JP4189355B2

JP4189355B2 - マウントパッド付きディスクドライブ

Info

Publication number: JP4189355B2
Application number: JP2004171014A
Authority: JP
Inventors: 龍圭邊; 敏杓洪; 汀錫高
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: US7372694B2; KR100513730B1; JP2005032407A; KR20050007814A; US20050007733A1

Description

本発明は、マウントパッド付きディスクドライブに係り、さらに詳細には、ディスクドライブの取り付け、振動減衰及びシーリングの機能を有したマウントパッド付きディスクドライブに関する。

情報記憶装置の１つであるディスクドライブは、ディスクに保存されたデータを再生し、ディスクにデータを記録する装置である。例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）においては、アクチュエータに搭載された再生／記録ヘッドが回転するディスクの記録面から所定高さ浮上した状態で所望の位置に移動しつつディスクに対してデータを再生し、または記録する。

特に、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カムコーダ及びＭＰ３プレーヤなどの携帯用電子システムには小型のディスクドライブが使われ、このようなモバイル用小型ディスクドライブはその取り付け方式により、挿入分離型と内蔵型とに大別される。このうち、挿入分離型ディスクドライブは、電子システムの内部に挿入したり電子システムから分離したりするのが容易な構造である。一方、内蔵型ディスクドライブは、電子システム内部に固定的に設置されるので、電子システムのケースにより保護され、その取り付け構造が相対的に単純であるという長所がある。

このような内蔵型ディスクドライブは、一般的にネジを使用して電子システム内部に締結される。ところで、ディスクドライブを電子システム内部にネジで直接取り付ければ、外部からの衝撃及び振動がネジを介してディスクドライブに直接伝えられることにより、ディスクドライブ内に設置されたスピンドルモータのベアリングが損傷されたり、再生／記録ヘッドがディスクの表面に衝突するようになったりする問題が発生する。

このような問題を防止するために、ディスクドライブにはさまざまな振動減衰構造が採用されており、その一例が図１に図示されている。

図１を参照すれば、ディスクドライブ１０は、ディスク（図示せず）、ディスクを回転させるためのスピンドルモータ（図示せず）、再生／記録ヘッド（図示せず）及びこのヘッドをディスク上の所望の位置に移動させるアクチュエータ（図示せず）などを備えており、それらはベース１１とカバー１２とにより覆われて保護される。前記ベース１１の角部のそれぞれには外部からの衝撃や振動を減衰させるためのダンパ１３が設けられており、前記ダンパ１３それぞれにはネジ挿入口１４が形成されている。従って、前記ディスクドライブ１０は前記ネジ挿入口１４に挿入されるネジ１５により電子システム内部に取り付けられる。

このように、図１に図示された従来のディスクドライブ１０は、その角部に設けられたダンパ１３により外部からの衝撃や振動をある程度減衰させられる。しかし、前記ディスクドライブ１０は、ネジ１５を使用して電子システムの内部に取り付けられている限りは、外部からのショックや振動の影響を受けざるを得ない。その上、ディスクドライブ１０は、それ自体が非常に小さいので、ディスクドライブ１０の取り付けに使われるネジ１５も非常に小さいものを使う必要がある。このような小型ネジ１５は、非常に高価なので、ディスクドライブ１０の製造コストを増加させる短所があり、また多数の小型ネジ１５を締結するのにかなりの長時間を要するという短所もある。

一方、従来のディスクドライブ１０においては、その内部のディスクやアクチュエータなどを保護するために、ベース１１とカバー１２間の間隙をシーリングする。このようなシーリング方式としては、ベース１１とカバー１２間にガスケットを設けた後、それらを３〜５個のネジ１６で圧着締結する方式と、ベース１１とカバー１２間の間隙をシーリングテープで密封する方式とが使われている。

前記のように、従来のディスクドライブ１０においては、取り付けと振動減衰及びシーリングがそれぞれ異なる手段によりなされる構造を有しているので、部品コスト及び組立てコストがかさむ問題点がある。

