KR20050077830A - 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치 - Google Patents

하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치 Download PDF

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KR20050077830A
KR20050077830A KR1020040005306A KR20040005306A KR20050077830A KR 20050077830 A KR20050077830 A KR 20050077830A KR 1020040005306 A KR1020040005306 A KR 1020040005306A KR 20040005306 A KR20040005306 A KR 20040005306A KR 20050077830 A KR20050077830 A KR 20050077830A
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Abstract

하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 데이터 저장용 디스크를 고정시키기 위한 디스크 클램핑 장치가 개시된다. 개시된 디스크 클램핑 장치는, 스핀들 모터의 허브의 외주면에 형성된 걸림턱과, 그 중심부에는 허브의 상단부가 끼워질 수 있도록 중공부가 형성되고 그 내주부에는 걸림턱에 걸리게 되는 후크가 형성되며 그 외주부에는 디스크의 상면에 접촉되어 디스크를 수직 방향으로 가압하는 가압부가 형성된 클램프를 구비한다. 상기 클램프를 허브에 결합할 때, 클램프가 변형되면서 후크가 걸림턱에 걸리게 되고, 클램프의 변형에 의해 발생되는 탄성력에 의해 가압부가 디스크를 수직 방향으로 가압하게 된다. 그리고, 상기 클램프는 후크의 둘레에 형성되어 허브를 덮는 캡을 더 구비할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 스크류를 사용하지 않고서도 클램프의 탄성력을 이용하여 디스크를 스핀들 모터에 견고하고 안정되게 고정시킬 수 있다.

Description

하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치{Apparatus for clamping disk of hard disk drive}
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터 저장용 디스크를 스핀들 모터에 고정시키는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 정보 저장 장치들 중의 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 읽기/쓰기 헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다. 이러한 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 헤드는 회전하는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 액츄에이터에 의해 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행하게 된다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브의 베이스 부재(11)에는 데이터 저장을 위한 기록매체인 디스크(20)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(30)와, 데이터의 재생 및 기록을 위한 읽기/쓰기 헤드를 디스크(20) 상의 원하는 위치로 이동시키는 액츄에이터(40)가 설치된다.
상기 스핀들 모터(30)는 베이스 부재(11)에 설치된다. 상기 스핀들 모터(30)에는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 디스크(20)가 장착될 수도 있으며, 하나 또는 세 개 이상의 디스크가 장착될 수도 있다. 상기 스핀들 모터(30)에 복수의 디스크(20)가 장착되는 경우에는, 이 디스크들(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(50)가 디스크들(20) 사이에 끼워진다. 그리고, 스핀들 모터(30)의 상단부에는 디스크(20)를 스핀들 모터(30)에 견고하게 고정시키기 위한 클램프(60)가 스크류(70)에 의해 체결된다.
상기 액츄에이터(40)는, 베이스 부재(11)에 설치된 피봇 베어링(41)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(42)과, 스윙 아암(42)의 일측 단부에 설치되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더를 디스크(20)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션(43)과, 스윙 아암(42)을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor, 45)를 가진다. 상기 보이스 코일 모터(45)는 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일에 입력되는 전류와 마그네트에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 스윙 아암(42)을 회전시키게 된다. 즉, 디스크 드라이브의 전원이 온(on) 되어 디스크(20)가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터(45)는 스윙 아암(42)을 반시계 방향으로 회전시켜 상기 헤드를 디스크(20)의 기록면 위로 이동시킨다. 반대로, 디스크 드라이브의 전원이 오프(off) 되어 디스크(20)의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터(45)는 스윙 아암(42)을 시계방향으로 회전시켜 상기 헤드가 디스크(20)의 기록면을 벗어나도록 한다. 이 때, 디스크(20)의 기록면을 벗어난 헤드는 디스크(20)의 바깥쪽에 마련된 램프(46)에 파킹된다.
