KR20070107850A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20070107850A
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bearing
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circumferential surface
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김용주
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

베어링하우징에 저장된 오일의 누설을 방지한 스핀들 모터가 개시된다. 상기 스핀들 모터는 회전축의 외주면에 복수의 치(齒)가 형성되므로, 회전축이 회전하면, 베어링하우징에 저장된 오일 및 베어링에 함침된 오일이 치의 산(山) 부위에 모이게 된다. 그런데, 치의 산 부위의 면적이 작으므로, 치의 산 부위에 모인 오일에 작용하는 표면장력이 회전축의 회전에 의하여 발생하는 원심력 보다 작다. 이로인해, 치의 산 부위에 모인 오일이 원심력에 의하여 치의 산 부위에서 떨어져 베어링하우징의 내부로 다시 유입된다. 그러므로, 회전축과 스러스트 플레이트의 마모가 지연되고, 이로인해 제품의 신뢰성이 향상된다. 또한, 베어링에 함침된 오일도 치로 인하여 누설되는 것이 방지되므로, 베어링의 수명이 연장된다.

Description

스핀들 모터 {SPINDLE MOTOR}
도 1a는 종래의 스핀들 모터의 단면도.
도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도.
도 3a는 도 2의 "B"부 확대도.
도 3b는 도 3a에 도시된 회전축의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 베어링하우징 120 : 베어링
130 : 회전축 131,135 : 치
140 : 고정자 150 : 회전자
160 : 스토퍼 180 : 스러스트 플레이트
본 발명은 베어링하우징에 저장된 오일의 누설을 방지한 스핀들 모터에 관한 것이다.
도 1a는 종래의 스핀들 모터의 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도로 서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 베이스(11)에 기립되어 설치된 베어링하우징(13)이 마련된다. 베어링하우징(13)의 내부에는 베어링(15)이 압입되고, 베어링(15)에는 회전축(17)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치된다.
베어링하우징(13)의 외주면에는 코어(19a)와 코일(19b)을 가지는 고정자(19)가 고정되고, 베어링하우징(13)의 상측으로 노출된 회전축(17)의 부위에는 로터요크(21a)와 마그네트(21b)를 가지는 회전자(21)가 고정된다. 그리하여, 코일(19b)에 전류가 공급되면, 고정자(19)와 회전자(21)의 작용에 의하여 회전자(21)가 회전하고, 이로인해 회전축(17)이 회전한다.
그리고, 베어링하우징(13)의 저면에는 마찰계수가 작은 합성수지제의 스러스트 플레이트(Thrust Plate)(23)가 설치된다. 스러스트 플레이트(23)는 금속제의 베어링하우징(13)과 금속제의 회전축(17)이 직접 접촉되는 것을 방지하여, 베어링하우징(13) 및 회전축(17)이 마모되는 것을 방지함과 동시에 소음을 저감시킨다.
회전축(17)과 스러스트 플레이트(23) 사이의 마찰력을 감소시키기 위하여 베어링하우징(13)의 내부에는 오일이 저장되어 있다.
그런데, 종래의 스핀들 모터는 회전축(17)의 외주면이 균일한 곡면으로 형성되어 있으므로, 베어링하우징(13)에 저장된 오일이 회전축(17)의 외주면을 타고 상승하여 베어링하우징(13)의 외부로 누설되는 단점이 있다.
상세히 설명하면, 회전축(17)이 회전하면, 모세관현상 등에 의하여 베어링하우징(13)에 저장된 오일이 회전축(17)의 외주면을 타고 상승한다. 그런데, 회전 축(17)의 외주면이 균일한 곡면이므로 회전축(17)과 오일의 접촉 면적이 넓다. 이로인해, 오일과 회전축(17)의 외주면 사이에 작용하는 표면장력이 회전축(17)의 회전에 의한 원심력 보다 더 커서, 오일이 회전축(17)의 외주면에서 떨어지지 않고, 회전축(17)의 외주면을 타고 상승하게 된다.
