KR20030077144A - 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브 Download PDF

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KR20030077144A
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Abstract

디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브가 개시된다. 개시된 하드 디스크 드라이브는, 디스크의 외주측 저면과 마주보도록 베이스 플레이트의 상면에 마련된 하부 공기댐퍼 형성부재와, 디스크의 외주측 상면과 마주보도록 커버 플레이트의 저면에 마련된 상부 공기댐퍼 형성부재를 포함하는 디스크 진동 저감 수단을 구비한다. 그리고, 공기댐퍼 형성부재들의 디스크와 마주보는 면 각각에는 디스크의 회전방향을 따라 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 디스크의 원주방향으로 경사진 적어도 하나의 공기 압축면이 형성된다. 이러한 공기 압축면은 디스크의 반경방향으로 경사져서 디스크의 내주측에서 외주측으로 갈수록 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 형성될 수 있다. 그리고, 적어도 두 개의 디스크가 구비된 경우에는, 디스크 진동 저감 수단은 디스크들 사이에 위치하는 중간 공기댐퍼 형성부재를 더 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 디스크 진동 저감 수단의 공기 댐핑 작용에 의해 디스크의 진동이 저감되므로, 데이터 기록/재생에 대한 신뢰성이 향상된다.

Description

디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브{Hard disk drive having a means for reducing disk fluttering}
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전하는 디스크의 진동을 저감시키기 위한 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 컴퓨터의 보조기억장치들 중의 하나로서, 자기 헤드에 의해 자기 디스크에 저장된 데이터를 독출하거나, 자기 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다. 최근에는 이와 같은 하드 디스크 드라이브의 고속화, 고용량화, 저진동화 및 저소음화의 실현을 위해 다양한 연구개발이 추진되고 있다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 데이터의 기록을 위한 기록매체인 자기 디스크(하드 디스크)(20)와, 베이스(10) 상에 설치되어 디스크(20)를 회전시키는 스핀들 모터(30)와, 디스크(20)에 데이터를 기록하고 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드(41)를 가진 액츄에이터(40)를 구비하고 있다.
상기 디스크(20)는 일반적으로 하나 또는 복수개가 서로 소정 간격 이격되어 스핀들 모터(30)에 의해 회전할 수 있도록 설치된다. 그리고, 상기 디스크(20)의 내주측에는 전원 오프(off)시 슬라이더(42)가 안착되는 파킹존(parking zone, 21)이 마련되어 있고, 파킹존(21)의 바깥쪽에는 자기신호가 기록되는 데이터존(data zone, 22)이 마련되어 있다. 데이터존(22)에는 기록될 정보의 위치를 알려주는 서보신호가 디스크(20)의 원주를 따라 형성된 수만개의 트랙에 미리 기록되어 있다.
상기 액츄에이터(40)는 보이스 코일 모터(48)에 의해 베이스(10) 상에 설치된 회동축(47)을 중심으로 회동할 수 있도록 되어 있다. 액츄에이터(40)는 회동축(47)에 회동가능하게 결합된 아암(46)과, 이 아암(46)에 설치되어 자기헤드(41)가 탑재된 슬라이더(42)를 디스크(20)의 표면쪽으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(44)을 구비한다.
하드 디스크 드라이브의 전원이 오프되어 있는 중에는 상기 슬라이더(42)는 서스펜션(44)의 탄성력에 의해 디스크(20)의 파킹존(21)에 안착되어 있다. 전원이 온(on)되어 디스크(20)가 회전하기 시작하면 공기압에 의한 양력이 발생하게 되고, 이에 따라 슬라이더(42)는 부상하게 된다. 슬라이더(42)는 부상된 상태에서 액츄에이터(40)의 회동에 의해 디스크(20)의 데이터존(22)으로 이동하게 된다. 디스크(20)의 데이터존(22)으로 이동된 슬라이더(42)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스크(20)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(44)에 의한 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 부상된 상태를 유지하게 되므로, 슬라이더(42)에 탑재된 자기헤드(41)는 회전하는 디스크(20)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(20)에 데이터를 기록 및 재생하게 된다.
