KR20070066918A - 다기능 소자를 갖는 모터 어셈블리 - Google Patents

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KR20070066918A
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트로이 마이클 헌던
제프리 아놀드 레블랑
로버트 알란 노팅햄
노버트 스티븐 파소놀트
파코 플로레스
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시게이트 테크놀로지 엘엘씨
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Abstract

다기능 소자는 경제적인 모터 어셈블리의 구성을 가능하게 한다. 본 발명의 제1 실시예는, 적어도 하나의 저널 베어링, 적어도 하나의 스러스트 베어링, 및 적어도 하나의 유체 시일을 구비하는 모터 어셈블리용의 허브, 컵, 스핀들, 및 베이스의 어셈블리를 제공한다. 본 발명의 제2 실시예는, 적어도 하나의 저널 베어링, 적어도 하나의 스러스트 베어링, 및 적어도 하나의 유체 시일을 구비하는 디스크 드라이브 베어링용의 허브, 스핀들, 및 일체화된 컵을 갖는 베이스의 어셈블리를 제공한다. 제3 실시예에서, 허브는 베이스와의 조립 이전에, 스러스트 베어링과 결합된 스핀들과 회전가능하게 조립된다. 추가적인 실시예들에서, 모터 어셈블리들은 고정자 및 회전자 어셈블리들과 조합된 상기의 실시예들을 포함한다.

Description

다기능 소자를 갖는 모터 어셈블리{MOTOR ASSEMBLY WITH MULTIFUNCTIONAL COMPONENTS}
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브 어셈블리의 전개사시도이다.
도2는 도1의 실시예의 전개단면도이다.
도3은 도2의 시시예의 조립단면도이다.
도4는 도3의 단면도의 상세를 도시하는 도면이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 드라이브 어셈블리의 전개사시도이다.
도6은 도5의 실시예의 조립단면도이다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예의 허브, 스핀들, 및 스러스트 와셔의 두 가지 상이한 전개사시도이다.
도8은 도7a 및 도7b의 서브 어셈블리의 전개단면도이다.
도9는 허브 및 스핀들 서브 어셈블리 및 디스크 드라이브 베이스의 전개사시도이다.
도10은 도9의 실시예의 단면도이다.
도11은 조립후의 도9의 실시예의 단면도이다.
도12는 도11의 실시예의 상세를 도시하는 도면이다.
도면 가운데 공통적인 도면 부호들은 실시예들의 공통된 특징을 참조한다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
10: 베이스 12: 컵
14: 허브 16: 디스크
18: 스핀들 34: 스러스트 베어링
35, 36: 모세관 시일
본 발명은 모터 어셈블리의 분야에 관한 것이고, 구체적으로는 디스크 드라이브 메모리 시스템과 같은 전자 메모리 시스템용 다기능 소자를 갖는 모터 어셈블리에 관한 것이다.
디스크 드라이브 메모리 시스템은 디지털 정보의 저장을 위하여 여러 해 동안 컴퓨터에 사용되어 왔다. 정보는 자기 디스크 매체의 동심의 메모리 트랙상에 기록되며, 실제의 정보는 매체내에 자기 전이의 형태로 기억된다. 디스크들 자체는 고정된 스핀들상에 회전가능하게 장착되는 허브상에 장착된다. 정보는 디스크의 표면에 대해 반경 방향으로 이동하는 피봇 암상에 일반적으로 위치되는 판독/기록 헤드를 이용하여 액세스된다. 판독/기록 헤드 또는 변환기(transducer)는 정보의 적절한 판독 및 기록을 보장하기 위하여 디스크상에 있는 저장 트랙과 정확히 정렬되어야 한다.
