KR19990070004A - Hdd용 스핀들 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 HDD용 스핀들시스템에 관한 것으로, 베이스의 상부에 설치된 하단베어링과, 상기 하단베어링의 외측에 설치된 모터용코일과, 상기 하단베어링의 상부에 설치된 샤프트와, 상기 샤프트의 상부에 설치된 상단베어링과, 상기 샤프트의 외측에 설치되어 회전되는 몸체와, 상기 몸체의 내측 상부에 설치된 제 1 공기베어링과, 상기 몸체의 내측 하부에 설치된 제 2 공기베어링과, 상기 몸체의 하단에 설치된 모터용영구자석을 구비하는 HDD용 스핀들시스템에 있어서, 상기 상, 하단베어링의 외측에 자석으로 이루어지는 제 1 링부재가 각각 설치되고, 상기 제 1 링부재와 대향하는 상기 몸체의 내측에 상기 제 1 링부재와 같은 극을 가진 자석으로 이루어진 제 2 링부재가 각각 설치된다. 따라서, 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템은 샤프트와 몸체에 부착된 영구자석의 상호 반발력에 의하여, 대용량, 고속화된 HDD의 몸체에 부과되는 큰 부하량과 외란을 효과적으로 극복하면서 샤프트를 중심으로 원활히 회전할 수 있다.

Description

ＨＤＤ용 스핀들시스템

본 발명은 HDD(하드디스크 드라이브)용 스핀들시스템에 관한 것으로서, 특히 대용량의 자기디스크를 탑재한 몸체가 부하용량과 외란에 견디면서 고속으로 원활히 회전이 가능하도록 그 구조가 개선된 HDD용 스핀들시스템에 관한 것이다.

일반적으로, HDD는 스핀들시스템의 상부에 자기디스크가 설치되어 있어서, 상기 스핀들시스템이 회전함에 따라서 상기 자기디스크가 회전하여, 상기 자기디스크의 상부에 위치한 헤드가 회전하는 상기 자기디스크 표면에 정보를 입력하거나 독출한다.

도 1 은 종래의 HDD용 스핀들시스템의 단면도이고, 도 2 는 종래의 HDD용 스핀들시스템의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, HDD용 스핀들시스템은 베이스(1)의 상부에 하단베어링(3b)이 설치되고, 상기 하단베어링(3b)의 측단에 모터용코일(5)이 설치되고, 상기 하단베어링(3b)의 상부에 샤프트(2)가 설치되고, 상기 샤프트(2)의 상부에 상단베어링(3a)이 설치된다. 상기 샤프트(2)의 외부에 상기 샤프트(2)를 중심으로 회전이 가능하도록 몸체(7)가 설치된다. 상기 몸체(7)의 내측 상부에, 상기 샤프트(2)를 중심으로 상기 몸체(7)가 원활히 회전하도록 공기막을 형성하는 제 1 공기베어링(4a)이 설치된다. 또한, 상기 몸체(7)의 내측 하부에 상기 샤프트(2)를 중심으로 상기 몸체(7)가 회전하는 작용을 원활히 하도록 공기막을 형성하는 제 2 공기베어링(4b)이 설치된다. 그리고, 상기 몸체(7)의 하단에, 상기 모터용코일(5)과 자장을 형성하여 상기 몸체(7)가 회전되는 구동력을 발생하는 모터용 영구자석(6)이 설치된다.

상기와 같이 구성된 HDD용 스핀들시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

HDD용 스핀들시스템의 모터용코일(5)에 전류가 공급되면, 상기 모터용코일(5)과 모터용영구자석(6)간에 자장(미도시)이 형성된다. 상기 자장의 작용에 의하여 몸체(7)가 일방향으로 회전한다. 상기 몸체(7)가 회전하면, 상기 제 1 및 2 공기베어링(4a,4b)의 내면에 공기의 유동이 발생한다. 상기 몸체(7)의 회전이 빨라질수록, 제 1,2 공기베어링(4a,4b)과 샤프트(2), 상단베어링(3a), 하단베어링(3b)의 사이에는 상기 몸체(7)의 회전 속도에 비례하여 더 큰강도의 공기층이 형성된다. 따라서, 자기디스크(미도시)를 탑재한 상기 몸체(7)는, 샤프트(2)와의 사이에 형성된 소정의 강도를 가진 공기층을 베어링으로 하여, 부과되는 부하량과 외란을 극복하면서 상기 샤프트(2)를 중심으로 소음없이 원활하게 회전한다.

