KR100662734B1

KR100662734B1 - Spinde motor for hdd which shaft is fixed

Info

Publication number: KR100662734B1
Application number: KR1020050007463A
Authority: KR
Inventors: 정영옥; 양국현
Original assignee: 에이테크솔루션(주)
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-12-28
Also published as: KR20060086607A

Abstract

샤프트 고정타입의 하드디스크드라이브용 스핀들모터가 개시된다. 본 발명은 하드디스크드라이브의 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 유체동압베어링 스핀들모터에 있어서, 회전부를 허브 및 슬리브로 구성하고, 고정부를 샤프트, 베이스, 고정자코어 및 스러스트판으로 구성한 것을 특징으로 한다. 즉 종래 슬리브가 베이스에 고정되고 샤프트가 회전하는 것을 슬리브를 허브와 일체시켜 회전시키고 샤프트를 베이스에 고정한다. 또한 유체동압베어링의 동압의 증가로 압력에 의한 오일이 비산되는 것을 방지하기 위해 계단형상의 오일비산 방지턱을 더 포함한다.Disclosed is a spindle motor for a hard disk drive of a shaft fixed type. The present invention relates to a hydrodynamic bearing spindle motor that provides rotational force to a plurality of platters of a hard disk drive, wherein the rotating part includes a hub and a sleeve, and the fixing part includes a shaft, a base, a stator core, and a thrust plate. . That is, the conventional sleeve is fixed to the base and the shaft rotates to integrally rotate the sleeve with the hub and fix the shaft to the base. In addition, to prevent the oil from being scattered by the pressure due to the increase in the dynamic pressure of the fluid dynamic bearing further includes a stepped oil splash prevention jaw.

따라서 본 발명은 베이스에 고정된 샤프트를 중심으로 허브와 슬리브가 일체되어 회전을 함으로 인해 외부의 충격에 대한 특성이 개선되어 하드디스크드라이버가 외부의 충격에 의해 발생하는 문제를 감소시켜 기계적 신뢰도를 높이는 효과가 있다. Therefore, in the present invention, the hub and the sleeve are integrally rotated around the shaft fixed to the base to improve the external shock characteristics, thereby reducing the problems caused by the external impact of the hard disk drive to increase the mechanical reliability It works.

또한, 상기 슬리브에 축방향동압발생 그루브를 형성하여 종래 스러스트베어링의 역할을 함으로써 스핀들모터를 구성하는 부품수를 줄이고, 이로 인한 제품단가를 줄이는 효과가 있다.In addition, by forming an axial dynamic pressure generating groove in the sleeve to serve as a conventional thrust bearing to reduce the number of parts constituting the spindle motor, thereby reducing the cost of the product.

하드디스크드리이브, 동압베어링, 허브, 슬리브, 샤프트Hard Drive, Dynamic Bearing, Hub, Sleeve, Shaft

Description

샤프트 고정타입의 하드디스크드라이브용 스핀들모터{SPINDE MOTOR FOR HDD WHICH SHAFT IS FIXED}Spindle motor for hard disk drive of shaft fixation type {SPINDE MOTOR FOR HDD WHICH SHAFT IS FIXED}

도 1은 일반적인 하드디스크드라이브의 구조를 간략히 설명하기 위한 도면.1 is a view for briefly explaining the structure of a typical hard disk drive.

도 2는 종래 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.2 is a view for conceptually explaining the structure of a conventional spindle motor for a hard disk drive.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.3 is a view for conceptually explaining the structure of a spindle motor for a hard disk drive according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 허브와 슬리브로 이루어진 회전부를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a rotating part consisting of a hub and a sleeve according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 샤프트, 스러스트판 및 베이스로 이루어진 고정부를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a fixing portion consisting of a shaft, a thrust plate and a base according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 동압 발생을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining the generation of dynamic pressure according to the present invention.

*** 도면의 주요부분에 대한 도면부호의 간단한 설명 ****** Brief description of the reference numerals for the main parts of the drawings ***

1 : 플래터 2 : 스핀들모터1: platter 2: spindle motor

3 : 헤드 4 : 헤드암3: head 4: head arm

5 : 스텝핑모터 5: stepping motor

10 : 허브(HUB) 12 : 스러스트판 삽입공10: HUB 12: thrust plate insertion hole

14 : 결합부 16 : 오일비산 방지턱14: coupling portion 16: oil splash prevention jaw

20 : 마그네트(MAGNET) 30 : 샤프트(SHAFT)20: MAGNET 30: SHAFT

40 : 스러스트베어링 50 : 슬리브(SLEEVE) 40: thrust bearing 50: sleeve (SLEEVE)

60 : 베이스(BASE) 70 : 고정자코어60: BASE 70: stator core

80 : 그루브(GROOVE) 82 : 방사방향동압발생 그루브80: Groove 82: radial dynamic pressure generating groove

84 : 축방향동압발생 그루브 90 : 스러스트판84: axial dynamic pressure generating groove 90: thrust plate

본 발명은 하드디스크드라이브(HDD)에 있어서, 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 스핀들모터에 관한 것으로, 특히 스핀들모터를 구성하는 허브, 샤프트, 및 슬리브의 결합 형태 및 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle motor for providing rotational force to a plurality of platters in a hard disk drive (HDD), and more particularly to a coupling form and structure of a hub, shaft, and sleeve constituting the spindle motor.

