KR930001800B1

KR930001800B1 - 리니어 모우터(linear motor)

Info

Publication number: KR930001800B1
Application number: KR1019850003581A
Authority: KR
Inventors: 시이 밴 대블라아 피이터
Original assignee: 암펙크스 코오포레이션; 조엘 디이 탤코트
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1993-03-13
Also published as: JPS60257756A; EP0162721A2; EP0162721A3; KR850008068A; EP0162721B1; CA1235807A; US4603270A; DE3579624D1; JPH0510906B2

Abstract

내용 없음.

Description

리니어 모우터(linear motor)

제1도는 리니어 모우터를 위한 중심 기둥의 외경에 고정된 단락 선회재를 이용하는 종래 기술의 리니어 모우터 구조를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 리니어 모우터를 이용하는 헤드 디스크 조립체의 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 리니어 모우터의 단락 선회재를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 32 : 리니어 모우터 11, 11' : 하우징

16, 16' : 중심 기둥 18, 54 : 단락 선회재

20, 20' : 자석 26, 26' : 공동부

27 : 전기코일 30 : 헤드 디스크 조립체

36 : 기판 38 : 스핀들

40 : 구동 장치 42 : 디스크

48 : 단부판 52 : 캐리지

본 발명은 리니어 모우터에 관한 것으로, 특히, 헤드 디스크(Head Disk)조립체내에 미립자가 없는 내부환경을 유지시키는데 커다란 공헌을 하며 디스크 구동 장치의 헤드 디스크 조립체에 설치되는 리니어 모우터에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 디스크 구동 장치에서, 헤드 디스크 조립체는 기부, 주변 외벽 및 중심 기둥으로 이루어진 자기 전도성 물질의 원통형 하우징을 가지는 리니어 모우터를 포함하고 있다. 중심 기둥에는 단락 선회재(shorted turn)가 고정되어 있다. 전기 코일을 왕복운동 가능하게 수용하는 균일한 치수의 공극(에어갭)에 의해서 내측 표면이 중심 기둥으로부터 분리되어 있는 자석이 상기 외벽의 내측 표면에 인접하여 장착되어 있다.

전형적으로, 하우징의 외벽에 인접하여 장착되어 있는 자석의 내측 단부는 하우징의 기부에 약간 못미쳐까지 달하여 있어 그들 사이에 공동부(cavity)를 형성한다. 제조상의 공차로 인하여, 하우징의 기부와 자석의 내측 단부 사이의 간격 형성은 불가피하다. 따라서, 자석의 외측 단부는 통상 하우징의 주변 벽의 외측단부와 동일면에 놓이도록 정렬되어 있다.

공동부는 조립 공정중에 생성되는 먼지 및 부유 자성 미립자를 함유할 수 있는 지역이다. 더욱이, 기부와 자석 사이의 공동부는 깨끗하게 하기가 어렵고 청결도를 검사하기가 어렵다. 또한, 자석 부분이 헤드 디스크 조립체 환경에 직접 노출되므로, 파편들이 헤드 디스크 조립체 환경내로 쉽게 이동하여 구동 성능의 심각한 저하를 야기할 수 있다.

현재의 한가지 해결책은 자석을 폴리우레탄 에나멜로 피복하여, 모든 미립자로부터 자석을 보호하도록 밀폐시키는 것이다. 이 공정은 제어하기가 힘들고, 피복이 종종 부풀어 올라 실제로 미립자 문제의 원인이 될 수 있다. 더욱이, 완성된 제품은 검사하기가 힘들다. 실제의 공극은 코일을 수용하도록 일정하게 유지되어야 하므로, 자석을 격리시키기 위해 별도의 차폐물을 설치하는 해결책은 유효 공극을 증가시켜 모우터의 자기 회로의 자기저항을 심각하게 증가시킨다.

본 발명에 따라 제안된 리니어 모우터의 구조는 자석과 하우징의 기부사이의 공동부가 헤드 디스크 조립체 환경에 노출되는 것을 방지하며, 헤드 디스크 지역으로부터 자석을 밀봉함으로써 자석을 피복할 필요성을 제거한다. 또한, 그러한 구조는, 유효 공극을 증가시키고 모우터의 자기 회로의 자기 저항을 크게 증가시키는 별도의 자석 차폐물을 요하지 않는다.

