KR0183873B1 - 스핀들모터 - Google Patents

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KR0183873B1
KR0183873B1 KR1019960018753A KR19960018753A KR0183873B1 KR 0183873 B1 KR0183873 B1 KR 0183873B1 KR 1019960018753 A KR1019960018753 A KR 1019960018753A KR 19960018753 A KR19960018753 A KR 19960018753A KR 0183873 B1 KR0183873 B1 KR 0183873B1
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings

Abstract

스핀들모터에서 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 스핀들모터에 관한 내용이 개시되어 있다. 이 스핀들 모터는 고정부와 회전부 사이에 설치된 유체베어링과, 이 유체베어링과 회전부 사이에 설치된 적어도 하나의 링을 구비한다. 이 링이 스핀들모터의 유체베어링에서 발생되는 진동을 감쇄시켜 회전부에 전달함에 따라 회전부에 설치된 회전체 예컨대, 디스크는 정밀하고 안정되게 회전된다.

Description

스핀들모터
제1도는 일반적인 하드디스크 드라이브의 주요부를 도시한 사시도이다.
제2도는 종래에 따른 저널베어링과 스러스트베어링이 설치된 하드디스크 드라이브에 설치된 스핀들모터의 주요부를 도시한 일부 절제 사시도이다.
제3도는 제2도의 저널베어링 및 스러스트베어링을 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
제4도는 본 발명의 제1실시예에 따른 스핀들모터의 주요부를 도시한 일부 절제 사시도이다.
제5도는 제4도는 베어링부를 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
제6도는 본 발명의 제2실시예에 따른 스핀들모터의 주요부를 도시한 일부 절제 사시도이다.
제7도는 제6도의 베어링부를 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 회전부 110 : 회전자
120 : 허브 121 : 돌출부
200 : 고정부 210 : 하우징
200 : 고정자 230 : 코일
300 : 베어링부 310 : 저널베어링
320 : 스러스트베어링 330 : 고정축
340 : 부시 350 : 스러스트링
342 : 밀폐된 공간 343 : 제1홈
344 : 제2홈 390 : 링
391 : 제1링 392 : 제2링
400 : 스핀들모터
본 발명은 하드디스크 드라이브 등에 사용되는 스핀들모터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스핀들모터에서 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 스핀들모터에 관한 것이다.
일반적으로 유체베어링에는 반구형베어링, 저널베어링 등이 있다. 이와 같은 유체베어링은 고속 회전을 요하는 곳에 이용된다. 예를 들면, 하드디스크 드라이브의 디스크 구동용 스핀들모터, 레이저 프린터의 회전다면경 구동용 모터, VCR의 헤드드럼 구동용 모터 등에 설치되어 이용된다.
하드디스크 드라이브의 스핀들모터에 저널베어링 및 스러스트베어링이 설치된 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
제1도에 도시된 하드디스크 드라이브는 스핀들모터(1)에 의하여 회전되는 디스크(2)에 자기헤드(3)를 이용하여 소정의 데이터 기록 및 재생하는 장치이다. 스핀들모터(1)에서 발생되는 진동은 하드디스크의 수명 및 데이터 억세스 시간에 상당한 영향을 미친다. 즉, 디스크(2)와 자기헤드(3) 사이의 간격은 불과 수 1㎛이기 때문에 진동에 의하여 자기헤드(3)와 디스크(2)가 서로 부딪혀 손상될 염려가 있으며, 진동에 의하여 데이터 추적 및 억세스 시간이 길어질 염려가 있다.
최근에는 디스크(2)의 회전수를 높여 데이터의 추적 및 억세스 시간을 단축시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구에서는 고속으로 회전되면서 진동이 적은 스핀들모터(1)의 연구가 꼭 필요하다.
제1도에 도시된 디스크(2)는 스핀들모터(1)의 허브(12)에 고정되어 있다. 그리고 자기헤드(3)는 디스크(2)의 상측 및 하측에 설치되어 있다. 자기헤드(3)는 보이스코일모터(4)에 의하여 디스크(2)의 반경방향으로 이동하며, 디스크(2)에 정보를 기록하거나 디스크(2)의 정보를 독출한다.