그런데, 이와 같은 구성을 가지는 종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서는 스핀들 모터(30)의 부품 결함, 디스크(20)의 조립 편향, 하드 디스크 드라이브 내의 불규칙한 공기 유동 등에 의해 회전하는 디스크(20)에 진동이 발생하게 된다. 이러한 진동에는 회전시마다 반복되는 성분인 RRO(Repeatable Runout)와 반복되지 않는 성분인 NRRO(Non-Repeatable Runout)가 있다. RRO는 규칙적으로 반복되므로 서보 제어 시스템에 의해 어느 정도 보상될 수 있으나, NRRO는 이를 미리 예측하여보상하기가 곤란한 문제점이 있다. 이와 같은 디스크 진동(disk fluttering)은 자기헤드(41)의 데이터 기록 및 재생 능력을 저하시키게 되고, 결국 하드 디스크 드라이브의 성능에 악영향을 미치게 된다.
종래에는, 디스크(20)에 진동이 발생하게 되면 슬라이더(42)와 디스크(20) 사이에 존재하는 공기의 댐핑 효과로 어느 정도 그들 사이의 간격을 유지할 수 있었다. 그러나, 디스크(20)의 회전 속도가 빨라지고 디스크(20)의 두께가 얇아지게 되면, 디스크 진동은 더욱 커지게 되어 상기한 서보 제어 시스템과 슬라이더(42)와 디스크(20) 사이의 공기 댐핑 효과만으로는 정확한 데이터의 기록이나 재생이 곤란하게 된다. 더욱이, 최근 TPI(Track per Inch)가 높아지게 되면서, 디스크 진동은 자기헤드(41)의 정확한 위치제어를 더욱 어렵게 한다.
이와 같이 하드 디스크 드라이브는 그 성능에 대한 신뢰성 확보를 위해 그 작동중에 발생되는 디스크 진동을 저감시킬 필요가 있다. 더욱이, 최근 하드 디스크 드라이브가 고속화, 고용량화, 저소음화 되어가는 추세에서는, 디스크 진동의 저감은 갈수록 중요시되는 해결과제라고 할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 공기 댐핑 효과를 이용하여 회전하는 디스크의 진동을 저감시키는 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 슬라이더 부위의 부분 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 디스크 진동 저감 수단이 마련된 부위를 확대하여 도시한 부분 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 중간 공기댐퍼 형성부재의 동작을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 공기댐퍼 형성부재들을 디스크의 반경방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브의 일부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드디스크 드라이브의 일부를 도시한 사시도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브에서의 진동의 변위와 그 변위의 변화 속도 및 가속도를 종래 기술과 비교하여 나타낸 그래프들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...하우징 111...베이스 플레이트
112...커버 플레이트 113...회동핀
120a,120b...디스크 130...스핀들 모터
140..액츄에이터 142...슬라이더
144...서스펜션 146...아암
147...회동축 150,250,350...디스크 진동 저감 수단
151,251,351...하부 공기댐퍼 형성부재
152,252,352...상부 공기댐퍼 형성부재
153,253,353...중간 공기댐퍼 형성부재
151a,152a,153a,351a,352a,353a...공기 압축면
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,
베이스 플레이트와 커버 플레이트를 가진 하우징;
상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 스핀들 모터;
상기 스핀들 모터에 장착되는 데이터 저장용 디스크;
상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하게 설치되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 자기헤드를 가진 액츄에이터; 및
상기 디스크의 표면상에 공기 댐퍼를 형성시켜 상기 디스크의 진동을 저감시키는 디스크 진동 저감 수단을 구비하며,
상기 디스크 진동 저감 수단은;
상기 디스크의 외주측 저면과 마주보도록 상기 베이스 플레이트의 상면에 마련된 하부 공기댐퍼 형성부재와,
상기 디스크의 외주측 상면과 마주보도록 상기 커버 플레이트의 저면에 마련된 상부 공기댐퍼 형성부재를 포함하며,
상기 공기댐퍼 형성부재들의 상기 디스크와 마주보는 면 각각에는 상기 디스크의 회전방향을 따라 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 상기 디스크의 원주방향으로 경사진 적어도 하나의 공기 압축면이 형성된 하드 디스크 드라이브를 제공한다.
