KR100809720B1 - 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치 Download PDF

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KR100809720B1
KR100809720B1 KR1020070010647A KR20070010647A KR100809720B1 KR 100809720 B1 KR100809720 B1 KR 100809720B1 KR 1020070010647 A KR1020070010647 A KR 1020070010647A KR 20070010647 A KR20070010647 A KR 20070010647A KR 100809720 B1 KR100809720 B1 KR 100809720B1
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swing arm
hook
notch
actuator
disk drive
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김도완
이철우
정기탁
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삼성전자주식회사
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Abstract

하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 액츄에이터를 자기헤드의 파킹 위치에 로킹(locking)시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치가 개시된다. 개시된 액츄에이터 래치 장치는, 하드디스크 드라이브의 스윙 아암의 일단부에 형성된 노치(notch)와, 베이스 부재에 회동 가능하게 설치되며, 일측부에 노치를 간섭하여 스윙 아암의 일방향 회동을 저지하는 두 개의 후크(hook)를 가진 래치 레버를 구비한다. 상기 두 개의 후크 각각과 노치 사이의 간격은 서로 다르며, 상기 두 개의 후크 중 제1후크와 노치 사이의 간격이 제2후크와 노치 사이의 간격보다 작도록 배치된다.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치{Actuator latch system for hard disk drive}
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 하드디스크 드라이브의 싱글 레버형 관성 래치 장치의 구조와 그 작동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래의 하드디스크 드라이브의 듀얼 레버형 관성 래치 장치의 구조와 그 작동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터 래치 장치가 구비된 하드디스크 드라이브의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 액츄에이터 래치 장치를 도시한 사시도 및 평면도이다.
도 6은 도 5에 표시된 C 부위를 확대 도시한 상세 평면도이다.
도 7은 액츄에이터에 인가되는 회전 충격량과 충격이 가해진 후 노치와 후크가 접촉될 때까지의 시간과의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 및 도 9는 도 3에 도시된 액츄에이터 래치 장치의 로킹 동작 및 로킹 해제 동작을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...하드디스크 드라이브 110 ...베이스 부재
111...스토퍼 120...디스크
130...액츄에이터 131...회동 중심
132...스윙 아암 133...서스펜션 조립체
134...슬라이드 135...엔드-탭
137...VCM 코일 138...마그네트
140...램프 151...제1 철심
152...노치(notch) 160...래치 레버
161...회동 중심 162...제1후크
163...제2후크 164...균형추
165...제2 철심 169...웨이트
171...완충 아암 172...돌기부
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크의 회전이 정지된 때 액츄에이터를 일정 위치에 로킹시켜 외부 충격에 의해 액츄에이터가 임의로 회전되는 것을 방지하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 정보 저장 장치들 중의 하나인 하드디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 자기헤드(magnetic head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재 생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다. 이러한 하드디스크 드라이브에 있어서, 상기 자기헤드는 회전하는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 액츄에이터에 의해 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행하게 된다.
한편, 하드디스크 드라이브가 작동하지 않는 때, 즉 디스크의 회전이 정지된 때에는 상기 자기헤드가 디스크의 기록면에 부딪치지 않도록 상기 자기헤드를 디스크의 기록면을 벗어난 위치에 파킹시키게 된다. 이러한 자기헤드의 파킹 시스템은 크게 CSS(Contact Start Stop) 방식과 램프(ramp) 로딩 방식으로 나뉠 수 있다. CSS 방식은 디스크의 내주측에 데이터가 기록되지 않는 파킹존을 마련하고, 그 파킹존에 상기 자기헤드를 접촉시켜 파킹하는 방식이다. 그리고, 램프 로딩 방식은 디스크의 바깥쪽에 램프를 설치하고, 이 램프 위에 자기헤드를 파킹시키는 방식이다.
그런데, 상기한 바와 같이 자기헤드가 디스크의 파킹존 또는 램프에 파킹된 상태에서, 하드디스크 드라이브에 가해지는 외부 충격이나 진동에 의해 액츄에이터가 임의로 회전하여 상기 자기헤드가 파킹존 또는 램프를 벗어나 디스크의 기록면으로 이동될 수 있다. 이와 같은 경우에는 상기 자기헤드가 디스크의 기록면에 접촉되어 자기헤드 또는 디스크의 기록면이 손상될 수 있다. 따라서, 디스크의 회전이 정지되어 자기헤드가 파킹존 또는 램프에 파킹된 상태에서는 액츄에이터를 임의로 회전하지 않도록 일정 위치에 로킹(locking)시킬 필요가 있으며, 이를 위해 하드디스크 드라이브에는 다양한 종류의 액츄에이터 래치 장치가 마련된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c에는 종래의 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치의 일 예로서 싱글 레버형 관성 래치(inertial latch) 장치가 도시되어 있다.
