KR100618874B1 - 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크 - Google Patents

Abstract

외부 충격으로 인한 디스크의 슬립과 스핀들 모터의 손상을 방지할 수 있도록 그 구조가 개선된 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크가 개시된다.

개시된 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크는 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 결합되는 데이터 저장용으로서, 데이터가 저장되는 곳으로 원반 형상의 데이터 기록부; 및 상기 데이터 기록부의 안쪽에 상기 데이터 기록부와 일체로 형성되어 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정되는 디스크 클램프부;를 구비한다.

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 의하면, 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성됨에 따라 디스크의 슬립이 방지되어, 상기 슬립에 따른 디스크 및 스핀들 모터의 손상이 방지될 수 있고, 디스크 클램프부를 형성하는 공정이 번거롭지 않고 작업 시간이 단축될 수 있는 장점이 있다.

Description

하드 디스크 드라이브용 자기 디스크{Magnetic disk of hard disk drive}

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 나타내는 개략적인 분해 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램프 부위를 확대 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 디스크 클램프가 스핀들 모터에 체결된 상태를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 자기 디스크가 구비된 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 분해 사시도.

도 5는 도 4의 A-A 선을 따른 디스크의 단면도.

도 6은 디스크 클램프가 별도 부재로 형성되어 디스크에 결합된 일반적인 하드 디스크의 평탄도(flatness)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

도 7은 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성된 본 발명에 따른 하드 디스크의 평탄도에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스핀들 모터 101 : 샤프트

103 : 허브 104 : 스페이서

110 : 디스크 111 : 데이터 기록부

120 : 디스크 클램프부 121 : 경사면

122 : 중앙부 124 : 스크류 체결홀

130 : 액츄에이터 131 : 자기 헤드

140 : 스크류

본 발명은 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 충격으로 인한 디스크의 슬립과 스핀들 모터의 손상을 방지할 수 있는 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 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.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 나타내는 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램프 부위를 확대 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 디스크 클램프가 스핀들 모터에 체결된 상태를 도시한 단면도이다.

먼저 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 하우징(10)과, 이 하우징(10) 내에 설치되며 자기 디스크(하드 디스크)(20)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(30)와, 디스크(20)에 데이터를 기록하고 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기 헤드를 가진 액츄에이터(40)를 구비하고 있다.

상기 하우징(10)은 컴퓨터의 본체 내에 설치되는 것으로, 상기 스핀들 모터(30)와 액츄에이터(40)를 지지하는 베이스 플레이트(11)와, 상기 베이스 플레이트(11)의 상부에 결합되어 디스크(20) 등을 감싸서 보호하는 커버 플레이트(12)로 구성되어 있다. 이러한 하우징(10)은 통상 스테인레스 또는 알루미늄 재질로 제작된다.

상기 스핀들 모터(30)는 디스크(20)를 회전시키기 위한 것으로서, 베이스 플레이트(11) 상에 설치된다.

상기 디스크(20)는 데이터의 기록을 위한 기록매체로서, 하나 또는 복수개가 서로 소정 간격 이격되어 스핀들 모터(30)에 의해 회전할 수 있도록 장착된다. 그리고, 스핀들 모터(30)에 복수개의 디스크(20)가 장착되는 경우에는, 디스크들(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(50)가 디스크들(20) 사이에 끼워진다. 그리고, 스핀들 모터(30)의 상단부에는 디스크(20)를 스핀들 모터(30)에 견고하게 장착하기 위한 디스크 클램프(60)가 스크류(70)에 의해 체결된다.

상기 액츄에이터(40)는 보이스 코일 모터(48)에 의해 베이스 플레이트(10) 상에 설치된 회동축(47)을 중심으로 회동할 수 있도록 되어 있다. 액츄에이터(40)는 회동축(47)에 회동가능하게 결합된 아암(46)과, 이 아암(46)에 설치되어 자기 헤드(41)가 탑재된 슬라이더(42)를 디스크(20)의 표면쪽으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(44)을 구비한다.

다음으로, 도 2와 도 3을 함께 참조하며 스핀들 모터(30)와 자기 디스크(20) 및 디스크 클램프(60)의 결합 구조를 보다 상세하게 설명한다. 스핀들 모터(30)의 샤프트(32)는 일반적으로 고정 설치되며, 샤프트(32)의 외주에는 일반적으로 베어링(34)을 개재하여 허브(36)가 회전 가능하도록 설치되고, 허브(36)의 외주에는 상기한 디스크(20)가 끼워진다. 전술한 바와 같이, 복수개의 디스크(20)가 설치되는 경우에는 디스크(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(50)가 허브(36)의 외주에 끼워진다. 그리고, 허브(36)의 상단부에 상기한 디스크 클램프(60)가 스크류(70)에 의해 체결된다.

