KR19980035282A - 스핀들 모터의 회전축 지지 구조 및 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터의 회전축 지지 구조와 그 조립 방법에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 하이드로 다이나믹 베어링을 사용하는 회전축의 축 받침 지지부 간격을 최대한 크게 하는데 있으며, 이때 지지부의 구조를 조립하기에 용이하고, 또 고정에 견고하도록 배려하는데 있는 것이다.

이를 위한 특징적인 구성은 마그네트를 포함하는 회전자, 상기 회전자가 축착된회전축, 상기한 회전축의 하단을 축착하되, 하우징에 입설된 채 외주연에 고정자가 구비된 하측 축받침부로 모터를 구성하되, 상기한 회전축의 하단은 고정자 중앙의 축받침부에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지시키고, 회전축의 상단은 위로 연장하여 회전자 상측의 케이스에 마련한 별도의 축받침부에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지하도록 하는데 있다.

Description

스핀들 모터의 회전축 지지 구조 및 조립 방법

제 1 도는 본 발명의 구조를 보인 모터의 단면도,

제 2 도는 본 발명의 조립 고정을 보인 분해 상태의 단면도,

제 3 도는 종래의 구조를 보인 모터의 단면도,

제 4 도는 종래의 또 다른 구조를 보인 모터의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하우징2 : 고정자

3 : 하측 축받침4 : 회전자

5 : 마그네트6 : 회전축

7 : 상측 축받침8 : 케이스

9 : 접착제

본 발명은 스핀들 모터의 회전축 지지 구조와 그 조립 방법에 대한 것으로서 하이드로 다이나믹 베어링을 이용한 회전축의 지지간격을 가능한 넓게 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 스핀들 모터의 구조를 보면 마그네트(a)를 포함하는 회전자(b)가 회전축(c)의 상단에 축착되어 있고, 이 회전축(c)은 로터의 중앙에 마련된 고정자(d)의 중심에서 하우징(e)의 축받침부(f)에 축설되어 있다.

이때, 상기한 회전축(c)은 축받침부(f)의 상·하 양측에 베어링(g)을 개입하여 회전 가능하도록 지지되어 있고, 경우에 따라서는 제 2 도 도면에서와 같이 회전축(c)의 하단부에 트러스트 베어링(h)을 같이 가지던가 제 3 도 도면에서 보는 바와 같이 단순한 구면(i)의 축수로 처리되어 있다.

그리고, 상기와 같은 축받침용 베어링으로는 주로 하이드로 다이나믹 베어링(Hydro Dynamic Bearing)을 사용하고 있으며, 이는 회전 정도가 좋고, 소음이 적기 때문에 HDD, LBP 등 고속, 고정도의 OA용 스핀들 모터에 많이 이용하고 있다.

그러나 이러한 하이드로 다이나믹 베어링은 상기와 같은 장점외에 축수의 강성이 작아 진동 및 부하의 연동에 대하여 불안한 문제점을 가지고 있으며, 이러한 문제점의 원인은 회전축을 지지하는 지지 베어링의 간격(Span)이 좁다는데 있다.

즉, 베어링부의 간격은 상기한 축받침부(f)의 높이에 따라 정해지는바, 통상적으로 축받침부(f)는 회전자(b)가 축착된 회전축의 상단까지 미치지 못하기 때문에 회전축의 전체 길이를 베어링 간격으로 할 수 없는 것이다.

그리고 상기와 같은 여건하에서 회전축(c)의 양측 지지간격을 넓히는데는 다음과 같은 제약이 따른다.

즉, 축 지지위치가 회전축의 상·하 끝단부에 구성되는 것이 바람직하지만 이때는 회전축의 동심도와 진직도가 극히 우수해야 하고, 베어링의 틈새(Gap) 또한 극히 미세하여야만 하며, 이러한 정밀도가 조금만 나빠도 축과 축수 사이의 하이드로 다이나믹 베어링 기능을 수행할 수 없는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 열거 가지 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 하이드로 다이나믹 베어링을 사용하는 회전축의 축 받침 지지부 간격을 최대한 크게 하는데 있으며, 이때 지지부의 구조를 조립하기에 용이하고, 또 고정에 견고하도록 배려하는데 있는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 축받침 지지부가 간격을 크게 갖도록 개선된 구조의 모터를 보다 용이하게 제작할 수 있도록 하는 조립 방법을 제공하는데 있다.

그리고 이를 위한 특징적인 구성은 마그네트를 포함하는 회전자, 상기 회전자가 축착된 회전축, 상기한 회전축의 하단을 축착하되, 하우징에 입설된 채 외주연에 고정자가 구비된 하측 축받침부로 모터를 구성하되, 상기한 회전축의 하단은 고정자 중앙의 축받침부에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지시키고, 회전축의 상단은 위로 연장하여 회전자 상측의 케이스에 마련한 별도의 축받침부에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지하도록 하는데 있다.

또한 이를 위한 특징적인 방법으로는 하우징에 입설된 채 외주연에 고정자가 구비된 하측 축받침부에 회전자가 고정된 회전축의 하단을 축삽하는 제 1 조립 과정, 상기한 회전자의 직상방 케이스에 부싱과, 베어링 부재로 이루어진 상측 축받침부를 고정하는 제 2 조립 과정, 상기한 상측 축받침부의 베어링 부재에 회전축의 상단을 끼우고 모터를 구동하여 부싱의 사이에 끼워진 베어링 부재가 하단과 동심선상에 위치한 채 회전되도록 하는 제 3 조립 과정, 상기와 같이 베어링 부재가 동심을 유지한 상태에서 베어링 부재와 부싱의 사이에 액상의 접착제를 투입하는 제 4 조립 과정, 상기와 같이 투입한 액상의 접착제를 응고시켜 베어링 부재의 위치가 고정되도록 하는 제 5 조립 과정을 거치는 것이다.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명의 구성을 설명한다.

제 3 도는 본 발명의 구성을 보인 단면도로서 하우징(1)의 위에 하측 축받침부(3)가 있고, 이 하측 축받침부(3)의 외주연에는 통상의 것과 같은 고정자(2)가 구비되어 있다.

그리고 내주면에 마그네트(5)가 부착된 회전자(4) 역시 통상의 것과 대동소이하며, 그 중앙에는 회전축(6)이 축착되어 있는데 이 회전축의 상단은 상측 축받침부까지 연장된다.

특히 본 발명에서는 상기한 회전자(4)의 윗쪽 즉, 상부 케이스(8)에 회전축의 상측 축받침부(7)가 마련된다는 점이 크게 다르며, 이 상측 축받침부(7)는 케이스(8)에 고정한 부싱(71)과, 부싱(71)의 안쪽에 끼워진 채 회전축(6)의 상단에 끼워질 베어링 부재(72)로 이루어 진다.

이때, 상기한 회전축(6)의 상단에 끼워진 베어링 부재(72)의 외주연과 부싱(71)의 사이에는 접착제(9)를 투입하여 고정시키며, 이는 다음에 설명하는 조립 방법에서 자세히 설명한다.

본 발명의 조립 방법은 제 1 조립 과정으로부터 제 5 조립 과정으로 이루어진다.

즉, 하우징(1)에서 입설된 채 외주연에 고정자(2)가 구비된 하측 축받침부(3)에 회전자(4)가 축착된 회전축(6)의 하단을 축삽하는 제 1 조립 과정과;

상기한 회전자(4)의 직상방 케이스(8)에 부싱(71)과, 베어링 부재(72)로 이루어진 상측 축받침부(7)를 고정하는 제 2 조립 과정과;

상기한 상측 축받침부(7)의 베어링 부재(72)에 회전축(6)의 상단을 끼우고 모터를 구동하여 부싱(71)의 사이에 끼워진 베어링 부재(72)가 하단과 동심선상에 위치한 채 회전되도록 하는 제 3 조립 과정과;

상기와 같이 베어링 부재(72)가 동심을 유지한 상태에서 베어링 부재(72)와 부싱(71)의 사이에 액상의 접착제(9)를 투입하는 제 4 조립 과정과;

상기와 같이 투입한 액상의 접착제(9)를 응고시켜 베어링 부재(72)의 위치가 고정되도록 하는 제 5 조립 과정을 거치는 것이다.

그리고 상기한 액상의 접착제(9)는 액상의 상태로 부터 임의의 영향을 부여하였을 때 고체로 영구변화하는 접착제(9), 더 자세히 말해서 경화 접착제(U.V Adhesiv)와 같이 빛을 조사하였을 때 고체화 되는 접착제를 사용하여 접착제를 투입 후, 회전하는 상태에서 빛을 쬐어 주므로서 응고되도록 하면 매우 간단히 제작할 수 있는 것이다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이 조립된 본 발명의 모터는 그 회전축(6)의 하단이 종래와 같이 하측 축받침부(7)에 지지된 상태에서 상단이 회전자(4)보다 더 높게 연장된 후, 상측 축받침부(7)에 지지되어 있기 때문에 종래의 일반 모터보다 회전축의 지지 간격이 매우 넓다.

따라서 이와 같은 상태에서 회전하게 되면 회전 동심도와 회전축의 진직도가 보장된 상태에서 회전하기 때문에 볼 베어링에 비해 하이드로 다이나믹 베어링이 갖는 단점을 모두 보완하게 된 것이다.

Claims (6)

1. 마그네트(5)를 포함하는 회전자(4), 상기 회전자가 축착된 회전축(6), 상기한 회전축의 하단을 축착하되, 하우징(1)에 입설된 채 외주연에 고정자(2)가 구비된 하측 축받침부(3)로 모터를 구성하되,

   상기한 회전축(6)의 하단은 고정자 중앙의 하측 축받침부(3)에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지시키고, 회전축(6)의 상단은 위로 연장하여 회전자(4) 상측의 케이스(8)에 마련한 별도의 상측 축받침부(7)에 하이드로 다이나믹 베어링으로 지지하여서 됨을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 지지 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 회전축(6)의 상측 축받침부(7)는 케이스(8)에 끼운 부싱(71)과, 그 부싱(71)의 속에 끼우되, 회전축(6)의 상단이 끼워질 베어링 부재(72)로 이루어짐을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 지지 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기한 상측 축받침부(7)의 부싱(71)과, 베어링 부재(72)의 사이에 접착제(9)를 충진하여 부착함을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 지지 구조.
4. 하우징(1)에 입설된 채 외주연에 고정자(2)가 구비된 하측 축받침부(3)에 회전자가 고정된 회전축(6)의 하단을 축삽하는 제 1 조립 과정,

   상기한 회전자(4)의 직상방 케이스(8)에 부싱(71)과, 베어링 부재(72)로 이루어진 상측 축받침부(7)를 고정하는 제 2 조립 과정,

   상기한 상측 축받침부(7)의 베어링 부재(72)에 회전축(6)의 상단을 끼우고 모터를 구동하여 부싱(71)의 사이에 끼워진 베어링 부재(72)가 하단과 동심선상에 위치한 채 회전되도록 하는 제 3 조립 과정,

   상기와 같이 베어링 부재(72)가 동심을 유지한 상태에서 베어링 부재(72)와 부싱(71)의 사이에 액상의 접착제(9)를 투입하는 제 4 조립 과정,

   상기와 같이 투입한 액상의 접착제(9)를 응고시켜 베어링 부재(72)의 위치가 고정되도록 하는 제 5 조립 과정을 거쳐 조립하도록 함을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 조립 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기한 액상의 접착제(9)는 액상의 상태로부터 임의의 영향을 부여하였을 때 고체로 영구변화하는 접착제를 투입하도록 함을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 조립 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기한 액상의 접착제(9)는 응고 접착제로 하고, 임의의 영향은 빛으로 하여 접착제 투입 후 빛을 조사하였을 때 고체화 되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 스핀들 모터의 회전축 조립 방법.