KR20040062635A - 디스크 드라이브/저장 어플리케이션의 스핀들 모터용고점착 내마모성 코팅부 - Google Patents

디스크 드라이브/저장 어플리케이션의 스핀들 모터용고점착 내마모성 코팅부 Download PDF

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KR20040062635A
KR20040062635A KR10-2004-7007384A KR20047007384A KR20040062635A KR 20040062635 A KR20040062635 A KR 20040062635A KR 20047007384 A KR20047007384 A KR 20047007384A KR 20040062635 A KR20040062635 A KR 20040062635A
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low friction
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모하메드 엠. 아민
라큐브 유. 칸
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

중심축을 갖는 하우징, 상기 하우징에 고정되고 상기 중심축과 동일한 축을 갖는 고정 부재 및 상기 고정 부재와 관련하여 상기 중심축 둘레를 회전할 수 있는 회전가능 부재를 포함하는 디스크 드라이브 저장 시스템이 개시되어 있다. 하이드로다이나믹 베어링은 고정 부재 및 회전가능 부재와 상호접속하고 내마모성 코팅부를 포함하는 적어도 하나의 작용 표면을 포함한다.

Description

디스크 드라이브/저장 어플리케이션의 스핀들 모터용 고점착 내마모성 코팅부{HIGH ADHESION, WEAR RESISTANT COATINGS FOR SPINDLE MOTORS IN DISK DRIVE/STORAGE APPLICATIONS}
"윈체스터" 타입의 디스크 드라이브로 알려진, 디스크 드라이브 저장 장치는 당업계에 널리 공지되어 있다. 윈체스터 디스크 드라이브에서, 디지털 데이터는 회전하는 디스크의 표면 위에 있는 자화가능한 재료로 이루어진 얇은 층에 기록되거나 판독된다. 기록과 판독 동작은 슬라이더 몸체에 실려 있는 트랜스듀서를 통행 수행된다. 슬라이더와 트랜스듀서는 종종 통합하여 헤드로 불리며, 통상적으로 하나의 헤드는 각각 하나의 디스크 표면과 관련한다. 헤드들은 전자회로의 제어 하에서 액츄에이터 장치에 의해 디스크 표면 위에 있는 다수의 중심이 동이한 원형 데이터 트랙들 중 임의의 트랙으로 선택적으로 이동한다. 각각의 슬라이더 몸체는자동식(self-acting) 공기 베어링 표면을 포함한다. 디스크가 회전할 때, 디스크는 공기 베어링 표면 바로 아래로 공기를 끌어당기고, 이는 슬라이더를 디스크 표면 위로 수 마이크로인치 정도 들어올려 비행시키는 들어올리는 힘(lifting force)을 만들어낸다.
현재 세대의 디스크 드라이브 제품들에 있어서, 가장 일반적으로 사용되는 타입의 액츄에이터는 회전 이동하는 코일 액츄에이터이다. 디스크는 브러쉬가 없는 DC 스핀들 모터의 허브 구조물 상에서 "스택(stack)"으로 장착되어 있다. 스핀들 모터의 회전 속도는 모터의 고정자 권선으로 향하는 통신 신호들의 타이밍과 파워를 제어하는 모터 드라이브 회로에 의해 정밀하게 제어된다. 통상적인 스핀들 모터 속도는 3600RPM 범위 내에 있다. 비록, 현재 기술은 스핀들 모터의 속도를 7200RPM, 10,000RPM, 15,000RPM 및 그 이상까지 증가시켰다.
디스크 드라이브 데이터 저장 장치에서 소음이 발생하는 주요 원인중 하나는 스핀들 모터이다. 최근에 디스크 드라이브 제작자는 종래 스핀들 모터의 볼 또는 롤러 베어링을 하이드로다이나믹 또는 하이드로스테이틱 베어링과 같은 "하이드로" 베어링으로 대체하는 것을 고찰하기 시작했다. 하이드로다이나믹 베어링은 베어링 표면과 분리된 유체막에 의존하고 따라서 매우 조용하며 종래 볼 베어링보다 대체로 진동이 덜하다. 하이드로다이나믹 베어링은 유체막 간격을 유지하기 위해 내부 압력을 발생시키는 자체-펌핑(self-pumping) 베어링이다. 하이드로스테이틱 베어링은 유체 간격을 유지하기 위해 외부 가압 유체 소스를 필요로 한다. 하이드로다이나믹 베어링에서 베어링 표면들 사이의 상대적인 이동은 베어링 표면들 사이가접촉하지 않도록 유체막 내에서 전체적으로 발생하는 전단 성분(shear element)을 유발시킨다.
