KR20060111816A - 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터부를 회전가능하게 결합시키기 위한 스핀들 모터의 베어링하우징 결합구조에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터는 회전자를 회전가능하게 결합시키는 베어링하우징; 상기 베어링하우징이 결합되는 홀 및 제1결합부가 형성되는 베이스플레이트; 상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되고 상기 베어링하우징과 결합되는 버링부가 형성되는 하우징가이드; 상기 베이스플레이트 상면에 고정되는 회로기판; 및 상기 회로기판으로부터 전원을 공급받고 상기 베어링하우징과 결합되는 코어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제품에 이용되는 경우 축수직도가 다시 변형되거나, 넥보정 공정상에서 모터 구성부에 결함이 생기는 현상을 방지할 수 있고, 과도한 공차관리에 의하지 않고도 모터의 각 구성부를 정확한 위치에서 결합시킬 수 있는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터 및 그 제조 방법{Spindle motor being capable of settling vertical axis degree and maufacturing method thereof}
도 1은 종래의 슬림형 스핀들 모터의 구조를 도시한 측단면도.
도 2는 종래의 하프 하이트 스핀들 모터의 구조 일부를 도시한 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 구조를 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 제작 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 하우징가이드 및 베이스플레이트가 결합되는 상태를 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 베이스플레이트 및 베어링하우징이 결합되는 상태를 도시한 측단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
110: 베이스플레이트 112: 삽입홀
114: 중앙홀 120: 하우징가이드
122: 삽입돌기 124: 버링부
130: 베어링하우징 140: 베어링
150: 와셔 160: 쓰러스트플레이트
170: 코어 180: 회로기판
본 발명은 스핀들 모터(Spindle motor)의 베어링하우징 결합구조에 관한 것이다.
일반적으로, 스핀들모터는 프로젝션 TV, 홈시어터 장비, 컴퓨터용 드라이브 등 정밀 회전장치를 필요로 하는 전자 제품에 널리 사용되고 있다. 스핀들모터는 작은 사이즈로서 고속 회전이 가능하고 정밀 제어가 용이하며 소비전력이 작은 점 등 여러가지 장점으로 인하여 향후 그 사용이 증대될 전망이다.
여기서, 종래의 스핀들 모터의 구조에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 슬림형(slim type) 스핀들 모터(10)의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 1에 의하면, 종래의 슬림형 스핀들 모터(10)는 베이스플레이트(Base Plate)(11), 회로기판(PCB: Printed Circuit Board)(12), 베어링하우징(Bearing Housing)(13), 베어링(Bearing)(14), 코어(Core)(18), 와셔(Washer)(15), 쓰러스트플레이트(Thrust Plate)(16) 및 쓰러스트스탑퍼(Thrust Stopper)(17)를 포함하여 구성된다.
종래의 조립구조에 의하면, 상기 베어링하우징(13)에 베어링(14)이 압입되고 그 저면으로 와셔(15), 쓰러스트플레이트(16)와 쓰러스트스탑퍼(17)가 조립된 후 조립된 베어링하우징(13)은 상기 베이스플레이트(11)와 결합된다.
상기 쓰러스트스탑퍼(17)와 베이스플레이트(11)는 각각 상기 베어링하우징(13)의 끝단부(a, b)가 코킹되어 결합된다.
이어서, 상기 회로기판(12)이 베이스플레이트(11)면에 고정되고, 코어(18)는 회로기판(12)과 베어링하우징(13)에 각각 저면 및 측면이 결합되어 상기 회로기판(12)으로부터 전원을 공급받는다.
이와 같이, 고정자(스테이터)가 조립되면 상기 베어링하우징 내부로 회전자(로터; 도 1에 도시되지 않음)가 삽입되는데, 회전자는 샤프트, 로터요크, 영구자석 등으로 이루어지고, 상기 코어(18)과의 자계 반발력으로 인하여 회전하게 된다.
