KR20120104822A

KR20120104822A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20120104822A
Application number: KR1020110022458A
Authority: KR
Inventors: 이정훈; 송창섭
Original assignee: 주식회사 삼홍사
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2012-09-24
Also published as: CN103503283A; US9209668B2; KR101199539B1; US20130342055A1; WO2012124951A3; CN103503283B; WO2012124951A2

Abstract

본 발명은 수지를 사용하여 베어링 하우징을 형성함과 동시에 베이스 플레이트를 인서트 몰딩한 수지 몰딩구조에 있어서, 외부에서 회전축으로 이동한 전하를 베이스 플레이트로 안전하게 배출하는 스핀들 모터에 관한 것이다.
상기 본 발명은 로터를 구비하며 중앙부에 회전축의 일단이 결합된 회전체와 상기 회전체의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 고정체를 포함하는 스핀들 모터에 있어서, 상기 고정체는, 상기 회전축의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 베어링; 상기 베어링을 수용하고 상기 베어링을 관통하여 돌출된 회전축의 타단을 지지하는 수지로 이루어진 베어링 하우징; 및 일면에 인쇄회로기판이 고정되고 상기 회전축의 타단을 지지하며, 상기 베어링 하우징과 인서트 몰딩으로 결합되는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트는 도전체로 이루어지고, 상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링과 접촉하여 외부에서 발생하는 정전기를 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 특히 수지를 사용하여 베어링 하우징을 사출 성형할 때 베이스 플레이트를 인서트 사출하여 베어링 하우징과 일체화함에 의해 이에 조립되는 베어링 및 회전축의 수직도를 확보하면서도 효과적인 정전기(ESD) 배출경로를 확보할 수 있으며, 제조비용의 절감과 제조공정의 효율화를 도모할 수 있고 특히, 고속 회전용 스핀들 모터에 적용 가능한 모터에 관한 것이다.

일반적으로, LDP, CDP, CD-ROM 및 DVD-ROM 플레이어, DVD 플레이어, BD, 3D 플레이어 등과 같은 광디스크 플레이어는 로딩 메커니즘에 의해 디스크를 턴테이블 상에 로딩시키면서 디스크의 정중앙에 관통 형성된 장착공을 클램핑 유닛인 척(chuck)으로서 클램핑하여 끼워 고정하고, 척에 클램핑된 디스크를 구동수단인 스핀들 모터의 구동원에 의해서 일 방향 회전시키면서 그 반경 방향으로 이동하는 광픽업 유닛에 의해 디스크에 기록된 정보를 재생하는 장치이다.

일반적으로 스핀들 모터는 베어링과 회전축 사이에 일정한 접촉구간을 유지하여 회전축을 회전 가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크 드라이브(HDD), 광디스크 드라이브(ODD) 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.

이러한 고속회전을 요망하는 스핀들 모터는 나날이 소형화되는 전자기기의 발전에 부응하도록 박형화 및 경량화가 요구되고 있으며, 이러한 스핀들 모터의 일례가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다(공개특허 10-2010-0043525 참조).

도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도로서, 도시된 바와 같이, 종래의 스핀들 모터는 베이스 플레이트(11)에 형성된 결합 구멍에 베어링 하우징(13)의 하단부측 외주면이 삽입되어 외측돌기(13a)를 스피닝(Spinning) 또는 코킹(Caulking)함에 의해 결합된다. 베어링 하우징(13)의 하단부측 내주면에는 회전축(19)의 이탈을 저지하기 위한 스토퍼(14)와 캡(15)이 결합되는 데, 캡(15)은 베어링 하우징(13)의 하단부측 내측돌기(13b)를 스피닝 또는 코킹함에 의해 결합한다.

베어링 하우징(13)의 내부에는 베어링(17)이 고정되고, 베어링(17)에는 회전축(19)이 지지되어 회전가능하게 설치되고, 회전축(19)의 하단에는 회전축의 회전저항을 감소시키기 위한 서포트 와셔(16)가 캡(15)의 내부에 배치되어 있다.

또한, 베어링 하우징(11)의 외주면에는 코어(21a)와 코일(21b)을 가지는 고정자(21)가 고정되고, 회전축(19)의 선단부에는 로터요크(23a)와 마그넷(23b)을 가지는 회전자(23)가 고정된다.