그런데, 상기한 종래의 디스크 클램프(60)는 도시된 바와 같이 그 외곽 부위가 굴곡되어 있어서 디스크(20)의 상면을 압착할 수 있는 구조로 되어 있으나, 디스크(20)의 수평 방향 이동을 막을 수 있는 구조는 마련되어 있지 않다. 그리고, 디스크(20)를 스핀들 모터(30)의 외주에 끼우기 위해서는 디스크(20)의 내주면과 스핀들 모터(30)의 외주면 사이에는 비교적 작은 갭(G1)이 존재하게 된다. 이에 따라, 하드 디스크 드라이브에 외부로부터, 특히 측면으로부터 충격이 가해지면 디스크(20)의 수평 이동, 즉 슬립이 발생하기 쉽다. 이와 같이 디스크(20)의 슬립이 발생하게 되면, 디스크(20)의 표면에 기록된 데이터를 자기 헤드(41)가 정확하게 읽어 낼 수 없게 된다.

그리고, 디스크(20)의 슬립이 발생하게 되면, 디스크(20)의 내주면이 스핀들 모터(30)의 외주면에 부딪치게 되므로, 외부로부터의 충격이 디스크(20)를 통해 스핀들 모터(30)에 전달되는 현상이 발생하게 된다. 이에 따라 스핀들 모터(30), 특히 베어링(34)이 손상될 수 있으며, 이는 디스크 진동(disk fluttering)과 소음을 증가시키게 되는 주 원인이 되고 있다.

또한, 종래의 디스크 클램프와 상기 디스크는 일반적으로 다른 재료로 제작되어 각각의 열팽창 계수가 다르므로, 고온 또는 저온에서 양자의 변형량이 다르게 된다. 따라서, 상기 헤드가 상기 디스크 상의 정확한 위치로 이동하지 못하여 신호의 왜곡이 발생하거나, 상기 디스크가 굴곡되어 상기 헤드의 플라잉(flying)이 신뢰성있게 이루어지지 못하게 된다.

또한, 종래에는 상기 디스크 클램프를 상기 디스크 상부에 배치하고 별도의 스크류 등을 이용하여 스핀들 모터의 허브에 결합하였다. 상기와 같은 작업 방식은 번거롭고 많은 작업 시간이 소요된다. 그리고, 상기 디스크 클램프를 상기 디스크 상에 배치할 때, 정확한 위치에 배치하기가 쉽지 않아, 상기 디스크 클램프가 부정확한 위치에 배치되거나 상기 디스크 상으로 떨어져 상기 디스크의 손상을 유발하는 경우가 빈번하였다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위한 것으로서, 외부로부터의 충격에 의한 디스크의 슬립과 이로 인한 스핀들 모터의 손상을 방지할 수 있는 구조를 가진 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크는 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 결합되는 데이터 저장용으로서, 데이터가 저장되는 곳으로 원반 형상의 데이터 기록부; 및 상기 데이터 기록부의 안쪽에 상기 데이터 기록부와 일체로 형성되어 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정되는 디스크 클램프부;를 구비한다.

상기 디스크 클램프부는 돔 형상을 이루는 것이 바람직하다.

상기 디스크 클램프부의 중앙부에는 스크류 삽입홀이 형성되고, 상기 스크류 삽입홀을 관통하여 상기 스핀들 모터의 샤프트에 체결되는 스크류에 의해 상기 디스크가 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정될 수 있다.

상기 디스크 클램프부에는 상기 스크류 삽입홀 둘레를 따라 상기 스크류 체결의 기준이 되는 복수개의 홀이 형성될 수 있다.

상기 디스크 클램프부는 상기 데이터 기록부와 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 의하면, 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성됨에 따라 디스크의 슬립이 방지되어, 상기 슬립에 따른 디스크 및 스핀들 모터의 손상이 방지될 수 있고, 디스크 클램프부를 형성하는 공정이 번거롭지 않고 작업 시간이 단축될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 4는 본 발명에 따른 자기 디스크가 구비된 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A 선을 따른 디스크의 단면도로서, 스크류를 스핀들 모터에 체결하기 전 상태를 도시한 것이다.

