KR100997189B1

KR100997189B1 - 모터

Info

Publication number: KR100997189B1
Application number: KR1020080113634A
Authority: KR
Inventors: 장호경
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-11-29
Also published as: US20100123361A1; KR20100054640A

Abstract

모터가 개시된다. 로터와, 로터와 결합되는 샤프트와, 샤프트의 외주면에 결합되는 플레이트와, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 플레이트의 가장자리를 커버하도록 베어링과 결합되는 캡과, 샤프트와 베어링 사이에 충전되는 윤활유 및 윤활유의 충전량을 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지며 캡의 내측에 결합되는 실링부를 포함하는 모터는, 샤프트와 베어링 사이에 충전된 윤활유의 량을 직접적으로 확인될 수 있다.

스핀들 모터, 베어링, 플레이트, 캡, 실링부

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

최근 들어 스핀들 모터는 휴대폰, PMP, 게임기, MP3등과 같은 다양한 휴대 제품에 적용되고 있다. 이에 따라 스핀들 모터의 소형화에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

스핀들 모터의 소형화 추세에 대응하기 위해 스핀들 모터에는 유체동압베어링이 널리 이용되고 있다. 그러나, 소형 스핀들 모터에 윤활유를 주입하고, 이에 대해 실링 구조를 구현하는데 많은 어려움이 따르고 있다.

특히, 스핀들 모터에 윤활유를 주입하는데 있어서, 일정한 양의 윤활유를 주입하는 것은 스핀들 모터의 신뢰성에 많은 영향을 미치는 요소가 되고 있다. 만일, 스핀들 모터에 주입된 윤활유의 양이 부족한 경우 스핀들 모터의 수명을 단축시킬 수 있다. 그리고, 스핀들 모터에 주입된 윤활유의 양이 과도한 경우에는 윤활유의 누수로 인해 스핀들 모터의 고장의 원인이 되기도 한다.

그리하여, 스핀들 모터에 충전된 윤활유의 양을 일정하게 관리하는 것이 스 핀들 모터의 신뢰성을 향상시키는데 주요한 문제로 대두되고 있다.

본 발명은 윤활유의 충전량을 확인할 수 있는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 로터와, 로터와 결합되는 샤프트와, 샤프트의 외주면에 결합되는 플레이트와, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 플레이트의 가장자리를 커버하도록 베어링과 결합되는 캡과, 샤프트와 베어링 사이에 충전되는 윤활유 및 윤활유의 충전량을 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지며 캡의 내측에 결합되는 실링부를 포함하는 모터가 제공된다.

여기서, 캡의 플레이트와 대향하는 저면에는 하향 돌출되는 지지돌기가 형성될 수 있으며, 캡의 플레이트와 대향하는 저면에는 반경 방향으로 유동홈이 형성될 수 있다.

실링부의 저면에는 반경 방향으로 유동홈이 형성될 수 있고, 실링부의 저면에는 하향 돌출되는 지지돌기가 형성될 수 있다. 실링부의 말단은 샤프트를 향해 테어퍼진 형상으로 이루어질 수 있다.

그리고, 베어링은 유체동압베어링일 수 있으며, 유체동압베어링의 내주면에는 샤프트에 대해 경사지는 동압홈이 형성될 수 있다. 또한, 베어링에는 윤활유가 유동되도록 상하로 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 투명한 재질로 이루어지는 실링부를 이용하여 샤프트와 베어링 사이에 충전된 윤활유의 량을 확인할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는, 로터(130)와, 로터(130)와 결합되는 샤프트(120)와, 샤프트(120)의 외주면에 결합되는 플레이트(122)와, 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(150)과, 플레이트(122)의 가장자리를 커버하도록 베어링(150)과 결합되는 캡(160)과, 샤프트(120)와 베어링(150) 사이에 충전되는 윤활유 및 윤활유의 충전량을 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지며 캡(160)의 내측에 결합되는 실링부(170)를 포함함으로써, 샤프트(120)와 베어링(150) 사이에 충전된 윤활유의 량을 직접적으로 확인 될 수 있다.

로터(130)는 샤프트(120)와 결합되어, 스테이터(140)에 대해 상대적으로 회전하는 부분이다. 로터(130)의 중앙에는 홀이 형성될 수 있으며, 이 홀에 샤프트(120)가 삽입되어 고정된다. 로터(130)는 스테이터(140)를 커버하며, 로터(130)의 외주면에는 하향 연장되는 부분이 형성되고, 그 내주면에 마그넷(132)이 결합된다. 마그넷(132)은 스테이터(140)의 외주면과 대향하며, 스테이터(140)와 전자기적인 작용에 의해 구동력을 발생시킨다.

샤프트(120)의 일측에는 로터(130)가 결합되며, 샤프트(120)의 타측은 유체동압베어링(150)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 샤프트(120)의 말단은 쓰러스트 와셔(112)(thrust washer)에 의해 상하 방향으로 지지된다.

