KR101320239B1

KR101320239B1 - 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브

Info

Publication number: KR101320239B1
Application number: KR1020110069892A
Authority: KR
Inventors: 최태영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-10-21
Also published as: US20130016440A1; KR20130009074A

Abstract

스핀들 모터가 장착되는 베이스 몸체와, 상기 베이스 몸체의 단부를 절곡하여 형성되는 외벽부를 포함하고, 상기 외벽부는 내측벽부와 외측벽부를 구비하며, 상기 외측벽부의 일부 구간이 절개되는 모터용 베이스가 개시된다.

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 프레스 또는 단조에 의해 제조되는 베이스에 있어서 외부와의 실링 기능을 개선한 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 다이캐스팅(Die-Casting)에 의해 발생되는 버(Burr) 등을 제거하는 후가공 방식으로 생산하고 있다.

그러나, 종래의 다이캐스팅(Die-Casting) 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(Die-Casting) 금형의 수명 측면에서도 하나의 금형으로 많은 수의 베이스를 제조하는데 한계가 있으며, 다이캐스팅(Die-Casting) 공정에 의한 베이스는 치수 정밀도가 좋지 않다는 문제도 발생하였다.

그래서, 다이캐스팅(Die-Casting) 공정의 문제점을 해결하고자 프레스 또는 단조 공법을 이용하여 베이스를 제조하게 되었으나, 프레스 또는 단조 공법에 의하는 경우 판재를 벤딩하고 절단하는 공정의 특성상 기본적으로 균일한 두께를 가질 수 밖에 없는 한계가 있다.

또한, 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 구동특성을 좋게 하기 위해 베이스의 상면과 커버의 하면에 부착된 실링부재에 의해 내부공간이 실링되도록 하고 있는데, 이때 베이스와 실링부재의 접촉 면적이 실링 특성을 좌우하는 중요한 인자가 된다.

그러나, 프레스 또는 단조 공법에 의해 베이스를 제조하는 경우, 디스크의 외경과 외장폭은 국제규격으로 정해져 있으므로 디스크 외경과 일정간격을 유지하는 내벽과 외벽의 치수도 규격화되기 마련이다.

이러한 제한 조건하에서, 프레스 또는 단조 공법에 의해 베이스를 제조하는 경우 내벽과 외벽은 굴곡 공정에 의해 제조할 수 밖에 없으므로, 내벽과 외벽에 의한 상면은 라운드지게 형성될 수 밖에 없다는 문제가 있다.

상기와 같은 점은 베이스에 실링부재를 부착시키는데 있어서, 접촉면적이 축소된다는 문제가 발생할 수 있으며, 결국 실링기능의 저하를 일으키게 된다는 문제가 있다.

따라서, 프레스 또는 단조 공법에 의해 베이스를 제조하더라도 균일한 두께를 가질 수 밖에 없는 한계를 극복하여 실링 기능이 향상된 구조를 확보하기 위한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 프레스 또는 단조 공법을 이용하면서도 베이스의 내부공간을 효과적으로 실링하도록 하여 성능 및 수명을 최대화하도록 하는 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스는 스핀들 모터가 장착되는 베이스 몸체와, 상기 베이스 몸체의 단부를 절곡하여 형성되는 외벽부를 포함하고, 상기 외벽부는 내측벽부와 외측벽부를 구비하며, 상기 외측벽부의 일부 구간이 절개될 수 있다.

상기 외측벽부는 상기 베이스 몸체에 대해 수직으로 연장될 수 있다.

상기한 모터용 베이스에는 상기 내측벽부와 외측벽부를 연결하는 상벽부가 형성되고, 상기 상벽부는 상기 베이스 몸체와 평행하게 연장될 수 있다.

상기 절개된 부분은 상기 상벽부의 바로 밑에 위치할 수 있다.

상기 베이스 몸체와 상기 외벽부는 강판으로 형성될 수 있다.

삭제

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 상기한 모터용 베이스와, 상기 스핀들 모터에 장착되는 디스크와, 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상부로 이동시키는 헤드 구동부 및 상기 모터용 베이스의 내부공간이 실링되도록 결합되는 커버를 포함한다.

