KR20150029442A - 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

Abstract

디스크가 배치되며, 스탬핑 공정에 의해 함입되어 두께가 감소된 다수의 오목부를 구비하는 금속 재질의 베이스 몸체, 상기 베이스 몸체의 외측을 규정하는 외벽부, 및 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키는 헤드 구동부를 안착시키기 위한 헤드 구동부 안착부를 포함하여 강성이 증가된 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제공함으로써, 헤드 구동부가 디스크에 기록된 데이터를 안정적으로 독취할 수 있도록 한다.

Description

모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브{Base for motor and hard disk drive including the same}

본 발명은 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스탬핑 공정에 의해 함입되어 두께가 감소된 다수의 오목부를 구비하여 강성을 높인 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.

컴퓨터의 정보 저장 장치 중의 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 자기 헤드를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.

이러한 하드 디스크 드라이브에 있어서, 베이스는 자기 헤드를 디스크 상에서 위치 이동 가능하도록 하는 헤드 구동부, 즉 HSA(Head Stack Assembly)가 설치되며, 상기 헤드 구동부에 의해 상기 자기 헤드는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행하게 된다.

종래에는 하드 디스크 드라이브에 제공되는 베이스를 제조하는데 있어서, 알루미늄(Al)을 다이캐스팅(Die-Casting)한 후 다이캐스팅에 의해 발생되는 버(Burr)를 제거하는 후가공 방식으로 생산하고 있다.

그러나, 종래의 다이캐스팅 방식은 단조용 알루미늄(Al)을 용융 상태로 주입하여 형태를 만드는 공정을 거치게 되므로, 고온 고압을 필요로 하여 많은 에너지가 공정에 요구되며, 공정시간도 증가된다는 문제가 있다.

또한, 다이캐스팅 금형의 수명 측면에서도 하나의 금형으로 많은 수의 베이스를 제조하는데 한계가 있으며, 다이캐스팅 공정에 의한 베이스는 치수 정밀도가 좋지 않다는 문제도 발생하였다.

그래서, 다이캐스팅 공정의 문제점을 해결하고자 프레스 공법을 이용하여 베이스를 제조하게 되었으나, 프레스 공법에 의하는 경우 판재를 벤딩하고 절단하는 공정의 특성상 기본적으로 강성이 약해진다는 문제가 있다.

따라서, 강성 확보를 위해 판재의 두께를 늘릴 수 밖에 없으며, 이 경우에는 베이스의 무게가 증가하여 소형화 및 박형화에 반한다는 문제가 있다.

그러므로, 프레스 가공에 의해 베이스를 제조하는데 있어서, 무게는 줄이면서도 강성을 확보하여 성능 및 수명을 향상시키도록 하는 연구가 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 프레스 가공에 의해 제조되면서도 강성이 확보되는 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 모터용 베이스는, 디스크가 배치되며, 스탬핑 공정에 의해 함입되어 두께가 감소된 다수의 오목부를 구비하는 금속 재질의 베이스 몸체, 상기 베이스 몸체의 외측을 규정하는 외벽부 및 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키는 헤드 구동부를 안착시키기 위한 헤드 구동부 안착부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 모터용 베이스에서, 상기 다수의 오목부의 형상은 원형 또는 다각형일 수 있다.

본 발명에 의한 모터용 베이스에서, 상기 다수의 오목부는 상기 베이스 몸체의 중심으로부터 방사 형상, 스파이럴 형상 또는 헤링본 형상으로 배치될 수 있다.

본 발명에 의한 모터용 베이스에서, 상기 다수의 오목부는 소정 부분의 단위 면적당 갯수가 나머지 부분의 상기 오목부의 단위 면적당 갯수보다 많을 수 있다.

본 발명에 의한 모터용 베이스에서, 상기 소정 부분은 상기 베이스 몸체의 중심과 상기 헤드 구동부 안착부 사이일 수 있다.