그리고, 상기 베이스 부재(11)의 상부에는 커버 부재(12)가 다수의 스크류(19)를 사용하여 결합된다. 이와 같이 서로 결합된 베이스 부재(11)와 커버 부재(12)는 디스크(20), 스핀들 모터(30) 및 액츄에이터(40) 등을 둘러싸서 보호하는 역할을 하게 된다.
이하에서는 도 2와 도 3을 참조하며, 상기 스핀들 모터(30)와 디스크(20) 및 클램프(60)의 결합 구조를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 하드 디스크 드라이브의 클램프 부위를 확대 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 종래의 클램프가 스핀들 모터에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2와 도 3을 함께 참조하면, 스핀들 모터(30)의 샤프트(32)는 일반적으로 고정 설치되며, 이 샤프트(32)의 외주에는 허브(34)가 회전 가능하도록 설치되고, 허브(34)의 외주에는 상기 디스크(20)가 끼워진다. 전술한 바와 같이, 스핀들 모터(30)에 복수의 디스크(20)가 장착되는 경우에는, 디스크(20) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(50)가 허브(34)의 외주에 끼워진다. 그리고, 허브(34)의 상단부에 상기 클램프(60)가 보통 4개 또는 6개의 스크류(70)에 의해 체결된다. 상기 클램프(60)의 중심부에는 중공부(62)가 형성되어 있고, 그 바깥쪽에는 동심원상에 다수의 스크류 삽입홀(64)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 클램프(60)의 바깥쪽 가장자리 부위에는 디스크(20)의 상면을 수직 방향으로 가압하는 가압부(68)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성을 가진 하드 디스크 드라이브에 있어서, 데이터의 기록 및 재생은 고속 회전하는 디스크(20) 상에 매우 작은 간격을 유지한 채 부상되어 있는 읽기/쓰기 헤드에 의해 이루어진다. 따라서, 디스크(20) 자체의 평활도 불량 또는 클램프(60) 체결 과정에서 발생되는 디스크(20)의 평활도 불량은 헤드가 디스크(20)에 데이터를 기록하거나 디스크(20)로부터 데이터를 재생할 때 에러 신호를 발생시키는 주요한 요인이 된다. 특히, 클램프(60) 체결 과정에서 발생되는 디스크(20)의 평활도 불량은 주로 다수의 스크류(70)에 의해 디스크(20)에 가해지는 응력의 불균일한 분포에 기인한다.
즉, 상기 클램프(60)를 스핀들 모터(30)에 체결하였을 때, 디스크(20)에는 클램프(60)의 가압부(68)를 통해 다수의 스크류(70)에 의한 가압력이 가해지게 된다. 이 때, 아무리 정밀한 토크로 다수의 스크류(70)를 체결한다 하더라도 다수의 스크류(70) 각각에 가해지는 토크는 정확하게 동일할 수 없으므로, 디스크(20)에 가해지는 가압력은 디스크(20)의 원주방향으로 불균일하게 된다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 디스크(20)가 휘어지는 현상이 발생하게 되어 디스크(20)의 평활도가 저해되는 문제점이 발생한다.
한편, 충분하지 못한 토크로 스크류(70)가 체결됨으로써 디스크(20)에 인가된 가압력이 약하게 되면, 하드 디스크 드라이브에 외부 충격이 가해졌을 때, 디스크(20)가 슬립(slip)되는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 디스크(20) 슬립 현상이 발생되면, 데이터가 트랙의 중심선을 벗어나 기록됨으로써, 헤드가 원래 기억하고 있던 위치를 찾아가지 못하거나 정상적인 읽고 쓰는 기능을 할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다.
