KR101070983B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스핀들 모터는 로터(Rotor)의 회전 중심이 되는 회전축과, 상기 회전축이 회전 가능하게 삽입되는 베어링과, 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 안착되어 상기 회전축의 단부측 외주면을 감싸면서 상기 회전축의 단부를 지지하는 지지체;를 포함한다.

Description

스핀들 모터{SPINDLE MOTOR}

본 발명은 노트북 컴퓨터 또는 휴대용 단말기와 같이 슬림화를 추구하는 장치에서 광디스크의 데이터를 인식하기 위한 광디스크 드라이브용의 스핀들 모터에 관한 것이다.

스핀들 모터는 ODD(Optical Disk Drive)의 내부에 설치되어 직선운동하는 광픽업이 원형의 디스크에 기록된 데이터를 읽을 수 있도록 광디스크를 회전시키기 위한 장치이다.

상기 스핀들 모터에는 로터(Rotor)의 회전 중심이 되는 회전축이 마련되며, 상기 회전축이 삽입되는 베어링과, 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징이 마련된다.

상기 회전축의 단부는 상기 베어링 하우징 내부에 장착되어 회전하며, 상기 회전축의 회전에 따른 상기 베어링 하우징의 마모를 줄이기 위하여 스러스트 플레이트(thrust plate)를 상기 베어링 하우징 내부와 상기 회전축의 단부 사이에 장착 시킨다.

상기 베어링은 상기 회전축이 고속으로 회전함에 따라 함께 공회전하는 현상이 발생할 수 있다.

상기 베어링 하우징 내부에는 베어링의 단부와 접촉하는 와셔를 안착시킴으로써 상기 와셔가 상기 베어링이 상기 회전축과 함께 도는 것을 방지하는 스토퍼 역할을 할 수 있다.

그러나, 상기 스러스트 플레이트와 상기 와셔는 각각의 역할이 전혀 다른 만큼 상기 베어링 하우징에 안착되는 공간을 공유할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 상기 베어링 하우징은 상기 스러스트 플레이트와 상기 와셔가 안착되는 면(이하 안착면)을 단차지게 형성하여 베이스 플레이트에 결합시켰다.

이러한 기존의 베어링 하우징은 상기 각 안착면이 형성되도록 드로잉 가공을 두 번 실시해야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라, 상기 드로잉 가공으로 인한 압력이 중복하여 가해지는 부분에 취성이 생기게 되므로, 상기 베어링 하우징의 내구성을 약화시키는 문제점이 있었다.

그리고, 기존의 베어링 하우징은 최근 요구되는 장치의 소형화 및 슬림화 추세에 맞춰 부품의 공차관리를 해야할 개소를 줄이는 추세에 역행하는 모순에 봉착하는 문제점도 있다.

즉, 기존의 베어링 하우징은 상기 스러스트 플레이트의 안착면과 상기 와셔의 안착면 주위의 높이 관리를 2회에 걸쳐 해야 하므로, 장치의 정밀도가 그만큼 저하될 수 밖에 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 불필요한 부품수를 줄이고 공차 관리 개소를 대폭 저감하여 내구성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

일 실시예로, 본 발명의 스핀들 모터는 로터(Rotor)의 회전 중심이 되는 회전축과, 상기 회전축이 회전 가능하게 삽입되는 베어링과, 상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 안착되어 상기 회전축의 단부측 외주면을 감싸면서 상기 회전축의 단부를 지지하는 지지체;를 포함한다.

일 실시예로, 상기 회전축은 단부측 외주면을 따라 함몰되어 상기 지지체의 단부가 걸리는 넥과, 상기 넥에 연결되고, 단부가 사발 형상 또는 반구 형상인 머리를 포함하며, 상기 머리의 직경은 상기 회전축의 직경과 동일하다.

