KR20100029444A

KR20100029444A - 스핀들 모터의 누유 방지장치

Info

Publication number: KR20100029444A
Application number: KR1020080088241A
Authority: KR
Inventors: 박재현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-17
Also published as: CN101710748B; US20100060095A1; CN101710748A; US8106555B2

Abstract

간단한 구조로 오일의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 스핀들 모터의 누유 방지장치가 개시된다. 상기의 누유 방지장치는, 적어도 상기 베어링의 상단 이상의 위치에서 상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되어 상기 오일의 상승을 억제하는 오일 배리어를 구비한다.

누유, 오일 스토퍼, 표면에너지, 접촉각, 불소, 홈, 그루우브, 배리어

Description

스핀들 모터의 누유 방지장치{Apparatus for preventing oil leakage in spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터의 누유 방지장치에 관련한다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도이고, 도 1a는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 베이스(11)에 베어링 하우징(13)이 수직으로 설치된다. 베어링 하우징(13)의 내부에는 오일이 함침된 베어링(15)이 압입되고, 베어링(15) 내부에는 회전축(17)의 외주면이 접촉하여 지지되도록 회전가능하게 설치된다.

또한, 베어링 하우징(13)의 외면에는 코어(21a)와 코일(21b)을 가지는 고정자(21)가 고정되고, 베어링 하우징(13)의 상측으로 노출된 회전축(17) 부분에는 로터 요크(23a)와 마그네트(23b)를 가지는 회전자(23)가 고정된다.

이러한 구조에 의하면, 코일(21b)에 전류가 공급되어 고정자(21)와 회전자(23)의 작용에 의하여 회전자(23)가 회전하고, 이로 인해 회전축(17)이 회전한다.

이때, 회전축(17)이 회전하면, 원심력에 의하여 회전축(17)에서 베어링(15) 에 작용하는 하중으로 인해 베어링(15)에서 오일이 흘러나오는데, 흘러나온 오일은 회전축(17)의 외주면을 따라 상승하여 베어링 하우징(13)의 상부 외측으로 누설된다.

이를 방지하기 위하여, 도 1a에 자세히 나타낸 바와 같이, 베어링(15) 상측의 회전축(17)의 외주면에 오일의 누설을 방지하지 위한 오일 스토퍼(25)가 압입된다.

그러나, 통상 오일 스토퍼의 재질은 폴리에스테르로서, 재질이 다름으로 인하여 회전축과 오일 스토퍼 사이에 형성되는 미세한 갭(gap)으로 오일이 누설되는 문제점이 있다. 이와 함께, 스토퍼가 회전축에 압입되는 구조로 인하여 압입시 스토퍼의 내주면 측에 변형이 발생하고, 이로 인해 스토퍼와 회전축의 접촉 부위에 갭이 생겨 오일이 누설되는 문제점도 있다.

이러한 오일의 누설은 결과적으로 스핀들 모터의 수명을 단축하게 된다.

본 발명의 목적은 간단한 구조로 오일의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 누유 방지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 구조를 그대로 적용하면서 오일의 누설을 신뢰성 있게 방지할 수 있는 누유 방지장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 베어링 하우징의 내부에 오일이 함침된 베어링이 압입되고, 상기 베어링 내부에는 회전축의 외주면이 접촉하여 지지되도록 회전가능하게 설치된 스핀들 모터에서, 상기 회전축을 따라 상승하는 오일의 누설을 방지하는 누유 방지장치로서, 적어도 상기 베어링의 상단 이상의 위치에서 상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되어 상기 오일의 상승을 억제하는 오일 배리어를 구비하는 누유 방지장치에 의해 달성된다.

또한, 상기의 목적은, 베어링 하우징의 내부에 오일이 함침된 베어링이 압입되고, 상기 베어링 내부에는 회전축의 외주면이 접촉하여 지지되도록 회전가능하게 설치된 스핀들 모터에 적용되며, 상기 베어링의 상측에서 상기 회전축의 외주면에 압입된 오일 스토퍼; 및 상기 오일 스토퍼와 상기 회전축의 외주면 간의 경계를 따라 상기 오일 스토퍼의 이면과 상기 회전축의 외주면으로 연장하여 형성되어 상기 오일의 상승을 억제하는 오일 배리어를 구비하는 누유 방지장치에 의해 달성된다.