동작 중에, 디스크는 디스크를 지지하는 허브 내부에 일반적으로 위치된 전기 모터를 이용하여 밀봉된 하우징 내부에서 초고속으로 회전된다. 일반적으로 사용되는 모터의 한 형태는 인-허브(in-hub) 또는 인-스핀들(in-spindle) 모터로써 알려져 있다. 이러한 인-스핀들 모터는 볼 또는 유체 동적 베어링 시스템을 이용하여 허브의 중심에 위치되는 고정된 모터 축(스핀들)에 장착된 스핀들을 일반적으로 가진다. 일반적으로, 이러한 모터는 원내에 배치된 다수의 치차를 포함하는, 어셈블리의 베이스에 형성된 고정자를 포함한다. 각각의 치차는 고정자를 분극시키기 위해 순차적으로 전압이 가해질 수 있는 코일 또는 권선을 지지한다. 다수의 영구 자석들은 고정자 부근에 있는 허브의 내부 테두리상에 번갈아드는 극성으로 배치된다. 고정자상에 배치된 코일은, 번갈아드는 극성으로 순차적으로 전압이 가해질 때, 인접한 자석에 대한 각 고정자의 자석 인력 및 척력으로 인해 허브가 회전하며, 이에 의해, 디스크를 회전시키며 정보 저장 트랙을 헤드를 가로질러 통과시킨다.
이러한 드라이브 시스템에서의 유체 동적 베어링(fluid dynamic bearing) 어셈블리의 사용은 종래의 볼 베어링 드라이브 시스템과 비교할 때 드라이브 크기 및 노이즈 생성에 있어서의 바람직한 감소로 인해 바람직할 수 있다. 유체 동적 베어링에서, 윤활유는 스핀들과 허브 사이의 베어링 표면으로써 작용한다. 이러한 베어링들은 저널 및 스러스트 타입이다. 저널 베어링은 스핀들 둘레를 회전할 때 허브의 반경방향 위치를 고정시킨다. 스러스트 베어링(thrust bearing)은 이것이 회 전할 때 허브의 축방향 위치를 제한한다.
유체 동적 베어링을 생성하기 위하여, 하나, 또는 다른 하나, 또는 양쪽의 짝이 되는 허브와 스핀들 표면들이 다양한 패턴의 그루브들 및 영역들로 패턴화되어, 스핀들에 대한 허브의 회전에 의해 작동되는 윤활유 펌프를 이룰 수 있다. 이러한 펌프는 허브가 회전하는 동안 스러스트 및 저널 베어링 기능을 제공하면서, 윤활유 압력 변화를 유지할 수 있다. 허브가 회전하지 않을 때, 윤활유는 모세관력에 의해 허브와 스핀들의 간극에서 적소에 유지될 수 있다.
개선된 기계적 안정성을 위해 스핀들에 장착되는 제1 및 제2 커버를 갖는 디스크 드라이브에 대하여, 윤활유 손실은 스핀들의 양단에서 불가결하며, 이러한 디스크 드라이브들에 대해 동작 수명 제한 인자로 될 수 있다. 시일링(sealing) 기술은 모세관 시일 및 래버린스 시일을 포함한다. 모세관 시일은 윤활유의 표면 장력에 의존하여 채널 플래어(flare)의 벽들이 이격될 때 초승달 모양(meniscus)을 형성하는 벌어진(flared) 채널들이다. 모세관 시일은 또한 윤활유에 대한 저장소로써도 기능할 수 있지만, 이들은 초승달모양의 표면에서의 증발을 통한 윤활유 손실을 받기 쉽다. 윤활유 증기가 달아나는 가늘고 긴 경로를 제공함으로써 윤활유 증발을 더 감소시키기 위해 래버린스 시일이 모세관 시일과 함께 사용될 수 있다. 불행히도, 효과적인 래버린스 시일은 상당한 양의 공간을 소비하는 경향이 있고, 따라서 스핀들의 양단에서 사용하기 어렵다. 