KR20080069418A

KR20080069418A - 스핀들모터

Info

Publication number: KR20080069418A
Application number: KR1020070007108A
Authority: KR
Inventors: 권혁동; 최종민
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-07-28
Also published as: KR100867032B1

Abstract

본 발명의 스핀들모터(100)는 그 내부에 베어링(140)을 수용하기 위한 베어링홀더(130)가 일체로 형성되는 플레이트(120)와, 베어링홀더(130)의 내부에 고정되게 압입설치되어 회전축(180)을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(140)과, 플레이트(120)에 고정되게 설치되어 회전축(180)을 축방향으로 지지하기 위한 지지덮개(150)와, 베어링(140)에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지하기 위한 누유방지부재(160)를 포함하며, 누유방지부재(160)는 지지덮개(150)의 테두리부(153)에 형성되는 하나 이상의 결합돌기(161)와 결합돌기(161)에 대응하게 플레이트(120)의 하면에 형성되는 결합홈(164)을 갖는 것을 특징으로 스핀들모터(100)를 제공할 수 있다.

스핀들모터, 다면경, 플레이트, 베어링홀더, 일체, 프레스

Description

스핀들모터{Spindle motor}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스핀들모터의 개략적인 단면도;

도 2a 및 도 2b는 도 1의 스핀들모터의 개략적인 부분확대도;

도 3은 종래 기술의 스핀들모터의 개략적인 단면도; 및

도 4a 및 도 4b는 도 3의 스핀들모터의 개략적인 부분확대도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 스핀들모터 120 : 플레이트

130 : 베어링홀더 140 : 베어링

150 : 지지덮개 160 : 누유방지부재

161 : 결합돌기 164 : 결합홈

180 : 회전축 190 : 다면경

본 발명은 다면경을 회전시키는 스핀들모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링이 고정되게 설치되는 베어링홀더를 플레이트에 일체로 형성함으로써 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전축의 수직도를 유지하고 조립공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있는 스핀들모터에 관한 것이다.

스핀들모터는 예를 들어 레이저빔 프린터 등에 설치되어 광원에서 오는 광빔을 편향시켜 주사하도록 다면경을 회전시키기 위한 구동장치로, 다면경을 고속으로 회전시키는 동시에 다면경의 고속회전시 다면경의 스큐를 방지하기 위하여 베어링 및 회전축의 수직도를 정밀하게 유지하여야 하며, 이러한 종래의 스핀들모터가 다음의 도 3, 도 4a 및 도 4b에 개략적으로 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스핀들모터(200)는 고정부(210) 및 고정부(210)에 의해 회전가능하게 지지되는 회전부(260)로 구성되어 있다.

고정부(210)는 플레이트(220), 베어링홀더(230), 베어링(240) 및 전기자(250)를 구비한다.

플레이트(220)는 스핀들모터(200)를 전체적으로 지지하기 위한 것으로, 중앙부위에 베어링홀더(230)가 수용되어 설치되는 수용공(221)이 형성되며, 레이저빔 프린터 등의 장치에 고정되게 설치된다.

베어링홀더(230)는 그 내부에 베어링(240)을 수용하여 고정되게 지지하기 위한 것으로, 중공원통형으로 형성되며 그 외주면을 따라 체결돌기(231)가 형성된다.

체결돌기(231)는 베어링홀더(230)를 플레이트(220)에 고정되게 결합하기 위한 것으로, 베어링홀더(230)를 수용공(221)에 수용한 후, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 화살표방향으로 외력을 인가하여 체결돌기(231)를 플레이트(220) 쪽으 로 구부림으로써 베어링홀더(230)와 플레이트(220)를 결합하며, 이러한 과정을 코킹 또는 스피닝공정이라 한다.

베어링(240)은 회전축(270)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 베어링홀더(230)의 내부에 고정되게 설치되며, 회전축(270)과의 사이에 소정의 윤활제를 내포하고 있어 회전축(270)이 보다 원활하게 회전될 수 있게 한다.

전기자(250)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어(251) 및 코어(251)에 권선되는 코일(252)로 이루어지고, 코일(252)은 외부전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(280)의 자석(290)과의 사이에 형성되는 힘으로 로터케이스(280)를 회전시킨다.

한편, 회전부(260)는 회전축(270), 로터케이스(280) 및 자석(290)을 구비한다.

회전축(270)은 회전부(260) 전체를 축지지하기 위한 것으로, 베어링(240)의 내경부에 삽입되어 베어링(240)에 의해 회전가능하게 지지된다.

로터케이스(280)는 다면경(281)을 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 중앙부위에 회전축(270)이 고정되게 설치된다.