그리고, 종래에는 다수의 스크류(70)를 사용하여 클램프(60)를 스핀들 모터(30)의 허브(34)에 고정시키게 되므로, 다수의 스크류(70)를 체결하는데 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 또한, 전동 드라이브를 사용하여 다수의 스크류(70)를 스핀들 모터(30)의 허브(34)에 체결하게 되는데, 이 때 금속 사이의 마찰이 발생함으로써 미세한 금속 파티클이 발생하게 된다. 이러한 금속 파티클은 디스크(20)의 표면에 스크래치를 발생시키거나 헤드를 손상시켜 읽기/쓰기 성능을 저하시키게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 일 예로서 일본 공개특허공보 2003-6970호에는 스크류를 사용하지 않고 디스크를 스핀들 모터에 고정시킬 수 있는 클램프가 개시되어 있다. 그런데, 여기에 개시된 클램프는 탄성력에 의해 그 내주부가 스핀들 모터의 허브에 접촉됨으로써 디스크의 클램핑 상태가 유지되고 있을 뿐 구조적인 이탈 방지 수단을 가지고 있지 않다. 따라서, 진동이나 외부의 충격으로 인해 클램프의 내주부가 원래의 위치로부터 상승할 수 있으며, 이 경우에는 디스크에 가해지는 가압력이 약화될 수 있다. 그리고, 지속적인 진동이나 강한 외부 충격에 의해 클램프가 허브로부터 이탈될 수도 있는 단점이 있다. 또한, 클램프의 형상이 복잡하여 그 제조가 쉽지 않은 단점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 스크류를 사용하지 않고서도 디스크를 스핀들 모터에 견고하고 안정되게 고정시킬 수 있는 구조를 가진 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,
하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 데이터 저장용 디스크를 고정시키기 위한 디스크 클램핑 장치에 있어서,
상기 스핀들 모터의 허브의 외주면에 형성된 걸림턱; 및
그 중심부에는 상기 허브의 상단부가 끼워질 수 있도록 중공부가 형성되고, 그 내주부에는 상기 걸림턱에 걸리게 되는 후크가 형성되며, 그 외주부에는 상기 디스크의 상면에 접촉되어 상기 디스크를 수직 방향으로 가압하는 가압부가 형성된 클램프;를 구비하며,
상기 클램프를 상기 허브에 결합할 때, 상기 클램프가 변형되면서 상기 후크가 상기 걸림턱에 걸리게 되고, 상기 클램프의 변형에 의해 발생되는 탄성력에 의해 상기 가압부가 상기 디스크를 수직 방향으로 가압하도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 제공한다.
여기에서, 상기 클램프는 상기 후크의 둘레에 형성되어 상기 허브를 덮는 캡을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 캡은 위쪽으로 가면서 그 직경이 점차 커지도록 된 것이 바람직하다. 또한, 상기 캡의 중심부에는 상기 스핀들 모터의 샤프트를 상기 하드 디스크 드라브의 커버 부재에 고정시키기 위한 스크류가 삽입되는 스크류 삽입홀이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 클램프의 내주부에는 방사상으로 소정 길이 연장된 복수의 슬롯이 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다.
상기 클램프는 외주부에서 내주부쪽으로 가면서 위쪽으로 볼록한 형상을 가지며, 상기 클램프의 변형시에 상기 후크의 상단과 상기 가압부의 디스크 접촉면 사이의 수직 높이가 축소되도록 된 것이 바람직하다.
상기 허브의 상단 모서리 부위에는 챔퍼가 형성된 것이 바람직하다.
상기 걸림턱은 상기 허브의 상단부에 상기 허브의 외주를 따라 링 형상으로 형성된 것이 바람직하며, 상기 후크와 가압부는 각각 상기 클램프의 내주와 외주를 따라 링 형상으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 클램프는 소정의 탄성을 가진 금속 물질, 예컨대 스테인레스 강으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 스크류를 사용하지 않고서도 클램프의 탄성력을 이용하여 디스크를 스핀들 모터에 견고하고 안정되게 고정시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 도시한 분리 사시도이며, 도 6a는 도 5에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합되기 전 상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 6b는 도 5에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
먼저 도 5와 도 6a를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브에는 데이터 저장매체인 적어도 하나의 디스크(120)와, 이 디스크(120)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(130)가 구비된다. 상기 스핀들 모터(130)의 샤프트(132)는 일반적으로 고정 설치되며, 이 샤프트(132)의 외주에는 허브(134)가 회전 가능하도록 설치되고, 허브(134)의 외주에 상기 디스크(120)가 끼워진다. 그리고, 상기 스핀들 모터(130)에 복수의 디스크(120)가 장착되는 경우에는, 이 디스크들(120) 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서(150)가 상기 허브(134)의 외주에 끼워진다.
