KR101004772B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

모터가 개시된다. 샤프트를 구비하는 로터, 하우징홀이 형성되어 있으며 하우징홀의 둘레를 따라 돌출된 하우징지지부를 포함하는 베이스, 하우징홀에 삽입되어 하우징지지부에 의해 지지되어 있으며 샤프트가 일측으로 삽입된 관통홀이 형성된 하우징, 관통홀의 타측에 삽입되어 있으며 샤프트를 회전가능하게 지지하는 지지홈이 형성된 로터서포터를 포함하는 모터는, 모터의 제조공정을 간단히 하고 제조비용을 절감할 수 있다.

모터, 프레스, 압입

Description

모터{motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

스핀들모터(Spindle motor)는 컴퓨터용 드라이브 등 정밀 회전장치를 필요로 하는 전자 제품에 널리 사용되고 있다. 스핀들모터는 작은 사이즈임에도 고속 회전이 가능하고, 정밀 제어가 용이하며 소비전력이 작다는 등의 여러 가지 장점이 있어서 향후 그 사용이 증대될 전망이다.

일반적인 스핀들모터는, 회전하는 로터(rotor)와, 로터의 회전운동을 지지하는 스테이터(stator)를 포함하여 이루어진다.

종래기술에 따른 스핀들 모터는, 베이스플레이트에 코킹으로 결합된 하우징을 구비한 스테이터(stator)에 로터(rotor)가 회전가능하게 지지되는 구조를 가진다.

이러한 스핀들 모터는 스테이터와 로터의 중심을 정확하게 일치시키기 위하여 하우징을 고강성의 황동을 절삭가공 등으로 제조한다. 따라서, 원가가 상승하는 단점이 있다.

그리고, 하우징의 하면을 코킹하여, 하우징을 베이스플레이트에 결합하므로, 작업공정이 불편한 단점이 있다. 또한, 하우징의 코킹공정 도중, 스테이터와 로터의 중심이 어긋나서, 자계의 중심이 어긋날 우려도 있다.

이러한 단점을 보완하기 위해, 로터의 샤프트가 삽입되는 컵 형태의 하우징을 베이스플레이트에 삽입하는 구조가 제안되었으나, 베이스플레이트에 결합되는 하우징의 기울어짐으로 인하여 축 기울임이 발생되는 문제가 있다. 또한, 하우징에 압입된 베이링의 내경을 보정하는 사이징(sizing) 작업이 어려운 문제도 있다.

본 발명은 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴한 모터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 축 기울어짐을 방지하고, 베어링 내경의 사이징 작업이 용이한 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 샤프트를 구비하는 로터, 하우징홀이 형성되어 있으며, 상기 하우징홀의 둘레를 따라 돌출된 하우징지지부를 포함하는 베이스, 상기 하우징홀에 삽입되어 상기 하우징지지부에 의해 지지되어 있으며, 상기 샤프트가 일측으로 삽입된 관통홀이 형성된 하우징, 상기 관통홀의 타측에 삽입되어 있으며, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 지지홈이 형성된 로터서포터를 포함하는 모터가 제공된다.

상기 하우징과 상기 하우징지지부는 끼워맞춤 공차를 가지며, 상기 하우징은 상기 베이스에 압입되어 결합될 수 있다.

상기 하우징지지부는 상기 베이스의 일면에 돌출되어 있으며, 상기 하우징은, 상기 베이스의 타면에 접하는 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 하우징홀에, 상기 플랜지가 수용되도록 내경이 확대되는 베이스단차부가 형성될 수 있다.

상기 하우징과 상기 베이스 사이에 접착제가 개재될 수 있다.

상기 하우징의 외주에, 외경이 축소되는 외부단차부가 형성되어 있고, 상기 외부단차부에 지지된 전자석을 더 포함될 수 있다.

상기 로터서포터와 상기 하우징의 관통홀은 끼워맞춤 공차를 가지며, 상기 로터서포터는 상기 하우징에 압입되어 결합될 수 있다.

상기 로터서포터에, 상기 지지홈의 둘레를 따라 지지면이 형성되고, 상기 지지면에 안착되어 있으며, 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트의 이탈을 방지하는 스토퍼를 더 포함될 수 있다.

상기 로터서포터는, 상기 지지면을 형성하는 중심부와, 상기 하우징의 내주면과 면접되도록 굴곡된 외각부를 포함하는 판형부재이며, 상기 지지홈은, 상기 중심부에 함몰되어 형성될 수 있다.

