KR100723534B1 - Ｈｓａ 및 이를 구비한 하드디스크 드라이브 - Google Patents

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이행수
김우성
오동호
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Abstract

본 발명은, 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 하드디스크 드라이브의 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은, 서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에만 사이드레일(side-rail)을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA(head stack assembly)와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브를 제공한다.
또한, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에 제1 사이드레일(side-rail)과, 상기 디스크의 중심에 상대적으로 가까운 서스펜션의 타 측에 상기 제1 사이드레일보다 높이가 낮은 제2 사이드레일을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브를 제공한다.

Description

ＨＳＡ 및 이를 구비한 하드디스크 드라이브{Head stack assembly and hard disk drive with the same}
도 1은 디스크 진동에 기인한 자기헤드의 오프트랙(off-track)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 서스펜션 벤딩(suspension bending)에 기인한 자기헤드의 오프트랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드디스크 드라이브를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 7은 하드디스크에 가해지는 진동의 주파수와 오프트랙 크기의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 HSA의 디스크 진동에 기인한 오프트랙 저감 효과를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 본 발명에 따른 HSA의 서스펜션 벤딩에 기인한 오프트랙 저감 효과를 설명하기 위한 모식도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...하드디스크 드라이브 101 ...베이스 부재
105 ...스핀들 모터 107 ...디스크
110A ...HSA 111 ...피봇 베어링
113 ...스윙아암 117 ...연결판
120A ...서스펜션 121A ...로드빔
123A ...사이드레일 126, 127 ...제1, 제2 결합부
129 ...플렉셔 130 ...헤드슬라이더
135 ...보이스 코일 137 ...마그넷
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오프트랙(off-track)의 크기가 감소되는 HSA(head stack assembly)와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(HDD, hard disk drive)는 컴퓨터, MP3 플레이어, 모바일폰(mobile phone) 등에 사용되는 보조기억장치의 일 예로서, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider)에 의해 데이터 저장매체인 디스크에 저장된 데 이터를 판독 재생하거나, 디스크에 새로운 데이터를 기록하는 장치이다. 하드디스크 드라이브의 작동중 상기 헤드슬라이더는 상기 디스크에서 일정 간격만큼 부양된 플로팅(floating) 상태를 유지하고, 상기 헤드슬라이더에 형성된 자기헤드가 상기 디스크에 저장된 데이터를 읽어들여 재생하거나, 상기 디스크에 새로운 데이터를 써서 기록(write)하는 기능을 수행한다. 상기 헤드슬라이더를 선단부에 부착하여 지지하고, 디스크 상의 소정 위치로 이동시켜주는 기구를 HSA(head stack assembly)라 한다.
하드디스크 드라이브에 외란이 가해지는 경우나, 스핀들모터 및 HSA의 작동으로 인하여 디스크나 HSA에 진동이 유발되어 헤드슬라이더에 형성된 자기헤드가 특정 트랙을 벗어날 수 있는데, 이 현상을 오프트랙(off-track)이라고 한다.
도 1은 디스크 진동에 기인한 자기헤드의 오프트랙(off-track)을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 서스펜션 벤딩(suspension bending)에 기인한 자기헤드의 오프트랙을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 데이터의 기록 또는 재생 동작이 행해질 때 헤드슬라이더(27)에 형성된 자기헤드(h0(d0))와 디스크(10)의 중심에 대해 동심원(同心圓) 상에 형성된 특정 트랙(T(d0))은 하나의 수직선상에 위치하며, 자기헤드(h0(do))와 트랙(T(do))은 수평 방향으로는 이격되지 않았으므로 이때 상기 자기헤드(h0(do))의 오프트랙의 크기는 0이다. 그런데, 하드디스크 드라이브에 특정 주파수의 진동이 가해지면 디스크(10)의 외주와 HSA(미도시)의 헤드슬라이더(27)가 가상선으로 도시된 바와 같이 상하로 요동하여 오프트랙이 발생하는데, 이를 디스크 진동에 기 인한 오프트랙이라고 일컫는다. 구체적으로, 디스크(10)와 헤드슬라이더(27)가 하측으로 요동하면 트랙(T(d1))이 디스크(10) 외주 방향으로 이동하는데 반해 자기헤드(h0(d1))는 디스크(10) 중심 방향으로 이동하여 오프트랙이 발생한다. 반대로, 디스크(10)와 헤드슬라이더(27)가 상측으로 요동하면 트랙(T(d2))이 디스크(10) 중심 방향으로 이동하는데 반해 자기헤드(h0(d2))는 디스크(10) 외주 방향으로 이동하여 오프트랙이 발생한다.