전술한 구조를 가지는 종래의 슬림형 스핀들 모터(10)에서 상기 베어링하우징부(13) 및 베이스플레이트(11)는 정확히 수직을 이루는 것이 바람직한데, 보통 최소 2~3°에서 최대 10°이상의 각 차이를 이루어 베어링하우징부(13)가 기울어지는 경우가 발생한다.
이러한 경우 로터부는 회전시 편심 부하를 가지게 되고, 모터 기능에 이상이 초래되거나 모터의 수명이 단축되게 된다.
상기의 문제점을 방지하게 위하여 종래에는, 상기 베어링하우징(13)이 최종적으로 조립된 후 조립지그에 베어링하우징(13)이 내삽되어 축수직도 보정 공정을 거치는데, 이때 베이스플레이트(11) 면의 3점을 기준으로 하여 상기 베어링하우징(13)에 물리적인 압박이 가해진다(흔히, "넥(neck)보정 공정"이라 한다).
하지만, 보정 공정 상에서 무리한 힘이 가해지는 경우 상기 베어링하우징(13), 베어링(14)에 변형이 생길 수 있고, 보정이 된 후에도 결합구조의 관성에 의 하여 축이 다시 기울지는 경우가 있다.
스핀들 모터의 생산 공정 중에서 상기 넥보정 공정은 번거롭고 불량품이 발생되는 공정으로서 생산성 저하의 요인으로 작용한다.
도 2는 종래의 하프 하이트(Half Height) 스핀들 모터(20)의 구조 일부를 도시한 측단면도이다.
도 2에 의하면, 종래의 하프 하이트 스핀들 모터(20)는 베어링하우징(21), 베이스플레이트(22), 회로기판(23), 쓰러스트플레이트(24), 베어링(25) 및 코어(26)를 포함하여 구성된다.
상기 베어링하우징(21)은 슬림형 스핀들 모터(10)처럼 쓰러스트스탑퍼(17)를 구비하지 않고 저면이 일체형으로 형성되고, 버링부(c)가 형성된 상기 베이스플레이트(22)에 압입되어 결합된다.
상기 쓰러스트플레이트(24), 베어링(25) 등도 베어링하우징(21)의 상면으로 내삽/압입되고, 상기 코어(26)는 회로기판(23)에 지지되지 않은 채 접착부재를 통하여 상기 베어링하우징(21)에 결착되거나 혹은 압입되어 결합되는 구조를 가진다.
그러나, 상기 코어(26)가 부가적인 지지구조물 없이 상기 베어링하우징(21)에 접착되거나 압입되게 되면, 접착이 응고되기까지 많은 시간이 소요되고, 코어(26)의 내경과 베어링하우징(21)의 외경에 공차가 발생되는 경우 압입 자체가 불가능하게 되거나 결합 위치에 이상이 생길 수 있다. 또한, 코어(26)의 내경이 너무 작게 형성되면 큰 압입량이 적용되게 되므로 코어(26)에 변형이 생기는 문제점이 있다.
한편, 도 1을 참조하여 전술한 슬림형 스핀들 모터(10)의 경우 상기 하프 하이트 스핀들 모터(20)와 같이 그 구조를 응용할 수 있으나, 슬림형 스핀들 모터(10)의 베이스플레이트(11)는 두께가 상대적으로 얇게(약 0.6mm 내지 0.8mm) 형성되므로 압입에 의한 변형이 발생될 확률이 높다.
