KR101294646B1

KR101294646B1 - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR101294646B1
Application number: KR1020120020200A
Authority: KR
Inventors: 민우기; 이정훈
Original assignee: 주식회사 삼홍사
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-08-08

Abstract

본 발명의 스핀들 모터는 본체와, 상기 본체의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 본체의 외주면에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 회전축과 연결되는 로터 하우징을 갖는 로터와, 상기 로터 하우징에 설치되어 디스크를 고정시키는 척킹장치를 포함하고, 상기 로터 하우징은 디스크가 안착되는 원판부와, 상기 원판부의 가장자리에서 하측으로 절곡되어 마그넷이 장착되는 마그넷 장착부와, 상기 원판부의 중앙에서 상측으로 연장되어 상기 회전축이 고정됨과 아울러 상기 척킹장치의 케이스 역할을 하는 케이스부를 포함하고, 상기 원판부, 마그넷 장착부 및 케이스부는 일체로 형성되어, 부품수를 줄이고, 제조공정을 단순화함과 아울러 조립성을 향상시킬 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}

본 발명은 고속 회전용 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로, LDP, CDP, CD-ROM 및 DVD-ROM 플레이어, DVD 플레이어, BD, 3D 플레이어 등과 같은 광디스크 플레이어는 로딩 메커니즘에 의해 디스크를 턴테이블 상에 로딩시키면서 디스크의 정중앙에 관통 형성된 장착공을 클램핑 유닛인 척으로서 클램핑하여 끼워 고정하고, 척에 클램핑된 디스크를 구동수단인 스핀들 모터의 구동원에 의해서 일방향 회전시키면서 그 반경 방향으로 이동하는 광픽업 유닛에 의해 디스크에 기록된 정보를 재생하는 장치이다.

스핀들 모터는 베어링과 회전축 사이에 일정한 접촉구간을 유지하여 회전축을 회전 가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크 드라이브(HDD), 광디스크 드라이브(ODD) 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.

이러한 고속회전을 요망하는 스핀들 모터는 나날이 소형화되는 전자기기의 발전에 부응하도록 박형화 및 경량화가 요구되고 있으며, 이러한 스핀들 모터는 공개특허공보 10-2011-0092634에 개시되어 있다.

공개특허공보 10-2011-0092634에 개시된 종래의 스핀들 모터는 모터의 회전 중심이 되는 회전축과, 회전축이 회전 가능하게 삽입되는 베어링과, 베어링을 지지하며 외주면에 걸림테가 형성된 베어링 하우징과, 회전축과 일체로 회전하며 단턱이 존재하는 로터 요크를 포함하는 회전자와, 단턱에 결합된 스토퍼와, 베어링 하우징의 주위로 배치되며 상기 회전자를 회전시키는 고정자로 구성된다. 그리고, 로터 요크의 상부면 내측에는 디스크를 고정시키는 척킹 장치가 구비된다.

상기 척킹 장치는 회전축이 고정되는 로터 요크의 외주면에 고정되는 척 케이스와, 척 케이스에 방사상으로 배열되어 디스크를 고정시키는 디스크 척과, 척 케이스 내부에 설치되어 디스크 척에 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성된다.

이와 같은 척킹 장치는 로터 요크와 척 케이스가 서로 분리되어 있으므로 두 부품을 제조해야 되므로 제조공정이 복잡하고, 로터 요크와 척 케이스를 상호 조립하는 공정이 필요하므로 조립공정이 증가되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 디스크 척이 직선 이동될 때 디스크 척이 정확하게 직선 왕복 이동되지 못하고 변형이 발생되므로 디스크의 로딩위치를 정확하게 세팅하지 못하는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0092634

