KR20020006737A - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터를 개시한다.

본 발명은, 상면에 회로기판이 안착되고, 중심 상면으로 부터는 상부 방향을 향하여 가이드 보스가 연장 형성되고, 가이드 보스의 외주면에는 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 고정 설치된 플레이트와; 플레이트의 가이드 보스 내주면에 끼워 삽입되며, 샤프트가 미끄럼 지지되는 베어링과; 샤프트의 상단부에 스테이터를 감싸는 형태로 결합되는 케이스와, 이 케이스의 내측면에 스테이터와 자기중심이 일치되도록 고정 설치되는 마그네트로 이루어진 로터;를 포함하여 된 것으로서, 별도의 하우징 없이 플레이트상에 가이드 보스를 일체로 마련하여 이에 베어링을 개재한 것이어서, 부품수 감소에 따른 단가절감과 조립 작업성의 향상을 꾀한 이점이 있다.

또한 마그네트와 스테이터간의 자기중심을 일치시킨 것이어서, 샤프트의 회전정도를 향상시킨 이점이 있으며, 자기중심 일치에 따른 로터의 부상시 발생되는 문제점을 흡입 마그네트를 통해 방지할 수 있게됨으로써 회전안정성을 도모한 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 disk drive;HDD)나 CD-ROM등 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 외측면에 코어(21)와 코일(22)로 이루어진 스테이터(stator;20)가 마련된 하우징(housing;10)을 구비한다.

하우징(10)의 중심 내면에는 메탈 베어링(metal bearing;30)이 억지 끼워 삽입되며, 메탈 베어링(30)의 내주면으로는 샤프트(shaft;40)가 미끄럼 지지된다.

즉, 샤프트(40)는 메탈 베어링(30)에 끼워 삽입됨으로써 레디얼 방향으로의 하중 지지능력을 확보하게 되는 것이다.

그리고 샤프트(40)의 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하기 위한 것으로서, 하우징(10)의 하단부에는 스러스트 플레이트(thrust plate;50)가 마련된 홀더(holder;60)가 개재된다.

한편, 샤프트(40)의 상단부에는 전술한 스테이터(20)와 함께 회전 전자기력을 발생하는 것으로서, 케이스(case;71)와 이 케이스(71)이 내주면에 결합되는 마그네트(72)로 이루어진 로터(70)가 결합된다.

미설명부호(80)은 플레이트이다.

이러한 구성을 갖는 종래 스핀들 모터는, 로터(70)와 스테이터(20) 사이에서 발생되는 회전 전자기력을 통해 샤프트(40)가 메탈 베어링(30)을 중심으로 고속으로 회전하는 것이다.

이와같이 샤프트(40)의 회전과정에서 메탈 베어링(30)의 접촉면을 통해 레디얼 방향으로의 하중 지지능력을 확보하게 되며, 동시에 샤프트(40)의 하단부와 접촉된 스러스트 플레이트(50)를 통해 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 확보하게 되는 것이다.

그러나 이와같은 종래 스핀들 모터에 있어서는, 다음에 열거하는 많은 문제점을 내재하고 있다.

첫째, 도 1에 나타내 보인 바와 같이, 마그네트(72)와 스테이터(20)간의 자기중심이 불일치 됨으로써 초기 회전시 미세하나마 회전정도가 떨어지는 문제점이 야기된다.

즉, 샤프트(40)가 고정도로 회전하기 위해서는 마그네트(72)와 스테이터(20)간의 자기 중심이 일치되어야 한다.

그러나 마그네트(72)와 스테이터(20)간의 자기중심이 일치될 경우에는 샤프트(40)와 함께 로터(70)가 회전할 때 회전 관성력에 의해 상부 방향으로 부상(浮上)하려는 힘을 받게된다.

이를 보상하기 위하여 마그네트(72)와 스테이터(20)간의 자기중심을 상호 불일치 시키게 되는 바, 이에의해 샤프트(40)의 회전정도가 떨어지는 문제점이 발생되는 것이다.

둘째, 메탈 베어링(30)을 개재하기 위한 하우징(10)을 구비하여야 함으로써 부품수 증가에 따른 단가상승과 조립 작업성의 저하를 초래하는 문제점이 내재되어 있다.

본 발명은 이와같은 종래 스핀들 모터의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 샤프트의 회전 안정성을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 부품수 감소에 따른 코스트 절감과 조립 작업성의 향상을 꾀할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스핀들 모터의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 플레이트 110 : 가이드 보스

200 : (메탈)베어링 300 : 로터

310 : 케이스 320 : 마그네트

400 : 스테이터 410 : 코어

420 : 코일 500 : 샤프트

600 : 홀더 610 : 스러스트 플레이트

700 : 흡입 마그네트

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 상면에 회로기판이 안착되고, 중심 상면으로 부터는 상부 방향을 향하여 가이드 보스가 연장 형성되고, 가이드 보스의 외주면에는 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 고정 설치된 플레이트와; 상기 플레이트의 가이드 보스 내주면에 끼워 삽입되며, 샤프트가 미끄럼 지지되는 베어링과; 상기 샤프트의 상단부에 스테이터를 감싸는 형태로 결합되는 케이스와, 이 케이스의 내측면에 스테이터와 자기중심이 일치되도록 고정 설치되는 마그네트로 이루어진 로터;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 플레이트의 가이드 보스 상부 내주면에는 상기 로터의 상부 방향으로의 부상을 방지하기 위한 흡입 마그네트가 더 개재된 것에 있다.

