KR101109331B1

KR101109331B1 - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR101109331B1
Application number: KR1020100054952A
Authority: KR
Inventors: 오종렬; 장호경
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2012-01-31
Also published as: KR20110135188A

Abstract

본 발명은 회전축에 허브가 결합되고, 슬리브에 회전가능하도록 회전축이 결합되고, 동압베어링부를 형성하기 위해 오일이 주입된 스핀들 모터로서, 상기 슬리브의 상단면과 상기 허브의 하단면 사이의 미소간격에는 상부 스러스트 동압 베어링부가 형성되고, 상온상태에서 상기 오일의 오일계면은 상기 슬리브의 상단 반경방향 일측부에 위치되고, 상기 회전축이 상승될 경우 상기 오일계면은 상기 회전축을 향해 이동되고, 상기 회전축의 고속회전에 의해 오일의 온도가 증가될 경우 상기 오일은 열팽창되어 상기 오일계면은 상부 스러스트 동압베어링부에 위치된다.

Description

스핀들 모터 {Spindle Motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 하드디스크 등 기록 디스크의 구동장치로 사용되는 스핀들 모터는 모터의 회전시에 회전축와 슬리브 사이의 틈에 저장되는 오일(oil) 등의 윤활유체와 이에 의해 발생된 동압을 이용하는 유체동압 베어링이 다양하게 이용되고 있다.

또한, 스핀들 모터의 경우 넷북, 이동통신단말기, 게임기, MP3 등 다양한 휴대제품에 이용됨에 따라 소형화 및 장기간 사용등에 적합하도록 구동되어야 하고, 고온구동은 스핀들 모터의 성능에 있어 중요한 요소이다.

그러나 고온이 되는 경우에는 윤활유체는 열팽창됨에 따라 점도가 낮아지고, 이로 인해 베어링의 강성이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.

보다 구체적으로, 도 1은 종래기술에 따른 스핀들모터의 개략적인 단면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 스핀들 모터(100)는 회전축(110), 허브(120), 슬리브(130), 전기자(140), 마그네트(150) 및 브라켓(160)을 포함한다.

그리고, 상기 브라켓(160)에 슬리브(130)가 고정되고, 상기 슬리브(130)는 회전가능하도록 회전축(110)을 지지한다. 그리고 로터로서 상기 회전축(110)에는 허브(130)가 결합되고, 허브(130)의 내주면에 마그네트(150)가 고정된다.

또한, 상기 브라켓(160)의 외주부에는 스테이터(140)가 압입 또는 접착등에 의해 고정되고, 내주부에는 슬리브(130)가 압입 또는 접착등에 의해 고정된다.

이와 같이 이루어지고, 상기 슬리브(130)의 상단부와 상기 허브(120)의 하단부 사이에는 미소간극(131)이 형성되고, 상기 미소간극(131)에는 윤활유체로서 오일이 충전되어 유체동압 베어링부를 형성한다.

그러나, 고온환경에서는 오일이 열팽창됨에 따라 점성이 저하되고, 오일의 점도가 낮아지고, 이로 인해 로터의 부상높이가 낮아지고, 베어링의 강성이 약해지는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고온환경에서 열팽창으로 오일계면이 상부 스러스트 동압 베어링부에 위치됨으로써, 베어링의 강성을 보강해주고, 정상상태의 부상높이보다 낮아져 오일의 용적분이 상부로 이동되어, 동압을 보상해주는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고온시 오일 실링부의 인접한 위치에 상부 스러스트 동압 베어링부가 위치됨에 따라 오일의 실링력이 강화된 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

또한, 상기 슬리브의 내주면과 회전축의 외주면 사이에는 회전축의 반경방향으로 래디얼 동압 베어링부가 형성된다.

그리고 상기 래디얼 동압 베어링부는 회전축의 축방향으로 상부 및 하부에 각각 형성된다.

그리고 상기 회전축의 하부에는 하부 스러스트 동압 베어링부가 더 형성된다.

그리고 상기 슬리브의 상부는 축방향으로 경사진 테이퍼 실부가 형성되고, 상기 테이퍼 실부는 오일계면이 고온환경에서 위치되는 영역에 인접하게 형성된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면 고온환경에서 열팽창으로 오일계면이 상부 스러스트 동압 베어링부에 위치됨으로써, 베어링의 강성을 보강해주고, 정상상태의 부상높이보다 낮아져 오일의 용적분이 상부로 이동되어, 동압을 보상해주고, 고온환경에서 오일 실링부의 인접한 위치에 상부 스러스트 동압 베어링부가 위치됨에 따라 오일의 실링력이 강화된 스핀들 모터를 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들 모터를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터에 있어서, 오일계면의 이동 및 상부 스러스트 동압 베어링부의 작용을 개략적으로 나타낸 사용상태도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도시한 바와 같이, 상기 스핀들 모터(200)는 회전축(210), 허브(220), 슬리브(230), 전기자(240), 마그네트(250) 및 브라켓(260)을 포함한다.

그리고, 상기 브라켓(260)에 슬리브(230)가 고정되고, 상기 슬리브(230)는 회전가능하도록 회전축(210)을 지지한다. 그리고 로터로서 상기 회전축(210)에는 허브(230)가 결합되고, 허브(230)의 내주면에 마그네트(250)가 고정된다.

또한, 상기 브라켓(260)의 외주부에는 스테이터(240)가 압입 또는 접착등에 의해 고정되고, 내주부에는 슬리브가 압입 또는 접착등에 의해 고정된다.

그리고, 상기 슬리브(230)의 상단면과 허브(220)의 하단면 사이의 미소간격에는 상부 스러스트 동압 베어링부(231)가 형성된다.

또한, 상기 슬리브(230)의 내주면과 회전축(210)의 외주면 사이에는 회전축의 반경방향으로 래디얼 동압 베어링부(232)가 형성되고, 상기 래디얼 동압 베어링부(232)는 회전축의 축방향으로 상부 및 하부에 각각 형성된다.

또한, 상기 회전축(210)의 하부에는 하부 스러스트 동압 베어링부(233)가 더 형성되고, 상기 하부 스러스트 동압 베어링부(233)는 회전축의 중심방향으로 압력을 높이기 위한 것으로서 동압발생홈이 형성된다.

그리고 상기 오일계면(400)이 고온환경에서 위치되는 영역에 인접하여 테이퍼 실부(234)가 형성된다. 이와 같이 이루어지고, 고온환경에서 상기 오일계면(400)은 상기 상부 스러스트 동압 베어링부(231)에 위치된다.

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터에 있어서, 고온환경에서 오일계면의 이동 및 상부 스러스트 동압 베어링부의 작용을 개략적으로 나타낸 사용상태도로서, 도 3의 (a)는 상온에서의 오일계면, 도 3의 (b)는 회전시의 오일계면, 도 3의 (c)는 고온에서의 오일계면을 개략적으로 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 상기 상온상태에서 오일계면(400)은 슬리브(230)의 상단 일측부에 형성되어 있고, 로터가 회전될 경우 회전축의 상승에 따라 회전축을 향해 이동된다. 그리고 상기 회전축(210)의 하부로 오일이 공급되어 증가분(f) 만큼 회전축은 상승된다.

그리고 고온환경에서 오일은 점성이 감소되어, 동압이 저하되고, 마찰이 감소되어, 회전축(210)의 외주방향으로 증가분(420)만큼 회전축(210)은 하강되고, 오일의 열팽창에 따른 증가분(410)만큼, 오일계면(400)은 회전축의 원주방향으로 이동된다. 그리고 상기 상부 스러스트 동압 베어링부(231)에 오일계면(400)이 형성됨에 따라, 유체동압이 작용되어, 유체동압 베어링의 강성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 상기 슬리브의 상부는 축방향으로 경사지도록 형성됨에 따라, 고온환경에서의 오일계면(400)이 위치되는 영역에 인접하여 테이퍼 실부(234)가 형성되고, 이에 따라 보다 확실한 실링효과를 기대할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스핀들모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100, 200 : 스핀들 모터 110, 210 : 회전축
120, 220 : 허브 130, 230 : 슬리브
140, 240 : 전기자 150, 250 : 마그네트
160, 260 : 브라켓 231 : 상부 스러스트 동압 베어링부
232 : 래디얼 동압 베어링부 233 : 하부 스러스트 동압 베어링부
234 : 테이퍼 실부 400 : 오일계면

Claims

회전축에 허브가 결합되고, 슬리브에 회전가능하도록 회전축이 결합되고, 동압베어링부를 형성하기 위해 오일이 주입된 스핀들 모터로서,
상기 슬리브의 상단면과 상기 허브의 하단면 사이의 미소간격에는 상부 스러스트 동압 베어링부가 형성되고, 상온상태에서 상기 오일의 오일계면은 상기 슬리브의 상단 반경방향 일측부에 위치되고, 상기 회전축이 상승될 경우 상기 오일계면은 상기 회전축을 향해 이동되고, 상기 회전축의 고속회전에 의해 오일의 온도가 증가될 경우 상기 오일은 열팽창되어 상기 오일계면은 상부 스러스트 동압베어링부에 위치되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브의 내주면과 상기 회전축의 외주면 사이에는 회전축의 반경방향으로 래디얼 동압 베어링부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 2에 있어서,
상기 래디얼 동압 베어링부는 회전축의 축방향으로 상부 및 하부에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축의 하부에는 하부 스러스트 동압 베어링부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브의 상부는 축방향으로 경사진 테이퍼 실부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
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