KR20040083306A - 댐핑 구조를 갖는 디스크 드라이브 시스템 - Google Patents

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Abstract

디스크 드라이브에 큰 충격이 인가되는 경우에도 충분히 완충 기능을 발휘하여 디스크 드라이브 내에 있는 매체와 드라이브 자체를 보호할 수 있는 디스크 디스크 시스템. 본 발명의 디스크 드라이브 시스템은 섀시; 상기 섀시 내부에서 제1 수평방향 및 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평방향으로 변위할 수 있게 설치되는 디스크 어셈블리; 및 상기 디스크 어셈블리의 상하 방향의 진동을 감쇠시키기 위한 수직 감쇠 수단;을 구비한다.

Description

댐핑 구조를 갖는 디스크 드라이브 시스템{Disk Drive System Equipped with Damping Structure}
본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내외부로부터의 충격으로 인한 디스크 손상을 방지하기 위한 디스크 드라이브 방진 장치와, 이와 같은 방진 장치를 채용하는 디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브나 CD-ROM 드라이브와 같은 디스크형 기록매체 저장장치에 있어서는, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 헤드가 일시적으로 데이터를 기록 또는 독출하지 못하게 될 수 있을 뿐만 아니라 헤드 또는 여타 메커니즘이 손상될 수 있음은 물론 매체 자체가 손상되어 저장된 데이터의 복원이 영구히 불가능해질 수 있다. 이와 같은 문제점은 노트북 컴퓨터나 군사용 장비와 같은 휴대형 단말기에서 특히 심각하게 대두된다. 한편, 디스크 드라이브의 동작에 영향을 미치는 진동은 외부로부터 인가될 수 있을 뿐만 아니라 내부에서 발생될 수도 있는데, 이러한 내부 진동 발생 요인의 예로는 회전하는 디스크로 인해 헤드/암 어셈블리에 의해 직면하는 공기압, 디스크 드라이브의 구조적 공진, 엑추에이터 어셈블리의 움직임, 디스크 팩 어셈블리의 불안정, 피봇 베어링 마찰과 같은 모델링되지 않는 원동력 및 비선형성 등을 들 수 있다.
디스크 드라이브의 진동을 감쇠시켜 디스크나 드라이브 자체의 손상을 방지하기 위하여 다양한 완충 구조가 제시된 바 있다. 예컨대 공개특허 2002-0027579호(발명의 명칭: 액츄에이터 완충기)에는 헤드 디스크 조립체에 완충기를 설치하는 내용이 기재되어 있고 공개특허 2001-0075723호(발명의 명칭: 디스크 드라이브 충격방지 서스펜션 쿠션)에는 서스펜션에 쿠션을 설치함으로써 헤드의 작동을 완충하는 내용이 기재되어 있다. 그렇지만, 이와 같은 내용은 디스크 드라이브 내부에서 헤드나 저장매체에 미치는 손상을 방지하는데 초점이 맞추어진 것으로서 디스크 드라이브 자체에 큰 충격이 인가되는 경우에는 제대로 완충 기능을 발휘하기를 기대하기가 어려울 수 있다. 따라서, 휴대형 단말기를 휴대하여 이동하거나 특히 이동중에 사용하는 경우에는 아직까지 큰 주의를 요하며 이는 사용자에게 상당한 심적부담으로 작용할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스크 드라이브에 큰 충격이 인가되는 경우에도 충분히 완충 기능을 발휘하여 디스크 드라이브 내에 있는 매체와 드라이브 자체를 보호할 수 있는 디스크 디스크 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브 시스템의 사시도.
도 2는 도 1의 디스크 드라이브 시스템의 부분 분해 사시도.
도 3a는 도 2에 도시된 디스크 드라이브 어셈블리를 측상방에서 보았을 때의 사시도.
도 3b는 도 2에 도시된 디스크 드라이브 어셈블리를 측하방에서 보았을 때의 사시도.
도 4는 도 3b에 도시된 와이어 로우프 스프링의 평면도.
도 5는 도 3b의 도시된 디스크 드라이브 어셈블리의 분해 사시도.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 디스크 드라이브 시스템은 섀시; 상기 섀시 내부에서 제1 수평방향 및 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평방향으로 변위할 수 있게 설치되는 디스크 어셈블리; 및 상기 디스크 어셈블리의 상하 방향의 진동을 감쇠시키기 위한 수직 감쇠 수단;을 구비한다.