다른 시일 디자인들이 스핀들의 각 단부에서 사용될 수 있지만, 보다 낮은 압력을 가진 밀봉으로부터의 윤활유의 손실을 줄이기 위하여 제1 및 제2 시일에서의 윤활유 압력이 거의 동일한 압력으로 되 는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은, 모터 어셈블리로서, 제1 단부 영역, 제2 단부 영역, 및 원주 표면상에 형성된 적어도 하나의 저널 베어링 패턴을 포함하고, 상기 제2 단부 영역에 매달려 있는 결합 구조를 포함하는 스핀들; 베이스; 개방된 제1 단부 부분, 제2 단부 부분, 및 적어도 제1 단부 부분 주변으로부터 적어도 제2 단부 부분 주변으로 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 내부 표면을 포함하는 대체로 컵 형상인 구조; 상기 스핀들과 상기 컵 형상 구조 사이에 회전가능하게 결합하도록 구성된 함몰된 영역을 포함하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조가 이를 관통해 상기 컵의 상기 제2 단부 부분에 고정 결합되고 둘레로 허브가 회전하는 중앙 개구가 형성되며, 상기 스핀들의 상기 제2 단부 영역에 인접한 스러스트 베어링 패턴을 포함하는, 허브; 상기 허브의 내부 테두리에 번갈아드는 극성으로 배치된 다수의 영구 자석; 및 상기 다수의 영구 자석 부근의 상기 베이스에 결합되며, 원형으로 배치된 다수의 치차를 포함하는, 고정자 - 각각의 치차는, 허브를 회전시키기 위해 상기 고정자를 분극하도록 전압이 가해지는 코일들 또는 권선들을 지지함 - 를 포함하는 모터 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스크 드라이브 어셈블리는: 제1 단부 영역, 제2 단부 영역, 및 원주 표면상에 형성된 적어도 하나의 저널 베어링 패턴을 포함하고, 상기 제2 단부 영역에 매달려 있는 결합 구조를 포함하는 스핀들; 개방 된 제1 단부 부분, 제2 단부 부분, 및 적어도 제1 단부 부분 주변으로부터 적어도 제2 단부 부분 주변으로 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 내부 표면을 포함하는 대체로 컵 형상인 구조; 상기 스핀들과 상기 컵 형상 구조 사이에 회전가능하게 결합하도록 구성된 함몰된 영역을 포함하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조가 이를 관통해 상기 컵의 상기 제2 단부 부분에 고정 결합되고 둘레로 허브가 회전하는 중앙 개구가 형성되며, 상기 스핀들의 상기 제2 단부 영역에 인접한 스러스트 베어링 패턴을 포함하는, 허브; 상기 허브와 함께 회전하도록 장착된 자기 저장 매체를 포함하는 디스크를 포함한다. 일부 실시예에서는, 상기 스핀들의 상기 결합 구조는 압입결합(press fit)에 의해 대체로 컵 형상인 구조의 제2 단부 부분에 결합한다. 추가적인 실시예에서, 상기 스핀들의 외부 원주면과 상기 허브의 함몰된 영역의 내표면이 모세관 시일(capillary seal)을 형성하도록 윤곽을 이루며, 상기 허브의 함몰된 영역의 외부 원주면과 상기 대체로 컵 형상인 구조의 내표면이 모세관 시일을 형성하도록 윤곽을 이룬다. 다른 추가적인 실시예에서는, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 상기 개방된 제1 단부 부분은 뚜껑을 더 포함하며, 상기 뚜껑의 표면은 상기 허브의 인접 표면과의 래버린스 시일(labyrinth seal)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 허브는 윤활유 재순환 채널을 더 포함한다. 일부 실시예에서는, 상기 스핀들의 상기 제1 단부는 디스크 드라이브 커버의 부착을 위한 볼트 또는 스크류를 수용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 대체로 컵 형상인 구조는 상기 베이스에 형성된다. 반면, 다른 실시예에서는, 상기 대체로 컵 형상인 구조와 베이스 구조는 상기 대체 로 컵 형상인 구조의 제2 단부 부근에서 함께 결합되는 별개의 구조이다.
