KR101079480B1

KR101079480B1 - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR101079480B1
Application number: KR1020090108679A
Authority: KR
Inventors: 김범초; 신준섭
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2011-11-03
Also published as: KR20110051870A

Abstract

본 발명에 따른 스핀들 모터는 축공이 형성되는 슬리브; 상기 축공에 삽입되도록 형성되는 샤프트; 상기 샤프트가 삽입되도록 삽입 홀이 형성되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 허브; 및 상기 샤프트 및 상기 슬리브의 일면에 상기 허브와 나란하게 안착되며, 상기 샤프트의 회전 시 그 마찰을 줄이기 위한 스러스트 플레이트;를 포함하며, 상기 허브는 상기 슬리브를 향하여 축방향으로 연장 형성되는 연장부를 구비하며, 상기 스러스트 플레이트는 내주면이 상기 연장부의 외주면에 접촉될 수 있다.

Description

스핀들 모터{spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 허브를 샤프트에 조립 시에 접촉 면적을 증가시켜 발거력을 증가시키며 스러스트 플레이트의 변형 및 파괴를 줄일 수 있는 스핀들 모터에 관한 것이다.

전기 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이며, 이는 공급되는 전원의 종류, 시동 방식의 종류, 회전자의 종류, 프레임, 브라켓트 등 외피 구조의 종류에 따라 다양하게 분류된다. 또한, 상기의 방식에 의해 분류된 전기 모터는 절연의 방식, 베어링 방식, 출력, 회전수, 전압, 주파수 등에 의해서 다시 세분화된다.

이 중에서 스핀들 모터는 일반적으로 슬리브를 포함하는 스테이터, 상기 슬리브에 삽입되는 샤프트와 상기 샤프트에 장착되어 함께 회전하는 허브를 포함한다.

이때, 스테이터를 중심으로 로터가 회전하기 위해서는 별도의 회전 동력을 제공하는 데, 이러한 회전 동력을 제공하는 구조로서는 코일이 권선되는 코어가 로터에 장착되는 마그네트와 대면하도록 장착된다.

그리고, 스러스트 플레이트가 샤프트의 단 위에 안착되고, 스러스트 플레이트 상측에 압입되는 허브가 스러스트 플레이트를 누르게 된다.

그러나, 종래의 스핀들 모터는 상기의 구조와 같이 스러스트 플레이트의 상부에 허브가 압입될 때에 하중이 스러스트 플레이트의 접촉면에 직접적으로 전달되므로 스러스트 플레이트가 깨지거나 변형되는 문제점이 종종 발생한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 기술들이 요구된다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 스러스트 플레이트와 허브를 샤프트 및 슬리브 상에 나란하게 배치하여 스러스트 플레이트의 변형 및 파괴를 줄일 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트는 상기 허브 및 상기 스러스트 플레이트와 접촉되는 부분의 단면적이 상기 슬리브의 축 방향 상부 면의 단면적보다 넓게 형성되어 단차진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트는 상기 허브 및 상기 스러스트 플레이트와 접촉되는 부분의 단면적이 넓은 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 허브는 상기 스러스트 플레이트의 측면이 내측에 안착되도록 형성되는 안착부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트의 일면에는 접착제가 도포 되기 위한 도포부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트는 상기 허브의 일면을 따라 접촉되도록 형성되며 회전 축과 평행한 연장부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 상기 스러스트 플레이트의 상부를 눌러서 형성되는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 스핀들 모터는 샤프트 및 슬리브의 일면에 허브와 스러스트 플레이트가 나란하게 안착되므로 허브가 스러스트 플레이트의 상부에 직접적으로 압입되지 않아 상기 압입 공정에서 발생되는 힘에 의한 스러스트 플레이트의 변형 및 파괴를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 허브의 형상이 샤프트와 접촉 면적이 길도록 형성되어 그 발거력이 증대되므로 상기의 구조에 의해서 외부의 충격 및 진동에서 보다 견고해 질 수 있다.

본 발명에 따른 스핀들 모터에 관하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 스핀들 모터는 슬리브(130), 샤프트(140), 허브(150) 및 스러스트 플레이트(160)를 포함한다.

슬리브(130)는 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스(110)의 수용 홀(112)에 몸체 하부단을 압입하여 조립될 수 있다. 이때, 상기 슬리브(130)는 로터(40)와 일정크기의 간격을 두고 서로 대응하여 이들 사이에 습동면을 형성하는 회전지지부재를 의미할 수 있다.

그리고, 슬리브(130)에는 샤프트(140)가 결속되기 위한 축공(132)이 형성될 수 있으며, 축공(132)의 내측면에는 복수개의 래디얼 동압홈(134)이 형성될 수 있다.

이때, 래디얼 동압홈(134)은 슬리브(130)와 샤프트(140) 사이의 간극에 개재되며, 샤프트(140)의 회전 운동 시 샤프트(140)를 지지하여 샤프트(140)의 회전 운동을 안정적으로 유지할 수 있다. 그러나, 래디얼 동압홈(134)이 생략되는 것도 가능하다.