본 발명에 따른 모터용 베이스 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 의하면, 프레스 또는 단조 공정에 의하더라도 베이스의 내부공간을 효과적으로 실링할 수 있다.

또한, 모터용 베이스를 단조 또는 프레스 공정에 의해 제조하여 공정시간 및 에너지 소모를 최소화할 수 있으므로 결과적으로 생산능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 도시한 개략 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 도시한 개략 사시도 및 개략 절개 사시도(실링부 생략).
도 3은 도 2의 AA선의 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스의 제조 공정을 도시한 개략 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 발명 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 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 도시한 개략 사시도 및 개략 절개 사시도(실링부 생략)이고, 도 3은 도 2의 AA선의 개략 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(500)는 모터용 베이스(100, 이하 베이스), 상기 베이스(100)의 내부공간을 밀봉시키는 실링부(210)를 구비하는 커버(200), 상기 베이스(100)의 내부 공간에 배치되는 스핀들 모터(300) 및 헤드 구동부(400)를 포함할 수 있다.

우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향 상측 또는 하측 방향은 베이스(100)의 상면으로부터 커버(200)를 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있다.

베이스(100)는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(500)에 있어서, 커버(200)와 함께 외관을 형성하는 하우징을 의미할 수 있으며, 베이스 몸체(110) 및 외벽부(120)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 베이스 몸체(110) 및 상기 외벽부(120)는 프레스 및 단조 가공에 의해 기본적인 형상을 제조한 후, 추가 가공인 굴곡 및 절개를 통해 최종적인 베이스(100)의 형상을 제조할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스(100)는 종래의 알루미늄(Al)을 다이캐스팅(Die-Casting) 한 후 다이캐스팅(Die-Casting)에 의해 발생되는 버(Burr) 등을 제거하는 후가공 방식으로 생산되는 것과는 달리, 냉간압연강판(SPCC, SPCE 등) 또는 열간압연강판을 프레스 또는 단조에 의해 한 번의 공정 또는 추가 가공에 의해 생산할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 다른 베이스(100)는 단조 또는 프레스 공정에 의해 제조하여 공정시간 및 에너지 소모를 최소화할 수 있으므로 결과적으로 생산능력을 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 베이스 몸체(110)는 베이스(100)의 내부 공간을 형성할 수 있으며, 상기 내부 공간은 후술할 스핀들 모터(300) 및 헤드 구동부(400)가 배치되는 공간을 의미할 수 있다.

외벽부(120)는 베이스(100)의 외벽을 의미할 수 있으며, 구체적으로 상기 베이스 몸체(110)의 외측을 규정할 수 있다.

즉, 상기 외벽부(120)는 상기 베이스 몸체(110)의 단부에 형성될 수 있으며, 내측벽부(122), 절개벽부(124) 및 외측벽부(126)를 포함할 수 있다.

상기 외벽부(120)의 내측벽부(122)는 상기 베이스 몸체(110)의 단부를 축 방향 상측으로 굴곡시켜 형성할 수 있으며, 상기 내측벽부(122)의 소정 높이에서 다시 축 방향 하측으로 굴곡시켜 외측벽부(126)를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 내측벽부(122)와 상기 외측벽부(126)의 연결부분은 베이스(100)의 내부공간을 실링하도록 하는 실링부(210)가 배치되는 부분이 될 수 있으며, 실링 기능의 극대화를 위해 커버(200)에 구비되는 상기 실링부(210)와의 접촉면적을 증대시키기 위한 평탄면을 구비해야한다.

여기서, 베이스(100)의 규격에 대해 간략히 살펴보면, 베이스(100)는 대부분의 치수가 규격화되어 있으며, 특히, 디스크(D)의 외경, 외측벽부(126)간의 폭 및 디스크(D)의 외경과 일정간격을 유지하는 내측벽부(122)도 규격화되어 있다.

