KR100604878B1 - 베이스 플레이트 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 디스크가 회전 가능하게 설치되고, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하는 액츄에이터(actuator)가 회동 가능하게 설치되는 베이스 플레이트(base plate), 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 제공한다.
본 발명의 베이스 플레이트는, 액츄에이터 회동 중심 주변에 액츄에이터로 전달되는 충격을 완화하기 위하여 완충 슬롯(slot)이 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

베이스 플레이트 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브{Base plate and hard disc drive therewith}
도 1은 종래 하드 디스크 드라이브의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베이스 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5는 종래의 베이스 플레이트와 본 발명의 베이스 플레이트에 가상의 임펄스를 입력하였을 때의 응답을 나타낸 시뮬레이션 그래프로서, 도 4는 X방향의 응답을 나타내고, 도 5는 Y방향의 응답을 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...하드 디스크 드라이브 101 ...베이스 플레이트
102 ...장착 돌부 103, 106 ...완충 슬롯
105, 108 ...연결부 110 ...커버 플레이트
115 ...디스크 120 ...스핀들 모터
125 ...디스크 클램프 130 ...액츄에이터
131 ...자기헤드 132 ...슬라이더
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액츄에이터에 전해지는 외부 충격을 완화해주는 베이스 플레이트, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
도 1에는 종래의 하드 디스크 드라이브의 일 예가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(10)는 데이터의 기록매체인 디스크(25)와, 베이스 플레이트(11) 상에 설치되어 상기 디스크(25)를 회전시키는 스핀들 모터(30)와, 상기 디스크(25)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드(41a, 41b) 및 상기 자기헤드(41a, 41b)를 움직이는 수단을 구비하는 액츄에이터(40)와, 상기 베이스 플레이트(11)와 체결되어 상기 베이스 플레이트(11) 상의 구성요소들(25, 30, 40)을 보호하는 커버 플레이트(20)를 구비한다.
상기 디스크(25)는 베이스 플레이트(11)에 대해 회전 가능하도록 상기 스핀들 모터(30)의 회전자에 고정 설치되며, 디스크(25)의 상하 표면에는 기록될 데이터의 위치를 알려주는 서보신호가 디스크(25)의 원주를 따라 형성된 수만 개의 트랙에 미리 기록되어 있다.
상기 액츄에이터(40)는 베이스 플레이트(11)의 장착 돌부(15)에 끼워져서, 보이스 코일 모터(VCM, 47)에 의해 상기 장착 돌부(15)를 중심으로 회동한다. 또한, 액츄에이터(40)는 상기 자기헤드(41a, 41b)를 지지하는 수단으로서, 스윙아암 (44)과, 이 스윙아암(44)에 설치되어 자기헤드(41a, 41b)가 탑재된 슬라이더(42a, 42b)를 디스크(25)의 표면측으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션(43a, 43b)을 구비한다.
하드 디스크 드라이브(10)의 전원이 온(on)되어 디스크(25)가 회전하기 시작하면 공기압에 의한 양력이 발생되어, 슬라이더(42a, 42b)는 디스크(25)의 표면 상에서 디스크(25)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(43a, 43b)에 의한 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 부상된 상태를 유지한다. 이에 따라, 슬라이더(42a. 42b)에 탑재된 자기헤드(41a, 41b)는 회전하는 디스크(25)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(25)에 데이터를 기록하거나 디스크(25)로부터 데이터를 재생하게 된다.
