KR100601799B1

KR100601799B1 - 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용스핀들모터

Info

Publication number: KR100601799B1
Application number: KR1020050007460A
Authority: KR
Inventors: 이승철; 양국현
Original assignee: 에이테크솔루션(주)
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-07-18

Abstract

허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터가 개시된다. 본 발명은 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 관한 것으로 특히 회전하는 허브의 축인 샤프트와 상기 허브의 결합에 관한 것으로 상기 허브와 샤프트의 결합길이를 증가시키는 구조로 허브 및 샤프트의 구조와 상기 샤프트를 지지하는 슬리브의 구조에 특징이 있고, 허브의 중심부위가 상기 슬리브 내로 삽입되는 구조로 상기 허브는 상기 샤프트와 결합하는 중앙결합공이 축방향의 소정의 길이를 갖는 관형상으로 형성하고, 상기 샤프트 일측은 상기 허브의 중앙결합공에 삽입 결합할 수 있도록 소정의 길이를 갖는 삽입부를 형성하고, 상기 슬리브 타측은 상기 관형상의 중앙결합공이 슬리브의 내로 삽입될 수 있는 내경을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 스핀들모터의 구동시에 허브와 샤프트 간에 직각도를 확보하는 방법을 개선하여 직각도 불량으로 인해 발생하는 문제를 줄일 수 있는 효과가 있고, 허브의 중앙결합공이 슬리브 내로 삽입이 되어 종래에 비해 더 큰 동압을 일으킬 수 있는 효과가 있다. 결국 스핀들모터의 성능 및 기계적신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

하드디스크드라이브, 스핀들모터, 허브, 샤프트, 그루브

Description

허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터{SPINDLE MOTOR FOR HDD IMPROVED ON UNION CONSTRUCTION OF HUB AND SHAFT}

도 1은 일반적인 하드디스크드라이브의 구조를 간략히 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 구성요소를 비교 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 샤프트와 슬리브의 결합구조를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 슬리브에 동압을 일으키는 그루브가 형성된 것을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 동압 발생을 설명하기 위한 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 도면부호의 간단한 설명 ***

1 : 플래터 2 : 스핀들모터

3 : 헤드 4 : 헤드암

5 : 스텝핑모터

10 : 허브(HUB) 20 : 마그네트(MAGNET)

30 : 샤프트(SHAFT) 40 : 걸림판

50 : 슬리브(SLEEVE) 60 : 베이스(BASE)

70 : 코일이 감겨진 고정자코어 80 : 그루브(GROOVE)

본 발명은 하드디스크드라이브(HDD)에 있어서, 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 스핀들모터에 관한 것으로, 특히 스핀들모터를 구성하는 샤프트, 스러스트베어링 및 슬리브의 결합 형태 및 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 하드디스크드라이브는 자성체를 입힌 원판형 알루미늄 기판을 회전시키면서 자료를 저장하고 읽어 내도록 한 보조기억장치를 지칭하는 것으로 필요에 따라 다른 것과 교환하여 사용할 수 없는 단점이 있으나, 가격이 싸고 기억용량이 크기 때문에 소형 컴퓨터에 많이 사용된다. 특히 소형 하드디스크드라이브는 개인용 컴퓨터에서 사용하기에 알맞기 때문에 개인용 컴퓨터에서 많이 사용되고 있다. 이러한 개인용 컴퓨터에서 사용되는 하드디스크드라이브의 용량은 1990년대 중반에 1GB급이 기본으로 사용되었으며, 1990년대 후반에는 16GB급이 일반화되고 있다. 세계적으로 저장용량은 매년 60%씩 증가되고 있으며, 가격은 분기당 12%씩 하락하는 추세이다.

보통 상기 하드디스크드라이브는 레코드판처럼 생긴 플래터가 겹쳐져 있고 그 위에는 트랙이라고 하는 동심원이 그려져 있어 이 동심원 안에 데이터를 전자적으로 기록하는데, 하드디스크드라이브는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 간략히 다수의 플래터(1)가 적층된 하드디스크, 스핀들모터(2), 헤드(3), 헤드암(4) 및 스텝핑모터(5)로 이루어진다.

