KR20150105731A - 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 베이스부재에 고정 설치되는 하부 스러스트부재; 상기 하부 스러스트부재와 상기 베이스부재 중 적어도 하나에 고정 설치되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되어 상기 하부 스러스트 부재와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 하부 실링부를 형성하며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브; 및 상기 샤프트의 상단부에 고정 설치되며, 상기 슬리브와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 상부 실링부를 형성하는 상부 스러스트부재;를 포함하고, 상기 슬리브에는 축방향 상하면을 연통하는 순활홀이 구비되고, 상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 상부 보조 펌핑 그루브가 구비되고, 상기 하부 스러스트부재와 상기 슬리브가 축방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 하부 보조 펌핑 그루브가 구비되고, 상기 상부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력이 상기 하부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력보다 더 크게 구비될 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 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축 고정형의 스핀들 모터에 있어서 유체의 누설을 최소화할 수 있는 구조에 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 일반적으로 탑재된다.

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, 윤활유체가 충진되는 유체 동압 베어링 어셈블리를 구성하기 위해서는 일반적으로 여러 기액 계면이 형성되지만, 이러한 기액 계면은 회전 중 동압홈의 영향을 받아 이동한다. 이 기액 계면의 이동을 잘 제어하지 않으면 윤활 유체가 누출되는 문제가 있다.

윤활 유체의 누설을 방지하기 위해 베어링에 주입되는 윤활 유체의 양을 적게하면 윤활 유체의 증발에 의해 모터의 수명이 짧아지는 문제가 있으므로, 이를 위해 윤활유체를 충분히 저장할 수 있는 구조의 개발이 절실히 필요하다.

아래에 기재된 한국공개특허공보 제10-2013-0035395호는 상기한 문제점을 해소하기 위한 구조를 구비하고 있다. 그런데, 보조 동압 그루브가 상부 스러스트부재와 슬리브와의 축방향 면 사이에 구비되어 있어서 회전부재가 부상하여 회전하는 경우에 여러 사정에 따라 지속적으로 간격이 변화하여 실질적으로 펌핑 효과를 구현할 수 없어 성능이 떨어진다는 단점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2013-0035395호

본 발명의 실시예에 따르면 윤활유체의 누설 없이 충분한 윤활유체를 저장할 수 있는 스핀들 모터를 제공할 수 있다. 즉, 의도적으로 윤활유체를 충분히 저장할 수 있는 용적이 큰 실링부를 구비하여 윤활유체가 충분히 저장되도록 함으로써 동압 베어링 어셈블리의 성능 저하를 억제할 수 있는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.

아울러, 모터가 작동, 즉, 슬리브, 로터 등의 회전부재가 회전하면 윤활유체가 용적이 큰 실링부로 이동할 수 있도록 보조 펌핑그루브를 구비하는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 의해 다양한 목적의 실현이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스부재에 고정 설치되는 하부 스러스트부재; 상기 하부 스러스트부재와 상기 베이스부재 중 적어도 하나에 고정 설치되는 샤프트; 상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되어 상기 하부 스러스트 부재와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 하부 실링부를 형성하며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브; 및 상기 샤프트의 상단부에 고정 설치되며, 상기 슬리브와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 상부 실링부를 형성하는 상부 스러스트부재;를 포함하고, 상기 슬리브에는 축방향 상하면을 연통하는 순활홀이 구비되고, 상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 상부 보조 펌핑 그루브가 구비되고, 상기 하부 스러스트부재와 상기 슬리브가 축방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 하부 보조 펌핑 그루브가 구비되고, 상기 상부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력이 상기 하부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력보다 더 크게 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 실링부보다 상기 하부 실링부의 윤활유체 실링 용적이 더 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 하부 보조 펌핑 그루브는 상기 순환홀보다 반경방향 외측에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 보조 펌핑 그루브가 구비되는 상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향면 사이에는 래버린스실(Labyrinth seal)이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 스러스트부재의 하면 및 상기 슬리브의 상면 중 적어도 하나 또는 상기 하부 스러스트부재의 상면 및 상기 슬리브의 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압 그루브가 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 로터 허브는 상기 상부 스러스트부재가 내부에 삽입 배치되는 삽입부를 형성하는 로터 허브 바디; 상기 로터 허브 바디의 가장자리로부터 연장 형성되어 내부면에 마그넷 어셈블리가 장착되는 장착부; 및 상기 장착부의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향해 연장 형성되는 연장부;를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 슬리브와 로터 허브는 일체로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 하부 스러스트 부재와 반경방향으로 대면하는 상기 슬리브의 반경방향 외측면은 축방향 상부로 갈수록 반경방향 내측으로 경사질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 로터 허브와 반경방향으로 대면하는 상기 상부 스러스트 부재의 반경방향 외측면 중에서, 상기 래버린스실이 형성되는 부분보다 상부는 축방향 상부로 갈수록 반경방향 내측으로 경사질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 샤프트와 상기 상부 스러스트부재는 일체로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 보조 펌핑 그루브의 홈 깊이는 상기 하부 보조 펌핑 그루브의 홈 깊이보다 더 얕을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향하는 면 사이의 간격은 상기 하부 스러스트부재와 상기 슬리브가 축방향으로 대향하는 면 사이의 간격보다 작을 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 발명의 실시예에 따르면, 충분한 양의 윤활유체를 저장할 수 있는 용적을 가지는 실링부가 구비되는 스핀들 모터가 제공되므로, 동압 베어링 어셈블리의 성능 저하를 억제할 수 있다.

