KR100999482B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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Abstract

스핀들 모터가 개시된다. 상기 스핀들 모터는 시트 형상의 금속제를 프레스 가공하여 일면이 개방된 원통형상의 베어링하우징을 일체로 형성하므로, 재료비가 절감되고 부품들의 조립공정이 간편하다. 따라서, 원가가 절감된다. 또한, 코킹공정 없이 베어링하우징을 베이스에 압입 또는 본딩하여 결합하므로, 베이스에 대한 베어링하우징의 수직도가 정확하다. 따라서, 베이스에 대한 회전축의 수직도도 정확하므로, 진동 및 소음이 감소된다. 또한, 베어링하우징이 일체형으로 형성되므로, 베어링에서 배출되는 오일이 베어링하우징의 하면측으로 누설되지 않는다. 따라서, 수명이 연장된다.

Description

스핀들 모터 {SPINDLE MOTOR}
도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110,210 : 베이스 120,220 : 베어링하우징
130 : 베어링 140 : 회전축
160 : 고정자 170 : 회전자
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
스핀들 모터는 ODD(Optical Disk Drive)의 내부에 설치되어, 직선운동하는 광 픽업이 디스크에 기록된 데이타를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다.
도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 베이스(11)에 상하면이 개방된 베어링하우징(13)이 지지 되어 설치된다. 베어링하우징(13)의 하면 외측은 코킹(Caulking)(13a)되어 베이스(11)에 결합되고, 하면 내측에는 스토퍼(15)가 코킹(13b)에 의하여 결합된다.
베어링하우징(13)의 내부에는 베어링(17)이 고정되고, 베어링(17)에는 회전축(19)이 지지되어 회전가능하게 설치된다.
베어링하우징(13)의 외면에는 코어(21a)와 코일(21b)을 가지는 고정자(21)가 고정되고, 회전축(19)에는 로터요크(23a)와 마그네트(23b)를 가지는 회전자(23)가 고정된다. 그리하여, 코일(21b)에 전류가 공급되면, 코일(21b)과 마그네트(23b) 사이에 발생하는 전자기력에 의하여 회전자(23) 및 회전축(19)이 회전하고, 이로인해 로터요크(23a)에 탑재된 디스크(50)가 회전한다.
상기와 같은 종래의 스핀들 모터는 베어링하우징(13)이 고가(高價)의 황동가공물이다. 그리고, 베어링하우징(13)의 외측과 내측을 각각 코킹(13a,13b)하여, 베어링하우징(13)을 베이스(11)에 결합하고, 베어링하우징(13)에 스토퍼(15)를 결합하므로, 작업공정이 복잡하다. 따라서, 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 베어링하우징(13)의 코킹 공정 도중, 베이스(11)와 베어링하우징(13)의 수직도가 어긋나서, 회전축(19)이 베이스(11)에 대하여 기울어질 우려가 있다. 이로인해, 진동 및 소음이 많이 발생하는 단점이 있다.
또한, 베어링하우징(13)과 스토퍼(15)의 접촉 부위로 베어링(17)에서 배출된 오일이 누설될 수 있으므로, 수명이 단축되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으 로, 본 발명의 목적은 원가를 절감할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 진동 및 소음을 저감할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 수명을 연장할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 결합관이 형성된 베이스; 개방된 일단면(一端面)에는 외측으로 벤딩된 걸림테가 형성되고, 밀폐된 타면측 외주면이 상기 결합관에 삽입 결합된 베어링하우징; 상기 베어링하우징의 내부에 고정된 베어링; 상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축; 상기 걸림테와 상기 결합관의 단면(端面) 사이의 상기 베어링하우징의 외주면에 고정된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자; 상기 회전축에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지며 상기 고정자와 작용하여 회전하는 회전자를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 관통공이 형성된 베이스; 일면은 개방되고 밀폐된 타면측 외주면이 상기 관통공을 형성하는 상기 베이스에 설치된 베어링하우징; 상기 베이스에 결합되어 상기 베어링하우징을 지지하는 지지부재; 상기 베어링하우징의 내부에 고정된 베어링; 상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축; 상기 지지부재에 고정된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자; 상기 회전축에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지 며 상기 고정자와 작용하여 회전하는 회전자를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 스핀들 모터를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 판형상으로 마련되며 중앙부에 결합관(111)이 형성된 베이스(110)가 마련되고, 결합관(111)의 내주면에는 베어링하우징(120)이 삽입되어 기립 설치된다. 베어링하우징(120)은 일면이 개방된 원통형으로 마련되며, 타면측 외주면이 결합관(111)의 내주면에 삽입 결합된다.