상기 플래터(1)는 금속 원판에 자성이 있는 자성체를 얇게 코팅한 것으로 한 장에 기록될 수 있는 용량의 한계 때문에 고용량의 하드디스크는 여러 장의 플래터(1)를 사용하며 그 크기 및 갯수에 따라 하드디스크의 크기가 결정된다.

그리고, 상기 스핀들모터(2)는 플래터를 회전시켜주는 모터로 전원이 들어가면 일정한 속도(예; 3600rpm, 5400rpm, 7200rpm)로 회전을 하는데 스핀들 축에는 한 개 이상의 플래터(1)가 서로 연결되어 동시에 회전하도록 되어 있다. 신뢰성있는 데이터의 읽기/쓰기를 위해서는 이 스핀들모터(2)의 정확한 회전율을 제어하는 것이 무엇보다 중요하다.

그리고, 상기 헤드(3)는 회전하는 플래터(1)의 위 아래에서 수평으로 움직이며 상기 플래터(1)에 데이터를 읽고 쓴다. 그리고, 상기 헤드암(4)은 헤드(3)를 움직일수 있게 하는 팔로서 컨트롤러칩의 명령을 받아 헤드(3)의 위치를 조정한다.

마지막으로, 상기 스텝핑모터(5)는 헤드(3)를 플래터(1)의 위치에 이동시키는 원동력으로 이 모터의 성능이 좋고 나쁨에 따라 액세스타임(:하드디스크드라이브가 데이터를 메모리로 배치시키거나 전송하는데 소용되는 총시간)이 결정된다.

상기 기술한 내용중 특히, 본 발명이 적용되는 분야인 스핀들모터(Spindle Motor)는 BLDC모터(Brushless-DC Motor)에 속하는 것으로 디스크의 원판인 상기 플 래터의 중앙에 회전력을 전달시켜 디스크를 회전시켜 주는 모터로서 하드디스크드라이브외에도 레이져프린터용 레이져빔 스캐너모터, 플로피디스크드라이브(FDD : Floppy Disk Drive)용 모터, CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터등으로 널리 사용된다.

그리고, 최근 상기 하드디스크드라이브와 같은 고용량 및 고속의 구동력이 요구되는 기기에서는 소음과 NRRO(Non Repeatable Run Out)의 발생을 최소화하기 위하여 기존의 볼베어링의 형태보다는 구동부하(또는 구동마찰)가 적은 유체동압베어링이 적용된 스핀들모터를 애용하는 추세이다.

여기서, 상기 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체를 지지하므로 회전체와 고정체간에 서로 접촉하지 않아 마찰부하가 저감되는 것이다. 그러므로, 상기 유체동압베어링이 적용되는 스핀들모터(Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor)는 디스크를 회전시키는 모터의 샤프트를 윤활유가 동압(:회전축의 원심력에 의해 밀려나는 유압을 중심으로 되돌리는 압력)만으로 유지시키는 것으로 샤프트를 쇠구슬로 지지하는 볼베어링 스핀들모터와 구별된다.

그리고, 상기 볼베어링이 적용된 스핀들모터의 경우 볼베어링이 샤프트와의 마찰로 인하여 소음과 진동(NRRO : Non Repeatable Run Out)이 발생하고 특히 상기 진동이 하드디스크의 트랙밀도를 높이는데 장애요인으로 작용하는 문제점이 있으나, 이와 달리 상기 유체동압베어링은 원심력을 기반으로 하여 금속 마찰이 없고, 고속 회전일수록 오히려 안정감이 상승하므로 소음과 진동이 적은 특성으로 인하여 하드디스크드라이브에 우선적으로 채용되었다.

이와 같이, 유체동압베어링이 적용된 종래 스핀들모터의 내부구조는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(60), 슬리브(50), 고정자코어(70), 샤프트(30), 허브(10) 및 마그네트(20) 등으로 이루어진다.

상기 스핀들모터는 외관을 형성하는 베이스(60)의 내측에 수직으로 슬리브(50)가 결합고정되고 베이스(60)의 상측 외부에 코일이 감겨진 고정자코어(70)가 장착되며 상기 슬리브(50)의 내부중심을 관통하여 샤프트(30)가 회전가능하게 삽입된다. 그리고, 상기 샤프트(30)의 하단부에는 원판형상의 걸림판(40)이 샤프트(30)와 함께 회전가능하도록 결합되고 그 하단은 커버플레이트(90)에 의하여 외부와 차폐되며, 상기 샤프트(30)의 상단부에는 내부가 하향 개방된 캡형상의 허브(10)가 결합된다. 그리고, 상기 허브(10)의 끝단부의 내측에는 고정자코어(70)와 마주하는 위치에 마그네트(20)가 부착되며 상기 샤프트(30) 및 걸림판(40)의 외주면과 슬리브(50) 사이와 상기 허브(10)와 슬리브(50) 상단면 사이에는 오일갭이 형성되고, 상기 오일갭에 윤활유나 구리스 등과 같은 유체가 채워진다.

따라서, 상기와 같은 구조로 이루어진 유체동압베어링 스핀들모터는 외부전원이 가해지면 상기 고정자코어(70)와 마그네트(20) 사이에 작용하는 전자기적 반발력에 의하여 허브(10)가 회전하고, 이와 결합된 샤프트(30)가 회전한다.

그리고, 통상 샤프트(30)와 접하는 상기 슬리브(50)의 내주면 및 허브(10)와 접하는 슬리브(50)상면에 그루브(80)가 빗살 무늬(Herringbone)형태 또는 나선(Spirial)형태로 형성되어 있어 허브 및 샤프트가 회전하면 상기 오일갭에 충전된 오일이 압력 구배에 의해 그루브의 중심부를 향하여 이동하면서 유체동압을 발생시켜 축방향으로는 허브를 지지하고, 방사방향으로는 샤프트(30)를 지지한다. 또한 그루브(80)는 오일갭에 충전된 유체의 비산을 방지하는 역할도 한다.

그러나 상기와 같은 종래 하드디시크드라이브의 유체동압베어링은 볼 대신 유체 즉 오일을 이용함으로 인해 샤프트(30)의 고속 회전으로 오일이 비산의 가능성이 있는 문제점 및 안정적인 샤프트의 회전을 위해 샤프트를 지지하는 방사(Radial)방향동압을 안정적으로 발생시키기 어려운 문제점이 있다. 또한 허브(10)와 샤프트(30)의 결합길이가 통상 1.5mm에서 1.7mm이므로 허브와 샤프트의 열간 압입을 통한 결합시에 정밀 조립이 요구되어 허브와 샤프트 간의 직각도를 안정적으로 확보하는 스핀들모터의 조립작업이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 허브와 샤프트 간에 결합길이를 증가시켜 허브와 샤프트간에 있어 직각도 확보가 용이하고, 허브와 샤프트의 회전 시에 더 큰 동압을 일으켜 허브의 안정적인 회전이 가능하도록 하여 기계적신뢰도가 높은 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술한 바와 같은 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 하향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치된 허브(10), 상기 허브 (10)의 중앙과 일측이 결합하고 타측은 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)로 이루어진 회전부와 상기 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)가 회전 가능하도록 오일갭을 갖으며 상기 샤프트(30) 및 걸림판(40)과 결합하고 일측은 커버플레이트로 폐쇄되며 내측면에 동압을 일으키기 위한 그루브(80)가 소정의 위치에 형성된 슬리브(50), 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이스(60) 및 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합되는 고정자코어(70)로 이루어진 고정부로 된 스핀들모터에 있어서, 상기 허브(10)는 상기 샤프트(30)와 결합하는 중앙결합공(12)을 축방향의 소정의 길이를 갖는 관형상으로 형성하고, 상기 샤프트(30) 일측은 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)에 삽입 결합할 수 있도록 소정의 깊이의 길이(L2)를 갖는 삽입부(32)를 형성하고, 상기 슬리브(50) 타측은 상기 관형상의 중앙결합공(12)이 슬리브(50)의 내로 삽입될 수 있는 내경(D2)을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)의 축방향 길이는 3.75mm~3.85mm인 것을 특징으로 하고, 특히 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)의 축방향 길이가 3.79mm인 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 하드디 스크드라이브용 스핀들모터는 하향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치된 허브(10), 상기 허브(10)의 중앙과 일측이 결합하고 타측은 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)로 이루어진 회전부와 상기 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)가 회전 가능하도록 오일갭을 갖으며 상기 샤프트(30) 및 걸림판(40)과 결합하고 일측은 커버플레이트로 폐쇄되며, 동압을 일으키기 위한 그루브(80)가 소정의 위치에 형성된 슬리브(50), 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이스(60) 및 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합되는 고정자코어(70)로 이루어진 고정부로 구성되며, 상기 허브(10)와 샤프트(30) 간의 직각도 개선 및 동압을 크게 일으키기 위한 허브(10), 샤프트(30) 및 슬리브(50)의 구조에 있어 특징이 있다.

상기 허브(10), 샤프트(30) 및 슬리브(50)의 구조를 간략히 설명하면, 상기 허브(10)는 상기 샤프트(30)와 결합하는 길이를 증가시키기 위해 허브(10)의 샤프트(30)와 결합하는 부위를 관형상으로 하고, 상기 샤프트(30)의 상기 허브(10)와 결합하는 부위는 상기 허브(10)에 관형상으로 형성된 결합부위의 깊이 만큼 길게 형성된다. 따라서 허브(10)와 샤프트(30)의 결합길이는 상대적으로 길게 형성된다.

상기 슬리브(30)는 상기 허브(10)의 관형상으로 형성된 결합부위가 내측으로 삽입될 수 있도록 내경을 크게 형성한다. 결국 내경의 증가로 인한 유체의 속도가 빨라지고 유체속도의 제곱에 비례하는 동압이 증가한다.

이하 도 4에서 상기 허브(10), 샤프트(30) 및 슬리브(50)의 구조를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 구성요소를 비교 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 4에 도시한 도 4(a)는 상기 도 2에서 설명한 종래 스핀들모터의 허브와 본 발명에 따른 허브의 구조를 설명하기 위한 도면으로 종래 허브(10-1)와 샤프트(30-1)의 결합은 허브(10-1) 자체의 두께로 형성되는 중앙결합공(12-1)에 의한 것으로 그 깊이는 통상 1.5mm~1.7mm이다. 결국 결합길이가 짧은 만큼 결합력을 높이기 위해 샤프트(30-1)의 삽입부(32-1)가 거의 상기 중앙결합공(12-1)과 동일한 크기를 갖는다. 따라서 결합시 큰힘으로 허브(10-1)의 중앙결합공(12-1)에 샤프트(30-1)를 결합한다. 결국 허브(10-1) 및 샤프트(30-1)에 큰힘이 가해져 허브(10-1) 및 샤프트(30-1)의 형태적 변형이 유발되고, 직각도를 확보하는데 어려운 문제점이 발생한다.

이에 반해 본 발명에 따른 허브(10-2)는 중앙결합공(12-2)을 관형상으로 하여 중앙결합공(12-2)의 깊이를 3.75mm~3.85mm로 늘린다. 즉 중앙결합공(12-2)이 허브(10-2)에 수직으로 형성된 관형상을 함으로 인해 허브(10-2)와 샤프트(30-2)의 결합시 직각도 확보가 용이하고, 허브(10-2)와 샤프트(30-2)의 결합시 접촉면적을 증가시켜 허브(10-2)와 샤프트(30-2) 간의 결합력을 증가시킨다.

즉 본 발명에 따른 허브(10-2)는 상기 도 4(a)에 도시한 바와 같은 구조로 인해 허브와 샤프트 간의 직각도 확보에 따른 어려움 및 부품변형 등의 문제점을 개선한다.

이와 대응하는 본 발명에 따른 상기 샤프트(30-2)는 도 4(b)에 도시한 바와 같이 종래 샤프트(30-1)에 형성된 삽입부(32-1)의 길이(L1)에 비해 삽입부(32-2)의 길이(L2)가 상대적으로 길게 형성된다. 즉 종래 샤프트(30-1)의 삽입부(32-1)의 길이(L1)는 1.5mm~1.7mm이지만, 본 발명에 따른 샤프트(30-2)의 삽입부(32-2)의 길이(L2)는 3.75mm~3.85mm가 된다.

이때 허브(10-2)에 삽입되는 샤프트(30-2)의 삽입부(32-2)의 길이(L2)가 3.75mm미만인 경우에는 허브(10-2)와 샤프트(30-2) 간의 삽입길이의 축소로 직각도의 확보 및 결합력 증가의 목적을 실질적으로 이루기 어렵고 또한 허브(10-2)에 방사방향동압을 제공하는 그루브를 슬리브(50-2)에 형성함에 있어 공간확보가 어렵고 이로 인해 원하는 동압을 일으키지 못하는 문제점이 있다.

또한 허브(10-2)에 삽입되는 샤프트(30-2)의 삽입부(32-2)의 길이(L2)가 3.85mm초과인 경우에는 허브(10-2)의 관형상의 중앙결합공(12-2)을 형성함에 있어 제작에 어려움 및 샤프트(30-2)에 방사방향동압을 제공하는 그루브를 슬리브(50-2)에 형성함에 있어 공간확보가 어렵고 이로 인해 원하는 동압을 일으키지 못하는 문제점이 있다. 따라서 가장 바람직한 삽입길이는 3.79mm이다. 즉 허브(10-2)의 관형상의 중앙결합공(12-2)의 깊이가 3.79mm이다.

또한 슬리브는 도 4(c)에 슬리브의 단면을 도시한 바와 같이 종래 슬리브(50-1)는 방사방향으로 샤프트만을 지지하던 형태에서 본 발명에 따른 슬리브(50-2)는 내경(D2, D3)이 상이하게 형성되어 방사방향으로 샤프트 및 허브를 동시에 지지한다. 즉 종래 슬리브(50-1)의 형태가 내부에 샤프트(30-1)가 삽입되고 오일갭이 형성되도록 내경(D1)을 갖도록 형성되나, 본 발명에 따른 슬리브(50-2)는 허브(10-2)와 접하는 측의 내경(D2)이 상기 허브(10-2)의 관형상의 중앙결합공(12-2)의 외 경에 비하여 오일갭이 형성될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.

즉 슬리브(50-2)의 내부가 도시한 바와 같이 제1내경(D2) 및 제2내경(D3)으로 이루어져 상기 제1내경(D2)을 갖는 부위는 허브(10-2)를 지지하고, 상기 제2내경(D3)를 갖는 부위는 샤프트(30-2)를 지지한다.

이하 도 5에서 본 발명에 따른 허브, 샤프트 및 슬리브의 결합구조를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 샤프트와 슬리브의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 5에 도시한 바와 같이 허브(10)의 중앙에 관형상으로 형성되어 내측으로 돌출된 중앙결합공(12)에 샤프트(30)의 삽입부(32)가 상기 중앙결합공(12)의 깊이만큼 길게 형성이 되어 상기 중앙결합공(12)에 삽입 결합되어 샤프트(30)와 허브(10)가 일체된다. 이때 슬리브(50)는 도시한 바와 같이 일측은 커버플레이트로 마감되고 타측은 상기 중앙결합공(12)이 삽입될 수 있도록 중앙결합공(12)의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 따라서 슬리브(50)는 축방향으로 허브(10)를 지지하고, 방사방향으로는 허브(10)와 샤프트(30)를 동시에 지지한다. 이때 허브(10)와 접하는 슬리브(50)의 상측면과 허브(10)의 중압결합공(12)과 접하는 내측면 및 샤프트(30)와 접하는 내측면에는 그루브(80)가 형성되고, 허브(10)와 샤프트의 회전 시에 (30)허브(10) 및 샤프트(30)와 슬리브(50) 간에 형성된 오일갭에 충전된 오일의 이동에 따라 발생하는 동압을 강화하고, 오일갭에 충전된 오일의 비산을 억제한다.

이하 도 6에서 슬리브에 형성된 그루브를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 슬리브에 동압을 일으키는 그루브가 형성된 것을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 슬리브(50)는 상측면 및 내측면에 그루브가 형성된다. 구체적으로 살펴보면 도 6(a)에 도시한 바와 같이 슬리브(50)의 상측면 즉 허브와 접하는 면은 허브에 축방향동압을 일으키기 위한 축방향동압발생 그루브(84-1)가 형성되는데 이때 상기 축방향동압발생 그루브는 빗살(herringbone)무늬 또는 도 6(b)에 도시한 바와 같이 나선(sprial)무늬를 선택적으로 할 수 있다.

슬리브(50)에 형성되는 방사방향동압발생 그루브는 슬리브(50)의 상측 내측면 및 하측 내측면에 형성이 되는데, 슬리브(50)의 상측 내측면에 형성되는 방사방향동압발생 그루브(82-1)는 허브를 지지하기 위한 방사방향동압을 일으키기 위한 것이며, 슬리브(50)의 하측 내측면에 형성되는 방사방향동압발생 그루브(82-2)는 샤프트를 지지하기 위한 방사방향동압을 일으키기 위한 것이다.