本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、特にネジを使用せずともディスクドライブを取り付けられるだけではなく、ディスクドライブの振動減衰及びシーリング機能を併せ持ったマウントパッド付きディスクドライブを提供するところにその目的がある。

前記の技術的課題を達成するため、本発明は、ディスクドライブを電子システムの内部に取り付けるために、前記ディスクドライブの表面と前記電子システムの対向面間に介在されるマウントパッドを備えるマウントパッド付きディスクドライブであって、前記マウントパッドは、前記ディスクドライブのベースとカバー間の間隙を覆うように前記ディスクドライブのベースおよびカバーの表面に接着されて前記間隙をシーリングするシーリング層と、前記電子システムの対向面に接着される接着層と、前記シーリング層と前記接着層間に介在され、外部から加えられる衝撃及び振動を減衰させる振動減衰層と、を備え、前記ディスクドライブのベースとカバーとは、前記シーリング層のみによって互いに固定されていることを特徴とするマウントパッド付きディスクドライブを提供する。

ここで、前記振動減衰層は粘弾性物質からなることが望ましい。

そして、前記振動減衰層は相異なる剛性を有した複数の粘弾性物質が複数層より積層されていることが望ましい。この場合、前記振動減衰層は、前記シーリング層方向に配され、相対的に強剛性を有した第１粘弾性物質層と、前記接着層方向に配されて相対的に弱剛性を有した第２粘弾性物質層とからなりうる。第１粘弾性物質層は、第２粘弾性物質層よりもシーリング層の側（近く）に配され、第２粘弾性物質層は、第１粘弾性物質層よりも接着層の側（近く）に配されることができる。

前記シーリング層は、金属薄膜と、前記金属薄膜の両面に塗布された接着剤とからなることが望ましい。この場合、前記金属薄膜はアルミニウム薄膜であることが望ましい。

前記接着層は前記振動減衰層の表面に所定厚さに塗布された接着剤からなり、また両面テープからなることもある。

前記マウントパッドは前記ディスクドライブの縁部に沿って所定の幅を有した四角リング状に接着され、また前記ディスクドライブの表面全体に接着されることもある。

このような本発明によれば、ネジを使用せずともディスクドライブを電子システム内部に堅固に取り付けられるだけではなく、外部から加えられる衝撃及び振動を減衰でき、ディスクドライブのベースとカバー間の間隙をシーリングできる。

本発明によるマウントパッド付きディスクドライブは、シーリング層と振動減衰層と接着層とが積層された構造を有することにより、ネジを使用せずともディスクドライブを電子システム内部にしっかりと取り付けられるだけではなく、外部から加えられる衝撃及び振動を減衰でき、ディスクドライブのベースとカバー間の間隙をシーリングできる。従って、ディスクドライブの製造コストが低減し、かつ組立て時間が短縮され、外部からの衝撃及び振動が減衰されてディスクドライブの性能が向上する。

そして、シーリング層にアルミニウム薄膜が設けられることにより、強い衝撃によるシーリング層の破損を予防でき、ディスクドライブ内部に伝播される電磁波を遮断することにより電磁波によるノイズの発生を防止できる。

以下、添付された図面を参照しつつ本発明によるマウントパッド付きディスクドライブの望ましい実施例を詳細に説明する。参照する図面において、同じ参照符号は同じ構成要素を指す。

図２は本発明によるマウントパッドが付着されたディスクドライブ、すなわちマウントパッド付きディスクドライブを図示した分解斜視図であり、図３は図２に図示されたマウントパッドによりディスクドライブが電子システム内部に取り付けられた状態を図示した側面図である。