또한, 상기 슬림형 스핀들 모터(10)의 베이스플레이트(11)에 버링부를 형성하는 경우 그 두께가 두꺼워져야 하므로 슬림형 모터에 적용하기에는 적당하지 않은 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 조립 후에 넥보정 공정을 수행하지 않고 조립 시에 축수직도를 용이하게 보정할 수 있도록 베이스플레이트, 베어링하우징 등의 구성부 구조가 개선된 스핀들 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 두께가 얇게 형성되면서도 베어링하우징 및 베이스플레이트가 정확한 축수직도 및 결합위치를 이루어 견고하게 결합될 수 있는 구조의 스핀들 모터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정확한 축수직도를 이루어 스테이터부를 구성함에 있어서, 각 구성부가 용접, 접착 및 압입 등과 같은 다양한 결합 방식을 이용하여 결합될 수 있는 구조의 스핀들 모터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터는 회전자를 회전가능하게 결합시키는 베어링하우징; 상기 베어링하우징 이 결합되는 홀 및 제1결합부가 형성되는 베이스플레이트; 상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되고 상기 베어링하우징과 결합되는 버링부가 형성되는 하우징가이드; 상기 베이스플레이트 상면에 고정되는 회로기판; 및 상기 회로기판으로부터 전원을 공급받고 상기 베어링하우징과 결합되는 코어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법은 베이스플레이트의 결합부 및 하우징가이드의 결합부가 결합되는 단계; 컵형상의 베어링하우징에 쓰러스트플레이트 및 베어링이 삽입고정되는 단계; 상기 베어링하우징은 조립지그의 고정돌기에 삽입된 후, 상기 베이스플레이트의 홀 및 상기 하우징가이드의 버링부에 결합되면서 축수직도가 보정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터 및 스핀들 모터의 제작 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 3에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터는 베이스플레이트(110), 회로기판(180), 하우징가이드(120), 베어링하우징(130), 베어링(140), 와셔(150), 쓰러스트플레이트(160) 및 코어(170)를 포함하여 구성된다.
우선, 상기 베어링하우징(130)은 드로잉 가공(참고로, 판형태의 재료를 관형 태로 가공하는 기술)을 통하여 컵형상을 갖는데, 그 저면에 볼록단이 형성된다.
상기 컵형상의 베어링하우징(130)의 저면은 종래 스핀들 모터의 쓰러스트스탑퍼의 기능을 하게 되며, 이러한 베어링하우징(130)이 종래에는 절삭 공정을 통하여 제작된 것에 비하면 보다 효율적이라 할 수 있다.
상기 베어링하우징(130)의 내부에는 순차적으로 쓰러스트플레이트(160), 와셔(150) 및 베어링(140)이 내삽되는데, 상기 쓰러스트플레이트(160)는 상기 베어링하우징(130)의 저면 블록단에 위치된다.
상기 쓰러스트플레이트(160)는 베어링(140)을 관통한 회전자의 샤프트(도시되지 않음)의 끝단을 지지하는 구조물로서, 회전시 마찰을 감소시키는 역할을 수행한다.
그리고, 상기 와셔(150)는 베어링하우징(130) 내부에 수용되는 오일이 역류하는 것을 방지하고, 상기 베어링(140)은 마찰을 줄여 회전자의 샤프트가 고속 회전되도록 한다.
이어서, 상기 베이스플레이트(110)의 중앙에는 베어링하우징(130)이 위치되는 중심홀(114)이 형성되고 회로기판(180)과 베어링하우징(130)이 위치되는 사이의 영역에 다수개의 삽입홀(112)이 구비된다.
상기 중심홀(114)에는 베어링하우징(130)의 저면에 형성된 볼록단이 삽입되고, 상기 삽입홀(112)에는 하우징가이드(120)에 형성된 삽입돌기(122)가 결합되는데, 상기 삽입홀(112)은 3개 내지 6개 정도로 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 하우징가이드(120)는 기본적으로 베어링하우징(130)을 감싸는 도 우넛 형태의 판구조를 가지나, 상기 베어링하우징(130)과 접촉되는 끝단은 절곡되어 버링부(124)를 형성한다.
이때, 상기 하우징가이드(120)에 버링부(124)가 형성됨에 있어서, 하프 블랭킹 가공과 같은 가공 기술이 이용될 수 있을 것이다.