또한, 상기의 목적은, 베어링 하우징의 내부에 오일이 함침된 베어링이 압입 되고, 상기 베어링 내부에는 회전축의 외주면이 접촉하여 지지되도록 회전가능하게 설치된 스핀들 모터에 적용되며, 상기 베어링의 상측에서 상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되어 상기 오일의 상승을 억제하는 오일 배리어; 및 상기 오일 배리어의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 하나의 위치에서 상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되는 상승억제 홈을 구비하는 누유 방지장치에 의해 달성된다.

상기의 구조에 의하면, 간단한 구조로 오일의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 종래의 구조를 그대로 적용하면서 오일의 누설을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.

다음은 본 발명의 실시 예에 따른 누유 방지장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 누유 방지장치를 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 오일 스토퍼는 생략되고 그 위치에 오일 배리어(oil barrier; 30)가 형성된다. 구체적으로, 적어도 베어링(15)의 상단 이상의 위치에서 회전축(17)의 외주면을 따라 연속하여 오일 배리어(30)가 형성되어 오일의 상승을 억제한다.

바람직하게, 오일 배리어(30)는 그 표면 에너지가 오일의 표면 에너지보다 작은 불소계 입자가 분산된 페이스트를 도포후 경화하여 형성할 수 있다.

불소계 입자가 휘발성 용제에 분산된 페이스트를 회전축(17)에 도포한 후, 휘발성 용제가 휘발하면 불소계 입자만이 잔류하여 회전축(17)에 고착된다. 여기서, 불소계 입자는 낮은 표면 에너지를 갖기 때문에 접촉각이 커지므로 거의 구에 가까운 형태로 회전축(17)에 고착된다. 다시 말해, 접촉각이 작은 경우와 비교할 때, 불소계 입자들에 의해 이루어지는 실제 표면적으로 크게 증가하며, 결과적으로 오일 배리어(30)의 실제 표면적이 확장된다.

통상, 모터에 사용되는 오일은 표면장력이 낮은 실리콘 오일이기 때문에 회전축(17)으로부터 이탈하기 쉽다. 그러나, 본 발명에 따르면, 베어링(15)과 회전축(17) 사이의 갭을 따라 상승하던 오일은 오일 배리어(30) 위로 올라오면서 오일 배리어(30)의 불소계 입자와의 접촉면적이 증가하면서 이탈하기 어렵게 된다. 그 결과, 오일 배리어(30) 위로 올라온 오일은 불소계 입자와 접촉된 상태에서 점차 누적되어 그 크기가 증가한다.

이와 같이 크기가 증가한 오일은 자중에 의해 낙하하여 베어링(15)과 회전축(17) 사이의 갭으로 스며들거나, 원심력에 의해 비산된다. 그러나, 비산의 경우에도 자중에 의해 비산 각도가 줄어들어 베어링 하우징(13)을 넘어서지 못한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 누유 방지장치를 나타낸다.

이 실시 예에서는 베어링(15)의 상측에서 회전축(17)의 외주면에 오일 스토퍼(25)가 압입된 상태에서, 오일 스토퍼(25)와 회전축(17)의 외주면 간의 경계를 따라 오일 스토퍼(25)의 이면과 회전축(17)의 외주면으로 연장하여 오일 배리어(30, 32)가 형성된다.

이 실시 예에 의하면, 오일 배리어(30, 32)는 상기의 제 1 실시 예와 같은 원리로 동작함과 동시에 오일 배리어(30, 32) 자체가 오일 스토퍼(25)와 회전축(17) 사이의 갭을 차단하는 역할을 한다. 다시 말해, 오일 스토퍼(25)와 회전축(17)의 외주면 간의 경계를 중심으로 오일 스토퍼(25)의 이면으로 연장된 부분의 오일 배리어(32)와 회전축(17)의 외주면으로 연장된 부분의 오일 배리어(30)에 의해 오일 스토퍼(25)와 회전축(17)의 외주면 간의 경계가 물리적으로 막히는 구조를 이룸으로써 오일의 누설 자체를 차단한다.

