KR101477333B1 - 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR101477333B1
KR101477333B1 KR1020110081111A KR20110081111A KR101477333B1 KR 101477333 B1 KR101477333 B1 KR 101477333B1 KR 1020110081111 A KR1020110081111 A KR 1020110081111A KR 20110081111 A KR20110081111 A KR 20110081111A KR 101477333 B1 KR101477333 B1 KR 101477333B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
pulling plate
rotating member
noise
base
Prior art date
Application number
KR1020110081111A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130019139A (ko
Inventor
송상재
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020110081111A priority Critical patent/KR101477333B1/ko
Priority to US13/545,285 priority patent/US20130043746A1/en
Publication of KR20130019139A publication Critical patent/KR20130019139A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101477333B1 publication Critical patent/KR101477333B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/02—Sliding-contact bearings
    • F16C25/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
    • F16C25/045—Sliding-contact bearings self-adjusting with magnetic means to preload the bearing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B33/00—Constructional parts, details or accessories not provided for in the other groups of this subclass
    • G11B33/02—Cabinets; Cases; Stands; Disposition of apparatus therein or thereon
    • G11B33/08—Insulation or absorption of undesired vibrations or sounds
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리는 모터용 베이스; 및 상기 모터용 베이스에 결합되어 상기 모터의 회전부재의 과부상을 방지하는 풀링플레이트;를 포함하며, 상기 풀링플레이트는 상기 회전부재의 회전시 발생되는 소음을 저감시키도록 소정 영역이 적출되어 형성되는 공간부를 구비하고, 상기 회전부재의 회전중심을 기준으로 상기 공간부를 규정하는 상기 풀링플레이트의 적출면 사이의 적출각도(θ)는 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 적출각도(θ)≤
Figure 112014087073150-pat00013

여기서, N은 회전부재에 구비되는 마그네트의 착자 극수

Description

모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Base assembly for motor and motor including the same}
본 발명은 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전부재 회전시 소음을 저감시키도록 하는 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 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 모터가 사용된다.
소형의 모터에는 디스크가 장착되어 있으며, 상기 디스크를 회전시켜 디스크에 저장된 데이터를 재생하게 된다.
여기서, 상기 디스크를 회전시키는 모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기적 에너지를 역학적 에너지로 변경하는 장치로, 기본적으로 마그네트와 코일의 전자기적 상호작용에 의하여 디스크를 회전시키는 구동력을 발생시키게 된다.
여기서, 코일은 코어의 티스부에 권선되게 되고, 권선을 위해 티스부와 티스부는 이격되어 형성되며, 상기 티스부의 외측과 타 티스부의 외측 사이에는 간격을 형성하게 된다.
따라서, 착자가 행해진 마그네트가 상기 코어의 외측에서 회전을 하게 되는 경우 상기 코어의 외측에 형성된 간격에 의해 코깅 토크(cogging torque)가 발생되게 된다.
즉, 마그네트의 회전에 따라 상기 마그네트와 코어와의 인력의 변화가 생기게 되어 코깅 토크(cogging torque)에 따른 소음 및 노이즈가 발생되는 것이다.
이러한, 코깅 토크(cogging torque)에 따른 소음 및 노이즈는 모터의 성능을 좌우하는 중요한 인자이므로 모터 회전시 소음 및 노이즈를 최소화하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 회전부재 회전시 코깅 토크(cogging torque)에 의한 소음 및 노이즈를 최소화하는 모터용 베이스 에셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리는 모터용 베이스; 및 상기 모터용 베이스에 결합되어 상기 모터의 회전부재의 과부상을 방지하는 풀링플레이트;를 포함하며, 상기 풀링플레이트는 상기 회전부재의 회전시 발생되는 소음을 저감시키도록 소정 영역이 적출되어 형성되는 공간부를 구비하고, 상기 회전부재의 회전중심을 기준으로 상기 공간부를 규정하는 상기 풀링플레이트의 적출면 사이의 적출각도(θ)는 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 적출각도(θ)≤
Figure 112014087073150-pat00011

여기서, N은 회전부재에 구비되는 마그네트의 착자 극수

본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 풀링플레이트는 상기 회전부재에 구비되는 마그네트를 따라 원호 형상으로 형성될 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 공간부를 규정하는 상기 풀링플레이트의 적출면 사이의 간격은 반경 방향 외측을 향하여 증가할 수 있다.