유체동압베어링(150)은 샤프트(120)의 외주면을 회전 가능하게 지지한다. 베어링(150)의 외주면은 베이스(110)에 의해 지지된다. 베이스(110)의 중앙에는 베어링(150)이 삽입될 수 있는 홀이 형성되며, 그 홀의 외주면에는 스테이터(140)의 내주면이 결합된다.

스테이터(140)는 베어링(150)의 외측을 포위하는 환형의 형태를 가지며, 코일(142)이 권선되어 있다. 스테이터(140)의 외주면은 마그넷(132)과 대향하며, 마그넷(132)과 전자기적인 작용에 의해 로터(130)에 구동력을 제공한다.

샤프트(120)의 외주면에는 베어링(150)의 상측을 커버하도록 플레이트(122)가 결합된다. 캡(160)은 플레이트(122)의 가장자리를 커버하도록 베어링(150)의 상측에 결합된다. 캡(160)은 플레이트(122)의 가장자리를 커버하여 샤프트(120)의 이 탈을 방지할 수 있다.

또한, 캡(160)은 베어링(150)의 상측과 플레이트(122)의 가장자리를 커버하여, 샤프트(120)와 베어링(150) 사이에 개재되는 윤활유가 누수 되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 경우에 따라서 캡(160)은 플레이트(122)의 가장자리를 커버하도록 베이스(110)에 결합될 수도 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 유체동압베어링(150)을 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유체동압베어링(150)의 내주면에는 샤프트(120)에 대해 경사지는 동압홈(152)이 형성된다. 동압홈(152)은 샤프트(120)가 회전하는 경우, 샤프트(120)와 베어링(150)의 내주면 사이에 개재되는 윤활유의 흐름을 소정의 방향으로 유도할 수 있게 한다. 이러한 윤활유의 흐름에 의한 유체의 압력을 동압이라 하며, 동압홈(152)은 윤활유의 동압을 보다 효율적으로 제공할 수 있게 한다.

또한, 베어링(150)에는 윤활유가 베어링(150)의 상하로 유동할 수 있도록, 베어링(150)의 상하를 관통하는 관통홀(154)이 형성될 수 있다. 관통홀(154)은 윤활유가 베어링(150)의 상하로 원활히 순환할 수 있는 통로를 제공하며, 이를 통해 스핀들 모터(100) 내부의 윤활유의 압력 차이를 감소시킬 수 있다. 그리고, 윤활유 내부에 존재할 수 있는 기포가 유체동압베어링(150)의 상측으로 배출될 수 있는 통로를 제공할 수 잇다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 캡(160)을 나타낸 저면도이다. 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 캡(160)은 중앙에 중공부(167)가 형성되 는 전체적으로 환형의 형태를 가진다. 캡(160)의 하측은 베어링(150)의 상측과 결합되기 위해 하향 연장되는 부분(165)을 가지며, 캡(160)의 상측은 플레이트(122)의 가장자리를 커버하기 위해 내측으로 연장되어 원판의 형태를 가진다.

실링부(170)는 베어링(150)과 샤프트(120) 사이에 충전되는 윤활유의 충전량을 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지며, 캡(160)의 내측 말단에 결합된다. 실링부(170)는 빛이 투과할 수 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 플라스틱 수지와 같은 재질로 이루어질 수 있다.

윤활유는 베어링(150)과 샤프트(120) 사이에 충전되며, 보다 상세하게는 베어링(150), 샤프트(120), 플레이트(122) 및 캡(160)으로 포위되는 공간 내에 충전된다. 실링부(170)는 투명한 재질로 이루어짐으로써, 스핀들 모터(100) 내부에 충전되는 윤활유의 양을 육안으로 직접 확인 가능하게 해 준다.

따라서, 실링부(170)는 스핀들 모터(100) 내부에 충전되는 윤활유의 양을 정확하게 제어할 수 있게 하고, 이로써 스핀들 모터(100)에 윤활유의 과도 또는 부족으로 인한 윤활유의 누수 또는 스핀들 모터(100)의 수명의 단축을 야기하는 문제를 해결할 수 있다.

결국, 스핀들 모터(100)에 충전되는 윤활유의 양을 보다 직접적으로 제어할 수 있게 됨으로 인해, 스핀들 모터(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

실링부(170)의 전면에는 하향 돌출되는 지지돌기(172)가 형성된다. 지지돌기(172)는 캡(160)의 형상에 따라 환형의 형태를 가질 수 있다. 지지돌기(172)는 플레이트(122)와 실링부(170)가 접하는 면적을 감소시켜 로터(130)의 원활한 동작 을 도모할 수 있다. 또한, 지지돌기(172)가 플라스틱 재질로 이루어지는 실링부(170)에 형성됨으로 인해, 단단한 금속 재질로 이루어지는 캡(160)의 가공을 보다 용이하게 할 수 있다.

