KR20010107099A

KR20010107099A - 헤드 짐벌 조립체

Info

Publication number: KR20010107099A
Application number: KR1020000028333A
Authority: KR
Inventors: 배병영; 좌성훈
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-07
Also published as: KR100716944B1

Abstract

하우징 내에 회동가능하게 설치된 액츄에이터아암의 단부에 고정되는 로드빔과, 로드빔의 단부에 설치되어 탄성변형 가능한 플렉서와, 디스크에 대면하도록 상기 플렉서에 지지되며 헤드를 가지는 슬라이더를 포함하는 헤드 짐벌 조립체에 있어서, 플렉서는, 일단이 로드빔의 단부에 지지되는 판형의 베이스부와; 베이스부의 자유단부로터 고정단부쪽으로 탄성변형에 의해 처질 수 있도록 베이스부에 소정 슬릿을 형성함에 의해 마련되며, 슬라이더가 부착되는 지지부;를 포함하며, 지지부의 자유단부로부터 슬라이더까지의 최단거리 L1은 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체가 개시된다.

[조건식]

L1 〉 H1

여기서, 상기 H1은 상기 슬라이더의 두께이다.

Description

헤드 짐벌 조립체{Head gimbal assembly}

본 발명은 헤드 짐벌 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤드를 가지는 슬라이더를 지지하는 플렉서의 구도가 개선된 헤드 짐벌 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 하드디스크 드라이브와 같은 디스크 드라이브에는 도 1에 도시된 바와 같이, 디스크(1)에 정보를 기록/재생하기 위한 헤드(미도시)를 포함하여 상기 헤드를 디스크(1)의 반경방향으로 이동 가능하게 지지하는 헤드 짐벌 조립체(2)가구비된다. 상기 조립체(2)는 보이스코일모터(미도시)에 의해 회동되는 액츄에이터아암(3)의 단부에 지지된 로드빔(4)과, 이 로드빔(4)의 단부에 설치되는 플렉서(flexure;5) 및, 상기 헤드를 포함하여 디스크(1)에 대면되도록 플렉서(5)에 지지되는 슬라이더(6)를 구비한다. 상기 로드빔(4)과 플렉서(5)는 얇은 판구조로서 탄성변형이 가능하다. 상기 플렉서(5)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일단이 로드빔(4)에 지지된 외팔보의 구조를 가지는 베이스부(5a)와, 이 베이스부(5a)의 중앙부위의 일부가 소정 형상으로 절개되어 슬라이더(6)를 지지하는 지지부(5b)로 구분된다. 이러한 구조에 있어서, 상기 지지부(5b)의 상면에는 슬라이더(6)의 움직임이 가능하도록 피봇볼(7)이 로드빔(4)의 하면에 접촉되도록 돌출되어 있다. 따라서, 슬라이더(6)를 포함한 지지부(5b)가 로드빔(4) 및 베이스부(5a)에 대해 소정 각도를 유지하게 된다. 이러한 상태에서, 데이터의 기록/재생을 위해 디스크(1)가 주행하게 되면, 슬라이더(6)와 디스크(1) 사이의 공기압에 의해 슬라이더(6)가 디스크(1)로부터 부상하면서 디스크(1)와 대략 수평을 유지하게 된다.

그런데, 상기 구조를 갖는 헤드 짐벌 조립체는, 외부로부터 조립체(2)로 충격이 가해질 경우, 충격에 약한 플렉서(5)가 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성변형되면서 슬라이더(6)의 모서리부분이 디스크(1)에 소정 각도로 충돌하기 때문에, 디스크(1)의 표면을 손상시켜 저장된 데이터가 손실되는 경우가 있다. 그리고, 그 충돌각이 클수록 디스크(1)의 손상이 커지게 된다.

또한, 외부충격이 클 경우, 도 5에 가상선으로 도시된 바와 같이, 플렉서(5)의 지지부(5b)의 변위가 디스크(10) 면에 대해 약 90도 각도 이상으로 벌어질 수있는데, 이러한 상채에서 슬라이더(6)가 디스크(1)에 부딪쳐 지지부(5b)로부터 분리됨으로써 제품자체를 사용할 수 없게 되는 심각한 상황이 벌어질 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 슬라이더와 디스크의 충돌을 방지하도록 플렉서의 구조가 개선된 헤드 짐벌 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 헤드 짐벌 조립체를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 2는 도 1의 개략적인 평면도.

도 3은 도 1의 슬라이더가 디스크 상에 부상되어 있는 상태를 나타내 보인 정면도.

도 4는 도 1의 플렉서가 외부충격에 의해 탄성변형되는 동작을 나타내 보인 정면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 짐벌 조립체를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 6은 도 5의 개략적인 평면도.

