KR20130072619A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130072619A
KR20130072619A KR1020110140128A KR20110140128A KR20130072619A KR 20130072619 A KR20130072619 A KR 20130072619A KR 1020110140128 A KR1020110140128 A KR 1020110140128A KR 20110140128 A KR20110140128 A KR 20110140128A KR 20130072619 A KR20130072619 A KR 20130072619A
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김주호
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 스핀들 모터는 축과 결합하여 동압 발생 공간을 형성하는 슬리브; 상기 슬리브의 둘레를 감싸는 주벽부를 포함하는 허브; 및 상기 슬리브와 상기 허브 사이에 배치되는 덮개;를 포함하고, 상기 슬리브와 상기 덮개 사이에는 윤활유체가 저장되는 저장부가 형성될 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 윤활유체의 부족현상을 최소화할 수 있는 스핀들 모터에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치를, 예를 들어 소형의 스핀들 모터를 구비한다.
소형의 스핀들 모터는 모터의 소형화를 위해 유체 동압 베어링 구조를 갖는다. 유체 동압 베어링 구조는 회전 부재 중 하나인 축과 고정 부재 중 하나인 슬리브 사이에 채워진 유체(즉, 윤활유체)가 기구 구조의 베어링 구실을 한다.
그런데 스핀들 모터는 고속으로 회전하므로, 슬리브 사이에 채워진 윤활유가 고열에 의해 증발하거나 또는 슬리브와 스러스트 판의 사이로 누설될 수 있다.
따라서, 스핀들 모터의 고속회전에 의한 윤활유가 증발되는 현상과 윤활유체의 누설현상을 최소화할 수 있는 스핀들 모터의 개발이 요구된다.
한편, 특허문헌 1 및 2는 윤활유체가 저장될 수 있는 구조를 나타내고 있다. 그러나 특허문헌 1 및 2는 윤활유체의 저장공간이 외부로 개방된 구조이므로, 윤활유체의 증발현상을 효과적으로 차단할 수 없다.
KR2007-103903 A JP2006-161988 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 윤활유체의 증발현상과 누설현상을 최소화할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 축과 결합하여 동압 발생 공간을 형성하는 슬리브; 상기 슬리브의 둘레를 감싸는 주벽부를 포함하는 허브; 및 상기 슬리브와 상기 허브 사이에 배치되는 덮개;를 포함하고, 상기 슬리브와 상기 덮개 사이에는 윤활유체가 저장되는 저장부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에서 상기 슬리브는 윤활유체가 순환되기 위한 유로를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 상기 덮개에 상기 유로와 상기 동압 발생 공간을 연결하는 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에서 상기 저장부는 상기 덮개에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에서 상기 저장부는 상기 슬리브에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 상기 덮개와 상기 허브 사이에 윤활유체가 이동할 수 있는 유동 공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 상기 덮개와 상기 허브가 마주하는 면에 동압 홈이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에서 상기 덮개는 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명은 상대적으로 넓은 윤활유체 저장공간을 제공하므로, 윤활유체의 증발로 인한 스핀들 모터의 성능저하현상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 덮개의 저면 사시도이다.
하드 디스크 드라이브의 저장용량이 점차 커짐에 따라 고속회전이 가능한 스핀들 모터가 필요해 지고 있다.
즉, 기존의 스핀들 모터는 5400 rpm 정도의 회전속도를 가지므로, 대용량의 하드 디스크 드라이브에 자료를 기록하거나 또는 하드 디스크 드라이브에 저장된 자료를 읽는데 상대적으로 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
이에 따라 7200 rpm 이상의 회전속도를 갖는 스핀들 모터가 개발되었으나, 이러한 고속회전의 스핀들 모터는 고속회전 시 발생하는 열에 의해 윤활유체가 증발하기 쉬우므로, 스핀들 모터의 내구성이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 고속회전에 따른 윤활유체의 증발현상을 최소화할 수 있도록 별도의 윤활유체 저장공간을 갖는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 덮개의 저면 사시도이다.
도 1을 참조하여 제1실시 예에 따른 스핀들 모터를 설명한다.
제1실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스 부재(110), 전자석(120), 슬리브(130), 축(140), 허브(150), 영구 자석(160), 덮개(170)를 포함할 수 있으며, 슬리브(130)와 덮개(170) 사이에 윤활유체(200)가 저장되는 저장부(240)가 형성될 수 있다.
베이스 부재(110)는 하드 디스크 드라이브 장치 몸체에 움직이지 않도록 단단히 고정되는 부재일 수 있다. 따라서 베이스 부재(110)는 하드 디스크 드라이브 장치의 몸체 또는 그 일 부분일 수도 있다. 베이스 부재(110)는 금속재질(예를 들어, 알루미늄 합금 등)로 제작될 수 있다. 베이스 부재(110)는 슬리브(130)가 설치되기 위한 설치 구멍을 가질 수 있다.
