KR20140036640A - 스핀들 모터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트, 상기 샤프트를 회전 가능하도록 수용하며, 지지하는 슬리브, 상기 슬리브 축방향 상단에 결합되는 제1 실링부재; 및 상기 샤프트 축방향 상부에서 결합되며, 상기 슬리브 외주면 방사방향으로 마주보도록 축방향 하부로 돌출형성된 제2 실링부재가 형성되는 허브를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 스핀들 모터 회전시 원주방향의 흔들림을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스핀들 모터 및 그 제조방법{Spindle Motor and the Method of the same}

본 발명은 스핀들 모터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 스핀들 모터(Spindle Motor)는 BLDC(Brushless-DC Motor)에 속하는 것으로 하드디스크 드라이브용 모터 외에도 레이저프린터용 레이저빔 스캐너 모터, 플로피디스크(FDD:Floppy Disk Driver)용 모터, CD(Compack Drive)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터 등으로 널리 사용되고 있다.

최근 하드디스크 드라이브와 같은 고용량 및 고속의 구동력이 요구되는 기기에서는 소음과 볼 베어링 채용시에 발생되는 진동인 NRRO(Non Repeatable Run Out)의 발생을 최소화하기 위하여 기존의 볼베어링의 형태보다는 구동마찰이 적은 유체동압베어링이 적용된 스핀들 모터가 범용적으로 사용되고 있다. 미국특허청에서 발행된 공개번호 제20050094908호에서 설명된 바와 같이, 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체와 고정체를 지지하므로 회전체와 고정체간에 서로 접촉하지 않아 마찰부하가 저감되는 것이다. 상기 유체동압베어링을 사용하는 스핀들 모터에서는, 디스크를 회전시키는 모터의 샤프트를 윤활유(이하'작동유체'라 한다)가 동압(회전축의 원심력에 의해 유압을 중심으로 되돌리는 압력)만으로 유지시킨다. 그러므로, 상기 유체동압베어링을 사용하는 스핀들 모터는 샤프트를 쇠구슬로 지지하는 볼베어링 스핀들 모터와는 구별된다.

이러한 유체동압베어링을 스핀들 모터에 적용하게 되면 유체를 이용하여 회전체를 지지하기 때문에 모터에서 발생되는 소음량이 적고, 소비전력도 적게 소요됨과 동시에 내충격성이 우수하다.

