KR20060081298A - 하드디스크 드라이브의 액츄에이터, 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 구성 부품 수가 감소되고, 조립이 용이한 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 액츄에이터는 와 적층되는 복수 개의 아암(arm)부재와, 상기 복수 개의 아암부재의 선단부에 하나씩 고정 결합된 아암부재와 동수(同數)인 HGA(Head Gimbal Assembly)와, 상기 복수 개의 아암부재를 체결하는 체결구를 구비한 액츄에이터에 있어서,

상기 아암부재는 상기 체결구에 체결되는 코어(core)부와, 상기 코어부의 말단에서 연장되며 상기 HGA와 결합된 블레이드(blade)부를 구비하고,

인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재의 블레이드부 사이 간격이 데이터 기록매체인 디스크의 폭보다 크게 이격되도록, 상기 코어부의 두께가 블레이드부의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터, 및 이의 제조방법{Actuator of hard disk drive, and method for manufacturing the same}

도 1은 종래의 액츄에이터의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드디스크 드라이브를 도시한 평면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 ...하드디스크 드라이브 101 ...베이스 플레이트

105 ...커버 플레이트 110 ..스핀들 모터

115 ...디스크 120 ...액츄에이터

121, 131 ...아암부재 126, 136 ...HGA

128, 138 ...헤드슬라이더 140 ...아암 보디

145 ...피봇 베어링 150 ...보이스코일부재

본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤드슬라이더를 지지하고 디스크에 데이터를 기록하거나 디스크에 기록된 데이터를 판독하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터, 및 상기 액츄에이터의 제조방법에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브(HDD, hard disk drive)는 컴퓨터 등에 사용되는 보조기억장치의 일 예로서, 헤드슬라이더에 의해 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 새로운 데이터를 기록하는 장치이다. 하드디스크 드라이브의 작동중 상기 헤드슬라이더는 상기 디스크에서 일정 간격만큼 부양된 플로팅(floating) 상태를 유지하고, 상기 헤드슬라이더에 탑재된 자기헤드가 상기 디스크에 저장된 데이터를 읽어들여 재생(read)하거나, 상기 디스크에 새로운 데이터를 써서 기록(write)하는 기능을 수행한다. 상기 헤드슬라이더를 선단부에 부착하여 지지하고, 디스크 상의 소정 위치로 이동시켜주는 기구를 액츄에이터(actuator)라 한다.

도 1은 종래의 액츄에이터의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 액츄에이터(10)는 프레스 가공에 의해 형성된 제1 및 제2 아암(arm)부재(11, 21)와, 상기 한 쌍의 아암부재(11, 21) 사이에 개재되는 보이스코일(Voice Coil)부재(33)와, 상기 제1 및 제2 아암부재(11, 21)와 보이스코일부재(33)를 관통하여 꿰는 아암 보디(arm body, 30)와, 상기 아암 보디(30)의 말단부에 와셔(36)를 개재하고 체결되어 상기 한 쌍의 아암부재(11, 21)와 보이스코일부재(33)를 고정 결합하는 너트(38)를 구비한다. 상기 제1 및 제2 아암부재(11, 21)의 선단부에는 서스펜션(suspension, 13, 23)이 각각 스웨이징(swaging) 가공에 의해 결합된다. 상기 서스펜션들(13, 23)에는 각각 헤드슬라이더(15, 25)가 부착된다.

한편, 상기 제1 아암부재(11)와 보이스코일부재(33) 사이, 및 제2 아암부재(21)와 보이스코일부재(33) 사이에는, 상기 한 쌍의 아암부재(11, 21) 사이에 적절한 간격을 마련하기 위하여 스페이서(17, 27)가 각각 개재된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 액츄에이터(10)는 한 쌍의 아암부재(11, 21) 사이의 간격을 마련하기 위하여 스페이서(17, 27)를 필요로 하므로, 구성 부품의 수가 많아 생산 비용이 상승하는 문제점이 있다. 또한, 상기 스페이서들(17, 27)을 순서에 맞춰 아암 보디(30)에 꿰어야 하므로 조립 시간이 길어지며 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래에 비해 구성 부품의 수가 적은 액츄에이터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 종래에 비해 조립이 용이한 액츄에이터 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 적층되는 복수 개의 아암(arm)부재와, 상기 복수 개의 아암부재의 선단부에 하나씩 고정 결합된 아암부재와 동수(同數)인 HGA(Head Gimbal Assembly)와, 상기 복수 개의 아암부재를 체결하는 체결구를 구비한 액츄에이터에 있어서,

