KR19990017841A - Axis support device of spindle motor - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터가 회전되는 과정에서 축방향으로 유동될 때 이를 감지하여 축의 유동을 억제함으로써, 축방향의 동특성이 향상되어 고속회전시 진동 소음이 감소되는 스핀들모터의 축지지장치에 관한 것으로서, 특히 중공상의 슬리브; 상기 슬리브에 회전가능하게 끼워지고 회전되는 동안 오일에 동압을 발생시키는 축; 상기 축의 상단에 허브를 통하여 회전가능하게 결합된 로터; 상기 슬리브의 외주면에 구비되고 상기 로터가 축방향으로 유동될 때 전자석의 당김력으로 상기 로터의 유동을 억제시키는 유동억제수단; 상기 슬리브의 상단에 구비되어 상기 로터의 유동량을 유도전류의 변화로 감지하는 감지수단; 그리고 상기 감지수단의 유도전류를 증폭하는 증폭기를 거쳐 증폭된 신호에 따라 상기 유동억제수단을 작동시키는 제어기가 구비된다.The present invention relates to an axial support device for a spindle motor, which detects when the rotor flows in the axial direction and suppresses the flow of the shaft, thereby improving the dynamic characteristics in the axial direction, thereby reducing vibration noise during high-speed rotation. Hollow sleeves; A shaft rotatably fitted in the sleeve and generating dynamic pressure in the oil while being rotated; A rotor rotatably coupled to the top of the shaft through a hub; Flow suppressing means provided on an outer circumferential surface of the sleeve and suppressing the flow of the rotor by a pulling force of an electromagnet when the rotor flows in an axial direction; Sensing means provided at an upper end of the sleeve to sense a flow amount of the rotor as a change in induced current; And a controller for operating the flow inhibiting means in accordance with the amplified signal via an amplifier for amplifying the induced current of the sensing means.

Description

스핀들모터의 축지지장치Axis support device of spindle motor

본 발명은 스핀들모터의 축지지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체동압 베어링을 이용하여 축을 지지하는 과정에서 로터가 축방향으로 유동되지 못하도록 함으로써, 고속회전시 진동 소음이 감소되는 스핀들모터의 축지지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shaft support device for a spindle motor, and more particularly, to prevent the rotor from flowing in the axial direction in the process of supporting the shaft using a hydrodynamic bearing, the shaft of the spindle motor to reduce the vibration noise during high speed rotation It relates to a support device.

일반적으로 스핀들모터에는 유체동압베어링이 사용된다. 유체동압베어링은 축과 이를 회전지지하는 슬리브의 사이에 오일이 충진되며 축의 외주면에는 오일에 동압을 발생시키는 동압발생홈이 마련된다. 도1은 종래 스핀들 모터의 단면도로서, 하우징(1)의 상부 중앙에 슬리브(1a)가 억지끼움식으로 조립되고 슬리브(1a)의 내부에 축(2)이 회전 가능한 상태로 구비된다. 그리고 하우징(1)의 상부 외주연에 스테이터를 구성하는 코어(1b)가 구비되며 축(2)의 상단에는 캡 형태의 로터(3)가 구비된다. 로터(3)는 내주연에 코어(1b)를 감싸는 자성체(3a)가 구비되며 코어(1b)에 권회된 코일(1c)에 전원이 인가되면 자성체(3a)에 자기력이 발생되고 로터(3)가 축(2)을 중심으로 회전된다.Generally, hydrodynamic bearings are used for spindle motors. In the fluid dynamic bearing, oil is filled between the shaft and the sleeve supporting the rotation thereof, and the outer circumferential surface of the shaft is provided with a dynamic pressure generating groove for generating dynamic pressure in the oil. 1 is a cross-sectional view of a conventional spindle motor, in which a sleeve 1a is forcibly assembled at an upper center of a housing 1 and a shaft 2 is rotatable inside the sleeve 1a. And the core (1b) constituting the stator is provided on the upper outer periphery of the housing (1), and the rotor (3) in the form of a cap is provided on the upper end of the shaft (2). The rotor 3 is provided with a magnetic body 3a surrounding the core 1b at its inner circumference. When power is applied to the coil 1c wound on the core 1b, a magnetic force is generated on the magnetic body 3a, and the rotor 3 Is rotated about the axis (2).