설치 구멍은 슬리브(130)의 바깥지름과 동일한 크기의 지름을 갖거나 또는 소정의 공차범위 내의 차이를 갖는 지름을 가질 수 있다. 설치 구멍의 가장자리에는 슬리브(130)의 둘레를 안정적으로 지지할 수 있도록 상향 돌출된 제1주벽부(114)가 형성될 수 있다. 제1주벽부(114)에는 복수의 전자석(120)이 설치될 수 있다.
전자석(120)은 설치 구멍을 중심으로 원형 배치될 수 있으며, 외부로부터 전류를 공급받아 전자기력을 발생시킬 수 있다. 이를 위해 전자석(120)은 코어와 코일로 구성될 수 있다.
슬리브(130)는 베이스 부재(110)에 설치될 수 있다. 슬리브(130)는 베이스 부재(110)에 억지 끼움 방식으로 단단히 고정되며, 필요에 따라 접착제 등에 의해 접착 고정될 수 있다. 슬리브(130)는 축(140)을 수용할 수 있는 관통 구멍을 가질 수 있다. 여기서 관통 구멍은 축(140)의 바깥 지름보다 클 수 있다.
슬리브(130)의 내부 면과 축(140)의 외부 면 사이에는 윤활유체(200)가 채워질 수 있는 동압 발생 공간(210)이 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 슬리브(130) 또는 축(140)에는 도시되어 있지 않으나, 축(140)의 회전운동 시 동압을 발생시키기 위한 빗살형태의 유체 동압 홈이 형성될 수 있다.
유체 동압 홈은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으며, 동압을 발생시키는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능할 수 있다.
축(140)은 슬리브(130)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 축(140)은 슬리브(130)를 관통하는 형태로 설치되며, 슬리브(130)의 바깥쪽(도 1 기준으로 위쪽)으로 길게 연장된 연장부를 가질 수 있다. 연장부의 단면은 축(140)의 단면과 동일할 수 있으나, 본 실시 예와 같이 다를 수도 있다.
허브(150)는 축(140)과 결합할 수 있다. 부연 설명하면, 허브(150)는 축(140)의 연장부(142)와 결합할 수 있으며, 축(140)과 함께 회전할 수 있다. 참고로, 허브(150)에는 축(140)이 끼워지는 축 결합구멍(152)이 형성될 수 있다.
허브(150)는 제2주벽부(154)와 제3주벽부(156)를 가질 수 있다.
제2주벽부(154)는 허브(150)의 슬리브(130)의 부근에서 하방으로 연장 형성될 수 있다. 하방으로 연장된 제2주벽부(154)는 슬리브(130)의 둘레를 감쌀 수 있다. 이와 같이 형성된 제2주벽부(154)는 슬릴브(130)의 외측으로 유체가 누설되는 것을 억제할 수 있다.
제2주벽부(154)와 슬리브(130) 사이에는 윤활유체(200)가 이동할 수 있는 유동 공간(230)이 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 제2주벽부(154)와 슬리브(130) 사이의 공간은 슬리브(130)와 축(140) 사이의 동압 발생 공간(210)과 연결될 수 있으며, 윤활유체(200)로 채워질 수 있다. 이 공간에 채워진 윤활유체는 동압 발생 공간(210)의 윤활유체가 부족해지지 않도록 동압 발생 공간(210)으로 충전될 수 있다.
제3주벽부(156)는 허브(150)의 가장자리에서 하방으로 연장 형성될 수 있다. 하방으로 연장된 제3주벽부(156)는 전자석(120)의 바깥쪽을 둘러쌀 수 있다.
제3주벽부(156)에는 영구자석(160)이 설치될 수 있다. 부연 설명하면, 영구자석(160)은 제1주벽부(114)에 배치된 전자석(120)과 마주할 수 있도록 제3주벽부(156)에 배치될 수 있다. 영구자석(160)은 전자석(120)에 상응하는 전자기력을 발생시킨다. 따라서, 전자석(120)과 영구자석(160)은 소정 크기의 자기장을 형성하여 축(140)과 허브(150)의 회전을 가능하게 할 수 있다.
제3주벽부(156)에는 복수의 디스크가 설치될 수 있다. 여기서, 디스크는 자기 정보를 기록 및 재생할 수 있는 부재일 수 있다.
덮개(170)는 슬리브(130)와 허브(150) 사이에 배치될 수 있다.
덮개(170)는 다공성 재질로 이루어지거나 또는 내부에 다수의 기공을 가질 수 있도록 소결방식에 의해 제작될 수 있다. 이와 같이 형성된 덮개(170)는 윤활유체를 내부에 흡수할 수 있으므로, 덮개(170) 자체로 윤활유체 저장공간으로 활용될 수 있다.
