KR950002393B1 - 디스크 드라이브용 액츄에이터 아암 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디스크 드라이브용 액츄에이터 아암

제 1 도는 본 발명에 따라 디자인된 디스크 드라이브, 디스크 드라이브 베이스 주조물, 그리고 액츄에이터 아암의 평면도.

제 2 도는 본 발명의 액츄에이터 아암의 필수 엘레멘트의 분해도.

제 3 도는 본 발명의 베이스 주조물의 수직 단면도.

제 4a도는 본 발명의 베어링 하우징의 단면도.

제 4b도는 액츄에이터 아암 지지체의 대체 실시예의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 하우징 20 : 화살표

28 : 구동축 개구부 30 : 기억디스크

32 : 액츄에이터 아암 38 : 드라이브 아암

44 : 변환기 지지아암 50 : 화살표

52 : 베어링 피벗 포인트 62 : 터미네이팅 아암

64 : 스트립 스프링 지지아암 70 : 스트립 스프링

76 : 크램프 78 : 스크루

80 : 굴곡부 90 : 지지 플레이트

본 출원은 1988년 10월 25일 제출된 미합중국 특허출원 제263,997호의 일부 계속 출원이다.

본 발명은 일반적으로 회전 액츄에이터를 갖는 디스크 드라이브에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 개선된 액츄에이터 아암용 피벗 지지 메카니즘에 관한 것이다.

디스크 드라이브는 자기 디스크상의 동심원 트랙에 정보를 기록하고 기록된 정보를 재생한다. 트랙은 자기헤드에 의해 기입 및 판독되고, 자기헤드는 디스크 표면상의 트랙중 선택된 트랙에 정확히 위치되야만 한다. 선택된 트랙에 헤드를 정확히 위치시켜 유지시키기 위해 여러가지 방법이 사용되어 왔다. 통상적으로 사용되는 2가지 헤드 위치 지정 메카니즘 타입은 선형 및 회전 헤드 액츄에이터이다.

본 발명이 속하는 2번째 타입에서, 헤드는 여러 디스크 트랙을 액세스 하기 위해 일반적으로 방사상으로 이동한다. 그러나, 이 이동은 통상 원의 세그먼트에 따른 이동이다. 통상적으로 공지된 회전 액츄에이터의 형태는 변환기를 지지하기 위한 헤드/아암 플렉셔(flexure)를 포함하는바, 이 변환기 또는 판독/기입 헤드는 피벗으로부터 액세스될 트랙위치까지 연장한다. 헤드/아암과 함께 V자형 액츄에이터 아암 어셈블리를 형성하기 위해 피벗으로부터 연장하는 것은 액츄에이터 아암이며, 이 액츄에이터 아암은 스텝모우터에 접속된다. 스텝모우터가 회전하면, 액츄에이터 아암 어셈블리는 피벗점에 대해 회전하여 변환기를 트랙으로부터 트랙으로 이동시킨다. 시간의 경과 및 반복된 사용에 의해 발생되는 마모 그리고 동작온도의 변화로 인한 변동으로 목표트랙에 관련한 변환기의 프리셋 위치와 그 트랙위에서의 변환기의 장기간 안정성이 쉽게 변경되지 않도록 스텝모우터로부터 먼 액츄에이터 아암의 단부에는 고안정 피벗이 요구된다. 피벗 메카니즘은 높은 정밀도, 신뢰도 및 낮은 기계적 저항을 제공해야 한다. 또한, 현재의 디스크 드라이브 시장에서의 가격 경쟁을 생각할때, 피벗시스템은 쉽게 구성 및 조립되어야야만 한다.

종래의 피벗 메카니즘은 일반적으로 2아암, 즉 액츄에이터 드라이브 아암과 헤드 아암의 접합점을 지지하는 사프트, 2볼 베어링, 그리고 별개의 엘레멘트를 아암에 접속하는데 스프링 리테이너 프리로드 스프링 및 부착수단을 포함한다.

