KR100797715B1

KR100797715B1 - 스핀들모터

Info

Publication number: KR100797715B1
Application number: KR1020060047131A
Authority: KR
Inventors: 김표; 김남석; 이상규; 비아체스라브 스미르노프
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2008-01-23
Also published as: KR20070113624A; CN101079560A; JP2007318990A; JP4843806B2; US20070274002A1

Abstract

본 발명의 스핀들모터(100)는 기록매체를 회전시키기 위한 로터케이스(142)와 로터케이스(142)에 고정되게 설치되는 회전축(141)과 회전축(141)을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(115)과 상부 외주연을 따라 돌출부(114)가 형성되며 베어링(115)을 고정되게 지지하기 위한 베어링홀더(113) 및 돌출부(114)와 계합(係合)되도록 로터케이스(142)에 설치되며 로터케이스(142)의 이탈을 방지하기 위한 계합부(150)를 포함하며, 계합부(150)는 단면이 갈고리모양인 갈고리부(153)를 가지며, 갈고리부(153)는 수평면에 대해 10°의 경사각을 갖는다.

스핀들모터, 회전축, 스토퍼, 계합부, 돌출부

Description

스핀들모터{Spindle motor}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터의 개략적인 단면도;

도 2는 도 1의 계합부의 개략적인 사시도;

도 3은 도 1의 계합부 및 돌출부의 개략적인 단면도;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터케이스의 단면도; 및

도 5는 종래의 스핀들모터의 개략적인 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 스핀들모터 110 : 지지부재

111 : 베이스 113 : 베어링홀더

114 : 돌출부 115 : 베어링

116 : 전기자 119 : 스러스트와셔

140 : 회전부재 141 : 회전축

142 : 로터케이스 150 : 계합부

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전축과 베어링간의 접촉구간을 최대한 확보하면서 회전축의 길이를 줄여 박형화가 가능한 스핀들모터에 관한 것이다.

스핀들모터는 베어링과 회전축 사이에 윤활유를 통한 유막을 형성하여 회전축을 회전가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크드라이브, 광디스크드라이브 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.

이러한 고속회전을 요망하는 스핀들모터에 있어서, 가장 중요한 요소 중의 하나는 디스크 등의 기록매체를 유동 없이 고속으로 회전시키는 것으로, 이를 위해서는 스핀들모터의 내구성과 더불어 디스크가 안착되는 턴테이블의 고속회전에 따른 균형을 안정되게 유지시키는 것이 중요하다고 할 수 있으며, 이러한 스핀들모터의 일례가 도 5에 개략적으로 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스핀들모터(200)는 지지부재(210) 및 지지부재(210)에 회전 가능하게 지지되는 회전부재(250)로 구성되어 있다.

지지부재(210)는 베이스(211), 베어링홀더(213), 베어링(215), 전기자(216), 스러스트와셔(219) 및 스러스트와셔덮개(221)를 구비한다.

베이스(211)는 지지부재(210)를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(200)가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다.

베어링홀더(213)는 베어링(215)을 고정되게 지지하기 위한 것으로, 중공원통형으로 형성되며 단부가 코킹처리되어 베이스(211)에 고정되게 설치된다.

베어링(215)은 회전축(241)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 금속 등의 재질로 실질적으로 원통형으로 형성되며, 중심축이 회전축(241)의 중심축과 일치되게 설치된다. 또한, 베어링(215)은 회전축(241)과의 사이에 소정의 윤활제를 내포하고 있어 회전축(241)이 보다 원활하게 회전될 수 있게 한다.

전기자(216)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어(217) 및 코어(217)에 권선되는 코일(218)로 이루어진다.

코어(217)는 소정의 금속재료로 만들어져 베어링홀더(213)의 외주면에 고정되게 설치된다.

코일(218)은 외부로부터 인가되는 전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(242)의 자석(243)과의 사이에 형성되는 힘으로 로터케이스(242)를 회전시킨다.

스러스트와셔(219)는 회전축(241)을 지지하기 위한 것으로, 베어링홀더(213)의 내주면에 압입설치되는 스러스트와셔덮개(221)에 의해 회전축(241)의 끝단에 접촉되도록 고정되게 설치된다.

한편, 회전부재(240)는 회전축(241), 로터케이스(242) 및 스토퍼(251)를 구비한다.

회전축(241)은 지지부재(210)에 대해 회전부재(240)를 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 중심축이 베어링(215)의 중심축과 일치하도록 베어링(215)의 내경부에 회전가능하게 삽입 설치된다.