삭제
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 풀링플레이트는 상기 회전부재에 구비되는 마그네트의 저면과 대향되도록 배치되는 대향부 및 상기 대향부의 단부로부터 굴곡되어 형성되는 연장부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터는 모터용 베이스 어셈블리; 상기 모터용 베이스에 결합되며, 상기 회전부재를 구성하는 샤프트 및 허브의 회전을 지지하는 슬리브; 및 상기 모터용 베이스에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 회전부재 회전시 소음 및 노이즈를 저감시켜 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 36x의 주변 주파수 대역에 해당되는 소음에 대한 36x 주파수 대역에 해당되는 소음의 피크값을 최소화하여 사용자의 체감 소음의 강도를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도, 코어 및 풀링플레이트를 도시한 개략 확대 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리를 도시한 개략 사시도.
도 3은 도 2의 A를 도시한 개략 확대 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 모터(마그네트의 착자 극수:12)의 주파수 대역별 소음의 정도를 측정한 그래프.
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 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도 및 풀링플레이트를 도시한 개략 확대 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리를 도시한 개략 사시도이다.
또한, 도 3은 도 2의 A를 도시한 개략 확대 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 모터(마그네트의 착자 극수:12)의 주파수 대역별 소음의 정도를 측정한 그래프이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리(100,이하 베이스 어셈블리)를 포함하는 모터(10)는 모터용 베이스(110, 이하 베이스)를 포함하는 베이스 어셈블리(100), 회전부재의 회전을 지지하는 슬리브(220) 및 코일(230)이 권선되는 코어(240)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(250)의 외측단 방향 또는 상기 허브(250)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(210)의 중심 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주 방향은 샤프트(210)의 회전방향, 즉, 상기 샤프트(210)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미할 수 있다.
베이스 어셈블리(100)는 베이스(110) 및 공간부(115)를 구비하는 풀링플레이트(120)를 포함할 수 있으며, 상기 베이스(110)에는 코일(230)이 권선되는 코어(240)가 결합될 수 있다.
다시 말하면, 상기 베이스(110)는 허브(250)를 포함하는 회전부재를 지지하는 고정부재일 수 있으며, 전원 인가시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(230) 및 상기 코일(230)이 권선되는 코어(240)가 결합되는 고정 구조물일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(110)는 돌출부(112)와 몸체부(114)를 구비할 수 있으며, 상기 돌출부(112)의 내주면은 샤프트(210)를 지지하는 슬리브(220)의 외주면과 결합하여 상기 슬리브(220)를 지지할 수 있다.
즉, 상기 돌출부(112)는 중공을 가지며 축방향 상측으로 돌출 형성될 수 있으며, 상기 중공에는 샤프트(210)를 지지하는 슬리브(220)가 삽입되어 용접, 본딩 또는 압입 등의 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 돌출부(112)의 외주면에는 코일(230)이 권선되는 코어(240)가 결합될 수 있으며, 본 발명에 따른 모터(10)의 회전 안정성을 확보하기 위하여 강성이 확보되어야 한다.
또한, 상기 코일(230)과 대응되는 상기 베이스(110)에는 상기 코일(230)의 인출선을 상기 베이스(110)의 외부로 인출하도록 하는 코일 인출홀(116)이 형성될 수 있다.