먼저 도 1a를 참조하면, 하드디스크 드라이브에는 데이터의 재생 및 기록을 위한 자기헤드를 디스크 상의 원하는 위치로 이동시키는 액츄에이터(10)가 설치된다. 상기 액츄에이터(10)는 피봇중심(11)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(swing arm, 12)과, 스윙 아암(12)의 일측 단부에 설치되어 상기 자기헤드가 탑재된 슬라이더(14)를 디스크의 표면쪽으로 탄성바이어스 되게 지지하는 서스펜션(13)을 가진다.
그리고, 상기 하드디스크 드라이브에는 상기 자기헤드가 램프(15)에 파킹된 상태에서 액츄에이터(10)를 로킹시키기 위한 관성 래치 장치(20)가 마련되어 있다. 상기 관성 래치 장치(20)는, 관성에 의해 회동하는 하나의 래치 레버(21)와, 상기 래치 레버의 선단부에 마련된 래치 후크(22)와, 상기 액츄에이터(10)의 스윙 아암(12)에 마련된 노치(23)와, 스윙 아암(12)의 시계 방향 회전을 제한하는 크래쉬 스탑(crash stop, 24)과, 래치 레버(21)의 시계 방향 회전을 제한하는 래치 스탑(25)을 구비한다.
상기 종래의 관성 래치 장치(20)를 구비한 하드디스크 드라이브에 시계 방향의 회전 충격(rotational shock)이 가해지면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(10)의 스윙 아암(12)과 래치 레버(21)는 관성에 의해 반시계 방향으로 회동하게 되고, 이에 따라 래치 후크(22)가 노치(23)에 걸리게 됨으로써 액츄에이터(10)의 스윙 아암(12)이 더 이상 회동하지 못하게 된다. 반대로, 하드디스크 드라이브에 반시계 방향의 회전 충격이 가해지면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(10) 의 스윙 아암(12)과 래치 레버(21)는 관성에 의해 시계 방향으로 회동하게 된다. 이때, 스윙 아암(12)은 처음에는 시계 방향으로 회동하다가 크래쉬 스탑(24)에 부딪쳐 리바운딩(rebounding)되면서 반시계 방향으로 회동하게 되고, 상기 래치 레버(21)는 래치 스탑(25)에 부딪쳐 리바운딩 되면서 역시 반시계 방향으로 회동하게 된다. 이에 따라, 래치 후크(22)가 노치(23)를 간섭함으로써 액츄에이터(10)를 로킹시키게 된다.
상기한 종래의 싱글 레버형 관성 래치 장치(20)는, 하드디스크 드라이브에 시계 방향의 회전 충격이 가해져 액츄에이터(10)의 스윙 아암(12)이 반시계 방향으로 회동할 때에는 비교적 정확하게 작동된다. 그러나, 하드디스크 드라이브에 반시계 방향의 회전 충격이 가해지는 경우에는, 스윙 아암(12)과 래치 레버(21)의 리바운딩 타이밍이 정확하게 일치하지 않으면, 스윙 아암(12)에 마련된 노치(23)가 래치 후크(22)에 걸리지 않게 되어 액츄에이터(10)가 로킹되지 않는다. 그리고, 상기한 바와 같이 시계 방향의 외부 충격에 의해 스윙 아암(12)이 반시계 방향으로 1차 회동할 때, 이러한 1차 회동은 노치(23)가 래치 레버(21)의 래치 후크(22)에 걸림으로써 제한될 수 있다. 그러나, 스윙 아암(12)의 반시계 방향으로의 1차 회동에 의해 노치(23)와 래치 후크(22)가 접촉할 때 외부 충격에 의해 발생된 충격량이 그대로 서로간에 전달되고, 이러한 충격에 의해 서로 반발하게 되면서 스윙 아암(12)은 시계 방향으로 회동하게 된다. 시계 방향으로 회동하는 스윙 아암(12)은 크래쉬 스탑(24)에 충돌하여 리바운딩 되면서 다시 반시계 방향으로 2차 회동하게 된다. 이와 같은 스윙 아암(12)의 반시계 방향으로의 2차 회동은 상기한 바와 같이 타이 밍 불일치로 인해 래치 후크(22)로 제한하기 힘들다. 이 경우, 스윙 아암(12)이 반시계 방향으로 계속 회전하여 자기헤드가 램프(15)를 벗어나 디스크의 기록면으로 이동되고, 이에 따라 자기헤드가 디스크의 기록면에 접촉되어 자기헤드 또는 디스크의 기록면이 손상될 수 있다. 이와 같이, 종래의 싱글 레버형 관성 래치 장치(20)에 의해서는 액츄에이터(10)의 로킹에 대한 신뢰성을 확보하기 힘든 문제점이 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c에는 상기한 종래의 싱글 레버형 관성 래치 장치의 문제점을 보완한 듀얼 레버형 관성 래치 장치가 도시되어 있다.