이에 따라, 충분한 윤활유체가 지속적으로 제공되므로 스핀들 모터의 회전특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

물론, 본 발명은 상술한 효과에 한정되는 것은 아니며, 이하 설명할 실시예에 의해 다양한 효과가 발현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬리브와 상부 및 하부 스러스트부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터가 장착된 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 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬리브와 상부 및 하부 스러스트부재를 나타내는 부분 절개 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스부재(110), 하부 스러스트부재(120), 샤프트(130), 슬리브(140), 로터 허브(150) 및 상부 스러스트부재(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 상기 로터 허브(150)와 상기 상부 스러스트부재(160)가 형성하는 실링부(S1)를 상부에서 마감해주는 캡부재(170)를 더 포함할 수 있다.

베이스부재(110)는 로터 허브(150)와 함께 소정 공간를 형성토록 장착홈(112)을 구비할 수 있다. 그리고, 베이스부재(110)는 축방향 상부측으로 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 베이스부재(110)의 장착홈(112) 상부에 배치될 수 있다.

하부 스러스트부재(120)는 베이스부재(110)에 고정 설치된다. 즉, 하부 스러스트부재(120)는 결합부(114)에 삽입 설치되며, 보다 상세하게는 하부 스러스트부재(120)의 외주면이 결합부(114)의 내주면에 접합되도록 설치될 수 있다.

한편, 하부 스러스트부재(120)는 내부면이 샤프트(130)에 고정 설치되며 외부면이 베이스부재(110)에 고정 설치되는 원반부(122)와, 원반부(122)로부터 축방향 상측으로 연장 형성되는 연장부(124)를 구비할 수 있다.

즉, 하부 스러스트부재(120)는 중공을 가진 컵 형상을 가질 수 있다. 즉, 단면이 'ㄴ' 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.

여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 하부측으로부터 상부측을 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부측으로부터 하부측을 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 로터 허브(150)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.

그리고, 하부 스러스트부재(120)는 베이스부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함된다.

한편, 하부 스러스트부재(120)의 외부면은 베이스부재(110)의 내부면에 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다. 다시 말해, 하부 스러스트부재(120)의 외부면은 베이스부재(110)의 결합부(114) 내부면에 고정 접합된다.

또한, 하부 스러스트부재(120)의 상면 또는 슬리브(140)의 저면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압 그루브(148)가 형성될 수 있다. 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

더하여, 하부 스러스트부재(120)는 윤활유체가 누설되는 것을 방지하기 위한 실링부재의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이에 대해서도 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

샤프트(130)는 하부 스러스트부재(120)와 베이스부재(110) 중 적어도 하나에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)의 하단부가 하부 스러스트부재(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 베이스부재(110)에 고정 설치될 수도 있을 것이다.

한편, 샤프트(130)도 상기 하부 스러스트부재(120), 베이스부재(110)와 함께 고정부재, 즉 스테이터에 포함되는 구성이다.

