KR20130016806A

KR20130016806A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20130016806A
Application number: KR1020110078935A
Authority: KR
Inventors: 오상용
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-02-19

Abstract

본 발명은 회전축, 허브 및 마그네트를 포함하는 회전부와, 상기 회전축을 지지하는 슬리브 및 상기 마그네트에 대향되는 전기자를 포함하는 고정부로 이루어진 스핀들모터로서, 작업유체가 주입되어 상기 회전축과 슬리브 사이의 간극에 레디얼 동압베어링부가 형성되고, 상기 회전축은 하부에 스러스트 플레이트부가 형성되고, 상기 슬리브와 허부 사이의 간극과 상기 스러스트 플레이트부와 슬리브 사이의 간극에 각각 스러스트 동압베어링부가 형성되고, 상기 슬리브에는 회전축의 축방향으로 상면과 하면을 연결하는 유체순환홀이 형성되고, 상기 유체순환홀은 회전축의 반경방향으로 스러스트 동압베어링부 보다 외측에 형성된다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 하드디스크 등 기록 디스크의 구동장치로 사용되는 스핀들 모터는 모터의 회전시에 회전축와 슬리브 사이의 간극에 오일(Oil) 등의 윤활유체가 저장되고, 상기 윤활유체에 의해 발생된 동압을 이용하는 유체동압베어링이 다양하게 이용되고 있다.

보다 구체적으로, 원심력에 의한 윤활유의 동압만으로 샤프트의 축강성을 유지시키는 유체 동압베어링이 구비된 스핀들 모터는 윈심력을 기반으로 하기 때문에 금속마찰이 없고 고속회전일수록 안정감이 상승하여 소음과 진동의 발생이 적으며, 소음이 적고, 내 충격성 및 수명이 길다는 장점이 있어, 하이엔드용 광디스크장치, 자기디스크장치에 주로 적용된다.

또한, 유체 동압베어링은 회전축과 슬리브 사이에 간극이 형성되고, 상기 슬리브 또는 회전축에 동압홈을 형성하여 상대 회전 운동에 의해서 유체가 이동하게 되고 유체의 이동에 의한 압력으로 베어링 역할을 하게 된다.

그러나, 종래기술에 따른 스핀들 모터는 회전축계에서 발생되는 에어버블을 외부로 배출할 수 없고 보다 안정적인 유체동압베어링으로 구현될 수 없는 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스핀들 모터에 있어서, 스러스트 동압베어링부를 형성하고, 슬리브에는 회전축의 축방향에 대하여 상면과 하면을 연결하는 유체순환홀을 형성함과 동시에, 상기 유체순환홀은 회전축의 반경방향으로 스러스트 동압베어링부 보다 외측에 형성되어, 작업유체를 원활히 순환시켜 축계 안정성을 유지함과 동시에 축 내부의 에어버블을 외부로 강제배출할 수 있는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

또한, 상기 스러스트 동압베어링부는 상기 슬리브와 허브 사이의 간극에 형성되는 제1 스러스트 동압베어링부와 상기 회전축의 스러스트 플레이트부와 슬리브 사이의 간극에 형성되는 제2 스러스트 동압베어링부로 이루어진다.

그리고 상기 제1 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 허브에 대향되는 슬리브의 상면에 제1 스러스트 동압발생홈이 형성되고, 상기 제2 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 회전축의 스러스트 플레이트부에 대향되는 상기 슬리브의 하면에 제2 스러스트 동압발생홈이 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 상기 제1 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 허브에 대향되는 슬리브의 상면에 제1 스러스트 동압발생홈이 형성되고, 상기 제2 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 슬리브에 대항되는 상기 스러스트 플레이트부의 상면에 제2 스러스트 동압발생홈이 형성된다.

그리고 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 고정부는 상기 회전축을 지지하고 유체를 실링하기 위해 상기 슬리브의 하단부 내주면에 결합되는 커버를 더 포함하고, 상기 회전축의 스러스트 플레이트와 상기 커버 사이의 간극에서 스러스트 동압베어링부가 더 형성된다.

그리고 상기 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 스러스트 플레이트부에 대향되는 커버의 상면 또는 상기 커버에 대향되는 스러스트 플레이트부의 하면에 선택적으로 제1 스러스트 동압발생홈이 형성된다.

그리고 상기 슬리브의 내주면과 이에 대향되는 상기 회전축의 외주면에는 선택적으로 동압발생홈이 형성되고, 상기 동압발생홈에 의해 래디얼 동압베어링부가 형성된다.

