KR20130019137A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130019137A
KR20130019137A KR1020110081109A KR20110081109A KR20130019137A KR 20130019137 A KR20130019137 A KR 20130019137A KR 1020110081109 A KR1020110081109 A KR 1020110081109A KR 20110081109 A KR20110081109 A KR 20110081109A KR 20130019137 A KR20130019137 A KR 20130019137A
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박재운
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삼성전기주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
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    • G11B33/00—Constructional parts, details or accessories not provided for in the other groups of this subclass
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상단부에 이탈방지부가 형성된 슬리브 및 상기 이탈방지부에 체결되는 이탈방지턱이 형성되며, 상기 슬리브의 상부에 고정 설치되는 캡부재를 포함한다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유체의 누설을 방지하기 위한 캡부재를 구비하는 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 어셈블리에 구비되는 베어링 간극에는 윤활유체가 충진된다.
그리고, 샤프트의 회전시 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 펌핑되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 것이다.
한편, 유체 동압 베어링 어셈블리에는 충진된 윤활유체가 누설되는 것을 억제하기 위해 윤활유체와 공기와의 계면이 형성되도록 하는 캡부재가 구비될 수 있다.
즉, 캡부재는 스핀들 모터의 정상 구동 상태에서 모세관 현상에 의해 윤활유체가 누설되지 않도록 윤활유체와 공기와의 계면(즉, 기액계면)이 형성되도록 하는 역할을 수행한다.
이와 같은, 캡부재는 일반적으로 스러스트 플레이트의 상부에 배치되며, 스러스트 플레이트와 함께 기액계면이 형성되도록 한다. 이를 위해 캡부재는 슬리브에 고정 설치될 수 있다.
한편, 캡부재는 슬리브에 접착제에 의해 접합되어 조립된다. 그런데, 오랜 시간이 지나게 되면 접착제의 균열 등에 의해 캡부재와 슬리브의 결합력이 약해지며, 이 경우 외부로부터 충격이 가해지는 경우 캡부재와 슬리브가 분리되는 문제가 있다.
본 발명은 외부 충격에 의해 슬리브와 캡부재의 분리를 방지할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상단부에 이탈방지부가 형성된 슬리브 및 상기 이탈방지부에 체결되는 이탈방지턱이 형성되며, 상기 슬리브의 상부에 고정 설치되는 캡부재를 포함한다.
상기 이탈방지턱은 상기 캡부재의 하단부로부터 반경방향 내측을 향하여 돌출 형성되는 복수개의 돌기로 구성되며, 상기 이탈방지부는 상기 이탈방지턱에 대응되는 형상을 가지는 홈으로 구성될 수 있다.
상기 이탈방지부는 상기 이탈방지턱이 상기 이탈방지부에 체결될 수 있도록 안내하는 절개부에 연결될 수 있다.
상기 이탈방지부의 끝단부는 상기 이탈방지턱이 억지끼움되도록 상기 이탈방지턱보다 작게 형성될 수 있다.
상기 캡부재는 하단부가 상기 슬리브에 접합 설치되는 바디와, 상기 바디로부터 반경방향 내측을 향하여 연장 형성되는 연장부를 구비하며, 상기 이탈방지턱은 상기 바디의 끝단부 내부면으로부터 연장 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부 충격이 가해지는 경우에도 이탈방지부에 결합되는 이탈방지턱에 의해 슬리브와 캡부재의 분리를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브와 캡부재를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브와 캡부재를 나타내는 부분 절개 사시도이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브와 캡부재를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 슬리브와 캡부재를 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 캡부재(150), 로터 허브(160), 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 회전시키는 기록 디스크 구동장치에 적용되는 모터일 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때 상,하방향, 즉 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(160)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(160)의 외주면을 향하는 방향을 의미하며, 원주방향은 로터 허브(160)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
베이스부재(110)는 고정부재로서 스테이터를 구성한다. 그리고, 베이스부재(110)는 슬리브(120)가 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 중공의 원통형상을 가질 수 있다. 그리고, 설치부(112)의 내부에 슬리브(120)가 삽입되어 설치될 수 있다.