따라서, 본 발명의 목적은 로터 하우징과 척 케이스를 일체로 형성하여 제조공정을 단축하고 조립성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 디스크 척의 구조를 개선하여 디스크 척이 직선으로 왕복 이동될 수 있도록 하여 디스크 로딩 위치를 정확하게 정렬시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 로터 요크의 상면에 설치되어 디스크의 슬립을 방지하는 슬립 방지시트의 설치구조를 개선하여 슬립 방지시트의 조립을 쉽게 하면서 시트의 높이를 정밀하게 할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스핀들 모터는 본체와, 상기 본체의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 본체의 외주면에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 회전축과 연결되는 로터 하우징을 갖는 로터와, 상기 로터 하우징에 설치되어 디스크를 고정시키는 척킹장치를 포함하고, 상기 로터 하우징은 디스크가 안착되는 원판부와, 상기 원판부의 가장자리에서 하측으로 절곡되어 마그넷이 장착되는 마그넷 장착부와, 상기 원판부의 중앙에서 상측으로 연장되어 상기 회전축이 고정됨과 아울러 상기 척킹장치의 케이스 역할을 하는 케이스부를 포함하며, 상기 원판부, 마그넷 장착부 및 케이스부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 로터 하우징은 합성수지 재질이고, 금형에 의해 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 케이스부는 중앙에 회전축이 고정되는 고정홈이 형성되고, 방사상으로 복수의 수납부가 형성되며, 상기 수납부에는 디스크를 고정하는 척킹장치의 디스크 척과, 디스크 척에 탄성력을 제공하는 스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수납부의 내면에는 스프링의 한쪽 끝부분이 지지되는 제1스프링 지지부가 돌출되게 형성되고, 상기 디스크 척의 일측에는 스프링의 다른쪽 끝부분이 지지되는 제2스프링 지지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수납부의 입구측 저면에는 디스크 척의 하면이 접촉되어 디스크 척이 직선 이동되도록 가이드하는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 가이드 돌기의 상면에는 제1경사면이 형성되고, 상기 디스크 척의 하면에는 상기 제1경사면에 접촉되는 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 스핀들 모터는 로터 하우징에 척킹장치의 척 케이스를 일체로 형성하여 별도의 척 케이스가 불필요하고, 척 케이스와 로터 하우징 사이를 조립할 필요가 없어 제조공정을 단축하고 조립성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스핀들 모터는 디스크 척의 하면에 제2경사면을 형성하고, 로터 하우징의 가이드 돌기 상면에 제1경사면을 형성하여 제1경사면에 제2경사면이 슬라이드 이동되도록 하여 디스크 척이 직선으로 왕복 이동될 수 있도록 하여 디스크 로딩 위치를 정확하게 정렬시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스핀들 모터는 로터 하우징의 원판부 상면에 설치되어 디스크의 슬립을 방지하는 슬립 방지시트의 설치구조를 개선하여 슬립 방지시트의 부착을 쉽게 하고 슬립 방지시트의 높이를 정밀하게 맞출 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 디스크가 로딩된 상태의 단면도이다.
도 4는 도 1 A부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 슬립 방지시트의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 슬립 방지시트의 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

본 발명의 스핀들 모터는 고속 회전이 요구되는 스핀들 모터뿐만 아니라 저속 회전용 모터에 모두 적용 가능하며, 브러시리스(brushless) DC 모터 또는 DC 모터에도 모두 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 디스크가 로딩된 상태의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 본체(10)와, 이 본체(10)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(20)과, 회전축(20)에 고정되어 같이 회전되는 로터(30)와, 로터(30)의 내면에 일정 갭을 두고 배치되고 본체(10)에 고정되는 스테이터(40)와, 로터(30)에 연결되어 같이 회전되고 디스크(100)를 고정시키는 척킹장치(50)를 포함한다.

본체(10)와 회전축(20) 사이는 회전축(20)을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(60)이 설치된다. 본체(10)의 내부에는 베어링(60)이 장착되는 베어링 장착부(16)가 형성되고, 베어링(60)의 내면에 회전축(20)이 회전 가능하게 지지된다.

베어링(60)은 예를 들어, 오일 함유 소결 금속(oil-containing sintered metal)으로 이루어지는 오일리스 베어링(oilless bearing)을 사용할 수 있으며, 실린더 형상으로 이루어져 있다. 즉, 다공성의 구리 합금(Brass 계통)에 오일을 침투시킨 메탈 베어링(Metal Bearing)을 사용할 수 있다.

본체(10)의 하측 외주면에는 베이스 플레이트(12)가 결합된다. 베이스 플레이트(12)는 스핀들 모터가 설치되는 다양한 디스크 드라이브 장치에 고정 설치될 수 있도록 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

그리고, 본체(10)는 나일론 66 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 엔지니어링 플라스틱 재료 등의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 사용하여 사출 성형방법으로 제작될 수 있다.

베이스 플레이트(12)는 스테이터(40)의 하측에 배치되며, 그 상면에는 스테이터(40)에 대한 구동신호를 인가하는 인쇄회로기판(PCB)(14)이 코킹 등의 방법으로 고정된다. 그리고, 인쇄회로기판(PCB)(14)에는 디스크 드라이브 장치 본체로부터 스핀들 모터를 제어하기 위한 구동신호가 인가된다.

베이스 플레이트(12)는 주로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 경량 재질 또는 철계 합금으로 이루어지는 것이 바람직하나, 다른 금속재질 또는 합성수지로 제작될 수 있다. 그리고, 베이스 플레이트(12)는 열가소성 또는 열경화성 수지를 사용하여 사출 성형되는 본체(10)의 제작시에 인서트 사출(insert injection, insert molding) 방법으로 본체(10)과 일체로 성형될 수 있다.