본 발명에 의한 하드 디스크 드라이브는 본 발명에 의한 모터용 베이스, 상기 베이스 몸체에 결합되어 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터 및 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키는 헤드 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 의하면, 프레스 가공에 의하더라도 스탬핑 공정에 의해 형성된 오목부에 의해 강성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하드 디스크 드라이브의 개략 분해 사시도.
도 2는 도 1의 A부분의 확대 사시도.
도 3은 도 2의 B-B'에 대한 단면도.
도 4는 스탬핑 공정에 의한 오목부 주변의 금속 결정의 변화를 나타내기 위한 개념도.
도 5 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 모터용 베이스의 사시도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 도시한 개략 분해 사시도, 도 2는 도 1의 A에 대한 개략 확대 사시도, 도 3은 도 2의 B-B'에 대한 단면도이다. 도 4는 스탬핑 공정에 의한 금속 결정의 변화를 나타내기 위한 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스(100)를 포함하는 하드 디스크 드라이브(10)은 모터용 베이스(100), 스핀들 모터(110) 및 헤드 구동부(120)를 포함할 수 있다.

우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향 상측 또는 하측 방향은 모터용 베이스(100)의 상면으로부터 커버(130)의 상측 내측면을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있으며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 디스크(D)의 중심으로부터 외측단을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있다.

모터용 베이스(100)는 베이스 몸체(102), 외벽부(104) 및 헤드 구동부 안착부(108)를 구비할 수 있으며, 상기 베이스 몸체(102)는 스핀들 모터(110) 및 헤드 구동부(120)가 배치되도록 하는 내부 공간을 제공할 수 있다.

한편, 상기 모터용 베이스(100)는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(10)에 있어서, 커버(130)와 함께 외관을 형성하는 하우징을 의미할 수 있으며, 프레스 가공에 의해 기본적인 형상을 제조한 후, 추가 가공인 굴곡 또는 절개 등을 통해 최종적인 모터용 베이스(100)를 제조할 수 있다.

즉, 상기 모터용 베이스(100)는 종래의 알루미늄을 다이캐스팅한 후 다이캐스팅에 의해 발생되는 버 등을 제거하는 후가공 방식으로 생산되는 것과는 달리, 냉간압연강판(SPCC, SPCE 등), 열간압연강판, 스테인리스 강 또는 보론 혹은 마그네슘 합금 등의 경량 합금 강판을 프레스 가공에 의해 한 번의 공정 또는 추가 가공에 의해 생산할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스(100)는 프레스 가공에 의해 제조할 수 있으므로, 공정시간 및 에너지 소모를 최소화하여 결과적으로 생산능력을 향상시킬 수 있다.

다만, 프레스 가공에 의해 제조되는 모터용 베이스(100)의 경우 모체가 되는 판상의 강제, 즉, 냉간압연강판 또는 열간압연강판을 프레스 금형에 배치하고 소정의 프레스압에 의해 모터용 베이스(100)를 제조하는 경우, 기본적으로 균일한 두께를 구비할 수 밖에 없게 된다.

따라서, 디스크(D)가 배치되는 베이스 몸체(102)의 강성은 필연적으로 약해질 수 밖에 없으며, 강성 확보를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스(100)는 적어도 하나의 오목부(106)를 구비할 수 있다.

도 3를 참조하면, 상기 오목부(106)는 스탬핑 공정(Stamping)에 의해 함입되어 형성되는 것으로, 상기 오목부(106)가 형성된 부분은 두께가 다른 부분에 비해 감소될 수 있다. 다시 말해서, 상기 오목부(106)는 소성 변형되어 형성될 수 있다.

도 4는 스탬핑 공정에 의한 오목부 주변의 금속 결정의 변화를 나타내기 위한 개념도인데, 도 4의 (a)는 스탬핑 공정 이전의 상태를, 도 4의 (b)는 스탬핑 공정 이후의 상태를 각각 나타낸다.