샤프트(130)의 상면에는 덮개부재(미도시)가 고정 설치될 수 있도록 결합수단, 예를 들어 나사가 체결되는 나사부가 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(B)를 형성한다. 그리고, 이 베어링 간극(B)에 윤활유체가 충진된다.

슬리브(140)의 외주면에는 로터 허브(150)가 접합된다. 즉, 슬리브(140)의 상부 외부면은 로터 허브(150)의 내부면에 대응되는 형상을 가져 로터 허브(150)가 고정 설치될 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(140)의 외부면에는 접합면(145)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 슬리브(140)와 로터 허브(150)는 일체형으로 구비될 수 있다. 슬리브(140)와 로터 허브(150)가 일체형으로 구비되는 경우에는 하나의 부재로 슬리브(140) 및 로터 허브(150)가 모두 제공되므로 부품수를 줄여 제품의 조립이 용이할 수 있다.

한편, 슬리브(140)의 외주면 하단부는 하부 스러스트부재(120)의 연장부(124)와 함께 기액계면을 형성토록 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 슬리브(140)의 외부면과 하부 스러스트부재(120)의 연장부(124) 사이 공간에 제2 기액계면(F2)가 형성될 수 있도록 슬리브(140)의 하단부는 반경방향 내측을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.

이와 같이, 제2 기액계면(F2)이 슬리브(140)의 하단부와 연장부(124) 사이 공간에 형성되므로, 베어링 간극(B)에 충진된 윤활유체는 제1 기액계면(F1)과 제2 기액계면(F2)을 형성한다.

또한, 슬리브(140)의 내부면에는 슬리브(140)의 회전시 베어링 간극(B)에 충진된 윤활유체를 매개로 하여 유체 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브(146)가 형성될 수 있다. 즉, 동압 그루브(146)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상,하부 동압 그루브(146a,146b)로 이루어질 수 있다.

다만, 동압 그루브(146)는 슬리브(140)의 내부면에 형성되는 경우로 한정되지 않으며, 샤프트(130)의 외주면에 형성될 수도 있으며, 헤링본, 스파이럴, 나사선 형상 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 슬리브(140)는 상기 슬리브(140)의 상면과 하면을 연통하는 순환홀(142)을 더 구비할 수 있다. 상기 순환홀(142)은 베어링 간극(B)의 윤활유체에 포함된 기포를 외부로 배출할 수 있으며, 윤활유체의 순환을 용이하게 할 수 있다.

로터 허브(150)는 슬리브(140)에 결합되어 슬리브(140)와 연동하여 회전된다.

로터 허브(150)는 상부 스러스트부재(160)가 내부에 삽입 배치되는 삽입부(152a)가 형성된 로터 허브 바디(152)와, 로터 허브 바디(152)의 가장자리로부터 축방향 하부로 연장 형성되어 반경방향 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. 물론, 상술한 바와 같이 상기 슬리브(140)와 상기 로터 허브(150)는 일체로 구비될 수도 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 일정세기의 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 스러스트부재(160)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치되며, 로터 허브(150)와의 반경방향 대향면 사이에 기액계면(F1)을 형성한다. 그리고, 상기 상부 스러스트부재(160)는 상기 샤프트(130)와 일체로 구비될 수 있다. 이 경우, 제조가 용이하고 결합공수를 줄일 수 있으므로 제조 수율이 향상될 수 있다.

그리고, 상부 스러스트부재(160)는 샤프트(130)의 외주면 상단부, 즉, 슬리브(140)의 상부면 및 로터 허브(150)의 내부면(152a)에 의해 형성되는 공간에 삽입 배치될 수 있다.

또한, 상부 스러스트부재(160)도 베이스부재(110), 하부 스러스트부재(120), 샤프트(130)와 함께 고정 설치되는 고정부재로서, 스테이터를 구성하는 부재이다.

한편, 상부 스러스트부재(160)가 샤프트(130)에 고정 설치되며 슬리브(140)가 로터 허브(150)와 함께 회전되므로, 상부 스러스트부재(160)의 경사부(161)와 상기 로터 허브(150)의 내부면(152a) 사이 공간에는 제1 기액계면(F1)이 형성될 수 있다. 아울러, 상부 스러스트부재(160)의 경사부(161)와 상기 로터 허브(150)의 내부면(152a) 사이 공간에는 유체가 실링되는 공간으로 상부 실링부(S1)을 구비할 수 있다.

