KR20100108897A - 하드디스크 드라이브 - Google Patents

하드디스크 드라이브 Download PDF

Info

Publication number
KR20100108897A
KR20100108897A KR1020090027214A KR20090027214A KR20100108897A KR 20100108897 A KR20100108897 A KR 20100108897A KR 1020090027214 A KR1020090027214 A KR 1020090027214A KR 20090027214 A KR20090027214 A KR 20090027214A KR 20100108897 A KR20100108897 A KR 20100108897A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pivot
actuator
bearings
pivot bearing
bearing
Prior art date
Application number
KR1020090027214A
Other languages
English (en)
Inventor
김시정
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090027214A priority Critical patent/KR20100108897A/ko
Priority to US12/750,988 priority patent/US20100246072A1/en
Publication of KR20100108897A publication Critical patent/KR20100108897A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/56—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head support for the purpose of adjusting the position of the head relative to the record carrier, e.g. manual adjustment for azimuth correction or track centering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/16—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads
    • G11B21/20—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier
    • G11B21/21—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier with provision for maintaining desired spacing of head from record carrier, e.g. fluid-dynamic spacing, slider
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/4806—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed specially adapted for disk drive assemblies, e.g. assembly prior to operation, hard or flexible disk drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moving Of Heads (AREA)

Abstract

하드디스크 드라이브가 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브는, 베어링 스페이서나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있는 기술을 개시한다.