한편, HDD(Hard Disk Drive) 스핀들 모터에서는 디스크를 읽고 쓰기 위해서 모터 회전구동시에 회전자의 좌우 흔들림이나 진동성분이 작아야 한다. 이러한 회전자의 흔들림을 최소화하기 위해서는 모터 제작공정시의 별도 설비를 설치하거나, 회전자의 조립을 재차 수정해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 유체동압베어링이 적용된 스핀들 모터의 축계에 작동유체가 충진되기 전에 회전자의 회전균형을 위한 조정을 하게 되면 회전자 또는 샤프트 부재에 스크래치(scratch)가 발생되어 제품불량이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 모터 회전자의 좌우 흔들림 등으로 인해 모터 작동의 신뢰성이 저하되는 것뿐만 아니라, 적용되는 다양한 디바이스의 구동 성능을 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 스핀들 모터의 회전자 조립시 회전자의 균형을 조절하여, 스핀들 모터의 회전 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트, 상기 샤프트를 회전 가능하도록 수용하며, 지지하는 슬리브, 상기 슬리브 축방향 상단에 결합되는 제1 실링부재; 및 상기 샤프트 축방향 상부에서 결합되며, 상기 슬리브 외주면 방사방향으로 마주보도록 축방향 하부로 돌출형성된 제2 실링부재가 형성되는 허브를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 슬리브에는 축방향으로 관통되는 순환홀이 형성되며, 상기 순환홀의 축방향 상단에 상기 순환홀의 일부분을 커버하도록 상기 제1 실링부재가 결합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 슬리브 상단에 축방향 상부로 돌출되며, 상기 제1 실링부가 결합되는 단차부가 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 제1 실링부재의 상기 샤프트측 일측면과 상기 샤프트와 마주하는 이격공간에 작동유체에 의한 제1 계면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 슬리브 외주면과 마주보는 상기 제2 실링부재의 이격공간에 작동유체에 의한 제2 계면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 제1 실링부재는 상기 허브와 마주하는 면에 동압발생그루브가 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터로써, 상기 제1 실링부재는 상기 슬리브 상단의 둘레를 따라 형성되는 환형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법은, 중공의 슬리브에 샤프트를 삽입하는 단계, 상기 슬리브의 축방향 상단에 제1 실링부재를 결합하는 단계, 상기 제1 실링부재 내측에 제1 차 작동유체를 주입하는 단계, 상기 샤프트 상부에서 결합되며, 상기 슬리브 외주면에 이격되어 마주보는 제2 실링부재가 형성된 허브를 결합하는 단계, 상시 샤프트 및 허브의 회전균형을 조절하여 상기 허브와 상기 샤프트의 결합을 고정하는 단계; 및 상기 허브의 제2 실링부재와 상기 슬리브 외주면이 마주보는 이격공간에 제2 차 작동유체를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 슬리브의 축방향 상단에 제1 실링부재를 결합하는 단계는, 상기 슬리브에는 상기 슬리브를 축방향으로 관통하는 순환홀이 형성되며, 상기 순환홀의 축방향 상단에 상기 순환홀의 일부분을 커버하도록 상기 제1 실링부재가 결합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 슬리브 상단에 축방향 상부로 돌출되며, 상기 제1 실링부재가 결합되는 단차부가 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 제1 실링부재 내측에 제1 차 작동유체를 주입하는 단계에서, 상기 제1 실링부재의 상기 샤프트측 내측면과 상기 샤프트와 마주하는 이격공간에 상기 작동유체에 의한 제1 계면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 허브의 제2 실링부재와 상기 슬리브 외주면이 마주보는 이격공간에 제2 차 작동유체를 주입하는 단계에서, 상기 슬리브와 상기 제2 실링부재의 마주하는 이격공간에 상기 작동유체에 의한 제2 계면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 제1 실링부재는 상기 허브와 마주하는 면에 동압발생그루브가 더 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법으로써, 상기 제1 실링부재는 상기 슬리브 상단 둘레를 커버하는 환형으로 형성될 수 있다.

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 아니 되며, 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, 스핀들 모터 회전시 회전자의 원주방향 흔들림을 효과적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스핀들 모터 제조공정상에 별도의 설비 필요없이, 작동유체 주입을 2단계로 시행함으로써, 회전자의 조립시의 회전균형을 보다 정밀하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 슬리브 상단에 형성되는 실링부재가 슬리브를 축방향으로 관통하고 있는 순환홀을 덮어, 순환홀에서 순환되는 작동유체가 샤프트와 슬리브 사이의 저널베어링부로 원활하게 유입될 수 있도록 함으로써, 압력 저하에 따른 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 회전자의 조립시 제1 차 작동유체의 주입공정을 통해 보다 원활한 회전자의 회전균형을 조절하여 허브를 샤프트에 조립할 수 있어 스핀들 모터 작동성능의 향상 및 구동의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 스핀들 모터의 일부 단면도; 및
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.

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, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에서의 "축방향"은 모터 회전중심을 이루는 샤프트 길이방향의 연장방향을 기준으로 하는 것으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 샤프트(11)의 연장방향의 상부 및 하부를 축방향 상부 및 하부로 정의한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 스핀들 모터의 일부 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트(11), 상기 샤프트(11)를 회전 가능하도록 수용하며, 지지하는 슬리브(22), 상기 슬리브(22) 축방향 상단에 결합되는 제1 실링부재(41); 및 상기 샤프트(11) 축방향 상부에서 결합되며, 상기 슬리브(22) 외주면 방사방향으로 마주보도록 축방향 하부로 돌출형성된 제2 실링부재(51)가 형성되는 허브(12)를 포함할 수 있다.