상기 하우징의 관통홀에, 상기 관통홀의 타측으로 삽입된 상기 로터서포터가 지지되도록 내경이 확대되는 내부단차부가 형성되어 있고, 상기 스토퍼는, 상기 내 부단차부와 상기 로터서포터 사이에 개재될 수 있다.

상기 하우징의 관통홀에, 상기 관통홀의 타측으로 삽입된 상기 로터서포터가 지지되도록 내경이 확대되는 내부단차부가 형성되어 있고, 상기 스토퍼는, 상기 내부단차부와 상기 로터서포터 사이에 개재될 수 있다.

상기 베이스는 판형부재이며, 상기 하우징의 외주면와 면접된 플랜지형의 하우징지지부가 형성될 수 있다.

상기 로터서포터의 지지홈에 삽입되어, 상기 샤프트와 상기 로터서포터 사이에 개재된 쓰러스트와셔를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스, 상기 하우징 및 상기 로터서포터 중 적어도 어느 하나는 프레스 가공물일 수 있다.

본 발명은 프레스 가공으로 형성된 부품을 차례로 끼워 조립되는 모터를 제공함으로써, 모터의 제조공정을 간단히 하고 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 로터를 지지하는 하우징이 견고하게 지지된 모터를 제공함으로써, 모터의 축 기울어짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 관통된 하우징을 제공하여, 하우징에 압입된 베어링의 내경을 용이하게 사이징할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터를 나타낸 분해도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 하우징(20)의 결합을 나타낸 확대도이다. 도 3은 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 로터(1), 베이스(10), 하우징(20) 및 로터서포터(30)를 포함한다. 로터(1)의 회전을 지지하는 스테이터는 베이스(10), 하우징(20) 및 로터서포터(30)를 포함하여 이루어진다.

로터(1)는 회전하는 부분으로, 회전에 중심축이 되는 샤프트(2)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시에의 로터(1)는 샤프트(2) 및 샤프트(2)와 결합되어 회전체를 지지하는 허브(3)를 포함한다. 또한, 스테이터에 설치된 전자석(70)에 대응되게 배치되어 있으며, 전자석(70)과 함께 로터(1)를 회전시키는 구동력을 발생시키는 영구자석(4)이 허브(3)에 결합된다.

베이스(10)는 모터를 전체적으로 지지하는 부분으로, 구체적으로 로터(1)를 지지하는 하우징(20)을 지지한다. 이를 위해, 베이스(10)에는 하우징(20)이 삽입되는 하우징홀(12)이 형성되어 있다. 그리고, 하우징(20)을 지지하는 하우징지지부(14)가 하우징홀(12)의 둘레를 따라 돌출되어 있다.

여기서, 베이스(10)는 판형부재일 수 있다. 그리고, 버링(burring) 등과 같은 프레스가공을 통하여, 판재형상의 베이스(10)에는 하우징(20)의 외주와 면접되도록 굴곡된 플랜지형의 하우징지지부(14)가 형성될 수 있다.

또한, 베이스(10)에는 후술할 하우징(20)의 플랜지(24)가 수용될 수 있도록, 내경이 확대되는 베이스단차부(16)가 형성될 수 있다. 베이스단차부(16)는 익스팬딩(expanding) 등의 프레스가공으로 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 베이스(10)에는 베이스(10)의 일면을 향하여 돌출되도록 굴곡된 플랜지형의 하우징지지부(14)가 형성되어 있다. 그리고, 하우징홀(12)의 베이스(10) 타면 측에는 베이스단차부(16)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 하우징(20)의 외주면을 둘러싸며 지지하는 하우징지지부(14)를 제시한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 하우징(20)의 외주면을 부분적으로 지지하는 형태와 같이 다양한 형태로 실시될 수 있다.

하우징(20)은 후술할 로터서포터(30)와 결합되어 로터(1)를 회전가능하게 지지하는 부분이다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(20)은 베이스(10)의 하우징홀(12)에 삽입되어 하우징지지부(14)에 의하여 지지된다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(20)의 외주면(20a)과 하우징지지부(14)의 내주면(10a)은 끼워맞춤 공차를 가져서, 하우징(20)은 베이스(10)에 압입되어 결합될 수 있다.

