KR101350601B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR101350601B1
KR101350601B1 KR1020110124988A KR20110124988A KR101350601B1 KR 101350601 B1 KR101350601 B1 KR 101350601B1 KR 1020110124988 A KR1020110124988 A KR 1020110124988A KR 20110124988 A KR20110124988 A KR 20110124988A KR 101350601 B1 KR101350601 B1 KR 101350601B1
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윤관수
오송본
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트와 함께 베어링 간극을 형성하는 슬리브와, 상기 슬리브의 상부에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트와, 상기 슬리브에 고정 설치되는 캡부재 및 상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트 중 적어도 어느 하나에 설치되어 외부 충격에 의한 상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트의 충돌에 의해 상기 캡부재의 파손을 방지하고 상기 캡부재에 의한 공진현상 발생을 억제하는 완충부재를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트와 상기 캡부재 중 어느 하나는 고정부재로 이루어지며 나머지 하나는 회전부재로 이루어질 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 어셈블리에 구비되는 베어링 간극에는 윤활유체가 충진된다.
그리고, 샤프트의 회전시 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 펌핑되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 것이다.
한편, 유체 동압 베어링 어셈블리에는 충진된 윤활유체가 누설되는 것을 억제하기 위해 윤활유체와 공기와의 계면이 형성되도록 하는 캡부재가 구비될 수 있다.
즉, 캡부재는 스핀들 모터의 정상 구동 상태에서 모세관 현상에 의해 윤활유체가 누설되지 않도록 윤활유체와 공기와의 계면(즉, 기액계면)이 형성되도록 하는 역할을 수행한다.
이와 같은, 캡부재는 일반적으로 스러스트 플레이트의 상부에 배치되며, 스러스트 플레이트와 함께 기액계면이 형성되도록 한다. 이를 위해 캡부재는 슬리브에 고정 설치될 수 있다.
그런데, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 스러스트 플레이트가 외부 충격에 의해 이동되어 캡부재에 접촉되며, 이에 따라 캡부재에 충격이 가해진다.
이로 인하여 캡부재가 파손되는 문제가 있다.
더하여, 캡부재가 파손되지 않더라도 전달된 충격에 의해 캡부재가 진동되며, 이로 인하여 진동에 의한 고유주파수가 발생될 수 있다.
이 경우, 스핀들 모터에 구비되는 다른 구성(예를 들어, 스테이터 코어)에서 발생되는 고유주파수와 일치되어 공진 현상이 발생될 수 있는 문제가 있다.
나아가, 공진 현상의 발생으로 인하여 기록 디스크에 데이터를 저장하거나 기록 디스크에 기록된 데이터를 읽고자 하는 경우 에러가 발생되는 문제가 있다.
외부 충격시 캡부재의 파손을 저감시킬 수 있는 스핀들 모터가 제공된다.
또한, 외부 충격시 공진 현상 발생을 저감시킬 수 있는 스핀들 모터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트와 함께 베어링 간극을 형성하는 슬리브와, 상기 슬리브의 상부에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트와, 상기 슬리브에 고정 설치되는 캡부재 및 상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트 중 적어도 어느 하나에 설치되어 외부 충격에 의한 상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트의 충돌에 의해 상기 캡부재의 파손을 방지하고 상기 캡부재에 의한 공진현상 발생을 억제하는 완충부재를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트와 상기 캡부재 중 어느 하나는 고정부재로 이루어지며 나머지 하나는 회전부재로 이루어질 수 있다.
상기 완충부재는 상기 캡부재의 저면 내경부 측에 형성되는 설치홈에 삽입 장착되며, 장착시 상기 캡부재의 저면으로부터 돌출될 수 있다.
상기 완충부재는 탄성을 가진 재질로 이루어진 오링으로 구성될 수 있다.
상기 완충부재는 외부충격시 상기 캡부재의 저면과 상기 스러스트 플레이트가 접촉되는 영역에 부착되는 테이프로 구성될 수 있다.
상기 캡부재의 저면에는 기액계면의 형성을 위한 경사면이 형성될 수 있다.
완충부재를 통해 외부 충격시 캡부재의 파손을 저감시킬 수 있으며, 나아가 공진 현상 발생을 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 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 도 3의 B부를 나타내는 확대도이다.
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 확대도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 캡부재(150), 로터 허브(160), 커버부재(170) 및 완충부재(180)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 돌출부(112)를 구비할 수 있다. 돌출부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 중공의 원통형상을 가질 수 있다. 그리고, 돌출부(112)에 슬리브(120)가 삽입 설치될 수 있다.
또한, 돌출부(112)의 외주면에는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(102)는 돌출부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 안착된 상태에서 접착제 또는/및 용접에 의해 고정 설치될 수 있다.
그리고, 베이스부재(110)에는 돌출부(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.
한편, 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.
또한, 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 샤프트(130)를 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 상기한 바와 같이 슬리브(120)는 돌출부(112)에 삽입되어 고정 설치될 수 있다. 즉, 슬리브(120)의 외주면이 돌출부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합될 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않으며, 슬리브(120)는 돌출부(112)에 압입 설치되거나, 용접에 의해 접합될 수도 있을 것이다.
또한, 슬리브(120)에는 샤프트(130)가 삽입되어 배치될 수 있도록 축공(122)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 중공의 원통형상을 가질 수 있다.
한편, 슬리브(120)에 샤프트(130)가 삽입 배치되는 경우 슬리브(120)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극(B1)을 형성한다. 이 베어링 간극(B1)에 윤활유체가 충진될 수 있다.
그리고, 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.
또한, 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(123)이 형성될 수 있다.
그리고, 슬리브(120)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)가 삽입 배치되는 삽입홈(124)이 형성될 수 있다. 삽입홈(124)은 스러스트 플레이트(140)의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 슬리브(120)의 상단부에는 삽입홈(124)의 반경방향 외측에 배치되는 캡부재 장착부(125)가 형성될 수 있다. 캡부재 장착부(125)는 삽입홈(124)보다 반경방향 외측에 배치되도록 슬리브(120)에 형성되되, 삽입홈(124)보다 상부측에 배치된다. 즉, 캡부재 장착부(125)와 삽입홈(124)은 단차부를 형성할 수 있다.
샤프트(130)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 축공(122)에 삽입 배치된다.
또한, 샤프트(130)는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 설치되는 설치부(132)를 구비할 수 있다. 즉, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 설치되며, 하단부보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 설치부(132)가 구비될 수 있다.
스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)에 고정 설치되어 샤프트(130)와 연동하여 회전될 수 있다. 즉, 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)의 설치부(132)에 고정 설치되며, 이를 위해 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)가 관통될 수 있도록 설치홀(142)이 형성되는 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
한편, 스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 삽입홈(124)에 삽입 배치되며, 삽입홈(124)의 바닥면과 스러스트 플레이트(140)의 저면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극(B2)을 형성한다.
그리고, 스러스트 플레이트(140)의 저면 또는 삽입홈(124)의 바닥면 중 적어도 하나에는 샤프트(130)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시킬 수 있도록 스러스트 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
즉, 스러스트 플레이트(140)가 샤프트(130)와 함께 회전되는 경우 스러스트 동압 그루브에 의해 축방향 상부측을 향하는 힘이 발생되어 로터 허브(160)가 소정 높이 부상될 수 있다.
캡부재(150)는 슬리브(120)에 고정 설치되며, 스러스트 플레이트(140)와 함께 윤활유체와 공기와의 기액계면이 형성되도록 한다. 즉, 캡부재(150)는 캡부재 장착부(125)에 고정 설치되어, 스러스트 플레이트(140)와 함께 기액계면이 형성되도록 하는 역할을 수행한다.
그리고, 캡부재(150)의 저면 내경부 측에는 완충부재(180)가 삽입 장착되는 설치홈(152)이 구비될 수 있다. 설치홈(152)은 완충부재(180)의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
로터 허브(160)는 스러스트 플레이트(140)의 상부에 배치되도록 설치부(132)에 설치될 수 있다. 한편, 로터 허브(160)는 샤프트(130)의 설치부(132)가 삽입되는 장착홀(162a)이 형성된 바디(162)와, 바디(162)의 가장자리로부터 축방향 하측을 향하도록 연장 형성되는 마그넷 장착부(164)를 구비할 수 있다.
마그넷 장착부(164)의 내부면에는 마그넷(105)이 설치되며, 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다.
한편, 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, 마그넷(105)과 코일(101)이 권선된 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.
커버부재(170)는 슬리브(120)의 하단부에 형성되는 만입홈(123)에 설치되어 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 그리고, 커버부재(170)는 접착제 또는/및 용접에 의해 만입홈(124)에 고정 설치되며, 커버부재(170)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 커버부재(170)와 슬리브(120) 사이 공간에도 윤활유체가 충진된다.
완충부재(180)는 캡부재(150)의 저면에 설치될 수 있다. 즉, 완충부재(180)는 캡부재(150)에 형성되는 설치홈(152)에 삽입 장착되며, 장착시 캡부재(150)의 저면으로부터 돌출되도록 배치될 수 있다.
또한, 완충부재(180)는 탄성을 가진 재질로 이루어진 오링으로 구성될 수 있다
이와 같이, 완충부재(180)가 캡부재(150)의 저면에 돌출되도록 설치되어 있어 외부 충격에 의하여 스러스트 플레이트(140)가 이동되는 경우 완충부재(180)가 스러스트 플레이트(140)와 접촉되므로 캡부재(150)의 파손을 저감시킬 수 있는 것이다.
그리고, 완충부재(180)가 스러스트 플레이트(140)와 접촉되므로, 외부 충격시 캡부재(150)가 진동되는 것을 억제할 수 있으며, 이에 따라 캡부재(150)의 진동에 의해 고유주파수의 발생을 저감시킬 수 있다.
결국, 고유주파수의 발생으로 인한 공진 현상의 발생을 억제할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부를 나타내는 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 일예로서, 베이스부재(210), 슬리브(220), 샤프트(230), 스러스트 플레이트(240), 캡부재(250), 로터 허브(260), 커버부재(270) 및 완충부재(280)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)에 구비되는 베이스부재(210), 슬리브(220), 샤프트(230), 스러스트 플레이트(240), 로터 허브(260), 커버부재(270)는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 구비되는 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 로터 허브(260), 커버부재(170)와 실질적으로 동일한 구성에 해당되는 것으로 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
캡부재(250)는 슬리브(220)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 캡부재 장착부(225)에 고정 설치되며, 스러스트 플레이트(240)와 기액계면이 형성되도록 하는 역할을 수행한다. 이를 위해 캡부재(250)의 저면에는 스러스트 플레이트(240)와 기액계면(즉, 윤활유체와 공기와의 계면)을 형성토록 경사면(252)이 형성될 수 있다.
또한, 캡부재(250)의 저면에는 경사면(252)에 연결되며, 스러스트 플레이트(240)의 상면을 향해 돌출 형성되는 돌출부(253)가 형성될 수 있다.
한편, 완충부재(280)는 캡부재(250)의 저면에 설치될 수 있다. 즉, 완충부재(280)는 외부충격시 캡부재(250)의 저면과 스러스트 플레이트(240)가 접촉되는 영역에 설치될 수 있다.
보다 자세하게는 완충부재(280)는 캡부재(250)의 돌출부(253)에 접합되어 캡부재(250)의 저면으로부터 돌출되도록 배치될 수 있다.
그리고, 완충부재(280)는 탄성을 가진 테이프로 구성되어 캡부재(250)의 돌출부(253)에 부착될 수 있다.
이와 같이, 완충부재(280)가 캡부재(250)의 저면에 돌출되도록 설치되어 있어 외부 충격에 의하여 스러스트 플레이트(240)가 이동되는 경우 완충부재(280)가 스러스트 플레이트(240)와 접촉되므로 캡부재(250)의 파손을 저감시킬 수 있는 것이다.
그리고, 완충부재(280)가 스러스트 플레이트(240)와 접촉되므로, 외부 충격시 캡부재(250)가 진동되는 것을 억제할 수 있으며, 이에 따라 캡부재(250)의 진동에 의해 고유주파수의 발생을 저감시킬 수 있다.
결국, 고유주파수의 발생으로 인한 공진 현상의 발생을 억제할 수 있다.
100, 200 : 스핀들 모터 110, 210 : 베이스부재
120, 220 : 슬리브 130, 230 : 샤프트
140, 240 : 스러스트 플레이트 150, 250 : 캡부재
160, 260 : 로터 허브 170, 270 : 커버부재
180, 280 : 완충부재

Claims (5)

  1. 샤프트와 함께 베어링 간극을 형성하는 슬리브;
    상기 슬리브의 상부에 배치되도록 상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트;
    상기 슬리브에 고정 설치되는 캡부재; 및
    상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트 중 적어도 어느 하나에 설치되어 외부 충격에 의한 상기 캡부재와 상기 스러스트 플레이트의 충돌에 의해 상기 캡부재의 파손을 방지하고 상기 캡부재에 의한 공진현상 발생을 억제하는 완충부재;
    를 포함하며,
    상기 스러스트 플레이트와 상기 캡부재 중 어느 하나는 고정부재로 이루어지며 나머지 하나는 회전부재로 이루어지는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 완충부재는
    상기 캡부재의 저면 내경부 측에 형성되는 설치홈에 삽입 장착되며, 장착시 상기 캡부재의 저면으로부터 돌출되는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 완충부재는 탄성을 가진 재질로 이루어진 오링으로 구성되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 외부충격시 상기 캡부재의 저면과 상기 스러스트 플레이트가 접촉되는 영역에 부착되는 테이프로 구성되는 스핀들 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡부재의 저면에는 기액계면의 형성을 위한 경사면이 형성되는 스핀들 모터.
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