도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 스탬핑 공정에 의해 상기 오목부(106)가 형성되는 부분의 금속결정(C)이 압축되고, 이에 따라 압축된 금속결정(C') 간의 결합력이 높아지게 된다. 따라서, 상기 오목부(106)가 형성된 부분의 강성이 높아지게 되는데, 결과적으로 상기 오목부(106)가 다수 형성되어 있는 베이스 몸체(102) 전체의 강성이 높아지게 된다.

또한, 스탬핑 공정 이전에 행하게 되는 절단, 절곡 등의 프레스 공정에 의해 금속 결정에 내재된 응력이 동일한 방향(S)으로 존재하게 될 수 있는데, 이는 특정방향의 하중에 대한 강성의 약화를 가져올 수 있다. 그러나, 스탬핑 공정을 행하게 되면, 이러한 내재 응력의 방향을 각 금속결정에 따라 임의의 방향(S')을 갖도록 하게되어 강성을 높이는 결과를 가져오게 된다.

한편, 상기 오목부(106)는 다수개로 형성될 수 있으며, 베이스 몸체(102)의 일면에서 스탬핑 공정에 의해 합입되어 두께가 감소될 수 있다. 또한, 상기 다수의 오목부의 형상은 원형 또는 다각형 형상일 수 있다.

도 5 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 모터용 베이스의 사시도이다.

도 1 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 다수의 오목부(106)은 상기 베이스 몸체(102)의 중심으로부터 방사 형상(도 1 참조), 스파이럴 형상(도 5 참조) 또는 헤링본 형상(도 6 참조)으로 배치될 수 있다.

이에 더하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 모든 부분에 있어서 상기 다수의 오목부(106)의 단위면적당 갯수가 같도록 배치할 수 있을 뿐 아니라, 도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 오목부(106)는 소정 부분의 단위 면적당 갯수가 나머지 부분의 상기 오목부(106)의 단위 면적당 갯수보다 많을 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 몸체(102)의 소정 부분의 강성을 증가시킬 수 있게 되며, 이를 통하여 상기 베이스 몸체(102)의 취약부분을 보강할 수 있게 한다.

일반적으로, 상기 베이스 몸체(102)의 중심과 상기 헤드 구동부 안착부(108) 사이에서의 변형이 다른 부분에 비해 쉽게 일어날 수 있으므로, 도 9 및 도 13에 도시된 것과 같이, 상기 베이스 몸체(102)의 중심과 상기 헤드 구동부 안착부(108) 사이에서 상기 다수의 오목부(106)의 단위면적당 갯수가 많도록 배치할 수 있다.

상기 모터용 베이스(100)의 외벽부(104)는 상기 베이스 몸체(102)의 외측에 형성되어 상기 베이스 몸체(102)의 외측을 규정할 수 있으며, 상기 베이스 몸체(102)의 단부를 굴곡시켜 형성될 수 있다.

다시 말하면, 프레스 또는 단조용 상부 금형과 하부 금형의 합형에 의해 형성되는 내부 공간의 형상은 외벽부(104) 및 베이스 몸체(102)와 대응되는 형상으로 구현되어 한번의 공정으로 본 발명에 따른 모터용 베이스(100)를 제조할 수 있다.

다만, 한번의 프레스 가공으로 기본적인 모터용 베이스(100)의 형상을 제조한 후 굴곡 및 추가적인 프레스 가공에 의해 최종본의 모터용 베이스(100)를 형성할 수도 있다.

이때, 외벽부(104)는 베이스 몸체(102)의 외측 단부로부터 축 방향 하측으로 굴곡되어 형성될 수 있으며, 축 방향 상측으로 굴곡되고 재차 축 방향 하측으로 굴곡되어 형성될 수도 있다.

스핀들 모터(110)는 디스크(D)를 회전시키기 위한 것으로, 베이스 몸체(102)의 중심부에 고정 설치된다.

상기 디스크(D)는 상기 스핀들 모터(110)에 결합되어 상기 스핀들 모터(110)의 회전과 함께 회전하는 것으로 데이터가 기록되는 기록면을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 스핀들 모터(110)의 상단부에는 디스크(D)를 상기 스핀들 모터(110)에 견고하게 고정시키기 위한 클램프(112)가 스크류(114)에 의해 체결될 수 있다.