그리고, 상기 스핀들 모터(130)의 상단부에는 디스크(120)를 스핀들 모터(130)에 견고하게 고정시키기 위한 클램핑 장치가 마련된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 클램핑 장치는, 상기 스핀들 모터(130)의 허브(134)의 외주면에 형성된 걸림턱(136)과, 상기 허브(134)에 결합되어 상기 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 클램프(160)를 구비한다.
상기 걸림턱(136)은 상기 허브(134)의 상단부에 상기 허브(136)의 외주를 따라 링 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 허브(134)의 상단 모서리 부위에는 챔퍼(chamfer, 138)가 형성된 것이 바람직하다. 상기 챔퍼(138)는, 후술하는 바와 같이, 허브(134)에 상기 클램프(160)가 보다 용이하게 끼워질 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
상기 클램프(160)의 중심부에는 상기 허브(134)의 상단부가 끼워질 수 있도록 중공부(162)가 형성되고, 그 내주부에는 상기 허브(134)의 걸림턱(136)에 걸리게 되는 후크(164)가 형성되며, 그 외주부에는 디스크(120)의 상면에 접촉되어 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 가압부(166)가 형성된다.
상기 후크(1164)는 상기 클램프(160)의 내주를 따라 링 형상으로 형성되고, 상기 걸림턱(136)의 외경보다 약간 작은 내경을 가진다. 따라서, 상기 클램프(160)가 허브(134)에 결합되었을 때, 상기 후크(136)는 허브(134)의 외주면에 형성된 상기 걸림턱(136)에 걸리게 된다. 이 때, 상기 후크(164)는 그 상단 전체가 상기 걸림턱(136)에 접촉되어, 전체적으로 균일한 힘을 받게 된다.
상기 가압부(166)는 상기 클램프(160)의 외주를 따라 링 형상으로 형성된다. 상기 가압부(166)는 상기 클램프(160)가 허브(134)에 결합되었을 때 그 저면이 디스크(120)의 상면에 접촉되어 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 역할을 하게 된다. 이 때, 상기 가압부(166)는 그 저면 전체가 디스크(120)의 상면에 접촉하게 되므로, 상기 디스크(120)에 그 원주방향으로 보다 균일한 가압력을 인가할 수 있게 된다.
상기한 구성을 가진 클램프(160)는 그 변형에 의한 탄성력을 발생시키기 위해 소정의 탄성을 가진 금속 물질, 예컨대 스테인레스 강으로 제조될 수 있다.
그리고, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(160)는 외주부에서 내주부쪽으로 가면서 위쪽으로 볼록한 형상을 가진다. 따라서, 상기 후크(164)의 상단과 상기 가압부(166)의 저면, 즉 디스크(120)에 접촉되는 면 사이에는 제1 수직 높이(H1)가 형성된다. 제1 수직 높이(H1)는, 후술하는 바와 같이, 상기 클램프(160)를 허브(134)에 결합할 때, 상기 클램프(160)가 변형되면서, 도 6b에 도시된 바와 같이 제2 수직 높이(H2)로 축소된다. 이와 같은 클램프(160)의 변형에 의해 탄성력이 발생하게 되고, 이 탄성력에 의해 상기 가압부(166)가 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하게 되는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 클램프(160)를 허브(134)의 상단에 위치시킨다. 그러면, 클램프(160)의 후크(164) 저면이 걸림턱(136)의 상단 모서리 부위, 즉 챔퍼(138)에 접촉된다. 이 때, 상기 후크(164)의 상단과 상기 가압부(166)의 저면 사이에는 제1의 수직 높이(H1)가 유지된다. 그리고, 이러한 상태에서 상기 가압부(166)의 저면은 디스크(120)의 상면과 소정 간격을 유지하게 된다. 한편, 이 때, 상기 가압부(166)의 저면이 디스크(120)의 상면에 접촉될 수도 있으나, 가압부(166)가 디스크(120)를 가압하지는 않는다.
