KR20030077143A

KR20030077143A - 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치

Info

Publication number: KR20030077143A
Application number: KR1020020016084A
Authority: KR
Inventors: 김도완
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-01
Also published as: US20030179502A1; KR100416615B1; US7035052B2

Abstract

개시된 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치는, 액츄에이터와 간섭되지 않는 위치와 자기헤드가 디스크로부터 이격되는 방향으로 액츄에이터의 일측을 가압하게 되는 위치 사이에서 가역적으로 변형되는 변형부재와, 변형부재의 변형을 제어하여 파킹 시 자기헤드가 디스크로부터 이격시키는 방향으로 변형부재를 변형시키는 변형조절수단을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성의 파킹장치에 의하면, 슬라이더를 하드디스크에서 이격된 상태로 파킹시키기 때문에, 충격에 의해 자기헤드가 손상될 위험을 억제할 수 있으며, 하드디스크 내에 별도의 파킹영역을 꼭 만들 필요가 없어지므로 하드디스크의 데이터공간을 더 확장할 수 있다.

Description

하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치{A parking apparatus for magnetic head of hard disk drive}

본 발명은 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치에 관한 것이다.

일반적으로 하드디스크 드라이브에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 정보가 기록되는 하드디스크(20)와, 그 하드디스크(20)에 정보를 기록하고 재생하는 자기헤드(51)가 탑재된 슬라이더(50)를 지지하여 베이스(10)상에 마련된 회전축(34)을 중심으로 회전되는 액츄에이터(30)가 구비되어 있다. 상기 액츄에이터(30)는 상기 회동축(34)에 회동가능하게 결합된 아암(32)과, 이 아암(32)에 설치되어 자기헤드(51)가 탑재된 슬라이더(50)를 하드디스크(20)에 밀착되는 방향으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(31)과, 후술하는 보이스 코일 모터의 가동코일(35)이 권회되는 보빈부(33)로 구성된다. 상기 보이스 코일 모터는 상기 보빈부(33)에 권회된 가동코일(35)과, 상기 베이스(10)에 설치된 요크(40)에 부착되어 자기력선을 발생시키는 마그네트(41)를 구비하고 있다. 이 마그네트(41)에 의해 발생된 자기력선 및 상기 가동코일(35)을 흐르는 전류와의 상호작용에 의해 전자기력이 발생됨으로써, 플레밍의 왼손법칙에 따르는 방향으로 상기 액츄에이터(30)가 회동하게 되며, 이 힘을 제어하여 자기헤드(51)를 하드디스크(20) 상의 원하는 위치로 이동시키는 것이다.

한편, 상기 자기헤드(51)가 탑재된 슬라이더(50)는 기록 재생 작업이 진행되는 동안 상기 서스펜션(31)에 의한 탄성력과 상기 하드디스크(20)의 회전에 의해 발생되는 양력을 받게 되며, 이 두 힘이 평형을 이루는 위치에서 부상된 상태를 유지하며 자기헤드(51)가 기록재생작업을 수행하게 한다. 그러나 예컨대 전원을 오프시킬 때와 같이 하드디스크(20)의 회전이 정지되는 경우에는, 상기 슬라이더(50)를 들어올리던 양력도 사라지기 때문에, 그 전에 상기 슬라이더(50)가 하드디스크(20)의 기록영역(22)을 벗어나도록 해야 기록영역(22)의 손상을 막을 수 있다. 이를 위해 하드디스크(20)의 내주측에는 슬라이더(50)가 안착되는 파킹(parking)영역(21)이 마련되어 있다. 즉, 하드디스크(20)의 회전이 완전히 정지되기 전에 상기 슬라이더(50)가 파킹영역(21) 위로 들어오도록 액츄에이터(30)를 회전시키면, 하드디스크(20)가 정지되더라도 슬라이더(50)가 파킹영역(21)에 안착되므로 기록영역(22)의 손상은 방지된다. 그리고, 반대로 하드디스크(20)가 다시 회전하기 시작하면, 양력이 다시 발생하게 되어 슬라이더(50)가 파킹영역(21)에서 부상하게 되며, 이후 액츄에이터(30)를 회전시켜 자기헤드(51)를 기록영역(22)으로 이송하게 된다. 최근에는 슬라이더(50)와 하드디스크(20) 파킹영역(21)과의 흡착면적을 줄여서 슬라이더(50)의 부상을 쉽게 하기 위해, 상기 파킹영역(21)에 도 2와 같이 레이저로 화산 분화구 형상의 범퍼(21a)를 형성하기도 한다.