다른 실시예에서, 디스크 드라이브 어셈블리는: 제1 단부 영역, 제2 단부 영역, 및 원주 표면상에 형성된 적어도 하나의 저널 베어링 패턴을 포함하고 상기 제2 단부 영역에 매달려 있는 결합 구조를 포함하는 스핀들; 대체로 컵 형상인 구조가 내부에 형성된 베이스 - 상기 대체로 컵 형상인 구조는 개방된 제1 단부 부분, 제2 단부 부분, 및 적어도 제1 단부 부분 주변으로부터 적어도 제2 단부 부분 주변으로 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 내부 표면을 포함함 - ; 제1 및 제2 표면을 구비하고, 상기 제1 표면에 형성된 유체 동적 베어링 패턴을 구비하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조와 결합하도록 구성된 중앙 홀을 형성하며, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 제2 단부 부분의 내표면과 결합하도록 구성된 외부 원주 영역을 구비하는, 스러스트 와셔(thrust washer); 상기 스핀들, 상기 스러스트 와셔, 및 상기 컵 형상 구조 사이에 회전가능하게 결합하도록 구성된 함몰된 영역을 포함하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조가 이를 관통해 상기 스러스트 와셔의 상기 중앙 홀에 고정 결합되는 중앙 개구가 형성되며, 상기 스러스트 와셔의 상기 제1 표면에 형성된 유체 동적 베어링 패턴에 인접한 표면을 포함하는, 허브; 및 상기 허브와 함께 회전하도록 장착되는 자기 저장 매체를 포함하는 디스크를 포함한다.
추가적인 실시예들에서, 디스크 드라이브 모터는 영구 자석 회전자 및 고정된 고정자 코일을 포함함으로써 전술한 실시예들의 어셈블리로 구성될 수 있다.
다음의 기재는 당해 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명의 여러 특징들을 제조하고 이용할 수 있도록 제공된다. 구체적인 재료, 기법, 및 어플리케이션의 상세는 단지 예시로써만 제공된다. 본원에 기재된 예시들에 대한 다양한 수정본 발명의 정신과 범위를 일탈함이 없이 다른 예시 및 어플리케이션에 적용될 수 있다. 예를 들어, 특징 및 예시들은 디스크 저장 드라이브들에 사용하기 위한 모터를 포함하여, 다양한 모터에 채용될 수 있다. 디스크 저장 드라이브용 모터는 많은 방법으로 디자인 및 동작할 수 있다. 본원에서 제공되는 예시적인 모터들 및 다른 예시적인 주제들은 다양한 측면들을 설명하기 위한 것이고, 그러한 예시 및 측면들이 적용될 수 있는 모터 및 장치의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.
동작 동안에, 디스크들은 이 디스크들을 지지하는 허브 내부에 일반적으로 위치되는 전기 모터를 이용하여 밀봉된 하우징 내에서 초고속으로 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 모터는 인-허브(in-hub) 또는 인-스핀들(in-spindle) 모터로써 알려져 있다. 이러한 인-스핀들 모터들은 볼 또는 유체 동적 베어링 시스템을 이용하여 허브의 중심에 위치되는 고정된 모터 축(스핀들)에 장착된 스핀들을 가진다. 일부 실시예에서, 이러한 모터들은 원내에 배치된 다수의 치차를 포함하는, 어셈블리의 베이스에 형성된 고정자를 포함한다. 각각의 치차는 고정자를 분극시키기 위해 순차적으로 전압이 가해질 수 있는 코일 또는 권선을 지지한다. 일부 실시예에서, 다수의 영구 자석들은 고정자들 부근에 있는, 허브의 내부 테두리상에 번갈아드는 극성으로 배치된다. 고정자상에 배치된 코일이 번갈아드는 극성으로 순차적으로 전압이 가해질 때, 인접한 자석에 대한 각 고정자의 자석 인력 및 척력으로 인해 허브가 회전하며, 이에 의해, 디스크를 회전시키며 정보 저장 트랙을 헤드를 가로질러 통과시킨다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 디스크 드라이브 어셈블리의 전개사시도를 도시하며, 도2는 도1의 실시예의 전개단면도를 도시한다. 도3은 도1 및 도2의 실시예의 조립단면도를 도시한다.