이와 같은 구성을 가지는 종래의 하드 디스크 드라이브(10)의 사용중에 하드 디스크 드라이브(10)의 외부에서 충격이 가해질 수 있다. 하드 디스크 드라이브(10)의 사용중에 자기헤드(41a, 41b)가 탑재된 슬라이더(42a, 42b)는 디스크(25) 표면에 부상된 상태로 유지되는데, 충격이 가해지면 상기 슬라이더(42a, 42b)가 디스크(25)에 부딪혀 하드 디스크 드라이브(10)의 고장을 야기할 수도 있고, 설사 슬라이더(42a, 42b)와 디스크(25)가 부딪히지 않는다고 하더라도 데이터 기록/재생의 에러가 발생될 수도 있다. 상기 외부 충격은 베이스 플레이트(11)를 통해 액츄에이터(40)에 전달되는데, 종래의 베이스 플레이트(11)에는 액츄에이터(40)로 전달되는 충격을 완화하는 수단이 마련되어 있지 않은 실정에 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액츄에이터에 전달 되는 외부 충격을 완화해주는 베이스 플레이트, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 디스크가 회전 가능하게 설치되고, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하는 액츄에이터가 회동 가능하게 설치되는 베이스 플레이트에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 액츄에이터 회동 중심 주변에는, 액츄에이터로 전달되는 충격을 완화하기 위하여 완충 슬롯이 마련된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 완충 슬롯은 상기 액츄에이터 회동 중심을 원점으로 하는 원 형태이며, 상기 완충 슬롯을 가로질러 완충 슬롯의 내측벽과 외측벽을 연결하는 연결부를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 완충 슬롯은 동심원 형태로 복수 개 마련되고, 일 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 타 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 일치하지 않게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 완충 슬롯은, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심에 가까운 제1 완충 슬롯과, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심과 먼 제2 완충 슬롯으로 이루어지고, 상기 제1 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 제2 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 직교할 수 있다.
또한, 본 발명은, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 회전 가능하 게 설치되는 디스크; 상기 베이스 플레이트 상에 회동 가능하게 설치되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 탑재한 슬라이더를 그 선단부에 부착 지지하는 액츄에이터;를 구비하는 하드 디스크 드라이브에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 액츄에이터 회동 중심 주변에는, 액츄에이터로 전달되는 충격을 완화하기 위하여 완충 슬롯이 마련된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 베이스 플레이트의 완충 슬롯은 상기 액츄에이터 회동 중심을 원점으로 하는 원 형태이며, 상기 완충 슬롯을 가로질러 완충 슬롯의 내측벽과 외측벽을 연결하는 연결부를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이스 플레이트의 완충 슬롯은 동심원 형태로 복수 개 마련되고, 일 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 타 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 일치하지 않게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이스 플레이트의 완충 슬롯은, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심에 가까운 제1 완충 슬롯과, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심과 먼 제2 완충 슬롯으로 이루어지고, 상기 제1 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 제2 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 직교할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베이스 플레이트, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베이스 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(100)는, 베이스 플레이트(101)와 커버 플레이트(110)가 결합되어 형성되며, 소정의 내부 공간을 가진 하우징을 구비한다. 또한, 상기 하우징 내에 디스크(115)와, 스핀들 모터(120)와, 액츄에이터(130)를 구비한다.
상기 하우징은 상기 스핀들 모터(120)와 액츄에이터(130)를 지지하는 베이스 플레이트(101)와, 상기 베이스 플레이트(101)의 상부에 결합되어 디스크(115)를 보호하는 커버 플레이트(110)로 구성된다. 이러한 하우징은 통상 스테인레스스틸 또는 알루미늄 재질로 제작된다.
상기 하우징 내부에는 디스크(115)가 설치된다. 종래에는 데이터의 저장 용량을 증가시키기 위해 하드 디스크 드라이브에 4개 또는 그 이상의 디스크를 설치하기도 하였으나, 최근에는 디스크의 면기록밀도가 급격히 증가하게 되어 하나 또는 두 개의 디스크만으로도 충분한 용량의 데이터를 저장할 수 있게 되었다. 따라서, 최근에는 하나 또는 두 개의 디스크만을 가진 하드 디스크 드라이브가 주류를 이루고 있다.
상기 스핀들 모터(120)는 디스크(115)를 회전시키기 위한 것으로, 베이스 플레이트(101)의 장착공(109)에 고정 설치된다. 상기 스핀들 모터(120)의 상단부에는 상기 디스크(115)의 이탈을 방지하기 위한 디스크 클램프(125)가 결합된다.
