KR101339596B1

KR101339596B1 - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR101339596B1
Application number: KR1020110127477A
Authority: KR
Inventors: 오종렬; 홍석주; 김태준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-12-10
Also published as: KR20130061258A; CN103138459A; US20130140942A1; JP2013118810A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 슬리브에 회전 가능하게 지지되는 샤프트 및 상기 샤프트의 상단부에 고정 설치되는 로터 허브를 포함하며, 상기 샤프트의 상단부에는 상기 로터 허브가 압입 설치되는 경우 상기 로터 허브의 내주면에 버 발생을 억제하기 위한 버 발생 억제부가 형성되며, 상기 버 발생 억제부는 상기 샤프트의 상단부 모서리에 라운드지게 형성되며, 상기 로터 허브와의 결합력 감소를 억제하기 위해 상기 샤프트의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성되고, 상기 로터 허브의 내주면은 상기 샤프트의 외주면에 압입 접합되는 압입접합부와, 상기 압입접합부의 상부에 배치되며 상기 버 발생 억제부에 대향 배치되는 경사부를 구비하며, 상기 버 발생 억제부는 상기 압입접합부와 접합되는 샤프트의 외주면 상부에 형성될 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.

또한, 상기한 베어링 간극은 슬리브의 상면과 샤프트에 결합되어 연동하여 회전하는 로터 케이스의 저면에 의해 형성된다. 그리고 슬리브의 상면과 로터 케이스의 저면에 의해 형성되는 베어링 간극에도 윤활유체가 충진된다.

한편, 상기한 샤프트의 상단부에는 회전력을 제공하기 위한 로터 허브가 설치된다. 그리고, 로터 허브는 샤프트의 상단부에 압입 설치된다.

그런데, 로터 허브가 샤프트의 상단부에 압입 설치될 때, 샤프트의 끝단부에 의해 로터 허브의 내주면이 긁혀지게 되는 문제가 있다.

이에 따라, 로터 허브의 내주면에 버가 발생되고 결국 조립 불량이 발생되는 문제가 있다.

또한, 상기한 로터 허브의 내부면에 형성되는 버 발생을 저감시키는 동시에 로터 허브와 샤프트의 결합력을 감소시키지 않는 구조의 개발이 필요한 실정이다.

로터 허브의 내주면의 파손을 저감시킬 수 있는 스핀들 모터가 제공된다.

삭제

본 발명에 따르면 버 발생 억제부를 통해 로터 허브의 내주면의 파손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

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 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 실링캡(150) 및 로터 허브(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(160)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(160)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.

그리고, 원주방향은 로터 허브(160)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.

베이스부재(110)는 슬리브(120)가 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 슬리브(120)는 설치부(112)에 삽입되어 설치된다.

그리고, 설치부(112)의 외주면에는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(102)는 설치부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 안착된 상태에서 접착제 또는/및 용접에 의해 고정 설치된다.

한편, 베이스부재(110)에는 설치부(112)의 주위에 배치되도록 인출공(114)이 형성될 수 있다. 그리고, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)의 리드부(101a)는 인출공(114)을 통해 베이스부재(110)의 상부측으로부터 하부측으로 인출될 수 있다.

또한, 베이스부재(110)의 저면에는 코일(101)의 리드부(101a)가 접합되는 회로기판(103)이 설치될 수 있다. 그리고, 회로기판(103)은 플렉시블 회로기판으로 구성될 수 있다.

한편, 베이스부재(110)에는 로터 허브(160)의 과부상을 방지하기 위한 풀링 플레이트(104)가 설치될 수 있으며, 풀링 플레이트(104)는 환고리 형상을 가질 수 있다.

슬리브(120)는 상기한 바와 같이 설치부(112)에 고정 설치된다. 즉, 슬리브(120)의 외주면이 설치부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합되거나 슬리브(120)가 설치부(112)에 압입되어 설치될 수 있다.

그리고, 슬리브(120)에는 샤프트(130)가 삽입되어 설치될 수 있도록 관통홀(122)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.

한편, 슬리브(120)에 샤프트(130)가 설치되는 경우 슬리브(120)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극(B1)을 형성한다. 이 베어링 간극(B1)에 윤활유체가 충진된다.

또한, 슬리브(120)의 내부면에는 샤프트(130)의 회전시 상기한 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.

그리고, 슬리브(120)의 하단부에는 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하기 위하여 커버부재(170)가 설치될 수 있다. 즉, 슬리브(120)의 하단부에는 커버부재(170)가 설치될 수 있도록 상부측으로 만입되어 형성되는 만입홈(124)이 형성될 수 있다.

한편, 슬리브(120)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)가 삽입되는 삽입홈(126)이 형성되며, 삽입홈(126)의 외측에는 실링캡(150)이 고정 설치되도록 접합홈부(128)가 형성될 수 있다.

샤프트(130)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기에서 살펴본 바와 같이, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 관통홀(122)에 삽입 배치되고, 샤프트(130)의 상단부는 슬리브(120)의 상단부로 돌출되도록 설치될 수 있다.

또한, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 순차적으로 설치될 수 있다. 즉, 스러스트 플레이트(140)의 상부에 로터 허브(160)가 배치될 수 있도록 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 샤프트(130)에 설치될 수 있다.

그리고, 샤프트(130)의 상단부에는 버 발생 억제부(132)가 형성될 수 있다. 그리고, 버 발생 억제부(132)는 샤프트(130)의 상단부 모서리에 형성되며, 라운드지게 형성될 수 있다.

또한, 버 발생 억제부(132)는 샤프트(130)의 외주면으로부터 반경방향 측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성될 수 있다.

버 발생 억제부(132)의 자세한 사항은 후술하기로 한다.

스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상부에 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상단부에 형성되는 삽입홈(126)에 삽입 배치된다. 이를 위해 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치된다.

한편, 스러스트 플레이트(140)의 저면 또는 삽입홈(126)의 바닥면 중 적어도 하나에는 스러스트 플레이트(140)의 회전 시 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있다.

그리고, 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)가 관통될 수 있도록 설치홀(142)이 형성되는 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.

실링캡(150)은 슬리브(120)에 고정 설치되며, 스러스트 플레이트(140)와 함께 기액계면(윤활유체와 공기와의 계면)을 형성토록 경사면(152)이 구비될 수 있다.

한편, 경사면(152)은 실링캡(150)의 저면에 형성되며, 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 기액계면은 경사면(152)과 스러스트 플레이트(140) 상면 사이 공간에 배치될 수 있다.

로터 허브(160)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치될 수 있다. 로터 허브(160)의 내주면에는 샤프트(130)의 외주면에 압입 접합되는 압입접합부(162)와, 압입접합부(162)의 상부에 배치되며 버 발생 억제부(132)에 대향 배치되는 경사부(163)를 구비할 수 있다.

그리고, 버 발생 억제부(1320는 압입접합부(162)와 접합되는 샤프트(130)의 외주면 상부에 형성될 수 있다.

즉, 로터 허브(160)가 샤프트(130)의 상단부에 압입 설치되는 경우, 로터 허브(160)의 압입접합부(162)가 샤프트(130)의 상단부에 압입된다. 그리고, 버 발생 억제부(132)는 경사부(163)에 대향 배치된다.

이에 따라, 로터 허브(160)와 샤프트(130)의 결합력의 감소는 억제하면서, 버 발생 억제부(132)에 의해 로터 허브(160)의 내주면에서의 버 발생을 저감시킬 수 있다.

그리고, 버 발생 억제부(132)는 샤프트(130)의 외주면으로부터 반경방향 측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성되므로, 버 발생 억제부(132)의 끝단부(132)에 의한 버 발생을 저감시킬 수 있다.

즉, 버 발생 억제부(132)가 샤프트(130)의 외주면으로부터 반경방향 측으로 보다 큰 경사각을 가지도록 형성되는 경우 버 발생 억제부(132a)에 의해 로터 허브(160)의 내주면에 버가 발생될 수 있다.

한편, 로터 허브(160)는 원반형상을 가지는 바디(164)와, 바디(164)의 가장자리로부터 축 방향 하부를 향하여 연장 형성되는 마그넷 결합부(166)와, 마그넷 결합부(166)로부터 반경방향으로 연장 형성되어 디스크가 안착되는 디스크 안착부(168)를 구비할 수 있다.

바디(164)에는 샤프트(130)에 고정 설치되기 위한 장착홀(164a)에 구비될 수 있으며, 장착홀(164a)은 바디(164)의 중앙부에 형성될 수 있다.

한편, 마그넷 장착부(166)의 내부면에는 구동 마그넷(105)이 설치되며, 구동 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다. 또한, 구동 마그넷(105)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.

여기서, 로터 허브(160)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(105)과 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(160)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.

이에 따라, 로터 허브(160)가 회전되며, 결국 로터 허브(160)가 고정 결합되는 샤프트(130)가 로터 허브(160)와 연동하여 회전된다.

상기한 바와 같이, 버 발생 억제부(132)에 의해 로터 허브(160)를 샤프트(130)에 압입 설치하는 경우 로터 허브(160)의 내주면에 형성되는 버 발생을 저감시킬 수 있다.

그리고, 버 발생 억제부(132)가 샤프트(130)의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성되므로, 로터 허브(160)와 샤프트(130)의 결합력의 감소는 억제하면서 버 발생을 보다 저감시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작용에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 먼저 샤프트(130)에 로터 허브(160)를 설치하는 경우 샤프트(130)의 상단부가 로터 허브(160)의 장착홀(164a)에 삽입된다.

이때, 로터 허브(160)의 장착홀(164a)의 직경이 샤프트(130)의 외경보다 작게 형성되므로, 로터 허브(160)를 샤프트(130)에 설치하는 경우 로터 허브(160)는 압입 설치될 수 있다.

그리고, 샤프트(130)가 장착홀(164a)에 삽입되는 경우 샤프트(132)의 상단부에는 버 발생 억제부(132)가 형성되어 있으므로, 샤프트(132)와 로터 허브(160)의 내주면의 간섭을 감소시킬 수 있다.

즉, 버 발생 억제부(132)에 의해 로터 허브(160)의 내주면에서의 버 발생을 저감시킬 수 있다.

그리고, 버 발생 억제부(132)가 샤프트(130)의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성되므로, 샤프트(130)의 외주면에 압입 접합되는 압입접합부(162)의 길이는 종래와 같이 유지하면서도 버 발생을 저감시킬 수 있다.

더하여, 버 발생 억제부가(132)가 5내 내지 7도의 경사각을 가지므로, 버 발생 억제부(132)의 끝단(132a)에 의한 로터 허브(160)의 내주면에의 버 발생도 저감시킬 수 있다.

100 : 스핀들 모터 110 : 베이스부재
120 : 슬리브 130 : 샤프트
140 : 스러스트 플레이트 150 : 실링캡
160 : 로터 허브

Claims

슬리브에 회전 가능하게 지지되는 샤프트; 및
상기 샤프트의 상단부에 고정 설치되는 로터 허브;
를 포함하며,
상기 샤프트의 상단부에는 상기 로터 허브가 압입 설치되는 경우 상기 로터 허브의 내주면에 버 발생을 억제하기 위한 버 발생 억제부가 형성되며
상기 버 발생 억제부는 상기 샤프트의 상단부 모서리에 라운드지게 형성되며, 상기 로터 허브와의 결합력 감소를 억제하기 위해 상기 샤프트의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 5 내지 7도의 경사각을 가지도록 형성되고,
상기 로터 허브의 내주면은 상기 샤프트의 외주면에 압입 접합되는 압입접합부와, 상기 압입접합부의 상부에 배치되며 상기 버 발생 억제부에 대향 배치되는 경사부를 구비하며,
상기 버 발생 억제부는 상기 압입접합부와 접합되는 샤프트의 외주면 상부에 형성되는 스핀들 모터.
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