이와 같은 디스크 진동에 의한 오프트랙을 완화하기 위하여 USP 6,920,018 및 USP 6,958,879에 개시된 HSA는 서스펜션과 결합 플레이트가 특정한 바이어스 각도(bias angle)를 가지고 접합되거나, 서스펜션과 결합 플레이트를 연결하는 복수의 연결부재가 서로 다른 높이에서 접합되는 구성을 구비한다. 상기 문헌들에 개시된 HSA는, 서스펜션의 비틀림에 의해 HSA가 하측으로 요동하면 디스크 외주 방향으로 헤드슬라이더가 이동하고, 반대로 HSA가 상측으로 요동하면 디스크 중심 방향으로 헤드슬라이더가 이동하므로, 디스크 진동에 의한 오프트랙이 완화되는 긍정적인 효과가 있다.
그러나, 이러한 구조를 적용함으로서 서스펜션 벤딩(suspension bending)에 의한 오프트랙에 부정적인 영향을 미치는 문제점이 있다. 도 2를 참조하면, 상기 인용된 특허에 개시된 HSA에 상기 디스크 진동에 의한 오프트랙이 발생되는 특정 주파수와 다른 특정 주파수의 진동이 하드디스크 드라이브에 가해지면, HSA의 서스펜션(25)이 요동하고 이에 연결된 헤드슬라이더(27)도 요동하여 오프트랙이 발생하게 되는데, 이를 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙이라고 일컫는다. 구체적으로, 서 스펜션(25)이 볼록하게 굽어지도록 요동하면 헤드슬라이더(27)에 형성된 자기헤드가 디스크 중심 방향으로 이동(h0(s0)에서 h0(s1)으로 이동)하여 오프트랙이 발생하고, 반대로 서스펜션(25)이 오목하게 굽어지도록 요동하면 헤드슬라이더(27)에 형성된 자기헤드가 디스크 외주 방향으로 이동(h0(s0)에서 h0(s2)으로 이동)하여 서스펜션(25)이 볼록하게 굽어질 때와 반대의 방향으로 오프트랙이 발생한다. 따라서, 디스크 진동에 의한 오프트랙을 완화시킴과 동시에 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙을 완화할 수 있는 방안이 요구되는 실정에 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스크 진동에 의한 오프트랙 뿐만 아니라 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙도 완화되는 HSA와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 하드디스크 드라이브의 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은, 서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강 성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에만 사이드레일(side-rail)을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA(head stack assembly)와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 사이드레일은 상기 로드빔에 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재될 수 있다.
또한 본 발명은, 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 하드디스크 드라이브의 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은, 서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에 제1 사이드레일(side-rail)과, 상기 디스크의 중심에 상대적으로 가까운 서스펜션의 타 측에 상기 제1 사이드레일보다 높이가 낮은 제2 사이드레일을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA와, 이를 구비 한 하드디스크 드라이브를 제공한다.
바람직하게는, 상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 제1 및 제2 사이드레일은 상기 로드빔에 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 HSA와, 이를 구비한 하드디스크 드라이브를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSA의 일부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 하드디스크 드라이브(100)는 베이스 부재(101) 및 이에 결합된 커버 부재(미도시)로 이루어진 하우징 내에 스핀들 모터(105), 데이터 저장매체인 디스크(107) 및, HSA(Head Stack Assembly, 110A)를 구비한다. 상기 스핀들 모터(105)는 디스크(107)를 고속 회전시키기 위한 것으로, 베이스 부재(101)에 고정 설치된다. 상기 디스크(107)는 상기 스핀들 모터(105)에 결합되어 화살표 방향으로 고속 회전하는 것으로, 이러한 고속 회전에 의해 디스크(107)의 표면에는 화살표와 동일한 방향으로 유동하는 공기흐름이 유도된다.
상기 HSA(110A)는, 데이터의 기록 또는 판독을 수행하는 자기헤드(미도시)가 형성된 헤드슬라이더(130)를 포함한다. 상기 헤드슬라이더(130)는 디스크(107) 상의 특정 트랙으로 이동하여 디스크(107) 상에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크(107)에 기록된 데이터를 판독한다. 상기 HSA(110A)는 피봇 베어링(111)이 삽입되어 베이스 부재(101)에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm, 113)과, 상기 스윙아암(113)의 선단부에 부착된 연결판(117)과, 상기 연결판(117)에 결합되는 서스펜션(suspension, 120A)과, 상기 서스펜션(120A)의 선단부에 탑재되는 헤드슬라이더(130)를 구비한다. 또한, 상기 스윙아암(113)에 결합되며, 권선된 보이스코일(voice coil, 135)을 포함하는 오버몰드(overmold, 134)를 구비한다.