상기 코일 인출홀(116)을 관통하여 외부로 인출된 상기 코일(230)의 인출선은 외부전원이 공급되도록 상기 베이스(110)의 하면에 결합된 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 베이스(110)의 몸체부(114)에는 풀링플레이트(120)가 결합될 수 있으며, 상기 풀링플레이트(120)에 의해 샤프트(210) 및 허브(250)를 포함하는 회전부재의 과부상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 풀링플레이트(120)는 허브(250)에 결합된 마그네트(260)의 저면과 대응되는 몸체부(114)에 본딩 등의 결합 방식에 의해 결합될 수 있으며, 상기 마그네트(260)와 자기적 인력이 작용하도록 자성을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 모터(10)의 회전부재인 샤프트(210)와 허브(250)는 안정적인 회전을 위해 소정 높이 부상해야 하나, 기설계된 부상 높이 이상으로 과부상이 발생되는 경우 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
이 경우 회전부재인 상기 샤프트(210)와 허브(250)의 과부상을 방지하기 위해 상기 베이스(110)에 상기 풀링플레이트(120)가 결합될 수 있으며, 상기 풀링플레이트(120)와 상기 마그네트(260) 사이에 작용하는 자기적 인력에 의해 상기 회전부재의 과부상을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 풀링플레이트(120)는 상기 회전부재에 구비되는 마그네트(260)의 저면과 대향되도록 배치되는 대향부(121) 및 상기 대향부(121)의 단부로부터 굴곡되어 형성되는 연장부(122)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 풀링플레이트(120)는 상기 마그네트(260)를 따라 원주 방향으로 원호 형상일 수 있으며, 구체적으로, 소정 영역이 적출되어 형성되는 공간부(125)를 구비할 수 있다.
상기 공간부(125)는 샤프트(210) 및 허브(250)를 포함하는 회전부재가 회전하는 동안 발생되는 소음 또는 노이즈를 저감시키기 위한 공간으로, 상기 공간부(125)를 규정하는 상기 풀링플레이트(120)의 적출면 사이의 간격은 반경 방향 외측으로 향하여 증가할 수 있다.
또한, 상기 공간부(125)를 규정하는 적출면 사이의 적출 각도(θ)는 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 적출각도(θ)≤
Figure 112011062987288-pat00002
여기서, N은 회전부재에 구비되는 마그네트의 착자 극수
상기와 같은 조건식을 만족하는 공간부(125)에 의해 본 발명에 따른 모터(10)는 회전부재 회전시 코깅 토크(cogging torque)에 의한 전자기적 소음 또는 노이즈를 방지할 수 있다.
여기서, 상기 공간부(125)를 규정하는 적출면 사이의 적출 각도(θ)가 상기의 조건식을 만족하지 않는 경우, 이하에서 설명하는 36x Hz에 해당되는 소음 성분은 공간부가 존재하지 않는 경우에 비해 줄어드는 효과가 현저히 낮아지게 된다.
또한, 36x Hz 주변의 주파수 대역의 소음에 대한 36x Hz에 해당되는 소음의 피크값은 공간부가 존재하지 않는 종래의 구조보다 작아지는 효과도 현저히 낮아지게 된다.
이를 도 4를 참조로 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 모터(10)는 회전부재 회전시 여러가지 요인에 의해서도 소음이 발생될 수 있으며, 상기 소음을 주파수 대역별로 분류(푸리에 급수 이용)하면 모든 주파수 대역에서 연속적인 소음이 발생될 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 모터(10)의 성능을 좌우하는 소음은 샤프트(210) 및 허브(250)를 포함하는 회전부재가 회전하는 동안 코깅 토크(cogging torque)에 의한 전자기적 소음이며, 상기 전자기적 소음은 여러가지 인자에 의해 발생될 수 있으나, 그 중 가장 중요한 인자는 코어(240), 마그네트(260) 및 상기 코어(240)와 상기 마그네트(260)의 조합에 의한 인자이다.
이하에서는 코깅 토크(cogging torque)에 의한 전자기적 소음(이하 소음)에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
우선, 코어(240)는 베이스(110)의 돌출부(112)에 삽입되어 결합되는 코어백(242), 상기 코어백(242)으로부터 반경 방향 외측으로 돌출 형성되어 실질적으로 코일(230)이 권선되는 다수의 티스부(244) 및 상기 티스부(244)의 반경 방향 외측단을 규정하는 선단부(246)를 포함할 수 있다.