자석(290)은 외부전원이 인가되는 전기자(250)와의 사이에 발생되는 힘으로 로터케이스(280)를 회전시키기 위한 것으로, 전기자(250)에 마주하도록 로터케이스(280)의 내주벽에 고정되게 설치된다.

그러나, 상술한 구성을 갖는 스핀들모터(200)는 플레이트(220)와 베어링홀더(230)가 별도로 제작되어 서로 결합되기 때문에, 조립공정에 많은 시간 및 비용 이 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 베어링홀더(230)를 플레이트(220)에 결합하기 위하여, 체결돌기(231)에 외력을 인가하여 코킹 및 스피닝공정을 수행하기 때문에, 과중한 외력에 의해 플레이트(220)가 변형되거나, 베어링홀더(230)와 플레이트(220)가 정확하게 결합되지 못하여 양자 간의 수직도가 저하되는 문제점이 있었고, 이로 인해 고속회전시 다면경(281)의 스큐(skew)가 발생할 우려가 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 베어링홀더와 플레이트를 일체로 형성함으로써 조립공정의 단순화, 조립시간의 단축 및 비용의 절감을 달성하는 것이다.

또한, 베어링홀더 및 플레이트가 소정의 프레스가공에 의해 한번에 제작됨으로써, 베어링홀더와 플레이트 간의 제조 공차를 줄이고 양자 간의 수직도를 정밀하게 유지하는 것이다.

또한, 베어링에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지하는 누유방지부재를 구비함으로써 제품의 신뢰도를 높이는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 내부에 베어링을 수용하기 위한 베어링홀더가 일체로 형성되는 플레이트와, 베어링홀더의 내부에 고정되게 압입설치되어 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링과, 플레이트에 고정되게 설치되어 회전축을 축방향으로 지지하기 위한 지지덮개와, 플레이트와 지 지덮개 사이에 형성되는 틈새를 막아 베어링에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지하기 위한 누유방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공할 수 있다.

여기서, 베어링홀더는 일측말단이 플레이트에 일체로 연결되도록 플레이트의 상면으로부터 돌출되며, 중앙부위에 회전축이 삽입되는 삽입공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 베어링홀더는 플레이트의 프레스가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 베어링은 적어도 일부가 베어링홀더의 내주면에 밀착되는 외주면을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 지지덮개는 회전축과의 사이에 마찰력을 줄이기 위한 스러스트와셔가 설치되는 판형의 설치부 및 설치부에 단차지게 형성되며 플레이트의 하면에 밀착결합되는 테두리부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 누유방지부재는 테두리부에 형성되는 하나 이상의 결합돌기 및 결합돌기에 대응하게 플레이트의 하면에 형성되는 결합홈을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 결합돌기는 직각삼각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 결합돌기와 결합홈은 접착제에 의해 접착결합되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들모터 에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 스핀들모터(100)는 고정부(110) 및 고정부(110)에 의해 회전가능하게 지지되는 회전부(170)를 포함한다. 도 1은 도시를 간단히 하고자 축을 중심으로 절반만을 도시하였으며, 도시하지 않은 부분은 도시한 부분과 중심선을 축으로 대칭된다.

고정부(110)는 플레이트(120), 베어링홀더(130), 베어링(140), 지지덮개(150) 및 누유방지부재(160)를 갖는다.

플레이트(120)는 스핀들모터(100)를 전체적으로 지지하기 위한 것으로, 상면에 전기자(131)를 전기적으로 제어하기 위한 회로기판(121)이 설치되며, 중앙부위에 플레이트(120)의 상면으로부터 단차지도록 플레이트(120)에 일체로 형성되는 베어링홀더(130)를 갖는다.

또한, 플레이트(120)는 지지덮개(150)와 고정되게 결합되도록 하면으로부터 돌출되는 고정돌기(122)를 가지며, 고정돌기(122)는 지지덮개(150)에 삽입된 후 소정의 압력으로 좌굴된다.

베어링홀더(130)는 그 내부에 수용되는 베어링(140)을 고정되게 지지하기 위한 것으로, 전체적으로 중공원통형으로 플레이트(120)에 일체로 형성되며, 외주면에 전기자(131)가 고정되게 설치된다. 또한, 본 실시예의 베어링홀더(130)는 소정의 금형을 사용하여 플레이트(120)를 프레스가공함으로써 플레이트(120)와 일체로 형성된다.

전기자(131)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코 어(132) 및 코어(132)에 권선되는 코일(133)을 구비한다.

코어(132)는 베어링홀더(130)의 외주면에 고정되게 설치되며, 스핀들모터(100)의 박형화를 이루기 위해 코어(132)는 플레이트(120)에 거의 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.