하이드로다이나믹 베어링에서, 윤활 유체 또는 윤활 기체는 예컨대 하우징의 고정 부재와 디스크 허브의 회전 부재 사이의 베어링 표면에 제공된다. 일반적인 윤활제는 오일 또는 강자성 유체를 포함한다. 하이드로다이나믹 베어링은 일련의 포인트 인터페이스를 포함하는 볼 베어링 어셈블리와 비교하여 넓은 표면적에 걸쳐 베어링 표면이 퍼져 있다. 이것은 증가된 베어링 표면이 회전 및 고정 부재들 사이가 흔들리거나(wobble) 돌출하는 것을 감소시키기 때문에 바람직하다.
종래 하이드로다이나믹 베어링 스핀들 모터에서도 윤활 유체가 존재하였지만, 베어링 표면들은 계속적으로 마모되게 영향을 받는다. 그 결과, 베어링 표면들 사이의 갭은 점차 장치의 수명을 변화시키고, 종종 어느정도는 베어링 표면들을 불균일하게 한다. 이는 디스크 드라이브의 성능을 감소시키고, 결과적으로 고장을 유발시킨다. 더욱이, 기체 윤활 하이드로다이나믹 베어링에 있어서도, 베어링 표면에 대해 마찰 특성이 낮아야 할 필요가 있다.
따라서, 개선된 내마모성뿐만 아니라 낮은 마찰 특성을 갖는 하이드로다이나맥 유체 베어링 표면이 필요하다.
본 출원은 본 명세서에서 참조로서 포함된, 2001년 11월 16일자 미국 특허 출원 제60/332,490호의 장점을 청구한 것이다.
본 발명은 디스크 드라이브 데이터 저장 장치용 하이드로다이나믹 모터 분야에 관한 것으로, 특히 내마모성 코팅부를 갖는 하나 이상의 베어링 표면을 구비한 스핀들 모터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스크 드라이브 데이터 저장 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드로다이나믹 베어링 스핀들 모터의 단면도이다.
도 3은 간략히 하기 위해 다른 부분들은 제거하고 도 2의 3-3 선을 따라 절취한 하이드로다이나믹 베어링 스핀들 모터의 단면도이다.
도 4는 하이드로다이나믹 베어링의 하나 이상의 작용 표면 위에 형성된 내마모성 코팅부를 도시하는 도 3의 상세도이다.
도 5는 원뿔형 베어링 표면을 갖는 하이드로다이나믹 베어링의 단면도이다.
본 발명의 디스크 드라이브 시스템은 중심축을 갖는 하우징, 하우징에 고정되어 있고 중심축과 동일한 축을 갖는 고정 부재, 및 고정 부재와 관련하여 중심축 둘레를 회전할 수 있는 회전가능 부재를 포함한다. 고정자는 하우징과 관련하여고정되어 있다. 로터는 회전가능 부재에 의해 지지되고 고정자에 자기적으로 결합되어 있다. 적어도 하나의 데이터 저장 디스크가 회전가능 부재에 부착되어 있고 회전가능 부재와 동일한 축을 갖는다. 하이드로다이나믹 베어링은 고정 부재를 회전가능 부재에 결합시킨다. 하이드로다이나믹 베어링은 내마모성 코팅부가 위에 덮여진 적어도 하나의 작용 표면(working surface)을 포함한다.
상기 설명한 본 발명의 특징을 달성하고 상세히 이해되도록, 상기 간략히 요약한 본 발명의 특징을 첨부된 도면에서 예시된 실시예를 참조하여 하기에서 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 단순히 본 발명의 일반적인 실시예를 예시할 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 본 발명에 대한 다른 유효한 실시예가 허용될 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 베어링 표면이 내마모성 코팅부를 갖는 하이드로다이나믹 베어링 스핀들 모터를 구비한 디스크 드라이브 데이터 저장 장치이다. 도 1은 본 발명이 사용되는 디스크 드라이브(10)의 평면도이다. 디스크 드라이브(10)는 밀봉된 환경을 형성하도록 상부 커버(14)와 결합되어 밀봉된 환경 외부의 부재들에 의한 오염물로부터 내부 부품들을 보호하는 하우징 베이스(12)를 포함한다.