여기에서, 상기 하부 공기댐퍼 형성부재는 상기 베이스 플레이트에 일체로 형성되며, 상기 상부 공기댐퍼 형성부재는 상기 커버 플레이트에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공기 압축면은 상기 디스크의 반경방향으로 경사져서 상기 디스크의 내주측에서 외주측으로 갈수록 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 된 것이 바람직하다.
상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 액츄에이터에 인접하여 그 전방에 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 스핀들을 중심으로 서로 대향되는 2개소에 마련되는 것도 바람직하다.
또한, 상기 디스크 진동 저감 수단의 상기 공기댐퍼 형성부재들은 상기 액츄에이터의 동작 범위를 제외한 상기 디스크의 외주측 전 표면과 대향되도록 상기 액츄에이터와 간섭되는 부위가 개방된 "C"형상을 가지는 것도 바람직하다. 이 경우에, 상기 공기 압축면은 상기 디스크의 원주방향을 따라 상기 공기댐퍼 형성부재들의 일단부로부터 타단부까지 다수개가 연속적으로 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브는, 적어도 두 개의 디스크가 구비된 경우에, 상기한 하부 공기댐퍼 형성부재와 상부 공기댐퍼 형성부재 이외에도 상기 디스크들 사이에 위치하는 중간 공기댐퍼 형성부재를 더 포함하는 디스크 진동 저감 수단을 구비한다.
여기에서, 상기 하부 공기댐퍼 형성부재와 상부 공기댐퍼 형성부재는 각각 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트에 일체로 형성되며, 상기 중간 공기댐퍼 형성부재는 상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 상기 디스크 진동 저감 수단은 공기 댐핑 효과를 이용하여 회전하는 디스크의 진동을 저감시키게 되므로, 하드 디스크 드라이브의 데이터 기록/재생에 대한 신뢰성이 향상된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 디스크 진동 저감 수단이 마련된 부위를 확대하여 도시한 부분 측면도이다.
도 4와 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 소정의 내부 공간을 가진 하우징(110)을 구비하고 있으며, 이 하우징(110) 내에 스핀들 모터(130)와, 자기 디스크(120a, 120b)와, 액츄에이터(140) 및 디스크 진동 저감 수단(150)이 설치된다.
상기 하우징(110)은 컴퓨터의 본체 내에 설치되는 것으로, 상기 스핀들 모터(130)와 액츄에이터(140)를 지지하는 베이스 플레이트(111)와, 상기 베이스 플레이트(111)의 상부에 결합되어 디스크(120a, 120b) 등을 감싸서 보호하는 커버 플레이트(112)로 구성되어 있다. 이러한 하우징(110)은 통상 스테인레스 또는 알루미늄 재질로 제작된다.
그리고, 하우징(110) 내부에는 하나 또는 복수개의 디스크(120a, 120b)가 설치된다. 종래에는 데이터의 저장 용량을 증가시키기 위해 하드 디스크 드라이브에 4개 또는 그 이상의 디스크를 설치하기도 하였으나, 최근에는 디스크의 면기록 밀도가 급격히 증가함으로써 하나 또는 두 개의 디스크만으로도 충분한 용량의 데이터를 저장할 수 있게 되었다. 따라서, 최근에는 하나 또는 두 개의 디스크만을 가진 하드 디스크 드라이브가 주류를 이루고 있다. 이에 따라, 이하에서는 두 개의 디스크(120a, 120b)를 가진 하드 디스크 드라이브를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나, 이하에서 설명되는 본 발명은 두 개의 디스크(120a, 120b)를 가진 경우에 한정되어 적용되는 것이 아니며, 하나의 디스크를 가진 경우와 세 개 이상의 디스크를 가진 경우에도 당연히 적용될 수 있다는 것은 자명할 것이다.
상기 스핀들 모터(130)는 디스크(120a, 120b)를 회전시키기 위한 것으로서, 베이스 플레이트(111) 상에 고정 설치된다. 이 스핀들 모터(130)에 두 개의 디스크(120a, 120b)가 설치되는 경우에는 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(132)가 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이에 끼워지고, 스핀들 모터(130)의 상단부에는 디스크(120a, 120b)의 이탈을 방지하기 위한 클램프(134)가 결합된다.
상기 액츄에이터(140)는 디스크(120a, 120b)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 장치로서, 베이스 플레이트(111) 상에 회동가능하도록 설치된다. 액츄에이터(140)는 회동축(147)에 회동가능하게 결합된 아암(146)과, 이 아암(146)에 설치되어 자기헤드가 탑재된 슬라이더(142)를 디스크(120a, 120b)의 표면쪽으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(144)을 구비한다.
그리고, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브에는 디스크(120a, 120b)의 회전시 디스크 진동(disk fluttering)을 저감시키기 위한 디스크 진동 저감 수단(150)이 구비된다. 상기 디스크 진동 저감 수단(150)은 제1 디스크(120a)의 아랫쪽에 마련되는 하부 공기댐퍼 형성부재(151)와, 제2 디스크(120b)의 윗쪽에 마련되는 상부 공기댐퍼 형성부재(152)를 구비한다. 그리고, 상기 디스크 진동 저감 수단(150)은, 도시된 바와 같이, 두 개의 디스크(120a, 120b)가 설치된 경우에는 이들 사이에 위치되는 중간 공기댐퍼 형성부재(153)를 더 구비할 수 있다.
상기 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)은 액츄에이터(140)에 인접하여 그 전방에 설치된다. 이는, 액츄에이터(140)의 단부에 설치되며 자기헤드가 탑재된 슬라이더(142)와 상기 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)이 가까울수록 이들에 의한 디스크 진동 저감의 효과가 자기헤드에 보다 확실하게 미칠 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)은 디스크(120a, 120b)의 외주측 표면과 서로 대향되도록 설치된다. 또한, 상기 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)은 디스크(120a, 120b)를 사이에 두고 서로 대응되는 위치에 설치된다. 구체적으로, 하부 공기댐퍼 형성부재(151)는 제1 디스크(120a)의 저면과 마주보도록 베이스 플레이트(111)의 상면에 설치되며, 상부 공기댐퍼 형성부재(152)는 제2 디스크(120b)의 상면과 마주보도록 커버 플레이트(112)의 저면에 설치된다. 그리고, 하부 공기댐퍼 형성부재(151)와 상부 공기댐퍼 형성부재(152)는 각각 베이스 플레이트(111)와 커버 플레이트(112)에 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 베이스 플레이트(111)와 커버 플레이트(112)를 제조할 때 하부 공기댐퍼 형성부재(151)와 상부 공기댐퍼 형성부재(152)를 동시에 형성할 수 있기 때문에, 그 제조 공정이 간단하고 제조 비용이 절감될 수 있기 때문이다. 그러나, 하부 공기댐퍼 형성부재(151)와 상부 공기댐퍼 형성부재(152)를 별도의 부재로 제조한 뒤, 이들을 베이스 플레이트(111)와 커버 플레이트(112)에 각각 고정 설치하는 것도 가능하다.