샤프트(11)는 스핀들 모터가 회전구동하는 중심축을 이루며, 일반적으로 원통형상으로 이루어진다. 여기서는 샤프트(11)의 상단부에 스러스트플레이트(도면 미도시)가 축방향에 수직으로 삽입되거나, 샤프트(11)의 상단부뿐만 아니라 하단부에도 축방향에 직교하도록 스러스트플레이트를 삽입설치할 수 있음은 물론이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 슬리브(22)와 축방향으로 마주하는 허브(12) 사이의 이격공간에 작동유체가 주입되어 스러스트베어링부(70)를 형성할 수 있다. 즉, 별도의 스러스트플레이트 없이 스러스트베어링부를 형성할 수 있으며, 후술하는 슬리브(22) 축방향 상단에 결합되는 제1 실링부제와 마주보는 허브(12)의 내측면 사이에도 스러스트베어링부가 형성될 수 있다. 이 때, 제1 실링부재(41) 또는 마주보는 허브(12) 내측면에 동압발생그루브를 형성함으로써 동압을 발생시킬 수 있다.

슬리브(22)는 샤프트(11)를 회전가능하도록 지지하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(11) 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 샤프를 지지할 수 있고, 중공원통형상으로 샤프트(11)를 중공에 삽입결합하여 수용할 수 있다. 슬리브(22)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)을 단조하거나, Cu-Fe계 합금분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다. 슬리브(22)의 내주면(22a)과 마주보는 샤프트(11)의 외주면(11a) 사이에 유체동압에 의한 저널베어링부(60)를 형성할 수 있다. 저널베어링부(60)를 형성하기 위해 샤프트(11)의 외주면(11a)과 마주보는 슬리브(22)의 내주면(22a)에는 동압발생그루브(도면 미도시)가 형성되며, 슬리브(22)의 내주면(22a)과 샤프트(11)의 외주면(11a) 사이에 작동유체(예를 들면, 오일 등이 사용될 수 있다)가 보관된다. 동압발생그루브는 샤프트(11)의 회전시 슬리브(22)와 샤프트(11) 사이에 보관되는 작동유체를 이용하여 유체동압을 발생시킴으로써 샤프트(11)와 슬리브(22) 사이에 비접촉 상태를 유지시킬 수 있다. 저널베어링의 동압발생을 위한 동압발생그루브는 샤프트(11)의 외주면(11a)에도 형성될 수 있음은 물론이다.

제1 실링부재(41)는 슬리브(22) 축방향 상단에 결합될 수 있다. 슬리브(22) 상단의 둘레를 따라 환형의 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 실링부재(41)는 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(11)측 내측면과 샤프트(11) 외주면(11a)과의 사이에 작동유체가 충진되어 제1 계면(42)을 형성할 수 있다. 특히, 제1 실링부재(41)는 후술하는 스핀들 모터의 제조방법의 공정중에, 회전자(10)인 허브(12)와 샤프트(11)의 결합시의 회전균형을 조절할 수 있도록 작동유체 일부를 충진시에 제1 계면(42)을 형성함으로써, 원활한 허브(12) 및 샤프트(11) 조립체의 회전 테스트를 가능하게 한다. 제1 실링부재(41)는 허브(12)와의 대응면에 스러스트베어링부(70)를 형성할 수 있으며, 이 경우에는 제1 실링부재(41) 또는 마주보는 허브(12)의 어느 일면에 동압발생그루브를 형성할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬리브(22)에는 축방향으로 슬리브(22)를 관통하는 순환홀(22c)이 형성될 수 있다. 제1 실링부재(41)는 순환홀(22c)의 상단부를 덮도록 슬리브(22) 상단에 결합할 수 있다. 또한, 슬리브(22) 상단에 축방향 상부로 돌출된 단차부(22b)를 형성하여 제1 실링부재(41)와 슬리브(22) 상단사이의 이격공간을 형성하고, 이러한 이격공간을 통해 저널베어링부(60)로 작동유체가 바로 흘러들어갈 수 있도록 유도할 수 있다. 그러므로, 순환홀(22c)에서 순환되는 작동유체가 저널베어링부(60)측으로 바로 들어갈 수 있어, 순환홀(22c)을 통해 순환하는 급작스런 압력 저하에 따른 작동유체의 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.