샤프트(140)는 슬리브(130)의 축공(132)에 삽입되어 회전될 수 있으며, 샤프트(140)의 상부면에는 허브(150)와 결속되기 위한 나사가 별도로 조립될 수 있는 것이다.

또한, 샤프트(140)는 허브(150)와 스러스트 플레이트(160)가 나란하게 안착되도록 허브(150)와 결속되는 부분보다 슬리브(130)에 결속되는 부분이 보다 두껍도록 제조되어 단차지게 형성될 수 있다.

허브(150)는 샤프트(140)의 입구 측에서 측면을 따라 길게 접촉되도록 연장부(152)가 형성되며, 상기 측면을 따라 길게 형성된 부분의 중공의 단부는 슬리브(130)의 단차진 부분에 접촉되게 된다.

따라서, 허브(150)가 샤프트(140)와 접촉되는 면적이 보다 증가하기 때문에 그 발거력이 증가하게 되며, 이에 따라 외부의 충격 및 진동으로부터 보다 견고한 구조라는 효과가 있다.

그리고, 샤프트(140)에 삽입되도록 형성되는 허브(150)의 중공의 내측면은 샤프트(140)와 함께 회전되도록 접착제에 의해서 접착될 수 있으며, 상기 내측면에는 접착제가 도포될 수 있는 도포부(142)가 형성될 수 있다.

스러스트 플레이트(160)는 샤프트(140) 및 슬리브(130)의 상부면에 배치되며, 캡(170)에 의해서 그 위치를 고정시키게 된다.

그리고, 스러스트 플레이트(160)는 허브(150)의 측면에 나란하게 위치할 수 있으며, 그 형상은 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 스러스트 플레이트(160)가 별도로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않으며 일체로 형성 될 수도 있는 것이다.

따라서, 본 실시예는 샤프트(140) 및 슬리브(130)의 일면에 허브(150)와 스러스트 플레이트(160)가 나란하게 안착되므로 허브(150)가 스러스트 플레이트(160)의 상부에 직접적으로 압입되지 않는다. 이에 따라, 상기 압입 공정에서 발생되는 힘에 의해서 스러스트 플레이트(160)가 변형 및 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예는 샤프트(140)의 단차를 이전보다 넓게 형성하게 되므로 이전에 단차진 부분의 사이즈 작은 경우 평면도를 관리하는 것보다 그 평면도를 관리하기가 보다 용이하다.

이하는 도 1에서 도시된 구성을 보다 자세하게 설명하는 것이다.

베이스(110)는 패턴회로가 인쇄된 기판(10)이 구비되며, 내측에 슬리브(130)가 압입되어 장착되기 위한 수용 홀(112)이 형성된다.

이때, 베이스(110)는 전원인가 시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 권선 코일(122)과 상기 권선 코일(122)이 방사방향으로 감기는 복수개의 코어부(120)를 구비하는 고정구조물인 스테이터(30)를 의미할 수 있다.

또한, 로터(40)는 스테이터(30)에 대하여 회전가능하게 구비되는 회전구조물이며, 상기 코어부(120)와 일정간격을 두고 서로 대응하는 환고리형의 마그네트(44)를 외주면에 구비하는 컵상의 허브(150)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 마그네트(44)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비된다.

그리고, 캡(170)은 스러스트 플레이트(160)의 외주면 사이에 베어링 공간이 형성되도록 스러스트 플레이트(160)의 외주면 및 일측면을 커버하며, 슬리브(130)의 일측면에 안착되는 것이다.

또한, 캡(170)의 부분 중에서 스러스트 플레이트(160)의 일측면을 커버하는 부분에는 스러스트 플레이트(160)를 향하여 돌출되는 돌기가 형성될 수 있다. 돌기가 형성됨으로써 캡(170)과 스러스트 플레이트(160)의 일측면 사이의 간극은 스러스트 플레이트(160)의 지름 방향으로 상기 돌기 부분에서 최소를 이루며, 최소를 이루는 지점을 기준으로 상기 간극이 다시 증가하는 형상을 가지게 된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에서 허브가 장착되는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 허브(150)가 샤프트(140)의 입구 부분에 삽입되게 되는 데, 허브(150)의 중공 부분에서 하부로 돌출 형성된 부분의 저면이 샤프트(140)의 단차진 부분에 접촉된다(화살표).

따라서, 허브(150)가 샤프트(140)에 결속되면, 허브(150)와 스러스트 플레이트(160)가 샤프트(140) 및 슬리브(130)의 상부면에 나란하게 배치되는 것이다.

허브(150)가 샤프트(140)와 결속하는 공정은 일반적으로 허브(150)의 단부가 스러스트 플레이트(160)의 상부면에 접촉되도록 배치된다.

