KR100863938B1

KR100863938B1 - 하드디스크드라이브용 스핀들모터

Info

Publication number: KR100863938B1
Application number: KR1020070010330A
Authority: KR
Inventors: 양국현; 히시다노리아키
Original assignee: 에이테크솔루션(주)
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-10-16
Also published as: KR20080071870A

Abstract

본 발명은 스핀들모터를 구성하는 회전축을 일체로 형성하여 회전축의 결합력 유지와 수직도 확보를 개선하고, 스러스트플래이트 부위의 외면을 초음파코이닝가공방법으로 축방향 동압발생 그루브를 형성하여 가공비용 및 시간 단축할 수 있는 스핀들모터에 관한 것으로, 상기 회전축의 스러스트플레이트 상부면 및 하부면에 형성되는 축(Axial)방향 동압발생 그루브는 초음파코이닝가공방법으로 형성하며, 상기 회전축은 샤프트 부위와 스러스트플레이트 부위로 구분되는 외형을 갖도록 일체로 형성한 일체형 회전축인 것이 특징이다.

따라서, 일체형 회전축에 그루브를 가공함에 있어 원판 형상인 스러스트플레이트 부위는 초음파코이닝가공방법을 적용하여 축 방향 동압발생 그루브를 형성함으로써 일체형 회전축을 생산함에 있어 소요되는 비용 및 가공시간을 단축시키며, 수직도의 유지력이 높은 일체형 회전축을 포함함으로써 내구성을 높여 외부 충격에 상대적으로 취약한 스핀들모터의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

스핀들모터, 그루브, 초음파코이닝, 샤프트, 스러스트플레이트

Description

하드디스크드라이브용 스핀들모터{SPINDLE MOTOR FOR HARD DISK DRIVE}

도 1은 일반적인 하드디스크드라이브의 구조를 간략하게 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래 하드디스크드라이브용 스핀들 모터를 개념적으로 설명하기 위한 도면.

도 3은 종래 샤프트와 스러스트플레이트로 이루어진 회전체의 결합 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 스핀들모터의 샤프트와 스러스트플레이트가 일체로 가공되어 그 외면에 그루브가 형성된 일체형 회전축을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 스핀들모터의 일체형 회전축의 스러스트플레이트 부위에 초음파코이닝가공방법으로 방사방향 동압발생 그루브를 가공하는 것을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 일체형 회전축의 스러스트플레이트 부위에 초음파코 이닝가공방법으로 방사방향 동압발생 그루브를 가공한 것을 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 일체형 회전축을 포함한 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 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) 32 : 결합부위

40 : 스러스트플레이트(THRUSTPLATE) 42 : 결합공

50 : 슬리브(SLEEVE) 60 : 베이스(BASE)

70 : 코일이 감겨진 고정자코어 80 : 그루브(GROOVE)

100 : 일체형 회전축 100-1 : 샤프트 부위

100-2 : 스러스트플레이트 부위 110 : 방사방향 동압발생 그루브

120 : 축방향 동압발생 그루브

본 발명은 하드디스크드라이브(HDD)의 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 스핀들모터에 관한 것으로, 특히 스핀들모터를 구성하는 회전축인 샤프트와 스러스트플레이트를 일체로 형성하여 회전축의 결합력 유지와 수직도 확보를 개선하고, 스러스트플래이트 부위의 상부면 및 하부면을 초음파코이닝가공방법을 통해 축 방향 동압발생 그루브를 형성하여 소요되는 비용 및 가공시간을 단축할 수 있는 스핀들모터에 관한 것이다.

일반적으로, 하드디스크드라이브는 자성체를 입힌 원판형 알루미늄 기판을 회전시키면서 자료를 저장하고 읽어내도록 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 도시한 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 갯 수에 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 결합되어 다수의 플래터가 동시에 회전하도록 되어 있다. 신뢰성 있는 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 움직일 수 있게 하는 팔로서 컨트롤러 칩의 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 액세스타임이 결정된다.

상기 기술한 내용중 특히, 본 발명이 적용되는 분야인 스핀들모터(Spindle Motor)는 BLDC모터(Brushless-DC Motor)에 속하는 것으로 디스크의 원판인 상기 플래터의 중앙에 회전력을 전달시켜 상기 플래터를 회전시켜 주는 모터로서 하드디스크드라이브 외에도 레이저프린터용 레이저빔 스캐너모터, 플로피디스크드라이브(FDD : Floppy Disk Drive)용 모터, CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터 등으로 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 이용하는 추세이다.