이하, 베이스(110)의 수직방향에 대하여, 베이스(110)의 상측을 향하는 면 및 방향을 '상면 및 상측', 하측을 향하는 면 및 방향을 '하면 및 하측'이라 한다.
베어링하우징(120)은 하단면(下端面)측 외주면이 결합관(111)의 내주면에 삽입 결합되는 수직관(121), 수직관(121)의 하단면에서 수직관(121)의 중심측으로 연장된 연장테(123), 연장테(123)의 내주면에서 수직관(121)의 길이방향 외측으로 연장된 연장관(125) 및 연장관(125)의 하단면(下端面)을 밀폐하는 받침판(127)을 가지며, 한장의 시트를 프레스 가공하여 일체로 형성한다. 그리고, 수직관(121)의 상단면(上端面)에는 수직관(121)의 반경방향 외측으로 걸림테(129)가 벤딩 형성된다.
수직관(121)의 내주면에는 베어링(130)이 압입 고정되고, 베어링(130)에는 회전축(140)의 하부측 외주면이 지지되어 회전가능하게 설치된다.
회전축(140)의 하단부는 받침판(127)의 상면에 접촉되어 지지되어도 무방하 나, 금속제의 회전축(140)과 금속제의 받침판(127)이 직접 접촉하면 회전축(140)의 회전시, 큰 소음 및 큰 마찰력이 발생하므로, 받침판(127)의 상면에는 소음 및 마찰력을 저감하기 위한 스러스트플레이트(151)가 설치된다. 즉, 스러스트플레이트(151)에 회전축(140)의 하단부가 접촉 지지된다.
베어링하우징(120) 및 회전축(140)에는 고정자(160) 및 회전자(170)가 각각 고정된다.
고정자(160)는 걸림테(129)와 결합관(111)의 상단면(上端面) 사이의 베어링하우징(120)의 외주면에 고정된 코어(161)와 코어(161)에 권선된 코일(165)을 가지고, 회전자(170)는 베이스(110)와 대향하는 하면이 개방된 원통형으로 형성되어 상면 중앙부측이 베어링하우징(120)의 상측으로 노출된 회전축(140)의 외주면에 고정되는 로터요크(171)와 로터요크(171)의 내주면에 고정되어 고정자(160)와 대향하는 마그네트(175)를 가진다.
그리하여, 코일(165)에 전류가 인가되면, 코일(165)과 마그네트(175) 사이에 발생되는 전자기력에 의하여 회전자(170)가 회전하고, 이로인해 회전축(150)이 회전하는 것이다.
로터요크(171)의 내주면에는 마그네트(175)의 외주면 및 상단면(上端面)이 접촉 지지되는 단면(段面)(171a)이 형성된다. 이로인해, 마그네트(175)가 로터요크(171)에 더욱 견고하게 결합된다. 그리고, 로터요크(171)의 상면 중앙부측에는 회전축(150)이 삽입 결합되는 돌출관(171b)이 상측으로 돌출 형성된다. 돌출관(171b)은 회전축(150)과 로터요크(171)의 결합 면적을 넓게 하여, 로터요크(171) 가 회전축(150)에 견고하게 결합되도록 한다.
결합관(111)의 상면에는 지지링(115)의 하면이 접촉 설치되고, 코어(161)의 상면 및 하면은 걸림테(129)의 하면 및 지지링(115)의 상면에 접촉 지지된다. 즉, 코어(161)는 걸림테(129)와 지지링(115) 사이에 끼여 있는 형태로 설치되므로, 안정되게 설치된다. 따라서, 낙하충격에 의해서도 코어(161)를 포함한 고정자(160)가 이탈되지 않는다.
지지링(115)의 외경은 결합관(111)의 외경 보다 크게 형성되는데, 이는 코어(161)와의 접촉 면적을 넓게 하여 코어(161)를 더욱 안정되게 지지하기 위함이다.