물론, 상기 외측벽부와 내측벽부가 일체로 형성되도록 제조할 수 있는 종래의 다이캐스팅(Die-Casting) 공정에 의하면, 외측벽부와 내측벽부의 경계인 상측벽부는 소정의 평탄면을 구비하도록 제조할 수 있으므로, 베이스의 내부공간을 실링하도록 하는 실링부를 배치시키기 위한 충분한 면을 형성할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 베이스(100)와 같이 모체가 되는 판상의 강재,즉, 냉간압연강판(SPCC, SPCE 등) 또는 열간압연강판을 프레스 금형에 배치하고 소정의 프레스압에 의해 베이스(100)를 제조하는 경우, 기본적으로 균일한 두께를 구비할 수 밖에 없게 된다.

따라서, 베이스(100)의 외벽부(120)는 앞서 언급한 바와 같이 국제규격에 부합하도록 굴곡 공정에 의해 내측벽부(122)와 외측벽부(126)를 형성할 수 밖에 없다.

그러므로, 상기 내측벽부(122)와 상기 외측벽부(126)의 연결부분은 라운드지게 형성될 수 밖에 없으며, 외벽부(120)의 상기 내측벽부(122)와 상기 외측벽부(126)의 연결부분 중 일부는 베이스(100)의 내부공간을 실링하도록 하는 실링부(210)가 배치되기에는 협소할 수 밖에 없다.

여기서, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명에 따른 베이스(100)의 외벽부(120)는 소정영역을 절개하여 형성되는 절개벽부(124)를 구비하여 실링부(210)가 배치되는 평탄면을 구현할 수 있다.

구체적인 절개벽부(124)의 제조 공정은 도 4를 참조로 후술하기로 하며, 여기서는 절개벽부(124)가 제조된 이후의 베이스(100)를 설명하기로 한다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 외벽부(120)의 내측벽부(122)는 상기 베이스 몸체(110)의 단부를 축 방향 상측으로 굴곡시켜 형성할 수 있으며, 소정영역을 절개한 후 상기 내측벽부(122)의 단부로부터 절개된 영역을 제외한 영역을 축 방향 하측으로 굴곡시켜 외측벽부(126)를 형성할 수 있다.

이때, 절개된 소정영역은 절개벽부(124)를 구성할 수 있으며, 상기 절개벽부(124)의 상면은 커버(200)와의 결합시 외부와의 실링을 위한 실링부(210)가 배치될 수 있다.

즉, 상기 절개벽부(124)의 상면은 상기 실링부(210)의 견고한 실링을 위해 평탄면을 구비할 수 있으며, 베이스(100)의 베이스 몸체(110)의 상면과 평행할 수 있다.

또한, 상기 절개벽부(124)의 외측면은 상기 외측벽부(126)의 외측면과 동일 평면상에 배치될 수 있다.

스핀들 모터(300)는 디스크(D)를 회전시키기 위한 것으로, 베이스 몸체(110)의 중앙부분에 고정 설치된다. 상기 디스크(D)는 상기 스핀들 모터(300)에 결합되어 상기 스핀들 모터(300)의 회전과 함께 회전하는 것으로 데이터가 기록되는 기록면을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 스핀들 모터(300)의 상단부에는 디스크(D)를 상기 스핀들 모터(300)에 견고하게 고정시키기 위한 클램프(310)가 스크류(320)에 의해 체결될 수 있다.

또한, 도 1 에서는 상기 스핀들 모터(300)에 하나의 디스크(D)가 장착된 구성을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 상기 스핀들 모터(300)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(400)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(400)는 코일(450)과 상측 및 하측 마그네트(410, 420)를 포함하는 보이스 코일 모터(VCM)에 의해 자기 헤드를 상기 디스크(D)의 소정 위치로 이동시킬 수 있다.

여기서, 보이스 코일 모터(VCM)에 제공되는 코일(450)의 상측 및 하측에 배치되는 상측 및 하측 마그네트(410, 420)는 자속 밀도의 증가 및 상기 베이스(100)와의 고정을 위해 각각 상측 및 하측 요크(430, 440)와 결합될 수 있다.

상기 보이스 코일 모터(VCM)는 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, 상기 보이스 코일 모터(VCM)에 제공되는 코일(450)에 의해 입력되는 전류와 상기 상측 및 하측 마그네트(410, 420)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손법칙에 따른 방향으로 상기 헤드 구동부(400)를 피벗축을 중심으로 회전시키게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(500)는 작동 개시 명령이 입력되어 디스크(D)가 회전하기 시작하며, 보이스 코일 모터(VCM)는 스윙암을 반시계 방향으로 회전시며 자기 헤드를 디스크(D)의 기록면 위로 이동시킨다.

반대로, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(500)의 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 램프에 파킹된다.

여기서, 상기 램프는 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.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스의 제조 공정을 도시한 개략 사시도이다.

여기서, 도 4는 베이스(100)의 외벽부(120) 제조 고정을 설명하기 위한 도면으로, 베이스(100)의 구체적인 특징이 생략된 도면임을 밝혀둔다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베이스(100)는 프레스 가공에 의해 베이스 몸체(110)를 포함하는 기본적인 형상을 제조할 수 있으며, 기본적인 형상은 프레스 가공의 특성상 전체적으로 균일한 두께를 가지게 된다.

이때, 외벽부(120) 형성을 위해 상기 베이스 몸체(110)의 단부를 축 방향 상측으로 굴곡시켜 외벽부(120)의 내측벽부(122)를 형성한다(도 4(a) 참조).

이때, 상기 내측벽부(122)는 국제규격에 의해 디스크(D)의 외경과 일정한 간격을 구비해야함은 앞서 살펴본 바와 같다.

여기서, 상기 내측벽부(122)를 형성한 이후에는 상기 내측벽부(122)의 단부, 즉, 축 방향 상측으로 굴곡된 부분의 소정 높이에서 베이스(100)의 외측으로 다시 굴곡시킨다.

이후에는 절개벽부(124)의 형성을 위한 소정영역을 절개(도 4(b) 참조)한 후, 절개된 이외의 영역을 축 방향 하측으로 다시 굴곡시켜 외측벽부(126)를 형성시킨다(도 4(c) 참조).

다만, 상기 절개벽부(124)의 형성을 위한 절개공정은 상기 내측벽부(122)를 형성한 이후에 상기 내측벽부(122)의 단부를 굴곡시키는 공정 이전에 수행하여도 무방함을 밝혀둔다.

상기와 같은 공정을 통해, 굴곡에 의해 형성되는 외벽부(120)의 내측벽부(122)와 외측벽부(126)의 연결부분 중 실링부(210)가 배치되기에 협소한 부분에 절개벽부(124)를 형성함으로써, 상기 실링부(210)가 배치되는 평탄면을 구현할 수 있다.

따라서, 프레스 가공에 의해 베이스(100)를 제조하더라도 커버(200)에 구비되는 실링부(210)가 외벽부(120)의 상면에 견고하게 부착되어 실링 기능을 향상시킬 수 있으므로, 결과적으로 하드 디스크 드라이브(500)의 성능 및 수명을 극대화할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100: 모터용 베이스 110: 베이스 몸체
120: 외벽부 122: 내측벽부
124: 절개벽부 126: 외측벽부
200: 커버 210: 실링부
300: 스핀들 모터 400: 헤드 구동부
500: 하드 디스크 드라이브

Claims

스핀들 모터가 장착되는 베이스 몸체와,
상기 베이스 몸체의 단부를 절곡하여 형성되는 외벽부를 포함하고,
상기 외벽부는 내측벽부와 외측벽부를 구비하며, 상기 외측벽부의 일부 구간이 절개된 것을 특징으로 하는 모터용 베이스.
제1항에 있어서,
상기 외측벽부는 상기 베이스 몸체에 대해 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 모터용 베이스.
제2항에 있어서,
상기 내측벽부와 외측벽부를 연결하는 상벽부가 형성되고, 상기 상벽부는 상기 베이스 몸체와 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 모터용 베이스.
제3항에 있어서,
상기 절개된 부분은 상기 상벽부의 바로 밑에 위치하는 것을 특징으로 하는 모터용 베이스.
제1항에 있어서,
상기 베이스 몸체와 상기 외벽부는 강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 모터용 베이스.
제1항에 따른 모터용 베이스,
상기 스핀들 모터에 장착되는 디스크,
상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생시키기 위한 자기 헤드를 상기 디스크 상부로 이동시키는 헤드 구동부, 및
상기 모터용 베이스의 내부공간이 실링되도록 결합되는 커버를 포함하는 하드 디스크 드라이브.
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