KR20140035649A - 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

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KR20140035649A
KR20140035649A KR1020120102153A KR20120102153A KR20140035649A KR 20140035649 A KR20140035649 A KR 20140035649A KR 1020120102153 A KR1020120102153 A KR 1020120102153A KR 20120102153 A KR20120102153 A KR 20120102153A KR 20140035649 A KR20140035649 A KR 20140035649A
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박영하
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 스핀들 모터 및 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재와, 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트와, 상기 샤프트의 상부에 고정 설치되고 상기 샤프트와 사이에 제3 기액계면을 형성하는 상부 스러스트 부재와, 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되고 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되며 상기 하부 스러스트 부재와 사이에 제4 기액계면을 형성하는 슬리브와, 상기 샤프트와 상기 슬리브가 대면하는 부분에 다른 부분보다 간격이 넓도록 구비되고 외부와 연통되는 내측실링부와, 상기 내측실링부의 축 방향 상측 및 하측에 각각 위치하도록 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 형성되는 제1 및 제2 기액계면 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브를 포함하고, 상기 제3 기액계면의 실링력이 상기 제1 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건과 상기 제4 기액계면의 실링력이 상기 제2 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건 중 적어도 어느 한 요건을 만족할 수 있다.

Description

스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브{Spindle motor and hard disk drive including the same}
본 발명은 스핀들 모터 및 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
서버(server)용의 하드디스크(hard disk) 구동 장치 등의 정보 기록 재생 장치에는 진동 특성이 뛰어난 축을 하드디스크(hard disk) 구동장치의 박스에 고정한 소위 축 고정형의 스핀들 모터가 많이 사용된다.
즉, 서버용의 하드디스크 구동 장치에 탑재되는 스핀들 모터에는 외부의 진동으로 로터(Rotor)의 진폭이 커져 디스크(Disk)에 기록된 정보가 파손 및 기록/판독을 할 수 없는 상태로 되는 것을 방지하기 위하여 샤프트가 고정 설치된다.
이와 같이, 고정형 샤프트가 설치되는 경우 샤프트에는 상부 및 하부에 스러스트 부재가 고정 설치된다.
이러한 소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에는 윤활 유체가 개재되어 상기 윤활 유체에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하게 된다.
또한, 유체 동압 베어링 어셈블리를 채용하는 있는 스핀들 모터는 유체의 표면장력 및 모세관 현상을 이용하여 상기 유체의 실링부를 구성하고 있으며, 상기 실링부에 있어서 안정성이라는 측면은 중요한 인자 중 하나이다.
그러나, 모터 구동 및 정지 상태에서 외부충격이 가해지는 경우 윤활 유체 계면을 형성하던 윤활 유체가 외부로 유출되는 현상이 발생하였으며, 결국 윤활 유체 손실이 발생하여 모터의 구동 안정성을 저하시킨다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 윤활 유체의 유출을 방지하여 유체 동압 베어링 어셈블리의 성능을 향상시키고, 실링부의 형상을 변경하여 외부 충격에도 충분히 견딜 수 있도록 하는 스핀들 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트; 상기 샤프트의 상부에 고정 설치되고 상기 샤프트와 사이에 제3 기액계면을 형성하는 상부 스러스트 부재; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되고 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되며 상기 하부 스러스트 부재와 사이에 제4 기액계면을 형성하는 슬리브; 상기 샤프트와 상기 슬리브가 대면하는 부분에 다른 부분보다 간격이 넓도록 구비되고 외부와 연통되는 내측실링부; 상기 내측실링부의 축 방향 상측 및 하측에 각각 위치하도록 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 형성되는 제1 및 제2 기액계면; 및 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고, 상기 제3 기액계면의 실링력이 상기 제1 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건과 상기 제4 기액계면의 실링력이 상기 제2 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건 중 적어도 어느 한 요건을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 슬리브와 상기 상부 스러스트 부재의 사잇공간의 간격은 윤활유체가 채워진 부분에서 외부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 슬리브와 상기 하부 스러스트 부재의 사잇공간의 간격은 윤활유체가 채워진 부분에서 