KR100714877B1 - Hard disk drive - Google Patents
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Abstract
하드디스크 드라이브가 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브는, 데이터가 기록 및 저장되는 적어도 하나의 디스크; 회전축을 축심으로 디스크와 동심적으로 회전 가능하게 디스크를 지지하는 스핀들 모터 허브; 및 스핀들 모터 허브에 결합되어 스핀들 모터 허브의 회전관성모멘트(I)를 증가시키는 이너셔증가부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 스핀들 모터의 회전관성모멘트(Inertia)가 증가될 수 있어, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)시 발생하는 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 종래보다 감소시킬 수 있으며, 또한 디스크 표면 손상과 헤드의 오작동으로 인한 데이터 오류를 감소시킬 수 있다. The hard disk drive is started. The hard disk drive of the present invention includes at least one disk in which data is recorded and stored; A spindle motor hub supporting the disk to be rotatably concentric with the disk with an axis of rotation; And an inertia increasing portion coupled to the spindle motor hub to increase the rotational moment of inertia (I) of the spindle motor hub. According to the present invention, the rotational moment of inertia of the spindle motor (Inertia) can be increased, thereby reducing the revolutions per minute (RPM) and jitter changes caused during the head disk interference (HDI), which can be reduced. In addition, data errors due to disk surface damage and malfunction of the head can be reduced.
하드디스크 드라이브(HDD), 스핀들 모터, 스핀들 모터 허브, 이너셔 Hard disk drive (HDD), spindle motor, spindle motor hub, inertia
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 사시도이다.1 is a perspective view of a hard disk drive according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이다.2 is a partially exploded perspective view of FIG. 1.
도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브의 주요부 절개 사시도이다.3 is a perspective view of an essential part of the hard disk drive of FIG. 1;
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주요부 절개 사시도이다.4 is a perspective view of an essential part cut according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 주요부 절개 사시도이다.5 is a perspective view of an essential part cut according to a third embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 스핀들 모터 11 : 스핀들 모터 허브 10: spindle motor 11: spindle motor hub
12 : 허브 몸체 13 : 지지몸체12: hub body 13: support body
15 : 플랜지 20 : 이너셔증가부15: flange 20: inertia increase
30 : 디스크 40 : 클램프 30: disk 40: clamp
41 : 클램프 스크루 51 : 헤드 41: clamp screw 51: head
본 발명은, 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스핀들 모터의 회전관성모멘트(I)를 증가시켜 헤드 디스크 간섭현상(Head Disk Interface, HDI)시 발생되는 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 개선시킬 수 있는 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.The present invention relates to a hard disk drive, and more particularly, to increase the rotational moment of inertia (I) of the spindle motor and to reduce the RPM (RPM) generated during the head disk interface (HDI) and It relates to a hard disk drive that can improve jitter variation.
하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스(Pulse)를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생해 주는 방식의 기억장치이다. 대량의 데이터를 고속으로 처리할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템 및 디지털 이동기기 등의 보조 기억장치로 널리 사용되고 있다.Hard disk drive (Hard Disk Drive) is a storage device that consists of electronic devices and mechanical devices to convert the digital electronic pulse (Pulse) into a more permanent magnetic field to record and play data. Since a large amount of data can be processed at high speed, it is widely used as an auxiliary storage device such as a computer system and a digital mobile device.
이러한 하드디스크 드라이브는, 스핀들 모터(Spindle Motor)와, 스핀들 모터에 결합되어 회전하는 디스크(Disk)와, 디스크 표면을 이동하는 헤드(Head)를 구비한다.The hard disk drive includes a spindle motor, a disk that is coupled to and rotates with the spindle motor, and a head that moves the disk surface.
스핀들 모터(Spindle Motor)는 전기적 에너지를 자기 현상을 이용하여 회전 에너지로 바꾸어 주는 에너지 변환이 가능한 소형 전동기이다. 전자석으로 구성된 고정자(Stator)의 코일(Coil)에 전류가 흐르면, 영구 자석으로 구성된 회전자(Rotor)는 자기적 인력 및 척력을 받게된다. 이 힘에 의해 회전자가 회전하게 되며, 회전자를 둘러싸고 있는 고정자의 자극을 일정한 주기로 변화시켜줌으로써 계속적으로 회전자가 일정한 속도로 회전할 수 있게 된다.Spindle motor is a small motor capable of energy conversion that converts electrical energy into rotational energy by using magnetic phenomenon. When a current flows through a coil of a stator composed of an electromagnet, the rotor composed of a permanent magnet receives magnetic attraction and repulsive force. This force causes the rotor to rotate, and by changing the magnetic poles of the stator surrounding the rotor at regular intervals, the rotor can continuously rotate at a constant speed.
