KR100493032B1

KR100493032B1 - 솔레노이드를 이용한 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터로킹장치

Info

Publication number: KR100493032B1
Application number: KR10-2002-0069985A
Authority: KR
Inventors: 김도완
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2005-06-07
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: KR20040041885A

Abstract

솔레노이드를 이용하여 액츄에이터를 로킹시키는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치가 개시된다. 개시된 액츄에이터 로킹 장치는, 적어도 하나의 마그네트를 가진 보이스 코일 모터의 상부 요크와 하부 요크 중 어느 하나의 요크의 표면에 마련되어 마그네트에 의한 자력이 누설되도록 하는 코어 파킹 홈과, 코어 파킹 홈에 대향되도록 액츄에이터의 아암에 결합된 VCM 코일의 일측 표면에 설치되며, 솔레노이드 하우징과, 솔레노이드 하우징의 외주에 감겨지며 VCM 코일에 연결되는 솔레노이드 코일과, 솔레노이드 하우징에 상하 이동 가능하도록 설치되는 코어를 포함하는 솔레노이드 래치를 구비한다. 전원이 오프(off)된 때에는 코어의 단부가 코어 파킹 홈에 흡착되어 액츄에이터가 로킹되고, 전원이 온(on)된 때에는 솔레노이드 코일에 흐르는 전류에 의해 코어의 단부가 코어 파킹 홈으로부터 이탈됨으로써 액츄에이터의 로킹 상태가 해제된다. 이와 같은 구성에 의하면, 보다 큰 래치 포스를 제공할 수 있으며, 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않으므로 하드 디스크 드라이브의 신뢰성이 향상된다.

Description

솔레노이드를 이용한 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치{Actuator locking apparatus using solenoid for hard disk drive}

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크의 회전이 정지된 때 자기 헤드가 디스크의 파킹존을 벗어나지 않도록 액츄에이터를 로킹시키는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 컴퓨터의 보조기억장치들 중의 하나로서, 자기 헤드에 의해 자기 디스크에 저장된 데이터를 독출하거나, 자기 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 종래의 액츄에이터와 보이스 코일 모터 및 액츄에이터 로킹 장치를 도시한 분리 사시도이며, 도 3은 종래의 액츄에이터 로킹 장치를 설명하기 위한 보이스 코일 모터 부위의 측면도이다.

먼저 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브는 데이터의 기록을 위한 기록매체인 자기 디스크(하드 디스크)(20)와, 베이스 플레이트(10) 상에 설치되어 디스크(20)를 회전시키는 스핀들 모터(30)와, 디스크(20)에 데이터를 기록하고 디스크(20)에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기 헤드(41)를 가진 액츄에이터(40)를 구비하고 있다.

상기 디스크(20)는 일반적으로 하나 또는 복수개가 서로 소정 간격 이격되어 스핀들 모터(30)에 의해 회전할 수 있도록 설치된다. 그리고, 상기 디스크(20)의 내주측에는 전원 오프(off)시 자기 헤드(41)가 탑재된 슬라이더(42)가 안착되는 파킹존(parking zone, 21)이 마련되어 있고, 파킹존(21)의 바깥쪽에는 자기신호가 기록되는 데이터존(data zone, 22)이 마련되어 있다.

상기 액츄에이터(40)는 베이스 플레이트(10) 상에 마련된 회동축(47)을 중심으로 회동할 수 있도록 설치된다. 액츄에이터(40)는 회동축(47)에 회동가능하게 결합될 수 있도록 중간 부위에 피봇 홀(48)이 마련된 아암(46)을 구비한다. 아암(46)의 일측 단부에는 자기 헤드(41)가 탑재된 슬라이더(42)를 디스크의 표면쪽으로 탄성바이어스되게 지지하는 서스펜션(44)이 설치된다.

상기 액츄에이터(40)는 보이스 코일 모터(VCM, 50)에 의해 회동된다. 보이스 코일 코터(50)는 아암(46)의 타측 단부에 결합되는 코일(56)을 구비한다. 코일(56)의 하부에는 소정 간격을 두고 하부 요크(51)가 베이스 플레이트(10) 상에 고정 설치된다. 코일(56)의 상부에는 상부 요크(52)가 설치되며, 이는 스크류(59)에 의해 하부 요크(51)와 결합된다. 하부 요크(51)와 상부 요크(52)의 저면에는 각각 마그네트(53, 54)가 부착되어 있으며, 이 마그네트(53, 54) 각각은 코일(56)과 소정 간격 떨어져 있다.