바람직한 실시예에 있어서,
바람직한 실시예에 있어서,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 드라이브 시스템을 보여준다. 도 1의 디스크 드라이브 시스템은 하드디스크를 기록매체로 사용하는 하드디스크 드라이브(HDD) 시스템으로서, 하드디스크를 포함하는 HDD 어셈블리(도 1에는 미도시됨)가 섀시(2) 내에 격납된 형태로 되어 있다. 섀시(2)는 하부 하우징(10) 및 상부부 하우징(50)을 구비하며, 하부 하우징(10) 및 상부 하우징(50) 측면에는 표면적을 증가시켜 원활한 방열이 이루어질 수 있도록 하기 위해 다수의 홈이 마련되어 있다. 아울러, 본 실시예에 있어서는, 섀시(2)의 일측에 휴대 편의성을 높이기 위해 휴대용 핸들(12)이 설치된다. 이와 같은 HDD 시스템은 배면에 구비된 커넥터(도 1에는 미도시됨)를 통해 USB 케이블을 경유하여 PC나 여타의 데이터 단말기에 접속되어 데이터 보관 기능을 제공하게 된다. 그렇지만, 본 발명의 HDD 시스템의 응용분야가 이에 한정되는 것은 아니며, 노트북 PC나 디지털 비디오 리코더(DVR) 또는 여타의 휴대형 단말기에 내장형 또는 외장형 기록장치로 채용될 수 있다.
도 2는 도 1의 HDD 시스템의 부분 분해 사시도이다. 섀시(2) 내측에는 HDD 어셈블리(30)가 설치되는데, 이 HDD 어셈블리(30)는 외측의 트레이(32)와, 상기 트레이(32) 내측에서 전후 및 좌우 방향으로 변위할 수 있는 슬레드(34)와, 상기 슬레드(34) 상에 스크류(38)를 사용하여 체결되는 하드디스크(36)를 구비한다. 여기서, 슬레드(34) 및 하드디스크(36) 사이를 전기적으로 절연하기 위해, 슬레드(34)와 하드디스크(36) 사이에 절연층(35)이 삽입될 수 있다. 한편, 하드디스크(36)에 있어 슬레드(34)와 결합되는 면의 반대면에는 방열을 촉진하기 위해 히트 블랭킷(39)이 접착될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 슬레드(34) 및 하드디스크(36)와 여타 부품들이 설치된 상태에서 트레이(32)의 네 모서리에는 고무 부싱(40)이 부착되고, 트레이(32)는 고무 부싱(40)을 매개로 하여 하부 하우징(10) 내측에 설치되고, 그 다음 상부 하우징(50)이 얹어진 후 스크류(52)를 사용하여 체결하게 된다. 상부하우징(50)의 상부면에는 제품 코드 및 제조업체 등을 인쇄한 ID 플레이트(54)가 부착될 수 있다. 한편, 핸들(12)은 HDD 어셈블리(30)를 설치하기 전 또는 상부 하우징(50)을 체결한 후에 하부 하우징(10)에 체결된다. 핸들(12)을 설치함에 있어서는, 먼저, 와셔(14)를 삽입한 후 스크류(16)를 사용하여 록킹 레버(18)를 하부 하우징(10) 양 측면에 설치하고, 록킹 레버(18) 상부에 와셔(20)를 매개로 하여 스크류(22)를 사용하여 핸들(12)을 체결하게 된다. 다른 한편으로, 하부 하우징(10)의 배면에는 HDD 시스템을 활용하는 데이터 터미널에 접속하기 위한 외부 커넥터(24)가 스크류(26)를 사용하여 체결된다.
도 3a 및 도 3b는 HDD 어셈블리(30)를 보여주는 것으로서, 여기서 도 3a는 HDD 어셈블리(30)를 측상방에서 보았을 때의 형태를 보여주며 도 3b는 HDD 어셈블리(30)를 측하방에서 보았을 때의 형태를 보여준다.