여기서, 상기 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체를 지지하므로 회전체와 고정체간에 서로 접촉하지 않아 마찰부하가 저감되는 것이 특징이다.

이와 같은 유체동압베어링이 적용된 종래 통상적인 스핀들모터의 내부구조는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 베이스(60), 슬리브(50), 코일이 감겨진 고정자코어(70), 샤프트(30), 스러스트플레이트(40), 허브(10) 및 마그네트(20)로 이루어지며 조립형태는 상기 베이스(60)의 내측에 수직으로 슬리브(50)를 결합고정하고, 베이스(60)의 상측 외부에 코일이 감겨진 고정자코어(70)를 장착하며, 상기 슬리브(50)의 내부중심을 관통하여 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합한 회전축을 회전가능하도록 삽입한다. 상기 샤프트(30)의 상단부에는 내부가 하향 개방된 캡형상의 허브(10)를 결합한다. 그리고, 상기 허브(10)의 끝단부의 내측에는 고정자코어(70)와 마주하는 위치에 마그네트(20)를 부착하며, 이때 상기 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합한 결합체의 외주면과 슬리브(50) 사이에는 오일갭이 형성되고, 이 오일갭에 윤활유나 구리스 등과 같은 유체가 채워진다.

따라서, 상기와 같은 유체동압베어링 구조를 갖는 스핀들모터는 외부전원이 가해지면 상기 고정자코어(70)와 마그네트(20) 사이에 작용하는 전자기적 반발력에 의하여 허브(10) 및 이와 결합한 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합한 결합체가 회전한다.

그리고, 도면에 도시한 바와 같이 상기 샤프트(30) 및 스러스트플레이트의 외면에는 다수의 그루브(80)가 빗살 무늬(Herringbone)형태 또는 나선(Spirial)형태로 형성되어 있어 샤프트가 회전하면 상기 오일갭에 충전된 오일이 압력 구배에 의해 그루브의 중심부를 향하여 이동하면서 유체동압을 발생시켜 샤프트를 지지하고, 오일갭에 충전된 유체의 비산을 방지한다.

이때, 상기 그루브는 도면에서 도시한 바와 같이 샤프트(30) 및 스러스트플레이트(40)에 형성하였으나 여기에 국한되는 것이 아니라, 슬리브(50)의 내주면 허브(10)의 하부면 등 다양한 위치에 형성할 수도 있다.

따라서 안정적인 구동을 위해서는 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합한 회전체의 안정적인 회전이 요구되고, 이를 위해서는 샤프트를 지지하는 방사(Radial)방향동압 및 축(Axial)방향동압이 안정적으로 발생과 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)의 정확한 수직도와 큰 관련이 있다.

즉, 도 3은 종래 샤프트와 스러스트플레이트의 결합 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면의 도 3(a)에 도시한 바와 같이 스러스트플레이트(40)는 중앙에 결합공(42)을 형성하고, 샤프트(30)는 상기 결합공(42)과 압입하여 결합할 수 있는 직경의 결합부위(32)를 갖는다. 따라서 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)는 도 3(b)에 도시한 바와 같이 결합 된다.

이와 같은 종래 스핀들모터의 회전축은 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)의 조립으로 이루어지므로 정확히 수직이 되도록 조립하기가 어려워 수직도 확보에 따른 작업의 난이도 및 작업시간이 상대적으로 오래 걸리는 문제점이 있다.

즉, 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합함에 있어 많은 노력과 기술적 난이도를 요하는 문제점이 있다. 이는 곧 생산단가의 상승으로 이어짐과 동시에 이와 같은 정확한 수직도가 확보되지 않은 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)를 결합한 회전축을 스핀들모터의 부품으로 이용함으로써 스핀들모터의 수명을 단축시키고, 더 나아가 스핀들모터를 포함하는 하드디스크드라이브 역시 수명이 단축되는 문제점이 있다.