외부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부는 상기 슬리브와 상기 샤프트의 간격이 일정하게 유지되는 일정간격부를 구비하고, 상기 제1 기액계면 및 상기 제2 기액계면 중 적어도 어느 하나는 상기 일정간격부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부는 상기 슬리브에 구비되는 연통홀에 의해 외부와 연통될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부는 상기 샤프트에 구비되는 연통홀에 의해 외부와 연통될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부는, 상기 샤프트와 상기 슬리브의 사잇공간의 간격이 축방향 양측에서 상기 내측실링부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 상부 및 하부 간격확장부와, 상기 상부 및 하부 간격확장부를 상호 연결하는 일정간격부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 제1 및 제2 기액계면은 상기 일정간격부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부는 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 형성되는 만입홈에 의해 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 만입홈은, 상기 샤프트 또는 상기 슬리브에 구비되고 축방향 양측에서 상기 내측실링부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 상부 및 하부 테이퍼부와, 상기 상부 및 하부 테이퍼부를 상호 연결하는 직선부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 내측실링부의 상부 및 하부에서 상기 샤프트와 상기 슬리브가 대면하는 부분에는 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 상부 및 하부 래디얼 동압 그루브가 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는 기판에 통해 인가되는 전원에 의해 디스크를 회전시키는 스핀들 모터; 상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생하기 위한 자기 헤드; 및 상기 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키기 위한 헤드 이송부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 충격 등 외부 요인이나 내부 요인으로 생기는 윤활 유체의 손실을 방지하여 모터의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브와 상부 스러스트 부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브를 도시한 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 부를 나타내는 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브와 상부 스러스트 부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스 부재(110), 하부 스러스트 부재(120), 샤프트(130), 슬리브(140), 로터 허브(150), 상부 스러스트 부재(160) 및 덮개 부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 하측으로부터 상측을 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 하측으로부터 상측을 향하는 방향을 의미하고, 반경 방향은 도 1에서 볼 때, 좌,우 방향, 즉 샤프트(130)로부터 로터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향 또는 로터 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향을 의미하고, 원주 방향은 회전축을 중심으로 소정 반경을 따라 회전하는 방향을 의미한다.
베이스 부재(110)는 로터 허브(150)와 함께 소정 공간를 형성토록 장착홈(112)을 구비할 수 있다. 그리고, 베이스 부재(110)는 축방향 상측으로 연장 형성되어 외주면에 스테이터 코어(102)가 설치되는 결합부(114)를 구비할 수 있다.
또한, 결합부(114)의 외주면에는 스테이터 코어(102)가 안착되어 설치될 수 있도록 안착면(114a)이 구비될 수 있다. 그리고, 결합부(114)에 안착된 스테이터 코어(102)는 상기한 베이스 부재(110)의 장착홈(112) 상부에 배치될 수 있다.
하부 스러스트 부재(120)는 베이스 부재(110)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 하부 스러스트 부재(120)는 결합부(114)에 삽입 설치되며, 보다 상세하게는 하부 스러스트 부재(120)의 외주면이 결합부(114)의 내주면에 접합되도록 설치될 수 있다.
한편, 하부 스러스트 부재(120)는 내부면이 샤프트(130)에 고정 설치되며 외부면이 베이스 부재(110)에 고정 설치되는 원반부(122)와, 원반부(122)로부터 축방향 상측으로 연장 형성되는 연장부(124)를 구비할 수 있다.
즉, 하부 스러스트 부재(120)는 중공을 가진 컵 형상을 가질 수 있다. 즉, 단면이 'ㄷ' 자 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 원반부(122)에는 샤프트(130)의 설치를 위한 설치홀(122a)이 형성될 수 있으며, 샤프트(130)는 설치홀(122a)에 삽입 장착된다.
하부 스러스트 부재(120)는 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함된다.
한편, 하부 스러스트 부재(120)의 외부면은 베이스 부재(110)의 내부면에 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다. 즉, 하부 스러스트 부재(120)의 외부면은 베이스 부재(110)의 결합부(114) 내부면에 고정 접합된다.
