KR100220335B1

KR100220335B1 - 디스크 드라이브용 스핀들 모터

Info

Publication number: KR100220335B1
Application number: KR1019960002133A
Authority: KR
Inventors: 홍원기
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1999-09-15
Also published as: KR970060635A; US5793567A; JPH09215253A

Abstract

[목적]

본 발명은 하드디스크(Hard Disk)등을 구동시키는 드라이브 시스템(Drive System)에 있어서, 상기 디스크 구동용 스핀들 모터(Spindle Motor)내로 이물질이 유입되는 것을 방지하고, 또 스핀들 모터의 베어링내에 충전시킨 구리스(Grease)등의 윤활유가 비산되어 상기 스핀들 모터를 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 한 디스크 드라이브용 스핀들 모터에 관한 것이다.

[구성]

본 발명은 하우징(1)의 축(2)에 스테이터 코어(6)가 설치되고 상기 축(2)의 상,하에는 베어링(3)을 설치하며 이 베어링(3)에는 내주면에 마그네트(5)가 설치된 허브(4)를 설치하고 이 허브(4)상에 디스크를 장착하여 디스크에 기록을 입력시키거나 재생하도록 된 디스크 드라이브용 스핀들 모터에 있어서, 상기 축(2)에는 횡 방향의 공기유입구(8)를 형성하고 이 공기유입구(8)와 직교하는 축(2)의 중심부에는 공기흐름공(9)을 형성시키며, 상기 허브(4) 상부의 중심방향으로는 나선 실링부(10)를 설치하고, 이 나선 실링부(10)의 선단부(11) 저면에는 나선부(12)를 형성하여 스파이럴 작용으로 이물질의 유입과 베어링(3)의 윤활유 비산이 방지되도록 구성된 것이다.

Description

디스크 드라이브용 스핀들 모터

제1도는 일반적인 스핀들 모터의 구조를 나타내는 단면도.

제2도 및 제3도는 종래 스핀들 모터에 있어서의 실링구조가 적용된 예시도.

제4도는 본 발명 실시예의 요부 단면도.

제5도는 제4도의 "A"부 발췌 저면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 축

3 : 베어링 4 : 허브

5 : 마그네트 6 : 스테이터 코어

8 : 공기유입구 9 : 공기흐름공

10 : 나선실링부 11 : 선단부

12 : 나선부

본 발명은 하드 디스크(Hard Disk)등을 구동시키는 드라이브 시스템(Drive System)에 있어서, 디스크 구동용 스핀들 모터(Spindle Motor)내에서 베어링에 충진시킨 그리스(Grease)등의 윤활유가 비산되지 않도록 하는 디스크 드라이브용 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로 하드 디스크 드라이브용 스핀들 모터는 제1도에서와 같이 하우징(1)과 이 하우징(1)의 중앙부에 고정되는 축(2)과 내주면에 마그네트(5)가 부착되는 디스크 장착 드라이브용 허브(4)와 축(2)과 허브(4)간을 서로 연동하지 않게 볼 베어링(3)으로 연결되도록 한 구조이다.

하우징(1)에는 스테이터 코어(6)가 장착되며, 스테이터 코어(6)는 하우징(1)을 통해 하향 돌출되게 형성되는 콘넥터(7)와 연결되어 외부로부터 전원이 입력된다.

그리고 베어링(3)의 상단부에는 축(2)의 외주면과 대향되는 허브(4)의 내주면에 실링(Sealing)부(803)가 구비된다.

상기와 같은 스핀들 모터는 하우징(1)의 상부로 구비되는 허브(4)가 스테이터 코어(6)와 마그네트(5)의 상호작용에 의해 축(2)을 중심으로 회전토록 하고, 허브(4)에 장착되는 디스크는 허브(4)와 함께 회전하면서 기록을 입력 또는 재생시키도록 하고 있는바, 허브(4)의 회전시 베어링(3)의 원활한 구동을 위해 충전시킨 구리스등의 윤활유가 상향 비산되면서 허브(4)의 외부에 장착시킨 디스크를 오염시킬 염려가 있다.

이러한 디스크의 오염을 방지시키기 위해서 실링부(803)가 구비되도록 하고 있다.

한편 종래에는 제2도 및 제3도에서와 같이 실링수단을 구비시키고 있는바 제2도는 허브(4)의 상부에 위치되는 베어링(3) 상부로 자기 유동체(Magnetic fluid) 실링부(801)를 구비하여 자기 유동체 실링부(801)의 자기작용에 의해 축(2)과의 사이로 유막을 형성시켜 베어링(3)으로부터 비산되는 윤활유가 허브(4)의 외부로 유출되지 않도록 하는 것이다.

하지만 자기 유동체 실링부(801)의 형성은 매우 난해하고, 허브(4)가 고속회전하는 경우에는 자기 유동체가 비산되기 때문에 제대로 된 실링효과를 기대하기가 불가능할 뿐만 아니라 도리어 자기 유동체의 비산으로 디스크가 오염되면서 치명적인 디스크 손상이 초래되는 폐단이 있다.

또한 제3도에 도시한 실링수단은 허브(4)의 상부 중앙에 레버런스실(Labyrinth Seal)(802)을 구비하여 이 레버린스 실(802)의 a,b,c,d의 치수관리에 의해서 상호간 면적 편차로 허브(4)의 회전시 압력 편차를 유발시키며, 이러한 작용에 의해서 베어링(3)에서의 윤활유 비산이 방지되도록 하는 구성이다.