참조부호 60은 슬라이더(50)가 파킹영역(21)에 안착된 후 액츄에이터(30)를 유동되지 않게 로킹시키는 로킹유닛으로서, 상기 요크(40)에 설치되어 상기 마그네트(41)에 의해 자화되는 자성부재(62)와, 상기 액츄에이터(30)의 보빈부(33) 끝단에 마련된 결합돌기(64)에 끼워지는 댐퍼(63)와, 상기 댐퍼(63)의 일단부와 결합되는 철편(61)으로 구성된다. 따라서 상기 액츄에이터(30)가 회동되어 상기 서스펜션(31)에 장착된 슬라이더(50)가 하드디스크(20)의 파킹영역(21)에 들어가게 되면, 도면에 도시된 바와 같이 상기 철편(61)이 자성부재(43)에 달라붙어 로킹상태를 유지한다.

그런데 이와 같은 자기헤드 파킹 메카니즘에서는, 하드디스크(20)가 정지했다가 다시 회전하기 시작할 때, 슬라이더(50)가 양력을 충분히 받아 부상하기 전까지 상기 회전하는 하드디스크(20)의 파킹영역(21)과 계속 마찰되며 충격을 받게 되는 단점이 있다. 더구나, 상기와 같이 범퍼(21a)를 형성한 경우에는 그 범퍼(21a)의 위로 돌출된 부위에 자기헤드(51)가 직접 충돌할 위험까지 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 종래에 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 파킹장치가 제안된 바 있다. 이것은 하드디스크(20)의 외곽측에 램프(70)를 설치하여, 하드디스크(20)가 정지할 때 액츄에이터(30)를 회전시켜서 상기 슬라이더(50)를 지지하는 서스펜션(31)의 선단부가 램프(70) 위에 안착되도록 하는 구조이다. 그러나, 이와 같은 구조는 서스펜션(31)의 선단부가 램프(70)의 경사면(71)을 원활하게 타고 올라가도록 하기 위해 치수 설계를 매우 정밀하게 해야 하는 부담이 있으며, 아무래도 서스펜션(31)이 램프(70)를 긁고 지나다니기 때문에 반복 사용 시마모에 의한 문제가 발생하게 된다. 또한, 상기 하드디스크(20) 회전에 의한 양력이 끊기기 전에 서스펜션(31)의 선단부를 램프(70)에 안착시키기 위해서는, 도 4와 같이 하드디스크(20)의 영역 안으로 램프(70) 선단이 침범해 들어올 수밖에 없기 때문에, 상대적으로 데이터 공간이 축소되는 단점도 있다.

한편, 일본 특개평 6-60577호와 특개평 6-5023호에는 전류제어에 의해 수축 및 팽창되는 와이어를 이용하여 서스펜션을 탄성변형시키며 그 일단에 설치된 자기헤드를 디스크 면과 접촉되지 않도록 디스크 영역 외곽쪽에 파킹시키는 장치가 개시되어 있다. 이 장치는, 파킹 시 서스펜션과 연결된 와이어에 전류를 공급하면 와이어가 수축하면서 슬라이더가 디스크 면에서 멀어지도록 서스펜션을 당기게 되고, 이 상태에서 액츄에이터를 디스크 외곽쪽으로 회전시켜서 전류를 끊으면 소정 지지대 위에 서스펜션이 얹히게 되는 구성을 갖고 있다. 반대로 작동 시에도 와이어에 전류를 공급해서 슬라이더가 디스크 면에서 이격되는 방향으로 서스펜션을 당긴 다음 디스크 위로 이동시켜서 양력에 의해 부상된 상태가 되도록 서스펜션을 복원시킨다. 그러나, 이 구조에서는 자기헤드를 이송하는 액츄에이터 자체에 와이어와 전류공급라인 등을 포함한 파킹 장치를 탑재해야 하므로, 액츄에이터의 구조가 복잡해지고 자기헤드 이송을 위한 액츄에이터 회전제어 시의 반응속도가 느려질 수 있는 단점이 있다. 또한 하드디스크를 작동시킬 때와 파킹시킬 때 모두 와이어에 별도의 전류를 공급하며 서스펜션을 변형시켜야 하기 때문에 전력 소모도 많아진다.