디스크 드라이브(10)는 디스크 팩(16)을 더 포함하는데, 디스크 팩(16)은 디스크 클램프(18)에 의해 스핀들 모터(도시 안됨) 상에서 회전하도록 장착되어 있다. 디스크 팩(16)은 다수의 개별 디스크들을 포함하는데, 디스크들은 중심축 둘레를 함께 회전하도록 장착되어 있다. 각각의 디스크 표면은 관련된 헤드(20)를 가지며, 헤드(20)는 디스크 표면과 통신하도록 디스크 드라이브(10)에 장착되어 있다. 도 1에 도시된 예에서, 헤드(20)들은 플렉서(22)들에 의해 지지되며, 플렉서(22)들은 차례로 액츄에이터 몸체(26)의 헤드 마운팅 암(24)에 부착되어 있다. 도 1에 도시된 액츄에이터는 회전 이동하는 코일 액츄에이터로서 알려진 타입이며 일반적으로 (28)로 도시된 보이스 코일 모터(VCM)를 포함한다. 보이스 코일 모터(28)는 헤드(20)들이 부착된 액츄에이터 몸체(26)를 피봇 샤프트(30) 둘레로 회전시켜 헤드(20)들을 아치형 경로를 따라 원하는 데이터 트랙 위로 위치시킨다. 회전 액츄에이터가 도 1에 도시되어 있지만, 본 발명은 선형 액츄에이터와 같은 다른 타입의 액츄에이터를 갖는 디스크 드라이브에도 사용된다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드로다이나믹 베어링 스핀들 모터(32)의 단면도이다. 스핀들 모터(32)는 고정 부재(34), 허브(36) 및 고정자(stator)(38)를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 고정 부재는 너트(40)와 와셔(washer)(42)에 의해 베이스(12)에 고정되고 부착된 샤프트이다. 허브(36)는 샤프트(34) 둘레를 회전하도록 하이드로다이나믹 베어링(37)에 의해 샤프트(34)와 상호접속되어 있다. 베어링(37)은 방사형 작용 표면(44,46)들과 축형 작용 표면(48,50)들을 포함한다. 샤프트(34)는 윤활 유체(60)를 공급하고 베어링의 작용 표면들을 따라 유체의 순환을 돕는 유체부(54,56,58)를 포함한다. 윤활 유체(60)는 공지된 방식으로 샤프트(34)의 내부에 결합된 유체 소스(도시 안됨)에 의해 샤프트(34)에 공급된다.
스핀들 모터(32)는 스러스트 베어링(45)을 더 포함하는데, 스러스트 베어링(45)은 하이드로다이나믹 베어링(37)의 축형 작용 표면(48,50)을 형성한다. 카운터플레이트(62)는 작용 표면(48)을 지지하여(bear) 하이드로다이나믹 베어링에 축 안정성(axial stability)을 제공하고 스핀들 모터(32) 내에 허브(36)를 위치시킨다. O-링(64)은 카운터플레이트(62)와 허브(36) 사이에 제공되어 하이드로다이나믹 베어링을 밀봉한다. 밀봉은 하이드로다이나믹 유체(60)가 카운터플레이트(62)와 허브(36) 사이를 빠져나가는 것을 방지한다.
허브(36)는 중심 코어(65)와 디스크 캐리어 부재(66)를 포함하는데, 디스크 캐리어 부재(66)는 디스크 팩(16)(도 1에 도시됨)이 샤프트(34) 둘레를 회전하도록 지지한다. 디스크 팩(16)은 디스크 클램프(18)(도 1에 도시됨)에 의해 디스크 캐리어 부재(66) 상에서 홀딩되어 있다. 영구 자석(70)이 허브(36) 외부 직경에 부착되어 있는데, 허브(36)는 스핀들 모터(32)를 위한 로터로서 기능한다. 코어(65)는 자석 물질로 이루어져 있고 자석(70)에 대한 백-아이언(back-iron)으로서 기능한다. 로터 자석(70)은 단일 환형 링으로서 형성될 수 있거나 허브(36) 인접부 둘레에서 이격된 다수의 개별 자석들로 형성될 수 있다. 로터 자석(70)은 자화되어 하나 이상의 자석 폴을 형성한다.