상기 선단부(246)들 사이는 서로 이격되어 형성될 수 있으며, 이는 코일(230) 권선의 용이성을 위한 필수적 구성일 수 있다.
일반적으로, 코어(240)의 티스부(244)는 9개로 형성될 수 있으며, 이에 따라 선단부(246) 사이의 간격도 9개가 형성될 수 있다.
따라서, 마그네트의 착자 극수와 무관하게 상기 마그네트를 구비하는 허브(250)가 회전하는 동안 상기 마그네트와 상기 코어(240) 사이에 작용하는 자기적 인력의 변화, 즉, 코깅 토크(cogging torque)가 발생되게 되고, 이러한 코깅 토크(cogging torque)에 의해 소음 및 노이즈가 발생되게 된다.
다시 말하면, 9개의 티스부(244)로 형성된 코어(240)의 주위를 착자 극수가 무시된 마그네트가 1회전 하는 경우, 선단부(246) 사이의 간격에 의해 발생되는 자기적 인력의 강약에 따른 소음은 9회 발생된다.
또한, 본 발명에 따른 모터(10)의 경우 5400rpm의 회전수를 가질 수 있으며, 이는 1초당 90회 회전하므로, 5400rpm의 회전수를 가지는 경우 주파수는 90Hz가 된다.
따라서, 9개의 티스부(244)로 형성된 코어(240)의 주위를 착자 극수가 무시된 마그네트가 회전하는 동안 초당 소음 발생 횟수는 9*90회이며, 이는 소음의 발생 주기가
Figure 112011062987288-pat00003
sec 임을 의미하게 된다.
여기서, 상기와 같은 소음을 주파수 대역별로 분리(푸리에 급수 이용)하면, 상기 소음의 피크는 9*90Hz가 된다.
다시 말하면, 9개의 티스부(244)로 구성된 코어(240)에 의해 9x(x는 본 발명에 따른 모터(10)의 초당 회전에 따른 주파수)Hz에 해당되는 주파수에서 소음에 대한 피크가 발생되게 된다.
다만, 9x Hz에 해당하는 소음은 본 발명에 따른 모터(10)를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제조하는 경우 다른 인자에 의해 크기가 상당히 작아지게 되므로, 사용자가 체감하여 귀에 거슬리는 소음에 해당되지 않으므로 크게 문제가 되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 모터(10)에 있어서, 소음의 피크가 발생되는 주파수대역은 12x Hz에서도 발생되는데, 이는 허브(250)에 결합된 마그네트(260)의 착자 극수와 관련이 있다.
다시 말하면, 본 발명에 따른 모터(10)에 있어서, 마그네트(260)의 자극수는 12극이 될 수 있으며, 코어와 무관하게 상기 마그네트(260)의 자극 세기의 불균형으로 인해 상기 마그네트(260)가 상기 코어의 주위를 1회전하는 경우 12회의 소음이 발생되게 된다.
이는 마그네트(260)의 자극 세기의 불균형으로 인해 상기 마그네트(260)와 코어 사이의 자기적 인력의 강약에 의한 소음으로, 코어의 구조를 무시한 경우 초당 소음 발생 횟수는 12*90회이며, 이는 소음의 발생주기가
Figure 112011062987288-pat00004
sec임을 의미하게 된다.
여기서, 상기와 같은 소음을 주파수 대역별로 분리(푸리에 급수 이용)하면, 상기 소음의 피크는 12*90Hz가 된다.
다시 말하면, 12극으로 착자된 마그네트(260)에 의해 12x(x는 본 발명에 따른 모터(10)의 초당 회전에 따른 주파수)Hz에 해당되는 주파수에서 소음에 대한 피크가 발생된다는 것을 의미할 수 있다.
