KR100408496B1

KR100408496B1 - Spindle system for hdd

Info

Publication number: KR100408496B1
Application number: KR1019960014878A
Authority: KR
Inventors: 박종승
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2004-02-25
Also published as: KR970076684A

Abstract

PURPOSE: A spindle system for an HDD(Hard Disk Drive) is provided to improve an intrinsic vibration characteristic by maximally extending a distance between two ball bearings supporting the spindle. CONSTITUTION: A base(9) has a concaved part(9a) of a predetermined diameter by fixing a shaft(1) to a center of a bottom. A stator(3) is fixed to an inner wall of the concaved part. The spindle(7) is rotatively joined to the shaft and is equipped with the bearing(4) joined to an upper/lower part of the shaft. A lower end of the spindle is overlapped to the inner wall of the concaved part. A rotor(5) is placed to a position facing the stator by installing to a lower circumference of the spindle.

Description

Spindle system of hard disk drive

본 발명은 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고유 진동수 증가로 강성이 향상된 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle system of a hard disk drive, and more particularly, to a spindle system of a hard disk drive having improved rigidity due to an increase in natural frequency.

최근에는 고속의 하드 디스크 드라이브 회전체의 진동 연구가 활발히 진행되고 있는데 강성이 증가된 히드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템이 이 연구에 적용되고 있다.Recently, the research on the vibration of a high-speed hard disk drive rotating body is actively conducted, and a spindle system of a hard disk drive with increased rigidity has been applied to this research.

미국 특허 번호 5,296,981에서는 디스크 구동 장치의 두께나 크기가 정지자(stator) 코어나 회전자(rotator) 자석에 필요한 자기적 공간을 줄이지 않고 감소될 수 있고, 회전부에 나사 결합된 클램핑 부재에 의해 디스크가 고정되게 보지되는 경우와 비교하여 탄성적 환상 부재를 탄성적으로 끼워 맞춤으로써 탄성적 환상 부재에 의해 눌려진 클램핑 부재에 의해 디스크가 탄성적으로 지지되므로 베어링 부재의 손상이나 비반복적 처짐 또는 베어링 부재에 가해지는 불균형한 힘으로 인한 진동이나 소음을 방지할 수 있음을 개시하고 있다.In US Pat. No. 5,296,981 the thickness or size of the disc drive can be reduced without reducing the magnetic space required for the stator core or rotator magnet, and the disc is clamped by a clamping member screwed to the rotator. The disk is elastically supported by the clamping member pressed by the elastic annular member by elastically fitting the elastic annular member as compared with the case in which it is fixedly held, so that the bearing member may be damaged or not repeatedly sag or applied to the bearing member. Paper discloses that vibrations and noise caused by unbalanced forces can be prevented.

제1도는 종래 기술에 따른 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a spindle system of a hard disk drive according to the prior art.

기대(9)에 축(1)을 고정하기 위한 고정 플레이트(2)가 고정되어 있다. 플레이트(2)는 기대(9)의 가장자리 부위를 감싸는 플랜지(2')와 축(1)이 고착되는 중앙의 원통부(2")를 구비한다. 원통부(2")의 둘레에는 고정자로서의 전자석(3)이 마련되어 있다. 한편, 상기 축(1)의 상단부에는 스핀들(7)이 고정되어 있는데, 스핀들의 중앙부 상하에는 상기 축(1)이 관통하여 고정되는 소정 간격의 베어링(4)이 결합되어 있다. 그리고 상기 스핀들(7)의 하부 스커트부(7')는 상기 원통부의 상단부 아래로 연장되어 상기 전자석(3)을 감싼다. 그리고 스커트부(7')의 내측면에는 요오크(6)와 회전자로서의 영구자석(5)이 고정되어 있다.A fixing plate 2 for fixing the shaft 1 to the base 9 is fixed. The plate 2 has a flange 2 'surrounding the edge portion of the base 9 and a central cylindrical portion 2 "to which the shaft 1 is fixed. Around the cylindrical portion 2" as a stator The electromagnet 3 is provided. On the other hand, the spindle (7) is fixed to the upper end of the shaft (1), the bearing 4 of the predetermined interval to which the shaft (1) penetrates and is fixed to the upper and lower center portion of the spindle is coupled. The lower skirt portion 7 'of the spindle 7 extends below the upper end of the cylindrical portion to enclose the electromagnet 3. The yoke 6 and the permanent magnet 5 as the rotor are fixed to the inner surface of the skirt portion 7 '.