또한, 회전축(241)은 끝단이 스러스트와셔(219)에 의해 지지되고 외주면이 베어링(215)에 의해 비접촉식으로 회전가능하게 지지된다.

로터케이스(242)는 미도시한 기록매체를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 회전축(241)에 고정되게 설치되며 중앙에는 디스크를 고정하기 위한 클램퍼(미도시)가 구비된다.

또한, 로터케이스(242)는 전기자(216)에 마주하여 회전력을 발생시키기 위한 자석(243)이 로터케이스(242)의 내주벽에 고정되게 설치된다. 여기서, 코일(218)에 전류가 인가되면 코일(218)과 자석(243) 사이에 발생하는 힘에 의해 회전부재(240)가 회전하게 된다.

또한, 로터케이스(242)는 미도시한 디스크를 미끄럼 없이 지지하기 위한 링 형태의 고무턴테이블(244)이 상면의 외주연을 따라 고정되게 부착된다.

스토퍼(251)는 지지부재(210)로부터 회전부재(240)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 얇은 링 형태로 형성되고 회전축(241)의 하단부에 형성되는 링홈(245)에 끼움결합된다. 여기서, 스토퍼(251)는 스핀들모터(200)의 고속회전시 로터케이스(242)와 회전축(241)이 일체로 부상하게 되는 부상력이 작용하게 되는데, 이러한 부상력에 의해 회전축(241)이 베어링(215)에서 이탈되는 것을 방지한다.

그러나, 상술한 구성의 스핀들모터(200)는 스토퍼(251)가 결합되는 링홈(245)이 회전축(241)에 형성됨으로써, 회전축(241)이 링홈(245)의 높이(H)만큼 길어지는 문제점이 있었다.

또한, 스토퍼(251)의 두께 및 링홈(241)의 여유공간의 확보 등의 이유로 회 전축(241)에 대한 베어링(215)의 접촉구간이 짧아지고, 이로 인해 스핀들모터(200)의 안정된 구동특성을 보장할 수 없었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 회전부재의 이탈을 방지하기 위한 계합부를 로터케이스에 형성함으로써 회전축의 길이를 감소시키는 것이다.

또한, 회전축에 대한 베어링의 유효 접촉구간의 감소 없이 회전축의 길이를 줄임으로써 스핀들모터의 안정된 구동특성을 보장하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기록매체를 회전시키기 위한 회전부재와 회전부재를 회전가능하게 지지하기 위한 지지부재와 지지부재의 적어도 일부와 계합(係合)되도록 회전부재에 설치되며 회전부재의 이탈을 방지하기 위한 계합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공할 수 있다.

여기서, 계합부재는 회전부재에 분리가능하게 삽입결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터는 기록매체를 회전시키기 위한 로터케이스와 로터케이스에 고정되게 설치되는 회전축과 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링과 상부 외주연을 따라 돌출부가 형성되며 베어링을 고정되게 지지하기 위한 베어링홀더와 돌출부와 계합(係合)되도록 로터케이스에 설치되며 로터케이스의 이탈을 방지하기 위한 계합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 계합부는 단면이 갈고리모양인 갈고리부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 갈고리부는 수평면에 대해 10°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 계합부는 합성수지로 사출성형되어 로터케이스에 분리가능하게 삽입결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 계합부는 베어링과 회전축 사이에 보관되는 윤활유가 외부로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 실시예의 스핀들모터는 외부전원을 인가받아 로터케이스의 제1자석과의 사이에 형성되는 힘으로 로터케이스를 회전시키기 위하여 베어링홀더의 외주면에 설치되는 전기자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 로터케이스는 전기자와의 사이에 인력을 형성하기 위하여 계합부의 외주면에 밀착되도록 로터케이스에 설치되는 제2자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터(100)는 지지부재(110) 및 지지부재(110)에 회전가능하게 지지되는 회전부 재(150)를 포함한다.

지지부재(110)는 베이스(111), 베어링홀더(113), 베어링(115), 전기자(116), 스러스트와셔(119) 및 베어링홀더지지대(122)를 구비한다.

베이스(111)는 지지부재(110)를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(100)가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다. 또한, 베이스(111)는 주로 알루미늄합금 등의 비자성체로 형성되며 중앙에 개방공(112)이 형성된다.

베어링홀더(113)는 베어링(115)을 고정되게 지지하기 위한 것으로, 중공원통형으로 형성되며 단부가 베이스(111)에 고정되게 설치된다.