스핀들 모터의 성능은 분당회전수(RPM, Rotation Per Minuet)로 표기한다. 스핀들 모터의 분당회전수(RPM)는 하드디스크 드라이브의 성능에 가장 큰 영향을 주는데 빠를수록 그만큼 데이터의 접근시간(Access Time)이 짧아진다.The performance of the spindle motor is expressed in RPM (Rotation Per Minuet). The RPM of a spindle motor has the greatest impact on the performance of a hard disk drive. The faster the data, the shorter the access time.
동일한 인터페이스에서 5,400 RPM과 7,200 RPM 속도로 회전하는 두 종류의하드디스크 성능을 비교해 보면 7,200 RPM 제품이 20% 이상 더 빠른 속도로 동작하는 것을 알 수 있다. 하드디스크 드라이브의 회전속도는 초기에 3,600 RPM이었으나 그 후 4,500 RPM으로 개선되었고 현재 5,400 RPM 및 7,200 RPM이 주종을 이루고 있다.Comparing the performance of the two types of hard disks spinning at 5,400 RPM and 7,200 RPM on the same interface, we can see that the 7,200 RPM products run at 20% faster speeds. The speed of the hard disk drive was initially 3,600 RPM, but has since been improved to 4,500 RPM. Currently, 5,400 RPM and 7,200 RPM are the dominant drivers.
또한 스핀들 모터는 회전오차 0.1%인 정속도를 유지해야만 정확히 데이터를 읽을 수 있기 때문에 적정 속도로 회전을 정밀하게 유지시키는 것이 필수적이다.In addition, it is essential to maintain accurate rotation at the proper speed because the spindle motor can read the data accurately only by maintaining the constant speed with a rotational error of 0.1%.
한편, 디스크(Disk)는 알루미늄 합금으로 만들어져 있고, 이것은 쉽게 자화되는 마그네틱 매체로 덮여 있다. 플래터(Platter)라 부르는 디스크는 스핀들 모터의 축을 따라서 회전되며, 헤드가 그 표면을 이동하며 정보를 저장하거나 재생하도록 하는 기록매체이다. 그러므로 디스크의 작은 자기 영역인 도메인(Domain)을 헤드가 요구하는 정확한 비율로 지나갈 수 있도록 디스크의 회전 비율을 정밀하게 유지해야 한다. 그리고 디스크와 헤드는 대략 1/100,000 인치의 간격으로 서로 떨어져 있도록 해야 한다.On the other hand, the disk is made of an aluminum alloy, which is covered with a magnetic medium which is easily magnetized. A disk, called a platter, is a recording medium that rotates along the axis of a spindle motor and allows the head to move around its surface and store or reproduce information. Therefore, the rotation rate of the disk must be precisely maintained so that the small magnetic area of the disk can pass at the exact ratio required by the head. The discs and heads should be spaced apart from each other at approximately 1 / 100,000 inches.
헤드(Head)는 디스크 표면 가까운 곳을 이동하면서 자기 영역에 자기장을 주어 데이터를 디스크 상에서 읽거나 기록할 수 있다. 헤드는 액츄에이터(Actuator)에 의해 디스크 상을 이동한다. 이 액츄에이터에 의해 디스크 표면으로 이동한 헤드는 디스크의 표면을 빠르게 움직여야 하므로, 디스크 면과 닿지 않는 상태에서 매우 근접해 있어야 한다. 또한, 헤드는 하드디스크 드라이브가 시동될 때 디스크 상으로 서서히 내려지고, 파워가 중단되어 하드디스크 드라이브의 회전이 멈추면 휴식 위치로 가게 된다.The head travels near the surface of the disk to impart a magnetic field to the magnetic area so that data can be read or written on the disk. The head is moved on the disk by an actuator. The head moved to the disk surface by this actuator must move very quickly on the surface of the disk, so it must be very close to the disk surface. In addition, the head is slowly lowered onto the disk when the hard disk drive is started, and goes to a rest position when the power is stopped and the rotation of the hard disk drive stops.