그러면, 오일이 베어링하우징(13)의 외측으로 누설되므로, 장시간 사용시, 마찰력에 의하여 회전축(17)의 하단부와 스러스트 플레이트(23)가 마모되고, 이로인해 회전축(17)의 설치 위치가 낮아지게 된다. 그러면, 회전축(17)에 결합되며 디스크(50)가 탑재되는 턴테이블(25)의 높이가 낮아져, 광픽업(미도시)이 디스크(50)의 정보를 재생 및 기록하지 못하게 되므로, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 베어링하우징에 저장된 오일이 누설되는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 상면이 개방되며 내부에는 오일이 저장된 베어링하우징; 상기 베어링하우징의 내부에 설치된 베어링; 상기 베어링에 회전가능하게 지지된 회전축; 상기 베어링하우징의 외주면에 고정된 고정자; 상기 회전축에 고정되며 상기 고정자와의 작용에 의하여 회전하는 회전자; 상기 회전축에 고정되어 상기 회전축과 동일하게 회전하며 디스크가 탑재되 는 턴테이블; 상기 베어링하우징의 저면에 설치되며 상기 회전축의 하단부가 접촉되어 지지되는 합성수지제의 스러스트 플레이트; 상기 회전축에 형성되며 상기 회전축의 회전시 상기 오일이 상기 회전축의 외주면을 타고 상승하는 것을 방지하는 수단을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 상면이 개방된 원통형으로 마련되어 베이스(200)에 기립 설치된 베어링하우징(110)을 가진다.
베어링하우징(110)의 내부에는 링 형상의 베어링(120)이 압입되어 설치된다. 베어링(120)은 소결(燒結)로 성형되는데, 소결 베어링(Sintered Bearing)은 내부에 다수의 기공이 형성되고, 상기 기공에는 오일이 함침(含浸)되어 있다.
베어링(120)에는 회전축(130)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치되는데, 회전축(130)이 회전하면 베어링(120)에 함침된 오일이 베어링(120)과 회전축(130)의 계면으로 흘러나와 오일막을 형성한다. 이로인해 회전축(130)이 원활하게 회전된다.
베어링하우징(110)의 외주면에는 고정자(140)가 결합되고, 베어링하우징(110) 상측의 회전축(130)의 외주면에는 회전자(150)가 결합된다. 고정자(140)는 베어링하우징(110)의 외주면에 고정된 코어(141)와 코어(141)에 권선된 코일(145)을 가지고, 회전자(150)는 저면이 개방된 원통형으로 마련되어 회전축(130)에 고정 된 로터요크(151)와 로터요크(151)의 내주면에 고정되어 고정자(140)와 대향하는 마그네트(155)를 가진다. 그리하여, 코일(145)에 전류가 공급되면, 코일(145)에서 발생되는 전기장과 마그네트(155)에 발생되는 자기장의 작용에 의하여 마그네트(155)가 회전하고, 이로인해, 로터요크(151) 및 회전축(130)이 회전한다.
회전축(130)이 회전하면, 베어링(120)에 함침된 오일이 흘러나와 베어링(120)과 회전축(130)의 계면을 따라 상승하여, 원심력에 의하여 베어링하우징(110)의 외측으로 누설된다. 이를 방지하기 위하여, 회전축(130)의 외주면에는 링형상의 스토퍼(160)가 압입된다.
그리고, 스토퍼(160) 상측의 회전축(130) 외주면에는 디스크(50)가 탑재되는 턴테이블(170)이 결합되고, 턴테이블(170)의 내부에는 진동을 저감하기 위한 볼(175)이 저장된다.
베어링하우징(110) 및 회전축(130)은 각각 금속제로 마련되므로, 회전축(130)이 베어링하우징(110)에 직접 접촉되어 회전하면, 빨리 마모되고 큰 소음이 발생한다. 이를 방지하기 위하여, 베어링하우징(110)의 저면에는 마찰계수가 작은 합성수지제의 스러스트 플레이트(Thrust Plate)(180)가 설치되고, 회전축(130)의 하단부가 스러스트 플레이트(180)에 접촉된다. 그리고, 회전축(130)과 스러스트 플레이트(180) 사이의 마찰력을 더욱 저감시켜 회전축(130)이 원활하게 회전되도록 하기 위하여 베어링하우징(110)의 내부에는 오일이 저장된다.
베어링하우징(110)에 저장된 오일은, 회전축(130)의 회전시, 모세관현상 등에 의하여 회전축(130)의 외주면을 타고 상승하여, 베어링하우징(110)의 외측으로 누설된다.
