KR101516047B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로,샤프트와; 샤프트를 회전가능하게 지지할 수 있도록 중공의 원통형상으로 이루어진 슬리브; 및 원통형상의 지지부를 구비하고, 지지부의 중앙에 형성된 중공부에는 슬리브를 삽입하여 고정하는 베이스;로 이루어지며, 베이스는 원통형상의 지지부 측벽 내측에서 중심을 향해 돌출된 안착부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

스핀들 모터 {Spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

스핀들 모터(spindle motor)는 하드 디스크 드라이브(HDD), 광디스크드라이브(ODD) 및 기타 고속 회전을 요구하는 기록매체의 구동수단으로 널리 적용되고 있다.

즉, 스핀들 모터는 헤드를 수단으로 하여 디스크에 기록된 데이터를 판독할 수 있도록 디스크를 회전하는 장치로서, 코어에 전류를 인가하게 되면 자장이 발생하게 된다. 그리고, 이 자장은 로터에 구비된 마그네트에 자기력을 제공하며, 그런 다음에 이 자기력을 통해 로터를 회전시키는 작동원리로 모터 회전구동을 실시하게 된다.

이러한 스핀들 모터의 일례는 특허문헌 1에 게재되어 있다.

특허문헌 1에 게재된 스핀들 모터는 이미 널리 알려져 있듯이 로터와, 샤프트, 슬리브, 스테이터, 및 베이스로 이루어져 있다.

개략적으로, 종래기술에 따른 스핀들 모터는 베이스에 형성된 중공부 내로 슬리브를 삽통하여 위치고정되도록 한다. 스핀들 모터는 베이스와 슬리브의 위치고정 뿐만 아니라 실링을 제공하기 위해 통상적으로 베이스의 하단과 슬리브 하단을 접착제를 통해 접합시킨다.

이러한 구조로 이루어진 스핀들 모터가 전술된 조립 공정에서 베이스의 중공부에서 슬리브를 삽입할 때, 통상적으로 지그(jig)와 같은 기계설비를 통해 베이스를 기준으로 하여 슬리브의 높이와 평행도를 조절하게 된다.

또한, 스핀들 모터는 베이스의 중공부 속으로 로터를 장착한 슬리브를 원활하게 삽입할 수 있도록 베이스의 내경과 슬리브의 외경에는 소정의 간극을 형성해야 한다.

종래기술에 따른 스핀들 모터는 구조적으로 베이스(10)의 내경과 슬리브(20)의 외경 사이의 간극에 의해 지그의 기준면이 기울어진 채로 슬리브를 가압하게 될 경우 끼워맞춤 공차에서 슬리브(20)도 기울어진 상태로 조립된다(도 1 참조).

이러한 상태로 조립된 스핀들 모터는 모터의 구동 회전시 슬리브에서 회전가능하게 지지되는 로터의 평행상태가 불량하여 스핀들 모터의 회전 특성을 저해하는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 전술된 문제를 해결하기 위해서 당해분야의 숙련자들은 베이스 내부에서 슬리브의 높이와 평행도를 맞추기 위해 지그 설정을 정밀하게 그리고 반복적으로 작업해야 하는 번거로움을 수반할 수밖에는 없다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 다른 방안이 간구되어야 한다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2010-0135015호

이에, 본 발명은 전술된 단점들을 해소하기 위해 창출된 것으로, 베이스 내에서 슬리브의 조립높이와 평행도 상태를 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술된 바와 같이 베이스에 삽통될 슬리브의 조립 높이 뿐만 아니라 평행도를 향상시킬 수 있는 스핀들 모터에 관한 것으로, 샤프트와; 샤프트를 회전가능하게 지지할 수 있도록 중공의 원통형상으로 이루어진 슬리브; 및 원통형상의 지지부를 구비하고, 지지부의 중앙에 형성된 중공부에는 상기 슬리브를 삽입하여 고정하는 베이스;로 이루어지며, 베이스는 원통형상의 지지부 측벽 내측에서 중심을 향해 돌출된 안착부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스핀들 모터는 지지부의 하단 내주면 상에 안착부를 형성한다.

바람직하기로, 안착부는 지지부의 내주면을 따라 링형상으로 이루어진다. 선택가능하기로, 안착부는 지지부의 내주면에서 중심을 향해 돌출된 바아형상으로 이루어진다.

본 발명에 따른 안착부는 지지부의 내경과 슬리브의 외경 사이의 끼워맞춤 공차보다 길게 길이연장되어 지지부의 개방된 하부로 슬리브가 탈거되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 안착부는 편평한 상부면을 갖추고 있어 슬리브의 평행도를 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 베이스 내에서 슬리브의 조립높이와 평행도 상태를 개선하는 스핀들 모터를 제공할 수 있다.

