다기능 소자를 갖는 모터 어셈블리 document_id A220623029903

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 스핀들 상에 회전가능하게 장착되는 허브 상에 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 디스크 상에 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 원형으로 배열된 다수의 톱니부(teeth)를 포함하는, 어셈블리의 베이스에 형성된 고정자를 포함한다. 각각의 톱니부는 고정자를 분극시키기 위해 순차적으로 전압이 가해질 수 있는 코일 또는 권선을 지지한다. 다수의 영구 자석들은 고정자 부근에 있는 허브의 내부 테두리 상에 교번 극성으로 배치된다. 고정자 상에 배치된 코일은, 교번 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 회전할 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 되는 것이 중요하다.