KR101106540B1 - 방열 기구를 구비하는 디스크 드라이브 - Google Patents

방열 기구를 구비하는 디스크 드라이브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열 기구와 이를 구비한 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동을 통하여 전자 소자 방열 성능을 향상시킨 방열 기구와 이를 구비한 디스크 드라이브에 관한 것이다. 본 발명의 방열 기구는 전력 소모 없이 진동하여 전자 소자의 냉각을 촉진시킴으로써 냉각 성능이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 방열 기구를 구비한 디스크 드라이브는, 팬을 구비하지 않고도 적절한 방열이 가능하므로 디스크 드라이브의 성능 향상 및 소형화를 촉진할 수 있다.

Description

방열 기구 및 이를 구비한 디스크 드라이브{Heat dissipator and disk drive including the same}
본 발명은 방열 기구와 이를 구비한 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동을 통하여 전자 소자 방열 성능을 향상시킨 방열 기구와 이를 구비한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
디스크 드라이브는 디스크 형태의 기록매체에 정보를 기록하거나 이에 기록된 정보를 재생하는 장치로서, 통상적으로 하드디스크 드라이브와 광 디스크 드라이브를 포함한다. 여기서, 상기 광 디스크 드라이브는 컴팩트 디스크(CD), 디지탈 비디오 디스크(DVD), HD-DVD, 블루레이(blu-ray) 디스크 등의 기록매체에 광을 조사하여 정보를 기록하거나 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 장치이다.
상기 광 디스크 드라이브는 기록매체에 광을 조사하고, 상기 기록매체로부터 반사된 광을 수광하는 광픽업 유닛을 구비한다. 상기 광픽업 유닛의 광원은 작동 중에 발열이 심하여, 적절히 냉각되지 않으면 과열로 인해 손상될 수 있다.
상기 광원과 같은 발열량이 큰 전자 소자를 냉각시키기 위하여 열 전도 또는 열 대류 현상이 응용될 수 있다. 예컨대, 고온의 전자 소자에 접촉된 히트싱 크(heat sink) 등은 열 전도 현상을 응용한 방열 기구이고, 팬(fan)은 열 대류 현상을 응용한 방열 기구이다. 그러나, 전자 소자와 접촉되는 종래의 방열 기구는 방열 성능이 만족스럽지 못하였으며, 팬(fan)은 설치 공간을 많이 차지하고, 추가적인 전력 소모가 있다는 단점이 있다.
본 발명은 전력 소모 없이 열 대류를 일으켜 전자 소자의 냉각을 촉진하는 방열 기구와, 이를 구비한 디스크 드라이브를 제공한다.
본 발명은 방열이 필요한 물체에 접촉 연결되는 연결부; 및, 상기 연결부를 통해 전달되는 외부의 진동에 의해 진동하는 진동부;를 구비한 방열 기구와, 이를 구비한 디스크 드라이브를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열 기구는 열전도도가 우수한 소재로 이루어질 수 있고, 상기 열전도도가 우수한 소재는 금속판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열이 필요한 물체의 진동에 의해 상기 진동부가 공진하도록, 상기 진동부의 고유 주파수가 상기 방열이 필요한 물체의 진동 주파수와 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진동부는 주변의 공기와 접촉 면적이 최대로 될 수 있는 구성을 구비하며, 상기 주변의 공기와 접촉 면적이 최대로 될 수 있는 구성은 복수의 빗살을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 방열 기구의 양 단부에 마련되고, 상기 진동부는 상기 양 단부 사이에 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 방열 기구의 중앙에 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 방열 기구의 일측 단부에 마련되고, 상기 진동부는 상기 방열 기구의 타측 단부에 마련된 자유단을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열이 필요한 물체는, 상기 기록매체에 광을 조사하고 상기 기록매체로부터 반사된 광을 수광하는 광픽업 유닛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방열 기구가 복수 개 구비되고, 상기 복수 개의 방열 기구는 상기 진동부의 고유 주파수가 서로 다를 수 있다.