이하 도 7에서 본 발명에 따른 동압 발생을 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 동압 발생을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 7에 도시한 바와 같이 허브(10)가 회전을 하면 허브(10)와 일체로 결합된 샤프트(30)가 회전을 한다. 상기 허브(10)와 샤프트(30)의 회전으로 상기 허브(10)와 샤프트(30)를 지지하는 슬리브(50)에 형성된 그루브에 의해 동압이 발생한다.

확대한 도면에 도시한 바와 같이 허브(10)와 접하는 슬리브(50)의 상측면에 형성된 축방향동압발생 그루브(84)에 의해 축방향 동압이 발생하고, 이는 허브(10)를 축방향으로 지지하는 힘을 제공한다. 또한 허브(10)의 관형상의 중앙결합공(12)과 접하는 슬리브(50)의 상측 내측면에 형성된 방사방향동압발생 그루브(82-1)에 의해 방사방향동압(F1)이 발생하고, 이는 허브(10)를 방사방향으로 지지하는 힘을 제공하고, 샤프트(30)와 접하는 슬리브(50)의 하측 내측면에 형성된 방사방향동압발생 그루브(82-2)에 의해 방사방향동압(F2)이 발생하고, 이는 샤프트(30)를 방사방향으로 지지하는 힘을 제공한다.

이때 슬리브(50)의 상측 내측면에 형성된 방사방향동압발생 그루브(82-1)에 의해 발생한 방사방향동압(F1)은 슬리브(50)의 하측 내측면에 형성된 방사방향동압발생 그루브(82-2)에 의해 발생한 방사방향동압(F2)에 비해 크게 발생한다. 이유는 유체에 의해 발생하는 동압은 유체속도의 제곱에 비례하므로 슬리브(50)의 내경이 상대적으로 큰 슬리브(50)의 상측에서 유속이 더 빠르기 때문이다.

따라서 본 발명은 종래 유체동압베어링에 있어서 발생하는 동압에 비해 방사방향의 동압을 더 크게 발생할 수 있다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 허브의 중앙결합공을 길게 형성하고, 이에 대응하도록 샤프트 및 슬리브의 구조를 개선하여 허브와 샤프트의 결합길이의 증가로 인한 결합력을 증가시키고, 허브와 샤프트 간의 직각도 확보가 용이한 효과가 있다.

또한 허브의 중앙결합공이 슬리브 내로 삽입되도록 하여 허브에 방사방향동압을 제공함과 동시에 상대적으로 큰 동압을 일으켜 허브가 안정적으로 회전할 수 있는 환경을 제공하는 효과가 있다.

결국 허브의 안정적인 회전으로 인해 스핀들모터의 기계적신뢰도를 높이는 효과가 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

하향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치된 허브(10), 상기 허브(10)의 중앙과 일측이 결합하고 타측은 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)로 이루어진 회전부와 상기 걸림판(40)이 결합된 샤프트(30)가 회전 가능하도록 오일갭을 갖으며 상기 샤프트(30) 및 걸림판(40)과 결합하고 일측은 커버플레이트로 폐쇄되며 내측면에 동압을 일으키기 위한 그루브(80)가 소정의 위치에 형성된 슬리브(50), 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이스(60) 및 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합되는 고정자코어(70)로 이루어진 고정부로 된 스핀들모터에 있어서,

상기 허브(10)는 상기 샤프트(30)와 결합하는 중앙결합공(12)이 축방향의 소정의 길이를 갖는 관형상으로 형성하고,

상기 샤프트(30) 일측은 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)에 삽입 결합할 수 있도록 소정의 길이(L2)를 갖는 삽입부(32)를 형성하고,

상기 슬리브(50) 타측은 상기 관형상의 중앙결합공(12)이 슬리브(50)의 내로 삽입될 수 있는 내경(D2)을 갖는 것을 특징으로 하는 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터.
제1항에 있어서, 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)의 축방향 길이는

3.75mm~3.85mm인 것을 특징으로 하는 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하 드디스크드라이브용 스핀들모터.
제2항에 있어서, 상기 허브(10)의 중앙결합공(12)의 축방향 길이는

3.79mm인 것을 특징으로 하는 허브와 샤프트의 결합구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터.