KR20130068909A - 스핀들 모터 - Google Patents

스핀들 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20130068909A
KR20130068909A KR1020110136356A KR20110136356A KR20130068909A KR 20130068909 A KR20130068909 A KR 20130068909A KR 1020110136356 A KR1020110136356 A KR 1020110136356A KR 20110136356 A KR20110136356 A KR 20110136356A KR 20130068909 A KR20130068909 A KR 20130068909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
rotor hub
shaft
spindle motor
interface
Prior art date
Application number
KR1020110136356A
Other languages
English (en)
Inventor
한훈희
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020110136356A priority Critical patent/KR20130068909A/ko
Priority to US13/710,736 priority patent/US20130154417A1/en
Priority to JP2012270623A priority patent/JP2013128401A/ja
Publication of KR20130068909A publication Critical patent/KR20130068909A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
    • F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
    • F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
    • F16C33/745—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by capillary action
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스에 직접 또는 간접적으로 고정되는 샤프트; 상기 샤프트와 베어링 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되며, 상기 샤프트 사이에서 오일의 계면이 형성되도록 외부와 연통되는 연통부을 구비하는 로터 허브; 및 상기 연통부에 의한 상기 로터 허브의 질량 불평형을 보상하기 위해 상기 로터 허브의 소정 영역이 함입되어 형성되는 보상부;를 포함할 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기록 디스크를 회전시키는 서버(server)용 기록 디스크 구동장치에 적용될 수 있는 모터에 관한 것이다.
서버(server)용의 기록 디스크 구동장치에는 내충격성이 강한 축을 기록 디스크 구동장치의 박스에 고정한 소위 축 고정형의 스핀들 모터가 일반적으로 탑재된다.
즉, 서버(server)용의 기록 디스크 구동장치에 탑재되는 스핀들 모터는 외부 충격에 의해 서버에 기록되는 정보가 파손 및 기록/판독을 할 수 없는 상태로 되는 것을 방지하기 위하여 샤프트가 고정 설치된다.
이와 같이 고정형 샤프트가 설치되는 경우, 오일을 매개로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리를 구성하기 위해서는 일반적으로 고정부재인 베이스와 샤프트가 요구되고 상기 고정부재를 차폐하기 위한 커버 및 회전부재인 슬리브와 허브가 요구된다.
다시 말하면, 고정형 샤프트를 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리를 구성하기 위해서는 많은 구성 부품이 필요하게 되며, 많은 구성 부품들로 인하여 생산공정시간이 증가할 수 밖에 없으며, 많은 부품상의 공차로 인하여 스핀들 모터의 전체 공차도 그만큼 증가할 수 밖에 없는 문제가 있다.
또한, 종래의 고정형 샤프트를 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리의 경우 오일 계면 형성을 위해 외부와 연통되는 홀을 슬리브에 형성하게 되는데, 상기 홀은 외부에서 식별이 어렵다는 문제가 있다.
즉, 오일 주입은 홀이 형성되지 않은 슬리브의 위치에서 이루어져야 하는데, 상기 홀은 외부에서 식별이 어려워 상기 홀이 형성된 위치에서 오일을 주입할 가능성이 항상 존재하게 되어 상기 홀에 오일이 충진됨으로 인하여 특성 저하의 문제가 여전히 존재하게 된다.
또한, 상기 홀은 슬리브의 질량 불평형을 야기시켜 회전부재의 회전시 회전 중심으로부터 편심을 유발하여 안정적인 회전 특성을 구현하는데도 문제가 있다.
따라서, 고정형 샤프트를 포함하는 스핀들 모터에 있어서, 부품수를 줄여 생산성을 향상시키고, 제조 공차를 최소로 하는 동시에 슬리브에 형성되는 홀에 의한 문제를 개선하여 회전특성을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은 슬리브에 순환홀이 형성되어 순환홀에 의한 문제점이 여전히 존재한다.