이와 같은 상태에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 클램프(160)를 아래쪽으로 누르게 되면 상기 클램프(160)가 탄성 변형되면서 상기 후크(164)는 상기 걸림턱(136)에 걸리게 되고, 상기 가압부(166)는 디스크(120)의 상면에 가압 밀착된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 상기 허브(134)의 상단 모서리 부위에 챔퍼(138)가 형성되어 있으므로, 상기 클램프(160)는 허브(134)에 보다 용이하게 끼워질 수 있게 된다. 그리고, 상기 후크(164)의 상단과 상기 가압부(166)의 저면 사이의 제1의 수직 높이(H1)가 제2의 수직 높이(H1)로 축소되면서, 탄성력이 발생하게 되고, 이 탄성력은 가압부(166)를 통해 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 가압력으로 작용하게 된다. 이 때, 상기 가압부(166)가 디스크(120)의 상면에 그 원주방향 전체에 걸쳐 밀착되어 있으므로, 디스크(120)에 가해지는 가압력도 디스크(120)의 원주방향 전체에 걸쳐 보다 균일하게 분포된다. 따라서, 가압력의 불균일한 분포로 인한 디스크(120)의 굴곡 현상이 최소화되어 디스크(120)의 평활도가 향상된다.
그리고, 본 발명에 의하면, 탄성 변형되는 클램프(160)를 사용하여 디스크(120)를 스핀들 모터(130)에 견고하게 고정시키게 된다. 따라서, 스크류를 사용하지 않으므로, 스크류 체결시에 발생하는 금속 파티클로 인한 디스크(120)와 헤드의 손상을 방지할 수 있으며, 스크류 체결 시간이 필요하지 않게 되어 디스크(120)의 클램핑 작업 시간이 단축된다.
또한, 본 발명에 의하면, 클램프(160)의 후크(164)가 허브(134) 외주면에 형성된 걸림턱(136)에 구조적으로 걸리게 된다. 따라서, 디스크(120)에 충분히 큰 가압력이 인가될 수 있으며, 이에 따라 디스크(120)의 슬립 현상이 방지된다. 또한, 지속적인 진동이나 강한 외부 충격에 의해서도 클램프(160)가 스핀들 모터(130)의 허브(134)로부터 이탈되지 않으므로, 디스크(120)에 인가된 가압력이 안정되게 유지된다.
도 7은 도 5에 도시된 클램프의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 클램프(160)의 내주부에는 방사상으로 소정 길이 연장된 복수의 슬롯(168)이 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 클램프(160)의 내주부에 형성된 후크(164)는 상기 슬롯(168)에 의해 복수로 분할된다. 이와 같이, 후크(164)가 슬롯(168)에 의해 분할되면 보다 쉽게 탄성 변형될 수 있으므로, 클램프(160)를 허브(134)에 보다 쉽게 끼울 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 도시한 분리 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 8과 도 9를 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 클램핑 장치는, 스핀들 모터(130)의 허브(134)의 외주면에 형성된 걸림턱(136)과, 상기 허브(134)에 결합되어 상기 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 클램프(260)를 구비한다. 그리고, 상기 클램프(260)는, 상기 허브(134)의 상단부가 끼워질 수 있도록 그 중심부에 형성된 중공부(262)와, 그 내주부에 형성되어 상기 허브(134)의 걸림턱(136)에 걸리게 되는 후크(264)와, 그 외주부에 형성되어 디스크(120)의 상면에 접촉되어 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 가압부(266)를 구비한다. 