이러한 구성을 가진 종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서, 데이터의 기록/재생 작업이 진행되는 중에는, 자기 헤드(41)가 탑재된 슬라이더(42)에는 디스크(20)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(44)에 의한 탄성력이 작용하게 된다. 이에 따라, 슬라이더(42)는 상기한 양력과 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 디스크(20)의 데이터존(22) 위에 부상된 상태를 유지하게 되므로, 슬라이더(42)에 탑재된 자기헤드(41)는 회전하는 디스크(20)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(20)에 데이터를 기록 및 재생하게 된다.

한편, 전원이 오프(off)되어 디스크(20)의 회전이 정지되는 경우에는, 상기 슬라이더(42)를 들어올리던 양력이 사라지기 때문에, 그 전에 상기 슬라이더(42)가 디스크(20)의 데이터존(22)을 벗어나도록 함으로써 슬라이더(42)와 데이터존(22)의 접촉에 의한 데이터존(22)의 손상을 막게 된다. 즉, 디스크(20)의 회전이 완전히 정지되기 전에 슬라이더(42)가 디스크(20)의 파킹존(21) 위로 이동하도록 보이스 코일 모터(50)에 의해 액츄에이터(40)의 아암(46)을 회동시키면, 디스크(20)의 회전이 정지되더라도 슬라이더(42)는 파킹존(21)에 안착되므로 데이터존(22)의 손상은 방지될 수 있다.

이어서 도 2와 도 3을 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브에는 슬라이더(42)가 디스크(20)의 파킹존(21)에 안착된 후 액츄에이터(40)가 회동하지 않도록 로킹시키는 액츄에이터 로킹 장치가 마련되어 있다. 즉, 액츄에이터 로킹 장치는 전원 오프시 외부 충격이나 진동 등에 의해 액츄에이터(40)가 회동되어 자기 헤드(41)가 파킹존(21)에서 벗어나 데이터존(22)으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

도시된 종래의 액츄에이터 로킹 장치는 마그네트(53, 54)의 자력을 이용하여 액츄에이터(40)를 로킹시키는 마그네틱 래치 타입의 로킹 장치로서, 아암(46)의 단부에 설치되는 금속편(65)과, 자력에 의해 상기 금속편(65)이 흡착되는 곳으로 상부 요크(52)에 마련되는 흡착부(66)를 구비하고 있다.

상기 금속편(65)의 설치 구조는 다음과 같다. 아암(46)의 단부에는 지지부(62)가 돌출 형성되고, 상기 지지부(62)의 일측에는 수평 방향으로 소정 깊이의 홀(63)이 형성된다. 상기 지지부(62)와 홀(63)은 아암(46)과 함께 플라스틱 사출 성형에 의해 형성된다. 상기 홀(63)에는 댐핑러버(64)가 견고하게 끼워져 고정되며, 상기 금속편(65)은 댐핑러버(64)의 단부에 부착된다. 댐핑러버(64)는 금속편(65)이 흡착부(66)에 흡착될 때 발생하는 충격을 감쇄시키는 역할을 한다.

상기 흡착부(66)는 상부 요크(52)의 가장자리로부터 아래쪽으로 굽혀져 하부 요크(51)의 상면에 접촉되며, 상기 금속편(65)에 상응하는 높이에 소정 폭으로 형성된 슬롯(67)을 가지고 있다. 하부 요크(51)와 상부 요크(52)에 마련된 마그네트(53, 54)에 의해 흡착부(66)에는 자력이 흐르게 된다. 이 때, 슬롯(67) 부위에서 자력이 누설되며, 이 누설 자력에 의해 아암(46)에 마련된 상기 금속편(65)이 흡착부(66)에 흡착됨으로써 액츄에이터(40)는 로킹된다.

