KR100815516B1

KR100815516B1 - 샤프트와 슬리브 및 베이스의 구조가 개선된하드디스크드라이브용 스핀들모터

Info

Publication number: KR100815516B1
Application number: KR1020070007186A
Authority: KR
Inventors: 양국현; 히시다노리아키
Original assignee: 에이테크솔루션(주)
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-03-20

Abstract

본 발명은 오일의 비산에 의한 오일 누설을 방지하기 위한 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 관한 것으로, 마그네트가 설치되는 허브와 이와 결합하는 샤프트로 이루어진 회전부와 샤프트가 회전 가능하게 오일갭을 갖고 상기 샤프트와 결합하는 슬리브, 상기 슬리브를 고정하는 베이스, 상기 베이스에 결합하는 코일이 감긴 고정자코어, 및 상기 슬리브를 폐쇄하는 스러스트플레이트로 이루어지는 고정부로 구성되는 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 있어서, 상기 샤프트의 상부가 중심측의 외경보다 확장된 확장외경부를 형성하여 상기 허브와 결합하고, 하부면 중심으로는 소정 내경을 갖도록 함몰된 결합홈을 형성하며 상기 슬리브는 샤프트와 수직결합되는 상부면 외측으로 상기 샤프트의 확장외경부의 일부를 삽입하도록 소정크기로 돌출된 돌출환대를 형성하며 상기 베이스는 슬리브와 접하는 내경부의 상부측 일부가 내측으로 함몰되도록 형성한 것이 특징이다. 따라서, 동압베어링을 이루는 오일의 누설을 막으며 스핀들모터 내부 오염을 방지하고, 샤프트의 상부측 외경을 확장하여 허브와의 결합면적을 증대하여 조립내구성을 향상시키는 효과가 발생한다.

스핀들모터, 그루브, 슬리브, 샤프트, 베이스, 동압베어링

Description

샤프트와 슬리브 및 베이스의 구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터{SPINDLE MOTOR FOR HDD IMPROVED ON CONSTRUCTION OF SHAFT, SLEEVE AND BASE}

도 1은 일반적인 하드디스크드라이브의 구조를 간략하게 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래의 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 간략하게 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 구체적으로 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 슬리브를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 결합구조를 설명하기 위한 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 도면부호의 간단한 설명 ***

1 : 플래터 2 : 스핀들모터

3 : 헤드 4 : 헤드암

5 : 스펩핑모터

10 : 허브(HUB) 20 : 마그네트(MAGNET)

30 : 샤프트(SHAFT) 40 : 스러스트베어링(종래)

50 : 슬리브(SLEEVE) 60 : 베이스(BASE)

70 : 고정자코어 80 : 그루브(GROOVE)

90 : 스러스트플레이트 300 : 확장외경부

310 : 결합홈 400 : 결합턱

500 : 돌출환대

본 발명은 하드디스크드라이브(HDD)에 있어서, 다수의 플래터에 회전력을 제공하는 스핀들모터에 관한 것으로, 특히 스핀들 모터의 회전 구조에서 유체동압 베어링의 오일 누설을 원천적으로 방지할 수 있도록 샤프트 및 슬리브의 구조를 개선한 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 관한 것이다.

일반적으로 하드디스크드라이브는 자성체를 입힌 원판형 알루미늄 기판을 회 전시키면서 자료를 저장하고 읽어내도록 한 보조기억장치를 지칭하는 것으로 필요에 따라 다른 것과 교환하여 사용할 수 없는 단점이 있으나, 가격이 저렴하고 기억용량이 크기 때문에 소형 컴퓨터에서 널리 사용되고 있다. 특히, 소형 하드디스크드라이브는 개인용 컴퓨터에서 사용하기에 알맞기 때문에 개인용 컴퓨터(PC)에서 많이 사용되고 있다. 이러한 개인용 컴퓨터에서 사용되는 하드디스크드라이브의 용량은 1990년 중반에 1GB급이 기본으로 사용되었으며, 1990년대 후반에는 16GB급 이상이 일반화되고 있다. 세계적으로 저장용량은 매년 60%씩 증가하고 있으며, 가격은 분기당 12%씩 하락하는 추세이다.

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 도시한 바와 같이 간략히 다수의 플래터(1)가 적층된 하드디스크, 스핀들모터(2), 헤드(3), 헤드암(4) 및 스텝핑모터(5)로 이루어진다.