또한, 도 1에서는 상기 스핀들 모터(110)에 하나의 디스크(D)가 장착된 구성을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이 불과하며, 상기 스핀들 모터(110)에는 하나 이상의 디스크(D)가 장착될 수 있다.

이렇게 복수의 디스크(D)가 장착되는 경우에는 디스크(D)들 사이의 간격을 유지하기 위한 링 형상의 스페이서가 상기 디스크(D)들 사이에 배치될 수 있다.

헤드 구동부(120)는 HSA(Head Stack Assembly)로 불리우며, 자기 헤드를 탑재하고 상기 자기 헤드를 소정의 위치로 이동시켜 디스크(D) 상에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크(D)에 기록된 데이터를 독취하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 헤드 구동부(120)는 코일(121)과 상측 및 하측 마그네트(122, 123)를 포함하는 보이스 코일 모터(VCM)에 의해 자기 헤드를 상기 디스크(D)의 소정 위치로 이동시킬 수 있다.

여기서, 보이스 코일 모터에 제공되는 코일(121)의 상측 및 하측에 배치되는 상측 및 하측 마그네트(122, 123)는 자속 밀도의 증가 및 상기 베이스(100)와의 고정을 위해 각각 상측 및 하측 요크(124, 125)와 결합될 수 있다.

상기 보이스 코일 모터(VCM)는 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, 상기 보이스 코일 모터(VCM)에 제공되는 코일(121)에 의해 입력되는 전류와 상기 상측 및 하측 마그네트(122, 123)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따른 방향으로 상기 헤드 구동부(120)를 피벗축(127)을 중심으로 회전시키게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(10)는 작동 개시 명령이 입력되어 디스크(D)가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터(VCM)는 스윙암을 반시계 방향으로 회전시켜 자기 헤드를 디스크(D)의 기록면 위로 이동시킨다.

반대로, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(10)는 작동 정지 명령이 입력되면, 보이스 코일 모터(VCM)는 스윙암을 시계 방향으로 회전시켜 자기 헤드가 디스크(D)를 벗어나도록 한다.

상기 디스크(D)의 기록면을 벗어난 자기 헤드는 디스크(D)의 바깥쪽에 마련된 램프(126)에 파킹된다.

여기서, 상기 램프(126)는 상기 자기 헤드를 파킹시키는 동시에, 상기 자기 헤드가 디스크(D)로 이동하는 경우 소정 간격 이격되게 함으로써 안정적으로 디스크(D)의 데이터를 독취하도록 할 수 있다.

10: 하드 디스크 드라이브
100: 모터용 베이스
110: 스핀들 모터
120: 헤드 구동부
130: 커버

Claims (6)

1. 디스크가 배치되며, 스탬핑 공정에 의해 함입되어 두께가 감소된 다수의 오목부를 구비하는 금속 재질의 베이스 몸체;
   상기 베이스 몸체의 외측을 규정하는 외벽부; 및
   상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키는 헤드 구동부를 안착시키기 위한 헤드 구동부 안착부;를 포함하는 모터용 베이스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 오목부의 형상은 원형 또는 다각형인 모터용 베이스.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 오목부는 상기 베이스 몸체의 중심으로부터 방사 형상, 스파이럴 형상 또는 헤링본 형상으로 배치되는 모터용 베이스.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 오목부는 소정 부분의 단위 면적당 갯수가 나머지 부분의 상기 오목부의 단위 면적당 갯수보다 많은 모터용 베이스.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 소정 부분은 상기 베이스 몸체의 중심과 상기 헤드 구동부 안착부 사이인 모터용 베이스.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 모터용 베이스;
   상기 베이스 몸체에 결합되어 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터; 및
   상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키는 헤드 구동부;를 포함하는 하드 디스크 드라이브.
   
   
   

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