図２及び図３を共に参照すれば、ディスクドライブ１００はベース１１１とカバー１１２とを備えており、前記ベース１１１にはディスク１３０を回転させるためのスピンドルモータ１２０と、再生／記録ヘッド１４４をディスク１３０上の所望の位置に移動させるためのアクチュエータ１４０とが設けられる。前記カバー１１２はベース１１１の上部に結合され、ディスク１３０とアクチュエータ１４０などを覆って保護する役割を果たす。前記ベース１１１とカバー１１２とは、一般的にアルミニウムにより製造される。

前記アクチュエータ１４０は、ディスクドライブ１００のベース１１１に設けられたアクチュエータピボット１４１に回転可能に結合されたアクチュエータアーム１４２と、アクチュエータアーム１４２の一側端部に設けられ、前記ヘッド１４４がディスク１３０の表面側に付勢されるように支持するサスペンション１４３とを有する。そして、前記アクチュエータ１４０にはアクチュエータアーム１４２を回転させるためのボイスコイルモータ１５０（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）が備えられている。このＶＣＭ１５０は、アクチュエータアーム１４２の他側の端部に結合されるＶＣＭコイル１５１と、ＶＣＭコイル１５１に対向するようにベース１１１上に設けられるマグネット１５２とを備える。前記ＶＣＭ１５０はサーボ制御システムにより制御され、ＶＣＭコイル１５１に入力される電流とマグネット１５２により形成された磁場との相互作用により、フレミングの左手の法則に従う方向にアクチュエータアーム１４２を回転させる。すなわち、ディスクドライブ１００の電源がオンになってディスク１３０が回転し始めれば、ＶＣＭ１５０はアクチュエータアーム１４２を逆時計回り方向に回転させ、前記ヘッド１４４をディスク１３０の記録面上に移動させる。反対に、ディスクドライブ１００の電源がオフになってディスク１３０の回転が停止すれば、ＶＣＭ１５０はアクチュエータアーム１４２を時計回り方向に回転させ、前記ヘッド１４４がディスク１３０を外れる。

前記のように構成されたディスクドライブ１００は、これを採用する電子システム、例えばＰＤＡ、カムコーダまたはＭＰ３プレーヤの内部に取り付けられる。本発明によれば、前記ディスクドライブ１００の取り付けは、ディスクドライブ１００の表面とこれに対向する電子システムの対向面、例えば電子システムのプリント回路基板１７０の表面との間に介在されたマウントパッド１６０によりなされる。すなわち、本発明によるマウントパッド１６０は、その一方の表面が前記ディスクドライブ１００の表面に接着され、その他方の表面はプリント回路基板１７０の表面に接着されることにより、従来のネジを使用せずともディスクドライブ１００を電子システムの内部に取り付け可能とする。

一方、前記マウントパッド１６０は、図２に図示されたように、ディスクドライブ１００の表面にその縁部に沿って所定の幅を有した四角リング状に接着され、またディスクドライブ１００の表面全体に接着されることもある。このうち、前者の場合がマウントパッド１６０の面積を狭めて材料費を節減できるので望ましい。

図４には前記マウントパッド１６０の構造が拡大図示されている。
図４を参照すれば、前記マウントパッド１６０はシーリング層１６１と振動減衰層１６２と接着層１６３とが一体に積層された構造を有する。

前記シーリング層１６１は、ディスクドライブ１００のベース１１１とカバー１１２間の間隙を覆うように、ディスクドライブ１００の表面に接着されて前記間隙をシーリングする。すなわち、前記シーリング層１６１はマウントパッド１６０をディスクドライブ１００の表面に接着させる機能だけではなく、ディスクドライブ１００を密封する機能も併せ持っている。このようなシーリング層１６１は、一般的に使われる液状またはペースト状態の接着剤や接着用両面テープから構成しうる。

前記接着層１６３は、電子システムの対向面、例えばプリント回路基板１７０の表面に接着される。このような接着層１６３は前記振動減衰層１６２の表面に所定厚さに塗布された液状またはペースト状態の接着剤から構成しうる。また、前記接着層１６３は一般的に使われる接着用両面テープで構成しうる。