따라서, 이러한 단점들을 극복할 수 있는 새로운 방식의 파킹장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 자기헤드나 슬라이더의 손상을 억제하면서 파킹 및 파킹해제 동작을 원활하고 부드럽게 수행할 수 있도록 구조 개선된 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 자기헤드 파킹장치가 채용된 하드디스크 드라이브를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 3 및 도 4는 종래의 다른 자기헤드 파킹장치를 보인 도면,

도 5는 본 발명에 따른 자기헤드 파킹장치가 채용된 하드디스크 드라이브를 도시한 사시도,

도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 자기헤드 파킹장치의 파킹 해제 상태를 나타낸 도면,

도 8 및 도 9는 도 5에 도시된 자기헤드 파킹장치의 파킹 상태를 나타낸 도면,

도 10은 본 발명에 따른 자기헤드 파킹장치를 복수매의 하드디스크가 적층된 드라이브에 적용한 예를 보인 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100...베이스 200...하드디스크

210...파킹영역 220...기록영역

300...액츄에이터 310...서스펜션

311...연장편 500...슬라이더

501...자기헤드 600...래치유닛

700...형상기억스프링 710...코일

720...파킹하우징

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액츄에이터를 장착한 자기 헤드를 파킹시키는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 파킹 장치에 있어서, 상기 자기 헤드가 디스크로부터 이격되는 방향으로 상기 액츄에이터의 일측을 가압하기 위한 가역적으로 변형되는 변형부재; 상기 변형부재의 변형을 제어하여, 파킹 시 상기 자기 헤드가 디스크로부터 이격 되는 방향으로 상기 변형 부재를 변형시키는 변형조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 자기헤드 파킹장치가 구비된 하드디스크 드라이브를 나타낸다.

먼저, 도 5를 참조하면, 소정 정보가 기록되는 하드디스크(200)와, 그 하드디스크(200)에 정보를 기록하고 재생하는 자기헤드(501)를 탑재하여 베이스(100)상에 마련된 회전축(340)을 중심으로 회전되는 액츄에이터(300)가 구비되어 있다.상기 액츄에이터(300)는 상기 회동축(340)에 회동가능하게 결합된 아암(320)과, 이 아암(320)에 설치되어 자기헤드(501)가 탑재된 슬라이더(500)를 하드디스크(200)에 밀착되는 방향으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(310)과, 보이스 코일 모터의 가동코일(350)이 권회되는 보빈부(330)로 구성된다. 상기 서스펜션(310)에는 후술하게 될 형상기억스프링(700)의 파킹하우징(720)과 간섭되는 연장편(311)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 보이스 코일 모터는 상기 가동코일(350)과, 상기 베이스(100)에 설치된 상하 요크(400)에 설치되어 자기력선을 발생시키는 마그네트(410)를 포함하여 구성된다. 상기 요크(400) 및 마그네트(410)는 액츄에이터(300)를 사이에 두고 상하 한 쌍씩 대향되게 배치된다. 참조부호 600은 슬라이더(500)가 하드디스크(200)의 파킹영역(210)에 안착된 후 액츄에이터(300)를 유동되지 않게 로킹시키는 로킹유닛으로서, 상기 요크(400)에 설치되어 상기 마그네트(410)에 의해 자화되는 자성부재(620)와, 상기 액츄에이터(300)의 보빈부(330) 끝단에 마련된 결합돌기(640)에 끼워지는 댐퍼(630)와, 상기 댐퍼(630)의 일단부와 결합되는 철편(610)으로 구성된다.

한편, 상기 하드디스크(200)의 파킹영역(210)과 인접한 위치에는 가역적으로 변형가능한 변형부재로서 코일(710)이 권회된 형상기억스프링(700)이 설치되어 있다. 이 형상기억스프링(700)은 코일(710)에 전류가 흘러 가열되면 도 6 및 도 7과 같이 상기 연장편(311)과 파킹하우징(720)이 간섭되지 않도록 변형되며, 코일(710)에 전류가 끊겨 냉각되면 도 8 및 도 9와 같이 상기 슬라이더(500)가 하드디스크(200)에서 이격되는 방향으로 상기 파킹하우징(720)이 연장편(311)을 가압하도록 변형된다. 이러한 형상기억스프링(700)은 예컨대 커피메이커의 통기구 조절판에 채용되는 것과 같이 온도에 따라 가역적으로 변형되는 이방향 형상기억소자를 이용하면 된다. 그리고, 상기 코일(710)에 공급되는 전류는 별도의 전원을 이용할 수도 있지만, 상기 디스크(200)를 회전 구동시키는 모터(미도시)의 역기전력을 이용하는 것이 에너지 절감 차원에서 바람직하다. 즉, 디스크(200)가 구동되는 동안에 모터 역기전력에 의한 전류가 코일(710)에 공급되게 함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 것이다.

상기 구성에 있어서, 예컨대 전원을 오프시킬 때와 같이 하드디스크(200)의 회전이 정지되는 경우에는, 상기 가동코일(350)에 흐르는 전류와 상기 마그네트(410)에서 발생되는 자기력선의 상호작용에 의해 전자기력이 발생되어, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 자기헤드(501)를 탑재한 슬라이더(500)가 파킹영역(210) 내로 들어가도록 상기 액츄에이터(300)가 회동하게 된다. 이때 상기 로킹유닛의 자성부재(620)와 철편(610)은 상호 자력결합되어 액츄에이터(300)가 되돌아나오지 않도록 로킹시킨다. 그리고 이와 같이 하드디스크(200)의 회전이 정지하면 슬라이더(500)가 파킹영역(210) 내로 들어오기 전에 먼저 상기 형상기억스프링(700)에 감긴 코일(710)에 흐르던 전류를 차단한다. 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 하드디스크(200)의 역기전력으로 코일(710)에 전류를 공급하는 것을 전제로 한다. 따라서, 하드디스크(200)의 회전이 정지하면 코일(710)에 흐르는 전류도 자연히 차단된다. 그러면, 형상기억스프링(700)이 서서히 냉각되면서 도 8 및 도 9와 같이 변형하게 되며, 이때 상기 파킹하우징(720)이 파킹영역(210) 내로 들어온 상기 서스펜션(310)의 연장편(311)을 가압하여 상기 슬라이더(500)를 디스크(200)로부터 이격시켜 놓는다. 이때 상기 연장편(311)은 상기 파킹하우징(720)에 형성된 수용홈(721) 내에 안전하게 수용된다. 따라서, 이후에는 하드디스크(200)의 회전이 정지하더라도 상기 파킹하우징(720)에 의해 연장편(311)이 간섭된 상태로 있기 때문에 하드디스크(200)와 슬라이더(500)의 접촉은 발생하지 않게 되며, 이 상태가 바로 파킹상태가 된다.

다음으로, 하드디스크(200)의 사용을 재개할 때에는, 하드디스크(200)의 회전과 함께 상기 코일(710)에도 전류가 공급된다. 그러면, 상기 형상기억스프링(700)이 가열되면서 도 6 및 도 7과 같이 상기 연장편(311)과 파킹하우징(720)이 간섭되지 않는 원래의 형상으로 되돌아간다. 그러나, 형상기억스프링(700)이 원래 형상으로 되돌아가더라도 하드디스크(200)가 이미 회전하고 있기 때문에 양력이 작용되어 슬라이더(500)가 하드디스크(200)에 부딪히지는 않는다. 이 상태에서 상기 가동코일(350)에 흐르는 전류와 상기 마그네트(410)에서 발생되는 자기력선의 상호작용에 의해 전자기력이 발생되어, 상기 자성부재(620)와 철편(610)의 결합력을 극복하면서 도 5의 점선으로 도시된 바와 같이 상기 액츄에이터(300)가 회동하게 된다. 이후에는 자기헤드(501)를 탑재한 슬라이더(500)를 기록영역(210) 내로 이동시켜 기록과 재생작업을 수행하게 된다.