먼저 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브에는 일반적으로 적어도 하나의 디스크(110)와, 이 디스크(110)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(100)와, 디스크(110)에 데이터를 기록하고 디스크(110)에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드(131)를 가진 액츄에이터(130)가 설치된다. 스핀들 모터(100)의 샤프트(101)의 외주에는 허브(103)가 설치되고, 상기 허브(103)에는 상기한 디스크(110)가 결합된다. 그리고, 복수개의 디스크(110)가 설치되는 경우에는 디스크(110) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(104)가 허브(103)의 외주에 끼워진다. 액츄에이터(130)는 하드 디스크 드라이브 내에 회동가능하게 설치되는 아암(134)과, 이 아암(134)에 설치되어 자기 헤드(131)가 탑재된 슬라이더(132)를 디스크(110)의 표면쪽으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(133)을 구비한다. 슬라이더(132)는 디스크(110)의 회전에 의해 발생되는 양력에 의해 디스크(110)로부터 소정 높이 부상하게 되므로, 슬라이더(132)에 탑재된 자기헤드(131)는 회전하는 디스크(110)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(110)에 데이터를 기록 및 재생하게 된다.

이와 같은 구성을 가진 하드 디스크 드라이브에 있어서, 본 발명에 따른 자기 디스크(110)의 디스크 클램프부(120)는 데이터의 기록을 위한 기록매체인 원반 형상의 자기 디스크(하드 디스크)(110)를 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터(100)에 견고하게 장착시키기 위해 사용된다. 상기 디스크 클램프부(120)는 상기 디스크(110)의 중앙부에 상기 스핀들 모터(100)의 샤프트(101)에 대하여 오목부로 형성되어, 상기 샤프트(101)에 용이하게 안착될 수 있다.

상기 디스크 클램프부(120)는 중앙부(122)와, 소정의 경사도로 기울어져 상기 중앙부(122)와 데이터 기록부(111)를 연결하는 경사면(121)을 구비한다. 그리고, 상기 디스크 클램프부(120)는 상기 중앙부(122)에 상기 샤프트(101)에 체결되는 스크류(140)가 삽입되는 스크류 체결홀(124)이 형성되어 있다. 상기 관통홀(162)의 둘레에는 상기 스크류(140)의 체결이 용이하도록 하는 홀(123)이 형성되어 있다. 상기 스크류(140)의 체결시, 별도의 부재가 상기 홀(123)을 관통하여 상기 스핀들 모터(100)의 대응홀(105)에 끼워져, 상기 디스크(110)와 상기 스핀들 모터(100)가 상호간에 구속되도록 하여, 상기 스크류(140)의 체결이 용이하게 이루어지도록 한다. 상기 스크류(140)의 체결이 완료되면, 상기 홀(123)을 관통하여 상기 대응홀(105)에 끼워졌던 별도의 부재는 제거된다. 여기서, 상기 홀(123)은 상기 디스크 클램프부(120)의 원주 방향으로 복수개, 예컨대 네 개가 등간격으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크(110)에서는, 상기 디스크 클램프부(120)부가 상기 데이터 기록부(111)와 함께 상기 디스크(110)의 일부로 되어, 상기 디스크 클램프부(120)가 상기 데이터 기록부(111)와 동일한 재질로 이루어진다. 따라서, 상기 디스크 클램프부(120)는 상기 데이터 기록부(111)와 동일한 열팽창율을 가지게 되어, 종래에 외부의 열적 환경의 변화에 따라 디스크 클램프와 디스크 사이에 발생하던 마찰 문제를 해소할 수 있다.

그리고, 상기 디스크 클램프부(120)가 상기 디스크(110)의 일부로 형성됨에 따라, 상기 디스크 클램프부(120)의 상기 스크류 체결홀(124)에 대한 상기 스크류 (140)의 체결은 상기 디스크(110) 자체에 대한 직접적인 체결이 된다. 따라서, 종래에 별도 부재로 형성된 디스크 클램프를 스크류로 체결하여 디스크가 간접적으로 체결됨에 따라, 외부 충격 등에 의해 디스크가 슬립되던 현상을 방지할 수 있다.

또한, 디스크의 슬립 현상이 방지됨에 따라, 그 슬립에 의해 디스크의 내주면이 스핀들 모터의 외주면에 부딪치게 되어, 외부로부터의 충격이 디스크를 통해 스핀들 모터에 전달되는 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 이에 따른 스핀들 모터, 특히 베어링의 손상을 방지할 수 있고, 디스크 진동(disk fluttering)과 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 디스크 클램프부(120)를 형성하는 공정은 상기 디스크(110)에 기록 및 재생 기능을 부여하는 공정 전에 이루어질 수 있다. 즉, 상기 디스크(110)가 기록 및 재생이라는 디스크의 원 기능을 수행할 수 있도록 하는 열처리 및 코팅 공정을 거치기 전에, 원재료에서 상기 디스크(110)의 형상으로 제조되는 공정 중에 상기 디스크 클램프부(120)도 함께 형성된다. 따라서, 종래에 디스크 클램프를 디스크 상부에 배치하고 별도의 스크류 등을 이용하여 결합하던 작업 방식에 비해 번거롭지 않고, 작업 시간이 감소하게 된다. 그리고, 디스크 클램프를 디스크 상에 별도로 배치할 필요가 없으므로, 디스크 클램프를 부정확한 위치에 배치하거나 디스크 상에 떨어뜨려 유발되던 디스크의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 도 5에서 상기 스핀들 모터(100)의 허브(103) 외주에 상기 스페이서(104)가 끼워지는 것으로 도시되어 있으나, 이는 복수개의 디스크(110)를 장착하기 위해 사용되는 스핀들 모터(100)를 기준으로 도시된 것이다. 본 예에서 상기 디스 크 클램프부(120)는 복수개의 디스크(110) 중 최상단의 디스크에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 도시되지는 않았지만, 하나의 디스크를 장착하기 위한 스핀들 모터를 사용하는 경우에는, 스페이서를 사용하지 않는 대신에 스핀들 모터의 외주에 디스크가 안착될 수 있는 단이 형성될 수 있으며, 이 경우에도 본 발명의 디스크 클램프부가 적용될 수 있음은 자명하다.

도 6은 디스크 클램프가 별도 부재로 형성되어 디스크에 결합된 일반적인 하드 디스크의 평탄도(flatness)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이고, 도 7은 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성된 본 발명에 따른 하드 디스크의 평탄도에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 본 시뮬레이션에서는 디스크 클램프가 별도 부재로 형성되어 디스크에 결합된 일반적인 하드 디스크는 대략 4.5 μm의 높이차를 가지고, 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성된 본 발명에 따른 하드 디스크는 대략 2.5 μm의 높이차를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 하드 디스크의 평탄도가 일반적인 하드 디스크의 평탄도보다 대략 44.4% 정도 개선됨을 알 수 있다. 이는 종래에 별도 부재인 디스크 클램프를 스크류 등으로 체결함에 따라 디스크가 국부적으로 가압되어 디스크의 평탄도가 저하되던 점이 본 발명에 따르면 개선됨을 나타낸다. 상기와 같이, 본 발명에 따르면 디스크의 평탄도가 개선되어, 헤드의 부양 및 이동이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크 에 의하면, 디스크 클램프부가 디스크의 일부로 형성됨으로써, 외부 충격에 의한 상기 디스크의 슬립이 발생하지 않는다. 따라서, 상기 슬립에 따른 디스크 및 스핀들 모터의 손상이 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 다른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 의하면, 디스크 클램프부가 디스크와 일체로 형성됨에 따라, 종래 별도 부재인 디스크 클램프를 결합하는 방식에 비해 데이터존이 넓어져, 데이터 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 의하면, 디스크 클램프부가 데이터존과 동일한 재질로 이루어져, 상기 디스크 클램프부와 상기 데이터존이 동일한 열팽창율을 가지게 되므로, 외부의 열적 환경의 변화에 따라 종래 디스크 클램프와 디스크 사이에 발생하던 마찰 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크에 의하면, 디스크 클램프부를 형성하는 공정은 종래에 디스크 클램프를 디스크 상부에 배치하고 별도의 스크류 등을 이용하여 결합하던 작업 방식에 비해 번거롭지 않고, 작업 시간이 감소하게 된다. 그리고, 디스크 클램프를 디스크 상에 별도로 배치할 필요가 없으므로, 디스크 클램프를 부정확한 위치에 배치하거나 디스크 상에 떨어뜨려 유발되던 디스크의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

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. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다

Claims (5)

1. 삭제
2. 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 결합되는 데이터 저장용 자기 디스크에 있어서,

   데이터가 저장되는 곳으로 원반 형상의 데이터 기록부; 및

   상기 데이터 기록부의 안쪽에 상기 데이터 기록부와 일체로 형성되어 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정되는 디스크 클램프부;를 구비하며,

   상기 디스크 클램프부는 돔 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크.
3. 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 결합되는 데이터 저장용 자기 디스크에 있어서,

   데이터가 저장되는 곳으로 원반 형상의 데이터 기록부; 및

   상기 데이터 기록부의 안쪽에 상기 데이터 기록부와 일체로 형성되어 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정되는 디스크 클램프부;를 구비하며,

   상기 디스크 클램프부의 중앙부에는 스크류 삽입홀이 형성되고, 상기 스크류 삽입홀을 관통하여 상기 스핀들 모터의 샤프트에 체결되는 스크류에 의해 상기 디스크가 상기 스핀들 모터의 샤프트에 고정되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 디스크 클램프부에는 상기 스크류 삽입홀 둘레를 따라 상기 스크류 체결의 기준이 되는 복수개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 디스크 클램프부는 상기 데이터 기록부와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 디스크.

Images