본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 회전축(130)에는 베어링하우징(110)에 저장된 오일이 회전축(130)의 외주면을 타고 상승하는 것을 방지하는 수단이 마련되는데, 이를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. 도 3a는 도 2의 "B"부 확대도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 회전축의 평면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 수단은 회전축(130)의 외주면에 형성된 복수의 치(齒)(131,135)로 마련된다. 치(131,135)는 회전축(130)의 길이방향으로 연속적으로 형성되어 치군(齒群)을 형성한다. 상기 치군은 적어도 2군데 형성되는데, 어느 하나의 상기 치군은 베어링(120) 하측의 회전축(130)의 외주면에 형성되고, 다른 하나의 상기 치군은 회전축(130)의 중앙부측 외주면에 형성된다. 더 구체적으로는, 베어링(120)은 하단부측 및 상단부측 내주면이 회전축(130)과 접촉하여 회전축(130)을 지지하는데, 다른 하나의 상기 치군은 베어링(120)의 상단부측과 하단부측 사이의 회전축(130)의 외주면에 형성된다.
그러면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 회전축(130)이 회전하면, 베어링하우징(110)에 저장된 오일은 원심력에 의하여 치(131,135)의 산(山)(131a,135a) 부위에 모이게 된다. 그런데, 산(131a,135a)의 면적이 대단히 작으므로, 산(131a,135a) 부위에 모인 오일에 작용하는 표면장력이 대단히 작다, 즉, 산(131a,135a) 부위에 모인 오일에 작용하는 표면장력이 회전축(130)의 회전시 발생하는 원심력 보다 작으므로, 산(131a,135a) 부위에 모인 오일은 산(131a,135a) 부위를 타고 상승하지 못하고, 원심력에 의하여 산(131a,135a) 부위로부터 떨어져서 다시 베어링하우 징(110)의 내부로 유입 저장된다. 이로인해, 베어링하우징(110)에 저장된 오일이 베어링하우징(110)의 외측으로 누설되는 것이 방지되는 것이다.
그리고, 베어링(120)에 함침된 오일도 회전축(130)의 중간 부위에 형성된 치(135)의 산(135a) 부위에 모이게 되고, 전술한 이유에 의하여, 회전축(130)의 외주면을 타고 상승하는 것이 방지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 회전축의 외주면에 복수의 치(齒)가 형성되므로, 회전축이 회전하면, 베어링하우징에 저장된 오일 및 베어링에 함침된 오일이 치의 산(山) 부위에 모이게 된다. 그런데, 치의 산 부위의 면적이 작으므로, 치의 산 부위에 모인 오일에 작용하는 표면장력이 회전축의 회전에 의하여 발생하는 원심력 보다 작다. 이로인해, 치의 산 부위에 모인 오일이 원심력에 의하여 치의 산 부위에서 떨어져 베어링하우징의 내부로 다시 유입된다. 그러므로, 회전축과 스러스트 플레이트의 마모가 지연되고, 이로인해 제품의 신뢰성이 향상된다.
또한, 베어링에 함침된 오일도 치로 인하여 누설되는 것이 방지되므로, 베어링의 수명이 연장된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (7)

  1. 상면이 개방되며 내부에는 베어링이 설치된 베어링하우징;
    상기 베어링에 회전가능하게 지지된 회전축;
    상기 베어링하우징의 외주면에 고정된 고정자;
    상기 회전축에 고정되며 상기 고정자와의 작용에 의하여 회전하는 회전자;
    상기 회전축에 형성되며 상기 회전축의 회전시 오일이 상기 회전축의 외주면을 타고 상승하는 것을 방지하는 수단을 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수단은 상기 회전축의 외주면에 형성된 복수의 치(齒)인 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 치는 상기 회전축의 외주면을 따라 연속적으로 형성되어 치군(齒群)을 이루는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 치군은 상기 베어링 하측의 상기 회전축의 외주면 및 상기 베어링의 상단부측과 하단부측 사이의 상기 회전축의 외주면에 각각 형성된 것을 특징으로 하 는 스핀들 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 상측의 상기 회전축 외주면에는 상기 회전축의 외주면을 타고 상승한 오일이 상기 베어링하우징의 외측으로 누설되는 것을 방지하는 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링하우징의 저면에는 상기 회전축의 하단부가 접촉되어 지지되는 합성수지제의 스러스트 플레이트가 마련된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 치는 상기 회전축의 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
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