상기 액츄에이터(130)는 상기 디스크(115)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독출하기 위한 장치로서, 베이스 플레이트(101)의 장착 돌부(102)에 회동 가능하게 설치된다. 액츄에이터(130)는, 상기 장착 돌부(102)에 끼워지는 피봇 베어링(138)과, 상기 장착 돌부(102)를 회동 중심으로 하여 회동하는 스윙아암(137)과, 상기 스윙아암(137)의 선단부에 결합된 제1 및 제2 서스펜션(135a, 135b)과, 상기 각 서스펜션(135a, 135b)에 지지되는 제1 및 제2 슬라이더(132a, 132b)를 구비한다. 상기 각 슬라이더(132a, 132b)에는 데이터의 기록 및 재생을 위한 제1 및 제2 자기헤드(131a, 131b)가 탑재된다. 또한, 상기 스윙아암(137)을 구동하기 위한 회동력을 제공하는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, 139)를 구비한다. 상기 보이스 코일 모터(139)는 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일에 입력되는 전류와 마그네트에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 상기 스윙아암(137)을 회전시키게 된다. 이에 따라, 상기 서스펜션(135a, 135b)의 선단에 부착된 슬라이더(132a, 132b)가 디스크(115) 상에서 스핀들 모터(120)를 향한 방향이나, 디스크(115)의 외주를 향한 방향으로 이동하게 된다.
액츄에이터(130)의 회동 중심이 되는 베이스 플레이트(101)의 장착 돌부(102) 주변에는 액츄에이터(130)로 전달되는 충격을 완화하기 위한 제1 및 제2 완충 슬롯(103, 106)이 마련된다. 상기 제1 및 제2 완충 슬롯(103, 106)은 장착 돌부(102)를 원점으로 하는 동심원 형태이며, 제1 완충 슬롯(103)이 제2 완충 슬롯(106)보다 장착 돌부(102)에 더 가깝게 위치한다. 상기 완충 슬롯들(103, 106)의 폭이 너무 작으면 완충 역할을 기대하기 어렵고, 구조적 제약 때문에 완충 슬롯들(103, 106)의 폭이 너무 클 수도 없다. 따라서 상기 완충 슬롯들(103, 106)의 폭은 0.5 내지 2.5mm에서 정해지는 것이 바람직하다.
상기 제1 완충 슬롯(103)에는 그 내측벽과 외측벽을 가로질러 연결하는 제1 연결부(105)가 한 쌍 마련된다. 또한, 상기 제2 완충 슬롯(106)에도 그 내측벽과 외측벽을 가로질러 연결하는 제2 연결부(108)가 한 쌍 마련된다. 상기 제1 및 제2 연결부(105, 108)는 장착 돌부(102)가 베이스 플레이트(101)에서 분리되지 않고 이어지게 하기 위해 필요한 것이지만, 상기 연결부들(105, 108)들을 통해 외부 충격이 전달되므로 그 폭은 가능한 한 최소로 하는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 제1 연결부(105)는 상기 장착 돌부(102)를 중심으로 서로 반대 방향에 위치하며, 상기 장착 돌부(102)를 통과하는 Y방향 직선상에 위치한다. 그리고, 상기 한 쌍의 제2 연결부(108)는 상기 장착 돌부(102)를 중심으로 서로 반대 방향에 위치하며, 상기 장착 돌부(102)를 통과하는 X방향 직선상에 위치한다. 이에 따라, 한 쌍의 제1 연결부(105)와 장착 돌기(102)를 연결한 직선과, 한 쌍의 제2 연결부(108)와 장착 돌기(102)를 연결한 직선은 서로 직교하게 되어 있다.
상기 장착 돌기(102)는 상기 제1 및 제2 완충 슬롯(103, 106)에 의해 베이스 플레이트(101)의 타 부분으로부터 실질적으로 고립되어 있으며, 제1 및 제2 연결부(105, 108)를 통해 제한적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 하드 디스크 드라이브(100)에 외부 충격이 가해지면, 제1 및 제2 완충 슬롯(103, 106)에 의해 충격이 일부 흡수되며, 도 3에 화살표로 나타난 바와 같이 외부 충격이 직접 장착 돌기(102) 로 향하지 못하고 제1 및 제2 연결부(105, 108)를 통해 우회하여 전달되면서 약화된다. 이에 따라 액츄에이터(130)에는 종래의 하드 디스크 드라이브의 경우보다 약화된 외부 충격이 전달된다.