이처럼 하드디스크 드라이브는 스핀들 모터로 구동되는 디스크(Disk)와, 디스크 표면에 접근하는 헤드(Head) 간의 상호 작용을 통해 정보를 기록 및 재생하는 구조를 갖는다.As described above, the hard disk drive has a structure of recording and reproducing information through interaction between a disk driven by a spindle motor and a head approaching the disk surface.
따라서 스핀들 모터의 적정한 분당회전수(RPM)와 디스크 표면과 헤드간의 정밀한 간극(FH, Flying Height)을 유지해야만 하는 것이며, 헤드와 디스크간에 표면이 충돌하여 접촉하게 되는 헤드 디스크 간섭현상(HDI)을 피할 수 있게 된다. Therefore, it is necessary to maintain the proper RPM per minute (RPM) of the spindle motor and the precise clearance height (FH, Flying Height) between the disk surface and the head. It can be avoided.
또한 스핀들 모터는 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하더라도 분당회전수(RPM) 저하 및 떨림 현상인 지터(jitter) 변화를 적정한 오차범위 내에서 제어할 수 있는 적정한 분당회전수(RPM)로 디스크를 회전시키도록 설계된다. 따라서 헤드는 디스크 표면 위에서 그에 상응하는 공기윤활표면(ABS, Air Bearing Surface)으로 정밀한 간극을 유지하며 부상하게 된다.In addition, even if the head disk interference phenomenon (HDI) occurs, the spindle motor can control the disc with the proper RPM to control the jitter change, which is a decrease in the RPM and vibration, within an appropriate error range. It is designed to rotate. The head thus floats on the disk surface with a corresponding air lubrication surface (ABS), maintaining a precise gap.
근래에 들어 하드디스크 드라이브는 소형화되어 노트북 등에 장착되며, 디스크의 직경이 1인치, 0.85인치의 소형 하드디스크 드라이브는 주로 휴대폰, PDA 등 휴대용 이동기기에 장착되도록 설계된다.In recent years, hard disk drives have been miniaturized and installed in notebooks. Small disk drives with a diameter of 1 inch and 0.85 inch are mainly designed to be mounted in mobile devices such as mobile phones and PDAs.
그런데 이러한 하드디스크 드라이브는 주로 휴대용 이동기기에 장착됨으로, 고정적으로 전력을 공급받기보다는 제한된 전력을 사용하여야 하기 때문에 최대한 전력소모를 줄이기 위한 방법들을 채택한다. 그러한 방법으로 기존의 3.5인치 또는 2.5인치 하드디스크 드라이브에 비하여 스핀들 모터의 토크 및 기동력이 작도록 만들어지며 대략 3,600RPM이나 4,200RPM으로 구동하게 된다.However, since the hard disk drive is mainly installed in a portable mobile device, a method of reducing power consumption is adopted as much as possible because power must be limited rather than fixedly powered. In that way, the torque and maneuverability of the spindle motors are reduced compared to conventional 3.5-inch or 2.5-inch hard disk drives, and they run at approximately 3,600 RPM or 4,200 RPM.
스핀들 모터의 토크 및 기동력이 상대적으로 작은 소형 하드디스크 드라이브에서는 디스크가 상대적으로 저속 회전하게 된다. 이렇게 상대적으로 저속 회전하는 디스크는, 헤드를 부상하는 공기윤활표면(ABS) 부상력이 3.5인치 또는 2.5인치 에 비하여 작아진다. 따라서 소형 하드디스크 드라이브에서는 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 종래보다 더 발생할 가능성이 높게 된다.In small hard disk drives, where the torque and maneuverability of the spindle motors are relatively small, the disks rotate at a relatively slow speed. This relatively slow rotating disk has a smaller air-lift surface (ABS) flotation force that floats the head compared to 3.5 inches or 2.5 inches. Therefore, in a small hard disk drive, head disk interference (HDI) is more likely to occur than before.