또한, 베어링홀더(113)는 최상단 외주연을 따라 돌출부(114)가 형성되며, 돌출부(114) 로터케이스(142)에 설치되는 계합부(150)와 계합(係合)되어 회전부재(140)의 이탈을 방지할 수 있다.

여기서, 돌출부(114)는 베어링홀더(113)와 동일한 재질로 베어링홀더(113)에 일체로 형성되는 것이 바람직하나 이와 달리, 돌출부(114)가 별도로 제조되어 베어링홀더(113)에 고정되게 설치될 수 있다.

또한, 베어링홀더(113)는 본 실시예에서 종래에 사용되던 재료보다 가벼운 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 만들어져 스핀들모터(100)의 경량화를 이룰 수 있다.

베어링(115)은 회전축(141)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 금속 등의 재질로 실질적으로 원통형으로 형성되며, 중심축이 회전축(141)의 중심축과 일 치되게 설치된다. 또한, 베어링(115)은 회전축(141)이 보다 원활하게 회전될 수 있게 회전축(141)과의 사이에 소정의 윤활유를 내포하고 있다.

전기자(116)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어(117) 및 코어(117)에 권선되는 코일(118)로 이루어진다.

코어(117)는 자석과 반응하는 자성체, 보다 구체적으로 자석과의 사이에 인력을 형성하는 소정의 금속재료로 만들어져 베어링홀더(113)의 외주면에 고정되게 설치된다.

코일(118)은 외부로부터 인가되는 전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(142)의 제1자석(143)과의 사이에 형성되는 힘으로 로터케이스(142)를 회전시킨다.

스러스트와셔(119)는 회전축(141)을 지지하기 위한 것으로, 베어링홀더지지대(122)의 내주면에 압입설치되는 스러스트와셔덮개(121)에 의해 회전축(141)의 끝단과 접촉하도록 고정되게 설치된다.

베어링홀더지지대(122)는 환형돌기(123)가 베어링홀더(113)의 환형홈(124)에 압입되고 끝단이 코킹처리되어 베이스(111)에 고정되게 설치되어 베어링홀더(113)를 베이스(111)에 고정되게 설치한다.

한편, 회전부재(140)는 미도시한 기록매체를 회전시키기 위한 것으로, 회전축(141), 로터케이스(142) 및 계합부(150)를 구비한다.

회전축(141)은 지지부재(110)에 대해 회전부재(140)를 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 중심축이 베어링(115)의 중심축과 일치하도록 베어링(115)의 내경 부에 회전가능하게 삽입 설치된다.

또한, 회전축(141)은 끝단이 스러스트와셔(119)에 의해 지지되고 외주면이 베어링(115)에 의해 비접촉식으로 회전가능하게 지지된다.

로터케이스(142)는 미도시한 기록매체를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 회전축(141)에 고정되게 설치되며 중앙에는 디스크를 고정하기 위한 클램퍼(미도시)가 구비된다.

또한, 로터케이스(142)는 전기자(116)에 마주하여 회전력을 발생시키기 위한 제1자석(143)이 로터케이스(142)의 내주벽에 고정되게 설치된다. 여기서, 코일(118)에 전류가 인가되면 코일(118)과 제1자석(143) 사이에 발생하는 힘에 의해 회전부재(140)가 회전하게 된다.

또한, 로터케이스(142)는 미도시한 디스크를 미끄럼 없이 지지하기 위한 링 형태의 고무턴테이블(144)이 상면의 외주연을 따라 고정되게 부착되고, 금속재질의 코어(117)와의 사이에 인력을 발생시키는 제2자석(145)이 계합부(150)의 일측면에 밀착되도록 로터케이스(142)에 설치된다. 여기서, 제2자석(145)은 회전부재(140)가 고속으로 회전될 때, 로터케이스(142)의 부상 및 유동을 방지한다.

계합부(150)는 지지부재(110)로부터 회전부재(140)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 전체적으로 환형으로 형성되고 베어링홀더(113)에 인접하게 로터케이스(142)에 고정되게 설치되며, 몸체부(151) 및 갈고리부(153)를 갖는다.

몸체부(151)는 로터케이스(142)에 결합되는 부분으로, 로터케이스(142)에 형성되는 다수의 결합구(146)에 고정되게 삽입결합되는 다수의 결합돌기(152)를 갖는 다. 여기서, 결합돌기(152)는 결합구(146)에 고정되게 압입결합되나 소정의 접착제를 사용하여 압입 및 접착결합되는 것이 바람직하다.