상기 회전자(23)의 로터요크(23a) 상부면은 데이터가 저장된 디스크(D)를 고정시켜 안착시키기 위한 턴테이블 역할을 한다. 이를 위해 로터요크(23a)의 상부면 외측에는 디스크(D)의 슬릿을 방지하기 위한 고무링(12)이 배치되어 있고, 로터요크(23a)의 상부면 내측에는 로딩되는 디스크(D)를 고정시키도록 디스크 척(18b)과 척 케이스(18a)로 이루어진 척킹 장치(18)가 구비되어 있다.

상기 종래의 스핀들 모터는 코일(21b)에 전류가 공급되면 회전 자계가 발생하여, 코일(21b)과 마그넷(23b) 사이에 형성되는 전자기력에 의해 마그넷(23b), 즉 회전자(23)가 회전하면서 로터요크(23a)에 탑재된 디스크(D)의 회전이 이루어진다.

상기와 같은 종래의 스핀들 모터는 베어링 하우징(13)과 베이스 플레이트(11)의 결합 및 베어링 하우징(13)과 캡(15)의 결합이 외측 및 내측 돌기(13a,13b)를 스피닝(spinning) 또는 코킹 공정에 의해 이루어지므로 조립공정이 복잡한 단점이 있다.

또한, 종래에는 베어링 하우징(13)과 베이스 플레이트(11) 및 캡(15)의 상호간 결합고정을 위해 스피닝 또는 코킹 공정을 실시하면 베이스 플레이트(11)에 대한 베어링 하우징(13)의 수직도가 어긋나는 경우가 발생하게 된다. 그 결과, 베어링 하우징(13)에 베어링(17)을 압입하면 베어링(17)의 수직도와 런아웃(run-out) 문제가 발생하여 리페어가 요구된다. 이 경우, 리페어 없이 베어링(17)에 회전축(19)을 조립하면 베이스 플레이트(11)에 대해 회전축(19)이 기울어져서, 진동 및 소음이 발생하는 단점이 있다.

더욱이, 베어링 하우징(13)에 베어링(17)을 압입하면 베어링(17)의 내경부가 압입에 의해 변화가 발생하여 이를 수정하기 위한 사이징(sizing) 공정에 의해 베어링 내경부 가공이 요구된다.

또한, 캡(15)을 결합하기 위한 스피닝 또는 코킹 작업 불량시, 베어링 하우징(13)과 캡(15)의 접촉 부위를 통하여 베어링(17)의 오일이 누설되는 단점이 있다.

더욱이, 종래의 스핀들 모터에서는 베어링 하우징(13)을 황동 또는 알루미늄 재료를 사용하며 CNC 머신에서 가공하거나 또는 압출 가공하여 제작하기 때문에 제조비용이 높은 단점이 있다.

한편, 일반적으로 각 종 전자제품은 접지(ground)하여 외부의 낙뢰 또는 정전기 등에 의한 전기적 충격에 의한 제품의 손상을 방지하도록 되어 있다. 또한, 스핀들 모터와 모터가 이용되는 디스크 구동장치도 접지(ground)가 이루어지고 있으며, 스핀들 모터는 베이스 플레이트를 디스크 구동장치에 장착함과 동시에 디스크 구동장치 본체를 통하여 정전기에 의한 전하를 외부로 배출하고 있다.

즉, 종래의 스핀들 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 금속으로 이루어진 베이스 플레이트(11)가 베어링 하우징(13) 및 베어링(17)을 통하여 회전축(19)과 상호 접촉되어 전하 배출경로를 형성하고 있다.

이러한 슬림형 스핀들 모터는 노트북 등에 장착되어 사용되는 경우, 디스크를 장착 또는 탈착할 때 스핀들 모터가 트레이와 함께 외부에 노출된다.

이렇게 스핀들 모터가 외부로 노출되어 사용자가 디스크를 턴테이블로 장착할 때, 스핀들 모터의 회전축이 피뢰침 역할을 하면서 정전기(ESD: Electrostatic discharge)에 의한 전하가 회전축을 통하여 스핀들 모터로 유입될지라도 상기한 전하 배출경로를 통하여 디스크 구동장치 본체로 전하를 배출되어 접지로 배출하고 있다. 그 결과, 종래의 스핀들 모터는 정전기(ESD)에 의한 모터 구동회로의 드라이브 IC(Integrated Circuit)가 손상되는 문제가 발생하지 않았다.