또한, 하부 스러스트 부재(120)의 상면 또는 슬리브(140)의 저면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
더하여, 하부 스러스트 부재(120)는 윤활유체가 누설되는 것을 방지하기 위한 실링부재의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
샤프트(130)는 하부 스러스트 부재(120)와 베이스 부재(110) 중 적어도 하나에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)의 하단부가 하부 스러스트 부재(120)의 원반부(122)에 형성된 설치홀(122a)에 삽입되도록 설치될 수 있다.
또한, 샤프트(130)의 하단부는 원반부(122)의 내부면과 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(130)가 고정될 수 있는 것이다.
다만, 본 실시예에서는 샤프트(130)가 하부 스러스트 부재(120)에 고정 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 샤프트(130)는 베이스 부재(110)에 고정 설치될 수도 있다.
한편, 샤프트(130)도 상기 하부 스러스트 부재(120), 베이스 부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함되는 구성이다.
그리고, 샤프트(130)는 외주면으로부터 만입 형성되어 베어링 간극(B1,B2)에 충진된 윤활유체를 두 부분으로 분리시키는 만입홈(132)을 구비한다. 상기 만입홈(132)은 상기 샤프트(130)와 상기 슬리브(140) 사이의 간격이 부분보다 넓어지도록 상기 샤프트(130)의 외측면 또는 상기 슬리브(140)의 내측면에 홈 형상으로 구비될 수 있다. 도면의 도시에서는 일예로 샤프트(130)의 외주면에 만입홈(132)이 형성되어 있다.
상기 만입홈(132)에 의해 상기 샤프트(130)와 상기 슬리브(140) 사이에는 내측실링부 공간이 형성될 수 있다. 즉, 도면의 도시상, 만입홈(132)은 슬리브(140)의 내부면과 함께 기액계면(즉, 윤활유체와 공기와의 계면)이 형성되도록 하는 역할을 수행한다. 이에, 상기 만입홈(132)이 형성되는 내측실링부 공간은 외부와 연통될 수 있다. 이에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다.
한편, 샤프트(130)의 상면에는 덮개부재(170)가 고정 설치될 수 있도록 결합수단(190), 예를 들어 나사가 체결되는 나사부(134)가 구비될 수 있다.
슬리브(140)는 샤프트(130)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해 슬리브(140)는 샤프트(130)가 삽입되는 관통홀(141)을 구비할 수 있다. 한편, 슬리브(140)가 샤프트(130)에 설치되는 경우 슬리브(140)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극(B1,B2)를 형성할 수 있다.
그리고, 이 베어링 간극(B1,B2)에 윤활유체가 충진될 수 있다.
여기서, 베어링 간극(B1,B2)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 베어링 간극(B1,B2)은 상부 베어링 간극(B1)과 하부 베어링 간극(B2)로 구성될 수 있다. 그리고, 상부 베어링 간극(B1)은 샤프트(130)의 상단부와 슬리브(140)의 상단부에 의해 형성되는 공간, 그리고 슬리브(140)의 상단부와 상부 스러스트 부재(160)에 의해 형성되는 공간을 의미할 수 있다.
또한, 하부 베어링 간극(B2)는 샤프트(130)의 하단부와 슬리브(140)의 하단부에 의해 형성되는 공간, 그리고, 슬리브(140)의 하단부와 하부 스러스트 부재(120)에 의해 형성되는 공간을 의미할 수 있다.
한편, 여기서 샤프트(130)에 형성되는 만입홈(132)에 대하여 살펴보면, 만입홈(132)은 상기한 베어린 간극(B1,B2), 즉 상부 베어링 간극(B1)과 하부 베어링 간극(B2)에 충진된 각각의 윤활유체와 공기와의 계면이 형성되도록 하는 역할을 수행한다.
즉, 만입홈(132)의 상부측에는 상부 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 제1 기액계면(F1)이 형성될 수 있다. 그리고, 만입홈(132)의 하부측에는 하부 베어링 간극(B2)에 충진된 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 제2 기액계면(F2)이 형성될 수 있다.