일반적으로, 하드디스크드라이브는 자성체를 입힌 원판형 알루미늄 기판을 회전시키면서 자료를 저장하고 읽어 내도록 한 보조기억장치를 지칭하는 것으로 필요에 따라 다른 것과 교환하여 사용할 수 없는 단점이 있으나, 가격이 싸고 기억용량이 크기 때문에 소형 컴퓨터에 많이 사용된다. 특히 소형 하드디스크드라이브는 개인용 컴퓨터에서 사용하기에 알맞기 때문에 개인용 컴퓨터에서 많이 사용되고 있다. 이러한 개인용 컴퓨터에서 사용되는 하드디스크드라이브의 용량은 1990년대 중반에 1GB급이 기본으로 사용되었으며, 1990년대 후반에는 16GB급이 일반화되고 있 다. 세계적으로 저장용량은 매년 60%씩 증가되고 있으며, 가격은 분기당 12%씩 하락하는 추세이다.In general, a hard disk drive refers to an auxiliary memory device that stores and reads data while rotating a magnetic aluminum plated aluminum substrate. However, a hard disk drive cannot be used interchangeably with other devices as needed. Because of its size, it is widely used in small computers. In particular, small hard disk drives are widely used in personal computers because they are suitable for use in personal computers. The capacity of the hard disk drive used in such a personal computer was 1GB in the mid-1990s, and 16GB in the late 1990s. Globally, storage capacity is growing at 60% per year, with prices falling 12% per quarter.

보통 상기 하드디스크드라이브는 레코드판처럼 생긴 플래터가 겹쳐져 있고 그 위에는 트랙이라고 하는 동심원이 그려져 있어 이 동심원 안에 데이터를 전자적으로 기록하는데, 하드디스크드라이브는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 간략히 다수의 플래터(1)가 적층된 하드디스크, 스핀들모터(2), 헤드(3), 헤드암(4) 및 스텝핑모터(5)로 이루어진다.Usually, the hard disk drive has a platter shaped like a record plate, and a concentric circle called a track is drawn thereon to record data electronically in the concentric circle. As shown in FIG. (1) consists of a stacked hard disk, spindle motor (2), head (3), head arm (4) and stepping motor (5).

상기 플래터(1)는 금속 원판에 자성이 있는 자성체를 얇게 코팅한 것으로 한 장에 기록될 수 있는 용량의 한계 때문에 고용량의 하드디스크는 여러 장의 플래터(1)를 사용하며 그 크기 및 갯수에 따라 하드디스크의 크기가 결정된다. The platter (1) is a thin coating of magnetic magnetic material on a metal disc, and due to the limitation of the capacity that can be recorded on one sheet, a high capacity hard disk uses several platters (1), depending on the size and number of hard disks. The size of the disk is determined.

그리고, 상기 스핀들모터(2)는 플래터를 회전시켜주는 모터로 전원이 들어가면 일정한 속도(예; 3600rpm, 5400rpm, 7200rpm)로 회전을 하는데 스핀들 축에는 한 개 이상의 플래터(1)가 서로 연결되어 동시에 회전하도록 되어 있다. 신뢰성있는 데이터의 읽기/쓰기를 위해서는 이 스핀들모터(2)의 정확한 회전율을 제어하는 것이 무엇보다 중요하다. The spindle motor 2 rotates at a constant speed (for example, 3600rpm, 5400rpm, 7200rpm) when the power is turned on as a motor that rotates the platter, and at least one platter 1 is connected to each other at the same time on the spindle shaft. It is supposed to be. Controlling the correct rotation rate of the spindle motor 2 is of paramount importance for reliable reading and writing of data.

그리고, 상기 헤드(3)는 회전하는 플래터(1)의 위 아래에서 수평으로 움직이며 상기 플래터(1)에 데이터를 읽고 쓴다. 그리고, 상기 헤드암(4)은 헤드(3)를 움직일수 있게 하는 팔로서 컨트롤러칩의 명령을 받아 헤드(3)의 위치를 조정한다.The head 3 then moves horizontally above and below the rotating platter 1 to read and write data to the platter 1. The head arm 4 is an arm that allows the head 3 to move and adjusts the position of the head 3 under the command of the controller chip.

마지막으로, 상기 스텝핑모터(5)는 헤드(3)를 플래터(1)의 위치에 이동시키는 원동력으로 이 모터의 성능이 좋고 나쁨에 따라 액세스타임(:하드디스크드라이 브가 데이터를 메모리로 배치시키거나 전송하는데 소용되는 총시간)이 결정된다.Finally, the stepping motor 5 is a driving force for moving the head 3 to the position of the platter 1, and the performance of the motor is good and bad. Or total time spent transmitting or transmitting).

상기 기술한 내용중 특히, 본 발명이 적용되는 분야인 스핀들모터(Spindle Motor)는 BLDC모터(Brushless-DC Motor)에 속하는 것으로 디스크의 원판인 상기 플래터의 중앙에 회전력을 전달시켜 상기 플래터를 회전시켜 주는 모터로서 하드디스크드라이브외에도 레이져프린터용 레이져빔 스캐너모터, 플로피디스크드라이브(FDD : Floppy Disk Drive)용 모터, CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터등으로 널리 사용된다.In particular, the spindle motor in the field to which the present invention is applied belongs to a brushless-DC motor and transmits a rotational force to the center of the platter which is the disc of the disk to rotate the platter. In addition to the hard disk drive, the main motor is widely used as a laser beam scanner motor for a laser printer, a motor for a floppy disk drive (FDD), and an optical disk drive motor such as a compact disk (CD) or a digital versatile disk (DVD). do.