허브(12)는 샤프트(11) 축방향 상부에서 결합되며, 슬리브(22) 외주면 방사방향으로 마주보도록 축방향 하부로 돌출된 제2 실링부재(51)가 형성될 수 있다. 허브(12)는 미도시된 광디스크 또는 자기디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 샤프트(11)가 중심에 일체로 결합되고 슬리브(22)의 축방향 상단면에 대응되도록 샤프트(11) 상부에 결합된다. 허브(12) 측면부 내측면에는 후술하는 베이스(21)의 코어(23)와 래디얼방향으로 마주보도록 로터마그네트(13)가 장착된다.

코어(23)에 전류가 흐르면 자기장이 형성되면서 자속이 발생하고, 이와 마주한 로터마그네트(13)는 원주방향으로 N극과 S극이 반복 착자되어져 코어(23)에서 발생하는 가변전극과 대응하여 전극을 형성한다. 그러므로, 코어(23)와 로터마그네트(13)는 자속의 쇄교에 따른 전자력에 의하여 상호간 반발력이 생성되고 이에 따라 허브(12) 및 이와 결합된 샤프트(11)가 회전할 수 있다.

제2 실링부재(51)는 슬리브(22)의 외주면과 마주보도록 허브로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 또는, 제2 실링부재(51)는 허브의 일측면에 결합되는 별도 부재로 형성될 수 있음은 물론이다. 제2 실링부재(51)와 슬리브(22)의 외주면 사이에 작동유체의 충진으로 인한 제2 계면(52)이 형성될 수 있다. 제2 실링부재(51)와 슬리브(22)의 외주면 사이에는 작동유체가 형성하는 제2 계면(52)의 실링을 확보하기 위한 테이퍼형상을 구현할 수 있다. 즉, 축방향 하부로 갈수록 제2 실링부재(51)와 슬리브(22) 외주면 사이의 이격공간의 폭이 점점 넓어지도록 형성함으로써, 모세관 현상에 의해 작동유체가 모터 내부를 향하는 인력을 받아 제2 계면(52)을 이룰 수 있다. 제2 계면(52)의 실링구조는 도면에 도시된 것과 달리, 작동유체가 충진되어 계면을 이루는 제2 실링부재(51) 및 슬리브(22) 외주면 상에 별도 물질로 표면코팅처리를 하는 것과 같이 다양한 방법이 채택될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터는 상기 슬리브(22)를 지지하도록 상기 슬리브(22) 외주면에 결합되며, 내주면에 코일(23a)이 권선된 코어(23)가 장착되는 베이스(21)를 더 포함할 수 있다.

베이스(21)는 샤프트(11)를 포함하는 슬리브(22)가 내측에 결합되도록, 베이스(21) 일면이 슬리브(22)의 외주면을 감싸도록 결합된다. 베이스(21) 일면의 반대편인 타면에는 권선코일(23a)이 감긴 코어(23)가 허브(12)의 측면부(12a)의 내측면에 장착된 로터마그네트(13)와 래디얼방향으로 대응되도록 결합된다. 베이스(21)는 스핀들 모터의 하부에서 전체적인 구조를 지지하는 기능을 하며, 그 제작방법은 프레스가공 또는 다이캐스팅(die-casting) 방법에 의해 제작될 수 있다. 프레스가공은 알루미늄, 강철 등 다양한 재질의 금속으로 수행될 수 있으며, 특히, 강성을 갖는 금속재질로로 형성하는 것이 바람직하다. 베이스(21)와 슬리브(22)가 접합되는 하단면에는 베이스(21)와 슬리브(22)의 도통을 위한 도전성접착제(도면 미도시)가 연결되어 형성될 수 있다. 이러한 도전성접착제는 모터의 작동시 발생되는 과전하가 베이스(21)와 도통하여 외부로 흘러나갈 수 있도록 함으로써 모터 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