특히 디스크의 내주 영역(ID)에서 선속도가 외주 영역(OD)보다 더 작아지므로 헤드를 부상하는 공기윤활표면(ABS) 부상력이 더 작아지게 된다. 따라서 디스크의 외주 영역(OD)에서보다 내주 영역(ID)에서 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 더 많이 발생할 수 있다.In particular, since the linear velocity in the inner circumferential region ID of the disk is smaller than the outer circumferential region OD, the floating force of the air lubricating surface ABS that floats the head becomes smaller. Therefore, the head disk interference phenomenon (HDI) may occur more in the inner peripheral area ID than in the outer peripheral area OD of the disk.
한편, 스핀들 모터의 토크 및 기동력이 상대적으로 작은 소형 하드디스크 드라이브에서 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하게 되면, 그로 인해 허용오차 범위보다 큰, 스핀들 모터의 분당회전수(RPM) 저하 및 디스크의 지터(jitter)를 발생시킬 수 있다.On the other hand, when a head disk interference (HDI) occurs in a small hard disk drive with a relatively small torque and maneuverability of the spindle motor, the result is a reduction in the RPM of the spindle motor (RPM) and the disk It can cause jitter.
이러한 현상들은 하드디스크 드라이브의 성능에 직접적인 영향을 미치게 된다. 구조적으로는 디스크 표면 손상(Defect)과 헤드의 마모 및 파손이 생기고, 헤드와 디스크의 정밀한 간극(FH)에 오차를 발생시킨다. 따라서 디스크는 데이터 영역이 손실될 수 있고, 헤드는 오작동을 일으킬 수 있는데, 이에 의하여 데이터를 기록하거나 재생을 온전하게 할 수 없는 현상을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다. These phenomena directly affect the performance of the hard disk drive. Structurally, disc surface defects and head wear and breakage occur and errors occur in the precise gap FH between the head and the disc. Therefore, the disc may lose its data area and the head may malfunction, thereby causing a problem in which data cannot be recorded or played back intact.
따라서, 본 발명의 목적은, 스핀들 모터의 회전관성모멘트(Inertia)가 증가될 수 있어, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)시 발생하는 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 종래보다 감소시킬 수 있으며, 또한 디스크 표면 손상과 헤드의 오작동으로 인한 데이터 오류를 감소시킬 수 있는 하드디스크 드라이브를 제공하는 것이다. Therefore, an object of the present invention, the rotational moment of inertia (Inertia) of the spindle motor can be increased, reducing the revolutions per minute (RPM) and jitter changes caused during head disk interference (HDI) than conventional It also provides a hard disk drive that can reduce data errors due to disk surface damage and head malfunction.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 데이터가 기록 및 저장되는 적어도 하나의 디스크; 회전축을 축심으로 상기 디스크와 동심적으로 회전 가능하게 상기 디스크를 지지하는 스핀들 모터 허브; 및 상기 스핀들 모터 허브에 결합되어 상기 스핀들 모터 허브의 회전관성모멘트(I)를 증가시키는 이너셔증가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, at least one disk on which data is recorded and stored; A spindle motor hub supporting the disk to be rotatably concentric with the disk with an axis of rotation; And an inertia increase coupled to the spindle motor hub to increase the rotational moment of inertia (I) of the spindle motor hub.
상기 스핀들 모터 허브는 허브몸체; 상기 허브몸체의 측벽으로부터 상기 디스크의 반경방향 외측으로 연장되어 상기 디스크를 접촉 지지하는 지지몸체; 및 상기 지지몸체의 측벽으로부터 상기 디스크의 반경방향 외측으로 연장된 플랜지를 포함하며, 상기 이너셔증가부는, 상기 스핀들 모터 허브와 별도로 마련되어 상기 플랜지에 결합되는 것일 수 있다.The spindle motor hub has a hub body; A support body extending from the sidewall of the hub body to the radially outer side of the disk to support the disk; And a flange extending radially outward from the side wall of the support body, wherein the inertia increase portion may be provided separately from the spindle motor hub and coupled to the flange.
이때, 상기 이너셔증가부는 링 형상의 이너셔증가링인 것이 바람직하다.At this time, the inertia increasing portion is preferably a ring-shaped inertia increasing ring.
여기서, 상기 이너셔증가링은 상기 플랜지에 접착결합되는 것일 수 있다.Here, the inertia increase ring may be adhesively bonded to the flange.
또한, 상기 이너셔증가부는 상기 스핀들 모터 허브와 일체로 형성되는 것일 수 있다.In addition, the inertia increase portion may be formed integrally with the spindle motor hub.