코일(133)은 외부전원으로 전기장을 형성함으로써 자석(192)과의 사이에 형성되는 힘으로 다면경(190)을 회전시킨다.

또한, 베어링홀더(130)는 상측 중앙부위에 회전축(180)이 삽입되는 삽입공(134), 삽입공(134)에 대향하게 베어링(140)이 삽입되는 개구부(135) 및 베어링(140)의 외주면에 밀착되는 내주면(136)을 갖는다.

삽입공(134)은 베어링(140)의 내경과 거의 동일한 내경을 갖는 것이 바람직하며, 삽입공(134)이 형성되는 베어링홀더(130)의 내주부가 회전축(180)의 외주면에 비접촉되는 것이 바람직하다.

베어링홀더(130)의 개구부(135)를 통해 삽입되는 베어링(140)은 베어링홀더(130)의 내주면(136)에 적어도 일부가 밀착되게 압입결합된다.

베어링(140)은 회전축(180)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 중공원통형으로 형성되고, 그 외주면의 적어도 일부가 베어링홀더(130)의 내주면(136)에 밀착되게 압입결합된다. 또한, 베어링(140)은 회전축(180)과의 사이에 소정의 윤활제를 내포하고 있어 회전축(180)이 보다 원활하게 회전될 수 있게 한다.

지지덮개(150)는 회전축(180)을 축방향으로 지지하기 위한 것으로, 판형의 설치부(151) 및 테두리부(153)로 이루어진다.

설치부(151)는 회전축(180)과의 사이에 마찰력을 줄이기 위한 스러스트와셔(152)가 설치되는 부위로, 회전축(180)에 마주하는 부위에 스러스트와셔(152)가 고정되게 설치된다.

테두리부(153)는 플레이트(120)의 하면에 밀착되도록 설치부(151)로부터 단차지게 형성되며, 플레이트(120)에 형성된 고정돌기(122)에 대응하는 결합공(154)이 형성된다. 여기서 결합공(154)은 플레이트(120)에 인접하는 내주면에 단턱(155)이 형성되며, 단턱(155)의 내경은 고정돌기(122)의 내경과 동일한 것이 바람직하다.

누유방지부재(160)는 베어링(140)에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지하기 위한 것으로, 테두리부(153)에 형성되는 하나 이상의 결합돌기(161) 및 결합돌기(161)에 대응하게 플레이트(120)의 하면에 형성되는 결합홈(164)으로 이루어지며, 이러한 누유방지부재(160)는 도 2a 및 도 2b를 참조로 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 회전부(170)는 회전축(180) 및 다면경(190)을 갖는다.

회전축(180)은 회전부(170) 전체를 축지지하기 위한 것으로, 베어링(140)의 내경부에 삽입되어 베어링(140)에 의해 회전가능하게 지지된다.

다면경(190)은 광원(미도시)에서 오는 광빔을 편향시켜 주사하기 위한 것으로, 중앙부위에 회전축(180)이 고정되게 설치되는 설치공(191)이 형성되며, 다면경(190)의 하측면에는 전기자(131)에 마주하도록 자석(192)이 고정되게 설치된다.

자석(192)은 외부전원이 인가되는 전기자(131)와의 사이에 발생되는 힘으로 다면경(190)을 회전시키기 위한 것으로, 전기자(131)에 마주하도록 다면경(190)의 하측면에 고정되게 설치된다.

도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 누유방지부재(160)는 지지덮개(150)에 형성되는 결합돌기(161)와 플레이트(120)에 형성되는 결합홈(164)으로 이루어진다.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 결합돌기(161)는 지지덮개(150)의 상면, 즉 테두리부(153)의 상면에 다수개가 형성되며, 본 실시예에서는 모두 2개의 결합돌기(161)가 형성된다. 또한, 결합돌기(161)는 그 단면이 직각삼각형으로 형성되며, 직각삼각형을 이루는 하나의 밑면(162)이 회전축(180) 쪽을 바라보고 직각삼각형의 빗변(163)은 회전축(180)의 반대방향, 즉 고정돌기(122) 쪽을 바라보게 형성되어, 베어링(140)에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지할 수 있다.

본 실시예에서 결합돌기(161)는 모두 2개를 형성하였고, 그 형상도 직각삼각형으로 형성하였으나, 결합돌기(161)의 개수 및 형상은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

결합홈(164)은 결합돌기(161)에 대응하도록 직각삼각형으로 모두 2개가 형성되며, 여기서 결합홈(164)과 결합돌기(161)는 서로 완전히 맞물려 그들 사이에 틈새가 형성되지 않는 것이 바람직하다.

