KR20120076263A - 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치 - Google Patents

Abstract

샤프트가 회전 가능하게 지지되고, 윤활유체가 유동되는 유로홀을 구비하는 슬리브 및 상기 슬리브의 상부 또는 하부에 배치되도록 상기 샤프트에 설치되는 스러스트 플레이트를 포함하며, 상기 유로홀은 유동하는 유체의 유출시 유동하는 유체에 의해 상기 스러스트 플레이트에 가해지는 압력을 감소시키도록 끝단부로 갈수록 확장되는 확장부를 구비하는 스핀들 모터가 개시된다.

Description

스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치{Spindle motor and driving device of recording disc of having the same}

본 발명은 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유체가 순환되는 유로홀이 형성된 슬리브를 구비하는 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disc drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.

한편, 샤프트에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위하여 스러스트 플레이트가 설치될 수 있으며, 스러스트 플레이트는 샤프트와 함께 회전된다.

그리고, 스러스트 플레이트는 슬리브의 상부 또는 하부에 배치되도록 샤프트에 설치되어 슬리브와 스러스트 플레이트에 의해 형성되는 베어링 간극에 충진된 윤활유체를 압축하여 유체 동압을 형성한다.

또한, 상기한 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극과 스러스트 플레이트와 슬리브에 의해 형성되는 베어링 간극에 충진된 윤활유체는 슬리브에 형성된 유로홀을 통해 순환된다.

그런데, 순환홀을 통해 순환되는 윤활유체에 의해 스러스트 플레이트의 회전시 스러스트 플레이트가 틸팅되면서 회전되는 문제가 있다.

더하여, 스러스트 플레이트가 틸팅되면서 회전됨으로써 스러스트 플레이트와 슬리브가 마찰되어 마모가 촉진되는 문제를 수반한다.

본 발명은 스러스트 플레이트가 틸팅되면서 회전되는 것을 감소시킬 수 있는 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트가 회전 가능하게 지지되고, 윤활유체가 유동되는 유로홀을 구비하는 슬리브 및 상기 슬리브의 상부 또는 하부에 배치되도록 상기 샤프트에 설치되는 스러스트 플레이트를 포함하며, 상기 유로홀은 유동하는 유체의 유출시 유동하는 유체에 의해 상기 스러스트 플레이트에 가해지는 압력을 감소시키도록 끝단부로 갈수록 확장되는 확장부를 구비할 수 있다.

상기 스러스트 플레이트는 상기 유로홀에 대향 배치되며 윤활유체의 충진량을 증대시키는 홈부를 구비할 수 있다.

상기 유로홀은 순환되는 유체에 의해 발생되는 스러스트 플레이트의 진동을 감소시키도록 복수개가 상기 슬리브의 중심을 기준으로 대칭되도록 구비될 수 있다.

상기 슬리브는 상기 스러스트 플레이트가 삽입 배치되는 설치홈부를 구비하며, 상기 설치홈부의 바닥면에는 동압 그루브가 형성될 수 있다.

상기 슬리브는 상기 설치홈부와 단차지게 형성되며 오일실링캡이 설치되는 안착부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동장치는 기록 디스크를 회전시키는 상기한 스핀들 모터와, 상기 스핀들 모터에 탑재된 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부 및 상기 스핀들 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징을 포함한다.

본 발명에 따르면, 확장부를 구비하는 순환홀을 통해 순환홀로부터 스러스트 플레이트 측으로 유동하는 유체에 의해 스러스트 플레이트에 가해지는 압력을 완화시켜 스러스트 플레이트의 틸팅을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

더하여, 슬리브의 중심을 기준으로 대칭되어 배치되도록 복수개의 순환홀을 구비함으로써 스러스트 플레이트 측으로 유동하는 유체가 스러스트 플레이트를 슬리브의 중심을 기준으로 대칭되도록 힘을 가하게 되므로, 스러스트 플레이트의 틸팅을 보다 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 유로홀에 대향 배치되도록 스러스트 플레이트에 구비되는 홈부를 통해 베어링 간극에 충진되는 윤활유체의 충진량을 증대시킬 수 있어 장기수명 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 도 1의 A 부에 대응되는 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 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 부의 확대도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 샤프트(110), 슬리브(120) 및 스러스트 플레이트(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 회전시키는 기록 디스크 구동장치에 적용되는 모터로서, 크게 스테이터(20)와 로터(40)로 이루어진다.