한편, 현재 DVD 기록을 위한 하프 하이트 드라이브(half height drive)의 DVD 디스크의 경우 16 내지 20배속 또는 그 이상의 기록배속을 갖도록 디스크 기록 배속을 높여가고 있는 추세이며, 이와 같은 기록 배속 향상에 있어 스핀들 모터의 최대 회전속도는 10,500 RPM 이상으로 확보하여야 한다. 이와 같이 스핀들 모터의 회전 속도가 향상되는 경우 진동 및 소음을 방지하기 위해서는 회전축의 수직도가 더욱 중요하게 된다.

상기한 종래 스핀들 모터의 문제를 해결하기 위해 본 출원인은 국내출원 10-2010-0111374호에 제안한 바와 같이, 수지를 사용하여 베어링 하우징(33)을 형성함과 동시에 베이스 플레이트(31)를 인서트 사출, 열융착, 또는 본딩 등의 방법으로 베어링 하우징(33)과 일체화함에 의해 이에 조립되는 베어링(37) 및 회전축(39)의 수직도를 확보할 수 있고, 아울러 베어링(37) 오일의 누설을 근본적으로 차단할 수 있으며, 조립공정이 단순해지는 이점이 있다(도 2 참고).

그런데, 도 2에 도시되는 슬림형 스핀들 모터는 노트북 등에 장착되어 사용되는 경우, 디스크를 장착 또는 탈착할 때 스핀들 모터가 트레이와 함께 외부에 노출될 수 있다.

이렇게 스핀들 모터가 외부로 노출되어 사용자가 디스크를 턴테이블로 장착하면, 도 2와 같이 스핀들 모터의 회전축(39)이 피뢰침 역할을 하면서 정전기(ESD: Electrostatic Discharge)에 의한 전하가 피뢰침 역할을 하는 회전축(39)을 통하여 스핀들 모터로 유입될 수 있다. 이 경우, 회전축(39)으로 유입된 전하가 이동 가능한 금속 부품은 회전축(39)과 접촉이 이루어져 있고 메탈로 제작된 베어링(37) 및 로터케이스(43a)이다. 하지만 베어링(37)은 수지로 이루어진 베어링 하우징(33)에 의해 감싸여져 있어 방전 경로가 확보되어 있지 않기 때문에 전하는 자로형성재료(즉, 금속)로 이루어진 로터 케이스(43a)를 따라 마그네트(43)까지 이동한다.

이 경우, 전하는 마그네트(43)에서 더 이상 진행하지 못하다가 마그네트(43)에 전하가 충분히 모여서 도체의 충전량을 넘어가게 되면 일시적으로 인접 배치된 코어(41b)에 감긴 코일(41a)로 전하가 점핑(jumping)하는 현상이 발생하게 된다.

이에 따라 스테이터(41)의 코일(41a)에 점핑된 전하는 모터 구동회로의 드라이브 IC(Integrated Circuit) 등에 손상을 입히게 된다. 손상된 드라이브 IC는 스핀들 모터를 오작동시키거나 모터의 구동을 멈추게 하는 요인으로 작용하며, 이로 인해 광디스크 플레이어 장치는 제 역할을 정상적으로 수행하지 못하게 되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 수지를 사용하여 베어링 하우징을 형성함과 동시에 베이스 플레이트를 인서트 사출하여 베어링 하우징과 일체화함에 의해 이에 조립되는 베어링 및 회전축의 수직도를 확보하면서도 효과적인 정전기(ESD) 배출경로를 확보할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 접지(ground)가 이루어져 있으며 스핀들 모터가 장착되는 디스크 구동장치에 베이스 플레이트를 통하여 정전기(ESD) 배출경로를 확보하여 모터 구동회로의 드라이브 IC가 손상되는 것을 방지하면서도 제조비용의 절감과 제조공정의 효율화를 도모할 수 있는 슬림형 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 베어링 하우징에 인서트 사출되는 베이스 플레이트의 내측 돌기부가 메탈 베어링을 지지하는 구조를 형성함에 따라 메탈 베어링을 베어링 하우징에 압입시키는 공정의 관리가 쉽게 이루어질 수 있고, 메탈 베어링의 압입시에 바닥부까지 쉽게 압입하여 조립하므로 평탄을 맞추기 용이하여 메탈 베어링과 회전축의 수직도를 효과적으로 확보할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙부에 회전축의 일단이 결합된 로터; 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링; 요홈 내부에 상기 베어링을 수용하며 수지로 이루어진 베어링 하우징; 및 내주부가 상기 베어링 하우징의 내부에 매입 결합되는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링과 접촉하여 외부에서 유입되는 정전기를 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터를 제공한다.

상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링의 저면 또는 상기 베어링의 하단 외주에 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 베이스 플레이트는 베어링 하우징에 인서트 몰딩될 때 상기 베어링 하우징과의 결합력을 높이기 위해 상기 베이스 플레이트에 형성된 관통구멍의 내주면으로부터 돌출된 다수의 돌기부를 포함하며, 상기 다수의 돌기부 중 적어도 하나의 돌기부는 상기 베어링과 접촉하여 베어링으로부터 베이스 플레이트로 전하를 전달할 수 있다.

이 경우, 상기 베어링과 접촉하는 적어도 하나의 돌기부는 상기 베어링과의 배치구조에 따라 상기 베어링의 저면 또는 상기 베어링의 하단 외주에 접촉할 수 있으며, 상기 관통구멍의 중심을 향해 방사상으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 베이스 플레이트는 장치 본체에 대한 고정이 이루어지는 평판부; 및 상기 평판부로부터 상방향으로 절곡된 후 평판부와 평행하게 연장 성형되어 베어링 하우징과의 결합력을 높이기 위한 연장부를 포함하며, 상기 연장부는 중앙부의 형성된 관통구멍의 내주면으로부터 돌출되어 상기 베어링과 접촉하는 다수의 돌기부를 포함하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 돌기부가 상기 메탈 베어링으로부터 회전축의 이탈을 저지하기 위한 슬리트 와셔와 동일한 레벨로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 로터를 구비하며 중앙부에 회전축의 일단이 결합된 회전체와 상기 회전체의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 고정체를 포함하는 스핀들 모터에 있어서, 상기 고정체는 상기 회전축의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 베어링; 상기 베어링을 수용하고 상기 베어링을 관통하여 돌출된 회전축의 타단을 지지하는 수지로 이루어진 베어링 하우징; 및 일면에 인쇄회로기판이 고정되고 상기 회전축의 타단을 지지하며, 상기 베어링 하우징과 인서트 몰딩으로 결합되는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트는 도전체로 이루어지고, 상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링과 접촉하여 외부에서 발생하는 정전기를 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터를 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 회전축의 수직도를 유지하고 베어링 오일의 누수를 근본적으로 차단할 수 있는 수지 몰딩구조의 베어링 하우징에 있어서, 외부에서 유입된 정전기에 의해 회전축으로부터 스핀들 모터 내부로 전달되는 전하를 메탈 베어링에 접촉하는 베이스 플레이트의 내측 돌기부를 통해 자연스럽게 베이스 플레이트로 이어지는 정전기 배출을 위한 접지구조를 구비하여, 외부 전하로 인해 모터 구동회로의 드라이브 IC가 손상되거나 오작동 또는 모터가 정지하는 것을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 베어링 하우징에 인서트 사출되는 베이스 플레이트의 내측 돌기부가 메탈 베어링을 지지하는 구조를 형성함에 따라 메탈 베어링을 베어링 하우징에 압입시키는 공정의 관리가 쉽게 이루어질 수 있고, 메탈 베어링의 압입시에 바닥부까지 쉽게 압입하여 조립하므로 평탄을 맞추기 용이하여 메탈 베어링과 회전축의 수직도를 효과적으로 확보할 수 있다.

도 1은 종래의 압입 구조를 갖는 스핀들 모터에 대한 축방향 단면도,
도 2는 수지 몰딩구조의 베어링 하우징을 갖는 스핀들 모터에 대한 축방향 단면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 배출경로를 구비한 초박형 스핀들 모터에 대한 축방향 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 베이스 플레이트를 나타내는 평면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 배출경로를 구비한 초박형 스핀들 모터에 대한 축방향 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 베이스 플레이트를 나타내는 평면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들 모터를 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명은 고속 회전이 요구되는 스핀들 모터 뿐 아니라 저속 회전용 모터에 모두 적용 가능하며, 브러쉬레스(brushless) DC 모터 또는 DC 모터에도 모두 적용 가능하다. 하기의 도면을 참고한 실시예 설명에서는 본 발명이 바람직한 실시예로서 BLDC 타입의 스핀들 모터에 적용된 것을 예를 들어 설명한다.

먼저, 수지 몰딩구조를 갖는 스핀들 모터의 전체적인 구성을 설명한 후, 정전기 배출 구조를 설명한다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전기 배출경로(P1)를 구비한 초박형 스핀들 모터(100)는 크게 스테이터(stator)(또는 전기자)(140)와 아웃터 로터 방식의 로터(rotor)(180)를 포함한다.

상기 스테이터(140)는 링형상의 몸체로부터 다수의 티스가 방사방향으로 돌출된 코어(141)에 각 티스마다 절연체로 이루어진 보빈(142)이 형성되고, 보빈(142)의 외부에 코일(143)이 권선된 구조를 가지고 있다.

상기 로터(180)는 반전된 컵 형상으로 이루어지며 자로형성재료로 이루어지는 로터 케이스(181)와, 다수의 N극 및 S극 마그네트가 교대로 배치되거나 또는 N극 및 S극이 분할 착자된 링형 마그네트(182)를 포함하고 있다.

상기 로터 케이스(181)는 데이터가 저장된 디스크(D), 즉 기록매체를 고정시켜 안착시키기 위한 턴테이블 역할을 하는 원형 커버판(181b)과, 스테이터(140)의 외주부와 대향하도록 커버판의 선단부로부터 하향 절곡되어 내주면에 마그네트(182)가 부착되는 하향 절곡부(181c)와, 커버판의 중앙부에 후술하는 회전축(150)이 안정되게 결합되도록 상방향으로 돌출된 상향 절곡부(181a)를 구비하고 있다.

원형 커버판(181b)의 외측에는 디스크의 슬릿을 방지하기 위해 고무링으로 이루어진 디스크지지부(195)가 배치되어 있고, 내측에는 로딩되는 디스크(D)를 고정시키도록 스프링(193)에 의해 선단부가 탄성적으로 지지되는 3개의 디스크 척(chuck)(192)과 척을 지지하는 원형의 척 케이스(191)로 이루어진 척킹 장치(chucking device)(190)가 구비되어 있다. 상기 척 케이스(191)는 중앙부가 로터 케이스(181)의 상향 절곡부(181a)에 결합되어 지지된다.

상기와 같이 구성된 스핀들 모터(100)는 코일(143)에 전류가 공급되면 회전 자계가 발생하여, 코일(143)과 마그네트(182) 사이에 형성되는 전자기력에 의해 마그네트(182), 즉 로터(180)가 회전하면서 로터 케이스(181)에 탑재된 디스크(D)의 회전이 이루어진다.

한편, 본 발명의 스핀들 모터(100)는 상기 로터(180)와 척킹 장치(chucking device)(190)를 포함하며 중앙부에 회전축(150)이 결합된 회전체(rotating body)(101)와, 상기 회전체(101)의 중앙에 결합된 회전축(150)을 회전 가능하게 지지하는 고정체(fixed body)(103)로 구별될 수 있다.

상기 고정체(103)는 외주부 상측에 상기 스테이터(140)가 결합되며, 베이스 플레이트(또는 브라켓)(110)의 내주부가 고정체(103)에 일체로 결합 형성되고, 내주부에 형성된 제1요홈(121)에 메탈 베어링(160)이 결합되는 베어링 하우징(120)을 포함하며, 상기 회전체(101)는 그의 중심에 결합된 회전축(150)이 메탈 베어링(160)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

상기 베이스 플레이트(110)는 도 4와 같이 고정체(103)를 전체적으로 고정 지지하며, 예를 들어, 스핀들 모터(100)가 설치되는 다양한 디스크 구동장치에 고정 설치될 수 있도록 다양한 형상으로 제작될 수 있고, 이를 위해 다수의 스크류 또는 볼트 체결구멍(115)을 구비하고 있다.

또한, 베이스 플레이트(110)는 스테이터(140)의 하측에 배치되며 스테이터(140)에 대한 구동신호를 인가하는 모터 구동회로용 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)(137)을 코킹 등의 방법으로 고정시키기 위한 적어도 하나 이상의 고정용 구멍(119)을 더 포함하고 있으며, 상기 인쇄회로기판(137)에는 디스크 구동장치 본체로부터 스핀들 모터(100)를 제어하기 위한 구동신호가 예를 들어, FFC(Flexible Flat Cable)를 통하여 인가되고 있다.