또한, 베이스(10)와의 결합을 견고히 하기 위하여, 하우징(20)에는 베이 스(10)의 타면에 접하는 플랜지(24)가 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지(24)가 형성된 하우징(20)은, 하우징지지부(14) 및 베이스(10) 타면에 의해 지지된다. 이에 따라, 베이스(10)에 결합된 하우징(20)의 기울어짐을 효과적으로 방지하여, 하우징(20)에 의해 지지되는 로터(1)의 축 기울어짐을 방지할 수 있다. 플랜지(24)의 형성은 플랜징(flanging) 등의 프레스가공으로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 플랜지(24)는 하우징(20)의 외주를 따라 고리형상으로 형성된 형태를 제시한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 하우징(20)의 외주에 부분적으로 돌출되는 것과 같이 다양한 형태로 실시될 수 있다.

또한, 베이스(10)와의 결합을 견고히 하기 위하여, 하우징(20)과 베이스(10) 사이에 접착제(80)를 개재할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 플랜지(24)와 베이스단차부(16) 사이에는 접착제(80)가 개재되기 용이한 공간이 형성된다.

그리고, 하우징(20)에는, 로터(1)의 샤프트(2)를 지지하도록 일측으로 샤프트(2)가 삽입되는 관통홀(22)이 형성되어 있다.

여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(2)의 회전이 용이하도록 샤프트(2)와 하우징(20) 사이에 베어링(60)이 개재될 수 있다. 이 경우에, 관통형상의 하우징(20)은 베어링(60)의 내경을 보정하는 사이징(sizing)을 용이하게 한다. 하우징(20)에 압입된 베어링(60)은 압입 전에 비하여 내경이 축소되므로, 사이징봉을 삽입하여 내경을 보정하는 사이징 작업이 필요하다. 관통형상의 하우징(20)에서는, 베어링(60)의 내경을 보정하는 사이징봉의 삽입이 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 관통홀(22)에는 로터서포터(30)가 지지되도록 내경이 확대되는 내부단차부(26)가 형성될 수 있다. 내부단차부(26)는 익스팬딩(expanding) 등의 프레스가공으로 형성될 수 있다.

그리고, 본 실시예의 하우징(20)의 외주에는 외경이 축소되는 외부단차부(28)가 형성되어 있어서, 하우징(20)은 전자석(70)을 지지할 수 있다. 외부단차부(28)는 넥킹(necking) 등의 프레스가공으로 형성될 수 있다.

로터서포터(30)는 하우징(20)과 결합되어 로터(1)를 회전가능하게 지지하는 부분으로, 로터(1)의 샤프트(2)를 지지하는 지지홈(32)이 형성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(20)과의 결합을 위하여, 로터서포터(30)는 하우징(20)의 관통홀(22)의 타측에 삽입되어 있다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터서포터(30)의 외주면(30a)과 하우징(20)의 내주면(20b)은 끼워맞춤 공차를 가져서, 로터서포터(30)는 하우징(20)에 압입되어 결합될 수 있다.

그리고, 본 실시예의 모터는 샤프트(2)의 이탈을 방지하기 위하여 샤프트(2)홈(2a)에 결합된 스토퍼(40)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 스토퍼(40)는 결합홀(42)이 형성된 판재형상으로 샤프트홈(2a)에 끼워져 있다. 로터(1)가 회전하여 부상할 때, 스토퍼(40)는 스테이터에 지지되어 로터(1)의 이탈을 방지한다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터서포터(30)에는 스토퍼(40)가 안착되는 지지면(34a)이 지지홈(32)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.

특히, 로터서포터(30)는 일체형의 판형부재로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 로터서포터(30)는, 지지면(34a)을 형성하는 중심부(34)와, 하우징(20)의 내주면과 면접되도록 굴곡된 외각부(36)를 포함하는 판형부재일 수 있다. 그리고, 지지홈(32)은 중심부(34)에 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우에, 로터서포터(30)는 압입가공(coining), 드로잉(drawing) 등의 프레스 가공에 의해 형성될 수 있다.

또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 스토퍼(40)는 상술한 하우징(20)의 내부단차부(26)와 로터서포터(30) 사이에 개재되어 지지될 수 있다.

또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 스토퍼(40)는 상술한 베어링(60)과 로터서포터(30) 사이에 개재되어 지지될 수도 있다.

그리고, 본 실시예의 모터는, 샤프트(2)와 로터서포터(30) 사이의 마찰로 인하여 발생한 발열 및 저항을 감소시키기 위하여, 샤프트(2)와 로터서포터(30) 사이에 쓰러스트와셔(50)를 추가로 개재할 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 쓰러스트와셔(50)는 로터서포터(30)의 지지홈(32)에 삽입되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 베이스(10), 하우징(20) 및 로터서포터(30)는 프레스 가공에 형성되고, 순차적으로 압입되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 가공과 조립과정이 단순화되며, 제조비용이 절감되는 장점이 있다. 또한, 프레스 가공으로 형성되어 압입된 구조는 높은 치수정밀도를 가지는 장점도 있다. 이에 따라, 황동 등의 고가의 재료를 사용하지 않고 모터 부품에 다양한 소재를 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예의 모터는 하우징(20)이 베이스(10)에 견고하게 결합됨으로써, 축 기울어짐이 방지되는 안정적인 축계를 형성할 수 있다.

