KR20010089425A - 스핀들 모터의 실장 인터페이스 - Google Patents

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Abstract

스핀들 모터에 대한 실장 인터페이스는 스핀들의 역학적인 면을 최적화시킨다. 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에 고정 관계를 제공하는데, 상기 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함한다. 세 개의 표면 점들은 패드일 수 있고, 패드는 베이스 플레이트나 실장 플랜지에 연결될 수 있다. 세 개의 표면 점들은 실장 플랜지와 베이스 플레이트간에 감소된 접촉 면적을 제공하며, 이것은 실장 플랜지의 고정성을 감소시키고, 공진 주파수를 줄인다. 패드의 표면적과 물질은 음향 잡음을 감소시키도록 선정된다. 이에 더하여, 모터, 베이스 플레이트 와/또는 실장 플랜지간의 비틀림 에너지를 분산하기 위해서 감쇄 링이 제공될 수 있다.

Description

스핀들 모터의 실장 인터페이스{A MOUNTING INTERFACE FOR A SPINDLE MOTOR}
디스크 드라이브 데이터 저장 장치는 디지털 데이터를 저장함에 있어서, 인기 있는 매체이다. 일반적인 디스크 드라이브 데이터 저장 장치는 적어도 하나 이상의 회전 디스크를 가지는데, 그 표면에 형성된 자화 물질 박막층에 디지털 데이터가 기록되고 이로부터 판독된다. 기록 및 판독 작업은 슬라이더 본체에 의해 이동되는 트랜스듀서를 통해 수행된다. 슬라이더와 트랜스듀서는 종종 헤드라는 말로 통칭되며, 일반적으로 헤드 하나는 각 디스크 표면에 연관되어 있다. 헤드는 전자 회로의 제어하에서 액츄에이터 장치에 의해 선택적으로 디스크 표면의 동심원 데이터 트랙인 다수 개의 원 중 하나에 이동된다. 각 슬라이더 본체는 유체 역학적으로 스스로 작동하는 공기 베어링 시스템(self-acting hydrodynamic air bearing system)을 포함한다. 디스크가 회전하면, 디스크는 공기 베어링 표면 아래의 공기를 빨아들여 부양력을 갖추는데, 이 부양력을 통해 슬라이더는 디스크 표면에서 수 마이크로 인치 정도 부양되어 나르는 형태가 된다.
현 세대의 디스크 드라이버 제품 중에서, 가장 많이 사용되는 타입의 액츄에이터는 회전식 운동 코일(rotary moving coil) 액츄에이터이다. 일반적으로 디스크는 그 자체가 브러쉬리스 DC 스핀들 모터의 허브 구조상에서 스택형으로 실장된다. 스핀들 모터의 회전 속도는 모터의 고정자 권선(stator winding)에 전달되는 통신 신호의 타이밍과 파워를 제어하는 모터 드라이브 회로에 의해 정확하게 제어된다.
최근에는, PC가 좀 더 대중화되고, 시스템 작업자의 사무실에서 일반적으로 사용되어지고 있다. 따라서 PC내에 장착된 디스크 드라이브에 의해 발생되는 음향 잡음(acoustic noise)에 대한 인식이 높아져 가고 있다. 어떤 곳에서는, 사무실내에서 허용되는 음향 잡음의 정도가 엄격히 규제되기도 한다. 따라서, 시스템 제조자는 디스크 드라이브 같은 주요 부품의 제조자에게 "잡음 한정(noise budget)"을 부과하는 것이 일반화되어 있는데, 이것은 시스템 전체의 잡음 중에서 이러한 부품들에서 발생하는 잡음이 차지하는 정도를 제한하는 것이다.
디스크 드라이브 데이터 저장 장치에서 주요한 잡음원 중 하나는 디스크를 정속으로 회전시키는 스핀들 모터이다. 전형적인 스핀들 모터의 회전 속도는 3600rpm이다. 현재의 기술은 스핀들 모터의 속도를 4800rpm, 7200rpm이나 그 이상으로 향상시켰다. 다양한 형태의 디스크 드라이브에 대한 해석을 통해서, 스핀들 모터 및 그 제어 로직에 기인하는 몇몇의 서로 다른 음향 잡음의 생성에 대해 알게 되었다.