아래에서 구체적으로 설명하는 바와 같이, 슬레드(34)는 트레이(32) 내부에서 전후 및 좌우 방향으로 슬라이딩에 의해 이동할 수 있도록 되어 있다. 그런데, 이러한 슬라이딩 변위를 완충시키기 위하여, 슬레드(34)는 네 방향에서 스프링(42, 44, 46, 48)에 의해 트레이(32)에 결합되어 있다. 바람직한 실시예에 따른 스프링(42, 44, 46, 48)의 구체적인 형태가 도 4에 도시되어 있다. 각각의 스프링(42, 44, 46, 48)은 다수의 금속 선재가 꼬여져 있는 와이어 로우프로 제작되고 그 양단이 결합되어 링 형태를 이루는 와이어 로우프 스프링이다. 여기서, 와이어 로우프의 양단은 접착제나 용접 등에 의해 견고하게 결합될 수 있지만, 이와 함께 또는 이 대신에 후술하는 클램프에 의해 견고하게 물려지도록 할 수도 있다. 이와 같이 스프링들(42, 44, 46, 48)을 금속 선재가 꼬여져 있는 와이어 로우프 형태로 제작하는 경우, 스프링들은 단순히 슬레드(34)를 진동시키는 것이 아니라 슬레드(34)의 진동 에너지를 효과적으로 흡수하여 진동을 감쇠시킬 수 있다.
다시 도 3b를 참조하면, 스프링(42, 44)은 슬레드(34)의 좌우 방향 진동을 흡수하며, 스프링(46, 48)은 슬레드(34)의 전후 방향 진동을 흡수한다. 스프링(42)의 어느 한 지점은 클램프(42a)에 의해 슬레드(34)에 결합되며, 그 반대측 지점은 클램프(42b)에 의해 트레이(32)에 결합된다. 마찬가지로, 스프링(44)의 어느 한 지점은 클램프(44a)에 의해 슬레드(34)에 결합되며, 그 반대측 지점은 클램프(44b)에 의해 트레이(32)에 결합된다. 스프링(46)의 어느 한 지점은 클램프(46a)에 의해 슬레드(34)에 결합되며, 그 반대측 지점은 클램프(46b)에 의해 트레이(32)에 결합된다. 스프링(48)의 어느 한 지점은 클램프(48a)에 의해 슬레드(34)에 결합되며, 그 반대측 지점은 클램프(48b)에 의해 트레이(32)에 결합된다.
도 5는 도 3b의 HDD 어셈블리(30)의 분해 사시도이다. 위에서 설명한 바와 같이 도 3b는 HDD 어셈블리(30)를 측하방에서 보았을 때의 형태를 보여주며, 도 5 역시 HDD 어셈블리(30)를 측하방에서 본 것이다. 그렇지만, 여기서는 설명의 편의상 "위"와 "아래"의 표기를 도면을 중심으로 하기로 한다. 한편, 대칭적으로 배치되어 있는 부재들에 대해서는 도면에서 잘 보이는 어느 하나만을 중심으로 설명하기로 한다.
본 실시예에 있어서, 슬레드(34)는 수평 슬라이드(60), 수직 슬라이드(70),고무 스페이서(62), 스프링 스페이서(66a, 66b) 및 다수의 롤러 가이드(72, 76, 82, 86)를 포함한다. 수평 슬라이드(60)는 장방형의 판재로 되어 있다. 1쌍의 고무 스페이서(62)는 스크류(64)를 사용하여 수평 슬라이드(60)에 설치된다. 1쌍의 스프링 스페이서(66a, 66b)는 클램프(46a, 48a)를 설치하기 위한 공간을 확보하기 위한 것으로서, 스크류(68)를 사용하여 수평 슬라이드(60) 상에 설치된다. 여기서, 스프링 스페이서(66a, 66b)의 높이에 따라 스프링(46, 48)의 상하방향 설치위치가 결정된다.
수직 슬라이드(70)는 전후방향으로 배치되어 있는 1쌍의 지지부재(70a, 70b)와, 상기 1쌍의 지지부재(70a, 70b)의 전단부와 후단부를 각각 연결시키는 1쌍의 연결부재(70c, 70d)를 포함한다. 연결부재(70a, 70b)의 하단에는 롤러 가이드(72)가 스크류(74)에 의해 체결되며, 이에 대향하여 트레이(32)의 전면과 후면 내주면에도 롤러 가이드(82)가 스크류(84)에 의해 체결되어 설치된다. 롤러 가이드(72, 82) 사이에는 롤러 봉(미도시됨)이 삽입되고 롤러 가이드(72, 82)는 서로 반대방향으로 슬라이딩할 수 있으며, 이에 따라 수직 슬라이드(70)는 트레이(32) 내에서 좌우로 움직일 수 있다.