본 발명은 종래기술의 추가적인 지그 조립단계를 줄이거나 배제하여도 베이스 상에 슬리브를 안착시키는 조립만으로 슬리브에 정밀도를 제공할 수 있다.

추가로, 본 발명은 슬리브의 정밀도 향상을 통해 스핀들 모터에 내구성 뿐만 아니라 회전성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들 모터의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베이스의 단면도이다.

이제, 본 발명에 따른 스핀들 모터가 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

본 발명의 장점, 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스(110)와, 슬리브(120), 샤프트(130), 로터(140), 및 스테이터(150)로 이루어진다.

베이스(110)는 하드 디스크 드라이브(도시되지 않음) 등의 장치에 설치되는 것으로, 모터를 구성하는 부재들을 그 내부로 수용할 수 있는 공간을 제공한다. 도시된 바와 같이, 베이스(110)는 이의 중앙에는 원통형상의 지지부(111)를 형성하고 있으며, 후술될 슬리브(120)가 지지부(111)의 중앙에 형성된 중공부로 삽입되어 결합된다.

또한, 베이스(110)는 자성체로 이루어진 풀링 플레이트(112; pulling plate)를 그 상부면에 부착하는데, 바람직하기로 풀링 플레이트(112)는 후술될 마그네트(145)와 인접한 부분에 배치되어, 풀링 플레이트(112)와 마그네트(145) 사이에는 자기력에 의한 인력이 작용하게 된다.

슬리브(120)는 전술된 바와 같이 베이스(110)의 지지부(111) 속으로 삽통되어 조립될 수 있다. 또한, 슬리브(120)는 전체적으로 원통형상으로 이루어져 그 내부에서 샤프트(130)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 한다.

슬리브(120)는 샤프트(130)에서 소정의 간극으로 이격되어 있는 내주면과 스러스트 플레이트(160)와 맞닿아 있는 베어링면에 유체동압베어링을 형성한다.

샤프트(130)는 허브(141)를 축지지하며, 슬리브(120) 내로 삽입되어 슬리브(120)에 의해 회전가능하게 지지되는 한편, 이의 상측부는 스러스트 플레이트(112)를 구비한다.

다시 말하자면, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 내주면과의 접촉마찰력을 줄이기 위해 소정의 간격으로 이격되어 비접촉 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 슬리브(120)와 샤프트(130)의 간극에는 유체, 예컨대 오일로 충전될 수 있으며, 오일을 매개로 하여 샤프트(130)의 회전시 슬리브(120)와의 마찰을 줄일 수 있다.

또한, 컵형상의 로터(140)는 허브(141)와 마그네트(145)를 장착하는 스커트부(142)를 구비하고, 허브(141)의 회전중심과 일치하는 수직축 선상에 샤프트(130)를 배치한다.

로터(140)는 허브(141)의 회전을 위해 전기장을 형성하여 스테이터(150)에 대하여 회전가능하게 구비되는 회전 구조물로서, 코어(151)와 일정 간격을 두고 서로 대향되게 배치되는 링형상의 마그네트(145)를 스커트부(142)의 내주면에 구비하는데, 자기장을 형성하는 마그네트(145)는 코일(152)에서 형성되는 전기장과의 사이에서 전자기력을 발생시킨다. 이 전자기력을 통해 스핀들 모터의 로터(140)가 회전된다.

스테이터(150)는 베이스(110) 상부에 고정배치되는 링형상의 코어(151)와 이 코어(151)에 권선되어 전기장을 발생하는 코일(152)을 구비하는 고정 구조물이다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 전술된 바와 같이 베이스(110)의 중공부에 슬리브(120)를 삽입고정한다. 스핀들 모터는 베이스(110)의 하단과 슬리브(120)의 하단에 접착제를 수단으로 하는 본딩 접합방식, 레이저 용접, 혹은 슬리브에 압력을 가하여 베이스의 지지부에 압입시켜 고정시킬 수도 있다.

전술된 고정단계에 앞서, 스핀들 모터는 베이스(110), 더욱 구체적으로 지지부(111)의 중앙에 형성된 중공부로 슬리브를 삽통하는 조립단계를 포함하는데, 이 조립단계에서 슬리브의 조립높이와 평행도를 고려해야 한다.

이를 위해서, 본 발명은 베이스(110) 중앙에 원통형상의 지지부(111)에 안착부(113)를 구비한다.

안착부(113)는 도시된 바와 같이 지지부(111)의 하단에서 중심을 향해 돌출되어 있다. 안착부(113)는 중공부 내로 삽입될 슬리브(120)를 평행하게 지지하는데, 바람직하기로 슬리브(120)에 미리 설정된 조립높이 및/또는 평행도를 제공할 수 있는 기준면으로 작용하게 된다.