미국공개특허공보 제2005/0207060호
본 발명의 목적은 부품수를 줄여 생산성을 향상시키고, 제조 공차를 최소로 하는 동시에 회전 특성을 향상시키도록 하는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스에 직접 또는 간접적으로 고정되는 샤프트; 상기 샤프트와 베어링 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되며, 상기 샤프트 사이에서 오일의 계면이 형성되도록 외부와 연통되는 연통부을 구비하는 로터 허브; 및 상기 연통부에 의한 상기 로터 허브의 질량 불평형을 보상하기 위해 상기 로터 허브의 소정 영역이 함입되어 형성되는 보상부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 보상부는 상기 로터 허브의 회전 중심을 기준으로 상기 연통부와 대칭적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 보상부와 상기 연통부의 부피는 서로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 상기 샤프트에 고정 설치되어 상기 오일의 계면이 형성되도록 하는 상측 스러스트부 및 하측 스러스트부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 상측 스러스트부에 의한 상기 오일의 계면은 상기 로터 허브에 결합되는 실부 사이에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 상측 스러스트부와 함께 상기 오일의 계면이 형성되도록 하는 상기 실부의 일면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 보상부는 상기 상측 스러스트부 및 상기 하측 스러스트부 중 적어도 하나의 반경 방향 외측에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트는 상기 로터 허브와 상기 샤프트에 의해 형성되는 상기 간극에 충진되는 상기 오일을 축 방향 상측과 하측으로 분리시키도록 외주면으로부터 함입되어 형성되는 분리홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 연통부는 상기 분리홈과 대향 배치되어 상기 분리홈을 외부와 연통시키며, 상기 분리홈의 축 방향 상측과 하측에 각각 상기 오일의 계면이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 상기 스핀들 모터를 구성하는 부품수를 줄여 생산성을 향상시키는 동시에 제조 공차를 최소로 할 수 있다.
또한, 유체 동압 베어링을 위한 오일의 주입을 용이하도록 할 수 있다.
또한, 회전부재의 질량 불균형을 해소하여 안정적인 회전 특성을 구현하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A의 개략 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 주요 구성요소를 도시한 개략 분해 절개 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 오일 충진 과정을 도시한 개략 절개 사시도.
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 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 도 1의 A의 개략 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 주요 구성요소를 도시한 개략 분해 절개 사시도이다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미할 수 있으며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 로터 허브(120)의 외측단 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주 방향은 로터 허브(120)의 회전 방향, 즉, 상기 로터 허브(120)의 외주면과 대응되는 방향을 의미할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 고정부재인 베이스(190)에 고정되는 샤프트(110) 및 보상부(126)를 구비하는 회전부재인 로터 허브(120)를 포함할 수 있으며, 이외에 상측 및 하측 스러스트부(130, 140) 및 실부(150)를 포함할 수 있다.
베이스(190)는 로터 허브(120)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(190)는 로터 허브(120)와 함께 소정 공간을 형성할 수 있으며, 상기 공간에는 코일(160)이 권선되는 코어(170)가 배치될 수 있다.
즉, 상기 베이스(190)는 축 방향 상측으로 연장 형성되는 코어결합부(152)를 구비할 수 있으며, 코일(160)이 권선되는 코어(170)는 상기 코어결합부(152)의 외주면에 삽입되어 고정 설치될 수 있다.
샤프트(110)는 하측 스러스트부(140)를 매개로 하여 상기 베이스(190)에 간접적으로 고정 설치될 수 있으며, 상기 하측 스러스트부(140) 및 상측 스러스트부(130)와 함께 고정부재를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 하부 스러스트부(140)의 원반부(142)에 형성된 홀에 삽입되어 고정될 수 있으며, 압입, 용접 및 본딩 중 적어도 하나의 방식에 의해 고정 설치될 수 있다.
그리고, 샤프트(110)는 외주면으로부터 함입되어 샤프트(110)와 로터 허브(120) 사이의 간극에 충진되는 오일(O)을 축 방향 상측과 하측으로 분리시키도록 하는 분리홈(112)을 구비할 수 있다.
상기 분리홈(112)의 축 방향으로의 단면 형상은 기울어진 "V"자 형상일 수 있으며, 상기 분리홈(112)은 로터 허브(120)의 내주면와 함께 상기 오일(O)의 계면(I1, I2)이 형성되도록 할 수 있다.