한편, 설치부(112)의 외주면에는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(102)는 설치부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 저면이 지지되도록 설치부(112)에 설치될 수 있다.
슬리브(120)는 샤프트(130)를 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 상기한 바와 같이 슬리브(120)는 설치부(112)의 내부면에 접합 설치될 수 있다.
그리고, 슬리브(120)에는 샤프트(130)가 삽입되어 배치될 수 있도록 관통홀(122)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 중공의 원통형상을 가질 수 있다.
한편, 슬리브(120)에 샤프트(130)가 삽입 배치되는 경우 슬리브(120)의 내부면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극(B1)을 형성한다. 이 베어링 간극(B1)에 윤활유체가 충진될 수 있다.
그리고, 슬리브(120)의 내부면에는 샤프트(130)의 회전시 상기한 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 슬리브(120)의 상단부 가장자리에는 캡부재(150)가 설치되기 위한 단차부(124)가 형성될 수 있다. 단차부(124)는 슬리브(120)의 하단부 외경보다 작은 외경을 가지도록 형성되어 캡부재(150)가 안착되어 설치될 수 있도록 한다.
그리고, 캡부재(150)의 설치시 단차부(124)에는 접착제가 도포될 수 있다.
한편, 슬리브(120)의 상단부에는 이탈방지부(126)가 형성될 수 있다. 이탈방지부(126)는 단차부(124)로부터 반경방향 내측으로 향하여 만입 형성되는 홈으로 구성될 수 있으며, 외부 충격시 캡부재(150)의 이탈을 방지하는 역할을 한다.
또한, 이탈방지부(126)는 절개부(128)에 연결되는데, 절개부(128)와 이탈방지부(126)에 대한 보다 자세한 사항은 후술하기로 한다.
그리고, 슬리브(120)의 하단부에는 커버부재(170)가 설치되기 위한 만입홈(129)이 형성될 수 있으며, 만입홈(129)은 축방향 상부측으로 만입되어 형성될 수 있다.
샤프트(130)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 관통홀(122)에 삽입 배치될 수 있다.
또한, 샤프트(130)는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 설치되는 장착부(132)를 구비할 수 있다. 즉, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 설치되며, 하단부보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 장착부(132)가 구비될 수 있다.
스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)에 고정 설치되며, 이에 따라 샤프트(130)의 회전시 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)와 연동되어 회전될 수 있다.
한편, 샤프트(130)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)가 관통될 수 있도록 설치홀(142)이 형성되는 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
또한, 스러스트 플레이트(140)의 저면과 슬리브(120)의 상면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극을 형성할 수 있다. 그리고, 스러스트 플레이트(140)의 저면과 슬리브(120)의 상면 중 적어도 하나에는 샤프트(130)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시킬 수 있도록 스러스트 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
즉, 스러스트 플레이트(140)가 샤프트(130)와 함께 회전되는 경우 스러스트 동압 그루브에 의해 펌핑되는 윤활유체에 의해 축방향 상부측을 향하는 힘이 발생되는 이에 따라 로터 허브(160)가 소정 높이 부상될 수 있다.
캡부재(150)는 슬리브(120)의 상부에 고정 설치된다. 그리고, 캡부재(150)에는 이탈방지부(126)에 체결되는 이탈방지턱(156)이 형성될 수 있다.
한편, 캡부재(150)는 하단부가 슬리브(120)에 접합 설치되는 바디(152)와, 바디(152)로부터 반경방향 내측을 형하여 연장 형성되는 연장부(154)를 구비할 수 있다.
그리고, 상기한 이탈방지턱(156)은 바디(152)의 끝단부 내부면으로부터 반경방향 내측을 향하여 돌출 형성되는 복수개의 돌기로 구성될 수 있다.
여기서 캡부재(150)와 슬리브(120)의 조립방법에 대하여 살펴보면, 먼저 슬리브(120)의 단차부(124)에 접착제를 도포한다. 이후, 캡부재(150)의 이탈방지턱(156)이 절개부(128)에 삽입되도록 캡부재(150)를 슬리브(120)에 조립한다.
