KR20010038338A - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터를 개시한다.

본 발명은, 샤프트와; 샤프트의 외주면에 복수의 베어링면을 통해 미끄럼 지지되도록 끼워 삽입되는 슬리브와; 샤프트의 상부 외주면에 일체로 마련되며, 상,하면에 베어링면이 형성된 스러스트 베어링과; 슬리브의 외주면에 끼워 삽입되며, 외주면에 디스크가 안착되는 허브와; 허브의 내측면에 끼워 삽입되며 스러스트 베어링과 슬리브 사이의 오일의 누유를 방지하는 부쉬;를 포함하여 된 것으로서, 샤프트와 스러스트 베어링을 일체로 형성함으로써 고정도의 직각도 유지가 가능하여 슬리브의 회전정도를 향상시킬 수 있는 이점을 얻게되며, 또한 베어링면 사이의 공간부에 존재하는 에어의 배출을 샤프트와 스러스트 베어링의 에어 벤트구멍을 통해 손쉽게 행할 수 있어 이를 통해서도 회전정도를 향상시킬 수 있는 이점을 얻게된다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미끄럼 지지방식을 채용한 스핀들 모터(spindle motor)에 관한 것이다.

일반적으로 모터는, 축 지지방식에 따른 회전축 타입과 고정축 타입으로 구별될 뿐만 아니라 구동부의 지지방식에 따라 구름 베어링 지지방식과 미끄럼 베어링 지지방식으로 대별된다.

구름 베어링 방식은 통상적으로 하나 이상 복수의 볼 베어링(ball bearing)을 통해축을 지지하도록 된 것으로서, 저가의 볼 베어링을 사용함으로써 단가절감을 도모한 이점과 내,외륜 사이에 개재되는 볼이 큰 강성을 갖고 있어 장시간 사용이 가능하다는 이점이 있다.

이에 반하여 고정도의 회전 정밀도를 얻을 수 없는 문제점이 내재되어 있어, 어느정도의 저속 회전시에는 적용 가능한 것이지만 고속회전을 요망하는 제품에는 적용이 곤란한 문제점이 내재되어 있다.

즉, 고속 회전을 요망하는 기록매체의 모터에 적용된 경우, 볼과 내,외륜간의 틈새에 의한 심한 진동이 발생될 뿐만 아니라 이에따른 소음(noise)이 발생되는 문제점이 야기된다.

이에 반하여 미끄럼 베어링 지지방식은 유체를 함유하고 있는 메탈 베어링이나, 또는 오일(oil)을 통한 유막(油膜)을 형성하여 축을 지지하도록 된 것으로서, 볼 베어링을 통한 구름 지지방식에 비하여 단가상승의 단점이 있는 반면에 고정도의 회전정도를 유지할 수 있어 근래에 들어와서 하드 디스크 드라이브(hard disk drive;HDD)나 기타 고속 회전을 요망하는 기록매체(記錄媒體)의 모터에 널리 채용되고 있다.

도 1에는 일반적인 미끄럼 베어링 지지방식을 채용한 모터를 나타내 보였다.

이는, 샤프트(shaft;10)와, 슬리브(sleeve;20) 및 허브(hob;30)와 스러스트 베어링(40)과 부쉬(50)로 대별된다.

슬리브(20)는 샤프트(10)를 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로서, 샤프트(10)를 중심으로 상호 공회전될 수 있도록 미끄럼 지지되어진다.

즉, 슬리브(20)와 샤프트(10) 사이에는 베어링면(21,22)이 형성되어 있어, 이를 통해 미끄럼 지지되게 되는 것이다.

이와같이 베어링면(21,22)을 형성함에 있어서는, 도 1에 나타내 보인 바와 같이 샤프트(10)의 상,하부 외주면상에 헤링본 형상의 그르부(11)를 형성하거나 또는 도시되지는 않았지만 슬리브(20)의 내주면에 헤링본 형상의 그르부를 형성하고 이 그르부상에 오일을 개재함으로써 상호간의 선택적인 회전시 발생되는 오일의 유막을 통해 상호 미끄럼 지지되게 되는 것이다.

한편, 이 허브(30)의 하면에는 도시되지는 않았지만 로터가 위치되며, 이 로터와 대응되는 샤프트(10) 상에는 스테이터가 위치된다.