그리고, 상기 스핀들 모터 허브는, 허브몸체; 상기 허브몸체의 측벽으로부터 상기 디스크의 반경방향으로 연장되어 상기 디스크를 접촉 지지하는 지지몸체; 및 상기 지지몸체의 측벽으로부터 상기 디스크의 반경방향으로 연장된 플랜지를 포함하며, 상기 이너셔증가부는 플랜지에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.And, the spindle motor hub, the hub body; A support body extending from the side wall of the hub body in the radial direction of the disk to support the disk; And a flange extending radially from the side wall of the support body, wherein the inertia increase portion is formed integrally with the flange.
이때, 상기 이너셔증가부의 상면은 반경방향 외측으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 갖는 것일 수 있다.In this case, the upper surface of the inertia increasing portion may have a shape inclined downward toward the radially outer side.
이와 달리, 상기 이너셔증가부는 상기 플랜지로부터 연장되어 하방으로 절곡된 형상을 갖는 것일 수 있다.On the contrary, the inertia increasing part may have a shape extending from the flange and bent downward.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브의 주요부 절개 사시도이다.1 is a perspective view of a hard disk drive according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of an essential part of the hard disk drive of FIG. 1.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 데이터를 기록 저장하기 위한 디스크(30, Disk)와, 디스크(30) 상의 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하기 위한 헤드(51, Head)를 구비하며 헤드(51)가 디스크(30) 상의 데이터를 액세스할 수 있도록 이동시키는 액츄에이터(52, Actuator)를 갖는 헤드 스택 어셈블리(50, Head Stack Assembly, HSA)와, 디스크(30)를 지지하는 스핀들 모터 허브(11)를 가지며 디스크(30)를 회전시키는 스핀들 모터(10, Spindle Motor)와, 스핀들 모터 허브(11)에 결합되는 이너셔증가부(20)와, 각종 회로 부품들을 탑재한 인쇄회로기판조립체(60, Printed Circuit Board Assembly, PCBA)와, 이들 구성 요소들이 조립되는 베이스(70, Base)와, 베이스(70)를 덮는 커버(미도시)를 구비한다.As shown in these figures, the hard disk drive 1 according to the first embodiment of the present invention, a disk (30) for recording and storing data, and recorded or recorded data on the disk 30 A
헤드 스택 어셈블리(50)는 디스크(30) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독취하기 위한 운반체(carriage)로서, 디스크(30) 상에 데이터를 쓰거나 기 록된 데이터를 읽기 위한 헤드(51)와, 헤드(51)에 결합되어 헤드(51)를 디스크(30) 상으로 이동시키는 액츄에이터(52)와, 액츄에이터(52)를 움직이는 보이스 코일 모터(57)를 구비한다.The
액츄에이터(52)는 헤드(51)가 디스크(30) 상의 데이터를 액세스(Access)할 수 있도록 소정의 피봇축(55)을 축심으로 디스크(30) 상을 선회하는 액츄에이터 아암(53)과, 피봇축(55)을 회전 가능하게 지지하며 액츄에이터 아암(53)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(56)와, 피봇축 홀더(56)에서 액츄에이터 아암(53)과 반대방향으로 연장되어 마련되며 보이스 코일 모터(57)의 마그네트(59) 사이에 위치하도록 VCM코일(미도시)이 권회된 보빈(미도시)을 구비한다.The
보이스 코일 모터(57, Voice Coil Motor, VCM)는 헤드(51)를 디스크(30) 상의 원하는 위치에 이동시키키 위하여 액츄에이터 아암(53)을 회동시키는 일종의 구동모터로서, 플레밍의 왼손 법칙을 이용한 것이다. 즉, 자계 속에 있는 도체에 전류를 흘렸을 때 힘이 발생하는 원리로, 마그네트(59) 사이에 위치하는 VCM코일(미도시)에 전류를 인가함으로써 보빈(미도시)에 힘을 가하여 보빈(미도시)을 회동시키게 된다. 이로써, 피봇축 홀더(56)에서 보빈(미도시)과 반대방향으로 연장된 액츄에이터 아암(53)이 회동되어 그 끝단에 지지된 헤드(51)가, 회전하는 디스크(30) 상의 반경방향으로 이동하면서 트랙을 검색하여 액세스(Access)하고, 액세스 된 정보를 신호처리하게 된다.The voice coil motor 57 (VCM) is a kind of drive motor that rotates the
한편, 스핀들 모터 허브(11)는, 허브몸체(12)와, 허브몸체(12)의 측벽으로부터 디스크(30)의 반경방향 외측으로 연장되어 디스크(30)를 지지하는 지지몸체(13) 와, 지지몸체(13)의 측벽으로부터 반경방향 외측으로 연장된 플랜지(15)를 포함한다.On the other hand, the
허브몸체(12)는 디스크(30)를 스핀들 모터 허브(11)에 지지할 수 있도록 하는 클램프(40) 및 클램프 스크루(41)와 결합되는 영역이며, 스핀들 모터 고정자(미도시)와 자기적 인력과 척력에 의한 상호작용으로 디스크(30)와 함께 회전하는 부분이다.