Description

하드디스크 드라이브{Hard Disk Drive}
본 발명의 개념에 따른 실시예는, 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치에 관한 것으로, 특히, 베어링 스페이서나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있는 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로 널리 사용되고 있는 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)의 베이스(base)에는 자기헤드가 탑재된 액추에이터를 구비한 헤드 스택 어셈블리(HSA, Head Stack Assembly)가 결합된다.
액추에이터는 피봇 샤프트(pivot shaft)를 중심으로 디스크 쪽으로 회전되면서 자기헤드로 하여금 디스크(disk) 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하도록 한다.
이러한 액추에이터가 베이스의 피봇 샤프트에 결합될 때는, 우선 피봇 샤프트에 베어링 스페이서(bearing spacer)를 사이에 두고 한 쌍의 피봇 베어링(pivot bearing)이 결합된 다음에, 피봇 베어링의 외측으로 액추에이터가 결합된다.
이와 같은 액추에이터의 결합 시에는, 피봇 베어링들 각각의 회전 중심 사이 의 거리인 피봇 베어링 스팬(pivot bearing span) 조정 작업과, 액추에이터의 무게 중심 축선으로 피봇 베어링들 사이의 센터 축선을 일치시키는 피봇 베어링 상하 위치(pivot bearing z-location) 조정 작업이 수행된다. 물론, 피봇 베어링 스팬 조정 작업과 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업 모두가 수행되는 것이 일반적일 수 있지만, 적어도 피봇 베어링 스팬 조정 작업이 수행되어야 하드디스크 드라이브의 구동 시 액추에이터가 피봇 샤프트를 기준으로 하여 앞뒤로 또는 좌우로 진동되는 현상을 방지할 수 있어 하드디스크 드라이브의 동작 신뢰성을 보장할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 하드디스크 드라이브에 있어서는, 피봇 베어링 스팬 또는 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행하려면 베어링 스페이서나 그 주변 다른 파트(part)의 구조를 변경해야만 하기 때문에 피봇 베어링 스팬 또는 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업이 여의치 않으며, 무리하게 베어링 스페이서나 그 주변 파트의 구조를 변경하여 피봇 베어링 스팬 조정 작업 또는 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행하다 보면 피봇 샤프트에 결합된 헤드 스택 어셈블리가 커버 또는 베이스와 간섭을 일으킬 수 있어 커버 또는 베이스를 새롭게 가공해야 하는 또 다른 문제점이 발생될 소지가 높다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는, 베어링 스페이서나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있는 하드디스크 드라이브를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 자기헤드가 탑재되는 액추에이터; 상기 액추에이터가 결합되어 상기 액추에이터의 회전 축심을 형성하는 피봇 샤프트; 및 회전 중심을 형성하는 회전볼이 내부에 마련되며, 상기 피봇 샤프트에 결합되어 상기 액추에이터의 회전 운동을 돕는 제1 및 제2 피봇 베어링(pivot bearing)을 포함하며, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 적어도 어느 하나는, 내부의 회전볼이 해당 피봇 베어링의 두께 방향의 중심 축선에 대해 미리 결정된 거리만큼 이격되게 마련되는 비대칭 피봇 베어링인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링은 모두가 상기 비대칭 피봇 베어링일 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선 사이의 거리보다 상호간 멀어지도록 배열될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선 사이의 거리보다 상호간 좁아지도록 배열될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선에 대해 동일한 방향으로 이격되게 배열될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 어느 하나는 상기 비대칭 피봇 베어링이고, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 다른 하나는 내부의 회전볼이 두께 방향에 대해 실질적으로 대칭되는 위치에 마련되는 대칭 피봇 베어링일 수 있다.
상기 대칭 피봇 베어링과 상기 비대칭 피봇 베어링 모두는, 내면에 상기 회전볼의 일측이 부분적으로 수용되는 반구형의 외륜 그루브가 형성되고 외면은 상기 액추에이터에 접촉 지지되는 외륜; 및 외면에 상기 회전볼의 타측이 부분적으로 수용되는 반구형의 내륜 그루브가 형성되고 내면은 상기 피봇 샤프트에 접촉 지지되는 내륜을 포함할 수 있다.
