KR101240863B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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Abstract

샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상면에 삽입홈이 구비되는 슬리브 및 상기 샤프트의 상단부에 설치되며 상기 삽입홈에 삽입 배치되는 돌출벽부를 구비하는 로터 케이스를 포함하며, 상기 샤프트의 회전시 동압이 발생되도록 충진되는 윤활유체가 상기 돌출벽부와 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에서 공기와의 계면을 형성하며, 상기 윤활유체와 상기 공기와의 계면은 상기 돌출벽부의 외부면과 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에 배치되는 스핀들 모터가 개시된다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유체가 베어링 간극에 충진되는 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearanec)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.
또한, 상기한 베어링 간극은 슬리브의 상면과 샤프트에 결합되어 연동하여 회전하는 로터 케이스의 저면에 의해 형성된다. 그리고 슬리브의 상면과 로터 케이스의 저면에 의해 형성되는 베어링 간극에도 윤활유체가 충진된다.
한편, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 상기한 베어링 간극, 즉 윤활유체와 공기와의 계면을 형성하는 측으로부터 윤활유체가 상기한 베어링 간극의 외부로 유출될 수 있다.
이와 같이 외부로 유출되는 윤활유체가 비산되는 경우 스핀들 모터의 내부가 윤활유체에 의해 오염되는 문제가 있다.
더하여, 윤활유체가 외부로 유출되는 경우 윤활유체에 의해 발생되는 유체 동압이 저하되어 종국적으로 스핀들 모터의 성능이 저하되며, 사용수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 충진된 윤활유체가 누출되어 비산되는 것을 감소시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상면에 삽입홈이 구비되는 슬리브 및 상기 샤프트의 상단부에 설치되며 상기 삽입홈에 삽입 배치되는 돌출벽부를 구비하는 로터 케이스를 포함하며, 상기 샤프트의 회전시 동압이 발생되도록 충진되는 윤활유체는 상기 돌출벽부와 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에서 공기와의 계면을 형성하며, 상기 윤활유체와 상기 공기와의 계면은 상기 돌출벽부의 외부면과 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에 배치될 수 있다.
상기 로터 케이스는 상기 돌출벽부의 반경방향 외측에 윤활유체의 비산을 방지하기 위한 비산방지부를 더 구비할 수 있다.
상기 비산방지부는 상기 로터 케이스로부터 축방향 하측으로 연장 형성되는 돌기로 구성될 수 있다.
삭제
삭제
상기 슬리브의 상면에는 상기 로터 케이스의 저면과 접촉되는 접촉면과, 상기 접촉면과 단차를 가져 상기 로터 케이스의 저면과 이격 배치되는 이격면을 구비하며, 상기 삽입홈은 상기 접촉면과 상기 이격면 사이에 배치될 수 있다.
상기 삽입홈의 양측면은 상부측으로 갈수록 상기 돌출벽부와의 간극이 넓어지도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 슬리브는 베이스 부재에 형성되는 슬리브 하우징에 고정 설치되며, 상기 삽입홈은 상기 슬리브 하우징의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.
상기한 스핀들 모터는 상기 슬리브의 하단부에 설치되어 윤활유체의 누출을 방지하기 위한 커버 플레이트가 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬리브에 형성된 삽입홈과, 로터 케이스로부터 연장 형성되는 돌출벽부에 의해 형성된 베어링 간극에 윤활유체와 공기와의 계면이 형성됨으로써 윤활유체가 베어링 간극의 외부로 누출되는 것을 감소시킬 수 있다.
더하여, 비산방지부를 통해 윤활유체가 베어링 간극의 외부로 누출되더라도 스테이터 코어 측으로 비산되는 것을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스핀들 모터의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부를 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 윤활유체가 충진된 상태와 다른 윤활유체 충진 상태를 나타내는 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
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 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스핀들 모터의 확대 단면도이고, 도 3은 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 샤프트(110), 슬리브(120) 및 로터 케이스(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 회전시키는 기록 디스크 구동장치에 적용되는 모터일 수 있으며, 로터(20)와 스테이터(40)로 이루어질 수 있다.
로터(20)는 스테이터 코어(42)와 대응하는 환고리형의 마그넷(26)을 외주부에 구비하는 컵상의 로터 케이스(130)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기한 환고리형의 마그넷(26)은 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석일 수 있다.