도 7은 도 6의 슬라이더가 디스크 상에 부상된 상태를 나타내 보인 정면도.

도 8a 내지 8c 각각은 도 5의 플렉서가 외부 충격에 의해 탄성변형 및 복원되는 상태를 나타내 보인 정면도.

도 9는 도 5의 플렉서가 탄성변형에 의해 하우징 및 디스크 각각에 접촉된 상태를 나타내 보인 정면도.

도 10은 도 5에 도시된 플렉서의 다른 실시예를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 11은 도 5에 도시된 플렉서의 또 다른 실시예를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 12는 도11에 도시된 플렉서의 평면도.

도 13은 도 5에 도시된 플렉서의 또 다른 실시예를 나타내 보인 개략적인 정면도.

도 14는 도 13에 도시된 플렉서의 평면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..하우징 2..디스크

10..액츄에이터아암 11..로드빔

13..슬라이더 15..고무부재

20..플렉서 21..베이스부

23..지지부 25..슬릿

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헤드 짐벌 조립체는, 하우징 내에 회동가능하게 설치된 액츄에이터아암의 단부에 고정되는 로드빔과, 상기 로드빔의 단부에 설치되어 탄성변형 가능한 플렉서와, 디스크에 대면하도록 상기 플렉서에 지지되며 헤드를 가지는 슬라이더를 포함하는 헤드 짐벌 조립체에 있어서, 상기 플렉서는, 일단이 상기 로드빔의 단부에 지지되는 판형의 베이스부와; 상기 베이스부의 자유단부로터 고정단부쪽으로 탄성변형에 의해 처질 수 있도록 상기 베이스부에 소정 슬릿을 형성함에 의해 마련되며, 상기 슬라이더가 부착되는 지지부;를 포함하며, 상기 지지부의 자유단부로부터 상기 슬라이더까지의 최단거리 L1은 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

[조건식]

L1 〉 H1

여기서, 상기 H1은 상기 슬라이더의 두께이다.

또한, 상기 베이스부의 자유단부로부터 상기 지지부의 자유단부까지의 길이L2는 다음의 조건식을 만족하는 것이 바람직하다.

[조건식]

L2 〉 H2 + α

여기서, 상기 H2는 상기 디스크가 복수일 경우 그 디스크들 사이와 또는 디스크의 일면으로부터 상기 하우징의 내면까지의 직선거리이다. 또한, 상기 α는 상기 베이스부와 상기 지지부 각각이 상기 디스크 또는 하우징에 접촉시 탄성변형되는 부분의 길이를 나타낸 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 헤드 짐벌 조립체를 자세히 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 헤드 짐벌 조립체는, 하드디스크 드라이브(HDD), 디브이디(DVD), 시디롬(CD-ROM)과 같은 디스크 드라이브에 채용되는 것으로 액츄에이터아암(10)의 단부에 고정되는 로드빔(11)과, 이 로드빔(11)의 단부에 설치되는 플렉서(20)와, 디스크(2)에 데이터를 저장/기록하는 헤드(미도시)를 가지는 슬라이더(13)를 구비한다.

상기 액츄에이터아암(10)은 하우징(1) 내에서 미도시된 보이스코일모터에 의해 디스크(2)의 반경방향으로 회동된다. 상기 로드빔(11)은 일단이 액츄에이터아암(10)에 고정되고, 타단은 자유단부로서 외력에 의해 탄성변형이 가능하다. 이 로드빔(11)의 자유단부에는 상기 플렉서(20)에 대응되는 면으로 피봇볼(11a)이 돌출형성되어 있다.

상기 플렉서(20)는 로드빔(11)의 단부에 지지되는 판형의 베이스부(21)와,이 베이스부(21)에 슬릿(25)을 형성함에 의해 마련되는 지지부(23)로 구성된다. 상기 베이스부(21)는 탄성변형 가능한 판구조로서, 그 고정단부(21a)가 로드빔(11)에 고정되고 자유단부(21b)는 고정단부(21a)를 지지점으로 하여 탄성변형에 의해 처짐이 가능하게 된다.

상기 지지부(23)는 슬릿(25)을 사이에 두고 베이스부(21)에 감싸여진 구조로서, 자유단부(21b)로부터 고정단부(21a)쪽으로 처짐이 가능하도록 베이스부(21)에 연결되어 있다. 이러한 지지부(23)는 베이스부(21)와 일체로 형성되며, 그 하측에는 상기 슬라이더(13)가 부착된다. 그리고, 지지부(23)는 피봇볼(11a)에 접촉되어 베이스부(21)로부터 소정각도 기울어진 상태로 유지된다.

한편, 상기와 같은 구성에 있어서, 지지부(23)의 자유단부(23a)로부터 슬라이더(13) 까지의 최단거리 L1은 다음의 조건식1을 만족하도록 충분한 길이로 형성된다.