상기 대칭 피봇 베어링과 상기 비대칭 피봇 베어링 모두는, 볼 베어링일 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링 사이에는 베어링 스페이서(bearing spacer)가 개재될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피봇 베어링들 각각의 회전 중심 사이의 거리인 피봇 베어링 스팬(pivot bearing span) 조정 작업과, 상기 액추에이터의 무게 중심 축선으로 상기 제1 및 제2 피봇 베어링 사이의 센터 축선을 일치시키는 피봇 베어링 상하 위치(pivot bearing z-location) 조정 작업은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 선택 조합에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 베어링 스페이서나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 작동상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 분해 사시도이고, 도 2는 헤드 스택 어셈블리와 보이스 코일 모터 영역의 부분 분해 사시도이며, 도 3은 피봇 샤프트에 대한 헤드 스택 어셈블리의 부분 분해 사시도이고, 도 4는 대칭 피봇 베어링의 부분 절취 사시도이며, 도 5는 비대칭 피봇 베어링의 부분 절취 사시도이고, 도 6은 도 4의 대칭 피봇 베어링과 도 5의 비대칭 피봇 베어링을 사용한 하드디스크 드라이브의 부분 단면도이다.
이들 도면을 참조하되 주로 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(100)는, 정보의 읽기 및 쓰기와 관련된 다수의 내장부품(미도시)이 내부에 마련되는 베이스(110, base)와, 내장부품을 사이에 두고 베이스(110)의 상면에 배치되어 베이스(110)와 결합되는 커버(130, cover)와, 커버(130)와 베이스(110) 사이에 배치되어 커버(130)와 베이스(110) 간을 기밀 유지시키는 개스킷(135, gasket)과, 베이스(110)의 하부에 결합되는 인쇄회로기판조립체(140, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)를 포함한다.
베이스(110)는 정보의 읽기 및 쓰기와 관련된 다수의 내장부품(미도시)이 장착되는 부분이다. 즉, 베이스(110)에는 데이터를 기록 저장하기 위한 적어도 하나의 디스크(111, disk)와, 디스크(111)의 중앙영역에 마련되어 디스크(111)를 회전시키는 스핀들 모터(112, spindle motor)와, 디스크(111) 쪽으로 상대 회전하는 헤드 스택 어셈블리(113, HSA, Head Stack Assembly) 등의 내장부품이 장착되어 있다.
이러한 베이스(110)는 상면이 평평한 상태로 제조되어 내장부품들이 올려지면서 결합되는 소위, 플랫 타입(flat type)과, 내장부품들이 수용되면서 결합되는 소위, 보울 타입(bowl type)으로 나뉜다.
본 실시예의 경우, 보울 타입의 베이스(110)를 적용하고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로, 본 발명은 플랫 타입으로 된 베이스(미도시)에도 적용될 수 있다.
베이스(110) 내의 내장부품에 대한 설명에 앞서 커버(130)에 대해 먼저 설명하면, 커버(130)는 베이스(110)의 상면을 차폐하여 다수의 내장부품을 보호하는 역할을 한다.
커버(130)는 금속 재질로 제작될 수 있는데, 특히 알루미늄(Al) 합금에 의한 다이캐스팅 가공에 의해 제작되거나 스틸(Steel) 재질의 프레스 가공에 의해 제작될 수 있다.
이러한 커버(130)는 다수의 스크루(101, screw), 본 실시예의 경우 6개의 스크루(101)에 의해 베이스(101)와 결합되는데, 커버(130)에는 스크루(101)의 헤 드(101a)가 배치되는 자리턱(131)이 형성된다.
그리고 스크루(101)에 의한 커버(130)와 베이스(130)의 결합 시 커버(130)와 베이스(130) 사이에는 커버(130)와 베이스(130) 간의 결합면을 기밀 유지시키는 수단으로서 개스킷(135)이 마련된다. 개스킷(135)은 고무 재질로 제작되며, 내장부품들과 간섭되지 않는 범위 내에서 베이스(130)의 상면 둘레 방향을 따라 연속적인 폐루프 형상을 이룬다.
이에, 베이스(130)의 상면으로 개스킷(135)과 커버(130)를 차례로 배치한 후, 스크루(101)들을 커버(130)의 홀(130a)과 개스킷(135)의 홀(135a)로 삽입하여 베이스(110)의 스크루홈(110a)에 체결함으로써 하드디스크 드라이브(110)를 결합할 수 있다.
인쇄회로기판조립체(140)는 베이스(110)의 하부에 결합된다. 이러한 인쇄회로기판조립체(140)는 다수의 회로 부품이 실장되어 있는 인쇄회로기판(141, PCB, Printed Circuit Board)과, 인쇄회로기판(141)의 일측에 결합되는 접속커넥터(142)를 포함한다.
인쇄회로기판(141)에는 하드디스크 드라이브(100)의 각종 제어를 담당하는 콘트롤러(143)가 마련된다. 그리고 콘트롤러(143)의 주변에는 각종 데이터나 테이블(table) 등을 저장하는 다수의 메모리(144, memory)가 갖춰져 있다.
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 헤드 스택 어셈블리(111)는 디스크(111) 쪽으로 회전되면서 자기헤드(114)로 하여금 디스크(111) 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하도록 하는데, 이때의 데이터는 유연성 인쇄회로기판(118, FPC, Flexible Printed Circuit)에 의해 베이스(110)의 하부에 결합된 인쇄회로기판조립체(140)로 전송된다.
