KR100191008B1

KR100191008B1 - Magnetic bearing structure spindle motor for hard disk drive

Info

Publication number: KR100191008B1
Application number: KR1019960030925A
Authority: KR
Inventors: 기현승
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR980011276A

Abstract

본 발명은 스핀들 머우터의 회전축을 구성함에 있어 상,하부측의 일측 베어링을 자기식 베어링으로 구성함으로써 구성을 간단히하여 제조성을 좋게하면서도 모우터의 회전동작에 따른 성능을 향상시키도록 하는 것이고, 또한 모우터의 예압을 향상시키도록 하는 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 자기 베어링 구조에 관한 것으로, 이는 모우터(100)의 회전축(140)을 베어링 호울더(120)의 상부측에 채결된 베어링(150)에 의해 그 상부측이 이에 지지되도록 구성하면서도 하부의 끝단에는 N극 또는 S극으로 이루어지는 자기베어링(190)을 구비하고, 상기 베어링 호울더(120)의 하부에는 상기 회전축(140)의 자기베어링(190)을 구비하여서 된 것이다.The present invention is to simplify the configuration by configuring the upper and lower side bearings of the magnetic bearing in the rotary shaft of the spindle mutter to improve the performance according to the rotational motion of the motor, It relates to a magnetic bearing structure of a spindle motor for a hard disk drive to improve the preload of the motor, which is a bearing in which the rotating shaft 140 of the motor 100 is attached to the upper side of the bearing holder 120 ( The upper side is supported so that it is supported by the 150, but at the lower end is provided with a magnetic bearing 190 made of N pole or S pole, and the lower portion of the bearing holder 120 of the magnetic of the rotating shaft 140 The bearing 190 is provided.

Description

Magnetic bearing structure of spindle motor for hard disk drive

제1도는 종래 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 구조를 보인 구성도.1 is a configuration diagram showing the structure of a spindle motor for a conventional hard disk drive.

제2도는 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 구조를 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing the structure of a spindle motor for a hard disk drive to which the present invention is applied.

제3도는 본 발명의 요부의 구성만을 보인 구성도.3 is a configuration diagram showing only the configuration of the main part of the present invention.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 보인 구성도이다.4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 모우터 110 : 사시100: motor 110: strabismus

120 : 베어링호울더 130 : 허브120: bearing holder 130: hub

140 : 회전축 150 : 베어링140: rotation axis 150: bearing

160 : 고정자 170 : 회전자160: stator 170: rotor

180 : 디스크 190,191,192,193 : 자기식 베어링180: disc 190,191,192,193: magnetic bearing

본 발명은 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 자기 베어링구조에 관한 것으로, 더욱 상세히는 스핀들 모우터의 회전축을 구성함에 있어 상,하부측의 일측 베어링을 자기식 베어링으로 구성함으로써 구성을 간단히하여 제조성을 좋게하면서도 모우터의 회전동작에 따른 성능을 향상사키도록 하는 것이고, 또한 모우터의 예압을 향상시키도록 하는 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 자기 베어링 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic bearing structure of a spindle motor for a hard disk drive. More particularly, the upper and lower side bearings are formed of magnetic bearings in the rotating shaft of the spindle motor. The present invention relates to a magnetic bearing structure of a spindle motor for a hard disk drive that improves the performance according to the rotational motion of the motor and improves the preload of the motor.

종래의 하드 디스크 드라이브에서 디스크를 회전구동시키는 DC 모우터의 구성을 살펴보면 이는 첨부도면의 제1도에서 보는 바와 같이 샤니(1)의 상부에 상향으로 베어링호울더(2)가 구비되어 있고, 이의 베어링호울더(2)에는 허브(3)에 구비되는 회전축(4)이 상, 하부 베어링(5)(6)에 지지된채로 설치되어 있다.Looking at the configuration of a DC motor for rotating the disk in a conventional hard disk drive, as shown in Figure 1 of the accompanying drawings, the bearing holder (2) is provided upward on the top of the shani (1), its The bearing holder 2 is provided with the rotating shaft 4 provided in the hub 3 being supported by the upper and lower bearings 5 and 6.