로터요크(171)의 상면에는 디스크(50)가 탑재되는데, 회전축(140)에 결합된 로터요크(171)의 부위에는 디스크(50)의 이탈을 방지함과 동시에 디스크(50)의 중심이 회전축(140)의 중심과 일치하도록 지지하는 클램프(180)가 결합된다.
연장테(123)의 상면에는 링형상의 와셔스토퍼(153)가 설치되어, 베어링(130)의 하면에 의하여 고정된다. 그리고, 와셔스토퍼(153)와 대응되는 회전축(140)의 외주면 부위에는 회전축(140)의 중심측으로 함몰 형성된 링형상의 걸림로(143)가 형성된다. 걸림로(143)에는 와셔스토퍼(153)의 내주면측이 삽입되는데, 이로인해, 회전축(140)이 베어링하우징(120)의 상측으로 이탈되지 않는다.
코어(161)의 상면에는 흡인마그네트(157)가 고정되어 로터요크(171)의 상면과 대향한다. 흡인마그네트(157)는 로터요크(171)를 흡인하여 회전자(170) 및 회전축(140)이 상측으로 부상(浮上)하는 것을 방지한다.
본 실시예에 따른 스핀들 모터는 시트형태의 금속을 프레스 가공하여 베어링하우징(120)을 형성하고, 결합관(111)에 베어링하우징(120)을 압입하거나 접착제 등으로 결합한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링하우징의 단면도로서, 도 2와의 차이점만을 설명한다.
도시된 바와 같이, 베이스(210)에 관통공(211)이 형성되고, 관통공(211)에 베어링하우징(220)의 밀폐된 하면측이 삽입된다. 그리고, 베이스(210)에는 베어링하우징(220)이 베이스(210)에 견고하게 설치되도록 지지하는 지지부재(290)가 설치된다.
상세히 설명하면, 베어링하우징(220)은 내주면에 베어링(230)이 삽입 결합되는 수직관(221), 수직관(221)의 하단면(下端面)에서 수직관(221)의 중심측으로 연장 형성되며 관통공(211)을 형성하는 베이스(210)의 상면에 접촉 지지되는 연장테(223), 연장테(223)의 내주면에서 수직관(221)의 길이방향 외측으로 연장된 연장관(225) 및 연장관(225)의 하단면(下端面)을 밀폐하는 받침판(227)을 가진다.
연장테(223)가 접촉되는 베이스(210)의 상면 부위는 하면측으로 함몰(213)형성된다. 이는 함몰부(213)의 높이 만큼 모터를 소형화하기 위함이다.
그리고, 지지부재(290)는 링형상으로 형성되어 베이스(210)에 결합된 결합판(291)과 결합판(291)의 내주면에서 결합판(291)의 수직방향으로 연장 형성되어 베어링하우징(220)의 외주면에 접촉 지지되는 지지관(295)을 가진다. 즉, 베이스(210)에 결합된 지지부재(290)에 의하여 베어링하우징(220)이 지지되므로, 베어 링하우징(220)이 베이스(210)에 대하여 수직으로 안정되게 설치되는 것이다.
그리고, 지지관(295)의 외주면에는 코어(261)의 내주면 및 하단면(下端面)이 접촉 지지되는 단면(段面)(295a)이 형성된다. 이로인해, 코어(261)가 지지부재(290)에 더욱 견고하게 결합된다.
회전자(270)의 부상을 방지하는 흡인마그네트(257)는 로터요크(271)의 상면에 결합되어 고정자(260)의 코어(261)와 대향한다. 즉, 흡인마그네트(257)는 코어(261)측으로 흡인되려고 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 시트 형상의 금속제를 프레스 가공하여 일면이 개방된 원통형상의 베어링하우징을 일체로 형성하므로, 재료비가 절감되고 부품들의 조립공정이 간편하다. 따라서, 원가가 절감된다.
또한, 코킹공정 없이 베어링하우징을 베이스에 압입 또는 본딩하여 결합하므로, 베이스에 대한 베어링하우징의 수직도가 정확하다. 따라서, 베이스에 대한 회전축의 수직도도 정확하므로, 진동 및 소음이 감소된다.