상기 오버몰드(134)의 상측과 하측에는 마그넷(magnet, 137)과, 상기 마그넷(137)을 지지하는 요크(yoke, 138)가 배치된다. 상기 마그넷(137), 요크(138) 및, HSA(110A)의 보이스코일(135)은 보이스코일 모터(voice coil motor)를 구성하여 HSA(110A)를 회동시키는 구동력을 제공한다.
디스크(107)의 고속 회전으로 유도된 공기흐름이 디스크(107)의 표면과 헤드슬라이더(130)의 디스크 대향면 사이를 통과하면서 상기 헤드슬라이더(130)에는 양력이 작용한다. 상기 양력과 상기 헤드슬라이더(130)를 디스크(107)로 향하도록 가압하는 서스펜션(120A)의 탄성 가압력이 평형을 이루는 높이에서 상기 헤드슬라이더(130)는 부상(floating) 상태를 유지한다. 이와 같은 부상 상태에서 헤드슬라이더(130)에 형성된 자기헤드(미도시)는 상기 디스크(107)에 데이터의 기록/판독 기능을 수행한다.
상기 하드디스크 드라이브(100)는 HSA(110A)와 베이스 부재(101) 아래에 배치된 주회로기판(미도시)을 전기적으로 연결하는 FPC(flexible printed circuit, 145) 및, 작동 정지 동안 HSA(110A)를 파킹(parking)하기 위한 램프(ramp, 140)를 더 구비한다. 하드디스크 드라이브(100)의 작동이 정지되면 헤드슬라이더(130)가 디스크(107)의 외부로 벗어나도록 HSA(110A)가 시계방향으로 회동하고 서스펜션(120A) 말단의 엔드탭(end-tap, 122)이 램프(140)의 경사면(미도시)을 따라 미끄러져 이동하여 안착부(미도시)에 안착된다. 이로써, HSA(110A)는 외란에 불구하고 회동하지 않고 고정된 상태가 된다.
상기 HSA(110A)의 연결판(117)은 스윙아암(113)의 선단부와 서스펜션(120)의 연결을 매개하는 부재로서, 스윙아암(113)의 선단부와 연결판(117)은 스웨이징(swaging)에 의해 결합된다. 상기 서스펜션(120A)은, 연결판(117)에 부착되고 헤드슬라이더(130)를 디스크(107) 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam, 121A)과, 상기 로드빔(121A)에 부착되고 상기 헤드슬라이더(130)를 디스크(107) 대향면에 부착 지지하는 플렉셔(flexure, 129)를 포함한다. 상기 로드빔(121A)의 말단에는 엔드탭(122)이 마련된다.
상기 로드빔(121A)은 연결판(117)과 결합되는 한 쌍의 결합부(126, 127)을 구비한다. 그 중에서 제1 결합부(126)는 디스크(107)의 중심, 즉 스핀들 모터(105)의 중심에 상대적으로 가까운 연결판(117)의 일 코너(119a)에 결합되고, 제2 결합부(127)는 디스크(107)의 중심에서 상대적으로 먼 연결판(117)의 타 코너(119b)에 결합된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 결합부(126)는 제2 결합부(127)에 비해 소 정 높이 차이(F1) 만큼 낮게 상기 연결판(117)에 결합된다. 상기 높이 차이(F1)는 연결판(117)의 두께 이내의 범위이며, 0 내지 0.5mm 인 것이 바람직하다.
한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 HSA(110B)는 도 4에 도시된 HSA(110A)를 대체하여 도 3의 하드디스크 드라이브(100)에 장착될 수 있는 것으로, 제1 결합부(126)와 제2 결합부(127)의 높이 차이(F2)를 형성하기 위하여 제1 결합부(126)와 연결판(117)의 하측면 사이에 개재되는 스페이서(spacer, 132)를 더 구비한다. 구체적으로, 상기 스페이서(132)가 연결판(117)의 일측 코너(119a)의 하측면에 부착되고 상기 제1 결합부(126)가 상기 스페이서(132)의 하측면에 부착되며, 상기 제2 결합부(127)가 연결판(117)의 타측 코너(119b)의 하측면에 부착됨으로 인해 상기 높이 차이(F2)가 형성된다.