코어(23)는 다수의 박형금속판을 적층하여 형성되는 것이 일반적이며, 연성인쇄회로기판(70)이 구비되는 베이스(21) 상부에 고정배치된다. 코어(23)에 권선된 코일(23a)이 인출되어 통과하는 복수개의 관통공(21a)이 베이스(21)의 하단면에 각각 형성되며, 상기 관통공(21a)을 통과한 코일(23a)은 연성인쇄회로기판(80)에 솔더링되어 솔더부(81)를 형성함으로써 외부전원이 공급될 수 있다. 베이스(21)의 관통공(21a)을 지나는 코일(23a)과 베이스(21) 사이에 절연을 위해, 관통공(21a) 입구부분에는 절연시트(21b)가 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 커버부재(30)는 샤프트(11)를 포함한 슬리브(22)의 축방항 하단면을 커버하도록 결합된다. 커버부재(30)는 샤프트(11)의 하단면(11b)과 마주보는 내측면(30a)에 동압발생 홈을(도면 미도시) 형성하여 스러스트베어링부를 형성할 수 있다. 커버부재(30)는 슬리브(22)의 끝단에 결합되어 내부에 작동유체인 오일이 보관될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 제조방법은 중공의 슬리브(22)에 샤프트(11)를 삽입하는 단계, 상기 슬리브(22)의 축방향 상단에 제1 실링부재(41)를 결합하는 단계, 상기 제1 실링부재(41) 내측에 제1 차 작동유체를 주입하는 단계, 상기 샤프트(11) 상부에서 결합되며, 상기 슬리브(22) 외주면에 이격되어 마주보는 제2 실링부재(51)가 형성된 허브(12)를 결합하는 단계, 상시 샤프트(11) 및 허브(12)의 회전균형을 조절하여 상기 허브(12)와 상기 샤프트(11)의 결합을 고정하는 단계; 및 상기 허브(12)의 제2 실링부재(51)와 상기 슬리브(22) 외주면이 마주보는 이격공간에 제2 차 작동유체를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 중공의 슬리브(22)에 샤프트(11)를 삽입한다. 샤프트(11)는 회전자(10)로써 모터 회전시 회전하는 부재이며, 슬리브(22)는 고정자(20)로써 모터 구동시 고정되어 회전되지 않는다. 샤프트(11)의 외주면(11a)과 마주보는 슬리브(22) 내주면(22a) 사이에 상술한 바와 같이 저널베어링부(60)가 형성될 수 있다. 각 부재 및 그 설명은 상술하였으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬리브(22) 축방향 상단부에 제1 실링부재(41)를 결합하고, 하단부에는 작동유체를 보관할 수 있는 커버부재(30)를 결합한다. 제1 실링부(40)는 샤프트(11)측으로 마주보는 제1 실링부재(41) 일측면과 샤프트(11) 외주면(11a) 사이에는 축방향 하부로 갈수록 이격폭이 작아지도록 테이퍼형상을 이룬다. 이러한 테이퍼형상은 후술하는 제1 차 작동유체 주입시, 제1 계면(42)을 형성함으로써, 샤프트(11)와 슬리브(22) 사이에 작동유체 일부를 충진하여, 슬리브(22)와 샤프트(11) 사이를 비접촉 상태로 유지하면서 허브(12) 조립에 의한 회전균형을 조절하기 위한 회전테스트시에 샤프트(11) 및 허브(12)의 부재 손상을 방지하여 보다 향상된 정밀도로 허브(12) 조립을 수행할 수 있다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 차로 작동유체를 제1 실링부(40)의 제1 계면(42)을 형성하도록 제1 실링부재(41) 내부에 충진한다. 이때, 작동유체는 샤프트(11) 외주면(11a)과 마주보는 슬리브(22) 내주면(22a)을 비접촉 상태로 유지할 수 있을 만큼 충진할 수 있다. 제1 실링부재(41)의 일측면과 마주하는 샤프트(11)의 외주면(11a) 사이에 제1 계면(42)을 형성함으로써, 샤프트(11)와 슬리브(22) 사이에 충진된 작동유체가 외부로 유출되지 않고 보관될 수 있다. 제1 실링부재(41)에 의해 제1 계면(42)을 형성함으로써, 후술하는 허브(12)의 결합시에 허브(12) 및 샤프트(11)의 회전균형 조절을 위한 허브(12) 및 샤프트(11)의 회전테스트가 원활하게 수행될 수 있다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이 허브(12)를 샤프트(11) 상부에 결합한다. 허브(12)를 샤프트(11) 상부에 압입 결합시, 결합되는 허브(12)의 균형이 깨지는 경우, 샤프트(11) 및 허브(12) 조립체 전체가 회전시에 모터 회전구동의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. 이를 위해 허브(12) 조립시에 회전균형의 정밀도를 맞추기 위한 별도 장치에 의한 조절을 해야하는 어려움이 있었고, 허브(12) 및 샤프트(11)를 적절하게 회전테스트를 수행한다고 하더라도, 샤프트(11)와 슬리브(22) 사이에 작동유체가 충진되기 전이므로, 회전시에 부품의 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 차 작동유체의 주입을 수행함으로써, 본 단계에서 허브(12) 조립시에 허브(12) 및 샤프트(11) 조립체의 회전균형 조정을 위한 회전자(10)의 회전테스트를 원활하게 수행할 수 있다. 이렇게, 허브(12) 및 샤프트(11)의 회전균형을 조절한 후에는 허브(12)와 샤프트(11)의 결합을 고정시킨다. 결합의 고정은 허브(12)화 샤프트(11)를 본딩결합하여, 접착제를 경화시키는 방법이 있으나, 그 결합방법은 여기에 한정되지 않으며, 다양한 공지의 결합방법이 선택, 적용될 수 있음은 당업자에 의해 자명하다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 유체동압베어링 형성을 위한 나머지 작동유체의 제2 차 주입을 수행하는 단계이다. 본 단계에서는 허브(12)의 제2 실링부재(51)와 마주보는 슬리브(22) 사이의 이격공간에 작동유체에 의한 제2 계면(52)을 형성하도록 작동유체를 충분히 주입한다. 본 단계에서는 제1 차 작동유체 주입과 더불어, 유체동압베어링 형성을 위한 최종적으로 작동유체를 주입하는 단계이다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 허브(12) 이외에 베이스(21)를 포함한 다른 부재를 결합하는 단계이다. 특히, 베이스(21)의 내측에 코어(23)를 결합하고, 코어(23)에 대응되는 허브(12)의 내측면에 로터마그네트(13)를 결합함으로써, 스핀들 모터의 조립이 완성될 수 있다. 도면에 개별적인 결합관계가 도시되지 않았지만, 베이스(21)에 코어(23) 등의 부재를 결합한 후, 허브(12), 샤프트(11) 및 슬리브(22) 조립체에 결합할 수 있다. 이외에도 그 결합의 순서나 방법은 일반적인 조립방법에 의할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