도1, 2, 및 3을 참조하면, 컵(12)은 허브(14)의 함몰된 영역(77)을 회전가능하게 포집하는 베이스(10)로 조립되어 있고, 함몰된 영역(77)은 중앙의 개방 영역(76)을 구비한다. 단면도인 도2에서 쉽게 알 수 있는 것처럼, 일반적으로 컵 형상인 구조(이하 "컵"이라 한다)(12)는 대략 원통형이며 하부에서 밀봉된다. 일부 실시예에서, 하부 돌출부(71)는 주된 컵 섹션(73)보다 더 작은 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 돌출부(71)는 베이스(10)의 공동(70)으로 끼워 넣어질 수 있다. 다른 실시예에서, 하부 돌출부는 생략될 수 있다. 컵(12)은 스틸, 알루미늄, 동, 또는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 컵(12)은 압입결합(press fit), 용접, 또는 접착제에 의해 베이스(10)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 컵(12)은 컵의 개방 단부쪽에 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 측벽들을 가지며, 이들은 컵 뚜껑(74)과 만난다. 이러한 바깥쪽 테이퍼는 컵이 허브(14)와 조립될 때 모세관 시일(capillary seal)을 제공한다(도4의 35 참조). 컵 뚜껑(74)은 조립될 때 허브(14)의 인접 표면들과 래버린스 시일(labyrinth seal)을 형성할 수 있다.
이제 도2의 실시예를 참조하면, 스핀들(18)은 바디 세그먼트(80)와 컵 부착 섹션(81)을 포함한다. 스핀들 부착 섹션(81)은 허브(14)의 함몰된 영역(77)의 중앙의 개방 영역(76)을 통해 연장하도록 구성되어 스핀들(18) 주위에 허브(14)의 회 전을 허용한다. 스핀들(18)의 바디 세그먼트(80)는 모세관 시일 섹션(82)과 유체 동적 저널 베어링 섹션(32a 및 32b)을 포함한다. 비록 두 개의 유체 동적 저널 베어링 섹션이 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예는 하나 또는 임의의 유체 동적 저널 베어링 섹션을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 스핀들(18)은 컵(12)에 스핀들 섹션(81)의 컵(12)의 보충 홀(75)로의 압입 결합을 통해 부착된다. 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 대안의 부착 방법들이 사용될 수도 있다. 스핀들은 스틸, 알루미늄 또는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 다른 적절한 재료들로 제조될 수 있다. 도3에서 알 수 있듯이, 스핀들(18)이 컵(12)에 결합되고, 컵(12)이 베이스(10)에 결합될 때, 허브(14)는 스핀들(18)에 의해 정위치에 회전가능하게 고정된다. 허브의 회전을 나타내는 화살표는 도2에서 화살표(83)로 도시되어 있다. 재순환 채널(101)은 컵(12)과 허브(14) 계면 사이, 및 허브(14)와 스핀들(18) 계면 사이에 윤활유 연통을 제공한다.
도4는 도3에 도시된 실시예의 상세를 제공한다. 이 실시예에서, 컵(12)의 내부면은 스핀들(18)의 표면에 인접한 스러스트 베어링(thrust bearing; 34)을 제공하도록 패턴화되었다. 대안으로, 스러스트 베어링(34)에 인접한 것으로 도시된 스핀들(18)의 표면이 스러스트 베어링처럼 패턴화될 수 있다. 이 실시예에는, 두 개의 모세관 시일이 제공된다. 하나의 모세관 시일(36)은 허브(14)와 스핀들(18) 사이에 형성된다. 다른 모세관 시일(35)은 허브(14)와 컵(12) 사이에 형성된다. 일부 실시예에서는, 컵(12)이 허브(14) 및 스핀들(18)과의 조립 이전에 윤활유로 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 허브(14)는 스틸, 알루미늄 또는 당해 기술분 야의 통상의 기술자에게 주지된 다른 적절한 재료들로 제조될 수 있다.