본 발명에 따른 리니어 모우터는 기부와 그 기부에 장착된 중심 기둥을 갖는 자기전도성 물질의 하우징을 포함한다. 중심 기둥과 동심의 하우징의 주변 외벽의 기부로부터 상방으로 뻗어 있다. 자성의 원호 조각들로 구성되고 내측 표면이 그 내측 표면과 중심 기둥 사이의 균일한 두께의 공극에 의해서 중심 기둥으로부터 분리되어 있는 원통형 자석이 하우징의 외벽의 내측 표면에 장착되어 있으며, 상기 공극은 중심 기둥의 축선과 일치하는 축선에서 왕복 운동하도록 전기 코일을 수용한다.

원통형 자석은 하우징의 외벽에 인접하여 배치되어 하우징의 기부의 내측 단부와 원통형 자석의 내측 단부 사이에 공동부를 형성한다. 또한, 단락 선회재(shorted turn)가 중심 기둥과 원통형 자석 사이에 장착되어 있다. 본 발명의 리니어 모우터는 자성의 원호 조각을 위한 차폐물로서 단락 선회재를 사용하는데, 그 단락선회재는 중심 기둥의 외부 직경에서가 아니라 자석 부분의 내부 직경에 위치하고, 하우징의 기부와 외벽에 까지 연장하여 자석 부분을 헤드 디스크 조립체 환경으로부터 완전히 차폐시킨다. 따라서, 본 발명에서, 단락 선회재는 중심 기둥과 원통형 자석부분의 사이에 배치되어, 하우징과 자석 사이에 공동부를 폐쇄하고, 중심 기둥과 일치하는 축선에서 왕복운동하도록 전기 코일을 수용하기 위한 공극을 유지하면서 자석을 헤드 디스크 조립체의 내부 환경으로부터 밀봉한다.

본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 단락 선회재를 가진 종래 기술의 리니어 모우터 구조를 개략적으로 나타낸다. 이 리니어 모우터(10)는 기부(12)와 그 기부(12)로부터 상방으로 뻗어있는 주변 외벽(14)을 가지고 있는 하우징(11)을 포함한다. 중심 기둥(16)이 기부(12)에 장착되어 있고, 단락 선회재(18)가 중심 기둥(16)의 직경에 부착되어 있다. 기부(12), 외벽(14) 및 중심 기둥(16)은 1018강(steel)과 같은 자기 전도성 물질로 구성되어 있다. 이 리니어 모우터(10)는 또한, 외벽(14)과 같은 동심이고 외벽(14)의 내측에 접하여 장착되어 있는 원통형 자석(20)을 포함한다. 제조상의 공차로 인하여, 자석(20)의 외측 단부면(20a)은 외벽(14)의 외측 단부면(14a)과 동일 평면에 놓이도록 정렬되어 있으며, 자석(20)의 내측 단부면(20b)은 기부(12)의 내측 단부면(24)에 약간 못미쳐 위치되어 그들 사이에 공동부(26)를 형성한다. 그 공동부(26)는 청소하기가 매우 어렵고 청결도를 검사하기가 어렵다.

자석(20)의 내측 표면과 중심 기둥(16)에 고정된 단락 선회재(18)의 사이에 균일한 두께를 갖는 공극(에어 갭)(a)이 제공되어 있는데, 상기 공극(a)는 중심 기둥(16)의 축선과 일치하는 축선에서 왕복운동하도록 제3도에서 보여지는 것과 같은 전기 코일(27)을 수용한다. 자석(20)과 단락 선회재(18)사이의 공극(a)은 자기 통로에서의 자기저항이 낮게 유지되도록 주어진 코일 크기 및 공차에 대해 가능한한 최소로 유지되어야 한다.