そして、前記シーリング層１６１と接着層１６３とは引っ張り応力、衝撃、振動及び温度変化が加えられても、ディスクドライブ１００の表面またはプリント回路基板１７０の表面から分離されないほどの接着強度及び耐熱性を有するようにその物性と形態とが設計される。また、前記シーリング層１６１と接着層１６３とは、要求される接着強度を有しうる限度内で可能な限り小さく、薄くする方が、前述のようにマウントパッド１６０の面積を狭めて材料コストを節減できるので望ましい。

前記振動減衰層１６２は、前記シーリング層１６１と前記接着層１６３の間に介在され、衝撃や振動を吸収できるように粘弾性物質、例えば所定の弾性と伸縮性とを有したゴムまたはエンジニアリンプラスチックから構成しうる。従って、前記振動減衰層１６２は、電子システムのプリント回路基板１７０を介してディスクドライブ１００に伝えられる外部からの衝撃や振動を吸収して減衰させる機能を果たす。

一般的に、ディスクドライブ１００に外部衝撃が加えられる状態を分類すれば、次の通り２通りに分けられる。第一に、ディスクドライブ１００の作動中に外部衝撃が加えられる場合であり、アクチュエータアーム１４２のサスペンション１４３が回転中であるディスク１３０上に位置した状態で外部衝撃が加えられる場合である。この場合、衝撃によりサスペンション１４３に搭載されたヘッド１４４がディスク１３０の表面に衝突してヘッド１４４とディスク１３０の表面が損傷されうる。第二に、ディスクドライブ１００の非作動中に外部衝撃が加えられる場合である。この場合、スピンドルモータ１２０のベアリングが衝撃により最も損傷を受けやすいと推定されている。一般的に、ベアリング製造業界では、一定時間間隔、例えば１ｍｓ及び振幅、例えば１５００Ｇを有する半正弦信号をベアリング軸の垂直方向に入力される加速度信号の許容値として提示する。従って、本発明によるマウントパッド１６０は、前記の許容値を満足させるための粘弾性特性と形態とを有するように設計される。

このような設計手順は次の通り行われうる。まず、マウントパッド１６０が設けられていないディスクドライブに対して衝撃テストを行うことにより、スピンドルモータ１２０のベアリング部位の衝撃量を求める。次に、マウントパッド１６０の粘弾性物質及び形状を設定して落下衝突解析を行う。このようなテストにより計算されたスピンドルモータのベアリング部位の加速度波形の情報、最大ピーク値及び接触時間と、スピンドルモータのベアリング部位の許容波形情報、最大許容ピーク値及び接触時間とを比較する。計算された加速度信号が最大ピーク値を超える時には、スピンドルモータベアリングに損傷を与える恐れがありうるので、この場合にはスピンドルモータベアリング部位の加速度信号の最大ピーク値を許容値以下に下げるためにマウントパッドの材質及び形状を再設計する。このような設計手順を通じて許容加速度レベルを満足させるためのマウントパッドの適正な物性を設計できる。

図７は本発明によるマウントパッドの耐衝撃性能をテストした結果を示したグラフである。このテストで、マウントパッドの振動減衰層では、厚さ４ｍｍのゴムが使われ、接着層とシーリング層としては両面テープが使われた。そして、ディスクドライブが取り付けられた電子システムには１４６０Ｇの高い衝撃力が１ｍｓ間加えられ、この時ディスクドライブに加えられるピボット入力を測定した。図７のグラフを見れば、電子システムに１４６０Ｇの高い衝撃力が加えられた場合に、実際にディスクドライブに加えられるピボット入力はほぼ９２０Ｇに下がることが分かる。これは、マウントパッドにより衝撃力が約４０％減衰されたことを意味する。従って、ディスクドライブ内部に設けられたスピンドルモータのベアリングとヘッド及びディスクなどを外部の衝撃や振動から保護できる。