회전축(20)의 하측 둘레면에는 걸림홈(22)이 형성되고, 본체(10)의 베어링 장착부(16)에는 걸림홈(22)에 삽입되어 회전축(20)이 상승되는 것을 방지하는 슬리트 와셔(slit washer)(24)가 배치된다.

즉, 회전축(20)은 슬리드 와셔(24)에 의해 걸림된 상태로 되어 스핀들 모터의 고속 회전시 회전축(20)이 상승되는 것을 방지한다.

스테이터(40)는 링 형상의 몸체로부터 다수의 티스가 방사방향으로 돌출된 코어(42)와, 코어(42)의 외주면에 감싸게 설치되고 절연체로 이루어진 보빈(44)과, 보빈(44)의 외부에 감겨지는 코일(46)을 포함한다.

로터(30)는 회전축(20)과 연결되어 같이 회전되는 로터 하우징(32)과, 로터 하우징(32)의 내주면에 N극 및 S극이 교대로 배치되거나 또는 N극 및 S극이 분할 착자된 마그넷(34)과, 마그넷(34)의 외주면에 배치되는 백요크(36)를 포함한다.

로터 하우징(32)은 데이터가 저장된 디스크(100)를 고정시켜 안착시키기 위한 턴테이블 역할을 하는 원판부(70)와, 원판부(70)의 가장자리에서 하측으로 절곡되어 마그넷(34) 및 백요크(36)가 장착되는 마그넷 장착부(72)와, 원판부(70)의 중앙에서 상측방향으로 연장되어 회전축(20)을 고정하는 역할과 척킹장치의 케이스 역할을 하는 케이스부(74)를 포함한다.

여기에서, 원판부(70), 마그넷 장착부(72) 및 케이스부(74)는 일체로 형성된다. 즉, 로터 하우징(32)은 합성수지재질로 금형에 의해 사출 성형된다.

이와 같이, 로터 하우징(32)에 척킹장치의 케이스 역할을 하는 케이스부(74)가 일체로 형성되기 때문에 기존의 척 케이스가 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고, 척 케이스와 로터 하우징 사이를 조립할 필요가 없어 조립성을 향상시킬 수 있다.

케이스부(74)는 원판부(70)의 중앙에서 수직으로 연장되고, 그 내면에 회전축(20)이 고정되는 고정홈(76)이 형성되고, 그 둘레방향으로 척킹장치의 케이스 역할을 하도록 방사상으로 복수의 수납부(78)가 형성된다.

수납부(78)의 상면에는 리브(80)가 연결되어 수납부(78)에서 디스크 척(52)이 이탈되는 것을 방지한다.

척킹장치는 수납부(78)에 직선 이동 가능하게 삽입되어 디스크(100)를 고정시키는 디스크 척(52)과, 수납부(78)의 내부에 배치되어 디스크 척(52)에 탄성력을 제공하는 스프링(54)을 포함한다.

수납부(78)의 내면에는 스프링(54)의 일단이 지지되는 제1스프링 지지부(56)가 돌출되고, 디스크 척(52)의 일면에는 스프링(54)의 타단이 지지되는 제2스프링 지지부(58)가 돌출된다.

수납부(78)의 바닥면에는 수직으로 돌출되어 디스크 척(52)의 하면을 지지하여 디스크 척(52)이 직선으로 왕복 이동되도록 가이드하는 가이드 돌기(82)가 형성된다.

이때, 디스크 척(52)은 틀어짐이 없이 정확하게 직선 왕복이동을 해야 디스크의 위치를 정확하게 세팅할 수 있다. 따라서, 디스크 척(52)이 정확하게 직선 이동되도록 가이드 돌기(82)의 상면에는 제1경사면(84)이 형성되고, 디스크 척(52)의 하면에는 제1경사면(84)에 접촉되어 슬라이드 이동되는 제2경사면(86)이 형성된다.

이와 같이, 디스크 척(52)의 제2경사면(86)이 제1경사면(84)에 접촉되어 슬라이드 이동되므로 디스크 척(52)은 정확하게 직선 이동된다.

원판부(70)의 상면에는 둘레방향으로 디스크(100)의 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼 방지시트(90)가 부착된다.

여기에서, 링 형태의 미끄럼 방지시트(94)는 전체적으로 높이가 25㎛ 두께로 정확하게 맞아야 되므로 기존에는 광폭의 미끄럼 방지시트를 원판부의 상면에 부착한 후에 커터날 등을 이용해서 미끄럼 방지시트의 상면을 평탄하게 깎아내어 미끄럼 방지시트의 상면 높이를 일치시켰다.

하지만, 이러한 기존의 제조공정은 공정이 복잡하고, 비용이 많이 드는 문제가 있고, 미끄럼 방지시트의 상면에 미끄럼 방지돌기를 만들 수 없어 미끄럼 방지성능이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 실시예서는 이러한 문제점을 해결하고자 원판부(70)의 상면에 원판부(70)와 일체로 돌출부(92)를 형성한 후에 이 돌출부(92)에 얇은 두께의 미끄럼 방지시트(90)를 부착하여 미끄럼 방지시트(90)의 높이를 정밀하게 한다.

따라서, 미끄럼 방지시트(90)의 상면에는 미끄럼 방지돌기(94)를 형성할 수 있어 보다 효과적으로 디스크(100)의 미끄럼을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 미끄럼 방지시트의 단면도이다.

다른 예에 따른 미끄럼 방지시트는 미끄럼 방지 성능을 더욱 높일 수 있도록 미끄럼 방지시트가 일정 간격을 두고 두 부분으로 분리된 구조를 갖는다.

즉, 다른 예에 따른 원판부(70)의 상면에는 둘레방향으로 제1돌출부(110)가 형성되고, 이 제1돌출부(110)와 일정 간격을 두고 제2돌출부(112)가 형성된다. 그리고, 제1돌출부(110)에는 제1미끄럼 방지시트(114)가 부착되고 제2돌출부(112)에는 제2미끄럼 방지시트(116)가 부착된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 미끄럼 방지시트의 단면도이다.

또 다른 예에 따른 미끄럼 방지시트는 원판부(70) 상면에 둘레방향으로 부착되는 링 형태의 제1미끄럼 방지시트(102)와, 제1미끄럼 방지시트(102)와 일정 간격을 부착되는 링 형태의 제2미끄럼 방지시트(104)를 포함한다.

다른 예에 따른 미끄럼 방지시트는 두 부분으로 분리되어 있기 때문에 미끄럼 방지시트의 높이를 맞추기 위해 시트의 상면을 깎아낼 때 깎는 면적이 작아 보다 쉽게 깎아낼 수 있고, 시트가 부분이므로 디스크의 하면에 두 부분이 접촉되므로 보다 효과적으로 디스크의 미끄럼을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 본체 12: 베이스 플레이트
14; 인쇄회로기판 20: 회전축
22: 걸림홈 24: 슬리드 와셔
30: 로터 32: 로터 하우징
34: 마그넷 36: 백요크
40: 스테이터 42: 코어
44: 보빈 46: 코일
50: 척킹장치 52: 디스크 척
54: 스프링 56: 제1스프링 지지부
58: 제2스프링 지지부 60: 베어링
70: 원판부 72: 마그넷 장착부
74: 케이스부 76: 고정홈
78: 수납부 82: 가이드 돌기
84: 제1경사면 86: 제2경사면
90: 미끄럼 방지시트 92: 돌출부
94: 미끄럼 방지돌기 100: 디스크

Claims

본체와, 상기 본체의 중앙에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 본체의 외주면에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 회전축과 연결되는 로터 하우징을 갖는 로터와, 상기 로터 하우징에 설치되어 디스크를 고정시키는 척킹장치를 포함하고,
상기 로터 하우징은 디스크가 안착되는 원판부;
상기 원판부의 가장자리에서 하측으로 절곡되어 마그넷이 장착되는 마그넷 장착부; 및
상기 원판부의 중앙에서 상측으로 연장되어 상기 회전축이 고정됨과 아울러 상기 척킹장치의 케이스 역할을 하는 케이스부를 포함하고,
상기 원판부, 마그넷 장착부 및 케이스부는 일체로 형성되며,
상기 원판부의 상면에는 둘레방향을 따라 링 형태로 돌출되는 제1돌출부와, 상기 제1돌출부와 일정 간격을 두고 배치되는 제2돌출부가 형성되며,
상기 제1돌출부의 상면에는 제1미끄럼 방지시트가 부착되고, 상기 제2돌출부의 상면에는 제2미끄럼 방지시트가 부착되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터 하우징은 합성수지 재질이고, 금형에 의해 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,
상기 케이스부는 중앙에 회전축이 고정되는 고정홈이 형성되고, 방사상으로 복수의 수납부가 형성되며, 상기 수납부에는 디스크를 고정하는 척킹장치의 디스크 척과, 디스크 척에 탄성력을 제공하는 스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제3항에 있어서,
상기 수납부의 내면에는 스프링의 한쪽 끝부분이 지지되는 제1스프링 지지부가 돌출되게 형성되고, 상기 디스크 척의 일측에는 스프링의 다른쪽 끝부분이 지지되는 제2스프링 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
제3항에 있어서,
상기 수납부의 입구측 저면에는 디스크 척의 하면이 접촉되어 디스크 척이 직선 이동되도록 가이드하는 가이드 돌기가 형성되고,
상기 가이드 돌기의 상면에는 제1경사면이 형성되고, 상기 디스크 척의 하면에는 상기 제1경사면에 접촉되는 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
삭제
삭제
삭제