한편, 중간 공기댐퍼 형성부재(153)는 그 일단부가 베이스 플레이트(111)의 모서리 부위에 돌출 설치된 회동핀(113)에 회동가능하도록 결합되고, 그 타단부는 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이에 위치되도록 설치된다. 이와 같이 중간 공기댐퍼 형성부재(153)가 회동가능하도록 된 것은, 중간 공기댐퍼 형성부재(153)는 하부 및 상부 공기댐퍼 형성부재(151, 152)와 달리 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이에 위치하기 때문에, 디스크(120a, 120b)를 스핀들 모터(130)에 결합시킬 때 서로 간섭되는 것을 피하기 위한 것이다.
도 6은 도 4에 도시된 중간 공기댐퍼 형성부재의 동작을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다. 도 6을 참조하면, 제1 디스크(120a)를 스핀들 모터(130)에 조립하기 전에는, 도 6에 일점쇄선으로 표시된 바와 같이, 중간 공기댐퍼 형성부재(153)는 회동핀(113)을 중심으로 회동되어 그 타단부가 베이스 플레이트(111) 밖에 위치한다. 이어서, 제1 디스크(120a)를 스핀들 모터(130)에 조립한 후, 중간 공기댐퍼 형성부재(153)를 화살표 방향으로 회동시켜 그 타단부가 제1 디스크(120a) 위에 위치되도록 한다. 다음에, 제2 디스크(120b)를 스핀들 모터(130)에 조립하게 되면, 두 개의 디스크(120a, 120b)를 중간 공기댐퍼 형성부재(153)에 간섭됨이 없이 스핀들 모터(130)에 조립할 수 있게 된다. 한편, 두 개의 디스크(120a, 120b)를 모두 스핀들 모터(130)에 조립한 후, 중간 공기댐퍼 형성부재(153)를 화살표 방향으로 회동시켜 그 타단부를 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이로 삽입시키는 것도 가능하다.
다시 도 4와 도 5를 함께 참조하면, 상기 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153) 각각의 디스크 대향면에는 적어도 하나의 공기 압축면(151a, 152a, 153a)이 형성된다. 상기 공기 압축면(151a, 152a, 153a)은 디스크(120a, 120b)의 회전방향을 따라 점차 디스크(120a, 120b)와의 간격이 좁아지도록 경사져 있다. 즉, 상기 공기 압축면(151a, 152a, 153a)은 디스크(120a, 120b)의 원주방향으로 경사져서 공기가 유입되는 공기유입단(151b)보다 공기가 배출되는 공기배출단(151c)에서 디스크(120a, 120b)와의 간격이 좁게 되어 있다. 예컨대, 공기유입단(151b)에서의 상기 간격(G1)은 대략 1~1.5mm이고, 공기배출단(151c)에서의 상기 간격(G2)은 대략 0.1~0.6mm이다.
이러한 공기 압축면(151a, 152a, 153a)을 가진 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)은 디스크(120a, 120b)와의 사이에 공기 댐퍼를 형성시켜 디스크 진동을 저감시키는 역할을 하게 된다. 즉, 디스크(120a, 120b)의 회전에 의해 공기유입단(151b)으로 유입된 공기는 경사진 공기 압축면(151a, 152a, 153a)을 따라 유동되면서 접차 압축되고, 이에 따라 디스크(120a, 120b)의 양측면에 압축 공기에 의한 압력이 가해지게 된다. 이와 같이 디스크(120a, 120b) 양측면에 작용되는 압축공기에 의한 압력은 디스크 진동을 저감시키게 된다. 다시 설명하면, 디스크(120a, 120b)와 공기 압축면(151a, 152a, 153a) 사이의 압축된 공기는 디스크 진동을 감쇠시키는 공기 댐핑 효과를 가져오게 된다. 이러한 공기 댐핑 효과로 인해 디스크 진동이 저감되므로, 보다 안정적인 디스크(120a, 120b)의 회전이 가능하게 되고, 이에 따라 자기헤드의 데이터 기록/재생 능력과 그 신뢰성이 향상된다.