그리고, 최근 상기 하드디스크드라이브와 같은 고용량 및 고속의 구동력이 요구되는 기기에서는 소음과 NRRO(Non Repeatable Run Out)의 발생을 최소화하기 위하여 기존의 볼베어링의 형태보다는 구동부하(또는 구동마찰)가 적은 유체동압베어링이 적용된 스핀들모터를 애용하는 추세이다.In recent years, in a device requiring high capacity and high speed driving force such as the hard disk drive, in order to minimize noise and non-repetitive run out (NRRO), a fluid having a lower driving load (or driving friction) than a conventional ball bearing type is required. The trend is to use spindle motors with dynamic bearings.

여기서, 상기 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체를 지지하므로 회전체와 고정체간에 서로 접촉하지 않아 마찰부하가 저감되는 것이다. 그러므로, 상기 유체동압베어링이 적용되는 스핀들모터(Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor)는 디스크를 회전시키는 모터의 샤프트를 윤활유가 동압(:회전축의 원심력에 의해 밀려나는 유압을 중심으로 되돌리는 압력)만으로 유지시키는 것으로 샤프트를 쇠구슬로 지지하는 볼베어링 스핀들모터와 구별된다.Here, the hydrodynamic bearing is basically a thin oil film formed between the rotating body and the fixed body to support the rotating body by the pressure generated during rotation, so that the friction load is reduced because the rotating body and the fixed body do not contact each other. Therefore, the fluid dynamic bearing spindle motor (Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor) is applied to maintain the shaft of the motor that rotates the disk only lubricating oil (: pressure to return to the center of hydraulic pressure pushed by the centrifugal force of the rotating shaft) This is distinguished from the ball bearing spindle motor which supports the shaft with steel balls.

그리고, 상기 볼베어링이 적용된 스핀들모터의 경우 볼베어링이 샤프트와의 마찰로 인하여 소음과 진동(NRRO : Non Repeatable Run Out)이 발생하고 특히 상기 진동이 하드디스크의 트랙밀도를 높이는데 장애요인으로 작용하는 문제점이 있으나, 이와 달리 상기 유체동압베어링은 원심력을 기반으로 하여 금속 마찰이 없고, 고속 회전일수록 오히려 안정감이 상승하므로 소음과 진동이 적은 특성으로 인하여 하드디스크드라이브에 우선적으로 채용되었다.In addition, in the case of the spindle motor to which the ball bearing is applied, noise and vibration (NRRO: Non Repeatable Run Out) are generated due to friction between the ball bearing and the shaft, and in particular, the vibration acts as an obstacle to increasing the track density of the hard disk. However, in contrast, the hydrodynamic bearing has no metallic friction based on the centrifugal force, and as the rotation speed increases, a sense of stability increases, and therefore, the hydrodynamic bearing is preferentially employed in a hard disk drive due to its low noise and vibration characteristics.

이와 같이, 유체동압베어링이 적용된 종래 스핀들모터의 내부구조는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(2-6), 슬리브(2-5), 고정자코어(2-7), 샤프트(2-3), 허브(2-1), 마그네트(2-2) 및 스러스트베어링(2-4)으로 이루어진다. As such, the internal structure of the conventional spindle motor to which the hydrodynamic bearing is applied includes a base 2-6, a sleeve 2-5, a stator core 2-7, and a shaft 2- as shown in FIG. 3), hub 2-1, magnet 2-2 and thrust bearing 2-4.

상기 스핀들모터는 외관을 형성하는 베이스(2-6)의 내측에 수직으로 슬리브(2-5)가 결합고정되고, 베이스(2-6)의 상측 외부에 코일이 감겨진 고정자코어(2-7)가 장착되며 상기 슬리브(2-5)의 내부중심을 관통하여 샤프트(2-3)가 회전가능하게 삽입된다. 그리고, 상기 샤프트(2-3)의 하단부에는 원판형상의 스러스트베어링(2-4)이 샤프트(3)와 함께 회전가능하도록 결합되고 그 하단은 스러스트커버플레이트에 의하여 외부와 차폐되며, 상기 샤프트(2-3)의 상단부에는 내부가 하향 개방된 캡형상의 허브(2-1)가 결합된다. 그리고, 상기 허브(2-1)의 끝단부의 내측에는 고정자코어(2-7)와 마주하는 위치에 마그네트(2-2)가 부착되며 상기 샤프트(2-3) 및 스러스트베어링(2-4)의 외주면과 슬리브(2-5) 사이에는 오일갭이 형성되어 이 오일갭에 윤활유나 구리스 등과 같은 유체가 채워진다.The spindle motor has a stator core (2-7) in which a sleeve (2-5) is coupled and fixed vertically to an inner side of a base (2-6), which forms an appearance, and a coil is wound around the upper side of the base (2-6). ) Is mounted and the shaft 2-3 is rotatably inserted through the inner center of the sleeve 2-5. In addition, a disk-shaped thrust bearing 2-4 is rotatably coupled to the lower end of the shaft 2-3 together with the shaft 3 and the lower end thereof is shielded from the outside by a thrust cover plate, and the shaft ( A cap-shaped hub 2-1 having a downwardly open interior is coupled to the upper end of 2-3). In addition, a magnet 2-2 is attached to a position facing the stator core 2-7 inside the end portion of the hub 2-1, and the shaft 2-3 and the thrust bearing 2-4. An oil gap is formed between the outer circumferential surface and the sleeve 2-5 so that fluid such as lubricant or grease is filled in the oil gap.

