KR101101485B1

KR101101485B1 - 유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치

Info

Publication number: KR101101485B1
Application number: KR1020100082670A
Authority: KR
Inventors: 이타경
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-01-03
Also published as: US20120050912A1; CN102384157A

Abstract

오일커버의 강성을 강화하여 오일커버의 두께를 감소시킴과 동시에 오일커버의 형상을 평판형으로 구현할 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치가 개시된다. 상기 유체 동압 베어링 어셈블리는, 일측으로 샤프트가 삽입되는 축공을 구비하는 슬리브; 및 상기 축공의 타측 방향에서 상기 슬리브에 고정되어 상기 축공에 존재하는 오일의 누유를 차단하는 오일커버를 포함하며, 상기 오일커버에서 축방향 외부면에는 강성확보용 홈부가 형성된다.

Description

유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치{HYDRODYNAMIC BEARING ASSEMBLY, MOTOR PROVIDED WITH THE HYDRODYNAMIC BEARING ASSEMBLY AND RECORDING DISK DRIVING DEVICE EQUIPPED WITH THE MOTOR}

본 발명의 유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누유를 방지하기 위해 구비되는 오일커버의 강성을 강화하여 오일커버의 두께를 감소시킴과 동시에 오일커버의 형상을 평판형으로 구현할 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치에 관한 것이다.

기록 디스크 구동장치에 사용되는 소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에는 오일이 개재되며, 상기 오일에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하는 기구이다.

최근, 기록 디스크 구동장치의 성능 향상에 따라, 저전류·저NRRO(Non Repeatable Run Out)·내충격·내진동 등의 요구가 높아지고 있다.

특히, 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: HDD)용 스핀들 모터가 넷북, 휴대폰, PMP, 게임기 등 다양한 휴대 제품에 적용됨에 따라 소형화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

일반적으로, 하드 디스크 드라이브용 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리는, 사프트가 삽입되는 반대측 슬리브의 단부에 샤프트와 슬리브 사이에 개재되는 오일의 누유를 방지하기 위한 오일커버가 구비된다.

전술한 바와 같이 소형화를 달성하면서 동시에 충분한 특성의 확보를 위해, 최대한 베어링 길이를 확보할 필요가 있으며, 이를 위해 오일커버의 두께조차 감소시킬 것이 요구되고 있다.

따라서, 오일커버의 두께를 충분히 감소시키면서도 동시에 오일커버가 갖는 강성을 확보할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 누유를 방지하기 위해 구비되는 오일커버의 강성을 강화하여 오일커버의 두께를 감소시킴과 동시에 오일커버의 형상을 평판형으로 구현할 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리, 이를 구비하는 모터 및 이 모터를 탑재하는 기록 디스크 구동장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,

일측으로 샤프트가 삽입되는 축공을 구비하는 슬리브; 및

상기 축공의 타측 방향에서 상기 슬리브에 고정되어 상기 축공에 존재하는 오일의 누유를 차단하는 오일커버를 포함하며,

상기 오일커버에서 축방향 외부면에는 강성확보용 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 일면에 방사형으로 형성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 외주부에 가까울수록 폭이 넓어지는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 일면에 복수의 동심원 형상으로 형성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 강성확보용 홈부는, 상기 복수의 동심원 형상들이 적어도 일부분에서 상호 연결된 형상으로 형성되거나, 상기 복수의 동심원 형상들 각각이 적어도 일부분에서 분리된 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 오일커버는 그 외주부에 상기 슬리브 방향으로 경사부가 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 오일커버는 평판형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 홈부의 깊이는 상기 오일커버 두께의 5 내지 30 %인 것이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,

전술한 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 샤프트와 연동하여 회전하는 로터를 포함하는 모터를 제공한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명은,

기록 디스크를 회전시키는 상기 본 발명의 모터;

상기 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부; 및

상기 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징을 포함하는 기록 디스크 구동장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 오일커버에 다양한 형상의 그루브를 형성함으로써 오일커버의 강성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 적정한 강성을 유지하면서 오일커버의 두께를 더욱 얇게 형성할 수 있음으로써 베어링의 길이를 더욱 길게 형성하여 베어링의 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 적정한 강성을 유지하면서 오일커버의 외주부에 경사부를 형성하지 않고 평판형으로 제조할 수 있음으로써 베어링의 길이를 더욱 길게 형성하여 베어링의 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 모터의 개략 단면도.
도 2의 (a) 내지 (f)는 도 1에 도시된 본 발명의 일실시형태에 적용되는 오일 커버의 예들을 도시한 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 모터의 개략 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태에 적용되는 오일 커버의 예를 도시한 평면도 및 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다. 또한, 각 실시형태의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

유체 동압 베어링 어셈블리 및 모터

도 1 및 도 3은 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터의 개략 단면도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터(10, 10')는 유체 동압 베어링 어셈블리(60), 스테이터(40) 및 로터(20)를 포함할 수 있다.

본 실시형태의 모터(10)는 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD DVD 등의 광 디스크와 같은 기록 디스크를 구동하기 위한 모터로, 크게 스테이터(40)와 로터(20)를 포함할 수 있다.

상기 로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환고리형의 마그네트(24)를 외주부에 구비하는 컵상의 로터 케이스(22)를 구비한다. 상기 마그네트(24)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.

여기서, 상기 로터 케이스(22)는, 샤프트(62)의 상단에 압입되어 고정되도록 하는 허브 베이스(220) 및 허브 베이스(220)에서 외경방향으로 연장되고 축 방향 하측으로 절곡되어 로터(20)의 마그네트(24)를 지지하는 마그네트 지지부(224)로 이루어진다.

한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(62)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경 방향은 샤프트(62)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(62)의 중심 방향을 의미한다.

상기 스테이터(40)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정 부재를 의미하는 것으로, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(60)의 외주면이 끼워지져 고정되도록 하는 지지부(42), 상기 지지부(42)에 고정되는 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.

또한, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(60)는 스테이터(40)의 지지부(42)의 내측에 배치 고정될 수 있으며, 슬리브(64) 및 오일커버(66, 66')를 포함할 수 있다.

상기 슬리브(64)는 상기 샤프트(62)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(62)를 지지한다.

여기서, 상기 샤프트(62)는 상기 슬리브(64)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되며, 상기 미소 간극에는 오일이 채워진다. 그리고, 상기 샤프트(62)의 외경 및 상기 슬리브(64)의 내경 중 적어도 하나에는 래디얼 동압부(미도시)가 형성될 수 있다.

도시하지 않았지만 상기 래디얼 동압부는 헤링본(herringbone) 형상의 홈을 포함할 수 있으며, 상기 헤링본 형상의 홈은 샤프트의 회전을 부드럽게 지지하도록 래디얼 동압을 발생시킨다.

상기 사프트(62)의 단부에는 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압부(미도시)가 형성된 플레이트(68)가 구비될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 실시형태에 따른 유체 동압 베어링(60) 또는 모터(10)는 오일커버(66, 66')의 형상에서 차이점을 갖는다. 도 1 및 도 3에 도시된 실시형태에서 오일커버(66, 66')는 샤프트(62)가 삽입되는 축공 일측의 타측 방향에서 슬리브(62)에 고정되어 축공에 존재하는 오일의 누유를 차단한다.

도 1에 도시된 실시형태에서, 오일커버(66)는, 외주부에 슬리브(64) 방향으로 경사부가 형성된다. 이는 도 2에 더욱 상세하게 도시된다.

도 2의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 실시형태에 적용된 오일커버(66)는 외주부에 경사부가 형성되고 이 경사부의 단부가 슬리브(64)에 고정되는 형태로 결합됨으로써 강성확보에 유리한 장점을 갖는다.

한편, 오일커버(66) 일면에 홈부(600)가 형성됨으로써 오일커버(66)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 2의 (a) 내지 (e)에서 '600'으로 표시되고 빗금친 영역으로 도시된 것과 같이 다양한 형상의 홈부가 형성될 수 있다.

먼저, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이 오일커버(66)의 중심으로부터 반지름 방향을 따라 형성되는 방사형의 홈부(600)를 형성할 수 있다. 상기 방사형 홈부는 도 2의 (a)와 같이 외주부로 갈수록 그 폭이 더욱 넓어지는 형태로 형성되거나 도 2의 (b)와 같이 일정한 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

다음으로, 도 2의 (c) 및 (e)에 도시한 것과 같이, 홈부(600)는 오일커버(66)의 일면에 복수의 동심원 형상으로 형성될 수 있다. 도 2의 (c)와 같이 단순히 복수의 동심원 형상으로 홈부가 형성될 수 있으며, 도 2의 (d)와 같이 복수의 동심원들이 상호 일부분에서 연결된 형태로 형성될 수도 있으며, 도 2의 (e)와 같이 각 동심원들이 일부분에서 분리되는 형태로 형성될 수도 있다.

또한, 도 3에 도시된 실시형태에서 오일커버(66')는 경사부를 갖지 않는 평판형으로 형성된다. 본 발명에서는 오일커버의 표면에 홈부를 형성하여 강성을 확보할 수 있으므로 도 1에 도시된 실시형태에의 오일커버(66)에 형성된 경사부를 생략할 수 있다. 경사부를 생략함으로써, 도 3에 도시된 실시형태는 유체 동압 베어링의 길이를 더욱 길게 확보할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 도 3의 실시형태에 적용되는 오일커버(66')의 일례를 도시한다. 도 4는 외주면에 가까울수록 폭이 넓어지는 방사형 홈부를 갖는 오일커버(66')를 도시하고 있으나, 도 2의 (b) 내지 (e)에 도시된 것과 같은 다양한 형상의 홈부를 모두 적용할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 실시형태들에서, 오일커버(66, 66')의 적정한 강성을 확보하기 위해, 상기 홈부의 깊이는 상기 오일커버(66, 66') 두께의 5 내지 30 %로 형성되는 것이 바람직하다.

기록 디스크 구동장치

도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도이다.

도 5를 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 상기에서 설명한 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 탑 커버(7)를 포함할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10, 10': 모터 20: 로터
40: 스테이터 60: 유체 동압 베어링 어셈블리
62: 샤프트 64: 슬리브
66, 66' 오일커버 600: 강성확보 홈

Claims

일측으로 샤프트가 삽입되는 축공을 구비하는 슬리브; 및
상기 축공의 타측 방향에서 상기 슬리브에 고정되어 상기 축공에 존재하는 오일의 누유를 차단하는 오일커버를 포함하며,
상기 오일커버에서 축방향 외부면에는 강성확보용 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 일면에 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 외주부에 가까울수록 폭이 넓어지는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 강성확보용 홈부는, 상기 오일커버의 일면에 복수의 동심원 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제4항에 있어서,
상기 강성확보용 홈부는, 상기 복수의 동심원 형상들이 적어도 일부분에서 상호 연결된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제4항에 있어서,
상기 강성확보용 홈부는, 상기 복수의 동심원 형상들 각각이 적어도 일부분에서 분리된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 오일커버는 그 외주부에 상기 슬리브 방향으로 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 오일커버는 평판형인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 홈부의 깊이는 상기 오일커버 두께의 5 내지 30 %인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 유체 동압 베어링 어셈블리; 및
상기 샤프트와 연동하여 회전하는 로터;를 포함하는 모터.
기록 디스크를 회전시키는 제10항의 모터;
상기 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부; 및
상기 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징;을 포함하는 기록 디스크 구동장치.