한편, 베이스(110) 내에 마련되는 내장부품들 중의 하나인 헤드 스택 어셈블리(113)는 디스크(111) 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드(114)와, 자기헤드(114)가 디스크(111) 상의 데이터를 액세스(access)할 수 있도록 자기헤드(114)를 플라잉(flying)시키는 액추에이터(115, actuator)를 포함한다.
액추에이터(115)는 도 6에 도시된 바와 같이, 부분적으로 영문자 'E'자 형상을 가지므로 소위, E-블록(block)이라고도 한다.
자기헤드(114)는 액추에이터(115)에서 신장되어 연결되는 헤드 짐벌(116, head gimbal)의 선단에 설치되어 복수의 디스크(111)가 고속으로 회전함에 따라서 디스크(111) 표면의 기류에 의하여 상승되어 디스크(111) 표면과 미세한 간극을 유지한 채 비행한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 액추에이터(115)는, 베이스(110)에 마련되는 피봇 샤프트(115a, pivot shaft)에 결합(조립)되어 피봇 샤프트(115a)를 회전 축심으로 디스크(111)에 대해 회전된다. 즉, 일측단에 설치된 보이스 코일 모터(117, VCM, Voice Coil Motor)의 작동에 의해 좌우 이동함에 따라 타측단에 설치된 자기헤드(114)가 디스크(111) 상을 방사상 방향으로 이동하면서 디스크(111) 상의 트랙(track)에 데이터를 기록하거나 트랙으로부터 데이터를 독출한다.
도 2를 참조하여 보이스 코일 모터(117)에 대해 개략적으로 설명한다. 보이 스 코일 모터(117)는 피봇 샤프트(115a)를 축으로 하여 회동 가능한 헤드 스택 어셈블리(113)의 일단부를 형성하되 보이스 코일(117a, Voice Coil)이 권취된 보빈(117b)과, 보빈(117b)을 사이에 두고 보빈(117b)의 상하 영역에서 각각 서로 다른 자극으로 배치되어 보이스 코일(117a)에 의한 전기장과 상호 작용하는 자기장을 발생하는 한 쌍의 마그네트(117c)와, 한 쌍의 마그네트(117c)가 결합되는 모터 케이싱(117d,117e)을 구비한다.
모터 케이싱(117d,117e)은 각각 그 위치에 따라 상부 및 하부 모터 케이싱(117d,117e)으로 나뉜다. 상부 및 하부 모터 케이싱(117d,117e)은 그 사이로 보빈(117b)이 배치된 다음에 베이스(110)에 볼트(B) 결합된다.
하부 모터 케이싱(117e)의 하부 영역에는 자기헤드(114)가 디스크(111)의 파킹 영역(parking zone, 미도시)에 파킹되었을 경우, 액추에이터(115)를 탄성적으로 지지함으로써 액추에이터(115)가 임의로 이동하는 것을 저지하는 래치(31)가 마련된다. 만약에 도시된 것과 달리, 별도의 램프(ramp)라는 거치물이 마련된다면 자기헤드(114)는 램프에 파킹된다. 이러한 경우, 디스크(111)에서 파킹 영역은 제외된다.
한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 자기헤드(114)가 디스크(111) 상을 방사상 방향으로 이동하면서 디스크(111) 상의 트랙에 데이터를 기록하거나 트랙으로부터 데이터를 독출할 수 있도록, 액추에이터(115)는 베이스(111)의 피봇 샤프트(115a)에 결합(조립)된다.
참고로, 피봇 샤프트(115a)는 베이스(111)에 일체형으로 마련될 수도 있고, 베이스(111)와는 별개로 마련되어 베이스(111)에 결합될 수도 있다. 이러한 피봇 샤프트(115a)의 중앙 영역에는 액추에이터(115)를 최종적으로 베이스(111)에 고정하는 볼트(미도시)의 체결을 위한 볼트공(B/H)이 형성된다.
액추에이터(115)가 피봇 샤프트(115a)에 결합되기 위해, 액추에이터(115)에는 피봇 샤프트(115a)의 길이 방향을 따라 관통되는 샤프트 결합공(115b)이 형성된다. 이러한 샤프트 결합공(115b)에 피봇 샤프트(115a)가 결합된다.
이처럼 피봇 샤프트(115a)가 액추에이터(115)의 샤프트 결합공(115b)에 결합될 때는 액추에이터(115)의 회전 운동이 원활해질 수 있도록 피봇 샤프트(115a)에 한 쌍의 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162, pivot bearing)이 먼저 결합되고, 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162)의 외측으로 액추에이터(115)가 결합된다. 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 사이에는 베어링 스페이서(121, bearing spacer)가 개재된다.
이와 같은 액추에이터(115)의 결합 시에는, 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 각각의 회전 중심 사이의 거리(L, 도 6 참조)인 피봇 베어링 스팬(pivot bearing span) 조장 작업과, 액추에이터(115)의 무게 중심 축선(C1, 도 6 참조)으로 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 사이의 센터 축선(C2, 도 6 참조)을 일치시키는 피봇 베어링 상하 위치(pivot bearing z-location) 조정 작업이 수행된다.