상기한 종래의 액츄에이터 로킹 장치에 있어서, 전원이 오프(off)되면 금속편(65)이 자력에 의해 흡착부(66)에 흡착되어 액츄에이터(40)가 로킹되나, 전원이 온(on)되면 자기 헤드(41)를 디스크(20)의 데이터존(22)으로 이동시키기 위해 액츄에이터(40)의 로킹 상태를 해제하여야 한다. 이 때, 자력에 의해 흡착부(66)에 흡착되어 있는 금속편(65)을 떨어뜨리기 위해서는 액츄에이터(40)에 순간적으로 큰 토크를 가해 주어야 하므로, 이를 위해 가용한 최대 전류를 아암(46)에 결합된 코일(56)에 흘려주게 된다. 그런데, 최대 전류의 흐름에 의해 생성된 큰 토크에 의해 액츄에이터(40)의 아암(46)에 설치된 금속편(65)이 흡착부(66)로부터 이탈됨과 동시에 액츄에이터(40)의 아암(46)이 관성에 의해 계속 회동하여 스토퍼(미도시)에 충돌함으로써 헤드 슬랩(head slap)이 발생할 수 있다. 헤드 슬랩은 액츄에이터(40)에 설치된 자기 헤드(41)가 충격이나 진동에 의해 디스크(20) 표면에 부딪히는 현상을 말하며, 이와 같은 헤드 슬랩이 발생하게 되면 자기 헤드(41)와 디스크(20)의 표면이 손상될 수 있다. 따라서, 이러한 헤드 슬랩을 방지하기 위해서는 금속편(65)이 흡착부(66)로부터 이탈됨과 동시에 아암(46)의 회동에 브레이크를 걸어 주어야 하는데, 이를 위한 서보 전류 제어의 정확성을 확보하는 것은 매우 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 액츄에이터 로킹 장치에 있어서는, 외부로부터의 충격이나 진동 및 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해 래치파괴(latch brocken)가 발생되는 문제점이 있다. 래치파괴는 관성이 큰 액츄에이터(40)에 설치되어 완충작용을 하는 댐핑러버(64)에 반복적인 로킹 및 해제시의 충격에 의한 지속적인 응력이 작용하여 댐핑러버(64)가 기능을 상실하거나 파괴되는 현상을 말한다. 이러한 래치파괴는 하드 디스크 드라이브의 성능을 치명적으로 손상시키므로 하드 디스크 드라이브의 신뢰성을 위해 반드시 해결되어야 할 문제점이다.

따라서, 안정적이고 내구성 있는 액츄에이터 로킹 및 해제 작용을 위해서는 보다 큰 래치 포스(latch force)를 제공할 수 있으며 충격이나 진동과 같은 외란에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않는 액츄에이터 로킹 장치가 필요한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 솔레노이드를 이용하여 액츄에이터를 로킹시키고 로킹 상태를 해제할 수 있는 구조를 가짐으로써 보다 큰 래치 포스를 제공할 수 있으며 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

적어도 하나의 마그네트를 가진 보이스 코일 모터의 상부 요크와 하부 요크 중 어느 하나의 요크의 표면에 마련되어 상기 마그네트에 의한 자력이 누설되도록 하는 코어 파킹 홈; 및

상기 코어 파킹 홈에 대향되도록 액츄에이터의 아암에 결합된 VCM 코일의 일측 표면에 설치되며, 솔레노이드 하우징과, 상기 솔레노이드 하우징의 외주에 감겨지며 상기 VCM 코일에 연결되는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 하우징에 상하 이동 가능하도록 설치되는 코어를 포함하는 솔레노이드 래치;를 구비하여,

전원이 오프(off)된 때에는 상기 코어의 단부가 상기 코어 파킹 홈에 흡착되어 상기 액츄에이터가 로킹되고, 전원이 온(on)된 때에는 상기 솔레노이드 코일에 흐르는 전류에 의해 상기 코어의 단부가 상기 코어 파킹 홈으로부터 이탈됨으로써 상기 액츄에이터의 로킹 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치를 제공한다.

