KR101221811B1 - 디스크 드라이브 - Google Patents

Abstract

디스크 드라이브가 개시된다. 개시된 디스크 드라이브는 메인프레임, 광기록매체를 장착하고, 메인프레임에 슬라이딩되는 트레이, 메인프레임에 결합되며, 광기록매체를 클램핑하는 클램퍼가 구비된 커버와, 커버와의 사이에 공간부를 형성하도록 커버의 내측에 설치되어, 광기록매체 회전시 발생되는 소음에너지가 공간부의 공기층을 진동시키는 에너지로 전환됨으로써 소음을 저감시키는 소음저감유닛을 구비한다.

Description

디스크 드라이브{Disk Drive}

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크 회전시 발생되는 공기유동에 의해 유발되는 소음을 막의 진동에 의해 소음에너지를 감소시킴으로써 소음을 줄일 수 있는 디스크 드라이브에 관한 것이다.

디스크 드라이브는 CD(compact disc), DVD(digital video disc) 등의 광기록매체에 광을 조사하여 정보를 기록하거나 읽어들이는 장치를 말한다.

디스크 드라이브의 기본적인 구성은 디스크를 회전시키는 스핀들모터, 디스크를 스핀들모터까지 이송 및 장착하는 로딩장치, 디스크의 정보를 재생하거나 정보를 기록하는 광픽업유닛, 광픽업유닛을 디스크 내외주로 왕복운동시키는 스텝모터, 그리고 광픽업유닛과 스핀들모터, 스텝모터를 장착할 수 있는 메인샤시로 이루어진다. 또한 외형을 구성하고 내부구조물 및 전자장치를 보호하기 위한 커버를 구비한다.

커버의 전체적인 크기는 규격화되어 있어 임의로 변경할 수 없으나, 커버 상부의 비드(bead)는 여러가지의 형상 및 깊이를 가지고 설계되어 왔다. 비드의 주목적은 커버의 강성을 증진시켜 디스크의 회전에 의해 발생하는 진동이 내부 구조물을 따라 커버에 전달되었을 때, 커버의 진동을 최소화하는 역할에 초점을 맞추어 왔다. 이에 현재는 강성의 증진뿐만 아니라 디스크 드라이브 내부 유동흐름을 조절하여 디스크의 처짐 및 소음저감효과를 발생시키기 위한 비드형상 설계에 노력하고 있다.

특히, 디스크의 회전에 의해 발생되는 공기의 흐름을 광디스크의 표면에 인가하여 디스크의 진동을 감쇠시키는 공기베어링역할을 하는 구조가 설계되어지기도 했다. 이렇게 커버의 비드는 디스크의 유동 및 커버의 강성을 고려하여 형상 및 깊이를 설계하여왔다.

디스크의 회전에 의한 공기유동, 피딩계의 동작 및 로딩계의 동작 등은 소음을 유발시키는 원인을 제공한다. 이들 중 공기유동에 의한 공력소음은 소음원의 대부분을 차지한다. 소음은 공기입자의 진동에 의해 전파되며 사방으로 방사되는 특징을 가지며, 이를 측정할 경우 커버쪽에서 높은 수치를 나타내는 것을 알 수 있다. 음향에너지가 실효압력을 연접하는 주파수 대역별로 전자적으로 분석하면 약 1000 ~ 4000Hz 대역이 공력소음을 이루는 주요 주파수 성분임을 알 수 있다.

이 주파수 대역의 소음을 저감시키기 위해서는 커버의 두께를 조절하거나, 흡음재 및 차음재 등을 이용하여 음향에너지가 커버를 거치면서 발생하는 전달손실을 최대화하여 소음을 저감시키는 방법이 있으나, 이를 전체적인 디스크 드라이브의 무게 및 형상의 변화를 가져와 효율적이지 못하다.

이러한 한계로 인해 현재 디스크 드라이브의 경우 비드의 형상을 변경함으로써 공기의 흐름을 디스크의 표면에 인가하여 디스크 떨림으로 인한 소음을 저감시키는 방법이 사용되고 있다. 하지만, 이는 미소압력분포를 통해 소음을 저감시키기 때문에 소음저감효과가 미미하다. 또한, 비드는 커버에 강성을 부여함으로써 스핀들모터, 스텝모터 및 디스크의 유동에 의한 진동을 감소시키는 역할을 하지만, 디스크 드라이브의 소음이 대부분 디스크 유동에 의한 소음임을 감안하면 비드의 소음저감 역할은 제한적이다.

본 발명은 디스크 드라이브의 디스크 회전에 의해 발생되는 소음을 막진동에 의한 소음에너지의 상쇄원리를 이용하여 소음을 줄일 수 있는 디스크 드라이브를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 디스크 드라이브는

메인프레임;

광기록매체를 장착하고, 메인프레임에 슬라이딩되는 트레이;

메인프레임에 결합되며, 광기록매체를 클램핑하는 클램퍼가 구비된 커버;와

커버와의 사이에 공간부를 형성하도록 커버의 내측에 설치되어, 광기록매체 회전시 발생되는 소음에너지가 공간부의 공기층을 진동시키는 에너지로 전환됨으로써 소음을 저감시키는 소음저감유닛을 구비한다.

소음저감유닛은 그 양단이 커버의 내측 양모서리에 각각 고정되며, 그 나머지는 커버의 내측면 전체에 대면하면서 소정간격 이격되도록 형성된다.

소음저감유닛은 소정두께를 가지는 유연한 막으로 제작되어, 커버의 내측 양모서리로부터 커버의 내측 중앙부로 갈수록 커버의 내측면과의 이격거리가 점차 증가된다.

소음저감유닛은 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 고분자필름으로 이루어진다.

소음저감유닛의 양단을 커버의 내측 양모서리에 각각 고정시키는 것으로, 커버의 양모서리의 길이방향을 따라 설치되어, 소음저감유닛의 양단을 커버의 내측 양모서리에 밀착시키는 고정수단을 더 구비한다.

커버가 메인프레임과 결합할 때, 고정수단은 메인프레임과 접촉되면서 소음저감유닛의 양단에 밀착된다.

본 발명에 따른 디스크 드라이브는 커버의 내측에 소정 공간을 형성하도록 막을 형성함으로써, 광기록매체에 의한 유동소음 및 로딩계, 피딩계의 작동에 의한 소음, 모터의 회전에 의한 소음들을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 소음저감유닛을 구비한 디스크 드라이브를 도시한 분리사시도.
도 2는 도 1에 도시된 소음저감유닛이 설치된 커버를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 소음저감유닛가 소음을 저감시키는 기능을 설명하는 도면.
도 4는 종래의 디스크 드라이브의 소음을 측정한 그래프.
도 5는 본 발명의 소음저감유닛을 구비한 디스크 드라이비의 소음을 측정한 그래프.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 소음저감유닛을 구비한 디스크 드라이브를 도시한 분리사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소음저감유닛이 설치된 커버를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 소음저감유닛가 소음을 저감시키는 기능을 설명하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 디스크 드라이브(100)는 메인프레임(110)과, 메인프레임(110)에 출입 가능하게 설치되어 광기록매체(D)가 장착되는 장착부(121)가 마련된 트레이(120)와, 메인프레임(110)에 회동 가능하게 설치되는 서브프레임(111)과, 서브프레임(111)에 지지되게 설치되는 베이스샤시(112)를 포함한다.

메인프레임(110)에는 트레이(120)가 출입하는 방향에 대하여 직각방향으로 구동모터(115)에 의하여 연동되어 슬라이딩되도록 설치되는 슬라이딩부재(118)가 마련되어 있다. 슬라이딩부재(118)에는 복수개의 캠 홀(미도시)이 형성되어 있으며, 서브프레임(111)에 마련된 캠돌기(119)가 캠홀(미도시)의 궤적을 따라 슬라이딩되어, 결과적으로 서브프레임(111)은 메인프레임(110)에 지지되는 회동 축(1111)(1112)을 중심으로 상하로 회동된다.