다만, 12x Hz에 해당하는 소음은 9x Hz에 해당하는 소음과 마찬가지로 본 발명에 따른 모터(10)를 포함하는 하드 디스크 드라이브를 제조하는 경우 다른 인자에 의해 크기가 상당히 작아지게 되므로, 사용자가 체감하는 소음에 해당되지 않으므로 크게 문제가 되지 않는다.
마지막으로, 본 발명에 따른 모터(10)에 있어서 회전부재 회전시 코깅 토크(cogging torque)에 의한 전자기적 소음은 앞서 언급한 코어(240)와 마그네트(260)의 조합에 의해 발생될 수 있다.
다시 말하면, 마그네트(260)의 자극수가 12개이며 코어(240)의 선단부(246) 사이의 간격이 9개인 경우, 상기 마그네트(260)가 상기 코어(240)의 주위를 1회전 하는 동안 소음의 횟수는 12와 9의 최소공배수에 의해 결정될 수 있다.
즉, 12와 9의 최소공배수는 36이므로, 마그네트(260)가 코어(240)의 주위를 1회전하는 동안 소음의 횟수는 36회 발생되게 되며, 본 발명에 따른 모터(10)의 주파수는 90Hz이므로 소음의 발생 주기는
Figure 112011062987288-pat00005
sec일 수 있다.
여기서, 상기와 같은 소음을 주파수 대역별로 분리(푸리에 급수 이용)하면, 상기 소음의 피크는 36*90Hz가 된다.
다시 말하면, 9개의 티스부(244)로 구성된 코어(240)와 12극으로 착자된 마그네트(260)에 의해 36x(x는 본 발명에 따른 모터(10)의 초당 회전에 따른 주파수)Hz에 해당되는 주파수에서 소음에 대한 피크가 발생되게 된다.
여기서, 36x Hz의 소음은 PDT(Prominence Discrete Tone) 소음으로, 이는 특정 주파수 영역대의 소음이 주변주파수 대역보다 두드러져 사용자의 귀에 거슬리게 되는 체감 소음을 의미할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 모터(10)에 있어서, 회전부재의 회전시 소음을 저감시키기 위해서는 앞서 언급한 9x Hz, 12x Hz 및 36x Hz 소음 중 36x Hz에 해당하는 소음을 최소화하여야 한다.
여기서, 도 4에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모터(10)는 공간부(125)를 포함하는 풀링플레이트(120)에 의해 마그네트를 따라 원주방향으로 연속적으로 형성된 풀링플레이트를 포함하는 모터(종래구조)보다 36x Hz에 해당되는 소음이 작아진 것을 알 수 있다.
나아가, 36x Hz에 해당되는 소음은 36x Hz 주변의 주파수 대역에 대한 소음보다 피크값(A)이 종래의 구조(B)보다 작아지므로, 사용자가 체감하는 소음의 정도는 더욱더 작아질 수 있다.
다만, 12x Hz에 해당하는 소음의 피크값은 상승했으나, 이는 앞서 언급한 바와 같이 하드 디스크 드라이브의 제조 공정에 따른 다른 인자에 의해 사용자가 귀에 거슬리지 않는 체감 소음에 해당되므로 전체적인 소음에는 영향이 없음을 밝혀둔다.
또한, 12x Hz에 해당하는 소음 및 36x Hz 보다 소정 주파수가 낮은 대역의 소음의 크기도 전체적인 소음에는 영향이 없음을 밝혀둔다.
상기와 같은 효과는 풀링플레이트(120)에 형성된 공간부(125)에 의해 발생되는 효과이며, 이는 상기 공간부(125)에 의해 마그네트(260)로부터 풀링플레이트(120)로 향하는 자속량이 불평형을 이룰 수 있다는 것을 의미할 수 있다(이로 인해 12x 소음의 피크값은 증가함).
여기서, 마그네트(260)로부터 풀링플레이트(120)로 향하는 자속량을 불평형하게 하기 위해 상기 풀링플레이트(120)에 공간부(125)를 형성하는 이유는 자속량의 불평형 양을 조정하기 쉽기 때문이다.
