KR20010063011A

KR20010063011A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20010063011A
Application number: KR1019990059808A
Authority: KR
Inventors: 김영주
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-07-09

Abstract

본 발명은 스핀들 모터를 개시한다.

본 발명은, 상부 내측면에 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 마련된 홀더와; 홀더의 중심면에 하단부가 압입 설치되며, 상,하 외주면에는 헤링본 형상의 그르부가 형성된 샤프트와; 샤프트상에 회전 가능하게 미끄럼 지지되는 슬리브와; 슬리브의 외주면에 함께 회전될 수 있도록 결합되며, 디스크가 안착되는 허브와; 허브의 하면에 마련되며, 스테이터를 감싸는 형태의 케이스와, 이 케이스의 내측면에 마련되는 마그네트로 이루어진 로터와; 슬리브의 상면과 인접된 샤프트의 상부 외주면에 결합되며, 상,하면에 적어도 2곳이상 복수의 헤링본 형상의 그르부가 반경방향으로 형성된 스러스트 플레이트와; 허브의 상부 내측면에 결합되어 오일의 비산을 차단하는 부쉬;를 포함하여 된 것으로서, 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위하여 스러스트 플레이트상에 두곳 이상 복수의 헤링본 형상의 그르부를 형성함으로써 최대 압력 발생부를 두곳이상 분포시켜 불평형력이 발생될 경우 이를 효과적으로 안정화 시킬 수 있는 이점이 있으며, 특히 초기 포지션으로 이동하기 위하여 역회전이 발생되어도 오일의 누유를 효과적으로 방지하여 베어링의 수명 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

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 diskdrive;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, 상부 내측면에 코어(21)와 코일(22)로 이루어진 스테이터(stator;20)가 마련된 홀더(holder;10)를 구비한다.

홀더(10)의 중심면에는 샤프트(shaft;30)의 하단부가 압입 설치되며, 이 샤프트(30)의 상,하 외주면에는 베어링면을 형성하는 것으로서, 헤링본 형상의 그르부(groove;31,32)가 소정간격으로 형성된다.

샤프트(30)의 외주면에는 슬리브(sleeve;40)가 베어링면을 통해 즉, 헤링본 형상의 그르부(31,32)를 통해 회전 가능하게 미끄럼 지지된다.

슬리브(40)의 외주면에는 함께 회전될 수 있도록 허브(hob;50)가 결합되는 바, 이 허브(50)상으로는 디스크(미도시)가 안착되어 함께 회전된다.

허브(50)의 하면에는 로터(rotor;60)가 마련되는 바, 이 로터(60)는 스테이터(20)를 감싸는 형태의 케이스(61)와, 이 케이스(61)의 내측면에 부착되는 마그네트(62)로 이루어진다.

슬리브(40)의 상면과 인접된 샤프트(30)의 상부 외주면에는 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위한 것으로서, 스러스트 플레이트(thrust plate;70)가 결합되는 바, 이 스러스트 플레이트(70)의 상,하면에는 도 2에 나타내 보인 바와 같이, 반경방향을 따라 하나의 헤링본 형상의 그르부(71)가 형성된다.

미설명부호(80)은, 허브(50)의 상부 중심면에 결합되어 오일의 비산을 차단하는 부쉬(bush)이다.

이와같이 구성된 모터는, 스테이터(20)와 로터(60) 사이에서 발생된 회전 전자기력을 통해 샤프트(30)를 중심으로 슬리브(40)와 허브(50)가 고속으로 회전하면서 허브(50)상에 안착된 디스크를 회전시키게 되는 것이다.

그러나 이와같은 종래 모터에 있어서는, 샤프트(30)와 스러스트 플레이트(70)간의 압력 불균형에 의한 모터의 진동이 유발될 우려가 야기되고, 또한 오일의 누유에 따른 수명저하를 초래하는 문제점이 야기된다.

먼저, 모터의 진동이 유발되는 것은, 모터가 구동되지 않는 상태에서는 스러스트 플레이트(70)의 헤링본 형상의 그르부(71)상에 균일한 오일의 분포가 이루어지는 것이지만, 모터의 구동시에는 도 2에 나타내 보인 바와 같이, 오일이 중앙으로 집중되는 형상이 초래되어 일종의 원형 선접촉에 의한 스러스트 방향으로의 하중 지지구조가 초래되기 때문이다.

이와같이 선접촉에 의한 스러스트 방향으로의 하중 지지구조가 초래될 경우에는 스러스트 플레이트(70)와 샤프트(30)간의 직각도가 매우 정밀하게 이루어지지 않게되면, 즉, 약간의 비틀림이 발생되어도 심한 진동을 초래하게 된다.

한편, 오일의 누유가 초래되는 현상은, 통상적으로 모터의 초기 구동시에는 초기 포지션(position)을 확인하기 위하여 강제적으로 구동 가능한 포지션으로 이동시키기 위한 회전이 발생되는 바, 이때 경우에 따라서는 역방향으로의 회전이 발생된다.

이와같이 역회전시에는 스러스트 플레이트(70)의 그르부(71)상에 유입되는오일의 량이 매우 적기 때문에 쉽게 누유가 발생되고, 이에의해 베어링의 수명이 저하되어 심하게는 모터의 기능을 수행하지 못하게된다.

본 발명은 이와같은 종래 모터의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 스러스트 방향으로 안정된 하중 지지능력을 확보할 수 있게되어 모터의 구동시 진동 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 특히 오일의 누유를 미연에 차단하여 수명을 연장시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스핀들 모터의 단면도,

도 2는 종래 스핀들 모터에 있어서, 스러스트 플레이트를 발췌하여 나타낸 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터에 있어서, 스러스트 플레이트를 발췌하여 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 홀더 20 : 스테이터

21 : 코어 22 : 코일

30 : 샤프트 31,32 : (헤링본 형상의)그르부

40 : 슬리브 50 : 허브

60 : 로터 61 : 케이스

62 : 마그네트 80 : 부쉬

100 : 스러스트 플레이트

110,120 : (헤링본 형상의)그르부

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 상부 내측면에 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 마련된 홀더와; 상기 홀더의 중심면에 하단부가 압입 설치되며, 상,하 외주면에는 헤링본 형상의 그르부가 형성된 샤프트와; 상기 샤프트상에 회전 가능하게 미끄럼 지지되는 슬리브와; 상기 슬리브의 외주면에 함께 회전될 수 있도록 결합되며, 디스크가 안착되는 허브와; 상기 허브의 하면에 마련되며, 상기 스테이터를 감싸는 형태의 케이스와, 이 케이스의 내측면에 마련되는 마그네트로 이루어진 로터와; 상기 슬리브의 상면과 인접된 샤프트의 상부 외주면에 결합되며, 상,하면에 적어도 2곳이상 복수의 헤링본 형상의 그르부가 반경방향으로 형성된 스러스트 플레이트와; 상기 허브의 상부 내측면에 결합되어 오일의 비산을 차단하는 부쉬;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터에 있어서, 스러스트 플레이트를 발췌하여 나타낸 평면도이다. 그리고 이하에서는 도 1을 참조하여 설명하며 동일부품에는 동일한 부호를 부여하였다.

먼저 도 1을 참조하면, 상부 내측면에 코어(21)와 코일(22)로 이루어진 스테이터(stator;20)가 마련된 홀더(holder;10)를 구비한다.

슬리브(40)의 상면과 인접된 샤프트(30)의 상부 외주면에는 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위한 것으로서, 실질적으로 본 발명의 특징적인 요소를 갖는 스러스트 플레이트(thrust plate;100)가 결합된다.

이 스러스트 플레이트(100)의 상,하면에는 도 3에 나타내 보인 바와 같이, 반경방향을 따라 적어도 2곳 이상 복수의 헤링본 형상의 그르부(110,120)가 형성된다.

이때 헤링본 형상의 그르부(110,120)는 도시된 바와 같이 2곳 정도 형성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 모터의 용량에 따라 적절히 변경 가능한 것이다.

이때 슬리브(40)가 고속으로 회전하는 과정에서 슬리브(40)와 스러스트 플레이트(100)간에는 스러스트 방향으로의 하중을 지지할 수 있도록 일종의 베어링면이 형성되게 된다.

이러한 베어링면은 스러스트 플레이트(100)상에 형성된 헤링본 형상의 그르부(110,120)가 두곳 이상 복수 형성되어 있기 때문에 샤프트(30)와 인접된 중앙 부분에 압력이 집중적으로 걸리지 않고, 일종의 압력 분포가 이루어진다.

즉, 스러스트 하중 지지능력이 2곳에서 이루어지게 됨으로써 스러스트 플레이트(100)와 샤프트(30)간의 직각도가 틀어져 압력의 불평형력이 발생될 경우, 효과적으로 회전정도를 안정화 시킬 수 있게된다.

또한 스러스트 플레이트(100)의 헤링본 형상의 그루브(110,120)상에 충분한 오일의 존재하게 되고, 오일의 누유 경로가 길게되는 효과를 얻게됨으로써 초기 포지션으로 이동하기 위하여 약간의 역회전이 발생될 경우에도, 오일의 누유를 억제할 수 있으며, 이를 통해 베어링의 수명연장을 도모할 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, 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위하여 스러스트 플레이트상에 두곳 이상 복수의 헤링본 형상의 그르부를 형성함으로써 최대 압력 발생부를 두곳이상 분포시켜 불평형력이 발생될 경우 이를 효과적으로 안정화 시킬 수 있는 이점이 있으며, 특히 초기 포지션으로 이동하기 위하여 역회전이 발생되어도 오일의 누유를 효과적으로 방지하여 베어링의 수명 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

Claims

상부 내측면에 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 마련된 홀더와;

상기 홀더의 중심면에 하단부가 압입 설치되며, 상,하 외주면에는 헤링본 형상의 그르부가 형성된 샤프트와;

상기 샤프트상에 회전 가능하게 미끄럼 지지되는 슬리브와;

상기 슬리브의 외주면에 함께 회전될 수 있도록 결합되며, 디스크가 안착되는 허브와;

상기 허브의 하면에 마련되며, 상기 스테이터를 감싸는 형태의 케이스와, 이 케이스의 내측면에 마련되는 마그네트로 이루어진 로터와;

상기 슬리브의 상면과 인접된 샤프트의 상부 외주면에 결합되며, 상,하면에 적어도 2곳이상 복수의 헤링본 형상의 그르부가 반경방향으로 형성된 스러스트 플레이트와;

상기 허브의 상부 내측면에 결합되어 오일의 비산을 차단하는 부쉬;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.