그리고 본 발명에 따른 스핀들 모터의 상기 고정부는 내주부에 상기 슬리브가 압입 또는 접착제에 의해 고정되고, 상기 마그네트에 대향하도록 외주부에 압입 또는 접착제에 의해 상기 전기자가 고정되는 베이스를 더 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면 스러스트 동압베어링부를 형성하고, 슬리브에 회전축의 축방향으로 상면과 하면을 연결하는 유체순환홀을 형성함과 동시에, 상기 유체순환홀은 회전축의 반경방향으로 스러스트 동압베어링부 보다 외측에 형성되어, 작업유체를 원활히 순환시켜 축계 안정성을 유지함과 동시에 축 내부의 에어버블을 외부로 강제배출할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 스핀들 모터에 있어서 오일이 순환되는 사용상태를 개략적으로 나타낸 부분 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스핀들 모터의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 개략적인 단면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 스핀들 모터(100)는 스러스트 플레이트부(111)가 형성된 회전축(110), 허브(120) 및 마그네트(130)를 포함하는 회전부와, 슬리브(140), 전기자(150), 베이스(160) 및 커버(170)를 포함하는 고정부로 이루어진다.

그리고 작업유체가 주입되어 상기 회전축(110)과 슬리브(140) 사이의 간극에 레디얼 동압베어링부가 형성되고, 상기 슬리브(140)와 상기 허부(120) 사이의 간극과 회전축(110)의 스러스트 플레이트부(111)와 상기 슬리브(140) 사이의 간극에 스러스트 동압베어링부가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 상기 스러스트 플레이트부(111)와 상기 커버(170) 사이의 간극에 스러스트 동압베어링부가 더 형성된다.

보다 구체적으로, 상기 회전축(110)은 상단부의 외주면에 상기 허브(120)가 장착되고, 하부에 스러스트 플레이트부(111)가 일체로 형성된다. 그리고 상기 스러스트 플레이트부(111)는 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위한 것으로서, 상기 스러스트 플레이트부(111)와 상기 슬리브(120)의 간극과, 상기 스러스트 플레이트부(111)와 상기 커버(170)와의 간극에서 각각 스러스트 동압베어링부가 형성된다.

상기 허브(120)는 상기 회전축(110)의 상단부에 고정결합되고, 회전축(110)과 일체되어 회전한다.

보다 구체적으로, 상기 허브(120)는 회전축(110)의 상단부에 고정되는 원통부(121), 상기 원통부(121)로부터 반경방향 외측으로 연장된 원판부(122), 상기 원반부(122)의 반경방향 외측 단부에서 회전축의 축방향으로 하향 연장되는 측벽부(123)로 이루어진다.

또한, 상기 측벽부(123)의 내주면에는 상기 전기자(150)에 대향되도록 환고리형으로 이루어진 상기 마그네트(130)가 장착된다.

그리고 상기 슬리브(140)는 상기 회전축(110)을 회전가능하도록 지지하고 상기 베이스(160)의 내주면에 결합된다. 또한, 상기 슬리브(140)는 작업유체에 의한 레디얼 동압베어링부을 형성하기 위해, 상기 회전축(110)에 대향되는 내주면에 레디얼 동압발생홈(141)이 형성된다. 상기 레디얼 동압발생홈(141)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나선형 형상 중 하나를 선택하여 이루어질 수 있고, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상 및 개수에 제한이 없다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 레디얼 동압베어링부를 형성하기 위해 레디얼 동압발생홈이 상기 슬리브(140)에 대향되는 상기 회전축(110)에 형성될 수도 있다.

그리고 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 3부분에서 스러스트 동압베어링부가 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 슬리브(140)와 상기 허브(120) 사이의 간극에서 제1 스러스트 동압베어링부가 형성되고, 상기 슬리브(140)와 상기 회전축의 스러스트 플레이트부(111) 사이의 간극에서 제2 스러스트 동압베어링부가 형성되고, 상기 회전축의 스러스트 플에이트부(111)와 상기 커버(170) 사이의 간극에서 제3 스러스트 동압베어링부가 형성된다.

이를 위해 상기 허브(120)에 대향되는 상기 슬리브(140)의 상면에는 제1 스러스트 동압발생홈(142a)이 형성되고, 상기 회전축(110)의 스러스트 플레이트부(111)에 대향되는 상기 슬리브(140)의 하면에는 제2 스러스트 동압발생홈(142b)이 형성된다. 또한, 상기 제3 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 회전축의 스러스트 플레이트부(111)에 대향되는 상기 커버(170)의 상면에 제3 스러스트 동압발생홈(171)이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 제2 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 슬리브에 대향되는 스러스트 플레이트부의 상면에 제2 스러스트 동압발생홈이 형성될 수도 있고, 제3 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 커버에 대향되는 스러스트 플레이트부의 하면에 제3 스러스트 동압발생홈이 형성될 수도 있다.