따라서, 상기와 같은 구조로 이루어진 유체동압베어링 스핀들모터는 외부전원이 가해지면 상기 고정자코어(2-7)와 마그네트(2-2) 사이에 작용하는 전자기적 반발력에 의하여 허브(1) 및 이와 결합된 샤프트(3)가 회전한다.Therefore, the hydrodynamic bearing spindle motor having the above structure is coupled to the hub 1 by the electromagnetic repulsive force acting between the stator core 2-7 and the magnet 2-2 when an external power source is applied. Shaft 3 rotates.

그리고, 통상 상기 슬리브(2-5)의 내주면에는 다수의 그루브(2-8)가 빗살 무늬(Herringbone)형태 또는 나선(Spirial)형태로 형성되어 있어 샤프트가 회전하면 상기 오일갭에 충전된 오일이 압력 구배에 의해 그루브의 중심부를 향하여 이동하면서 유체동압을 발생시켜 샤프트를 지지하고, 오일갭에 충전된 유체의 비산을 방지한다.In addition, in the inner circumferential surface of the sleeve 2-5, a plurality of grooves 2-8 are formed in the shape of a herringbone or spiral, so that the oil filled in the oil gap is rotated when the shaft rotates. By moving the pressure towards the center of the groove by the pressure gradient to generate a fluid dynamic pressure to support the shaft, and prevent the splashing of the fluid filled in the oil gap.

그러나 상기와 같은 종래 하드디스크드라이브는 상기 도면에서 상세히 설명한 바와 같이 고정된 슬리브(2-5) 내에서 샤프트(2-3)과 허브(2-1)와 일체되어 회전을 하므로 외부 충격에 약한 문제점이 있다. 즉 회전축인 샤프트(2-3) 자체가 고정된 것이 아니라 동압에 의해 지지가 됨으로 외부에서 가해지는 충격에 의해 샤프트가(2-3)가 쉽게 흔들려 스핀들모터의 안정적인 구동이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 결국 충격에 약한 스핀들모터에 의해 하드디스크드라이브의 기계적 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.However, the conventional hard disk drive as described above is weak in external impact because it rotates integrally with the shaft 2-3 and the hub 2-1 in the fixed sleeve 2-5 as described in detail in the drawings. There is this. In other words, the shaft 2-3 itself, which is a rotating shaft, is not fixed but is supported by dynamic pressure, and thus, the shaft 2-3 is easily shaken by an impact applied from the outside, thereby preventing stable driving of the spindle motor. . After all, there is a problem that the mechanical reliability of the hard disk drive is degraded by the spindle motor, which is weak to impact.

본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 충격에 약한 문제점을 극복하기 위해 창안된 것으로 샤프트를 베이스에 고정하고 슬리브와 허브를 회전부로 구성함으로써 충격에 대한 특성이 개선된 스핀들모터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to overcome the weakness of the impact of the conventional spindle motor for a hard disk drive as described above, the spindle motor is fixed to the base and the sleeve and the hub by the rotating portion to improve the impact characteristics of the spindle motor The purpose is to provide.

상기 기술한 바와 같은 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 하드디스크드라이브의 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 유체동압베어링 스핀들모터에 있어서, 상기 다수의 플래터가 장착되기 위해 하향 개방된 캡형상으로 수직벽면 내측에 마그네트(20)가 설치되고, 상부면 중앙에 슬리브(50)의 상측면 일부가 노출되는 직경의 스러스트판 삽입공(12)과 내측에 슬리브가 결합하는 결합부(14)가 형성된 허브(10); 및 상기 허브(10)의 결합부(14)에 일측이 결합고정되어 상기 허브(10)와 일체되고, 타측은 베이스(60)와 접하며 상측면 중 노출면, 하측면 및 내측면에 그루브(80)가 형성된 슬리브(50);로 이루어진 회전부와 상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)과 상기 슬리브(50)를 관통하여 상기 슬리브(50)의 내측면과 오일갭을 형성하며 일측이 베이스(60)에 수직으로 결합고정되는 샤프트(30); 상기 샤프트(30)와 수직으로 결합하여 상기 샤프트(30)를 고정하는 베이스(60); 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합되는 고정자코어(70); 및 상기 샤프트(30)에 결합고정되며 상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)에 삽입되어 허브(10)를 수직방향으로 구속하는 스러스트판(90);으로 이루어진 고정부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the technical problem to be achieved by the above-described invention is a hydrodynamic bearing spindle motor for providing a rotational force to a plurality of platters of a hard disk drive, the cap is opened downward for mounting the plurality of platters The magnet 20 is installed inside the vertical wall surface in the shape, and the coupling portion 14 to which the sleeve is coupled to the inside of the thrust plate insertion hole 12 having a diameter in which a portion of the upper surface of the sleeve 50 is exposed at the center of the upper surface. The hub 10 is formed; And one side is fixed to the coupling portion 14 of the hub 10 is integral with the hub 10, the other side is in contact with the base 60, grooves 80 on the exposed side, the lower side and the inner side of the upper side A sleeve 50 formed therein; penetrates through the thrust plate insertion hole 12 and the sleeve 50 of the hub 10 and the sleeve 50 to form an oil gap with an inner surface of the sleeve 50. A shaft 30 coupled and fixed perpendicularly to the base 60; A base (60) fixed to the shaft (30) by coupling vertically with the shaft (30); A stator core 70 coupled to the base 60 so as to face the magnet 20; And a thrust plate 90 fixed to the shaft 30 and inserted into the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10 to restrain the hub 10 in the vertical direction. It features.