상기 아암부재는 상기 체결구에 체결되는 코어(core)부와, 상기 코어부의 말단에서 연장되며 상기 HGA와 결합된 블레이드(blade)부를 구비하고,

인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재의 블레이드부 사이 간격이 데이터 기록매체인 디스크의 폭보다 크게 이격되도록, 상기 코어부의 두께가 블레이드부의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 액츄에이터를 제공한다.

바람직하게는, 상기 체결구는 상기 복수 개의 아암부재를 관통하여 꿰는 아암 보디(arm body)와, 상기 아암부재들을 관통한 아암 보디의 말단부에 체결되는 너트(nut)를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상기 액츄에이터는 인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재 사이에 개재된 보이스코일(Voice Coil)부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은, 복수 개의 아암부재의 선단부에 HGA(Head Gimbal Assembly)를 하나씩 고정 결합하는 단계와, 상기 아암부재들을 적층하는 단계와, 상기 적층된 아암부재들을 체결구로 체결하는 단계를 포함하는 액츄에이터 제조방법에 있어서,

상기 아암부재는 상기 체결구에 체결되는 코어(core)부와, 상기 코어부의 말단에서 연장되며 상기 HGA와 결합된 블레이드(blade)부를 구비하고,

인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재의 블레이드부 사이 간격이 데이터 기록매체인 디스크의 폭보다 크게 이격되도록, 상기 코어부의 두께가 블레이드부의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 체결구로 복수 개의 아암부재를 체결하는 단계는,

상기 복수 개의 아암부재를 아암 보디로 관통하여 꿰는 단계와, 상기 아암부재들을 관통한 아암 보디의 말단부를 너트(nut)로 체결하는 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 액츄에이터 제조방법은, 상기 아암부재들을 적층하는 단계에서 한 쌍의 아암부재 사이에 보이스코일(Voice Coil)부재를 개재할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터, 및 액츄에이터 제조방법을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 하드디스크 드라이브(100)는 베이스 플레이트(101) 및 이에 결합된 커버 플레이트(105, 도 4 참조)로 이루어진 하우징 내에 스핀들 모터(110), 디스크(115), 액츄에이터(120)와, 보이스코일모터(VCM; voice coil motor, 170)를 구비한다.

상기 스핀들 모터(110)는 디스크(115)를 회전시키기 위한 것으로, 베이스 플레이트(101)에 고정 설치된다. 상기 디스크(115)는 상기 스핀들 모터(110)의 회전자(미도시)에 결합되어 상기 회전자의 회전과 함께 회전한다.

상기 액츄에이터(120)는, 디스크(1150의 양 측면에 대면하는 한 쌍의 헤드슬라이더(128, 138, 도 3 및 도 4 참조)를 구비하고, 이를 디스크(115) 상의 소정 위치로 이동시켜 디스크(115) 상에 데이터를 기록하거나, 디스크(115)에 기록된 데이 터를 재생하는 것으로, 그 구체적 구성에 대해서는 후술한다.

베이스 플레이트(101)에 고정 설치된 보이스코일모터(170)는 상기 액츄에이터(120)에 회전 동력을 제공한다. 상기 보이스코일모터(170)는 액츄에이터(120)의 코일(152)의 상측 및 하측에 배치되는 마그네트(172)를 구비한다. 상기 보이스코일모터(170)는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, 상기 코일(153)에 입력되는 전류와 상기 마그네트(172)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 액츄에이터(120)을 회전시킨다.

