KR20090047133A - 스핀들 모터 - Google Patents

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Abstract

스핀들 모터가 개시된다. 상기 스핀들 모터는 베어링의 내주면을 연결한 직선이 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 소정 각도 기울어지도록 베어링을 설치하면, 회전축에 고정된 마그네트를 포함하는 회전자에 의하여 회전축이 가상의 수직선과 평행하게 설치된다. 그러면, 회전축의 외주면 부위 중, 베어링의 중심을 기준으로 대략 점대칭을 이루는 회전축의 외주면 부위가 베어링에 접촉되어 지지되므로, 회전축은 공전하지 않고 자전만 한다. 따라서, 회전축의 반경방향 회전편차가 줄어들므로, 진동이 저감된다.

Description

스핀들 모터 {SPINDLE MOTOR}
도 1은 종래의 스핀들 모터의 베어링에 회전축이 설치된 것을 보인 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도.
도 3a는 도 2에 도시된 베어링과 회전축의 확대도.
도 3b는 도3a에 도시된 베어링의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전축의 설치 상태를 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 베이스 120 : 베어링하우징
130 : 베어링 140 : 회전축
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
스핀들 모터는 ODD(Opticla Disk Drive)의 내부에 설치되어, 직선운동하는 광 픽업이 디스크에 기록된 데이타를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다. 디스크는 회전축에 고정되어 회전하는 턴테이블에 탑재되어 회전하며, 회전축은 베어링하우징에 압입 고정된 베어링에 지지되어 회전한다.
도 1은 종래의 스핀들 모터의 베어링에 회전축이 설치된 것을 보인 평면도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 베어링(10)은 베어링하우징(미도시)의 내부에 압입 고정되고, 베어링(10)에는 회전축(20)이 삽입 지지되어 회전가능하게 설치된다. 그리고, 고정자(미도시)와 회전축(20)에 고정된 회전자(미도시)의 상호 작용에 의하여 상기 회전자가 회전하면서 회전축(20)을 회전시킨다.
이때, 회전축(20)의 외주면과 베어링(10)의 내주면 사이에 존재하는 간극으로 인하여, 회전축(20)은 굵은 실선으로 도시한 화살표 방향과 같이 자전함과 동시에 가는 실선으로 도시한 화살표 방향과 같이 베어링(10)의 내주면을 따라 공전도 한다.
그런데, 회전축(20)이 베어링(10)의 내주면을 따라 공전함에 따라 회전축(20)의 회전중심이 계속 바뀌므로, 회전축(20)의 반경방향 회전편차가 크다. 이로인해, 큰 진동이 발생되는 단점이 있다. 이러한 문제점은 2000rpm 이하의 저속에서 더욱 심하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전축의 회전편차를 줄여 진동을 저감할 수 있는 스핀들 모터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터는, 베이스; 상기 베 이스에 수직으로 설치된 베어링하우징; 상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 내주면을 연결한 직선이 소정 각도 기울어져 상기 베어링하우징의 내주면에 외주면이 고정된 베어링; 상기 베어링의 내주면에 지지되어 회전가능하게 설치되고, 비회전시에는 상기 베이스에 대하여 기울어져 있고 회전시에는 상기 베이스에 수직으로 회전하는 회전축; 상기 베어링하우징의 주위에 배치된 고정자; 상기 회전축에 고정된 로터요크와 상기 로터요크에 고정되어 상기 고정자를 감싸는 마그네트를 가지면서 상기 고정자와 동심을 이루며, 상기 고정자와의 작용에 의하여 회전하는 회전자를 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, 베이스(110)에 베어링하우징(120)이 수직으로 기립 설치된다. 베어링하우징(120)의 내주면에는 베어링(130)의 외주면이 압입 고정되고, 베어링(130)의 내부에는 회전축(140)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치된다. 베어링(130)은 소결 베어링(Sintered Bearing)으로 내부 및 표면에는 오일이 함침(含浸)되는 기공(131)(도 3b참조)이 형성된다.