지지몸체(13)는 허브몸체(12)의 측벽으로부터 디스크(30)의 반경방향 외측으로 연장되어 마련되며 디스크(30)를 지지한다. 지지몸체(13)의 상면은 디스크(30) 후면의 내측 영역 일부와 접촉하는 곳이며 디스크(30)를 거치 시킬 수 있도록 소정의 폭과 넓이를 갖는다. 또한 지지몸체(13)는 디스크(30)를 지지하며 디스크(30)의 하중을 견디어 낼 수 있도록 최소한의 강도가 요구되는데, 통상적으로 허브몸체(12)와 일체로 형성된다.The
플랜지(15)는 지지몸체(13)의 측벽으로부터 디스크(30)의 반경방향 외측으로 연장되어 마련되며 통상적으로 허브몸체(12), 지지몸체(13)와 일체로 형성된다. 플랜지(15)는 수직 단면이 지지몸체(13)의 외측면과 "ㄴ" 자의 형상을 이룬다.The
이너셔증가부(20)는 스핀들 모터(10)의 회전관성모멘트를 증가시키기 위해 별도로 마련된다. 이너셔증가부(20)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에서는 플랜지(15)에 결합하는 이너셔증가링(20)이다.The
어떠한 물체는 정지상태 혹은 운동상태를 계속하려는 본연의 성질을 지니는 데 이러한 성질을 관성(Inertia)이라 하며, 회전하는 물체의 관성모멘트는 I=MR2 로 표현된다.Some objects have an inherent nature of continuing to be stationary or in motion. This property is called Inertia, and the moment of inertia of a rotating object is represented by I = MR 2 .
회전관성모멘트의 I=MR2 식에서 보듯이, 어느 한 축을 중심으로 회전하는 물체의 회전관성모멘트(I)는 그 축으로부터 위치한 질량(M)에 비례하며, 축에서부터 거리인 반지름(R)의 제곱에 비례하며 커지게 된다. 여기서 회전관성모멘트(I)가 반지름(R)의 제곱에 비례하므로, 회전관성모멘트(I)에 있어서 질량(M)보다 반지름(R)의 영향력이 더 큰 것을 알 수 있다. 이렇게 질량분포와 축에서부터의 거리를 적절하게 조절하여 구성함으로써 원하는 회전관성모멘트(I)의 크기를 설정할 수 있다.I = MR 2 of the moment of inertia As shown in the equation, the moment of inertia (I) of an object rotating about one axis is proportional to the mass (M) located from that axis and is the square of the radius (R), which is the distance from the axis. It becomes proportional to and becomes large. Since the rotational inertia (I) is proportional to the square of the radius (R), it can be seen that the influence of the radius (R) is greater than the mass (M) in the rotational inertia (I). Thus, by appropriately adjusting the mass distribution and the distance from the axis, it is possible to set the desired rotational moment of inertia (I).