스테이터(20)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정부재를 의미하는 것으로, 슬리브(120), 슬리브 하우징(22), 베이스 플레이트(24), 스테이터 코어(26) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 로터(40)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 장착되는 샤프트(110)를 중심으로 회전하는 부재를 의미하는 것으로, 로터 케이스(42), 마그넷(44) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 로터(40)의 회전 구동 방식에 대하여 간략하게 살펴보면, 로터 케이스(42)는 샤프트(110)가 압입되어 체결되는 로터 허브(42a)와 환고리형의 마그넷(44)을 내부면에 배치시키는 마그넷 결합부(42b)를 구비할 수 있다.

또한, 마그넷(44)은 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석으로 이루어질 수 있다.

그리고, 스테이터(20)의 스테이터 코어(26)에는 코일(28)이 권선된다.

한편, 마그넷 결합부(42b)의 내주면에 구비되는 마그넷(44)은 코일(28)에 대향하게 배치되며, 마그넷(44)과 코일(28)의 전자기적 상호 작용으로 로터 케이스(42)가 회전하게 된다.

이때, 로터 케이스(42)는 샤프트(110)를 중심으로 샤프트(110)와 함께 회전되며, 이에 따라 로터 케이스(42)를 포함하여 구성되는 로터(40)가 회전하게 된다.

여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향은 샤프트(110)를 기준으로 로터 케이스(42)의 외측단 방향 또는 로터 케이스(42)의 외측단을 기준으로 샤프트(110)의 중심방향을 의미하고, 원주방향은 샤프트(110)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.

샤프트(110)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치되어 로터 케이스(42)의 회전시 로터 케이스(42)와 연동하여 회전된다. 즉, 샤프트(110)는 마그넷(44)과 코일(28)의 전자기적 상호작용으로 로터 케이스(42)가 회전되면 이에 연동되어 회전된다.

슬리브(120)는 샤프트(110)를 회전 가능하게 지지하며, 윤활유체가 유동되는 유로홀(122)을 구비할 수 있다. 즉, 샤프트(110)는 슬리브(120)의 내부를 관통하도록 설치되며, 이를 위해 슬리브(120)에는 샤프트(110)가 관통되는 장착홀(124)이 구비될 수 있다.

한편, 유로홀(122)은 유동하는 유체의 유체의 유출시 유동하는 유체에 의해 스러스트 플레이트(130)에 가해지는 압력을 감소시키도록 끝단부로 갈수록 확장되는 확장부(122a)를 구비할 수 있다.

확장부(122a)는 상광하협의 형상, 즉 깔때기 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 유로홀(122)을 따라 유동하는 유체는 확장부(122a)에 의해 분산되어 유로홀(122)로부터 유출될 수 있다.

더하여, 유로홀(122)을 통해 유동하는 유체는 확장부(122a)에 의해 분산되어 유출됨으로써 유동하는 유체에 의해 스러스트 플레이트(130)에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있으며, 결국 유동하는 유체에 의해 스러스트 프레이트(130)가 틸팅되면서 회전되는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 슬리브(120)는 스러스트 플레이트(130)가 삽입 배치되는 설치홈부(126)를 구비할 수 있으며, 설치홈부(126)의 바닥면에는 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.

설치홈부(126)는 일예로서 슬리브(120)의 상면에 구비될 수 있으며, 상기한 유로홀(122)은 설치홈부(126)와 연결될 수 있다. 또한, 동압 그루브는 유로홀(122)의 반경방향 외측에 형성될 수 있다.