또한, 안정적인 동압을 일으키기 위해 정밀한 그루브(82, 84) 가공이 요구되는데 정밀한 그루브 가공을 위해서 통상 전해가공방법을 이용하나 이는 그루브 가공에 소요되는 비용 및 시간이 상대적으로 높아 생산단가의 상승으로 이어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 상대적으로 높은 생산성과 저비용을 목적으로 샤프트와 스러스트플레이트를 일체로 형성하고 일체형 회전축의 스러스트플레이트 부위를 초음파코이닝가공방법을 이용하여 축방향 동압발생 그루브를 형성함으로써 결합에 따른 문제를 해소하고 동시에 수직도 확보가 용이하며, 스핀들모터의 회전축 생산에 따른 비용 및 시간을 단축하며, 충격에 상대적으로 강한 회전축을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 일체형 회전축을 스핀들모터의 회전축으로 이용함으로써 상대적으로 충격에 강하고, 수직도 및 안정적인 동압 발생의 확보로 구동수명이 상대적으로 향상된 스핀들모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명 초음파코이닝가공방법으로 축방향 동압발생 그루브를 스러스트플레이트 부위에 가공한 일체형 회전축을 포함한 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 베이스, 상기 베이스의 내측으로 결합하는 슬리브; 상기 베이스의 상부에 결합되는 코일이 감겨진 고정자코어; 상기 슬리브의 내경부로 소정의 오일갭을 갖고 삽입되어 회전 가능하게 되며 그 외주면으로 유체동압발생을 유도하는 방사(Radial)방향 동압발생 그루브가 형성된 샤프트와 그 하단부에 결합하며 상부면 및 하부면에 축(Axial)방향 동압발생 그루브가 형성된 스러스트플레이트로 이루어지는 회전축; 및 하향 개방된 캡형상으로 내측면에 상기 코일이 감긴 고정자 코어와 마주보도록 마그네트가 설치되는 허브;로 구성되는 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 있어서, 상기 회전축(100)의 스러스트플레이트 상부면 및 하부면에에 형성되는 축(Axial)방향 동압발생 그루브는 피가공물과 접하는 면에 소정의 형상이 형성된 하부다이에 피가공물을 넣고 그 상부에 상부다이를 결합시킨 뒤, 초음파발진기에서 초음파를 발진시키고 이를 전달받은 초음파진동자에 의해 물리적인 에너지가 발생하여 진동이 발생하고 이를 초음파진동혼에서 증폭시켜 상기 상부다이에 진동을 전달하여 상부다이 및 하부다이와 피가공물 간에 충돌을 일으켜 가공하는 초음파코이닝가공방법으로 형성한 것이 특징이다.

여기에서, 상기 회전축(100)은 샤프트 부위(100-1)와 스러스트플레이트 부위(100-2)로 구분되는 외형을 갖도록 일체로 형성한 일체형 회전축(100)인 것이 특징이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하는데 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 도 4는 본 발명에 따른 스핀들모터의 샤프트와 스러스트플레이트가 일체로 가공되어 그 외면에 그루브가 형성된 일체형 회전축을 설명하기 위한 도면으 로 도면에 도시한 바와 같이 일체형 회전축(100)은 샤프트 부위(100-1)와 스러스트플레이트 부위(100-2)가 구분되는 외형을 갖도록 일체로 형성된다. 따라서, 상기 도 4(b)에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 회전축(100)의 그 단면은 상기 도 3에서 도시한 샤프트(30)와 스러스트플레이트(40)가 샤프트 부위(100-1)와 스러스트플레이트 부위(100-2)로 구분되게 일체로 형성되고, 상기 샤프트 부위(100-1)에는 방사(Radial)방향 동압발생 그루브(110)가 가공되고, 상기 스러스트플레이트 부위(100-2)에는 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)가 가공된다.

이와 같이 스핀들모터의 회전축을 일체화시켜 종래 샤프트와 스러스트플레이트를 각각 제작하여 압입이나 용접 등의 방법을 통해 조립하였을 경우에 비해 수직도의 확보는 물론, 외부충격으로부터 부품 간의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

이때, 본 발명에서는 상기 스러스트플레이트 부위(100-2)에 가공되는 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)를 초음파코이닝가공방법으로 가공하는 것을 특징으로 한다.

도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 스핀들모터의 일체형 회전축의 스러스트플레이트 부위에 초음파코이닝가공방법으로 방사방향 동압발생 그루브를 가공하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 일체형 회전축의 스러스트플레이트 부위에 초음파코이닝가공방법으로 방사방향 동압발생 그루브를 가공한 것을 도시한 도면이다.