제2도에 도시된 스핀들모터(1)는 회전부(10)와 고정부(20) 및 베어링부(30)를 포함하여 구성된다. 고정부(20)는 하드디스크 드라이브의 몸체에 고정되는 하우징(21)과 하우징(21)에 고정된 고정자(22)를 포함하며 회전부(10)는 고정자 (22)에 의하여 회전되는 회전자(11)와 결합하며 디스크(미도시)가 적층되어 고정되는 허브(12)를 포함한다. 베어링부(30)는 저널베어링(31)과 스러스트베어링(32)을 포함한다.
저널베어링(31)은 고정부(20)의 하우징(21)에 고정된 고정축(33)과, 회전부(10)의 허브(12)에 고정되어 회전되는 부시(34)를 포함하며, 고정축(33)은 부시(34)의 반경방향 힘을 지지한다. 스러스트베어링(32)은 고정축(33)에 압입된 스러스트링(35)이며, 스러스트링(35)은 부시(34)에서 발생되는 축 방향 힘을 지지한다. 허브(12)의 외주면에는 여러 가지의 회전체가 고정된다. 예를 들어 하드디스크 드라이브 경우에는 디스크(2, 제1도 참조)가 적층되어 고정된다.
고정자(22)에는 코일(23)이 감겨 있으며, 회전자(11)는 영구자석이다. 회전자(11)는 고정자(22)에 감긴 코일(23)에 적절한 전류가 인가됨에 따라 고정자(22)의 외부에서 회전하며, 회전자(11)가 회전됨에 따라 허브(12)는 회전한다. 그리고 허브(12)가 회전함에 따라 허브(12)에 고정된 회전체 또한 회전한다.
제3도에 도시된 바와 같이, 고정축(33)의 외주면과 스러스트링(35)의 상면에는 그루브(36)가 형성되어 있다. 부시(34)에 형성된 구멍(37)에는 고정축(33)이 삽입되며, 부시(34)의 하면은 스러스트링(35)의 상면에 접촉된다. 따라서 제2도에 도시된 허브(12)가 회전자(11)와 고정자(22)에 의하여 회전될 때 허브(12)는 저널베어링(31)과 스러스트링(35)에 의하여 안정되게 회전된다. 즉, 고정축(33)을 중심으로 부시(34)가 회전될 때 부시(34)와 고정축(33) 그리고 부시(34)와 스러스트링(35) 사이에는 소정의 공기압이 발생됨으로 부시(34)는 고정축(33) 및 스러스트링(35)에 접촉하지 않고 회전된다.
그러나, 제2도에 도시된 부시(34)와 고정축(33) 사이 그리고 부시(34)와 스러스트링(35) 사이에서 공기압이 발생되면서 소정의 진동 또한 함께 발생된다. 이 진동은 부시(34)와 허브(12)를 통하여 디스크(2, 제1도 참조)에 직접적으로 전달된다. 즉, 금속으로 만들어진 허브(12)와 금속으로 만들어진 부시(34)가 직접 연결 고정되어 있기 때문이다.
그 결과, 제1도에 도시된 자기헤드(3)와 디스크(2)는 상기 진동에 의하여 서로 부딪혀 손상될 염려가 있으며, 자기헤드(3)는 상기 진동에 의하여 데이터 추적 및 데이터 억세스를 방해받을 염려가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 스핀들모터의 고정자와 회전자에서 발생되는 진동 및 스핀들모터의 유체베어링에서 발생되는 진동이 감쇄되어 회전체 예컨대, 디스크(2, 제1도 참조)에 전달될 수 있는 스핀들모터를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 스핀들모터는 회전되지 않는 고정부와, 상기 고정부와 대응되게 설치되어 회전되는 회전부와, 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 설치된 유체베어링을 구비하는 스핀들모터에 있어서, 상기 유체베어링과 상기 회전부 사이에 설치된 링을 구비하여 상기 링에 의하여 상기 회전부와 상기 유체베어링이 지지되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 유체베어링의 부시 외주면 둘레에 형성된 홈을 구비하여 상기 홈에 상기 링이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 스핀들모터는 회전되지 않는 고정부와, 상기 고정부와 대응되게 설치되어 회전되는 회전부와, 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 설치된 유체베어링을 구비하는 스핀들모터에 있어서, 상기 유체베어링과 회전부 사이에 설치된 적어도 2개의 링을 구비하여 상기 링, 유체베어링 및 회전부에 의하여 소정의 밀폐된 공간이 확보되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 홈이 형성된 상기 부시를 구비하여 상기 홈에 상기 링이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 스핀들모터는 링에 의하여 스핀들모터에 고정자와 회전자 사이에서 발생되는 진동 및 소음이 감소되어 회전체에 전달된다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 스핀들모터의 바람직한 제1실시예를 상세히 설명한다.