잡음 생성 기구 중 하나는, 스핀들 모터의 회전하는 질량에 기인하는 디스크 드라이브 하우징의 공명 진동(sympathetic vibration)이다. 음향 잡음 생성 기구의 또 다른 모드는, 모터를 드라이브하고 회전 속도를 제어하는 통신 펄스의 적용과제거에 의한 고정자 질량(stator mass)의 여기(excitation)때문에 발생하는 전자기적 외란(electromagnetic disturbance)이다. 통신 펄스는 연속적으로 선택되는 고정자 권선에 주입되는 시간, 분극-선택 DC 전류 펄스(time, polarization-selected DC current pulses)이다. 이 펄스들의 빠른 상승 및 하강은 타격력으로 작용하게 되고, 고정자 구조에 공명 진동을 발생시킨다.
잡음을 감소시키거나 제거하기 위한 선행 기술들은 공진 주파수 및 감쇄 진동을 제어하는 것들을 포함한다. 예를 들면, 미국 특허 5,376,850에서는, 회전축의 고정 부분과 고정자가 단단하게 붙어 있는 것을 분리시켜서 음향 잡음을 감소시키고 있다. 고정자와 스핀들 모터의 회전축간에는 반경 방향으로 다수 개의 오링(O-ring)이 배치되어 있다. 또한, 비금속 와셔가 회전축의 한 끝에 위치하고, 축 오링(axial O-ring)이 반대편 끝에 배치되어 있다.
공진 주파수를 변경시키려는 또 다른 시도들이 있었다. 예를 들어 미국 특허 5,625,511에서는, 스핀들 모터 회전축 표면에 스텝(step)을 만들어 모터의 드라이빙 주파수로부터 스핀들 모터의 토션 주파수(torsional frequency)가 멀어지도록 튜닝함으로써 디스크 드라이브 음향 잡음을 감소시킨 것이다.
상기 선행 기술들은 오직 하나의 진동 모드로부터 비롯된 문제를 해결하는데 집중되어 있다. 그러나, 다른 형태의 진동 모드도 바람직하지 않은 드라이브 역학을 유발할 수 있는데, 가령 트랙 미스레지스트레이션(misregistration)과 진동-음향 외란(vibro-acoustic disturbance) 등이다. 실장 플랜지(mount flange) 와/또는 디스크 드라이브내의 베이스 플레이트의 탄성 진동(elastic vibration)은 이러한바람직하지 않은 역학을 유발시킬 수 있다.
스핀들 모터와 드라이브 베이스 플레이트의 실장에는 또 다른 문제점들이 있을 수 있다. 종종 베이스 플레이트나 모터 실장이 형태적으로 왜곡될 수 있는데, 이것은 베이스 플레이트/실장의 안정성에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 역시 바람직하지 않은 드라이브 역학을 발생시킬 수 있다.
드라이브 역학이 최적화되도록 하는 장치 및 방법이 필요함을 알 수 있다.
또한, 베이스 플레이트/실장을 안정화시키는 베이스 플레이트와 모터 실장간의 인터페이스가 필요함을 알 수 있다.
또한, 디스크 드라이브 모터에 의한 진동 모드로부터 발산되는 비틀림 에너지(distortion energy)를 분산(dissipating)시키는 것이 필요하다.
발명의 요약
본 발명은 전술한 선행 기술들에서의 제한들을 극복하고, 본 발명에서 이해되는 또 다른 제한들을 극복하기 위해서 스핀들 모터의 실장 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 모터와 베이스 플레이트간에 고정 관계(steadfast ralationship)을 제공하는 실장 인터페이스가 제공되는데, 상기 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시례에서는, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 패드를 포함한다. 본 발명의 특별히 바람직한 실시례에서는, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 베이스 플레이트에 연결된다. 바람직하게는, 모터는 실장 플랜지를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 실장 플랜지에 연결된다. 본 발명의 바람직한 실시례에서는, 적어도 세 개의 표면 점들은 실장 플랜지와 베이스 플레이트간의 감소된 접촉 면적을 제공하고, 상기 감소된 접촉 면적은 실장 플랜지의 고정성(rigidity)을 감소시키며, 공진 주파수를 줄인다. 바람직하게는, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 음향 잡음(acoustical noise)을 감소시키도록 선정된 표면적을 구비한다. 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 음향 잡음을 감소시키도록 선정된 물질을 사용해서 형성될 수 있다. 바람직하게는, 모터, 베이스 플레이트 와/또는 실장 플랜지간의 비틀림 에너지를 분산하기 위해서 감쇄 링이 제공된다.
본 발명은 스핀들의 역학적인 면을 최적화시키는 방법 및 장치를 제공함으로써 전술한 문제점들을 해결한다. 베이스 플레이트와 모터 실장간에 실장 인터페이스가 배치되고 이것은 베이스 플레이트/실장간을 안정화시킨다.
