KR20130051804A

KR20130051804A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20130051804A
Application number: KR1020110117158A
Authority: KR
Inventors: 박윤영; 최열; 유호준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-05-21
Also published as: US20130119797A1

Abstract

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스핀들 모터는 샤프트과 로터 케이스 사이에 공간부를 형성하고, 상기 공간부 상에서 상호 체결되는 후커부와 고정부를 베어링홀더와 로터 케이스에 형성함으로써, 별도의 부품을 사용하지 않고도 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

스핀들 모터{SPINDLE MOTOR}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

스핀들 모터는 베어링과 샤프트 사이에 일정한 접촉구간을 유지하면서 상기 샤프트가 회전됨에 따라 회전특성을 용이하게 유지할 수 있어 하드디스크 드라이브(H1ard Disk Drive: H1DD), 광디스크 드라이브(Opical Disk Drive: ODD) 등의 고속회전을 요하는 기록매체의 구동수단으로 널리 이용되고 있다.

이러한 스핀들 모터는 통상 전기자, 상기 전기자와의 사이에 전자기력을 형성하는 마그넷을 포함하는 회전자 및 상기 회전자를 회전 가능하게 지지하는 고정자를 포함하고 있으며, 상기 전기자와 마그넷 사이에 발생하는 전자기력에 의해 회전자가 회전함으로써, 기록매체를 용이하게 구동시키고 있다.

한편 상기 스핀들 모터는 앞서 설명한 바와 같이, 고속회전을 요하고 있어 이의 특성상 회전자가 부상하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 부상방지구조를 적용하여 설계하고 있는데, 통상의 슬림형 스핀들 모터의 경우 스토퍼(Stopper) 구조를 통해 상기 회전자의 부상을 방지하고 있다.

이에 대해서는 (특허문헌 1)에서 상세히 개시하고 있는데, 즉 회전자가 상부에 설치된 샤프트의 하단에 함몰 형성된 링 형상의 걸림부를 형성하고, 상기 샤프트가 회전 가능하게 축 설치되는 베어링홀더의 내부에 스토퍼를 설치하여 상기 스토퍼에 걸림부가 걸려 단속되도록 함으로써, 회전자의 부상을 방지하고 있다.

다른 한편으로, 울트라(Ultra) 및 슬롯 인(Slot In) 기종에 사용되는 스핀들 모터는 후커(Hooker) 구조를 통해 회전자의 부상을 방지하고 있다. 이는 (특허문헌 2)에서 상세히 개시하고 있는데, 베어링홀더의 상단에 걸림테를 형성하고, 회전자의 하부에 이에 상응하는 스토퍼를 형성하여 상기 스토퍼가 걸림테에 걸려 단속됨으로써, 상기 회전자의 부상을 방지하고 있다.

KR

2011-0075712

A

KR

2008-0054836

A

그러나 상기 (특허문헌 1) 및 (특허문헌 2)를 포함하여 종래의 기술에서 개시하고 있는 부상방지구조는 스토퍼(Stopper)로 대표되는 별도의 부품을 사용하여 회전자의 부상을 방지하고 있어 제조비의 상승이 발생하는 문제점이 있다.

또한 종래의 부상방지구조는 상기 스토퍼를 스핀들 모터에 설치하기 위한 별도의 조립공수 등이 필요하여 전체적인 작업성을 저해하는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 스토퍼와 같은 별도의 부품을 사용하여 회전자의 부상을 방지하는데 따른 제조비의 상승 및 조립공수 등의 증가로 인한 작업성의 저하가 발생하는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있도록 한 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 샤프트의 상부에 설치된 로터 케이스를 포함하는 회전자;

상기 샤프트을 축 지지하는 베어링이 내장된 베어링홀더를 포함하는 고정자;

상기 베어링홀더에 구비된 코어를 포함하는 전기자;