도5는 컵 섹션(42)이 베이스 섹션(40)과 일체화된 본 발명의 제2 실시예의 전개 사시도를 도시한다. 적어도 하나의 디스크(16)와 결합된 허브(14)는 컵 섹션과 회전가능하게 조립되며 도6의 단면도에 볼 수 있듯이, 스핀들(18)에 의해 적어도 부분적으로 적소에 유지된다. 위에서 기재된 본 실시예의 다른 요소들은 이전의 실시예들과 결합된다.
도7a 및 도7b는 제3 실시예에 따른 스핀들, 허브, 및 스러스트 와셔 조립체의 상부 및 하부 전개사시도를 도시한다. 허브(14)는 적어도 하나의 디스크(16)와 결합된다. 스핀들(18)은 도시된 것처럼 허브(14)를 관통하여 삽입될 수 있고 스러스트 와셔(71)와 결합된다. 스러스트 와셔(71)는 스핀들(18)과의 결합을 위한 내부 홀과, 컵 섹션(42)과의 결합을 위해 구성된 외부 홀과, 허브(14)의 인접 표면과 조립될 때 스러스트 베어링으로써 기능하도록 구성된 유체 동적 베어링으로 패턴화된 표면으로 구성될 수 있다. 도8은 도7의 실시예의 단면도를 도시한다. 스핀들(18)은 압입결합(press fit), 용접, 또는 접착제, 또는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 주지된 다른 방법들에 의해 스러스트 와셔(71)와 결합될 수 있다.
도9는 조립 이전의, 스핀들, 허브, 및 스러스트 와셔 어셈블리(93)와, 일체화된 컵을 갖는 베이스(40)의 전개사시도를 도시한다. 도10은 도9에 도시된 실시예를 단면도로 도시한다. 도11은 조립후의 도9의 실시예를 도시하며, 도12는 도11의 상세를 도시한다. 스러스트 와셔(71)는 스러스트 베어링으로 작용하도록 패턴화된 허브(14)에 인접하는 표면을 갖는다. 스러스트 와셔(71)는 또한 도시된 것처 럼 스핀들(18)에 인접한 윤활 재순환 채널(102)을 갖는다. 비록 하나의 재순환 채널이 도시되었지만, 다른 실시예는 하나 이상의 재순환 채널을 가질 수 있다. 다른 실시예는 스핀들(18)의 축에서 보다 먼 재순환 채널들을 구비한 스러스트 와셔들을 가질 수 있다.
도10을 다시 참조하면, 베이스(40)의 일체화된 컵은 스핀들, 허브, 및 스러스트 와셔 어셈블리(93)와의 조립 이전에 적어도 부분적으로 윤활유로 채워질 수 있다.
비록 본 발명은 일부 실시예들과 연관하여 기재되어 왔지만, 본원에서 제시된 특정 형태로 제한하고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 비록 디스크 드라이브 메모리 시스템에 대한 실시예들이 기재되었지만, 다른 실시예들은 CD 드라이브, DVD 드라이브, 또는 다른 어플리케이션을 위한 모터 어셈블리에 적용될 수 있다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부하는 청구범위에 의해서만 제한된다. 부가적으로, 하나의 특징이 특정 실시예들과 연관되어 기재된 것처럼 보이지만, 당업자라면 실시예들에 기재된 다양한 특징들이 본 발명에 따라 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 특허청구범위에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 비록 개별적으로 열거되었지만, 다수의 수단, 요소, 또는 방법 단계들은 가령 하나의 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 부가적으로, 개별 특징들이 상이한 청구항에 포함될 수 있지만, 이들은 유리하게 결합될 수 있고, 상이한 청구항들에서의 포함은 특징들이 조합이 가능하지 않고/않거나 유리하지 않음을 암시하는 것은 아니다. 또한 청구항들의 하나의 카테고리에 있는 특징의 포함은 이 카테고리로의 제한을 암시하는 것이 아니라, 그 특징이 균등하게 다른 청구항 카테고리들에 적절히 적용가능함을 지시하는 것이다. 또한 특허청구범위에 있는 특징들의 순서는 특징들이 작용되어야 하는 특정 순서를 암시하는 것이 아니며, 특히 방법 청구항에서의 개별 단계들의 순서는 그 단계들이 이 순서로 수행되어야 함을 암시하지 않는다. 오히려, 그 단계들은 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다.