이러한 구성의 실링수단은 전술한 자기 유동체 실링부(801)에 의한 실링효과보다 못하고, a,b,c,d의 치수관리가 매우 난해하여 이 치수들의 편차 범위에 따른 윤활유의 비산방지효과에 편차가 발생되면서 효과적인 실링작용을 기대하기가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 허브의 상부에서 중앙에 나선부를 형성한 나선 실링부가 구비되도록 하여 스핀들 모터내에서의 윤활유가 모터의 외부로 비산되는 것이 방지되도록 하는 디스크 드라이브용 스핀들 모터를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성시키기 위해 본 발명은 스테이터 코어가 장착되는 하우징에 축이 고정되고, 상기 축의 상부로부터는 내주면에 마그네트가 부착되는 허브가 조립되며, 상기 축과 허브간은 베어링으로 연결되는 디스크 드라이브용 스핀들 모터에 있어서, 상기 축의 상단부와 대향하는 허브의 내주면으로 장착되는 나선 실링부의 저면에서 하향 돌출되게 형성되도록 한 선단부에 스파이럴 형상으로 나선부가 축의 반경방향으로 형성되도록 하고, 상,하부 베어링간 축의 외주면에는 축의 반경방향으로 공기유입구가 형성되도록 하며, 상기 공기유입구의 축 중심부로부터는 축방향으로 공기흐름공이 하향형성되게 하므로서 허브의 회전시 상기 나선부에 의해 흡입되는 외기가 상기 공기유입구와 공기흐름공을 통해 하향 배출되면서 베어링으로부터의 윤활유 비산이 방지되도록 하는데 특징이 있다.

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 제4도에서와 같이 본 발명은 하우징에 스테이터 코어(6)가 장착되고, 허브(4)의 내주면에는 스테이터 코어(6)와 서로 대향되게 마그네트(5)가 부착되도록 하여 스테이터 코어(6)와 마그네트(5)간 상호 자기작용에 의해서 허브(4)가 축(2)을 중심으로 회전하게 되는 구성은 종전과 동일하다.

이에 본 발명은 베어링(3)의 상부측으로 축(2)과 대향하는 허브(4)의 내주면에 나선실링부(10)가 강제로 끼워지도록 하고, 이 나선실링부(10)의 저면에서 하향 돌출되게 형성시킨 선단부(11)에는 축의 반경방향으로 스파이럴 형상으로서 나선부(12)가 형성되도록 하는 것이다.

또한 상,하부 베어링(3)간의 축(2)의 외주면에는 축의 반경방향으로 공기유입구(8)가 형성되도록 하고, 공기유입구(8)의 축(2) 중심부에는 공기유입구(8)와 연통되게 축방향으로 공기흐름공(9)이 형성되도록 하는 구성이다.

이와같은 본 발명에 허브(4)가 회전하게 될 때 허브(4)에 장착되는 디스크도 동시에 회전하게 되면서 디스크에의 기록 입력 및 재생이 이루어지게 된다.

한편 허브(4)의 회전시 모터 내부에서는 베어링(3)의 허브(4)와 밀착되는 부위가 동시에 회전하게 되므로 이미 베어링에 충진시킨 윤활유가 상부로 비산된다.

이렇게 비산되는 윤활유는 나선실링부(10)가 허브(4)와 동시에 회전하면서 나선부(12)에 의해 발생되는 흡입력에 의해 도리어 외부로부터 외기가 유입되면서 더 이상 나선실링부(10)를 통해 유출되지 못하게 된다.

이는 나선실링부(10)의 회전시 나선부(12)에 의해서 발생되는 원심력에 의해 가능해지게 된다.

이렇게 원심력에 의해서 유입되는 외기는 도면의 화살표 A,B방향으로 유도되고, 이때 외기는 축(2)에 형성되는 공기유입구(8)의 공기흐름공(9)을 따라서 하드 디스크 드라이브 셋트(set)의 외부로 유출된다.

이때 나선실링부(10)의 선단부(11) 저면에 형성되는 나선부(12)는 제5도에서와 같이 나선 반경이 RAEP(θtanα), α접선각도 로서 되도록 하는 것이 효과적이며, 나선부(12)은 가공은 방전 가공이나 에칭(Etching), 코닝(Coning) 등에 의해서 수행되도록 한다.

상기와 같은 작용으로 윤활유의 비산을 방지하게 되는 효과를 종래의 실링구조와 비교하면 다음과 같다.

상기 비교표에서와 같이 본 발명의 나선 실링부에 의한 실링효과는 종래에 비해서 탁월한 효과를 가지면, 동일 조건하에서 자기유동체 실링을 기준으로 레저린스 실링은 50이지만 본 발명의 나선 실링은 40수준인 비용절감이 기대되는 매우 우수한 특징이 있다.

Claims

스테이터 코어가 장착되는 하우징에 축이 고정되고, 상기 축의 상부로부터는 내주면에 마그네트가 부착되는 허브가 조립되며, 상기 축과 허브간은 베어링으로 연결되는 디스크 드라이브용 스핀들 모터에 있어서, 상기 축의 상단부와 대향하는 허브의 내주면으로는 나선 실링부가 구비되도록 하고, 상기 나선 실링부의 저면에서 하향 돌출되게 형성되도록 한 선단부에는 스파이럴 형상으로 나선부가 축의 반경방향으로 형성되도록 하며, 상,하부 베어링간 축의 외주면에는 축의 반경방향으로 공기유입구를 형성하면서 상기 공기유입구의 축 중심부로부터는 축방향으로 공기흐름공이 하향형성되게 하므로서 허브의 회전시 상기 나선부에 의해 흡입되는 외기가 상기 공기유입구와 공기흐름공을 통해 하향 배출되면서 베어링으로부터의 윤활유 비산이 방지되도록 하는 디스크 드라이브용 스핀들 모터.
제1항에 있어서, 상기 나선부의 반경은 RAEP(θtanα), α접선각도 의 조건을 갖도록 구성함을 특징으로 하는 디스크 드라이브용 스핀들 모터.