먼저 도 2a를 참조하면, 액츄에이터(30)를 로킹시키기 위한 관성 래치 장치(40)는, 관성에 의해 회동하는 두 개의 래치 레버(41, 42)와, 제1 래치 레버(41)에 마련된 래치 핀(43)과, 제2 래치 레버(42)에 마련된 래치 후크(44)와, 상기 액츄에이터(30)의 스윙 아암(32)에 마련된 노치(45)와, 스윙 아암(32)의 시계 방향 회전을 제한하는 크래쉬 스탑(46)을 구비하고 있다.
상기 듀얼 레버형 관성 래치 장치(40)를 구비한 하드디스크 드라이브에 시계 방향의 회전 충격(rotational shock)이 가해지면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(30)의 스윙 아암(32)과 제1 및 제2 래치 레버(41, 42)는 관성에 의해 반시계 방향으로 회동하게 되고, 이에 따라 래치 후크(44)가 노치(45)에 걸리게 됨으로써 액츄에이터(30)의 스윙 아암(32)이 더이상 회동하지 못하게 된다. 반대로, 하드디스크 드라이브에 반시계 방향의 회전 충격이 가해지면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(30)의 스윙 아암(32)과 제1 래치 레버(41)는 관성에 의해 시계 방 향으로 회동하게 된다. 이 때, 스윙 아암(32)은 처음에는 시계 방향으로 회동하다가 크래쉬 스탑(46)에 부딪쳐 리바운딩 되면서 반시계 방향으로 회동하게 된다. 그리고, 상기 제1 래치 레버(41)가 시계 방향으로 회동하면서 래치 핀(43)이 제2 래치 레버(42)를 간섭하여 반시계 방향으로 회동시킨다. 이에 따라, 제2 래치 레버(42)의 래치 후크(44)가 노치(45)를 간섭함으로써 스윙 아암(32)의 반시계 방향 회동을 제한하게 된다.
상기 종래의 듀얼 레버형 관성 래치 장치(40)는, 하드디스크 드라이브에 가해지는 시계 방향 및 반시계 방향의 회전 충격에 대해 모두 안정적으로 작동하게 된다. 그러나, 두 개의 래치 레버(41, 42)를 필요로 하므로, 구조가 복잡하고 크기가 커서 공간을 많이 차지하게 되며, 이에 따라 제조 비용과 조립 시간이 많이 요구되고 소형의 모바일(moblie) 디스크 드라이브에 적용하기가 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스윙 아암의 노치와 래치 레버의 후크의 접촉시의 회전 충격량을 줄임으로써 로킹 동작의 신뢰성이 향상된 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액츄에이터 래치 장치는,
하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 액츄에이터를 파킹 위치에 로킹(locking)시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치에 있어서,
상기 하드디스크 드라이브의 스윙 아암의 일단부에 형성된 노치(notch); 및
상기 베이스 부재에 회동 가능하게 설치되며, 일측부에 상기 노치를 간섭하여 상기 스윙 아암의 일방향 회동을 저지하는 두 개의 후크(hook)를 가진 래치 레버;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서,상기 두 개의 후크 각각과 상기 노치 사이의 간격은 서로 다른 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 두 개의 후크는 제1후크와 제2후크를 포함하며, 상기 제1후크와 상기 노치 사이의 간격이 상기 제2후크와 상기 노치 사이의 간격보다 작은 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1후크와 상기 노치 사이의 간격은, 상기 액츄에이터에 충격이 가해진 시점으로부터 상기 노치가 상기 제1후크에 접촉하는 시점까지의 시간이 대략 1.5ms 이내가 되도록 정해지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제2후크와 상기 스윙 아암의 회동 중심 사이의 거리는 상기 제1후크와 상기 스윙 아암의 회동 중심 사이의 거리보다 짧은 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터 래치 장치가 구비된 하드디스크 드라이브 의 평면도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 액츄에이터 래치 장치를 도시한 사시도 및 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 하드디스크 드라이브(100)는 스핀들 모터(112)와, 스핀들 모터(112)에 장착되어 회전하는 디스크(120)와, 데이터의 기록 및 재생을 위한 자기헤드(magnetic head)를 디스크(120) 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터(130)를 구비한다. 상기 액츄에이터(130)는, 하드디스크 드라이브(100)의 베이스 부재(110)에 마련된 회동 중심(131)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(swing arm, 132)과, 스윙 아암(132)의 선단부에 설치되어 상기 자기헤드가 탑재된 슬라이더(134)를 디스크(120)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션 조립체(133)와, 상기 스윙 아암(132)을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)를 구비한다.