안착부(113)는 스핀들 모터 내에서 슬리브(120)의 조립높이와 평행도를 미리 설정가능하게 함으로써 스핀들 모터의 대량 생산에 도움을 줄 수 있다. 다시 말하자면, 슬리브(120)의 조립높이는 지지부(111)의 내주면 상에 구비된 안착부(113)의 두께로 제어될 수 있는 한편, 슬리브(120)의 평행도는 일정한 두께의 안착부(113)로 실현가능하다.

이와 더불어서, 스핀들 모터(100)는 평행하게 배열되어 있는 베이스(110)와 슬리브(120)에서 안착부(113)를 통해 슬리브(120)의 하부면과 안착부(113)의 상부면에서 면접촉을 제공하므로, 슬리브(120)가 베이스와의 접착 면적을 극대화시켜 용이하게 슬리브를 보유지지할 수 있을 뿐만 아니라 접합 성능을 향상시키게 될 것이다.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 베이스의 단면도이다.

본 발명에 따른 스핀들 모터는 하드 디스크 드라이브의 기본적인 구조적 토대를 형성하는 스핀들 모터의 지지 구조물인 베이스(100)를 구비하는데, 베이스(100)는 앞에서 기술되었듯이 지지부(111)의 내주면 하부에 안착부(113)를 구비한다.

본 발명의 베이스(110)는 이의 중앙에 원통형상의 지지부(111) 측벽 내측 상에 안착부(113)를 구비하는데, 더욱 구체적으로, 지지부(111)의 측벽 내측에서 중심방향으로 소정의 길이로 돌출되어 있는 안착부(113)를 구비한다.

또한, 안착부(113)는 원통형상의 지지부(111) 내주면을 따라 링형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 안착부는 슬리브와의 맞닿는 부분이 편평한 상부면을 갖도록 되어 있다. 슬리브가 안착부에 기울어지지 않고 평행하게 안착될 수 있도록 한다. 참고로, 도 3에 도시된 안착부는 사각형상의 단면으로 도시되어 있지만, 이에 국한되지 않고 원형, 타원형, 사다리꼴 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.

선택가능하기로, 스핀들 모터가 경량화라는 목적에 부응하기 위해 안착부(113)를 링형상이 아닌 바아(bar)형상으로 돌출되어 이루어질 수 있다. 이러한 바아형상의 안착부는 지지부(111)의 내주면을 따라 등간격으로 배치되도록 한다.

또한, 바아형상의 안착부는 지지부(111) 내에 삽통될 슬리브(120;도 2 참조)를 기울어지지 않고 보유지지할 수 있도록 전술된 바와 같이 등간격으로 배치되며, 2개 이상으로 형성된다. 여기 본 명세서에서는 바아형상의 안착부에 대해 별도로 도해하고 있지는 않다.

선택가능하기로, 스핀들 모터가 초박형이라는 목적에 부응하기 위해 안착부(113)를 베이스(110), 예컨대 지지부(111)의 하단 측벽 내측 상에 위치하도록 한다.

또한, 본 발명의 베이스(110)는 안착부(113) 상에 슬리브를 보유지지할 수 있도록 베이스(110), 예컨대 지지부(111)와 슬리브 사이의 간극, 즉 끼워맞춤 공차보다 길게 중심을 향해 돌출되는 안착부(113)를 구비한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 이에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위의 범주 및/또는 범위 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 혹은 변경이 가능함을 미리 밝혀둔다.

100 : 스핀들 모터 110 : 베이스
111 : 지지부 112 : 풀링 플레이트
113 : 안착부 120 : 슬리브
130 : 샤프트 140 : 로터
141 : 허브 142 : 스커트부
145 : 마그네트 150 : 스테이터
151: 코어 152 : 코일

Claims (7)

1. 샤프트;
   상기 샤프트를 회전가능하게 지지할 수 있도록 중공의 원통형상으로 이루어진 슬리브; 및
   상기 슬리브가 삽입되는 원통형상의 지지부가 형성된 베이스;
   를 포함하며,
   상기 베이스는 원통형상의 지지부 내측에서 중심을 향해 돌출된 안착부가 일체로 구비되고, 상기 안착부에 슬리브의 하단면이 부착되며, 상기 안착부는 슬리브의 하단면이 맞닿는 편평한 상부면이 형성된 스핀들 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착부는 상기 지지부의 하단 측벽 내측 상에 형성되는 스핀들 모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착부는 상기 지지부의 내주면을 따라 링형상으로 이루어진 스핀들 모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착부는 상기 지지부의 내주면에서 중심을 향해 돌출된 바아(bar)형상으로 이루어진 스핀들 모터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 안착부의 길이는 상기 지지부의 내경과 슬리브의 외경 사이의 끼워맞춤 공차보다 길도록 중심을 향해 돌출된 스핀들 모터.
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