그러므로 이와 같은 자기헤드 파킹장치에서는, 파킹 시에도 슬라이더(500)가 하드디스크(200)와 접촉되지 않고 이격된 상태로 있기 때문에, 자기헤드(501)가 충격에 의해 손상될 가능성은 거의 없게 된다. 또한, 파킹장치가 하드디스크(200)의기록영역(220)을 침범하는 일도 없게 된다. 즉, 본 실시예에서와 같이 상기 슬라이더(500)가 하드디스크(200)의 파킹영역(210)에 들어오면 상기 파킹하우징(720)으로 연장편(311)을 가압하도록 할 경우, 기존의 기록영역(220)을 그대로 보존할 수 있으므로 램프를 하드디스크 외곽에 설치하던 종래의 구성(도 4 참조)에 비해 데이터공간을 더 확보할 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 파킹장치에 의하면, 하드디스크(200)의 파킹영역(210)을 기록영역(220)으로 확장할 수 있다. 즉, 본 구성에서는 슬라이더(500)가 하드디스크(200)에 전혀 접촉하지 않고 이격된 상태로 파킹이 이루어지기 때문에, 굳이 별도의 파킹영역(210)을 하드디스크(200)에 형성하지 않더라도 기록재생 시 액츄에이터(300)와 간섭이 되지 않도록 변형만 되면, 어느 위치라도 무방하게 설치될 수 있다. 따라서, 자기헤드(501)의 손상도 방지하면서 하드디스크(200)의 데이터공간까지 확장할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 파킹장치는 하드디스크의 외곽 영역에도 설치되어 채용될 수 있어서, 특히 도 10에 도시된 바와 같이 복수매의 하드디스크(200)가 적층된 드라이브에 적합하게 채용될 수 있다. 즉, 도면과 같이 하드디스크(200) 외곽측에 소정 하우징(800)을 설치하고, 복수매 하드디스크(200)의 각 면을 담당하는 액츄에이터(300) 마다 상기 파킹장치를 하나씩 설치하여서 파킹을 수행하도록 하면 무난하게 파킹작업을 수행할 수 있다. 그리고, 파킹 시 슬라이더(500)는 하드디스크(200) 영역 내에 있고 연장편(311)만 하드디스크(200) 영역의 바깥쪽으로 나온 상태에서 파킹하우징(720)이 상기 연장편(311)을 들어주면 되므로, 파킹장치가 디스크 영역을 침범할 염려도 없게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치는, 슬라이더를 하드디스크에서 이격된 상태로 파킹시키기 때문에, 충격에 의해 자기헤드가 손상될 위험을 억제할 수 있으며, 하드디스크 내에 별도의 파킹영역을 꼭 만들 필요가 없어지므로 하드디스크의 데이터공간을 더 확장할 수 있게 해준다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

액츄에이터를 장착한 자기 헤드를 파킹시키는 하드디스크 드라이브의 자기 헤드 파킹 장치에 있어서,

상기 자기 헤드가 디스크로부터 이격되는 방향으로 상기 액츄에이터의 일측을 가압하기 위한 가역적으로 변형되는 변형부재;

상기 변형부재의 변형을 제어하여, 파킹 시 상기 자기 헤드가 디스크로부터 이격 되는 방향으로 상기 변형 부재를 변형시키는 변형조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.
제1항에 있어서,

상기 변형부재는 온도에 따라 가역적으로 변형되는 형상기억스프링인 것을특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.
제1항에 있어서,

상기 액츄에이터는 회전아암과, 상기 자기헤드가 탑재된 슬라이더와, 일측이 상기 회전아암에 고정되어 그 타측에 설치된 상기 슬라이더를 상기 디스크 측으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션을 포함하며,

상기 변형부재는 상기 서스펜션의 타측을 가압하도록 된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.
제3항에 있어서,

상기 서스펜션의 타측에는 소정의 연장편이 마련되어 있고,

상기 변형부재에는 상기 연장편의 수용홈이 형성된 파킹하우징이 설치되어서,

상기 변형부재의 변형에 따라 상기 파킹하우징이 상기 연장편을 가압하도록 된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.
제1항에 있어서,

상기 변형조절수단은, 상기 변형부재에 권회되어 통전에 따라 그 변형부재를 가열하는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.
제5항에 있어서,

상기 코일에 공급되는 전류는 상기 디스크를 구동시키는 모터의 역기전력을 이용하도록 된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 자기헤드 파킹장치.