앞서도 기술한 바와 같이, 피봇 베어링 스팬 조정 작업과 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업 모두가 수행되는 것이 일반적일 수 있지만, 적어도 피봇 베어링 스 팬 조정 작업이 수행되어야 하드디스크 드라이브(100)의 구동 시 액추에이터(115)가 피봇 샤프트(115a)를 기준으로 하여 앞뒤로 또는 좌우로 진동되는 현상을 방지할 수 있어 하드디스크 드라이브(100)의 동작 신뢰성을 보장할 수 있다.
[표 1]
Figure 112009019251281-PAT00001
참고로, 위의 [표 1]과 같이 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 각각의 회전 중심 사이의 거리(L, 도 6 참조)인 피봇 베어링 스팬이 기준값인 0에서 0.2로 증가할 경우, Levering Mode [Hz]와 Rocking Mode [Hz]는 각각 증가하는 것을 모델 해석으로부터 획득한 바 있다.
Levering Mode [Hz]는 액추에이터(115)가 피봇 샤프트(115a)를 기준으로 하여 앞뒤로 진동되는 현상을 말하고, Rocking Mode [Hz]는 액추에이터(115)가 피봇 샤프트(115a)를 기준으로 하여 좌우로 진동되는 현상을 말하는데, 피봇 베어링 스팬이 증가하면 이들의 주파수(Hz)가 증가됨에 따라 상대적으로 진동은 감소하게 된다. 참고로, 주파수와 진동은 반비례 관계에 있으므로 주파수의 증가는 진동의 감소로 해석될 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 각각의 회전 중심 사이의 거리(L, 도 6 참조)인 피봇 베어링 스팬을 증가시키면 액추에이터(115)의 진동을 감 소시키는데 유리하지만, 그렇다고 해서 피봇 베어링 스팬을 무한정 증가시킬 수는 없으므로, 피봇 베어링 스팬은 액추에이터(115)를 비롯한 부품의 공차나 조립 공차에 기초하여 적절한 범위 내에서 조정된다. 따라서 피봇 베어링 스팬 조정 작업은 증가되도록 조정될 수도 있고, 경우에 따라서는 감소되도록 조정될 수도 있다.
다만, 이와 같은 피봇 베어링 스팬 조정 작업을 수행함에 있어, 종래의 경우에는 베어링 스페이서(121)나 그 주변 다른 파트의 구조를 변경하는 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업을 수행하여 왔으나, 본 실시예에서는 베어링 스페이서(121)나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬을 조정할 수 있도록 하고 있는 것이다.
본 실시예에서 피봇 베어링 스팬 조정 작업은 볼 베어링(ball bearing)으로 적용되는 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162)에 의해 수행된다.
본 실시예의 경우, 제1 피봇 베어링(161)은 대칭 피봇 베어링이, 그리고 제2 피봇 베어링(162)은 비대칭 피봇 베어링이 적용되고 있다.
도 4를 참조하여, 대칭 피봇 베어링인 제1 피봇 베어링(161)에 대해 살펴보면, 제1 피봇 베어링(161)은, 내부에 마련되어 회전 중심을 형성하는 회전볼(161a)과, 내면에 회전볼(161a)의 일측이 부분적으로 수용되는 반구형의 외륜 그루브(161b)가 형성되고 외면은 액추에이터(115)에 접촉 지지되는 외륜(161c)과, 외면에 회전볼(161a)의 타측이 부분적으로 수용되는 반구형의 내륜 그루브(161d)가 형성되고 내면은 피봇 샤프트(115a)에 접촉 지지되는 내륜(161e)을 구비한다. 회전볼(161a)은 리테이너(161f)에 의해 지지된다. 대칭 피봇 베어링인 제1 피봇 베어 링(161)은 특히 내부의 회전볼(161a)이 제1 피봇 베어링(161)의 두께 방향의 중심 축선(C)에 위치되는 것을 말한다.
도 5를 참조하여, 비대칭 피봇 베어링인 제2 피봇 베어링(162)에 대해 살펴보면, 제2 피봇 베어링(162)은, 내부에 마련되어 회전 중심을 형성하는 회전볼(162a)과, 내면에 회전볼(162a)의 일측이 부분적으로 수용되는 반구형의 외륜 그루브(162b)가 형성되고 외면은 액추에이터(115)에 접촉 지지되는 외륜(162c)과, 외면에 회전볼(162a)의 타측이 부분적으로 수용되는 반구형의 내륜 그루브(162d)가 형성되고 내면은 피봇 샤프트(115a)에 접촉 지지되는 내륜(162e)을 구비한다. 회전볼(162a) 역시 리테이너(162f)에 의해 지지된다.
비대칭 피봇 베어링인 제2 피봇 베어링(161)은 특히 내부의 회전볼(162a)이 제2 피봇 베어링(162)의 두께 방향의 중심 축선(C)에 대해 미리 결정된 거리만큼 이격된 위치(P)에 마련되는 것을 말한다. 따라서 비대칭 피봇 베어링은 내부 회전볼(162a)의 위치에 따라 여러 종류가 있을 수 있다.
이러한 구성을 갖는 하드디스크 드라이브(100)의 작용에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
앞서 기술한 바와 같이, 본 실시예의 경우 액추에이터(115)의 결합 시 대칭 피봇 베어링인 제1 피봇 베어링(161)이 결합되고, 그 위로 베어링 스페이서(121)가 배치된 다음, 그 위로 비대칭 피봇 베어링인 제2 피봇 베어링(162)이 결합된다.
이처럼 제2 피봇 베어링(162)을 비대칭 피봇 베어링으로 적용하게 되면, 피봇 베어링 스팬(L1)이 대칭 피봇 베어링 두 개를 사용하던 애초의 기준 피봇 베어 링 스팬(L) 보다 증가된다. 따라서 액추에이터(115)가 피봇 샤프트(115a)를 기준으로 앞뒤로 또는 좌우로 진동되는 현상을 저지할 수 있다.