이와 같이 구성된 종래의 HDD용 스핀들시스템은, 몸체(7)가 저속으로 회전할 때에는 상기 제 1,2 공기베어링(4a,4b)의 회전속도의 증가에 따라 공기층의 강도가 향상된다. 그러나, 일정속도 이상이 되면, 공기층의 강도는 더 이상 회전 속도에 비례하여 증가하지 않고 거의 일정한 값을 유지하게 된다. 상기 HDD가 대용량화, 고속화되면서, 일정한 값 이상을 갖지 못하는 공기층의 강도로는 상기 몸체(7)의 고속 회전에 의하여 형성된 큰 부하량과 외란을 지지할 수 없는 문제점을 갖는다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 대용량, 고속화된 HDD의 몸체가 부과되는 큰 부하량과 외란을 극복하면서 원활히 회전할 수 있는 HDD용 스핀들시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 HDD용 스핀들시스템의 단면도.

도 2는 종래의 HDD용 스핀들시스템의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...베이스 2...샤프트

3a...상단베어링 3b...하단베어링

4a...제 1 공기베어링 4b...제 2 공기베어링

5...모터용코일 6...모터용영구자석

7...몸체 8a...제 1 자기베어링

8b...제 2 자기베어링

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템은, 베이스의 상부에 설치된 하단베어링과, 상기 하단베어링의 외측에 설치된 모터용코일과, 상기 하단베어링의 상부에 설치된 샤프트와, 상기 샤프트의 상부에 설치된 상단베어링과, 상기 샤프트의 외측에 설치되어 회전되는 몸체와, 상기 몸체의 내측 상부에 설치된 제 1 공기베어링과, 상기 몸체의 내측 하부에 설치된 제 2 공기베어링과, 상기 몸체의 하단에 설치된 모터용영구자석을 구비하는 HDD용 스핀들시스템에 있어서, 상기 상, 하단베어링의 외측에 자석으로 이루어지는 제 1 링부재가 각각 설치되고, 상기 제 1 링부재와 대향하는 상기 몸체의 내측에 상기 제 1 링부재와 같은 극을 가진 자석으로 이루어진 제 2 링부재가 각각 설치된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템의 단면도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템의 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템은 베이스(1)의 상부에 하단베어링(3b)이 설치된다. 상기 하단베어링(3b)의 외측에 모터용코일(5)이 설치되고, 상기 하단베어링(3b)의 상부에 샤프트(2)가 설치된다. 상기 샤프트(2)의 상부에 상단베어링(3a)이 설치되고, 상기 샤프트(2)의 외측에 회전되는 몸체(7)가 설치된다. 상기 몸체(7)의 내측 상부에, 회전하면서 공기를 따라서 회전시켜 표면에 공기층을 형성하는 제 1 공기베어링(4a)이 설치된다. 상기 몸체(7)의 내측 하부에, 회전하면서 공기를 따라서 회전시켜 표면에 공기층을 형성하는 제 2 공기베어링(4B)이 설치된다. 상기 몸체(7)의 하단에 상기 모터용코일(5)의 영향을 받아 회전력을 발생시키는 모터용 영구자석(6)이 설치된다. 여기까지는 종래와 동일하다. 상기 상단베어링(3a)의 외측 단부에 자장을 형성하는 제 1 링부재(8a)가 설치된다. 상기 제 1 링부재(8a)와 대향하는 상기 몸체(7)의 내측에, 자장을 형성하는 상기 제 2 링부재(8b)가 상기 제 1 링부재(8a)의 자기방향과 동일한 방향으로 자장을 형성하도록 설치된다. 상기 제 1 링부재(8a)는 내경방향으로 S, N극이고, 이와 대항하는 제 2 링부재(8b)는 외경방향으로 S, N극으로 한다. 또는 상기 제 1 링부재(8a)는 내경방향으로 N, S극이고, 이와 대항하는 제 2 링부재(8b)는 외경방향으로 N, S극으로 한다. 상기 제 1,2 링부재(8a,8b)는 영구자석으로 하는 것이 바람직하다.

