KR100193583B1

KR100193583B1 - 이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치

Info

Publication number: KR100193583B1
Application number: KR1019960018434A
Authority: KR
Inventors: 박일웅
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1999-06-15
Also published as: JPH09322465A; CN1166714A; JP2768933B2; US5751084A; KR970077908A

Abstract

본 발명은 하드 디스크 드라이브(HDD)나 자기 기록 재생장치에 사용하는 스핀들 모터에 있어서, 비산되는 베어링 윤활유 입자와 먼지등이 하드 디스크의 청정구간으로 유입되는 것을 방지하기 위한 공기 배출 유도장치에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 별도의 밀폐용 실(Seal)을 사용하지 않고, 축부에 간단한 부품 추가 및 구조 개량을 실시 하므로써 주위의 공기가 항상 청정구간의 반대쪽으로 흐르도록 하여 이물질이 청정공간으로 유입되지 않도록 하는데 있다.

이를 위한 특정적인 구성은 상,하 베어링의 사이에서 내통부의 내주면에 끼워넣되, 그 내경이 상기한 회전축에 근접하면서, 스파이어럴 홈을 갖는 공기 배출 유도부재를 내설하고, 상기한 회전축의 중단에는 좌,우로 관통된 수평구멍과, 하단으로 부터 상기의 수평구멍까지 연통된 수직구멍을 천공하여 공기 배출 유도부재의 스파이어럴 홈에 의해 흐르게 되는 공기가 회전축의 수평구멍과 수직구멍을 통해 외부로 배출되도록 하는데 있다.

Description

이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치

제1도는 종래의 이물질 비산 방지장치를 보인 단면도.

제2도는 종래의 또 다른 장치를 보인 부분 단면도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 단면도.

제4도는 제3도의 요부 확대 단면도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단면도.

제6도는 제5도의 요부 확대 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 어셈브리 2 : 허브

3 : 회전축 21 : 외통부

4A,4B : 공기 배출 유도부재 22 : 내통부

5A,5B : 상,하측 베어링 23 : 내주면

31 : 수평구멍 32 : 수직구멍

43 : 횡공

본 발명은 하드 디스크 드라이브(HDD)나 자기 기록 재생장치에 사용하는 스핀들 모터에 있어서, 비산되는 베어링 윤활유 입자와 먼지등이 하드 디스크의 청정구간으로 유입되는 것을 방지하기 위한 공기 배출 유도장치에 대한 것이다.

일반적으로 하드 디스크 드라이브(HDD)나 자기 기록 재생장치에 사용하는 스핀들 모터에 제1도 도면에서 보는 바와 같이 회전축(a)의 상,하에 개입된 베어링(b)을 가지고 있고, 이 베어링들은 통상적으로 윤활유(예컨대 그리스유)를 보유하고 있다.

이와 같이 윤활유를 보유한 베어링(b)이 고속으로 회전을 하게 되면 윤활유가 미세한 분말이나 액상 방을 상태로 비산하게 되며, 이러한 윤활유 입자가 청정공간(c)인 디스크(d) 부위로 퍼져 묻을 경우 그 디스크(d)의 읽고 쓰기에 에러를 유발시키며 더 나가서 디스크의 수명을 크게 단축시키는 것이다.

따라서 상기한 상,하 베어링(b)의 주위에는 비산하는 윤활유 입자가 청정공간(c)으로 이동되지 못하도록 밀폐장치를 사용하며, 이 밀폐장치로는 제1도에서 보인 래버린스 실(Labyrinth Seal)(sl), 혹은 제2도 도면에서 보인 액상 마그네트 실(Magnet Fluid Seal)(s2)을 주로 많이 사용한다.

그러나 상기의 래버린스 실(sl)과 액상 마그네트 실(s2)을 사용함에 있어서 기밀유지의 효과가 가장 좋은 반면 예상된 회전수치보다 더 고속회전을 하게 되면 액상의 마그네트가 비산될 염려가 있으며, 무엇보다 가격이 비싸고, 개별 부품에 따른 조립 공정이 많아 제조가 어려우므로 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 별도의 밀폐용 실(Seal)을 사용하지 않고, 축부에 간단한 부품 추가 및 구조 개량을 실시 하므로써 주위의 공기가 항상 청정공간의 반대쪽으로 흐르도록 하여 이물질이 청정공간으로 유입되지 않도록 하는데 있다.

