KR20010051238A

KR20010051238A - 하드 디스크의 액츄에이터 암을 위한 보조 매스 댐퍼

Info

Publication number: KR20010051238A
Application number: KR1020000062877A
Authority: KR
Inventors: 투 니구엔; 이행수; 김우성
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2001-06-25
Also published as: KR100385325B1

Abstract

하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 암 어셈블리 안에 구현될 수 있는 액츄에이터 빔이 개시된다. 이러한 액츄에이터 빔은 빔의 구멍안에 위치한 댐핑 물질을 포함한다. 이러한 댐핑 물질은 디스크 드라이브에 적용되는 충격 로드에 의해 유발되는 액츄에이터 빔 안의 공진 주파수 변위를 감소시킬 수 있다.

Description

하드 디스크의 액츄에이터 암을 위한 보조 매스 댐퍼{AN AUXILIARY MASS DAMPER FOR AN ACTUATOR ARM AN A DISK DRIVE}

본 발명은 하드 디스크 드라이브를 위한 액츄에이터 암의 구멍안에 위치한 댐핑 물질에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브는 회전 디스크의 표면에 각각 결합되는 다수의헤드를 포함한다. 하드 디스크 드라이브는 보통 단일 스핀들 모터에 조립되는 다수의 디스크를 포함한다. 각각의 헤드는, 해당 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 2진 정보를 저장하고 검색하기 위하여, 디스크 표면을 자기화하기 위한 기록 요소와 디스크 표면의 자기 영역을 감지하기 위한 판독 요소를 포함 할 수 있다.

각각의 헤드는 보통 액츄에이터 암의 액츄에이터 빔에 부착된 서스펜션 암에 고정되는 짐벌(gimbal)이다. 이러한 암은 디스크의 표면에 인접한 헤드를 정지시킨다. 이러한 헤드는 각기, 헤드와 디스크 표면 사이에 공기 베어링을 만들기 위하여 회전 디스크에 의해 발생되는 공기 흐름과 함께 작용하는 공기 베어링 표면을 가진다. 이러한 공기 베어링은 헤드와 디스크 사이에 접촉 및 기계적 마모를 최소화한다. 따라서 헤드와 디스크 표면 사이에 자기적 결합을 활용하기 위해 충분히 작으며, 한편 기계적 마모를 최소화하기 위하여 충분히 큰 공기 베어링을 제공하는 것이 바람직하다. 헤드와 서스펜션 암은 보통 헤드 짐벌 어셈블리(HGA, head gimbal assembly)로 되어있다.

저장된 데이터는 보통 디스크 표면에 방사형으로 확장된 다수의 고리 모양의 트렉안에 위치한다. 각각의 트렉은 다수의 섹터를 포함하며, 각각의 섹터는 드라이브를 작동시키기 위해 요구되는 다른 정보와 서보 비트에 따라 데이터 블록을 포함한다. 액츄에이터 암은 디스크 드라이브의 자기 어셈블리에 결합된 보이스 코일을 가진다. 보이스 코일과 자기 어셈블리는 보통 보이스 코일 모터(VCM, voice coil motor)로 되어있다. 보이스 코일 모터는 디스크 표면으로 헤드를 이동시키고 액츄에이터 암을 움직이는 토크(torque)를 발생시키도록 전류가 통할 수 있다. 액츄에이터 암의 움직임은 헤드의 디스크내 다른 트렉으로의 진입을 허용하며, 디스크의 회전은 헤드의 트렉내 다른 섹터로의 진입을 허용한다.

디스크 드라이브는 디스크 표면과 관련하여 헤드의 공진 변위를 일으키는 충격 로드에 영향을 받을 수 있다. 공진 변위는 데이터의 기록이나 판독에 있어서 에러를 일으킬 수 있다. 도 1과 도 2는 각각 종래 기술에 의한 디스크 드라이브에 있어서, 충격 로드와 액츄에이터의 빔 끝단에서 상응하는 측면의 변위를 도시한다. 측면의 변위는 디스크 표면과 본래 평행한 평면에 존재한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 충격 로드는 디스크와 관련하여 헤드를 이동시키는 공진 변위를 일으킨다. 이러한 이동은 데이터의 기록이나 판독에 있어서 에러를 일으킬 수 있다.

따라서, 충격 로드를 완화시키며 헤드의 공진 변위 양을 최소화시키는 액츄에이터 어셈블리를 제공하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 액츄에이터 빔의 각 표면에 위치하는 댐핑 물질 층을 포함하는 액츄에이터 암이 개발되었다. 그러나 이러한 설계는 액츄에이터 암에 전달되는 충격 로드를 실질적으로 완화시키지는 못한다. 그래서 종래 기술의 설계보다 더 효과적으로 암에 적용되는 충격 로드를 완화시키는 액츄에이터 암을 제공하는 것이 필요하며, 또한 암과 디스크 드라이브를 대량 생산하는 비용을 현저하게 증가시키지 않고 이러한 액츄에이터 암을 제공하고자 하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따른 실시예는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 암 어셈블리내에 구현될 수 있는 액츄에이터 빔이다. 이러한 액츄에이터 빔은 빔의 구멍안에 위치하는 댐핑 물질을 포함할 수 있다. 이러한 댐핑 물질은 디스크 드라이브에 적용되는 충격 로드에 의해 유발되는 액츄에이터 빔내의 공진 주파수 변위를 감소시킬 수 있다.