본 발명의 목적은 현재 공지되어 있는 선행 기술의 개량인 액츄에이터 아암 베어링 지지체를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 디자인이 간단하고, 조립이 쉬우며, 최소의 부품을 포함하는 액츄에이터 아암 피벗 메카니즘을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다른 좀 더 복잡한 피벗 메카니즘에 의해 제공되는 디스크의 바람직한 트랙상의 변환기의 위치 지정에 있어서도 여전히 요구되는 정밀도 및 신뢰도를 제공하는 간단한 고신뢰 피벗 메카니즘을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적은 한쪽은 액츄에이터 아암의 위시본(wishbone)형 단부에 의해 둘러싸이고 다른쪽은 단부가 액츄에이터 아암의 위시본의 분할 단부에 단단히 부착되는 바이어싱 스프링 메탈스트립에 의해 둘러싸여지는 베어링의 결합을 피벗 베어링 메카니즘으로서 제공함에 의해 성취된다. 아암 어셈블리가 디스크 드라이브에 장착될때, 베어링은 아암 어셈블리의 회전 중심에 장착되고, 스프링 인장력은 액츄에이터 아암의 헤드를 스텝모우터의 스핀들에 대해 바이어스 한다. 액츄에이터 아암의 먼단부에 스텝모우터의 모우터축상의 피니언과 맞물리는 기어톱니를 표면에 갖는 기어섹터를 제공함으로서, 기억섹터의 표면과 교차하는 모우터 샤프터의 회전은 액츄에이터 아암의 이동을 일으키고, 따라서 디스크의 표면을 가로지르는 플렉셔와 변환기의 이동을 일으킨다. 플렉셔와 변환기를 지지하는 헤드 아암은 액츄에이터 드라이브 아암은 스텝모우터 구동 단부 근처 지점에서 드라이브 아암의 측면으로부터 헤드 아암 길이를 감소시키면서 연장한다.

이 실시예를 채택함으로서, 통상의 베어링 피벗 어셈블리가 제거된다. 최소의 부품을 이용하여 낮은 가격으로 쉽게 조립되는 디스크 드라이브 어셈블리가 제공된다. 액츄에이터 아암과 스텝 모우터간의 맞물림을 유지하는 스프링력 때문에 충격으로 발생되는 오프-트랙킹(off-tracking)이 최소로 될 것이다. 기어 섹터 또는 피티언의 톱니 마모는 방사상으로 최소의 오프트랙을 일으킬 것인바, 상기 마모는 본 발명의 또다른 유리한 특징으로 대부분 트랙상의 헤드의 점선 이동을 일으키기 때문이며, 스프링 스트립의 상부는 액츄에이터 아암에 대한 피벗 중심인 베어링의 상부를 누르도록 약간 구부러져 있다. 이것은 액츄에이터 아암은 길이를 따라 하향력을 제공함으로, 아암은 그것의 먼단부에서 베이스쪽으로 약간 아래로 세워진다. 이것은 충격으로 액츄에이터 아암이 스텝 모우터 드라이브 샤프트로부터 이탈하는 것을 방지한다.

본 발명의 특징 및 이점은 이하의 도면을 참조로 한 설명을 통해 좀 더 잘 이해될 것이다.

제 1 도를 참조하면, 본 발명을 따라 설계된 디스크 드라이브의 주요 부품들이 도시되어 있고, 그 주요 부품들은 베이스 플레이트(4)를 갖는 하우징(2)과 회전디스크와 액츄에이터 아암이 위치된 내부 지역을 한정하는 수직벽(6), (8), (10), (12) 등이다. 이 디스크 드라이브의 베이스를 위한 일체형 베이스 주조물은 보다 상세히 제 3 도에 도시되어 있다. 베이스 주조물은 스핀들 모우터 마운팅 지역(20)을 포함하고, 여기에 스핀들 모우터가 위치되고 데이타가 기억되는 디스크를 회전시키기 위하여 지지된다. 디스크는 일반적으로 (22), (24)로 표시된 개방 지역에서 회전된다. 상기 지역에서 충분한 자유공간은 공기가 자유롭게 디스크의 표면에 걸쳐서 흐를 수 있는 면적을 남겨둔채 회전하는 동안 하나 또는 그 이상의 디스크를 장착하기 위해 정의된다.

