KR101490681B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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Abstract

스핀들 모터가 개시된다. 상기 스핀들 모터는 코어에 베어링이 고정된다. 그러므로, 종래의 스핀들 모터처럼 고가인 베어링하우징이 필요 없고, 베어링하우징을 코킹할 필요가 없다. 따라서, 부품수가 줄어들고 및 작업 공정이 간편하므로, 원가가 절감된다. 또한, 코어를 베이스에 삽입하면, 코어가 베이스에 결합되므로, 코어를 베이스를 결합하는 도중 베이스에 대한 코어의 수직도가 어긋날 우려가 없다. 그러므로, 회전축이 베이스에 대하여 수직을 유지하므로, 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 코어의 함몰홈과 베이스의 결합공으로 인하여, 코어가 베이스상에서 회전되지 못한다. 따라서, 고정자가 회전되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

스핀들 모터 {SPINDLE MOTOR}
도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 고정자와 베이스의 저면 사시도.
도 4는 도 3의 일부 분해 평면 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 요부 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 베이스 120 : 코어
130 : 코일 140 : 베어링
150 : 회전축 161 : 스러스트스토퍼
165 : 스러스트플레이트 171 : 로터요크
175 : 마그네트 180 : 클램프
191 : 스토퍼 195 : 흡인마그네트
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
스핀들 모터는 ODD(Optical Disk Drive)의 내부에 설치되어, 직선운동하는 광 픽업이 디스크에 기록된 데이타를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다.
도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 베이스(11)에 상하면이 개방된 베어링하우징(13)이 지지되어 설치된다. 베어링하우징(13)의 하면 외측은 코킹(Caulking)(13a)되어 베이스(11)에 결합되고, 하면 내측에는 스러스트스토퍼(15)가 코킹(13b)에 의하여 결합된다.
베어링하우징(13)의 내부에는 베어링(17)이 고정되고, 베어링(17)에는 회전축(19)이 지지되어 회전가능하게 설치된다.
베어링하우징(13)의 외면에는 코어(21a)와 코일(21b)을 가지는 고정자가 고정되고, 회전축(19)에는 로터요크(23a)와 마그네트(23b)를 가지는 회전자가 고정된다. 그리하여, 코일(21b)에 전류가 공급되면, 코일(21b)과 마그네트(23b) 사이에 형성되는 전자기력에 의하여 상기 회전자 및 회전축(19)이 회전하고, 이로인해 로터요크(23a)에 탑재된 디스크(50)가 회전한다.
상기와 같은 종래의 스핀들 모터는 황동을 CNC(Computer Numerical Control) 가공하여 베어링하우징(13)을 제조한다. 그런데, 황동은 고가이고, CNC 가공은 정밀 가공이므로, 제조원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 베이스(11)와 베어링하우징(13), 베어링하우징(13)과 스러스트스토퍼(15)는 각각 코킹(13a,13b)에 의하여 상호 결합되므로, 작업공정이 복잡하여 더 욱 원가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 베어링하우징(13)의 코킹 공정 도중, 베이스(11)와 베어링하우징(13)의 수직도가 어긋나서, 회전축(19)이 베이스(11)에 대하여 기울어질 우려가 있다. 이로인해, 진동 및 소음이 많이 발생하는 단점이 있다.
또한, 상기 회전자가 회전하면, 전자기력에 의하여 상기 고정자도 회전하려고 하는데, 베이스(11)와 베어링하우징(13)의 결합 구조상, 회전하려는 상기 고정자에 의해 베어링하우징(13)도 회전될 우려가 있다. 이로인해, 상기 고정자도 회전될 수 있으므로, 제품의 신뢰성이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원가를 절감할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 회전축의 수직도를 향상시켜 진동 및 소음 저감할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 고정자의 회전을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 베이스; 일측이 상기 베이스에 결합되어 상기 베이스에 수직으로 기립 설치된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자; 상기 코어의 내부에 고정된 베어링; 일측이 상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축; 상기 코어의 타측으로 노출된 상기 회전축의 부위에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지며, 상기 고정자와 작용하여 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 회전자를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 베이스(110)에 수직으로 고정자의 코어(120)가 기립 설치된다.
