KR101018105B1 - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 샤프트를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브를 내주면에 고정하며, 저면에서 축방향 하측으로 돌출되는 체결렉이 형성되는 슬리브 홀더; 및 상기 슬리브 홀더의 체결렉의 외주면에 접하는 내주면과 상기 체결렉의 체결부와 접하는 저면이 곡률을 가지는 슬리브 홀더 삽입공이 형성되는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 슬리브 홀더는 상기 체결렉의 체결부가 상기 슬리브 홀더 삽입공의 외부로 연장되어 상기 슬리브 홀더 삽입공의 저면을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 베이스 플레이트와 슬리브 홀더의 결합구조를 변경하여 상기 베이스 플레이트 상의 슬리브 홀더의 내회전력 및 수직도를 개선한 모터에 관한 것이다.

일반적으로 광 디스크 드라이브(Optical Disc Drive) 내에 설치되는 스핀들 모터(spindle motor)는 광픽업 기구가 디스크에 기록된 데이터를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다.

종래의 스핀들 모터는 베이스 플레이트에 형성되는 슬리브 홀더 삽입공 주변에 다수의 노치부가 형성된다. 상기 슬리브 홀더 삽입공에 상기 슬리브 홀더를 삽입한 후 상기 슬리브 홀더의 체결렉을 스피닝이나 코킹하여 상기 베이스 플레이트에 상기 슬리브 홀더를 고정한다.

상기 슬리브 홀더의 체결렉이 상기 노치부로 압입됨으로써, 상기 슬리브 홀더의 내회전력은 증가한다.

이와 같이 상기 슬리브 홀더를 상기 베이스 플레이트에 고정하면, 노치부가 형성되는 부분마다 체결렉을 임의로 더 압입하여야 하므로, 스피닝이나 코킹이 완전하지 못한 문제점이 있다.

또한, 노치부들 마다 압입되는 양이 다르게 되면, 상기 베이스 플레이트의 평면도가 뒤틀리는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

상기 베이스 플레이트의 평면도가 뒤틀리면, 상기 베이스 플레이트 상의 슬리브 홀더의 수직도가 감소하며, 고속회전에 따른 슬리브 홀더의 내회전력이 감소하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 베이스 플레이트와 슬리브 홀더의 결합구조를 변경하여 상기 베이스 플레이트 상의 슬리브 홀더의 내회전력 및 수직도를 개선한 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 샤프트를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브를 내주면에 고정하며, 저면에서 축방향 하측으로 돌출되는 체결렉이 형성되는 슬리브 홀더; 및 상기 슬리브 홀더의 체결렉의 외주면에 접하는 내주면과 상기 체결렉의 체결부와 접하는 저면이 곡률을 가지는 슬리브 홀더 삽입공이 형성되는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 슬리브 홀더는 상기 체결렉의 체결부가 상기 슬리브 홀더 삽입공의 외부로 연장되어 상기 슬리브 홀더 삽입공의 저면을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 홀더 삽입공은 상기 슬리브 홀더의 체결렉의 외주면과 동일한 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 홀더 삽입공의 내주면은 상기 체결렉의 외주면과 접촉할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 홀더는 상기 베이스 플레이트 상면과 접촉하도록 외경방향으로 연장되는 환상의 걸림테를 포함하며, 상기 걸림테의 저면과 베이스 플레이트 상면은 접착제로 본딩될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 체결부는 상기 베이스 플레이트에 코킹 또는 스피닝 공정을 통해 상기 베이스 플레이트에 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 슬리브 홀더 삽입공의 곡률 반경을 R이라고 할 때, 0.05mm≤R≤0.8mm일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서, 상기 베이스 플레이트에서 축 방향 하측으로의 상기 체결부의 높이를 h라 할 때, h≤0.6R일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 슬리브 홀더 삽입공의 내주면에서 외경 방향으로 연장되는 상기 체결부의 길이를 L이라 할 때, 0.4R≤L≤1.2R일 수 있다.

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본 발명의 모터에 따르면, 노치부를 형성하지 않고 베이스 플레이트를 면취가공하여 슬리브 홀더의 체결렉과 베이스 플레이트의 체결면적을 증가시켜, 베이스 플레이트 상에 기립하는 슬리브 홀더의 수직도 및 내회전력을 향상시킬 수 있다.