고정자(38)는 베이스(12)에 부착되어 있고 고정자 적층부(72)들과 고정자 권선(74)들을 포함한다. 고정자 권선(74)들은 적층부(72)들에 부착되어 있다. 고정자 권선부(74)들은 로터 자석(70)으로부터 방사형으로 이격되어 로터 자석(70)과 허브(36)가 중심축(80) 둘레를 회전하게 한다. 고정자(38)는 볼트(78)들에 의해 베이스에 고정된 하나 이상의 C-클램프(76)들과 같은 공지된 방법에 의해 베이스(12)에 부착되어 있다.
고정자 권선(74)들에 제공된 통신 펄스들은 로터 자석(70)과 통신하고 허브(36)가 베어링(37)에서 중심축(80) 둘레를 회전하게 하는 회전 자기장을 형성한다. 통신 펄스들은 시간에 맞게(timed) 극성이 선택된 DC 전류 펄스들이며 연속적으로 선택된 고정자 권선들이 로터 자석을 구동시키고 로터 자석의 속도를 제어하게 한다.
도 2에 도시된 실시예에서, 스핀들 모터(32)는 고정자(38)가 허브(36) 아래의 축에 위치한 "빌로우-허브(below-hub)" 타입의 모터이다. 또한 고정자(38)는 허브(36) 외부에서 방사형으로 위치하여, 고정자 권선(74)이 적층부(72)의 내부 직경 표면(82)(도 3)에 고정되어 있다. 선택적인 실시예에서, 고정자는 고정자가 허브 아래와 마주한 채로 허브 내에 위치한다. 고정자는 허브의 내부 또는 허브의 외부에서 방사형으로 위치할 수 있다. 게다가, 도 2는 고정된 샤프트를 갖는 스핀들 모터를 도시하지만, 스핀들 모터는 회전하는 샤프트를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 베어링은 회전하는 샤프트와 상기 회전하는 샤프트의 축과 동일한 축을 갖는 외부 고정 슬리브 사이에 위치한다.
도 3은 간략히 하기 위해 다른 부분들은 제거하고, 도 2의 3-3 선을 따라 절취한 하이드로다이나믹 스핀들 모터(32)의 개략적인 단면도이다. 고정자(38)는 적층부(72)들과 고정자 권선(74)들을 포함하며, 적층부(72)들과 고정자 권선(74)들은 로터 자석(70)과 중심 코어(65)의 축과 동일한 축을 갖는다. 고정자 권선(74)은 적층부(72)의 티스(teeth) 주위에 감겨진 위상(phase) 권선들(W1,V1,U1,W2,V2,U2)을 포함한다. 위상 권선들은 중심축(80)에 수직하고 중심축(80)과 교차하는 코일 축을 갖는 코일들로 이루어져 있다. 예컨대, 위상 권선(W1)은 중심축(80)에 수직인 코일 축(83)을 갖는다. 하이드로다이나믹 베어링(37)의 방사형 작용 표면(44,46)들은 샤프트(34)의 외부 직경 표면과 중심 코어(65)의 내부 직경 표면에 의해 형성된다. 샤프트(34)와 중심 코어(65)는 예컨대 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속으로 구성될 수 있다. 방사형 작용 표면(44,46)들은 윤활 유체에 의해 분리되며, 윤활 유체는 정상적인 동작동안 유극(c)을 유지한다.
도 4는 도 3의 하이드로다이나믹 스핀들 모터(32)를 확대한 단면도이다. 하이드로다이나믹 베어링(37)의 방사형 작용 표면(44,46) 중 하나 또는 모두는 내마모성, 저마찰 코팅부(44c,46c)들을 갖도록 처리된다. 내마모성 코팅부(44c,46c)들은 작용 표면(44,46)들이 물리적으로 오래 견디게함으로써 방사형 작용 표면(44,46)들의 내마모성을 증진시킨다. 마모로 인한 금속 입자 발생은 감소되며, 이로써 작용 표면(44,46)의 기계적인 고장이 줄어든다. 내마모성 저마찰 코팅부(44c,46c)들은 증진된 내마모성을 제공하고 일반적으로 스핀들 모터의 수명 동안 유극(c)을 일정하게 유지시킨다.
