KR101452046B1 - 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 Download PDF

Info

Publication number
KR101452046B1
KR101452046B1 KR1020120123069A KR20120123069A KR101452046B1 KR 101452046 B1 KR101452046 B1 KR 101452046B1 KR 1020120123069 A KR1020120123069 A KR 1020120123069A KR 20120123069 A KR20120123069 A KR 20120123069A KR 101452046 B1 KR101452046 B1 KR 101452046B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing cap
thrust member
hub
upper thrust
radially
Prior art date
Application number
KR1020120123069A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140055775A (ko
Inventor
윤관수
정신영
이타경
오송본
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120123069A priority Critical patent/KR101452046B1/ko
Priority to JP2013079935A priority patent/JP5545582B2/ja
Priority to US13/859,439 priority patent/US9135947B2/en
Priority to CN201310153094.1A priority patent/CN103812256A/zh
Publication of KR20140055775A publication Critical patent/KR20140055775A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101452046B1 publication Critical patent/KR101452046B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2045—Hubs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2036—Motors characterized by fluid-dynamic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)

Abstract

본 발명은 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로서, 베이스 부재에 고정 설치되고 상부에 반경방향 외측으로 돌출되게 구비되는 상부 스러스트 부재를 구비하는 샤프트와, 상기 샤프트에 유체 동압에 의해 회전 가능하게 지지되는 슬리브와, 상기 슬리브에서 반경방향 외측으로 연장 구비되는 허브 및 상기 허브에 장착되고 상기 상부 스러스트 부재와 상기 허브 사이에 축방향으로 형성되는 공간을 덮도록 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 상부로 연장 구비되는 실링 캡을 포함하고, 상기 상부 스러스트 부재와 상기 슬리브 또는 상기 허브 사이에는 기액계면이 형성되며, 상기 실링 캡과 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 대향면 간의 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고, 상기 실링 캡은 상기 실링 캡이 상기 상부 스러스트 부재와 축방향으로 대면하는 부분의 간격의 대소가 반경방향으로 교호하도록 웨이브진 굴곡부를 구비할 수 있다.

Description

스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브{SPINDLE MOTOR AND HARD DISC DRIVE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 기록 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 기록 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 기록 디스크를 구동시킬 수 있는 기록 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 기록 디스크 구동장치에는 소형의 스핀들 모터가 사용된다.
상기 스핀들 모터의 상측에는 기록 디스크가 탑재되는 로터 허브가 장착되며, 샤프트를 중심으로 반경 방향으로 펼쳐진 원반 형상으로 구비된다. 이에, 상기 로터 허브에 장착되는 기록 디스크는 상기 로터 허브의 축방향 상면에 구비되는 클램프에 의해 고정될 수 있었다.
그런데, 종래에는 하드 디스크 드라이브(HDD)의 두께 규격이 모바일용의 경우는 9.5mm, 서버용의 경우는 15mm에 해당하여 이에 장착되는 스핀들 모터가 축 방향으로 어느 정도 길게 형성될 수 있었다. 즉, 상하 래디얼 베어링의 베어링 스팬이 충분히 확보될 수 있었다.
하지만, 최근 전자기기의 크기가 소형화되면서 전자기기에 사용되는 하드 디스크 드라이브의 두께 규격이 5mm 이하로 소형화가 요구되고 있으며, 이에 따라 이에 사용되는 스핀들 모터가 축 방향으로 매우 짧게 형성되고 있다.
이러한 스핀들 모터의 박형화 추세에 따라 상기 로터 허브의 축방향 상면에 구비되던 클램프가 축방향으로 공간을 낭비하지 않도록 하는 방안이 요구되고 있다.
또한, 축방향으로 길이가 짧아지는 스핀들 모터는 베어링 간극에 채울 수 있는 윤활유체의 양도 자연스럽게 줄어드므로 윤활유체의 비산을 방지할 수 있는 방안이 요구된다.
하기의 선행기술문헌은 허브의 상부에 구비되는 클램프 부재(50)를 개시하고 있다.
한국공개특허 제2007-0029457호
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 기록 디스크를 고정하는 클램프가 축방향으로 공간을 차지하지 않도록 하는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
또한, 윤활유체의 비산을 효율적으로 저감할 수 있는 구조를 구비하는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스 부재에 고정 설치되고 상부에 반경방향 외측으로 돌출되게 구비되는 상부 스러스트 부재를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트에 유체 동압에 의해 회전 가능하게 지지되는 슬리브; 상기 슬리브에서 반경방향 외측으로 연장 구비되는 허브; 및 상기 허브에 장착되고 상기 상부 스러스트 부재와 상기 허브 사이에 축방향으로 형성되는 공간을 덮도록 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 상부로 연장 구비되는 실링 캡;을 포함하고, 상기 상부 스러스트 부재와 상기 슬리브 또는 상기 허브 사이에는 기액계면이 형성되며, 상기 실링 캡과 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 대향면 간의 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고, 상기 실링 캡은 상기 실링 캡이 상기 상부 스러스트 부재와 축방향으로 대면하는 부분의 간격의 대소가 반경방향으로 교호하도록 웨이브진 굴곡부를 구비할 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 상측으로 돌출되는 상향 돌출부와, 상기 상향 돌출부의 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제1 하향 돌출부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 스러스트 부재와 상기 제1 하향 돌출부의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제1 간격, 상기 상부 스러스트 부재와 상기 상향 돌출부의 축방향 최상부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제2 간격 및 상기 상부 스러스트 부재와 상기 실링 캡의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제3 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고, 상기 제1 내지 제3 간격은 순차적으로 간격 간의 대소가 교호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 제1 간격과 상기 제3 간격은 상기 제2 간격보다 더 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제2 하향 돌출부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 스러스트 부재와 상기 제1 하향 돌출부의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제4 간격 및 상기 상부 스러스트 부재와 상기 실링 캡의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제5 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고, 상기 제4 간격은 상기 제5 간격보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 허브의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡이 안착되도록 축방향 하측으로 단차진 제1 안착부를 구비하고, 상기 실링 캡의 반경방향 외측단은 상기 제1 안착부을 형성하는 반경방향 외측면에 끼움될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 허브의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡이 안착되도록 축방향 상측으로 단차진 제2 안착부를 구비하고, 상기 실링 캡의 반경방향 외측단에는 축방향 하측으로 돌출된 하향 절곡부를 구비하여 상기 제2 안착부를 형성하는 반경방향 외측면에 끼움될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡과 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 대향면 중 적어도 어느 한 면에는 발유제가 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 허브의 반경방향 내측면에는 차단홈 또는 반경방향 내측으로 단차진 차단부가 구비되고, 상기 차단홈 또는 상기 차단부와 상기 실링 캡과 접하는 상기 허브의 반경방향 내측면 사이의 적어도 일부에 발유제가 도포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡과 상기 허브가 결합되는 부분에는 접착제가 채워질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡은 철 또는 스테인레스를 포함하는 재질의 강판을 소성 변형한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 스러스트 부재와 상기 슬리브 또는 상기 허브의 축방향 대향면 사이에 기액계면이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 샤프트와 상기 상부 스러스트 부재는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 슬리브와 상기 허브는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 하향 절곡부와 상기 제2 안착부의 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 제2 안착부를 형성하는 반경방향 외측면의 축방향 하단에는 접착제 포집홈이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 실링 캡의 반경방향 외측면과 상기 제1 안착부를 형성하는 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 제1 안착부를 형성하는 반경방향 외측면의 축방향 하단에는 접착제 포집홈이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터의 허브의 반경방향 외측에 설치되는 기록 디스크; 상기 허브의 반경방향 외측면에 구비되어 상기 기록 디스크를 고정하는 링 형상의 디스크 클램프; 상기 샤프트 및 상기 스러스트 부재 중 상면이 축방향으로 더 상측에 위치하는 부재의 상단에 결합되는 탑 커버;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 두께 규격이 5mm 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 스핀들 모터는 기록 디스크를 고정하는 클램프가 축방향으로 공간을 차지하지 않도록 할 수 있다.
또한, 윤활유체의 비산을 효율적으로 저감할 수 있는 구조를 구비하는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 단면도이며,
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실링 캡의 형상을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 이용하는 디스크 구동장치의 개략 단면도이다.
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, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스 부재(110), 하부 스러스트 부재(120), 샤프트(130), 슬리브(140), 허브(150), 상부 스러스트 부재(160) 및 캡 부재(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상하 방향, 즉 샤프트(130)의 하부측으로부터 상부측을 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부측으로부터 하부측을 향하는 방향을 의미하고, 반경 방향은 도 1에서 볼 때, 좌우 방향, 즉 샤프트(130)로부터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향 또는 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향을 의미하고, 원주 방향은 회전중심에서 소정 반경을 따라 회전되는 방향을 의미한다. 가령, 허브(150)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 유체 동압 베어링 어셈블리를 이용하여 회전부재가 고정부재에 부드럽게 상대회전할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리는 윤활 유체를 매개로 유체 동압을 발생시켜 상대 회전하는 부재들로 구성되며, 하부 스러스트 부재(120), 슬리브(140), 샤프트(130), 상부 스러스트 부재(160) 및 허브(150)를 포함할 수 있다.
또한, 회전부재는, 고정부재에 상대적으로 회전하는 부재로, 슬리브(140) 및 허브(150)를 포함할 수 있으며, 상기 허브(150)에 구비되는 마그네트(180)를 포함할 수 있다.
나아가, 고정부재는, 상기 회전부재에 상대적으로 고정되어 있는 부재로, 베이스 부재(110), 샤프트(130), 하부 스러스트 부재(140) 및 상부 스러스트 부재(160)를 포함할 수 있다.
베이스 부재(110)는 허브(150)와 함께 소정 공간를 형성토록 장착홈(112)을 구비할 수 있다. 그리고, 베이스부재(110)는 축방향 상부측으로 연장 형성되어 외주면에 스테이터 코어(102)가 설치되는 결합부(114)를 구비할 수 있다.
또한, 결합부(114)의 외주면에는 스테이터 코어(102)가 안착되어 설치될 수 있도록 안착면(114a)이 구비될 수 있다. 그리고, 결합부(114)에 안착된 스테이터 코어(102)는 상기한 베이스 부재(110)의 장착홈(112) 상부에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 상기 베이스 부재(110)는 압연 강판의 소성 가공(plastic working)에 의해 제조될 수 있다. 더욱 상세하게는 상기 베이스 부재(210)는 프레스(press), 스탬핑(stamping), 딥 드로잉(deep drawing) 방식 등으로 제조될 수 있다. 다만, 베이스 부재(110)의 제조는 이에 한정하지 않으며 알루미늄 다이캐스팅 등 예시하지 않은 다양한 방식에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기 베이스 부재(110)는 압연 강판의 소성 가공에 의해 제조되므로 베이스 부재(110)의 두께가 얇고 균일하게 제조된다. 그러므로 상기 베이스 부재(110)에 구비되는 결합부(114)를 일체로 형성하기가 용이하지 않을 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 베이스 부재(110)의 경우는 상기 결합부(114)를 별도의 부재로 제작하여 스핀들 모터의 조립시 상기 베이스 부재(110)에 결합할 수 있다.
하부 스러스트 부재(120)는 베이스 부재(110)에 고정 설치된다. 즉, 하부 스러스트 부재(120)는 결합부(114)에 삽입 설치되며, 보다 상세하게는 하부 스러스트 부재(120)의 외주면이 결합부(114)의 내주면에 접합되도록 설치될 수 있다.
한편, 하부 스러스트 부재(120)는 내부면이 샤프트(130)에 고정 설치되며 외부면이 베이스 부재(110)에 고정 설치되는 원반부(122)와, 원반부(122)로부터 축방향 상측으로 연장 형성되는 연장부(124)를 구비할 수 있다.
즉, 하부 스러스트 부재(120)는 중공을 가진 컵 형상을 가질 수 있다. 즉, 단면이 'ㄷ' 자 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 원반부(122)에는 샤프트(130)의 설치를 위한 설치홀(122a)이 형성될 수 있으며, 샤프트(130)는 설치홀(122a)에 삽입 장착된다.
그리고, 하부 스러스트 부재(120)는 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함된다.
한편, 하부 스러스트 부재(120)의 외부면은 베이스 부재(110)의 내부면에 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다. 다시 말해, 하부 스러스트 부재(120)의 외부면은 베이스 부재(110)의 결합부(114) 내부면에 고정 접합된다.
또한, 하부 스러스트 부재(120)의 상면 또는 슬리브(140)의 저면(140b) 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 하부 스러스트 동압 그루브(149)가 형성될 수 있다. 도 1의 도시에서는 상기 하부 스러스트 동압 그루브(149)가 슬리브(140)의 하부 면에 형성되는 것을 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 슬리브(140)의 하부 면에 대향하는 상기 하부 스러스트 부재(120)에 구비될 수도 있다.
더하여, 하부 스러스트 부재(120)는 윤활유체가 누설되는 것을 방지하기 위한 실링부재의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
샤프트(130)는 하부 스러스트 부재(120)와 베이스 부재(110) 중 적어도 하나에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)의 하단부가 하부 스러스트 부재(120)의 원반부(122)에 형성된 설치홀(122a)에 삽입되도록 설치될 수 있다.
또한, 샤프트(130)의 하단부는 원반부(122)의 내부면과 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(130)가 고정될 수 있는 것이다.
다만, 본 발명의 일 실시예에서는 샤프트(130)가 하부 스러스트 부재(120)에 고정 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 샤프트(130)는 베이스 부재(110)에 고정 설치될 수도 있을 것이다. 본 발명에서는 상기 샤프트(130)가 상기 하부 스러스트 부재(120)를 통해 상기 베이스 부재(110)에 고정되거나 직접 상기 베이스 부재(110)에 고정되는 경우라도 상기 샤프트(130)는 상기 베이스 부재(110)에 설치되는 것으로 볼 수 있다.
한편, 샤프트(130)도 상기 하부 스러스트 부재(120), 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함되는 구성이다.
샤프트(130)의 상면에는 탑 커버(300)(도 9 참조)가 고정 설치될 수 있도록 결합수단, 예를 들어 나사가 체결되는 나사부(135)가 구비될 수 있다.
슬리브(140)는 샤프트(130)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해 슬리브(140)는 샤프트(130)가 삽입되는 관통홀(141)을 구비할 수 있다. 한편, 슬리브(140)가 샤프트(130)에 설치되는 경우 슬리브(140)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극(B)를 형성한다. 그리고, 이 베어링 간극(B)에 윤활유체가 충진된다.
한편, 슬리브(140)의 상단부에는 상부 스러스트 부재(160)와의 사이에 래버린스 형상의 실링부를 형성하기 위한 단차면(144)이 형성될 수 있다. 상기 단차면(144)과 상기 상부 스러스트 부재(160)에 의해 형성되는 래버린스 형상의 실링부에 의해 윤활유체의 실링이 견고하게 이루어질 수 있다.
한편, 상기 상부 스러스트 부재(160)의 상단부 외측면에는 허브(150)와의 사이에 제1 기액계면(F1)을 형성토록 상부측 외경이 하부측의 외경보다 크게 형성되는 경사부(163)를 가질 수 있다.
다시 말해, 상부 스러스트 부재(160)의 외주면과 허브(150)의 내주면 사이 공간에 제1 기액계면(F1)이 형성될 수 있도록 상부 스러스트 부재(160)의 상단부에는 상부측 외경이 하부측의 외경보다 크게 형성되는 경사부(163)가 형성될 수 있다.
다만, 본 발명에서 상기 제1 기액계면은 상기 상부 스러스트 부재(160)와 슬리브(140) 사이에도 형성될 수 있다. 도면에서는 'F1'으로 표시된 부분에 해당한다.
또한, 슬리브(140)의 외주면에는 허브(150)가 접합된다. 즉, 슬리브(140)의 외주면에는 접합면이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(140)와 허브(150)는 일체형으로 구비될 수 있다. 슬리브(140)와 허브(150)가 일체형으로 구비되는 경우에는 하나의 부재로 슬리브(140) 및 허브(150)가 모두 제공되므로 부품수를 줄여 제품의 조립이 용이하고 조립 공차를 최소화할 수 있다.
한편, 슬리브(140)의 외주면 하단부는 하부 스러스트 부재(120)의 연장부(124)와 함께 기액계면을 형성토록 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 슬리브(140)의 외주면과 하부 스러스트 부재(120)의 연장부(124) 사이 공간에 제2 기액계면(F2)가 형성될 수 있도록 슬리브(140)의 하단부는 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 외주면과 하부 스러스트 부재(120)의 연장부(124) 사이 공간에 윤활유체의 실링부가 형성될 수 있다.
이와 같이, 제2 기액계면(F2)이 슬리브(140)의 하단부와 연장부(124) 사이 공간에 형성되므로, 베어링 간극(B)에 충진된 윤활유체는 제1 기액계면(F1 또는 F1')과 제2 기액계면(F2)을 형성한다.
또한, 슬리브(140)의 내부면에는 슬리브(140)의 회전시 베어링 간극(B)에 충진된 윤활유체를 매개로 하여 유체 동압을 발생시키기 위한 상부 및 하부 래디얼 동압 그루브(146)(147)가 형성될 수 있다.
다만, 상기 상부 및 하부 래디얼 동압 그루브(146)(147)는 도 1에 도시된 바와 같이 슬리브(140)의 내부면에 형성되는 경우로 한정되지 않으며, 샤프트(130)의 외주면에 형성될 수도 있으며, 헤링본, 스파이럴, 나사선 형상 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
허브(150)는 슬리브(140)에 결합되어 슬리브(140)와 연동하여 회전된다.
허브(150)는 상부 스러스트 부재(160)가 내부에 삽입 배치되는 삽입부가 형성된 허브 바디(152)와, 허브 바디(152)의 가장자리로부터 연장 형성되어 내부면에 마그네트(180)가 장착되는 원통형 벽부(154) 및 상기 원통형 벽부(154)의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향해 연장 형성되는 디스크 장착부(156)를 구비할 수 있다.
한편, 허브 바디(152)의 내부면 하단부는 슬리브(140)의 외부면에 접합될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 접합면에 허브 바디(152)의 내부면 하단부가 접착제에 의해 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다.
이에 따라, 허브(150)의 회전시 슬리브(140)가 허브(150)와 함께 회전될 수 있는 것이다.
또한, 원통형 벽부(154)는 허브 바디(152)로부터 축방향 하측을 향하여 연장 형성된다. 그리고, 원통형 벽부(154)의 내부면에 마그네트(180)가 고정 설치될 수 있다.
상기 허브(150)의 반경방향 내측면, 더욱 상세하게는 상기 허브 바디(152)의 반경 방향 내측면에는 차단홈(미도시) 또는 반경방향 내측으로 단차진 차단부(153a)가 구비되고, 상기 차단홈(미도시) 또는 상기 차단부(153a)와 상기 실링 캡(190)과 접하는 상기 허브(150)의 반경방향 내측면 사이의 적어도 일부에 발유제가 도포될 수 있다.
마그네트(180)는 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
한편, 마그네트(180)는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치되며, 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 허브(150)가 회전될 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치되며, 슬리브(140) 또는 허브(150)와 함께 기액계면을 형성한다.
상기 상부 스러스트 부재(160)는 내부면이 샤프트(130)에 접합되는 바디(162) 및 바디(162)로부터 축방향 하측으로 연장 형성되어 경사부(153)와 함께 기액계면을 형성하는 돌출부(164)를 구비할 수 있다.
돌출부(164)는 바디(162)로부터 축방향 하측으로 연장 형성되며, 내부면이 슬리브(140)의 외측면과 대향하고, 외부면이 허브(150)의 내부면과 대향할 수 있다.
또한, 도면의 도시는 생략하나 돌출부(164)는 샤프트(130)와 평행하게 바디(162)로부터 연장 형성될 수 있다.
또한, 상부 스러스트 부재(160)도 베이스 부재(110), 하부 스러스트 부재(120), 샤프트(130)와 함께 고정 설치되는 고정부재로서, 스테이터를 구성하는 부재이다.
한편, 상부 스러스트 부재(160)가 샤프트(130)에 고정 설치되며 슬리브(140)가 허브(150)와 함께 회전되므로, 허브(150)와 돌출부(164)의 사이 공간에 제1 기액계면(F1)이 형성될 수 있다. 이에 상기 허브(150)의 내측면은 경사지도록 구비되는 경사부(153)를 구비할 수 있다.
다만, 상기 상부 스러스트 부재(160)의 돌출부(164)는 슬리브(140)와 허브(150)가 형성하는 사이 공간에 배치된다. 그리고, 슬리브(140)와 상부 스러스트 부재(160)의 바디(162)의 하면, 상기 슬리브(140)의 외측면과 돌출부(164)의 내측면, 상기 돌출부(164)의 외측면과 상기 허브(150)의 내측면이 각각 형성하는 공간을 따라 미로(래버린스) 형상으로 윤활유체가 채워져서 실링부가 형성된다.
그러므로, 상기 제1 기액계면(F1)은 도 1에 도시된 것과 같이 상부 스러스트 부재(160)의 외측면과 허브(150)의 내측면이 형성하는 공간에 형성될 수 있을 뿐 아니라, 상기 슬리브(140)의 외측면과 돌출부(164)의 내측면에 형성될 수 있다(F1'). 물론, 후자의 경우에는 상기 슬리브(140)의 외측면 또는 상기 돌출부(164)의 내측면이 경사지도록 형성되어 윤활유체의 실링이 용이하도록 할 수 있다.
한편, 상부 스러스트 부재(160)의 저면 또는 상부 스러스트 부재(160)의 저면에 대향 배치되는 슬리브(140)의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키기 위한 상부 스러스트 동압 그루브(148)가 형성될 수 있다.
그리고, 상부 스러스트 부재(160)는 베어링 간극(B)에 충진되는 윤활유체가 상부측으로 누설되는 것을 방지하는 실링부재의 역할도 동시에 수행할 수 있다.
또한, 상기 상부 스러스트 부재(160)는 상기 샤프트(130)와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 스핀들 모터(100)가 도 9에 도시된 바와 같이 하드 디스크 드라이브(800)에 장착되는 경우에는, 상기 샤프트(130)의 상단에 탑 커버(300)가 장착될 수 있다. 이 경우에, 상기 탑 커버(300)에 외력이 가해지는 경우에는 상기 샤프트(130)를 중심으로 방사상으로 휨 양이 커질 수 있다. 그러므로, 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 상면은 상기 샤프트(130)의 축방향 상면보다 하측에 위치하도록 할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 상면이 상기 샤프트(130)의 축방향 상면보다 상측에 위치하도록 구비될 수도 있다.
또한, 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 허브(150)가 형성하는 공간을 상측에서 커버해주는 실링 캡(190)을 구비할 수 있다.
상기 실링 캡(190)은 철 또는 스테인레스를 포함하는 재질의 강판을 소성 변형한 것일 수 있다. 상세히 설명하면, 상기 실링 캡(190)은 압연 강판의 소성 가공(plastic working)에 의해 제조될 수 있다. 상기 실링 캡(190)은 프레스(press), 스탬핑(stamping), 딥 드로잉(deep drawing) 방식 등으로 제조될 수 있다. 다만, 실링 캡(190)의 제조는 이에 한정하지 않으며 알루미늄 다이캐스팅 등 예시하지 않은 다양한 방식에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 실링 캡(190)과 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 대향면 중 적어도 어느 한 면에는 발유제가 도포될 수 있다.
상기 실링 캡(190)은 링 형상으로 구비되어 외측단이 상기 허브(150)의 내측상면에 고정될 수 있다. 즉, 상기 허브 바디(152)의 반경방향 내측단 상면에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에서 실링 캡(190)은 상기 허브(150)에 장착되고 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 허브(150) 사이에 축방향으로 형성되는 공간(S0)을 덮도록 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 상부로 연장 구비될 수 있다. 도 2는 도 1의 '1' 부분을 확대한 도면이다.
이에, 상기 허브(150)의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡(190)이 안착되도록 축방향 상측으로 단차진 제2 안착부(172)를 구비할 수 있다.
이에, 상기 실링 캡(190)은 상기 제2 안착부(172)의 상면에 반경방향 외측단이 고정될 수 있다.
나아가, 상기 실링 캡(190)은 반경방향 외측단에 하향 절곡부(195)가 구비되어 상기 제2 안착부(172)를 형성하는 반경방향 외측면(172b)에 끼움될 수 있다.
여기서, 상기 실링 캡(190)은 상기 제2 안착부(172)에 압입 결합, 슬라이드 결합, 용접 결합, 접착제 본딩 등 다양한 방식에 의해 결합될 수 있다.
이에, 상기 실링 캡(190)과 상기 허브(150)가 결합되는 부분에는 접착제가 채워질 수 있다. 상세히 설명하면, 상기 하향 절곡부(195)와 상기 제2 안착부(172)의 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진될 수 있다. 나아가, 상기 제2 안착부(172)를 형성하는 반경방향 외측면(172b)의 축방향 하단에는 접착제 포집홈(178)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 실링 캡(190)과 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 대향면 간의 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁을 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 제1 기액계면(F1)이 형성되는 상부 스러스트 부재(160)와 허브(150) 사이에 제0 공간(S0)(슬리브(140) 사이에 제1 기액계면(F1')이 형성되는 경우에는 제1 기액계면(F1')부터 공기 방향의 공간을 의미함)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 실링 캡(190)은 상기 실링 캡(190)이 상기 상부 스러스트 부재(160)와 축방향으로 대면하는 부분의 간격이 반경방향으로 변하도록 웨이브진 굴곡부(191)(192)를 적어도 하나 구비할 수 있다. 여기서, 상기 굴곡부(191)(192)는 상기 실링 캡(190)이 상기 상부 스러스트 부재(160)와 축방향으로 대면하는 부분의 간격이 주위보다 작은 부분이 적어도 하나 구비되도록 형성될 수 있다.
더욱 상세히 설명하면 상기 실링 캡(190)은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 상측으로 돌출되는 상향 돌출부(191)와, 상기 상향 돌출부(191)의 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제1 하향 돌출부(192)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 제1 하향 돌출부(192)의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제1 간격(g1), 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 상향 돌출부(191)의 축방향 최상부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제2 간격(g2) 및 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 실링 캡(190)의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제3 간격(g3)은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁을 수 있다.
또한, 상기 제1 간격(g1), 제2 간격(g2) 및 제3 간격(g3)은 순차적으로 간격 간의 대소가 교호하도록 구비될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 상기 제1 간격(g1)과 상기 제3 간격(g3)은 상기 제2 간격(g2)보다 더 클 수 있다.
이러한 형상으로 구비되면, 상기 제0 공간(S0), 제1 공간(S1) 및 제3 공간(S3) 순서로 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 공간이 형성될 수 있다.
상기 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 공간은 상술한 제1 간격(g1), 제2 간격(g2) 및 제3 간격(g3)에 의해 래버린스 실의 실링 효과를 극대화할 수 있다. 유체가 누설 또는 비산되는 공간이 래버린스 실로 형성되면서, 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 간격의 대소가 변경하는 경우에는 각 공간(S0, S1 및 S3)에서의 공기압이 지속적으로 변경되므로 공기의 흐름이 더욱 효율적으로 차단될 수 있다. 누설 또는 비산되는 윤활유체는 실질적으로 기체 상태에 가까우므로 압력차가 지속적으로 발생할 수 있게 상기와 같이 공간을 형성하면 윤활유체의 누설 또는 비산을 효율적으로 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 실링 캡(190)은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명할 실링 캡(197)과 같이 반경방향 외측단에 하향 절곡부(195)를 구비하지 않을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 실링 캡(190)은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명할 실링 캡(197)과 같이 제1 안착부(152)에 고정될 수도 있다. 나아가, 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 실링 캡(190)은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명할 실링 캡(197)과 같은 반경방향 내측단 구조를 구비할 수 있다.
최근에는 하드 디스크 드라이브(HDD)의 박형화 추세에 따라 이에 장착되는 스핀들 모터도 박형으로 제작된다(HDD 규격 5mm 이하). 이에 따라, 박형화된 스핀들 모터에서는 샤프트의 길이가 짧아져서 상하 래디얼 베어링의 스팬 확보가 곤란하다.
종래에는 허브의 축방향 상면에 클램프가 구비되어 축방향으로 공간을 차지하고 있었다. 하지만, 최근에는 스핀들 모터의 박형화에 따라 래디얼 베어링의 스팬 길이를 확보하기 위해 허브의 축방향 상면에 위치하던 클램프가 축방향 공간을 차지하지 않도록 하는 방안이 요구된다.
이에, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전부재, 즉, 허브(150)의 반경방향 외측면에 끼움되어 기록 디스크(D)를 고정하는 링 형상의 디스크 클램프(200)를 구비할 수 있다.
즉, 본 발명에서 기록 디스크(D)는 상기 디스크 장착부(156)의 상면에 올려질 수 있다. 이에, 상기 디스크 클램프(200)는 상기 기록 디스크(D)를 축방향 상부에서 가압함과 동시에 상기 허브(150)의 반경방향 외측면, 더욱 상세하게는 상기 원통형 벽부(154)의 반경방향 외측면에 고정될 수 있다.
여기서, 상기 디스크 클램프(200)는 상기 허브의 외측면에 나사결합, 압입, 클립결합 등 다양한 방식의 결합이 가능하다. 물론, 예시한 것에 한정하지 않으며 상기 허브(150)의 반경방향 외측면에 결합되어 상기 기록 디스크(D)를 고정할 수 있는 것이라면 다양한 기구적 구성이 이용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예와 같은 박형의 축 고정형 스핀들 모터(100)의 경우 샤프트(130)의 상단에 탑 커버(300)가 고정장착될 수 있다. 상기 탑 커버(300)는 상기 샤프트(130) 및 상기 샤프트(130)에서 반경방향 외측으로 구비되는 상부 스러스트 부재(160) 중 축 방향 상면이 높은 부분을 따라 구비될 수 있다(도 9 참조).
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(101)는 실링 캡(197)의 구조와 상기 실링 캡(197)이 허브(150)에 장착되는 구조에 있어서 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)와 차별된다. 그러므로, 차이 나는 부분을 중점적으로 설명하고 동일한 부분은 설명을 생략할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(101)에서 실링 캡(197)은 상기 허브(150)에 장착되고 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 허브(150) 사이에 축방향으로 형성되는 공간(S0)을 덮도록 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 상부로 연장 구비될 수 있다. 도 4는 도 3의 '2' 부분을 확대한 도면이다.
이에, 상기 허브(150)의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡(197)이 안착되도록 축방향 하측으로 단차진 제1 안착부(171)를 구비할 수 있다.
이에, 상기 실링 캡(197)은 상기 제1 안착부(171)의 상면에 반경방향 외측단이 고정될 수 있다.
나아가, 상기 실링 캡(197)은 반경방향 외측단이 상기 제1 안착부(171)를 형성하는 반경방향 외측면(171b)에 끼움될 수 있다.
여기서, 상기 실링 캡(197)은 상기 제1 안착부(171)에 압입 결합, 슬라이드 결합, 용접 결합, 접착제 본딩 등 다양한 방식에 의해 결합될 수 있다.
이에, 상기 실링 캡(197)과 상기 허브(150)가 결합되는 부분에는 접착제가 채워질 수 있다. 상세히 설명하면, 상기 실링 캡(197)의 반경방향 외측면과 상기 제1 안착부(171)를 형성하는 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진될 수 있다. 나아가, 상기 제1 안착부(171)를 형성하는 반경방향 외측면(171b)의 축방향 하단에는 접착제 포집홈(179)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 실링 캡(197)과 상기 상부 스러스트 부재(160)의 축방향 대향면 간의 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁을 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 스핀들 모터(101)는 제1 기액계면(F1)이 형성되는 상부 스러스트 부재(160)와 허브(150) 사이에 제0 공간(S0)(슬리브(140) 사이에 제1 기액계면(F1')이 형성되는 경우에는 제1 기액계면(F1')부터 공기 방향의 공간을 의미함)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 실링 캡(197)은 상기 실링 캡(197)이 상기 상부 스러스트 부재(160)와 축방향으로 대면하는 부분의 간격이 반경방향으로 변하도록 웨이브진 굴곡부(198)를 적어도 하나 구비할 수 있다. 여기서, 상기 굴곡부(198)는 상기 실링 캡(197)이 상기 상부 스러스트 부재(160)와 축방향으로 대면하는 부분의 간격이 주위보다 작은 부분이 적어도 하나 구비되도록 형성될 수 있다.
더욱 상세히 설명하면 상기 실링 캡(197)은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제2 하향 돌출부(198)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 제2 하향 돌출부(198)의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제4 간격(g4) 및 상기 상부 스러스트 부재(160)와 상기 실링 캡(190)의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제5 간격(g5)은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁을 수 있다.
또한, 상기 제4 간격(g4) 및 제5 간격(g5)은 순차적으로 간격 간의 대소가 교호하도록 구비될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(101)는 상기 제5 간격(g5)이 상기 제4 간격(g4)보다 더 클 수 있다.
이러한 형상으로 구비되면, 상기 제0 공간(S0), 제4 공간(S4) 및 제5 공간(S5) 순서로 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 공간이 형성될 수 있다.
상기 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 공간은 상술한 제4 간격(g4) 및 제5 간격(g5)에 의해 래버린스 실의 실링 효과를 극대화할 수 있다. 유체가 누설 또는 비산되는 공간이 래버린스 실로 형성되면서, 제1 기액계면(F1 또는 F1')에서 외부, 즉 공기 방향으로 간격의 대소가 변경하는 경우에는 각 공간(S0, S4 및 S5)에서의 공기압이 지속적으로 변경되므로 공기의 흐름이 더욱 효율적으로 차단될 수 있다. 누설 또는 비산되는 윤활유체는 실질적으로 기체 상태에 가까우므로 압력차가 지속적으로 발생할 수 있게 상기와 같이 공간을 형성하면 윤활유체의 누설 또는 비산을 효율적으로 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 실링 캡(197)은 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명할 실링 캡(190)과 같이 반경방향 외측단에 하향 절곡부(195)를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 실링 캡(197)은 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명할 실링 캡(190)과 같이 제2 안착부(172)에 고정될 수도 있다. 나아가, 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 실링 캡(197)은 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명할 실링 캡(190)과 같은 반경방향 내측단 구조를 구비할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실링 캡의 형상을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 캡(190)은 상기 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한 실링 캡(190)과 동일한 단면을 구비할 수 있다.
즉, 상기 실링 캡(190)은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 상측으로 돌출되는 상향 돌출부(191)와, 상기 상향 돌출부(191)의 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제1 하향 돌출부(192)를 구비할 수 있다. 나아가, 반경방향 외측단에는 축방향 하측으로 절곡되는 하향 절곡부(195)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 상향 돌출부(191)와 제1 하향 돌출부(192)는 원주 방향으로 원 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 구조의 경우에는 스핀들 모터의 로터가 회전하더라도 별도의 펌핑력은 발생하지 않는다.
한편, 상기 실링 캡(190)은 반경방향 외측단에 하향 절곡부(195)를 구비하지 않을 수도 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 캡(190')은 상기 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한 실링 캡(190)과 동일한 단면을 구비할 수 있다.
즉, 상기 실링 캡(190')은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 상측으로 돌출되는 상향 돌출부(191')와, 상기 상향 돌출부(191')의 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제1 하향 돌출부(192')를 구비할 수 있다. 나아가, 반경방향 외측단에는 축방향 하측으로 절곡되는 하향 절곡부(195')가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 상향 돌출부(191')와 제1 하향 돌출부(192')는 원주 방향으로 반복적으로 구비되는 스파이럴(spiral) 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 구조의 경우에는 스핀들 모터의 로터가 회전하는 경우 공기를 반경방향 내측으로 펌핑하는 펌핑력이 발생하므로 윤활유체의 실링력이 향상될 수 있다.
한편, 상기 실링 캡(190')은 반경방향 외측단에 하향 절곡부(195')를 구비하지 않을 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 캡(197)은 상기 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한 실링 캡(197)과 동일한 단면을 구비할 수 있다.
즉, 상기 실링 캡(197)은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제2 하향 돌출부(198)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제2 하향 돌출부(198)는 원주 방향으로 원 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 구조의 경우에는 스핀들 모터의 로터가 회전하더라도 별도의 펌핑력은 발생하지 않는다.
한편, 상기 실링 캡(198)은 반경방향 외측단에 상술한 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 하향 절곡부(195)를 구비할 수도 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 캡(197')은 상기 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한 실링 캡(197)과 동일한 단면을 구비할 수 있다.
즉, 상기 실링 캡(197')은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제2 하향 돌출부(198')를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제2 하향 돌출부(198')는 원주 방향으로 반복적으로 구비되는 스파이럴(spiral) 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 구조의 경우에는 스핀들 모터의 로터가 회전하는 경우 공기를 반경방향 내측으로 펌핑하는 펌핑력이 발생하므로 윤활유체의 실링력이 향상될 수 있다.
한편, 상기 실링 캡(197')은 반경방향 외측단에 상술한 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 하향 절곡부(195)를 구비할 수도 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 이용하는 디스크 구동장치의 개략 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100, 101)가 장착된 기록 디스크 구동장치(800)는 하드 디스크 드라이브이며, 스핀들 모터(100, 101), 헤드 이송부(810) 및 하우징(820)을 포함할 수 있다. 기록 디스크 구동장치(800)의 두께 규격은 5mm 이하이다.
상기 스핀들 모터(100, 101)는 상기에서 설명한 본 발명에 따른 스핀들 모터의 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(D)를 탑재할 수 있다. 상기 기록 디스크(D)는 디스크 클램프(200)에 의해 고정될 수 있다.
상기 헤드 이송부(810)는 상기 스핀들 모터(100, 101)에 탑재된 기록 디스크(830)의 정보를 검출하는 자기 헤드(815)를 검출하고자 하는 기록 디스크의 면으로 이송시킬 수 있다.
여기서, 상기 자기 헤드(815)는 상기 헤드 이송부(810)의 지지부(817) 상에 배치될 수 있다.
상기 하우징(820)은 상기 스핀들 모터(100, 101)와 상기 헤드 이송부(810)를 수용하는 내부공간을 형성하기 위해, 모터 탑재 플레이트(822)와 상기 모터 탑재 플레이트(822)의 상부를 차폐하는 탑 커버(300)를 포함할 수 있다.
헤드 이송부(810)는 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)로 구성될 수 있다.
100, 101: 스핀들 모터
110: 베이스 부재
120: 하부 스러스트 부재
130: 샤프트
140: 슬리브
150: 허브
160: 상부 스러스트 부재
180: 마그네트
190, 197: 실링 캡

Claims (22)

  1. 베이스 부재에 고정 설치되고 상부에 반경방향 외측으로 돌출되게 구비되는 상부 스러스트 부재를 구비하는 샤프트;
    상기 샤프트에 유체 동압에 의해 회전 가능하게 지지되는 슬리브;
    상기 슬리브에서 반경방향 외측으로 연장 구비되는 허브; 및
    상기 허브에 장착되고 상기 상부 스러스트 부재와 상기 허브 사이에 축방향으로 형성되는 공간을 덮도록 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 상부로 연장 구비되는 실링 캡;을 포함하고,
    상기 상부 스러스트 부재와 상기 슬리브 또는 상기 허브 사이에는 기액계면이 형성되며,
    상기 실링 캡과 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 대향면 간의 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고,
    상기 실링 캡은 상기 실링 캡이 상기 상부 스러스트 부재와 축방향으로 대면하는 부분의 간격의 대소가 반경방향으로 교호하도록 웨이브진 굴곡부를 구비하는 스핀들 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실링 캡은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 상측으로 돌출되는 상향 돌출부와, 상기 상향 돌출부의 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제1 하향 돌출부를 구비하는 스핀들 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 스러스트 부재와 상기 제1 하향 돌출부의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제1 간격, 상기 상부 스러스트 부재와 상기 상향 돌출부의 축방향 최상부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제2 간격 및 상기 상부 스러스트 부재와 상기 실링 캡의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제3 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고,
    상기 제1 내지 제3 간격은 순차적으로 간격 간의 대소가 교호하는 스핀들 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 간격과 상기 제3 간격은 상기 제2 간격보다 더 큰 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실링 캡은 반경방향 내측단에서 반경방향 외측 방향에 축방향 하측으로 돌출되는 제2 하향 돌출부를 구비하는 스핀들 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 스러스트 부재와 상기 제1 하향 돌출부의 축방향 최하부의 축방향 대향면 간에 형성되는 제4 간격 및 상기 상부 스러스트 부재와 상기 실링 캡의 반경방향 내측단의 축방향 대항면 간에 형성되는 제5 간격은 래버린스 실을 형성할 정도로 좁고,
    상기 제4 간격은 상기 제5 간격보다 작은 스핀들 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 허브의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡이 안착되도록 축방향 하측으로 단차진 제1 안착부를 구비하고,
    상기 실링 캡의 반경방향 외측단은 상기 제1 안착부을 형성하는 반경방향 외측면에 끼움되는 스핀들 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 허브의 상면은 반경방향 내측에 상기 실링 캡이 안착되도록 축방향 상측으로 단차진 제2 안착부를 구비하고,
    상기 실링 캡의 반경방향 외측단에는 축방향 하측으로 돌출된 하향 절곡부를 구비하여 상기 제2 안착부를 형성하는 반경방향 외측면에 끼움되는 스핀들 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 실링 캡과 상기 상부 스러스트 부재의 축방향 대향면 중 적어도 어느 한 면에는 발유제가 도포되는 스핀들 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 허브의 반경방향 내측면에는 차단홈 또는 반경방향 내측으로 단차진 차단부가 구비되고,
    상기 차단홈 또는 상기 차단부와 상기 실링 캡과 접하는 상기 허브의 반경방향 내측면 사이의 적어도 일부에 발유제가 도포되는 스핀들 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 실링 캡과 상기 허브가 결합되는 부분에는 접착제가 채워지는 스핀들 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 실링 캡은 철 또는 스테인레스를 포함하는 재질의 강판을 소성 변형한 것인 스핀들 모터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 상부 스러스트 부재와 상기 슬리브 또는 상기 허브의 축방향 대향면 사이에 기액계면이 형성되는 스핀들 모터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 상부 스러스트 부재는 일체로 구비되는 스핀들 모터.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브와 상기 허브는 일체로 구비되는 스핀들 모터.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 하향 절곡부와 상기 제2 안착부의 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진되는 스핀들 모터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 안착부를 형성하는 반경방향 외측면의 축방향 하단에는 접착제 포집홈이 구비되는 스핀들 모터.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 실링 캡의 반경방향 외측면과 상기 제1 안착부를 형성하는 반경방향 외측면 사이에는 접착제가 충진되는 스핀들 모터.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 안착부를 형성하는 반경방향 외측면의 축방향 하단에는 접착제 포집홈이 구비되는 스핀들 모터.
  21. 제1항, 제3항 내지 제20항 중 어느 한 항의 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터의 허브의 반경방향 외측에 설치되는 기록 디스크;
    상기 허브의 반경방향 외측면에 구비되어 상기 기록 디스크를 고정하는 링 형상의 디스크 클램프;
    상기 샤프트 및 상기 스러스트 부재 중 상면이 축방향으로 더 상측에 위치하는 부재의 상단에 결합되는 탑 커버;를 포함하는 하드 디스크 드라이브.
  22. 제21항에 있어서,
    두께 규격이 5mm 이하인 하드 디스크 드라이브.
KR1020120123069A 2012-11-01 2012-11-01 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 KR101452046B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120123069A KR101452046B1 (ko) 2012-11-01 2012-11-01 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
JP2013079935A JP5545582B2 (ja) 2012-11-01 2013-04-05 スピンドルモータ及びこれを含むハードディスクドライブ
US13/859,439 US9135947B2 (en) 2012-11-01 2013-04-09 Spindle motor having sealing cap with curved part and hard disk drive including the same
CN201310153094.1A CN103812256A (zh) 2012-11-01 2013-04-27 主轴电机和包括该主轴电机的硬盘驱动器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120123069A KR101452046B1 (ko) 2012-11-01 2012-11-01 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140055775A KR20140055775A (ko) 2014-05-09
KR101452046B1 true KR101452046B1 (ko) 2014-10-22

Family

ID=50546901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120123069A KR101452046B1 (ko) 2012-11-01 2012-11-01 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9135947B2 (ko)
JP (1) JP5545582B2 (ko)
KR (1) KR101452046B1 (ko)
CN (1) CN103812256A (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8807836B2 (en) * 2012-06-05 2014-08-19 Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co., Ltd. Rotating device
KR101514547B1 (ko) * 2013-10-02 2015-04-22 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR20150081902A (ko) * 2014-01-07 2015-07-15 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치
US10320264B2 (en) * 2015-11-13 2019-06-11 Tokyo Parts Industrial Co., Ltd. Brushless motor
US10312771B2 (en) * 2015-11-13 2019-06-04 Tokyo Parts Industrial Co., Ltd. Brushless motor
JP6777986B2 (ja) * 2015-12-10 2020-10-28 東京パーツ工業株式会社 ブラシレスモータ
JP7218632B2 (ja) * 2019-03-18 2023-02-07 日本電産株式会社 モータ、ミラー回転装置、およびディスク駆動装置
CN110375948B (zh) * 2019-08-16 2024-02-23 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 一种用于模型-支撑间缝隙密封装置
US11651793B1 (en) * 2022-01-05 2023-05-16 Western Digital Technologies, Inc. Disk hub for retaining magnetic recording media for film thickness measurement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120022546A (ko) * 2010-08-09 2012-03-12 니혼 덴산 가부시키가이샤 스핀들 모터 및 디스크 구동 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996029521A1 (fr) * 1995-03-17 1996-09-26 Hitachi, Ltd. Ensemble support, moteur rotatif et actionneur dotes dudit ensemble et dispositif a disque magnetique
JP3685426B2 (ja) * 1996-11-20 2005-08-17 日本電産株式会社 動圧流体軸受装置
JP2002235736A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 Nippon Densan Corp スピンドルモータ
JP2005147394A (ja) * 2003-10-23 2005-06-09 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 動圧軸受装置、及び、ディスク駆動装置
JP2006053962A (ja) 2004-08-09 2006-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピンドルモータ、それを有するディスク駆動装置及びその製造方法
KR100699864B1 (ko) 2005-09-09 2007-03-27 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체
DE102008064815B3 (de) 2007-11-30 2020-09-10 Minebea Mitsumi Inc. Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und feststehender WeIle
US8542459B2 (en) 2010-08-09 2013-09-24 Nidec Corporation Spindle motor and storage disk drive

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120022546A (ko) * 2010-08-09 2012-03-12 니혼 덴산 가부시키가이샤 스핀들 모터 및 디스크 구동 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN103812256A (zh) 2014-05-21
JP2014092269A (ja) 2014-05-19
JP5545582B2 (ja) 2014-07-09
US20140118859A1 (en) 2014-05-01
US9135947B2 (en) 2015-09-15
KR20140055775A (ko) 2014-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101452046B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
US8967865B2 (en) Bearing apparatus, spindle motor, and disk drive apparatus
US8337086B2 (en) Bearing apparatus, spindle motor, and disk drive apparatus
US20120326543A1 (en) Bearing apparatus, spindle motor, and disk drive apparatus
KR101300312B1 (ko) 스핀들 모터
JP6390387B2 (ja) 流体軸受装置、スピンドルモータ、およびディスク駆動装置
JP2006105237A (ja) 流体動圧軸受、この流体動圧軸受を備えたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを備えた記録ディスク駆動装置
KR101388772B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR101197897B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR101412886B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR20140087140A (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR20140035651A (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR101477396B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
US9047910B2 (en) Spindle motor and hard disk drive including the same
KR20130017325A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20150090525A (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
US20130259412A1 (en) Spindle motor
KR101376864B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
JP5585679B2 (ja) 軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置フォームの始まり
KR20150081884A (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR20140060981A (ko) 클램프링, 이를 포함하는 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR20140100018A (ko) 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치
US20140036389A1 (en) Spindle motor and hard disk drive including the same
KR20160032896A (ko) 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치
KR20140087292A (ko) 스핀들 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee