KR101514547B1 - 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

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KR101514547B1 KR1020130117819A KR20130117819A KR101514547B1 KR 101514547 B1 KR101514547 B1 KR 101514547B1 KR 1020130117819 A KR1020130117819 A KR 1020130117819A KR 20130117819 A KR20130117819 A KR 20130117819A KR 101514547 B1 KR101514547 B1 KR 101514547B1
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정신영
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Abstract

본 발명은 스핀들 모터 및 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로서, 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재와, 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트와, 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브를 포함하고, 상기 하부 스러스트 부재는, 축 방향 상부로 돌출되고 상기 샤프트의 하단에 축 방향 상부로 함입되어 형성되는 고정 홈에 끼움 고정되는 끼움 돌기를 구비하고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고, 상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 끼움 돌기가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다.

Description

스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브{Spindle motor and hard disk drive including the same}
본 발명은 스핀들 모터 및 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
서버(server)용의 하드디스크(hard disk) 구동 장치 등의 정보 기록 재생 장치에는 진동 특성이 뛰어난 축을 하드디스크(hard disk) 구동장치의 박스에 고정한 소위 축 고정형의 스핀들 모터가 많이 사용된다.
즉, 서버용의 하드디스크 구동 장치에 탑재되는 스핀들 모터에는 외부의 진동으로 로터(Rotor)의 진폭이 커져 디스크(Disk)에 기록된 정보가 파손 및 기록/판독을 할 수 없는 상태로 되는 것을 방지하기 위하여 샤프트가 고정 설치된다.
이와 같이, 고정형 샤프트가 설치되는 경우 샤프트에는 상부 및 하부에 스러스트 부재가 고정 설치된다.
하지만, 상기 샤프트는 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되고 상기 하부 스러스트 부재가 베이스에 고정되는 경우에는 회전축의 역할을 수행하는 상기 샤프트가 단단히 고정되어야 하므로 상기 하부 스러스트 부재의 두께를 두껍게 하여 상기 샤프트의 외주면에 압입, 본딩, 슬라이드 결합 등의 방식으로 고정하고 있다. 또는 상기 하부 스러스트 부재와 상기 샤프트를 일체형으로 구비하기도 한다.
특히, 상기 하부 스러스트 부재는 기본적으로 원판부와 상기 원판부에서 축 방향으로 돌출 구비되는 연장부를 구비하는 컵 형상으로 구비되므로, 상기 원판부와 상기 연장부의 경계 부분에서 정확히 직각을 형성하도록 가공하는 것이 어렵다는 단점이 있다. 이에 따라, 슬리브와 상기 원판부와 상기 연장부의 경계 부분의 접촉이 발생할 수 있고, 이에 따라 상기 슬리브와 원판부 사이에 형성되어야 할 스러스트 베어링이 제 역할을 수행하지 못할 수 있다.
나아가, 상기 하부 스러스트 부재는 상기 샤프트와 결합하기 위해 중앙 부분에 축 방향 상부로 돌출되는 끼움 돌기를 구비하는 경우가 있으며, 이 경우에도 상기 원판부와 상기 끼움 돌기의 경계 부분에서 정확히 직각을 형성하도록 가공하는 것이 어렵다는 단점이 있다. 이에 따라, 샤프트가 상기 끼움 돌기에 완벽하게 끼워지지 않을 수 있어 모터의 박형화를 저해할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래 스핀들 모터는 하부 스러스트 부재의 구조에 의해 스핀들 모터의 박형화가 저해되고, 베어링 스팬 길이가 짧아질 수밖에 없으며, 스러스트 베어링도 제 역할을 수행하지 못할 수 있어 모터의 성능 발현을 저해한다는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제2006-0079630호
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 축 고정형 스핀들 모터를 사용하면서 하부 스러스트 부재의 구조를 간단하게 변경하여 피결합 부재와의 결합 정확도를 향상시켜 모터의 박형화가 가능하도록 하는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
또한, 축 고정형 스핀들 모터를 사용하면서 하부 스러스트 부재가 정확하게 샤프트와 결합할 수 있어 모터의 전체 두께를 얇게 형성할 수 있으므로 베어링 스팬 길이를 길게 형성할 수 있으므로 스핀들 모터의 작동 성능도 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
또한, 축 고정형 스핀들 모터에서 스러스트 베어링이 정확하게 형성될 수 있도록 하는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는, 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고, 상기 하부 스러스트 부재는, 축 방향 상부로 돌출되고 상기 샤프트의 하단에 축 방향 상부로 함입되어 형성되는 고정 홈에 끼움 고정되는 끼움 돌기를 구비하고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고, 상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 끼움 돌기가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측 오목부는, 상기 끼움 돌기에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는, 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고, 상기 하부 스러스트 부재는, 축 방향 상부로 돌출되고 상기 샤프트의 하단에 축 방향 상부로 함입되어 형성되는 고정 홈에 끼움 고정되는 끼움 돌기를 