KR20120079347A - 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치 - Google Patents
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Abstract
샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브 및 상기 슬리브의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되며, 경사기능재료로 이루어지는 스러스트 플레이트를 포함하는 스핀들 모터가 개시된다.
Description
본 발명은 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트를 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.
이때, 스러스트 플레이트는 회전시 샤프트에 접촉되어 마모가 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 내마모성이 높은 재질로 스러스트 플레이트가 이루어진다.
하지만, 내마모성이 높은 재질로 스러스트 플레이트를 제조하는 경우 스러스트 플레이트의 충격강도 및 열충격 강도가 나빠 스러스트 플레이트가 파손되는 문제가 있다.
따라서, 내마모성이 높으면서도 충격강도 및 열충격 강도가 향상될 수 있는 스러스트 플레이트의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 회전시 마모에 의한 손상을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 충격이 가해지거나 회전시 발생되는 열에 의해 파손되는 것을 감소시킬 수 있는 스러스트 플레이트를 갖는 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브 및 상기 슬리브의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되며, 경사기능재료로 이루어지는 스러스트 플레이트를 포함한다.
상기 스러스트 플레이트는 세라믹과 금속을 함유하는 재질로 이루어지며, 상기 슬리브와 접촉하는 측에서는 세라믹 조성이 높고 상기 슬리브와 접촉하는 측의 반대측에는 금속 조성이 높게 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 고리 형상을 가진 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
상기 슬리브의 하단부에는 상기 스러스트 플레이트가 삽입 장착되는 삽입홈이 구비될 수 있다.
상기 샤프트에는 상기 슬리브의 삽입홈에 대향 배치되어 상기 스러스트 플레이트가 고정 설치되는 장착부가 구비될 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, 스러스트 플레이트가 경사기능재료로 이루어짐으로써 스러스트 플레이트의 내마모성 저하 없이 충격강도 및 열충격 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스트 플레이트를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스트 플레이트를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동장치를 나타내는 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 모터는 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스러스트 플레이트를 나타내는 확대도이다.
도 1 및 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.
한편, 샤프트(110)의 하단부에는 스러스트 플레이트(130)가 고정 설치되는 장착부(112)가 구비될 수 있다.
슬리브(120)는 샤프트(110)를 회전 가능하게 지지한다. 이를 위해 슬리브(120)에는 샤프트(110)가 설치되는 설치홀(122)을 구비할 수 있다. 즉 슬리브(120)는 샤프트(110)가 삽입 장착될 수 있도록 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.
그리고, 슬리브(120)와 샤프트(110)에 의해 베어링 간극이 형성되며, 베어링 간극에는 유체 동압을 형성하는 윤활유체가 충진된다. 이에 따라, 샤프트(110)의 회전시 충진된 윤활유체가 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트(110)를 회전 가능하게 지지한다.
한편, 슬리브(120)는 Cu 또는 Al 을 단조하거나, Cu-Fe 계 합금 분말 또는 SUS 계 분말을 소결하여 형성할 수 있으며, 외경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 슬리브(120)는 하나의 금형으로 제작될 수 있다.
또한, 슬리브(120)의 하단부에는 스러스트 플레이트(120)가 삽입 장착되는 삽입홈(124)이 구비될 수 있다. 즉, 삽입홈(124)은 샤프트(110)의 장착부(112)에 대향 배치되며, 슬리브(120)의 저면으로부터 상부측으로 만입 형성된다.
스러스트 플레이트(130)는 슬리브(120)의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되도록 샤프트(110)에 고정 설치되며, 경사기능재료로 이루어질 수 있다.
또한, 스러스트 플레이트(130)는 세라믹(S)과 금속(M)을 함유하는 재질로 이루어지며, 슬리브(120)와 접촉하는 측에는 세라믹(S) 조성이 높고 슬리브(120)와 접촉하는 측의 반대측에는 금속(M) 조성이 높도록 형성된다.
즉, 스러스트 플레이트(130)가 본 실시예에서와 같이 슬리브(120)의 하단부에 배치되는 경우, 스러스트 플레이트(130)의 상부측은 세라믹(S) 조성이 높고 하부측은 금속(M) 조성이 높도록 형성된다.
이에 따라, 스러스트 플레이트(130)의 회전시 스러스트 플레이트(130)와 슬리브(120)의 마찰에 의해 스러스트 플레이트(130)가 마모되는 것을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 충격이 가해지거나 회전시 발생되는 열에 의한 열충격에 의해 스러스트 플레이트(130)가 파손되는 것을 감소시킬 수 있다.
즉, 외부로부터 충격이나 열충격이 가해지는 경우 스러스트 플레이트(130)의 하단부가 금속(M) 조성이 높도록 형성됨으로써, 스러스트 플레이트(130)가 강도가 큰 베이스 플레이트(24)에 충돌되더라도 스러스트 플레이트(130)가 파손되는 것을 감소시킬 수 있는 것이다.
또한, 스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110)에 대응되는 형상을 가지는 관통홀을 구비하며, 샤프트(110)에 접착제 등에 의하여 고정 설치될 수 있다. 즉, 스러스트 플레이트(130)는 고리 형상을 가진 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 스러스트 플레이트(130)가 샤프트(110)의 하단부에 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110)의 상단부에 설치될 수 있다.
만약, 스러스트 플레이트(130)가 샤프트(110)의 상단부에 설치된다면, 스러스트 플레이트의 하부측이 세라믹(S) 조성이 높고 상부측이 금속(M) 조성이 높도록 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 스러스트 플레이트(130)가 경사기능재료로 이루어짐으로써 스러스트 플레이트(130)의 내마모성 저하 없이 충격강도 및 열충격 강도를 향상시킬 수 있다.
즉, 슬리브(120)와 접촉되는 측에는 세라믹(S) 조성이 높고 반대측에는 금속(S) 조성이 높도록 형성되는 스러스트 플레이트(130)를 통해 스러스트 플레이트(130)의 내마모성 저하 없이 충격 강도 및 열충격 강도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 디스크 구동장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기록 디스크 구동장치(10)는 하드 디스크 구동장치이며, 스핀들 모터(100), 헤드 이송부(6) 및 하우징(3)을 포함한다.
상기 스핀들 모터(100)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(10)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 : 슬리브 130 : 스러스트 플레이트
120 : 슬리브 130 : 스러스트 플레이트
Claims (6)
- 샤프트;
상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브; 및
상기 슬리브의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되며, 경사기능재료로 이루어지는 스러스트 플레이트;
를 포함하는 스핀들 모터. - 제1항에 있어서,
상기 스러스트 플레이트는 세라믹과 금속을 함유하는 재질로 이루어지며, 상기 슬리브와 접촉하는 측에서는 세라믹 조성이 높고 상기 슬리브와 접촉하는 측의 반대측에는 금속 조성이 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터. - 제2항에 있어서,
상기 스러스트 플레이트는 고리 형상을 가진 원형 플레이트 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터. - 제2항에 있어서,
상기 슬리브의 하단부에는 상기 스러스트 플레이트가 삽입 장착되는 삽입홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터. - 제4항에 있어서,
상기 샤프트에는 상기 슬리브의 삽입홈에 대향 배치되어 상기 스러스트 플레이트가 고정 설치되는 장착부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터. - 기록 디스크를 회전시키는 청구항 제1항 내지 제5항 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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A201 | Request for examination | ||
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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