또한, 상기 허브(134)의 상단 모서리 부위에는 챔퍼(138)가 형성될 수 있다. 이러한 구성요소들의 구체적 구성과 작용은 전술한 제1 실시예에서와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 클램프(260)는 후크(264)의 둘레에 형성되어 상기 허버(134)의 상단부를 덮는 캡(267)을 더 구비한다. 상기 캡(267)은 위쪽으로 가면서 그 직경이 점차 커지도록 된 것이 바람직하다. 이러한 캡(267)은 클램프(260)를 허브(134)에 결합하는 작업을 보다 쉽게 한다. 상세하게 설명하면, 상기 캡(267)을 아래쪽으로 누르면 그 하단부가 벌어지게 되고, 이에 따라 하단부에 위치한 후크(264)의 내경이 넓어지게 되므로 클램프(160)가 허브(134)에 쉽게 끼워지게 된다. 다음으로, 상기 캡(267)을 느르던 힘을 제거하면, 그 하단부가 좁혀지면서 상기 후크(264)가 허브(134) 외주면에 형성된 걸림턱(136)에 걸리게 되는 것이다. 이 때, 상기 후크(264)의 상단과 상기 가압부(266)의 저면 사이의 제1의 수직 높이(H1)가 제2의 수직 높이(H1)로 축소되면서, 탄성력이 발생하게 되고, 이 탄성력은 가압부(266)를 통해 디스크(120)를 수직 방향으로 가압하는 가압력으로 작용하게 된다.
한편, 외부 충격에 의해 하드 디스크 드라이브의 커버 부재(도 1의 12)가 변형되어 상기 허브(134)의 상단부와 샤프트(132) 등에 접촉되는 경우에는, 스핀들 모터(130)에 직접적으로 충격이 가해져 스핀들 모터(130)가 손상될 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 클램프(260)에 허브(134)의 상단부를 덮는 캡(267)이 형성됨으로써, 커버 부재가 허브(134)와 샤프트(132)에 접촉되는 것을 막을 수 있으므로 스핀들 모터(130)의 손상이 방지될 수 있다. 또한, 상기 캡(267)은 파티클 등이 스핀들 모터(130)에 침입하여 스핀들 모터(130)를 오염시키는 것을 막을 수 있는 장점도 가진다.
도 10은 도 8에 도시된 디스크 클램프의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 10을 참조하면, 상기 클램프(260)의 내주부에는 방사상으로 소정 길이 연장된 복수의 슬롯(268)이 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다. 상기 슬롯(268)은 가압부(266) 뿐만 아니라 상기 캡(267)의 상단부를 향해서도 소정 길이 연장된다. 따라서, 클램프(260)의 내주부에 형성된 후크(264)는 상기 슬롯(268)에 의해 복수로 분할된다. 이와 같이, 후크(264)가 슬롯(268)에 의해 분할되면 보다 쉽게 탄성 변형될 수 있으므로, 클램프(260)를 허브(234)에 보다 쉽게 끼울 수 있는 장점이 있다.
한편, 스핀들 모터(130)에 유체 동압 베어링이 사용된 경우에는 스핀들 모터(130)의 샤프트(132)를 고정시킬 필요가 없으나, 일반적인 볼 베어링이 사용된 경우에는 샤프트(132)의 흔들림을 방지하기 위하여 샤프트(132)를 고정시키게 된다. 후자의 경우, 상기 샤프트(132)는 스크류(미도시)에 의해 하드 디스크 드라브의 커버 부재(도 1의 12)에 고정시키게 된다. 이를 위해, 상기 캡(267)의 중심부에는 상기 스크류가 삽입될 수 있도록 스크류 삽입홀(269)이 형성될 수 있다.
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 디스크 클램핑 장치에 의하면, 스크류를 사용하지 않고서도 디스크를 스핀들 모터에 견고하게 고정시킬 수 있게 된다. 따라서, 스크류 체결시에 발생하는 금속 파티클로 인한 디스크와 헤드의 손상을 방지할 수 있으며, 스크류 체결 시간이 필요하지 않으므로 디스크 클램핑 작업 시간이 단축된다.