자석 조립체는 디스크 구동 장치의 헤드 디스크 조립체에서 사용되는 리니어 모우터의 일부분이다. 자석(20)이 헤드 디스크 조립체 환경에 직접 노출되면, 파편들이 쉽게 자석 조립체로부터 디스크 구동 장치의 영역으로 이동하여 그 장치의 심각한 성능 저하를 초래한다.

따라서, 헤드 디스크 조립체(30)와 리니어 모우터(32)로 구성된 새로운 결합이 본 발명에 따라 제공된다. 제2도에 도시된 바와 같이, 헤드 디스크 조립체(30)는 커버(34), 기판(36), 그 기판(36)에 회전가능하게 장착된 스핀들(38) 및, 그 스핀들(38)에 작동적으로 연결된 구동 장치(40)로 구성되어 있다. 데이터를 기록하고, 저장하고, 재생하기 위한 일련의 디스크(42)가 스핀들(38)에 장착되어 있다. 제2도에 도시된 실시예에서, 5개의 14인치 디스크(42)가 스핀들(38)에 장착되어 있다. 또한, 재순환 필터(44)와 통기 필터(46)가 헤드 디스크 조립체(30)에 설치되어 있다.

리니어 모우터(32)가 헤드 디스크 조립체(30)의 일 단부판(48)에 장착되어 있다. 전기 코일(27)은 그의 외측 단부에 헤드 조립체(50)를 지탱하며, 그 헤드 조립체(50)는 다중 판독 및 기록 헤드들과, 이 헤드 조립체(50)를 위치결정시키는 서어보 헤드(servo head)로 구성되며, 헤드 디스크 조립체(30)의 내부에 제공된 안내 레일(51)에 결합하여 있다. 전기 코일(27) 및 헤드 조립체(50)는 리니어 모우터(32)의 중심 기둥(16')의 축선과 일치하는 축선에서 왕복운동하도록 장착된 캐리지(carriage)(52)를 포함한다.

제3도에 본 발명에 따른 리니어 모우터(32)가 도시되어 있다. 제1도의 구성 요소들과 구조적으로 비슷한 제3도의 모든 구성 요소들은 동일한 참고번호에 프라임 부호(')를 붙여서 표시되었다. 새로운 구성 요소는 새로운 참고 번호로 표시되었다.

제3도에서, 리니어 모우터(32)는 기부(12'), 그 기부(12')에 장착된 주변 외벽(14'), 및 그 기부(12')에 장착된 중심 기둥(16')을 갖는 하우징(11')을 포함한다. 자석(20')의 상기 외벽(14')의 내측 표면에 접하여 장착되어 있다. 제조 공차로 인하여 자석(20')의 외측 단부면(20a')은 외벽(14')의 외측 단부면(14a')과 동일 평면상에 놓이도록 정렬되어 있다. 자석(20')의 내측 단부면(20b')는 기부(12')의 내측 단부면(24')에 약간 못미쳐 위치되어, 그것들 사이에 공동부(26')를 형성한다.

단락 선회재(54)는 기부(12')의 내측 단부면(24')과 접촉하는 환상의 플랜지(56)와, 자석(20')의 내측면과 접촉하는 주 몸체부(58) 및, 외벽(14')과 자석(20')의 외측 단부면들(14a'), (20a')을 가로질러 뻗어 있는 플랜지(60)를 가지고 있다. 단락 선회재(54)는 공동부(26')와 자석(20')을 헤드 디스크 조립체의 내부로부터 밀폐하고 중심 기둥(16')과 자석(20')사이에 유효 공극(ea')을 제공하도록 배치되어 있다. 그 단락 선회재(54)내 동일 전기저항을 유지하기 위해 그 단락 선회재(54)에 사용된 구리의 시이트(sheet)의 두께가 제1도의 그것보다 더 두껍기 때문에, 상기 유효공극(ea')은 제1도의 유효공극(ea)보다 약간 증가되어 있을 뿐이다.

균일한 두께의 공극(a')이 단락 선회재(54)의 내측 표면과 중심 기둥(16')사이에 제공되어 있는데, 상기 공극(a')은 중심 기둥(16')의 축선과 동일한 축선에서 왕복운동하도록 전기 코일(27)을 수용한다.