구비하고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고, 상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 연장부가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 외측 오목부는, 상기 연장부에 반경 방향 외측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 스러스트 베어링 면, 내측 오목부 및 상기 외측 오목부는 원주방향으로 연속되게 구비될 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는, 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재에 구비되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고, 상기 하부 스러스트 부재는, 상기 샤프트와 일체로 구비되고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고, 상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 샤프트가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측 오목부는, 상기 샤프트에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는, 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재에 구비되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고, 상기 하부 스러스트 부재는, 상기 샤프트와 일체로 구비되고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고, 상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 연장부가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 기판에 통해 인가되는 전원에 의해 디스크를 회전시키는 스핀들 모터; 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생하기 위한 자기 헤드; 및 상기 자기 헤드를 상기 디스크의 상부로 이동시키기 위한 헤드 이송부;를 포함할 수 있다.
본 발명을 이용하면, 축 고정형 스핀들 모터를 사용하면서 하부 스러스트 부재의 구조를 간단하게 변경하여 피결합 부재와의 결합 정확도를 향상시켜 모터의 박형화가 가능하도록 하는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.
또한, 축 고정형 스핀들 모터를 사용하면서 하부 스러스트 부재가 정확하게 샤프트와 결합할 수 있어 모터의 전체 두께를 얇게 형성할 수 있으므로 베어링 스팬 길이를 길게 형성할 수 있으므로 스핀들 모터의 작동 성능도 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.
또한, 축 고정형 스핀들 모터에서 스러스트 베어링이 정확하게 형성될 수 있도록 하는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.
또한, 축 고정형 스핀들 모터에서 스러스트 베어링이 형성되는 부분 이외에는 슬리브와 하부 스러스트 부재 간의 접촉을 차단할 수 있으므로 마찰 전류를 저감할 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고,
도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트, 슬리브, 상부 및 하부 스러스트 부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 샤프트와 상부 및 하부 스러스트 부재의 결합 구조와 이에 구비되는 내측 및 외측 오목부를 도시한 단면도이며,
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 샤프트와 상부 및 하부 스러스트 부재의 결합 구조와 이에 구비되는 내측 및 외측 오목부를 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 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 제안한 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트, 슬리브, 상부 및 하부 스러스트 부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 샤프트와 상부 및 하부 스러스트 부재의 결합 구조와 이에 구비되는 내측 및 외측 오목부를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스 부재(110), 하부 스러스트 부재(120), 샤프트(130), 슬리브(140), 로터 허브(150) 및 상부 스러스트 부재(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 상부 실링부를 마감하도록 상기 로터 허브(150)에 장착되는 캡부재(190)를 더 포함할 수 있다.
먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 하부측으로부터 상부측을 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부측으로부터 하부측을 향하는 방향을 의미하고, 반경 방향은 도 1에서 볼 때, 좌,우 방향, 즉 샤프트(130)로부터 로터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향 또는 로터 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향을 의미하고, 원주 방향은 회전 중심에서 소정 반경을 따라 회전하는 방향을 의미한다.
그리고, 하부 스러스트 부재(120)는 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함된다.
베이스 부재(110)는 로터 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.
여기서, 상기 베이스 부재(110)는 알루미늄(Al)을 재료로 다이캐스팅(Die-casting) 방식에 의해 제조할 수 있으며, 강판(steel sheet)을 소성가공(가령, 프레스 가공)하여 제조할 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 원반부(122)와, 원반부(122)의 외측단으로부터 축 방향 상측으로 연장 형성되고, 외부면이 베이스 부재(110)에 고정 설치되는 연장부(124) 및 상기 원반부(122)의 중심에서 축 방향 상측으로 돌출 형성되어 이하 설명할 샤프트(130)의 하단에 형성되는 고정 홈(132)에 끼움 결합되는 끼움 돌기(126)를 구비할 수 있다.