갈고리부(153)는 몸체부(151)에 일체로 베어링홀더(113) 쪽으로 연장되고 몸체부(151)의 내주를 따라 소정의 간격을 두고 다수 개가 형성되며, 베어링홀더(113)의 직경과 거의 동일한 직경을 갖도록 형성된다.

여기서, 갈고리부(153)는 스핀들모터(100)의 구동시 회전축(141)과 베어링(115) 사이에 보관되는 윤활유가 도 3의 화살표 방향으로 비산되었을 때, 윤활유가 외부로 누출되는 것을 방지하도록 베어링홀더(113)에 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 갈고리부(153)는 그 끝단이 베어링홀더(113)의 외주면 쪽으로 굴곡지게 형성되어 베어링홀더(113)에 형성된 돌출부(114)에 계합된다. 여기서, 갈고리부(153)는 돌출부(114)에 마주하는 부위가 대략 10°정도 상향으로 경사지게 형성된다. 이때, 돌출부(114)도 갈고리부(153)에 대응하게 대략 10°정도 하향으로 경사지게 형성되어 돌출부(114)와 갈고리부(153)가 맞닿았을 때 결합력을 높일 수 있다.

본 실시예에서 계합부(153)는 소정의 탄성을 갖는 플라스틱 등의 합성수지로 사출성형되어 제조되고 로터케이스(142)에 직접삽입결합되는 것이 바람직하나, 이와 달리, 도 4에 도시한 바와 같이 로터케이스(142)와 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 스핀들모터에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

본 발명의 스핀들모터에 따르면, 로터케이스에 형성된 계합부가 베어링홀더에 형성된 돌출부에 계합됨으로써 로터케이스의 이탈을 방지할 수 있기 때문에, 회전축과 베어링 간의 유효 접촉구간의 감소 없이 회전축의 길이를 줄일 수 있고, 이로 인해 스핀들모터를 보다 얇게 제조할 수 있다.

또한, 계합부가 베어링홀더에 인접하게 형성되므로 스핀들모터의 고속구동시 베어링과 회전축 사이에 보관된 윤활유가 모터의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 계합부를 로터케이스보다 가벼운 플라스틱과 같은 합성수지로 사출성형하고 로터케이스에 설치하기 때문에, 부품의 제조가 단순해 질 수 있고 스핀들모터의 경량화를 이룰 수 있다.

Claims

기록매체를 회전시키기 위한 제1자석을 구비하는 회전부재;

외부전원을 인가받아 상기 제1자석과의 사이에 발생하는 힘으로 상기 회전부재를 회전시키는 전기자를 구비하며 상기 회전부재를 회전가능하게 지지하기 위한 지지부재;

상기 지지부재의 적어도 일부와 계합(係合)되도록 상기 회전부재에 설치되며 상기 회전부재의 이탈을 방지하기 위한 계합부재; 및

상기 전기자와의 사이에 인력을 형성하도록 상기 계합부재에 인접하게 설치되는 제2자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제1항에 있어서, 상기 계합부재는 상기 회전부재에 분리가능하게 삽입결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
내주면에 기록매체를 회전시키기 위한 제1자석을 구비하는 로터케이스;

상기 로터케이스에 고정되게 설치되는 회전축;

상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링;

상부 외주연을 따라 돌출부가 형성되고 외부전원을 인가받아 상기 제1자석과의 사이에 발생하는 힘으로 상기 회전부재를 회전시키는 전기자를 구비하며 상기 베어링을 고정되게 지지하기 위한 베어링홀더;

상기 돌출부와 계합(係合)되도록 상기 로터케이스에 설치되며 상기 로터케이스의 이탈을 방지하기 위한 계합부; 및

상기 전기자와의 사이에 인력을 형성하기 위하여 상기 계합부의 외주면에 밀착되도록 상기 로터케이스에 설치되는 제2자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제3항에 있어서, 상기 계합부는 단면이 갈고리모양인 갈고리부를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제4항에 있어서, 상기 갈고리부는 수평면에 대해 상향으로 10°의 경사각을 가지며 상기 돌출부는 상기 갈고리부에 대응하게 하향으로 10°의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제5항에 있어서, 상기 계합부는 합성수지로 사출성형되어 상기 로터케이스에 분리가능하게 삽입결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계합부는 상기 베어링과 상기 회전축 사이에 보관되는 윤활유가 외부로 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
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