베어링하우징(120)에는 고정자(150)가 고정되고, 회전축(140)에는 회전자(160)가 고정된다. 고정자(150)는 베어링하우징(120)의 외주면에 고정된 코어(151)와 코어(151)에 권선된 코일(155)을 가지고, 회전자(160)는 베어링하우징(120)의 외측으로 노출된 회전축(140)의 상부측 외주면측에 고정된 로터요 크(161)와 로터요크(161)의 내주면에 결합되어 고정자(150)를 감싸는 마그네트(165)를 가진다. 이때, 회전축(140)과 회전자(160)의 견고한 결합을 위하여 부쉬(170)가 개재된다.
그리하여, 코일(155)에 전류가 인가되면, 코일(155)과 마그네트(165) 사이에 형성되는 전자기력에 의하여 회전자(160)와 회전축(140)이 일체로 회전하는 것이다. 로터요크(161)에는 디스크(50)가 탑재된다.
미설명 부호 115는 기판이고, 180은 로터요크(161)에 탑재된 디스크(50)의 중심이 회전축(140)의 중심과 일치하도록 디스크(50)를 탄성 지지하는 클램프이며, 190은 디스크(50)의 표면에 디자인을 인쇄할 때 사용되는 엔코더(Encoder)이다.
베어링(130)에 삽입 지지된 회전축(140)의 원활한 회전을 위해 회전축(140)의 외주면과 베어링(130)의 내주면 사이에는 간극이 존재한다. 그런데, 회전축(140)의 외주면과 베어링(130)의 내주면 사이에 존재하는 간극으로 인하여, 회전축(140)은 자전과 동시에 베어링(130)의 내주면과 접촉하면서 베어링(130)의 내주면을 따라 공전한다.
본 실시예에 따른 스핀들 모터는 베이스(110)에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 베어링(130)의 내주면을 연결한 직선이 소정 각도 기울어지게 베어링(130)을 설치된다. 그러면, 회전축(140)도 기울어진다. 그런데, 회전축(140)에 고정된 회전자(160)의 마그네트(165)에 의하여 기울어진 회전축(140)이 베이스(110)에 대하여 수직으로 설치되어, 회전축(140)의 공전이 방지되는데, 이를 도 2 내지 도 3b를 참조하여 설명한다.
도 3a는 도 2에 도시된 베어링과 회전축의 확대도이고, 도 3b는 도3a에 도시된 베어링의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 베어링(130)의 내주면을 연결한 직선은, 베이스(110)에 수직하는 가상의 수직선(L)에 대하여, 소정 각도(θ) 기울어져 형성되고, 외주면을 연결한 직선은 평행을 이룬다. 그러면, 베어링(130)의 내주면에 지지되는 회전축(140)도 가상의 수직선(L)에 대하여 소정 각도(θ) 기울어져 베어링(130)의 내부에 설치된다.
그런데, 베어링하우징(120)의 외주면에는 고정자(150)가 고정되고, 회전축(140)의 상부측 외주면에는 마그네트(165)를 가지는 회전자(160)가 결합되어 고정자(150)를 감싸므로, 마그네트(165)의 자기력에 의하여 회전자(160)가 고정자(150)와 동심을 이루게 된다. 그러면, 회전축(140)도, 도 3a에 점선으로 도시된 바와 같이, 고정자(150)와 동심을 이루면서 베이스(110)에 수직으로 설치된다.
베어링(130)의 내주면을 연결한 직선이 가상의 수직선(L)에 대하여 소정 각도(θ) 기울어져 있으므로, 회전축(140)이 베이스(110)에 수직으로 설치되면, 회전축(140)은 중앙부측 외주면 일측 및 하단부측 외주면 일측이 베어링(130)의 내주면과 각각 접촉한다.
상세히 설명하면, 베어링(130)의 내주면 부위 중, 가상의 수직선(L)과 인접하는 베어링(130)의 상단부측 내주면 일측이 회전축(140)의 중앙부측 외주면 일측과 접촉하고, 베어링(130)의 하단부측 내주면 일측이 회전축(140)의 하단부측 외주면 일측과 접촉한다. 그런데, 베어링(130)의 중심을 기준으로, 회전축(140)의 외주 면과 접촉하는 베어링(130)의 상단부측 내주면 일측과 베어링(130)의 하단부측 내주면 일측은 대략 점대칭을 이루므로, 베어링(130)과 접촉하는 회전축(140)의 외주면도 베어링(130)의 중심을 기준으로 대략 점대칭을 이룬다.
