KR20040041954A - 박형 액추에이터 및 이를 구비하는 박형 마이크로드라이브 장치 - Google Patents

박형 액추에이터 및 이를 구비하는 박형 마이크로드라이브 장치 Download PDF

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Abstract

박형 액추에이터 및 이를 구비하는 마이크로 드라이브 장치가 개시된다. 개시된 액추에이터는, 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 헤드가 단부에 장착된 서스펜션 및, 서스펜션과 일단이 연결되는 유니마운트부와, 유니마운트부의 타단이 연장되어 형성된 팬테일 몰딩부와, 팬테일 몰딩부 상에 고정되어 전류가 흐르고 상기 전류와 인가되는 자력과의 상호작용에 의한 전자기력으로 서스펜션에 회전력을 제공하는 보이스 코일로 이루어진 헤드 짐발 어셈블리를 구비한다. 단일 채널로 형성되면서 공진 특성이 양호한 박형의 액추에이터를 구현할 수 있으며 이를 채용하는 모바일 마이크로 드라이브 장치를 제공할 수 있다.

Description

박형 액추에이터 및 이를 구비하는 박형 마이크로 드라이브 장치{Slim type actuator and Slim type micro drive apparatus comprising the same}
본 발명은 액추에이터 및 이를 구비하는 마이크로 드라이브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모바일용 마이크로 드라이브 장치를 위해 개량된 박형 액추에이터 및 이를 구비하는 박형 마이크로 드라이브 장치에 관한 것이다.
도 1a는 기존의 IBM 마이크로 드라이브 장치에 구비되는 액추에이터의 평면도이며, 도 1b는 동일물의 측면도이다.
도면을 참조하면, 종래의 액추에이터(10)는 크게 복수의 헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b)와 헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b) 사이에 장착되는 코일 어셈블리(13)를 구비한다. 코일 어셈블리(13)의 단부인 팬테일 몰딩부에는 보이스 코일(15)이 몰딩되고, 헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b)의 우측 단부에는 헤드(17)가 장착된다. 헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b)의 개수는 장착되는 디스크의 개수에 따라 달라지며, 보이스 코일(15)은 액추에이터(10)의 하부 베이스 플레이트(미도시)상에 보이스 코일(15)과 대향하도록 마련되는 마그네트(미도시)과 쌍을 이루어 마그네틱트 조립체를 형성한다. 보이스 코일(15)에 흐르는 전류에 의한 전기장과 마그네트의 자기장과의 상호작용에 의한 전자기력에 의해 액추에이터(10)는 회전하여 헤드(17)를 디스크의 원하는 트랙으로 이동시킬 수 있다.
도 2는 종래의 액추에이터의 구성 부품을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 제1 및 제2헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b)의 사이에 보이스 코일(15)이 몰딩된 코일 어셈블리(13)를 삽입하고, 제1헤드 짐발 어셈블리(11a)에 형성된 호울(16a)을 관통하여 코일 어셈블리(13)의 호울(16b)과 제2헤드 짐발 어셈블리(11b)의 호울(16c)까지 피봇 베어링(12)을 끼워넣고 리테이너 너트(14)로 피봇 베어링(12)을 결합시켜 액추에이터를 완성한다. 여기서, 피봇 베어링(12)은 액추에이터 회전시 회전중심의 역할을 한다.
도 1b 및 도 2를 살펴보면, 종래의 액추에이터(10)는 제1헤드 짐발 어셈블리(11a)와 제2헤드 짐발 어셈블리(11b) 사이에 별도로 설치되는 코일 어셈블리의 부품으로 인해 액추에이터(10) 전체의 부피가 커지고 이에 따라 디스크 드라이브 전체의 두께도 증가하는 단점을 가진다.
현재 모바일 마이크로 드라이브 장치의 주류는 두께 3.3mm의 CFⅠ(compact flash Ⅰ)형식으로서 점증적으로 응용범위가 확대되어 가고 있다. 이에 대해 종래의 IBM 마이크로 드라이브 장치는 고용량 및 저장용량 당 단가, 향후 경쟁력 측면에서 우위를 점하나 상술한 액추에이터의 구조로 인해 박형화가 어려워 두께 5.0mm의 CF Ⅱ(compact flash Ⅱ)형식을 채용하고 있다. 기존의 CF Ⅱ 형식의 액추에이터의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 두 채널의 헤드 짐발 어셈블리(11a, 11b)의 사이에 코일 어셈블리(13)를 위치시켜 구조진동특성 중 공진을 극대화시킨다. 하지만, 이러한 배치는 한 개의 채널을 사용하는 박형화 모델인 CFⅠ형식에는 적합하지 않다. 특히 팬테일 몰딩부가 조립되는 위치가 서스펜션의 유니 마운트부의 두께 때문에 필요한 공간을 충분히 확보할 수 없다. 따라서, 기존의 IBM 디스크 드라이브장치는 모바일 디스크 드라이브에 필요한 초박형 경량화의 한계로 인해 수요가 일부에 한정되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 기존의 플래시 메모리의 표준규격인 CF Ⅰ 형식과 호환이 가능하도록 액추에이터를 박형화하고 이를 채용하는 박형 마이크로 드라이브 장치를 제공하는 것이다.