제4도에 도시된 바와 같이, 스핀들모터(400)는 회전부(100), 고정부(200) 그리고 베어링부(300)를 포함한다. 고정부(200)는 하드디스크의 몸체에 고정된 하우징(210)과, 이 하우징(210)에 고정된 고정자(22)를 포함하며, 회전부(100)는 고정자(200)에 의하여 회전되는 회전자(110)와, 이 회전자(110)에 고정된 허브(120)를 포함한다. 그리고 베어링부(300)는 저널베어링(310)과 스러스트베어링(320)을 포함한다.
저널베어링(310)은 고정부(200)의 하우징(210)에 고정된 고정축(330)과, 회전부(100)의 허브(120)에 고정된 부시(340), 그리고 부시(340)와 허브(120) 사이에 고정된 링(390)을 포함한다. 상기 고정축(330)은 부시(340)가 회전되면서 발생되는 반경방향 힘을 지지하는 역할을 하며, 링(390)은 부시(340)를 허브(120)에 고정시키는 역할과 진동을 감소시키는 역할을 한다. 스러스트베어링(320)은 고정축(330)에 압입된 스러스트링(350)이며, 스러스트링(350)은 부시(340)에서 발생되는 축 방향 힘을 지지한다.
제5도에 도시된 부시(340)의 외주면에는 홈(341)이 형성되어 있으며, 홈(341)에는 링(390)이 삽입된다. 따라서 원통형 부시(340)가 제4도에 도시된 원주형 고정축(330)과 허브(120) 사이에 삽입될 때 부시(340)는 외주면이 허브(120)에 접촉되어 고정되는 것이 아니라 링(390)이 접촉되어 허브(120)에 고정된다. 링(390)은 고무 또는 플라스틱으로 만들어졌으며, 링(390)의 단면은 원형 또는 다각형으로 되어 있다.
제4도에 도시된 허브(120)의 외주면에는 여러 가지의 회전체가 고정된다. 하드디스크 드라이브 경우에는 디스크(2, 제1도 참조)가 적층되어 고정된다. 상술한 바와 같이 구비된 스핀들모터는 다음과 같이 작동된다. 제4도를 보면, 고정자(220)에는 코일(230)이 감겨 있으며, 회전자(110)는 영구자석이다. 회전자(110)는 고정자(220)에 감긴 코일(230)에 적절한 전류가 인가됨에 따라 고정자(220)의 외부에서 회전하며, 회전자(110)가 회전함에 따라 허브(120)는 회전한다. 그리고 허브(120)가 회전함에 따라 허브(120)에 고정된 회전체 예컨대, 디스크(2, 제1도 참조)는 회전한다.
고정축(330) 외주면과 스러스트링(350)의 상면에는 그루브(360, 제5도 참조)가 형성되어 있으며, 부시(340)에 형성된 구멍(370, 제5도 참조)에는 고정축(330)이 삽입되어 있다. 그리고 부시(340)의 하면은 스러스트링(350)의 상면에 접촉되어 있다. 따라서 허브(120)가 회전자(110)와 고정자(120)에 의하여 회전될 때 허브(120)는 베어링부(300)에 의하여 안정되게 회전한다. 즉, 고정축(330)을 중심으로 부시(340)가 회전할 때 부시(340)가 고정축(330) 그리고 부시(340)와 스러스트링(350) 사이에는 소정의 공기압이 발생함으로 부시(340)는 고정축(330) 및 스러스트링(350)에 접촉되지 않고 회전한다.
부시(340)와 고정축(330) 사이 그리고 부시(340)와 스러스트링(350) 사이에서 공기압이 발생하면서 소정의 진동 또한 함께 발생된다.