前記のように、本発明によるマウントパッド付きディスクドライブはディスクドライブの取り付け、外部から加えられる衝撃及び振動の減衰及びディスクドライブのシーリング機能を共に有する。これにより、従来の小型ネジやシーリング用ガスケットなどが不要になるので、ディスクドライブの製造コストが節減され、かつ組立て時間が短縮され、外部からの衝撃及び振動が減衰されてディスクドライブの性能が向上する長所がある。

図５及び図６には本発明の第２及び第３実施例によるマウントパッドの構造がそれぞれ図示されている。

まず図５を参照すれば、本発明の第２実施例によるマウントパッド２６０も前述した第１実施例のように、シーリング層２６１と振動減衰層２６２と接着層２６３とが一体に積層された構造を有する。ただし、本実施例では、前記振動減衰層２６２が相異なる剛性を有した複数の粘弾性物質が複数層より積層されてなる。

具体的に、前記振動減衰層２６２は２層、すなわち相対的に強剛性を有した第１粘弾性物質層２６２ａと相対的に弱剛性を有した第２粘弾性物質層２６２ｂとからなりうる。例えば、前記第１粘弾性物質層２６２ａは約１０⁸〜１０⁹Ｐａの圧力に耐えられる剛性を有したエンジニアリンプラスチックからなり、前記第２粘弾性物質層２６２ｂは約１０²〜１０³Ｐａの圧力に耐えられる剛性を有したゴムから構成しうる。そして、前記第１粘弾性物質層２６２ａは前記シーリング層２６１の側に配され、前記第２粘弾性物質層２６２ｂは前記接着層２６３の側に配されることが望ましい。

相対的に低い剛性を有した前記第２粘弾性物質層２６２ｂは、主に外部からの衝撃及び振動を十分に吸収して減衰する機能を果たし、相対的に高い剛性を有した第１粘弾性物質層２６２ａは、主に衝撃及び振動によりマウントパッド２６０が過度に変形されることを制限する機能を果たす。従って、第１及び第２粘弾性物質層２６２ａ，２６２ｂからなる振動減衰層２６２によれば、外部からの衝撃及び振動を十分に減衰させられ、過度なせん断変形によりマウントパッド２６０が裂けたり、マウントパッド２６０がディスクドライブ１００またはプリント回路基板１７０から分離されたりする問題を事前に防止できる。

また、前記第１及び第２粘弾性物質層２６２ａ，２６２ｂそれぞれの厚さと剛性とを適切に調節することにより、マウントパッド２６０全体の振動減衰特性と強度とを所望のレベルにさらに容易に制御できる。

一方、前記シーリング層２６１と接着層２６３とは前述した第１実施例と同一なので、これに関わる詳細な説明は省略する。

次に、図６を参照すれば、本発明の第３実施例によるマウントパッド３６０も前述した実施例と同様にシーリング層３６１と振動減衰層３６２と接着層３６３とが一体に積層された構造を有する。ただし、本実施例では、前記シーリング層３６１が金属薄膜３６１ｂと、前記金属薄膜３６１ｂの両面に塗布された接着剤３６１ａ，３６１ｃとからなる。

具体的に、前記金属薄膜３６１ｂとしてはアルミニウム薄膜が使われ、前記接着剤３６１ａ，３６１ｃとしては前述したような種類のものが使われうる。このように、金属薄膜３６１ｂとしてアルミニウム薄膜が使われる場合には、前記シーリング層３６１としては一般的なアルミニウムテープが使われうる。

前記金属薄膜３６１ｂは強い衝撃による過度なせん断変形によりシーリング層３６１が裂けることを防止する機能を有する。そして、前記金属薄膜３６１ｂは外部、例えばプリント回路基板１７０からベース１１１とカバー１１２間の間隙を通じてディスクドライブ１００内部に伝播される電磁波を遮断する機能をも有している。従って、電磁波によるノイズの発生が防止されてヘッド１４４の再生／記録特性への信頼性が向上されうる。