한편, 도 2a에 도시한 바와 같이, 결합돌기(161)의 상부에 소정의 접착제(165)가 도포되어 결합홈(164)과 결합돌기(161) 사이의 틈새를 완전하게 메움으로써, 윤활유의 외부누출을 방지함과 동시에, 지지덮개(150)와 플레이트(120) 사이 의 결합력을 높일 수 있다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 지지덮개(150)와 플레이트(120)가 고정되게 결합되며, 이때, 플레이트(120)의 고정돌기(122)가 지지덮개(150)의 결합공(154)에 삽입되고, 결합돌기(161)와 결합홈(164)이 완전히 밀착되며, 결합돌기(161)와 결합홈(164) 사이의 틈새는 접착제(165)에 의해 메워진다.

다음으로, 화살표방향으로 인가되는 외력에 의해 고정돌기(122)가 좌굴됨으로써 지지덮개(150)와 플레이트(120)간의 결합이 완료되게 된다.

본 실시예에서, 플레이트(120)와 지지덮개(150)가, 접착제(165)가 도포된 상태에서 플레이트(120)의 고정돌기(122)가 지지덮개(150)의 결합공(154)에 삽입되어 좌굴됨으로써 코킹결합될 수 있으나, 이와 달리 지지덮개(150)와 플레이트(120)가 레이저 용접을 통해 고정되게 결합될 수 있다.

예를 들면, 지지덮개(150) 또는 플레이트(120)가 고온에 의해 용융될 수 있는 플라스틱 재질이 아닌 한, 보다 구체적으로는 지지덮개(150) 또는 플레이트(120)가 소정의 금속재질인 경우, 플레이트(120)와 지지덮개(150)는 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다. 이와 같이 레이저 용접을 통해 플레이트(120)와 지지덮개(150)를 결합하는 경우, 레이저 용접시 발생하는 고온의 열에 의한 플레이트(120) 또는 지지덮개(150)의 변형을 방지하기 위해서, 적은 수의 스폿으로 접합하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 고정돌기(122)와 테두리부(153) 사이의 접합부의 주위에 120°의 등간격으로 3개의 스폿을 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 레이저 용접을 실시하면, 코킹에 의한 결합보다 플레이트(120)의 변 형을 방지할 수 있고, 이로 인해 회전축(180)의 수직도를 유지할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 스핀들모터에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

본 발명의 스핀들모터에 따르면, 베어링홀더가 플레이트에 일체로 형성되기 때문에 조립공정이 단순화될 수 있고, 조립시간이 단축될 수 있으며, 이로 인해 스핀들모터의 제작비용이 절감될 수 있다.

또한, 베어링홀더 및 플레이트가 소정의 프레스가공에 의해 한번에 제작됨으로써, 베어링홀더와 플레이트 간의 제조 공차를 줄일 수 있고, 플레이트에 대한 베어링홀더의 수직도를 정확하게 유지할 수 있어, 회전축 및 다면경의 스큐를 방지할 수 있다.

또한, 지지덮개와 플레이트에 결합돌기 및 결합홈을 각각 형성하고 그 사이에 형성되는 틈새를 접착제로 메움으로써, 베어링에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지함과 동시에, 지지덮개와 플레이트 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.

Claims

그 내부에 베어링을 수용하기 위한 베어링홀더가 일체로 형성되는 플레이트;

상기 베어링홀더의 내부에 고정되게 압입설치되어 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링;

상기 플레이트에 고정되게 설치되어 상기 회전축을 축방향으로 지지하기 위한 지지덮개; 및

상기 플레이트와 상기 지지덮개 사이에 형성되는 틈새를 막아 상기 베어링에 보유되는 윤활유의 외부누출을 방지하기 위한 누유방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제1항에 있어서, 상기 베어링홀더는 일측말단이 상기 플레이트에 일체로 연결되도록 상기 플레이트의 상면으로부터 돌출되며, 중앙부위에 상기 회전축이 삽입되는 삽입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제2항에 있어서, 상기 베어링홀더는 상기 플레이트의 프레스가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제1항에 있어서, 상기 베어링은 적어도 일부가 상기 베어링홀더의 내주면에 밀착되는 외주면을 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제1항에 있어서, 상기 지지덮개는 상기 회전축과의 사이에 마찰력을 줄이기 위한 스러스트와셔가 설치되는 판형의 설치부 및 상기 설치부에 단차지게 형성되며 상기 플레이트의 하면에 밀착결합되는 테두리부를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제5항에 있어서, 상기 누유방지부재는 상기 테두리부에 형성되는 하나 이상의 결합돌기 및 상기 결합돌기에 대응하게 상기 플레이트의 하면에 형성되는 결합홈을 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제6항에 있어서, 상기 결합돌기는 직각삼각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
제7항에 있어서, 상기 결합돌기와 상기 결합홈은 접착제에 의해 접착결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.