이때, 허브(150)의 단부가 스러스트 플레이트(160)의 상부면에 접촉되는 경우에는 압입하는 힘에 의해서 스러스트 플레이트(160)가 부서지거나 변형이 발생되 어 회전력에 악영향을 미칠 수 있다.

그러나, 본 실시예에서 허브(150)가 스러스트 플레이트(160)의 상부면에 접촉되지 않고 서로 나란하게 샤프트(140)와 슬리브(130)의 상부에 배치되므로 상기의 스러스트 플레이트(160)의 변형이 발생되지 않아 상기의 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 스핀들 모터는 슬리브(230), 샤프트(240), 허브(250) 및 스러스트 플레이트(260)를 포함한다.

이때, 본 실시예의 슬리브(230), 허브(250) 및 스러스트 플레이트(260)는 실질적으로 앞선 실시예와 그 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명 및 도시는 생략할 수 있다.

샤프트(240)는 슬리브(230)의 축공(232)에 삽입되어 회전될 수 있으며, 샤프트(240)의 상부면에는 허브(250)와 결속되기 위한 나사가 조립될 수 있는 것이다.

그리고, 샤프트(240)의 형상은 상부로 갈수록 단면적이 넓은 원추형으로 형성될 수 있다. 따라서, 샤프트(240)의 상부면에는 허브(250)와 스러스트 플레이트(260)가 나란하게 안착되게 된다.

이때, 본 실시예에서는 샤프트(240)의 형상이 상부만 원추형으로 형성되지만 이에 한정되지 않으며, 전체적으로 원추형으로 형성되는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 효과를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

여기서, 허브(250)와 스러스트 플레이트(260)가 나란하게 배치되는 경우에는 스러스트 플레이트(260) 상부에 허브(250)가 배치되는 구조보다 그 길이가 단축될 수 밖에 없으므로 스러스트 플레이트(260)를 향하는 힘(ⓐ) 또한 스러스트 플레이트의 길이가 줄어든 만큼 줄어들 수 밖에 없다.

그러나, 샤프트(240)가 원추형으로 형성되면, 회전 축에 대각선 방향으로 작용되는 힘(ⓑ)이 스러스트 플레이트(260)에 영향을 미치므로 스러스트 플레이트(260)가 줄어들면서 발생되는 스러스트 플레이트(260)를 향하는 힘이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.

또한, 샤프트(240)가 원추형으로 형성되는 경우에는 샤프트(240)의 회전 시 발생되는 샤프트(240)의 상부가 원을 그리며 흔들리는 현상(half whirl)을 방지하는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 설명하기 위한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 스핀들 모터는 슬리브(330), 샤프트(340), 허브(350) 및 스러스트 플레이트(360)를 포함한다.

이때, 본 실시예의 슬리브(330) 및 샤프트(340)는 앞선 실시예들과 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.

여기서, 허브(350)와 스러스트 플레이트(360)는 나란하게 배치되는 데, 허브(350)는 단부가 스러스트 플레이트(360)가 안착되도록 단차지게 형성되는 안착부(352)를 포함한다.

이때, 안착부(352)는 스러스트 플레이트(360)의 외측 형상과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예는 스러스트 플레이트(350)의 상부를 허브(350)가 일부 가압하기 때문에 스러스트 플레이트(350)가 보다 안정적으로 그 위치에서 고정될 수 있으며, 허브(350)의 발거력도 증가시키는 효과가 있다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30.... 스테이터 40....로터

110....베이스 120....코어부

112....수용 홀 130....슬리브

132....축공 134....래디얼 동압홈

140....샤프트 142....도포부

150....허브 152....연장부

160....스러스트 플레이트 170....캡

Claims

축공이 형성되는 슬리브;

상기 축공에 삽입되도록 형성되는 샤프트;

상기 샤프트가 삽입되도록 삽입 홀이 형성되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 허브; 및

상기 샤프트 및 상기 슬리브의 일면에 상기 허브와 나란하게 안착되며, 상기 샤프트의 회전 시 그 마찰을 줄이기 위한 스러스트 플레이트;

를 포함하며,

상기 허브는 상기 슬리브를 향하여 축방향으로 연장 형성되는 연장부를 구비하며, 상기 스러스트 플레이트는 내주면이 상기 연장부의 외주면에 접촉되는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 샤프트는,

상기 허브 및 상기 스러스트 플레이트와 접촉되는 부분의 단면적이 상기 슬리브의 축 방향 상부 면의 단면적보다 넓게 형성되어 단차진 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 샤프트는,

상기 허브 및 상기 스러스트 플레이트와 접촉되는 부분의 단면적이 넓은 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 허브는,

상기 스러스트 플레이트의 측면이 내측에 안착되도록 형성되는 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 샤프트의 일면에는 접착제가 도포되기 위한 도포부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 샤프트는,

상기 허브의 일면을 따라 접촉되도록 형성되며 회전 축과 평행한 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,

상기 스러스트 플레이트의 상부를 눌러서 형성되는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.