본 발명의 효과를 검증하기 위하여 종래의 베이스 플레이트와 본 발명의 베이스 플레이트의 임펄스 응답을 비교하는 컴퓨터 시뮬레이션이 행해졌다. 컴퓨터 시뮬레이션은 완충슬롯이 없는 종래의 베이스 플레이트와, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 완충 슬롯이 있는 본 발명의 베이스 플레이트에 가상의 임펄스를 가하여 장착 돌기(도 3의 102 참조)에서의 임펄스 응답을 계산하여 그래프로 나타내는 방식으로 행해졌다. 입력 임펄스는 최고치가 350G(1G는 약 9800mm/s2)인 하프 사인(half-sine) 형태의 신호로, 2ms동안 Y방향(도 3 참조)으로 가해졌다. 도 4 및 도 5에는 상기 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 응답이 그래프로 나타나 있다. 도 4는 X방향의 응답을 나타내고, 도 5는 Y방향의 응답을 나타낸다.
도 4를 참조하여 X방향의 임펄스 응답을 살펴 보면, 완충 슬롯이 없는 종래의 베이스 플레이트의 경우의 결과가 실선으로 나타나 있으며 최고치가 16.9G로 계산되었으나, 제1 및 제2 완충 슬롯이 있는 본 발명의 베이스 플레이트의 경우의 결과가 점선으로 나타나 있으며 최고치가 15.3G로 계산되었다. 또한, 도 5를 참조하여 Y방향의 임펄스 응답을 살펴 보면, 완충 슬롯이 없는 종래의 베이스 플레이트의 경우의 결과가 실선으로 나타나 있으며 최고치가 392G로 계산되었으나, 제1 및 제2 완충 슬롯이 있는 본 발명의 베이스 플레이트의 경우의 결과가 점선으로 나타나 있 으며 최고치가 366G로 계산되었다.
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 발명의 베이스 플레이트, 및 이를 구비한 하드 디스크 드라이브는, 하드 디스크 드라이브에 외부 충격이 가해졌을 때 종래의 경우보다 충격이 완화되어 액츄에이터에 전달된다. 이에 따라 슬라이더가 디스크에 부딪혀 고장이 야기되거나, 데이터 기록/재생시 에러가 발생할 가능성이 감소된다.

Claims (8)

  1. 디스크가 회전 가능하게 설치되고, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하는 액츄에이터(actuator)가 회동 가능하게 설치되는 베이스 플레이트(base plate)에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 액츄에이터 회동 중심 주변에는, 액츄에이터로 전달되는 충격을 완화하기 위하여 완충 슬롯(slot)이 마련된 것을 특징으로 하는 베이스 플레이트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은 상기 액츄에이터 회동 중심을 원점으로 하는 원 형태이며, 상기 완충 슬롯을 가로질러 완충 슬롯의 내측벽과 외측벽을 연결하는 연결부를 구비한 것을 특징으로 하는 베이스 플레이트.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은 동심원 형태로 복수 개 마련되고, 일 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 타 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 베이스 플레이트.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심에 가까운 제1 완충 슬롯과, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심과 먼 제2 완충 슬롯으로 이루어지고,
    상기 제1 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 제2 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 베이스 플레이트.
  5. 베이스 플레이트(base plate); 상기 베이스 플레이트 상에 회전 가능하게 설치되는 디스크; 상기 베이스 플레이트 상에 회동 가능하게 설치되며, 상기 디스크에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기헤드를 탑재한 슬라이더를 그 선단부에 부착 지지하는 액츄에이터(actuator);를 구비하는 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 액츄에이터 회동 중심 주변에는, 액츄에이터로 전달되는 충격을 완화하기 위하여 완충 슬롯(slot)이 마련된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은 상기 액츄에이터 회동 중심을 원점으로 하는 원 형태이며, 상기 완충 슬롯을 가로질러 완충 슬롯의 내측벽과 외측벽을 연결하는 연결부를 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은 동심원 형태로 복수 개 마련되고, 일 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 타 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 완충 슬롯은, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심에 가까운 제1 완충 슬롯과, 상대적으로 액츄에이터 회동 중심과 먼 제2 완충 슬롯으로 이루어지고,
    상기 제1 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선과, 제2 완충 슬롯의 연결부와 액츄에이터 회동 중심을 연결한 직선은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
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