또한, 베어링하우징이 일체형으로 형성되므로, 베어링에서 배출되는 오일이 베어링하우징의 하면측으로 누설되지 않는다. 따라서, 수명이 연장된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (16)

  1. 결합관이 형성된 베이스;
    개방된 일단면(一端面)에는 외측으로 벤딩된 걸림테가 형성되고, 밀폐된 타면측 외주면이 상기 결합관에 삽입 결합된 베어링하우징;
    상기 베어링하우징의 내부에 고정된 베어링;
    상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
    상기 걸림테와 상기 결합관의 단면(端面) 사이의 상기 베어링하우징의 외주면에 고정된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자;
    상기 회전축에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지며 상기 고정자와 작용하여 회전하는 회전자를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합관의 단면에는 상기 코어가 접촉 지지되는 링형상의 지지링이 접촉 지지된 스핀들 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지링은 외경이 상기 결합관의 외경 보다 크게 형성된 스핀들 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링하우징은 일단면(一端面)에 상기 걸림테가 형성되고 타면측 외주면이 상기 결합관에 삽입 결합된 수직관, 상기 수직관의 타단면에서 상기 수직관의 중심측으로 연장된 연장테, 상기 연장테의 내주면에서 상기 수직관의 길이방향 외측으로 연장된 연장관 및 상기 연장관의 단면(端面)에서 연장되어 상기 베어링하우징의 타단면을 밀폐하는 받침판을 가지는 스핀들 모터.
  5. 관통공이 형성된 베이스;
    일면은 개방되고 밀폐된 타면측 외주면이 상기 관통공을 형성하는 상기 베이스에 설치된 베어링하우징;
    상기 베이스에 결합되어 상기 베어링하우징을 지지하는 지지부재;
    상기 베어링하우징의 내부에 고정된 베어링;
    상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
    상기 지지부재에 고정된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자;
    상기 회전축에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지며 상기 고정자와 작용하여 회전하는 회전자를 포함하는 스핀들 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지부재는 링형상으로 형성되어 상기 베이스에 결합된 결합판과 상기 결합판의 내주면에서 연장 형성되어 상기 베어링하우징의 외주면에 접촉 지지되는 지지관을 가지는 스핀들 모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지관의 외주면에는 상기 코어의 내주면 및 일단면(一端面)이 접촉 지지되는 단면(段面)이 형성된 스핀들 모터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 베어링하우징은 외주면이 상기 지지부재에 접촉 지지되는 수직관, 상기 베이스측을 향하는 상기 수직관의 타단면(他端面)에서 상기 수직관의 중심측으로 연장 형성되며 상기 관통공을 형성하는 상기 베이스의 일면에 접촉 지지되는 연장테, 상기 연장테의 내주면에서 상기 수직관의 길이방향 외측으로 연장된 연장관 및 상기 연장관의 단면(端面)에서 연장되어 상기 베어링하우징의 타단면을 밀폐하는 받침판을 가지는 스핀들 모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연장테가 접촉하는 상기 베이스의 일면 부위는 타면측으로 함몰된 스핀들 모터.
  10. 제 4 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 받침판에는 상기 회전축이 접촉되는 스러스트플레이트가 설치된 스핀들 모터.
  11. 제 4 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 연장테에는 링형상의 와셔스토퍼가 설치되고, 상기 회전축의 외주면에는 상기 와셔스토퍼의 내주면측이 삽입되어 걸리는 걸림로가 형성된 스핀들 모터.
  12. 제 4 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 로터요크는 디스크가 탑재되는 밀폐된 일면 중앙부측은 상기 회전축에 결합되고 상기 베이스와 대향하는 타면은 개방된 원통형으로 형성되고,
    상기 마그네트는 링형상으로 형성되며,
    상기 로터요크의 내주면에는 상기 마그네트의 외주면 및 일단면이 접촉 지지되는 단면(段面)이 형성된 스핀들 모터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로터요크의 일면 중앙부측에는 상기 회전축이 삽입 결합되는 돌출관이 형성된 스핀들 모터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 돌출관에는 상기 로터요크에 탑재된 디스크를 지지하는 클램프가 결합된 스핀들 모터.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 회전자의 부상을 방지하는 흡인마그네트가 상기 로터요크의 일면과 대향되게 결합된 스핀들 모터.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 로터요크의 일면에는 상기 회전자의 부상을 방지하는 흡인마그네트가 상기 코어와 대향되게 결합된 스핀들 모터.
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