KR101185180B1

KR101185180B1 - 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101185180B1
Application number: KR1020110047745A
Authority: KR
Inventors: 김영기
Original assignee: (주)에스엠인스트루먼트
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-09-24
Also published as: CN102959369A; CN102959369B; WO2012161369A1

Abstract

본 발명은 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 관한 것으로, 지지부(10)에 고정되고 챔버 형성부(400)를 상하로 승강시키는 승강부(300)와; 상기 승강부(300)에 의해 승강되며 상기 승강부(300) 하강시 하드디스크드라이브가 안착된 공간을 밀폐시키는 상부 챔버부(400)와; 하드디스크드라이브가 베이스플레이트(510)에 안착되면, 상기 상부 챔버부(400)의 하부에 위치하도록 이송되는 챔버 베이스부(500)와; 상기 챔버 베이스부(500)를 수평으로 이송하는 수평이송부(600)와; 상기 하드디스크드라이브가 안착된 공간에 연결되도록 상기 상부 챔버부(400)의 상부를 관통하여 마이크로폰(710)을 구비하며, 상기 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 측정하는 소음 측정부(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 관한 것이다.

Description

하드디스크드라이브 소음 측정 장치 및 방법{APPARATUS FOR MEASURING HDD NOISE AND METHOD}

본 발명은 하드디스크드라이브(HDD : hard disc drive)에서 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 컴퓨터 시스템의 데이터 저장 장치로서 광범위하게 사용되고 있는 하드디스크드라이브는 내부에 데이터 저장용 디스크를 가지고 있으며, 이 저장용 디스크로부터 데이터를 읽거나 쓸 때 디스크를 회전시키는 모터를 구비하고 있다. 이러한 모터의 구동으로 인해 소음이 발생하게 된다.

특히, 하드디스크드라이브의 생산 공정에서 하드웨어적으로 제작이 완료된 하드디스크드라이브들은 복수 개가 동시에 검사 장치에 장착되어 데이터 읽기/쓰기 검사, 전원 단자 연결 상태 검사 등 제반 테스트를 수행하는 품질 검사 과정을 거치게 되는데, 이러한 품질 검사 과정에서 구동 시 발생하는 소음이 규정치 내에 있는지 여부를 전수 검사하고 있으며, 하드디스크드라이브의 품질 검사에서 중요한 부분을 차지하고 있다.

상술한 바와 같은 하드디스크드라이브의 품질 검사 중 소음 측정을 위해서는 대략 65dB의 소음 레벨을 갖는 공장 생산 라인에서 측정할 수 없기 때문에, 무향실(anechoic room)에서 하드디스크드라이브에서 발생하는 소음을 측정하고 있는데, 이러한 무향실은 매우 고가여서 소음 검사 비용이 많이 소요되고, 최소 8m×8m×8m 이상의 독립된 공간이 필요하며, 이로 인해 제품의 자동 이송에 문제점이 있다.

본 발명은 복수 개의 소형 챔버에 각각 하드디스크드라이브를 장착 삽입시킨 후 밀폐된 공간에서의 하드디스크드라이브에서 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 소형 챔버의 밀폐 공간으로 인해 발생하는 공명 현상에 따른 영역별 소음 왜곡을 보상하여 하드디스크드라이브에서 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하드디스크드라이브를 소형 챔버에 장착 삽입시킨 후 공압 실린더를 이용하여 자동 개폐 및 밀폐시킬 수 있는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 하드디스크드라이브 소음 측정 장치는, 지지부(10)에 고정되고 챔버 형성부(400)를 상하로 승강시키는 승강부(300)와; 상기 승강부(300)에 의해 승강되며 상기 승강부(300) 하강시 하드디스크드라이브가 안착된 공간을 밀폐시키는 상부 챔버부(400)와; 하드디스크드라이브가 베이스플레이트(510)에 안착되면, 상기 상부 챔버부(400)의 하부에 위치하도록 이송되는 챔버 베이스부(500)와; 상기 챔버 베이스부(500)를 수평으로 이송하는 수평이송부(600)와; 상기 하드디스크드라이브가 안착된 공간에 연결되도록 상기 상부 챔버부(400)의 상부를 관통하여 마이크로폰(710)을 구비하며, 상기 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 측정하는 소음 측정부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하드디스크드라이브 소음 측정 방법은, 지지부(10)에 설치된 승강부(300)가 공동부(空洞部)가 구비된 상부 챔버부(400)를 상승시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 개방하는 상승단계(S10)와;