그리고, 상부 스러스트부재(160)의 외주면(163)과, 이에 대향 배치되는 상기 로터 허브(150)의 내부면(152a)은 래버린스실(Labyrinth Seal)을 형성한다. 즉, 상부 스러스트부재(160)에서 상기 경사부(161)의 아래 부분(163)과 로터 허브 바디(152)의 내부면(152a)은 소정 간격 이격 배치되어 윤활유체가 채워지며, 윤활유체의 누설이 최소화되도록 래버린스실(Labyrinth seal)을 형성한다.

이에 따라, 외력 등 기타 충격이 있는 경우에 윤활유체가 외부로 쉽게 유동되는 것을 억제하여 윤활유체의 누설을 억제할 수 있는 것이다.

이에, 상부 스러스트부재(160)의 외주면과 로터 허브 바디(152)의 내부면은 0.3mm 이하의 간극을 형성할 수 있다.

아울러, 상기 상부 스러스트부재(160)와 상기 로터 허브(150)가 반경방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 상부 보조 펌핑 그루브(149)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 상부 스러스트부재(160)가 상기 로터 허브(150)와 반경방향으로 대향하는 면 또는 상기 로터 허브(150)가 상기 상부 스러스트부재(160)와 대향하는 면에 구비될 수 있으며, 회전부재가 고정부재에 상대 회전하면 유체를 축방향 하부로 펌핑할 수 있다. 물론, 상기 상부 보조 펌핑 그루브(149)의 윤활유체 펌핑력이 하부 보조 펌핑 그루브(148b)의 윤활유체 펌핑력보다 더 크게 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 상부 보조 펌핑 그루브(149)는 상기 상부 스러스트부재(160)와 상기 로터 허브(150)의 반경방향 대향면 사이에 구비되므로, 스핀들 모터의 작동에 의하더라도 대향하는 부재 간의 간격이 일정하게 유지되는 반경방향 면에 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부 보조 펌핑 그루브(149)에 의해 형성되는 윤활유체의 펌핑력이 일정할 수 있다.

한편, 상부 스러스트부재(160)의 저면 또는 상부 스러스트부재(160)의 저면에 대향 배치되는 슬리브(140)의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압 그루브(147)가 형성될 수 있다. 본 발명에서 상기 스러스트 동압 그루브(147)는 상기 슬리브(140)에 순환홀(142)이 구비되지 않은 경우에는 반경 방향으로 구비되는 모든 방식의 스러스트 동압 그루브를 포함한다. 가령, 반경 방향으로 1개 또는 2개 이상이 구비되는 경우를 모두 포함한다. 한편, 본 발명에서 상기 슬리브(140)에 순환홀(142)이 구비되는 경우에는 상기 순환홀(142)을 기준으로 반경 방향 내측에 구비되는 스러스트 동압 그루브(148a) 만을 의미할 수 있다.

그리고, 상부 스러스트부재(160)는 베어링 간극(B)에 충진되는 윤활유체가 상부측으로 누설되는 것을 방지하는 실링부재의 역할도 동시에 수행할 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 특징부인 실링부의 구성을 상세히 살펴보도록 한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 실링부(S1)(S2)는 상하로 한 쌍이 구비될 수 있다. 즉, 슬리브(140)는 하부 스러스트부재(120)의 상부에 배치되어 상기 하부 스러스트부재(120)와 함께 윤활유체의 기액계면(F2)을 형성하여 하부 실링부(S2)를 형성한다. 또한, 로터 허브(150)는 상부 스러스트부재(160)의 반경방향 외측에 배치되어 상기 상부 스러스트부재(160)와 함께 반경방향 대향면에 윤활유체의 기액계면(F1)을 형성하여 상부 실링부(S1)을 형성한다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 상기 상부 실링부(S1)보다 상기 하부 실링부(S2)의 윤활유체 실링 용적이 더 크게 할 수 있다. 본 발명에서 실링부(S1)(S2)는 도 2에 박스로 표시된 바와 같이 윤활유체와 공기가 만나는 부분으로 모세관 현상에 의해 유체가 실링되는 부분을 의미한다.