상기 플래터(1)는 금속 원판에 자성이 있는 자성체를 얇게 코팅한 것으로 한장에 기록될 수 있는 용량의 한계 때문에 고용량의 하드디스크는 여러 장의 플래터(1)를 사용하며 그 크기 및 개수에 따라 하드디스크의 크기가 결정된다.

그리고, 상기 스핀들모터(2)는 상기 플래터(1)를 회전시켜주는 모터로 전원이 들어가면 일정한 속도(예: 3600rpm, 5400rpm, 7200rpm)로 회전을 하는데 스핀들축에는 한 개 이상의 프래터(1)가 동시에 회전하도록 되어 있다. 신뢰성 있는 데이터의 읽기/쓰기를 위해서는 이 스핀들모터(2)의 정확한 회전율을 제어하는 것이 무 엇보다 중요하다.

또한, 상기 헤드(3)는 회전하는 플래터(1)의 위 아래에서 수평으로 움직이며 상기 플래터(1)에 데이터를 읽고 쓴다.

또한, 상기 헤드암(4)은 헤드(3)를 움직일 수 있게 하는 팔로서 컨트롤러칩의 명령을 받아 헤드(3)의 위치를 조정한다.

마지막으로, 상기 스텝팅모터(5)는 헤드(3)를 플래터(1)의 위치에 이동시키는 원동력으로 이 모터의 성능이 좋고 나쁨에 따라 액세스타임(하드디스크드라이브가 데이터를 메모리로 배치시키거나 전송하는데 소용되는 총시간)이 결정된다.

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 하드디스크드라이브 외에도 레이저프린터용 레이저빔 스캐너모터, 플로피디스크드라이브(FDD:Floppy Disk Drive)용 모터, CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터 등으로 널리 사용된다.

또한, 최근 상기 하드디스크드라이브와 같은 대용량 및 고속의 구동력이 요구되는 기계에서는 소음과 NRRO(Non Repeatadle Run Out)의 발생을 최소화하기 위하여 기존의 볼베어링의 형태보다는 구동부하(또는 구동마찰)가 적은 유체동압베어링이 적용된 스핀들모터를 이용하는 추세이다.

여기에서, 상기 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체를 지지하므로 회전체와 고정체 간에 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.

또한, 상기 베어링이 적용된 스핀들모터의 경우 볼베어링이 샤프트와의 마찰로 인해 소음과 진동(NRRO)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 인해 하드디스크드라이브에 우선적으로 채용되었다.

이와 같이, 유체동압베어링이 적용된 종래 스핀들모터의 내부구조는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 베이스(60), 슬리브(50), 코일이 감겨진 고정자코어(70), 샤프트(30), 허브(10) 및 마그네트(20)로 이루어진다.

상기 스핀들모터는 외관을 형성하는 베이스(60)의 내측에 수직으로 슬리브(50)가 결합고정되고 베이스(60)의 상측 외부에 코일이 감긴 고정자코어(70)가 장착되며, 상기 슬리브(50)의 내부중심을 관통하여 샤프트(30)가 회전가능하게 삽입된다. 그리고 상기 샤프트(30)의 하단부에는 원판형상의 스러스트베어링(40)이 샤프트(30)와 함께 회전가능하도록 결합되고 그 하단은 커버플레이트에 의하여 외부와 차폐되며, 상기 샤프트(30)의 상단부에는 내부가 하향 개방된 캡형상의 허 브(10)가 결합된다. 그리고 상기 허브(10)의 끝단부의 내측에는 고정자코어(70)와 마주하는 위치에 마그네트(20)가 부착되며 상기 샤프트(30) 및 스러스트베어링(40)의 외주면과 슬리브(50) 사이에는 오일갭이 형성되어 이 오일갭에 윤활유나 구리스 등과 같은 유체가 채워진다.

따라서, 상기와 같은 구조로 이루어진 유체동압베어링 스핀들모터는 외부전원이 가해지면 상기 코일이 감긴 고정자코어(70)와 마그네트(20) 사이에 적용하는 전자기적 반발력에 의하여 허브(1) 및 이와 결합한 샤프트(30)가 회전한다.

또한, 통상 상기 슬리브(50)의 내주면에는 다수의 그루브(80)가 빗살 무늬(Herringbone)형태 또는 나선(Spirial)형태로 형성되어 있어 샤프트(30)가 회전하면 상기 오일갭에 충전된 오일이 압력 구배에 의해 그루브(90)의 중심부를 향하여 이동하면서 유체동압을 발생시켜 샤프트(30)를 지지하게 된다.

