KR101060802B1 - 모터 및 기록 디스크 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트가 지지되는 슬리브; 상기 슬리브의 외경이 끼워져 지지되는 슬리브 하우징; 상기 슬리브 하우징의 반대 방향에서 상기 슬리브를 둘러싸며, 상기 샤프트와 슬리브 내의 오일을 모세관 실링하기 위해 상부면에서 돌기된 실링돌기가 형성되는 오일 실링 캡; 및 상기 샤프트의 상단에 압입되어 고정되며, 상기 실링돌기와 함께 제1 오일 실링부를 형성하는 상기 실링돌기의 대향면인 허브 베이스 외경부가 형성되는 허브 베이스;를 포함할 수 있다.

Description

모터 및 기록 디스크 구동장치{Motor and driving device of recording disc}
본 발명은 모터 및 기록 디스크 구동장치에 관한 것으로, 샤프트와 로터의 허브 사이의 발거력을 유지한 채로 유체 동압 축받이 내의 오일 넘침을 방지하는 모터 및 기록 디스크 구동장치에 관한 것이다.
기록 디스크 구동장치에 사용되는 소형의 스핀들 모터는 유체 동압 축받이 어셈블리가 이용되고, 상기 유체 동압 축받이 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에는 오일이 개재되며, 상기 오일에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하는 기구이다.
최근 기록 디스크 구동장치의 성능 향상에 따라, 저전류·저NNRO(Non Repeatable Run Out)·내충격·내진동 등의 요구가 높아지고 있다.
또한, 샤프트가 고속으로 회전함에 따라 오일이 유체 동압 축받이 어셈블리 내에서 외부로 넘치는 문제점을 해결하기 위해 오일 실링을 위한 연구도 지속적으로 요구되고 있다.
한편, 유체 동압 축받이 어셈블리에서 샤프트가 삽입되는 슬리브 내의 축공의 상단 또는 하단을 테이퍼지게 형성하여 오일이 테이퍼 실링되도록 한다.
이와 같은 테이퍼 실링에 의해, 샤프트의 베어링 스팬이 짧아져서 샤프트가 로터를 안정적으로 지지하는 것이 곤란해진다.
최근, 오일 함유량이 많은 소결 슬리브가 사용됨에 따라 오일 열팽창에 의한 오일 계면의 변동이 커지게 되고, 오일 넘침을 방지하기 위해 테이퍼의 길이를 더 길게 하면 위에서 설명한 로터의 지지가 더욱 곤란해지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 샤프트의 베어링 스팬을 길게 하여 샤프트가 로터를 안정적으로 지지하게 하는 동시에 오일 용적을 크게하여 오일 넘침을 방지하는 모터 및 기록 디스크 구동장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트가 지지되는 슬리브; 상기 슬리브의 외경이 끼워져 지지되는 슬리브 하우징; 상기 슬리브 하우징의 반대 방향에서 상기 슬리브를 둘러싸며, 상기 샤프트와 슬리브 내의 오일을 모세관 실링하기 위해 상부면에서 돌기된 실링돌기가 형성되는 오일 실링 캡; 및 상기 샤프트의 상단에 압입되어 고정되며, 상기 실링돌기와 함께 제1 오일 실링부를 형성하는 상기 실링돌기의 대향면인 허브 베이스 외경부가 형성되는 허브 베이스;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 허브 베이스 외경부는 상기 허브 베이스가 요홈 형성되면서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 샤프트와 슬리브 사이의 오일은 상기 슬리브의 외경부와 연통되며, 상기 슬리브의 외경과 접촉하는 상기 오일 실링 캡의 외경방향 외면; 및 상기 오일 실링 캡의 외경방향 외면과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 슬리브 하우징의 내면;으로 이루어진 제2 오일 실링부 에 의해 실링될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 하우징은 상기 오일 실링 캡이 상기 슬리브 하우징의 내측에 압입되도록 하는 수직부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 하우징은 축방향 상부로 확대되는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 샤프트와 슬리브 사이의 오일은 상기 슬리브의 외경부와 접촉하는 상기 슬리브 하우징의 외면과 연통되며, 상기 슬리브 하우징의 외경방향 외면; 및 상기 슬리브 하우징의 외경방향 외면과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 오일 실링 캡의 내면;으로 이루어진 제2 오일 실링부에 의해 실링될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 오일 실링 캡은 상기 슬리브 하우징이 내측에 압입되도록 하는 수직부를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 오일 실링 캡은 축방향 하부로 확대되는 