KR101101442B1

KR101101442B1 - 모터

Info

Publication number: KR101101442B1
Application number: KR1020100003168A
Authority: KR
Inventors: 비아체슬라브 스미르노프; 박경수; 유호준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2012-01-03
Also published as: KR20110083119A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 샤프트에 고정되어 회전하는 로터 케이스; 상기 샤프트를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브를 지지하며, 상기 샤프트의 중심을 기준으로 외경방향으로 편심되는 직경을 가지는 상부 캡을 가지는 슬리브 하우징; 및 상기 샤프트의 중심을 기준으로 편심되도록 상기 상부 캡의 외주면에 압입되어 상기 로터 케이스의 부상을 방지하는 풀링 마그넷;을 포함할 수 있다.

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 슬리브 하우징의 편심 캡의 외주면에 풀링 마그넷을 압입한 모터에 관한 것이다.

일반적으로 광 디스크 드라이브(Optical Disc Drive) 내에 설치되는 스핀들 모터(spindle motor)는 광픽업 기구가 디스크에 기록된 데이터를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다.

특히, 고속 회전하는 스핀들 모터는 로터 케이스의 부상 방지를 위해 베어링의 축 방향 하측으로 노출되는 샤프트의 하단부에 링 형상의 스토퍼가 끼워진 구조를 채용하였다.

또한, 스테이터 코어에 안착되는 풀링 마그넷은 샤프트의 중심을 기준으로 동일한 거리로 이격되도록 스테이터 코어에 안착되어 고속회전하는 로터 케이스에 동일한 인력 분포(equal attractive distribution)로 부상을 방지하였다.

그러나, 축을 기준으로 풀링 마그넷이 동심 구조를 가지도록 배치되면, 샤프트와 베어링 사이의 미소 간극 때문에 고속 회전하는 로터 케이스의 회전이 불안정해질 수 있다.

이와 같이 로터 케이스의 회전이 불안정해져 디스크가 와블(wobble)된 현상을 휠 효과(whirl effect)라고 한다.

이와 같은 휠 효과는 불안정한 로터 케이스의 불균형한 하중 프로파일(load profile)을 야기한다.

본 발명의 목적은 슬리브 하우징의 편심 캡의 외주면에 풀링 마그넷을 압입한 모터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 상부 캡은 편심된 직경을 가지도록 프레스 성형될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 샤프트는 상기 슬리브의 축 방향 하부로 노출되는 하단부를 가지며, 상기 하단부에는 상기 슬리브의 저면에 배치되는 스토퍼 링이 결합되는 스토퍼 링 체결홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 하우징은 상기 스토퍼 링의 저면을 지지하도록 원통부에서 내경방향으로 연장되는 지지부를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 상기 원통부의 외주면이 삽입되어 압입되는 돌출된 보강부가 형성되는 베이스 플레이트를 더 포함하며, 상기 베이스 플레이트는 상기 하단부의 저면이 접촉하는 스러스트 와셔를 수용하는 스러스트 와셔 수용홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 상부 캡은 상기 슬리브 하우징의 다수의 상부 일부가 절개되어 원통부에서 외경방향으로 절곡되는 절개편으로 형성되며, 상기 절개편은 상기 상부 캡이 편심되도록 다른 길이를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 절개편은 서로 다른 길이를 가지도록 절곡된 상태에서 절개될 수 있다.

본 발명에 따른 모터에 의하여, 휠 효과에 의하여 하중 프로파일을 균일하게 하도록 예비 하중을 편심된 상태로 제공하기 때문에 하중 발란스(load balance)를 균일하게 할 수 있다.

또한, 로터 케이스를 편심된 상태의 예비 하중을 가하므로, 샤프트와 베어링 사이의 미소 간극 때문에 발생되는 디스크의 와블 현상을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1의 모터의 분해 조립도.
도 3은 본 발명의 슬리브 하우징의 제1 실시예의 평면도 및 단면도.
도 4는 도 3의 슬리브 하우징에 결합되는 스테이터 코어와 풀링 마그넷의 개략 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 작용되는 풀링 마그넷의 편심된 자기력을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 슬리브 하우징의 제2 실시예의 평면도 및 단면도.
도 8은 도 7의 슬리브 하우징에 결합되는 스테이터 코어와 풀링 마그넷의 개략 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터에 작용되는 풀링 마그넷의 편심된 자기력을 도시한 개략도.

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.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 도 1의 모터의 분해 조립도이며, 도 3은 본 발명의 슬리브 하우징의 제1 실시예의 평면도 및 단면도이며, 도 4는 도 3의 슬리브 하우징에 결합되는 스테이터 코어와 풀링 마그넷의 개략 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 작용되는 풀링 마그넷의 편심된 자기력을 도시한 개략도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(10)는 로터 케이스(22), 슬리브(52) 및 슬리브 하우징(70)를 포함할 수 있다.

여기서, 모터(10)는 디스크(D)를 회전시키는 광 디스크 드라이브에 적용되는 스핀들 모터로, 크게, 스테이터(40)와 로터(20)로 이루어진다.

상기 로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환고리형의 마그넷(25)을 외주부에 구비하는 컵상의 로터 케이스(22)를 구비한다. 상기 마그넷(25)은 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.

상기 로터 케이스(22)는 샤프트(50)에 압입되어 체결되는 로터 허브(26)와 환고리형의 마그넷(25)을 내면에 배치하는 마그넷 결합부(28)로 이루어진다. 상기 로터 허브(26)는 상기 샤프트(62)와의 발거력 유지를 위해 축 방향 상부로 절곡되어 형성되며, 상기 로터 허브(24)의 외주면에는 디스크(D)를 재치할 수 있는 척킹기구(80)가 결합된다.

상기 스테이터(40)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정 부재를 의미하는 것으로, 인쇄 회로 기판(62)이 설치되는 베이스 플레이트(60), 슬리브(52)를 압입하여 지지하는 슬리브 하우징(70) 및 상기 슬리브 하우징(70)에 고정되는 코어(42) 및 상기 코어를 감싸는 권선코일(44)을 포함한다.

상기 마그넷 결합부(28)의 내주면에 구비되는 상기 마그넷(25)은 상기 권선코일(44)과 대향하게 배치되며, 상기 마그넷(25)과 권선코일(44)의 전자기적 상호작용으로 상기 로터(20)가 회전하게 된다.

또한, 본 실시예의 슬리브 하우징(70)은 상기 샤프트(50)의 중심을 기준으로 외경방향으로 편심되는 직경을 가지는 상부 캡(76)을 가진다. 상기 상부 캡(76)의 외주면에는 상기 로터 케이스(22)의 부상을 방지하는 풀링 마그넷(30)이 압입되어 설치될 수 있다.

한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(50)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경 방향은 샤프트(50)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(50)의 중심 방향을 의미한다.

상기 풀링 마그넷(30)은 상기 편심되는 직경을 가지는 상부 캡(76)에 압입되어 설치되므로, 로터 케이스(22)를 편심된 상태의 예비 하중을 가할 수 있다. 이로 인해 샤프트(50)와 베어링(52) 사이의 미소 간극 때문에 발생되는 디스크(D)의 와블 현상을 줄일 수 있다.

상기 상부 캡(76)의 중심은 상기 샤프트(50)의 중심으로부터 이동되어 있으며, 상기 슬리브 하우징(70)의 중심과 다르다. 상기 슬리브 하우징(70)에서 외경방향으로 연장된 상부 캡(76)의 길이(l, l')도 다르게 된다.

본 실시예의 상부 캡(76)은 편심된 직경을 가지도록 프레스 성형으로 형성될 수 있다. 또한 상기 상부 캡(76)이 동일한 직경을 가지도록 프레스 성형한 후(초기상태 i) 편심된 직경을 가지도록 커팅될 수도 있다.

한편, 샤프트(50)는 상기 슬리브(52)의 축 방향 하부로 노출되는 하단부(55)를 가질 수 있다. 여기서, 로터 케이스(22)의 고속 회전으로 샤프트(50)가 슬리브(52)로부터 분리되는 것을 방지하기 위해, 상기 샤프트(50)의 상기 하단부(55)에는 상기 슬리브(52)의 저면에 배치되는 스토퍼 링(56)이 결합되는 스토퍼 링 체결홈(54)이 형성될 수 있다.

상기 슬리브 하우징(70)은 상기 스토퍼 링(56)의 저면을 지지하도록 원통부(72)에서 내경방향으로 연장되는 지지부(74)를 가질 수 있다.

한편, 베이스 플레이트(60)는 상기 원통부(72)의 외주면이 삽입되어 압입되는 돌출된 보강부(65)가 형성될 수 있다. 상기 보강부(65)는 상기 베이스 플레이트(62)의 일부가 축 방향 상부로 돌출되도록 프레스되어 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베이스 플레이트(62)는 상기 샤프트(50)의 하단부(55)의 저면이 접촉하는 스러스트 와셔(58)를 수용하는 스러스트 와셔 수용홈(64)이 형성될 수 있다.

이와 같은 제1 실시예의 모터(10)는 도 2와 같이 베이스 플레이트(60)에 스테이터 코어(42), 슬리브(52)가 설치된 슬리브 하우징(70)을 보강부(65) 내에 압입하여 설치한다. 그 후, 슬리브 하우징(70)의 상부 캡(76)의 외주에 환형의 풀링 마그넷(30)을 압입하여 설치한다. 그리고, 로터 케이스(22)가 압입되어 설치되는 샤프트(50)를 상기 슬리브(50) 내로 압입하여 고정하여 조립할 수 있다.

이와 같이 조립된 모터(10)는 도 5와 같이 편심 설치된 풀링 마그넷(30)의 영향으로 로터 케이스(22)의 회전 전 예비 하중이 샤프트(50)의 중심을 기준으로 가해지게 된다.

따라서, 예비 하중을 편심된 상태로 제공하기 때문에 이후 로터 케이스(22)의 고속 회전되어 편심되어 발생되는 하중과 상쇄되어 하중 발란스(load balance)를 균일하게 할 수 있다.

제2 실시예

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 7은 본 발명의 슬리브 하우징의 제2 실시예의 평면도 및 단면도이며, 도 8은 도 7의 슬리브 하우징에 결합되는 스테이터 코어와 풀링 마그넷의 개략 평면도이며, 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터에 작용되는 풀링 마그넷의 편심된 자기력을 도시한 개략도이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터(10)는 제1 실시예의 모터와 풀링 마그넷(30)의 편심 설치를 위한 슬리브 하우징(70) 이외의 구성요소는 실질적으로 동일하므로 제1 실시예의 내용을 원용하기로 한다.

제2 실시예의 슬리브 하우징(70)은 상기 풀링 마그넷(30)의 내주면이 압입되도록 하는 상부 캡(76)을 형성하지만, 상기 상부 캡(76)은 상기 슬리브 하우징(70)의 다수의 상부 일부가 절개되어 원통부(72)에서 외경방향으로 절곡되는 절개편(75)으로 형성될 수 있다.

상기 절개편(75)은 도 7과 같이 상기 슬리브 하우징(70)의 동일한 길이만큼 절개하고 외경방향으로 절곡할 수 있지만(초기상태 i), 상기 절개편(75)이 서로 다른 길이를 가지도록 일부를 절개할 수 있다.

또한, 풀링 마그넷(30)의 내주면이 접하도록 상기 절개편(75)의 선단은 라운딩 처리될 수 있다.

이와 같이 절개편(75)의 길이(l, l')를 다르게 형성함으로써, 상기 절개편(75)의 외주면에 접하는 풀링 마그넷(30)으로 편심된 상태의 예비 하중을 도 9와 같이 제공할 수 있다.

10: 모터 20: 로터
30: 풀링 마그넷 40: 스테이터
50: 샤프트 60: 베이스 플레이트
70: 슬리브 하우징

Claims

샤프트에 고정되어 회전하는 로터 케이스;
상기 샤프트를 지지하는 슬리브;
상기 슬리브를 지지하며, 상기 샤프트의 중심을 기준으로 외경방향으로 편심되는 직경을 가지는 상부 캡을 가지는 슬리브 하우징; 및
상기 샤프트의 중심을 기준으로 편심되도록 상기 상부 캡의 외주면에 압입되어 상기 로터 케이스의 부상을 방지하는 풀링 마그넷;을 포함하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 상부 캡은 편심된 직경을 가지도록 프레스 성형되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 샤프트는 상기 슬리브의 축 방향 하부로 노출되는 하단부를 가지며,
상기 하단부에는 상기 슬리브의 저면에 배치되는 스토퍼 링이 결합되는 스토퍼 링 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제3항에 있어서,
상기 슬리브 하우징은 상기 스토퍼 링의 저면을 지지하도록 원통부에서 내경방향으로 연장되는 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 원통부의 외주면이 삽입되어 압입되는 돌출된 보강부가 형성되는 베이스 플레이트를 더 포함하며,
상기 베이스 플레이트는 상기 하단부의 저면이 접촉하는 스러스트 와셔를 수용하는 스러스트 와셔 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 상부 캡은 상기 슬리브 하우징의 다수의 상부 일부가 절개되어 원통부에서 외경방향으로 절곡되는 절개편으로 형성되며,
상기 절개편은 상기 상부 캡이 편심되도록 다른 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
제6항에 있어서,
상기 절개편은 서로 다른 길이를 가지도록 절곡된 상태에서 절개되는 것을 특징으로 하는 모터.
제6항에 있어서,
상기 샤프트는 상기 슬리브의 축 방향 하부로 노출되는 하단부를 가지며,
상기 하단부에는 상기 슬리브의 저면에 배치되는 스토퍼 링이 결합되는 스토퍼 링 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 슬리브 하우징은 상기 스토퍼 링의 저면을 지지하도록 원통부에서 내경방향으로 연장되는 지지부를 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서,
상기 원통부의 외주면이 삽입되어 압입되는 돌출된 보강부가 형성되는 베이스 플레이트를 더 포함하며,
상기 베이스 플레이트는 상기 하단부의 저면이 접촉하는 스러스트 와셔를 수용하는 스러스트 와셔 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.