내마모성 코팅부(44c,46c)들은 예컨대 비결정질 탄소, 다이아몬드형 탄소, 또는 이들의 합성물들을 포함할 수 있다. 내마모성 코팅부는 두께가 약 100 나노미터 내지 약 5 마이크론 범위일 수 있다. 내마모성 코팅부(44c,46c)들의 바람직한 두께는 샤프트(34)의 외부 직경과 중심 코어(65)의 내부 직경의 합, 유극(c)의 크기, 표면 조도 및 부하 등과 같은 인자(factor)들에 의존한다.
일 실시예에서, 내마모성 저마찰 코팅부(44c,46c)들은 스퍼터링 처리와 같은 물리 기상 증착(PVD)에 의해 증착된다. 또 다른 실시예에서, 내마모성 코팅부(44c,46c)들은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)과 같은 화학 기상 증착(CVD)에 의해 증착된다. 또 다른 실시예에서, 내마모성 코팅부(44c,46c)들은 이온 빔 증착에 의해 증착된다. 또한 내마모성 코팅부는 예컨대 하이드로겐(H2) 또는 니트로겐(N2)의 존재 하에서 스퍼터링되어 내마모성 및 마찰 특성을 강화할 수 있다.
도 4는 단지 하나의 층으로만 이루어진 내마모성 코팅부(44c,46c)들을 도시하지만, 다수의 코팅 층들로 이루어진 내마모성 코팅부(44c,46c)들 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 종종 내마모성 코팅부(44c,46c)는 최적의 점착을 제공하고 크랙 진행을 감소시키며 샤프트(34)와 중심 코어(65)의 내부식성을 강화하기 위해 다수의 층으로 이루어지는 것도 바람직하다. 일 실시예에서, 내마모성 코팅부(44c,46c)들은 탄소로 이루어진 두 개 이상의 층을 포함한다. 일 실시예에서, 내마모성 코팅부(44c,46c)들은 실리콘 카바이드로 이루어진 층을 포함한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 점착층(44i,46i)들은 내마모성 코팅부(44c,46c)들을 증착하기 이전에 샤프트(34)의 외부 직경과 중심 코어(65)의 내부 직경 위에 각각 증착된다. 점착층(44i,46i)들은 샤프트(34)의 외부 직경과 중심 코어(65)의 내부 직경에 대해 내마모성 코팅부(44c,46c)들을 위한 개선된 점착과 기계적 특성을 제공한다. 점착층들은 예컨대 크로뮴, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 실리콘 카바이드, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 점착층(44i,46i)들은 하나 이상의 내마모성 코팅부(44i,46i)들과 조합하여 사용될 수 있다. 예컨대, 점착층은 내마모성 층과 내마모성 저마찰층과 조합하여 사용될 수 있다.
점착층(44i,46i)들은 두께가 약 1 나노미터 내지 약 1 마이크로의 범위일 수 있다. 점착층(44i,46i)들의 바람직한 두께는 내마모성 코팅부(44c,46c)들과 관련하여 상기 열거한 것들과 유사한 인자들에 의존한다. 일 실시예에서, 샤프트(34)의 외부 직경 표면과 중심 코어(65)의 내부 직경 표면 중 하나 또는 모두는 점착층(44i,46i) 또는 내마모성 층(44c,46c)을 증착하기 이전에 니켈 또는 니켈 포스파이드(phosphide) 도금 용액으로 처리된다. 무전해 니켈 도금 용액이 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 점착층(44i,46i)들은 스퍼터링 처리와 같은 물리 기상증착(PVD)에 의해 증착된다. 또 다른 실시예에서, 점착층(44i,46i)들은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)과 같은 화학 기상 증착(CVD)에 의해 증착된다. 또 다른 실시예에서, 점착층(44i,46i)들은 이온 빔 증착에 의해 증착된다.
일 실시예에서, 기판은 점착층과 내마모성 코팅부를 증착하기 이전에 에칭된다. 점착층이 증착되지 않는 경우에, 기판은 내마모성 코팅부를 증착하기 이전에 에칭될 수 있다. 기판은 예컨대 플라즈마 에칭 처리에 의해 에칭될 수 있다. 플라즈마 에칭 처리는 기판을 예컨대 아르곤과 같은 불활성 기체의 이온으로 피격(bombarding)시키는 것을 포함할 수 있다.
선택적으로 또는 샤프트(34)의 외부 직경과 중심 코어(65)의 내부 직경 위에 증착된 내마모성 코팅부(44c,46c)에 추가하여, 내마모성 코팅부들은 예컨대 도 2에 도시된 스러스트 베어링(45) 위의 축 작용 표면(48) 또는 카운터플레이트(62)의 하부 표면(69) 위와 같은 스핀들 모터의 다른 작용 표면들 위에 증착될 수 있다. 선택적으로 상기 설명한 것과 같은 점착층들은 내마모성 저마찰 코팅부의 증착 이전에 증착될 수 있다.
예 1
점착층은 스틸 기판 위에 증착되었다. 점착층은 크로뮴을 포함하였다. 점착증은 불활성 기체가 크로뮴 타켓으로부터 재료를 스퍼터링하는 스퍼터링 처리에 의해 증착되었다. 두께가 약 0.3 마이크론 내지 0.5 마이크론인 점착층이 증착되었다.
내마모성 저마찰 코팅부가 크로뮴 점착층 위에 증착되었다. 내마모성 코팅부는 탄소를 포함하였다. 내마모성 코팅부는 불활성 기체가 크로뮴 타켓으로부터 재료를 스퍼터링하는 스퍼터링 처리에 의해 증착되었다. 두께가 약 1.5 마이크론 내지 약 2 마이크론인 내마모성 코팅부가 증착되었다. 내마모성 코팅부는 기판에 대해 뛰어난 점착력을 나타내었다.
예 2
점착층은 스틸 기판 위에 증착되었다. 점착층은 실리콘을 포함하였다. 점착층은 불활성 기체가 실리콘 기판으로부터의 물질을 스퍼터링하는 스퍼터링 처리에 의해 증착되었다. 두께가 약 0.3 마이크론 내지 약 0.5 마이크론인 점착층이 증착되었다.
내마모성 저마찰 코팅부가 실리콘 점착층 위에 증착되었다. 내마모성 코팅부는 탄소를 포함하였다. 내마모성 코팅부는 불활성 기체가 탄소 타겟으로부터의 물질을 스퍼터링한 스퍼터링 처리에 의해 증착되었다. 두께가 약 1.5 마이크론 내지 약 2 마이크론인 내마모성 코팅부가 증착되었다. 내마모성 코팅부는 기판에 대해 우수하게 점착되었다.
내구성을 강화시키기 위해 내마모성 및 점착층을 사용하는 것은 상기 설명한 스러스트 베어링 구조에 제한되지 않는다. 내마모성 및 점착 코팅부는 예컨대 공지된 다른 형상의 베어링 표면을 갖는 스핀들 모터에 사용될 수 있다. 원뿔형 및 구형 베어링 표면이 베어링 표면의 마모를 감소시키기 위해 본 발명의 내마모성 코팅부에 의해 코팅될 수 있다.