즉, 회전축(140)의 외면 부위 중, 베어링(130)의 중심을 기준으로 대략 점대칭을 이루는 회전축(140)의 외면 부위가 베어링(130)에 접촉되어 지지되므로, 회전축(140)은 공전하지 않고 자전만 한다. 따라서, 회전축(140)의 반경방향 회전편차가 줄어들므로, 진동이 저감된다.
이때, 회전축(140)과 접촉하는 베어링(130)의 상단부측 내주면 일측 부위 및 하단부측 내주면 일측 부위, 즉 가상의 수직선(L)과 인접하는 베어링(130)의 상단부측 내주면 일측 부위 및 하단부측 내주면 일측 부위는 다른 부위보다 고밀도로 형성된다. 그러면, 회전축(140)과 접촉하는 베어링(130)의 상단부측 내주면 일측 부위 및 하단부측 내주면 일측 부위의 기공(131)은 크기가 작고 갯수가 적으므로, 회전축(140)의 반경방향 회전편차가 더욱 줄어든다.
그리고, 베어링(130)의 높이를 x, 베어링(130)과 회전축(140)의 간극을 y, 가상의 수직선(L)과 회전축(140) 사이의 각도를 θ라 할 때,
Figure 112007079917015-PAT00001
인 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전축의 설치 상태를 보인 도로서,이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 베어링하우징(220)의 내주면을 연결한 직선은 베이 스(110)(도 2참조)에 수직하는 가상의 수직선(L)에 대하여 소정 각도(θ) 기울어지게 형성된다. 그리고, 베어링(130)의 내주면 및 외주면을 연결한 직선은 상호 평행하게 형성된다. 그러면, 베어링(230) 및 회전축(240)도 가상의 수직선(L)에 대하여 소정 각도(θ) 기울어지므로, 전술한 바와 같이, 회전자(160)(도 2참조)에 의하여 회전축(240)이 수직으로 설치되어, 공전하지 않는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 베어링의 내주면을 연결한 직선이 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 소정 각도 기울어지도록 베어링을 설치하면, 회전축에 고정된 마그네트를 포함하는 회전자에 의하여 회전축이 가상의 수직선과 평행하게 설치된다. 그러면, 회전축의 외주면 부위 중, 베어링의 중심을 기준으로 대략 점대칭을 이루는 회전축의 외주면 부위가 베어링에 접촉되어 지지되므로, 회전축은 공전하지 않고 자전만 한다. 따라서, 회전축의 반경방향 회전편차가 줄어들므로, 진동이 저감된다.
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 (5)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 수직으로 설치된 베어링하우징;
    상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 내주면을 연결한 직선이 소정 각도 기울어져 상기 베어링하우징의 내주면에 외주면이 고정된 베어링;
    상기 베어링의 내주면에 지지되어 회전가능하게 설치되고, 비회전시에는 상기 베이스에 대하여 기울어져 있고 회전시에는 상기 베이스에 수직으로 회전하는 회전축;
    상기 베어링하우징의 주위에 배치된 고정자;
    상기 회전축에 고정된 로터요크와 상기 로터요크에 고정되어 상기 고정자를 감싸는 마그네트를 가지면서 상기 고정자와 동심을 이루며, 상기 고정자와의 작용에 의하여 회전하는 회전자를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 외주면 및 상기 베어링하우징의 내주면을 연결한 직선은 상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 각각 수직이고, 상기 베어링의 내주면을 연결한 직선은 상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 소정 각도 기울어진 스핀들 모터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링하우징의 내주면을 연결한 직선은 상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 소정 각도 기울어져 형성되고,
    상기 베어링의 외주면 및 내주면을 연결한 직선은 상기 베이스에 수직하는 가상의 수직선에 대하여 각각 수직인 스핀들 모터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 가상의 수직선과 인접하는 상기 베어링의 일단부측 내주면 일측 부위 및 타단부측 내주면 일측 부위는 다른 부위 보다 고밀도인 스핀들 모터.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 베어링의 높이를 X, 상기 베어링과 상기 회전축의 간극을 Y, 상기 가상의 수직선과 상기 회전축 사이의 각도를 θ라 할 때,
    Figure 112007079917015-PAT00002
    인 스핀들 모터.
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