베이스 플레이트(101)의 일측 코너 부분에는 액츄에이터(120)에 연결된 FPC(Flexible Printed Circuit, 177)를 베이스 플레이트(101) 아래에 배치된 주회로기판(미도시)에 접속시키기 위한 FPC 브라켓(175)이 마련된다. 한편, 상기 일측 코너 부분의 대각선 방향의 타측 코너 부분에는 하드디스크 드라이브(100) 내부에서 유동하는 공기에 함유된 파티클 등의 이물질을 필터링하기 위한 순환 필터(173)가 마련된다.

하드디스크 드라이브(100)에 전원이 인가되면 디스크(115)가 고속으로 회전하고, 액츄에이터(120)에 구비된 헤드슬라이더(128, 138)는 디스크(115)의 회전에 의해 유도된 공기의 흐름에 기인한 양력과 디스크(115)의 표면을 향하는 서스펜션(127, 137, 도 3 및 도 4 참조)의 탄성 가압력과의 힘의 평형에 의해, 디스크(115)의 표면으로부터 소정 높이 부상하여 플로팅(floating) 상태를 유지한다. 이 상태에서 상기 액츄에이터(120)가 헤드슬라이더(128, 138)를 디스크(115) 상의 소정 위치로 이동시켜 상기 디스크(115)에 데이터를 기록하거나, 디스크(115)로부터 데이 터를 읽어들여 재생한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 액츄에이터(120)는 평행하게 배열된 제1 및 제2 아암(arm)부재(121, 131)와, 상기 한 쌍의 아암부재(121, 131) 사이에 개재되는 보이스코일(Voice Coil)부재(150)와, 상기 한 쌍의 아암부재(121, 131) 선단부에 스웨이징(swaging)에 의해 고정 부착되는 한 쌍의 HGA(Head Gimbal Assembly, 126, 136)를 구비한다. 또한, 상기 한 쌍의 아암부재(121, 131)와 보이스코일부재(150)를 체결하는 체결구로서, 아암 보디(140)와 너트(157)를 구비한다.

상기 아암부재들(121, 131)은 스테인레스스틸을 프레스 가공하여 형성할 수 있으며, 상기 아암 보디(140)에 관통되는 관통공(123, 133)이 형성된 코어부(122, 132)와, 상기 코어부(122, 132)에서 수평 연장되는 블레이드(blade)부(124, 134)를 구비한다. 상기 코어부(122, 132)는 그 두께가 블레이드부(124, 134)의 두께보다 두껍게 형성된다. 위에 적층되는 제1 아암부재(121)의 코어부(122)는 블레이드부(124)에 대해 아래로 단차지게 돌출되고, 아래에 놓여지는 제2 아암부재(131)의 코어부(132)는 블레이드부(134)에 대해 위로 단차지게 돌출되어, 한 쌍의 블레이드부(124, 134) 사이의 간격은 디스크(115)의 폭보다 크게 이격된다.

상기 보이스코일부재(150)는 상기 아암 보디(140)에 관통되는 관통공(153)이 형성되고, 상기 보이스코일모터(170)의 마그네트(172)와 상호 작용하는 코일(152)이 권선된다.

상기 HGA(126, 136)는 상기 블레이드부(124, 134)의 선단부에 결합되는 서스펜션(127, 137)과, 상기 서스펜션(127, 137)의 선단부에 부착되는 헤드슬라이더 (128, 138)를 포함한다. 상기 헤드슬라이더(128, 138)는 각 서스펜션(127, 137)의 디스크(115) 대향면에 부착된다. 상기 서스펜션(127, 137)은 스테인레스스틸로 형성되며, 헤드슬라이더(128, 138)를 상기 디스크(115) 측으로 탄성 바이어스되게 지지한다.