[조건식1]

L1 〉H1

여기서, 상기 H1은 슬라이더(13)의 두께를 나타낸다.

상기와 같이 L1을 H1보다 크게 구성하게 되면, 외부의 충격에 의해 플렉서(20)가 심하게 변형되더라고, 종래와는 달리 슬라이더(13)의 모서리가 디스크(2)에 직접 충돌하기 전에 지지부(23)의 자유단부(23a)가 먼저 디스크(2)에 탄력적으로 닿게 된다. 따라서, 디스크(2)에 전달되는 충격을 최소화 할 수 있다.

또한, 상기 플렉서(20)는, 베이스부(21)의 자유단부(21b)로부터 지지부(23)의 자유단부(23a)까지의 길이 L2가 다음의 조건식2를 만족하도록 구성되는 것이 바람직하다.

[조건식2]

L2 〉H2 + α

여기서, 상기 H2는 상기 디스크(2)가 복수개 일 경우, 그 디스크들(2) 사이의 거리 또는 디스크(2)의 일면으로부터 하우징(1)의 내면까지의 직선거리를 나타낸다. 더 구체적으로, H2는 디스크(2)로부터 하우징(1)의 커버 또는 베이스까지의 거리가 될 수 있다. 또한, 상기 α는 도 9에 도시된 바와같이, L2의 길이중에서 상기 베이스부(21)의 자유단부(21b)와 지지부(23)의 자유단부(23a) 각각이 디스크(2) 또는 하우징(1)에 접촉시 탄성변형되는 부분들의 길이 α1 및 α2의 합을 나타낸다. 즉, L2의 변형되었을 때의 직선 거리를 L이라고 할 때, 상기 α는 [α= α1+α2 = L2 - L]의 관계식을 만족하게 된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드 짐벌 조립체의 경우 최초 정지상태에서는 슬라이더(13)가 디스크(2)에 접촉된 상태를 유지한다. 그리고, 데이터의 기록/재생을 위해 디스크(2)를 회전시키면, 도 7에 도시된 바와 같이, 디스크(2)와 슬라이더(13) 사이의 공기압에 의해 슬라이더(13)가 부상되어 디스크(2)와 거의 수평을 유지한다. 이 때 슬라이더(13)의 부상높이는 로드빔(11)의 탄성변형에 의해 조절된다.