지지부(10)에 지지된 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 전진시켜 작업자가 HDD를 베이스플레이트(510) 상면에 위치시킬 수 있게 베이스플레이트(510)를 상부 챔버부(400) 밖으로 노출시키는 노출단계(S20)와;

베이스플레이트(510) 상부에 HDD가 위치되면 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 후진시켜 상부 챔버부(400) 하부에 위치시키는 위치단계(S20)와;

승강부(300)가 상부 챔버부(400)를 하강시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 폐쇄하면 상부 챔버부(400)의 공동부(空洞部)에 의해 외부로부터 차단된 소음 측정 공간이 형성되는 차폐단계(S30)와;

HDD 구동중 소음 측정부(700)가 상기 소음 측정 공간의 소음을 측정하여 제어처리부(800)로 송신하는 측정단계(S40)와;

제어처리부(800)는 송신된 소음을 분석하여 측정된 HDD 소음이 미리 입력된 정상소음레벨 범위 안에 속하는지 여부를 판단하여 표시장치 또는 알람수단으로 표출하는 분석단계(S50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 하드디스크드라이브가 안착된 상태에서 이중 챔버의 하부에 위치하도록 이송시킨 후에, 이중 챔버 내부의 공간이 밀폐되도록 이중 챔버를 하강시키고, 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 마이크로폰을 통해 측정함으로써, 밀폐된 공간에서 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있다.

또한, 소형 챔버의 밀폐 공간으로 인해 발생하는 공명 현상에 따른 영역별 소음 왜곡을 보상하여 하드디스크드라이브에서 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있고, 하드디스크드라이브를 소형 챔버에 장착 삽입시킨 후 공압 실린더를 이용하여 자동 개폐 및 밀폐시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 전방 사시도(베이스플레이트 노출상태).
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 후방 사시도(베이스플레이트 노출상태).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 측면도(베이스플레이트 노출상태).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 측면도(베이스플레이트가 후진상태, 상부 챔버부 상승상태).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 측단도(상부 챔버부 상승상태).
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 측단도(상부 챔버부와 챔버 베이스부의 실링관계, 상부 챔버부 하강상태).
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 정단면도(상부 챔버부와 챔버 베이스부의 실링관계, 상부 챔버부 하강상태)
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 방법 흐름도.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 챔버 차음 성능을 나타낸 도면,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 선형성 및 반복성 실험 결과를 나타낸 도면,
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 측정 성능 평가 결과를 나타낸 도면.
도 12는 소음 측정 공간에서 측정된 소음값과 주파수별 보정치에 의해 보정된 최종값을 보이는 그래프(적색실선 : 측정음압, 삼각형녹색실선 : 보정된 최종값).
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치 측면도와 정면도.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치는 승강부(300)와 상부 챔버부(400)와 챔버 베이스부(500)와 수평이송부(600)와 소음 측정부(700)를 포함하여 구성된다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 승강부(300)는 지지부(10)에 고정되고 챔버 형성부(400)를 상하로 승강시킨다. 상부 챔버부(400)는 승강부(300)에 의해 승강되며 상기 승강부(300) 하강시 하드디스크드라이브가 안착된 공간을 밀폐시킨다. 챔버 베이스부(500)는 하드디스크드라이브가 베이스플레이트(510)에 안착되면, 상기 상부 챔버부(400)의 하부에 위치하도록 이송된다. 수평이송부(600)는 상기 챔버 베이스부(500)를 수평으로 이송한다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 소음 측정부(700)는 하드디스크드라이브가 안착된 공간에 연결되도록 상기 상부 챔버부(400)의 상부를 관통하여 마이크로폰(710)을 구비하며, 상기 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 측정한다.