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 실링 돌기는 외경방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 상기 슬리브의 상부 또는 하부에 구비되는 스러스트 플레이트;를 더 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동 장치는 기록 디스크를 회전시키는 청구항 1의 모터; 상기 모터에 탑재된 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부; 및 상기 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모터 및 기록 디스크 구동장치는 샤프트의 베어링 스팬을 길게 유지할 수 있어 샤프트가 로터를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 오일 계면을 허브 베이스의 외경부와 상기 허브 베이스와 상대하는 오일 실링 캡이 제1 오일 실링부를 형성하고, 슬리브 하우징과 상대하는 오일 실링 캡이 제2 오일부를 형성하도록 하여 오일 함량을 증가시켜 오일이 슬리브 외부로 누설되는 현상을 줄일 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기록 디스크 구동장치(1)는 하드 디스크 구동장치이며, 모터(10), 헤드 이송부(6) 및 하우징(3)을 포함한다.
상기 모터(10)는 이하에서 설명할 본 발명의 모터의 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(2)를 탑재한다.
상기 헤드 이송부(6)는 상기 모터(10)에 탑재된 기록 디스크(2)의 정보를 검출하는 헤드(4)를 검출하고자 하는 기록 디스크(2)의 면으로 이송시킨다. 상기 헤드(4)는 상기 헤드 이송부(6)의 지지부(5) 상에 배치된다.
상기 하우징(3)은 상기 모터(10)와 헤드 이송부(6)를 수용하는 내부공간을 형성하기 위해, 모터 탑재 플레이트(8)와 상기 모터 탑재 플레이트(8)의 상부를 차폐하는 탑커버(7)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 기록 디스크 구동장치(1)에 사용되는 모터(10)를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분의 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(10)는 슬리브(66), 슬리브 하우징(68), 오일 실링 캡(660), 및 허브 베이스(220)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 유체 동압 모터(10)는 크게 로터(20), 스테이터(40) 및 축받이 어셈블리(60)로 이루어진다.
상기 로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환고리형의 마그네트(24)를 외주부에 구비하는 컵상의 허브(22)를 구비한다. 상기 마그네트(24)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.
상기 스테이터(40)는 슬리브 하우징(68)의 외경이 끼워지도록 형성되는 지지부(42), 상기 지지부(42)에 고정되는 다수의 코어(44) 및 상기 코어(44)를 감싸는 코일(46)을 포함한다.
상기 코일(46)과 상기 마그네트(24)의 전자기적 상호작용에 의해 로터(20)는 회전하게 된다.
상기 스테이터(40)의 지지부(42)의 내측에 배치되는 축받이 어셈블리(60)는 상기 로터(20)의 회전을 지지하는 샤프트(62), 상기 샤프트(62)가 삽입하여 끼워지되, 상기 샤프트(62)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(62)가 지지되는 슬리브(66), 및 상기 슬리브(66)의 외경이 끼워져 지지되는 슬리브 하우징(68)을 포함한다.
여기서, 상기 샤프트(62)는 상기 슬리브(66)의 축공(65)과 미소 간극을 가지도록 삽입되며, 상기 미소 간극에는 오일이 충전되며 상기 슬리브(66)의 내경에 형성되는 래디얼 동압 홈에 의해 발생하는 동압으로 로터(20)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.
도 2의 실시예의 축받이 어셈블리(60)에는 슬리브(66)의 축방향 하측에 스러스트 플레이트(64)가 배치되는 구조이다. 스러스트 플레이트(64)에는 샤프트(62)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압 홈이 형성된다.
한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 2에서 볼 때, 샤프트(62)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경방향은 샤프트(62)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(62)의 중심 방향을 의미한다.