더 두꺼운 단락 선회재로 인하여 유효 공극이 약간 증가하였을 뿐인 상당히 청결한 모우터가 제공된다. 그러나, 유효 공극의 증가된 자기 저항은 중심기둥으로부터 구리를 제거함으로써 상쇄된다. 이것은 중심 기둥을 위해 준비된 공간의 100%가 자속(flux)통로로서 사용될 수 있게 한다. 따라서, 본 발명의 구조는 공동부(26')를 밀폐하여 리니어 모우터(32)를 깨끗이하고 검사하기를 쉽게 한다. 자석(20')을 피복할 필요성이 없어진다. 단락 선회재(54)는 전기 코일(27)에 의해 생성된 열을 소산시키기 위한 부가적인 열통로로서 작용할 수 있다. 마지막으로, 단락 선회재(54)와 강으로된 중심 기둥(16')사이의 부식 문제가 제거된다.

Claims

기부와 그 기부에 장착된 중심 기둥을 갖는 하우징과, 그 하우징의 기부의 내측 단부와 자석의 내측 단부 사이에 공동부를 형성하도록 하우징에 장착되고, 중심 기둥과 일치하는 축선에서 왕복운동하도록 전기코일을 수용하는 균일한 두께의 공극을 자석의 내측 표면과 중심 기둥 사이에 제공하도록 하우징에 배치되는 자석, 및 그 자석과 중심 기둥 사이에 장착되며, 상기 공극을 유지시키면서 하우징과 단락선회재 사이에서 자석과 공동부를 밀봉하도록 배치된 단락 선회재로 이루어진 리니어 모우터.
제1항에 있어서, 하우징이 중심 기둥의 바깥쪽에서 기부로부터 뻗어있는 외벽을 가지며, 자석이 그 외벽의 내측 표면에 장착되어 있는 리니어 모우터.
제2항에 있어서, 하우징이 원통형이고, 외벽은 그 하우징의 주변 벽이며, 자석은 그 외벽에 장착된 일련의 원호 조각들로 분할되어 있는 원통체인 리니어 모우터.
제2항에 있어서, 자석의 내측면과 하우징의 기부의 내측면 사이에 공동부를 형성하도록 자석의 외측면이 외벽의 외측면과 정렬되어 있는 리니어 모우터.
제1항에 있어서, 단락 선회재는 공동부와 자석위에 놓이는 주 몸체부와, 그 주몸체부의 일단부에 있고 자석의 외측면과 하우징의 외측면 위에 놓이는 플랜지와, 상기 주 몸체부의 반대측 단부에 있고 하우징의 기부의 내측면과 접촉하는 내측 단부를 갖는 원통형 부재로 구성된 리니어 모우터.
제5항에 있어서, 단락 선회재의 내측 단부가 하우징의 기부의 내측면과 접촉하는 환상의 플랜지를 끝에 가지는 리니어 모우터.
커버, 기판, 그 기판에 회전 가능하게 장착된 스핀들, 그 스핀들에 작동적으로 연결된 구동 장치, 및 상기 스핀들에 장착된 일련의 디스크로 구성되어 있는 헤드 디스크 조립체로서, 기부와 그 기부에 장착된 중심 기둥을 가지고 있는 하우징, 하우징의 기부의 내측 단부와 자석의 내측 단부 사이에 공동부를 형성하도록 하우징에 장착되며, 중심 기둥과 일치하는 축선에서 왕복운동하도록 헤드 디스크 조립체의 헤드 캐리지의 전기 코일을 수용하는 균일한 두께의 공극을 자석의 내측 표면과 중심 기둥 사이에 제공하도록 하우징에 배치되는 자석, 및 그 자석과 중심 기둥 사이에 장착되고, 상기 공극을 유지시키면서 하우징과 단락 선회재 사이에서 헤드 디스크 조립체의 내부 환경으로부터 공동부와 자석을 밀봉하도록 배치된 단락 선회재로 이루어진 리니어 모우터가 헤드 디스크 조립체의 단부판에 장착되어 있는 헤드 디스크 조립체.