상기 보이스 코일 모터는 스윙 아암(132)의 후단부에 마련된 VCM 코일(137)과, VCM 코일(137)과 대면하도록 VCM 코일(137)의 상부와 하부에 각각 배치된 마그네트(138)를 구비한다. 상기 마그네트(138)는 베이스 부재(110)에 고정 설치된 요크(139)에 부착되어 지지된다. 한편, 상기 마그네트(138)는 VCM 코일(137)의 상부 또는 하부에만 배치될 수도 있다. 상기 보이스 코일 모터는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일(137)에 입력되는 전류와 마그네트(138)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 스윙 아암(132)을 회전시키게 된다. 즉, 하드디스크 드라이브(100)의 전원이 온(on)되어 디스크(120)가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터는 스윙 아암(132)을 반시계 방향으로 회 전시켜 상기 자기헤드를 디스크(120)의 기록면 위로 이동시킨다. 반대로 하드디스크 드라이브(100)의 전원이 오프(off)되어 디스크(120)의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터는 스윙 아암(132)을 시계 방향으로 회전시켜 상기 자기헤드가 디스크(120)를 벗어나도록 한다.
디스크(120)의 기록면을 벗어난 자기헤드는 디스크(120)의 바깥에 마련된 램프(ramp, 140)에 파킹된다. 상술하면, 디스크(120)의 회전이 정지되면 보이스 코일 모터에 의해 상기 스윙 아암(132)은 시계 방향으로 회전되고, 이에 따라 서스펜션 조립체(133)에 마련된 엔드-탭(135)이 램프(140)에 파킹된다.
상기 하드디스크 드라이브(100)에는 액츄에이터 래치 장치가 구비된다. 상기 액츄에이터 래치 장치는, 디스크(120)의 회전이 정지된 때에 액츄에이터(130)에 장착된 자기헤드가 램프(140)에 파킹된 상태를 유지하도록 액츄에이터(130)를 로킹시키는 역할을 한다. 다시 말하면, 상기 액츄에이터 래치 장치는 디스크(120)의 회전이 정지된 상태에서 외부 충격이나 진동 등에 의해 액츄에이터(130)가 불필요하게 회전하여 상기 자기헤드가 램프(140)로부터 벗어나 디스크(120) 위로 이동하는 것을 방지한다. 만약, 디스크(120)의 회전이 정지된 상태에서 자기헤드가 디스크(120) 위로 이동되면, 디스크(120)의 표면에 자기헤드가 직접 접촉하게 되어 디스크(120)의 표면 또는 자기헤드가 손상될 수 있는 위험성이 있다.
상기 액츄에이터 래치 장치는, 상기 스윙 아암(132)의 후단부에 형성된 노치(notch, 152)와, 상기 베이스 부재(110)에 회동 가능하게 설치된 래치 레버(160)를 구비한다. 상기 스윙 아암(132)의 후단부는 통상적으로 플라스틱 사출물로 형성 되며, 상기 스윙 아암(132)의 후단부에 형성되는 상기 노치(152)도 플라스틱 사출 성형에 의해 스윙 아암(132)의 후단부로부터 수평으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 래치 레버(160)는, 베이스 부재(110)에 장착되는 회동 중심(161)과, 일측부에 마련되어 액츄에이터(130)의 로킹시 상기 노치(152)를 간섭하는 두 개의 후크(162, 163)와, 타측부에 마련된 균형추(counterbalance, 164)를 포함한다. 상기 래치 레버(160)에는, 하드디스크 드라이브(100)에 외부로부터 시계 방향 또는 반시계 방향의 회전 충격이 가해질 경우, 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회동하려는 관성력이 작용한다. 이와 같은 관성력에 의해 반시계 방향으로 회동하는 스윙 아암(132)의 노치(152)가 래치 레버(160)의 두 개의 후크(162, 163) 중 어느 하나에 걸리게 됨으로써, 스윙 아암(132)의 임의적인 회동이 저지된다. 상기한 두 개의 후크(162, 163)에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명하기로 한다.