그러나, 상기 도 2에서 도시한 종래 스핀들모터는 슬리브(50)의 상단부 및 내경부에 동압베어링 오일을 구성하게 되므로, 스핀들모터의 회전시 원심력 및 회전 중 외부로부터의 충격에 의한 오일의 누유 및 비산이 발생 가능하며 허브(10)와 샤프트(30)의 조립길이가 짧아 허브(10)와 샤프트(30)의 조립강도 확보에 어려움이 있고 외부의 충격에 취약한 문제점이 있기 때문에 결과적으로 하드디스크드라이브에 에러발생을 초래하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 스핀들모터의 회전시 원심력 및 회전 중 외부로부터의 충격에 의한 오일의 누유 및 비산을 방지하는 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 샤프트와 허브의 조립면적을 증가하여 조립내구성을 향상시켜 외부의 충격에 의한 부품의 이탈을 방지하여 하드디스크드라이브의 에러발생을 저감할 수 있는 하드디스크드라이브용 스핀들 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 샤프트와 슬리브 및 베이스의 구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 하향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치되는 허브(10), 상기 허브(10)의 중앙으로 일측이 결합하는 샤프트(30), 상기 샤프트(30)가 회전 가능하도록 오일갭을 갖고 상기 샤프트(30)와 결합하되, 그 내주면 및 상부면에 동압을 일으키기 위한 방사(Radial)방향동압발생 그루브(81) 및 축(Axial)방향동압발생그루브(82)가 소정위치에 형성되는 슬리브(50), 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이스(60), 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합하는 코일이 감긴 고정자코어(70), 상기 슬리브(50)의 일측을 폐쇄하는 스러스트플레이트(90)로 이루어지는 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 있어서, 상기 샤프트(30)는 그 상부가 중심측의 외경보다 소정크기만큼 확장된 확장외경부(300)를 형성하여 상기 허브와 결합하고, 하부면 중심으로는 소정의 내경을 갖도록 함몰된 결합홈(310)을 형성하며; 상기 슬리브(50)는 상기 샤프트(30)와 수직결합되는 상부면의 외측을 따라 상기 샤프트(30)의 확장외경부(300)의 일부를 삽입하도록 소정크기로 돌출된 돌출환대(500)를 형성하고; 소정의 외경과 크기를 갖고 상기 슬리브(50) 내경부의 하측으로 삽입되어 샤프트(30)의 하부면과 접하 며, 상기 샤프트(30)의 하부에 형성된 결합홈(310)과 상응하는 크기를 갖는 결합턱(400)을 중심측에 형성하여 샤프트(30)의 결합홈(310)과 삽입결합하는 스토퍼(40);를 더 포함하는 것이 특징이다.

여기에서, 상기 샤프트(30)의 확장외경부(300)는 상기 슬리브(50)의 돌출환대(500)의 내경부와 근접하는 부위를 외측 방향으로 사선가공한 것;이 특징이다.

또한, 상기 베이스(60)는 슬리브(50)의 외경부와 근접하는 내경부의 상부측 일부가 내측으로 함몰되도록 형성한 것;이 특징이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하는데 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내 려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 하드디스크용 스핀들모터의 구조를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터를 구체적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 슬리브를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다.

도면에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들모터의 구성은 샤프트(30)와 마그네트(20)가 결합된 허브(10)로 이루어진 회전부와 베이스(60), 슬리브(50), 코일이 감긴 고정자코어(70) 및 스러스트플레이트(90)로 이루어진 고정부로 구성된다. 즉, 상기 베이스(60)에 수직으로 결합하는 샤프트(30)를 중심으로 이와 결합한 허브(10)가 함께 회전하게 된다.

상기 스핀들모터를 구성하는 회전부와 고정부를 좀 더 설명하자면,

먼저, 상기 회전부는 햐향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치된 허브(10)와 상기 허브(10)의 중앙으로 일측이 결합하는 샤프트(30)로 이루어진다.

한편, 상기 고정부는 상기 샤프트(30)가 회전 가능하도록 소정의 오일갭을 갖으며, 상기 샤프트(30)와 결합하며 일측은 스러스트플레이트(90)로 폐쇄되고 내경부에 는 방사 방향의 동압력을 일으키기 위한 방사(Radial)방향동압발생 그루브(81)가 소정의 위치에 형성되는 슬리브(50)와 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이 스(60) 및 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합하는 코일이 감긴 고정자코어(70)로 이루어지게 된다.