베이스샤시(112)에는 트레이(120)에 안착되어 내부로 운반된 광기록매체(D)가 장착되는 턴테이블(113)과, 턴테이블(113)과 동 축 상에 설치되어 턴테이블(113)을 회전시키는 스핀들모터(미도시)와, 턴테이블(113)에 안착된 광기록매체(D)의 반경방향으로 슬라이딩되면서 광기록매체(D)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 광픽업유닛(114)이 설치된다.

트레이(120)의 전면에는 트레이(120)를 메인프레임(110)에 로딩 또는 언-로딩시키기 위한 신호를 출력하는 스위치(130)가 마련될 수 있다.

메인프레임(110)의 상면은 커버(140)에 의하여 덮힌다. 커버(140)에는 턴테이블(113)에 장착된 광기록매체(D)를 클램핑하는 클램퍼(141)가 설치된다.

소음저감유닛(150)은 커버(140)의 내측에 설치되며, 커버(140)의 내측면 전체에 대면하면서 소정간격 이격되어 커버(140)의 내측면과의 사이에 공간부(160)를 형성한다. 공간부(160)에는 공기가 존재하게 된다. 소음저감유닛(150)의 양단은 커버(140)의 양측모서리에 각각 고정된다. 소음저감유닛(150)은 소정두께를 가지는 유연한 막, 예를 들어 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 고분자 필름으로 제작될 수 있으며, 그 양단이 커버(140)의 양측모서리에 각각 고정되고, 그 나머지는 커버(140)의 양측모서리 각각으로부터 커버(140)의 가운데로 갈수록 커버(140)의 내측면과의 이격거리가 점차 커지도록 형성되어, 전체적인 모양이 소정 곡률을 가지도록 형성된다.

소음저감유닛(150)은 접착제를 이용하여 커버(140)의 내측 양모서리에 고정될 수 있다. 아울러, 별도의 고정수단(171)(172)을 이용하여 커버(140)의 내측 양모서리에 고정될 수 있다. 고정수단(171)(172)은 사각형단면의 막대모양으로 커버(140)의 모서리의 길이방향을 따라 설치되며, 접착제를 도포한 다음, 소음저감유닛(140)의 일단을 커버(140)의 내측 모서리쪽으로 밀착시키면서 고정시킬 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 커버(140)가 메인프레임(110)과 결합될 때, 메인프레임(110)이 커버(140)의 내측으로 삽입되므로 메인프레임(110)은 소음저감유닛(150)의 양단 또는 고정수단(171)(172)을 커버(140)의 내측 양모서리로 각각 밀착시키므로, 소음저감유닛(150)은 더욱 견고하게 커버(140)의 내측 양모서리에 고정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 광기록매체(D)의 회전시 발생되는 소음에너지는 공간부(160)를 통과하면서 공간부(160)에 채워진 공기를 진동시키는데 에너지를 사용함으로써 에너지가 줄어들게 되어 커버(140)를 밖으로 나오는 소음에너지는 줄어들게 된다. 이러한 소음에너지의 변화는 화살표의 개수와 길이로 정량적으로 표시되어 있다.

즉, 디스크 드라이비의 광기록매체에 유동에 의한 소음, 로딩계 및 피딩계의 작동에 의한 소음, 모터의 회전에 의한 특정 소음주파수의 음파가 소음저감유닛(150)에 입사되면, 소음에너지에 의해 공간부(160)의 공기층이 진동하게 되고, 진동하는 공기가 스프링작용을 일으켜 소음저감유닛(150)을 떨리게 하는 역할을 한다. 이로 인해, 소음에너지는 소음저감유닛(150)과 공기층을 진동하는 에너지로 변환되어 전체적인 소음에너지는 저감된다. 저감된 소음에너지는 전체적인 소음레벨을 낮추어 사용자가 체감하는 소음이 저감될 수 있다.