또한, 상기 오일 실링 캡(660)은 상기 슬리브 하우징(68)의 반대 방향에서 상기 슬리브(66)의 상부면 및 상부 측부면을 둘러싸며, 상기 샤프트(62)와 슬리브(66) 내의 오일을 모세관 실링하기 위해 상부면에 돌기된 실링돌기(662)가 형성된다.
상기 로터 허브(22)는 상기 샤프트(62)의 상단에 압입되어 고정되는 허브 베이스(220)를 구비한다. 상기 허브 베이스(220)는 상기 실링돌기(662)의 대향면인 허브 베이스 외경부(222)를 가지며, 상기 실링돌기(662)와 상기 허브 베이스 외경부(222)는 상기 샤프트(62)와 슬리브(66) 내의 오일을 모세관 실링할 수 있다.
상기 허브 베이스 외경부(222)는 상기 허브 베이스(220)가 축방향 상측으로 요홈 형성되면서 형성될 수 있다.
한편, 샤프트(62)의 베어링 스팬을 길게 하기 위해 오일을 슬리브(66)의 외경부(668)인 제2 오일 실링부(200)에서 실링할 수 있다. 즉, 샤프트(62)와 슬리브(66) 사이의 오일은 상기 슬리브(66)의 외경부(668)와 상기 슬리브(66)의 상면과 측면에 형성되는 오일 연통 채널(665)을 통해 연통된다.
상기 제2 오일 실링부(200)는 상기 슬리브(66)의 외경부(668)와 접촉하는 상기 오일 실링 캡(660)의 외경방향 외면(664)과 상기 오일 실링 캡(660)의 외경방향 외면(664)과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 슬리브 하우징(68)의 내면(684)으로 이루어진다.
상기 슬리브 하우징(68)은 축방향 상부로 확대되는 형상으로 이루어져, 제2 오일 계면을 테이퍼 실링할 수 있다.
도 4는 도 2의 A 부분의 변형된 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제2 오일 실링부(200)의 다른 실시예를 알 수 있다.
도 3의 실시예와 달리, 샤프트(62)와 슬리브(66) 사이의 오일은 상기 슬리브(66)의 외경부(668)와 접촉하는 상기 슬리브 하우징(68)의 외면(686)과 상기 슬리브(66)와 슬리브 하우징(68)의 상면에 형성되는 오일 연통 채널(665)을 통해 연통된다.
상기 제2 오일 실링부(200)는 상기 슬리브 하우징(68)의 외경방향 외면(686)과 상기 슬리브 하우징(68)의 외경방향 외면(686)과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 오일 실링 캡(660)의 내면(667)로 이루어진다.
상기 오일 실링 캡(660)은 축방향 하부로 확대되는 형상으로 이루어져, 제2 오일 계면을 테이퍼 실링할 수 있다.
도 5는 도 3의 오일 실링 캡이 고정되는 모습을 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이며, 도 6은 도 4의 오일 실링 캡이 고정되는 모습을 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이다.
우선 제2 오일 실링부(200)의 제1 실시예인 도 5의 경우에, 상기 슬리브 하우징(68)은 오일 실링 캡(660)의 외경방향 외면(664)의 내측에 상기 슬리브 하우징(68)에 압입되도록 하는 수직부(685)를 구비할 수 있다.
또한, 제2 오일 실링부(200)의 제2 실시예인 도 6의 경우는, 상기 오일 실링 캡(660)은 상기 슬리브 하우징(68)을 내측에 압입되도록 하는 수직부(663)를 구비할 수 있다.
이와 같은 수직부(685, 663)는 상기 오일 실링 캡(660)과 슬리브 하우징(68)이 견고하게 고정되도록 한다.
도 7은 오일 실링 캡의 오일 실링 돌기가 경사지게 형성되는 개략 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제1 오일 실링부(100)의 실링 돌기(662)는 상기 허브 베이스(220)의 요홈 내에서 외경방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 실링 돌기(662)가 외경방향으로 경사지게 형성되면 허브 베이스(220)의 내경부와 테이퍼지게 형성되므로 제1 오일 실링부(100)가 더 많은 오일을 실링할 수 있다.
또한, 테이퍼 실링은 많은 오일을 실링할 수 있는 동시에 오일이 좁은 틈에 모이는 모세관 현상을 이용하여 강한 실링을 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도이며, 도 9는 도 8의 B 부분의 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이며, 도 10은 도 8의 B 부분의 변형된 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이다.
도 8 내지 도 10의 실시예는 도 2 내지 도 4의 실시예와 달리 스러스트 플레이트(74)가 슬리브(66) 상에 구비되며, 오일 실링 캡(660)이 스러스트 플레이트(74)와 슬리브(66)의 측부를 둘러싸게 된다.
제1 오일 실링부(100)와 제2 오일 실링부(200)에 대한 구성은 도 2 내지 도 4의 실시예와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 모터 및 기록 디스크 구동장치는 샤프트의 베어링 스팬을 길게 유지할 수 있어 샤프트가 로터를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 오일 계면을 허브 베이스의 외경부와 상기 허브 베이스와 상대하는 오 일 실링 캡이 제1 오일 실링부를 형성하고, 슬리브 하우징과 상대하는 오일 실링 캡이 제2 오일부를 형성하도록 하여 오일 함량을 증가시켜 오일이 슬리브 외부로 누설되는 현상을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분의 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
도 4는 도 2의 A 부분의 변형된 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
도 5는 도 3의 오일 실링 캡이 고정되는 모습을 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
도 6은 도 4의 오일 실링 캡이 고정되는 모습을 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
도 7은 오일 실링 캡의 오일 실링 돌기가 경사지게 형성되는 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도.
도 9는 도 8의 B 부분의 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
도 10은 도 8의 B 부분의 변형된 일 실시예를 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 기록 디스크 구동장치 10: 모터
20: 로터 40: 스테이터
60: 축받이 어셈블리 62: 샤프트
64, 74: 스러스트 플레이트 220: 허브 베이스
100: 제1 오일 실링부
200: 제2 오일 실링부

Claims (11)

  1. 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트가 지지되는 슬리브;
    상기 슬리브의 외경이 끼워져 지지되는 슬리브 하우징;
    상기 슬리브 하우징의 반대 방향에서 상기 슬리브를 둘러싸며, 상기 샤프트와 슬리브 내의 오일을 모세관 실링하기 위해 상부면에서 돌기된 실링돌기가 형성되는 오일 실링 캡; 및
    상기 샤프트의 상단에 압입되어 고정되며, 상기 실링돌기와 함께 제1 오일 실링부를 형성하는 상기 실링돌기의 대향면인 허브 베이스 외경부가 형성되는 허브 베이스;를 포함하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 허브 베이스 외경부는 상기 허브 베이스가 요홈 형성되면서 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 슬리브 사이의 오일은 상기 슬리브의 외경부와 연통되며,
    상기 슬리브의 외경과 접촉하는 상기 오일 실링 캡의 외경방향 외면; 및
    상기 오일 실링 캡의 외경방향 외면과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 슬리브 하우징의 내면;으로 이루어진 제2 오일 실링부에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징은 상기 오일 실링 캡이 상기 슬리브 하우징의 내측에 압입되도록 하는 수직부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징은 축방향 상부로 확대되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 슬리브 사이의 오일은 상기 슬리브의 외경부와 접촉하는 상기 슬리브 하우징의 외면과 연통되며,
    상기 슬리브 하우징의 외경방향 외면; 및
    상기 슬리브 하우징의 외경방향 외면과 외경방향으로 미소 간극을 형성하는 상기 오일 실링 캡의 내면;으로 이루어진 제2 오일 실링부에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오일 실링 캡은 상기 슬리브 하우징이 내측에 압입되도록 하는 수직부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오일 실링 캡은 축방향 하부로 확대되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실링 돌기는 외경방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 상부 또는 하부에 구비되는 스러스트 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  11. 기록 디스크를 회전시키는 청구항 1의 모터;
    상기 모터에 탑재된 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부; 및
    상기 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징;을 포함하는 기록 디스크 구동장치.
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