또한, 상기 하우징가이드(120)는 전술한 베이스플레이트(110)의 삽입홀(112)들과 대응되는 위치에 삽입돌기(122)를 형성하는데, 상기 삽입홀(112)에 삽입되며, 전술한 바와 같이 3개 내지 6개로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 베이스플레이트(110)의 삽입홀(112)에 하우징가이드(120)의 삽입돌기(122)가 결합됨에 있어서, 소정의 조립공차를 가지고 압입되거나 용접됨으로써 견고하게 결합될 수 있다.
이와 같이, 상기 베이스플레이트(110)에 하우징가이드(120)가 고정되면, 상기 베어링하우징(130)이 결합되는데, 전술한 바와 같이 베이스플레이트(110)의 중심홀(114)에 그 저면의 볼록단이 삽입되고 상기 하우징가이드(120)의 버링부(124)는 베어링하우징(130)의 측면과 결합된다.
여기서, 상기 베어링하우징(130)이 조립공차를 가지고 하우징가이드(120)에 압입되면 그 내부에 위치되는 베어링(140)이 수축되어 샤프트의 회전을 방해할 소지가 있으므로, 버링부(124)의 내경이 베어링하우징(130)의 외경보다 조금 넓게 형성되도록 조립공차를 가지는 것이 좋다.
대신, 상기 하우징가이드(120)의 버링부(124)와 이에 접촉되는 베어링하우징(130)의 측면에는 접착부재가 도포되어 하우징가이드(120)와 베어링하우징(130)이 결합될 수 있다.
상기 회로기판(180)은 베이스플레이트(110)의 상면에 고정되고 그 위로 상기 코어(170)가 고정되어 상기 회로기판(180)으로부터 전원을 공급받는다.
상기 코어(170)는 전원이 공급되면 전자계를 형성함으로써 회전자의 영구자석과 반발력이 작용하고 회전자가 회전한다.
도 3에 의하면, 상기 코어(170)는 회로기판(180) 상측으로 돌출된 지지물에 의하여 고정되고, 상기 베어링하우징(130)과 외부면으로 결합되는데, 이때 상기 하우징가이드(120)의 버링부(124) 상측 끝단은 코어(170)의 접촉단을 밑쪽에서 지지함으로써 종래의 스핀들 모터 상의 안착단 기능을 하게 된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4에 의하면, 처음으로, 상기 베이스플레이트(110)의 삽입홀(112)에 하우징가이드(120)의 삽입돌기(122)가 삽입되는데, 상기 삽입돌기(122)는 삽입홀(112)에 압입되거나 삽입된 후 용접되어 고정된다(S100).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 하우징가이드(120) 및 베이스플레이트(110)가 결합되는 상태를 도시한 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 베이스플레이트(110) 및 베어링하우징(130)이 결합되는 상태를 도시한 측단면도이다.
이어서, 상기 베어링하우징(130)에는 쓰러스트플레이트(160), 와셔(150) 및 베어링(140)이 삽입/고정되고(S105), 상기 베어링하우징(130)은 뒤집힌 상태에서 조립지그상에 형성된 샤프트가이드(고정돌기)에 결합된다(S110).
상기 베어링하우징(130)이 샤프트가이드에 결합되면, 하우징가이드(120)의 버링부(124) 내측과 상기 버링부(124)와 접촉되는 베어링하우징(130)의 측면에 접착부재가 도포된다(S115).
그리고, 하우징가이드(120)가 결합된 베이스플레이트(110) 역시 뒤집힌 상태에서 상측으로 상기 베어링하우징(130)에 결합되는데(S120), 베어링하우징(130)의 저면측 블록단은 베이스플레이트(110)의 중심홀(114)에 삽입되고 측면으로는 상기 버링부(124)에 의하여 접착된다.
다음으로, 접착부재가 경화되기 전에 상기 조립지그의 고정돌기 및 베이스플레이트(110)면을 기준으로 하여 수직도를 측정하고, 이에 따라 상기 베어링하우징(130)의 기울기가 조정한다(S125).