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

도 2는 본 발명에 따른 스핀들 모터의 단면도이다. 그리고 이하에서는 도 1을 참조하여 설명하며 동일부품에는 동일한 부호를 부여하였다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 크게 플레이트(plate;100)와 베어링(bearing;200) 그리고 로터(rotor;300)로 대별된다.

플레이트(100)는 금속으로 성형된 것으로서, 상부 내측면에는 회로기판(P)이 위치되며, 중심면으로 부터는 일체로 상부 방향을 향하여 가이드 보스(guide boss;110)가 연장 형성된다.

플레이트(100)의 가이드 보스(110) 외주면으로는 코어(410)와 이에 권선되는 코일(420)로 이루어진 스테이터(stator;400)가 마련된다.

플레이트(100)의 가이드 보스(110) 상으로는 베어링 즉, 메탈 베어링(200)이 개재되며, 이 메탈 베어링(200)에는 샤프트(shaft;500)가 미끄럼 지지된다.

로터(300)는 샤프트(400)상에 고정 설치되어 함께 회전하는 것으로서, 크게 케이스(case;310)와 마그네트(320)로 이루어진다.

케이스(310)는 샤프트(400)의 상단부에 고정 설치되며, 특히 스테이터(400)를 감싸는 형태로 고정 설치된다.

마그네트(320)는 케이스(310)의 내측면에 고정 설치되는 것으로서, 스테이터(400)와 함께 회전 전자기력을 발생시키는 역할을 한다.

또한 마그네트(320)는 스테이터(400)와 자기중심이 일치되도록 고정 설치된다.

한편, 전술한 플레이트(100)의 가이드 보스(110) 하단부에는 샤프트(500)의 하단부와 접촉되어 스러스트 방향으로의 하중 지지능력을 부여하는 스러스트 플레이트(610)가 마련된 홀더(holder;600)가 개재된다.

또한 가이드 보스(110)의 상단부에는 흡입 마그네트(700)가 더 개재되는 바, 이 흡입 마그네트(700)는 마그네트(320)와 스테이터(400)간의 자기중심이 일치되도록 조립함에 있어서 발생될 수 있는 전체 로터(300)의 상부 방향으로의 부상하려는 힘을 억제하여 항상 일치된 자기중심을 유지할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 로터(300)와스테이터(400) 사이에서 발생되는 회전 전자기력을 통해 샤프트(500)가 메탈 베어링(200)을 중심으로 고속으로 회전한다.

이때 스테이터(400)와 로터(300)의 마그네트(320)의 자기중심이 상호 일치된 것이기 때문에 샤프트(400)의 회전정도를 향상시킬 수 있게되며, 스테이터(400)와 마그네트(320)간의 자기중심 일치시 발생될 수 있는 로터(300)의 부상력은 가이드 보스(110)의 상부 내측면에 고정 설치되는 흡입 마그네트(700)가 로터(300)의 케이스(310)를 잡아당기는 힘을 통해 이를 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, 별도의 하우징 없이 플레이트상에 가이드 보스를 일체로 마련하여 이에 베어링을 개재한 것이어서, 부품수 감소에 따른 단가절감과 조립 작업성의 향상을 꾀한 이점이 있다.

또한 마그네트와 스테이터간의 자기중심을 일치시킨 것이어서, 샤프트의 회전정도를 향상시킨 이점이 있으며, 자기중심 일치에 따른 로터의 부상시 발생되는 문제점을 흡입 마그네트를 통해 방지할 수 있게됨으로써 회전안정성을 도모한 이점이 있다.

Claims (2)

1. 상면에 회로기판이 안착되고, 중심 상면으로 부터는 상부 방향을 향하여 가이드 보스가 연장 형성되고, 가이드 보스의 외주면에는 코어와 코일로 이루어진 스테이터가 고정 설치된 플레이트와;

   상기 플레이트의 가이드 보스 내주면에 끼워 삽입되며, 샤프트가 미끄럼 지지되는 베어링과;

   상기 샤프트의 상단부에 스테이터를 감싸는 형태로 결합되는 케이스와, 이 케이스의 내측면에 스테이터와 자기중심이 일치되도록 고정 설치되는 마그네트로 이루어진 로터;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트의 가이드 보스 상부 내주면에는 상기 로터의 상부 방향으로의 부상을 방지하기 위한 흡입 마그네트가 더 개재된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.