제공된 도면들은 단지 설명적인 것이며 스케일에 맞게 그려지지 않은 것이다. 이들의 특정 비율은 확장될 수 있고, 다른 것들은 최소화될 수 있다. 도면들은 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있고 적절히 실행될 수 있는 본 발명의 다양한 구현을 설명하고자 하는 것이다.
따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 정신과 범위를 일탈하지 않고 수정 및 변경과 함께 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 설명은 개시된 정확한 형태로 본 발명을 소진시키거나 제한하고자 의도하는 것이 아니다. 본 발명은 수정 및 변경과 함께 실시될 수 있고, 본 발명은 특허청구범위와 그 균등물들에 의해서만 제한되어야 함이 이해되어야 한다.
다기능 소자는 경제적인 모터 어셈블리의 구성을 가능하게 한다.

Claims (20)

  1. 모터 어셈블리로서,
    제1 단부 영역, 제2 단부 영역, 및 원주 표면상에 형성된 적어도 하나의 저널 베어링 패턴을 포함하고, 상기 제2 단부 영역에 매달려 있는 결합 구조를 포함하는 스핀들;
    베이스;
    개방된 제1 단부 부분, 제2 단부 부분, 및 적어도 제1 단부 부분 주변으로부터 적어도 제2 단부 부분 주변으로 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 내부 표면을 포함하는 대체로 컵 형상인 구조;
    상기 스핀들과 상기 컵 형상 구조 사이에 회전가능하게 결합하도록 구성된 함몰된 영역을 포함하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조가 이를 관통해 상기 컵의 상기 제2 단부 부분에 고정 결합되고 둘레로 허브가 회전하는 중앙 개구가 형성되며, 상기 스핀들의 상기 제2 단부 영역에 인접한 스러스트 베어링 패턴을 포함하는, 허브;
    상기 허브의 내부 테두리에 번갈아드는 극성으로 배치된 다수의 영구 자석; 및
    상기 다수의 영구 자석 부근의 상기 베이스에 결합되며, 원형으로 배치된 다수의 치차를 포함하는, 고정자 - 각각의 치차는, 허브를 회전시키기 위해 상기 고정자를 분극하도록 전압이 가해지는 코일들 또는 권선들을 지지함 - 를 포함하는 모터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스핀들의 외부 원주면과 상기 허브의 함몰된 영역의 내표면이 모세관 시일(capillary seal)을 형성하도록 윤곽을 이루며;
    상기 허브의 함몰된 영역의 외부 원주면과 상기 대체로 컵 형상인 구조의 내표면이 모세관 시일을 형성하도록 윤곽을 이루는, 모터 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 상기 개방된 제1 단부 부분은 뚜껑을 더 포함하며, 상기 뚜껑의 표면은 상기 허브의 인접 표면과의 래버린스 시일(labyrinth seal)을 더 포함하는, 모터 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대체로 컵 형상인 구조는 상기 베이스에 형성되는, 모터 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 적어도 제2 단부 부분은 상기 베이스 구조에 고정 결합되는, 모터 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 허브는 윤활 재순환 채널을 더 포함하는, 모터 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스핀들의 상기 제1 단부는 모터 어셈블리 커버의 부착을 위한 볼트 또는 스크류를 수용하도록 구성된, 모터 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 모터 어셈블리는 상기 허브와 함께 회전하도록 장착된 자기 기억 매체를 포함하는 디스크를 포함하는, 모터 어셈블리.