또한 상기 베어링 호울더(2)의 외연에는 고정자(7)가 설치되어 있음과 동시에 허브(3)의 내측면에는 상기 고정자(7)와 대향되는 회전자(8)가 구비되어 있고, 상기 허브(3)에는 디스크(9)가 장착되어 있는 것이었다.In addition, a stator 7 is installed at the outer edge of the bearing holder 2, and a rotor 8 facing the stator 7 is provided at an inner side of the hub 3. In 3), the disk 9 was mounted.

그러나, 이와 같은 종래의 구성에 있어서는 회전축(4)이 상, 하부에 구비되는 볼베어링(5)(6)에 지지되어 회전구동되는 구성이기 때문에 이의 구성이 복잡하여 제조성이 좋지 못할뿐아니라 제조원가가 상승되어지는 문제점이 있다.However, in such a conventional configuration, since the rotating shaft 4 is supported by the ball bearings 5 and 6 provided on the upper and lower parts, and is rotated and driven, the configuration thereof is complicated and not only in terms of manufacturability but also in manufacturing cost. There is a problem of being raised.

또한, 종래의 구성에 있어 예압이 각 베어링(5)(6)의 화살표 방향으로 걸려지기는 하나, 이는 상,하베이링(5)(6)이 회전축(4)과의 사이에서 일정한 이격이 발생되어 짐으로서 예압이 정확히 걸려지지 않는 문제점이 있고, 이러한 문제점은 모우터의 진동 및 소음을 발생시키게 되는 요인이 되었던 것이었고, 더 나아가 모우터의 성능을 저하시키게 되는 등의 문제점이 있는 것이었다.In addition, in the conventional configuration, although the preload is applied in the direction of the arrow of each bearing 5, 6, this causes a constant separation between the upper and lower bearings 5, 6 with the rotating shaft 4. As a result, there is a problem that the preload is not precisely applied, and such a problem is that the vibration and noise of the motor are caused, and further, the performance of the motor is degraded.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로 그 목적은 모우터의 회전축을 구성함에 있어 그 구성을 간단히하여 제조성을 좋게하면서도 모우터의 회전동작에 따른 성능을 향상시키도록 하는 것이고, 또한 모우터의 예압을 향상시키도록 하는 하드디스크 드라이브용 스핀들 모우터의 자기 베어링구조를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made in consideration of the above problems, and its object is to simplify the configuration in configuring the rotating shaft of the motor to improve the performance according to the rotational motion of the motor while also improving the manufacturability. To provide a magnetic bearing structure of the spindle motor for a hard disk drive to improve the preload of the rotor.

이러한 목적은 모우터의 회전축을 지지하는 상, 하부베어링의 그 어느 하나를 자기식 베어링으로 구비함으로써 달성되는 바 계속해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.This object is achieved by providing one of the upper and lower bearings supporting the rotating shaft of the motor as a magnetic bearing, and then the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면의 제2도는 본 발명이 적용되는 모우터의 전체적인 구성을 나타낸 도면으로서, 이의 도면중 부호 100은 본 발명에 관한 모우터의 본체를 표시하고 있다.2 of the accompanying drawings shows the overall configuration of a motor to which the present invention is applied, in which reference numeral 100 denotes a main body of the motor according to the present invention.

이의 모우터(100)는 사시(110)에 베어링호울더(120)가 구비되어 있음과 동시에 상기 베어링호울더(120)에는 허브(130)와 연결되는 회전축(140)이 상, 하부 베어링9150)에 지지된채로 구비되어 있다.The motor 100 is provided with a bearing holder 120 on the strabismus 110 and at the same time, the bearing holder 120 has a rotary shaft 140 connected to the hub 130 at an upper and lower bearing 9150. It is supported while supported.

