특정주파수 대역인 공진점(A)에서 진동량이 비교예에 비해 현저하게 감소하였음을 알 수 있다. 이와 같이 동흡진기(20)를 장착하여 하드 디스크(14)의 회전에 의한 진동량과 소음을 감소시키고, 이로 인해 하드 디스크(14)의 비반복성 편향도 감소시킴으로써, 기록/재생되는 데어터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 하드 디스크(14)를 안정되게 회전시킬 수 있게 되어 높은 기록밀도를 가지는 하드 디스크를 얻을 수 있다.

도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 통흡진기의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개한 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제2실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기(30)는 허브(13)에 결합되며 각 하드 디스크(14) 사이에 개재되는 하우징(31) 에 질량체(33)와 탄성부재(35)를 수용하여 지지하는 환형의 레이스(31a)가 형성된 것에 특징이 있다. 링형의 상기 질량체(33)는 상기 레이스(31a) 내에 위치되며, 탄성부재(35)는 레이스(31a)의 외측면에 부착되어 질량체(33)를 연결지지한다. 여기서, 질량체(33)는 진동을 효과적으로 흡수하기 위해서 하우징(31)과 하드 디스크(14)에 간섭되지 않도록, 탄성부재(35) 보다 낮은 높이를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 질량체(35)는 레이스(31a)의 바닥에 접촉되지 않고 개방면으로 돌출되지 않게 지지될 수 있게 된다. 여기서, 탄성부재(35)는 레이스(31a)의 내측면에 부착되어 질량체(33)를 지지할 수도 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기(40)가 도시된 도 5를 참조하면, 이 동흡진기(40)도 각 하드 디스크(14) 사이에 개재되는 것으로, 하우징(41)과 질량체(43) 사이에 복수의 탄성부재(45)가 설치된 것에 특징이 있다. 상기 질량체(43)는 하우징(41)의 내측에 위치되어 있으며, 그 사이를 복수의 탄성부재(45)가 회전축(12a)에 대해 축대칭되도록 배치되어 있다. 여기서도, 질량체(43)와 탄성부재(45)는 하우징(41)의 상하면에 대해 돌출되지 않도록 하우징(41)보다 낮은 높이를 갖는다.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기(50)의 개략적 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 동흡진기(50)의 분리사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 동흡진기(50)는 링형의 하우징(51)과, 이 하우징(51)의 내측에 설치된 링형의 질량체(53) 및 하우징(51)과 질량체(53) 사이에 개재된 탄성부재를 구비한다. 상기 탄성부재는 도 시된 바와 같이, 하우징(51)과 질량체(53) 각각에 원주방향으로 교번되게 접촉되는 폐곡형의 판스프링(55)이다. 이 판스프링(55)은 내외로 교번되게 굴곡된 굴곡부(55a)를 가지며, 상기 굴곡부(55a)는 하우징(51)과 질량체(53) 각각에 지지된다. 이를 위해 하우징(51)과 질량체(53)의 상호 마주하는 면에는 판스프링(55)의 굴곡부(55a)를 수용하여 접촉지지하기 위한 복수의 지지홈(51a)(53a)이 라운드형으로 교번되게 인입형성되어 있다. 또한, 상기 질량체(53)와 판스프링(55)은 하우징(51)보다 낮은 높이를 갖는 것은 물론이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기(60)는, 링형의 질량체(63)와 상기 질량체(63)의 외측에 연결된 링형의 탄성부재(65)를 지지하는 하우징(61)이 허브(13)의 상단에 결합되어 하드 디스크(14)의 이탈을 방지하는 클램퍼인 것에 특징이 있다. 즉, 하드 디스크(14)의 이탈을 방지하는 클램퍼가 상기 동흡진기(60)의 하우징(61)으로서의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 하우징(61)은 탄성부재(65)의 외측을 지지하도록 소정높이로 된 환형의 테두리부(61a)와, 허브(13)에 결합되는 나사(S)가 통과하는 결합공(H)이 형성된 지지부(61b)를 갖는다. 물론 여기서도, 상기 탄성부재(65)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수개가 축대칭을 이루도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 링형의 탄성부재(65)는 고무링일 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같은 판스프링(55)으로 대체되어도 무방하다.

한편, 도 4a 내지 도 8을 통해 설명한 여러 가지 실시예에 따른 동흡진기들(30)(40)(50)(60)의 작용효과는 도 2에 도시된 동흡진기(20)와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 동흡진기는, 하드 디스크의 회전시 발생되는 진동을 흡수하여 감소시키고, 특히 공진영역에서 진동이 증폭되지 않도록 제어함으로써, 하드 디스크가 안정된 상태로 회전될 수 있도록 한다. 따라서, 기록/재생되는 데이터의 신뢰성이 향상되고, 높은 기록밀도의 하드 디스크를 얻을 수 있게 된다.

또한, 기존의 스페이서 또는 클램퍼 부재를 이용하여 본 발명에 따른 동흡진기를 마련함으로써, 별도의 설치공간이 불필요하며 간단하게 조립할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 스핀들모터의 회전축에 회전가능하게 설치된 허브에 지지된 복수의 하드 디스크의 회전시 발생하는 진동을 감소시키기 위한 하드 디스크 드라이브용 동흡진기에 있어서,

   상기 허브 외측에 결합되어 함께 회전되는 링형의 하우징과;

   상기 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 상기 하우징의 상하면을 기준으로 한 높이범위 내에 위치되도록 상기 하우징 주위에 설치되는 링형의 질량체; 및

   상기 하우징보다 낮은 높이를 가지며, 상기 높이범위 내에서 상기 질량체와 상기 하우징을 연결하도록 그 사이에 개재되는 탄성부재;를 포함하여,

   상기 하드 디스크의 회전시 발생되는 진동이 상기 탄성부재와 상기 질량체 및 상기 하우징의 상호 탄성작용에 의해 감소되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은 상기 하드 디스크들 사이에 개재되는 스페이서인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은 상기 하드 디스크의 이탈을 방지하도록 상기 허브의 상단에 결합되는 클램퍼인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 탄성부재는 사각형의 단면형상을 가지는 고무링인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 탄성부재는 상기 회전축에 대해 축대칭이 되도록 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 탄성부재는 상기 하우징과 상기 질량체에 원주방향으로 교번되게 접촉되도록 내외로 굴곡된 굴곡부를 가지는 폐곡형의 판스프링인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 하우징과 상기 질량체의 상호 마주하는 면 각각에는 상기 판스프링의 굴곡부를 수용하여 접촉지지하기 위한 지지홈이 교번되게 인입형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하우징에는 상기 질량체와 상기 탄성부재를 수용하도록 상기 탄성부재와 상기 질량체의 높이보다 깊은 환형의 레이스가 상면 또는 하면에 대해 인입형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 질량체는 상기 레이스의 바닥에 접촉되지 않도록 상기 탄성부재보가 낮은 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 동흡진기.

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