한편, 수직 슬라이드(70)의 지지부재(70a) 하단에는 롤러 가이드(76)가 스크류(78)에 의해 체결되어 설치되며, 이에 대향하여 고무 스페이서(62) 상에도 롤러 가이드(86)가 설치된다. 여기서, 고무 스페이서(62)는 롤러 가이드(76, 86)의 높이를 일치시켜 서로 대향할 수 있도록 하는 역할을 한다. 롤러 가이드(76, 86) 사이에는 롤러 봉(미도시됨)이 삽입되고 롤러 가이드(76, 86)는 서로 반대방향으로슬라이딩할 수 있으며, 이에 따라 수직 슬라이드(70)는 수평 슬라이드(60)를 기준으로 전후 방향으로 움직일 수 있다.
스프링(42)을 설치하기 위한 클램프(42a)는 수직 슬라이드(70)의 우측 지지부재(70a) 상부면에 체결되며, 다른 하나의 클램프(42b)는 트레이(32)의 우측 상부에 체결된다. 스프링(44)을 설치하기 위한 클램프(44a)는 수직 슬라이드(70)의 좌측 지지부재(70b) 상부면에 체결되며, 다른 하나의 클램프(44b)는 트레이(32)의 좌측 상부에 체결된다. 스프링(46)을 설치하기 위한 클램프(46a)는 스프링 스페이서(66a)의 상부면에 체결되며, 다른 하나의 클램프(46b)는 트레이(32)의 뒷측 상부에 체결된다. 스프링(48)을 설치하기 위한 클램프(48a)는 스프링 스페이서(66b)의 상부면에 체결되며, 다른 하나의 클램프(48b)는 트레이(32)의 앞측 상부에 체결된다.
이와 같은 HDD 어셈블리(30)는 다음과 같이 동작한다.
먼저, HDD 어셈블리(30)가 섀시(10) 내부에 설치되어 있는 상태에서 이동중 또는 사용중에 HDD 어셈블리(30)에 뒷쪽으로 충격이 인가되는 경우를 살펴본다. 이때, 수직 슬라이드(70)는 전후방의 롤러 가이드(72)가 트레이(32)의 전면과 후면 내주면에 있는 롤러 가이드(82)에 의해 지지되며, 이에 따라 수직 슬라이드(70)는 트레이(32)를 기준으로 전후 방향에서 정지된 상태를 유지한다. 그렇지만, 하드디스크(36) 및 이에 결합된 수평 슬라이드(60)의 관성으로 인해 하드디스크(36), 수평 슬라이드(60), 스프링 스페이서(66a) 및 롤러 가이드(76) 조립체는 롤러 가이드(86)의 가이드 하에 트레이(32)를 기준으로 후방으로 슬라이딩하게 된다.슬라이딩 변위는 스프링들(42, 44, 46, 48)의 탄성에 의해 그 범위가 제약되는데, 특히 이처럼 전후 방향 충격이 인가되는 경우에는 두 스프링(42, 44)이 하드디스크(36) 및 수평 슬라이드(60)의 운동에 보다 큰 영향을 미친다. 스프링(42, 44)은 하드디스크(36) 및 수평 슬라이드(60) 조립체의 변위를 진동으로 변환하도록 하는데, 이 과정에서 스프링들(42, 44, 46, 48) 특히 스프링(42, 44)은 변형 과정에서 진동 에너지를 흡수하여 하드디스크(36) 및 수평 슬라이드(60) 조립체가 감쇠진동하도록 하게 된다. HDD 어셈블리(30)에 앞쪽으로 충격이 인가되는 경우에도 위와 유사한 방식으로 충격이 흡수된다.