막진동흡음원리를 설명하는 방정식은 다음과 같다.

[수학식 1]

여기서, f _R 은 흡음주파수이고, f _P 은 막의 고유진동수이고, ρ는 공기의 밀도이고, c는 음파의 속도이고, ρ _p 는 막의 밀도이고, l은 막와 배후층의 거리이다.

본원의 구성과 수학식1의 변수를 대비하면, 막은 본원의 소음저감유닛에 대응하고, 막과 배후층의 거리는 소음저감유닛과 커버의 내측면과의 거리에 대응한다.

상기한 수학식1을 이용하여, 저감시키고자 하는 흡음주파수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 디스크 드라이브의 소음은 1000 ~ 4000Hz의 주파수를 제거하고자 하는 경우에는 흡음주파수에 원하는 주파수를 대입하고, 나머지 변수들을 산출하면된다. 따라서, 소음저감유닛의 재질과, 소음저감유닛과 배후층의 거리가 결정해야 할 변수가 된다.

도 4는 종래의 디스크 드라이브의 소음을 측정한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 소음저감유닛을 구비한 디스크 드라이비의 소음을 측정한 그래프이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 500Hz 내지 2000Hz 사이의 주파수의 변화를 살펴보면, 소음저감유닛을 구비하고 있지 않은 종래의 디스크 드라이브는 500Hz ~ 2000Hz 사이의 소음이 일부주파수구간에서 40dB을 넘는 것을 알 수 있다.

하지만, 본원의 소음저감유닛을 구비한 디스크 드라이브를 동일한 조건에서 실험하였을 때, 본원에 따른 디스크 드라이브는 전체적으로 소음이 저감되었으며, 특히 500Hz ~ 1000Hz 주파수 대역에서 소음이 크게 줄어들었음을 알 수 있다.

전술한 본 발명인 디스크 드라이브는 이해를 돕기 위하여 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 의해 정해져야 할 것이다.

100---디스크 드라이브 110---메인프레임
1111,1112---가이드레일 112---베이스샤시
113---턴테이블 114---광픽업유닛
120---트레이 121---디스크장착부
140---커버 150---소음저감유닛
160---공간부 171,172---고정수단

Claims (6)

1. 메인프레임;
   광기록매체를 장착하고, 상기 메인프레임에 슬라이딩되는 트레이;
   상기 메인프레임에 결합되며, 상기 광기록매체를 클램핑하는 클램퍼가 구비된 커버;와
   상기 커버의 내측에 유연한 막이 설치되어 상기 커버와 유연한 막 사이에 공간부를 형성하고, 상기 광기록매체 회전시 발생되는 소음에너지를, 상기 소음에너지에 의해 상기 유연한 막의 진동에 따라서 상기 공간부의 공기층을 진동시키는 에너지로 전환됨으로써 소음을 저감시키는 유연한 소음저감유닛;을 구비하는 디스크 드라이브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 소음저감유닛은
   그 양단이 상기 커버의 내측 양모서리에 각각 고정되며, 그 나머지는 상기 커버의 내측면 전체에 대면하면서 이격되도록 형성되는 디스크 드라이브.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 유연한 막은, 상기 커버의 내측 양모서리로부터 상기 커버의 내측 중앙부로 갈수록 상기 커버의 내측면과의 이격거리가 점차 증가하도록 형성되는 디스크 드라이브.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 소음저감유닛은 폴리카보네이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 고분자 필름으로 이루어지는 디스크 드라이브.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 소음저감유닛의 양단을 상기 커버의 내측 양모서리에 각각 고정시키는 것으로, 상기 커버의 양모서리의 길이방향을 따라 설치되어, 상기 소음저감유닛의 양단을 상기 커버의 내측 양모서리에 밀착시키는 고정수단을 더 구비하는 디스크 드라이브.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 커버가 상기 메인프레임과 결합할 때, 상기 고정수단은 상기 메인프레임과 접촉되면서 상기 소음저감유닛의 양단에 밀착되는 디스크 드라이브.

Images