제 1도는 하드 디스크에 적용될 수 있는 충격 로드를 보여주는 그래프이다.

제 2도는 종래 기술의 디스크 드라이브에 있어서 도 1의 충격 로드에 반응하는 액츄에이터 암의 변위를 보여주는 그래프이다.

제 3도는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브를 도시한 사시도이다.

제 4도는 디스크 드라이브의 액츄에이터 빔의 상부를 도시한 사시도이다.

제 5도는 도 1에서 도시된 충격 로드에 반응하는 댐핑 물질과 액츄에이터 빔의 변위를 도시한 그래프이다.

지시 번호와 함께 도면을 보다 상세하게 설명하면, 도 3과 도 4는 본 발명의 하드 디스크 드라이브의 실시예를 도시한다. 하드 디스크(10)는 스핀들 모터(14)에 의해 회전하는 다수의 디스크(12)를 포함할 수 있다. 스핀들 모터(14)는 베이스 플레이트(16)에 고정된다. 디스크 드라이브(10)는 디스크(12)의 표면(20)에 각기 자기적으로 결합되는 다수의 헤드(18)를 더 가질 수 있다. 각각의 헤드(18)는 기록 요소(도시 안됨)와 판독 요소(도시 안됨)를 포함 할 수 있다. 기록 및 판독 요소는, 해당 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 2진 정보를 저장하고 검색하기 위하여 디스크 표면(20)의 자기 영역을 자기화하고 감지하기 위한 전기 회로(도시 안됨)에 연결된다. 데이터는 일반적으로 디스크 표면(20)에 방사형으로 확장되는 고리 모양의 트렉(22)안에 저장된다. 각각의 트렉(22)은 보통, 하나 또는 그 이상의 데이터 블록을 각기 포함하는 다수의 섹터를 포함한다.

각각의 헤드(18)는 또한 헤드(18)와 이것에 인접한 디스크 표면(20) 사이에 공기 베어링을 만들기 위하여 회전하는 디스크(12)에 의해 발생되는 공기 흐름과 함께 작용하는 공기 베어링 표면을 가질 수 있다. 공기 베어링은 헤드(18)와 디스크(12) 사이의 기계적인 마모를 최소화한다.

각각의 헤드(18)는 보통 서스펜션 암(24)에 고정되는 짐벌(gimbal)이다. 헤드와 암(24)은 보통 헤드 짐벌 어셈블리(26, HGA, head gimbal assembly)로 이루어진다. 각각의 서스펜션 암(24)은 액츄에이터 암(30)의 액츄에이터 빔(28)에 부착될 수 있다. 서스펜션 암(24)은 보통 빔(28)의 틀 구멍안에 삽입되어 형성되는 틀 플레이트(32)에 의해 액츄에이터 빔(28)에 부착된다. 암(24)과 빔(28)은 디스크 표면(20)에 인접한 헤드(18)를 정지시킨다.

액츄에티어 암(30)은 베어링 어셈블리(36)에 의해 베이스 플레이트(16)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 베어링 어셈블리(36)는 암(30)을 베이스 플레이트(16)와 관련하여 회전하게 함으로서, 헤드(18)는 다른 고리 모양의 트렉(22)안에 데이터를 진입시키기 위하여 디스크(12)의 표면으로 이동할 수 있다. 액츄에이터 암(24)은 베이스 플레이트(16)에 고정된 자기 어셈블리(40)에 결합되는 보이스 코일(38)을 포함할 수 있다. 보이스 코일(38)과 자기 어셈블리(40)는 보통 보이스 코일 모터(42, VCM, voice coil motor)로 되어 있다. 보이스 코일(38)은 액츄에이터 암(30)을 회전시키는 토크를 발생시키기 위하여 보이스 코일 모터(42, VCM)에 전류를 일으킬 수 있는 전기 회로(도시 안됨)에 연결된다. 액츄에이터 암(30)의 회전은 디스크 표면(20)으로 헤드(18)를 이동시킨다.

각각의 액츄에이터 빔(28)은 보이스 코일 모터(42)에 의해 요구되는 토크와 액츄에이터 암(24)의 무게를 감소시키기 위하여 형성되는 구멍(44)을 포함할 수 있다. 댐핑 물질(46)은 액츄에이터 암(30)의 자연 공진 주파수를 변경하고 암(30)에 전달된 에너지를 흡수하기 위하여 구멍(44)안에 위치할 수 있다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 댐핑 물질(46)은 빔(28)의 구멍(44)안에서 주조되는 플라스틱 물질일 수 있다. 이렇게 주조된 댐핑 물질(46)은 빔 표면(50)으로 확장하여 빔(28)과 단단히 결합시키는 립(48, lips)을 가질 수 있다.

댐핑 물질(46)은 도 3과 도 4에서 도시된 바와 같이 빔 구멍(44)의 일부를 채우거나 또는 빔 구멍(44) 전부를 채울 수 있다. 주조 과정이 설명되어 있으나, 댐핑 물질(46)은 미리 형성되어 액츄에이터 암(28)에 실질적으로 부착될 수도 있다. 댐핑 물질(46)은 액츄에이터 빔(28)에 전달된 에너지를 흡수하는 어떤 물질이 될 수도 있다. 이를테면 댐핑 물질(46)은 몰드 ABS 플라스틱(molded ABS plastic)이 될 수도 있다.

디스크 드라이브(10)는 액츄에이터 빔(28)에 전달되는 충격 로드에 영향을 받을 수 있다. 도 5는, 제한된 요소 분석을 이용하여, 도 1에서 도시된 충격 로드에 반응하는 댐핑 물질(46)과 액츄에이터 빔(28)의 끝단의 실험에 의한 측면 변위를 보여준다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 댐핑 물질이 없는 종래 기술에 의한 액츄에이터 빔의 변위가 비교하기 위하여 겹쳐 도시되고 있다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 댐핑 물질의 추가는 액츄에이터 빔(28)의 공진 측면 변위의 진폭을 줄인다. 본 발명에 따른 댐핑 물질(46)은, 디스크 드라이브(10)가 충격 로드의 영향을 받을 때, 헤드(18)의 움직임을 최소화하고 빔 변위의 진폭을 줄이기 위하여 액츄에이터 빔(28)의 자연 주파수를 변경하고 에너지를 흡수한다.

따라서, 구멍(44)안에 댐핑 물질(46)을 위치시키는 것은 디스크 드라이브(10)의 가격을 현저하게 증가시키지 않는 댐핑 해결책을 제공하며, 또한 구멍(44)안에 댐핑 물질(46)을 위치시킴으로 디스크 드라이브(10)의 높이를 증가시키지 않는 효과를 가진다.

특정 실시예가 별첨 도면을 참고로 설명되고 도시되었지만, 이러한 실시예는 단지 예시적인 것으로 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 제시된 특정 구조나 배치에만 한정되는 것이 아니므로, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 이들에 의한 다양한 변형이 가능한 것으로 이해된다.

Claims

하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 암을 위한 액츄에이터 빔에 있어서,

구멍을 가지는 빔과,

상기 구멍안에 위치하는 댐핑 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 빔.
제 1항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 플라스틱 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 빔.
제 1항에 있어서, 상기 빔은 틀 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 빔.
제 1항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 상기 빔의 구멍을 채우는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 빔.
제 1항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 빔 표면으로 확장하는 립을 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 빔.
하드 디스크 드라이브를 위한 액츄에이터 암 어셈블리에 있어서,

액츄에이터 빔을 가지는 액츄에이터 암을 포함하며, 상기 액츄에이터 빔은 구멍과 그 구멍안에 위치한 댐핑 물질을 가지며,

상기 액츄에이터 암에 부착된 보이스 코일과,

상기 액츄에이터 빔에 부착된 헤드 짐벌 어샘블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 암 어셈블리.
제 6항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 플라스틱 물질로 구성됨을 특징으로 하는 액츄에이터 암 어셈블리.
제 6항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 상기 액츄에이터 암의 공진 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 암 어셈블리.
제 6항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 상기 액츄에이터 빔의 구멍을 채우는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 암 어셈블리.
제 6항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 빔 표면으로 확장하는 립을 가지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 암.
하드 디스크 드라이브에 있어서,

베이스 플레이트와,

상기 베이스 플레이트에 고정된 스핀들 모터와,

상기 스핀들 모터에 의해 회전하는 디스크와,

상기 디스크에 결합되는 헤드 짐벌 어셈블리와,

상기 헤드 짐벌 어셈블리에 부착된 액츄에이터 빔을 가지는 액츄에이터 암을 포함하는 하드 디스크 드라이브로서, 상기 액츄에이터 빔은 구멍과 이 구멍안에 위치하는 댐핑 물질을 포함하며,

상기 액츄에이터 암에 부착된 보이스 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
제 11항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 플라스틱 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 11항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 상기 액츄에이터 암의 공진 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 11항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 상기 액츄에이터 빔의 상기 구멍을 채우는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제 11항에 있어서, 상기 댐핑 물질은 빔 표면으로 확장하는 립을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.