본 발명은 디스크 드라이버의 스핀들 모터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 스핀들 모터의 실장 인터페이스에 대한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시례들은 오직 예로써 다음의 도면을 참조하여 서술된다.
도 1은 본 발명을 수행하는데 적당한 데이터 저장 시스템의 모식도이다.
도 2는 도 1의 시스템에 대한 평면도이다.
도 3은 베이스 플레이트에 배치된 스핀들 모터를 나타낸다.
도 4는 선행 기술에 따른 실장 플랜지이다.
도 5는 본 발명에 따른 실장 인터페이스를 포함하는 실장 플랜지를 도시하고있다.
도 6은 본 발명에 따른 실장 인터페이스를 구비한 베이스 플레이트의 일부분을 위에서 아래로 내려다 본 형태로 도시하고 있다.
도 7은 베이스 플레이트와 결합되어 형성된 실장 패드를 포함하는 실장 인터페이스의 한 실시례를 보여주고 있다.
도 8은 베이스 플레이트와 결합되어 형성된 실장 패드를 포함하는 실장 인터페이스의 또 다른 실시례를 보여주고 있다.
도 9는 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지의 제2 실시례를 도시하고 있다.
도 11은 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지의 제3 실시례를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지의 제4 실시례를 도시하고 있다.
도 13은 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지의 제5 실시례를 도시하고 있다.
도 14는 본 발명에 따라 감쇄 링이 결합된 실장 플랜지의 제6 실시례를 도시하고 있다.
다음의 예시적인 실시례의 서술에 있어서, 본 발명의 일부분에 해당하는 도면을 참조하였으며, 도면에는 본 발명이 수행될 수 있는 특별한 실시례가 도시되어 있다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한도내에서 구조적인 변화가 가해진 다른 실시례들도 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 스핀들 역학을 최적화시키는, 디스크 드라이브 스핀들 모터와 드라이브 베이스 플레이트간의 실장 인터페이스를 제공한다. 이것은 원하는 곳으로 공진 주파수를 천이시키는 수단을 제공하고, 스핀들 모터에 대한 좀 더 반복적인 경계 조건을 제공하는 방법으로 달성된다. 감쇄 링은 모터, 베이스 플레이트 및/또는 실장 플랜지간의 비틀림 에너지를 분산시키는데 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명을 수행하기에 적절한 데이터 저장 시스템(10)의 모식도이다. 시스템(10)은 다수 개의 자기 기록 디스크(12)를 포함한다. 각 디스크는 동심원을 가진 다수 개의 트랙을 구비하고 있다. 디스크(12)는 스핀들 모터(16)에 연결된 스핀들 모터 축(14)에 실장된다. 모터(16)는 섀시(18)에 실장된다. 디스크(12), 스핀들(14) 및 모터(16)는 디스크 스택 어셈블리(20)을 포함한다.
기록/판독 헤드를 구비한 다수 개의 슬라이더들이 디스크(12)위에 배치되어 있어, 디스크(12)의 각 표면은 대응하는 슬라이더(30)를 구비한다. 각 슬라이더(30)는 다수 개의 서스펜션(32)중 하나에 부착되고, 각 서스펜션은 교대로 다수 개의 액츄에이터 아암(34)에 부착되어 있다. 아암(34)는 회전 액츄에이터(36)에 연결된다. 또는, 아암(34)이 회전 액츄에이터 컴(comb)에 일체형이 될 수도 있다. 액츄에이터(36)는 디스크(12)를 가로지르는 반경 방향으로 헤드를 이동시킨다. 액츄에이터(36)는 일반적으로 회전 베아링(40)에 실장되는 회전 부재(38), 모터 권선(42) 및 모터 자석(44)을 포함한다. 액츄에이터(36)는, 또한 섀시(18)에 실장된다. 비록 회전 액츄에이터를 바람직한 실시예로 나타내었지만, 선형 액츄에이터 또한 사용 가능하다. 슬라이더(30), 서스펜션(32), 아암(34) 및 액츄에이터(36)는 액츄에이터 어셈블리(46)를 포함한다. 디스크 스택 어셈블리(20)와 액츄에이터 어셈블리(46)는 수납부(48, 점선으로 표시됨)에 밀봉되는데, 이는 미세한 입자에 의한 오염을 방지하기 위해서이다.