또한, 상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12) 내측에 오일비산 방지턱(16)을 형성하고, 상기 스러스트판 삽입공(12)에 삽입되는 스러스트판(90)이 상기 오일비산방지턱(16)에 대응되도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the oil scattering bumps 16 are formed inside the thrust plate inserting holes 12 of the hub 10, and the thrust plate 90 inserted into the thrust plate inserting holes 12 is the oil scattering bumps 16. It characterized in that formed to correspond to.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 샤프트 고정타입의 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 상세히 설명한다.Hereinafter, a spindle motor for a hard disk drive according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으 로 설명하기 위한 도면이다. 본 발명은 도 3(a)에 도시한 바와 같이 허브(10), 마그네트(20) 및 슬리브(50)로 이루어진 회전부와, 샤프트(30), 베이스(60), 고정자코어(70) 및 스러스트판(90)으로 이루어진 고정부로 구성된다. 즉 본 발명은 상기 베이스(60)에 수직으로 결합 고정된 샤프트(30)를 중심축으로 허브(10)와 슬리브(50)가 회전하는 것을 특징으로 하고, 이를 위한 구성요소간의 형태 및 결합구조에 특징이 있다. 3 is a view for conceptually explaining the structure of a spindle motor for a hard disk drive according to the present invention. As shown in FIG. 3 (a), the present invention includes a rotating part consisting of a hub 10, a magnet 20, and a sleeve 50, a shaft 30, a base 60, a stator core 70, and a thrust plate. It consists of a fixed portion consisting of 90. That is, the present invention is characterized in that the hub 10 and the sleeve 50 is rotated about the central axis of the shaft 30 is fixed to the vertically coupled to the base 60, the shape and coupling structure between the components for this There is a characteristic.

구체적으로 살펴보면 상기 허브(10)는 하향 개방된 캡형상으로 수직벽면 내측에는 마그네트(20)가 설치되고, 상부면 중앙에는 슬리브(50)의 상측면 일부가 노출되는 직경의 스러스트판 삽입공(12)과 내측에 슬리브(50)가 결합하는 결합부(14)를 갖는다.Specifically, the hub 10 has a downwardly open cap shape, and a magnet 20 is installed inside the vertical wall, and a thrust plate insertion hole 12 having a diameter in which a portion of the upper side of the sleeve 50 is exposed in the center of the upper surface. ) And a coupling portion 14 to which the sleeve 50 is coupled.

상기 결합부(14)는 슬리브(50)의 외경만큼의 내경을 갖도록 하여 슬리브(50)의 일측과 소정의 길이로 압입결합한다. 따라서 슬리브(50)는 허브(10)의 내측에 수직으로 결합한다. 이때 상기 슬리브(50)의 내측면에는 방사방향동압발생 그루브(82)가 형성되고, 상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)에 노출되는 슬리브(50)의 상측면과 슬리브(50)의 하측면에 각각 축방향동압발생 그루브(84)가 형성된다.The coupling part 14 has an inner diameter equal to the outer diameter of the sleeve 50 so as to be press-fitted with one side of the sleeve 50 to a predetermined length. Thus, the sleeve 50 is vertically coupled to the inside of the hub 10. In this case, a radial dynamic pressure generating groove 82 is formed on an inner side surface of the sleeve 50, and an upper side surface and a sleeve 50 of the sleeve 50 exposed to the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10. Axial dynamic pressure generating grooves 84 are respectively formed on the lower side of the.

상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)은 허브(10)를 구속하는 스러스트판(90)을 삽입하기 위한 것으로 상기 스러스트판(90)은 상기 스러스트판 삽입공(12)에 삽입되고, 상기 베이스(60)에 고정된 샤프트(30)와 결합하여 슬리브(50)가 결합된 허브(10)를 수직방향으로 구속한다.The thrust plate insertion hole 12 of the hub 10 is for inserting the thrust plate 90 restraining the hub 10, the thrust plate 90 is inserted into the thrust plate insertion hole 12, The hub 10 coupled to the shaft 30 fixed to the base 60 restrains the hub 10 to which the sleeve 50 is coupled in the vertical direction.

상기 마그네트(20)는 영구자석으로 상기 허브(10)의 수직벽면 내측에 베이스(60)에 결합된 고정자코어(70)와 접하도록 설치된다. 따라서 외부전원이 상기 고정 자코어(70)에 가해지면, 상기 고정자코어(70)와 마그네트(20) 사이에 작용하는 전자기적 반발력에 의하여 허브(10)가 회전하고, 상기 허브(10)와 결합되어 일체된 슬리브(50)도 회전한다.The magnet 20 is installed in contact with the stator core 70 coupled to the base 60 inside the vertical wall of the hub 10 as a permanent magnet. Therefore, when an external power source is applied to the stator core 70, the hub 10 rotates by an electromagnetic repulsive force acting between the stator core 70 and the magnet 20, and is coupled to the hub 10. And the integrated sleeve 50 also rotates.