초음파코이닝 가공방법은 압전 현상을 이용한 것으로, 상기 압전 현상이란 물리적인 에너지가 어떠한 재료에 가해졌을 때 전기적인 에너지로 변환되고, 전기적인 에너지가 가해졌을 때 물리적인 에너지로 변환되는 현상을 말한다.

상기한 바와 같은 압전현상을 이용한 초음파코이닝가공방법은 초음파발진기에서 초음파를 발진시키고 이를 전달받은 초음파진동자에 의해 물리적인 에너지가 발생하여 진동이 발생하고 이를 초음파진동혼에서 증폭시켜 공구에 진동을 전달하여 피가공물에 충돌시켜 가공하는 방법을 말한다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2)에 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)를 상기 초음파코이닝 가공방법을 통해 형성하는 방법을 살펴보면,

먼저, 도 5는 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2) 상부면에 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)를 가공시는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 5에서 도시한 바와 같이 주축테이블(115) 상부에 초음파코이닝가공을 하기 위한 상부다이(116) 및 하부다이(117)가 결합한다. 상기 상부다이(116) 및 하부다이(117)는 일종의 금형틀에 해당되는 것으로, 이때, 상기 하부다이(117)에는 피가공물인 일체형 회전축(100)과 동일한 형상의 홈이 형성되며, 이 홈에 피가공물인 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2)의 하부면이 외부측으로 노출되게 안치된다.

이때, 상기 하부다이(117)에는 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2)와 접하는 면에 그루브 형상이 양각으로 형성되어 있다.

한편, 일체형 회전축(100)이 안치된 하부다이(117)에 상부다이(116)가 결합 하게 되는데, 상기 상부다이(116)에도 상기 하부다이(117)와 동일하게 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트부위(100-2)와 접하는 면에는 그루브 형상이 양각으로 형성되어 있다. 상기 상부다이(116)는 초음파발진기(111), 초음파진동자(112) 및 초음파진동혼(113)으로 이루어진 초음파코이닝가공장치와 결합되며, 상기 초음파코이닝장치에서 발생하는 진동으로 상부다이(116)로 진동을 전달하게 되고, 이와 접한 피가공물인 일체형 회전축(100)이 함께 진동하게 된다.

따라서, 상부다이(116)와 하부다이(117)의 홈에 형성된 그루브 형상과 접하게 되는 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2) 상부면 및 하부면은 상부다이(116) 및 하부다이(117)와 충돌을 통해 그루브 형상을 가공하게 된다.

이때, 상기 상부다이(116) 및 하부다이(117)의 홈에 형성되는 그루브 형상은 빗살무늬(Herring-bone) 또는 나선무늬(Spiral)가 형성되므로, 상기 스러스트플레이트 부위(100-2)의 상부면 및 하부면에 형성되는 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)는 빗살무늬(Herring-bone) 또는 나선무늬(Spiral) 형상의 그루브가 가공되게 된다.

한편, 도면에 도시한 도면부호(113)는 이송주축(113)으로 주축테이블(115)의 측면에 결합하여 가공 위치에 따라 상하로 조절이 가능하며 일측으로는 초음파코이닝가공장치와 결합하여 초음파코이닝장치를 상하로 조절한다.

도 6은 도 5에서 설명한 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2)에 초음파코이닝가공방법으로 축(Axial)방향 동압발생 그루브(120)를 가공한 것을 도시한 도면으로,