도 1a는 종래의 IBM 디스크 드라이브의 액추에이터의 평면도,
도 1b는 도 1a에 도시된 액추에이터의 측단면도,
도 2는 도 1a에 도시된 액추에이터의 분해 사시도,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터의 평면도,
도 3b는 도 3a에 도시된 액추에이터의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 드라이브 장치의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 드라이브 장치를 보인 측단면도,
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 상부취부형 액추에이터의 공진특성을 보이는 시뮬레이션도,
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 중심취부형 액추에이터의 공진특성을 보이는 시뮬레이션도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
30 ; 액추에이터 31 ; 유니마운트부
33 ; 팬테일 몰딩부 35 ; 보이스 코일
37 ; 헤드 39 ; 서스펜션
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
디스크에 정보를 기록하고 재생하는 헤드가 단부에 장착된 서스펜션; 및
상기 서스펜션과 일단이 연결되는 유니마운트부와, 상기 유니마운트부의 타단이 연장되어 형성된 팬테일 몰딩부와, 상기 팬테일 몰딩부 상에 고정되어 전류가 흐르고 상기 전류와 인가되는 자력과의 상호작용에 의한 전자기력으로 상기 서스펜션에 회전력을 제공하는 보이스 코일로 이루어진 헤드 짐발 어셈블리;를 구비하는 것을 특징으로 하는 액추에이터를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한,
베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트 상에 안착되는 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
상기 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 헤드가 단부에 장착된 서스펜션 및, 상기 서스펜션과 일단이 연결되는 유니마운트부와, 상기 유니마운트부의 타단이 연장되어 형성된 팬테일 몰딩부와, 상기 팬테일 몰딩부 상에 고정되어 전류가 흐르고 상기 전류와 인가되는 자력과의 상호작용에 의한 전자기력으로 상기 서스펜션에 회전력을 제공하는 보이스 코일로 이루어진 헤드 짐발 어셈블리를 구비하는 액추에이터; 및
상기 베이스 플레이트 상에 상기 펜테일 몰딩부에 대향하도록 설치되어 상기 보이스 코일에 상기 자력을 인가하는 마그네트 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 드라이브 장치를 제공한다.
여기서, 상기 유니마운트부는 상기 서스펜션의 회전시 회전축이 되는 피봇 베어링이 장착되는 호울이 형성된다.
상기 헤드 짐발 어셈블리는 1mm 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 액추에이터는 기존의 팬테일 몰딩부를 별도로 헤드 짐발 어셈블리 사이에 설치하는 방법 대신 헤드 짐발 어셈블리의 유니마운트부를 연장하여 형성함으로써 불필요하게 점유하던 공간을 없애고 박형화를 달성할 수 있으며, 이를 채용한 마이크로 드라이브 장치를 제공하여 초박형 모바일 마이크로 드라이브 장치를 구현할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터 및 이를 채용한 마이크로 드라이브 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터의 평면도이며, 도 3b는 동일물의 A-A' 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(30)는 단일 채널로 이루어진다. 헤드 짐발 어셈블리(31)의 유니마운트부가 연장된 단부는 팬테일 몰딩부(33)로 형성되고 그 상부에 보이스 코일(35)이 장착된다. 헤드 짐발 어셈블리(31)의 타단부가 연장된 부분은 헤드(37)가 장착되는 서스펜션(39)이다. 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(30)는 특히 도 3b에 도시된 바와 같이, 팬테일 몰딩부(33)를 헤드 짐발 어셈블리(31)와 일체로 형성함으로써 박형화를 간단히달성한 것을 볼 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터를 장착한 마이크로 드라이브 장치의 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 드라이브 장치(40)는 정보를 저장하는 디스크(50)와, 디스크(50)가 안착되는 체결영역(52)과, 안착된 디스크(50)를 회전시키는 스핀들 모터(spindle motor,54)와, 디스크(50)에 정보를 기록하고 디스크(50)의 정보를 재생할 수 있는 헤드(37)를 가지는 액추에이터(30)와, 액추에이터(30)를 구동시키는 보이스 코일(35) 및 마그네트 조립체(36)가 쌍을 이룬 보이스 코일 모터를 포함한다.