일 실시예로, 상기 지지체는 상기 머리가 안착되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트로부터 돌출되어 상기 머리를 양측에서 둘러싸는 턱과, 상기 턱에서 상기 넥측으로 연장되어 상기 머리의 이탈을 제한하고 상기 베어링을 지지하는 걸림편을 포함하며, 상기 회전축의 길이방향에 따른 상기 걸림편의 두께는 상기 넥의 폭과 같거나 작다.

다른 실시예로, 상기 지지체는 상기 머리가 안착되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트로부터 돌출되어 상기 머리를 사방에서 둘러싸는 복수의 턱과, 상기 턱에 결합되고 상기 넥에 걸리는 지지공이 관통되며 상기 베어링을 지지하는 걸림플레이트를 포함하며, 상기 지지공의 폭은 상기 넥의 직경보다 크다.

본 발명은 상기와 같이 베어링 하우징에 안착되어 회전축의 단부측 외주면을 감싸면서 회전축과 베어링을 동시에 지지하는 지지체를 포함하는 구조를 채택하여 불필요한 부품을 통합하여 줄이면서 마모 개소를 줄이고, 공차 관리 개소를 대폭 저감하여 내구성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 전체적인 구조를 나타낸 단면 개념도이다.

본 발명의 스핀들 모터는 회전축(100), 베어링(200), 베어링 하우징(300), 지 지체(500)를 포함한다.

회전축(100)은 로터(Rotor, 600)의 회전 중심이 되는 것으로, 후술할 베어링(200)과 결합하는 면적을 제공한다.

로터(600)는 회전축(100)에 고정되어 회전축(100)과 일체로 회전하는 것으로, 광디스크(이하 미도시)가 안착되는 로터 요크(610)와, 로터 요크(610) 내주면에 장착되는 복수의 영구자석(620)을 포함한다.

상기 광디스크와 접촉하는 로터 요크(610) 상에는 링 형상의 탄성재질로 이루어진 펠트(630)가 장착되어 상기 광디스크가 회전할 때 미끄러져 공회전하는 것을 방지한다.

베어링(200)은 회전축(100)을 회전 가능하게 지지하며 금속재로 이루어진다.

베어링 하우징(300)은 일측이 개방된 개구부(301)가 형성되고 타측은 밀폐된 원통 형상의 것으로, 베이스 플레이트(400)에 고정되고 내부에 수용되는 베어링(200)과 회전축(100)을 지지하며, 외면에 고정자(700)가 결합된다.

여기서, 베어링 하우징(300)은 후술할 지지체(500)가 안착되는 면이 평평하게 형성된다.

고정자(700)는 상호 대면하는 로터(600)와의 사이에 기전력을 발생시켜 로터(600)를 회전시킨다.

여기서, 고정자(700)는 로터(600)와 함께 기전력을 발생시키기 위한 것으로 코어(710)와 코일(720)을 포함한다.

코어(710)는 회전축(100)을 중심으로 복수의 암(이하 미도시)이 방사상으로 형성된 금속재의 계자 플레이트(701)를 다단으로 적층시켜 제작된다.

코일(720)은 상기 암 각각에 여러번 권취되어 전원(이하 미도시)과 전기적으로 연결된다.

베이스 플레이트(400)는 베어링 하우징(300)이 결합되는 장소를 제공하며, 회로기판(410)이 부착되고, 회전축(100)을 포함하여 로터(600) 및 고정자(700)를 받침 지지하는 것으로 내구성과 변형이 적은 금속재로 이루어진다.

한편, 지지체(500)는 베어링 하우징(300)에 안착되어 회전축(100)의 단부측 외주면을 감싸면서 회전축(100)의 단부와 베어링(200)의 단부를 지지한다.

지지체(500)는 기존의 베어링 하우징에서 회전축의 단부를 지지하는 스러스트 플레이트와, 베어링의 단부를 지지하는 와셔를 일체화한 것으로, 지지체(500)는 베어링 하우징(300)에 안착되는 면 사이에 접착제로 처리하여 고정하는 방법도 실시할 수 있다.

즉, 지지체(500)는 기존의 스러스트 플레이트와 기존의 와셔가 하는 역할을 전부 수행한다.