이 구조에 의하면, 오일 스토퍼(25)를 적용해야 한다는 단점은 있지만, 오일의 누설을 근본적으로 차단할 수 있다는 큰 효과를 갖는다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 누유 방지장치로 오일 배리어가 상승억제 홈 하부에 형성된 예를 나타낸다.

이 실시 예에 의하면, 회전축(17)의 외주면을 따라 연속하여 오일 배리어(30)가 형성되고, 오일 배리어(30)의 상부 위치에 회전축(17)의 외주면을 따라 상승억제 홈(40)이 연속하여 형성된다.

이 구조에 의하면, 오일 배리어(30)에도 불구하고 오일이 상승하는 경우, 상승억제 홈(40)이 회전축(17)을 따라 상승하는 오일을 수용하여 오일이 누적되도록 하여 자중이 증가함으로써 비산하지 않고 흘러내리도록 한다.

여기서, 상승억제 홈(40)은 이 실시 예와 달리 오일 배리어(30)의 하부에 위치하거나, 상승억제 홈(40)과 오일 배리어(30)가 중첩될 수도 있다.

도 5는 상승억제 홈(40)의 구체적인 치수의 일 예를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 상승억제 홈(40)은 최저 위치를 중심으로 100 내지 140도 의 각도로 벌어지는 단면 형상을 구비한다. 또한, 상승억제 홈(40)의 최저 위치는 베어링(15)의 상단에서 베어링 하우징(13)의 상단 사이에 존재하며, 상승억제 홈(40)의 폭 W과 깊이 D는 각각 0.3 내지 0.5㎜, 0.05 내지 0.35㎜ 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

특히, 상승억제 홈(40)의 폭이 너무 좁으면 오일이 상승억제 홈(40)을 넘어갈 수도 있기 때문에 지나치게 좁게 형성해서는 안 된다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 단면도이다.

도 1a는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다.

Claims

베어링 하우징의 내부에 오일이 함침된 베어링이 압입되고, 상기 베어링 내부에는 회전축이 회전가능하게 설치된 스핀들 모터에서, 상기 회전축을 따라 상승하는 오일의 누설을 방지하는 누유 방지장치로서,

적어도 상기 베어링의 상단 이상의 위치에서 상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되어 상기 오일의 상승을 억제하는 오일 배리어를 포함하는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오일 배리어는 불소 입자가 분산된 페이스트를 도포후 경화되어 형성되는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오일 배리어의 표면 에너지는 상기 오일의 표면 에너지보다 작은 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오일 배리어의 상부에 상기 회전축의 외주면에 압입된 오일 스토퍼를 추가로 포함하며,

상기 오일 배리어는 상기 오일 스토퍼와 상기 회전축의 외주면 간의 경계를 따라 상기 오일 스토퍼의 이면과 상기 회전축의 외주면으로 연장하여 형성되는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 1에 있어서,

상기 회전축의 외주면을 따라 연속하여 형성되는 상승억제 홈을 추가로 포함하며,

상기 상승억제 홈은 상기 오일 배리어의 상부 또는 하부에 별도로 형성되거나, 상기 상승억제 홈과 중첩하여 오일 배리어가 형성되는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 5에 있어서,

상기 상승억제 홈은 최저 위치를 중심으로 100 내지 140도의 각도로 벌어지는 단면 형상을 구비하는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 6에 있어서,

상기 최저 위치는 상기 베어링의 상단에서 상기 베어링 하우징의 상단 사이에 존재하는 스핀들 모터의 누유 방지장치.
청구항 6에 있어서,

상기 상승억제 홈의 폭과 깊이는 각각 0.3 내지 0.5㎜, 0.05 내지 0.35㎜ 범위 내에 있는 스핀들 모터의 누유 방지장치.