이때, 상기 방사(Radial) 방향의 동압력을 일으키기 위한 방사방향동압발생 그루브(81)는 슬리브(50)의 내경부에 형성하기도 하지만, 여기에 국한되는 것이 아니라, 상기 슬리브(50)와 마주하는 샤프트(30)의 외경부에도 방사(Radial)방향동압발생 그루브(81)를 형성할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 종래 스핀들모터에서 적용하던 스러스트베어링이 존재하지 않고, 슬리브(50)의 하부 내경부로 삽입되어 샤프트(30)의 하단에 고정결합하는 스토퍼(40)에 의해 샤프트(30)를 지지하며 회전부의 안정적인 회전을 제공하게 된다.

또한, 상기한 바와 같이 스러스트베어링을 사용하지 않기 때문에 종래 스러스트베어링이 차지했던 공간에 오일의 보유공간을 크게 확보하여 신뢰성 테스트에서도 오일에 의한 문제점을 해소할 수 있고, 방사(Radial)방향의 동압력을 키우기 위해 슬리브(50)의 내경부 또는 이와 근접하는 샤프트(30)의 외경부에 방사(Radial)방향동압그루브(81)의 가공 면적을 더욱 확보할 수 있는 특징이 발생하게 된다.

따라서, 방사(Radial)방향의 동압력을 더욱 키워 샤프트를 안정적으로 지지하게 되어 제품의 안정적인 특성을 향상시키며, 스러스트베어링에 형성된 그루브의 가공 방향에 따라 방향성 있게 조립해야 하는 어려움을 해소할 수 있는 특징이 있다.

본 발명에 따른 스핀들모터의 동작구조에 대해 설명하자면, 본 발명에 따른 하드디스크드라이브용 스핀들모터의 햐향 개방된 캡형상의 허브(10) 내측면에 마그네트(20)를 결합하여, 베이스(60)에 결합된 코일이 감긴 고정자코어(70)에 인가되는 전류 및 전압에 의해 형성된 전기적 반발력으로 상기 허브(10)가 회전하며, 이와 결합된 샤프트(30)가 함께 회전하게 된다. 이때, 상기 허브(10)의 원활하고 안정적인 회전을 위한 베어링수단으로 유체동압베어링을 이용하여 회전운동 시 물체의 마찰과 저항은 물론 소음과 진동을 획기적으로 줄였다.

이때, 상기 유체동압베어링을 구성하게 되는 샤프트(30), 슬리브(50), 허브(10) 및 베이스(10)는 도 3 내지 도 4에서 도시한 바와 같은 구조를 갖게 된다.

상기 허브(10)와 일측이 수직으로 결합하여 일체되는 샤프트(30)는 슬리브(50)의 내부에 삽입되어 결합하며, 오일이 주입되는 공간인 오일갭이 형성하도록 한다.

여기에서, 상기 샤프트(30)의 상부는 중심측의 외경보다 소정크기만큼 확장된 확장외경부(300)를 형성하여 상기 허브(10)와 결합하므로, 허브(10)와 샤프트(30)의 조립면적을 증가하여 조립강도를 향상시켜 외부의 충격에 의한 부품의 이탈을 방지할 수 있어, 종래 샤프트와 허브의 결합에 있어서 조립강도 확보의 문제점을 해결할 수 있는 특징이 있다.

또한, 상기 샤프트(30)는 그 하부의 중심으로 소정의 내경을 갖도록 함몰된 결합홈(310)을 형성하게 되는데, 상기 결합홈(310)에는 샤프트(30)는 지지 및 고정하게 되는 스토퍼(40)가 결합하게 된다.

한편, 상기 오일갭에 충전된 오일에 의해 회전부는 베이스(60)에 결합하는 슬리브(50) 내에서 허브(10)와 함께 회전을 한다. 이때, 회전부의 방사(Radial) 방향의 동압력을 일으키기 위한 그루브가 슬리브(50)의 내주면 상단부와 하단부에 각기 형성되거나 또는 이와 근접하는 샤프트(30)의 외주면 상단부와 하단에 각기 형성하게 된다.

그리고, 상기 샤프트(30)가 오일갭을 갖고 삽입되어 수직결합하는 슬리브(50)의 상부면에는 외측을 따라 상기 샤프트(30)의 확장외경부(300)의 일부를 삽입할 수 있도록 소정크기로 돌출된 돌출환대(500)를 형성하게 된다.

