KR101022953B1

KR101022953B1 - 스핀들모터

Info

Publication number: KR101022953B1
Application number: KR1020090021695A
Authority: KR
Inventors: 김재훈
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2011-03-16
Also published as: KR20100103201A

Abstract

본 발명의 스핀들모터는 자기디스크 또는 광디스크를 탑재하기 위한 허브와 상기 허브를 축지지하며 회전가능한 축부와 유체동압 베어링을 형성하는 베어링부가 일체로 구성된 회전축과 상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상이며 상기 회전축의 상기 베어링부의 외주면과 마주하고 제1 레디얼베어링을 발생시키는 제1레디얼베어링부와 상기 회전축의 베어링부의 하면과 마주하는 회전축지지부로 구성된 슬리부와 상기 슬리브를 지지하기 위한 플레이트 및 상기 허브 및 상기 회전축의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 상기 베어링부의 상면에 마주하게 상기 슬리브의 상부에 고정되는 스토퍼를 구비하고 상기 베어링부는 그 외주면에 상기 슬리브의 상기 제1레디얼베어링부에 마주하며 제2 레디얼베어링을 발생시키는 제2레디얼베어링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

스핀들모터, 회전축, 슬리브, 스러스트베어링홈, 레디얼베어링홈

Description

스핀들모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 축부와 베어링부가 일체로 구성된 회전축을 구비하는 스핀들모터를 제공함으로써, 회전시 안정적인 동압을 발생시킬 뿐 아니라 베어링부의 변형을 방지하여 구동특성을 향상시키는 스핀들모터에 관한 것이다.

일반적으로 스핀들모터는 회전축을 내부에 수용한 베어링이 회전축을 회전가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크드라이브, 광디스크드라이브 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.

이와 같은 스핀들모터에서, 회전축의 회전을 용이하게 하도록 회전축과 회전축을 축지지하는 슬리브 사이에 소정의 유체를 주입하고 회전축의 회전시 동압이 발생하도록 하는 유체동압 베어링이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 고속회전을 요망하는 스핀들모터는 나날이 소형화되는 전자기기의 발 전에 부응하도록 박형화 및 경량화가 요구되고 있으며, 이러한 스핀들모터의 일례가 도 5와 도 6에 개략적으로 도시되어 있다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 스핀들모터는 플레이트(10), 슬리브(20), 전기자(30), 회전축(40), 스러스트 플레이트(50), 허브(60) 및 스토퍼(70)를 포함한다.

플레이트(10)는 스핀들모터를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다.

슬리브(20)는 회전축(40)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 전체적으로 중공의 원통형상을 가지며 회전축(40)과 마주하는 내경부 및 스러스트 플레이트(50)과 마주하는 베어링면에 유체동압베어링이 형성된다.

전기자(30)는 광디스크가 탑재되는 허브(60)를 회전시키기 위하여 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 다수 매의 박형 금속판을 적층시킨 코어(31)와 이 코어(31)에 다수회 권선되는 코일(32)로 이루어진다.

회전축(40)은 허브(60)를 축지지하기 위한 것으로, 슬리브(20)의 내경부에 삽입되며 슬리브(20)에 의해 회전가능하게 지지된다.

스러스트 플레이트(50)는 회전축(40)에 고정되게 설치되며 슬리브(20)의 베어링면과의 사이에 스러스트 유체동압베어링을 형성한다.

허브(60)는 하드디스크 등의 미도시한 광디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 회전축(40)이 고정되게 설치되는 원판부와 원판부의 말단으로부터 연장되는 환형의 테두리부를 갖는다.

스토퍼(70)는 스러스트 플레이트(50)를 지지하여 허브(60) 및 회전축(40)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 스러스트 플레이트(50)의 상부를 지지하도록 슬리브(20)의 설치부에 의해 고정되게 결합된다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 스핀들모터는 회전시 외부 충격에 의해 회전축(40)과 스러스트 플레이트(50)가 분리되거나 파손되는 문제점이 있었다. 또한, 중공 원통상 부재면과 베어링을 덮고있는 플레이트에 스러스트면이 존재하여 동압을 발생시키는 구조로, 불안정한 동압 발생으로 인해 모터의 위치에 따른 특성이 상이할 수 있는 가능성이 존재하였으며 외부 충격에 의한 모터 내부의 파손위험 또한 존재하였다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 미연에 방지하고 회전시 안정적인 동압을 발생시킬 수 있는 스핀들모터의 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 축부와 베어링부가 일체로 구성된 회전축을 구비하는 스핀들모터를 제공함으로써, 회전시 안정적인 동압을 발생시킬 뿐 아니라 베어링부의 변형을 방지하여 구동특성을 향상시키는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자기디스크 또는 광디스크를 탑재하기 위한 허브와 상기 허브를 축지지하며 회전가능한 축부와 유체동압 베어링을 형성하는 베어링부가 일체로 구성된 회전축과 상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상이며 상기 회전축의 상기 베어링부의 외주면과 마주하고 제1 레디얼베어링을 발생시키는 제1레디얼베어링부와 상기 회전축의 베어링부의 하면과 마주하는 회전축지지부로 구성된 슬리부와 상기 슬리브를 지지하기 위한 플레이트 및 상기 허브 및 상기 회전축의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 상기 베어링부의 상면에 마주하게 상기 슬리브의 상부에 고정되는 스토퍼를 구비하고 상기 베어링부는 그 외주면에 상기 슬리브의 상기 제1레디얼베어링부에 마주하며 제2 레디얼베어링을 발생시키는 제2레디얼베어링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공한다.
또한 상기 베어링부는 그 상면에 상기 스토퍼의 하부에 위치되며 상기 스토퍼와의 사이에 상측스러스트베어링을 형성하는 상측스러스트베어링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 베어링부는 그 하면에 상기 슬리브의 상기 회전축지지부의 상부에 위치하며 하측스러스트베어링을 형성하는 하측스러스트베어링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상측스러스트베어링부는 상기 스토퍼의 마주보는 면적과 같은 크기의 상측스러스트베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2레디얼베어링부는 상기 슬리브의 상기 제1레디얼베어링부와 마주보게 레디얼베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하측스러스트베어링부는 상기 슬리브의 상기 회전축지지부와 마주보게 하측스러스트베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면, 축부와 베어링부가 일체로 구성된 회전축을 구비하는 스핀들모터를 제공함으로써, 회전시 안정적인 동압을 발생시킬 뿐 아니라 베어링부의 변형을 방지하여 구동특성을 향상시키는 스핀들모터를 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 스핀들모터에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 스핀들모터(100)는 플레이트(110), 슬리브(120), 전기자(130), 회전축(140), 허브(150) 및 스토퍼(160)를 포함한다.

플레이트(110)는 스핀들모터(100)를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(100)가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다. 여기서 플레이트(110)는 알루미늄판 또는 알루미늄합금판 등의 경량재질로 제작되나, 이와 달리 강철판으로 제작될 수 있다.

또한, 플레이트(110)는 슬리브(120)가 결합되는 결합부(111)가 돌출형성되며 결합부(111)는 중앙부위에 슬리브(120)가 삽입되도록 슬리브(120)의 외경과 동일한 직경을 갖는 결합공이 형성된다. 즉, 이 결합공에 슬리브(120)가 삽입되어 고정되게 결합된다. 이때 슬리브(120)를 결합부(111)에 고정시키기 위하여 별도의 접착제를 사용한 접착 결합 공정 등이 수행될 수 있으나, 이와 달리 슬리브(120)에 소정의 압력을 인가하여 결합공에 압입함으로써 고정되게 결합시킬 수 있다.

슬리브(120)는 회전축(140)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 전체적으로 중공의 원통형상을 가지며 회전축(140)과 마주하는 내경부(121)에 유체동압베어 링이 형성된다.

전기자(130)는 광디스크 또는 자기 디스크가 탑재되는 허브(150)를 회전시키기 위하여 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 다수 매의 박형 금속판을 적층시킨 코어(131)와 이 코어(131)에 다수회 권선되는 코일(132)로 이루어진다.

코어(131)는 플레이트(110)의 결합부(111)의 외주면에 고정되게 설치되며, 코일(132)은 코어(131)에 권선된다. 여기서 코일(132)은 외부로부터 인가되는 전류로 전기장을 형성함으로써 허브(150)의 자석(153)과의 사이에 형성되는 전자기력으로 허브(150)를 회전시킨다.

회전축(140)은 허브(160)를 축지지하기 위한 것으로, 슬리브(120)의 내경부(121)에 삽입되며 슬리브(120)에 의해 회전가능하게 지지된다.

본 발명의 바람직한 실시예의 회전축(140)과 슬리브(120)의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조로 아래에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

허브(150)는 자기디스크 또는 광디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 회전축(140)이 고정되게 설치되는 원판부(151)와 원판부(151)의 말단으로부터 연장되는 환형의 테두리부(152)를 갖는다.

원판부(151)는 중앙부위에 회전축(140)이 고정되게 삽입결합되며, 테두리부(152)는 그 내주면이 전기자(130)에 마주하도록 회전축(140)의 축방향으로 연장 되며, 코일(132)에서 형성되는 전기장과의 사이에 전자기력을 발생시키도록 자기장을 형성하는 자석(153)이 테두리부(152)의 내주면에 고정되게 설치된다.

스토퍼(160)는 허브(150) 및 회전축(140)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 회전축(140)의 상부를 지지하도록 레이저 용접, 압입, 열간압입 및 열압슬라이딩 결합 등에 의해 슬리브에 고정되게 결합된다. 스토퍼(160)는 회전축(140)의 상측스러스트베어링부(145)와 슬리브(120)의 상부에 ㄱ자 형상으로 구비되며, 상측스러스트베어링부(145)와의 사이에는 상부 스러스트 베어링을 형성한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전축(140)은 종래의 일자형 회전축(40)과 스러스트 플레이트(50)를 일체화시킨 형상이다. 회전축(140)이 스러스트 플레이트와 일체형으로 구비됨에 따라 회전축(140)이 회전할 시 회전축(140)과 스러스트 플레이트가 분리되는 것을 방지할 수 있다.

슬리브(120)는 회전축(140)의 측면에 마주보게 형성된 제1레디얼베어링부(122)와 회전축(140)의 하부에 배치되어 회전축(140)을 지지하는 회전축지지부(123)로 구성된다.

회전축(140)은 회전시 중심이 되는 일자형의 축부(144)와, 슬리브(120)와 베어링을 형성하는 베어링부(145,146,147)로 구비된다.

베어링부(145,146,147)는 스토퍼(160)의 하부에 위치되며 스토퍼(160)와의 사이에 상측스러스트베어링을 형성하는 상측스러스트베어링부(145)와, 슬리브(120) 의 제1레디얼베어링부(122)와 마주보게 위치되어 레디얼베어링을 형성하는 제2레디얼베어링부(146)와, 슬리브(120)의 회전축지지부(123)의 상부에 위치되어 하측스러스트베어링을 형성하는 하측스러스트베어링부(147)로 구성된다.

상측스러스트베어링부(145)와 제2레디얼베어링부(146)와 하측스러스트베어링부(147)는 축부(144)의 중간부에 단면이 ㄷ자 형상으로 이루어진다.

또한, 상측스러스트베어링부(145)에는 스토퍼(160)의 마주보는 면적과 같은 크기의 상측스러스트베어링홈(141)이 형성되어 있고, 제2레디얼베어링부(146)의 외주면에는 슬리브(120)의 제1레디얼베어링부(122)와 마주보게 레디얼베어링홈(142)이 형성되고, 하측스러스트베어링부(147)에는 슬리브(120)의 회전축지지부(123)와 마주보게 하측스러스트베어링홈(143)이 형성된다.

하측스러스트베어링홈(143)은 상측스러스트베어링홈(141)보다 크게 형성된다. 베어링홈(141,142,143)이 형성됨으로써 회전축(140)과 슬리브(120) 사이의 동압이 안정적으로 유지된다.

이와 같이 축부(144)와 베어링부(145,146,147)로 구성되고, 베어링홈(141,142,143)이 형성된 회전축(140)을 구비한 스핀들모터(100)는 베어링부(145,146,147)의 변형을 방지하고 안정된 베어링을 형성하여 스핀들모터의 구동특성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들모터를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 스핀들모터의 부분 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 회전축의 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 회전축의 단면도,

도 5는 종래기술에 따른 스핀들모터의 단면도,

도 6은 종래기술에 따른 스핀들모터의 부분 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 스핀들모터 110: 플레이트

120: 슬리브 130: 전기자

140: 회전축 150: 허브

160: 스토퍼

Claims

자기디스크 또는 광디스크를 탑재하기 위한 허브;

상기 허브를 축지지하며 회전가능한 축부와 유체동압 베어링을 형성하는 베어링부가 일체로 구성된 회전축;

상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상이며 상기 회전축의 상기 베어링부의 외주면과 마주하고 제1 레디얼베어링을 발생시키는 제1레디얼베어링부와 상기 회전축의 베어링부의 하면과 마주하는 회전축지지부로 구성된 슬리부;

상기 슬리브를 지지하기 위한 플레이트; 및

상기 허브 및 상기 회전축의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 상기 베어링부의 상면에 마주하게 상기 슬리브의 상부에 고정되는 스토퍼를 구비하고

상기 베어링부는 그 외주면에 상기 슬리브의 상기 제1레디얼베어링부에 마주하며 제2 레디얼베어링을 발생시키는 제2레디얼베어링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 베어링부는 그 상면에 상기 스토퍼의 하부에 위치되며 상기 스토퍼와의 사이에 상측스러스트베어링을 형성하는 상측스러스트베어링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
삭제
청구항 3에 있어서,

상기 베어링부는 그 하면에 상기 슬리브의 상기 회전축지지부의 상부에 위치하며 하측스러스트베어링을 형성하는 하측스러스트베어링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 3에 있어서,

상기 상측스러스트베어링부는 상기 스토퍼의 마주보는 면적과 같은 크기의 상측스러스트베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 1에 있어서,

상기 제2레디얼베어링부는 상기 슬리브의 상기 제1레디얼베어링부와 마주보게 레디얼베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 5에 있어서,

상기 하측스러스트베어링부는 상기 슬리브의 상기 회전축지지부와 마주보게 하측스러스트베어링홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.