KR101119350B1

KR101119350B1 - 스핀들모터

Info

Publication number: KR101119350B1
Application number: KR1020100045934A
Authority: KR
Inventors: 김영태
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2012-03-06
Also published as: CN102255418A; US20110280509A1; KR20110126320A; US8454237B2

Abstract

본 발명의 스핀들모터는 모터를 축지지하며 유체동압축계내부에 회전축내부단이 형성되며, 상기 회전축내부단의 축방향 상하단에 에지부가 형성된 회전축 및 상기 회전축이 삽입되고 상기 회전축내부단의 상기 에지부와 대향되고 이격되어 접촉이 방지되도록 슬리브내부홈이 형성된 슬리브를 포함한다.

Description

스핀들모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들모터에 관한 것이다.

일반적으로 스핀들모터는 회전축을 내부에 수용한 슬리브가 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 유체동압베어링이 일반적으로 사용되고 있다.

특히, 2000년대에 들어서면서 스핀들모터의 축계시스템에 볼베어링을 사용하는 것을 동압베어링으로 사용하는 것으로 급속한 변화가 있었다. 동압베어링은 기존의 볼베어링 타입에 비해서 소음이 적고, 내충격성 및 수명이 길다는 장점이 있다. 유체동압축계를 예로 들면 회전축와 슬리브 사이에 동압 갭이 존재하고 슬리브나 회전축에 동압홈을 형성하여 상대 회전운동에 의해서 유체가 이동하게 되고 유체의 이동에 의한 압력으로 베어링 역할을 하게 된다. 이때 유체에 의한 마찰과 회전축와 슬리브 사이에 과도 상태에서의 컨택 문제가 발생하게 된다.

종래 기술에 따른 스핀들모터는 회전축나 슬리브에 도피홈을 형성하여 유체에 의한 마찰을 감소시키는 방식을 적용하였다. 그러나, 기존방식으로 회전축에 도피홈을 내는 경우 에지부분에서 회전축와 슬리브의 직접 컨택이 발생할 수 있는 문제가 존재한다.

따라서, 종래 가공으로 행해지거나 소성변형을 통한 프레스로 형성하는 부분을 ECM 등과 같이 싼 제조공법에 의해서 만들 수 있으며 회전축에 도피홈을 만들 때 발생하는 컨택문제까지도 해결할 수 있는 구조에 대한 연구가 활발한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모터의 회전시 회전축과 슬리브의 컨택 및 마모를 해결할 수 있는 스핀들모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스핀들모터는 모터를 축지지하며 유체동압축계내부에 회전축내부단이 형성되며, 상기 회전축내부단의 축방향 상하단에 에지부가 형성된 회전축 및 상기 회전축이 삽입되고 상기 회전축내부단의 상기 에지부와 대향되고 이격되어 접촉이 방지되도록 슬리브내부홈이 형성된 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 슬리브내부홈은 상기 에지부 전체를 감싸도록 띠형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬리브는 금형으로 이루어지며 상기 슬리브내부홈을 일체로 가공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축의 경도는 상기 슬리브의 경도보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬리브내부홈은 ECM 가공으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

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

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 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 따른 스핀들모터는 동압축계내부에 단이 있는 회전축에 있어서, 회전축의 에지부와의 마찰을 피하기 위하여 홈이 형성된 슬리브를 제공함으로써 회전축과 슬리브의 마찰 및 마모를 최소화할 수 있다.

슬리브의 동압축계내부에 형성된 슬리브내부홈의 형상은 단형상 또는 띠형상일 수 있으며, 띠형상의 슬리브내부홈을 형성하는 방법으로는 선삭가공이나 소결 프레스를 사용할 수도 있지만, ECM으로 저널 그루브를 형성할 때 동시에 띠를 만들어 줄 수도 있으므로 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 소재의 제약없이 ECM으로 슬리브에 홈을 만들 수도 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면확대도이다.

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, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면확대도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 스핀들모터의 일부 단면확대도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터(100)는 플레이트(110), 슬리브(120), 전기자(130), 회전축(140) 및 허브(150)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(미도시)가 돌출형성되며 결합부는 중앙부위에 슬리브(120)가 삽입되도록 슬리브(120)의 외경과 동일한 직경을 갖는 결합공(미도시)이 형성된다. 즉, 이 결합공에 슬리브(120)가 삽입되어 고정되게 결합된다. 이때 슬리브(120)를 결합부에 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(미도시)에 유체동압베어링이 형성된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 슬리브의 구성은 도 2 및 3을 참조로 아래에서 더 구체적으로 설명하기로 한다.

전기자(130)는 광디스크가 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 결합부의 외주면에 고정되게 설치되며, 코일(132)은 코어(131)에 권선된다. 여기서 코일(132)은 외부로부터 인가되는 전류로 전기장을 형성함으로써 허브(150)의 자석(151)과의 사이에 형성되는 전자기력으로 허브(150)를 회전시킨다.

회전축(140)은 허브(150)를 축지지하기 위한 것으로, 슬리브(120)의 내경부에 삽입되며 슬리브(120)에 의해 회전가능하게 지지된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터(100)의 슬리브(120)는 금형으로 이루어질 때로 한정되며, 금형으로 이루어진 슬리브(120)의 동압축계내부에는 홈이 형성될 수 없으므로 회전축(140)에 단(또는, 홈)이 형성된다.

따라서, 본 발명의 스핀들모터(100)에 따른 회전축(140)은 동압축계내부에 단이 있는 형상인 것을 본 발명의 전제로 한다.

허브(150)는 하드디스크 등의 미도시한 광디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 회전축(140)이 고정되게 설치되는 원판부(152)와 원판부(152)의 말단으로부터 연장되는 환형의 테두리부(153)를 갖는다.

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

도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예에 따른 스핀들모터(100)의 부분 단면확대도로써, 회전축(140)의 유체동압축계내부에 회전축내부단(141)이 형성된다. 회전축내부단(141)은 상기에서 언급한 바와 같이 슬리브(120)가 금형으로 이루어질 때, 슬리브(120)에 홈을 형성할 수 없으므로 회전축(140)에 단(또는, 홈)을 형성한 것이다.

회전축(140)에 회전축내부단(141)이 존재하고 슬리브(120)에 아무런 구조적 장치가 없는 구조에서는 모터구동시작 및 멈추는 과도한 상태에서 회전축(140)의 에지부(142)와 슬리브(120)면과의 접촉이 발생할 수 있다.

에지부(142)에 의한 슬리브(120)의 마모가 발생되면 신뢰성 수명에서 문제가 될 수 있으므로 이를 방지할 수 있는 홈을 슬리브(120)에 형성하여 준다. 여기서, 슬리브(120)를 금형으로 하여 홈을 일체로 가공할 수도 있다. 또한, 이때 회전축(140)의 경도는 슬리브(120)의 경도보다 같거나 크다.

도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브(120)는 회전축(140)에 형성된 회전축내부단(141)의 에지부(142)를 도피하기 위하여 회전축내부단에 슬리브내부홈(121a)이 형성된다.

슬리브내부홈(121a)은 회전축내부단(141)의 에지부(142)를 피하기 위하여 단형상으로 홈이 형성되며, 에지부(142)에 대응되는 슬리브(120)의 면에 모두 형성될 수 있다.

슬리브(120)의 동압축계내부에 슬리브내부홈(121a)이 형성됨으로써, 에지부(142)가 있는 회전축(140)이 회전시 회전축(140)과 슬리브(120)의 충돌과 이로 인한 마모를 막을 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들모터(100)의 부분 단면확대도로써, 제1 실시예와 동일하게 회전축(140)의 동압축계내부에 회전축내부단(141)이 형성된다. 회전축내부단(141)은 상기에서 언급한 바와 같이 슬리브(120)가 금형으로 이루어질 때, 슬리브(120)에 홈을 형성할 수 없으므로 회전축(140)에 단(또는, 홈)을 형성한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬리브(120)는 회전축(140)에 형성된 회전축내부단(141)의 에지부(142)를 도피하기 위하여 동압축계내부에 슬리브내부홈(121b)이 형성된다.

슬리브내부홈(121b)은 회전축내부단(141)의 에지부(142)를 전체적으로 피하기 위하여 회전축내부단(141) 전체를 도피하는 띠형상의 홈이다.

슬리브(120)의 동압축계내부에 띠형상의 슬리브내부홈(121b)이 형성됨으로써, 에지부(142)가 있는 회전축(140)이 회전시 회전축(140)과 슬리브(120)의 충돌과 이로 인한 마모를 미연에 방지할 수 있다.

띠형상의 슬리브내부홈(121b)을 형성하는 방법으로는 선삭가공이나 소결 프레스를 사용할 수도 있지만, ECM으로 저널 그루브를 형성할 때 동시에 띠를 만들어 줄 수도 있으므로 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 소재의 제약없이 ECM으로 슬리브(120)에 홈을 만들 수도 있다.

슬리브(120)의 동압축계내부에 형성된 슬리브내부홈(121)의 형상은 회전축(140)의 에지부(142)를 도피하기 위하여 단형상, 띠형상 뿐만 아니라 다양하게 형성될 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: 스핀들모터 110: 플레이트
120: 슬리브 121a, 121b: 슬리브내부홈
130: 전기자 140: 회전축
141: 회전축내부단 150: 허브
152: 원판부 153: 테두리부

Claims

모터를 축지지하며 유체동압축계내부에 회전축내부단이 형성되며, 상기 회전축내부단의 축방향 상하단에 에지부가 형성된 회전축; 및
상기 회전축이 삽입되고 상기 회전축내부단의 상기 에지부와 대향되고 이격되어 접촉이 방지되도록 슬리브내부홈이 형성된 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브내부홈은 상기 회전축 내부단을 감싸도록 띠형상인 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브는 금형으로 이루어지며 상기 슬리브내부홈을 일체로 가공하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축의 경도는 상기 슬리브의 경도보다 큰 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브내부홈은 ECM 가공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.