한편 회전관성모멘트(I)가 크다는 것은 그만큼 그 물체를 회전시키기 위해 부가되는 외부의 힘이 커야한다는 것을 의미하며, 반면에 그 물체가 회전하고 있을 경우에는 정지시키기 위한 외부의 힘도 커진다는 것을 의미한다.On the other hand, a large rotational moment of inertia (I) means that the external force added to rotate the object must be large, while the external force to stop when the object is rotating also increases. do.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 회전하는 스핀들 모터 허브(11)의 회전관성모멘트(I)가 이너셔증가부(20)에 의하여 종래보다 증가되어, 스핀들 모터(10)의 토크 및 기동력이 상대적으로 작은 경우에도 헤드 디스크 간섭현상(HDI)시 발생하는 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 종래보다 감소시킬 수 있다.In the hard disk drive 1 according to the first exemplary embodiment of the present invention, the rotational inertia moment I of the rotating
그리고 이러한 이너셔증가부(20)는 다양한 형태로 구현될 수 있겠지만, 전술한 바와 같이 본 실시 예에서 이너셔증가부(20)는 플랜지(15)에 결합되는 이너셔증가링(20)이다.In addition, the
이너셔증가링(20)은 고리형태로 제작되고, 그 수직 단면은 접촉면과 대응하는 모양을 이루도록 하며 직사각형 형태를 띤다. 이러한 이너셔증가링(20)은 스핀들 모터 허브(11)의 지지몸체(13) 측면과 플랜지(15) 상면 사이에 밀착 결합된다. 또한 이너셔증가링(20)은 각 단면이 균등한 하중분포를 갖는 동질의 소재로 마련한다. 이것은 이너셔증가링(20)이 회전할 때에 균등한 회전관성모멘트(I)를 갖도록 하기 위해서이다. 아울러 이너셔증가링(20)은 플랜지(15)에 접착결합되도록 하여 상호 별도로 제작된 양 소재간에 생길 수 있는 간극을 최소한도로 줄일 수 있도록 한다.The
이렇게 이너셔증가링(20)이 부가된 스핀들 모터(10)가 하드디스크 드라이브(1)의 베이스(70) 적정 위치에 결합되면, 스핀들 모터 허브(11)의 지지몸체(13) 상면에 디스크(30)가 위치하게 된다. 이 때 클램프(40)가 디스크(30)를 지지몸체(13)에 밀착 결합되도록 디스크(30) 상면에 위치하게 되며, 클램프 스크루(41)가 그 위로 체결되어 최종적으로 디스크(30)는 고정된다. 이렇게 지지된 디스크(30)는 스핀들 모터(10)의 회전에 의해 함께 회전하게 된다.When the
이러한 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다. With this configuration, the operation of the hard disk drive 1 according to the first embodiment of the present invention will be described as follows.
하드디스크 드라이브(1)에 전원이 가동되어 스핀들 모터(10)에 전기적 신호가 들어오면 스핀들 모터 허브(11)는 회전을 시작하여 적정의 분당회전수(RPM)에 도달하게 된다. 이때 이너셔증가링(20)이 장착된 스핀들 모터 허브(11)는, 디스크(30)를 지지하며 디스크(30)와 함께 회전하게 된다.When power is supplied to the hard disk drive 1 and an electrical signal is input to the
한편, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하게 되면, 헤드(51)의 충격력이 디스크(30)의 회전을 억제하려는 하나의 외력이 되어 디스크(30)의 회전상태에 영향을 주게 된다.On the other hand, when the head disk interference phenomenon (HDI) occurs, the impact force of the
그러나 이너셔증가링(20)에 의해 스핀들 모터(10)의 회전관성모멘트(I)가 종래보다 증가되어 있기 때문에, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하더라도 분당회전수(RPM)의 저하 및 지터(jitter) 현상이 종래보다 감소된다.However, since the rotational moment of inertia (I) of the
이와 같이 이너셔증가링(20)을 적정하게 조정하여 필요한 회전관성모멘트(I)로 설정된 경우, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하더라도 분당회전수(RPM) 저하나 지터(jitter) 변화를 적정한 오차범위 내로 개선시킬 수 있다.In this way, when the
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주요부 절개 사시도로서, 본 발명의 제1 실시 예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위해 필요한 경우 제1 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하고 다른 부분에 대해서는 'a'를 부가한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다.4 is a perspective view illustrating a main part cut according to the second embodiment of the present invention, and only the parts different from the first embodiment of the present invention will be described, and the same reference numerals are used for the same parts as the first embodiment for the sake of explanation. All other parts shall be cited. Reference numerals with the addition of 'a' shall be cited.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1a)의 이너셔증가부(20a)는 플랜지(15)와 일체로 형성된 점이 전술한 제1 실시 예와 다르다.As shown in the figure, the
이너셔증가부(20a)는 그 상면이 반경방향 외측으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 가지며 최대한 길게 뻗는 모양을 구성한다. 이처럼 길이를 길게 하면 반지름(R) 및 질량(M)이 더 증가되어 큰 회전관성모멘트(I)를 얻을 수 있다. 또한 이너셔증가부(20a)의 상면이 하방으로 경사진 형상을 가짐으로써 헤드(51)가 디스크 (30) 후면을 간섭없이 이동할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 주요 부분 절개 사시도로서, 본 발명의 제1 실시 예와 다른 부분만을 설명하고자 하며, 설명을 위해 필요한 경우 제1 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용하고 다른 부분에 대해서는 'b'를 부가한 참조부호를 부여하여 인용하기로 한다.FIG. 5 is a perspective view illustrating an essential part cut according to a third embodiment of the present invention, and only a different part from the first embodiment of the present invention will be described, and the same reference numerals will be used for the same parts as the first embodiment when necessary for explanation. Citations shall be made and other parts shall be quoted with the addition of a 'b'.