또한, 로터 케이스(130)는 샤프트(110)에 체결되는 로터 허브(132)와 환고리형의 마그넷(26)을 내부면에 배치시키는 마그넷 결합부(134)를 구비할 수 있다.
한편, 스테이터(40)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정부재를 의미하는 것으로, 스테이터 코어(42), 스테이터 코어(42)를 감싸는 권선코일(44), 베이스 부재(46) 및 베이스 부재(46)로부터 연장되는 슬리브 하우징(48)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 마그넷 결합부(134)의 내주면에 구비되는 마그넷(26)은 권선코일(44)과 대향 배치되며, 마그넷(26)과 권선코일(44)의 전자기적 상호작용으로 로터(20)가 회전하게 된다. 다시 말해, 로터 케이스(130)가 회전하면 로터 케이스(130)와 연동하는 샤프트(110)가 회전된다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향은 샤프트(110)를 기준으로 로터 케이스(130)의 외측단 방향 또는 로터 케이스(130)의 외측단을 기준으로 샤프트(110)의 중심방향을 의미하고, 원주방향은 샤프트(110)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
샤프트(110)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 샤프트(110)는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 상면에는 기록 디스크를 재치하기 위한 재치기구가 설치되는 나사홀(112)이 구비될 수 있다.
더하여, 샤프트(110)는 베어링 간극을 형성하도록 슬리브(120)에 설치되며, 베어링 간극에는 윤활유체가 충진될 수 있다.
슬리브(120)는 샤프트(110)를 회전 가능하게 지지하며, 상면에 삽입홈(122)이 구비된다.
한편, 슬리브(120)의 상면에는 로터 케이스(130)의 저면과 접촉되는 대향면(124)과, 대향면(124)과 단차를 가져 로터 케이스(130)의 저면과 이격 배치되는 이격면(126)을 구비할 수 있다.
더하여, 상기한 삽입홈(122)은 대향면(124)과 이격면(126) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 슬리브(120)는 베이스 부재(46)에 형성되는 슬리브 하우징(48)에 고정 설치되며, 삽입홈(122)은 슬리브 하우징(48)의 반경방향 내측에 배치될 수 있다.
그리고, 삽입홈(122)의 양측면은 도 3에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 윤활유체와 공기와의 계면을 형성할 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 삽입홈(122)의 바닥면으로부터 상부측으로 갈수록 상기 삽입홈(122)의 폭이 넓어지게 경사지게 형성될 수 있다.
로터 케이스(130)는 샤프트(110)의 상단부에 설치되며 삽입홈(122)에 삽입 배치되는 돌출벽부(136)를 구비한다.
한편, 돌출벽부(136)는 로터 케이스(130)가 샤프트(110)에 설치되는 경우 슬리브(120)의 삽입홈(122)에 삽입 배치될 수 있다.
그리고, 샤프트(110)의 회전시 동압이 발생되도록 충지되는 윤활유체는 돌출벽부(136)와 삽입홈(1222)에 의해 형성되는 간극에서 공기와의 계면을 형성한다.
즉, 슬리브(120)와 샤프트(110)에 의해 형성되는 베어링 간극에 충진되는 윤활유체는 로터 케이스(130)의 저면과 슬리브의 대향면(124)에 의해 형성되는 베어링 간극에도 충진된다.
그리고, 윤활유체는 삽입홈(122)과 돌출벽부(136)에 의해 형성되는 간극에도 충진되어 공기와의 계면을 형성할 수 있다.
더하여, 윤활유체와 공기와의 계면은 돌출벽부(136)의 외부면과 삽입홈(122)에 의해 형성되는 간극에 배치될 수 있다. 다시 말해, 도 3에 도시된 바와 같이 윤활유체와 공기와의 계면은 돌출벽부(136)의 외부면과 삽입홈(122)의 측벽에 의해 형성되는 간극에 배치될 수 있다.
이와 같이 윤활유체와 공기와의 계면이 삽입홈(122) 내부에 형성될 수 있으므로, 외부로부터 충격이 가해지더라도 윤활유체가 하부측으로 낙하하지 않을 수 있어 윤활유체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 외부로부터의 충격이 하부측에서 상부측으로 또는 상부측에서 하부측으로 가해지더라도 윤활유체와 공기와의 계면이 상부측을 향하도록 형성되므로 윤활유체의 낙하에 의한 유출을 방지할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 윤활유체와 공기와의 계면은 돌출벽부(136)의 외부면과 삽입홈(122)의 측벽에 의해 형성되는 간극에 배치될 수도 있다.
이 경우, 외부로부터 충격이 가해지더라도 윤활유체가 삽입홈(122) 내로 낙하되므로 윤활유체가 삽입홈(122)의 외부로 유출되는 것을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 슬리브(120)의 하단부에 설치되어 윤활유체의 누출을 방지하기 위한 커버 플레이트(140)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 샤프트(110)와 슬리브(120)에 의해 형성되는 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 샤프트(110)의 하부측으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 슬리브(120)에 형성된 삽입홈(122)과, 로터 케이스(130)으로부터 연장 형성되는 돌출벽부(136)에 의해 형성된 베어링 간극에 윤활유체와 공기와의 계면이 형성됨으로써 윤활유체가 베어링 간극의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략하고, 상기에서 설명하지 않은 구성요소에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 샤프트(210), 슬리브(220), 로터 케이스(230) 및 커버 플레이트(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서의 샤프트(210), 슬리브(220), 커버 플레이트(240)는 상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 구비되는 샤프트(110), 슬리브(210), 커버 플레이트(140)와 동일한 구성요소에 해당되는 것으로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
또한, 로터 케이스(230)도 비산방지부(238)을 제외하고는 상기에서 설명한 로터 케이스(130)와 동일한 구성을 구비하므로, 이하에서는 비산방지부(238)에 대하여만 설명하기로 한다.
비산방지부(238)는 돌출벽부(236)의 반경방향 외측에 윤활유체의 비산을 방지하기 위하여 형성된다. 즉, 비산방지부(238)는 로터 케이스(230)로부터 축방향 하측으로 연장 형성되는 돌기로 구성될 수 있다.
또한, 비산방지부(238)는 하부측에서 바라볼 때 고리 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 슬리브(220)의 삽입홈(222)으로부터 윤활유체가 유출되더라도 비산방지부(238)에 의해 윤활유체가 비산방지부(238)의 반경방향 외측으로 유출되어 스핀들 모터(200)의 내부에 비산되는 것을 감소시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 비산방지부(238)를 통해 윤활유체가 베어링 간극의 외부로 누출되더라도 스테이터 코어(42) 측으로 비산되는 것을 감소시킬 수 있다.
100, 200 : 스핀들 모터
110, 210 : 샤프트
120, 220 : 슬리브
130, 230 : 로터 케이스

Claims (9)

  1. 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상면에 삽입홈이 구비되는 슬리브; 및
    상기 샤프트의 상단부에 설치되며 상기 삽입홈에 삽입 배치되는 돌출벽부를 구비하는 로터 케이스;
    를 포함하며,
    상기 샤프트의 회전시 동압이 발생되도록 충진되는 윤활유체는 상기 돌출벽부와 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에서 공기와의 계면을 형성하며,
    상기 윤활유체와 상기 공기와의 계면은 상기 돌출벽부의 외부면과 상기 삽입홈에 의해 형성되는 간극에 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터 케이스는 상기 돌출벽부의 반경방향 외측에 윤활유체의 비산을 방지하기 위한 비산방지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비산방지부는 상기 로터 케이스로부터 축방향 하측으로 연장 형성되는 돌기로 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 상면에는 상기 로터 케이스의 저면과 접촉되는 접촉면과, 상기 접촉면과 단차를 가져 상기 로터 케이스의 저면과 이격 배치되는 이격면을 구비하며,
    상기 삽입홈은 상기 접촉면과 상기 이격면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 삽입홈의 양측면은 상부측으로 갈수록 상기 돌출벽부와의 간극이 넓어지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 베이스 부재에 형성되는 슬리브 하우징에 고정 설치되며, 상기 삽입홈은 상기 슬리브 하우징의 반경방향 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 하단부에 설치되어 윤활유체의 누출을 방지하기 위한 커버 플레이트가 더 포함되는 스핀들 모터.
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