KR101250727B1 - 모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리는 회전부재의 회전 구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어가 장착되는 베이스; 및 일단이 상기 베이스에 결합되고 타단이 상기 코어의 상면을 가압하도록 상기 코어의 상면에 배치되며, 상기 코어의 진동 또는 소음을 흡수하는 흡수부;를 포함할 수 있다.

Description

모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Stator assembly for motor and motor including the same}
본 발명의 모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기록 디스크를 회전시키는 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)에 적용될 수 있는 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 소형의 스핀들 모터가 사용된다.
소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링을 이용하고 있으며, 유체 동압 베어링은 회전부재 중의 하나인 샤프트와 고정부재 중의 하나인 슬리브 사이에 오일이 개재되어 상기 오일에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하는 베어링을 의미한다.
이러한 유체 동압 베어링을 채용하는 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 넷북, 휴대폰, PMP, 게임기, MP3등 다양한 휴대 제품에 적용되고 있으며, 휴대 제품의 특성상 소형화 및 박형화가 주된 이슈 사항이다.
또한, 유체 동압 베어링을 채용하는 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 사용자가 휴대하는 경우가 많아짐에 따라 유체 동압 베어링을 적용하는 스핀들 모터의 소음과 진동 발생 여부가 매우 민감한 사항이 되고 있다.
이러한 소음과 진동은 코일이 권선되는 코어의 떨림 등으로부터 발생될 수 있으며, 코어의 떨림 등은 코어의 평행도와 밀접한 관련이 있다.
즉, 코어를 베이스에 결합하는 경우 코어의 평행도를 유지하는 동시에 견고한 결합력을 유지하여 코어의 떨림 등에 의한 소음 및 진동 방지를 위한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 코어의 평행도를 유지하여 코어의 떨림을 방지함으로써 소음 및 진동 발생을 최소화하는 모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리는 회전부재의 회전 구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어가 장착되는 베이스; 및 일단이 상기 베이스에 결합되고 타단이 상기 코어의 상면을 가압하도록 상기 코어의 상면에 배치되며, 상기 코어의 진동 또는 소음을 흡수하는 흡수부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 베이스는 상기 흡수부가 고정되도록 상기 흡수부의 일단이 삽입되는 고정홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 코어는 상기 흡수부가 고정되도록 상기 흡수부의 타단이 삽입되는 코어홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 흡수부는 상기 베이스에 결합되는 베이스결합부 및 상기 코어의 상면을 지지하는 코어지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 코어와 접촉하는 상기 코어지지부의 일면은 반경 방향 외측으로 하향 경사지게 형성되어 상기 코어의 상면을 가압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 흡수부는 상기 코어의 상면을 따라 원주 방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 흡수부는 탄성을 구비하는 러버 재질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리의 상기 흡수부는 탄성을 구비하는 스프링일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터는 모터용 스테이터 어셈블리; 상기 베이스에 결합하며, 샤프트를 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트와 결합하며, 상기 코일과 상호작용으로 회전구동력을 발생시키는 마그네트가 결합된 허브;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 베이스에 코어를 결합하는 경우 코어의 평행도를 유지하는 동시에 코어의 발거력을 향상시킬 수 있다.
또한, 코어의 평행도를 유지함으로써 코어의 떨림 등에 의한 소음 및 진동 발생의 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부를 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 변형예를 도시한 개략 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 다른 변형예를 도시한 개략 사시도.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 또 다른 변형예를 도시한 개략 사시도.
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 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부를 도시한 개략 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리(100)를 포함하는 모터(10)는 베이스(110) 및 흡수부(140)를 포함하는 모터용 스테이터 어셈블리(100, 이하 스테이터 어셈블리), 샤프트(210)를 지지하는 슬리브(220) 및 마그네트(320)가 결합되는 허브(310)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(210)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(210)를 기준으로 허브(310)의 외측단 방향 또는 상기 허브(310)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(210)의 중심 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주 방향은 상기 샤프트(210)의 외주면을 따라 상기 샤프트(210)가 회전하는 방향일 수 있다.
스테이터 어셈블리(100)는 코일(120)이 권선되는 코어(130)가 장착되는 베이스(110) 및 진동 또는 소음을 흡수하는 흡수부(140)를 포함할 수 있으며, 이에 대한 설명은 본 발명에 따른 모터(10)의 기타 구성요소를 설명한 이후에 기술하기로 한다.
슬리브(220)는 상기 샤프트(210)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(210)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 샤프트(210)는 상기 슬리브(220)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 오일이 충진되며 상기 샤프트(210)의 외주면 및 상기 슬리브(220)의 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 유체 동압부(222)에 의해 샤프트(210)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 유체 동압부(222)는 오일을 매개로 레디얼 동압을 발생시킬 수 있으며, 상기 레디얼 동압에 의해 상기 샤프트(210)를 보다 효과적으로 지지하기 위해 슬리브(220)의 상측과 하측에 각각 형성될 수 있다.