이하, 베이스(110)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 베이스(110)의 수직방향 상측을 향하는 면 및 방향을 '상면 및 상측', 하측을 향하는 면 및 방향을 '하면 및 하측'이라 한다.
코어(120)의 구조 및 코어(120)의 설치 구조에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 고정자와 베이스의 저면 사시도이고, 도 4는 도 3의 일부 분해 평면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 코어(120)는 제 1 내지 제 3 코어층(121,124,127)을 가진다.
제 1 코어층(121)은 링형상의 몸체(122a)와 몸체(122a)의 외주면에서 방사상으로 형성된 복수의 투스(Tooth)(122b)를 가지는 낱장의 제 1 코어(122)가 적층되어 형성된다.
제 2 코어층(124)은 내경은 몸체(122a)의 내경과 동일하고, 외경은 몸체(122a)의 외경과 같거나 작은 낱장의 제 2 코어(125)가 적층되어 형성된다. 제 2 코어층(124)의 상단면(上端面)은 몸체(122a)층의 하단면(下端面)에 결합되고, 하단부측은 베이스(110)에 삽입 결합된다.
베이스(110)에 결합되는 제 2 코어층(124)의 하단부측 외주면에는 복수의 함몰홈(124a)이 형성되고, 베이스(110)에는 제 2 코어층(124)의 하단부측 외형과 대응되는 형상의 결합공(112)이 형성된다. 제 2 코어층(124)의 하단부측은 결합공(112)에 삽입 결합되는데, 제 2 코어층(124)의 하단부측과 베이스(110)의 결합공(112)이 비원형이므로, 베이스(110)에 결합된 제 2 코어층(124)은 회전되지 않는 것이다. 결합공(112)에 제 2 코어층(124)의 하단부측을 삽입한 후, 제 2 코어층(124)과 베이스(110)를 용접 또는 접착제로 결합한다.
그리고, 제 2 코어층(124)이 결합공(112)에 삽입되었을 때, 함몰홈(124a)이 형성된 제 2 코어층(124)과 함몰홈(124a)이 형성되지 않은 제 2 코어층(124)의 경계 부위가 베이스(110)의 상면에 접촉 지지된다.
제 3 코어층(127)은 내경은 몸체(122a)의 내경과 동일하고, 외경은 몸체(122a)의 외경 보나 작은 낱장의 제 3 코어(128)가 적층되어 형성된다. 제 3 코어층(127)의 하단면(下端面)은 몸체(122a)층의 상단면(上端面)에 결합된다.
제 3 코어층(127)의 상단면(上端面)에는 낱장의 제 4 코어(129)의 하단면(下端面)이 결합된다. 이때, 제 4 코어(129)의 내경은 몸체(122a)의 내경과 동일하고, 외경은 제 3 코어층(127)의 외경 보다 크게 마련된다. 제 4 코어(129)의 하면에는 후술할 스토퍼(191)(도 2참조)가 걸린다.
각 투스(122b)층에는 코일(130)이 권선되는데, 코어(120)와 코일(130)이 고 정자를 이룬다.
제 1 코어층(121)의 몸체(122a)층의 내주면, 제 2 코어층(124)의 내주면, 제 3 코어층(127)의 내주면 및 제 4 코어(129)의 내주면에는 베어링(140)이 압입 고정되고, 베어링(140)에는 회전축(150)(도 2 참조)의 하단부측이 삽입 지지되어 회전가능하게 설치된다.
즉, 본 실시예에 따른 스핀들 모터는 베어링(140)이 코어(120)에 압입 고정되므로, 종래의 스핀들 모터에 사용되는 베어링하우징(13)(도 1참조)이 필요 없다.
몸체(122a)층, 제 2 코어층(124), 제 3 코어층(1247) 및 제 4 코어(129)에는 링형상의 엠보싱(120a)이 형성된다. 이는 베어링(140)에 함침된 오일이 낱장의 각 코어(122,125,128,129)의 사이를 통하여 외부로 누설되는 것을 방지하기 위함이다. 낱장의 각 코어(122,125,128,129) 사이를 통하여 오일이 누설되는 것을 더욱 방지하기 위하여, 코어(120)의 내주면에는 오일 배리어(Oil Barrier)가 도포된다.