액추에이터(30)에는 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board)(미도시)에서 송신된 전기적 신호가 가요성 인쇄회로(FPC; Flexible Printed Circuit)(미도시)를 통과하여 전달된다.
디스크(50)는 전원오프(off)시 헤드(37)가 안착될 수 있도록 스핀들 모터(54)와 체결되는 디스크(50)의 내부영역에 레이저로 미세가공되는 파킹존(Parking zone)과 파킹존의 외부에 자기신호가 기록되는 데이터존(datazone)을 가진다. 데이터존에는 기록될 정보의 위치를 알려주는 서보신호가 디스크(50)의 원형형상을 따라 수만개의 트랙에 미리 기록되어 있다.
액추에이터(30)는, 액추에이터(30)를 구동가능하게 하는 보이스 코일 모터를 가지고, 액추에이터(30)의 회전중심역할을 하는 피봇베어링(38)과, 디스크(50)에 정보를 기록하는 라이트 헤드(write head)와 디스크(50)의 정보를 재생하는 리드 헤드(read head)를 가지는 헤드(37)를 포함한다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터는 헤드 짐발 어셈블리(31)의 유니마운트부를 연장시켜 팬테일 몰딩부를 형성하고 팬테일 몰딩부에 보이스 코일(35)을 접착시킴으로써 초박형 액추에이터를 제공한다.
인쇄회로기판은 전기적 신호를 가요성 인쇄회로에 송신하며 가용성 인쇄회로는 수신된 전기신호를 액추에이터(30)에 전달한다. 액추에이터(30)에 전송된 전기신호는 보이스 코일(35)에 전달되며, 보이스 코일(35)에 흐르는 전류와 마그네트 조립체(36)의 자력과의 상호작용에 의한 전자기력에 의해 액추에이터(30)는 피봇베어링(38)을 중심으로 회전하여 파킹존에서 데이터존으로 이동한다. 여기서, 참조부호 56은 액추에이터를 록킹시키는 래치이다.
도 5는 CF Ⅱ 형식으로 설계한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브 장치의 측단면도이다.
디스크 드라이브 장치의 전체 두께는 3.3mm로 제조되고 안착되는 디스크의 두께는 0.38mm, 스핀들 모터의 높이는 2.77mm, 인쇄회로기판(PCB)의 두께는 0.4mm, 커버의 두께는 0.2mm가 되도록 설계하고 피봇 베어링의 높이는 2.5mm가 되게 설치한다.
본 발명의 실시예에 따른 액추에이터는 보이스 코일이 헤드 짐발 어셈블리의 상부에 위치하는 상부취부형으로서, 보이스 코일이 헤드 짐발 어셈블리의 중간에 위치하는 종래의 액추에이터와 같은 중심 취부형과 비교하여 공진특성이 문제가 될 수 있다.
도 6a는 보이스 코일이 액추에이터의 상부에 위치하는 본 발명의 실시예에 따른 상부취부형 액추에이터에서의 VCM(Voice Coil Motor)의 공진특성을 시뮬레이션한 경우를 나타내고 있으며, 도 6b는 보이스 코일이 액추에이터의 중심부에 위치하는 중심취부형 액추에이터의 VCM 공진특성을 시뮬레이션한 경우를 나타내고 있다.
도 6a의 경우 액추에이터의 공진특성은 3245Hz를 나타내고 도 6b의 경우 액추에이터의 공진특성은 3259Hz를 나타내고 있어 공진특성의 차이가 거의 없는 것을 알 수 있어 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터의 공진특성이 종래의 액추에이터와 유사한 성능을 가지는 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액추에이터는 보이스 코일 모터를 몰딩하는 팬테일 몰딩부를 헤드 짐발 어셈블리의 유니마운트부를 연장하여 형성함으로써 액추에이터의 박형화를 달성하여 이를 장착하는 디스크 드라이브 장치의 전체적인 초박형 경량화를 실현할 수 있는 장점을 가진다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.
예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 본 발명의 액추에이터를 CF Ⅰ 및 Ⅱ 형식의 디스크 드라이브 장치에 모두 응용할 수 있을 것이며 다른 형식의 새롭게 제시되는 디스크 드라이브 장치에도 적용시킬 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액추에이터 및 이를 장착한 디스크 드라이브 장치의 장점은, 초박형 모바일 디스크 드라이브 장치를 구현할 수 있다는 것이다.