상기 아암 보디(140)는 상기 한 쌍의 아암부재(121, 131) 및 보이스코일부재(150)에 형성된 관통공들(123, 133, 153)을 관통하여 상기 부재들(121, 131, 150)을 꿰는 것으로, 상단부에 플랜지(141)가 형성되어 있고, 하단부의 외주면은 수나사면(143)이 형성되어 있다. 상기 관통공들(123, 133, 153)을 관통한 아암 보디(140)의 수나사면에 너트(157)를 체결하여 상기 제1 및 제2 아암부재(121, 131)와 보이스코일부재(150)를 체결할 수 있으며, 제2 아암부재(131)와 너트(157) 사이에 와셔(155)를 개재하여 상기 부재들(121, 131, 150)의 체결을 더욱 견고히 할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 아암 보디(140)의 내측에는 피봇 베어링(145)이 삽입 장착되고, 베이스 플레이트(101)에서 돌출된 피봇 중심축(102)이 상기 피봇 베어링(145)의 내측으로 삽입된다. 이에 따라 상기 액츄에이터(120)는 베이스 플레이트(101)에 대해 회전 가능하게 장착되고, 하드디스크 드라이브(100)의 작동시 한 쌍의 헤드슬라이더(128, 138)는 디스크(115)의 윗면과 아랫면에 대면할 수 있다.

상기 액츄에이터(120)를 제조하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 블레이드부(124, 134) 및 이에 비해 두꺼운 코어부(122, 132)를 구비 한 제1 및 제2 아암부재(121, 131)에 HGA(126, 136)을 각각 고정 결합한다. 그리고, 상기 제1 아암부재(121)와 제2 아암부재(131) 사이에 보이스코일부재(150)가 개재되도록 상기 부재들(121, 131, 150)을 적층 배열한다. 다음으로, 아암 보디(140)로 상기 부재들(121, 131, 150)의 관통공(123, 133, 153)을 꿴 후, 아암 보디(140)의 하단부의 수나사면(143)에 와셔(155)를 개재하고 너트(157)로 조여 상기 부재들(121, 131, 150)을 체결하여 액츄에이터(120)의 조립을 완성한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 액츄에이터는 종래에 비해 스페이서를 필요로 하지 않으므로, 부품 수가 줄어 생산 비용이 절감될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액츄에이터 제조방법은 복수 개의 스페이서를 아암 보디에 꿰어야 하는 공정상의 번거로움이 없어 조립이 용이하고, 생산성이 향상될 수 있다.

Claims (6)

1. 적층되는 복수 개의 아암(arm)부재와, 상기 복수 개의 아암부재의 선단부에 하나씩 고정 결합된 아암부재와 동수(同數)인 HGA(Head Gimbal Assembly)와, 상기 복수 개의 아암부재를 체결하는 체결구를 구비한 액츄에이터에 있어서,

   상기 아암부재는 상기 체결구에 체결되는 코어(core)부와, 상기 코어부의 말단에서 연장되며 상기 HGA와 결합된 블레이드(blade)부를 구비하고,

   인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재의 블레이드부 사이 간격이 데이터 기록매체인 디스크의 폭보다 크게 이격되도록, 상기 코어부의 두께가 블레이드부의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 체결구는 상기 복수 개의 아암부재를 관통하여 꿰는 아암 보디(arm body)와, 상기 아암부재들을 관통한 아암 보디의 말단부에 체결되는 너트(nut)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
3. 제1 항에 있어서,

   인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재 사이에 개재된 보이스코일(Voice Coil)부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
4. 복수 개의 아암부재의 선단부에 HGA(Head Gimbal Assembly)를 하나씩 고정 결합하는 단계와, 상기 아암부재들을 적층하는 단계와, 상기 적층된 아암부재들을 체결구로 체결하는 단계를 포함하는 액츄에이터 제조방법에 있어서,

   상기 아암부재는 상기 체결구에 체결되는 코어(core)부와, 상기 코어부의 말 단에서 연장되며 상기 HGA와 결합된 블레이드(blade)부를 구비하고,

   인접하여 적층된 한 쌍의 아암부재의 블레이드부 사이 간격이 데이터 기록매체인 디스크의 폭보다 크게 이격되도록, 상기 코어부의 두께가 블레이드부의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제조방법.
5. 제4 항에 있어서, 상기 체결구로 복수 개의 아암부재를 체결하는 단계는,

   상기 복수 개의 아암부재를 아암 보디로 관통하여 꿰는 단계와, 상기 아암부재들을 관통한 아암 보디의 말단부를 너트(nut)로 체결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제조방법.
6. 제4 항에 있어서,

   상기 아암부재들을 적층하는 단계에서 한 쌍의 아암부재 사이에 보이스코일(Voice Coil)부재를 개재하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제조방법.

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