KR101761335B1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR101761335B1
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matter inflow
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윤호업
이태욱
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주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아
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    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
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Abstract

스핀들 모터는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합 된 베어링 어셈블리; 상기 베어링 어셈블리의 외주면에 결합 되며 방사상을 돌출된 코어부들이 형성된 코어 및 상기 코어부에 권선 된 코일을 포함하는 고정자; 상기 베어링 어셈블리에 회전 가능하게 결합 된 회전자; 및 상기 베이스 플레이트 상에 배치된 회로 기판을 포함하며, 상기 베이스 플레이트에는 상기 코어부의 외곽의 적어도 일부를 따라 돌출된 이물질 유입 방지부가 형성된다.

Description

스핀들 모터{SPINDLE MOTOR}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 방대한 데이터를 광 디스크에 기록 또는 광 디스크에 기록된 데이터를 읽는 광학 디스크 드라이브(ODD)가 개발되고 있다.
광학 디스크 드라이브는 광 디스크를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터, 고속으로 회전하는 디스크로부터 데이터를 읽거나 데이터를 기록하는 광 픽업 모듈 및 광 픽업 모듈을 구동하는 스텝핑 모터를 포함한다.
이들 중 광 디스크를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터는 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 및 베어링을 수납하는 베어링 하우징, 베어링 하우징의 외주면에 고정된 고정자 및 베어링에 회전 가능하게 수납되는 회전자, 베어링 하우징을 고정하는 베이스 플레이트 및 베이스 플레이트 상에 배치되는 회로기판을 포함한다.
종래 스핀들 모터의 베이스 플레이트의 상면 및 고정자 사이에는 갭(gap)이 형성되고, 상기 갭으로는 이물질이 유입될 수 있기 때문에 고정자 및 베이스 플레이트의 상면 사이에 형성되는 갭을 감소시키기 위하여 베이스 플레이트의 상면에 배치된 회로 기판은 불필요하게 고정자 및 베이스 플레이트의 사이로 연장된다.
그러나, 회로 기판을 단지 이물질의 유입을 방지하기 위하여 고정자 및 베이스 플레이트의 사이로 연장할 경우, 베이스 플레이트 및 고정자 사이로 이물질이 유입되는 것을 어느 정도 차단할 수 있지만, 고가의 회로 기판의 면적이 증가 되어 스핀들 모터의 제조 원가가 크게 증가 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 고정자 및 베이스 플레이트 사이로 회로 기판이 불필요하게 연장되지 않으면서 고정자 및 베이스 플레이트의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하여 제조 원가를 크게 감소시킨 스핀들 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 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.
일실시예로서, 스핀들 모터는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합 된 베어링 어셈블리; 상기 베어링 어셈블리의 외주면에 결합 되며 방사상을 돌출된 코어부들이 형성된 코어 및 상기 코어부에 권선 된 코일을 포함하는 고정자; 상기 베어링 어셈블리에 회전 가능하게 결합 된 회전자; 및 상기 베이스 플레이트 상에 배치된 회로 기판을 포함하며, 상기 베이스 플레이트에는 상기 코어부의 외곽의 적어도 일부를 따라 돌출된 이물질 유입 방지부가 형성된다.
본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 고정자의 코어가 고정되는 베이스 플레이트의 형상을 변경하여 코어 및 베이스 플레이트 사이로 이물질이 유입되는 것을 차단하여 스핀들 모터의 수명을 향상 및 베이스 플레이트에 형성되어 코어와 전기적으로 연결되는 회로 기판의 면적을 감소시켜 스핀들 모터의 제조 비용을 크게 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 베이스 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 베이스 플레이트, 회로 기판 및 고정자를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 베이스 플레이트, 회로 기판 및 고장자의 관계를 도시한 사시도이다.