  9. 모터 어셈블리로서,
    제1 단부 영역, 제2 단부 영역, 및 원주 표면상에 형성된 적어도 하나의 저널 베어링 패턴을 포함하고 상기 제2 단부 영역에 매달려 있는 결합 구조를 포함하는 스핀들;
    대체로 컵 형상인 구조가 내부에 형성된 베이스 - 상기 대체로 컵 형상인 구조는 개방된 제1 단부 부분, 제2 단부 부분, 및 적어도 제1 단부 부분 주변으로부터 적어도 제2 단부 부분 주변으로 바깥쪽으로 테이퍼링(tapering)되는 내부 표면을 포함함 - ;
    제1 및 제2 표면을 구비하고, 상기 제1 표면에 형성된 유체 동적 베어링 패턴을 구비하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조와 결합하도록 구성된 중앙 홀을 형성하며, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 제2 단부 부분의 내표면과 결합하도록 구성된 외부 원주 영역을 구비하는, 스러스트 와셔(thrust washer);
    상기 스핀들, 상기 스러스트 와셔, 및 상기 컵 형상 구조 사이에 회전가능하게 결합하도록 구성된 함몰된 영역을 포함하며, 상기 스핀들의 상기 결합 구조가 이를 관통해 상기 스러스트 와셔의 상기 중앙 홀에 고정 결합되는 중앙 개구가 형성되며, 상기 스러스트 와셔의 상기 제1 표면에 형성된 유체 동적 베어링 패턴에 인접한 표면을 포함하는, 허브;
    상기 허브의 내부 테두리에 번갈아드는 극성으로 배치된 다수의 영구 자석; 및
    상기 다수의 영구 자석 부근의 상기 베이스에 결합되며, 원형으로 배치된 다수의 치차를 포함하는, 고정자 - 각각의 치차는, 허브를 회전시키기 위해 상기 고정자를 분극하도록 전압이 가해지는 코일들 또는 권선들을 지지함 - 를 포함하는 모터 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스핀들의 상기 결합 구조는 압입결합(press fit)에 의해 상기 스러스트 와셔의 중앙 홀에 결합하는, 모터 어셈블리.
  11. 제9항에 있어서,상기 스러스트 와셔는 압입결합에 의해 상기 대체로 컵 형상인 구조와 결합하는, 모터 어셈블리.
  12. 제9항에 있어서, 상기 스핀들의 외부 원주면과 상기 허브의 함몰된 영역의 내표면은 모세관 시일을 형성하도록 윤곽을 이루는, 모터 어셈블리.
  13. 제9항에 있어서, 상기 허브의 함몰된 영역의 외부 원주면과 상기 대체로 컵 형상인 구조의 내표면이 모세관 시일을 형성하도록 윤곽을 이루는, 모터 어셈블리.
  14. 제9항에 있어서, 상기 대체로 컵 형상인 구조의 상기 개방된 제1 단부 부분은 뚜껑을 더 포함하며, 상기 뚜껑의 표면은 상기 허브의 인접 표면과의 래버린스 시일을 더 포함하는, 모터 어셈블리.
  15. 제9항에 있어서, 상기 허브는 유체 재순환 채널을 더 포함하는, 모터 어셈블리.
  16. 제9항에 있어서, 상기 스핀들의 상기 제1 단부는 모터 어셈블리 커버의 부착을 위한 볼트 또는 스크류를 수용하도록 구성된, 모터 어셈블리.
  17. 제9항에 있어서, 상기 허브와 함께 회전하도록 장착된 자기 기억 매체를 포함하는 디스크를 더 포함하는, 모터 어셈블리.
  18. 제9항에 있어서, 상기 스핀들 재료는 스틸 및 알루미늄 중 하나를 포함하는, 모터 어셈블리.
  19. 제9항에 있어서, 상기 베이스 재료는 스틸, 알루미늄, 및 청동 중 하나를 포함하는, 모터 어셈블리.
  20. 제10항에 있어서, 상기 허브 재료는 알루미늄을 포함하는, 모터 어셈블리.
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