상기 스윙 아암(132)의 시계 방향 회동은 균형추(164)에 의해 가로막혀 제한된다. 구체적으로, 상기 균형추(164)는 시계 방향으로 회동하는 스윙 아암(132)의 후단부 측면과 충돌함으로써 스윙 아암(132)의 시계 방향 회동을 저지한다. 상기 균형추(164)에는 스윙 아암(132)과의 충돌로 인한 충격을 완화하기 위한 완충 아암(171)이 마련될 수 있다. 상기 완충 아암(171)은 실질적으로 스프링의 역할을 할 수 있도록 탄성 재료(elastic material), 예컨대 폴리이미드와 같은 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다.
상기 완충 아암(171)에는 스윙 아암(132)의 후단부 측면을 향해 돌출된 돌기부(172)가 형성된다. 상기 돌기부(172)는 완충 아암(171)과 스윙 아암(132)의 충돌 시 이들 사이의 접촉 면적을 줄여 파티클의 발생을 감소시키기 위한 것이다.
상기 베이스 부재(110)에는 상기 균형추(164)를 가로막아 래치 레버(160)의 반시계 방향 회동량을 제한하는 스토퍼(111)가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 스토퍼(111)는 반시계 방향으로 회동하는 래치 레버(160)의 균형추(164)와 접촉함으로써 래치 레버(160)의 반시계 방향 회동을 제한한다.
그리고, 상기 균형추(164)에는 완충 홀(167)이 관통 형성될 수 있다. 상기 완충 홀(167)은 균형추(164)와 스토퍼(111)의 충돌로 인한 충격을 흡수하여 래치 레버(160)의 손상을 방지하고, 충돌시의 소음을 저감한다.
상기 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)에는 각각 제1 철심(151)과 제2 철심(165)이 구비된다. 상기 제1 철심(151)은 스윙 아암(132)의 후단부 일측 구석 부위에 배치된다. 상기 제1 철심(151)은 상기 마그네트(138)와의 사이에 자력이 작용할 수 있도록 자성체, 바람직하게는 강자성체인 강재(steel)로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 철심(151)은 상기 스윙 아암(132)에 시계 방향의 토크(torque)를 인가하는 역할을 한다. 상술하면, 자성체로 이루어진 상기 제1 철심(151)에는 마그네트(138)로부터의 자력이 작용하게 되며, 이에 따라 스윙 아암(132)에는 상기 자력에 의해 시계 방향으로 회전하려는 토크가 인가된다. 이와 같이 스윙 아암(132)에 인가되는 시계 방향 토크는 비교적 약한 회전 충격과 진동에 대해 상기 액츄에이터(130)를 로킹시키는 역할을 한다.
상기 제2 철심(165)은 상기 래치 레버(160)의 균형추(164)에 배치된다. 상기 제2철심(165)도 상기 마그네트(138)와의 사이에 자력이 작용할 수 있도록 자성체, 바람직하게는 강자성체인 강재(steel)로 이루어질 수 있다. 상기 제2 철심(165)은 래치 레버(160)에 시계 방향의 토크를 인가하는 역할을 하게 된다. 상술하면, 제2철심(165)에도 마그네트(138)로부터의 자력이 작용하게 되며, 이에 따라 래치 레버(160)에는 상기 자력에 의해 시계 방향으로 회전하려는 토크가 인가된다. 상기 제1 철심(151)의 크기를 제2 철심(165)의 크기보다 크게 하면, 상기 스윙 아암(132)에 작용하는 토크의 크기가 래치 레버(160)에 작용하는 토크의 크기보다 커지게 됨으로써 액츄에이터(130)의 로킹 상태가 안정되게 유지될 수 있다.