상기 만입홈(132)은 축방향 양측으로 경사지도록 구비되는 상부 및 하부 테이퍼부(132a)(132c)를 구비할 수 있다. 아울러, 상기 상부 및 하부 테이퍼부(132a)(132c)를 연결하는 직선부(132b)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 만입홈(132)은 사다리꼴 형상으로 구비될 수 있다.
상기 만입홈(132)에 의해 상기 샤프트(130)와 상기 슬리브(120)의 사이 공간에는 윤활유체가 실링될 수 있는 내측실링부라는 공간을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 내측실링부는 상기 샤프트(130)와 상기 슬리브(120)의 사잇공간의 간격이 축방향 양측에서 상기 내측실링부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 상부 및 하부 간격확장부를 구비할 수 있다. 상기 상부 및 하부 간격확장부는 상기 상부 및 하부 테이퍼부(132a)(132c) 및 이와 마주보는 부재에 의해 형성될 수 있다. 도면의 도시에서 상기 상부 및 하부 간격확장부는 샤프트(130)에 구비되는 상부 및 하부 테이퍼부(132a)(132c)와 슬리브(140)에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 및 하부 간격확장부를 상호 연결하는 일정간격부를 포함할 수 있다. 상기 일정간격부는 상기 직선부(132b) 및 이와 마주보는 부재에 의해 형성될 수 있다. 도면의 도시에서 상기 일정간격부는 샤프트(130)에 구비되는 직선부(132b)와 슬리브(140)에 의해 형성될 수 있다.
물론, 윤활유체의 실링을 위해 상기 내측실링부는 외부와 연통될 수 있다. 외부와의 연통은 상기 슬리브(120)에 구비되는 연통홀(142)에 의할 수 있다. 또는, 상기 샤프트(130)에 구비되는 연통홀(135)(136)에 의할 수도 있다(도 5 참조).
상기 연통홀(142)은 상기 만입홈(132)에 대향 배치되어 만입홈(132)과 슬리브(140)의 외부를 연통시킬 수 있다. 즉, 상기한 바와 같은 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)이 형성될 수 있도록 슬리브(140)의 외부와 만입홈(132)의 압력이 동일하게 하기 위한 연통홀(142)이 슬리브(140)에 형성될 수 있다.
또는, 상기 연통홀(135)(136)은 상기 만입홈(132)과 외부를 연통하도록 상기 샤프트(130)에 구비될 수 있다. 상기 연통홀(135)(136)은 상기 샤프트(130)의 축방향을 따라 상부 또는 하부로 연통될 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)은 상기 직선부(132b) 및 이와 마주보는 부재 사이에 구비될 수 있다. 또는 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)은 상기 직선부(132b) 및 이와 마주보는 부재 사이에 형성되는 일정간격부에 형성될 수 있다. 도면의 도시에서 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)은 상기 직선부(132b)와 슬리브(140) 사이에 형성될 수 있다.
이하 설명할 제3 및 제4 기액계면(F3)(F4)은 베어링 간극에서 외부 방향으로 갈수록 간격이 넓어지는 부분에 형성될 수 있다. 그러므로, 모세관 현상에 의해 유체의 실링력이 향상될 수 있다. 이에 반해, 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)은 상기 직선부(132b)에 구비되므로 상기 제3 및 제4 기액계면(F3)(F4)에 비해 유체의 실링력이 약할 수 있다.
그러므로, 충격 등 외력이나 내부 요건에 의해 윤활유체에 유동이 발생하여 유체의 누설이 우려되는 경우에도 상기 제3 및 제4 기액계면(F3)(F4)은 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)에 비해 실링력이 상대적으로 강하므로 기액계면의 위치가 거의 그대로 유지되고 상기 제1 및 제2 기액계면(F1)(F2)이 상하로 유동할 수 있다.
한편, 슬리브(140)의 상단부에는 상부 스러스트부재(160)와 함께 기액계면을 형성토록 상부측 외경이 하부측의 외경보다 크게 형성되는 경사부(143)를 가질 수 있다.
다시 말해, 슬리브(140)의 외주면과 상부 스러스트 부재(160)의 내주면 사이 공간에 제3 기액계면(F3)이 형성되는 슬리브(140)의 상단부에는 상부측 외경이 하부측의 외경보다 크게 형성되는 경사부(143)가 형성될 수 있다.