측벽(4) 중 하나와 이웃한, 면적(26)은 스텝모우터가 위치한 곳에서 정의된다. 스텝모우터의 구동축은 제 1 도에 대해 설명된 액츄에이터 아암의 원심부와 접촉하기 위해 구동축 개구부(28)를 통하여 신장된다. 스텝모우터의 단계적회전은 액츄에이터 아암의 이동을 야기시키며, 상기 아암은 회전디스크의 표면상에 데이타를 액세스하기 위하여 개방지역(22)에서 디스크의 표면에 걸쳐서 선택적으로 위치되는 변환기를 지닌다.

본 발명의 상기 설명된 특징은 스핀들(31) 주위를 회전하기 위해 하우징(2)내에 장착된 기억디스크(30)의 평면도를 나타내는 제 1 도로부터 좀 더 분명해질 것이다. 드라아브 아암(38)과 변환기 지지아암(44)을 포함하는 액츄에이터 아암(32)은 굴곡단(36)에서 변환기(34)를 지지한다. 아암(32)은 스텝모우터(37)의 선택적 구분 회전에 응답하여 이동한다. 액츄에이터 아암 조립체(32)와 특별히 구동아암지역(38)은 피벗 베어링 마운팅(40)으로부터 스텝모우터(37)의 구동축(42)까지 신장한다. 구동아암(38)은 굴곡부(36)과 변환기(34)가 부착되는 변환기 지지아암(44)회전디스크를 향하여 신장한 한 끝에서 지지된다. 드라이브 아암(38)이 화살표(50)으로 표시된 경로를 따라 앞뒤로 이동함에 따라 변환기(34)는 정의된 데이타 위치를 액세스하기 위하여 트랙에서 트랙까지 이동한다.

드라이브 아암(38)은 제 4 도를 참조로 보다 자세히 설명될(52)로 표시된 베어링 주위를 추축으로 회전한다. 드라이브 아암(38)의 이동은 베이스 플레이트(4) 아래에 장착되는 스텝모우터(37)의 회전에 응답하여 발생한다. 스텝모우터(37)의 구동축(42)는 베이스 플레이트(4)를 통하여 신장한다. 모우터 구동축(26)은 액츄에이터 드라이브 아암(38)의 단부에 지지된 랙기어(56)의 기어와 맞물리기 위해 가공된 피니언(54)를 갖는다. 샤프트(42)의 회전은 아암(38)이 변환기 헤드(34)를 트랙으로 부터 트랙까지 이동시키기 위하여 베어링 피벗 포인트(52)에 대하여 화살표(50)에 의하여 표시된 원주 경로를 따라 회전하게 한다.

드라이브 아암부분(38)과 헤드 아암부분(44)를 포함한 상세한 액츄에이터 아암부분은 좀 더 명확하게 제 2 도에 나타난다. 거기서 도시된대로, 액츄에이터 아암은 경금속 또는 합성재료로 제작되며, 상기암은 그것의 장축을 따라 유연하도록 선택되지만, 그것의 가장 긴 축에 대하여 어떤 회전에 대해서도 상당한 강도를 제공한다. 상기 아암은 베어링 스프링(70)을 지지하고 아암의 주요축에 대하여 실질적으로 신장한 아암(62), (64)를 포함한 일반적으로 위시본 모양으로 끝난다. 바람직한 실시예에서 아암(38)은 터미테이팅 아암(62)중 하나와 또 하나의 스트립 스프링 지지아암(64)를 위한 인바아(invar) 또는 스테인레스강중 하나를 포함한 주요부(60)에 대한 알루미늄의 조합으로 구성된 바이메탈적이다. 이런 방법으로, 금속들이 선택되며 그 결과로 다른쪽보다 한쪽의 길이가 성장 또는 감소하며 베어링(52)와 경로(50)의 축에 대해 아암 의미도 꼬임 효과가 발생하며, 그 결과로 아암에 대한 열효과는 열에 대해 회전하는 자기 디스크의 크기를 동일하게 성장 또는 감소시킨다.