상기 래치 레버(160)에는 웨이트(169)가 설치될 수 있다. 상기 웨이트(169)는 래치 레버(160)의 균형추(164)에 설치될 수 있다. 상기 웨이트(169)의 크기를 조절하면, 래치 레버(160)에 인가되는 관성력을 적정하게 제어할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 특징부인 두 개의 후크(162, 163)에 대해 도 6과 도 7을 참조하면서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 도 5에 표시된 C 부위를 확대 도시한 상세 평면도이고, 도 7은 액츄에이터에 인가되는 회전 충격량과 충격이 가해진 후 노치와 후크가 접촉될 때까지의 시간과의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 상기 래치 레버(160)에는 액츄에이터(130)로부터 전달되는 회전 충격량을 줄일 수 있도록 서로 다른 위치에 두 개의 후크(162, 163)가 형성된다. 구체적으로, 상기 두 개의 후크(162, 163)는, 상기 스윙 아암(132)의 노치(152)와 충분히 가까운 위치에 형성된 제1후크(162)와, 상기 노치(152)로부터 보다 먼 위치, 바람직하게는 래치 레버(160)의 선단부에 형성된 제2후크(163)를 포함 한다. 다시 설명하면, 상기 제1후크(162)와 노치(152) 사이의 제1간격(D1)은 충분히 작게 형성되고, 상기 제2후크(163)와 노치(152) 사이의 제2간격(D2)은 제1간격(D1)보다 크게 형성될 수 있다. 상기한 노치(152)와 제1후크(162) 사이의 제1간격(D1)과 노치(152)와 제2후크(163) 사이의 제2간격(D2)은 액츄에이터(130)에 인가되는 회전 충격량을 고려하여 적정하게 정해질 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1후크(162)와 노치(152) 사이의 제1간격(D1)이 충분히 작으면, 충격에 의해 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)이 회전할 때, 제1후크(162)와 노치(152)의 접촉이 보다 짧은 시간 내에 이루어지게 되고, 이에 따라 스윙 아암(132)의 노치(152)를 통해 전달되는 회전 충격량이 감소하게 된다.
이에 대해서 도 7의 그래프를 참조하며 보다 상세하게 설명한다.
도 7의 그래프에서, 세로축은 충격의 세기를 나타내고, 가로축은 시간을 나타내므로, 충격 곡선 아래의 면적은 충격량을 나타낸다.
도 7의 그래프에 의하면, 액츄에이터에 충격이 가해진 시점으로부터 시간이 경과될수록 액츄에이터에 인가되는 회전 충격량은 증가하게 된다. 따라서, 액츄에이터에 충격이 가해진 시점으로부터 스윙 아암의 노치가 래치 레버의 후크에 접촉하는 시점까지의 시간이 짧을수록 액츄에이터의 회전 충격량은 줄어들게 된다.
종래에는 그래프의 가로축에 표시된 B 시점, 즉 액츄에이터에 충격이 가해진 후 2.38ms 경과한 후에 노치와 후크의 접촉이 이루어졌다. 따라서, 액츄에이터에 상당히 큰 회전 충격량이 인가된 상태로 노치와 후크의 접촉이 이루어지게 되고, 이와 같이 큰 충격량에 의해 스윙 아암과 래치 레버는 서로 반발하게 된다.
본 발명에 있어서는, 그래프의 가로축에 표시된 A 시점, 즉 액츄에이터(130)에 충격이 가해진 후 대략 1.5ms 이내에, 바람직하게는 1ms 이내에 노치(152)와 제1후크(162)의 접촉이 이루어지도록 함으로써, 액츄에이터(130)에 인가되는 회전 충격량을 종래에 비해 반 이하로 줄일 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 충격에 의해 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)이 회전할 때, 노치(152)가 제1후크(162)에 보다 짧은 시간 내에 접촉될 수 있도록, 노치(152)와 제1후크(162) 사이의 제1간격(D1)을 충분히 작게 한다. 이에 따라, 외부 충격에 의해 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)가 반시계 방향으로 회동함으로써 노치(152)와 제1후크(162)가 접촉될 때, 노치(152)를 통해 제1후크(162)에 전달되는 액츄에이터(130)의 회전 충격량이 줄어들게 되므로, 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)의 리바운딩이 최소화될 수 있다. 만약, 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)가 리바운딩되면서 시계 방향으로 회동하더라도, 이때의 회전 에너지는 종래에 비해 충분히 감소되어 있다. 따라서, 시계 방향으로 회동하는 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)의 완충 아암(171)이 충돌하더라도, 이들 사이의 반발에 의해 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)가 다시 반시계 방향으로 2차 회동하는 것이 억제될 수 있다.
