KR20010075372A - 액츄에이터 어셈블리 잔류물 감소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브(100)내에 설치되는 액츄에이터 어셈블리(132)의 E-블럭(132) 내부의 잔류물 감소를 위한 방법을 제공한다. 첫째로, 가공을 위해 생산된 E-블럭이 제공된다. E-블럭에는 내경과 보어 표면(158)을 갖는 중앙 보어(156)가 구비된다. 그 후에 보어 표면(158)의 내경보다 큰 외경을 가지는 경화부재가 제공된다. 경화부재는 중앙 보어(156)를 통해 가압하면서 관통하므로 경화부재는 보어 표면(158)을 압착하며 변형한다. 경화부재가 보어 표면(158)을 변형시킴에 따라, 보어 표면(158)은 실질적으로 평탄화되며 경화된다.

Description

액츄에이터 어셈블리 잔류물 감소{ACTUATOR ASSEMBLY DEBRIS REDUCTION}

현대의 하드 디스크 드라이브는 자화될 수 있는 매체로 코팅되며 일정한 높은 속도로 회전하는 스핀들 모터의 허브위에 장착되는 하나 또는 그 이상의 강성 디스크를 포함한다. 정보는 일련의 변환기("헤드")에 의하여 다수의 동심 원형 트랙을 딸 디스크 상에 저장되며, 헤드는 디스크에 대한 헤드의 상대적 운동을 위하여 레이디얼 액츄에이터에 설치된다.

통상적으로, 이러한 레이디얼 액츄에이터에는 디스크 표면에 대한 헤드의 위치를 위하여 보이스 코일 모터가 사용된다. 헤드는 액츄에이터 바디로부터 외측으로 방사 상으로 돌출된 다수의 아암 단부에 있는 만곡부에 설치된다. 액츄에이터 바디는 디스크의 최외주 외측 주변에 근접한 위치에서 디스크 드라이브 하우징에 설치된 샤프트에 피봇된다. 피봇 샤프트는 스핀들 모터와 디스크의 회전축에 대하여 평행하므로, 헤드는 디스크의 표면에 대하여 수평으로 평행하게 움직인다.

액츄에이터 보이스 코일 모터는 액츄에이터 바디 위에서 헤드 아암의 반대측에 설치되어 하나 또는 그 이상의 영구자석과 자기 투과성 폴 피이스로 구성되는 자기회로의 자기장에 잠식되지 않도록 한다. 제어된 직류 전류가 코일을 통과할 때, 자기회로의 자기장과 상호 작용하는 전자기장이 형성되어 코일이 잘 알려진 로렌츠 관계에 따라 움직인다. 코일이 움직임에 따라, 액츄에이터 바디는 피봇 샤프트에 대하여 피봇되면서 헤드가 디스크 표면을 가로질러 움직인다.

헤드의 위치 제어는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허번호 제 5,262,907호 '개량된 서보 시스템이 구비된 하드 디스크 드라이브'(U. S. Patent No.5,262,907 entitled HARD DISC DRIVE WITH IMPROVED SERVO SYSTEM issued November 16,1993 to Duffy et al.; Duffy'907'이라 칭함)에서 개시된 것과 같은 폐루프 서보 시스템을 사용하여 통상적으로 달성된다. 통상의 서보 시스템은 선택된 트랙에 대한 헤드의 위치를 지시하는 위치 에러 신호(Position Error Signal;PES)의 발생을 통해 헤드의 위치를 감지하여 제어하기 위하여 서보 정보(디스크 드라이브 제조 공정동안 디스크에 기록된)를 이용한다. PES는 디스크 표면상에서 서보 정보 내에 정확하게 위치되는 자화된 서보 필드로부터 발생되는 버스트 신호의 상대적 신호강도를 비교함으로써 서보 시스템에 의하여 발생된다.

선택된 헤드가 선택된 트랙을 따라가게 되는 트랙 진행(track following) 동안에, 서보 프로세서는 PES의 값과 선택된 트랙에서 헤드의 희망위치를 지시하는 희망값과 비교하여 디지털 정정 신호를 전원 증폭기로 방출하며, 순차적으로 전원 증폭기는 트랙에 대한 헤드의 위치를 조정하기 위하여 아날로그 전류를 액츄에이터 코일에 공급한다. 초기 트랙으로부터 목표 트랙까지 선택된 헤드가 움직이는 탐색작동(seek operation)동안에, 헤드가 목표 트랙을 향하도록 헤드를 초기에 가속하며 다음에는 감속시키기 위하여 상대적으로 큰 전류가 코일에 인가된다. 헤드의 속도는 반복하여 측정되며, 코일에 인가되는 전류는 헤드의 실제 속도와 속도 프로파일 간의 차이에 따라 조정된다.