상기 설명한 것과 같이, 액츄에이터 아암(32)와 특별히 드라이브 아암부분(38)은 한단에서 지지되고 베어링(52)에 대하여 회전한다. 베어링 그 자체는, 제4a도에 좀 더 상세히 설명될 것처럼 베이스(4)로부터 지지되고 근본적으로 도시된 력선(55), (56)을 따라 내부로 프리로드된 한쌍의 컴프라이언트 베어링(53), (54)로 구성된다. 목표는 대단히 긴 축을 만드는 것이다. 베어링은 스크루(57)을 사용하여 프리로드된다. 이 베어링 설계는 사용하는 것은 스텝모우터(42)상의 피니언(54)와 아암(32)의 구동단에서 래크기어(56)의 가능한 불일치를 허락한다. 즉, 베어링은 한쪽(58)에 놓여지고, 또다른 하부측(59)는 베이스 주조물(4)의 어깨(60)상에 놓여짐에 의해 레지스트레이션(registration)을 위해 사용되고 그 결과를 베이스 주조물(4)위에 있는 베어링(52)의 배열은 항상 정확히 정의된다.

스트립 스프링(70)은 (제 2 도) 화살표(72)의 방향으로 액츄에이터 아암(38),(44)를 누르고, 그 결과로 기억섹터 페이스(56)은 항상 피니언(54)에 대해 압력이 가해진다. 크램프(76)과 스크루(78)와 함께 결합한 스트립 스프링(70)에서 작은 부착홀(74)은 스트립 스프링(70)을 액츄에이터 아암(38)의 후방의 위시본의 신장된 아암(62), (64)와 밀접하게 부착시킨다. 스트립 스프링(70)의 상층부(80)는 액츄에이터 아암(38)의 전망을 향하여 노치되거나 경사가 지게 된다. 이 방법으로, 토오크 효과는 제 2 도에 도시된 화살표(82) 방향을 베이스(2)를 향해 약간 아래로 액츄에이터 아암을 미는 액츄에이터 아암(38)의 장축을 따라 제공된다. 그러므로, 액츄에이터 아암은 스트립 스프링(70)에 의해 피니언(56)에 대하여 예압되고, 피니언에 대해 내려가 있게 될 것이고, 주요한 충격이 디스크 드라이브에 가해질때, 충격방향과 관계없이 피니언으로 부터 놓아지게 되거나 무부하 상태가 되지 않는다.

전체적으로 액츄에이터 아암 조립체는 지지 플레이트(90)과 스크루(92)를 사용하는 액츄에이터 아암의 드라이브 아암부(38)의 구동단에 대해 스크루될 분리부품으로서 래크기어(56)을 제공함에 의해 제 2 도에 도시된 것을 쉽게 달성할 수 있다.

가요성 스트립(70)은 액츄에이터 아암 구조의 지지단에서 아암(62), (64)에 단에 스크루(78)에 의해 고정된다. 스프링은 베어링(52)의 후부표면에 대하여 굳게 고정된 스프링의 곡선부에 대해 아암을 밀접하게 고정시킨다. 굴곡부(80)은 베어링의 경사진 면(94)에 대하여 압축되고 그 결과로 스프링힘이 랙기어에 대하여 피니언을 압축하기 위해 액츄에이터 아암의 축을 따라 강하게 미친다. 기어부 톱니(56)는 전송배열을 피니언(54)에 대해 밀접하게 결합시킨채로 있게 된다. 그 결과로 마모 또는 충격이 있을지라도 밀접한 결합이 계속 유지되게 된다.