그리고, 본 발명에 의하면, 클램프의 탄성력이 클램프의 외주부에 형성된 가압부를 통해 디스크에 가해지는 가압력으로 작용하게 된다. 이 때, 이 가압력은 디스크의 원주방향 전체에 걸쳐 보다 균일하게 분포될 수 있으므로, 디스크의 굴곡 현상이 최소화되어 평활도가 향상된다.
또한, 본 발명에 의하면, 클램프의 내주부에 형성된 후크가 스핀들 모터의 허브 외주면에 형성된 걸림턱에 구조적으로 걸리게 된다. 따라서, 디스크에 충분히 큰 가압력이 인가될 수 있어서 디스크의 슬립 현상이 방지되며, 또한 지속적인 진동이나 강한 외부 충격에 의해서도 클램프가 스핀들 모터의 허브로부터 이탈되지 않으므로 디스크에 인가된 가압력이 안정되게 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 클램프에 허브의 상단부를 덮는 캡이 형성됨으로써, 클램프를 허브에 결합하는 것이 보다 쉬워지게 된다. 그리고, 상기 캡은 스핀들 모터에 파티클이 칩입하는 것을 막을 뿐만 아니라 외부 충격에 의해 커버 부재가 허브와 샤프트에 접촉되는 것을 막아서 스핀들 모터가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 하드 디스크 드라이브의 클램프 부위를 확대 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 종래의 클램프가 스핀들 모터에 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 종래의 클램프에 의해 디스크가 휘어진 상태를 보여준다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 도시한 분리 사시도이다.
도 6a는 도 5에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합되기 전 상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 6b는 도 5에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 클램프의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치를 도시한 분리 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 클램프가 스핀들 모터의 허브에 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 디스크 클램프의 변형예를 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
120...디스크 130...스핀들 모터
132...샤프트 134...허브
136...걸림턱 138...챔퍼
150...스페이서 160,260...클램프
162,262...중공부 164,264...후크
166,266...가압부 168,268...슬롯
267...캡 269...스크류 삽입홀

Claims (11)

  1. 하드 디스크 드라이브의 스핀들 모터에 데이터 저장용 디스크를 고정시키기 위한 디스크 클램핑 장치에 있어서,
    상기 스핀들 모터의 허브의 외주면에 형성된 걸림턱; 및
    그 중심부에는 상기 허브의 상단부가 끼워질 수 있도록 중공부가 형성되고, 그 내주부에는 상기 걸림턱에 걸리게 되는 후크가 형성되며, 그 외주부에는 상기 디스크의 상면에 접촉되어 상기 디스크를 수직 방향으로 가압하는 가압부가 형성된 클램프;를 구비하며,
    상기 클램프를 상기 허브에 결합할 때, 상기 클램프가 변형되면서 상기 후크가 상기 걸림턱에 걸리게 되고, 상기 클램프의 변형에 의해 발생되는 탄성력에 의해 상기 가압부가 상기 디스크를 수직 방향으로 가압하도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프는 상기 후크의 둘레에 형성되어 상기 허브를 덮는 캡을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 캡은 위쪽으로 가면서 그 직경이 점차 커지도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 캡의 중심부에는 상기 스핀들 모터의 샤프트를 상기 하드 디스크 드라브의 커버 부재에 고정시키기 위한 스크류가 삽입되는 스크류 삽입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 클램프의 내주부에는 방사상으로 소정 길이 연장된 복수의 슬롯이 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 클램프는 외주부에서 내주부쪽으로 가면서 위쪽으로 볼록한 형상을 가지며, 상기 클램프의 변형시에 상기 후크의 상단과 상기 가압부의 디스크 접촉면 사이의 수직 높이가 축소되도록 된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 허브의 상단 모서리 부위에는 챔퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 걸림턱은 상기 허브의 상단부에 상기 허브의 외주를 따라 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 후크와 가압부는 각각 상기 클램프의 내주와 외주를 따라 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  10. 제 1항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 클램프는 소정의 탄성을 가진 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 클램프는 스테인레스 강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 디스크 클램핑 장치.
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