여기에서, 상기 코어 파킹 홈은 상기 코어의 단부가 삽입될 수 있도록 상기 코어의 단부 직경보다 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 솔레노이드 코일은 상기 VCM 코일에 직렬 또는 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔레노이드 하우징 내부에는 상기 코어를 상기 솔레노이드 하우징 밖으로 돌출되도록 탄성력을 인가하는 스프링이 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔레노이드 래치는 상기 VCM 코일의 상측 표면에 설치되고, 상기 코어 파킹 홈은 상기 상부 요크의 저면에 마련된 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 누설 자력과 탄성력 및 솔레노이드 코어의 기구적인 걸쇠 작용에 의해 보다 큰 래치 포스를 제공할 수 있으며, 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않으므로 하드 디스크 드라이브의 신뢰성이 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드를 이용한 액츄에이터 로킹 장치가 구비된 액츄에이터와 보이스 코일 모터를 도시한 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 솔레노이드의 수직 단면도이다.

도 4와 도 5를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브에는 데이터의 기록 및 재생을 위한 자기 헤드(141)를 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터(140)가 구비된다. 상기 액츄에이터(140)는, 하드 디스크 드라이브의 베이스 플레이트 상에 회동 가능하게 설치되는 아암(146)을 구비한다. 이를 위해 아암(146)의 중간 부위에는 피봇 홀(148)이 형성된다. 아암(146)은 일반적으로 플라스틱 사출이나 금속 재료, 예컨대 알루미늄 판재를 프레스 가공함으로써 제작된다. 아암(146)의 일측 단부에는 자기 헤드(141)가 탑재된 슬라이더(142)를 디스크 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 서스펜션(144)이 설치된다.

그리고, 하드 디스크 드라이브에는 상기 액츄에이터(140)를 회동시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor, 150)가 설치된다. 보이스 코일 모터(150)는 아암(146)의 타측 단부에 결합되는 VCM 코일(156)과, VCM 코일(156)의 하부에 설치되는 하부 요크(151)와, VCM 코일(156)의 상부에 설치되는 상부 요크(152)와, 하부 요크(151)의 상면과 상부 요크(152)의 저면에 각각 부착되는 마그네트(153, 154)를 구비한다. 하부 요크(151)는 VCM 코일(156)과 소정 간격을 두고 하드 디스크 드라이브의 베이스 플레이트 상에 고정 설치된다. 상부 요크(152)는 나사(159)에 의해 하부 요크(151)와 결합된다. 상기 마그네트(153, 154)는 VCM 코일(156)과 소정 간격 떨어져 있으며, 주로 영구자석이 사용된다.

한편, 종래에는 데이터 저장 용량을 증가시키기 위해 하드 디스크 드라이브에 다수개의 디스크를 설치하기도 하였으나, 최근에는 디스크의 면기록 밀도가 급격히 증가함으로써 하나 또는 두 개의 디스크만으로도 충분한 용량의 데이터를 저장할 수 있게 되었다. 특히, 최근에는 주로 하나의 디스크를 사용하여 그 일측면에 데이터를 기록하는 방식의 하드 디스크 드라이브가 개발되고 있다. 이와 같은 경우에는, 하나의 자기 헤드와 하나의 아암만 가진 액츄에이터가 필요하며, 이러한 액츄에이터에는 마그네트가 상부 요크와 하부 요크 중 어느 한쪽에 하나만 설치된 원(one) 마그네트 방식의 보이스 코일 모터가 주로 사용되고 있다. 이러한 액츄에이터와 보이스 코일 모터에 의하면, 전체 높이가 보다 낮아질 수 있게 되어 하드 디스크 드라이브의 슬림화가 용이한 장점이 있다.

상기한 구성을 가진 보이스 코일 모터(150)는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일(156)에 입력되는 전류와 마그네트(153, 154)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 액츄에이터(140)를 회동시키게 된다. 즉, 하드 디스크 드라이브의 전원이 온(on)되어 디스크가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터(150)는 아암(146)을 회동시켜 자기 헤드(141)를 디스크의 파킹존으로부터 데이터존으로 이동시킨다. 반대로 하드 디스크 드라이브의 전원이 오프(off)되어 디스크의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터(150)는 아암(146)을 회동시켜 자기 헤드(141)를 디스크의 데이터존으로부터 파킹존으로 이동시켜 파킹존에 안착되도록 한다.