그리고, 모터의 높이 조절이 용이하여, 설계자유도가 향상되는 장점도 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 높이조절을 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 로터서포터(30)의 압입 깊이를 조절함으로써 베이스(10)에서 샤프트(2)의 안착높이(H1)을 조절할 수 있다. 이에 따라, 베이스(10)를 기준으로 한 로터(1)의 높이를 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 베이스단차부(16)를 통하여, 베이스(10)로부터 하우징(20)의 돌출높이(H2)를 조절할 수 있다. 따라서, 샤프트(2)의 안착높이(H1) 및 하우징(20)의 돌출높이(H2)를 조절하여 전체 모터의 높이를 용이하게 조절할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터를 나타낸 분해도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 하우징의 결합을 나타낸 확대도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 높이조절을 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 로터 2: 샤프트

3: 허브 4: 영구자석

10: 베이스 12: 하우징홀

14: 하우징지지부 16: 베이스단차부

20: 하우징 22: 관통홀

24: 플랜지 26: 내부단차부

28: 외부단차부 30: 로터서포터

32: 지지홈 34: 중심부

34a: 지지면 36: 외각부

40: 스토퍼 42: 결합홀

50: 쓰러스트와셔 60: 베어링

70: 전자석 80: 접착제

Claims (14)

1. 샤프트를 구비하는 로터;

   하우징홀이 형성되어 있으며, 상기 하우징홀의 둘레를 따라 돌출된 하우징지지부를 포함하는 베이스;

   상기 하우징홀에 삽입되어 상기 하우징지지부에 의해 지지되어 있으며, 상기 샤프트가 일측으로 삽입된 관통홀이 형성된 하우징; 및

   상기 관통홀의 타측에 삽입되어 있으며, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하는 지지홈이 형성된 로터서포터를 포함하는 모터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징과 상기 하우징지지부는 끼워맞춤 공차를 가지며,

   상기 하우징은 상기 베이스에 압입되어 결합된 것을 특징으로 하는 모터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 하우징지지부는 상기 베이스의 일면에 돌출되어 있으며,

   상기 하우징은, 상기 베이스의 타면에 접하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 하우징홀에, 상기 플랜지가 수용되도록 내경이 확대되는 베이스단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
5. 제3항에 있어서,

   상기 하우징과 상기 베이스 사이에 접착제가 개재되는 것을 특징으로 하는 모터.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하우징의 외주에, 외경이 축소되는 외부단차부가 형성되어 있고,

   상기 외부단차부에 지지된 전자석을 더 포함하는 모터.
7. 제1항에 있어서,

   상기 로터서포터와 상기 하우징의 관통홀은 끼워맞춤 공차를 가지며,

   상기 로터서포터는 상기 하우징에 압입되어 결합된 것을 특징으로 하는 모터.
8. 제7항에 있어서,

   상기 로터서포터에, 상기 지지홈의 둘레를 따라 지지면이 형성되고,

   상기 지지면에 안착되어 있으며, 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트의 이탈을 방지하는 스토퍼를 더 포함하는 모터.
9. 제8항에 있어서,

   상기 로터서포터는, 상기 지지면을 형성하는 중심부와, 상기 하우징의 내주면과 면접되도록 굴곡된 외각부를 포함하는 판형부재이며,

   상기 지지홈은, 상기 중심부에 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
10. 제8항에 있어서,

    상기 하우징의 관통홀에, 상기 관통홀의 타측으로 삽입된 상기 로터서포터가 지지되도록 내경이 확대되는 내부단차부가 형성되어 있고,

    상기 스토퍼는, 상기 내부단차부와 상기 로터서포터 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 모터.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,

    상기 베이스는 판형부재이며, 상기 하우징의 외주면와 면접된 플랜지형의 하우징지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 모터.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 로터서포터의 지지홈에 삽입되어, 상기 샤프트와 상기 로터서포터 사이에 개재된 쓰러스트와셔를 더 포함하는 모터.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 베이스, 상기 하우징 및 상기 로터서포터 중 적어도 어느 하나는 프레스 가공물인 것을 특징으로 하는 모터.

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