이 진동은 부시(340)→링(390)→허브(120)를 통하여 디스크(제1도 참조)에 간접적으로 전달된다.
즉, 상기 진동은 링(390)에 의하여 감쇄되어 허브(120)에 전달된다.
따라서, 자기헤드(3, 제1도 참조)와 디스크(2, 제1도 참조)는 상기 감쇄된 진동에 의하여 서로 부딪히지 않아서 손상되지 않을 것이며, 자기헤드(2, 제1도 참조)는 상기 감쇄된 진동에 의하여 데이터 추적 및 데이터 억세스를 방해받지 않을 것이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 스핀들모터의 바람직한 제2실시예를 상세히 설명한다.
제2실시예의 부재 명칭 및 참조번호는 제1실시예의 부재 명칭 및 참조번호와 동일한 것을 사용했다. 다만, 동일하지 않은 부재 및 추가된 부재에 대해서는 다른 참조번호를 새로이 부여하였다.
제6도에 도시된 바와 같이, 스핀들모터(400)는 회전부(100), 고정부(200) 그리고 베어링부(300)를 포함한다.
고정부(200)는 하드디스크 드라이브의 몸체에 고정된 하우징(210)과, 이 하우징(210)에 고정된 고정자(220)를 포함하여, 회전부(100)는 고정자(200)에 의하여 회전되는 회전자(110)와, 이 회전자(110)에 고정된 허브(120)를 포함한다. 그리고 베어링부(300)는 저널베어링(310)과 스러스트베어링(320)을 포함한다.
저널베어링(310)은 고정부(200)의 하우징(210)에 고정된 고정축(330)과, 회전부(100)의 허브(120)에 고정된 부시(340), 그리고 부시(340)와 허브(120) 사이에 고정된 제1링(391) 및 제2링(392)을 포함한다. 고정축(330)은 부시(340)가 회전되면서 발생되는 반경방향 힘을 지지하는 역할을 하며, 제1링(391) 및 제2링(392)은 부시(340)를 허브(120)에 고정시키는 역할과 진동을 감소시키는 역할을 한다. 스러스트베어링(320)은 고정축(330)에 압입된 스러스트링(350)이며, 스러스트링(350)은 부시(340)에서 발생되는 축 방향 힘을 지지한다.
제6도 및 제7도에 도시된 부시(340)의 외주면 둘레에는 제1홈(343) 및 제2홈 (344)이 형성되어 있으며, 제1홈(343) 및 제2홈(344)에는 제1링(391) 및 제2링(392)이 각각 삽입되어 있다. 따라서 원통형 부시(340)가 원주형 고정축(330)과 허브(120) 사이에 삽입될 때 부시(340)는 외주면이 허브(120)에 접촉되어 고정되는 것이 아니라 제1링(391) 및 제2링(392)이 접촉되어 허브(120)에 고정된다. 링(390)은 고무 또는 플라스틱으로 만들어졌으며, 링(390)의 단면은 원형 또는 다각형이다.
제6도에 도시된 스핀들모터(400)에는 제1링(391), 제2링(392), 부시(340) 그리고 허브(120)에 의하여 소정의 밀폐된 공간(342)이 형성되며, 허브(120)에는 밀폐된 공간(342)을 향하여 돌출된 돌출부(121)가 형성되어 있다. 돌출부(121)는 부시(340)와 허브(120) 사이에 형성된 밀페된 공간(342)의 간격을 적절히 하는 역할을 한다.
이와 같이, 부시(340)가 허브(120)에 제1링(391) 및 제2링(392)에 의하여 고정되어 밀폐된 공간(342)이 형성되면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 제1링(391) 및 제2링(392)을 사용하면 강성(stiffness)이 증대된다. 즉, 강성이 증대되면 진동 감쇄의 효과가 증대된다.
둘째, 제1링(391) 및 제2링(392)이 설치됨에 따라 마련되는 밀폐된 공간(342)은 스퀴즈(squeeze)베어링 역할을 하여 진동 감쇄의 효과가 증대된다.
셋째, 밀폐된 공간에 적절한 유체를 넣으면 진동 감쇄의 효과가 더욱 증대된다.
상술한 바와 같이 구비된 본 발명의 제2실시예에 따른 스핀들모터는 다음과 같이 작동된다.
제6도에 도시된 바와 같이, 고정자(220)에는 코일(230)이 감겨 있으며, 회전자(110)는 영구자석이다. 회전자(110)는 고정자(220)에 감긴 코일(230)에 적절한 전류가 인가됨에 따라 고정자(220)의 외부에서 회전되며, 회전자(110)가 회전됨에 따라 허브(120)는 회전된다. 그리고 허브(120)가 회전됨에 따라 허브(120)에 고정된 회전체 예컨대, 디스크(2, 제1도 참조)는 회전된다.
제6도 또는 제7도에 도시된 바와 같이, 고정축(330) 외주면과 스러스트링(350)의 상면에는 그루브(360)가 형성되어 있다. 부시(340)에 형성된 구멍(370)에는 고정축(330)이 삽입되며, 부시(340)의 하면은 스러스트링(350)의 상면에 접촉된다. 따라서, 허브(120)가 회전자(110)와 고정자(120)에 의하여 회전될 때 허브(120)는 베어링부(300)에 의하여 안정되게 회전된다. 즉, 고정축(330)을 중심으로 부시(340)가 회전될 때 부시(340)와 고정축(330) 그리고 부시(340)와 스러스트링(350) 사이에는 고정의 공기압이 발생됨으로 부시(340)는 고정축(330) 및 스러스트링(350)에 접촉되지 않고 회전된다.
부시(340)와 고정축(330) 사이 그리고 부시(340)와 스러스트링(350) 사이에서 공기압이 발생되면서 소정의 진동 또한 함께 발생되며, 이 진동은 부시(340)→제1,2링(391,392)→허브(120) 또는 부시 (340)→밀폐된 공간(342)→허브(120)를 통하여 디스크(제1도 참조)에 간접적으로 전달된다.
즉, 상기 진동은 링과 밀폐된 공간(342)에 의하여 감쇄되어 허브(120)에 전달된다.
따라서, 자기헤드(3,제1도 참조)와 디스크(2, 제1도 참조)는 상기 감쇄된 진동에 의하여 서로 부딪히지 않아서 손상되지 않을 것이며, 자기헤드(3,제1도 참조)는 상기 감쇄된 진동에 의하여 데이터 추적 및 데이터 억세스를 방해받지 않을 것이다.
상술한 바와 같이 구성되어 작동하는 본 발명의 스핀들모터는 고정자와 회전자에서 발생되는 진동 및 스핀들모터의 유체베어링에서 발생되는 진동이 감쇄되어 회전체에 전달되도록 한다.
첨부된 참조 도면에 의해 설명된 본 발명의 바람직한 제1실시예 및 제2실시예는 단지 일 실시예에 불과하다. 즉, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 바람직한 실시예를 충분히 이해하여 유사한 형태의 스핀들모터를 여러 가지 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 회전되지 않는 고정부와, 상기 고정부와 대응되게 설치되어 회전되는 회전부와, 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 설치된 유체베어링을 구비하는 스핀들모터에 있어서, 상기 유체베어링과 상기 회전부 사이에 설치된 링을 구비하여 상기 링에 의하여 상기 회전부와 상기 유체베어링이 지지되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체베어링의 부시 외주면 둘레에 형성된 홈을 구비하여 상기 홈에 상기 링이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 링이 고무 또는 플라스틱으로 되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 링의 단면이 다각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  5. 회전되지 않는 고정부와, 상기 고정부와 대응되게 설치되어 회전되는 회전부와, 상기 고정부와 상기 회전부 사이에 설치된 유체베어링을 구비하는 스핀들모터에 있어서, 상기 유체베어링과 회전부 사이에 설치된 적어도 2개의 링을 구비하여 상기 링, 유체베어링 및 회전부에 의하여 소정의 밀폐된 공간이 확보되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  6. 제5항에 있어서, 홈이 형성된 상기 부시를 구비하여 상기 홈에 상기 링이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  7. 제5항에 있어서, 상기 링이 고무 또는 플라스틱으로 되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 링의 단면이 다각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 밀폐된 공간에 넣어진 유체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
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