제2 실시 예와 마찬가지로, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1b)는 이너셔증가부(20b)가 플랜지(15)로부터 연장되어 마련되되 하방으로 절곡된 형상을 갖는 점이 전술한 실시 예와 다르다. As in the second embodiment, the hard disk drive 1b according to the third embodiment of the present invention has the above-described point in which the
이너셔증가부(21b)를 길게하면 디스크(30) 후면을 덮어 헤드(51)와 간섭될 수 있으므로 이를 고려한 적정 길이를 갖도록 설계해야 할 것이다.Increasing the inertia increasing portion 21b may cover the rear surface of the
이와 같이, 스핀들 모터 허브(11)에 별도로 마련되는 이너셔증가링(20)을 결합하거나, 스핀들 모터 허브(11)의 플랜지(15)와 일체로 형성된 이너셔증가부(20)를 마련함으로써, 스핀들 모터(10)의 회전관성모멘트(I)를 증가시킬 수 있다. 따라서 헤드 디스크 간섭현상(HDI)이 발생하더라도 작용하는 외력의 영향력을 최소화하여 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 종래보다 개선할 수 있다. As such, by combining the
전술한 제1 실시 예에서는 이너셔증가부(20)가 별도로 마련된 균질한 하중분포를 갖는 하나의 이너셔증가링(20)이었으나, 하중을 각각 다르게 분포하여 국소적으로 플랜지(15)에 설치할 수 있는 복수개의 이너셔증가부(20)일 수 있다.In the first embodiment described above, the
또한 전술한 제1 실시 예에서 이너셔증가링(20)이 단면이 각으로 이루어진 직사각형 형상에 대하여 상술했으나 각이 아닌 다양한 모양으로 제작될 수 있다.In addition, in the above-described first embodiment, the
전술한 제2 및 제3 실시 예에서는 이너셔증가부(20)가 플랜지(15)와 일체로 형성되어 그 상면이 반경방향 외측으로 갈수록 하방으로 경사지거나 하방으로 절곡된 형상에 대하여 상술하였으나, 그 길이가 길지 않아 헤드(51)와 간섭을 일으키지 않는다면 디스크 측면과 수평을 이루도록 하는 형상일 수도 있을 것이다.In the above-described second and third embodiments, the inertia increase
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스핀들 모터의 회전관성모멘트(Inertia)를 증가될 수 있어, 헤드 디스크 간섭현상(HDI)시 발생하는 분당회전수(RPM) 저하 및 지터(jitter) 변화를 종래보다 감소시킬 수 있으며, 또한 디스크 표면 손상과 헤드의 오작동으로 인한 데이터 오류를 감소시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the rotational moment of inertia (Inertia) of the spindle motor can be increased to reduce the revolutions per minute (RPM) and jitter changes caused during the head disk interference (HDI). It can further reduce data errors due to disk surface damage and head malfunction.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060001590A KR100714877B1 (en) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | Hard disk drive |
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KR1020060001590A KR100714877B1 (en) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | Hard disk drive |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012006021A1 (en) * | 2012-03-24 | 2013-09-26 | Minebea Co., Ltd. | Spindle motor for driving hard disk drive of computer, has rotatable engine element that is provided with hub whose outer surface is provided with recesses or groove to vary natural frequency and harmonic frequencies of motor |
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