그리고, 이러한 공기 압축면(151a, 152a, 153a)은 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153) 각각에 하나씩만 형성될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 복수개가 연속되어 형성된 것이 디스크(120a, 120b)의 보다 넓은 범위에서 상기한 공기 댐퍼를 형성할 수 있으므로 바람직하다.
한편, 위에서 제시된 간격들(G1, G2)의 크기는 디스크(120a, 120b)의 회전 속도와 두 개의 디스크(120a, 120b) 사이의 간격 등을 고려하여 충분한 공기 댐핑 효과를 나타낼 수 있도록 적정하게 정해질 수 있으며, 또한 상기한 범위를 벗어나서 정해질 수도 있다. 특히, 공기배출단(151c)에서의 간격(G2)이 공기 댐핑 효과를 나타내는데 있어서 중요한 변수가 되는데, 이 간격(G2)이 너무 넓으면 충분한 공기 댐핑 효과를 얻을 수 없게 되며, 이 간격(G2)이 너무 좁으면 디스크(120a, 120b)의 진동으로 인해 디스크(120a, 120b)와 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153)이 접촉되어 디스크(120a, 120b)의 표면이 손상될 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 공기댐퍼 형성부재들을 디스크의 반경방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 공기댐퍼 형성부재들(151, 152, 153) 각각의 공기 압축면(151a, 152a, 153a)은 디스크(120a, 120b)의 내주측에서 외주측으로 가면서 점차 디스크(120a, 120b)와의 간격이 좁아지도록 경사져 있다. 즉, 상기 공기 압축면(151a, 152a, 153a)은 디스크(120a, 120b)의 반경방향으로 경사져서 디스크(120a, 120b)의 내측 부위와의 간격(G3)보다 디스크(120a, 120b)의 가장자리와의 간격(G4)이 좁게 되어 있다. 이는, 디스크(120a, 120b)의 회전시 진동이 발생하더라도 데이터가 기록되지 않는 디스크(120a, 120b)의 가장자리가 공기 압축면(151a, 152a, 153a)에 접촉되게 함으로써, 디스크(120a, 120b)의 데이터 기록면은 공기 압축면(151a, 152a, 153a)에 접촉되지 않도록 하기 위한 것이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브의 일부를 도시한 사시도이며, 여기에서 전술한 제1 실시예의 도 4에서와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
먼저 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브에서는, 디스크 진동 저감 수단(250)의 공기댐퍼 형성부재들(251, 252, 253)이 스핀들 모터(130)를 중심으로 서로 대향되는 2 개소에 각각 마련된다. 즉, 공기댐퍼 형성부재들(251, 252, 253)은 액츄에이터(140)의 전방뿐만 아니라, 이로부터 디스크(120a, 120b)의 원주방향으로 180° 떨어진 위치에도 마련된다. 그리고, 그 각각의 공기댐퍼 형성부재들(251, 252, 253)의 구조와 설치 방법 및 그 작용 등은 전술한 제1 실시예에서와 같다. 이와 같이, 디스크 진동 저감 수단(250)이 2 개소에 마련되면, 공기댐퍼 형성부재들(251, 252, 253)에 의해 디스크(120a, 120b)에 가해지는 힘의 균형을 이룰 수 있으므로, 디스크(120a, 120b)의 회전이 보다 안정된다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브에서는, 디스크 진동 저감 수단(350)의 공기댐퍼 형성부재들(351, 352, 353)은 액츄에이터(140)의 동작 범위를 제외한 디스크(120a, 120b)의 외주측 전 표면과 대향되도록 설치된다. 즉, 공기댐퍼 형성부재들(351, 352, 353)은 액츄에이터(140)의아암(146)과 간섭되는 부위가 개방된 "C" 형상으로 되어 있다. 그리고, 그 각각의 공기댐퍼 형성부재들(351, 352, 353)의 구조와 설치 방법 및 그 작용 등은 전술한 제1 실시예에서와 같다. 구체적으로, 공기댐퍼 형성부재들(351, 352, 353)의 디스크 대향면에는 디스크(120a, 120b)의 원주방향을 따라 다수의 공기 압축면(351a, 352a, 353a)들이 연속적으로 형성되어 있다. 또한, 중간 공기댐퍼 형성부재(353)는 적어도 두 부분으로 나뉘어져 있으며, 그 부분들 각각은 베이스 플레이트(111) 상에 돌출된 회동핀(113)에 회동할 수 있도록 결합된다. 