제어 유닛(50)은 시스템(10)에 대한 전체적인 제어를 제공한다. 제어 유닛(50)은 일반적으로 중앙 처리 장치(CPU), 메모리 유닛 및 다른 디지털 회로들을 포함한다. 제어 유닛(50)은 교대로 액츄에이터(36)에 연결된 액츄에이터 제어/드라이브 유닛(56)에 연결된다. 이를 통해 제어 유닛(50)은 디스크(12) 상에서 슬라이더(30)의 움직임을 제어한다. 제어 유닛(50)은 교대로 슬라이더(30)의 헤드에 연결된 기록/판독 채널(58)에 연결된다. 이를 통해 제어 유닛(50)은 디스크(12)에 대해 데이터를 주고 받을 수 있다. 제어 유닛(50)은 교대로 스핀들 모터(16)에 연결된 스핀들 제어/드라이브 유닛(60)에 연결된다. 이를 통해 제어 유닛(50)은 디스크(12)의 회전을 제어한다. 일반적으로 컴퓨터 시스템인 호스트 시스템(70)은 제어 유닛(50)에 연결된다. 시스템(70)은 디스크(12)에 저장될 디지털 데이터를 제어 유닛(50)에 전송하거나, 디스크(12)로부터 판독되어 시스템(70)으로 전송되어야 할 디지털 데이터를 요구한다. DASD유닛의 기본적인 작동은 잘 알려져 있는 것이며, Magnetic Recording Handbook, C.Dennis Mee and Eric D. Daniel,McGraw Hill Book Cpmpany,1990. 에 좀 더 상세히 서술되어 있다.
도 2는 시스템(10)의 평면도이다. 로딩 램프(loading ramp) 부재(80)가 디스크 스택 어셈블리의 가장자리에 위치해 있다. 부재(80)는 액츄에이터(36)가 슬라이더(30)를 디스크의 외경 바깥쪽으로 이동시킬 때, 자동적으로 슬라이더(30)를 디스크로부터 언로딩한다. 슬라이더나 헤드를 언로딩한다는 의미는 그것을 대응하는 디스크 표면상에서 수직 방향으로 이격시키는 것을 말한다. 램프(80)는 선택적인 요소이다. 대안으로, 슬라이더(30)가 디스크들 사이의 로딩 위치에 영구히 위치토록 할 수도 있다.
도 3은 베이스 플레이트(300)에 위치한 스핀들 모터를 도시하고 있다. 도 3에서, 모터(310)는 베이스 플레이트(320)와 인터페이싱하기 위한 실장 플랜지(312)를 포함한다. 실장 인터페이스(330)는 베이스 플레이트/실장을 안정화시키기 위해 베이스 플레이트(320)와 모터 실장 플랜지(312)간에 제공된다. 도 3에 도시된 것처럼, 실장 인터페이스(330)는 실장 플랜지(312)와 결합되거나 연결된 실장 패드(332)를 포함한다. 당업자라면 실장 인터페이스(330)가 베이스 플레이트(320)에 연결되거나 결합될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 이하에서, 실장 플랜지(312)나 베이스 플레이트(320)에 대한 실장 인터페이스에 대해 사용된 "연결"이란 용어는, 실장 인터페이스(330)를 실장 플랜지(312)나 베이스 플레이트(320)에 연결한 경우와 실장 인터페이스(330)가 실장 플랜지(312)나 베이스 플레이트(320)의 일부분을 형성한 경우의 둘 모두에 대해서 포괄적으로 사용된다는 것을 이해해야 한다.
기하학적으로, 세 점은 평면을 정의한다. 실장 인터페이스(330)의 경우에는,가령 공정 허용 오차로 인해 평면에서 벗어나는 어떠한 표면이라도 스핀들의 역학적 수행 능력에 영향을 줄 수 있는 인터페이스 조건의 변화를 가져올 수 있다. 따라서, 실장 인터페이스(330)는 실장 플랜지(312)와 베이스 플레이트(320)간에 안정적인 실장을 제공한다. 더욱이, 도 3의 실장 인터페이스(330)가 비록 패드(332)로 도시되어 있지만, 실장 인터페이스(330)는 평면을 정의하는 3개의 표면 점을 제공하는 어떠한 구조도 포함됨을, 당업자라면 상기 논의로부터 알 수 있을 것이다.