뿐만 아니라 이처럼 제2 피봇 베어링(162)을 비대칭 피봇 베어링으로 적용하게 되면, 액추에이터(115)의 무게 중심 축선(C1)으로 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162) 사이의 센터 축선(C2)을 일치시키는 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업도 간편하게 수행된다.
예컨대, 원래대로 한 쌍의 대칭 피봇 베어링을 사용하게 되면, 한 쌍의 대칭 피봇 베어링 사이의 센터 축선은 C3 이다. 이를 액추에이터(115)의 무게 중심 축선(C1)으로 맞추려 한다면 베어링 스페이서(121)나 그 주변 다른 파트의 구조를 변경해야 하지만, 본 실시예에서는 제2 피봇 베어링(162)을 비대칭 피봇 베어링으로 적용하는 간단한 방법으로 수행하고 있다. 다시 말해, 제2 피봇 베어링(162)을 비대칭 피봇 베어링으로 적용하면 제1 및 제2 피봇 베어링(161,162)의 센터 축선(C2)이 액추에이터(115)의 무게 중심 축선(C1)으로 쉽게 맞춰질 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 베어링 스페이서(121)나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있게 된다.
도 7 내지 도 10은 각각 본 발명의 제2 내지 제5 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 단면도이다.
이들 도면의 경우, 한 쌍의 피봇 베어링 모두를 도 5에 도시된 비대칭 피봇 베어링(162)으로 사용한 예를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 비대칭 피봇 베어 링(162)이 사용되기는 하였지만, 상황에 따라 정방향 또는 역방향으로 사용되고 있다. 하지만, 편의를 위해 도면부호는 모두 동일하게 부여하도록 한다.
도 7의 경우에는, 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)의 회전볼(162a)들이 베어링 스페이서(121)를 기준으로 반대 방향으로 배치되되 상호 멀어지도록 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)을 적용하고 있다. 이 경우, 피봇 베어링 스팬은 L2 이고, 한 쌍의 피봇 베어링 사이의 센터 축선은 C4 이다
도 8의 경우에는, 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)의 회전볼(162a)들이 베어링 스페이서(121)를 기준으로 반대 방향으로 배치되되 상호 가까워지도록 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)을 적용하고 있다. 이 경우, 피봇 베어링 스팬은 L3 이고, 한 쌍의 피봇 베어링 사이의 센터 축선은 C5 이다
도 9의 경우에는, 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)의 회전볼(162a)들이 피봇 샤프트(115a)의 길이 방향을 따라 모두가 동일한 방향인 상방으로 치우치도록 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)을 적용하고 있다. 이 경우, 피봇 베어링 스팬은 L4 이고, 한 쌍의 피봇 베어링 사이의 센터 축선은 C6 이다
도 10의 경우에는, 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)의 회전볼(162a)들이 피봇 샤프트(115a)의 길이 방향을 따라 모두가 동일한 방향인 하방으로 치우치도록 한 쌍의 비대칭 피봇 베어링(162)을 적용하고 있다. 이 경우, 피봇 베어링 스팬은 L5 이고, 한 쌍의 피봇 베어링 사이의 센터 축선은 C7 이다
도 7 내지 도 10의 경우일지라도, 베어링 스페이서(121)나 그 주변 다른 파트의 구조 변경 없이도 간단하고도 단순한 방법으로 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업을 수행할 수 있다.
전술한 실시예에서는 그 설명을 생략하였지만, 대칭 피봇 베어링은 회전볼이 회전 중심에 위치하므로 한 종류일 수 있지만, 비대칭 피봇 베어링은 회전볼의 위치에 따라 다양한 종류를 가질 수 있기 때문에, 피봇 베어링 스팬 조정 작업 및 피봇 베어링 상하 위치 조정 작업은 대칭 피봇 베어링 하나와 다양한 종류의 비대칭 피봇 베어링들 중 하나를 조합함으로써 수행될 수도 있고, 또는 다양한 종류의 비대칭 피봇 베어링들 중 두 개를 조합함으로써 수행될 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 분해 사시도이다.
도 2는 헤드 스택 어셈블리와 보이스 코일 모터 영역의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 피봇 샤프트에 대한 헤드 스택 어셈블리의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 대칭 피봇 베어링의 부분 절취 사시도이다.
도 5는 비대칭 피봇 베어링의 부분 절취 사시도이다.
도 6은 도 4의 대칭 피봇 베어링과 도 5의 비대칭 피봇 베어링을 사용한 하드디스크 드라이브의 부분 단면도이다.
도 7 내지 도 10은 각각 본 발명의 제2 내지 제5 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 부분 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 하드디스크 드라이브 110 : 베이스
115 : 액추에이터 115a : 피봇 샤프트
121 : 베어링 스페이서 140 : 인쇄회로기판조립체
161 : 제1 피봇 베어링 ㅇ 162 : 제2 피봇 베어링