나아가, 본 발명의 실시예에서는 상기 실링부(S1)(S2) 중에서 윤활유체의 실링 용적이 더 큰 하부 실링부(S2)로 윤활유체를 펌핑하여 모터의 작동시에 윤활유체의 누설을 방지할 수 있도록 할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 상기 상부 실링부(S1)와 하부 실링부(S2) 중 윤활유체 실링 용적이 작은 쪽에 위치하는 상기 상부 실링부(S1)의 상부 보조 동압 그루브(149)의 윤활유체 펌핑력이 상기 하부 실링부(S2) 쪽에 위치하는 하부 보조 동압 그루브(148b)의 윤활유체 펌핑력보다 더 크도록 할 수 있다. 즉, 스핀들 모터가 작동하면 상기 상부 보조 동압 그루브(149)에서 상기 하부 보조 동압 그루브(148b) 쪽으로 펌핑이 발생하여 펌핑력의 편차에 따라 윤활유체가 실링 용적이 더 큰 상기 하부 실링부(S2)에 치우쳐 저장될 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 동압 그루브는 스파이럴, 나사선 형상 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 상기 하부 실링부(S2) 쪽에 위치하는 스러스트 동압 그루브(148b)의 홈 깊이가 상기 상부 동압 그루브(149)의 홈 깊이보다 더 얕도록 할 수 있다. 동압 그루브의 홈 깊이가 얕으면 펌핑력이 강하므로 유체를 실링 용적이 큰 실링부 쪽으로 펌핑할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 하부 스러스트부재(120)와 슬리브(140)의 축방향 간격은 상기 상부 스러스트부재(160)와 로터 허브(150)의 축방향 간격보다 크게 할 수 있다. 즉, 회전부재와 인접하는 부재 간의 간격이 좁을수록 동압 그루부에 의한 펌핑력이 강하므로 대향하는 부재 간의 간격을 조절하여 윤활유체를 실링 용적이 큰 실링부 쪽으로 펌핑할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 슬리브(140)에 상기 슬리브(140)의 상면과 하면을 연통하는 순환홀(142)이 구비되는 경우에는 실링부의 용적이 큰 쪽으로 유체를 펌핑하기 위한 슬리브 또는 스러스트부재의 구조가 차별될 수 있다.

즉, 상기 순환홀(142)이 구비되는 경우에는 상기 스러스트 동압 그루브(148)는 상기 순환홀(142)을 기준으로 반경방향 내측의 스러스트 동압 그루브(148a)와 반경방향 외측의 보조 동압 그루브(148b)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 순환홀(142)을 기준으로 반경방향 외측에 구비되는 보조 동압 그루브(148b)에 의해 윤활유체의 상하 펌핑력이 차별되도록 할 수 있다. 상기 순환홀(142)의 반경방향 내측에 구비되는 스러스트 동압 그루브(148a)는 윤활유체의 상하 펌핑력 차이보다는 회전부재의 부상력을 발생시키거나 윤활유체의 순환을 위해 활용될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 활용이 가능하다.

이에, 상기 상부 실링부(S1)와 하부 실링부(S2) 중 윤활유체 실링 용적이 작은 쪽에 위치하는 상부 보조 펌핑 그루브(149)의 윤활유체 펌핑력이 다른 쪽에 위치하는 하부 보조 펌핑 그루브(148b)의 윤활유체 펌핑력보다 더 크게 구비할 수 있다. 이렇게 구비하면 상기 윤활유체가 실링 용적이 큰 실링부 쪽으로 펌핑되어 저장될 수 있다.

또한, 상기 상부 실링부(S1)와 하부 실링부(S2) 중 윤활유체 실링 용적이 작은 쪽에 위치하는 보조 스러스트 동압 그루브(148b)의 홈 깊이가 다른 쪽에 위치하는 스러스트 동압 그루브의 홈 깊이보다 더 얕게 구비하여 상기 윤활유체가 실링 용적이 큰 실링부 쪽으로 펌핑되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 스핀들 모터가 장착된 기록 디스크 구동장치를 도시한 개략 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)가 장착된 기록 디스크 구동장치(800)는 하드 디스크 구동장치이며, 스핀들 모터(100), 헤드 이송부(810) 및 하우징(820)을 포함할 수 있다.