본 발명의 방열 기구는 전력 소모 없이 진동하여 전자 소자의 냉각을 촉진시킴으로써 냉각 성능이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 방열 기구를 구비한 디스크 드라이브는, 팬(fan)을 구비하지 않고도 적절한 방열이 가능하므로 디스크 드라이브의 성능 향상 및 소형화를 촉진할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 방열 기구와 이를 구비한 디스크 드라이브를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브(100)는 메인 프레임(110)과, 광 디스크(D)를 장착하고 상기 메인 프레임(110)에 출입하는 트레 이(120) 및, 상기 메인 프레임(110)과 결합되어 상기 메인 프레임(110)의 내부가 노출되지 않도록 덮는 커버(130)를 구비한다. 상기 커버(130)에는 광 디스크(D)를 턴테이블(143)에 고정시키는 클램퍼(132)가 장착되어 있다. 상기 클램퍼(132)는 커버(130)에 형성된 개구(開口, 133)에 삽입 장착되고, 상기 클램퍼(132)의 노출을 막기 위하여 상기 개구(133)는 캡(135)에 의해 폐쇄된다.
상기 트레이(120)는 직경이 120mm 인 광 디스크(D)가 장착될 수 있는 제1 장착부(121)와, 직경이 80mm 인 광디스크(미도시)가 장착될 수 있는 제2 장착부(122)를 구비한다. 상기 제1 장착부(121)는 그 주변부보다 움푹 들어가도록 형성되어 있어 120mm 직경의 광 디스크(D)가 장착될 수 있다. 상기 제2 장착부(122)는 상기 제1 장착부(121)보다 움푹 들어가도록 형성되어 있어 80mm 직경의 광디스크가 장착될 수 있다. 상기 트레이(120)에 장착된 광 디스크(D)가 메인 프레임(110) 내부 공간으로 삽입되었을 때 턴테이블(143)이 광 디스크(D)에 접근할 수 있고 광픽업 유닛(150)에서 조사된 광이 상기 광 디스크(D)에 입사될 수 있도록, 상기 트레이(120)에는 개방 창(124)이 마련되어 있다.
상기 디스크 드라이브(100)는 상기 메인 프레임(110)에 대해 상하 방향으로 회동 가능한 메인 베이스(140)를 구비한다. 상기 메인 베이스(140)에는 광 디스크(D)를 고속으로 회전시키기 위한 턴테이블(143)과, 상기 회전하는 광 디스크(D)에 광을 조사하고 상기 광 디스크(D)에서 반사된 광을 수광(受光)하여 광 디스크(D)에 정보를 기록하거나 또는 기록된 정보를 재생하는 광픽업 유닛(150)이 장착되어 있다.
상기 메인 베이스(140)는 메인 프레임(110)에 대해 피봇(pivot) 가능하게 지지되어 있다. 상기 트레이(120)가 메인 프레임(110) 내부로 삽입되는 방향(y 축 양(+)의 방향)으로 이동하면, 상기 턴테이블(143)이 상승하는 방향(z 축 양(+)의 방향)으로 메인 베이스(140)가 회동한다. 이렇게 상승된 턴테이블(143)과 클램퍼(132) 사이에 광 디스크(D)의 중심부(C)가 압착됨으로써, 상기 광 디스크(D)는 턴테이블(143)의 회전에 동조되어 고속 회전할 수 있다. 한편, 상기 턴테이블(143)이 하강하는 방향(z 축 음(-)의 방향)으로 상기 메인 베이스(140)가 회동하면, 상기 트레이(120)가 메인 프레임(110)으로부터 배출되는 방향(y 축 음(-)의 방향)으로 이동한다.
도 2는 도 1의 메인 베이스를 뒤집어서 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 제1 방열 기구를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 2의 제2 방열 기구를 확대 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 턴테이블(143)은 상기 메인 베이스(140)에 고정 장착되고, 상기 광픽업 유닛(150)은 상기 메인 베이스(140)에 대해 슬라이딩 가능하게 장착된다. 구체적으로, 상기 메인 베이스(140)에는 모터(160)와, 상기 모터(160)의 회전축에 연결된, 외주면에 나사가 형성된 스크류 샤프트(162)가 장착된다. 상기 스크류 샤프트(162)는 y축 방향으로 연장된다. 상기 스크류 샤프트(162)에 광픽업 유닛(150) 일측 단부의 슬라이더(158)가 연결되어, 상기 스크류 샤프트(162)의 회전 방향에 따라 상기 광픽업 유닛(150)이 y축의 양(+)의 방향 또는 음(-)의 방향으로 이동한다. 참조번호 '146' 은 상기 광픽업 유닛(150)의 y축 방향 이동을 안내하 는 가이드 로드(146)이다.
상기 광픽업 유닛(150)은 광원(152)과, 상기 광원(152)을 지지하는 광원 홀더(154)와, 상기 광원 홀더(154)를 부착 지지하는 광픽업 베이스(157)와, 상기 광원 홀더(154)의 상측(도 3에서는 아래측)에 배치된 회로 기판(165)을 구비한다. 상기 광픽업 베이스(157)의 일측 단부에 상기 스크류 샤프트(162)에 체결되는 상기 슬라이더(158)가 마련된다. 상기 광원(152)은 레이저(laser)를 발(發)하는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 포함할 수 있다.
광원(152)이 동작하는 동안 레이저 발생과 더불어 많은 양의 열도 발생한다. 광원(152)에서 발생된 열은 열 전도에 의해 광원 홀더(154)와 광픽업 베이스(157)로 전달되고, 열 대류에 의해 메인 프레임(110, 도 1 참조)의 내부 공간으로 확산된다. 그러나, 상기 광원 홀더(154)와 광픽업 베이스(157)만으로는 광원(152)을 충분히 방열하기에는 부족하므로, 상기 디스크 드라이브(100)는 부족한 방열 성능을 보완하기 위하여 제1 및 제2 방열 기구(170, 180)를 구비한다.
상기 제1 방열 기구(170)는 광원 홀더(154)와 회로 기판(165) 사이에 개재된다. 도 3을 참조하면, 상기 제1 방열 기구(170)는 예컨대, 구리(Cu) 등의 열 전도성이 우수한 하나의 금속판으로 이루어지며, 양측 단부에 마련된 연결부(171, 172)는 볼트(167, 도 2 참조)에 의해 광픽업 베이스(157, 도 2 참조) 및 회로 기판(165, 도 2 참조)에 접촉 고정된다. 다만, 상기 연결부(171, 172)는 볼트(167)에 의해 고정되는 것에만 한정되지 않으며, 광픽업 베이스(157)와 일체로 형성될 수도 있고, 광픽업 베이스(157)에 접착될 수도 있다. 상기 한 쌍의 연결부(171, 172) 사 이의 평면부(173)는 광원 홀더(154)에 접촉되어 광원 홀더(154)로부터 제1 방열 기구(170)로 향하는 열 전도를 촉진한다. 상기 제1 방열 기구(170)는 열 대류를 촉진하기 위한 진동부(175)를 더 구비한다. 상기 진동부(175)는 상기 평면부(173)와 연결된 일측의 고정단(177)과, 타측의 자유단(178)을 구비한, 복수의 빗살(176)을 구비한다.
상기 진동부(175)는 연결부(171, 172)를 통해 전달되는 제1 방열 기구(170) 외부의 진동에 의해 진동하도록 구성된다. 예컨대, 상기 디스크 드라이브(100, 도 1 참조)의 동작 중에는 상기 광 디스크(D, 도 1 참조)를 회전시키기 위하여 턴테이블(143)이 고속 회전한다. 이로 인해 광 디스크(D) 및 턴테이블(143)의 회전으로 인한 규칙적인 진동이 상기 광픽업 유닛(150)으로 전달된다. 이 진동이 상기 제1 방열 기구(170)에 전달되어 상기 진동부(175)가 진동할 수 있다. 상기 진동부(175)가 진동하면 주위의 공기가 요동(搖動)되어 열 대류가 촉진될 수 있다.
추가적인 에너지의 투입 없이 상기 진동부(175)의 진동을 크게 하기 위하여 상기 진동부(175)의 고유 주파수를 상기 광픽업 유닛(150)의 진동 주파수와 일치시켜 공진(共振)을 유도할 수 있다. 예를 들어 디스크 드라이브(100, 도 1 참조)의 동작 중에 상기 턴테이블(143)의 회전 주파수가 160 Hz 이면, 메인 베이스(140)를 통하여 광픽업 유닛(150)에 같은 주파수의 진동이 전달되고, 상기 광픽업 유닛(150)에 결합된 제1 방열 기구(170)에도 같은 주파수의 진동이 전달된다. 따라서, 상기 진동부(175)의 고유 주파수가 160 Hz 가 되도록 제1 방열 기구(170)를 설계하면 상기 진동부(175)의 진동이 커질 수 있다. 상기 제1 방열 기구(170)의 무게 는 광픽업 유닛(150)의 무게에 비해 매우 작으므로(약 0.1% 정도), 상기 진동부(175)의 진동이 광픽업 유닛(150)의 고장을 유발하거나 성능을 저해하지는 않는다. 상기 진동부(175)의 형상, 크기, 재질 등을 적절히 설계함으로써, 상기 진동부(175)의 고유 주파수를 광픽업 유닛(150)의 진동 주파수와 일치시킬 수 있다.
상기 제2 방열 기구(180)는 광원 홀더(154)에 부착된다. 도 4를 참조하면, 상기 제2 방열 기구(180)도 제1 방열 기구(170, 도 3 참조)와 마찬가지로 하나의 금속판으로 이루어진다. 상기 제2 방열 기구(180)는 양측 단부에 연결부(181, 182)를 구비하며, 상기 연결부(181, 182)는 볼트(168, 도 2 참조)에 의해 광원 홀더(154, 도 2 참조)에 접촉 고정된다. 상기 한 쌍의 연결부(181, 182) 사이에는 열 대류를 촉진하기 위한 진동부(185)가 마련된다. 상기 진동부(185)와 한 쌍의 연결부(181, 182) 사이에는 볼트(168, 도 2 참조) 체결이 용이하도록 볼트 출입 개구(186)가 마련된다.
상기 진동부(185)는 연결부(181, 182)를 통해 전달되는 제2 방열 기구(180) 외부의 진동에 의해 진동하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 제1 방열 기구(170, 도 3 참조)의 진동부(175, 도 3 참조)가 턴테이블(143, 도 2 참조)의 회전으로 인한 진동에 의해 진동하듯이, 상기 제2 방열 기구(180)도 턴테이블(143)의 회전으로 인한 진동에 의해 진동할 수 있다. 상기 제2 방열 기구(180)의 진동부(185)의 진동으로 주위의 공기가 요동(搖動)되어 열 대류가 촉진될 수 있다.
제1 방열 기구(170, 도 3 참조)를 참조하여 설명한 바와 같이, 추가적인 에너지의 투입 없이 상기 진동부(185)의 진동을 크게 하기 위하여 상기 진동부(185) 의 고유 주파수를 상기 광픽업 유닛(150, 도 3 참조)의 진동 주파수와 일치시켜 공진(共振)을 유도할 수 있다. 상기 제2 방열 기구(180)의 무게도 광픽업 유닛(150)의 무게에 비해 매우 작으므로(약 0.1% 정도), 상기 제2 방열 기구(180)의 진동이 광픽업 유닛(150)의 고장을 유발하거나 성능을 저해하지는 않는다. 상기 제2 방열 기구(180)의 형상, 크기, 재질 등을 적절히 설계함으로써, 상기 진동부(185)의 고유 주파수를 광픽업 유닛(150)의 진동 주파수와 일치시킬 수 있다.
도 5는 도 4의 제2 방열 기구를 대체할 수 있는 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 방열 기구(190)는 상기 제2 방열 기구(180, 도 4 참조)와 마찬가지로 하나의 금속판으로 이루어진다. 상기 제2 방열 기구(190)는 일측 단부에 하나의 연결부(191)를 구비하고, 타측에는 열 대류를 촉진하기 위한 진동부(193)을 구비한다. 상기 연결부(191)는 하나의 볼트(168, 도 2 참조)에 의해 광원 홀더(154, 도 2 참조)에 접촉 고정될 수 있다. 상기 진동부(193)는 제2 방열 기구(190)의 타측 단부에 마련된 자유단(194)을 포함한다. 상기 진동부(193)와 연결부(191) 사이에는 볼트(168, 도 2 참조) 체결이 용이하도록 볼트 출입 개구(196)가 마련된다.
상기 진동부(193)는 연결부(191)를 통해 전달되는 제2 방열 기구(190) 외부의 진동에 의해 진동하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 제2 방열 기구(190)는 턴테이블(143, 도 2 참조)의 회전으로 인한 진동에 의해 진동할 수 있다. 상기 제2 방열 기구(190)의 진동부(193)의 진동으로 주위의 공기가 요동(搖動)되어 열 대류가 촉진될 수 있다. 도 4의 제2 방열 기구(180)를 참조하여 설명한 바와 같이, 추가적 인 에너지의 투입 없이 상기 진동부(193)의 진동을 크게 하기 위하여 상기 진동부(193)의 고유 주파수를 상기 광픽업 유닛(150, 도 3 참조)의 진동 주파수와 일치시켜 공진(共振)을 유도할 수 있다. 상기 제2 방열 기구(190)의 형상, 크기, 재질 등을 적절히 설계함으로써, 상기 진동부(193)의 고유 주파수를 광픽업 유닛(150)의 진동 주파수와 일치시킬 수 있다.
도 6은 종래의 디스크 드라이브와 본 발명의 디스크 드라이브의 방열 효과를 비교하여 나타낸 그래프로서, 발명자의 실험에 의한 결과를 보여준다. 도 6의 그래프에서 제1 디스크 드라이브는 제1 방열 기구(170, 도 3 참조) 및 제2 방열 기구(180, 도 4 참조)가 구비되지 않은 종래의 디스크 드라이브를 의미하고, 제2 디스크 드라이브는 제1 방열 기구(170)가 구비된 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브를 의미한다. 상기 제1 및 제2 디스크 드라이브를 대등한 조건에서 각각 동작시키고, 광원, 광원 홀더, 광픽업 베이스, 및 디스크 드라이브 내부의 온도를 각각 측정하였을 때, 제2 디스크 드라이브의 경우가 제1 디스크 드라이브의 경우보다 더 낮은 온도를 나타내 방열 성능이 향상되었음을 보여준다.
도시된 실시예에서는 방열 기구(170, 180)가 두 개 구비되었으나, 이보다 많은 방열 기구가 구비될 수도 있다. 진동 주파수가 복수 개의 모드(mode)를 가지는 경우에, 각 모드의 진동 주파수와 각 방열 기구의 고유 주파수가 일치되도록 복수의 방열 기구들의 고유 주파수가 서로 다르게 설계될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 메인 베이스를 뒤집어서 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 방열 기구를 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 제2 방열 기구를 확대 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 제2 방열 기구를 대체할 수 있는 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 6은 종래의 디스크 드라이브와 본 발명의 디스크 드라이브의 방열 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...디스크 드라이브 110 ...메인 프레임
120 ...트레이 130 ...커버
132 ...클램프 140 ...메인 베이스
143 ...턴테이블 150 ...광픽업 유닛
152 ...광원 157 ...광픽업 베이스
170 ...제1 방열 기구 180, 190 ...제2 방열 기구

Claims (12)

  1. 방열이 필요한 물체에 접촉 연결되는 연결부; 및,
    상기 연결부를 통해 전달되는 외부의 진동에 의해 진동되면서 그 주변의 공기를 요동시켜 열발산을 촉진시키는 진동부;를 구비한 방열 기구.
  2. 제1 항에 있어서,
    열전도도가 우수한 소재인 구리로 이루어진 금속판인 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 방열이 필요한 물체의 진동에 의해 상기 진동부가 공진하도록, 상기 진동부의 고유 주파수가 상기 방열이 필요한 물체의 진동 주파수와 일치하는 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 진동부는 주변의 공기와 접촉 면적이 최대로 될 수 있도록 복수의 빗살을 구비하는 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 방열 기구의 양 단부에 마련되고, 상기 진동부는 상기 양 단부 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 방열 기구의 중앙에 마련된 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 방열 기구의 일측 단부에 마련되고, 상기 진동부는 상기 방열 기구의 타측 단부에 마련된 자유단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 기구.
  10. 디스크 형상의 기록매체에 정보를 기록하거나, 상기 기록매체에 기록된 정보를 재생하기 위한 장치로서,
    상기 정보의 기록 또는 정보의 재생 동작 중에 과열을 방지하기 위하여 방열이 필요한 물체와, 상기 방열이 필요한 물체를 방열하는 적어도 하나의 방열 기구를 구비하고,
    상기 방열 기구는 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제7항 내지 제9 항 중의 어느 일 항의 방열 기구인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 방열이 필요한 물체는, 상기 기록매체에 광을 조사하고 상기 기록매체로부터 반사된 광을 수광하는 광픽업 유닛인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 방열 기구가 복수 개 구비되고,
    상기 복수 개의 방열 기구는 상기 진동부의 고유 주파수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005196860A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ及び光ディスク装置

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