추가로, 도 1에서는 샤프트(110)가 하부 스러스트부(140)에 고정 설치되어 베이스(190)에 간접적으로 고정되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스(190)에 직접 고정 설치될 수도 있다.
로터 허브(120)는 앞서 설명한 샤프트(110)와 간극을 유지한 채 오일(O)을 매개로 하여 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 기록 매체인 디스크(D)가 탑재될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 제공되는 로터 허브(120)는 종래의 슬리브와 종래의 허브의 기능을 모두 다 포함할 수 있으며, 샤프트(110)에 회전 가능하도록 설치되기 위해 상기 샤프트(110)가 삽입되도록 하는 관통홀(128)을 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 로터 허브(120)에 의해 종래의 슬리브와 종래의 허브를 하나의 부품으로 대체 가능함으로, 그만큼 부품수를 줄여 생산성을 향상시키는 동시에 제조 공차를 최소로 할 수 있다.
또한, 종래의 슬리브와 종래의 허브를 일체화한 로터 허브(120)에 의해 반복적 런아웃(Repeatable Run out, RRO)를 저감시킬 수 있으므로 미세 진동을 최소화하여 성능을 최대화할 수 있다.
구체적으로, 상기 로터 허브(120)는 상기 샤프트(110)와 간극을 유지하고 상기 샤프트(110)와 베어링 간극(B1, B2)을 형성하는 바디부(122), 상기 바디부(122)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 디스크(D) 및 마그네트 어셈블리(180)가 장착되는 마그네트 지지부(124)를 포함할 수 있다.
상기 로터 허브(120)의 바디부(122)는 상기 로터 허브(120)가 상기 샤프트(110)에 회전 가능하게 설치되는 경우 상기 로터 허브(120)의 내주면, 즉, 상기 바디부(122)의 내주면과 상기 샤프트(110)의 외주면 사이의 간극은 유체 동압 베어링을 형성하도록 하는 베어링 간극(B1, B2)을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 베어링 간극(B1, B2)에 대하여 자세히 살펴보면, 상기 베어링 간극(B1, B2)은 상측 베어링 간극(B1)과 하측 베어링 간극(B2)을 포함할 수 있다.
상기 상측 및 하측 베어링 간극(B1, B2)은 샤프트(110)에 형성되는 분리홈(112)을 기준으로 각각 축 방향 상측 및 하측에 형성될 수 있으며, 상기 분리홈(112)의 상측은 상기 상측 베어링 간극(B1)에 충진된 오일(O)과 공기와의 계면인 제1 오일 계면(I1)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 분리홈(112)의 하측은 상기 하측 베어링 간극(B2)에 충진된 오일(O)과 공기와의 계면인 제2 오일 계면(I2)이 형성될 수 있다.
상기 분리홈(112)은 앞서 설명한 바와 마찬가지로 기울어진 "V"자 형상일 수 있으며, 이는 모세관 현상에 의한 상기 오일의 누출을 방지하기 위함이다.
여기서, 상기 제1 오일 계면(I1) 및 제2 오일 계면(I2)이 형성되기 위해서는 상기 상측 베어링 간극(B1) 및 상기 하측 베어링 간극(B2)에 충진된 오일(O)이 공기와 접촉하여야 한다.
그러므로, 상기 로터 허브(120)의 바디부(122)에는 상기 분리홈(112)을 외부와 연통시키도록 하는 연통부(121)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 연통부(121)로 인해 상기 분리홈(112)과 상기 로터 허브(120)의 외부는 압력이 동일하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 연통부(121)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반경 방향 외측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반경 방향 외측을 향하여 상향 경사지거나 수평하게 형성되어도 무방하다.
한편, 상기 연통부(121)는 로터 허브(120)에 홀의 형상으로 구현되므로, 상기 연통부(121)의 부피만큼 상기 로터 허브(120)는 질량이 감소하게 되어 상기 로터 허브(120)가 회전하는 경우 질량 불평형을 야기할 수 있다.
다시 말하면, 상기 로터 허브(120)는 회전 중심을 기준으로 대칭적으로 질량이 균일해야만 안정적인 회전 특성을 구현할 수 있으나, 상기 연통부(121)가 형성되게 되면 상기 연통부(121)가 형성된 부분이 회전 중심의 대칭인 부분에 비해 질량이 다소 감소하게 된다.
이는 결국, 상기 로터 허브(120)가 회전하는 경우 상기 로터 허브(120)가 회전 중심을 기준으로 편심되어 회전하는 문제를 야기시켜 회전 특성이 저하될 수 있는 것이다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 보상부(126)에 의해 상기 연통부(121)에 의한 상기 로터 허브(120)의 질량 불평형을 보상할 수 있다.
즉, 상기 보상부(126)는 상기 로터 허브(120)의 회전 중심을 기준으로 상기 로터 허브(120)에 형성되는 상기 연통부(121)와 대칭적인 위치에 형성될 수 있으며, 소정 영역이 함입되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 보상부(126)는 상기 연통부(121)의 부피와 서로 동일할 수 있다.
따라서, 상기 로터 허브(120)는 상기 연통부(121)로 인해 발생되는 질량 감소를 상기 연통부(121)와 회전 중심을 기준으로 대칭적인 위치에 형성되는 보상부(126)에 의해 동일하게 질량을 감소시킴으로써 회전 중심을 기준으로 대칭적인 질량 분포를 구현할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 로터 허브(120)의 고속 회전시 상기 연통부(121)에 의한 동적 불안정성을 상기 보상부(126)에 의해 개선시킬 수 있다.
여기서, 상기 보상부(126)는 상측 스러스트부(130) 및 하측 스러스트부(140) 중 적어도 하나의 반경 방향 외측에 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연통부(121)의 질량 불평형을 보상할 수 있는 위치라면 어느 곳에 형성되더라도 무방함을 밝혀둔다.
또한, 상기 보상부(126)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 오일(O)을 주입하는 경우, 상기 오일(O)이 상기 연통부(121)에 충진되는 것을 방지하도록 하는 오일 주입의 위치를 가이드할 수 있다.
이에 대해서는 도 4를 참조로 자세히 후술하기로 한다.
한편, 로터 허브(120)의 바디부(122)의 내주면 및 샤프트(110)의 외주면 중 적어도 하나에는 유체 동압부(123)가 형성될 수 있으며, 상기 유체 동압부(123)는 오일(O)을 매개로 레디얼 동압을 발생시킬 수 있다.
즉, 앞서 설명한 상측 및 하측 베어링 간극(B1, B2)을 구성하는 상기 로터 허브(120)의 바디부(122)의 내주면 및 샤프트(110)의 외주면 중 적어도 하나에는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈이 형성되어 오일(O)을 매개로 상기 로터 허브(120)의 회전을 지지하는 레디얼 동압을 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 로터 허브(120)의 마그네트 지지부(124)에는 마그네트 어셈블리(180) 및 디스크(D)가 결합될 수 있다.
즉, 상기 마그네트 지지부(124)의 내주면에는 마그네트 어셈블리(180)가 결합할 수 있으며, 외주면에는 스페이서(S)로 이격되어 배치되는 디스크(D)가 삽입 배치될 수 있다.
한편, 마그네트 어셈블리(180)는 마그네트 지지부(124)의 내주면에 고정 설치되는 요크(184)와 상기 요크(184)의 내주면에 설치되는 마그네트(182)로 구성될 수 있다.
상기 요크(184)는 마그네트(182)로부터의 자기장이 코일(160)이 권선되는 코어(170)를 향하도록 하여 자속밀도를 증가시키도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 상기 요크(184)는 원형의 고리 형상을 가질 수 있으며, 상기 마그네트(182)로부터 발생되는 자기장에 의한 자속밀도를 향상시킬 수 있도록 단부가 절곡된 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(182)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
한편, 상기 마그네트(182)는 코일(160)이 권선되는 코어(170)의 선단에 대향 배치되며, 코일(160)이 권선된 코어(170)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(120)가 회전될 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
즉, 코일(160)에 전원이 공급되면, 코일(160)이 권선된 코어(170)와 이에 대향 배치되는 마그네트(182)의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(120)가 회전될 수 있는 구동력이 발생되고, 이에 따라 로터 허브(120)가 샤프트(110)를 기준으로 회전될 수 있다.
상측 스러스트부(130) 및 하측 스러스트부(140)는 각각 실부(150) 및 로터 허브(120)의 바디부(122)와 함께 오일(O)의 계면을 형성할 수 있으며, 샤프트(110)와 결합되어 상기 샤프트(110)와 고정부재를 구성할 수 있다.
여기서, 상측 스러스트부(130)를 설명하기에 앞서, 하측 스러스트부(140) 먼저 설명하기로 한다.
하측 스러스트부(140)는 베이스(190)에 삽입 고정될 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 하측 스러스트부(140)의 외주면이 상기 베이스(190)의 상기 코어결합부(152)의 내주면에 접합되도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 하측 스러스트부(140)의 내주면은 샤프트(110)의 하단부에 고정 설치될 수 있으며, 구체적으로 상기 하측 스러스트부(140)는 상기 샤프트(110)와 결합하는 원반부(142) 및 상기 원반부(142)로부터 축 방향 상측으로 연장되어 형성되는 벽부(144)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 하측 스러스트부(140)는 중공을 가진 컵 형상일 수 있으며, 축 방향으로의 단면은 "ㄴ"자 형상일 수 있으며, 원주 방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
한편, 하측 스러스트부(140)의 외주면은 베이스(190)의 코어결합부(152)의 내주면과 용접, 본딩 및 압입 중 적어도 하나의 방식에 서로 결합될 수 있다.
또한, 하측 스러스트부(140)의 상면 또는 로터 허브(120)의 바디부(122)의 저면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압부(미도시)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하측 스러스트부(140)의 벽부(144)의 내주면과 로터 허브(120)의 바디부(122)의 외주면 사이에는 오일(O)와 공기와의 계면, 즉, 제4 오일 계면(I4)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제4 오일 계면(I4) 형성을 위해 벽부(144)와 대향하는 상기 로터 허브(120)의 바디부(122)의 외주면은 반경 방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
따라서, 하측 베어링 간극(B1)에 충진되는 오일(O)은 제2 오일 계면(I2) 및 제4 오일 계면(I4)을 형성하게 된다.
상측 스러스트부(130)는 샤프트(110)의 상단부에 결합될 수 있으며, 보다 상세하게는 로터 허브(120)의 바디부(122)의 상면에 배치된 채 상기 샤프트(110)와 결합하는 체결부(132) 및 상기 체결부(132)로부터 축 방향 하측으로 연장 형성되는 연장부(134)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 상측 스러스트부(130)의 축 방향으로의 단면적은 "ㄱ"자 형상일 수 있으며, 원주 방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 상측 스러스트부(130)는 샤프트(110)와 용접, 본딩 및 압입 중 적어도 하나의 방식에 서로 결합될 수 있다.
또한, 상측 스러스트부(130)의 체결부(132)의 저면 또는 로터 허브(120)의 바디부(122)의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압부(미도시)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상측 스러스트부(130)의 연장부(134)의 내주면과 로터 허브(120)의 상측에 결합되는 실부(150) 사이에는 오일(O)과 공기와의 계면, 즉, 제3 오일 계면(I3)이 형성될 수 있다.
따라서, 상측 베어링 간극(B1)에 충진되는 오일(O)은 제1 오일 계면(I1) 및 제3 오일 계면(I3)을 형성하게 된다.
구체적으로, 상기 제3 오일 계면(I3) 형성을 위한 상기 실부(150)는 원주 방향으로 연속적으로 형성되어 상기 로터 허브(120)에 고정 설치될 수 있으며, 상기 제3 오일 계면(I3)의 형성을 위해 상기 연장부(134)와 대향하는 상기 실부(150)의 외주면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 로터 허브(120) 회전시 원심력에 의한 오일(O)의 비산을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 오일 충진 과정을 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 샤프트(110), 로터 허브(120), 실부(150), 상측 스러스트부(130) 및 하측 스러스트부(140)를 결합시킨 후 상기 하측 스러스트부(140)와 로터 허브(120) 사이에 오일(O)을 충진하게 된다.
이때, 상기 오일(O)은 오일 충진기(Z)에 의해 충진할 수 있다.
여기서, 상기 오일(O) 충진시 로터 허브(120)에 형성된 연통부(121)에는 상기 오일(O)이 충진되어서는 안되며, 만약 상기 연통부(121)에 상기 오일(O)이 충진되게 되면 외부와의 연통에 지장을 주게 되어 제1 및 제2 오일 계면(I1, I2) 형성에 문제를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 하측 스러스트부(140)와 상기 로터 허브(120) 사이에 충진되는 오일(O)은 오일 계면(I4, 도 2 참조)의 확인이 거의 불가능하므로, 오일 충진기(Z)에 저장되는 오일(O)의 주입 전후의 무게차를 이용하여 정량을 공급하게 된다.
그러나, 오일 충진기(Z) 의해 주입되는 상기 오일(O)이 상기 연통부(121)에 충진되게 되면, 오일 충진기(Z)에 저장되는 오일(O)의 주입 전후의 무게차에 의해 정량을 주입한 경우라도 실질적으로는 상기 하측 스러스트부(140)와 상기 로터 허브(120) 사이에는 정량의 오일(O)이 주입되지 않은 결과가 된다.
또한, 오일 충진기(Z) 의해 주입되는 상기 오일(O)이 상기 연통부(121)에 충진되게 되면, 로터 허브(120) 회전시 회전에 따른 원심력에 의해 상기 연통부(121)에 충진된 상기 오일(O)이 외부로 유출되어 데이터가 저장되어 있는 디스크(D)를 오염시킬 수 있다.
이는 결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 회전 특성 및 성능 저하를 유발하게 되므로, 오일(O)의 충진은 반드시 상기 연통부(121)가 형성되는 부분 이외의 위치에서 충진을 해야한다.
그러나, 상기 연통부(121)는 외부에서 식별하기 매우 곤란하므로, 오일(O) 충진시 상기 연통부(121)가 형성되는 부분에서 충진될 가능성이 항상 존재하게 된다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 연통부(121)가 형성되는 위치의 반대 위치, 즉, 로터 허브(120)의 회전 중심을 기준으로 상기 연통부(121)와 대칭적인 위치에서 형성되는 보상부(126)에 의해 상기와 같은 가능성을 미연에 방지할 수 있다.
다시 말하면, 오일 충진기(Z)로 오일(O)을 충진하는 경우 상기 연통부(121)와는 무관하게 상기 보상부(126)의 위치를 확인하고 상기 보상부(126)의 위치에 대응되는 위치에서 오일(O)을 주입하게 되면, 자연히 상기 연통부(121)가 형성되는 부분 이외의 위치에서 충진하는 결과가 되므로 상기 연통부(121)에 오일(O)이 충진될 가능성을 완전히 배제시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 상기 보상부(126)에 의해 오일(O) 주입의 위치를 가이드할 수 있으므로, 상기 보상부(126)로 인해 오일(O)의 주입을 안전하면서도 용이하게 할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 스핀들 모터 110: 샤프트
112: 분리홈 120: 로터 허브
121: 연통부 122: 바디부
124: 마그네트 지지부 126: 보상부
130: 상측 스러스트부 140: 하측 스러스트부
150: 실부 160: 코일
170: 코어 180: 마그네트 어셈블리
182: 마그네트 182: 요크
190: 베이스

Claims (9)

  1. 베이스에 직접 또는 간접적으로 고정되는 샤프트;
    상기 샤프트와 베어링 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되며, 상기 샤프트 사이에서 오일의 계면이 형성되도록 외부와 연통되는 연통부을 구비하는 로터 허브; 및
    상기 연통부에 의한 상기 로터 허브의 질량 불평형을 보상하기 위해 상기 로터 허브의 소정 영역이 함입되어 형성되는 보상부;를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 로터 허브의 회전 중심을 기준으로 상기 연통부와 대칭적으로 형성되는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보상부와 상기 연통부의 부피는 서로 동일한 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트에 고정 설치되어 상기 오일의 계면이 형성되도록 하는 상측 스러스트부 및 하측 스러스트부;를 더 포함하는 스핀들 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상측 스러스트부에 의한 상기 오일의 계면은 상기 로터 허브에 결합되는 실부 사이에서 형성되는 스핀들 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상측 스러스트부와 함께 상기 오일의 계면이 형성되도록 하는 상기 실부의 일면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성되는 스핀들 모터.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 상측 스러스트부 및 상기 하측 스러스트부 중 적어도 하나의 반경 방향 외측에 형성되는 스핀들 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 로터 허브와 상기 샤프트에 의해 형성되는 상기 간극에 충진되는 상기 오일을 축 방향 상측과 하측으로 분리시키도록 외주면으로부터 함입되어 형성되는 분리홈을 구비하는 스핀들 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연통부는 상기 분리홈과 대향 배치되어 상기 분리홈을 외부와 연통시키며,
    상기 분리홈의 축 방향 상측과 하측에 각각 상기 오일의 계면이 형성되는 스핀들 모터.
KR1020110136356A 2011-12-16 2011-12-16 스핀들 모터 KR20130068909A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136356A KR20130068909A (ko) 2011-12-16 2011-12-16 스핀들 모터
US13/710,736 US20130154417A1 (en) 2011-12-16 2012-12-11 Spindle motor
JP2012270623A JP2013128401A (ja) 2011-12-16 2012-12-11 スピンドルモータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110136356A KR20130068909A (ko) 2011-12-16 2011-12-16 스핀들 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130068909A true KR20130068909A (ko) 2013-06-26

Family

ID=48609416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110136356A KR20130068909A (ko) 2011-12-16 2011-12-16 스핀들 모터

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130154417A1 (ko)
JP (1) JP2013128401A (ko)
KR (1) KR20130068909A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482276B2 (en) 2014-01-24 2016-11-01 Seagate Technology, Llc Method of filling lubricating fluid in hard disk drives

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02113113A (ja) * 1988-10-20 1990-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動圧型気体軸受装置
JP2001187920A (ja) * 1998-12-24 2001-07-10 Nsk Ltd スピンドルモータ
US7407327B2 (en) * 2003-03-21 2008-08-05 Seagate Technology Llc Method and system for withstanding shock in a spindle motor bearing
US7056024B2 (en) * 2003-06-27 2006-06-06 Seagate Technology Llc Through hub oil fill and vent for a fluid dynamic bearing motor
JP2006353058A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Nippon Densan Corp スピンドルモータおよび該スピンドルモータを搭載した記録ディスク駆動装置
DE102006054626B4 (de) * 2006-11-17 2014-05-15 Minebea Co., Ltd. Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem
KR101300338B1 (ko) * 2011-07-22 2013-08-28 삼성전기주식회사 스핀들 모터
KR101300312B1 (ko) * 2011-08-02 2013-08-28 삼성전기주식회사 스핀들 모터

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013128401A (ja) 2013-06-27
US20130154417A1 (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7982349B2 (en) Spindle motor having a fluid dynamic bearing system and a stationary shaft
JP5326161B2 (ja) スピンドルモータ
US20080089626A1 (en) Fluid Dynamic Bearing Motor, and Recording-Medium Driving Apparatus
JP2013249851A (ja) 軸受機構、モータおよびディスク駆動装置
JP2014005934A (ja) 軸受機構、モータおよびディスク駆動装置
KR101514489B1 (ko) 스핀들 모터
US20130082554A1 (en) Spindle motor
JP2014033603A (ja) スピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブ
US20120293028A1 (en) Bearing assembly and spindle motor including the same
KR20130065194A (ko) 스핀들 모터
JP5521230B2 (ja) スピンドルモーター
JP2013104560A (ja) 流体動圧軸受アセンブリ及びそれを含むモータ
KR20130068909A (ko) 스핀들 모터
JP2012055151A (ja) モータ
KR20130055279A (ko) 스핀들 모터
KR20130030052A (ko) 스핀들 모터 및 그의 제조방법
KR20130015157A (ko) 스핀들 모터
KR101412863B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치
US8755146B1 (en) Spindle motor and hard disk drive including the same
JP2012165627A (ja) 回転機器
KR20130068263A (ko) 스핀들 모터
KR20130074574A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20130044406A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터
KR20130071164A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20130074543A (ko) 스핀들 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application