여기에서, 축(Axial) 방향의 동압을 일으키기 위한 그루브는 샤프트(30)의 확장외경부(300) 하부면에 형성하거나, 또는 이와 접하는 슬리브(50)의 상부면에 형성하게 된다.

다시 설명하자면, 도 5는 본 발명에 따른 슬리브(50)를 보인 도면으로, 이때, 동압력을 제공하는 축(Axial)방향동압그루브(82) 및 방사(Radial)방향동압그루브(81)의 가공 위치는 도면에 도시한 바와 같이 한정되는 것이 아니라, 축(Axial)방향동압그루브(82)는 슬리브(50)의 상단 혹은 그와 마주하는 샤프트(30)의 확장외경부(300) 하단면에 형성하고, 방사(Radial)방향동압그루브(81)는 슬리브(50)의 내경부 혹은 그와 마주하는 샤프트(30)의 외경면에 형성하게 된다.

또한, 상기한 축(Axial)방향동압발생그루브(82) 및 방사(Radial)방향동압발생그루브(81)는 빗살무늬(Herring-bone) 또는 나선무늬(Spiral)로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에서는 종래 사용되던 스러스트베어링을 사용하지 않으므로 스러스트베어링에 가공되던 그루브에 의한 조립방향성을 확인할 필요가 없어 스핀들모터의 조립시 방향성 있게 조립해야 하는 어려움을 해소할 수 있으며, 상기 슬리브(50)와 같은 경우 그 상부면에 돌출환대(500)를 형성하여 스핀들모터의 회전시 원심력 및 외부로부터의 충격에 의한 오일의 비산을 방지할 수 있는 특징이 있다.

또한, 허브(10)와 샤프트(30)의 조립내구성을 높이기 위해 샤프트(30)의 상부를 중심측보다 큰 외경을 갖는 확장외경부(300)를 형성하여 조립내구성을 향상시키는 것이 본 발명에 또 다른 특징이라 할 수 있다.

도 6은 스핀들모터의 결합구조를 설명하기 위한 도면으로 상기 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 상기 허브(10)는 하향 개방된 캡(Cap)형상으로 수직벽면 내측으로는 전기적 반발력을 제공하기 위한 마그네트(20)가 설치되며, 상기 허브(10)의 개방측으로 확장외경부(300)가 형성된 샤프트(30)가 결합한다. 또한, 상측 및 하측이 개방되며 소정의 내경을 갖는 원통 형상으로 그 상부면에는 돌출환대(500)가 형성된 슬리브(50)가 고정설치되고 상기 슬리브(50)의 내경부에는 회전축이 되는 샤프트(30)가 회전가능하도록 소정의 오일갭을 갖고 장착하게 된다.

이때, 상기 샤프트(30)는 그 상부면 중심으로 소정의 내경을 갖도록 함몰된 결합홈(310)을 형성하게 되고, 상기 결합홈(310)에 삽입되어 샤프트(30)를 고정하게 되는 스토퍼(40)는 소정의 외경과 크기를 갖고 상기 슬리브(50) 내경부의 하측 으로 삽입되어 샤프트(30)의 하부면과 접하며, 상기 샤프트(30)의 하부에 형성된 결합홈(310)과 상응하는 크기를 갖는 결합턱(400)을 중심측에 형성하여 샤프트(30)의 결합홈(310)과 삽입결합하게 된다.

또한, 상기 슬리브(50)의 최하단부에는 슬리브(50)의 개방된 타측을 폐쇄하는 스러스트플레이트(90)가 결합한다.

한편, 본 발명에 따른 베이스(60)는 상기 슬리브(50)를 삽입고정할 수 있도록 그와 상응하는 내경을 갖고, 상기 허브(10)에 결합하는 마그네트(20)에 전기적 반발력을 제공하기 위한 코일이 감긴 고정자코어(70)가 내측에 설치된다.

또한, 상기 베이스(60)는 슬리브(50)의 외경부와 근접하게 되는 그 내경부의 상부측 일부가 내측으로 함몰되도록 형성하는 것이 특징인데, 이는 스핀들모터의 회전 시 원심력에 의해 오일의 비산을 상기 슬리브(50)의 돌출환대(500)에서 일차적으로 막게 되고, 혹시 모를 오일의 누유를 베이스(60)의 함몰형성한 부위를 통해 외부로 유출됨을 막기 위함이다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 샤프트(30)의 확장외경부(300)를 보게 되면, 그 일부는 허브(10)와 결합하게 되고 나머지 일부는 상기 슬리브(50)의 돌출환대(500)의 내경부로 삽입하게 되는데, 상기 돌출환대(500) 내경부와 근접하게 되는 부위를 외측 방향으로 사선가공하게 되는 것(A)이 본 발명의 또 다른 특징이라 할 수 있다.