기타, 상기 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터에서 개시하고 있는 각 구성 및 작용 등에 대한 설명은 동일하므로, 중복되는 구성 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 구성과 작동관계를 최종 스핀들 모터 조립체를 도시하고 있는 도 7을 참고하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

회전자(10)는 회전축이 되며 회전가능하도록 형성된 샤프트(11), 로터마그네트(13)가 부착된 허브(12)로 구성되고, 고정자(20)는 베이스(21), 슬리브(22), 코어(23)와 풀링플레이트(24)가 포함되어 형성될 수 있다. 베이스(21)의 외측 및 허브(12)의 내측으로 서로 마주하는 위치에 각기 코어(23) 및 로터마그네트(13)가 부착되는데, 여기서 코어(23)는 전류가 흐르면 자기장이 형성되면서 자속이 발생한다. 코어(23)와 마주한 로터마그네트(13)는 N극과 S극이 반복 착자되어져 코어(23)에서 발생하는 가변전극과 대응하여 전극을 형성한다. 코어(23)와 로터마그네트(13)는 자속의 쇄교에 따른 전자력에 의하여 상호간 반발력이 생성되고 이에 따라 허브(12) 및 이와 결합된 샤프트(11)가 회전함으로써 본 발명의 스핀들 모터가 구동되는 것이다. 또한, 모터의 구동시에 부상하는 것을 방지하기 위해 로터마그네트(13)와 축방향으로 대응되도록 베이스(21)에 풀링플레이트(24)가 형성된다. 풀링플레이트(24)는 로터마그네트(13)와 인력이 작용되도록 함으로써 안정적인 회전구동이 가능하게 한다.

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.