이와 같이, 일부가 개방된 "C" 형상의 공기댐퍼 형성부재들(351, 352, 353)에 의하면, 실질적으로 디스크(120a, 120b)의 전 외주에 걸쳐 균일한 힘이 가해지게 되므로, 디스크(120a, 120b)의 진동이 보다 더 저감될수 있을 뿐만 아니라 보다 안정된 디스크(120a, 120b)의 회전을 이룰 수 있게 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 디스크 진동 저감 수단이 구비된 하드 디스크 드라이브에서의 진동 저감 효과를 종래의 하드 디스크 드라이브와 비교하여 설명하기로 한다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브에서의 진동의 변위와 그 변위의 변화 속도 및 가속도를 종래 기술과 비교하여 나타낸 그래프들이다. 여기에 도시된 그래프들은, 하나의 공기 압축면을 가지고, 디스크 반경방향의 폭은 15mm, 디스크 원주방향의 길이는 30mm인 공기댐퍼 형성부재들을 디스크와의 최대 간격(도 5의 G1) 1.2mm, 최소 간격(도 5의 G2) 0.1mm로 설치하여 실험한 결과를 나타낸 것이다.
먼저 도 10a는 주파수별 디스크 진동의 최대 변위를 나타낸 그래프이다. 이를 참조하면, 본 발명에 따라 공기댐퍼 형성부재들을 구비한 하드 디스크 드라이브에서의 디스크 진동의 최대 변위는 이러한 공기댐퍼 형성부재들이 없는 종래 기술의 하드 디스크 드라이브에서의 디스크 진동의 최대 변위보다 대략 50% 정도 낮아진 것을 알 수 있다.
그리고, 도 10b는 주파수별 진동의 변위의 변화 속도를 나타낸 그래프이고, 도 10c는 주파수별 진동의 변위의 변화 가속도를 나타낸 그래프이다. 도 10b와 도 10c를 함께 참조하면, 본 발명에 따라 공기댐퍼 형성부재들을 구비한 하드 디스크 드라이브에서의 변위의 변화 속도와 가속도도 종래 기술의 하드 디스크 드라이브에서의 속도와 가속도에 비해 대략 50% 정도 낮은 값을 가진다는 것을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 진동 저감 수단을 구비한 하드 디스크 드라이브에서는, 종래 기술에 비해 디스크 진동이 매우 저감된다는 것을 알 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면 비교적 낮은 주파수 영역(600 ~ 750㎐)과 비교적 높은 주파수 영역(950㎐ 이상)에서의 디스크 진동 저감 효과가 보다 높은 것을 알 수 있다. 이에 따라, 종래의 하드 디스크 드라이브에서는 주파수별 디스크 진동의 변위, 속도 및 가속도 값의 편차가 매우 컸었으나, 본 발명에 의하면 이러한 값들의 주파수별 편차가 매우 감소하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브에 의하면, 디스크 진동 저감 수단의 공기 댐핑 작용에 의해 디스크의 진동이 저감되므로, 데이터 기록/재생에 대한 신뢰성이 향상된다. 또한, 디스크 진동의 저감에 따라 디스크 진동에 의한 소음도 감소되는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 가진 하우징;
    상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터에 장착되는 데이터 저장용 디스크;
    상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하게 설치되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 자기헤드를 가진 액츄에이터; 및
    상기 디스크의 표면상에 공기 댐퍼를 형성시켜 상기 디스크의 진동을 저감시키는 디스크 진동 저감 수단을 구비하며,
    상기 디스크 진동 저감 수단은;
    상기 디스크의 외주측 저면과 마주보도록 상기 베이스 플레이트의 상면에 마련된 하부 공기댐퍼 형성부재와,
    상기 디스크의 외주측 상면과 마주보도록 상기 커버 플레이트의 저면에 마련된 상부 공기댐퍼 형성부재를 포함하며,