비록 도시되진 않았으나, 서스펜션의 제1 결합부와 제2 결합부가 연결판의 상측면에 부착되고, 제2 결합부와 연결판 사이에 스페이서가 개재되어 한 쌍의 결합부 간 일정한 높이 차이를 형성하는 HSA도 본 발명에 포함될 수 있다. 또한, 제1 결합부와 제2 결합부 사이에 부가적인 결합부(예컨대, 제3 결합부)를 더 구비하는 HSA도 본 발명에 포함될 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 로드빔(121A)의 양 측 모서리 중에서 디스크(107)의 중심으로부터 상대적으로 먼 일 측 모서리에는 사이드레일(side-rail, 123A)이 형성되고, 디스크(107)의 중심에 상대적으로 가까운 타 측 모서리에는 사이드레일이 형성되어 있지 않다. 이와 같이 일 측에만 구비된 사이드레일(123A)로 인하여 서스펜션(120A)은 양 측이 비대칭적인 강성(stiffness)을 갖는다. 구체적으 로, 서스펜션(120A)의 형상 대칭의 기준이 되며 서스펜션(120A)의 길이 방향으로 연장되는 가상의 직선을 서스펜션의 중앙선(B)이라 하면, 상기 서스펜션의 중앙선(B)을 기준으로 사이드레일(123A)이 구비된 서스펜션(120A) 일 측의 강성이 사이드레일이 없는 타 측의 강성보다 크다. 상기한 바와 같은 서스펜션(120A)의 비대칭적 강성 분포는 서스펜션(120A)에 벤딩(suspension bending)이 일어날 때 헤드슬라이더(130)를 디스크(107)의 중심 방향, 또는 그 반대 방향으로 움직이게 한다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 HSA(110C)는 도 4에 도시된 HSA(110A)를 대체하여 도 3의 하드디스크 드라이브(100)에 장착될 수 있는 것으로, 로드빔(121C)의 양 측 모서리 중 디스크(107)의 중심에서 상대적으로 먼 일 측 모서리에 제1 사이드레일(123C)과, 상기 디스크(107)의 중심에 상대적으로 가까운 타 측 모서리에 상기 제1 사이드레일(123C) 보다 높이가 낮은 제2 사이드레일(124C)을 구비한다. 상기 한 쌍의 사이드레일(123C, 124C)의 높이 차이(R2)로 인하여, 서스펜션(120C)은 제1 사이드레일(123C)이 구비된 일 측의 강성(stiffness)이 제2 사이드레일(124C)이 구비된 타 측의 강성보다 크게 된다. 이와 같은 서스펜션(120C)의 비대칭적 강성 분포는 서스펜션(120C)에 벤딩(suspension bending)이 일어날 때 헤드슬라이더(130)를 디스크(107)의 중심 방향, 또는 그 반대 방향으로 움직이게 한다.
도 7은 하드디스크에 가해지는 진동의 주파수와 오프트랙 크기의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 HSA의 디스크 진동에 기인한 오프트랙 저감 효과를 설명하기 위한 모식도이며, 도 9는 본 발명에 따른 HSA의 서스펜션 벤 딩에 기인한 오프트랙 저감 효과를 설명하기 위한 모식도이다.
발명자는 본 발명의 효과를 검증하기 위하여, 제1 결합부(126)가 제2 결합부(127)보다 낮은 위치에서 연결판(117)에 결합되는 제1 특징과, 디스크(107) 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션(120A)의 일 측에만 사이드레일(123A)이 구비되는 제2 특징을 함께 구비한 본 발명의 제1 실시예에 따른 HSA(도 3 및 도 4 참조)(이하, "제1 타입 HSA"라고 칭한다)와, 상기 제1 특징만을 구비한 HSA(이하, 제2 타입 HSA"라고 칭한다)와, 상기 제1 특징 및 제2 특징을 모두 구비하지 않은 종래의 통상적인 HSA(이하, "제3 타입 HSA" 라고 칭한다)을 대상으로 하여, 주파수에 따른 오프트랙(off-track)의 크기를 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석하였다. 상기 컴퓨터 시뮬레이션은 대상을 2.5 인치 직경의 디스크를 갖는 하드디스크 드라이브로 가정하였고, 상기 제1 특징의 높이 차이(F1)는 0.1mm로 가정하였다.