제 2 코어층(124)의 하단부측 내주면에는 베어링(140)에 지지된 회전축(150)이 코어(120)의 하측으로 이탈하는 것을 방지하는 스러스트스토퍼(161)가 결합된다. 이때, 제 2 코어층(124)의 하단부측 내주면 및 스러스트스토퍼(161)의 외주면에는 상호 삽입 결합되어, 결합되는 위치를 표시하는 삽입홈(124b) 및 삽입돌기(161a)가 각각 형성된다. 삽입돌기(161a)는 삽입홈(124b)에 강제압입 또는 접착제에 의하여 결합된다.
스러스트스토퍼(161)의 상면에는 하측으로 함몰된 안치홈(161b)이 형성되고, 안치홈(161b)에는 스러스트플레이트(165)가 안치된다. 스러스트플레이트(165)는 회 전축(150)의 하단부를 지지하여, 회전축(150)이 원활하게 회전하도록 도와줌과 동시에 스러스트스토퍼(161)가 마모되는 것을 방지한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 코어(120)의 상측으로 노출된 회전축(150)의 상단부측에는 회전자가 결합된다. 상기 회전자는 회전축(150)에 결합되어 상기 고정자를 감싸는 로터요크(171)와 로터요크(171)의 내주면에 결합되며 코일(130)과 대향하는 마그네트(175)를 가진다.
그리하여, 코일(130)에 전류가 공급되면, 상기 고정자와 상기 회전자 사이에 형성되는 전자기장에 의하여 상기 회전자가 회전하고, 이로인해 회전축(150)이 회전하는 것이다.
회전축(150)에 결합된 로터요크(171)의 부위에는 클램프(180)가 결합되어, 로터요크(171)의 상면에 탑재된 디스크(50)를 지지한다.
로터요크(171)의 하면에는 스토퍼(191) 및 흡인마그네트(195)가 결합된다.
스토퍼(191)는 제 4 코어(129)의 하면에 걸려서 회전축(150) 및 상기 회전자가 상측으로 이탈하는 것을 방지하고, 흡인마그네트(195)는 회전축(150) 및 상기 회전자가 상측으로 부상(浮上)하는 것을 방지한다.
흡인마그네트(195)는 코어(120), 더 구체적으로는 제 1 코어층(122)의 상단면에 결합될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 요부 확대 단면도로서, 도 2와의 차이점만을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 코어(220)의 내주면 중, 일부는 베어링(240)의 외 주면과 간극(220b)을 가진다. 즉, 제 1 코어층(221)의 내주면 중 일부, 또는 베어링(240)이 고정되는 제 2 코어층(224)의 상부측 내주면 중 일부, 또는 제 3 코어층(227)의 내주면 중 일부는 베어링(240)의 외주면과 간극(220b)을 가진다. 이는 베어링(240)에서 배출된 오일이 코어(220)의 내주면과 베어링(240)의 외주면 사이에서 저장되도록 하여 오일이 누설되는 것을 더욱 방지하기 위함이다.
간극(220b)은 베어링(240)을 지지하는 지지력에 영향이 없는 범위 내에서, 제 1 코어층(221)의 내주면 전체, 또는 제 2 코어층(224)의 상부측 내주면 전체, 또는 제 3 코어층(227)의 내주면 전체에 형성될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 코어에 베어링이 고정된다. 그러므로, 종래의 스핀들 모터처럼 고가인 베어링하우징이 필요 없고, 베어링하우징을 코킹할 필요가 없다. 따라서, 부품수가 줄어들고 및 작업 공정이 간편하므로, 원가가 절감된다.
또한, 코어를 베이스에 삽입하면, 코어가 베이스에 결합되므로, 코어를 베이스를 결합하는 도중 베이스에 대한 코어의 수직도가 어긋날 우려가 없다. 그러므로, 회전축이 베이스에 대하여 수직을 유지하므로, 진동 및 소음이 저감된다.
또한, 코어의 함몰홈과 베이스의 결합공으로 인하여, 코어가 베이스상에서 회전되지 못한다. 따라서, 고정자가 회전되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (20)

  1. 베이스;
    일측이 상기 베이스에 결합되어 상기 베이스에 수직으로 기립 설치된 코어와 상기 코어에 권선된 코일을 가지는 고정자;
    상기 코어의 내부에 고정된 베어링;
    일측이 상기 베어링에 지지되어 회전가능하게 설치된 회전축;
    상기 코어의 타측으로 노출된 상기 회전축의 부위에 결합된 로터요크와 상기 로터요크에 결합된 마그네트를 가지며, 상기 고정자와 작용하여 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 회전자를 포함하고,
    상기 코어의 내주면에는 오일 배리어(Oil Barrier)가 도포된 스핀들 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어는 링형상으로 형성된 몸체와 상기 몸체의 외주면에서 방사상으로 형성된 복수의 투스(Tooth)를 가지는 낱장의 제 1 코어가 적층 형성된 제 1 코어층과 링형상으로 형성된 낱장의 제 2 코어가 적층 형성되며 일단부측은 상기 베이스에 결합되고 타단면(他端面)은 상기 몸체의 일단면(一端面)에 결합되는 제 2 코어층을 가지는 스핀들 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스에 결합되는 상기 제 2 코어층의 일단부측 외주면에는 함몰홈이 형성되고, 상기 베이스에는 상기 제 2 코어층의 일단부측 외형과 대응되는 형상의 결합공이 형성되며,
    상기 제 2 코어층의 일단부측은 상기 베이스의 결합공에 삽입 결합되고, 상기 함몰홈이 형성된 상기 제 2 코어층과 상기 함몰홈이 형성되지 않은 상기 제 2 코어층의 경계 부위는 상기 베이스에 접촉 지지된 스핀들 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 코어층은 상기 베이스에 용접 또는 접착제에 의하여 결합된 스핀들 모터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 코어층의 일단부측 내주면에는 상기 회전축의 이탈을 방지하는 스러스트스토퍼가 결합된 스핀들 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 코어층의 일단부측 내주면 및 상기 스러스트스토퍼의 외주면에는 상호 삽입 결합되는 삽입홈 및 삽입돌기가 각각 형성된 스핀들 모터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 삽입돌기는 상기 삽입홈에 강제압입 또는 접착제에 의하여 결합된 스핀 들 모터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스러스트스토퍼와 상기 회전축 사이에는 상기 회전축의 일단부가 접촉 지지되는 스러스트플레이트가 개재된 스핀들 모터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스러스트스토퍼에는 상기 스러스트플레이트가 안치되는 안치홈이 형성된 스핀들 모터.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어는 링형상으로 형성된 낱장의 제 3 코어가 적층 형성되며 일단면은 상기 몸체의 타단면에 결합되는 제 3 코어층을 더 가지는 스핀들 모터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 코어층의 내주면에 상기 베어링이 고정된 스핀들 모터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 코어의 몸체의 내경과 상기 제 2 코어의 내경과 상기 제 3 코어의 내경은 동일한 스핀들 모터.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 코어층의 내주면 중 일부는 상기 베어링의 외주면과 간극을 가지는 스핀들 모터.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 코어는 상기 제 3 코어층의 외경 보다 큰 외경을 가지면서 상기 제 3 코어층의 타단면에 결합되는 낱장의 제 4 코어를 더 가지는 스핀들 모터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 4 코어의 내주면에 상기 베어링이 고정된 스핀들 모터.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 로터요크에는 상기 제 4 코어에 걸려서 상기 회전축 및 상기 회전자가 상기 회전축의 타단부측으로 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼가 설치된 스핀들 모터.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 로터요크에는 상기 회전축 및 상기 회전자의 부상(浮上)을 방지하는 흡인마그네트 설치된 스핀들 모터.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 코어에는 상기 회전축 및 상기 회전자의 부상(浮上)을 방지하는 흡인마그네트 설치된 스핀들 모터.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 몸체, 상기 제 2 코어층, 상기 제 3 코어층 및 상기 제 4 코어에는 링형상의 엠보싱이 함몰 형성된 스핀들 모터.
  20. 삭제
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