또한, 노치부를 형성하지 않고 슬리브 홀더를 고정할 수 있으므로, 노치부에의해 발베이스 플레이트의 평편도가 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 베이스 플레이트와 슬리브 홀더를 분해하여 도시한 개략 사시도.
도 3은 도 1의 A 부분의 제1 실시예의 확대 단면도.
도 4는 도 1의 A 부분의 제2 실시예의 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 내회전력을 종래 노치 구조를 가진 모터와 비교하여 도시한 그래프.

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 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 본 발명의 베이스 플레이트와 슬리브 홀더를 분해하여 도시한 개략 단면도이며, 도 3은 도 1의 A 부분의 제1 실시예의 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(10)는 슬리브(52), 슬리브 홀더(70) 및 베이스 플레이트(60)을 포함할 수 있다.

여기서, 모터(10)는 디스크(D)를 회전시키는 광 디스크 드라이브에 적용되는 스핀들 모터로, 크게, 로터(20)와 스테이터(40)로 이루어진다.

상기 로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환고리형의 마그넷(25)을 외주부에 구비하는 컵상의 로터 케이스(22)를 구비한다. 상기 마그넷(25)은 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.

상기 로터 케이스(22)는 샤프트(50)에 압입되어 체결되는 로터 허브(26)와 환고리형의 마그넷(25)을 내주면에 배치하는 마그넷 결합부(28)로 이루어진다. 상기 로터 허브(26)는 상기 샤프트(50)와의 발거력 유지를 위해 축 방향 상측으로 절곡되어 형성되며, 상기 로터 허브(26)의 외주면에는 디스크(D)를 재치할 수 있는 척킹기구(80)가 결합된다.

상기 스테이터(40)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정 부재를 의미하는 것으로, 인쇄 회로 기판(62)이 설치되는 베이스 플레이트(60), 슬리브(52)를 압입하여 지지하는 슬리브 홀더(70) 및 상기 슬리브 홀더(70)에 고정되는 코어(42) 및 상기 코어를 감싸는 권선코일(44)을 포함한다.

상기 마그넷 결합부(28)의 내주면에 구비되는 상기 마그넷(25)은 상기 권선코일(44)과 대향하게 배치되며, 상기 마그넷(25)과 권선코일(44)의 전자기적 상호작용으로 상기 로터(20)가 회전하게 된다. 다시 말해, 로터 케이스(22)가 회전하면 로터 케이스(22)와 연동하는 샤프트(50)가 회전한다.

한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(50)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경 방향은 샤프트(50)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(50)의 중심 방향을 의미한다.

상기 샤프트(50)는 상기 슬리브(52)의 축 방향 하부로 노출되는 하단부(55)를 가질 수 있다. 여기서, 로터 케이스(22)의 고속 회전으로 샤프트(50)가 슬리브(52)로부터 분리되는 것을 방지하기 위해, 상기 샤프트(50)의 상기 하단부(55)에는 상기 슬리브(52)의 저면에 배치되는 스토퍼 링(56)이 결합되는 스토퍼 링 체결홈(54)이 형성될 수 있다.

본 실시예의 슬리브 홀더(70)은 상기 샤프트(50)를 지지하는 슬리브(52)가 내부에 압입되며, 상기 스테이터 코어(42)가 외부에 안착되도록 외경방향으로 연장되어 단차 형성되는 안착부(72)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬리브 홀더(70)는 저면에서 축방향 하측으로 돌출되어 상기 베이스 플레이트(60)와 체결되는 체결렉(75)을 포함할 수 있다. 상기 슬리브 홀더(70)는 상기 베이스 플레이트(60) 상면과 접촉하도록 외경방향으로 연장되는 환상의 걸림테(74)를 포함할 수 있다. 상기 걸림테(74)는 상기 안착부(72)보다 축방향 하부에서 상기 안착부(72)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.

상기 베이스 플레이트(60)는 상기 체결렉(75)이 삽입되는 슬리브 홀더 삽입공(65)이 형성된다.

상기 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)은 면취가공되며, 상기 체결렉(75)의 체결부(752)가 상기 내주면(652)에서 외경방향으로 압착되어 고정될 수 있다.

상기 홀더 삽입공(65)은 면취가공으로 베이스 플레이트(60)의 상면에서 저면으로 갈수록 직경이 넓어지게 형성될 수 있다.

다른 한편, 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)과 상기 내주면(652)에서 연결되는 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 저면은 곡률을 가지도록 라운딩 처리될 수 있다.

여기서, 상기 슬리브 홀더(70)가 상기 베이스 플레이트(60)의 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)에 삽입 고정되어 상기 베이스 플레이트(60) 상에서 상기 슬리브 홀더(70)가 수직 기립되는 공정을 살펴본다.

상기 슬리브 홀더(70)의 체결렉(75)이 상기 베이스 플레이트(60)의 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)에 삽입된 후, 상기 체결렉(75)이 상기 베이스 플레이트(60)에 코킹 또는 스피닝되어 고정될 수 있다.

이때, 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)은 상기 체결렉(75)의 외주면과 접촉하게 된다. 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면이 면취가공되므로 상기 첵결렉(75)과 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 접촉면적이 증가하게 된다. 따라서, 상기 베이스 플레이트(60) 상에서 상기 슬리브 홀더(70)의 고정력이 향상되어 수직도가 향상될 수 있다.

이에 더하여, 상기 걸림테(74)의 저면과 상기 베이스 플레이트(60)의 상면은 접착제(655)로 본딩될 수 있다.

상기 걸림테(74)의 저면과 상기 베이스 플레이트(60)의 상면이 접착제(655)로 본딩되는 경우, 상기 베이스 플레이트(60) 상의 상기 슬리브 홀더(70)의 수직도와 내회전력이 더욱 증가한다.

도 3을 참조하면, 상기 베이스 플레이트(60)의 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)과 상기 베이스 플레이트(60)의 저면(654)이 이루는 곡률반경은 베이스 플레이트(60)의 두께에 제한을 받는다.

상기 모터(10)의 슬림화를 위하여, 상기 베이스 플레이트(60)는 0.8mm 이하의 두께로 설계될 수 있다. 한편, 베이스 플레이트(60)의 두께가 0.05mm 이하로 설계되는 경우는 모터(10) 전체의 무게를 견딜 수 없을 뿐만 아니라 고속회전에 따른 내회전력이 오히려 감소될 수 있다. 또한, 베이스 플레이트(60)의 두께가 0.05mm 이상이 가지는 다른 의미는 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)을 프레싱할 때 자연적으로 발생하는 곡률 반경의 최소값 이상의 두께를 가진다는 것이다. 따라서, 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 곡률반경을 R이라고 할 때, 0.05mm≤R≤0.8mm의 조건을 만족한다.

또한, 체결렉(75)의 체결부(752)의 높이도 수직도 및 내회전력에 민감한 변수가 된다. 상기 체결부(752)의 베이스 플레이트(60)의 저면(652)에서 축 방향 하측으로의 높이를 h라 할 때, h≤0.6R일 수 있다.

상기 체결부(752)의 높이가 0.6R 이상인 경우는 코킹이나 스피닝이 어려운 문제점이 있다.

또한, 체결렉(75)의 체결부(752)의 길이도 수직도 및 내회전력에 민감한 변수가 된다. 상기 체결부(75)의 상기 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)에서 외경 방향으로 연장되는 길이를 L이라 할 때, 0.4R≤L≤1.2R의 조건을 만족한다.

L을 1.2R 이상으로 설계하게 되면, 코킹이나 스피닝 공정의 시간이 많이 들게 된다. 또한, L을 0.4R 이하로 설계하게 되면, 모터의 내회전력이 면취가공이나 곡률을 형성하지 않고 코킹이나 스피닝하여 고정한 경우에 비해 떨어지게 된다.

도 4는 도 1의 A 부분의 제2 실시예의 확대 단면도이다.

도 4를 참조하면, 도 3의 실시예와 달리, 슬리브 홀더 삽입공(65)의 내주면(652)에 직선부(656)가 형성될 수 있다. 상기 직선부(656)는 코킹이나 스피닝을 하는 경우 힘의 전달을 용이하게 하는 역할을 한다.

상기 슬리브 홀더 삽입공(65)은 상기 직선부(656) 이하에서 면취가공으로 형성될 수 있으며, 직선부(656) 이하의 내주면(652)에서 베이스 플레이트(60) 저면(654)까지 연장되는 곡률을 가지도록 라운딩될 수 있다.

본 실시예의 곡률 반경 R2는 R1에 비해 작으며, 상기 베이스 플레이트(60)의 두께 이하의 범위를 만족한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 내회전력을 종래 노치 구조를 가진 모터와 비교하여 도시한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 본 그래프는 종래의 노치구조를 가진 모터와 본 발명의 실시예들의 모터를 고속회전시켜 나타나는 내회전력의 결과가 도시되고 있다.

도 5의 세로축은 내회전력의 상대적인 비율을 의미한다. 내회전력의 상대적인 비율이 1이라는 것은 아무리 센 회전력을 가한다 하더라도 수직도 변형 없이 견뎌낼 수 있는 이상적인 경우이다. 도 5에서, (a) 경우는 접착제 도포없이 노치만 형성된 베이스 플레이트에 슬리브 홀더를 고정한 종래기술의 내회전력의 크기를 나타내고, (b) 경우는 노치가 형성된 베이스 플레이트에 슬리브 홀더를 고정하면서 접착제를 도포한 종래기술의 내회전력의 크기를 나타낸다. (c) 경우는 노치와 접착제 도포없이 슬리브 삽입공에 면취가공한 베이스 플레이트에 슬리브 홀더를 고정한 본 발명의 실시예의 내회전력의 크기를 나타내며, (d)의 경우는 노치는 없으나 슬리브 삽입공에 면취가공한 베이스 플레이트에 슬리브 홀더를 접착제로 고정한 본 발명의 실시예의 내회전력의 크기를 나타낸다.

(a)의 경우에 비해 (c)의 경우의 내회전력의 크기는 30% 이상 증가하였고, (b)의 경우에 비해 (d)의 경우의 내회전력의 크기도 10% 이상 증가한 것을 알 수 있다.

따라서, 노치와 같은 복잡한 공정에 비해 간단한 면취가공으로도 모터의 내회전력을 높일 수 있다. 또한, 면취가공한 베이스 플레이트에 본딩을 하고 슬리브 홀더를 고정한 모터는 노치를 가진 모터에 비해 이상적인 내회전력을 가질 수 있다.

10: 모터 20: 로터
40: 스테이터 50: 샤프트
60: 베이스 플레이트 65: 슬리브 홀더 삽입공
70: 슬리브 홀더 75: 체결렉

Claims (15)

1. 샤프트를 지지하는 슬리브;
   상기 슬리브를 내주면에 고정하며, 저면에서 축방향 하측으로 돌출되는 체결렉이 형성되는 슬리브 홀더; 및
   상기 슬리브 홀더의 체결렉의 외주면에 접하는 내주면과 상기 체결렉의 체결부와 접하는 저면이 곡률을 가지는 슬리브 홀더 삽입공이 형성되는 베이스 플레이트;를 포함하며,
   상기 슬리브 홀더는 상기 체결렉의 체결부가 상기 슬리브 홀더 삽입공의 외부로 연장되어 상기 슬리브 홀더 삽입공의 저면을 덮는 것을 특징으로 하는 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브 홀더 삽입공은 상기 슬리브 홀더의 체결렉의 외주면과 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 슬리브 홀더 삽입공의 내주면은 상기 체결렉의 외주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 모터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브 홀더는 상기 베이스 플레이트 상면과 접촉하도록 외경방향으로 연장되는 환상의 걸림테를 포함하며,
   상기 걸림테의 저면과 베이스 플레이트 상면은 접착제로 본딩되는 것을 특징으로 하는 모터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 체결부는 상기 베이스 플레이트에 코킹 또는 스피닝 공정을 통해 상기 베이스 플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 모터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브 홀더 삽입공의 곡률 반경을 R이라고 할 때,
   0.05mm≤R≤0.8mm 인 것을 특징으로 하는 모터.
7. 제5항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트에서 축 방향 하측으로의 상기 체결부의 높이를 h라 할 때,
   h≤0.6R인 것을 특징으로 하는 모터.
8. 제5항에 있어서,
   상기 슬리브 홀더 삽입공의 내주면에서 외경 방향으로 연장되는 상기 체결부의 길이를 L이라 할 때,
   0.4R≤L≤1.2R인 것을 특징으로 하는 모터.
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