다시 말하면, 마그네트(260)의 자속량은 코어(240)와 대면하는 면보다는 하면에 발생되는 자속량이 상대적으로 작기 때문에 자기 불평형의 양을 조정하기가 쉬운 동시에 지나친 불평형의 발생을 막을 수 있기 때문이다.
샤프트(210)는 허브(250)와 결합하여 상기 허브(250)와 연동하여 회전하는 회전부재로 슬리브(220)에 의해 지지될 수 있다.
슬리브(220)는 회전부재인 샤프트(210) 및 허브(250)의 회전을 지지하는 구성요소로, 상기 샤프트(210)의 상단이 축 방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(210)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(220)는 샤프트(210)가 삽입되어 상기 샤프트(210)와 미소 간극을 가지는 축공을 구비할 수 있으며, 상기 미소 간극에는 오일(O)이 충전되어 상기 오일(O)을 매개로 한 레디얼 동압에 의해 상기 샤프트(210)를 안정적으로 지지할 수 있다.
이 때, 상기 오일(O)을 매개로 한 레디얼 동압은 슬리브(220)의 내주면에 요홈 형성되는 유체 동압부(222)에 의해 발생될 수 있으며, 상기 유체 동압부(222)는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나산선 형상 중 하나일 수 있다.
다만, 상기 유체 동압부(222)는 상기 언급한 바와 같이 슬리브(220)의 내주면에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 회전부재인 샤프트(210)의 외주면에 형성되는 것도 가능하고 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
또한, 상기 슬리브(220)의 상면에는 오일(O)을 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(250)의 일면에 형성되어도 무방하다.
또한, 상기 슬리브(220)의 하부에는 상기 슬리브(220)의 하부를 밀폐시키도록 하는 베이스 커버(270)가 결합될 수 있으며, 상기 베이스 커버(270)에 의해 본 발명에 따른 모터(10)는 풀필(full-fill) 구조를 형성할 수 있다.
허브(250)는 베이스(110)를 포함하는 고정부재에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있으며, 앞서 언급한 환고리형의 마그네트(260)가 코어(240)와 일정 간격을 두고 서로 대응되도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(260)는 코어(240)에 권선되는 코일(230)과의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 모터(10)의 회전구동력을 얻을 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 모터(10)는 회전부재의 과부상을 방지하는 풀링플레이트(120)에 공간부(125)를 형성함으로써 사용자의 귀에 거슬리는 36x Hz에 해당되는 소음을 최소화할 수 있다.
또한, 36x의 주변 주파수 대역에 해당되는 소음에 대한 36x 주파수 대역에 해당되는 소음의 피크값(A)을 최소화하여 사용자의 체감 소음의 강도를 저감시킬 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 베이스 어셈블리
110: 모터용 베이스 120: 풀링플레이트
125: 공간부 210: 샤프트
220: 슬리브 230: 코일
240: 코어 250: 허브
260: 마그네트 270: 베이스 커버

Claims (6)

  1. 모터용 베이스; 및
    상기 모터용 베이스에 결합되어 상기 모터의 회전부재의 과부상을 방지하는 풀링플레이트;를 포함하며,
    상기 풀링플레이트는 상기 회전부재의 회전시 발생되는 소음을 저감시키도록 소정 영역이 적출되어 형성되는 공간부를 구비하고,
    상기 회전부재의 회전중심을 기준으로 상기 공간부를 규정하는 상기 풀링플레이트의 적출면 사이의 적출각도(θ)는 다음의 조건식을 만족하는 모터용 베이스 어셈블리.
    [조건식] 적출각도(θ)≤
    Figure 112014087073150-pat00012

    여기서, N은 회전부재에 구비되는 마그네트의 착자 극수
  2. 제1항에 있어서,
    상기 풀링플레이트는 상기 회전부재에 구비되는 마그네트를 따라 원호 형상으로 형성되는 모터용 베이스 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공간부를 규정하는 상기 풀링플레이트의 적출면 사이의 간격은 반경 방향 외측을 향하여 증가하는 모터용 베이스 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 풀링플레이트는 상기 회전부재에 구비되는 마그네트의 저면과 대향되도록 배치되는 대향부 및 상기 대향부의 단부로부터 굴곡되어 형성되는 연장부를 구비하는 모터용 베이스 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 모터용 베이스 어셈블리;
    상기 모터용 베이스에 결합되며, 상기 회전부재를 구성하는 샤프트 및 허브의 회전을 지지하는 슬리브; 및
    상기 모터용 베이스에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어;를 포함하는 모터.
KR1020110081111A 2011-08-16 2011-08-16 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 KR101477333B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110081111A KR101477333B1 (ko) 2011-08-16 2011-08-16 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US13/545,285 US20130043746A1 (en) 2011-08-16 2012-07-10 Base assembly for motor and motor including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110081111A KR101477333B1 (ko) 2011-08-16 2011-08-16 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130019139A KR20130019139A (ko) 2013-02-26
KR101477333B1 true KR101477333B1 (ko) 2014-12-29

Family

ID=47712145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110081111A KR101477333B1 (ko) 2011-08-16 2011-08-16 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130043746A1 (ko)
KR (1) KR101477333B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5623382A (en) * 1993-01-29 1997-04-22 Matsushita Electrical Industrial Co., Ltd. Disk driving apparatus
US20090051240A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Martin Bauer Permanent magnetic motor having a magnetic axial bearing
KR20110032288A (ko) * 2009-09-22 2011-03-30 삼성전기주식회사 스핀들 모터

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414411B1 (en) * 2001-05-04 2002-07-02 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Supporting structure for a rotor
JP5151268B2 (ja) * 2007-06-25 2013-02-27 日本電産株式会社 モータおよびディスク駆動装置
JP2011142793A (ja) * 2009-12-08 2011-07-21 Nippon Densan Corp スピンドルモータおよびディスク駆動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5623382A (en) * 1993-01-29 1997-04-22 Matsushita Electrical Industrial Co., Ltd. Disk driving apparatus
US20090051240A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Martin Bauer Permanent magnetic motor having a magnetic axial bearing
KR20110032288A (ko) * 2009-09-22 2011-03-30 삼성전기주식회사 스핀들 모터

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130019139A (ko) 2013-02-26
US20130043746A1 (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012055075A (ja) スピンドルモータおよびディスク駆動装置
JP2007043887A (ja) モータ及びディスク駆動装置
US20130215533A1 (en) Disk drive device provided with lubricant-filled fluid dynamic bearing
JP4661211B2 (ja) スピンドルモータ
JP5610594B2 (ja) スピンドルモータ及びディスク駆動装置
KR101477333B1 (ko) 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
JP2010035328A (ja) ステータのコアの設計方法および製造方法、モータを有する組立体の設計方法、ステータのコア、モータ、並びに、モータを有する組立体
KR101376946B1 (ko) 스핀들 모터
JP5665062B2 (ja) モータ及びこれを含むハードディスクドライブ
JP5360746B2 (ja) ステータ、モータ及び記録媒体駆動装置
KR101489817B1 (ko) 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR101101699B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 장치
JP2013252048A (ja) スピンドルモータ
KR20130062642A (ko) 모터용 로터 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터
US20130069491A1 (en) Base assembly for motor and motor including the same
JP5255602B2 (ja) ステータコア、モータおよび記録媒体駆動装置
KR20120126864A (ko) 모터용 스테이터 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101141348B1 (ko) 스테이터 및 이를 이용하는 모터
KR101499714B1 (ko) 모터용 베이스 부재 및 이를 포함하는 모터
KR101228716B1 (ko) 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101124106B1 (ko) 유체 동압 베어링 조립체 및 이를 포함하는 모터 장치
KR20130052998A (ko) 모터용 코어 및 이를 포함한 스핀들 모터
KR20150088341A (ko) 스핀들 모터
KR20110002212A (ko) 스핀들 모터
KR20130019138A (ko) 스테이터 코어 및 이를 포함하는 모터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee