KR20090107680A

KR20090107680A - 모터

Info

Publication number: KR20090107680A
Application number: KR1020080033074A
Authority: KR
Inventors: 김표; 신경섭; 유영선
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-14
Also published as: US20090256432A1

Abstract

내부에 마그넷이 결합되며 내측 중앙부에 관 형상으로 돌출된 버링부가 형성된 로터, 일측이 버링부와 결합되며 일측의 외경이 타측의 외경보다 큰 샤프트, 샤프트의 타측을 지지하며 일부가 버링부에 삽입되는 홀더, 홀더와 샤프트의 타측 사이에 개재되어 샤프트의 타측을 회전가능하게 지지하는 베어링, 마그넷과 인접하고 코일에 의해 권선되는 스테이터, 홀더를 지지하는 베이스를 포함하는 모터는, 박형 스핀들 모터의 전체 높이가 낮아지는 경우에도 축계의 높이를 일정하게 유지함으로써 모터의 축 수직도를 확보하고 디스크의 면 흔들림을 방지할 수 있다.

스핀들 모터, 축계 높이, 박형 모터

Description

모터 {Motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

최근 광 디스크 등과 같은 정보저장매체의 사용이 증가함에 따라, 이를 이용하는 ODD, CD-ROM, DVD 등의 사용자 요구가 다양해지고 있다. ODD, CD-ROM, DVD 장치 등을 포함하는 전자장치는 점차 소형화, 경량화되고 있다. 따라서 ODD, CD-ROM, DVD 장치는 전자장치의 소형화, 경량화 추세에 상응하여 보다 소형화되고 박형화된 제품으로 개발되고 있다.

이러한 ODD, CD-ROM, DVD 장치의 스핀들 모터는 박형화 요구에 따라 모터 전체의 높이가 감소되고 있다. 종래 기술에 따르면 박형화된 스핀들 모터는 모터 전체 높이가 감소함에 따라 모터 축계 높이도 감소하게 된다. 따라서 종래 기술에 따른 스핀들 모터의 구조는 모터가 박형화됨에 따라 모터의 축 수직도 유지 및 면 흔들림 확보가 어려운 문제가 발생한다.

본 발명은 샤프트의 일측과 타측의 외경을 상이하게 하여 샤프트를 로터의 버링부에 결합시키면서 베어링 및 홀더가 로터 내부뿐만 아니라 버링부 내부에서도 샤프트를 지지하도록 함으로써 모터의 박형화 추세에서도 축계의 길이를 종전과 동일하게 유지할 수 있는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 마그넷이 결합되며 내측 중앙부에 관 형상으로 돌출된 버링부가 형성된 로터, 일측이 버링부와 결합되며 일측의 외경이 타측의 외경보다 큰 샤프트, 샤프트의 타측을 지지하며 일부가 버링부에 삽입되는 홀더, 홀더와 샤프트의 타측 사이에 개재되어 샤프트의 타측을 회전가능하게 지지하는 베어링, 마그넷과 인접하고 코일에 의해 권선되는 스테이터, 홀더를 지지하는 베이스를 포함하는 모터가 제공된다.

여기에서 홀더 및 베어링은 샤프트의 타측 전부를 지지될 수 있다.

또한 로터의 버링부는 내경이 일정하게 형성될 수 있다.

그리고 홀더의 외주면에는 외측으로 돌출된 후크가 형성되고, 로터의 내부에는 후크에 걸리는 스토퍼가 형성되되, 후크는 버링부의 외부에 위치할 수 있다.

한편, 전술한 모터는 버링부를 둘러싸며 로터에 결합되는 척킹부를 더 포함하되, 척킹부는 버링부에 결합되는 척베이스, 척베이스의 외부로 돌출되도록 척베이스에 삽입되는 복수의 척칩, 척베이스 내부에 위치하여 인접하는 한 쌍의 척칩을 척베이스의 외측으로 탄성적으로 지지하는 탄성부재로 이루어질 수 있다.