또한 상기 베어링호울더(120)의 외연에는 고정자(160)가 설치되어 있음과 동시에 허브(130)의 내측면에는 상기 고정자(160)와 대향되는 회전자(170)가 구비되어 있고, 상기 허브(130)에는 디스크(180)가 장착되어 있는 것이었다.In addition, a stator 160 is installed at an outer edge of the bearing holder 120, and a rotor 170 opposite to the stator 160 is provided at an inner surface of the hub 130. 130, the disk 180 was mounted.

즉, 상기 회전축(140)의 하부 끝단에 N극으로 이루어지는 N극 베어링(190)을 구비함과 동시에 베어링 호울더(120)의 하단부에는 상기 N극 베어링(190)과대향되는 극을 갖는 S극 베어링(191)을 구비한 것이다.That is, the lower pole of the rotary shaft 140 is provided with an N pole bearing made of N poles, and at the lower end of the bearing holder 120, the S pole having a pole facing the N pole bearing 190 The bearing 191 is provided.

또한, 상기 한쌍의 자기베어링(190)(191)은 서로 다른 극을 가지면서 일정한 간격으로 이격되어 있음으로써 서로 달라붙으려는 힘에 의해 회전축(140)이 하향으로 당겨지는 힘을 가지게 되는 것이고, 이에 따라 상기 회전축(140)의 하단부는 베어링 호울더(120) 내부의 공간에 부상된채로 회전구동되어 지는 것이다.In addition, the pair of magnetic bearings 190 and 191 have a different pole and are spaced apart at regular intervals, so that the rotation shaft 140 is pulled downward by a force that is attached to each other. Accordingly, the lower end of the rotating shaft 140 is driven to rotate while floating in the space inside the bearing holder (120).

이때, 상기 한상의 자기베어링(190)(191)은 서로 다른 전극을 가지는 것이며, 그 위치를 달리하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연하다 할 것이다.In this case, the magnetic bearings 190 and 191 of the one phase have different electrodes, and it will be obvious that the same effects can be obtained even if the positions thereof are different.

따라서 이와 같이 구성되는 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Therefore, the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

본 발명의 모우터(100)는 전원의 공급에 의해 통상에서와 같이 회전구동되는 것이며, 즉, 고정자(160)를 중심으로 회전자(170)가 회전됨으로써 이의 회전자(170)가 고정된 허브(130)가 동일한 회전비로 회전되는 것이고, 이에 따라 디스크(180)가 회전되면서 일련의 작동이 이루어지는 것이다.The motor 100 of the present invention is rotated as usual by the supply of power, that is, the rotor 170 is rotated around the stator 160, the hub of which the rotor 170 is fixed 130 is rotated at the same rotation ratio, and thus the disk 180 is rotated to perform a series of operations.

이때 상기 허브(130)와 고정된 회전축(140)은 베어링 호울더(120)의 내부에서 상부의 베어링(150)과 하부의 자기베어링(190)(191)에 지지된채로 회전구동되어 지는 것이다.In this case, the hub 130 and the fixed rotating shaft 140 are rotated while being supported by the upper bearing 150 and the lower magnetic bearings 190 and 191 in the bearing holder 120.

즉, 상기 회전축(140)은 그 상수가 베어링(150)에 의해 도면의 화살표 방향으로 예압을 가지면서 회전구동되어 짐과 동시에 하부는 자기베어링(190)(191)의 인장력에 의해 회전축(140) 중심의 하향으로 예압을 가지면서 베어링 호울더(120)의 내부에서 부상된채로 회전구동되어 지는 것이다.That is, the rotary shaft 140 is rotated while the constant has a preload in the direction of the arrow by the bearing 150, and at the same time the lower portion of the rotary shaft 140 by the tension of the magnetic bearings 190, 191 Having a preload in the downward direction of the center is to be driven to rotate while floating in the bearing holder (120).

그러므로 상기 회전축(140)이 회전 구동시에는 하부의 자기베어링(190)(191)에 의해 향상 하향으로 당겨지는 힘을 가지게 됨으로써 상부 베어링(150)의 예압이 정합하게 걸려지게 되는 효과를 가지게 되는 것이다.Therefore, when the rotary shaft 140 is rotated to have the force pulled upward by the lower magnetic bearings 190 and 191, the preload of the upper bearing 150 will be consistently applied. .