    상기 공기댐퍼 형성부재들의 상기 디스크와 마주보는 면 각각에는 상기 디스크의 회전방향을 따라 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 상기 디스크의 원주방향으로 경사진 적어도 하나의 공기 압축면이 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 공기댐퍼 형성부재는 상기 베이스 플레이트에 일체로 형성되며, 상기 상부 공기댐퍼 형성부재는 상기 커버 플레이트에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 상기 디스크의 반경방향으로 경사져서 상기 디스크의 내주측에서 외주측으로 갈수록 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 적어도 두 개가 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 액츄에이터에 인접하여 그 전방에 마련되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 스핀들을 중심으로 서로 대향되는 2개소에 마련되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단의 상기 공기댐퍼 형성부재들은 상기 액츄에이터의 동작 범위를 제외한 상기 디스크의 외주측 전 표면과 대향되도록 상기 액츄에이터와 간섭되는 부위가 개방된 "C"형상을 가지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 상기 디스크의 원주방향을 따라 상기 공기댐퍼 형성부재들의 일단부로부터 타단부까지 다수개가 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  9. 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 가진 하우징;
    상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터에 장착되는 적어도 두 개의 데이터 저장용 디스크;
    상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하게 설치되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 자기헤드를 가진 액츄에이터; 및
    상기 디스크의 표면상에 공기 댐퍼를 형성시켜 상기 디스크의 진동을 저감시키는 디스크 진동 저감 수단을 구비하며,
    상기 디스크 진동 저감 수단은;
    상기 디스크들 중 가장 아래쪽 디스크의 외주측 저면과 마주보도록 상기 베이스 플레이트의 상면에 마련된 하부 공기댐퍼 형성부재와,
    상기 디스크들 중 가장 위쪽 디스크의 외주측 상면과 마주보도록 상기 커버 플레이트의 저면에 마련된 상부 공기댐퍼 형성부재와,
    상기 디스크들 사이에 위치하는 중간 공기댐퍼 형성부재를 포함하며,
    상기 공기댐퍼 형성부재들의 상기 디스크와 마주보는 면 각각에는 상기 디스크의 회전방향을 따라 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 상기 디스크의 원주방향으로 경사진 적어도 하나의 공기 압축면이 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 하부 공기댐퍼 형성부재와 상부 공기댐퍼 형성부재는 각각 상기 베이스 플레이트와 커버 플레이트에 일체로 형성되며, 상기 중간 공기댐퍼 형성부재는 상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크드라이브.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 상기 디스크의 반경방향으로 경사져서 상기 디스크의 내주측에서 외주측으로 갈수록 상기 디스크와의 간격이 점차 좁아지도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 적어도 두 개가 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 액츄에이터에 인접하여 그 전방에 마련되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단은 상기 스핀들을 중심으로 서로 대향되는 2개소에 마련되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 디스크 진동 저감 수단의 상기 공기댐퍼 형성부재들은 상기 액츄에이터의 동작 범위를 제외한 상기 디스크의 외주측 전 표면과 대향되도록 상기 액츄에이터와 간섭되는 부위가 개방된 "C"형상을 가지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 공기 압축면은 상기 디스크의 원주방향을 따라 상기 공기댐퍼 형성부재들의 일단부로부터 타단부까지 다수개가 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 중간 공기댐퍼 형성부재는 적어도 두 부분으로 나뉘어지고, 그 부분들 각각은 상기 베이스 플레이트 상에 회동가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
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