그리고, 상기 노치(152)와 제1후크(162)의 오버랩 폭(W)은 종래의 경우에 비해 작은 것이 바람직하다. 이는, 도 9를 참조하며 후술하는 바와 같이, 하드디스크 드라이브(100)의 정상 작동을 위해, 스윙 아암(132)을 반시계 방향으로 회동시킬 때, 반시계 방향으로 회동하는 노치(152)가 제1후크(162)에 간섭되는 것을 피하기 위해서이다.
한편, 외부로부터의 충격에 의해 스윙 아암(132)이 반시계 방향으로 회동할 때, 여러 가지 복합적인 요인에 의해 스윙 아암(132)의 노치(152)가 제1후크(162)에 걸리지 않고 제1후크(162)를 지나갈 수 있다. 이 경우, 상기 제2후크(163)가 상기 노치(152)를 간섭하여 스윙 아암(132)의 더 이상의 회동을 저지하게 된다. 이를 위해, 상기 스윙 아암(132)의 노치(152)와 래치 레버(160)의 제2후크(163) 사이의 제2간격(D2)은 상기 제1간격(D1)보다 크도록 정해진다. 그리고, 상기 제2후크(163)는 제1후크(162) 보다 스윙 아암(132)의 회동 중심(131)에 가깝게 위치하는 것이 바람직하다. 다시 설명하면, 액츄에이터(130)가 파킹된 상태에서, 상기 제2후크(163)와 스윙 아암(132)의 회동 중심(131) 사이의 거리가 제1후크(162)와 스윙 아암(132)의 회동 중심 사이의 거리보다 짧다. 이와 같이, 제2후크(163)가 스윙 아암(132)의 회동 중심(131)에 보다 가깝게 위치함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 스윙 아암(132)의 노치(152)가 제1후크(162)에 걸리지 않더라도 제2후크(163)에는 걸릴 수 있게 된다.
이하에서, 상기한 구성을 갖는 액츄에이터 래치 장치의 동작을 설명한다.
도 8 및 도 9는 도 3에 도시된 액츄에이터 래치 장치의 로킹 동작 및 로킹 해제 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 하드디스크 드라이브(100)의 작동이 정지되어 슬라이더(134)에 탑재된 자기헤드가 램프(140, 도 3 참조)에 파킹될 때에는, 보이스 코일 모터에 의해 스윙 아암(132)이 그 회동 중심(131)을 중심으로 시계 방향으로 회 전하게 된다. 이때, 스윙 아암(132)의 후단부 측면이 래치 레버(160)의 완충 아암(171)에 마련된 돌기부(172)에 접촉되고, 래치 레버(160)는 시계 방향으로 회전하는 스윙 아암(132)에 의해 밀려서 그 회동 중심(161)을 중심으로 반시계 방향으로 회동하게 된다. 상기 래치 레버(160)의 균형추(164)가 스토퍼(111)에 접촉하게 되면, 래치 레버(160)의 반시계 방향 회동은 정지된다.
자기헤드가 램프(140)에 파킹되어 상기 스윙 아암(132)의 시계 방향 회전이 멈추면, 자기헤드가 디스크(120) 측으로 이동되지 않도록 액츄에이터(130)가 로킹(locking)된다. 자기헤드의 파킹 상태에서는 보이스 코일 모터에 의해 스윙 아암(132)에 가해지던 회전 구동력이 제거되며, 제1 철심(151)과 마그네트(138)에 의해 스윙 아암(132)에 인가된 시계 방향 토크에 의해 액츄에이터(130)의 로킹 상태가 유지된다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 래치 레버(160)에 작용하는 토크의 크기보다 큰 크기의 토크가 상기 스윙 아암(132)에 작용하므로, 액츄에이터(130)의 로킹 상태가 보다 안정되게 유지될 수 있다.