이상과 같은 구조에 있어서, 상기 스핀들의 지지는 축(1)에 의해서 이루어 지게 되는데, 실제 스핀들의 지지는 축의 상단에 위치한 상하 두개의 볼 베어링에 의해 이루어 진다.In the structure as described above, the support of the spindle is made by the shaft (1), the actual support of the spindle is made by two ball bearings located on the top and bottom of the shaft.

이상과 같이 스핀들을 지지하는 볼 베어링은 스핀들 시스템에서 스프링 역할을 한다. 이 두 개의 볼 베어링이 고정되는 위치와 간격에 따라 스핀들 시스템의 고유진동수가 달라진다. 전술한 바와 같이 종래 스핀들은 두 개의 볼 베어링이 축의 상단부에 좁은 간격을 두고 고정되어 있어 한 단부가 고정되어 있고 다른 단부에 하중이 집중된 외팔보와 같은 효과를 나타낸다. 두 볼 베어링의 간격이 좁으므로 스핀들의 고유진동수가 낮아져서 낮은 주파수 대역에서 공진이 일어나 진동이 쉽게 발생하는 문제가 있다.As described above, the ball bearing supporting the spindle serves as a spring in the spindle system. The natural frequency of the spindle system depends on the position and spacing between these two ball bearings. As described above, in the conventional spindle, two ball bearings are fixed at the upper end of the shaft at a narrow interval so that one end is fixed and the load is concentrated at the other end. Since the distance between the two ball bearings is narrow, the natural frequency of the spindle is lowered, which causes resonance in a low frequency band, thereby easily causing vibration.

또한, 별도의 고정플레이트를 기대에 고정하는 구조이므로 스핀들의 회전으로 인한 진동이 기대에 쉽게 전달되는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the vibration due to the rotation of the spindle is easily transmitted to the expectation because the structure to fix the separate fixing plate to the expectation.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스핀들을 지지하는 두 개의 볼 베어링 사이의 거리를 최대로 늘려 고유진동 특성이 향상된 하드 디스크 드라이브와 스핀들 시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a hard disk drive and a spindle system having improved natural vibration characteristics by increasing the distance between two ball bearings supporting the spindle to the maximum.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템은,In order to achieve the above object, the spindle system of the hard disk drive according to the present invention,

그 바닥 중앙에 축이 고정되어 있는 소정 직경의 요입부를 갖는 기대와,A base having a recess of a predetermined diameter having a shaft fixed to the bottom center thereof;

상기 요입부의 내측벽에 고정되는 고정자와,A stator fixed to an inner wall of the recess,

상기 축에 회전가능하게 결합되는 것으로 상기 축 상하부에 결합되는 베어링을 구비하고 그 하단부가 상기 요입부 내벽에 중첩되도록 연장되어 있는 스핀들과,A spindle rotatably coupled to the shaft, the spindle having a bearing coupled to the upper and lower parts of the shaft and having a lower end extending to overlap the inner wall of the recess;

상기 스핀들 하부 둘레에 설치되어 상기 고정자를 마주 대하도록 위치하는 회전자를 구비하는 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it has a rotor installed around the lower part of the spindle and positioned to face the stator.

이하 제2도를 참조하면서 본 발명의 바람직한 한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

이해를 돕기 위해 같은 기능을 하는 요소에는 전 도면에 걸쳐 같은 참조 번호를 부여하였다.For the sake of understanding, the same reference numerals are assigned to the same functional elements throughout the drawings.

제2도는 본 발명에 따른 강성을 증가시킨 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템의 개략적 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a spindle system of a hard disk drive with increased rigidity according to the present invention.

기대(9)의 중앙에 소정 직경의 요입부(9a)가 형성되어 있고 그 바닥 중앙에 축(1)이 고정되어 있다. 축(1)의 하단부는 요입부(9a) 바닥에서 약간 올라온 원통부(9b)에 끼우져 있다.The recessed part 9a of predetermined diameter is formed in the center of the base 9, and the shaft 1 is being fixed to the center of the bottom. The lower end of the shaft 1 is fitted to the cylindrical portion 9b slightly raised from the bottom of the recess 9a.