그리고 이를 위한 특정적인 구성중 하나는 하우징 어셈브리의 중앙에 고정 입설된 회전축과, 그 회전축의 상,하단에 축착한 한쌍의 베어링과, 상기한 베어링을 내통부의 상,하측에 개입시켜 회전 가능한 허브로 이루어진 스핀들 모터에 있어서, 상기한 상,하 베어링의 사이에서 내통부의 내주면에 끼워 넣되, 그 내경이 상기한 회전축에 근접하면서, 스파이어럴 홈을 갖는 공기 배출 유도부재를 내설하고, 상기한 회전축의 중단에는 좌,우로 관통된 수평구멍과, 하단으로 부터 상기의 수평구멍까지 연통된 수직구멍을 천공하여 공기 배출 유도부재의 스파이어럴 홈에 의해 흐르게 되는 공기가 회전축의 수평구멍과 수직구멍을 통해 외부로 배출되도록 하는데 있고, 또 다른 특징 구성은 상기한 상,하 베어링의 사이에서 회전축상에 억지 끼움하되, 그 외경이 상기한 허브의 내통부 내주면 근접하면서, 스파이어럴 홈을 갖는 공기 배출 유도부재를 끼운 후, 상기한 공기 배출 유도부재 및 회전축의 중단을 좌,우로 관통하는 수평구멍과, 상기한 회전축의 하단으로 부터 상기의 수평구멍 중앙까지 연통된 수직구멍을 천공하여 공기 배출 유도부재의 스파이어럴 홈에 의해 흐르게 되는 공기가 회전축의 수평구멍과 수직구멍을 통해 외부로 배출되도록 하는데 있다.

이하 첨부 도면의 실시예에 따라 본 발명의 구성 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 일 실시예의 구성을 보인 단면도이고, 제4도는 제3도 구성의 요부인 공기 배출 유도부재를 보인 확대 단면도이다.

상기 도면에서 보듯이 스핀들 모터는 스테이터(10)를 보유하며, 그 중앙에 수직으로 회전축(3)이 입설된 하우징 어셈브리(1)와, 외통부(21)의 내주연에 회전자 마그네트(20)를 보유하며, 그 중앙의 내통부(22) 속에 상,하 한쌍의 베어링(5A)(5B)을 삽착한 허브(2)로 이루어진 채 상기한 하우징 어셈브리(1)의 회전축(3)을 허브(2)의 상,하 베어링(5A)(5B)에 축삽하여 회전 가능하도록 되어 있는 바, 여기까지의 구성은 종래의 일반적인 스핀들 모터와 대동소이하다.

본 발명에서는 상기한 허브(2)의 내통부(22) 내주면에 즉, 상,하측의 베어링(5A)(5B) 사이에 공기 배출 유도부재(4A)를 끼우는 것과, 회전축(3)의 중단에서 공기 배용 구멍을 형성 하는 것이 다른 점이다.

상기의 공기 배출 유도부재(4A)는 외경이 허브(2)의 내통부(22)에 억지끼움 되는 것이고, 내경은 회전축(3)의 직경보다 조금 더 커서 매우 근접한 상태이며, 그 내경에는 스파이어럴 홈(40A)이 형성되어 있는 것이다.

그리고 상기한 스파이어럴 홈(40A)은 모터의 회전 방향을 감안하여 내경의 상반부는 오른 나선을 갖는 하향홈(41A)으로 형성하고, 내경의 하반부는 왼 나선을 갖는 상향홈(42A)으로 형성되어 있는 것이다.

또, 회전축(3)의 중단(공기 배출 유도부재(4A)의 하향홈(41A)과 상향홈(42A)이 만나는 높이)에서는 가로로 관통된 수평구멍(31)이 천공되고, 이 수평구멍(31)으로 부터 그 아래로는 회전축(3)의 중심을 따라 연통된 수직구멍(32) 천공된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 보면 로터가 회전하면 허브(2)의 내통부(22) 속에 끼워진 공기 배출 유도부재(4A)가 회전을 하게 되고, 공기 배출 유도부재(4A)가 회전을 하면 그 내경에 형성된 스파이어럴 홈(40A)에 의해 공기의 흐름이 발생한다.

즉, 공기 배출 유도부재(4A)의 내경에서 상반부의 하향홈(41A)은 공기의 흐름을 아래로 유도하게 되고, 하반부의 상향홈(42A)은 공기의 흐름을 위로 유도하게 되는 바, 이들 공기는 공기 배출 유도부재(4A)의 중단지점에서 모여지고, 이 지점의 회전축(3)에는 수평구멍(31)이 형성되어 있기 때문에 공기는 수평구멍(31)으로 나가 다시 하향진 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출 되는 것이다.

따라서 베어링 근처의 공기는 모터가 작동을 하는 즉시 공기 배출 유도부재(4A)에 의해 청정공간쪽으로부터 그 반대쪽인 축 중앙으로 항상 흐르도록 배려되어 있기 때문에 비산하는 윤활유 입자나 먼지등의 이물질이 청정공간으로 확포되지 않게 되는 것이다.

한편, 제5도는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성을 보인 단면도이고, 제6도는 제5도 구성의 요부인 공기 배출 유도부재를 확대하여 보인 단면도이다.

제5도의 경우에도 스핀들 모터의 기본 구성은 앞에서의 실시예와 같고, 단지 공기 배출 유도부재(4B)를 허브(2)의 내통부(22)에 끼우는 것이 아니라 회전축(3)의 중단 즉, 상측 베어링(5A)과 하측 베어링(5B)의 사이에 끼우며, 공기 배출 유도부재(4B)의 스파이어럴 홈(40B)이 그 외주면에 형성되어 있다는 것이 다르다.

이때의 공기 배출 유도부재(4B)는 외주면이 상기한 허브(2) 내통부(22)의 내주면(23)에 근접한 크기를 가지며, 스파이어럴 홈(40B)은 역시 모터의 회전 방향을 감안하여 상반부의 하향홈(41B)과, 하반부의 상향홈(42B)으로 이루어 진다.

또한 회전축(3)의 수평구멍(31)은 상기 공기 배출 유도부재(4B)의 횡공(43)과 일치하도록 관통시켜야 하고, 수직구멍(32)이 상기한 회전축(3)의 중심을 따라 수평구멍(31)의 중앙까지 연통됨은 전자의 실시예에서와 같다.

이때의 작동상태를 보면 로터가 회전하기 시작했을 때 회전축(3)에 끼워진 공기 배출 유도부재(4B)가 회전을 하지는 않으나 공기 배출 유도부재(4B)의 외주면과 허브(2)의 내주면(23) 사이에 발생하는 공기의 흐름은 상기한 공기 배출 유도부재(4B)의 스파이어럴 홈(40B)을 따라 이동하는 힘이 생긴다.

즉, 공기 배출 유도부재(4B)의 외주면에서 상반부의 하향홈(41B)은 공기의 흐름을 아래로 유도하게 되고, 하반부의 상향홈(42B)은 공기의 흐름을 위로 유도하게 되는 바, 이들 공기는 공기 배출 유도부재(4B)의 중단지점에서 모여지고, 결국 이 중단 지점의 회전축(3)과 공기 배출 유도부재(4B)에는 횡공(43)과 수평구멍(31)이 형성되어 있기 때문에 공기는 횡공(43) 및 수평구멍(31)으로 들어가 다시 여기에 연통된 하향진 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

그러므로 전자의 실시예와 같이 베어링 근처의 공기는 모터가 작동을 하는 즉시 공기 배출 유도부재(4B)에 의해 청정공간쪽으로부터 그 반대쪽인 축 중앙으로 항상 흐르도록 배려되어 있기 때문에 비산하는 윤활유 입자나 먼지등의 이물질이 청정공간으로 확포되지 않게 되는 것이다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은 모터가 회전함에 따라 비산하게 되는 베어링의 윤활유 입자나 먼지등이 청정공간으로 유출되지 않도록 하되, 종래와 같이 별도의 밀폐용 실(Seal)을 사용하는 것이 아니라 축부에 스파이어럴 홈을 가진 공기 배출 유도부재를 내장하여 공기의 이동을 유도하고, 그 공기가 회전축의 수평구멍및 수직구멍을 통해 외부로 배출되도록 하였기 때문에 베어링 주위의 공기가 항상 청정공간의 반대쪽으로 흘러 상기 청정공간의 디스크는 에러예방 및 수명단축의 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims

하우징 어셈브리(1)의 중앙에 고정 입설된 회전축(3)과, 그 회전축(3)의 상,하단에 축착한 한쌍의 베어링(5A)(5B)과, 상기한 베어링(5A)(5B)을 내통부(22)의 상,하측에 개입시켜 회전 가능한 허브(2)로 이루어진 스핀들 모터에 있어서, 상기한 상,하 베어링(5A)(5B)의 사이에서 내통부(22)의 내주면(23)에 끼워 넣되, 그 내경이 상기한 회전축(3)에 근접하면서, 스파이어럴 홈(40A)을 갖는 공기 배출 유도부재(4A)를 내설하고, 상기한 회전축(3)의 중단에는 좌,우로 관통된 수평구멍(31)과, 하단으로 부터 상기의 수평구멍(31)까지 연통된 수직구멍(32)을 천공하여 공기 배출 유도부재(4A)의 스파이어럴 홈(40A)에 의해 흐르게 되는 공기가 회전축(3)의 수평구멍(32)과 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치.
제1항에 있어서, 상기한 공기 배출 유도부재(4A)는 내경에 스파이어럴 홈(40A)을 형성하되, 모터의 회전 방향을 감안하여 내경의 상반부는 오른 나선을 갖는 하향홈(41A)을 형성하고, 내경의 하반부는 왼 나선을 갖는 상향홈(42A)을 형성하여 상측 베어링(5A) 근처의 공기는 아래로 흐르도록 하고, 하측 베어링(5B) 근처의 공기는 위로 흐르도록 하여 회전축(3)의 수평구멍(31)과 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치.
하우징 어셈브리(1)의 중앙에 고정 입설된 회전축(3)과, 그 회전축(3)의 상,하단에 축착한 한쌍의 베어링(5A)(5B)과, 상기한 베어링(5A)(5B)을 내통부(22)의 상,하측에 개입시켜 회전 가능한 허브(2)로 이루어진 스핀들 모터에 있어서, 상기한 상,하 베어링(5A)(5B)의 사이에서 회전축(3)상에 억지 끼움하되, 그 외주면이 상기한 허브(2)의 내통부(22) 내주면(23) 근접하면서, 스파이어럴 홈(40B)을 갖는 공기 배출 유도부재(4B)를 끼운 후, 상기한 공기 배출 유도부재(4B)및 회전축(3)의 중단을 좌,우로 관통하는 수평구멍(31)과, 상기한 회전축(3)의 하단으로 부터 상기의 수평구멍(31) 중앙까지 연통된 수직구멍(32)을 천공하여 공기 배출 유도부재(4B)의 스파이어럴 홈(40B)에 의해 흐르게 되는 공기가 공기 배출 유도부재(4B)의 횡공(43)과 회전축(3)의 수평구멍(31)및 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치.
제3항에 있어서, 상기한 공기 배출 유도부재(4B)는 외주면에 스파이어럴 홈(40B)을 형성하되, 모터의 회전 방향을 감안하여 외주면의 상반부는 오른 나선을 갖는 하향홈(41B)을 형성하고, 외주면의 하반부는 왼 나선을 갖는 상향홈(42B)을 형성하여 상측 베어링(5A) 근처의 공기는 아래로 흐르도록 하고, 하측 베어링(5B) 근처의 공기는 위로 흐르도록 하여 상기한 횡공(43)과 수평구멍(31) 및 수직구멍(32)을 통해 외부로 배출되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 이물질 비산방지를 위한 스핀들 모터의 공기 배출 유도장치.