도 4는 선행 기술에 따른 실장 플랜지(400)를 도시하고 있다. 도 4의 실장 플랜지(400)가 베이스 플레이트에 접촉하는데 있어서, 실장 플랜지(400)는 360도의 원형 표면으로 베이스 플레이트에 접촉하고 있다. 따라서, 실장 플랜지(400)가 베이스 플레이트 표면을 접촉할 때, 베이스 플레이트나 모터 실장 플랜지(400) 표면의 이물질에 의한 융기나 평활도의 문제는 실장 표면에서의 인터페이스 상황에 영향을 미친다.
도 5는 본 발명에 따른 실장 인터페이스(510)를 포함하는 실장 플랜지(500)를 도시하고 있다. 도 5에 나타나 있듯이, 실장 인터페이스는 드라이브 베이스 플레이트와의 인터페이스를 제공하는 3개의 실장 패드(512, 514, 516)를 포함한다. 3개의 패드(512, 514, 516)에 의해 제공되는 줄어든 인터페이스 접촉 면적으로 인해서, 스핀들 모터의 경계 조건에서 실장 플랜지(500)의 역학적인 고정성은 줄어들게 된다. 이렇게 되면 문제가 되는 진동 모드의 공진 주파수가 줄어들게 된다. 이런 방식으로 공진 주파수를 천이시킴으로써, 모터의 공진 주파수와 여기 주파수간의 간섭을 방지하여 음향 및 트랙 추적 성능을 향상시키게 된다. 3개의 실장패드(512, 514, 516)는 약 80Hz의 주파수 감소를 가져온다. 하지만, 당업자라면 본 발명이 도 5에 도시된 특수한 실시례에만 국한된 것은 아니며, 원하는 주파수 천이를 최적화하기 위해서 실장 패드의 크기 및 재료를 다르게 할 수 있음을 알 것이다.
이에 더하여, 3개의 실장 패드(512, 514, 516)는 좀 더 밀착되는 실장 인터페이스를 제공한다. 전술한 바와 같이, 베이스 플레이트나 모터 실장 표면의 이물질에 의한 융기나 평활도 문제는 실장 플랜지(500)가 넓은 면적(410)에 걸쳐 베이스 플레이트와 접촉할 때 인터페이스 조건에 영향을 준다. 예를 들면, 도 4의 스핀들 디자인(400)은 베이스 플레이트를 360도의 원형 표면에 걸쳐서 접촉할 수 있다. 하지만, 도 5의 실장 플랜지(500)의 3개의 패드(512, 514, 516)는 이러한 문제가 발생할 여지를 크게 줄여준다.
도 6은 본 발명의 실장 인터페이스(602)를 구비한 베이스 플레이트(60)의 일부분을 위에서 아래로 내려다 본 도면이다. 도 6에서, 베이스 플레이트(600)는 모터 실장 플랜지(도시되지 않음)가 장착될 원형 링(610)을 구비한다. 도 6의 실장 인터페이스는 베이스 플레이트와 연결되거나 결합되어 만들어진 3개의 패드(620, 622, 624)를 포함한다. 또 다시, 3개의 패드(620, 622, 624)에 의해 제공되는 줄어든 인터페이스 접촉 면적으로 인해서, 스핀들 모터의 경계 조건에서 실장 플랜지(500)의 역학적 고정성은 줄어들게 된다. 결국 문제가 되는 진동 모드의 공진 주파수가 감소하는 결과를 낳는다. 하지만, 당업자라면 실장 인터페이스(602)가 전술한 바와 같이 평면을 정의하는 3개의 점을 제공하는 어떠한 구조들도 포함하고있음을 알 것이다.
도 7은 베이스 플레이트(730)와 결합되어 형성된 실장 패드(720)를 포함하는 실장 인터페이스(710)의 한 실시례(700)를 도시하고 있다. 베이스 플레이트(730)는 사전에 디자인된 설계도에 따라 제조된 주조물이며, 패드(720)는 베이스 플레이트(700)의 세 평면(740, 742, 744)을 기계적으로 가공하여 형성한 것이다. 패드(720)은 일반적인 사각형 모양으로 형성된다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 도 7에 도시된 모양에만 국한되는 것은 아니라, 본 발명의 범주 내에서 다른 기하학적 패드도 가능함을 알 것이다.
도 8은 베이스 플레이트(820)과 결합되어 형성된 실장 패드(812)를 포함하는 실장 인터페이스(810)의 또 다른 실시례(800)를 도시하고 있다. 베이스 플레이트(820)는 사전에 디자인된 설계도에 따라 제조된 주조물이며, 패드(812)는 베이스 플레이트의 평면(830, 832, 834, 836)을 기계적으로 가공하여 형성한 것이다. 도 8에서는, 패드에 인접한 표면(836)이 굽어진 표면(840)을 가진 패드를 형성토록 역시 기계적으로 가공된다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 도 8에 도시된 모양에만 국한되는 것은 아니라, 본 발명의 범주 내에서 다른 기하학적 패드도 가능함을 알 것이다.
디스크 드라이브에 관련된 공진 주파수를 줄이는 감소된 표면적을 제공하는 것에 더하여, 비틀림 에너지를 분산시키기 위해서 감쇄 링(damping ring)이 제공될 수 있다. 스핀들 모터의 문제되는 몇몇 진동 모드에서는, 실장 플랜지의 탄성 변형이 발생할 수 있는데, 이것은 실장 플랜지의 3개의 패드 중, 어느 두 개 이상의 패드 사이에서 횡적 굽힘(transverse bending)을 유발할 수 있다. 감쇄 링은 베이스 플레이트와 모터 실장 플랜지간에 샌드위치형으로 배치되어 경직성 층 댐퍼(layer damper)로 작용한다. 따라서, 진동의 진폭은 감소되어 디스크 드라이버의 음향 출력은 작아지게 된다. 도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 서로 다른 감쇄 링의 실시례들을 도시하고 있다. 하지만, 당업자라면 본 발명이 도시된 실시례들에만 국한되는 것은 아니라, 본 발명의 범주 내에서 다른 감쇄 링도 가능함을 알 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 실장 플랜지(912)에 연결된 감쇄 링(910)을 도시한 것이다. 도 9에서는, 실장 플랜지(912)와 베이스 플레이트(914)의 부분 단면도가 나타나 있다. 실장 플랜지(912)가 본 발명에 따른 실장 패드(920)를 구비한 형태로 도시되어 있다. 실장 플랜지(912)의 진동에 의해 발생하는 비틀림 에너지를 분산시키도록 감쇄 링(910)이 제공된다. 감쇄 링(910)은 실장 패드(920)가 배치되는 노치(도시되지 않음)를 포함한다. 따라서, 감쇄 링(910)은 3면에서 실장 패드(920)을 둘러 싼다. 감쇄 링(910)의 수직 내부 부분(930)은 실장 패드(920)의 뒷부분에 대향되어 배치된다. 감쇄 링(910)은 실제적으로 실장 패드(920)의 바닥면보다 약간 더 아랫쪽으로 돌출되어 있어서 감쇄 링(910)이 베이스 플레이트(914)와 접촉하고, 모터가 설치될 시에 약간 압축된다. 그러나, 감쇄 링(910)은 실장 패드(920)와 베이스 플레이트(914)간에는 존재하지 않는다. 따라서, 모터 및 실장 플랜지(912)의 기하학적 위치나 안정성은 감쇄 링에 의해 영향을 받지 않는데, 즉 모터/실장 플랜지(912)와 베이스 플레이트(914)간에는 여전히 고체 금속 대 금속간 접촉 상태이다. 당업자라면 감쇄 링(910)이 실장 패드(920)를 절삭하여 단일 링으로 형성될 수있다는 것을 알 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 실장 플랜지(1012)에 연결된 감쇄 링(1010)의 제2 실시례를 도시한 것이다. 도 10에서는, 실장 패드(1020)를 구비한 실장 플랜지(1012)와 베이스 플레이트(1014)의 부분 단면도가 다시 도시되어 있다. 실장 플랜지(1012)의 진동에 의해 발생하는 비틀림 에너지를 분산시키도록 감쇄 링(1010)이 제공된다. 감쇄 링(1010)은 실장 패드(1020)가 그 사이에 배치되는 노치(도시되지 않음)를 포함한다. 따라서, 감쇄 링(1010)은 3면에서 실장 패드(1020)을 둘러 싼다. 감쇄 링(1010)의 수직 내부 부분(1030)은 실장 패드(1020)의 뒷부분에 대향한다. 이에 더하여, 베이스 플레이트(1014)의 옆면(1033)과 접촉하기 위해서 수직 바깥 부분(1032)이 제공된다. 수직 바깥 부분은(1032), 베이스 플레이트(1014)와 실장 플랜지(1012)간의 전단 비틀림(sheer distortion)으로부터 발생하는 에너지를 분산시킨다. 실장 플랜지(1012)의 바깥 외경은 감쇄 링(1010)을 위한 공간을 확보하기 위해서 반경 방향으로 후퇴한 형태(1034)지만, 후퇴 부분(1034)이 실장 패드(1020)의 영역까지 확대되지는 않는다. 따라서, 실장 패드(1020)은 여전히 모터를 수직 방향과 마찬가지로 수평면(x-y)으로 위치시킬 수 있다. 바람직하게는 감쇄 링(1010)이 상대적으로 유연한 고무 물질이며, 따라서 장착시에 베이스 플레이트(1014)의 내경 부위에 약간 압축될 수 있다. 하지만, 당업자라면, 본 발명의 범주 내에서 다른 형태의 유연하고 압축 가능한 물질이 사용될 수도 있음을 알 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 베이스 플레이트(1114)에 연결된 감쇄 링(1110)의제3 실시례를 도시한 것이다. 도 11에서는, 실장 플랜지(1112)와 베이스 플레이트(1114)의 부분 단면도가 나타나 있다. 실장 플랜지(1112)가 실장 패드(1120)를 구비한 형태로 도시되어 있다. 실장 플랜지(1112)의 진동에 의해 발생하는 비틀림 에너지를 분산시키도록 감쇄 링(1110)이 베이스 플레이트(1114)에 연결된다. 감쇄 링(1110)은 실장 패드(1120)가 배치되는 노치(도시되지 않음)를 포함한다. 따라서, 감쇄 링(1110)은 3면에서 실장 패드(1120)을 둘러 싼다. 감쇄 링(1110)의 수직 내부 부분(1130)은 베이스 플레이트(1114)의 립(lip, 1150)에 대향한다.
도 12는 본 발명에 따른 베이스 플레이트(1214)에 연결된 감쇄 링(1210)의 제4 실시례를 도시한 것이다. 도 12에서는, 실장 플랜지(1212)와 베이스 플레이트(1214)의 부분 단면도가 나타나 있다. 실장 플랜지(1212)가 실장 패드(1220)를 구비한 형태로 도시되어 있다. 실장 플랜지(1212)의 진동에 의해 발생하는 비틀림 에너지를 분산시키도록 감쇄 링(1210)이 베이스 플레이트(1214)에 연결된다. 감쇄 링(1210)은 실장 패드(1220)가 배치되는 노치(도시되지 않음)를 포함하며, 감쇄 링(1210)은 3면에서 실장 패드(1220)을 둘러 싼다. 감쇄 링의 수직 바깥 부분(1232)은 베이스 플레이트(1214)의 면(1233)에 대향되게 배치되고, 측면 부분(1236)은 베이스 플레이트(1214)의 상면(1252)위까지 확장된다. 수직 바깥 부분(1232)은 베이스 플레이트(1214)와 실장 플랜지(1212)간의 전단 비틀림으로부터 발생하는 에너지를 분산시킨다.
도 13은 본 발명에 따른 실장 플랜지(1312)에 연결된 감쇄 링(1310)의 제5실시례를 도시한 것이다. 도 13에서, 감쇄 링(1310)은, 베이스 플레이트(1314)와 실장 플랜지(1312)간의 전단 비틀림으로부터 발생하는 에너지를 분산시키기 위해서 베이스 플레이트(1314)의 면(1333)에 대향되게 배치되는 수직 바깥 부분(1332)을 포함한다. 실장 플랜지(1312)가 베이스 플레이트(1314)위에 돌출한 위치에서, 감쇄 링(1310)은, 외부의 오염원이 디스크 수납부(enclosure)로 들어오는 것을 방지하기 위해서 베이스 플레이트(1314)와 실장 플랜지(1312)간에 장벽으로 작용하는 실링(1370)을 포함한다.
도 14는 본 발명에 따른 베이스 플레이트(1414)에 연결된 감쇄 링(1410)의 제6 실시례를 도시한 것이다. 도 14에서, 감쇄 링(1410)은, 베이스 플레이트(1414)와 실장 플랜지(1412)간의 전단 비틀림으로부터 발생하는 에너지를 분산시키기 위해서 베이스 플레이트(1414)의 면(1433)에 대향되게 배치되는 수직 바깥 부분(1432)을 포함한다. 실장 플랜지(1412)가 베이스 플레이트(1414)위에 돌출한 위치에서, 감쇄 링(1410)은, 외부의 오염원이 디스크 수납부로 들어오는 것을 방지하기 위해서 베이스 플레이트(1414)와 실장 플랜지(1412)간에 장벽으로 작용하는 실링(1470)을 포함한다.
요약하면, 본 발명은 베이스 플레이트/실장을 안정화시키기 위해서 베이스 플레이트와 모터 실장간에 실장 인터페이스를 제공하는 것이다. 실장 인터페이스는 실장 플랜지나 베이스 플레이트와 결합되어 제조되거나 연결되는 실장 패드를 포함한다. 실장 인터페이스는 실장 플랜지 와/또는 베이스 플레이트의 면에 일반적으로 평행하는, 세 점으로 정의되는 평면을 제공함으로써 실장 플랜지와 베이스 플레이트간에 안정적인 실장을 제공한다. 모터, 베이스 플레이트 와/또는 실장 플랜지간의 비틀림 에너지를 분산시키기 위해서 감쇄 링이 사용될 수 있다.
도시 및 서술을 위해서 본 발명의 예시적인 실시례들에 대한 서술들이 제공되었다. 이것은 본 발명을 공개된 정확한 형태로 철저하게 하거나, 한정하기 위한 의도는 아니다. 상기 내용에 비추어 볼 때, 많은 변형과 변이가 가능하다. 본 발명의 범위는 이 상세한 설명에 국한되는 것이 아니라, 첨부되는 청구 범위에 의해서 국한된다.
요약하면, 본 발명의 방법에 의해서 서술된 것은 스핀들 역학을 최적화하기 위한 스핀들 모터의 실장 인터페이스이다. 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에 고정 관계를 제공하는데, 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함한다. 상기 세 개의 표면 점들은 패드가 될 수 있고, 패드는 베이스 플레이트나 실장 플랜지에 연결될 수 있다. 세 개의 표면 점들은 실장 플랜지와 베이스 플레이트간에 감소된 접촉 면적을 제공하는데, 감소된 접촉 면적은 실장 플랜지의 고정성을 감소시키고 공진 주파수를 줄인다. 패드의 표면적과 패드 물질은 음향 잡음을 감소시키도록 선정된다. 이에 더하여, 모터, 베이스 플레이트 와/또는 실장 플랜지간의 비틀림 에너지를 분산시키기 위해서 감쇄 링이 제공될 수 있다.

Claims (14)

  1. 모터와 베이스 플레이트간에 고정 관계를 제공하는 실장 인터페이스에 있어서, 상기 실장 인터페이스는 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함하는 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 베이스 플레이트에 연결된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 상기 모터의 실장 플랜지에 연결된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 음향 잡음을 감소시키도록 선정된 표면적을 구비한 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 음향 잡음을 감소시키도록 선정된 물질을 사용해서 형성된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 세 개의 표면 점들은 그 사이에 음향 잡음을 감소시키도록 사전에 선정된 방사상(radial) 각도를 두고 배치된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 실장 인터페이스는 비틀림 에너지를 분산시키기 위해서 상기 적어도 세개의 표면 점들의 내부 면 및 그 사이에 배치된 감쇄 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 감쇄 링은 상기 모터의 실장 플랜지에 연결된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  10. 제8항에 있어서, 상기 감쇄 링은 상기 베이스 플레이트에 연결된 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  11. 제9항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감쇄 링은 상기 실장 인터페이스의 적어도 세 개의 표면 점들의 바깥 면에 배치된 수직 부분을 더 포함하고, 상기 수직 부분은, 상기 베이스 플레이트와 상기 적어도 세 개의 표면 점들간의 전단 비틀림으로부터 발생하는 에너지를 분산시키기 위해서 상기 베이스 플레이트와접촉하는 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 감쇄 링은 상기 실장 인터페이스의 적어도 세 개의 표면 점들의 바깥면 수직 부분에 배치된 실링(seal)을 더 포함하고, 상기 실링은 상기 모터와 상기 베이스 플레이트간의 갭(gap)에서 장벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 실장 인터페이스.
  13. 저장 매체와,
    액츄에이터 아암의 말단에 배치된 트랜스듀서를 포함하는 액츄에이터와,
    상기 트랜스듀서가 상기 저장 매체에 대해서 상대적인 운동을 하도록 하기 위해 상기 액츄에이터에 연결된 액츄에이터 모터와,
    베이스 플레이트와,
    상기 저장 매체를 회전시키는 스핀들 모터와,
    상기 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함하면서 상기 모터와 상기 베이스 플레이트간에 배치된, 전술한 모든 항들 중 어느 하나의 실장 인터페이스
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
  14. 스핀들 모터와 베이스 플레이트간에 형성되면서, 상기 스핀들 모터와 베이스 플레이트간에서 공통 경계로 작용하는 단일 면을 형성하는 적어도 세 개의 표면 점들을 포함하는 실장 인터페이스를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 음향 역학을 감소시키는 방법.
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