一方、前記振動減衰層３６２は、前述した第２実施例のように、２層、すなわち相対的に高い剛性を有した第１粘弾性物質層３６２ａと、相対的に低い剛性を有した第２粘弾性物質層３６２ｂとから構成しうる。

前記第１及び第２粘弾性物質層３６２ａ，３６２ｂと接着層３６３とは、前述した実施例と同一なので、これに関わる詳細な説明は省略する。

本発明は図面に図示された実施例を参考に説明したが、これらは例示的なものに過ぎず、当業者ならばそれから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることが理解されるであろう。例えば、前記の本発明によるマウントパッドはＨＤＤに適用されることを図を参照して説明したが、これに限定されずに光ディスクドライブを含む多様な構造のディスクドライブにも適用されうる。また、マウントパッドの各層をなす物質は例示された以外にも各層の機能を達成できる多様な物質が使われうる。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によって決まるものである。

本発明のマウントパッド付きディスクドライブは、従来よりさらにコンパクトなハードディスクを実現するに際し効果的に適用可能である。

従来の内蔵型ディスクドライブの一例を概略的に図示した斜視図である。本発明によるマウントパッドが付着されたディスクドライブ、すなわちマウントパッド付きディスクドライブを図示した分解斜視図である。図２に図示されたマウントパッドによりディスクドライブが電子システム内部に取り付けられた状態を図示した側面図である。本発明の第１実施例によるマウントパッドの構造を拡大図示した断面図である。本発明の第２実施例によるマウントパッドの構造を拡大図示した断面図である。本発明の第３実施例によるマウントパッドの構造を拡大図示した断面図である。本発明によるマウントパッドの耐衝撃性能をテストした結果を示したグラフである。

符号の説明

１００ディスクドライブ
１１１ベース
１１２カバー
１２０スピンドルモータ
１３０ディスク
１４０アクチュエータ
１４１アクチュエータピボット
１４２アクチュエータアーム
１４３サスペンション
１４４ヘッド
１５０ＶＣＭ
１５１ＶＣＭコイル
１５２マグネット
１６０マウントパッド
１６１シーリング層
１６２接着層
１６３振動減衰層
１７０プリント回路基板

Claims

ディスクドライブを電子システムの内部に取り付けるために、前記ディスクドライブの表面と前記電子システムの対向面間に介在されるマウントパッドを備えるマウントパッド付きディスクドライブであって、
前記マウントパッドは、
前記ディスクドライブのベースとカバー間の間隙を覆うように前記ディスクドライブのベースおよびカバーの表面に接着されて前記間隙をシーリングするシーリング層と、
前記電子システムの対向面に接着される接着層と、
前記シーリング層と前記接着層間に介在され、外部から加えられる衝撃及び振動を減衰させる振動減衰層と、
を備え、
前記ディスクドライブのベースとカバーとは、前記シーリング層のみによって互いに固定されている
ことを特徴とするマウントパッド付きディスクドライブ。
前記振動減衰層は粘弾性物質からなることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記振動減衰層は、相異なる剛性を有した複数の粘弾性物質が複数層より積層されてなることを特徴とする請求項２に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記振動減衰層は、相対的に強剛性を有した第１粘弾性物質層と相対的に弱剛性を有した第２粘弾性物質層とからなることを特徴とする請求項３に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記第１粘弾性物質層は、前記シーリング層の側に配置され、前記第２粘弾性物質層は前記接着層の側に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記シーリング層は、金属薄膜と、前記金属薄膜の両面に塗布された接着剤とからなることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記金属薄膜は、アルミニウム薄膜であることを特徴とする請求項６に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記接着層は、前記振動減衰層の表面に所定厚さに塗布された接着剤からなることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記接着層は、両面テープからなることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記マウントパッドは、前記ディスクドライブの縁部に沿って所定の幅を有した四角リング状に接着されることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。
前記マウントパッドは、前記ディスクドライブの表面全体に接着されることを特徴とする請求項１に記載のマウントパッド付きディスクドライブ。