본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 도 1 내지 도 7, 도 13(a, b)에 도시된 바와 같이, 상부 챔버부(400)는 챔버몸체부(410)와 메인공동부(430, 空洞部)로 형성되되, 챔버몸체부(410)는 상기 승강부(300)의 상부에 결합되어 상기 승강부(300)에 의해 승강되고, 메인공동부(430, 空洞部)는 상기 챔버몸체부(410)의 하면으로부터 소정깊이(D1) 만큼 움푹 들어간 형상으로 하향 개방되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 메인공동부(430, 空洞部) 상부에 상측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 보조공동부(450, 空洞部)가 더 구비되고, 마이크로폰(710)의 감지면은 상기 보조공동부(450, 空洞部)와 연통된 관통공, 상기 보조공동부(450, 空洞部)의 상부, 및 상기 보조공동부(450, 空洞部) 내부 중에서 선택된 하나의 지점에 위치한다.

또한, 보조공동부(450, 空洞部)는 끝이 잘린 원뿔형 또는 끝이 잘린 다각형 뿔형상 이며, 마이크로폰(710)의 감지면은 상기 보조공동부(450, 空洞部)의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 보조공동부(450)의 하부 또는 상기 보조공동부(450)의 하단면에 복수의 소음통과구멍(751)이 형성된 다공성 소음투과판(750)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명자에 의한 수많은 테스트 결과, 전술한 바와 같이 보조공동부(450, 空洞部)를 구성하거나 다공성 소음투과판(750)을 설치 하거나, 아니면 양자 모두를 사용하는 경우 마이크로폰(710)에 의해 감지되는 소음이 소음 측정 공간의 평균값(Mean Value)을 가장 정확히 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 이러한 작업은 소음 측정 공간의 여러지점 음압 측정 후 평균 또는 샘플들의 무향실 테이터와 상관관계 조사 등에서 알 수 있었다.

본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지부(10)는 하부구조물에 지지되고 지지판과 하부구조물 사이에 진동절연수단이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스플레이트(510) 상면에 하드디스크드라이브의 외곽선보다 넓은 폐곡선 형상의 돌출부(520)가 형성되고, 돌출부(520)의 상면(520a)과 상기 챔버몸체부(410)의 하단면 또는 상기 챔버몸체부(410)의 하부에 구성된 돌출부 내재홈 형성면(410a)은 복원력을 갖는 실링부재(521)가 중간에 게재된 상태에서 승강부(300)에 의해 서로 가압 밀폐되는 것이 바람직하다. 실링부재(521)는 'O'링일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 승강부(300)는, 상기 지지부(10)에 상향으로 고정된 적어도 2개의 유압 또는 공압용 실린더(310)가 각 피스톤 로드(315)을 상하로 승강시키고, 상기 피스톤 로드(315)의 상단은 상기 챔버몸체부(410)의 외측에 돌출된 제1 연결구(412)에 연결되는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 승강부(300)는, 유압 또는 공압용 실린더(310)는 피스톤 로드(315)를 통해 상기 챔버몸체부(410)의 네 귀퉁이를 승강시키고, 지지부(10)의 중간 양측에 중공(中空)의 가이드실린더(320)가 상향 설치되고, 상기 챔버몸체부(410)의 중간 외측에 제2 연결구(413)가 돌출되고, 제2 연결구(413)에 가이드축(414)이 하향 설치되어 가이드실린더(320) 내부를 승강하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 수평이송부(600)는, 지지부(10)에 고정되어 유압 또는 공압으로 작동하는 수평실린더(610)가 상기 베이스플레이트(510)에 연결되는 제2 피스톤로드(620)를 전후진 시킴으로써 베이스플레이트(510)가 전진 후진되는 것이 바람직하다. 또한, 지지부(10) 상면에 서로 평행한 가이드레일(13)이 형성되고, 베이스플레이트(510)의 하부에 형성된 가이드블록(B)이 상기 가이드레일(13)을 따라 이동하고, 베이스플레이트(510)의 전방 하부에 회동가능하게 고정된 지지롤러(630)가 구비되어 베이스플레이트(510) 후퇴시 지지부(10)의 상부 수평면에 접면되어, 승강부(300) 하강에 따른 가압시 베이스플레이트(510)의 전방이 처지지 않고 수평을 유지하도록 단단하게 지지해주는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 7, 도 13에 도시된 바와 같이,, 마이크로폰(710)을 통해 측정된 소음신호를 수신하여 처리하는 제어처리부(800)를 더 포함하여 구성되고, 제어처리부(800)는 처리장치 또는 컴퓨터(미도시)를 포함하고 측정된 소음신호의 크기가 입력수단을 통해 미리 입력된 한계값을 초과하는 경우 알람수단(820) 또는 표시장치(810)를 통해 작업자에게 표출하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치에 있어서, 지지부(10)는 상층의 제 1 지지부(100)와 하층의 제 2 지지부(200)로 구성되고, 제 1 지지부(100)는 최상부에 위치한 제1 지지판(110)과, 제1 지지판(110)의 하부에 위치한 제2 지지판(210)과, 제1 지지판(110)과 제2 지지판(210) 사이에 구비되어 제1 지지판(110)과 제2지지판 사이의 진동 전달량을 감소시키는 1차 진동절연부재(120, vibration osolator)와, 제2 지지판(210)과 하부구조물 사이에 구비되어 제2 지지판(210)과 하부구조물 사이의 진동 전달량을 감소시키는 2차 진동절연부재(220, vibration iosolator)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