다음에는, HDD 어셈블리(30)가 섀시(10) 내부에 설치되어 있는 상태에서 이동중 또는 사용중에 HDD 어셈블리(30)에 측면에서, 예컨대 우측으로 충격이 인가되는 경우를 살펴본다. 이때, 수직 슬라이드(70) 하단에 있는 롤러 가이드(76)와 수평 슬라이드(60)상에 설치된 롤러 가이드(86)는 서로 지지하게 되며, 하드디스크(36), 수평 슬라이드(60) 및 수직 슬라이드(70)는 일체로서 움직이게 된다. 이에 따라, 하드디스크(36) 등의 관성으로 인해 하드디스크(36) 등은 롤러 가이드(82)의 가이드 하에 트레이(32)를 기준으로 우측으로 슬라이딩하게 된다. 슬라이딩 변위는 스프링들(42, 44, 46, 48)의 탄성에 의해 그 범위가 제약되는데, 특히 이처럼 좌우 방향 충격이 인가되는 경우에는 두 스프링(46, 48)이 하드디스크(36) 등의 운동에 보다 큰 영향을 미친다. 스프링(46, 48)은 하드디스크(36) 및 수평 슬라이드(60) 조립체의 변위를 진동으로 변환하도록 하는데, 이 과정에서 스프링들(42, 44, 46, 48) 특히 스프링(46, 48)은 변형 과정에서 진동 에너지를 흡수하여 하드디스크(36) 및 수평 슬라이드(60) 조립체가 감쇠진동하도록 하게 된다. HDD 어셈블리(30)에 좌측으로 충격이 인가되는 경우에도 위와 유사한 방식으로 충격이 흡수된다.
다른 한편으로, HDD 어셈블리(30)에 수직 방향으로 충격이 인가되는 경우에는, 트레이(32)의 네 모서리에 부착되는 부싱(40)이 충격을 완충하여 HDD 어셈블리(30)가 섀시(10)를 기준으로 감쇠 진동을 하게 한다.
스프링들(42, 44, 46, 48)은 동일한 크기(Dimension)와 강도를 가지도록 제작될 수도 있지만, 좌우 방향으로 설치되는 스프링들(42, 44) 및 전후 방향으로 설치되는 스프링들(46, 48)이 서로 다른 크기 또는 강도를 가지도록 제작될 수도 있다. 일반적으로 탄성 구조체의 고유진동 주파수(Natural Frequency)는 구조체의 무게와 아울러 스프링 강도에 의존한다. 여기서, 스프링들(42, 44) 및 스프링들(46, 48) 사이에 강도를 서로 다르게 함으로써 좌우 및 전후 방향 진동에 대한 고유진동 주파수를 다르게 하는 경우 각 방향으로 최적화된 방진 특성을 확보할 수 있다. 즉, 충격에 취약한 방향으로는 변위량(Static Deflection)이 크도록 하고 충격에 상대적으로 덜 취약한 방향으로는 변위량이 작도록 설계할 수 있다. 여기서, 스프링의 강도는 와이어의 두께 내지 무게와, 감는 내경을 조절함으로써 변경할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 이상의 설명에서는 HDD를 중심으로 하여 설명하였지만,본 발명은 이에 한정되지 않고 CD-ROM 드라이브나 여타의 디스크 드라이브에도 적용이 가능하다. 한편, 이상의 설명에서는 수직 슬라이드 및 수평 슬라이드의 슬라이딩 변위를 위한 메커니즘으로 한 쌍의 롤러 가이드가 서로 대향하면서 롤러 봉을 매개로 결합되어 있는 구조를 사용하는 것을 중심으로 설명하였지만, 여타의 구조를 채용할 수도 있음은 물론이다. 예컨대, 반대방향으로 슬라이딩하는 두 부재 중 어느 하나에 돌출부를 형성하고 다른 하나에 홈을 형성하여 레일 구조에 의해 슬라이딩하도록 할 수 있다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 디스크 드라이브 시스템에 따르면 디스크 드라이브에 큰 충격이 인가되는 경우에도 충분히 완충 기능을 발휘하여 디스크 드라이브 내에 있는 매체와 드라이브 자체를 보호할 수 있다는 효과가 있다. 특히, 좌우, 전후 및 상하 방향에 대해 별도의 완충 구조를 채용함으로써 어느 방향에서 충격이 인가되더라도 완전한 완충이 가능하다.

Claims (1)

  1. 섀시;
    상기 섀시 내부에서 제1 수평방향 및 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평방향으로 변위할 수 있게 설치되는 디스크 어셈블리; 및
    상기 디스크 어셈블리의 상하 방향의 진동을 감쇠시키기 위한 수직 감쇠 수단;
    을 구비하는 디스크 드라이브 시스템.
KR1020030017917A 2003-03-21 2003-03-21 댐핑 구조를 갖는 디스크 드라이브 시스템 KR20040083306A (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013176488A1 (ko) * 2012-05-22 2013-11-28 (주) 유엠비테크 키보드 일체형 컴퓨터 본체
KR20180003326U (ko) 2017-05-19 2018-11-28 주식회사 가자십 다웰바 어셈블리

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