이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

HDD용 스핀들시스템에 전원이 공급되면, 종래와 동일한 원리에 의하여 자기디스크(미도시)가 설치된 몸체(7)는 공기층의 지지를 받아 부하용량과 외란의 영향을 어느 정도 극복하면서 샤프트(2)를 중심으로 회전한다. 이때, 제 1 자기베어링(8a)과 제 2 자기베어링(8b)에는 동일한 방향의 자기장이 형성되기 때문에, 상기 제 1 링부재(8a)와 제 2 링부재(8b)는 상호 배척하는 힘이 작용한다. 따라서, 상기 제 1 링부재(8a)가 부착된 상단베어링(3a)과 제 2 링부재(8b)가 부착된 몸체(7)의 상측 일부는 상호 미는 힘이 작용하여, 상기 상단베어링(3a)이 설치된 샤프트(2)의 상부에는 몸체(7) 상부의 중심에 놓이려는 힘이 작용하게 된다. 만일, 큰 부하량과 외란이 작용하여 상기 몸체(7) 상부가 일측으로 기울어지면, 상기 제 1 링부재(8a)와 제 2 링부재(8b)의 일부분이 급격히 가까워진다. 동일한 방향의 자기장을 형성하는 상기 제 1 자기베어링(8a)과 제 2 자기베어링(8b)은 거리가 가까워지면, 상호 반발력은 급격하게 증가한다. 따라서, 일측으로 기울어진 몸체(7)는 다시 정상을 회복하여, 상기 몸체(7)는 샤프트(2)를 중심으로 정상적으로 회전을 하게된다. 또한, 상기 제 1,2 링부재(8a,8b)는 공기베어링의 기능을 한다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 HDD용 스핀들시스템은 샤프트와 몸체에 부착된 영구자석의 상호 반발력에 의하여, 대용량, 고속화된 HDD의 몸체에 부과되는 큰 부하량과 외란을 효과적으로 극복하면서 샤프트를 중심으로 원활히 회전할 수 있다.

Claims (5)

1. 베이스(1)의 상부에 설치된 하단베어링(3b)과, 상기 하단베어링(3b)의 외측에 설치된 모터용코일(5)과, 상기 하단베어링(3b)의 상부에 설치된 샤프트(2)와, 상기 샤프트(2)의 상부에 설치된 상단베어링(3a)과, 상기 샤프트(2)의 외측에 설치되어 회전되는 몸체(7)와, 상기 몸체(7)의 내측 상부에 설치된 제 1 공기베어링(4a)과, 상기 몸체(7)의 내측 하부에 설치된 제 2 공기베어링(4b)과, 상기 몸체(7)의 하단에 설치된 모터용영구자석(6)을 구비하는 HDD용 스핀들시스템에 있어서,

   상기 상, 하단베어링(3a,3b)의 외측에 자석으로 이루어지는 제 1 링부재(8a)가 각각 설치되고, 상기 제 1 링부재(8a)와 대향하는 상기 몸체(7)의 내측에 상기 제 1 링부재(8a)와 같은 극을 가진 자석으로 이루어진 제 2 링부재(8b)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 HDD용 스핀들시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1,2 링부재(8a,8b)는 영구자석인 것을 특징으로 하는 HDD용 스핀들시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 링부재(8a)는 내경방향으로 S, N극이고, 이와 대항하는 제 2 링부재(8b)는 외경방향으로 S, N극인 것을 특징으로 하는 HDD용 스핀들시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 링부재(8a)는 내경방향으로 N, S극이고, 이와 대항하는 제 2 링부재(8b)는 외경방향으로 N, S극인 것을 특징으로 하는 HDD용 스핀들시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1,2 링부재(8a,8b)는 공기베어링의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 HDD용 스핀들시스템.