즉, 하부 스러스트 부재(120)는 중공을 가지고 상기 중공의 중심에 돌기가 구비된 컵 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 단면이 'E' 자 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하부 스러스트 부재(120)의 끼움 돌기(126)에는 축 방향으로 상하를 관통하는 연통 홀(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 연통 홀(미도시)은 상기 끼움 돌기(126)를 상기 고정 홈(132)에 끼움 결합하는 과정에서 상기 고정 홈(132)에 채워진 공기가 상기 연통 홀(미도시)을 통해 자연스럽게 배출되도록 하여 결합 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 하부 스러스트 부재(120)는 상기 원반부(122)의 상면에 상기 슬리브(140)의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면(121)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부(123) 및 외측 오목부(125)를 구비할 수 있다.
상기 내측 오목부(123)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에서 상기 끼움 돌기(126)가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다. 더욱 상세하게, 도 4에서 보듯이, 상기 내측 오목부(123a)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에 축 방향 하측으로 함입되게 구비될 수 있다. 또한, 도 5에서 보듯이, 상기 내측 오목부(123b)는 상기 끼움 돌기(126)에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비될 수도 있다.
또한, 상기 외측 오목부(125)는, 상기 하부 스러스트 부재 - 즉, 원반부(122) - 에서 상기 연장부(124)가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다. 더욱 상세하게, 도 4에서 보듯이, 상기 외측 오목부(125a)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에 축 방향 하측으로 함입되게 구비될 수 있다. 또한, 도 5에서 보듯이, 상기 외측 오목부(125b)는 상기 연장부(124)에 반경 방향 외측으로 함입되어 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 상기 내측 오목부(123) 및 상기 외측 오목부(125)를 구비함으로써, 상기 하부 스러스트 부재(120)를 가공하는 경우에 원반부(122)와 끼움 돌기(126), 원반부(122)와 연장부(124)의 경계 부분이 함입되도록 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 끼움 돌기(126)가 상기 샤프트(130)의 고정 홈(132)에 끼워지는 경우에, 상기 원반부(122)와 상기 끼움 돌기(126)의 경계에 형성될 수 있는 돌출 라운드부가 근본적으로 형성되지 않으므로, 상기 끼움 돌기(126)가 상기 고정 홈(132)에 완벽하게 끼워질 수 있다. 이에 따라 모터의 박형화에 도움을 줄 수 있고, 축 방향 길이를 충분히 확보할 수 있어 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 원반부(122)와 연장부(124)의 경계 부분에도, 여기에 형성될 수 있는 돌출 라운드부가 근본적으로 형성되지 않으므로, 상기 원반부(122)와 상기 연장부(124)가 형성하는 공간에 끼움되어 회전하는 슬리브(140)와의 마찰이 발생하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 원반부(122)의 상면, 즉, 스러스트 베어링 면(121)과 상기 슬리브(140)의 하면 간에 상기 돌출 라운드부에 의한 불필요한 들뜸이 발생하지 않아 매우 효율적인 스러스트 베어링이 형성될 수 있다.
한편, 상기 스러스트 베어링 면(121), 내측 오목부(123) 및 상기 외측 오목부(125)는 원주방향으로 연속되게 구비될 수 있다. 그래야만, 제 성능을 발휘하기 용이할 수 있다.
샤프트(130)는 하부 스러스트 부재(120)에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)의 하단면에 구비되는 고정 홈(132)에 상기 하부 스러스트 부재(120)에 구비되는 끼움 돌기(126)가 끼움되어 상기 샤프트(130)는 상기 하부 스러스트(120)에 부재에 단단히 고정될 수 있다. 즉, 샤프트(130)의 축 방향 하단면에는 축 방향 상측으로 만입되어 형성되는 고정 홈(132)이 구비되고, 상기 고정 홈(132)에는 상기 하부 스러스트 부재(120)의 끼움 돌기(126)가 끼움 결합될 수 있다. 결합 방식은 접착제 본딩, 슬라이드 끼움, 나사 결합, 압입 결합 등 다양한 방식의 결합이 가능하다.
다만, 본 실시예에서는 샤프트(130)가 하부 스러스트 부재(120)에 고정 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 하부 스러스트 부재(120)가 베이스 부재(110)에 일체로 형성되는 경우에는 상기 샤프트(130)는 베이스 부재(110)에 고정 설치될 수도 있을 것이다.
한편, 샤프트(130)도 상기 하부 스러스트 부재(120), 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함되는 구성이다.
샤프트(130)의 상면에는 덮개부재(미도시)가 고정 설치될 수 있도록 결합수단, 예를 들어 나사가 체결되는 나사부가 구비될 수 있다.
외부면에 아무것도 형성되지 않은 끼움 돌기(126)가 고정 홈(132)에 끼움 결합되는 경우에는 슬라이드 결합은 가능하지만 압입 결합은 용이하지 않을 수 있다. 강체의 면과 면을 상호 접촉한 상태로 압입 결합을 진행하려면 매우 큰 힘이 요구되거나, 결합 과정에서 결합하려는 부재의 변형이 발생될 수 있기 때문이다.
이에, 본 발명에서는 상기 끼움 돌기(126)의 외주면에는 가압 돌기(128)가 구비될 수도 있다(도 4 및 도 5 참조). 상기 가압 돌기(128)는 상기 끼움 돌기(126)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되는 형상으로 구비될 수 있다. 상기 끼움 돌기(126)의 외주면에 가압 돌기(128)가 구비되는 경우에는 상기 가압 돌기(128) 만이 상기 고정 홈(132)의 내주면과 접촉하게 되므로 접촉 면적이 작아 상기 끼움 돌기(126)를 상기 고정 홈(132)에 압입 결합하는 것이 가능하다. 아울러, 가압 돌기가(128) 구비되는 경우라도, 상기 샤프트(130)의 고정 홈(132)과 상기 끼움 돌기(126) 사이에는 접착제가 채워질 수도 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.
또한, 슬리브(140)의 외주면에는 로터 허브(150)가 접합된다. 즉, 슬리브(140)의 외주면에는 접합면(145)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 슬리브(140)와 로터 허브(150)는 일체형으로 구비될 수 있다. 슬리브(140)와 로터 허브(150)가 일체형으로 구비되는 경우에는 하나의 부재로 슬리브(140) 및 로터 허브(150)가 모두 제공되므로 부품 수를 줄여 제품의 조립이 용이할 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)이 형성될 수 있도록 슬리브(140)의 하단부는 반경 방향 내측을 향하여 상향 경사지게 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) - 이하, 상술함 - 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 래디얼 동압 그루브(146)가 형성될 수 있다. 즉, 래디얼 동압 그루브(146)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상,하부 래디얼 동압 그루브(146a,146b)로 이루어질 수 있다.
다만, 래디얼 동압 그루브(146)는 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.
로터 허브(150)는 슬리브(140)에 결합되어 슬리브(140)와 연동하여 회전된다.
로터 허브(150)는 로터 허브 바디(152)와, 로터 허브 바디(152)의 가장자리로부터 연장 형성되어 내부면에 마그넷(180)이 장착되는 장착부(154) 및 장착부(154)의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향해 연장 형성되는 연장부(156)를 구비할 수 있다.
한편, 로터 허브 바디(152)의 내부면 하단부는 슬리브(140)의 외부면에 접합될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 접합면(145)에 로터 허브 바디(152)의 내부면 하단부가 압입 또는 슬라이드 결합되고, 선택적으로 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다.
이에 따라, 로터 허브(150)의 회전시 슬리브(140)가 로터 허브(150)와 함께 회전될 수 있는 것이다.
또한, 장착부(154)는 로터 허브 바디(152)로부터 축방향 하측을 향하여 연장 형성된다. 그리고, 장착부(154)의 내부면에 마그넷(180)이 고정 설치될 수 있다.
마그넷(180)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
한편, 마그넷(180)은 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치되며, 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
즉, 코일(101)에 전원이 공급되면, 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와, 이에 대향 배치되는 마그넷(180)의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있는 구동력이 발생되고, 이에 따라 로터 허브(150)가 슬리브(140)와 연동하여 회전될 수 있다.
상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치되며, 반경방향 외부면이 로터허브(150)의 내측면과 함께 기액계면(F1)을 형성한다. 이에, 상부 스러스트 부재(160)의 외측면은 축 방향 하부로 갈수록 반경방향 외측으로 경사지도록 구비될 수 있다. 여기서, 상기 상부 스러스트 부재(160)는 상기 샤프트(130)와 일체로 구비될 수 있다.
상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)의 외주면 상단부, 슬리브(140)의 상부면 및 로터 허브(150)의 내부면에 의해 형성되는 공간에 배치될 수 있다.
또한, 상부 스러스트 부재(160)도 베이스 부재(110), 하부 스러스트부재(120), 샤프트(130)와 함께 고정 설치되는 고정부재로서, 스테이터를 구성하는 부재이다.
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 스러스트 동압 그루브(148)가 형성될 수 있다.
그리고, 상부 스러스트 부재(160)의 상부에는 베어링 간극(B)에 충진되는 윤활유체가 상부측으로 누설되는 것을 방지하도록 캡부재(190)가 상기 로터 허브(150)에 장착되어 구비될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 샤프트와 상부 및 하부 스러스트 부재의 결합 구조와 이에 구비되는 내측 및 외측 오목부를 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트(130)와 하부 스러스트 부재(120)가 일체로 구비되는 것을 알 수 있다. 이 특징 이외에는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 스핀들 모터(100)와 동일하므로, 이하에서는 구조적으로 차이가 있는 부분을 중점적으로 설명하며, 동일한 부분은 동일한 도면부호를 사용한다.
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 원반부(122)와, 원반부(122)의 외측단으로부터 축 방향 상측으로 연장 형성되고, 외부면이 베이스 부재(110)에 고정 설치되는 연장부(124)를 포함한다. 물론, 상기 원반부(122)의 중앙 부분에는 축 방향 상부로 샤프트(130)가 돌출 형성된다.
즉, 하부 스러스트 부재(120)는 컵 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 단면이 'ㄷ' 자 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 하부 스러스트 부재(120)는 상기 원반부(122)의 상면에 상기 슬리브(140)의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면(121)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부(123) 및 외측 오목부(125)를 구비할 수 있다.
상기 내측 오목부(123)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에서 상기 샤프트(130)가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다. 더욱 상세하게, 도 6에서 보듯이, 상기 내측 오목부(123c)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에 축 방향 하측으로 함입되게 구비될 수 있다. 또한, 도 7에서 보듯이, 상기 내측 오목부(123d)는 상기 샤프트(130)에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비될 수도 있다.
또한, 상기 외측 오목부(125)는, 상기 하부 스러스트 부재 - 즉, 원반부(122) - 에서 상기 연장부(124)가 돌출되는 경계에 구비될 수 있다. 더욱 상세하게, 도 6에서 보듯이, 상기 외측 오목부(125c)는, 상기 하부 스러스트 부재(120) - 즉, 원반부(122) - 에 축 방향 하측으로 함입되게 구비될 수 있다. 또한, 도 7에서 보듯이, 상기 외측 오목부(125d)는 상기 연장부(124)에 반경 방향 외측으로 함입되어 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 상기 내측 오목부(123) 및 상기 외측 오목부(125)를 구비함으로써, 상기 하부 스러스트 부재(120)를 가공하는 경우에 원반부(122)와 샤프트(130), 원반부(122)와 연장부(124)의 경계 부분이 함입되도록 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 원반부(122)와 상기 샤프트(130)의 경계 부분과 상기 원반부(122)와 연장부(124)의 경계 부분에는, 이에 형성될 수 있는 돌출 라운드부가 근본적으로 형성되지 않으므로, 상기 원반부(122)와 상기 연장부(124)가 형성하는 공간에 끼움되어 회전하는 슬리브(140)와의 마찰이 발생하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 원반부(122)의 상면, 즉, 스러스트 베어링 면(121)과 상기 슬리브(140)의 하면 간에 상기 돌출 라운드부에 의한 불필요한 들뜸이 발생하지 않아 매우 효율적인 스러스트 베어링이 형성될 수 있다. 이에 따라 모터의 박형화에 도움을 줄 수 있고, 축 방향 길이를 충분히 확보할 수 있어 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 스러스트 베어링 면(121), 내측 오목부(123) 및 상기 외측 오목부(125)는 원주방향으로 연속되게 구비될 수 있다. 그래야만, 제 성능을 발휘하기 용이할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 하부 스러스트 부재(120)와 샤프트(130)가 일체로 구비되므로, 스핀들 모터의 조립을 위해 샤프트(130)의 상단부에 구비되는 상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)와 별개의 부재로 구비될 수 있다. 상기 상부 스러스트 부재(160)는 별개의 부재로 구비되어 사익 샤프트(130)의 상단부에 끼움 결합될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)가 장착된 기록 디스크 구동장치(800)는 하드 디스크 구동장치이며, 스핀들 모터(100), 헤드 이송부(810) 및 하우징(820)을 포함할 수 있다.
상기 스핀들 모터(100)는 상기에서 설명한 본 발명의 모터의 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(830)를 탑재할 수 있다.
상기 헤드 이송부(810)는 상기 스핀들 모터(100)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 모터(100)와 상기 헤드 이송부(810)를 수용하는 내부공간을 형성하기 위해, 모터 탑재 플레이트(822)와 상기 모터 탑재 플레이트(822)의 상부를 차폐하는 탑커버(824)를 포함할 수 있다.
100 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 하부 스러스트 부재
130 : 샤프트
140 : 슬리브
150 : 로터 허브
160 : 상부 스러스트 부재
D1,D2 : 디스크
S : 스페이서
C : 클램프

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 하부 스러스트 부재는, 축 방향 상부로 돌출되고 상기 샤프트의 하단에 축 방향 상부로 함입되어 형성되는 고정 홈에 끼움 고정되는 끼움 돌기를 구비하고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고,
    상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 끼움 돌기가 돌출되는 경계에 구비되는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 내측 오목부는, 상기 끼움 돌기에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  5. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 하부 스러스트 부재는, 축 방향 상부로 돌출되고 상기 샤프트의 하단에 축 방향 상부로 함입되어 형성되는 고정 홈에 끼움 고정되는 끼움 돌기를 구비하고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고,
    상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 연장부가 돌출되는 경계에 구비되는 스핀들 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 외측 오목부는, 상기 연장부에 반경 방향 외측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  8. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링 면, 내측 오목부 및 상기 외측 오목부는 원주방향으로 연속되게 구비되는 스핀들 모터.
  9. 삭제
  10. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 구비되는 샤프트;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 하부 스러스트 부재는, 상기 샤프트와 일체로 구비되고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고,
    상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 샤프트가 돌출되는 경계에 구비되는 스핀들 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 내측 오목부는, 상기 샤프트에 반경 방향 내측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  13. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 구비되는 샤프트;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 하부 스러스트 부재는, 상기 샤프트와 일체로 구비되고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고,
    상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에서 상기 연장부가 돌출되는 경계에 구비되는 스핀들 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 외측 오목부는, 상기 하부 스러스트 부재에 축 방향 하측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 외측 오목부는, 상기 연장부에 반경 방향 외측으로 함입되어 구비되는 스핀들 모터.
  16. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 구비되는 샤프트;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 하부 스러스트 부재는, 상기 샤프트와 일체로 구비되고, 상기 슬리브의 하면과의 사이에 스러스트 베어링을 형성하는 스러스트 베어링 면을 구비하며, 반경방향 외측단에 축 방향 상측으로 돌출되어 상기 슬리브를 감싸면서 상기 슬리브의 외측면과의 사이에 기액계면을 형성하는 연장부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면의 반경방향 내측 및 외측 방향에는 일측으로 함입되는 내측 오목부 및 외측 오목부를 구비하고,
    상기 스러스트 베어링 면, 내측 오목부 및 상기 외측 오목부는 원주방향으로 연속되게 구비되는 스핀들 모터.
  17. 기판에 통해 인가되는 전원에 의해 디스크를 회전시키는 제2항, 제5항, 제10항, 제13항 및 제16항 중 어느 한 항의 스핀들 모터;
    상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생하기 위한 자기 헤드; 및
    상기 자기 헤드를 상기 디스크의 상부로 이동시키기 위한 헤드 이송부;를 포함하는 하드 디스크 드라이브.
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