소음 측정부(700)는 하드디스크드라이브가 안착된 공간에 연결되도록 상부 챔버부(400)의 상부를 관통하여 마이크로폰(710)을 구비한다.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 방법에 대하여 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하드디스크드라이브 소음 측정 방법은 상승단계(S10)와 노출단계(S20)와 위치단계(S20)와 차폐단계(S30)와 측정단계(S40)와 분석단계(S50)를 포함하여 구성된다.

상승단계(S10)에서 지지부(10)에 설치된 승강부(300)가 공동부(空洞部)가 구비된 상부 챔버부(400)를 상승시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 개방한다.

노출단계(S20)에서 지지부(10)에 지지된 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 전진시켜 작업자가 HDD를 베이스플레이트(510) 상면에 위치시킬 수 있게 베이스플레이트(510)를 상부 챔버부(400) 밖으로 노출시킨다.

위치단계(S30)에서 베이스플레이트(510) 상부에 HDD가 위치되면 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 후진시켜 상부 챔버부(400) 하부에 위치시킨다.

차폐단계(S40)에서 승강부(300)가 상부 챔버부(400)를 하강시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 폐쇄하면 상부 챔버부(400)의 공동부(空洞部)에 의해 외부로부터 차단된 소음 측정 공간이 형성된다.

측정단계(S50)에서 HDD 구동중 소음 측정부(700)가 상기 소음 측정 공간의 소음을 측정하여 제어처리부(800)로 송신한다.

분석단계(S60)에서 제어처리부(800)는 송신된 소음을 분석하여 측정된 HDD 소음이 미리 입력된 정상소음레벨 범위 안에 속하는지 여부를 판단하여 표시장치 또는 알람수단으로 표출한다.

분석단계(S60)는 측정된 소음을 주파수 분석하여 주파수 영역별 소음레벨을 계산하고, 미리 입력된 각 주파수별 보정치를 상기 주파수 영역별 소음레벨에 합산하여 최종값을 구하여 이 최종값으로 정상소음레벨 범위 안에 속하는지 여부를 판단한다.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 방법에 있어서, 각 주파수별 보정치는 상기 소음 측정 공간의 주파수 응답 함수(Frequency Response Function)에 기초하거나, 동일한 소음원을 이용하여 무향실에서 측정되어 주파수 분석된 소음값과 상기 소음 측정 공간에 측정되어 주파수 분석된 소음값의 차이로부터 구해지는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 방법에 있어서 측정단계(S40) 단계 이전에, 제어처리부(80)는 외부소음 측정용 마이크로폰으로부터 송신된 외부 소음레벨이 미리 입력된 레벨을 초과하는 경우 표시장치 또는 알람수단으로 표출하거나, 외부소음 측정용 마이크로폰으로부터 송신된 외부 소음레벨이 미리 입력된 레벨 미만이 경우에 상기 측정단계(S40)를 진행하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 동작에 대해 설명하면, 챔버 베이스부(500)가 수평이송부(600)를 통해 외부로 돌출된 상태에서 챔버 베이스부(500)의 HDD 안착대에 HDD가 안착되면, HDD가 안착된 챔버 베이스부(500)는 수평이송부(600)를 통해 상부 챔버부(400)의 하부로 이송되며, 상부 챔버부(400)는 승강부(300)를 통해 하측으로 하강하여 챔버 베이스부(500)와 결합되고, 이에 따라 챔버 베이스부(500) 및 상부 챔버부(400)는 내부 공간을 갖도록 밀폐될 수 있다.

이 후, HDD 안착대에 안착된 HDD에 전원을 공급한 후, 마이크로폰(710)을 통해 배경 소음(BG Noise), 시작/탐색 소음(START/Seek Noise), 아이들 소음(Idle Noise), 정지 소음(Stop Noise) 등을 측정할 수 있으며, 이러한 소음 측정 결과는 후술하는 제어 처리부(800)로 전송될 수 있다.

따라서, 하드디스크드라이브가 안착된 상태에서 상부 챔버부(400)의 하부에 위치하도록 이송시킨 후에, 상부 챔버부(400) 내부의 공간이 밀폐되도록 상부 챔버부(400)를 하강시키고, 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 마이크로폰을 통해 측정함으로써, 밀폐된 공간에서 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있다.

또한, 소음 측정 공간 밀폐된 된 후 하드디스크드라이브에서 소음이 발생하면 내부 공간에서 주파수 왜곡이 발생할 수 있고, 이는 소음 챔버 내부의 주파수 응답 특성을 측정하여 후술하는 제어 처리부에서 역보정(Reverse Filtering)하는 방식으로 보정할 수 있다.(도 12 참조)

또한, 승강부(300)는 피스톤로드(315)의 상단 외주면에 형성된 나사선을 형성하고 너트(N)로 고정하고 너트(N)를 조절함으로써 상부 챔버부(400)의 높이를 조절할 수 있어 챔버 베이스부(500)와의 밀폐 강도를 조절할 수 있다. 이에 따라 상부 챔버부(400)의 하부에 구비되는 밀폐용 실링수단이 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 챔버 차음 성능을 나타낸 도면이다.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 공장 소음 재생 후 챔버가 개방된 상태(open)와 밀폐된 상태(close)에서 소음을 측정한 결과, 125Hz-5000Hz 영역에서 15 dB 이상의 차음 성능이 확보됨을 알 수 있고, 챔버 내부에 HDD(23.0dBA/45.2dBW)를 동작시킨 후, 외부 소음을 증가시켜 소음 변동 여부를 확인한 결과, 외부 소음에 따른 변화가 최대 0.1dBW 정도인 것을 알 수 있다.

한편, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 선형성 및 반복성 실험 결과를 나타낸 도면이다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 6개의 시료(N01, N02, N03, N04, N05, N06)를 통한 선형성 및 반복성 실험 결과, 무향실 측정치와 NTS(본 발명의 실시예에 따른 소음 측정 장치)의 측정치에 선형성이 나타남을 알 수 있고, 그 표준 편차가 1.10, 0.06, 0.12, 0.00, 0.06, 0.12 등으로 거의 동일한 값이 반복되는 것을 알 수 있다.

이러한 하드디스크드라이브 소음 측정 장치를 이용하여 하드디스크드라이브의 소음을 측정하는 과정에 대해 설명하면, 하드디스크드라이브가 장착된 상태에서 내부 공간(430)이 밀폐되면, 배경 소음(BG Noise)을 대략 3초 동안 측정하고, 시작/탐색 소음(START/Seek Noise)을 대략 5초 동안 측정하며, 아이들 소음(Idle Noise)를 대략 5초 동안 측정하고, 정지 소음(Stop Noise)을 대략 5초 동안 측정할 수 있다.

배경 소음의 측정은 챔버의 기밀 상태를 확인하기 위함이며, 하드디스크드라이브의 소음 대비 배경 소음의 마진은 20dB 이상을 확보하는 경우 양호한 것으로 설정될 수 있고, 시작/탐색 소음은 하드디스크드라이브에 전원을 공급한 후 스핀들 모터가 구동하여 탐색 동작을 수행할 경우 발생되는 소음을 의미하며, 아이들 소음은 탐색 동작 후 대기하는 중에 발생하는 소음을 의미하는 것으로, 계측 반복성, 계측 선형성, 계측 감도 등을 확인하여 양호한 결과치를 설정할 수 있다.