상기 샤프트(30)는 일측이 상기 베이스(60)에 압입결합하고, 슬리브(50)를 관통하여 타측이 허브(10)의 중앙부위로 노출된다. 이와 같이 노출된 샤프트(30)의 타측에 상기 스러스트판(90)이 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)에 삽입되는 위치에 결합된다. 이때 샤프트(30)는 슬리브(50)를 관통하면서 샤프트(30)의 외측면과 슬리브(50)의 내측면 사이에 오일갭을 형성한다. 따라서 상기 샤프트(30)는 고정축으로 슬리브(50)가 결합된 허브(10)를 지지한다. One side of the shaft 30 is press-fitted to the base 60, and the other side of the shaft 30 is exposed to the center portion of the hub 10 through the sleeve 50. The thrust plate 90 is coupled to the position at which the thrust plate 90 is inserted into the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10 on the other side of the exposed shaft 30. At this time, the shaft 30 penetrates the sleeve 50 and forms an oil gap between the outer surface of the shaft 30 and the inner surface of the sleeve 50. Accordingly, the shaft 30 supports the hub 10 to which the sleeve 50 is coupled to the fixed shaft.

따라서 본 발명에 따른 스핀들모터는 베이스(60)에 수직으로 결합된 샤프트(30)에 허브(10)와 결합된 슬리브(50)가 회전 가능하도록 결합되어, 상기 고정축인 샤프트(30)를 중심으로 허브(10)가 회전한다.Accordingly, the spindle motor according to the present invention is rotatably coupled to the sleeve 50 coupled to the hub 10 to the shaft 30 coupled to the base 60 so as to be centered on the fixed shaft 30. The hub 10 rotates.

또한 본 발명에 따른 허브(10)는 도 3(b)에 도시한 바와 같이 오일갭에 충진된 오일이 스핀들모터의 구동시 유압의 증가에 따른 비산현상을 방지하기 위한 오일비산 방지턱(16)을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the hub 10 according to the present invention, as shown in (b) of FIG. 3 (b) has an oil scattering bump 16 for preventing the oil filled in the oil gap from scattering phenomenon due to the increase in the hydraulic pressure when the spindle motor is driven. It is preferable to further include.

상기 오일비산 방지턱(16)은 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)의 내측에 계단형상으로 형성되어 허브(10)의 회전시 유압의 증가로 오일이 비산되는 것을 방지한다. 따라서 스러스트판(90-1)은 상기 오일비산 방지턱(16)이 형성된 스러스트판 삽입공(12)에 대응하는 형상을 갖는다.The oil splash prevention jaw 16 is formed in a step shape inside the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10 to prevent oil from being scattered due to an increase in hydraulic pressure when the hub 10 is rotated. Therefore, the thrust plate 90-1 has a shape corresponding to the thrust plate insertion hole 12 in which the oil splash prevention jaw 16 is formed.

이하 도 4에서는 허브(10)와 슬리브(50)로 이루어진 회전부를 상세히 설명하 고, 이하 도 5에서 샤프트(30), 스러스트판(90) 및 베이스(60)로 이루어진 고정부를 상세히 설명한다.In FIG. 4, the rotating part including the hub 10 and the sleeve 50 will be described in detail, and the fixing part including the shaft 30, the thrust plate 90, and the base 60 will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 4는 본 발명에 따른 허브와 슬리브로 이루어진 회전부를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들모터의 회전부는 허브(10), 마그네트(20) 및 슬리브(50)로 이루어진다.4 is a view for explaining a rotating part consisting of a hub and a sleeve according to the present invention. As shown in FIG. 4, the rotating part of the spindle motor according to the present invention includes a hub 10, a magnet 20, and a sleeve 50.

상기 회전부를 구성하는 구성요소를 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.Looking at the components constituting the rotating unit in detail as follows.

도 4(a)는 오일비산 방지턱(16)이 형성된 허브(10)의 단면을 보인 도면으로 본 발명에 따른 허브(10)는 하향 개방된 캡형상을 갖고, 수직벽면의 내측에 마그네트(20)를 포함하며, 상부면 중앙에 슬리브(50)의 상측면 일부가 노출되는 직경의 스러스트판 삽입공(12)을 형성하고, 여기에 오일비산 방지를 위한 오일비산 방지턱(16)을 형성한다. 또한 상부면의 내측에 슬리브(50)와 수직으로 결합하기 위한 결합부(14)를 갖는다. 이때 상기 결합부(14)는 원통형상의 슬리브(50)와 결합하기 위해 소정의 깊이를 갖는 관형상으로 이루어진다.Figure 4 (a) is a cross-sectional view of the hub 10, the oil shattering bumps 16 are formed, the hub 10 according to the present invention has a downwardly open cap shape, the magnet 20 inside the vertical wall surface It includes, and forms a thrust plate insertion hole 12 of the diameter of the upper surface portion of the sleeve 50 is exposed in the center of the upper surface, to form an oil splash prevention jaw 16 for preventing oil splash. In addition, the inner side of the upper surface has a coupling portion 14 for vertically engaging with the sleeve 50. At this time, the coupling portion 14 is made of a tubular shape having a predetermined depth to engage with the sleeve 50 of the cylindrical shape.