하드 디스크 드라이브에는 본 발명에 따른 액츄에이터 로킹 장치가 구비된다. 상기 액츄에이터 로킹 장치는, 하드 디스크 드라이브의 전원이 오프된 상태에서는, 액츄에이터(140)에 장착된 자기 헤드(141)가 디스크의 파킹존에 파킹된 상태를 유지하도록 액츄에이터(140)를 로킹시키는 역할을 하게 된다. 즉, 액츄에이터 로킹 장치는 전원 오프시 외부 충격 등에 의해 액츄에이터(140)가 불필요하게 회동되어 자기 헤드(141)가 파킹존에서 벗어나 데이터존으로 이동하는 것을 방지한다. 만약, 전원이 오프된 상태에서 자기 헤드(141)가 데이터존으로 이동되면 자기 헤드(141)가 데이터존에 직접 접촉하게 되고, 이에 따라 데이터존과 자기 헤드(141)가 손상될 수 있는 위험성이 있다.

본 발명에 따른 액츄에이터 로킹 장치는, 아암(146)의 단부에 결합된 VCM 코일(156)의 상측 표면에 설치되는 솔레노이드 래치(160)와, 전원이 오프(off)되어 액츄에이터(140)가 파킹되었을 때 상기 솔레노이드 래치(160)의 위치에 대응되는 상부 요크(152)의 저면에 마련되는 코어 파킹 홈(170)을 구비한다. 상기 솔레노이드 래치(160)는 도시된 바와 같이 VCM 코일(156)의 상측 표면에 설치될 수 있으며, 또는 VCM 코일(156)의 하측 표면에 설치될 수도 있다. 후자의 경우에는 코어 파킹 홈(170)도 하부 요크(151)에 마련된다. 이하에서는 상기 솔레노이드 래치(160)가 VCM 코일(156)의 상측 표면에 설치된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

상기 솔레노이드 래치(160)는 소정의 내부 공간을 가진 솔레노이드 하우징(162)과, 상기 솔레노이드 하우징(162) 내에 출몰 가능하도록 설치된 솔레노이드 코어(164)와, 상기 솔레노이드 하우징(162)의 외주면에 감겨진 솔레노이드 코일(166)을 구비한다.

상기 솔레노이드 코어(164)는 솔레노이드 코일(166)에 의해 자화되는 전자석의 역할을 하게 된다. 그리고, 솔레노이드 코일(166)은 VCM 코일(156)에 직렬 또는 병렬로 연결된다. 따라서, 솔레노이드 코일(166)을 위한 별도의 전원을 필요로 하지 않으며, 액츄에이터(140)의 작동과 함께 작동된다. 즉, 액츄에이터(140)를 회동시키기 위해 VCM 코일(156)에 전류를 흘리게 되면, 솔레노이드 코일(166)에도 동시에 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 솔레노이드 코어(164)가 자화되어 전자석이 된다. 이 때, 솔레노이드 코어(164)의 상단부의 극성은 마그네트(154)에 의해 자화된 상부 요크(152)의 극성과 동일하도록 한다.

그리고, 솔레노이드 하우징(162) 내부에는 솔레노이드 코어(164)가 돌출되는 방향으로 솔레노이드 코어(164)에 탄성력을 인가하는 스프링(168)이 설치될 수 있다. 이 경우에는, 솔레노이드 코어(164)가 자력에 의해 코어 파킹 홈(170) 부위에 흡착되었을 때 상기 스프링(168)의 탄성력에 의해 솔레노이드 코어(164)의 래치 포스가 증가되는 장점이 있다.

상기 코어 파킹 홈(170)은 전원이 오프(off)되어 액츄에이터(140)가 파킹되었을 때, 상기 솔레노이드 코어(164)의 상단부가 흡착될 수 있도록 누설 자력을 발생시키게 된다. 다시 설명하면, 상부 요크(152)는 그 저면에 부착된 마그네트(154)에 의해 자화되며, 이에 따라 상부 요크(152)의 저면에 마련된 코어 파킹 홈(170)에서 자력이 누설되고, 이 누설 자력에 의해 솔레노이드 코어(164)는 코어 파킹 홈(170) 부위에 흡착된다. 이와 같은 상부 요크(152)의 코어 파킹 홈(170) 부위와 솔레노이드 코어(164)와의 흡착력, 즉 래치 포스에 의해 액츄에이터(140)가 로킹되는 것이다.

한편, 상기 코어 파킹 홈(170)은 상기 솔레노이드 코어(164)의 상단부가 삽입될 수 있도록 솔레노이드 코어(164)의 상단부의 직경보다 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 코어 파킹 홈(170)에 의해 생성되는 누설 자력에 의해 이루어지는 물리적인 흡착력 뿐만 아니라, 기구적인 방법으로도 로킹이 이루어지게 되므로, 훨씬 안정된 액츄에이터의 로킹이 가능하게 된다.

이하에서는 도 5 및 도 6a와 도 6b를 참조하며, 상기한 구성을 가진 본 발명에 따른 액츄에이터 로킹 장치의 작동을 설명하기로 한다.

먼저 도 5와 도 6a를 참조하면, 전원이 오프(off)되어 액츄에이터의 자기 헤드가 디스크의 파킹존에 파킹된 때에는, 솔레노이드 래치(160)는 상부 요크(154)의 저면에 마련된 코어 파킹 홈(170)과 대응되는 위치에 있게 된다. 이 때, 솔레노이드 래치(160)의 솔레노이드 코일(166)에도 전류가 흐르지 않으므로, 솔레노이드 코어(164)에는 코어 파킹 홈(170)에 생성된 누설 자력과 스프링(168)의 탄성력이 작용하게 된다. 이에 따라 솔레노이드 코어(164)는 위쪽으로 돌출되어 그 상단부가 코어 파킹 홈(170)에 삽입되어 흡착된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 자력에 의한 흡착력, 스프링(168)에 의한 탄성력 및 솔레노이드 코어(164)의 걸쇠 작용에 의해 액츄에이터는 보다 큰 래치 포스에 의해 안정되게 로킹될 수 있다.

이어서 도 5와 도 6b를 참조하면, 자기 헤드를 디스크의 데이터존으로 이동시키기 위해 전원이 온(on)되면, VCM 코일(156)에 전류가 흐름과 동시에 솔레노이드 코일(166)에도 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 솔레노이드 코어(164)는 자화되어 그 상단부의 극성이 마그네트(154)에 의해 자화된 상부 요크(152)의 극성과 동일하게 된다. 따라서, 동일한 극성끼리 충돌하게 되므로 솔레노이드 코어(164)와 상부 요크(152) 사이에는 반발력이 발생된다. 또한, 솔레노이드 코어(164)에는 솔레노이드 코일(166)에 흐르는 전류에 의해 솔레노이드 하우징(162) 내부에 형성된 자기장에 의해 솔레노이드 하우징(162)의 중심쪽으로 향하는 자력이 작용하게 된다. 이와 같은 반발력과 자력에 의해 솔레노이드 코어(164)는 코어 파킹 홈(170)으로부터 밀려나서 솔레노이드 하우징(162) 내부로 몰입되는 것이다. 이에 따라, 액츄에이터 아암(146)은 솔레노이드 코어(164)에 의해 방해받지 않고 회동할 수 있게 된다. 또한, 솔레노이드 코어(164)에 작용하는 상기 자력은 솔레노이드 코일(166)에 흐르는 전류의 방향과 상관없이 솔레노이드 하우징(162)의 중심쪽으로 향하게 된다. 따라서, 전원이 온(on)되어 있는 상태에서는 전류의 방향이 바뀌더라도 솔레노이드 코어(164)는 항상 솔레노이드 하우징(162) 내부에 몰입되어 있는 상태를 유지할 수 있는 것이다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 전원이 온(on)될 때 액츄에이터 아암(146)이 스토퍼와 충돌하지 않도록 서보 제어를 할 필요가 없게 되므로 보다 간단한 알고리즘으로 액츄에이터의 제어가 가능하게 되며, 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않는 구조를 가지고 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

예컨대, 위에서 본 발명은 솔레노이드 래치가 VCM 코일의 상측 표면에 설치된 경우를 기준으로 도시되고 설명되었으나, 전술한 바와 같이 솔레노이드 래치는 VCM 코일의 하측 표면에 설치될 수도 있다. 그리고, 코어 파킹 홈도 상부 요크가 아니라 하부 요크의 상면에 마련될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액츄에이터 로킹 장치는 상부 요크와 하부 요크에 두 개의 마그네트가 마련된 보이스 코일 모터를 가진 하드 디스크 드라이브에 적용된 경우를 기준으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 구성상 상부 요크와 하부 요크 중 어느 하나의 요크에 하나의 마그네트가 부착된 보이스 코일 모터를 가진 하드 디스크 드라이브에도 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치에 의하면, 전원 오프시 코어 파킹 홈에서 발생되는 누설 자력과 스프링에 의한 탄성력 및 솔레노이드 코어의 기구적인 걸쇠 작용에 의해 보다 큰 래치 포스를 제공할 수 있으므로 액츄에이터의 안정된 로킹이 이루어지게 된다. 또한, 전원이 온 되면 솔레노이드 코어에 작용하는 반발력과 자력에 의해 로킹 상태가 해제되며, 상기 자력에 의해 해제 상태가 유지될 수 있다. 따라서, 반복적인 로킹 및 해제 동작에 의해서도 래치파괴가 발생하지 않으므로, 외부로부터의 진동이나 충격에 의해서도 오동작이 발생하지 않아 하드 디스크 드라이브의 신뢰성이 향상된다. 그리고, 전원이 온 될 때 액츄에이터 아암이 스토퍼와 충돌하지 않도록 서보 제어를 할 필요가 없으므로 보다 간단한 알고리즘으로 액츄에이터의 제어가 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 2는 종래의 액츄에이터와 보이스 코일 모터 및 액츄에이터 로킹 장치를 도시한 분리 사시도이다.

도 3은 종래의 액츄에이터 로킹 장치를 설명하기 위한 보이스 코일 모터 부위의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드를 이용한 액츄에이터 로킹 장치가 구비된 액츄에이터와 보이스 코일 모터를 도시한 분리 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 솔레노이드의 수직 단면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 액츄에이터 로킹 장치의 작동을 설명하기 위한 보이스 코일 모터 부위의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

140...액츄에이터 141...자기 헤드

142...슬라이더 144...서스펜션

146...아암 148...피봇 홀

150...보이스 코일 모터 151...하부 요크

152...상부 요크 153,154...마그네트

156...VCM 코일 160...솔레노이드 래치

162...솔레노이드 하우징 164...솔레노이드 코어

166...솔레노이드 코일 168...스프링

170...코어 파킹 홈

Claims

적어도 하나의 마그네트를 가진 보이스 코일 모터의 상부 요크와 하부 요크 중 어느 하나의 요크의 표면에 마련되어 상기 마그네트에 의한 자력이 누설되도록 하는 코어 파킹 홈; 및

상기 코어 파킹 홈에 대향되도록 액츄에이터의 아암에 결합된 VCM 코일의 일측 표면에 설치되며, 솔레노이드 하우징과, 상기 솔레노이드 하우징의 외주에 감겨지며 상기 VCM 코일에 연결되는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 하우징에 상하 이동 가능하도록 설치되는 코어를 포함하는 솔레노이드 래치;를 구비하여,

전원이 오프(off)된 때에는 상기 코어의 단부가 상기 코어 파킹 홈에 자력에 의해 흡착되어 상기 액츄에이터가 로킹되고, 전원이 온(on)된 때에는 상기 VCM 코일을 통해 상기 솔레노이드 코일에 흐르는 전류에 의해 상기 코어의 단부가 상기 코어 파킹 홈으로부터 이탈됨으로써 상기 액츄에이터의 로킹 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치.
제 1항에 있어서,

상기 코어 파킹 홈은 상기 코어의 단부가 삽입될 수 있도록 상기 코어의 단부 직경보다 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치.
제 1항에 있어서,

상기 솔레노이드 코일은 상기 VCM 코일에 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치.
제 1항에 있어서,

상기 솔레노이드 하우징 내부에는 상기 코어를 상기 솔레노이드 하우징 밖으로 돌출되도록 탄성력을 인가하는 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치.
제 1항에 있어서,

상기 솔레노이드 래치는 상기 VCM 코일의 상측 표면에 설치되고, 상기 코어 파킹 홈은 상기 상부 요크의 저면에 마련된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 로킹 장치.