액츄에이터 아암의 이동 범위는 제4b도에 도시되어 있는 급정지기(81)에 의해 제한된다. 이 급정지기는 스크루(83)용 개구부를 갖는 플라스틱 인서트(82)와, 플라스틱 인서트(81)의 과도한 휨을 방지하는 스크루(83)에 의해 제자리에 유지되는 금속커버(84)를 포함한다. 플라스틱 피스(82)상의 업라이트 핀(85)은 아암(38)의 측면에 접촉하여 아암의 이동을 제한한다.

제 2 도에 도시된 아암구조의 대안으로 제4b도에 도시되어 있는 구조가 적용될 수 있다. 여기서, 액츄에이터 아암 어셈블리는 2 분리된 아암(100, 102)으로 이루어지고, 하나의 아암의 두금속 부(104, 106)로 형성되고, 다른 아암은 두금속 부(108, 110)로 형성된다. 이 방법을 이용하면 온도보상 목적을 성취하기 위해 바이메탈 구성이 이용될 수 있는 한편 액츄에이터 아암의 길이방향축(112)을 따라 상당한 힘을 나타내는 좀거 가요성 있는 액츄에이터 아암이 제공된다.

본 발명에 대한 다른 대안이 본 발명의 내용을 연구한 당업자에게 명백하게 될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (5)

1. 베이스 구조물과, 트랙상의 어드레스 가능한 위치에 기억된 데이타를 가지며 정속회전하는 스핀들 모우터 위에 지지되는 디스크와 그리고 데이타가 기억될 수 있는 디스크상에 상기한 위치를 액세스하기 위한 변환기를 지지하는 아암을 구비한 디스크 드라이브에 있어서, 상기 액츄에이터 아암은 어느 하나의 수직 측벽에 인접한 피벗점으로부터 신장되어 베이스 구조물에서 지지된 스텝 모우터와 접촉하게 되는 제 1의 아암부분과, 그리고 상기 회전하는 디스크위로 상기 제 1의 아암부분의 측면으로부터 신장되는 제 2의 부분을 포함하고, 상기 스텝 모우터의 회전이 상기 아암을 이동시켜 상기 변환기를 상기 디스크에 상대되게 위치시키도록 만들고, 상기 아암을 상기 베이스 주조물에 고정된 베어링과 이 베어링 주위에 부분적으로 배치되고 상기 제 1의 아암부분의 단부를 베어링으로부터 편향시켜 상기 스텝 모우터와 안정된 접촉이 되도록 상기 액츄에이터 아암에 고정된 스트립 스프링에 의해 상기 피벗점에서 지지되고 이에 의해 상기 스텝 모우터의 회전이 상기 아암의 이동에 정확히 반영되게 한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 스프링은 상기 액츄에이터에 고정되어질 단부들과 상기 아암 사이에 위치하고 상기 베어링 후부를 둘러싸고 베어링에 부착된 굴곡부를 포함한 제1 및 제 2의 아암으로 이루어지고, 액츄에이터 아암은 그 아암이 베어링에 직접 고정됨이 없이 베어링과 스텝 모우터 피니언 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터 아암은 이 액츄에이터 아암의 장축에 수직인 제1 및 제 2의 아암을 포함하는 위시본 단부로서 종단되게 그 아암의 단부들이 상기 스프링이 단부들과 견고히 연결되어 상기 아암을 상기 피니언에 대해 편향되게 지지하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 액츄에이터 아암은 제 1의 열팽창계수를 갖는 제 1 형태의 금속으로 이루어지고 다른 열팽창 계수를 갖는 제 2 형태의 금속으로된 아암을 포함하며, 온도의 변화에 따라 상기 액츄에이터 아암의 상기 변환기를 통상 상기 트랙을 따라 또는 상기 트랙에 정접되게 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1의 금속은 알루미늄이며 상기 제 2의 금속은 인바르(불변강)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.

Images