한편, 상기와 같은 상태에서 하우징(1)에 충격이 가해질 경우, 그 충격에 의해 로드빔(11)이 도 8a에 도시된 바와 같이 디스크(2)로부터 멀어지는 방향으로 탄성변형된다. 이 때, 플렉서(20)의 지지부(23)도 탄성변형에 의해 디스크(2)와 소정 각도를 이루면서 그 자유단부(23a)가 디스크(2)에 닿게 된다. 이러한 변화는 순간적으로 일어나는 것으로서 곧이어서, 로드빔(11)은 다시 탄성복원력에 의해 도 8b→도 8c →도 5의 상태로 위치복원된다. 이 과정에서, 플렉서(20)의 지지부(23)는 디스크(2)에 탄력적으로 접촉된 상태로 탄성복원되면서 슬라이더(13)와 디스크(2)의 접촉에 의한 충격을 완화시키게 된다. 이는 지지부(23)가 슬라이더(13)에 비해 충분한 크기를 갖고 있기 때문에 가능한 것이며, 지지부(23)와 디스크(2)의 접촉각(θ)의 경우도 종래에 비해 크게 줄어들어 충돌에 의한 디스크(2)의 손상을 줄일 수 있는 것은 당연한 것이다. 계속해서, 도 8c에 도시된 바와 같이 지지부(23)는 탄성복원됨에 따라 디스크(2)로부터 분리되어 자유단부(23a)와 디스크(2)는 이격되고, 슬라이더(13)만 디스크(2)에 접촉된다. 그리고, 지지부(23)가 완전히 탄성복원되면 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이더(13)면이 디스크(2)에 접촉된 정지상태가 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드 짐벌 조립체는 종래와는 달리 슬라이더(1)가 디스크(2)에 먼저 충돌하지 않고, 지지부(23)의 자유단부(23a)가 디스크(2)에 먼저 충돌하면서 충격을 흡수하게 되므로 실질적으로 디스크(2)에 전달되는 충격은 거의 없다. 따라서, 종래와 같이 슬라이더와 디스크(13)의 충돌로 인한 디스크(2)의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 하우징(1)으로의 충격이 너무 심해서 플렉서(20)의 변형량이 클 경우, 베이스부(21)는 도 9에 도시된 바와 같이 심하게 탄성변형되어 그 자유단부(21a)가하우징(1)의 내면에 닿을 수 있다. 그리고, 지지부(23)의 자유단부(23a)는 탄력적으로 디스크(2)에 접촉되게 된다. 그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 L2가 H2 + α보다 크기 때문에 지지부(23)와 디스크(2)의 접촉각(θ)이 90도 각도 이상이 되도록 플렉서(20)가 변형되기 전에, 양 자유단부(21b)(23a)가 하우징(2)과 디스크(2) 각각에 닿게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 종래의 경우와 같이 플렉서(20)가 복구불가능한 상태로 변형되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 도 9의 상태에서 플렉서(20)는 다시 도 8a →도 8b →도 8c →도 5의 상태로 탄성복원되어 정상적으로 동작하게 되어 제품의 치명적인 고장을 배제시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 플렉서(20)의 다른 실시예를 나타내 보인 도 10을 참조하면, 지지부(23)의 자유단부(23a)를 밴딩시킴으로써 디스크(2)와의 접촉을 부드럽게 할 수 있다. 이 경우 디스크(2)의 손상을 더 줄일 수 있게 된다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 지지부(23)의 자유단부(23a)에는 탄성변형가능한 고무부재(15)를 더 설치할 수 있다. 이 경우, 고무부재(15)는 충격흡수력이 금속재질인 지지부(23)보다 좋기 때문에, 디스크(2)와의 충돌로 인한 충격흡수효율을 높일 수 있다는 장점이 있다. 이러한 고무부재(15)는 사출물로 제작되어 자유단부(23a)에 억지끼워짐에 의해 결합될 수 있다. 이를 위해 지지부(23)의 자유단부(23a)에는 도 12에 도시된 바와 같이, 걸림턱(23b)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고무부재(15)는 도 13에 도시된 바와 같이, 지지부(23)의 자유단부(23a)에 고무재질을 소정 면적 코팅시킴에 의해 마련될 수 있다. 이 경우, 도14에 도시된 바와 같이, 플렉서(20)의 지지부(23)에는 고팅형성되는 고무부재(15)를 인서트몰딩에 의해 지지부(23)에 결합시키기 위한 구멍(23c)이 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 헤드 짐벌 조립체에 따르면, 지지부의 길이를 슬라이더에 비해 충분히 크게 구성함으로써, 플렉서의 탄성변형시 슬라이더와 디스크의 충돌에 앞서 지지부가 디스크에 탄력적으로 접촉하게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 슬라이더와 디스크의 충돌로 인한 디스크의 훼손을 방지하여 데이터를 안전하게 보호할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 플렉서가 외부 충격에 의해 심하게 변형되더라고, 복구가능한 상태에서 변형을 억제할 수 있게 되어, 슬라이더가 플렉서로부터 분리되는 종래와 같은 고장원인을 배제시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

하우징 내에 회동가능하게 설치된 액츄에이터아암의 단부에 고정되는 로드빔과, 상기 로드빔의 단부에 설치되어 탄성변형 가능한 플렉서와, 디스크에 대면하도록 상기 플렉서에 지지되며 헤드를 가지는 슬라이더를 포함하는 헤드 짐벌 조립체에 있어서,

상기 플렉서는, 일단이 상기 로드빔의 단부에 지지되는 판형의 베이스부와;

상기 베이스부의 자유단부로터 고정단부쪽으로 탄성변형에 의해 처질 수 있도록 상기 베이스부에 소정 슬릿을 형성함에 의해 마련되며, 상기 슬라이더가 부착되는 지지부;를 포함하며,

상기 지지부의 자유단부로부터 상기 슬라이더까지의 최단거리 L1은 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.

[조건식]

L1 〉 H1

여기서, 상기 H1은 상기 슬라이더의 두께이다.
제1항에 있어서,

상기 베이스부의 자유단부로부터 상기 지지부의 자유단부까지의 길이 L2는 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.

[조건식]

L2 〉 H2 + α

여기서, 상기 H2는 상기 디스크가 복수일 경우 그 디스크들 사이와 또는 디스크의 일면으로부터 상기 하우징의 내면까지의 직선거리이이고,

상기 α는 상기 베이스부와 상기 지지부 각각이 상기 디스크 또는 하우징에 접촉시 탄성변형되는 부분의 길이를 나타낸 것이다.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지부의 자유단부는 밴딩된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지부의 자유단부에는 고무부재가 결합된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.
제4항에 있어서,

상기 고무부재는 상기 지지부의 자유단부에 고무코팅에 의해 마련된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.
제4항에 있어서,

상기 고무부재는 사출형성되어 상기 지지부의 자유단부에 억지끼워짐에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.
제6항에 있어서,

상기 지지부의 자유단부에는 상기 고무부재의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.
제4항에 있어서,

상기 지지부의 자유단부에는 상기 고무부재를 인서트 몰딩에 의해 결합시키기 위한 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 헤드 짐벌 조립체.