Claims (10)

  1. 자기헤드가 탑재되는 액추에이터;
    상기 액추에이터가 결합되어 상기 액추에이터의 회전 축심을 형성하는 피봇 샤프트; 및
    회전 중심을 형성하는 회전볼이 내부에 마련되며, 상기 피봇 샤프트에 결합되어 상기 액추에이터의 회전 운동을 돕는 제1 및 제2 피봇 베어링(pivot bearing)을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 적어도 어느 하나는, 내부의 회전볼이 해당 피봇 베어링의 두께 방향의 중심 축선에 대해 미리 결정된 거리만큼 이격되게 마련되는 비대칭 피봇 베어링인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링은 모두가 상기 비대칭 피봇 베어링인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선 사이의 거리보다 상호간 멀어지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선 사이의 거리보다 상호간 좁아지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링에 마련되는 회전볼들은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 두께 방향 중심 축선에 대해 동일한 방향으로 이격되게 배열되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 어느 하나는 상기 비대칭 피봇 베어링이고,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링 중 다른 하나는 내부의 회전볼이 두께 방향에 대해 실질적으로 대칭되는 위치에 마련되는 대칭 피봇 베어링인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 대칭 피봇 베어링과 상기 비대칭 피봇 베어링 모두는,
    내면에 상기 회전볼의 일측이 부분적으로 수용되는 반구형의 외륜 그루브가 형성되고 외면은 상기 액추에이터에 접촉 지지되는 외륜; 및
    외면에 상기 회전볼의 타측이 부분적으로 수용되는 반구형의 내륜 그루브가 형성되고 내면은 상기 피봇 샤프트에 접촉 지지되는 내륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 대칭 피봇 베어링과 상기 비대칭 피봇 베어링 모두는, 볼 베어링인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링 사이에는 베어링 스페이서(bearing spacer)가 개재되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피봇 베어링들 각각의 회전 중심 사이의 거리인 피봇 베어링 스팬(pivot bearing span) 조정 작업과, 상기 액추에이터의 무게 중심 축선으로 상기 제1 및 제2 피봇 베어링 사이의 센터 축선을 일치시키는 피봇 베어링 상하 위치(pivot bearing z-location) 조정 작업은, 상기 제1 및 제2 피봇 베어링의 선택 조합에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
KR1020090027214A 2009-03-31 2009-03-31 하드디스크 드라이브 KR20100108897A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090027214A KR20100108897A (ko) 2009-03-31 2009-03-31 하드디스크 드라이브
US12/750,988 US20100246072A1 (en) 2009-03-31 2010-03-31 Hard disk drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090027214A KR20100108897A (ko) 2009-03-31 2009-03-31 하드디스크 드라이브