그리고, 캡부재(150)의 이탈방지턱(156)이 절개부(128)의 끝단에 도달하면, 캡부재(150)를 회전시켜 이탈방지턱(156)이 이탈방지부(126)에 삽입되도록 한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 이탈방지부(126)의 끝단부는 이탈방지턱(156)이 억지끼움되도록 이탈방지턱(156)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 캡부재(150)를 회전시키면 이탈방지턱(156)이 이탈방지부(126)의 끝단부에 고정 결합될 수 있다.
이때, 바디(152)의 내부면과 슬리브(120)의 단차부(124)는 접착제를 매개로 하여 접합될 수 있다.
이와 같이, 캡부재(150)에 형성되는 이탈방지턱(156)이 슬리브(120)의 이탈방지부(126)에 삽입되어 체결되므로, 외부로부터 충격이 가해지는 경우에 캡부재(150)와 슬리브(120)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 연장부(154)의 저면에는 스러스트 플레이트(140)의 상면과 함께 기액계면(즉, 윤활유체와 공기와의 계면)을 형성토록 경사면이 구비될 수 있다.
로터 허브(160)는 스러스트 플레이트(140)의 상부에 배치되도록 장착부(132)에 설치될 수 있다. 한편, 로터 허브(160)는 샤프트(130)의 장착부(132)가 삽입되는 장착홀(162a)이 형성된 로터 허브 바디(162)와, 로터 허브 바디(162)의 가장자리로부터 축방향 하측을 향하도록 연장 형성되는 마그넷 장착부(164)를 구비할 수 있다.
마그넷 장착부(164)의 내부면에는 마그넷(105)이 설치되며, 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치될 수 있다.
한편, 마그넷(105)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
여기서, 로터 허브(160)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되며, 마그넷(105)과 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(160)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 로터 허브(160)가 회전되며, 결국 로터 허브(160)가 고정 결합되는 샤프트(130)가 로터 허브(160)와 연동하여 회전될 수 있다.
커버부재(170)는 슬리브(120)의 하단부에 형성되는 만입홈(129)에 설치되어 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 그리고, 커버부재(170)는 접착제 또는/및 용접에 의해 만입홈(129)에 고정 설치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 캡부재(150)에 형성되는 이탈방지턱(156)이 슬리브(120)의 이탈방지부(126)에 삽입되어 체결되므로, 외부로부터 충격이 가해지는 경우에도 캡부재(150)와 슬리브(120)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
100 : 스핀들 모터 110 : 베이스부재
120 : 슬리브 130 : 샤프트
140 : 스러스트 플레이트 150 : 캡부재
160 : 로터 허브 170 : 커버부재

Claims (5)

  1. 샤프트를 회전 가능하게 지지하며, 상단부에 이탈방지부가 형성된 슬리브; 및
    상기 이탈방지부에 체결되는 이탈방지턱이 형성되며, 상기 슬리브의 상부에 고정 설치되는 캡부재;
    를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이탈방지턱은 상기 캡부재의 하단부로부터 반경방향 내측을 향하여 돌출 형성되는 복수개의 돌기로 구성되며,
    상기 이탈방지부는 상기 이탈방지턱에 대응되는 형상을 가지는 홈으로 구성되는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이탈방지부는 상기 이탈방지턱이 상기 이탈방지부에 체결될 수 있도록 안내하는 절개부에 연결되는 스핀들 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이탈방지부의 끝단부는 상기 이탈방지턱이 억지끼움되도록 상기 이탈방지턱보다 작게 형성되는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 캡부재는
    하단부가 상기 슬리브에 접합 설치되는 바디와, 상기 바디로부터 반경방향 내측을 향하여 연장 형성되는 연장부를 구비하며,
    상기 이탈방지턱은 상기 바디의 끝단부 내부면으로부터 연장 형성되는 스핀들 모터.
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