한편, 자기헤드의 파킹 상태에서, 제1 철심(151)과 마그네트(138)에 의해 스윙 아암(132)에 인가된 토크보다 큰 시계 방향의 회전 충격이 하드디스크 드라이브(100, 도 3 참조)에 가해지면, 스윙 아암(132)은 관성에 의해 반시계 방향으로 회동하며, 이에 따라 스윙 아암(132)의 노치(152)가 래치 레버(160)의 제1후크(162)에 걸리게 됨으로써 스윙 아암(132)은 더 이상의 반시계 방향 회동이 저지된다. 이때, 전술한 바와 같이, 노치(152)와 제1후크(162)의 접촉이 빠른 시간내에 이루어짐으로써, 액츄에이터(130)에 인가되는 회전 충격량이 감소하게 되고, 이에 따라 노치(152)와 제1후크(162)의 반발에 의해 스윙 아암(132)이 반대 방향, 즉 시계 방향으로 회동하는 현상이 최소화될 수 있다.
반대로, 하드디스크 드라이브(100)에 반시계 방향의 회전 충격이 가해지면, 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)에는 시계 방향으로 회전하려는 관성력이 작용하게 된다. 이때, 스윙 아암(132)의 후단부 측면과 래치 레버(160)의 완충 아암(171)이 접촉되어 있는 상태이므로, 스윙 아암(132)과 래치 레버(160)의 시계 방향 회동은 일어나지 않으며, 래치 레버(160)의 완충 아암(171)이 회전 충격력을 다소 흡수하게 된다. 그리고, 스윙 아암(132)은 반발하여 반시계 방향으로 회동하게 되지만, 상기한 바와 마찬가지로 스윙 아암(132)의 노치(152)가 래치 레버(160)의 제1후크(162)에 걸리게 됨으로써 스윙 아암(132)의 반시계 방향 회동이 저지된다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 하드디스크 드라이브(100)를 작동시키기 위해, 스윙 아암(132)의 후단부에 마련된 VCM 코일(137)에 전원을 인가하면, 스윙 아암(132)은 제1 철심(151)과 마그네트(138)의 자력에 의한 시계 방향 토크를 이겨내면서 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이와 동시에, 래치 레버(160)는 제2 철심(165)과 마그네트(138)에 의해 인가된 시계 방향 토크에 의해 시계 방향으로 회동하게 되므로, 반시계 방향으로 회전하는 스윙 아암(132)의 노치(152)가 래치 레버(160)에 마련된 제1 및 제2 후크(162, 163)에 간섭되지 않는다. 이때, 노치(152)와 제1후크(162) 사이의 제1간격(D1)이 종래에 비해 작지만, 전술한 바와 같이, 노치(152)와 제1후크(162)의 오버랩 폭(W)도 종래에 비해 작으므로, 반시계 방향으로 회동하는 노치(152)가 제1후크(162)에 간섭되는 것을 피할 수 있다.
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.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 액츄에이터 래치 장치에 의하면, 래치 레버에 두 개의 후크가 마련됨으로써 액츄에이터의 로킹에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다. 특히, 제1후크는 스윙 아암의 노치와 충분히 가까운 위치에 형성됨으로써, 충격에 의해 스윙 아암이 회전할 때, 제1후크와 노치의 접촉이 보다 짧은 시간 내에 이루어지게 되고, 이에 따라 회전 충격량이 감소하게 된다. 따라서, 제1후크와 노치의 충돌에 의한 리바운딩이 최소화될 수 있으며, 래치 레버와 스윙 아암의 리바운딩 타이밍 불일치에 따른 액츄에이터의 로킹 해제 현상을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 하드디스크 드라이브의 베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 액츄에이터를 파킹 위치에 로킹(locking)시키는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치에 있어서,
    상기 하드디스크 드라이브의 스윙 아암의 일단부에 형성된 노치(notch); 및
    상기 베이스 부재에 회동 가능하게 설치되며, 일측부에 상기 노치를 간섭하여 상기 스윙 아암의 일방향 회동을 저지하는 두 개의 후크(hook)를 가진 래치 레버;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 두 개의 후크 각각과 상기 노치 사이의 간격은 서로 다른 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 두 개의 후크는 제1후크와 제2후크를 포함하며, 상기 제1후크와 상기 노치 사이의 간격이 상기 제2후크와 상기 노치 사이의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1후크와 상기 노치 사이의 간격은, 상기 액츄에이터에 충격이 가해진 시점으로부터 상기 노치가 상기 제1후크에 접촉하는 시점까지의 시간이 대략 1.5ms 이내가 되도록 정해지는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제2후크와 상기 스윙 아암의 회동 중심 사이의 거리는 상기 제1후크와 상기 스윙 아암의 회동 중심 사이의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 래치 장치.
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