도 7을 참조하면, A1 영역에 형성되는 피크(peak)는 디스크 진동에 의한 오프트랙의 발생을 나타낸다. 또한, A2 영역에 형성되는 피크(peak)는 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙의 발생을 나타낸다. 아래의 표 1에 도 7의 결과가 정리되어 있다.
디스크 진동에 의한 오프트랙 크기 [×10-6 mm] 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙 크기 [×10-6 mm]
제1 타입 HSA 13.71 6.96
제2 타입 HSA 12.47 38.93
제3 타입 HSA 44.29
도 7 및 표 1를 통해 알 수 있는 바와 같이 제1 특징을 갖는 제1 타입과 제2 타입의 HSA는 통상적 형태의 제3 타입 HSA에 비해 디스크 진동에 의한 오프트랙의 크기가 1/3 내지 1/4 정도로 감소된다. 또한, 제1 특징 뿐만 아니라 제2 특징도 함께 구비한 제1 타입 HSA는 제1 특징만 구비한 제2 타입 HSA에 비해 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙의 크기가 1/6 정도로 감소된다.
도 8을 참조하면, 디스크(도 3의 107 참조)가 상하로 요동하는 경우에 디스크의 중심에 대해 동심원 상에 형성된 트랙은, 디스크가 하측으로 요동하면 디스크의 외주 방향으로 이동(T(d0)에서 T(d1)으로 이동)하고, 디스크가 상측으로 요동하면 디스크의 중심 방향으로 이동(T(d0)에서 T(d2)로 이동)한다. 통상적 형태인 제3 타입 HSA의 헤드슬라이더에 형성된 자기헤드는 디스크가 하측으로 요동할 때 HSA의 회동 중심 방향, 즉 피봇 베어링(도 3의 111 참조)의 중심 방향으로 이동(h0(d0)에서 h0(d1)으로 이동)하여 자기헤드와 트랙 사이(h0(d1)와 T(d1) 사이)의 거리 이격으로 인한 오프트랙이 발생한다. 또한, 디스크가 상측으로 요동할 때 상기 자기헤드는 HSA의 회동 중심 방향의 반대 방향으로 이동(h0(d0)에서 H0(d2)으로 이동)하여 자기헤드와 트랙 사이(h0(d2)와 T(d2) 사이)의 거리 이격으로 인한 오프트랙이 발생한다.
그러나, 상기 제1 특성을 갖는 제1 타입 HSA 또는 제2 타입 HSA는 HSA의 요동시에 서스펜션(도 3의 120A 참조)의 비틀림이 유발되어 디스크가 하측으로 요동할 때에는 디스크의 외주 방향으로 치우쳐지게 이동(h1(d0),h2(d0)에서 h1(d1), h2(d1)으로 이동)하고, 디스크가 상측으로 요동할 때에는 디스크의 중심 방향으로 치우쳐지게 이동(h1(d0), h2(d0)에서 h1(d2), h2(d2)으로 이동)한다. 이에 따라, 자기헤드와 트랙 사이(h1(d1)와 T(d1) 사이, h1(d2)와 T(d2) 사이, h2(d1)와 T(d1) 사이, h2(d2)와 T(d2) 사이)의 거리가 상기 제3 타입 HSA의 경우보다 감소되어 디스크 진동에 의해 발생되는 오프트랙이 완화된다.
한편, 도 9를 참조하면, 제2 타입 HSA에 서스펜션이 볼록하게 굽어지는 서스펜션 벤딩이 발생하면 자기헤드는 상기 제1 특징에 기인한 서스펜션의 비틀림으로 인해 디스크 중심 방향으로 치우쳐 이동(h1(s0)에서 h1(s1)으로 이동)하며, 반대로 서스펜션이 오목하게 굽어지는 서스펜션 벤딩이 발생하면 자기헤드는 디스크의 외주 방향으로 치우쳐 이동(h2(s0)에서 h1(s2)으로 이동)한다. 이에 따라, 자기헤드와 트랙 사이(h1(s1)와 T 사이, h1(s2)와 T 사이)의 거리가 이격되어 서스펜션 벤딩으로 인한 오프트랙이 발생한다.