Claims (6)

  1. 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 헤드가 단부에 장착된 서스펜션; 및
    상기 서스펜션과 일단이 연결되는 유니마운트부와, 상기 유니마운트부의 타단이 연장되어 형성된 팬테일 몰딩부와, 상기 팬테일 몰딩부 상에 고정되어 전류가 흐르고 상기 전류와 인가되는 자력과의 상호작용에 의한 전자기력으로 상기 서스펜션에 회전력을 제공하는 보이스 코일로 이루어진 헤드 짐발 어셈블리;를 구비하는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유니마운트부는 상기 서스펜션의 회전시 회전축이 되는 피봇 베어링이 장착되는 호울이 형성된 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 짐발 어셈블리는 1mm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  4. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 상에 안착되는 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    상기 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 헤드가 단부에 장착된 서스펜션 및, 상기 서스펜션과 일단이 연결되는 유니마운트부와, 상기 유니마운트부의 타단이 연장되어 형성된 팬테일 몰딩부와, 상기 팬테일 몰딩부 상에 고정되어 전류가 흐르고 상기 전류와 인가되는 자력과의 상호작용에 의한 전자기력으로 상기 서스펜션에 회전력을 제공하는 보이스 코일로 이루어진 헤드 짐발 어셈블리를 구비하는 액추에이터; 및
    상기 베이스 플레이트 상에 상기 펜테일 몰딩부에 대향하도록 설치되어 상기 보이스 코일에 상기 자력을 인가하는 마그네트 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 드라이브 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유니마운트부는 상기 서스펜션의 회전시 회전축이 되는 피봇 베어링이 장착되는 호울이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 드라이브 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 헤드 짐발 어셈블리는 1mm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 드라이브 장치.
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