또한, 상기 슬리브(140)에는 회전축의 축방향으로 상기 슬리브의 상면과 하면을 관통시키는 유체순환홀(143)이 형성된다. 그리고 상기 유체순환홀(143)은 회전축의 반경방향으로 상기 제1 스러스트 동압베어링부 및 상기 제2 스러스트 동압베어링부 보다 외측에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 도 2에 보다 자세히 도시한 바와 같이, 유체동압베어링부를 형성하기 위해 주입된 작업유체인 오일의 실링부가 슬리브의 외주면과 허브의 연장부 사이에 형성됨에 따라, 축 내부에서 발생되는 에어버블(air bubble)을 외부로 강제배출함과 동시에 작업유체인 오일을 원활히 순환시켜 축계 안정성을 유지하기 위한 것이다.

그리고 상기 베이스(160)는 내주부에 상기 슬리브(140)가 압입 또는 접착제등에 의해 고정되고, 외주부에 상기 마그네트(130)에 대향하도록 코어(151) 및 코일(152)로 이루어진 전기자(150)가 압입 또는 접착제등에 의해 고정된다.

상기 커버(170)는 상기 회전축(110)을 지지하고 유체를 실링하기 위해 상기 슬리브(140)의 하단부 내주면에 결합된다.

도 2는 도 1에 도시한 스핀들 모터에 있어서 오일이 순환되는 사용상태를 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이, 유체동압베어링부를 형성하기 위해 주입된 유체는 화살표로 표시한 바와 같이, 상기 슬리브(140)에 형성된 유체순환홀(143)을 통해 상기 슬리브(140)의 하부에서 상부로 순환된다. 이때 상기 회전축(110)의 하부에서 발생된 에어버블은 상기 유체순환홀(143)을 통해 유체와 함께 상승되고 축 내부에서 외부로 배출된다.

이와같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 스핀들 모터(100)는 축계 안정성을 유지함과 동시에 축 내부에서 발생되는 에어버블(air bubble)을 외부로 배출할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 스핀들 모터 110 : 회전축
111 : 스러스트 플레이트부 120 : 허브
121 : 원통부 122 : 원판부
123 : 측벽부 130 : 마그네트
140 : 슬리브 141 : 레디얼 동압발생홈
142a, 142b : 제1,2 스러스트 동압발생홈
143 : 유체순환홀
150 : 전기자 151 : 코어
152 : 코일 160 : 베이스
170 : 커버 171 : 제3 스러스트 동압발생홈

Claims

회전축, 허브 및 마그네트를 포함하는 회전부와, 상기 회전축을 지지하는 슬리브 및 상기 마그네트에 대향되는 전기자를 포함하는 고정부로 이루어진 스핀들모터로서,
작업유체가 주입되어 상기 회전축과 슬리브 사이의 간극에 레디얼 동압베어링부가 형성되고,
상기 회전축은 하부에 스러스트 플레이트부가 형성되고, 상기 슬리브와 허부 사이의 간극과 상기 스러스트 플레이트부와 슬리브 사이의 간극에 각각 스러스트 동압베어링부가 형성되고, 상기 슬리브에는 회전축의 축방향으로 상면과 하면을 연결하는 유체순환홀이 형성되고, 상기 유체순환홀은 회전축의 반경방향으로 스러스트 동압베어링부 보다 외측에 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 스러스트 동압베어링부는
상기 슬리브와 허브 사이의 간극에 형성되는 제1 스러스트 동압베어링부; 및
상기 회전축의 스러스트 플레이트부와 슬리브 사이의 간극에 형성되는 제2 스러스트 동압베어링부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
스핀들 모터.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 허브에 대향되는 슬리브의 상면에 제1 스러스트 동압발생홈이 형성되고,
상기 제2 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 회전축의 스러스트 플레이트부에 대향되는 상기 슬리브의 하면에 제2 스러스트 동압발생홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 허브에 대향되는 슬리브의 상면에 제1 스러스트 동압발생홈이 형성되고,
상기 제2 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 슬리브에 대항되는 상기 스러스트 플레이트부의 상면에 제2 스러스트 동압발생홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 고정부는 상기 회전축을 지지하고 유체를 실링하기 위해 상기 슬리브의 하단부 내주면에 결합되는 커버를 더 포함하고,
상기 회전축의 스러스트 플레이트와 상기 커버 사이의 간극에서 스러스트 동압베어링부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 5에 있어서,
상기 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위해 상기 스러스트 플레이트부에 대향되는 커버의 상면 또는 상기 커버에 대향되는 스러스트 플레이트부의 하면에 선택적으로 제1 스러스트 동압발생홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브의 내주면과 이에 대향되는 상기 회전축의 외주면에는 선택적으로 동압발생홈이 형성되고, 상기 동압발생홈에 의해 래디얼 동압베어링부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 고정부는
내주부에 상기 슬리브가 압입 또는 접착제에 의해 고정되고, 상기 마그네트에 대향하도록 외주부에 압입 또는 접착제에 의해 상기 전기자가 고정되는 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.