이는 오일의 누유를 막기 위함으로, 종래 평면으로 가공할 때보다 표면장력이 증가하게 되어, 스핀들모터가 회전을 하지 않을 때 표면장력의 증가로 인해 얇 은 유막을 형성하여 오일의 누유를 막을 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 샤프트(30), 슬리브(50) 및 베이스(60)의 구조를 개선하여 스핀들모터의 회전시 및 비회전시 오일의 비산 및 누유를 방지하게 되고, 조립내구성을 향상시켜 종합적으로 하드디스크드라이브의 에러발생 저감을 이룰 수 있는 특징이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명 샤프트와 슬리브 및 베이스의 구조가 개선된 하드디스크드라이브용 스핀들모터는 샤프트, 슬리브 및 베이스의 구조를 개선함으로써 스핀들모터의 회전시에 동압베어링을 이루는 오일의 누설을 이중으로 막을 수 있으며 그에 따라 스핀들모터 내부 오염을 방지하고, 샤프트의 상부측 외경을 확장하여 허브와의 결합면적을 증대하였기 때문에 외부 충격에 의한 조립내구성을 향상시켜 결과적으로 하드디스크드라이브의 에러발생을 저감할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 스러스트베어링을 삭제하고 스토퍼에 의해 샤프트를 지지함으로, 방사(Radial)방향동압발생 그루브의 가공면적을 더욱 확보할 수 있어 방사방향의 동압력을 더욱 키워 샤프트를 안정적으로 지지하게 되고, 스핀들모터의 조리공정에 있어서도, 종래 스러스트베어링에 형성된 그루브의 가공방향에 따라 방향성 있게 조립해야하는 어려움을 해소할 수 있기 때문에 조립방법 및 조립성을 향상시키는 효과가 발생한다.

Claims

하향 개방된 캡형상으로 내측면에 마그네트(20)가 설치되는 허브(10), 상기 허브(10)의 중앙으로 일측이 결합하는 샤프트(30), 상기 샤프트(30)가 회전 가능하도록 오일갭을 갖고 상기 샤프트(30)와 결합하되, 그 내주면 및 상부면에 동압을 일으키기 위한 방사(Radial)방향동압발생 그루브(81) 및 축(Axial)방향동압발생그루브(82)가 소정위치에 형성되는 슬리브(50), 상기 슬리브(50)를 고정하는 베이스(60), 상기 마그네트(20)와 마주보도록 상기 베이스(60)에 결합하는 코일이 감긴 고정자코어(70), 상기 슬리브(50)의 일측을 폐쇄하는 스러스트플레이트(90)로 이루어지는 하드디스크드라이브용 스핀들모터에 있어서,

상기 샤프트(30)는 그 상부가 중심측의 외경보다 소정크기만큼 확장된 확장외경부(300)를 형성하여 상기 허브와 결합하고, 하부면 중심으로는 소정의 내경을 갖도록 함몰된 결합홈(310)을 형성하며;

상기 슬리브(50)는 상기 샤프트(30)와 수직결합되는 상부면의 외측을 따라 상기 샤프트(30)의 확장외경부(300)의 일부를 삽입하도록 소정크기로 돌출된 돌출환대(500)를 형성하고;

소정의 외경과 크기를 갖고 상기 슬리브(50) 내경부의 하측으로 삽입되어 샤프트(30)의 하부면과 접하며, 상기 샤프트(30)의 하부에 형성된 결합홈(310)과 상응하는 크기를 갖는 결합턱(400)을 중심측에 형성하여 샤프트(30)의 결합홈(310)과 삽입결합하는 스토퍼(40);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이브 용 스핀들모터.
제 1항에 있어서, 상기 샤프트(30)의 확장외경부(300)는

상기 슬리브(50)의 돌출환대(500)의 내경부와 근접하는 부위를 외측 방향으로 사선가공한 것;을 특징으로 하는 하드디스크드라이브용 스핀들모터.
제 1항에 있어서. 상기 베이스(60)는

슬리브(50)의 외경부와 접하는 내경부의 상부측 일부가 내측으로 함몰되도록 형성한 것;을 특징으로 하는 하드디스크드라이브용 스핀들모터.