도 4(b)는 상기 허브(10)에 형성된 결합부(14)에 결합되는 슬리브(50)의 단면을 보인 도면으로 본 발명에 따른 슬리브(50)는 소정의 벽두께 및 길이를 갖는 원통형상으로 도우넛 모양의 상측면과 하측면을 갖는다. 이때 방사방향동압을 일으키는 방사방향동압발생 그루브(82)는 상기 슬리브(50)의 내측면에 형성되고, 축방향동압발생 그루브(84)는 상기 슬리브(50)의 상측면과 하측면에 형성된다.Figure 4 (b) is a cross-sectional view of the sleeve 50 is coupled to the coupling portion 14 formed in the hub 10, the sleeve 50 according to the present invention has a cylindrical shape having a predetermined wall thickness and length It has a donut-shaped upper side and a lower side. In this case, a radial dynamic pressure generating groove 82 for generating radial dynamic pressure is formed on the inner side of the sleeve 50, and an axial dynamic pressure generating groove 84 is formed on the upper side and the lower side of the sleeve 50. .

도 4(c)는 상기 허브(10)와 슬리브(50)가 결합된 상태의 단면으로 도시한 바 와 같이 허브(10)와 슬리브(50)는 상호 수직으로 결합한다. 즉 허브(10)에 형성된 결합부(14)에 슬리브(50)의 일측이 삽입결합되어 고정된다. 이때 결합부(14)의 깊이가 결합길이가 된다.4 (c) shows the hub 10 and the sleeve 50 to be vertically coupled to each other as shown in the cross section of the hub 10 and the sleeve 50 coupled thereto. That is, one side of the sleeve 50 is inserted into and fixed to the coupling part 14 formed at the hub 10. At this time, the depth of the coupling portion 14 is the coupling length.

도 5는 본 발명에 따른 샤프트, 스러스트판 및 베이스로 이루어진 고정부를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 5에 도시한 바와 같이 고정부는 고정자코어(70)가 설치된 베이스(60)에 샤프트(30)가 수직으로 압입결합되고, 상기 샤프트(30)에 스러스트판(90-1)이 결합된다. 이때 도시한 스러스트판(90-1)은 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)에 오일비산 방지턱(16)이 형성된 경우의 스러스트판의 형태이다.5 is a view for explaining a fixing portion consisting of a shaft, a thrust plate and a base according to the present invention. As shown in FIG. 5, the shaft 30 is vertically press-fitted to the base 60 on which the stator core 70 is installed, and the thrust plate 90-1 is coupled to the shaft 30. At this time, the illustrated thrust plate 90-1 is in the form of a thrust plate in the case where the oil splash prevention jaw 16 is formed in the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10.

상기와 같은 고정부에 허브와 슬리브로 이루어진 회전부가 회전가능하도록 결합되어 고정축인 상기 샤프트(30)를 중심으로 회전한다. The rotating part consisting of the hub and the sleeve is rotatably coupled to the fixed part as described above and rotates about the shaft 30 which is a fixed shaft.

도 6은 본 발명에 따른 동압 발생을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 3내지 5에서 설명한 본 발명에 따른 회전부와 고정부를 상기 도 6에 도시한 바와 같이 결합되어 회전을 한다. 이때 확대도면에 도시한 바와 같이 방사방향동압(F1) 및 축방향동압(F2, F3)에 의해 회전부가 지지되고 원활한 회전이 이루어진다.6 is a view for explaining dynamic pressure generation according to the present invention. The rotating part and the fixing part according to the present invention described with reference to FIGS. 3 to 5 are combined as shown in FIG. 6 to rotate. At this time, the rotating part is supported by the radial dynamic pressure (F1) and the axial dynamic pressure (F2, F3) as shown in the enlarged view, and smooth rotation is achieved.

좀더 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 스핀들모터의 회전부는 허브(10)와 상기 허브(10)와 결합되어 일체된 슬리브(50)로 구성되고, 상기 슬리브(50)는 스러스트판(90-1)과 접하는 상측면 및 베이스(60)와 접하는 하측면에 축방향동압발생 그루브(84)를 형성하고, 샤프트(30)와 접하는 내측면에 방사방향동압발생 그루 브(82)를 형성한다. 이때 스러스트판(90-1)과 슬리브(50)의 상측면 사이, 베이스(60)와 슬리브(50)의 하측면 및 슬리브(50) 내측면과 샤프트(30)의 외측면 사이에 형성된 오일갭에 오일이 충전된다.Looking in more detail, the rotating part of the spindle motor according to the present invention is composed of a hub 10 and the sleeve 50 coupled to the hub 10 is integrated, the sleeve 50 is a thrust plate (90-1) An axial dynamic pressure generating groove 84 is formed on the upper side in contact with the lower side and the bottom surface in contact with the base 60, and a radial dynamic pressure generating groove 82 is formed on the inner side in contact with the shaft 30. At this time, the oil gap formed between the thrust plate 90-1 and the upper side of the sleeve 50, between the base 60 and the lower side of the sleeve 50, and between the inner side of the sleeve 50 and the outer side of the shaft 30. Is filled with oil.