상기 베어링홀더의 상단부를 수용할 수 있도록 샤프트과 로터 케이스 사이에 형성된 공간부; 및

상기 상단부와 로터 케이스에 형성되어 공간부 상에서 상호 체결되는 후커부와 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 공간부는 샤프트과 로터 케이스 사이에 가이드 부재를 개재하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 후커부는 상단부의 측면에 돌출 형성되고, 상기 후커부를 수용할 수 있도록 로터 케이스에 홈 형상으로 고정부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 로터 케이스에는 흡입 마그넷이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 흡입 마그넷은 전기자와 대면토록 로터 케이스의 하면에 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 샤프트과 로터 케이스 사이에 형성되어 베어링홀더의 상단부를 수용할 수 있는 공간부 상에 상기 상단부와 로터 케이스에 각각 형성된 후커부와 고정부가 상호 체결됨으로써, 스토퍼와 같은 별도의 부품을 사용하지 않고도 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있으며, 이를 통해 제조비의 절감 및 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편 상기 후커부와 고정부와 더불어 흡입 마그넷이 로터 케이스의 하면에 구비됨으로써, 회전자의 부상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있어 스핀들 모터의 회전상태를 안정적으로 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 실시 예를 나타내 보인 단면도.
도 2는 도 1의 요부를 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터에 흡입 마그넷이 구비된 것을 실시 예로 나타내 보인 단면도.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스핀들 모터는 도 1에서 보듯이, 샤프트(Shaft)의 상부에 설치된 로터 케이스(Rotor case)를 포함하는 회전자(Rotor), 상기 샤프트(11)를 축 지지하기 위한 베어링(Bearing)이 내장된 베어링홀더(Bearing holder)를 포함하는 고정자(20), 상기 베어링홀더(22)에 구비된 코어(Core)를 포함하는 전기자(30)를 포함한다.

또한 상기 샤프트(11)와 로터 케이스(12) 사이에 형성되어 베어링홀더(22)의 상단부(22a)를 수용하는 공간부(41) 및 상기 상단부(22a)와 로터 케이스(12)에 각각 형성되어 공간부(41) 상에서 상호 체결되는 후커부(22b) 및 고정부(12a)를 포함한다.

상기 샤프트(11)는 전기자(30)와 회전자(10) 사이에 발생하는 전자기력을 통해 상기 회전자(10)가 회전시 그 중심축 역할을 하게 된다. 따라서 상기 샤프트(11)는 회전자(10)의 중심에 위치하게 되며, 스핀들 모터의 전체로 볼 때도 중심에 위치하게 된다.

이를 위해 상기 샤프트(11)는 스핀들 모터의 중심에 해당하는 베어링(21)에 삽입하는 방식으로 실시하게 된다. 따라서 상기 베어링(21)이 삽입된 샤프트(11)를 축 지지하여 이의 상부에 설치된 회전자(10)의 안정적인 회전이 이루어지도록 하게 된다.

이러한 샤프트(11)에는 전술한 바와 같이, 로터 케이스(12)가 설치된다. 상기 로터 케이스(12)는 일종의 원형 판으로써, 그 내부에는 전기자(30)와의 전자기력을 발생시켜 회전자를 회전시키기 위한 마그넷(Magnet)이 구비되고, 또한 상부에는 기록매체, 즉 자기디스크 또는 광디스크를 탄력 고정하기 위한 클램프(14)가 구비된다.

따라서 상기 마그넷(13)과 전기자(30) 사이에서 발생한 전자기력에 의해 회전자(20)가 회전구동하게 되는 것이며, 이를 통해 클램프(14)에 탄력 고정된 기록매체를 회전시킴으로써, 데이터를 기록하거나 재생할 수 있게 되는 것이다.

상기 로터 케이스(12)의 통상적인 설치는 샤프트(11)의 상부에 압입 방식으로 실시하게 되는데, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 상기 로터 케이스(12)와 샤프트 사이에 가이드 부재(40)를 개재하는 방식으로 실시하게 된다.

즉 상기 샤프트(11)의 상부 외면에 가이드 부재(40)를 압입 설치하고, 상기 가이드 부재(40)의 외면에 다시 로터 케이스(12)를 압입하여 설치하게 되며, 이에 따라 상기 로터 케이스(12)와 샤프트(11) 사이에는 일종의 빈 공간인 공간부(41)가 형성된다.

한편 본 발명에 따른 고정자(20)는 베어링홀더(22)를 베이스 플레이트(23)의 상부에 설치하고, 상기 베어링홀더(22)의 내부에 샤프트(11)를 축 지지하기 위한 베어링(21)을 내장하는 방식으로 실시하게 된다.

이때 상기 베어링홀더(22)의 상부에는 앞선 공간부(41)에 수용되는 상단부(22a)가 형성되는데, 베어링홀더(22)의 상부 전체를 상부방향으로 연장하는 방식으로 상기 상단부(22a)를 형성하거나, 베어링(21)과 접하고 있는 상부 일부를 상부방향으로 연장하는 방식으로 상단부(22a)를 형성하게 된다.

본 발명에서는 상기 베어링(21)과 접하는 베어링홀더(22)의 상부 일부를 상부방향으로 연장하는 방식으로 상단부(22a)를 형성하는 것을 실시 예로 하게 된다.

또한 이러한 베어링홀더(22)에 내장되는 베어링(21)은 상기 베어링홀더(22)의 상단부(22a)의 높이까지 위치하도록 연장 형성함으로써, 샤프트(11)를 축 지지하고 있는 지지부위(21a)가 확장되는 효과를 부수적으로 제공하게 된다.

상기 지지부위(21a)의 확장으로 인해 본 발명에 따른 스핀들 모터는 통상적으로 사용하는 베어링보다 20%정도 길이가 늘어난 베어링(21)의 사용이 가능하여 샤프트(11)의 흔들림 없는 안정적인 축 지지가 가능하다.

이러한 베어링(21)이 내장된 베어링홀더(22)의 외부에는 코어(31)를 구비시켜 회전자(20)와 고정자(20) 사이에 전기자(30)를 설치하게 된다. 이때 상기 코어(31)에는 코일(Coil)을 권취하게 되는데, 상기 코일(32)의 권취와 관련하여서는 널리 알려진 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

한편 본 발명에 따른 후커부(22b)와 고정부(12a)는 다음과 같이 실시된다. 즉 도 2에서 보듯이, 상기 공간부(41) 상에서 상호 체결되는 후커부(22b)와 고정부(12a)는 상기 후커부(22b)를 상단부(22a)의 측면에 상기 고정부(12a)를 향해 수평방향으로 돌출시켜 형성하게 된다. 그리고 상기 상단부(22a)와 대면하는 로터 케이스(12)에 홈 형상으로 고정부(12a)를 가공 형성하여 후커부(22b)를 수용토록 하게 된다.

따라서 평상시 상기 후커부(22b)는 고정부(12a) 내에 위치하고 있다가 전자기력에 의한 회전자(10)의 회전과정에서 부상발생시 상기 고정부(12a)와의 간섭을 통해 상기 회전자(10)가 부상하는 것을 방지하게 된다.

상기 후커부(22b)는 베이스홀더(22)의 제조과정에서 상단부(22a)와 일체로 하여 금형을 이용한 사출성형 등을 통해 용이하게 형성할 수 있다. 또한 상기 고정부(12a)는 로터 케이스(12)를 제조 후 일면을 가공하는 방식으로 용이하게 형성할 수 있게 된다.

이러한 후커부(22b)와 고정부(12a)를 통해 회전자(10)의 부상을 방지하고 있는 본 발명에 따른 스핀들 모터는 흡입 마그넷(Pulling Magnet)을 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 마그넷(50)은 회전자(10)에 구비되어 자기력을 통해 회전자(10)의 부상을 방지하게 된다.

즉 도 3에서 보듯이, 회전자(10)의 하부, 더욱 구체적으로 전기자(30)와 대면하는 로터 케이스(12)의 하면에 흡입 마그넷(50)이 구비됨으로써, 상기 전기자(30)와의 상호 자기작용을 통해 회전자(10)의 부상을 방지하게 된다.

이상 본 발명을 실시 예를 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 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 - 회전자 11 - 샤프트
12 - 로터 케이스 12a - 고정부
13 - 마그넷 20 - 고정자
21 - 베어링 22 - 베어링홀더
22a - 상단부 22b - 후커부
30 - 전기자 31 - 코어
32 - 코일 40 - 가이드 부재
41 - 공간부 50 - 흡입 마그넷

Claims

샤프트의 상부에 설치된 로터 케이스를 포함하는 회전자;
상기 샤프트을 축 지지하는 베어링이 내장된 베어링홀더를 포함하는 고정자;
상기 베어링홀더에 구비된 코어를 포함하는 전기자;
상기 베어링홀더의 상단부를 수용할 수 있도록 샤프트과 로터 케이스 사이에 형성된 공간부; 및
상기 상단부와 로터 케이스에 형성되어 공간부 상에서 상호 체결되는 후커부와 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 공간부는 샤프트과 로터 케이스 사이에 가이드 부재를 개재하여 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 후커부는 상단부의 측면에 돌출 형성되고, 상기 후커부를 수용할 수 있도록 로터 케이스에 홈 형상으로 고정부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 3에 있어서,
상기 로터 케이스에는 흡입 마그넷이 구비된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 4에 있어서,
상기 흡입 마그넷은 전기자와 대면토록 로터 케이스의 하면에 구비된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.