즉, 상부 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체는 제1 기액계면(F1)과 제3 기액계면(F3)을 형성한다.
한편, 슬리브(140)의 상단부에는 슬리브(140)의 상면과 단차지게 형성되어 실링홈(106)을 형성하기 위한 단차면(144)이 형성될 수 있다. 단차면(144)에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다.
또한, 슬리브(140)의 외주면에는 로터 허브(150)가 접합된다. 즉, 단차면(144)의 하부는 로터 허브(150)의 내부면에 대응되는 형상을 가져 로터 허브(150)가 고정 설치될 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 외주면에는 접합면(145)이 형성될 수 있다.
한편, 슬리브(140)의 외주면 하단부는 하부 스러스트 부재(120)의 연장부(124)와 함께 기액계면을 형성토록 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 슬리브(140)의 외주면과 하부 스러스트 부재(120)의 연장부(124) 사이 공간에 제4 기액계면(F4)가 형성될 수 있도록 슬리브(140)의 하단부는 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같이, 제4 기액계면(F4)이 슬리브(140)의 하단부와 연장부(124) 사이 공간에 형성되므로, 하부 베어링 간극(B2)에 충진된 윤활유체는 제2 기액계면(F2)과 제4 기액계면(F4)을 형성한다.
또한, 슬리브(140)의 내부면에는 슬리브(140)의 회전시 베어링 간극(B1)(B2)에 충진된 윤활유체를 매개로 하여 유체 동압을 발생시키기 위한 래디얼 동압 그루브(146)가 형성될 수 있다. 즉, 래디얼 동압 그루브(146)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 동압 그루브(146a)(146b)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 상부 및 하부 동압 그루브(146a)(146b)의 사이에는 내측실링부가 위치되도록 할 수 있다. 또는 상기 상부 및 하부 동압 그루브(146a)(146b)는 상기 만입홈(132)을 사이에 두고 상하로 형성될 수 있다.
다만, 래디얼 동압 그루브(146)는 슬리브(140)의 내부면에 형성되는 경우로 한정되지 않으며, 샤프트(130)의 외주면에 형성될 수도 있다.
로터 허브(150)는 슬리브(140)에 결합되어 슬리브(140)와 연동하여 회전된다.
로터 허브(150)는 상부 스러스트 부재(160)가 내부에 삽입 배치되는 삽입부(152a)가 형성된 로터 허브 바디(152)와, 로터 허브 바디(152)의 가장자리로부터 연장 형성되어 내부면에 마그넷 어셈블리(180)가 장착되는 장착부(154) 및 장착부(154)의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향해 연장 형성되는 연장부(156)를 구비할 수 있다.
한편, 로터 허브 바디(152)의 내부면 하단부는 슬리브(140)의 외부면에 접합될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 접합면(145)에 로터 허브 바디(152)의 내부면 하단부가 접착제에 의해 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다.
이에 따라, 로터 허브(150)의 회전시 슬리브(140)가 로터 허브(150)와 함께 회전될 수 있는 것이다.
또한, 장착부(154)는 로터 허브 바디(152)로부터 축방향 하측을 향하여 연장 형성된다. 그리고, 장착부(154)의 내부면에 마그넷 어셈블리(180)가 고정 설치될 수 있다.
한편, 마그넷 어셈블리(180)는 장착부(154)의 내부면에 고정 설치되는 요크(182)와, 요크(182)의 내주면에 설치되는 마그넷(184)으로 구성될 수 있다.
요크(182)는 마그넷(184)로부터의 자기장이 스테이터 코어(102)를 향하여 향하도록 하여 자속밀도를 증가시키도록 하는 역할을 수행한다. 한편, 요크(182)는 원형의 고리 형상을 가질 수 있으며, 마그넷(184)으로부터 발생되는 자기장에 의한 자속밀도를 향상시킬 수 있도록 일단부가 절곡된 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
마그넷(184)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기장을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
한편, 마그넷(184)은 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치되며, 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
즉, 코일(101)에 전원이 공급되면, 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와, 이에 대향 배치되는 마그넷(184)의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있는 구동력이 발생되고, 이에 따라 로터 허브(150)가 슬리브(140)와 연동하여 회전될 수 있다.