여기에서, 시작 소음은 전주파수 영역에서 발생되는 임펄스(Impulse)성 소음으로 아이들 소음과 유사한 특성을 가지며, 임펄스 타임 웨이팅(Impulse Time Weighting, 35ms) 및 1/3 옥타브 분석에 따른 최대 순간 소음을 측정하는 방식으로 측정될 수 있고, 탐색 소음은 고주파수 성분만 분석이 가능(중저주파수 소음은 아이들 소음에 묻힘)한 임펄스성 소음으로 아이들 소음과 상관 관계는 없으며, 고주파수 측정을 위한 주파수 보정(K-Weighting)을 적용하여 측정할 수 있다.

또한, 아이들 소음은 무향실 측정치와의 선형성 및 감도를 확보하기 위해 소음 챔버 내부의 주파수 응답 특성을 측정하여 역보정(Reverse Filtering)하는 방식으로 상관 계수 및 감도를 측정할 수 있고, 정지 소음은 고주파수 특징(중저주파수 소음은 아이들 소음에 묻힘)을 갖는 임펄스성 소음으로 임펄스 타임 웨이팅 및 1/3 옥타브 분석에 따른 최대 순간 소음을 측정하고 고주파수 측정을 위한 주파수 보정(K-Weighting)을 적용하는 방식으로 측정할 수 있다.

한편, 도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 측정 장치의 측정 성능 평가 결과를 나타낸 도면이다.

도 11a 내지 도 11b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하드디스크드라이브 소음 장치를 통해 소음을 측정한 결과, Gage R&R SV%는 2.06으로 계측 반복성이 양호함을 알 수 있고, R_sq는 87.8%로 계측 선형성이 양호함을 알 수 있으며, Sensitivity는 1.02(6dB/6dB)로 계측 변별력이 양호함을 알 수 있다.

또한, 도 11c 내지 도 11f를 참조하면, 온도가 1℃ 변화 시 아이들(idle) 소음 변화량이 0.1dB 이하로 온도 변화에 따른 측정량이 변화하지 않음을 알 수 있고, 소음 챔버 1단 클램핑 여부에 따른 측정량도 변화하지 않음을 알 수 있으며, 외부 소음 크기가 60-80dB까지 변화할 때에도 소음 챔버 1단 클램프, 이중 챔버에서는 소음 변화가 없음을 알 수 있고, 소음챔버 1단의 경우에는 외부 소음이 80dB 이상일 때 측정 대상과 배경 소음(BG Noise)의 마진이 목표수준인 15dB 이하인 것을 알 수 있다.

따라서, 하드디스크드라이브가 안착된 상태에서 이중 챔버의 하부에 위치하도록 이송시킨 후에, 이중 챔버 내부의 공간이 밀폐되도록 이중 챔버를 하강시키고, 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 마이크로폰을 통해 측정함으로써, 밀폐된 공간에서 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있다.

또한, 소형 챔버의 밀폐 공간으로 인해 발생하는 공명 현상에 따른 영역별소음 왜곡을 보상하여 하드디스크드라이브에서 발생하는 소음을 정밀하게 측정할 수 있고, 하드디스크드라이브를 소형 챔버에 장착 삽입시킨 후 공압 실린더를 이용하여 자동 개폐 및 밀폐시킬 수 있다.

도 12는 소음 측정 공간에서 측정된 소음값과 주파수별 보정치에 의해 보정된 최종값을 보이는 그래프이고, 적색실선은 측정음압이고, 삼각형녹색실선은 보정된 최종값이다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

10 : 지지부 13 : 가이드레일
100 : 제 1 지지부 110 : 제1 지지판 120 : 1차 진동절연부재
200 : 제 2 지지부 210 : 제2 지지판
220 : 2차 진동절연부재
300 : 승강부 310 : 유압 또는 공압용 실린더
315 : 피스톤 로드 320 : 가이드 실린더
400 : 상부 챔버부 410 : 챔버몸체부
410a : 돌출부 내재홈 형성면 412 : 제1 연결구
413 : 제2 연결구 414 : 가이드축
430 : 메인공동부 D1 : 깊이
450 : 보조공동부
500 : 챔버 베이스부 510 : 베이스플레이트
520 : 돌출부 521 : 돌출부 내재홈 형성면
B : 가이드블록
600 : 수평이송부 610 : 수평실린더
620 : 제2 피스톤로드 630 : 지지롤러
700 : 소음 측정부 710 : 마이크로폰
750 : 다공성 소음투과판 751 : 소음통과구멍
800 : 제어처리부 810 : 표시장치
820 : 알람수단