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100108897A true KR20100108897A (ko) 2010-10-08

Family

ID=42783940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090027214A KR20100108897A (ko) 2009-03-31 2009-03-31 하드디스크 드라이브

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100246072A1 (ko)
KR (1) KR20100108897A (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2246471A (en) * 1938-12-07 1941-06-17 Fafnir Bearing Co Bearing seal
US6109796A (en) * 1997-07-09 2000-08-29 Wershe; Richard Off-set bearing for in-line roller skates
JP2001208082A (ja) * 1999-11-16 2001-08-03 Minebea Co Ltd ピボット軸受
JP3878796B2 (ja) * 2000-06-14 2007-02-07 本田技研工業株式会社 軸受構造

Also Published As

Publication number Publication date
US20100246072A1 (en) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7215514B1 (en) Method of operating a disk drive including rotating a perpendicular write head to reduce a difference between skew and taper angles, and a disk drive
US8345387B1 (en) Disk drive with transverse plane damper
US20180358038A1 (en) Techniques For Reducing Dynamic Coupling Of System Modes In A Dual Actuator Hard Disk Drive
US5905608A (en) Dynamically tuned outer arms for improved rotary actuator performance
CN101159153A (zh) 盘装置
KR20100125525A (ko) 하드디스크 드라이브
US7628539B2 (en) Bearing mechanism, carriage assembly, and magnetic disk drive
JP2008034094A (ja) ヘッドジンバル組立体およびハードディスクドライブ
US7206165B2 (en) Noise reducing apparatus for disk drive
US7382565B2 (en) Method to avoid contact between the head and disk protrusions
US8929033B2 (en) Flexure for implementation on a suspension in a hard disk drive for resisting windage effects
US7903377B2 (en) System, method, and apparatus for an independent flexible cable damper for reducing flexible cable fatigue in a hard disk drive
KR20100108897A (ko) 하드디스크 드라이브
US7239476B2 (en) System, method, and apparatus for distributing stress with one or more cavities in a disk clamp for disk drive applications
JP5952924B2 (ja) ハードディスクドライブのボイスコイルモータの共振周波数の管理
US5260846A (en) Compact hard disk assembly having a head carriage positioning arts located within the outer circumference of a hard disk
US7352534B2 (en) Flexure leg optimization shapes for lateral stiffness
US7274119B2 (en) Yoke for voice coil motor in recording disk drive
US20050122618A1 (en) Fixing mechanism for recording medium
US20080094748A1 (en) Top disk-damper imbedded hard disk drive
US20090052088A1 (en) Swaging process for actuator arm of hard disk drive
KR100417232B1 (ko) 헤드짐벌어셈블리의형성변경을통한디스크와의접촉방지장치
US20120120529A1 (en) Voice-coil motor with flux guide configured to reduce head vibrations in a disk drive
US8379344B2 (en) Airflow dispersion system
US8189287B2 (en) Equalization and minimization of multi-head stack assembly's motion during self servo writing and HDD operation

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid