KR19990020695A

KR19990020695A - 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치

Info

Publication number: KR19990020695A
Application number: KR1019970044163A
Authority: KR
Inventors: 정성천
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

본 발명은 작동유체를 사용한 동압베어링을 실링하기 위해 작동유체와 점성 및 밀도에 차이를 갖는 자성유체를 사용함으로써, 모터의 기동 토오크와 구동 토오크에 영향을 주지 않고 또한 별도의 구조물을 사용하지 않음으로 회전정밀도가 향상되는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치에 관한 것으로서, 특히 중공상의 슬리브; 상기 슬리브에 회전가능하게 끼워진 축; 상기 축과 슬리브의 사이에 충진되어 동압을 발생시키는 작동유체; 그리고 상기 슬리브의 상단 에 구비되며 상기 작동유체와의 점성 및 밀도차를 이용하여 상기 작동유체의 누유를 억제시키는 실링수단이 구비된다.

Description

디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치

본 발명은 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동압을 발생시키는 작동유체가 점성유체와의 점성 및 밀도차로 인하여 누유되지 않도록 함으로서, 별도의 기하학적 구조물이 필요없음으로 축의 회전 정밀도가 향상되는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 비디오디스크용 스핀들모터에는 유체동압베어링이 사용된다. 유체동압베어링은 축과 이를 회전지지하는 슬리브의 사이에 작동유체가 충진되며 축의 외주면에는 작동유체에 동압을 발생시키는 동압발생홈이 마련된다. 이러한 유체동압베어링은 고속으로 회전되는 축을 지지할수 있는 잇점이 있는 반면에 작동유체가 원심력에 의해 누유될 우려가 있다. 유체가 누유되면 디스크면에 부착됨으로 헤드에서 데이터를 읽는 도중에 오류가 발생될 우려가 있다.

종래에는 작동유체의 누유를 방지하기 위해 기구적인 구조물을 사용하여 유체의 누유를 방지시켰다. 그러나 기하학적 구조물에 의해 누유를 방지시킴으로 구조물의 원심력에 의해 축의 회전정밀도가 저하되는 단점이 발생된다. 또한 볼베어링에 사용되는 그리스의 누유를 방지하기 위해 일본 공개특허 평4-77504호에 실링장치가 제안된바 있다. 이는 자성유체시일(magnetic oil seal)의 원리를 이용한 것으로 볼베어링에 함유된 그리스의 밀봉을 목적으로 사용된다. 그러나 자성유체 자체의 점성이 크기 때문에 모터의 기동 토오크와 구동 토오크가 상대적으로 크게 됨으로 소비전력면에서 불리한 단점이 있으며 점성이 크면 온도에 대한 점성의 변화가 심해져 온도 신뢰성 면에서 불리한 등의 단점이 있다.

본 발명은 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 작동유체를 사용한 동압베어링을 실링하기 위해 작동유체와 점성 및 밀도에 차이를 갖는 자성유체를 사용함으로써, 모터의 기동 토오크와 구동 토오크에 영향을 주지 않고 또한 별도의 구조물을 사용하지 않음으로 회전정밀도가 향상되는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중공상의 슬리브; 상기 슬리브에 회전가능하게 끼워진 축; 상기 축과 슬리브의 사이에 충진되어 동압을 발생시키는 작동유체; 그리고 상기 슬리브의 상단 에 구비되며 상기 작동유체와의 점성 및 밀도차를 이용하여 상기 작동유체의 누유를 억제시키는 실링수단이 구비된 특징이 있다.

도 1은 본 발명 스핀들모터의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 실링수단을 나타낸 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 슬리브 12 : 축

13a : 작동유체 19 : 실링수단

20 : 개방부 21 : 자성유체

22 : 자성체

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 스핀들모터의 단면도 이다. 상부 중앙에 중공상의 슬리브(11)가 결합된 하우징(10)이 구비되고 하우징(10)의 상부 외주연에는 코일(15)이 권회된 코어(14)가 구비된다. 그리고 슬리브(11)의 내부에 축(12)이 회전 가능하게 끼워지며 축(12)과 슬리브(11)의 사이에 작동유체(13a)가 충진된다. 축(12)은 외주면에 동압발생홈(13)이 형성되며 회전되는 동안 작동유체(13a)에 동압이 발생되어 회전 반경방향으로 지지된다.

또한 축(12)의 상단에 허브(16)가 억지끼움식으로 결합되며 허브(16)의 외주연에 로터(17)가 허브(16)와 함께 회전되도록 구비된다. 로터(17)는 하부가 개방되며 코어(14)를 감싸는 형태로 허브(16)의 상부에 구비된다. 또한 로터(17)의 내주면에는 코어(14)를 감싸는 자성체(18)가 구비되며 코일(15)에 전원이 인가되면 자성체(18)에 자기력이 발생되고 로터(17)가 축(12)과 함께 고속으로 회전된다.

그리고 슬리브(11)의 상단 내주면에 작동유체(13a)의 누유를 방지하는 실링수단(19)이 구비된다. 실링수단(19)은 작동유체(13a)가 원심력에 의해 축방향으로 상승되어 누유되지 못하도록 하는 것이며 자성유체(21)가 사용된다. 도 2는 본 발명에 따른 실링수단을 나타낸 단면도 이다. 슬리브(11)의 상단 내주면에 축(12)의 외주면과 일정간격 떨어지는 개방부(20)가 마련된다. 개방부(20)에 의해 축(12)의 외주면과 슬리브(11)의 내주면 사이에 공간이 마련되며 이 공간에 자성유체(21)가 충진된다. 그리고 개방부(20)에는 자성체(22)가 매설된다. 자성체(22)는 자성유체(21)를 당기는 역할을 하며 자성유체(21)가 개방부(20)에서 벗어나지 못하도록 한다. 또한 자성유체(21)와 동압을 발생시키는 작동유체(13a) 사이에는 점성이 20배 이상 차이가 나며 밀도가 1.4배 이상 차이가 나도록 한다.

이처럼 구성된 본 발명은 슬리브(11)의 상단 내주면에 축(12)의 외주면과의 사이에 공간이 발생되도록 개방부(20)가 구비된다. 그리고 개방부(20)와 축(12)의 외주면 사이 공간에 자성유체(21)가 충진된다. 자성유체(21)는 동압을 발생시키는 작동유체(13a)와 점성 및 밀도에 차이가 있는 것으로 작동유체(13a)가 자성유체(21)에 의해 누유되지 않는다. 즉 개방부(20)의 내부에 자성유체(21)를 구속하는 자성체(22)가 매설된다. 이때 자성체(22)는 한쌍으로 구비되며 자성유체(21)가 개방부(20)의 사이에 있도록 자성력으로 자성유체(21)를 끌어 당긴다.

자성유체(21)와 자성체(22)가 구비된 본 발명은 축(12)이 고속으로 회전되는 과정에서 동압발생홈(13)에 의해 작동유체(13a)가 동압을 발생시킨다. 따라서 축(12)이 슬리브(11)의 내부에서 회전지지된다. 그리고 동압이 발생되는 과정에서 작동유체(13a)가 원심력에 의해 축방향으로 이동된다. 이때 개방부(20)의 사이에 구비된 자성유체(21)에 의해 이동되는 작동유체(13a)가 구속된다. 즉 자성유체(21)와 작동유체(13a)는 점성과 밀도에 차이가 있으므로 작동유체(13a)가 자성유체(21)를 통과할 수 없게된다. 따라서 자연스럽게 실링되어 작동유체(13a)의 누유가 방지된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 슬리브의 상단 내주면에 축의 외주면과의 사이에 공간이 발생되도록 개방부가 마련된다. 그리고 개방부와 축의 외주면 사이 공간에 자성유체가 구비된다. 자성유체는 동압을 발생시키는 작동유체와 점성 및 밀도에 차이를 갖는 것으로서, 자성유체는 개방부에 매설된 자성체에 의해 개방부에서 벗어나지 않는다. 이 같은 상태에서 축이 고속으로 회전되면 동압이 발생되고 작동유체는 원심력에 의해 축방향으로 이동된다. 이때 자성유체로 인하여 이동중인 작동유체의 누유가 방지된다. 본 발명은 슬리브의 상단 내주면을 확대 가공하여 개방부가 형성되고 개방부의 내부에 자성체가 매설됨으로 축의 회전에 영향을 주지 않는다. 따라서 별도의 기하학적 구조물을 사용하지 않고 작동유체의 누유를 방지시킴으로 축의 회전 정밀도가 향상되며 또한 자성유체와 작동유체의 점성 및 밀도의 차이를 적정하게 유지시킴으로 모터의 기동 토오크 및 구동 토오크가 감소되지 않는 등의 효과가 있다.

Claims

중공상의 슬리브(11);

상기 슬리브(11)에 회전가능하게 끼워진 축(12);

상기 축(12)과 슬리브(11)의 사이에 충진되어 동압을 발생시키는 작동유체(13a);

그리고 상기 슬리브(11)의 상단에 구비되며 상기 작동유체(13a)와의 점성 및 밀도차를 이용하여 상기 작동유체(13a)의 누유를 억제시키는 실링수단(19)을 구비하는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치.
제 1 항에 있어서, 상기 실링수단(19)은 상기 슬리브(11)의 상단 내주면에 형성되어 상기 축(12)의 외주면과의 사이에 공간을 형성하는 개방부(20);

상기 개방부(20)와 상기 축(12)의 외주면 사이에 충진된 자성유체(21);

그리고 상기 개방부(20)에 매설되어 상기 자성유체(21)를 자성력으로 구속하는 자성체(22)를 구비함을 특징으로 하는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치.
제 2 항에 있어서, 상기 자성유체(21)와 상기 작동유체(13a) 사이의 점성의 차이는 20배이고 밀도의 차이는 1.4배 임을 특징으로 하는 디지털 비디오디스크용 스핀들모터의 실링장치.