그리고 탄성부재는 압축 코일 스프링일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 박형 스핀들 모터의 전체 높이가 낮아지는 경우에도 축계의 높이를 일정하게 유지함으로써 모터의 축 수직도를 확보하고 디스크의 면 흔들림을 방지할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 모터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대한 상세도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 척킹부를 나타낸 저면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 로터(10), 버링부(12), 마그넷(14), 스토퍼(16), 샤프트(20), 샤프트의 일측(22), 샤프트의 타측(24), 베어링(30), 홀더(40), 후크(42), 스테이터(50), 코일(52), 척킹부(60), 척베이스(62), 척칩(64), 탄성부재(66), 센터 홀(68), 보스(69), 베이스(70), 서포터(80), 모터(100)가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 마그넷(magnet, 14)이 결합되어 회전하는 로터(rotor, 10), 일측과 타측의 외경이 상이한 샤프트(20), 샤프트를 지지하며 일부가 버링부에 삽입되는 홀더(holder, 40), 홀더와 샤프트 사이에 개재되어 샤프트(shaft)를 회전가능하게 지지하는 베어링(30), 코일(52)에 의해 권취(권선)되고 마그넷(14)에 인접하여 위치하는 스테이터(stator, 50), 그리고 홀더를 지지하는 베이스를 포함하는 모터(100)가 개시된다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면 로터(10)의 상부에 척킹부(60)가 결합될 수 있다. 척킹부(60)는 모터(100)에 의해 회전하는 디스크를 고정시키는 부분으로, 디스크는 척킹부에 탈착가능하게 고정된다. 한편 스핀들 모터의 용도에 따라 로터(10)의 상부에는 도 1과 같은 척킹부 대신 턴테이블이 결합될 수도 있다.

본 실시예에 따르면 로터(10)의 내부에는 마그넷(14)이 결합되어 있다. 도 1과 같이 로터(10)는 스테이터(50), 베어링(30) 및 홀더(40)를 커버하는 형상을 가지며 로터 내주면에 마그넷(14)이 결합될 수 있다. 그리고 로터(10)의 내측 중앙부에는 관 형상으로 돌출된 버링부(12)가 형성되어 있다. 버링부(12)는 로터 상면에서 외측으로 돌출된 원형 단면의 관 형상일 수 있다. 본 실시예에 따르면 버링부(12)는 일정한 크기를 가진 관 형상, 즉 내경 및 외경이 일정한 형상으로 이루어져 있다.

로터(10)의 내측 중앙부에 형성되는 버링부(12)에는 샤프트(20)가 결합되며, 로터의 마그넷(14)에 의해 형성되는 자기장이 스테이터(50)와 작용함으로써 로터는 샤프트(20)와 함께 회전하게 된다. 여기에서 마그넷(14)은 스테이터(50)와 대향하여 인접함으로써 로터(10)를 회전시키는 힘을 발생시킨다.

스테이터(50)는 로터(10)가 커버하는 공간 내측에 위치하며 마그넷(14)과 인접한다. 스테이터(50)에는 코일(52)이 감기며, 코일에 전류가 흐르면 스테이터는 자화(磁化)된다. 이때 스테이터(50)는 로터(10)의 마그넷(14)과 작용하여 로터의 회전력을 제공할 수 있다. 스테이터(50)는 베이스(70) 또는 서포터(80)에 고정된 홀더(40)에 결합되어 로터(10)와 일정한 위치관계를 형성할 수 있다.

베이스(70)는 서포터(80) 및 홀더(40)가 결합되어 모터의 전체적이 구성을 지지할 수 있다. 베이스(70)는 샤프트(20)의 축 수직도를 유지하는 홀더(40)를 지지한다.

샤프트(20)는 모터의 회전 중심에 위치하여 로터(10)와 함께 회전하는 회전축으로, 본 실시예에 따르면 일측이 버링부(12)와 결합된다. 샤프트의 일측(22)이 버링부(12)에 고정되도록 결합되어 있어 로터(10)와 샤프트(20)는 함께 회전한다. 그리고 버링부(12)에 결합되는 샤프트 일측(22)의 외경은 타측의 외경보다 큰 특징이 있다. 샤프트 일측(22)의 외경은 버링부(12)의 내경에 상응하여, 샤프트 타측(24)의 외경보다 크게 형성된다.

샤프트 타측(24)의 외경이 버링부(12) 내경에 상응하여 형성됨으로써 로터(10)는 버링부를 통하여 샤프트 일측(22)에 결합된다. 즉 본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 버링부(12)는 내경이 일정하게 형성되어 로터(10)의 외측으로 돌출되어 있다. 도 1에 나타난 로터(10)는 버링부(12)가 일정한 크기로 형성되고, 버링부(12)에 일측과 타측의 외경이 상이한 샤프트(20)가 결합된 구조이다.

따라서 일정한 외경을 가진 샤프트를 구비한 종래 모터에 사용되는 로터와 비교할 때 본 실시예에 따른 모터의 로터(10)는 2단의 버링(burring) 구조가 필요없게 된다. 즉 본 실시예에서는 가공성 및 치수 정확성의 확보가 어려운 2단 버링(burring) 구조가 아닌 1단 버링(burring) 구조의 로터가 사용된다.

베어링(30)은 후술할 홀더(40)와 샤프트의 타측(24) 사이에 개재되어 샤프트의 타측(24)을 회전가능하게 지지한다. 베어링(30)은 샤프트의 타측(24)을 감싸며 샤프트(20)의 회전을 원활하게 하는 역할을 한다. 베어링(30)은 샤프트의 타측(24)을 회전가능하게 지지함으로써 샤프트의 일측(22)에 결합된 로터(10) 및 척킹부(60)를 지지한다. 로터(10) 및 척킹부(60)가 지지됨으로써 척킹부에 고정되는 디스크가 수평을 이루도록 지지된다. 즉 샤프트(20)가 회전 시 베어링(30)에 의해 축 수직도가 정확하게 유지될수록 디스크의 기울임 및 면 흔들림이 방지될 수 있다.

또한 베어링(30)의 외측에는 홀더(40)가 베어링을 포위하며 샤프트의 타측(24)을 지지한다. 홀더(40)는 모터의 베이스(70) 또는 서포터(80)에 결합되어 베어링을 감싸며 샤프트를 지지한다. 여기에서 베어링(30)과 홀더(40)는 샤프트(20)의 수직도를 유지시키는 축계 역할을 한다. 샤프트(20)의 회전 시 샤프트의 타측(24)을 지지하는 베어링(30)과 그것을 감싸며 지지하는 홀더(40)가 샤프트(20)를 수직되게 고정할수록 회전하는 디스크의 면 흔들림이 줄어든다.

본 실시예에 따르면 베어링(30) 및 홀더(40)가 샤프트(20)를 지지하는 부분을 크게 하기 위하여, 즉 축계 높이를 높게 하기 위하여 베어링(30) 및 홀더(40)의 일부는 버링부(12)에 삽입되어 위치한다. 샤프트의 타측(24)을 지지하는 베어링(30)은 버링부(12) 내부까지 연장되어 샤프트(20)를 회전가능하게 지지하고, 홀더(40) 또한 버링부 내부까지 연장된 베어링을 감싸며 샤프트(20)를 지지한다.

도 1에 도시된 바와 같이 베어링(30)과 홀더(40)는 로터(10) 상면의 높이를 넘어서 버링부(12) 내부까지 연장되어 샤프트의 타측(24)을 지지한다. 즉 축계의 높이가 로터(10) 상면보다 높이 형성될 수 있는 구조이다.

본 실시예에 따르면 샤프트(20)의 수직도를 유지를 극대화하기 위하여 베어 링(30) 및 홀더(40)는 샤프트의 일측(22)을 제외한 샤프트의 타측(24) 전부를 포위하여 지지할 수 있다. 베어링(30)과 홀더(40)는 동일한 높이로 버링부(12) 내부에 연장되어 형성된다. 즉 축계 높이는 외경의 차이가 발생하는 샤프트의 일측(22)과 타측(24)의 경계까지 높아질 수 있다.

본 실시예에 따르면 외경이 큰 샤프트 일측(22)의 두께를 최소화하여 베어링(30)과 홀더(40)의 높이, 즉 축계의 높이를 보다 높게 형성함으로써 축 수직도 유지를 최대화 할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 베어링(30)과 홀더(40)의 일부는 버링부(12)에 삽입되어 위치하지만 버링부(12) 외측에 형성되는 척킹부(60)의 구성 배치 등의 문제로 버링부(12)의 크기에는 일정한 제약이 있다. 버링부(12) 내부에 베어링 및 홀더의 일부가 삽입되면서도 버링부 외측에는 일정한 공간이 확보되어야 한다.

따라서 본 실시예에 따르면 버링부(12)의 내경을 베어링(30) 및 홀더(40)가 삽입될 수 있는 최소한의 크기로 형성하기 위하여 홀더의 외주면에 형성되는 후크(42)를 버링부(12)의 외부에 형성하였다.

후크(42)는 홀더(40)의 외주면에 외측으로 돌출되어 형성되는 걸림돌기로, 로터(10) 내부에 형성되는 스토퍼(16)가 후크(42)에 걸림으로써 로터가 베이스(70) 및 스테이터로부터 분리되는 것을 방지한다.

즉 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 후크(42)가 버링부(12)에 삽입되어 위치하지 않고 버링부 보다 낮은 위치에서 버링부 외측에 위치함으로써 버링부(12)의 크기는 최소화될 수 있다. 버링부(12)의 크기가 최소화됨으로써 로터(10)에 결합되 는 척킹부(60)의 구성요소 설치공간이 확보되면서도, 축계의 길이가 높게 유지될 수 있다.

스핀들 모터의 박형화 추세에 따라 모터의 전체 높이가 낮아짐에도 샤프트(20)를 지지하는 베어링(30) 및 홀더(40)의 높이는 그대로 유지하면서 후크(42)의 위치, 샤프트의 길이, 로터(10)의 높이만을 조정하여 박형의 모터가 제공될 수 있다.

한편 도 1에 도시된 바와 같이 로터(10) 상부에는 버링부(12)를 둘러싸며 로터에 결합되는 처킹부가 설치될 수 있다. 본 실시예에서 로터(10)는 1단의 버링(burring) 구조로 외경이 종래 보다 큰 버링부(12)가 형성되어 있어, 척킹부(60)는 도 3에 도시된 바와 같은 구조로 이루어질 수 있다.

척킹부(60)는 도 3과 같이 버링부(12)에 결합되며 내부 구성요소를 커버하는 척베이스(62), 척베이스의 외부로 돌출되도록 상기 척베이스에 삽입되는 복수의 척칩(64), 척베이스 내부에 위치하여 인접하는 한 쌍의 척칩을 척베이스(62)의 외측으로 탄성적으로 지지하는 탄성부재(66)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 탄성부재(66)는 압축 코일 스프링일 수 있다.

베어링(30) 및 홀더(40)가 삽입됨에 따라 확대된 크기를 가진 버링부(12)에 결합되는 척베이스(62) 내부에는 척칩(64)을 탄성적으로 지지하는 압축 코일 스프링이 방사상으로 배치될 수 없다. 따라서 본 실시예에서 압축 코일 스프링은 척 베이스 내부에 삼각형 구조로 배치되어 인접하는 한쌍의 척칩(64)을 척베이스(62) 외측으로 탄성적으로 지지한다. 탄성적으로 지지되는 척칩(64)에 의해 디스크는 탈착 가능하게 척킹될 수 있다.

이하 본 실시예의 모터에 결합되는 척킹부(60)에 대해 이하 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 척베이스(chuck base, 62)에는 보스(boss, 69)가 형성된다. 척베이스는 척킹부의 구성을 수용하며, 이들을 커버한다. 척베이스(62)의 내부에는 로터(10)의 버링부(12)와 결합되는 보스(69)가 형성된다.

척베이스(62)는 전체적으로 원형의 형상을 가지고 그 중앙에는 센터 홀(center hole, 68)이 형성되어 있다. 센터 홀(68)에는 로터(10)의 버링부(12)가 삽입되어 고정된다. 척베이스(62)에는 척칩(64)이 둘레를 따라 일정한 간격으로 삽입되어 있다. 그리고 센터 홀(68)은 보스(69)의 중심에 형성되어 있다.

척칩(chuck chip, 64)은 척베이스(62)에 삽입되어 탄성부재(66)의 탄성력에 의해 외부로 돌출될 수 있으며, 디스크의 내주연을 가압한다. 본 실시예에 따르면 척칩(64)은 센터 홀(68)을 중심으로 120도의 각도를 가지고 3개가 배치될 수 있다. 따라서 척칩(64) 및 이를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(66)는 전체적으로 삼각형의 배치구조를 갖는다.

본 실시 예에 따른 모터에 결합되는 척킹부(60)는 3개의 탄성부재(66) 및 척칩을 도시하였지만 본 발명은 이에 국한되는 것이 아니고 설계조건 등에 따라 다양한 수의 척칩이 구비될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 척칩은 4개, 5개 또는 6개가 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다.

하나의 척칩(64)은 인접하는 한 쌍의 탄성부재(66)에 의해 동시에 가압된다. 이와 같이 각각의 척칩은 인접하는 한 쌍의 탄성부재에 의해 동시에 가압되기 때문에, 탄성부재(66)들 사이에 탄성계수의 편차가 있더라도 일정 정도 그 편차를 상쇄할 수 있게 된다.

탄성부재(66)는 모두 동일한 탄성계수의 것을 사용하지만, 그 제조과정에서 일정한 편차가 발생할 수 있다. 이와 같은 탄성계수의 편차로 인해 디스크의 중심과 척베이스의 중심이 일치하지 않게 된다. 그러나 본 실시 예에 따른 척킹부(60)는 하나의 탄성부재(66)가 인접하는 한 쌍의 척칩(64)을 동시에 가압하고, 하나의 척칩(64)에는 인접하는 한 쌍의 탄성부재(66)에 의한 힘이 동시에 작용한다.

따라서 탄성부재(66)는 척칩(64)을 매개로 하여 서로 링크되어 있기 때문에, 탄성부재(66)의 탄성계수의 편차는 분산될 수 있으며 전체적으로 자체 조정가능성(self adjustability)을 구비할 수 있다. 또한 본 실시예에서 버링부(12)의 크기에 따른 척킹부(60) 구성요소의 설치공간 감소에서도 효과적인 디스크 척킹(chucking) 기능를 구현할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이 탄성부재(66)는 압축 코일 스프링일 수 있다.

본 실시예에 따르면 로터(10)에 형성된 버링부(12)에 샤프트의 일측(22)이 결합되고, 베어링(30) 및 홀더(40)가 버링부에 삽입되어 샤프트의 타측(24)을 지지하는 축계 길이를 최대화할 수 있다. 또한 홀더(40)의 외주면에서 외측으로 돌출되어 형성되는 후크(42)를 버링부(12) 외측에 위치시킴으로써 버링부의 크기를 최소화할 수 있어, 로터(10) 상면에 결합되는 척킹부(60)의 설치공간을 확보할 수 있다. 그리고 척킹부(60)의 탄성부재(66)를 전술한 도 3과 같이 배치함으로써 버링 부(12)에 결합되는 척킹부를 형성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 도 1의 A 부분에 대한 상세도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 척킹부를 나타낸 저면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 로터 12: 버링부

14: 마그넷 16: 스토퍼

20: 샤프트 22: 샤프트의 일측

24: 샤프트의 타측 30: 베어링

40: 홀더 42: 후크

50: 스테이터 52: 코일

60: 척킹부 62: 척베이스

64: 척칩 66: 탄성부재

68: 센터 홀 69: 보스

70: 베이스 80: 서포터

100: 모터

Claims

내부에 마그넷이 결합되며, 내측 중앙부에 관 형상으로 돌출된 버링부가 형성된 로터;

일측이 상기 버링부와 결합되며, 상기 일측의 외경이 타측의 외경보다 큰 샤프트;

상기 샤프트의 타측을 지지하며, 일부가 상기 버링부에 삽입되는 홀더;

상기 홀더와 상기 샤프트의 타측 사이에 개재되어 상기 샤프트의 타측을 회전가능하게 지지하는 베어링;

상기 마그넷과 인접하고, 코일에 의해 권선되는 스테이터; 및

상기 홀더를 지지하는 베이스를 포함하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 홀더 및 상기 베어링은 상기 샤프트의 타측 전부를 지지하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 버링부는 내경이 일정한 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 홀더의 외주면에는 외측으로 돌출된 후크가 형성되고,

상기 로터의 내부에는 상기 후크에 걸리는 스토퍼가 형성되되,

상기 후크는 상기 버링부의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 버링부를 둘러싸며 상기 로터에 결합되는 척킹부를 더 포함하되,

상기 척킹부는

상기 버링부에 결합되는 척베이스;

상기 척베이스의 외부로 돌출되도록 상기 척베이스에 삽입되는 복수의 척칩; 및

상기 척베이스 내부에 위치하여 인접하는 한 쌍의 상기 척칩을 상기 척베이스의 외측으로 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제5항에 있어서,

상기 탄성부재는 압축 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 모터.