그러므로 슬리브(50)가 결합된 허브(10)가 회전하면, 상기 오일갭에 충전된 오일도 함께 회전을 하고, 상기 오일이 흐르는 속도의 제곱에 비례하는 동압이 발생한다. 이때 슬리브(50)에 형성된 그루브(82, 84)에 의해 유속을 증가시켜 동압을 크게 일으킨다.Therefore, when the hub 10 coupled with the sleeve 50 rotates, the oil filled in the oil gap also rotates, and a dynamic pressure is generated in proportion to the square of the flow rate of the oil. At this time, by increasing the flow rate by the grooves (82, 84) formed in the sleeve 50 causes a large dynamic pressure.

즉 회전 중인 슬리브(50)가 결합된 허브(10)는 방사방향으로는 샤프트(30)에 의해 구속되고 축방향으로는 스러스트판(90-1)에 의해 구속되며, 동압(F1, F2, F3)에 의해 지지가 된다.That is, the hub 10 coupled with the rotating sleeve 50 is constrained by the shaft 30 in the radial direction and constrained by the thrust plate 90-1 in the axial direction, and the dynamic pressures F1, F2, and F3. Supported by).

상기 기술한 바와 같이 본 발명 샤프트 고정타입의 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 회전부는 허브와 슬리브로 구성하고, 고정부는 베이스와 샤프트 등으로 구성하여 베이스에 고정된 샤프트를 중심으로 허브와 슬리브가 일체되어 회전을 함으로 인해 외부의 충격에 대한 특성이 개선되어 하드디스크드라이버가 외부의 충격에 의해 발생하는 문제를 감소시켜 하드디스크드라이브의 기계적 신뢰도를 높이는 효과가 있고, 상기 슬리브에 축방향동압발생 그루브를 형성하여 종래 스러스트베어링의 역할을 함으로써 스핀들모터를 구성하는 부품수를 줄이고, 이로 인한 제품단가를 줄이는 효과가 있다. As described above, the spindle motor for a hard disk drive of the shaft fixing type of the present invention has a rotating part composed of a hub and a sleeve, and a fixing part composed of a base and a shaft, such that the hub and the sleeve are integrated around a shaft fixed to the base. Rotating improves the characteristics of external shocks, thereby reducing problems caused by external shocks, thereby increasing the mechanical reliability of hard disk drives, and forming axial dynamic pressure generating grooves in the sleeves. Thus, by acting as a conventional thrust bearing, the number of parts constituting the spindle motor is reduced, thereby reducing the product cost.

또한 스핀들모터의 조립시 허브와 슬리브 및 샤프트와 베이스를 사전에 조립하여 스핀들모터의 조립시간을 단축하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
In addition, when assembling the spindle motor, the hub, the sleeve, the shaft and the base are assembled in advance, thereby reducing the assembly time of the spindle motor, thereby improving productivity.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. .

Claims

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하드디스크드라이브의 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 유체동압베어링 스핀들모터에 있어서,In a hydrodynamic bearing spindle motor that provides rotational force to multiple platters of a hard disk drive,

상기 다수의 플래터가 장착되기 위해 하향 개방된 캡형상으로 수직벽면 내측에 마그네트(20)가 설치되고, 상부면 중앙에 슬리브(50)의 상측면 일부가 노출되는 직경으로 오일비산방지턱(16)이 형성된 스러스트판 삽입공(12)과 내측에 슬리브가 결합하는 결합부(14)가 형성된 허브(10); 및The magnet 20 is installed inside the vertical wall in a cap shape which is open downward to mount the plurality of platters, and the oil splash prevention jaw 16 is formed at a diameter at which a portion of the upper side of the sleeve 50 is exposed at the center of the upper surface. A formed thrust plate insertion hole 12 and a hub 10 having a coupling portion 14 coupled to a sleeve therein; And

상기 허브(10)의 결합부(14)에 일측이 결합고정되어 상기 허브(10)와 일체되고, 타측은 베이스(60)와 접하며 상측면 중 노출면, 하측면 및 내측면에 그루브(80)가 형성된 슬리브(50);로 이루어진 회전부와One side is fixed to the coupling portion 14 of the hub 10 is integrated with the hub 10, the other side is in contact with the base 60, the groove 80 on the exposed surface, the lower side and the inner side of the upper side Rotating portion consisting of;

상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)과 상기 슬리브(50)를 관통하여 상기 슬리브(50)의 내측면과 오일갭을 형성하며 일측이 베이스(60)에 수직으로 결합고정되는 샤프트(30);Shaft through the thrust plate insertion hole 12 and the sleeve 50 of the hub 10 to form an oil gap with the inner surface of the sleeve 50 and one side is coupled and fixed perpendicular to the base 60 ( 30);

상기 샤프트(30)와 수직으로 결합하여 상기 샤프트(30)를 고정하는 베이스(60);A base (60) fixed to the shaft (30) by coupling vertically with the shaft (30);

상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합되는 고정자코어(70); 및A stator core 70 coupled to the base 60 so as to face the magnet 20; And

상기 샤프트(30)에 결합고정되며 상기 허브(10)의 스러스트판 삽입공(12)에 삽입되어 허브(10)를 수직방향으로 구속하는 스러스트판(90);으로 이루어진 고정부로 구성되는 것을 특징으로 하는 샤프트 고정타입의 하드디스크드라이브용 스핀들모터.It is fixed to the shaft 30 is inserted into the thrust plate insertion hole 12 of the hub 10 is inserted into the thrust plate 90 to restrain the hub 10 in the vertical direction; consisting of a fixed portion consisting of Spindle motors for hard disk drives of fixed shaft type.