그러나, 제1 타입 HSA에 서스펜션이 볼록하게 굽어지는 서스펜션 벤딩이 발생하면 상기 제2 특징이 제1 특징에 기인한 디스크 중심 방향으로 향하는 자기헤드의 움직임을 보상한다. 이에 따라 제1 타입 HSA의 자기헤드는 제2 타입 HSA의 자기헤드에 비하여 서스펜션 벤딩 시에 트랙(T)으로부터 소폭으로 이격된다(h2(s0)에서 h2(s1)으로 이동, h2(s0)에서 h2(s2)으로 이동). 따라서, 제1 타입 HSA의 자기헤드와 트랙 사이(h2(s1)와 T 사이, h2(s2)와 T 사이)의 거리가 상기 제2 타입 HSA의 경우(h1(s1)와 T 사이, h1(s2)와 T 사이)보다 감소되어, 제1 타입, 즉 본 발명의 HSA에서는 제2 타입의 HSA에 비해 서스펜션 벤딩에 의해 발생되는 오프트랙이 완화된다.
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. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 HSA는, 디스크 진동에 의한 오프트랙 뿐만 아니라 서스펜션 벤딩에 의한 오프트랙이 작아지므로, 자기헤드의 트랙(track) 추종 성능의 향상과, PES(positioning error signal)의 저감을 가능케 한다. 또한, 이로 인하여 데이터 처리속도의 향상을 기대할 수 있으며, 단위 길이당 트랙수(TPI; tracks per inch)를 키워 고집적화된 디스크를 갖는 하드디스크 드라이브를 가능케 한다.

Claims (12)

  1. 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 하드디스크 드라이브의 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은,
    서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에만 사이드레일(side-rail)을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA(head stack assembly).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 사이드레일은 상기 로드빔에 형성된 것을 특징으로 하는 HSA.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재된 것을 특징으로 하는 HSA.
  4. 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 하드디스크 드라이브의 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은,
    서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에 제1 사이드레일(side-rail)과, 상기 디스크의 중심에 상대적으로 가까운 서스펜션의 타 측에 상기 제1 사이드레일보다 높이가 낮은 제2 사이드레일을 구비한 것을 특징으로 하는 HSA.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부 착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 제1 및 제2 사이드레일은 상기 로드빔에 형성된 것을 특징으로 하는 HSA.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재된 것을 특징으로 하는 HSA.
  7. 베이스 부재, 상기 베이스 부재 상에서 고속 회전하는, 데이터 저장매체인 디스크 및, 상기 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크에 저장된 데이터를 판독하기 위한 HSA(head stack assembly)를 구비한 하드디스크 드라이브에 있어서, 상기 HSA는,
    상기 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 상기 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은,
    서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에만 사이드레일(side-rail)을 구비한 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 사이드레일은 상기 로드빔에 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  10. 베이스 부재, 상기 베이스 부재 상에서 고속 회전하는, 데이터 저장매체인 디스크 및, 상기 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크에 저장된 데이터를 판독하기 위한 HSA(head stack assembly)를 구비한 하드디스크 드라이브에 있어서, 상기 HSA는,
    상기 베이스 부재에 회동 가능하게 장착되는 스윙아암(swing arm); 상기 스윙아암의 선단부에 부착된 연결판; 상기 연결판과 결합되는 복수의 결합부를 구비하고, 상기 복수의 결합부 중에서 상기 디스크 중심에 상대적으로 가까운 결합부가 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 결합부보다 낮은 위치에서 상기 연결판에 결합되는 서스펜션(suspension); 및, 상기 서스펜션의 선단부에 탑재되는, 데이터의 기록/판독 매체인 헤드슬라이더(head slider);를 구비하고, 상기 서스펜션은,
    서스펜션의 중앙선을 기준으로 서스펜션의 양 측이 비대칭적 강성(stiffness)을 갖도록, 상기 디스크의 중심에서 상대적으로 먼 서스펜션의 일 측에 제1 사이드레일(side-rail)과, 상기 디스크의 중심에 상대적으로 가까운 서스펜션의 타 측에 상기 제1 사이드레일보다 높이가 낮은 제2 사이드레일을 구비한 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 서스펜션은, 상기 복수의 결합부를 포함하고 상기 헤드슬라이더를 디스크 표면을 향해 탄성 바이어스하는 로드빔(load beam)과, 상기 헤드슬라이더를 부착 지지하는 플렉셔(flexure)를 구비하며, 상기 사이드레일은 상기 로드빔에 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부의 결합 위치에 높이 차이를 형성하기 위하여 적어도 하나의 결합부와 연결판 사이에 스페이서(spacer)가 개재된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
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