상기 스핀들 모터(100)는 상기에서 설명한 본 발명의 모터의 특징을 모두 가지며, 기록 디스크(830)를 탑재할 수 있다.

상기 헤드 이송부(810)는 상기 스핀들 모터(100)에 탑재된 기록 디스크(830)의 정보를 검출하는 헤드(815)를 검출하고자 하는 기록 디스크의 면으로 이송시킬 수 있다.

여기서, 상기 헤드(815)는 상기 헤드 이송부(810)의 지지부(817) 상에 배치될 수 있다.

상기 하우징(820)은 상기 스핀들 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 : 베이스부재
120 : 하부 스러스트부재
130 : 샤프트
140 : 슬리브
150 : 로터 허브
160 : 상부 스러스트부재

Claims (13)

1. 베이스부재에 고정 설치되는 하부 스러스트부재;
   상기 하부 스러스트부재와 상기 베이스부재 중 적어도 하나에 고정 설치되는 샤프트;
   상기 하부 스러스트 부재의 상부에 배치되어 상기 하부 스러스트 부재와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 하부 실링부를 형성하며, 상기 샤프트에 회전 가능하게 설치되는 슬리브;
   상기 슬리브에 결합되어 상기 슬리브와 연동하여 회전되는 로터 허브; 및
   상기 샤프트의 상단부에 고정 설치되며, 상기 슬리브와 함께 윤활유체의 기액계면을 형성하여 상부 실링부를 형성하는 상부 스러스트부재;를 포함하고,
   상기 슬리브에는 축방향 상하면을 연통하는 순활홀이 구비되고,
   상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 상부 보조 펌핑 그루브가 구비되고,
   상기 하부 스러스트부재와 상기 슬리브가 축방향으로 대향하는 면 중 어느 하나에는 하부 보조 펌핑 그루브가 구비되고,
   상기 상부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력이 상기 하부 보조 펌핑 그루브의 윤활유체 펌핑력보다 더 큰 스핀들 모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부 실링부보다 상기 하부 실링부의 윤활유체 실링 용적이 더 큰 스핀들 모터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부 보조 펌핑 그루브는 상기 순환홀보다 반경방향 외측에 구비되는 스핀들 모터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 상부 보조 펌핑 그루브가 구비되는 상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브의 반경방향 대향면 사이에는 래버린스실(Labyrinth seal)이 형성되는 스핀들 모터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 스러스트부재의 하면 및 상기 슬리브의 상면 중 적어도 하나 또는 상기 하부 스러스트부재의 상면 및 상기 슬리브의 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압 그루브가 구비되는 스핀들 모터.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 로터 허브는
   상기 상부 스러스트부재가 내부에 삽입 배치되는 삽입부를 형성하는 로터 허브 바디;
   상기 로터 허브 바디의 가장자리로부터 연장 형성되어 내부면에 마그넷 어셈블리가 장착되는 장착부; 및
   상기 장착부의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향해 연장 형성되는 연장부;
   를 구비하는 스핀들 모터.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브와 로터 허브는 일체로 구비되는 스핀들 모터.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 하부 스러스트 부재와 반경방향으로 대면하는 상기 슬리브의 반경방향 외측면은 축방향 상부로 갈수록 반경방향 내측으로 경사진 스핀들 모터.
   
9. 제4항에 있어서,
   상기 로터 허브와 반경방향으로 대면하는 상기 상부 스러스트 부재의 반경방향 외측면 중에서, 상기 래버린스실이 형성되는 부분보다 상부는 축방향 상부로 갈수록 반경방향 내측으로 경사진 스핀들 모터.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 상부 스러스트부재는 일체로 구비되는 스핀들 모터.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 상부 보조 펌핑 그루브의 홈 깊이는 상기 하부 보조 펌핑 그루브의 홈 깊이보다 더 얕은 스핀들 모터.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 상부 스러스트부재와 상기 로터 허브가 반경방향으로 대향하는 면 사이의 간격은 상기 하부 스러스트부재와 상기 슬리브가 축방향으로 대향하는 면 사이의 간격보다 작은 스핀들 모터.
    
13. 기판에 통해 인가되는 전원에 의해 디스크를 회전시키는 제1항 내지 제12항 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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