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 회전축(100)의 스러스트플레이트 부위(100-2)는 초음파코이닝 가공방법을 통해 그루브를 가공함에 따라 종래 동압베어링의 그루브를 형성하는 방법으로 이용되던 절삭가공과 전해가공, 프레스 가공이 가공부에 단차가 있거나 복잡한 형상을 갖는 부품에 대해서 적용이 어려운 문제점과 프레스가공의 경우 가공 후 제품의 변형이 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 초음파코이닝 가공방법을 통해 그루브를 가공함 따라 종래 전해가공, 절삭가공 및 프레스가공에 비해 가공시간을 단축하고 가공에 소요되는 비용을 절감하는 특징이 발생하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 일체형 회전축을 포함한 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 설명하기 위한 도면으로, 상기 도 7에서 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 스핀들모터는 통상의 스핀들모터와 구조가 크게 다르지 않으나, 일체형 회전축(100)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 통상의 스핀들모터와 같이 베이스(400), 슬리브(300), 코일이 감겨진 고정자코어(500) 및 마그네트가 결합된 허브(200)로 이루어지며 조립형태는 상기 베이스(400)의 내측에 수직으로 슬리브(300)를 결합고정하고, 베이스(400)의 상측 외부에 코일이 감겨진 고정자코어(500)를 장착하며, 상기 슬리브(300)의 내부중심을 관통하여 샤프트 부위와 스러스트플레이트 부위를 갖고 각각에 그루브가 형성된 일체형 회전축(100)을 회전가능하도록 두고 삽입한다. 상기 일체형 회전축(100)의 상 단부에는 내부가 하향 개방된 캡형상의 허브(200)를 결합한다. 이때 상기 일체형 회전축(100)의 외주면과 슬리브(300) 사이에는 오일갭이 형성되고, 이 오일갭에 윤활유나 구리스 등과 같은 유체가 채워진다. 따라서, 상기 일체형 회전축(100)이 회전을 시작하면, 상기 일체형 회전축(100)의 외면에 가공된 빗살 무늬(Herringbone)형태 또는 나선(Spirial)형태의 그루브에 의해 유체동압을 발생된다.

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.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 회전축은 종래 스핀들모터의 샤프트와 스러스트플레이트의 조립체로 된 회전축을 일체형 회전축으로 개선함으로써 종래 샤프트와 스러스트플레이트의 정확한 수직으로의 조립을 위한 기술적 어려움과 이에 따른 생산성 저하와 고비용의 문제를 해결하는 효과가 있다.

또한, 외부 충격에 의해 그 수직도를 유지하지 못하여 발생하는 스핀들모터의 구동 상의 문제를 원천적으로 발생하지 않도록 내구성을 향상하는 효과가 있다. 즉, 종래 샤프트와 스러스트플레이트가 조립된 회전축에 비해 결합력 유지와 수직도 확보라는 두 가지 목적을 달성하는 효과가 있다.

또한, 일체형 회전축에 그루브를 가공함에 있어 원판 형상인 스러스트플레이 트 부위를 초음파코이닝가공방법을 적용하여 축방향 동압발생 그루브를 형성함으로써 일체형 회전축을 생산함에 있어 소요되는 비용 및 가공시간을 단축시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들모터는 상기한 수직도의 유지력이 높은 일체형 회전축을 포함함으로써 외부 충격에 상대적으로 취약한 스핀들모터의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

베이스, 상기 베이스의 내측으로 결합하는 슬리브; 상기 베이스의 상부에 결합되는 코일이 감겨진 고정자코어; 상기 슬리브의 내경부로 소정의 오일갭을 갖고 삽입되어 회전 가능하게 되며 그 외주면으로 유체동압발생을 유도하는 방사(Radial)방향 동압발생 그루브가 형성된 샤프트와 그 하단부에 결합하며 상부면 및 하부면에 축(Axial)방향 동압발생 그루브가 형성된 스러스트플레이트로 이루어지는 회전축; 및 하향 개방된 캡형상으로 내측면에 상기 코일이 감긴 고정자 코어와 마주보도록 마그네트가 설치되는 허브;로 구성되는 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 있어서,

상기 회전축(100)의 스러스트플레이트 상부면 및 하부면에에 형성되는 축(Axial)방향 동압발생 그루브는

피가공물과 접하는 면에 소정의 형상이 형성된 하부다이에 피가공물을 넣고 그 상부에 상부다이를 결합시킨 뒤, 초음파발진기에서 초음파를 발진시키고 이를 전달받은 초음파진동자에 의해 물리적인 에너지가 발생하여 진동이 발생하고 이를 초음파진동혼에서 증폭시켜 상기 상부다이에 진동을 전달하여 상부다이 및 하부다이와 피가공물 간에 충돌을 일으켜 가공하는 초음파코이닝가공방법으로 형성한 것; 을 특징으로 하는 하드디스크드라이브용 스핀들모터.
제 1항에 있어서, 상기 회전축(100)은

샤프트 부위(100-1)와 스러스트플레이트 부위(100-2)로 구분되는 외형을 갖도록 일체로 형성한 일체형 회전축(100)인 것;을 특징으로 하드디스크드라이브용 스핀들모터.