그리고, 슬리브(120)는 설치홈부(126)와 단차지게 형성되며 오일실링캡(140)이 설치되는 안착부(128)을 구비할 수 있다.

스러스트 플레이트(130)는 슬리브(120)의 상부 또는 하부에 배치되도록 샤프트(110)에 설치된다. 즉, 스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110)에 접착제를 통해 고정 설치될 수 있으며, 이에 따라 샤프트(110)의 회전시 스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110)와 함께 회전된다.

더하여, 스러스트 플레이트(130)는 슬리브(120)와의 마찰에 의한 마모를 감소시킬 수 있도록 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 스러스트 플레이트(130)와 슬리브(120)의 설치홈부(126)의 바닥면은 소정 간격 이격 배치된다. 즉, 스러스트 플레이트(130)와 슬리브(120)에 의해 베어링 간극(C)이 형성되며, 이 베어링 간극(C)에 윤활유체가 충진된다.

한편, 본 실시예에서는 윤활유체가 도 1에서와 같이 반시계방향으로 순환되어 스러스트 플레이트(130)가 슬리브(120)의 상부에 배치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정되지 않는다.

즉, 윤활유체가 도 1에 도시된 방향의 반대방향, 즉 시계방향으로 순환되는 경우 스러스트 플레이트(130)는 슬리브(120)의 하부에 배치될 수도 있다. 이때, 유로홀(122)의 확장부(122a)도 슬리브(120)의 하단부에 구비되며 하광상협의 형상을 가질 수 있다.

상기한 바와 같이, 유로홀(122)에 형성된 확장부(122a)를 통해 유동하는 유체를 분산시켜 유로홀(122)로부터 유출되도록 함으로써, 유동하는 유체에 의해 스러스트 플레이트(130)에 가해지는 압력을 완화하여 스러스트 플레이트의 회전시 발생되는 틸팅을 감소시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기와 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다. 또한, 상기에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에의 도시 및 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 도 1의 A 부에 대응되는 부분을 나타내는 확대 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터도 상기한 실시예에서와 같이 샤프트(110), 슬리브(120) 및 스러스트 플레이트(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 샤프트(110)와 슬리브(120)는 상기한 실시예에서와 동일한 구성요소에 해당하는 것으로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

스러스트 플레이트(230)는 슬리브(120)의 상부 또는 하부에 배치되도록 샤프트(110)에 설치된다. 즉, 스러스트 플레이트(230)는 샤프트(110)에 접착제를 통해 고정 설치될 수 있으며, 이에 따라 샤프트(110)의 회전시 스러스트 플레이트(230)는 샤프트(110)와 함께 회전된다.

더하여, 스러스트 플레이트(230)는 슬리브(120)와의 마찰에 의한 마모를 감소시킬 수 있도록 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 스러스트 플레이트(230)와 슬리브(120)의 설치홈부(126)의 바닥면은 소정 간격 이격 배치된다. 즉, 스러스트 플레이트(230)와 슬리브(120)에 의해 베어링 간극(C)이 형성되며, 이 베어링 간극(C)에 윤활유체가 충진된다.

한편, 스러스트 플레이트(230)는 유로홀(122)에 대향 배치되며 윤활유체의 충진량을 증대시키는 홈부(232)를 구비할 수 있다. 홈부(232)는 스러스트 플레이트(230)의 저면으로부터 상부측으로 만입되어 형성될 수 있다.

이에 따라, 스러스트 플레이트(230)와 슬리브(120)에 의해 형성되는 베어링 간극(C)이 보다 넓어지며, 결국 충진되는 윤활유체의 충진량이 증대될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 상기한 실시예에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 기술적 특징을 모두 구비하며, 이에 부가하여 홈부(232)를 더 구비한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 유로홀(122)에 대향 배치되도록 스러스트 플레이트(230)에 구비되는 홈부(232)를 통해 베어링 간극(C)에 충진되는 윤활유체의 충진량을 증대시킬 수 있어 장기수명 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기와 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다. 또한, 상기에서 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 도면에의 도시 및 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브를 나타내는 평면도이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 슬리브를 제외하고는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터와 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 기술적 특징부를 모두 구비한다.

따라서, 이하에서는 상기한 실시예들에 구비되지 않는 구성에 대해서만 살펴보기로 한다. 즉, 상기한 실시예들에 구비되는 구성과 차이가 있는 슬리브에 대해서만 도면에 도시하고 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 슬리브(320)는 복수개의 유로홀(322)을 구비할 수 있으며, 복수개의 유로홀(322)은 유체에 의해 발생되는 스러스트 플레이트(미도시)의 진동을 감소시키도록 슬리브(320)의 중심을 기준으로 대칭되어 배치되도록 구비될 수 있다.

즉, 복수개의 유로홀(322)이 슬리브(320)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치되므로, 유로홀(322)로 유출되는 유체에 의해 스러스트 플레이트에 가해지는 압력 또한 슬리브(32)의 중심을 기준으로 대칭되도록 가해진다.

결국, 스러스트 플레이트에 유동하는 유체에 의해 슬리브의 중심을 기준으로 대칭되는 영역에 동일한 압력이 가해질 수 있으므로, 유동하는 유체에 의해 스러스트 플레이트가 기울어져 틸팅되면서 회전되는 것을 감소시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기록 디스크 구동장치(10)는 하드 디스크 구동장치이며, 스핀들 모터(400), 헤드 이송부(6) 및 하우징(3)을 포함한다.

상기 스핀들 모터(400)는 상기에서 설명한 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(2)를 탑재한다.

상기 헤드 이송부(6)는 상기 스핀들 모터(100)에 탑재된 기록 디스크(2)의 정보를 검출하는 헤드(4)를 검출하고자 하는 기록 디스크(2)의 면으로 이송시킨다. 상기 헤드(4)는 상기 헤드 이송부(6)의 지지부(5) 상에 배치된다.

상기 하우징(3)은 상기 모터(400)와 헤드 이송부(6)를 수용하는 내부공간을 형성하기 위해, 베이스 플레이트(24)와 상기 베이스 플레이트(24)의 상부를 차폐하는 탑커버(7)를 포함할 수 있다.

100 : 스핀들 모터
110 : 샤프트
120, 320 :슬리브
130, 230 : 스러스트 플레이트

Claims (6)

1. 샤프트가 회전 가능하게 지지되고, 윤활유체가 유동되는 유로홀을 구비하는 슬리브; 및
   상기 슬리브의 상부 또는 하부에 배치되도록 상기 샤프트에 설치되는 스러스트 플레이트;
   를 포함하며,
   상기 유로홀은 유동하는 유체의 유출시 유동하는 유체에 의해 상기 스러스트 플레이트에 가해지는 압력을 감소시키도록 끝단부로 갈수록 확장되는 확장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스러스트 플레이트는 상기 유로홀에 대향 배치되며 윤활유체의 충진량을 증대시키는 홈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유로홀은 순환되는 유체에 의해 발생되는 스러스트 플레이트의 진동을 감소시키도록 복수개가 상기 슬리브의 중심을 기준으로 대칭되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브는 상기 스러스트 플레이트가 삽입 배치되는 설치홈부를 구비하며, 상기 설치홈부의 바닥면에는 동압 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 슬리브는 상기 설치홈부와 단차지게 형성되며 오일실링캡이 설치되는 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
6. 기록 디스크를 회전시키는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 스핀들 모터;
   상기 스핀들 모터에 탑재된 기록 디스크의 정보를 검출하는 헤드를 상기 기록 디스크로 이송하는 헤드 이송부; 및
   상기 스핀들 모터와 헤드 이송부를 수용하는 하우징;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 디스크 구동장치.

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