Claims

지지부(10)에 고정되고 상부 챔버부(400)를 상하로 승강시키는 승강부(300)와;
상기 승강부(300)에 의해 승강되며 상기 승강부(300) 하강시 하드디스크드라이브가 안착된 공간을 밀폐시키는 상부 챔버부(400)와;
하드디스크드라이브가 베이스플레이트(510)에 안착되면, 상기 상부 챔버부(400)의 하부에 위치하도록 이송되는 챔버 베이스부(500)와;
상기 챔버 베이스부(500)를 수평으로 이송하는 수평이송부(600)와;
상기 하드디스크드라이브가 안착된 공간에 연결되도록 상기 상부 챔버부(400)의 상부를 관통하여 마이크로폰(710)을 구비하며, 상기 하드디스크드라이브의 구동 시 발생하는 소음을 측정하는 소음 측정부(700);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 챔버부(400)는 챔버몸체부(410)와 메인공동부(430, 空洞部)로 형성되되,
상기 챔버몸체부(410)는 상기 승강부(300)의 상부에 결합되어 상기 승강부(300)에 의해 승강되고,
상기 메인공동부(430, 空洞部)는 상기 챔버몸체부(410)의 하면으로부터 소정깊이(D1) 만큼 움푹 들어간 형상으로 하향 개방되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 메인공동부(430, 空洞部) 상부에 상측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 보조공동부(450, 空洞部)가 더 구비되고,
마이크로폰(710)의 감지면은 상기 보조공동부(450, 空洞部)와 연통된 관통공, 상기 보조공동부(450, 空洞部)의 상부, 및 상기 보조공동부(450, 空洞部) 내부 중에서 선택된 하나의 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 보조공동부(450, 空洞部)는 끝이 잘린 원뿔형 또는 끝이 잘린 다각형 뿔형상 이며, 마이크로폰(710)의 감지면은 상기 보조공동부(450, 空洞部)의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제3항에 있어서,
상기 보조공동부(450)의 하부 또는 상기 보조공동부(450)의 하단면에 복수의 소음통과구멍(751)이 형성된 다공성 소음투과판(750)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지부(10)는 하부구조물에 지지되고 지지판과 하부구조물 사이에 진동절연수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 베이스플레이트(510) 상면에 하드디스크드라이브의 외곽선보다 넓은 폐곡선 형상의 돌출부(520)가 형성되고,
상기 돌출부(520)의 상면(520a)과 상기 챔버몸체부(410)의 하단면 또는 상기 챔버몸체부(410)의 하부에 구성된 돌출부 내재홈 형성면(410a)은 복원력을 갖는 실링부재(521)가 중간에 게재된 상태에서 승강부(300)에 의해 서로 가압 밀폐되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 승강부(300)는,
상기 지지부(10)에 상향으로 고정된 적어도 2개의 유압 또는 공압용 실린더(310)가 각 피스톤 로드(315)을 상하로 승강시키고,
상기 피스톤 로드(315)의 상단은 챔버몸체부(410)의 외측에 돌출된 제1 연결구(412)에 연결되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제8항에 있어서,
상기 승강부(300)는,
상기 유압 또는 공압용 실린더(310)는 피스톤 로드(315)를 통해 상기 챔버몸체부(410)의 네 귀퉁이를 승강시키고,
상기 지지부(10)의 중간 양측에 중공(中空)의 가이드실린더(320)가 상향 설치되고, 상기 챔버몸체부(410)의 중간 외측에 제2 연결구(413)가 돌출되고,
상기 제2 연결구(413)에 가이드축(414)이 하향 설치되어 가이드실린더(320) 내부를 승강하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 수평이송부(600)는,
상기 지지부(10)에 고정되어 유압 또는 공압으로 작동하는 수평실린더(610)가 상기 베이스플레이트(510)에 연결되는 제2 피스톤로드(620)를 전후진 시킴으로써 베이스플레이트(510)가 전진 후진되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 지지부(10) 상면에 서로 평행한 가이드레일(13)이 형성되고,