10: 회전자 11: 샤프트
11a: 샤프트 외주면 11b: 샤프트 하단면
12: 허브 13: 로터마그네트
20: 고정자 21: 베이스
21a: 관통공 21b: 절연시트
22: 슬리브 22a: 슬리브 내주면
22b: 단차부 22c: 순환홀
23: 코어 23a: 코일
24: 풀링플레이트 30: 커버부재
30a: 커버부재 내측면 40: 제1 실링부
41: 제1 실링부재 42: 제1 계면
50: 제2 실링부 51: 제2 실링부재
52: 제2 계면 60: 저널베어링부
70: 스러스트베어링부 80: 연성회로기판
81: 솔더부

Claims (14)

1. 모터의 회전중심을 이루는 샤프트;
   상기 샤프트를 회전 가능하도록 수용하며, 지지하는 슬리브;
   상기 슬리브 축방향 상단에 결합되는 제1 실링부재; 및
   상기 샤프트 축방향 상부에서 결합되며, 상기 슬리브 외주면 방사방향으로 마주보도록 축방향 하부로 돌출형성된 제2 실링부재가 형성되는 허브;를 포함하는 스핀들 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬리브에는 축방향으로 관통되는 순환홀이 형성되며, 상기 순환홀의 축방향 상단에 상기 순환홀의 일부분을 커버하도록 상기 제1 실링부재가 결합되는 스핀들 모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬리브 상단에 축방향 상부로 돌출되며, 상기 제1 실링부재가 결합되는 단차부가 더 형성되는 스핀들 모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 실링부재의 상기 샤프트측 일측면과 상기 샤프트와 마주하는 이격공간에 작동유체에 의한 제1 계면이 형성되는 스핀들 모터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬리브 외주면과 마주보는 상기 제2 실링부재의 이격공간에 작동유체에 의한 제2 계면이 형성되는 스핀들 모터.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 실링부재는 상기 허브와 마주하는 면에 동압발생그루브가 더 형성되는 스핀들 모터.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 실링부재는 상기 슬리브 상단의 둘레를 따라 형성되는 환형으로 형성되는 스핀들 모터.
   
8. 중공의 슬리브에 샤프트를 삽입하는 단계;
   상기 슬리브의 축방향 상단에 제1 실링부재를 결합하는 단계;
   상기 제1 실링부재 내측에 제1 차 작동유체를 주입하는 단계;
   상기 샤프트 상부에서 결합되며, 상기 슬리브 외주면에 이격되어 마주보는 제2 실링부재가 형성된 허브를 결합하는 단계;
   상시 샤프트 및 허브의 회전균형을 조절하여 상기 허브와 상기 샤프트의 결합을 고정하는 단계; 및
   상기 허브의 제2 실링부재와 상기 슬리브 외주면이 마주보는 이격공간에 제2 차 작동유체를 주입하는 단계를 포함하는 스핀들 모터의 제조방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 슬리브의 축방향 상단에 제1 실링부재를 결합하는 단계는,
   상기 슬리브에는 상기 슬리브를 축방향으로 관통하는 순환홀이 형성되며, 상기 순환홀의 축방향 상단에 상기 순환홀의 일부분을 커버하도록 상기 제1 실링부재가 결합되는 스핀들 모터의 제조방법.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 슬리브 상단에 축방향 상부로 돌출되며, 상기 제1 실링부재가 결합되는 단차부가 더 형성되는 스핀들 모터의 제조방법.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 실링부재 내측에 제1 차 작동유체를 주입하는 단계에서,
    상기 제1 실링부재의 상기 샤프트측 내측면과 상기 샤프트와 마주하는 이격공간에 상기 작동유체에 의한 제1 계면이 형성되는 스핀들 모터의 제조방법.
    
12. 청구항 8에 있어서,
    상기 허브의 제2 실링부재와 상기 슬리브 외주면이 마주보는 이격공간에 제2 차 작동유체를 주입하는 단계에서,
    상기 슬리브와 상기 제2 실링부재의 마주하는 이격공간에 상기 작동유체에 의한 제2 계면이 형성되는 스핀들 모터의 제조방법.
    
13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 실링부재는 상기 허브와 마주하는 면에 동압발생그루브가 더 형성되는 스핀들 모터의 제조방법.
14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 실링부재는 상기 슬리브 상단 둘레를 커버하는 환형으로 형성되는 스핀들 모터의 제조방법.
    

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