다만, 상기 유체 동압부(222)는 앞서 언급한 바와 같이 슬리브(220)의 내주면 뿐만 아니라 샤프트(210)의 외주면에 형성되어도 무방하며, 갯수도 제한이 없음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 유체 동압부(222)는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 샤프트(210)의 회전에 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
또한, 상기 슬리브(220)의 상면에는 오일을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 동압부(224)가 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압부(224)에 의해 샤프트(210)를 포함하는 회전부재는 일정한 부상력이 확보된 채 회전될 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 동압부(224)의 형상은 상기 유체 동압부(222)와 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 스러스트 동압부(224)는 상기 슬리브(220)의 상면에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 상기 슬리브(220)의 상면과 대응되는 허브(310)의 일면에 형성되어도 무방하다.
또한, 상기 슬리브(220)의 하부에는 상기 슬리브(220)의 하부를 밀폐시키도록 하는 베이스 커버(230)가 결합될 수 있으며, 상기 베이스 커버(230)에 의해 본 발명에 따른 모터(10)는 풀필(full-fill) 구조를 형성할 수 있다.
허브(310)는 베이스(110)를 포함하는 고정부재에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있다.
또한, 코어(130)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(320)를 내주면에 구비할 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(320)는 코어(130)에 권선되는 코일(120)과의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 모터(10)의 회전구동력을 얻을 수 있다.
스테이터 어셈블리(100)는 베이스(110) 및 흡수부(140)를 포함할 수 있으며, 상기 베이스(110)는 샤프트(210) 및 허브(310)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(110)에는 코일(120)이 권선되는 코어(130)가 결합할 수 있으며, 상기 코어(130)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스(110)의 상부에 고정 배치될 수 있다.
다시 말하면, 상기 베이스(110)는 상기 슬리브(220)의 외주면 및 상기 코일(120)이 권선되는 코어(130)가 삽입되어 상기 슬리브(220) 및 상기 코어(130)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 슬리브(220) 및 상기 코어(220)와 상기 베이스(110)의 결합방식은 본딩, 용접 또는 압입 등의 방식이 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
흡수부(140)는 코어(130)의 상면에 배치되도록 상기 베이스(110)에 결합될 수 있으며, 상기 베이스(110)에는 상기 흡수부(140)의 결합을 위한 고정홈(115)이 형성될 수 있다.
상기 흡수부(140)는 기능적으로 상기 코어(130)의 평행도를 유지하여 상기 코어(130)의 발거력을 향상시키고, 상기 코어(130)의 떨림 등에 의한 소음 또는 진동을 흡수할 수 있다.
따라서, 상기 흡수부(140)는 탄성을 구비하는 러버재질일 수 있다.
또한, 상기 흡수부(140)의 일단은 상기 베이스(110)의 고정홈(115)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 타단은 코어(130)의 상면에 배치되어 상기 코어(130)의 상면을 가압할 수 있다.
여기서, 상기 코어(130)의 상면은 상기 흡수부(140)의 타단이 삽입되어 상기 코어(130)를 가압하도록 코어홈(135)을 구비할 수 있으나, 상기 코어홈(135)이 없이 상기 코어(130)의 상면을 가압하여도 무방하다.
상기 흡수부(140)의 구체적인 구성에 대해 살펴보면, 상기 흡수부(140)는 상기 코어(130)의 상면을 따라 원주 방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 고정홈(115) 및 상기 코어홈(135)도 상기 흡수부(140)와 대응되도록 원주 방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 흡수부(140)는 베이스(110)의 고정홈(115)에 삽입되어 고정되는 베이스결합부(142) 및 상기 베이스결합부(142)의 단부로부터 굴곡되어 형성되는 코어지지부(144)를 포함할 수 있다.
상기 코어지지부(144)는 상기 코어(130)의 상면을 가압하여 상기 코어(130)를 지지할 수 있으며, 상기 코어(130)의 지지력을 극대화하기 위해 상기 코어(130)와 접촉하는 일면은 반경 방향 외측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 코어(130)의 상면과 접촉하는 상기 코어지지부(144)의 일면이 경사지게 형성됨으로써 상기 코어(130)를 가압하는 힘이 최대화될 수 있다.
또한, 상기 흡수부(140)는 상기 코어지지부(144)의 탄성 변형에 의해 발생되는 상기 코어(130)를 가압하는 힘에 의해 접착제 없이도 상기 코어(130)를 안정적으로 지지할 수 있다.
따라서, 상기 흡수부(140)는 코어(130)를 지지함으로써, 상기 코어(130)의 평행도를 유지할 수 있으며, 상기 코어(130)의 평행도의 오차로 인한 소음 및 진동의 가진원을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 흡수부(140)는 코어(130)의 발거력, 즉, 상기 코어(130)가 상기 베이스(110)에 결합되는 결합력을 최대화할 수 있으므로, 외부 충격 등에 의해 상기 코어(130)가 상기 베이스(110)로부터 이탈할 가능성을 최소로 할 수 있다.
추가적으로, 상기 흡수부(140)의 상기 코어지지부(144)의 단부는 코어(130)의 상면에 형성된 코어홈(135)에 삽입되어 보다 안정적으로 고정될 수도 있음을 밝혀둔다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 변형예를 도시한 개략 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 다른 변형예를 도시한 개략 사시도이며, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 스테이터 어셈블리에 제공되는 흡수부의 또 다른 변형예를 도시한 개략 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모터용 스테이터 어셈블리(100)에 제공되는 흡수부(440, 440a, 440b)는 탄성을 구비하는 스프링일 수 있으며, 시각적인 효과를 부각시키기 위해 다소 과장되게 도시하였음을 밝혀둔다.
여기서, 흡수부(440, 440a, 440b)인 스프링은 러버 재질과 마찬가지로 소음이나 진동을 흡수할 수 있는 구성요소로, 코어(130)의 상면을 지지할 수 있는 동시에 상기 코어(130)의 평행도를 유지시켜 소음 및 진동 발생을 억제할 수 있다.
도 4를 참조하면, 흡수부(440)인 스프링은 탄성고정부(441), 탄성다리(442) 및 탄성지지부(443)를 포함할 수 있다.
탄성고정부(441)는 베이스(110)에 형성된 고정홈(115)에 삽입되어 상기 흡수부(440) 전체를 고정하는 기능을 할 수 있으며, 탄성지지부(443)는 코어(130)의 상면에 형성된 코어홈(135)에 삽입되어 상기 코어(130)를 지지할 수 있다.
여기서, 탄성다리(442)는 상기 탄성고정부(441)와 상기 탄성지지부(443)를 연결하는 구성요소로 상기 흡수부(440)의 탄성력을 제공하는 근원이 될 수 있다.
상기 탄성다리(442)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수개가 서로 이격되어 형성될 수 있으나, 연속적으로 형성되어도 무방하다.
또한, 상기 탄성지지부(443)는 코어(130)의 상면을 직접적으로 가압할 수 있으며, 이 경우에는 코어홈(135)이 구비되지 않을 수도 있다.
도 5를 참조하면, 흡수부(440a)인 스프링은 연장부(444)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 연장부(444)는 탄성고정부(441)의 단부로부터 축 방향 상측으로 연장되어 형성될 수 있으며, 상기 연장부(444)는 베이스(110)에 삽입되어 상기 흡수부(440a)를 전체적으로 고정시킬 수 있다.
즉, 상기 연장부(444)로 인해 상기 베이스(110)에는 고정홈(115)이 형성되지 않아도 무방하다.
도 6을 참조하면, 흡수부(440b)인 스프링은 가압부(445)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 가압부(445)는 탄성지지부(443)의 단부로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 형성될 수 있으며, 상기 가압부(445)와 상기 코어(130)의 상면은 서로 접촉할 수 있다.
따라서, 상기 가압부(445)에 의해 상기 코어(130)는 지지될 수 있으며, 이 경우 상기 코어(130)에는 코어홈(135)이 요구되지 않을 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 모터(10)는 베이스(10)에 코어(130)를 결합하는 경우 흡수부(140, 440, 440a, 440b)에 의해 코어(130)의 평행도를 유지할 수 있으며, 이로 인해 상기 코어(130)의 떨림 등에 의한 소음 및 진동 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 코어(130)의 떨림 등에 의해 소음 및 진동이 발생되더라도 상기 흡수부(140, 440, 440a, 440b)에 의해 소음 및 진동이 흡수될 수 있으므로, 결과적으로 본 발명에 따른 모터(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 코어(130)의 발거력을 향상시킬 수 있으므로, 외부 충격 등에 의해 상기 코어(130)가 베이스(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10: 모터 100: 모터용 스테이터 어셈블리
110: 베이스 120: 코일
130: 코어 140, 440, 440a, 440b: 흡수부
210: 샤프트 220: 슬리브
310: 허브 320: 마그네트

Claims (9)

  1. 회전부재의 회전 구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어가 장착되는 베이스; 및
    일단이 상기 베이스에 결합되고 타단이 상기 코어의 상면을 가압하도록 상기 코어의 상면에 배치되며, 상기 코어의 진동 또는 소음을 흡수하는 흡수부;를 포함하는 모터용 스테이터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 흡수부가 고정되도록 상기 흡수부의 일단이 삽입되는 고정홈을 구비하는 모터용 스테이터 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 상기 흡수부가 고정되도록 상기 흡수부의 타단이 삽입되는 코어홈을 구비하는 모터용 스테이터 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡수부는 상기 베이스에 결합되는 베이스결합부 및 상기 코어의 상면을 지지하는 코어지지부를 포함하는 모터용 스테이터 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 코어와 접촉하는 상기 코어지지부의 일면은 반경 방향 외측으로 하향 경사지게 형성되어 상기 코어의 상면을 가압하는 모터용 스테이터 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡수부는 상기 코어의 상면을 따라 원주 방향으로 연속적으로 형성되는 모터용 스테이터 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡수부는 탄성을 구비하는 러버 재질인 모터용 스테이터 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 흡수부는 탄성을 구비하는 스프링인 모터용 스테이터 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 모터용 스테이터 어셈블리;
    상기 베이스에 결합하며, 샤프트를 지지하는 슬리브; 및
    상기 샤프트와 결합하며, 상기 코일과 상호작용으로 회전구동력을 발생시키는 마그네트가 결합된 허브;를 포함하는 모터.
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