이 경우, 베이스 플레이트(110)는 가소성 또는 열경화성 수지를 사용하여 사출 성형되는 베어링 하우징(120)의 제작시에 인서트 사출(insert injection, insert molding) 방법으로 상기 베어링 하우징(120)과 일체화가 이루어진다.

상기 베어링 하우징(120)은 외주부 하단의 제1외경부(125)에 베이스 플레이트(110)의 내측 부분 일부가 베어링 하우징(120)의 사출 성형시에 인서트 사출 방법에 따라 매입되어 상기 베어링 하우징(120)과 일체화가 이루어진다. 이 경우 베어링 하우징(120)은 나일론 66 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 엔지니어링 플라스틱 재료 등의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 사용하여 사출 성형방법으로 제작이 이루어질 수 있다.

더욱이, 상기 베어링 하우징(120)은 내주부에 형성된 원통형상의 제1요홈(121)에 메탈 베어링(160)이 결합되며, 상기 메탈 베어링(160)은 중앙부에 원형의 관통구멍을 구비하여 회전축(150)이 회전 가능하게 결합된다. 이 경우, 회전축(150)의 하단은 제1요홈(121)의 중앙부에 형성된 제2직경의 제2요홈(122)에 삽입되어 제2요홈(122)의 바닥면(124)에 지지된다. 또한, 제1요홈(121)의 바닥면(123)에는 내주부가 상기 회전축(150)의 하측 요홈부(151)에 삽입되어 로터(180)의 회전축(150)이 메탈 베어링(160)으로부터 이탈하는 것을 저지하기 위한 슬리트 와셔(slit washer)(152)가 배치되어 있다.

또한, 상기 메탈 베어링(160) 상측의 베어링 하우징(120)의 제1요홈(121)의 입구에는 베어링 내의 오일이 비산되는 것을 방지하기 위한 오일비산방지 와셔(161)가 결합되어 있다.

본 발명은, 상기와 같이 구성된 수지 몰딩구조에 있어서, 외부로부터 유입된 정전기에 의해 회전축(150)으로 유입된 외부 전하를 회전축(150)과 접하는 메탈 베어링(160)을 거쳐 베이스 플레이트(110)로 배출하기 위한 정전기 배출구조를 구비하고 있다.

이 경우 정전기 배출구조는 상기에 구체적으로 설명하는 스피들 모터에 한정되지 않으며, 수지로 이루어진 베어링 하우징(120)과 상기 베어링 하우징(120)에 인서트 몰딩된 금속재 베이스 플레이트(110)의 수지 몰딩구조를 이루는 스핀들 모터라면 어느 것이든 적용이 가능하다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 베이스 플레이트(110)는 접지기능을 고려하여 도전체로 이루어지며, 바람직하게는 내구성을 함께 고려하여 철계 합금으로 이루어질 수 있다.

상기 베이스 플레이트(110)는 예를 들어, 평판부(111)와, 상기 평판부(111)로부터 상방향으로 절곡된 후 평판부(111)와 평행하게 연장 성형되어 베어링 하우징(120)과의 결합력을 높이기 위한 연장부(112)를 포함한다.

이 경우, 상기 연장부(112)는 인서트 몰딩 시 상기 베이스 플레이트(110)와 베어링 하우징(120)과의 접촉면적을 늘리기 위해, 연장부(112)의 중앙에 형성된 관통구멍(113)의 중심을 향해 서로 다른 길이로 돌출된 다수, 예를 들어, 6개의 제1 및 제2 돌기부(114a,114b)를 포함한다.

상기 6개의 제1 및 제2 돌기부(114a,114b) 중 4개의 제1 돌기부(114a)는 나머지 2개의 제2 돌기부(114b)에 비하여 소정 길이 더 길게 연장 형성된다. 이와 같이 4개의 제1 돌기부(114a)의 길이가 연장됨에 의해, 제1 돌기부(114a)는 도전체인 메탈 베어링(160)의 저면에 자연스럽게 접촉하여 메탈 베어링(160)을 안정되게 지지한다.

이에 따라, 외부에서 발생하여 스핀들 모터(100)로 유입되는 정전기의 배출경로(P1)는 회전축(150), 메탈 베어링(160), 제1 돌기부(114a) 및 베이스 플레이트(110)로 이어진다.

따라서, 본 발명에서는 정전기를 이루는 전하가 모터(100)로 유입된 후, 상기 배출경로(P1)를 따라 베이스 플레이트(110)로부터 디스크 구동장치의 통상의 내부 접지구조를 통해 외부로 배출된다. 이에 따라 본 발명에서는 모터(100)로 유입된 전하가 회전축, 로터 케이스, 마그네트를 통하여 코일로 이동하기 전에 베이스 플레이트(110)를 통하여 디스크 구동장치로 배출되므로 모터 구동회로의 드라이브 IC가 손상되는 문제를 해소할 수 있다.

상기 제1 실시예에서는 메탈 베어링(160)과 접촉하는 제1 돌기부(114a)를 4개로 한정하여 설명하였으나 이에 제한되지 않고 적어도 1개의 제1 돌기부(114a)를 형성하는 것으로 족하다. 또한, 제1 돌기부(114a)는 2개 이상 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

제1실시예에서 베어링 하우징(120)에 베이스 플레이트(110)를 인서트 사출하여 일체화 할 때, 바람직하게는 메탈 베어링(160)의 저면과 접촉되는 베이스 플레이트(110)의 제1 돌기부(114a)는 일부가 베어링 하우징(120)의 제1요홈(121)으로 돌출되며, 돌출된 제1 돌기부(114a)의 일부는 슬리트 와셔(slit washer)(152)와 동일한 레벨로 설정되는 것이 메탈 베어링(160)의 안정된 지지를 도모할 수 있다.

이와 같이, 베이스 플레이트(110)의 내측 돌기부(114a)가 메탈 베어링(160)을 지지하는 구조를 형성함에 따라 메탈 베어링(160)을 베어링 하우징(120)에 압입시키는 공정의 관리가 쉽게 이루어질 수 있다.

즉, 메탈 베어링(160)을 베어링 하우징(120)의 제1요홈(121)에 압입 조립시에 제1요홈(121)의 바닥부까지 쉽게 압입하여 조립하므로 평탄을 맞추기 용이하여 메탈 베어링과 회전축의 수직도를 효과적으로 확보할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전기 배출경로를 구비한 초박형 스핀들 모터의 구조를 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 베이스 플레이트의 접지구조를 나타낸다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 초박형 스핀들 모터(100a)는 대부분 제1 실시예의 구조와 동일하고, 정전기 배출경로를 형성하는 구조만 상이하다. 따라서, 제2실시예에서 제1실시예와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2실시예와 제1실시예 사이의 차이점은, 제1실시예에서는 베이스 플레이트(110)의 제1돌기부(114a)가 메탈 베어링(160)의 하부면과 접촉되어 정전기 배출경로(P1)를 형성하나, 제2실시예에서는 베이스 플레이트(210)의 4개의 제1돌기부(214a)가 메탈 베어링(160)의 하측 외부와 접촉되어 정전기 배출경로(P2)를 형성하는 점이다.

이에 따라 제2실시예의 베이스 플레이트(210)는 전체적으로 평탄하게 이루어지는 것이 바람직하며, 관통구멍(213) 내주를 따라 관통구멍(213)의 중심을 향해 방사상으로 배치되는 4개의 제1 돌기부(214a)는 그 끝단이 각각 메탈 베어링(160)의 하부 외주에 접촉하도록 형성된다.

이를 위해 베어링 하우징(220)에 베이스 플레이트(210)를 인서트 사출하여 일체화 할 때 제1 돌기부(214a)의 끝단이 베어링 하우징(120)의 제1요홈(121a)으로 노출되도록 설정된다. 그 결과, 메탈 베어링(160)을 베어링 하우징(220)의 제1요홈(121a)에 압입하여 제1요홈(121)의 바닥면(123a)에 설치된 슬리트 와셔(152)까지 압입되면 자연스럽게 메탈 베어링(160)의 하측 외주가 제1 돌기부(214a)의 끝단과 접촉이 이루어지게 된다.

제2 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로 4개의 제1 돌기부(214a)가 메탈 베어링(160)과 접촉하고, 나머지 2개의 제2 돌기부(214b)는 제1 돌기부(214a) 보다 짧은 길이로 이루어져 메탈 베어링(160)과 비 접촉 상태로 된다. 이 경우 제2 실시예에서 메탈 베어링(160)과 접촉하는 제1 돌기부(214a)를 4개로 설정하였으나 이에 제한되지 않고 적어도 1개의 제1 돌기부(214a)를 구비하면 족하다.

상기한 바와 같이 본 발명은 수지 몰딩구조의 베어링 하우징을 통해 베어링과 회전축의 수직도를 유지하고 베어링 오일의 누수를 근본적으로 하단함과 동시에, 외부에서 유입된 정전기에 의해 회전축(150)으로부터 스핀들 모터(100a) 내부로 전달되는 전하를 메탈 베어링(160)에 접촉하는 베이스 플레이트(110,210)의 다수의 제1 돌기부(114a,214a)를 통해 자연스럽게 디스크 구동장치 본체로 이어지도록 정전기 배출을 위한 접지구조를 구비하여, 외부 전하로 인해 모터 구동회로의 드라이브 IC가 오작동하거나 모터가 정지하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명은 로터와 척킹 장치를 구비하고 중앙부에 회전축이 결합된 회전체와 회전체의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 고정체를 포함하며, 고정체의 베어링 하우징을 형성할 때 베이스 플레이트와 함께 인서트 몰딩 또는 인서트 사출 방법으로 일체화함에 의해 베어링 및 회전축의 수직도를 확보할 수 있고, 정전기를 베이스 플레이트를 거쳐 디스크 구동장치 등의 외부로 안전하게 배출할 수 있는 정전기 배출경로를 구비하는 스핀들 모터에 관한 것으로, 하드디스크 드라이브(HDD), 광디스크 드라이브(ODD) 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 디스크 구동장치에 적용이 가능하다.

100a,100b: 스핀들 모터 101: 회전체
103: 고정체 110,210: 베이스 플레이트
111: 평탄부 112: 연장부
113,213: 관통구멍 114a,214a: 제1 돌기부
114b,214b: 제2 돌기부 115: 체결구멍
125: 제1외경부 119: 고정구멍
120: 베어링 하우징 121,121a: 제1요홈
122: 제2요홈 123,123a,124: 바닥면
137: PCB 140: 스테이터
141: 코어 142: 보빈
143: 코일 150: 회전축
151: 요홈부 152: 슬리트 와셔
160: 베어링 161: 오일비산방지 와셔
170: 로터 이탈방지기구 171: 스러스트 자석
172: 요크 180: 로터
181: 로터 케이스 181a: 커버판
181b: 상향 절곡부 181c: 하향 절곡부
182: 자석 190: 척킹 장치
191: 척 케이스 192: 디스크 척
193: 스프링 195: 디스크지지부

Claims

중앙부에 회전축의 일단이 결합된 로터;
상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링;
요홈 내부에 상기 베어링을 수용하며 수지로 이루어진 베어링 하우징; 및
내주부가 상기 베어링 하우징의 내부에 매입 결합되는 베이스 플레이트;를 포함하며,
상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링과 접촉하여 외부에서 유입되는 정전기를 상기 회전축, 베어링 및 베이스 플레이트를 거쳐 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 일부가 상기 베어링의 저면 또는 상기 베어링의 하단 외주에 접촉하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 베어링 하우징에 인서트 몰딩될 때 상기 베어링 하우징과의 결합력을 높이기 위해 상기 베이스 플레이트에 형성된 관통구멍의 내주면으로부터 돌출된 다수의 돌기부를 포함하며,
상기 다수의 돌기부 중 적어도 하나의 돌기부는 상기 베어링과 접촉하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제3항에 있어서, 상기 베어링에 접촉하는 적어도 하나의 돌기부는 상기 베어링의 저면 또는 상기 베어링의 하단 외주에 접촉하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제3항에 있어서, 상기 다수의 돌기부는 상기 관통구멍의 중심을 향해 방사상으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는
장치 본체에 대한 고정이 이루어지는 평판부; 및
상기 평판부로부터 상방향으로 절곡된 후 평판부와 평행하게 연장 성형되어 베어링 하우징과의 결합력을 높이기 위한 연장부를 포함하며,
상기 연장부는 중앙부의 형성된 관통구멍의 내주면으로부터 돌출되어 상기 베어링과 접촉하는 다수의 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제6항에 있어서, 상기 돌기부가 상기 메탈 베어링으로부터 회전축의 이탈을 저지하기 위한 슬리트 와셔와 동일한 레벨로 설정되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.