상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치되며, 슬리브(140)와 함께 기액계면을 형성한다.
상부 스러스트 부재(160)는 내부면이 샤프트(130)에 접합되는 바디(162) 및 바디(162)로부터 연장 형성되어 경사부(143)와 함께 기액계면을 형성하는 돌출부(164)를 구비할 수 있다.
돌출부(164)는 바디(162)로부터 축방향 하측으로 연장 형성되며, 내부면이 경사부(143)에 대향 배치될 수 있다.
또한, 돌출부(164)는 샤프트(130)와 평행하게 바디(162)로부터 연장 형성될 수 있다.
그리고, 상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)의 외주면 상단부, 슬리브(140)의 외부면 및 로터 허브(160)의 내부면에 의해 형성되는 공간에 삽입 배치될 수 있다.
또한, 상부 스러스트 부재(160)도 베이스 부재(110), 하부 스러스트 부재(120), 샤프트(130)와 함께 고정 설치되는 고정부재로서, 스테이터를 구성하는 부재이다.
한편, 상부 스러스트 부재(160)가 샤프트(130)에 고정 설치되며 슬리브(140)가 로터 허브(160)와 함께 회전되므로, 슬리브(140)의 경사부(143)와 돌출부(164)의 사이 공간에 형성된 제3 기액계면(F3)은 슬리브(140)의 회전시 도 4에 도시된 바와 같이 슬리브(140)의 경사부(143) 측으로 기울어지게 된다.
즉, 제3 기액계면(F3)이 슬리브(140)의 외주면 측으로 쏠리게 되므로, 원심력에 의해 윤활유체가 비산되는 것을 보다 감소시킬 수 있는 것이다.
더하여, 상부 스러스트 부재(160)의 외주면과, 이에 대향 배치되는 상기 로터 허브(150)의 내부면은 래버린스 실(Labyrinth Seal)을 형성한다. 즉, 상부 스러스트 부재(160)의 외부면과 로터 허브 바디(152)의 내부면은 소정 간격 이격 배치되며, 증발된 윤활유체가 함유된 공기가 외부로 유동되는 것을 억제토록 래버린스 실을 형성한다.
이에 따라, 증발된 윤활유체가 함유된 공기가 외부로 유동되는 것을 억제하여 윤활유체의 감소을 억제할 수 있는 것이다.
또한, 상부 스러스트 부재(160)의 외주면과 로터 허브 바디(152)의 내부면은 0.3mm 이하의 간극을 형성할 수 있다.
한편, 상부 스러스트 부재(160)의 저면 또는 상부 스러스트 부재(160)의 저면에 대향 배치되는 슬리브(140)의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
그리고, 상부 스러스트 부재(160)는 상부 베어링 간극(B1)에 충진되는 윤활유체가 상부측으로 누설되는 것을 방지하는 실링부재의 역할도 동시에 수행할 수 있다.
또한, 상부 스러스트 부재(160)는 샤프트(130)에 설치시 상면이 샤프트(130)의 상면과 동일한 평면에 배치될 수 있는 두께를 가질 수 있다.
덮개부재(170)는 상부 스러스트 부재(160)의 상부에 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 덮개부재(170)는 체결수단(190), 예를 들어 나사에 의해 샤프트(130)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 기액계면, 즉 제3 기액계면(F3)과 제4 기액계면(F4)을 형성하는 회전부재(즉, 슬리브)와, 고정부재(즉, 상부 및 하부 스러스트 부재) 중 회전부재인 슬리브(140)가 고정부재에 대하여 반경방향 내측에 배치되므로, 원심력에 의하여 윤활유체가 비산되는 것을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모터(100)가 장착된 기록 디스크 구동장치(800)는 하드 디스크 구동장치이며, 모터(100), 헤드 이송부(810) 및 하우징(820)을 포함할 수 있다.
상기 모터(100)는 상기에서 설명한 본 발명의 모터의 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(830)를 탑재할 수 있다.
상기 헤드 이송부(810)는 상기 모터(100)에 탑재된 기록 디스크(830)의 정보를 검출하는 자기 헤드(815)를 검출하고자 하는 기록 디스크의 면으로 이송시킬 수 있다.
여기서, 상기 자기 헤드(815)는 상기 헤드 이송부(810)의 지지부(817) 상에 배치될 수 있다.
상기 하우징(820)은 상기 모터(100)와 상기 헤드 이송부(810)를 수용하는 내부공간을 형성하기 위해, 모터 탑재 플레이트(822)와 상기 모터 탑재 플레이트(822)의 상부를 차폐하는 탑커버(824)를 포함할 수 있다.
100 : 스핀들 모터
110 : 베이스 부재
120 : 하부 스러스트 부재
130 : 샤프트
140 : 슬리브
150 : 로터 허브
160 : 상부 스러스트 부재
170 : 덮개 부재

Claims (12)

  1. 베이스 부재에 고정 설치되는 하부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재에 고정 설치되는 샤프트;
    상기 샤프트의 상부에 고정 설치되고 상기 샤프트와 사이에 제3 기액계면을 형성하는 상부 스러스트 부재;
    상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되고 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되며 상기 하부 스러스트 부재와 사이에 제4 기액계면을 형성하는 슬리브;
    상기 샤프트와 상기 슬리브가 대면하는 부분에 다른 부분보다 간격이 넓도록 구비되고 외부와 연통되는 내측실링부;
    상기 내측실링부의 축 방향 상측 및 하측에 각각 위치하도록 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 형성되는 제1 및 제2 기액계면; 및
    상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브;를 포함하고,
    상기 제3 기액계면의 실링력이 상기 제1 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건과 상기 제4 기액계면의 실링력이 상기 제2 기액계면의 실링력보다 강하게 구비되는 요건 중 적어도 어느 한 요건을 만족하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브와 상기 상부 스러스트 부재의 사잇공간의 간격은 윤활유체가 채워진 부분에서 외부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브와 상기 하부 스러스트 부재의 사잇공간의 간격은 윤활유체가 채워진 부분에서 외부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내측실링부는 상기 슬리브와 상기 샤프트의 간격이 일정하게 유지되는 일정간격부를 구비하고,
    상기 제1 기액계면 및 상기 제2 기액계면 중 적어도 어느 하나는 상기 일정간격부에 위치하는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내측실링부는 상기 슬리브에 구비되는 연통홀에 의해 외부와 연통되는 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내측실링부는 상기 샤프트에 구비되는 연통홀에 의해 외부와 연통되는 스핀들 모터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내측실링부는,
    상기 샤프트와 상기 슬리브의 사잇공간의 간격이 축방향 양측에서 상기 내측실링부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 상부 및 하부 간격확장부와, 상기 상부 및 하부 간격확장부를 상호 연결하는 일정간격부를 포함하는 스핀들 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기액계면은 상기 일정간격부에 위치하는 스핀들 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내측실링부는 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 형성되는 만입홈에 의해 구비되는 스핀들 모터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 만입홈은,
    상기 샤프트 또는 상기 슬리브에 구비되고 축방향 양측에서 상기 내측실링부 방향으로 갈수록 넓어지도록 구비되는 상부 및 하부 테이퍼부와, 상기 상부 및 하부 테이퍼부를 상호 연결하는 직선부를 포함하는 스핀들 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 내측실링부의 상부 및 하부에서 상기 샤프트와 상기 슬리브가 대면하는 부분에는 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 상부 및 하부 래디얼 동압 그루브가 각각 형성되는 스핀들 모터.
  12. 기판에 통해 인가되는 전원에 의해 디스크를 회전시키는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 스핀들 모터;
    상기 디스크의 데이터를 기록 및 재생하기 위한 자기 헤드; 및
    상기 자기 헤드를 상기 디스크 상의 소정의 위치로 이동시키기 위한 헤드 이송부;를 포함하는 하드 디스크 드라이브.
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