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 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A' 부분 확대도이다. 도 4는 도 1의 베이스 플레이트를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 1의 베이스 플레이트, 회로 기판 및 고정자를 도시한 평면도이다. 도 6은 도 1의 베이스 플레이트, 회로 기판 및 고장자의 관계를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 스핀들 모터(800)는 베어링 어셈블리(100), 고정자(200), 회전축(300), 회전자(400), 베이스 플레이트(500) 및 회로 기판(700)을 포함한다. 이에 더하여 스핀들 모터(800)는 클램프(600)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 베어링 어셈블리(100)는 베어링 하우징(110) 및 베어링(120)을 포함한다.
베어링 하우징(110)은, 예를 들어, 중공이 형성된 원통 형상으로 형성되며, 베어링 하우징(110)의 상단 모서리에는 후술 될 코어를 고정하기 위한 단턱(115)이 형성된다.
베어링 하우징(110)의 하면에는 후술 될 베이스 플레이트(500)와 결합 되기 위한 결합 돌기(117)가 돌출된다.
베어링 하우징(110)의 하면에는 후술 될 회전축(300)의 하단을 지지하기 위한 지지 플레이트(119)가 배치되고, 지지 플레이트(119) 중 회전축(300)의 하단과 접촉되는 부분에는 스러스트 베어링(119a)이 형성된다.
베어링(120)은 베어링 하우징(110) 내에 삽입되는 원통 형상으로 형성되며, 베어링(120)에는 회전축과 결합 되기 위한 회전축공이 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 베어링(120)은 오일 함침 소결 베어링을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 고정자(200)는 코어(210) 및 코일(220)을 포함한다. 코어(210)는 개구를 갖는 복수개의 철편들을 층층이 겹친 구조로 형성되고, 코어(210)는 베어링 하우징(100)의 단턱(115)에 고정된다. 본 발명의 일실시예에서, 코어(210)는 복수개가 방사상으로 돌출되어 코일(220)이 권선 되는 코어부(212)들을 포함하며, 코어부(212)를 포함하는 코어(210)는, 평면상에서 보았을 때 원판과 유사한 형상으로 형성된다.
코일(220)은 코어(210)에 형성된 코어부(212)에 권선 되며, 코일(220)은 회로 기판(700)에 전기적으로 접속된다.
회전축(300)은 베어링 어셈블리(100)의 베어링(120)의 회전축공에 삽입되며, 회전축(300)의 하단은 지지 플레이트(119)에 의하여 지지 되는 스러스트 베어링(119a)과 접촉된다.
도 2를 다시 참조하면, 회전자(400)는 요크(410) 및 마그네트(420)를 포함한다. 이에 더하여, 회전자(400)는 흡입 마그네트(430)를 더 포함할 수 있다.
요크(410)는 요크 상판(412) 및 요크 측면판(414)을 포함할 수 있다.
요크 상판(412)은, 평면상에서 보았을 때, 원판 형상으로 형성되며, 요크 상판(412)의 중앙부에는 요크 상판(412)의 상면으로 향하는 원통 형상의 요크 버링부(413)가 형성된다. 요크 버링부(413)는 회전축(300)에 압입 된다.
요크 측면판(414)은 요크 상판(412)으로부터 하부를 향해 연장되며, 요크 측면판(414) 및 요크 상판(412)에 의하여 요크(410)의 내부에는 공간이 형성된다.
마그네트(420)는 요크 측면판(414)의 내측면을 따라 형성되며, 마그네트(420)로부터 발생 된 자기장 및 코어(210)의 코어부(212)에 권선 된 코일(220)로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생 된 인력 또는 척력에 의하여 요크(410) 및 회전축(300)에는 회전력이 발생 된다.
요크(410)의 요크 상판(412)에는 광 디스크를 척킹 하기 위한 클램프(600)가 배치된다.
요크 상판(412)의 내측면 및 요크 상판(412)의 내측면과 마주하는 코어(210)의 상면 중 어느 하나에는 흡입 마그네트(430)가 배치될 수 있고, 흡입 마그네트(430)는, 예를 들어, 요크 상판(412)의 내측면에 배치된다.
요크 상판(412)의 내측면에 배치된 흡입 마그네트(430)는 코어(210)를 자기력으로 잡아당겨 회전자(400)가 안정적으로 회전되도록 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 베이스 플레이트(500)는 금속판을 프레스 가공 등의 방법에 의하여 형성되며, 베이스 플레이트(500)에는 베어링 어셈블리(100)의 베어링 하우징(110)과 결합되기 위한 관통홀(502)이 도 4에 도시된 바와 같이 형성된다.
베이스 플레이트(500)의 관통홀(502)에는 외주면에 코어(210)가 결합 된 베어링 하우징(110)의 결합 돌기(117)가 결합 되어 고정된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(500)에는 코어(210)가 배치되는 영역(CR)이 형성된다.
베이스 플레이트(500)에는 코어(210)의 하면 및 베이스 플레이트(500)의 상면 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지 및 이물질 유입을 방지하기 위해 불필요하게 큰 면적을 갖는 회로 기판(700)의 사이즈를 감소시키기 위한 이물질 유입 방지부(520)가 형성된다.
이물질 유입 방지부(520)는, 예를 들어, 베이스 플레이트(500) 중 코어(210)가 형성되는 영역(CR)의 테두리의 적어도 일부를 따라 배치된다.
코어(210)가 형성되는 영역(CR)이, 평면상에서 보았을 때, 원형 형상을 갖기 때문에, 이물질 유입 방지부(520)는 코어(210)의 하면과 마주하는 베이스 플레이트(500)의 상면에서 곡선 형상으로 형성된다.
이물질 유입 방지부(520)의 곡률은 코어(210)가 형성된 영역(CR)의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 베이스 플레이트(500)의 상면으로부터 돌출된 이물질 유입 방지부(520)는 베이스 플레이트(500)의 하면으로부터 상기 하면과 대향 하는 상면을 향하는 방향으로 돌출된다.
한편, 베이스 플레이트(500)의 상면으로부터 돌출된 이물질 유입 방지부(520)는 2 개의 측면들을 포함할 수 있으며, 이하, 이물질 유입 방지부(520)의 2 개의 측면들을 각각 제1 측면(522) 및 제2 측면(524)으로서 정의하기로 한다.
이물질 유입 방지부(520)의 제1 측면(522)은 베이스 플레이트(500)의 상면에 대하여, 예를 들어, 둔각의 각도로 경사지게 형성될 수 있고, 제2 측면(524)은 베이스 플레이트(500)의 상면에 대하여, 예를 들어, 직각의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 베이스 플레이트(500)의 상면에 대하여 둔각의 각도로 경사지게 형성된 제1 측면(522)은 코어(210)가 형성된 영역(CR)의 바깥쪽을 향해 형성될 수 있다. 이와 다르게, 베이스 플레이트(500)의 상면에 대하여 둔각의 각도로 경사지게 형성된 제1 측면(522)은 코어(310)가 형성된 영역(CR)을 향하는 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 이물질 유입 방지부(520)가 베이스 플레이트(500)의 상면으로부터 돌출시킴에 따라 베이스 플레이트(500)의 후면 중 이물질 유입 방지부(520)와 대응하는 위치에는 이물질 유입 방지부(520)와 동일한 형상 및 사이즈를 갖는 홈(520a)이 형성된다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 이물질 유입 방지부(520)를 베이스 플레이트(500)의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 돌출시켜 형성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 이물질 유입 방지부(520)는 유동성을 갖는 합성 수지를 코어(210)가 형성된 영역(CR)을 따라 띠 형상의 펜스 형상으로 도포하고, 유동성 합성수지를 경화시켜 형성하여도 무방하다.
이때, 합성수지를 이용하여 형성된 이물질 유입 방지부(520)는, 예를 들어, 도 5에 도시된 이물질 유입 방지부(520)와 동일한 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 베어링 하우징(110)에 의하여 베이스 플레이트(500) 상에 배치되는 코어(210)는 대부분이 베이스 플레이트(500) 상에 배치되지만, 다양한 원인에 의하여 코어(210)의 일부는 베이스 플레이트(500)의 외부에 배치될 수 있다.
이와 같이 코어(210)의 일부가 베이스 플레이트(500)의 외부에 배치될 경우, 코어(210)로 다량의 이물질이 유입되어 스핀들 모터(800)의 수명이 급격히 감소 될 수 있다.
코어(210)의 일부가 베이스 플레이트(500)의 외부에 배치되더라도 코어(210)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해서, 베이스 플레이트(500)에는 베이스 플레이트(500)의 테두리로부터 코어(210)가 베이스 플레이트(500) 상에 배치되도록 베이스 플레이트(500)의 테두리로부터 선택적으로 연장되는 연장부(510)가 형성된다.
연장부(510)는, 평면상에서 보았을 때, 반원판 형상으로 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(500) 및 연장부(510)는 일체로 형성되며, 연장부(510)는, 예를 들어, 코어(210)의 영역(CR)의 테두리를 따라 형성된다.
한편, 단순히 베이스 플레이트(500)의 테두리로부터 연장부(510)를 연장할 경우, 코어(210) 및 베이스 플레이트(500)의 사이에 형성된 갭을 통해 이물질이 유입될 수 있음으로, 본 발명의 일실시예에서는 연장부(510)의 테두리를 따라 연장부(510)로부터 돌출되어 코어(210) 및 베이스 플레이트(500) 사이의 갭을 감소시키는 추가 이물질 유입 방지부(530)가 형성된다.
추가 이물질 유입 방지부(530)는, 예를 들어, 연장부(510)의 테두리를 코어(210)의 하면을 향하는 방향으로 절곡 하여 형성될 수 있다. 추가 이물질 유입 방지부(530)는, 예를 들어, 곡면 펜스 형상으로 형성될 수 있다.
추가 이물질 유입 방지부(530)는, 예를 들어, 연장부(510)에 대하여 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 추가 이물질 유입 방지부(530)는, 연장부(510)에 대하여 둔각의 각도로 형성 또는 예각의 각도로 형성되어도 무방하다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 추가 이물질 유입 방지부(530)가 연장부(510)의 테두리를 절곡하여 곡면 펜스 형상으로 형성한 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 추가 이물질 유입 방지부(530)는 연장부(510)의 테두리에 유동성 합성수지를 띠 형상으로 형성한 후, 합성수지를 경화시켜 형성하여도 무방하다.
도 5를 다시 참조하면, 베이스 플레이트(500)에는 코어(210)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지 및 후술 될 회로 기판(700)의 면적을 감소시키기 위해서 이물질 유입 방지부(520) 및 추가 이물질 유입 방지부(530)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 이물질 유입 방지부(520) 및 추가 이물질 유입 방지부(530)는, 예를 들어, 코어(210)의 영역(CR)과 동일한 곡률로 형성될 수 있다.
또한, 이물질 유입 방지부(520)의 단부는 추가 이물질 유입 방지부(530)의 단부와 마주하게 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(500)의 상면으로부터 측정하였을 때 이물질 유입 방지부(520)의 높이는, 예를 들어, 베이스 플레이트(500)의 상면으로부터 측정하였을 때 이물질 유입 방지부(520)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 이물질 유입 방지부(520)를 베이스 플레이트(500)에 형성할 때 추가 이물질 유입 방지부(530)도 베이스 플레이트(500)에 함께 형성될 수 있다. 이와 다르게, 이물질 유입 방지부(520) 및 추가 이물질 유입 방지부(530)는 서로 다른 제조 공정에 의하여 제조되어도 무방하다.
회로 기판(700)은 베이스 플레이트(500)의 상면에 배치되며, 회로 기판(700)은 베이스 플레이트(500)로부터 돌출된 기판 버링부 등에 의하여 고정될 수 있다.
회로 기판(700)은 고정자(200)의 코일(220)과 전기적으로 연결되며, 회로 기판(700)은 외부로부터 입력된 구동 신호를 코일(220)로 인가한다.
본 발명의 일실시예에서, 회로 기판(700)의 평면적은 베이스 플레이트(500)에 형성된 이물질 유입 방지부(520) 및 추가 이물질 유입 방지부(530)에 의하여 크게 감소 되고, 이로 인해 스핀들 모터(800)의 제조 원가를 크게 감소 시킬 수 있다.
구체적으로, 회로 기판(700)은 베이스 플레이트(500)의 상면 상에 배치될 수 있고, 회로 기판(700) 중 이물질 유입 방지부(520)와 대응하는 부분은 이물질 유입 방지부(520)의 외부에 형성되지 않고 따라서, 베이스 플레이트(500) 중 이물질 유입 방지부(520)의 외측에는 회로 기판(700)이 형성되지 않는다.
한편, 베이스 플레이트(500)의 상면 상에 배치된 회로 기판(700)은 베이스 플레이트(500)의 연장부(510)에는 형성되지 않으며, 이는 연장부(510)에 추가 이물질 유입 방지부(520)가 형성되어 회로 기판(700)을 이용하여 베이스 플레이트(500) 및 코어(510) 사이의 갭(gap)을 줄일 필요가 없기 때문이다. 즉, 회로 기판(700)에는 베이스 플레이트(500)의 연장부(510)를 노출하는 노출부(710)가 도 5에 도시된 바와 같이 형성된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 고정자의 코어가 고정되는 베이스 플레이트의 형상을 변경하여 코어 및 베이스 플레이트 사이로 이물질이 유입되는 것을 차단하여 스핀들 모터의 수명을 향상 및 베이스 플레이트에 형성되어 코어와 전기적으로 연결되는 회로 기판의 면적을 감소시켜 스핀들 모터의 제조 비용을 크게 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
800...스핀들 모터 100...베이스 어셈블리
200...고정자 300...회전축
400...회전자 500...베이스 플레이트
700...회로 기판

Claims (13)

  1. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 결합 된 베어링 어셈블리;
    상기 베어링 어셈블리의 외주면에 결합 되며 방사상을 돌출된 코어부들이 형성된 코어 및 상기 코어부에 권선 된 코일을 포함하는 고정자;
    상기 베어링 어셈블리에 회전 가능하게 결합 된 회전자; 및
    상기 베이스 플레이트 상에 배치된 회로 기판을 포함하며,
    상기 베이스 플레이트에는 상기 코어부의 외곽의 적어도 일부를 따라 상기 베이스 플레이트를 후면으로부터 상기 후면과 대향하는 상면으로 돌출된 이물질 유입 방지부가 형성되고, 상기 이물질 유입 방지부는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면에 대하여 둔각의 각도로 경사진 제1 측면 및 상기 베이스 플레이트의 상기 상면에 대하여 수직한 제2 측면으로 형성되고,
    상기 코어의 일부가 상기 베이스 플레이트의 외부에 배치되고, 상기 베이스 플레이트에는 상기 외부에 배치된 코어에 대응하는 부분으로 연장된 반원형 연장부 및 상기 연장부의 반원형 테두리를 상기 코어를 향하는 방향으로 절곡한 추가 이물질 유입 방지부가 형성되고,
    상기 추가 이물질 유입 방지부의 단부는 상기 이물질 유입 방지부의 단부와 마주하게 형성된 스핀들 모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측면은 상기 코어부의 외부를 향하는 방향으로 형성된 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측면은 상기 코어부의 안쪽을 향하는 방향으로 형성된 스핀들 모터.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판 중 상기 이물질 유입 방지부와 대응하는 부분은 상기 이물질 유입 방지부의 내측에 배치된 스핀들 모터.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 추가 이물질 유입 방지부는 펜스 형상으로 형성된 스핀들 모터.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 추가 이물질 유입 방지부 및 상기 이물질 유입 방지부는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면에 대하여 동일한 높이로 형성된 스핀들 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은 상기 연장부의 상면을 노출하는 노출부를 포함하는 스핀들 모터.
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