덮개(170)에는 단턱(174)이 형성될 수 있다. 단턱(174)은 덮개(170)의 밑면(즉, 슬리브(130)가 마주하는 면)에 형성될 수 있으며, 덮개(170)의 원주방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 단턱(174)은 덮개(170)의 밑면과 슬리브(130)의 윗면 사이에 윤활유체가 저장될 수 있는 저장부(240)를 형성할 수 있다.
덮개(170)는 동압 홈을 구비할 수 있다. 부연 설명하면, 덮개(170)와 허브(150)가 마주하는 면에는 동압 발생을 위한 유체 동압 홈이 형성될 수 있다. 이러한 구조는 허브(150)와 덮개(170) 간의 물리적 접촉을 억제시켜 덮개(170)의 마모를 방지할 수 있다.
이와 같이 구성된 스핀들 모터(100)는 슬리브(130)와 덮개(170)와 제2주벽부(154) 사이에 별도의 윤활유체 저장부가 더 형성되므로, 스핀들 모터의 고속회전에 따른 윤활유체의 부족현상을 최소화시킬 수 있다.
다음에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예들을 설명한다.
제2실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 슬리브(130)에 단턱(132)이 형성된 점에서 제1실시 예와 구별될 수 있다.
본 실시 예에서 윤활유체 저장부(240)는 슬리브(130)에 형성될 수 있다. 부연 설명하면, 윤활유체 저장부(240)는 덮개(170)의 밑면과 슬리브(130)의 단턱(132)에 의해 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 스핀들 모터(100)는 상대적으로 두꺼운 슬리브(130)를 가공하여 윤활유체 저장부(240)를 형성하므로, 윤활유체 저장부(240)의 형성이 용이하고 윤활유체 저장부(240)의 확장이 용이할 수 있다.
제3실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 슬리브(130)에 유로(220)가 형성된 점에서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다.
또한, 제3실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 덮개(170)에 홈(172)이 형성된 점에서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다.
슬리브(130)는 동압 발생 공간(210)과 연결되는 유로(220)를 구비할 수 있다. 유로(220)는 슬리브(130)를 수직방향으로 관통하여 형성될 수 있으며, 동압 발생 공간(210) 및 덮개(170)의 홈(172)과 연결될 수 있다.
이와 같이 형성된 유로(220)는 윤활유체(200)의 순환을 가능케 하여 동압 발생 공간(210)에 일정량의 윤활유체(200)가 채워지게 할 수 있다.
덮개(170)는 홈(172)과 단턱(174)을 구비할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 덮개(170)의 밑면에는 도 4에 도시된 바와 같이 홈(172)과 단턱(174)이 형성될 수 있다.
홈(172)은 유로(220)와 연결될 수 있으며, 필요에 따라 허브(150)와 덮개(170) 사이의 유동 공간(230)과 연결될 수 있다.
홈(172)은 동압 발생 공간(210)과 유로(220)에 채워진 윤활유체(200)의 순환을 원활하게 할 수 있고, 단턱(172)은 덮개(170)와 슬리브(130) 사이에 윤활유체 저장부(240)를 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 스핀들 모터(100)는 동압 발생 공간(210), 유로(220), 유동 공간(230)의 윤활유체(200)가 순환하는 구조이므로, 스핀들 모터(100)의 회전 시 발생하는 열이 윤활유체(200)의 순환과정에서 자연스럽게 외부로 방출될 수 있다.
아울러, 본 실시 예는 저장부(240)의 윤활유체에 의해 윤활유체의 부족분이 채워지는 구조이므로, 스핀들 모터(100)의 고속회전에 따른 윤활유체의 부족현상을 최소화할 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 스핀들 모터
110 베이스 부재 114 제1주벽부
120 전자석 130 슬리브
140 축 150 허브
160 영구자석
170 덮개 172 홈
200 윤활유체 210 동압 발생 공간
220 유로 230 유동 공간
240 (윤활유체) 저장부

Claims (8)

  1. 축과 결합하여 동압 발생 공간을 형성하는 슬리브;
    상기 슬리브의 둘레를 감싸는 주벽부를 포함하는 허브; 및
    상기 슬리브와 상기 허브 사이에 배치되는 덮개;
    를 포함하고,
    상기 슬리브와 상기 덮개 사이에는 윤활유체가 저장되는 저장부가 형성되는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 윤활유체가 순환되기 위한 유로를 구비하는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 덮개에는 상기 유로와 상기 동압 발생 공간을 연결하는 홈이 형성되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 덮개에 형성되는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 슬리브에 형성되는 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 허브 사이에는 윤활유체가 이동할 수 있는 유동 공간이 형성되는 스핀들 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 허브가 마주하는 면에는 동압 홈이 더 형성되는 스핀들 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 덮개는 다공성 재질로 이루어지는 스핀들 모터.
KR1020110140128A 2011-12-22 2011-12-22 스핀들 모터 KR20130072619A (ko)

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