또한, 상기 회전축(140)의 하단부는 자기 베어링(190)(191)의 인장력에 의해 그 중심과 항상 유지되어짐과 동시에 공중에 부상된채로 회전구동되어 짐으로써 마찰면이 없어지게 되어 부품의 마모가 발생되지 않음은 물론이고 진동, 소음등이 해소되어지는 효과를 가지게 되는 것이며, 더나아가 모우터의 성능이 향상되어 지는 효과를 가지게 되는 것이다.In addition, the lower end of the rotating shaft 140 is always maintained at its center by the tension of the magnetic bearings 190, 191 and at the same time rotated and driven while floating in the air, so that the friction surface disappears, Not to be generated as well as to have the effect of eliminating vibration, noise, etc. Furthermore, the performance of the motor is to be improved.

또한, 상기한 효과외에도 본 발명에서는 종래의 구성에 비해 일측 베어링의 구조가 배제됨으로써 그 구성이 간단해져 작동성 및 제조송이 향상되어 지는 효과도 가지게 되는 것이다.In addition to the above effects, in the present invention, the structure of the one-side bearing is excluded in comparison with the conventional configuration, thereby simplifying the configuration and improving the operability and manufacturing productivity.

그리고, 첨부된 도면의 제4도는 본 발명이 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 전술한 실시예의 반대의 원리를 이용한 것이다.4 is a view showing another embodiment of the present invention, which uses the opposite principle of the above-described embodiment.

즉, 이는 회전축(140)의 상단부측에 N극의 자기베어링(192)를 구비함과 동시에 상기 베어링 호울더(120)의 상단부측에는 상기 N극의 자기베어링(192)과 동일한 전극을 가지는 다른 N극의 자기베어링(193)을 구비한 것이다.That is, it is provided with an N-pole magnetic bearing 192 on the upper end side of the rotating shaft 140, and at the same time the other N having the same electrode as the magnetic bearing 192 of the N pole on the upper end side of the bearing holder 120 The magnetic bearing 193 of the pole is provided.

따라서, 상기 한쌍의 자기베어링(192)(193)은 상호 동일한 전극을 가지는 것이기 때문에 이들은 상호 반발력을 가지게 되는 것이고, 이에 따라 회전축(140)은 항상 하양으로 밀리는 힘을 가지면서 하부의 베어링(151)에 의해 지지된채로 회전구동되어 지는 것이다.Therefore, since the pair of magnetic bearings 192 and 193 have the same electrodes, they have mutually repulsive forces, and thus the rotational shaft 140 always has a force pushing toward the lower bearing 151. It is rotated and driven by it.

그러므로, 회전축(140)은 상부의 자기베어링(192)(193)과 하부의 베어링(151)에 지지되면서 항상 일정하고도 정확한 예압이 걸린채로 회전구동됨으로써 전술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 가 있게 되는 것이다.Therefore, the rotating shaft 140 is supported by the upper magnetic bearings 192, 193 and the lower bearing 151, and is rotated with a constant and accurate preload at all times, thereby achieving the same effect as the above-described embodiment. Will be.

Claims

In a small spindle motor mainly used for a hard disk drive, the upper side of the rotating shaft 140 of the motor 100 is supported by a bearing 150 fastened to the upper side of the bearing holder 120. While having a magnetic bearing 190 made of an N pole or an S pole at the end of the hub, the lower portion of the bearing holder 120 has a constant distance from the magnetic bearing 190 of the rotating shaft 140 and Magnetic bearing structure of a spindle motor for a hard disk drive, characterized in that it comprises a magnetic bearing (191) having a different pole.

According to claim 1, wherein the magnetic shaft 192 consisting of an N pole or an S pole on the upper end of the rotating shaft 140 and at the same time the same pole as the magnetic bearing 192 on the bearing holder 120 The magnetic bearing structure of the pindle motor for a hard disk drive, characterized in that the branch has a magnetic bearing (193).