도 1에서 미설명 부호로 900은 상기 광디스크를 파지하는 클램프 케이스를 나타낸다.

상기한 바와 같이 본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 적용 및 실시가 가능하며, 더욱 상세한 실시예의 설명을 위하여 도 1을 포함하여 도 2 및 도 3을 참고로, 아래와 같이 주요 구성요소별로 상세하게 기술한다.

회전축(100)은 후술할 지지체(500)와의 결합을 위하여 도 1과 같이 넥(110)과 머리(120)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

넥(110)은 회전축(100)의 단부측 외주면을 따라 함몰되어 지지체(500)의 단부가 걸리는 공간을 형성한다.

머리(120)는 넥(110)에 연결되고, 단부가 사발 형상 또는 반구 형상으로 제작되어 지지체(500)에 접촉하며, 머리(120)의 직경은 회전축(100)의 직경과 동일하다.

일 실시예에 따른 지지체(500)는 회전축(100)과 베어링(200)을 지지하기 위한 것으로, 도 2와 같이 지지플레이트(510)와, 턱(520)과, 걸림편(530)을 포함한다.

지지플레이트(510)는 회전축(100)의 머리(120)가 안착되어 회전축(100)의 회전을 지지하는 기존의 스러스트 플레이트와 같은 역할을 한다.

턱(520)은 지지플레이트(510)로부터 돌출되어 머리(120)를 양측에서 둘러싸면서 회전축(100)이 한 지점에서 회전할 수 있도록 회전축(100)의 양측에서 가이드한다.

걸림편(530)은 턱(520)에서 넥(110)측으로 연장되어 머리(120)의 이탈을 제한하고 베어링(200)을 지지하는 것으로, 넥(110)의 형성방향을 따라 걸림편(530)의 단부가 넥(110) 사이에 배치된다.

여기서, 회전축(100)의 길이방향에 따른 걸림편(530)의 두께(d₁)는 상기 넥(110)의 폭(d₂)과 같거나 작게 형성하여(도 1 참고) 걸림편(530)을 넥(110) 사이에 두고 회전축(100)이 원활하게 회전할 수 있다.

이때, 걸림편(530)에는 도 3과 같이 베어링(200)의 단부와 접촉하는 돌기(532)가 돌출되어 걸림편(530)의 마모도를 줄이고, 내구 연한을 높일 수 있다.

돌기(532)는 걸림편(530)의 구조적 강도도 높이는 역할을 한다.

일 실시예에 따른 지지체(500)는 구조적인 설명을 위하여 부득이 지지플레이트(510), 턱(520) 및 걸림편(530)으로 구분지어 기술하였으나, 실제 산업 현장에서는 원통 형상의 금형 캐비티(이하 미도시) 내에 상기 금형 캐비티와 직교방향으로 취출핀(이하 미도시)을 양측에서 밀어넣고 몰딩물의 형태로 제작할 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 지지체(500)는 상기 취출핀을 양측으로 분리시키면 원형인 상, 하면과 직교 방향으로 회전축(100)의 머리(120)가 수용될 만큼의 공간부(501)가 관통되게 형성되는 방식으로 간단히 제작할 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따른 지지체(500)는 머리(120) 주변의 지지 구조의 구조적 강도를 높이기 위하여 도 4와 같이 지지플레이트(540)와, 복수의 턱(550)과, 걸림플레이트(560)를 포함하는 구성으로 제작할 수도 있다.

지지플레이트(540)는 일 실시예의 지지플레이트(510)와 동일하므로 설명을 생략한다.

턱(550)은 지지플레이트(540)로부터 돌출되어 머리(120)를 사방에서 둘러싸는 복수의 것으로, 후술할 걸림플레이트(560)로 지지되는 베어링(200)의 하중을 일 실시예의 걸림편(530)보다 더 많은 지점에서 분산시켜 지지하기 위한 구성이다.

걸림플레이트(560)는 턱(550)에 결합되고 넥(110)에 걸리는 지지공(561)이 관통되며 베어링(200)을 지지한다.

본 발명에서는 턱(550)이 3개소에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 통상의 지식을 가진 자에 있어서 변형 및 응용에 따른 턱(550)의 형성 개소를 가감할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 지지공(561)의 폭(L)은 도 5와 같이 넥(110)의 직경(D)보다 크게 형성하여 걸림플레이트(560)를 넥(110) 사이에 두고 회전축(100)이 원활하게 회전할 수 있다.

이때, 걸림플레이트(560)에는 도 5과 같이 베어링(200)의 단부와 접촉하는 돌기(562)가 돌출되어 걸림플레이트(560)의 마모도를 줄이고, 내구 연한을 높일 수 있다.

다른 실시예에 따른 지지체(500)는 구조적인 설명을 위하여 부득이 지지플레이트(540), 턱(550) 및 걸림플레이트(560)로 구분지어 기술하였으나, 실제 산업 현장에서는 원통 형상의 금형 캐비티 내에 상기 금형 캐비티와 직교방향으로 취출핀을 복수의 개소(본 발명에서는 3개소)에서 밀어넣고 몰딩물의 형태로 제작할 수 있다.

따라서, 다른 실시예에 따른 지지체(500)는 상기 취출핀을 복수의 개소로 분리시키면 원형인 상, 하면과 직교 방향으로 회전축(100)의 머리(120)가 수용될 만큼의 공간부(505)가 복수개 형성되는 방식으로 제작할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 불필요한 부품수를 줄이고 공차 관리 개소를 대폭 저감하여 내구성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 전체적인 구조를 나타낸 단면 개념도

도 2 내지 도 5는 본 발명의 주요부인 지지체의 다양한 실시예를 나타낸 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...회전축 200...베어링

300...베어링 하우징 400...베이스 플레이트

500...지지체 600...로터

Claims (8)

1. 로터(Rotor)의 회전 중심이 되는 회전축;

   상기 회전축이 회전 가능하게 삽입되는 베어링;

   상기 베어링을 지지하는 베어링 하우징;

   상기 베어링 하우징에 안착되어 상기 회전축의 단부를 지지하고 상기 회전축의 외주면으로 연장되어 상기 회전축의 외주면을 감싸면서 상기 회전축에 형성된 오목한 넥에 걸리는 일체형 지지체;를 포함하는 스핀들 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지체는 상기 베어링의 단부를 지지하는 스핀들 모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지체가 안착되는 상기 베어링 하우징의 면은 평평한 스핀들 모터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전축은,

   상기 넥에 연결되고, 단부가 사발 형상 또는 반구 형상인 머리를 포함하며,

   상기 머리의 직경은 상기 회전축의 직경과 동일한 스핀들 모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지체는,

   상기 머리가 안착되는 지지플레이트와,

   상기 지지플레이트로부터 돌출되어 상기 머리를 양측에서 둘러싸는 턱과,

   상기 턱에서 상기 넥측으로 연장되어 상기 머리의 이탈을 제한하고 상기 베어링을 지지하는 걸림편을 포함하며,

   상기 회전축의 길이방향에 따른 상기 걸림편의 두께는 상기 넥의 폭과 같거나 작은 스핀들 모터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 걸림편에는 상기 베어링의 단부와 접촉하는 돌기가 포함되는 스핀들 모터.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지체는,

   상기 머리가 안착되는 지지플레이트와,

   상기 지지플레이트로부터 돌출되어 상기 머리를 사방에서 둘러싸는 복수의 턱과,

   상기 턱에 결합되고 상기 넥에 걸리는 지지공이 관통되며 상기 베어링을 지지하는 걸림플레이트를 포함하며,

   상기 지지공의 폭은 상기 넥의 직경보다 큰 스핀들 모터.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 걸림플레이트에는 상기 베어링의 단부와 접촉하는 돌기가 포함되는 스핀들 모터.

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