도 5를 참조하면, 원뿔형 베어링 표면들을 가지며 도 1의 디스크드라이브(10)의 디스크들을 구동시키는데 사용될 수 있는 하이드로다이나믹 베어링이 도시되어 있다. 하이드로다이나믹 베어링은 스핀들 모터(150)에 통합되어 도시되어 있다. 상기 구조는 샤프트(152)에 회전가능하게 결합된 드라이브 로터 또는 허브(114)를 포함한다. 샤프트(152)는 샤프트와 관련하여 회전하는 슬리브(158) 내에 수용된 상부 반구 또는 볼록한 부분(154)과 하부 반구 또는 볼록한 부분(156)을 포함한다. 샤프트는 베이스(160)에 고정되게 부착되어 있고, 베이스(160)는 도 1과 관련하여 설명한 하우징 베이스(12)에 통합되거나 지지될 수 있다. 슬리브(158)는 샤프트(152)의 저널(journal)(162)을 수용하며 상부 반구 형상의 오목한 리셉터클(164)과 하부 반구 형상의 오목한 리셉터클(166)을 포함한다. 또한 충전 홀(168)은 (도시된 바와 같이, 상단부의) 고정된 부재(152) 내의 저장부(159)에 제공되어 베어링 유체를 하이드로다이나믹 베어링에 제공한다. 로터(114)는 하이드로다이나믹 베어링의 한 단부를 대기와 단절시키는데 사용되는 카운터플레이트(170)를 포함한다. 동작시, 상기 도에 도시된 베어링들은 오일과 같은 유체가 샤프트인 고정 부재와 이 경우 슬리브인 회전 부재 사이의 갭을 통과하여 순환하는 하이드로다이나믹 베어링들을 포함한다. 또한 하나 이상의 이러한 베어링 표면들이 본 발명의 내마모성 층들로 코팅될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예들이 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않고 개시될 수 있고, 이러한 본 발명의 범위는 하기 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 중심축을 갖는 하우징;
    상기 하우징에 고정되고 상기 중심축과 동일한 축을 갖는 고정 부재;
    상기 하우징에 고정된 고정자;
    상기 고정 부재와 관련하여 상기 중심축 둘레를 회전할 수 있는 회전가능 부재;
    상기 회전가능 부재에 의해 지지되고 상기 고정자에 자기적으로 결합된 로터;
    상기 회전가능 부재에 부착되고 상기 회전가능 부재와 동일한 축을 갖는 적어도 하나의 데이터 저장 디스크;
    상기 데이터 저장 디스크와 통신하기 위해 상기 데이터 저장 디스크와 인접하여 헤드를 지지하는 액츄에이터; 및
    상기 고정 부재 및 상기 회전 가능 부재와 상호접속하며, 내마모성 저마찰 코팅부를 포함하는 적어도 하나의 작용 표면(working surface)을 갖는 하이드로다이나믹 베어링
    을 포함하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 비결정질 탄소, 다이아몬트형 탄소, 수소화 비결정질 탄소, 질화 비결정질 탄소, 수소화 다이아몬드형 탄소, 질화 다이아몬드형 탄소 및 이들의 합성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 2 개 이상의 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 두께가 약 100 나노미터 내지 약 5 마이크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD) 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 내마모성 코팅부는 점착층 위에 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 점착층은 크로뮴, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 실리콘 카바이드 및 이들의 합성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 점착층은 두께가 약 1 나노미터 내지 약 1 마이크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 점착층은 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD) 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 저장 시스템.
  10. 중심축을 갖는 하우징;
    상기 하우징에 고정되고 상기 중심축과 동일한 축을 갖는 고정 부재;
    상기 하우징에 고정된 고정자;
    상기 고정 부재와 관련하여 상기 중심축 둘레를 회전할 수 있는 회전가능 부재;
    상기 회전가능 부재에 의해 지지되고 상기 고정자에 자기적으로 결합된 로터; 및
    상기 고정 부재 및 상기 회전 가능 부재와 상호접속하며, 내마모성 저마찰 코팅부를 포함하는 적어도 하나의 작용 표면을 갖는 하이드로다이나믹 베어링
    을 포함하는 모터.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 비결정질 탄소, 다이아몬트형 탄소, 수소화 비결정질 탄소, 질화 비결정질 탄소, 수소화 다이아몬드형 탄소, 질화 다이아몬드형 탄소 및 이들의 합성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 두께가 약 100 나노미터 내지 약 5 마이크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 모터.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 2 개 이상의 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 내마모성 저마찰 코팅부는 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD) 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 모터.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 내마모성 코팅부는 점착층 위에 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 점착층은 크로뮴, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 실리콘 카바이드 및 이들의 합성물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 점착층은 두께가 약 1 나노미터 내지 약 1 마이크론의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 모터.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 점착층은 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD) 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 모터.
  19. 고정 부재 및 회전가능 부재와 상호접속하고 적어도 하나의 작용 표면을 갖는 하이드로다이나믹 베어링을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 작용 표면이 마모 감소 수단을 갖는 모터.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 마모 감소 수단은 점착 수단 위에 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
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