여기서, 상기 회로기판(180)이 베이스플레이트(110)와 결합되는 공정은 그 순서가 필수적으로 정해진 것은 아니나, 하우징가이드(120)가 결합되기 전에 베이스플레이트(110)와 먼저 고정되는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 코어(170)가 회로기판(180)에 구비된 지지물에 고정되는데, 하우징가이드(120)의 버링부(124)에 그 저면 끝단이 안착되고, 내부 측면은 베어링하우징(130)과 결합된다(S130).
상기 코어(170)의 내부 측면 및 베어링하우징(130)은 접착부재를 이용하여 더 견고하게 결합될 수 있을 것이다.
이와 같이 하여, 본 발명에 의한 스핀들 모터의 고정자가 완성되면, 상기 스테이터부는 조립지그 상에서 분리되고 회전자가 베어링하우징(130)의 베어링(140) 사이로 결합된다(S135).
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터에 의하면, 모터가 조립된 후에 넥보정 공정을 별도로 수행할 필요가 없으므로, 제품에 이용되는 경우 축수직도가 다시 변형되거나, 넥보정 공정상에서 모터 구성부에 결함이 생기는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 축수직도를 정확하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 과도한 공차관리에 의하지 않고도 모터의 각 구성부를 정확한 위치에서 결합시킬 수 있는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 불량품의 발생을 감소시킬 수 있고, 생산 공정을 단축하 여 생산 효율을 증대시킬 수 있으며, 두께를 최소화하면서도 안정적인 성능을 유지하고 수명이 길어지는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터를 제공할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 회전자를 회전가능하게 결합시키는 베어링하우징;
    상기 베어링하우징이 결합되는 홀 및 제1결합부가 형성되는 베이스플레이트;
    상기 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되고 상기 베어링하우징과 결합되는 버링부가 형성되는 하우징가이드;
    상기 베이스플레이트 상면에 고정되는 회로기판; 및
    상기 회로기판으로부터 전원을 공급받고 상기 베어링하우징과 결합되는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 코어는
    상기 베어링하우징과 결합됨에 있어서, 상기 하우징가이드의 버링부의 상면에 안착되어 지지되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1결합부 및 제2결합부는 쌍을 이루어 다수개로 구비되며,
    상기 제1결합부는 삽입홀로 형성되고, 상기 제2결합부는 삽입돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징가이드는
    하프 블랭킹 가공을 통하여 상기 버링부가 형성되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징가이드의 버링부의 내경 및 상기 베어링하우징의 외경은 소정의 조립공차를 가지고, 접착부재가 도포되어 결합되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 베어링하우징은
    컵형상을 가짐으로써 폐쇄된 저면은 쓰러스트스탑퍼의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 베어링하우징은
    드로잉 가공을 통하여 상기 컵형상이 형성되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 베어링하우징은
    상기 컵형상의 저면에 볼록단이 형성되어 상기 베이스플레이트의 홀에 결합되는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터.
  9. 스핀들모터의 제작 방법에 있어서,
    베이스플레이트의 결합부 및 하우징가이드의 결합부가 결합되는 단계;
    컵형상의 베어링하우징에 쓰러스트플레이트 및 베어링이 삽입고정되는 단계;
    상기 베어링하우징은 조립지그의 고정돌기에 삽입된 후, 상기 베이스플레이트의 홀 및 상기 하우징가이드의 버링부에 결합되면서 축수직도가 보정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 결합부가 결합되는 단계는
    상기 베이스플레이트의 결합부 및 상기 하우징가이드의 결합부가 압입되거나 용접되어 결합되는 단계인 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 축수직도가 보정되는 단계는
    상기 베어링하우징부의 측하단면 및 상기 버링부의 내면에 접착부재가 도포되어 결합되는 단계인 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 축수직도가 보정되는 단계는
    상기 조립지그의 고정돌기 및 상기 베이스플레이트면의 수직도를 기준으로 하는 단계인 것을 특징으로 하는 축수직도 조정이 용이한 스핀들 모터의 제작 방 법.
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