스러스트 베어링(40)은 슬리브(20) 및 허브(30)가 회전될 때 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위하여 마련되는 것으로서, 샤프트(10)의 상부측 외주면에 결합된다.

부쉬(50)는 샤프트(10)의 상단부와 대응되는 허브(30)의 내주면에 서로 밀착되도록 위치되는 것으로서, 슬리브(20) 및 허브(30)가 회전될 때 슬리브(20)의 베어링면(21,22)과 샤프트(10) 사이에 개재되는 오일이 회전과정에서 원심력에 의해 상부로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이와같이 구성된 모터는, 도시되지 않은 로터와 스테이터에 의해 샤프트(10)를 중심으로 슬리브(20)와 허브(30)가 회전되면서 허브(30)의 외주면에 결합되는 디스크를 고속으로 회전시키게 되는 것이다.

또한 슬리브(20) 및 허브(30)의 회전과정에서 발생될 수 있는 오일의 유출을 부쉬(50)를 통해 방지하게 되는 것이다.

그러나 이와같은 종래 모터에 있어서는 다음에 열거하는 문제점이 내재되어 있다.

첫째, 샤프트(10)와 이 샤프트(10)상에 결합되는 스러스트 베어링(40)을 조립하는 과정에서 직각도(直角度)가 어긋남으로써 회전정도를 떨어뜨리는 문제점이 야기된다.

즉, 각각 단품으로 존재하는 샤프트(10)와 스러스트 베어링(40)을 상호 조립함에 있어서는 필연적으로 직각도가 나빠지게 되기 때문이다.

둘째, 베어링면(21,22) 사이의 공간부상에 존재하는 공기에 의해 회전정도의 열화를 초래할 뿐만 아니라 오일의 누유를 초래하는 문제점이 발생된다.

즉, 베어링면(21,22) 사이의 공간부상에 형성된 공기가 팽창하게 되고, 이 팽차되는 공기가 불균일하게 팽창됨으로써 회전정도를 떨어뜨리게 되며, 특히 팽창되는 힘에 의해 오일이 외부로 누유되어진다.

본 발명은 이와같은 종래 모터의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 샤프트와 스러스트 베어링간의 직각도를 유지할 수 있고 또한 베어링면 사이의 에어 배출을 용이하게 수행할 수 있어 회전정도를 향상시킬 수 있으며, 오일의 누유를 미연에 방지할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스핀들 모터의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터의 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 샤프트 110 : (헤링본형상의)그르부

200 : 슬리브 300 : 스러스트 베어링

400 : 허브 500 : 부쉬

600 : 에어 벤트구멍

610 : 메인 에어 배출구멍

620 : 보조 에어 배출구멍

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 샤프트와; 상기 샤프트의 외주면에 복수의 베어링면을 통해 미끄럼 지지되도록 끼워 삽입되는 슬리브와; 상기 샤프트의 상부 외주면에 일체로 마련되며, 상,하면에 베어링면이 형성된 스러스트 베어링과; 상기 슬리브의 외주면에 끼워 삽입되며, 외주면에 디스크가 안착되는 허브와; 상기 허브의 내측면에 끼워 삽입되며 상기 스러스트 베어링과 슬리브 사이의 오일의 누유를 방지하는 부쉬;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 상기 샤프트의 상,하부 외주면에 상기 슬리브와의 미끄럼 접촉을 위한 베어링면이 형성되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 슬리브의 상,하부 내주면에 상기 샤프트와의 미끄럼 접촉을 위한 베어링면이 형성되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 베어링면은 헤링본 형상의 그르부를 형성하여 된 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 스러스트 베어링의 상,하면에 형성되는 베어링면은 헤링본 형상의 그르부를 형성하여 된 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 헤링본 형상의 그르부는, 방전 가공을 통해 형성되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 회전축 및 스러스트 베어링의 표면에는 Tin,Tic,세락믹중 적어도 어느 하나가 선택적으로 코팅되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 샤프트와 스러스트 베어링에는 베어링면 사이의 공간부상에 유입되는 에어를 배출하기 위한 에어 벤트구멍이 형성된 것에 특징이 있다.

본 발명의 상기 에어 벤트구멍은, 상기 샤프트의 상부로부터 하부를 향하여 관통되도록 형성되는 메인 에어 배출구멍과, 상기 샤프트와 슬리브간의 베어링면 사이의 공간부 및 슬리브와 스러스트 베어링간의 베어링면 사이의 공간부로부터 상기 메인 에어 배출구멍과 연통되도록 형성되는 복수의 보조 에어 배출구멍으로 이루어진 것에 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 스핀들 모터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 3은 다른 실시예를 보인 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 샤프트(shaft;100)를 구비한다.

샤프트(100)의 외주면에는 슬리브(sleeve;200)가 끼워 삽입되는 바, 특히 상호간이 공회전될 수 있도록 복수의 베어링면을 통해 미끄럼지지된다.

이때 베어링면은 도 2에 나타내 보인 바와 같이 샤프트(100)의 상,하부 외주면에 형성할 수 있으며, 또는 도시되지는 않았지만 슬리브(200)의 상,하부 내주면에 형성될 수 있다.

이와같이 샤프트(100)의 상,하부 외주면 또는 슬리브(200)의 상,하부 내주면에 형성되는 베어링면은 도 2에 나타내 보인 바와 같이 헤링본 형상의 그르부(110)를 통해 형성될 수 있다.

한편, 샤프트(100)의 상부 외주면에는 상,하면에 베어링면이 형성된 스러스트 베어링(300)이 마련되는 바, 특히 이 스러스트 베어링(300)은 샤프트(100)의 외주면에 일체로 형성된다.

이러한 스러스트 베어링(300)의 상,하면에 형성되는 베어링면은 역시 헤링본 형상의 그르부(미도시)를 통해 형성된다.

또한 이와같이 스러스트 베어링(300)을 샤프트(100)에 일체로 형성함에 있어서는 베어링면을 즉, 헤링본 형상의 그르부는 정밀 방전가공(放電加工)을 통해 성형되어진다.

즉, 스러스트 베어링(300)의 상면에 통전이 가능한 원하는 형상의 베어링면 즉, 헤링본 형상을 형성한 뒤 이에 전류를 인가함으로써 소망하는 헤링본 형상의 그르부를 정밀하게 가공할 수 있게되는 것이다.

이때 특히 샤프트(100)와 스러스트 베어링(300)을 일체로 형성함에 있어서는, 외측면에 코팅작업을 용이하게 수행할 수 있게된다.

따라서 샤프트(100) 및 스러스트 베어링(300)의 외면에 슬리브(200)와의 마찰계수의 저감 및 표면경도의 향상과 내구성 향상을 위한 물질 예를들면 Tin,Tic,세락믹중 적어도 어느 하나가 선택적으로 코팅된다.

전술한 슬리브(200)의 외주면에는 디스크가 안착되는 허브(hob;400)가 끼워 삽입된다.

또한 허브(400)의 상부 내측면에는 슬리브(200)와 스러스트 베어링(300)간의 베어링면에서의 오일 누유를 방지하기 위한 부쉬(bush;500)가 개재된다.

한편, 전술한 샤프트(100)와 스러스트 베어링(300)에는 슬리브(200)와의 베어링면 사이의 공간부상에 존재하는 에어를 유출하기 위한 에어 벤트구멍(600)이 형성된다.

이와같이 에어 벤트 구멍(600)이 필요로 한 것은, 공간부상에 에어가 존재할 경우, 열팽창에 의한 오일의 누유를 촉진시키기 때문이며, 또한 많은 공간부상의 에어의 팽창 압력이 달라짐으로써 회전시 불안정한 회전정도를 유발하기 때문이다.

이러한 에어 벤트구멍(600)의 상세한 구조를 보면, 도 2 및 도 3에 나타내 보인 바와 같이,

샤프트(100)의 중심면에는 상,하 방향으로 메인 에어 배출구멍(610)이 관통 형성된다.

그리고 샤프트(100)와 슬리브(200) 사이의 베어링면 사이에 존재하는 공간부 및 스러스트 베어링(300)과 슬리브(200) 사이의 베어링면 사이에 존재하는 공간부로 부터는 샤프트(100)에 형성된 메인 에어 배출구멍(610)과 연통될 수 있도록 복수의 보조 에어 배출구멍(620)이 각각 형성된다.

이와같은 보조 에어 배출구멍(620)은, 도 2에 나타내 보인 바와 같이 직선적으로 형성될 수 있으며, 또는 도 3에 나타내 보인 바와 같이 소정각도로 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 에어의 배출을 용이하게 할 수 있고, 오일의 누유를 방지할 수 있도록 적절하게 보조 에어 배출구멍(620)을 형성할 수 있는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 도시되지 않은 로터와 스테이터에 의해 샤프트(100)를 중심으로 슬리브(200)와 허브(400)가 회전되면서 허브(400)의 외주면에 결합되는 디스크를 고속으로 회전시키게 되는 것이다.

또한 슬리브(200) 및 허브(400)의 회전과정에서 발생될 수 있는 오일의 유출을 부쉬(500)를 통해 방지하게 되는 것이다.

이때 슬리브(200)와 허브(400)가 회전됨에 있어서는, 슬리브(200)와 헤링본 형상의 그르부를 통해 베어링면을 형성하고 있는 샤프트(100) 및 스러스트 베어링(300)이 일체로 형성되어 있어 좀더 안정되게 회전되어진다. 즉, 회전정도의 향상을 꾀할 수 있게된다.

이는, 샤프트(100)와 스러스트 베어링(300)이 일체로 형성되어 있기 때문에 상호간의 직각도를 고정도로 유지할 수 있기 때문이다.

따라서 이들을 중심으로 슬리브(200)가 고정도로 회전할 수 있기 때문이다.

또한 샤프트(100)와 슬리브(200) 사이의 베어링면 사이에 존재하는 공간부 및 스러스트 베어링(300)과 슬리브(200) 사이의 베어링면 사이에 존재하는 공간부에 존재하는 에어를 배출시킬 수 있도록 에어 벤트구멍(600)이 형성되어 있고, 이를 통해 에어를 손쉽게 배출시킬 수 있다.

따라서 에어에 의한 회전정도의 열화를 방지할 수 있게된다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 샤프트와 스러스트 베어링을 일체로 형성함으로써 고정도의 직각도 유지가 가능하여 슬리브의 회전정도를 향상시킬 수 있는 이점을 얻게되며, 또한 베어링면 사이의 공간부에 존재하는 에어의 배출을 샤프트와 스러스트 베어링의 에어 벤트구멍을 통해 손쉽게 행할 수 있어 이를 통해서도 회전정도를 향상시킬 수 있는 이점을 얻게된다.

Claims (9)

1. 샤프트와;

   상기 샤프트의 외주면에 복수의 베어링면을 통해 미끄럼 지지되도록 끼워 삽입되는 슬리브와;

   상기 샤프트의 상부 외주면에 일체로 마련되며, 상,하면에 베어링면이 형성된 스러스트 베어링과;

   상기 슬리브의 외주면에 끼워 삽입되며, 외주면에 디스크가 안착되는 허브와;

   상기 허브의 내측면에 끼워 삽입되며 상기 스러스트 베어링과 슬리브 사이의 오일의 누유를 방지하는 부쉬;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트의 상,하부 외주면에 상기 슬리브와의 미끄럼 접촉을 위한 베어링면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브의 상,하부 내주면에 상기 샤프트와의 미끄럼 접촉을 위한 베어링면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 베어링면은 헤링본 형상의 그르부를 형성하여 된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스러스트 베어링의 상,하면에 형성되는 베어링면은 헤링본 형상의 그르부를 형성하여 된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 헤링본 형상의 그르부는, 방전 가공을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축 및 스러스트 베어링의 표면에는 Tin,Tic,세락믹중 적어도 어느 하나가 선택적으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트와 스러스트 베어링에는 베어링면 사이의 공간부상에 유입되는 에어를 배출하기 위한 에어 벤트구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 에어 벤트구멍은, 상기 샤프트의 상부로부터 하부를 향하여 관통되도록 형성되는 메인 에어 배출구멍과, 상기 샤프트와 슬리브간의 베어링면 사이의 공간부 및 슬리브와 스러스트 베어링간의 베어링면 사이의 공간부로부터 상기 메인 에어 배출구멍과 연통되도록 형성되는 복수의 보조 에어 배출구멍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.