상기 요입부(9a)의 내측벽에는 후술되는 회전자(5)에 대응하는 고정자(3)가 설치되어 있다.A stator 3 corresponding to the rotor 5 described later is provided on the inner wall of the concave inlet 9a.

상기 축(1)의 상단에와 하단 가까이에 두 개의 베어링(4)이 상당한 거리를 두고 결합되어 있다.At the top and near the bottom of the shaft 1 two bearings 4 are joined at a considerable distance.

상기 베어링(4)은 상기 축(1)에 대해 스핀들(7)이 회전가능하도록 결합하는 것으로서 각각의 외륜부가 상기 스핀들(7)의 내주면에 고정되어 있고, 특히 하부의 베어링은 요입부(9a) 내로 진입되어 있어서 상기 고정자(3)와 대면하고 있다.The bearing 4 engages the spindle 7 rotatably with respect to the shaft 1, with each outer ring being fixed to the inner circumferential surface of the spindle 7, in particular the bearing below the recess 9a. It enters inside and faces the stator 3.

그리고 하부 베어링(4)이 삽입되어 있는 상기 스핀들(7) 하부의 둘레에는 상기 고정자(3)에 대응하는 회전자(5)가 결합되어 있다.The rotor 5 corresponding to the stator 3 is coupled to the circumference of the lower portion of the spindle 7 in which the lower bearing 4 is inserted.

이상과 같은 본 발명에 있어서의 특징은 종래 구조에서와는 달리 스핀들 하부의 베어링이 고정자 및 회전자와 같은 높이에 위치해 있다라는 것인데, 결과적으로 하부 베어링이 충분히 아래 부분에 위치할 수 있어서 상부 베어링과의 간격을 충분히 확대함에 따라 고유진동수를 높일 수 있게 된다. 즉 종래에는 제1도에 도시된 바와 같이 하부 베어링이 고정자나 회전자보다 높은 곳에 위치하기 때문에 자연 상부 베어링과의 간격이 매우 좁을 수 밖에 없으나, 본 발명에 있어서는 구조적으로 하부베어링이 하부의 회전자 및 고정자와 같은 위치로 끌어 내림으로 인해 전술한 바와 같이 스핀들을 고정하는 하부 베어링과 상부 베어링 간의 간격을 충분이 확대할 수 있게 되었다.Unlike the conventional structure, the above-described feature of the present invention is that, unlike the conventional structure, the bearing of the lower spindle is located at the same height as the stator and the rotor. By enlarging it sufficiently, the natural frequency can be increased. That is, since the lower bearing is located higher than the stator or the rotor, as shown in FIG. 1, the distance from the natural upper bearing is very narrow. However, in the present invention, the lower bearing is structurally lower rotor. And by pulling down to the same position as the stator, the distance between the lower bearing and the upper bearing which secures the spindle as described above can be sufficiently enlarged.

따라서, 스핀들 시스템의 강성이 증가하여 스핀들 시스템의 고유 진동수가 높아져 낮은 주파수 대역에서는 공진이 일어나지 않아 진동이 일어나지 않고, 기대를 종래 기술에 있어서의 플랜지 역할을 하게 함으로써 경제적이고, 코어가 기대보다 낮은 위치에 오도록하여 허브의 길이를 증가시켜 많은 매수의 디스크를 장착할 수 있다.Therefore, the rigidity of the spindle system is increased, the natural frequency of the spindle system is increased, so that resonance does not occur in the low frequency band and vibration does not occur, and it is economical by allowing the expectations to serve as flanges in the prior art, and the core is lower than expected. The length of the hub can be increased so that a large number of disks can be loaded.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

제1도는 종래 기술에 따른 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템의 개략적 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a spindle system of a hard disk drive according to the prior art.

제2도는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 스핀들 시스템의 개략적 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a spindle system of a hard disk drive according to the present invention.

Claims

A base having a recess of a predetermined diameter having a shaft fixed to the bottom center thereof;

A stator fixed to an inner wall of the recess,

A spindle rotatably coupled to the shaft, the spindle having a bearing coupled to the upper and lower parts of the shaft and having a lower end extending to overlap the inner wall of the recess;

And a rotor installed around the lower spindle and positioned to face the stator.