인지된 바에 같이, 산업상 지속적인 경향은 계속적으로 절감된 코스트로 디스크 드라이브를 공급하는 것이다. 이런 목적을 위하여, 지속적으로 수행된 노력의 결과 디스크 드라이브 저장과 전송율 뿐만 아니라, 디스크 드라이브의 생산도 개선하였다. 액츄에이터의 강성도 증가를 위한 시도로, 톨러런스 링은 종종 카트리지 베이링과 E-블럭 사이에 개재된다. 그러나, 톨러런스 링으로부터의 주름이 E-블럭 표면을 긁고서 그에 따른 물질의 박편 이탈이 일어날 때 E-블럭의 표면상에 잔류물이 집적하는 문제를 종종 야기한다.

코스트를 절감하기 위한 지속적인 요구와 함께, 내부에 잔류물 집적량이 감소된 액츄에이터 어셈블리의 개선에 대한 필요성이 남아있다. 이러한 개선을 위하여 본 발명이 지시된다.

본 발명은 일반적으로 디스크 드라이브 데이터 저장장치 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스크 드라이브 내의 액츄에이터 형성 방법에 관한 것이지만, 이것에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 특히 유용한 형태의 디스크 드라이브로서 상부커버가 제거된 상태의 평면도,

도 2는 종래 디스크 드라이브의 액츄에이터 어셈블리에 대한 부분 단면도,

도 3은 도 2의 종래 액츄에이터 어셈블리의 E-블럭과 카트리지 베어링 일부의 부분 단면도,

도 4는 도 1의 디스크 드라이브의 E-블럭에 대한 사시도,

도 5는 액츄에이터 어셈블리 잔류물 감소를 위한 루틴의 플로우 차트로, 액츄에이터 내부의 잔류물을 외부로 추출하여 감소시키는 바람직한 단계를 보인 것이다.

본 발명은 내부에 잔류물 집적을 감소하기 위하여 E-블록을 경화시키는 방법에 관한 것이다.

바람직한 실시예에 따른 예시에 따라, 상기 방법은 첫째로 가공을 위해 생산된 E-블럭을 제공한다. E-블럭은 내경과 보어 표면이 구비된 중앙 보어를 갖는다. 이후 보어 표면의 내경보다 큰 외경을 구비한 경화 부재가 제공된다. 경화 부재는가압되어 중앙 보어를 관통하게 되므로 경화 부재가 보어 표면을 압착하며 변형시킨다. 경화 부재가 보어 표면을 변형시킴에 따라, 보어 표면은 실질적으로 평탄화되어지며 단단해진다. 그리하여 알루미늄 보어 표면은 실질적으로 평탕하고 단단한 매체를 제공하고, 조립 후에 톨러런스 링이 그 매체 위에 가압되어 맞물린다. 톨러런스 링은 이와 같이 실질적으로 평탄하고 단단하게 접촉하고 있는 보어 표면으로부터 박편이탈을 덜 시킬 것이고, 따라서 보어 내측의 잔류물 집적을 감소한다.

본 발명의 목적, 장점과 특징은 도면 및 첨부된 청구항들과 함께 후술될 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 다양하게 나타나는 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명은 도 1을참조하면서 시작할 것이며, 여기에는 컴퓨터 데이터를 저장하는데 사용되는 디스크 드라이브(100)가 도시된다. 디스크 드라이브(100)는 헤드 디스크 어셈블리(101;HDA)와, HDA(101)의 하측부에 설치되는 프린트된 기록 어셈블리(PWA:Printed Writing Assembly)를 포함한다. 비록 도 1에서는 도시되지 않았지만, PWA는 HDA(101)의 작동을 제어하는데 사용되는 것으로 이해하여야 할 것이다.

상부 커버(그 일부분이 도면부호 102로 도시됨)는 베이스 데크(103)와 한 쌍이 되어 HDA(101)를 위하여 환경적으로 제어된 환경을 제공한다. 스핀들 모터(일반적으로 104로 지시된)는 베이스 데크(103)에 의해 지지되며, 다수개가 동일축상에 정열된 디스크(106)를 일정한 고속으로 회전시킨다. 디스크 클램프(108)는 디스크(106)를 스핀들 모터(104)에 대하여 상대적으로 고정하는데 사용된다.

디스크(106)는 사용자 데이터가 로터리 액츄에이터(110; 종종 E-블럭이라고 언급되는)에 의하여 기록하게 되는 기록 표면(도 1에서 별도로 표시되지 않음)을 포함하며, 로터리 액츄에이터는 보이스 코일 모터(114;VCM)의 코일(113;도 1에서는 일부만 보이는)에 인가된 전류에 응답하여 카트리지 베이링(112) 주위를 회전한다. 톨러런스 링(115)은 카트리지 베어링(112)과 액츄에이터(110) 사이에 개재된다. 액츄에이터(110)는 다수의 강성 아암(118)을 포함하여, 그 각각은 대응되는 플렉시블 서스펜션 어셈블리(118)를 지지한다. 그 다음 각각의 서스펜션 어셈블리(118)는 디스크(106)의 고속회전에 의해 발생되는 공기 흐름에 의해 형성된 에어 베어링에 의해 디스크(106) 각각의 기록 표면중 하나 위에서 헤드(120)를 지지한다. 서스펜션어셈블리(118)는 각각의 헤드(120)가 디스크 표면을 향하도록 하는 스프링력을 제공하는 점과, 헤드(120)에는 헤드가 디스크 표면상에서 높은 안정성을 가지며 부상하도록 하는 공기 동역학적 특성이 제공되는 점을 주목하여야 한다.

플렉스 회로 어셈블리(122)는 액츄에이터(110)와 디스크 드라이브 PWA 사이의 전기적인 연결을 용이하게 한다. 디스크 드라이브(100)의 작동이 비활성화될 때에, 랫치(1245)는 헤드(120)가 디스크(106) 반경의 최내주부에 위치한 랜딩 존(별도로 도시안됨)에 안전하게 도달하는 것을 가능하도록 하면서 액츄에이터(110)를 고정시킨다. 랜딩 존에는, 스틱션힘이 헤드(120)를 랜딩 존에서 바람직스럽지 못하게 고착시키는 것을 방지하는 특정한 결이 형성되는 것이 바람직하다.

액츄에이터 어셈블리 내측의 잔류물 집적에 대한 문제를 용이하게 논의하기 위하여, 도 2는 통상의 종래 액츄에이터(130)에 대한 단면도 일부를 제공한다. E-블럭(132)에는 보어(134)가 형성되어 카트리지 베어링(138)에 압착되어 개재되는 톨러런스 링(136)이 끼워져 수용되므로 카트리지 베어링(138)이 보어(134) 내측에 설치된다. 카트리지 베어링(138)은 고정 샤프트(140)와 외측 슬리이브(142)를 가지는데, 외측 슬리이브(142)는 한 쌍의 볼 베어링(144)에 의하여 상단부 및 하단부가 각각 분리된다. 고정 샤프트(140)는 양단부에 개구부(146)가 형성되어 고정 샤프트(140)를 베이스 데크(도시안됨)와 상부 커버(도시안됨)에 고정하기 위한 화스너(도시안됨)를 수용한다. 개구부(146)는 내측으로 나사가공으로 개구되어 스크류 부재가 수용된다. 그리하여, 종래의 액츄에이터 어셈블리(130)는, 슬리이브(142)가 고정샤프트(140)에 대하여 회전하는 동안 고정 샤프트(140)를 베이스 데크와 상부 커버에 견고하게 지지한다.

도 3에서 도시된 바, E-블럭(132)과 카트리지 베어링(138)의 일부에 대한 부분 단면도가 나타나며 그 사이에는 압착되어 개재된 톨러런스 링(136)이 도시된다. 이는 도 5로부터 이해될 수 있는 바, 톨러런스 링(136)은 슬리이브(142)의 그루브(148)와 E-블럭(132)의 보어(134) 표면 사이에 끼워져 있다. 슬리이브(142)와 톨러런스 링(136)은 보어(134) 내경보다 큰 유효한 외경을 제공하도록 결합한다. 이것은, 본 기술분야에서 잘 알려진 기술인 압력 끼워마춤(pressure fit) 방법에 의해 슬리이브(142)와 톨러런스 링(136)의 조합이 보어(134)에 압력 끼워마춤된다. 압력 끼워마춤은 도 3에 도시된 바와 같이 톨러런스 링(136)의 외측과 내측 표면 주위에 배치된 주름(150)을 가압한다. 도 3의 파단선은 E-블럭(132)으로 삽입되기 전의 주름(150)의 형태를 표시한 것이다.

톨러런스 링(136)의 주름(150)에 전가된 압축은 보어(134) 내측에 카트리지 베어링(138)이 유지될 수 있는 충분한 마찰 저항을 양호하게 형성하며, E-블럭(132)에 대하여 슬리이브(142)가 축방향과 방사방향 양쪽으로 변위되는 것을 방지한다. 이러한 방법에서, 회전하는 동안 액츄에이터 어셈블리(130)를 견고하게 고정하기 위하여 톨러런스 링(136)이 슬리이브(142)와 E-블럭(132) 사이의 갭(152)을 효과적으로 채우는 것으로 이해되어야 할 것이다.

그러나, 압력 끼워마춤에 의해 유도된 이러한 주름(150)의 압축은 주름(150)에 인접한 보어(134) 표면을 연마하는 효과를 갖는다. 보어(134)는 알루미늄으로 제작되는 반면에 톨러런스 링(136)은 스테인레스 스틸로 제작된다. 그리하여,보어(134)에 대한 주름(150)의 압력은 스테인레스 스틸 주름(150)이 보어(134)의 표면을 긁어 알루미늄의 박편을 벗겨낸다. 알루미늄 박편은 그후에 잔류물로서 그루브(148) 내측에 가두어진다. 잔류물은 주름(150)의 앞쪽으로 밀려 크레비스(154) 내에 집적된다. 그루브(148) 내부의 과량의 잔류물 집적은 슬리이브(142)의 운동을 해롭게 방해하여 탐색 수행을 방해한다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 도 4와 도 5에 나타난 바와 같이 제공된다. 도 4는 E-블럭(110)의 사시도이며 그 내측의 잔류물 감소에 대한 방법의 용이한 논의를 제공한다. 도 5에서는 액츄에이터 어셈블리 잔류물 감소에 대한 루틴(200)을 위한 플로우 차트를 제공하는데, E-블럭(110) 가공의 상세한 방법은 잔류물의 집적을 감소할 것이다. 논의를 용이하게 하기 위하여 도 5에서 서술되는 단계를 도 4에서 참조하게 할 것이다. 초기 단계(202)에서, 미국 캘리포니아 "Compart in Chano" 에 의해 생산된 E-블럭(110)이 디스크 드라이브(100) 내부에 장착되기 전에 제공된다. E-블럭(110)은 알루미늄으로 제작되며 보어 표면(158)을 갖는 중심 보어(156;도 4)를 갖는다. 상기 중심 보어(156)는 카트리지 베어링(112; 도 1)과 톨러런스 링(115; 도 1)이 끼워지기 위하여 제공된다.

단계(204)에서는, 보어 표면(158)을 경화시키며 평탄화하기 위하여 경화성 부재(도시안됨)가 제공된다. 비록 다양한 경화성 부재가 보어 표면(158)을 경화시키며 평탄화하는데 사용될 것이 본 발명의 범주에서 예견되지만, 바람직한 실시예에서는, 경화성 부재는 선결된 경도를 갖는 볼(도시안됨)이며, 바람직하게는 텅스텐 카바이드로 제조된다. 이러한 볼은 본 기술분야에서 손쉽게 이용할 수 있다. 볼은 보어(156)의 내경보다 큰 외경을 갖는다. 그리하여, 볼은 보어(156) 위에 위치하게 된다.

단계(206)에서는, 경화성 부재, 바람직한 실시예에서는 볼이 보어(156)를 관통하여 보어 표면(158)을 경화시키고 평탄화시키게 된다. 볼은 본 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 통상의 임의적인 방법을 사용하여 가압되어 관통될 수 있다. 볼이 가압되어 보어(156)를 관통하면서, 보어 표면(158)이 압착됨과 동시에 변형되어 실질적으로 평탄화 되며, 보어 표면(158)을 경화시킨다. 알루미늄 보어 표면(158)은 그리하여 실질적으로 평탄화 되며 경화된 매개체를 제공하여, 그 위에 스테인레스 스틸 톨러런스 링(115)이 압착되어 맞물린다. 그리하여, 톨러런스 링(115)은 이미 평탄화되고 경화된 표면을 덜 스크랫치하며 긁으므로, 보어 표면(158)의 알루미늄은 박편 이탈을 덜 하게 할 것이다. 그러므로, 평탄화되어 경화된 보어 표면(158)은 보어(156) 내부의 잔류물 생성과 집적을 실질적으로 방지한다. 또한 평탄화되고 경화된 보어 표면(158)은 그 내부에 카트리지 베어링을 용이하게 삽입시키는 부수적인 잇점을 제공한다. 보어 표면(158)의 경화는 카트리지 베어링(112)과 톨러런스 링(115)의 제거 후에 E-블럭(110)이 재가공 동안 반복되어 보어 표면(158)의 경화를 더욱 개선하므로 잔류물 집적의 위험성을 더욱 방지한다. 그리하여 루틴은 단계(208)에서 종결된다.

다른 실시예에서, 롤러 연마 공구(도시안됨)가 보어 표면(158)을 경화시켜 평탄화하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 롤러 연마 공구를 본 기술분야에서 잘 알려진 방법으로써 사용한다. 롤러 연마 공구는 보어(156)의 내경보다 다소 큰 직경을 가지는 롤러 베어링을 갖는다. 그리하여, 상기 볼과 같이, 롤러 연마 도구는 보어(156)를 가압하며 통과하게 되어 롤러 베어링이 보어 표면(158)을 변형시켜 실질적으로 평탄화되고 경화된 보어 표면(158)을 생성한다.

상기 전술된 설명으로부터, 본 발명이 E-블럭을 경화시켜서 그 내부에 잔류물의 집적을 감소하는 방법을 지향함이 명확해진다. 바람직한 실시예로써, 본 방법은 첫째로 가공을 위해 생산된 E-블럭을 제공한다. E-블럭은 내경을 갖는 중앙 보어와 보어 표면을 갖는다. 그후에 보어 표면의 내경보다 큰 외경을 갖는 경화부재가 제공된다. 경화부재는 중앙 보어를 가압하며 통과하여 경화부재는 보어 표면을 압착하면서 변형시킨다. 경화부재가 보어 표면을 변형시킴에 따라, 보어 표면은 실질적으로 평탄화되고 경화된다. 그리하여 알루미늄 보어 표면은 실질적으로 평탄화되고 경화된 매개체를 제공하고, 그 위에 톨러런스 링이 조립 후에 가압하여 끼워진다. 톨러런스 링은 실질적으로 평탄화되고 단단하게 접촉하고 있는 보어 표면으로부터 박편 이탈을 덜 시키므로 보어 내측에 잔류물의 집적을 감소시킨다.

본 발명은 그 자체뿐만 아니라 언급된 목적과 장점을 얻는데 용이하게 적용되는 것은 명백할 것이다. 본 바람직한 실시예는 그러한 개시의 목적을 위해 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술을 가진 자들이 제안되어질 수 있는 것에 의하여 많은 변형이 될 수 있으며 이는 개시된 본 발명의 요지를 포함하면서 첨부된 청구항에 의해 한정될 수 있다.

Claims (8)

1. 디스크 드라이브내에 있는 액츄에이터 어셈블리의 E-블럭을 경화하는 방법으로서;

   (a) 내경을 구비한 중앙 보어를 갖는 E-블럭을 제공하는 단계; 그리고

   (b) 상기 보어 표면을 실질적으로 경화하며 평탄화하기 위하여 경화부재를 상기 중앙 보어를 통하여 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통과시키는 단계(b)는:

   (b1) 선결된 경도를 가지며 상기 중앙 보어의 상기 내경보다 큰 외경을 가지는 볼을 제공하는 단계; 그리고

   (b2) 상기 중앙 보어를 경화시키며 연마하기 위해 상기 볼을 상기 중앙 보어를 통과하도록 가압하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가압하는 단계(b2)는 상기 보어 표면을 평탄화하기위하여 상기 중앙 보어의 상기 보어 표면을 동시에 변형시키는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 보어 표면은 알루미늄인 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 통과하는 단계(b)는:

   (b1) 롤러 베어링을 갖는 롤러 연마 공구를 제공하는 단계로서, 상기 롤러 베어링은 상기 중앙 보어의 내경보다 큰 외경을 가지며; 그리고

   (b2) 상기 중앙 보어를 연마하기 위하여 상기 롤러를 상기 중앙 보어를 통하여 통과시키는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 통과시키는 단계(b2)는 상기 보어 표면을 평탄화하기 위하여 상기 중앙 보어의 상기 보어 표면을 동시에 변형시키는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 디스크 드라이브내에 있는 액츄에이터 어셈블리의 E-블럭을 연마하는 방법으로서;

   (a) 내경을 갖는 중앙 보어가 구비된 E-블럭을 제공하는 단계;

   (b) 롤러 베어링을 갖는 롤러 연마 공구를 제공하는 단계로서, 상기 롤러 베어링은 상기 중앙 보어의 내경보다 큰 외경을 가지며; 그리고

   (c)상기 보어 표면을 변형하며 그리고 상기 중앙 보어를 연마하기 위하여 상기 롤러 연마 공구를 상기 중앙 보어를 통하여 통과시키는 단계를 포함하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 보어 표면은 알루미늄인 방법.