그리고, 실링부(170)의 저면에는 반경 방향으로 유동홈(171)이 형성될 수 있다. 유동홈(171)은 실링부(170)의 전면 전체에 걸쳐 방사상의 형태로 형성될 수 있으며, 각각의 유동홈(171)은 반경 방향으로 연장되어, 지지돌기(172)의 원주 방향으로 윤활유 또는 상술한 기포가 이동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다.

한편, 실링부(170)의 말단은 샤프트(120)를 향해 테이퍼진 형상으로 이루어 진다. 따라서, 실링부(170)의 말단의 저면은 샤프트(120)를 향해 갈수록 플레이트(122)와의 이격 거리가 멀어지는 형상을 가지게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 일부를 나타낸 확대도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실링부(170)의 말단과 플레이트(122) 사이에는 윤활유의 표면 장력에 의해 오목한 형상의 표면을 형성하게 되고, 이로써, 윤활유는 self sealing 작용에 의해 누수가 방지될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 실링부(170)는 투명한 재질로 이루어져 있어, 윤활유가 필요한 양 만큼 충전되었는지 여부도 함께 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 캡(260)을 나타낸 저면도이다. 도 5에서는 본 실시예를 설명하는데 언급되지 않으며, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성의 도시가 생략되었음을 밝힌다. 또한, 상술한 것과 동일한 구 조에 대해서는 설명을 생략한다.

도 5 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 캡(260)의 플레이트(122)와 대향하는 저면에는 하향 돌출되는 지지돌기(262)가 형성된다. 지지돌기(262)는 플레이트(122)와 캡(260)이 접하는 면적을 최소화하여 로터(130)의 회전을 원활하게 할 수 있다. 또한, 지지돌기(262)가 단단한 금속 재질로 이루어지는 캡(260)의 일부로 이루어짐으로 인해, 플레이트(122)와 마찰로 인한 마모에 보다 효과적으로 대응할 수 있다.

캡(260)의 말단에는 내측으로 돌출되는 고정돌기(263)가 형성된다. 고정돌기(263)는 실링부(270)가 캡(260)의 말단에 보다 용이하게 결합될 수 있도록 할 수 있으며, 실링부(270)를 구조적으로 지지하는 부분이 될 수 있다.

그리고, 유동홈(261)은 실링부(270)의 저면과 캡(260)의 플레이트(122)와 대향하는 저면에 걸쳐 반경 방향으로 형성되어 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 캡(360)을 나타낸 저면도이다. 도 7에서는 본 실시예를 설명하는데 언급되지 않으며, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성의 도시가 생략되었음을 밝힌다. 또한, 상술한 것과 동일한 구조에 대해서는 설명을 생략한다.

도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 실링부(370)가 캡(360)의 말단에 안정적으로 결합될 수 있는 경우, 실링부(370)와 캡(360) 모두 간단한 구조로 형성할 수 있고, 이로써, 실링부(370)와 캡(360)의 제조 단가를 절감할 수 있다. 특히 단 단한 금속 재질로 이루어지는 캡(360)의 경우 간단한 구조로 형성함으로써, 원가 절감의 효과를 극대화 할 수 있을 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 유체동압베어링을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 캡을 나타낸 저면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 확대도.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 캡을 나타낸 저면도.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 캡을 나타낸 저면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 스핀들 모터 120: 샤프트

150: 유체동압베어링 160: 캡

170: 실링부 172: 지지돌기

Claims

로터와;

상기 로터와 결합되는 샤프트와;

상기 샤프트의 외주면에 결합되는 플레이트와;

상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과;

상기 플레이트의 가장자리를 커버하도록 상기 베어링과 결합되는 캡과;

상기 샤프트와 상기 베어링 사이에 충전되는 윤활유; 및

상기 윤활유의 충전량을 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지며 상기 캡의 내측에 결합되는 실링부를 포함하며,

상기 실링부의 말단은 상기 윤활유의 누수가 방지되도록 상기 샤프트를 향해 테이퍼(taper)진 형상으로 이루어지며,

상기 캡 또는 상기 실링부의 저면에는 상기 플레이트와 접하는 면적이 감소되도록 하향 돌출되는 지지돌기가 형성되며,

상기 캡 또는 상기 실링부의 저면에는 상기 윤활유 또는 상기 윤활유 내에 존재하는 기포가 이동할 수 있도록 반경 방향으로 유동홈이 형성되는, 모터.
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제1항에 있어서,

상기 베어링은 유체동압베어링인 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 유체동압베어링의 내주면에는 상기 샤프트에 대해 경사지는 동압홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제8항에 있어서,

상기 베어링에는 상기 윤활유가 유동되도록 상하로 관통되는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.