상기 베이스플레이트(510)의 하부에 형성된 가이드블록(B)이 상기 가이드레일(13)을 따라 이동하고,
상기 베이스플레이트(510)의 전방 하부에 회동가능하게 고정된 지지롤러(630)가 구비되어 베이스플레이트(510) 후퇴시 지지부(10)의 상부 수평면에 접면되어, 승강부(300) 하강에 따른 가압시 베이스플레이트(510)의 전방이 처지지 않고 수평을 유지하도록 단단하게 지지해주는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로폰(710)을 통해 측정된 소음신호를 수신하여 처리하는 제어처리부(800);를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어처리부(800)는 측정된 소음신호의 크기가 입력수단을 통해 미리 입력된 한계값을 초과하는 경우 알람수단(820) 또는 표시장치(810)를 통해 작업자에게 표출하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
제6항에 있어서,
상기 지지부(10)는 상층의 제 1 지지부(100)와 하층의 제 2 지지부(200)로 구성되고,
상기 제 1 지지부(100)는 최상부에 위치한 제1 지지판(110)과,
상기 제1 지지판(110)의 하부에 위치한 제2 지지판(210)과,
상기 제1 지지판(110)과 제2 지지판(210) 사이에 구비되어 제1 지지판(110)과 제2지지판 사이의 진동 전달량을 감소시키는 1차 진동절연부재(120, vibration osolator)와,
제2 지지판(210)과 하부구조물 사이에 구비되어 제2 지지판(210)과 하부구조물 사이의 진동 전달량을 감소시키는 2차 진동절연부재(220, vibration iosolator)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 장치.
지지부(10)에 설치된 승강부(300)가 공동부(空洞部)가 구비된 상부 챔버부(400)를 상승시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 개방하는 상승단계(S10)와;
지지부(10)에 지지된 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 전진시켜 작업자가 HDD를 베이스플레이트(510) 상면에 위치시킬 수 있게 베이스플레이트(510)를 상부 챔버부(400) 밖으로 노출시키는 노출단계(S20)와;
베이스플레이트(510) 상부에 HDD가 위치되면 수평이송부(600)가 베이스플레이트(510)를 후진시켜 상부 챔버부(400) 하부에 위치시키는 위치단계(S30)와;
승강부(300)가 상부 챔버부(400)를 하강시켜 베이스플레이트(510)의 상부를 폐쇄하면 상부 챔버부(400)의 공동부(空洞部)에 의해 외부로부터 차단된 소음 측정 공간이 형성되는 차폐단계(S40)와;
HDD 구동중 소음 측정부(700)가 상기 소음 측정 공간의 소음을 측정하여 제어처리부(800)로 송신하는 측정단계(S50)와;
제어처리부(800)는 송신된 소음을 분석하여 측정된 HDD 소음이 미리 입력된 정상소음레벨 범위 안에 속하는지 여부를 판단하여 표시장치 또는 알람수단으로 표출하는 분석단계(S60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 방법.
제14항에 있어서,
상기 분석단계(S60)는 측정된 소음을 주파수 분석하여 주파수 영역별 소음레벨을 계산하고,
미리 입력된 각 주파수별 보정치를 상기 주파수 영역별 소음레벨에 합산하여 최종값을 구하여 이 최종값으로 정상소음레벨 범위 안에 속하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 방법.
제15항에 있어서,
상기 각 주파수별 보정치는 상기 소음 측정 공간의 주파수 응답 함수(Frequency Response Function)에 기초하거나,
동일한 소음원을 이용하여 무향실에서 측정되어 주파수 분석된 소음값과 상기 소음 측정 공간에 측정되어 주파수 분석된 소음값의 차이로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 방법.
제15항에 있어서,
측정단계(S50) 단계 이전에,
상기 제어처리부(800)는 외부소음 측정용 마이크로폰으로부터 송신된 외부 소음레벨이 미리 입력된 레벨을 초과하는 경우 표시장치 또는 알람수단으로 표출하거나, 외부소음 측정용 마이크로폰으로부터 송신된 외부 소음레벨이 미리 입력된 레벨 미만이 경우에 상기 측정단계(S50)를 진행하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 소음 측정 방법.