이처럼 구성된 종래의 스핀들모터는 유체동압베어링을 이용한 것으로 축(2)의 외주면에 동압발생홈(2a)이 형성된다. 즉 축(2)이 고속으로 회전되면 슬리브(1a)와의 사이에 충진된 오일이 동압발생홈(2a)에 의해 압력을 발생시킨다. 따라서 축(2)이 반경반향으로 회전지지 된다. 또한 축(2)이 회전되는 동안 로터(3)의 상부에 놓인 디스크가 함께 회전되면서 디스크의 정보가 재생된다. 그러나 이러한 유체 동압베어링은 고속으로 회전되는 축을 지지할 수 있는 잇점이 있는 반면에 로터의 원심력에 의해 로터가 축방향으로 유동되어 진동 또는 소음이 발생될 우려가 있다.The conventional spindle motor configured as described above uses a hydrodynamic bearing so that a dynamic pressure generating groove 2a is formed on the outer circumferential surface of the shaft 2. In other words, when the shaft 2 is rotated at a high speed, the oil filled between the sleeve 1a generates pressure by the dynamic pressure generating groove 2a. Thus, the shaft 2 is supported to rotate radially. In addition, while the shaft 2 is rotated, the disc placed on top of the rotor 3 is rotated together to reproduce the information of the disc. However, such a hydrodynamic bearing has the advantage of supporting the shaft rotated at high speed, while the rotor flows in the axial direction by the centrifugal force of the rotor, which may cause vibration or noise.

이를 개선하기 위해 일본 특개평5-278905호 및 특개소54-95366호에 축방향의 유동을 억제시키는 기술이 개시된 바 있다. 이는 축방향으로 탄성유체에 의한 동압이 형성되도록 와셔 형태의 구조물을 형성시켜 축방향 지지를 할 수 있게 하였다. 그러나 가공조립이 쉽지 않고 제작비가 많이 들어 양산성이 어렵게 되며 특히 축방향의 동특성이 열악하여 축방향의 진동이 크게 발생되는 등의 단점이 있다.In order to improve this, Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-278905 and 54-95366 disclose techniques for suppressing axial flow. This allows the axial support by forming a washer-shaped structure such that dynamic pressure is generated by the elastic fluid in the axial direction. However, it is difficult to assemble and difficult to manufacture due to high manufacturing costs, and especially, the axial dynamics are poor, and there are disadvantages such as large vibration in the axial direction.

본 발명은 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 로터가 회전되는 과정에서 축방향으로 유동될 때 이를 감지하여 축의 유동을 억제함으로써, 축방향의 동특성이 향상되어 고속회전시 진동 소음이 감소되는 스핀들모터의 축지지장치를 제공함에 있다.The present invention was developed in view of various problems in the related art, and an object of the present invention is to detect when the rotor flows in the axial direction while the rotor is rotated, thereby suppressing the flow of the shaft, thereby improving the dynamic characteristics in the axial direction so that the high speed rotation An object of the present invention is to provide a shaft support device for a spindle motor in which vibration noise is reduced.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중공상의 슬리브; 상기 슬리브에 회전가능하게 끼워지고 회전되는 동안 오일에 동압을 발생시키는 축; 상기 축의 상단에 허브를 통하여 회전가능하게 결합된 로터; 상기 슬리브의 외주면에 구비되고 상기 로터가 축방향으로 유동될 때 전자석의 당김력으로 상기 로터의 유동을 억제시키는 유동억제수단; 상기 슬리브의 상단에 구비되어 상기 로터의 유동량을 유도전류의 변화로 감지하는 감지수단; 그리고 상기 감지수단의 유도전류를 증폭하는 증폭기를 거쳐 증폭된 신호에 따라 상기 유동억제수단을 작동시키는 제어기가 구비된 특징이 있다.The present invention is a hollow sleeve to achieve the above object; A shaft rotatably fitted in the sleeve and generating dynamic pressure in the oil while being rotated; A rotor rotatably coupled to the top of the shaft through a hub; Flow suppressing means provided on an outer circumferential surface of the sleeve and suppressing the flow of the rotor by a pulling force of an electromagnet when the rotor flows in an axial direction; Sensing means provided at an upper end of the sleeve to sense a flow amount of the rotor as a change in induced current; And a controller for operating the flow inhibiting means in accordance with the amplified signal through an amplifier for amplifying the induced current of the sensing means.

도1은 종래 스핀들모터의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional spindle motor,

도2은 본 발명 스핀들모터의 단면도.2 is a cross-sectional view of the present invention spindle motor.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 슬리브 12 : 축11 sleeve 12 shaft

16 : 허브 17 : 로터16: hub 17: rotor

19 : 유동억제수단 20 : 전자석코일19: flow control means 20: electromagnet coil

21 : 권회홈 22 : 감지수단21: winding home 22: sensing means

23 : 유도코일 24 : 증폭기23: induction coil 24: amplifier

25 : 제어기 26 : 자성체25 controller 26 magnetic material

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명 스핀들모터의 단면도 이다. 상부 중앙에 중공상의 슬리브(11)가 결합된 하우징(10)이 구비되고 하우징(10)의 상부 외주연에는 코일(15)이 권회된 코어(14)가 구비된다. 그리고 슬리브(11)의 내부에 축(12)이 회전 가능하게 끼워지며 축(12)과 슬리브(11)의 사이에 오일이 충진된다. 축(12)은 외주면에 동압 발생홈(13)이 형성되며 회전되는 동안 오일에 동압이 발생되어 회전 반경방향으로 지지된다.2 is a cross-sectional view of the spindle motor of the present invention. A housing 10 having a hollow sleeve 11 coupled to the upper center is provided, and a core 14 having a coil 15 wound around the upper outer circumference of the housing 10 is provided. And the shaft 12 is rotatably fitted inside the sleeve 11 and oil is filled between the shaft 12 and the sleeve 11. The shaft 12 has a dynamic pressure generating groove 13 formed on the outer circumferential surface thereof and is supported in the rotational radial direction by generating dynamic pressure in the oil while being rotated.

또한 축(12)의 상단에 허브(16)가 억지끼움식으로 결합되며 허브(16)의 외주연에 로터(17)가 허브(16)와 함께 회전되도록 구비된다. 로터(17)는 하부가 개방되며 코어(14)를 감싸는 형태로 허브(16)의 상부에 구비된다. 또한 로터(17)의 내주면에는 자성체(18)가 구비되며 코일(15)에 전원이 인가되면 자성체(18)에 자기력이 발생되고 로터(17)가 축(12)과 함께 고속으로 회전된다.In addition, the hub 16 is coupled to the upper end of the shaft 12 by interference fit, and the rotor 17 is provided on the outer periphery of the hub 16 so as to rotate together with the hub 16. The rotor 17 is provided at the upper portion of the hub 16 in a form in which the lower portion is opened and surrounds the core 14. In addition, a magnetic body 18 is provided on the inner circumferential surface of the rotor 17. When power is applied to the coil 15, a magnetic force is generated in the magnetic body 18, and the rotor 17 rotates at high speed along with the shaft 12.

그리고 슬리브(11)의 외주면에 로터(17)가 축방향으로 유동되지 못하도록 하는 유동억제수단(19)이 구비된다. 유동억제수단(19)은 축(12)이 고속으로 회전되는 과정에서 로터(17)가 원심력에 의해 상부쪽으로 또한 하부쪽으로 유동되지 못하도록 하는 것이며 전자석의 원리가 이용된다. 유동억제수단(19)은 슬리브(11)의 외주면에 전자석코일(20)이 권회될 수 있는 권회홈(21)이 마련된다. 전자석코일(20)은 슬리브(11)의 상측을 전자석으로 만들어 주며 따라서 로터(17)가 슬리브(11) 쪽으로 당겨져 유동억제된다.In addition, a flow inhibiting means 19 is provided on the outer circumferential surface of the sleeve 11 to prevent the rotor 17 from flowing in the axial direction. The flow inhibiting means 19 prevents the rotor 17 from flowing upward and downward by centrifugal force while the shaft 12 rotates at high speed, and the principle of the electromagnet is used. The flow inhibiting means 19 is provided with a winding groove 21 through which the electromagnetic coil 20 can be wound on the outer circumferential surface of the sleeve 11. The electromagnet coil 20 makes the upper side of the sleeve 11 an electromagnet so that the rotor 17 is pulled toward the sleeve 11 to inhibit flow.

또한 슬리브(11)의 상단 외주면에 로터(17)의 유동량을 감지하는 감지수단(22)이 구비된다. 감지수단(22)은 로터(17)의 변위량을 감지하여 기준치 이상일 때 전자석코일(20)이 작동되도록 한다. 이러한 감지수단(20)은 유도코일(23)이 이용되며 유도코일(23)의 변위 감지량을 증폭시키기 위해 슬리브(11)의 상단과 허브(16)의 저면에 자성체(26)가 구비된다. 이들 자성체(26)의 거리차에 따라 자기력이 변화되면 이를 유도코일(23)이 미세하게 감지할 수 있다. 또한 유도코일(23)의 유도전류 변화량이 증폭기(24)에서 증폭된 다음 제어기(25)를 통하여 유동억제수단(19)이 제어된다.In addition, the sensing means 22 for sensing the flow amount of the rotor 17 is provided on the outer peripheral surface of the upper end of the sleeve (11). The sensing means 22 senses the displacement of the rotor 17 so that the electromagnet coil 20 is operated when the reference value is greater than or equal to the reference value. The sensing means 20 is an induction coil 23 is used, the magnetic body 26 is provided on the top of the sleeve 11 and the bottom of the hub 16 to amplify the displacement detection amount of the induction coil 23. When the magnetic force is changed according to the distance difference between the magnetic bodies 26, the induction coil 23 may finely detect the magnetic force. In addition, the amount of change in induced current of the induction coil 23 is amplified by the amplifier 24, and then the flow inhibiting means 19 is controlled through the controller 25.

이처럼 구성된 본 발명은 슬리브(11)의 외주면에 유동억제수단(19)이 구비된다. 유동억제수단(19)은 로터(17)가 회전되는 과정에서 원심력에 의해 축방향으로 들리지 않도록 하는 것으로 전자석의 원리가 이용된다. 즉 유동억제수단(19)을 구성하는 전자석코일(20)이 슬리브(11)의 외주면에 형성된 권회홈(21)에 일정량 감긴다. 그리고 로터(17)의 들림에 따른 유동량이 감지수단(22)에 의해 감지된 다음 유동억제수단(19)이 작동된다. 감지수단(22)은 슬리브(11)의 상단 외주면에 권회된 유도코일(23)에 의해 구성되는 것으로 로터(17)의 변위량에 따라 유도코일(23)에서 유도전류가 발생된다. 그리고 유도전류는 증폭기(24)와 제어기(25) 쪽으로 인가되며 유동억제수단(19)이 최종적으로 제어된다.The present invention configured as described above is provided with a flow inhibiting means (19) on the outer peripheral surface of the sleeve (11). The flow inhibiting means 19 is used so that the rotor 17 is not lifted in the axial direction by the centrifugal force during the rotation of the rotor 17, the principle of the electromagnet is used. That is, the electromagnetic coil 20 constituting the flow inhibiting means 19 is wound around a certain amount in the winding groove 21 formed on the outer circumferential surface of the sleeve 11. Then, the flow amount according to the lifting of the rotor 17 is sensed by the sensing means 22, and then the flow inhibiting means 19 is operated. The sensing means 22 is constituted by the induction coil 23 wound around the upper outer circumferential surface of the sleeve 11, and an induction current is generated in the induction coil 23 according to the displacement amount of the rotor 17. The induced current is applied toward the amplifier 24 and the controller 25 and the flow inhibiting means 19 is finally controlled.

유동억제수단(19)은 제어기(25)에서의 제어신호에 따라 전자석코일(20)에 전원이 인가된다. 전자석코일(20)에 전원이 인가되면 슬리브(11)가 전자석으로 변화됨으로 로터(17)와 연결된 허브(16)의 하단이 당겨지고 결과적으로 로터(17)가 전체적으로 하강되어 유동억제된다. 따라서 고속회전시 진동 소음이 억제된다.The flow inhibiting means 19 is supplied with power to the electromagnet coil 20 in accordance with a control signal from the controller 25. When power is applied to the electromagnet coil 20, the sleeve 11 is changed into an electromagnet, so that the lower end of the hub 16 connected with the rotor 17 is pulled, and as a result, the rotor 17 is lowered as a whole and flow is inhibited. Therefore, vibration noise at high speed is suppressed.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 슬리브의 외주면에 로터의 축방향 유동을 억제하는 유동억제수단이 구비된다. 유동억제수단은 전자석의 원리를 이용한 것으로 슬리브가 전자석으로 변화되어 로터를 하부쪽으로 당긴다. 그리고 로터의 유동량이 감지수단에 의해 감지된다. 감지수단은 유도코일의 유도전류 변화에 따라 로터의 유동량이 감지되며 감지수단의 감지량에 따라 유동억제수단이 작동된다. 따라서 고속회전시 로터의 진동 소음이 감소됨으로 동특성이 향상되는 등의 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a flow inhibiting means is provided on the outer circumferential surface of the sleeve to suppress the axial flow of the rotor. The flow inhibiting means uses the principle of the electromagnet, and the sleeve is changed into the electromagnet to pull the rotor downward. And the flow amount of the rotor is sensed by the sensing means. The sensing means detects the flow amount of the rotor in accordance with the change of the induction current of the induction coil, and the flow inhibiting means operates according to the sensing amount of the sensing means. Therefore, the vibration noise of the rotor at high speed is reduced, thereby improving the dynamic characteristics.

Claims (4)

중공상의 슬리브(11); 상기 슬리브(11)에 회전가능하게 끼워지고 회전되는 동안 오일에 동압을 발생시키는 축(12); 상기 축(12)의 상단에 허브(16)를 통하여 회전가능하게 결합된 로터(17); 상기 슬리브(11)의 외주면에 구비되고 상기 로터(17)가 축방향으로 유동될 때 전자석의 당김력으로 상기 로터(17)의 유동을 억제시키는 유동억제수단(19); 상기 슬리브(11)의 상단에 구비되어 상기 로터(17)의 유동량을 유도전류의 변화로 감지하는 감지수단(22); 그리고 상기 감지수단(22)의 유도전류를 증폭하는 증폭기(24)를 거쳐 증폭된 신호에 따라 상기 유동억제수단(19)을 작동시키는 제어기(25)를 구비하는 스핀들모터의 축지지장치.Hollow sleeve 11; A shaft (12) rotatably fitted in the sleeve (11) and generating dynamic pressure in the oil during rotation; A rotor 17 rotatably coupled to the top of the shaft 12 via a hub 16; Flow suppressing means (19) provided on an outer circumferential surface of the sleeve (11) and suppressing the flow of the rotor (17) by the pulling force of the electromagnet when the rotor (17) flows in the axial direction; Sensing means (22) provided at an upper end of the sleeve (11) to sense a flow amount of the rotor (17) as a change in induced current; And a controller (25) for operating the flow inhibiting means (19) in accordance with the amplified signal via an amplifier (24) for amplifying the induced current of the sensing means (22). 제1항에 있어서, 상기 유동억제수단(19)은 상기 슬리브(11)의 외주면에 권회홈(21)이 구비되고 상기 권회홈(21)에 일정량 감긴 상태에서 전원이 인가되면 상기 슬리브(11)를 전자석으로 만드는 전자석코일(2)이 구비됨을 특징으로 하는 스핀들모터의 축지지장치.According to claim 1, The flow inhibiting means 19 is provided with a winding groove 21 on the outer circumferential surface of the sleeve 11 and when the power is applied in a state wound around the winding groove 21, the sleeve 11 The shaft support device of the spindle motor, characterized in that the electromagnet coil (2) is made of an electromagnet. 제1항에 있어서, 상기 감지수단(22)은 상기 슬리브(11)의 상단에 권회되어 상기 로터(17)와 일체로 회전되는 허브(16)와 상기 슬리브(11)와의 높이차가 발생될 때 유도전류를 발생시키는 유도코일(23)이 구비됨을 특징으로 하는 스핀들모터의 축지지장치.The method according to claim 1, wherein the sensing means (22) is guided when the height difference between the hub (16) and the sleeve (11) rotated integrally with the rotor (17) is generated on the upper end of the sleeve (11). A shaft support device for a spindle motor, characterized in that the induction coil (23) for generating a current is provided. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(11)의 상단과 상기 허브(16)의 하단에 상기 유도코일(23)의 유도전류를 증폭시키는 자성체(26)가 구비됨을 특징으로 하는 스핀들모터의 축지지장치.2. The shaft support apparatus of claim 1, wherein a magnetic body 26 is formed at an upper end of the sleeve 11 and a lower end of the hub 16 to amplify the induced current of the induction coil 23. .