KR20100037414A

KR20100037414A - 모터

Info

Publication number: KR20100037414A
Application number: KR1020080096736A
Authority: KR
Inventors: 스미르노프 비아체슬라브; 김표; 신경섭
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2010-04-09
Also published as: KR101027933B1

Abstract

모터가 개시된다. 샤프트와, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 베어링을 지지하는 홀더와, 베어링을 커버하도록 일측이 샤프트의 말단에 결합되는 스톱퍼 및 스톱퍼의 타측을 지지하도록 홀더에 결합되는 축받이를 포함하는 모터는, 회전하는 부분의 무게 중심을 낮추어 샤프트의 안정적인 회전을 확보할 수 있다.

스핀들 모터, 샤프트, 베어링, 스톱퍼, 축받이

Description

모터{Motor}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

메모리 기능을 가지는 전자제품에는 일정한 데이터를 저장하기 위해 디스크 드라이버와 같은 장치들이 사용되고 있다. 이러한 디스크 드라이버에는 디스크를 구동시키기 위해 스핀들 모터가 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들 모터(20)를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스핀들 모터(20)는 로터(4)와, 로터(4)와 결합되는 샤프트(2)와, 샤프트(2)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(6)과, 베어링(6)과 스테이터(7)를 지지하는 홀더(8)를 포함한다. 로터(4)의 상측에는 디스크를 탈착 시키기 위해 디스크 척킹 장치(25)가 결합된다.

여기서 샤프트(2)의 말단의 외주면을 따라서는 홈(12)이 형성되고, 이 홈(12)에 환형의 와셔(10)가 삽입되어 샤프트(2)가 분리되는 것을 방지한다. 또한, 최근에는 디스크의 안정적인 구동을 위해 홀더(8)의 상단에 흡인 마그넷(14)을 결합하였다.

도 2는 종래기술에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스핀들 모터의 구성 가운데 로터(4)와 샤프트(2) 그리고 디스크 척킹 장치(25)는, 스테이터(7)와 로터(4) 간의 전자기적인 작용에 의해 회전하는 부분에 해당한다. 이 회전하는 부분의 질량 분포는 A1의 각을 이루는 원뿔과 같은 배치를 이룰 수 있다. 또한, 그러한 질량의 분포로 인해 무게 중심(G1)의 높이(Z1)는 샤프트(2)의 길이의 중심에 비해 높을 수 있다.

결국, 스핀들 모터(20)의 회전하는 부분의 질량분포는 상측으로 치우쳐, 그 회전 시에 안정적인 회전을 확보하기 어려운 문제가 있었다. 그리고, 홀더(8)의 상측에 결합되는 흡인 마그넷(14)의 작용이 충분하지 못해 스핀들 모터(20)의 안정적인 회전을 확보하기 어려운 문제가 있다.

디스크 드라이버의 관점에서 본다면, 이러한 문제는 디스크의 안정적인 구동을 곤란하게 하여 데이터의 read-writing시에 에러 발생의 소지가 되며, 그 소모 전력을 증가시킬 수도 있다.

본 발명은 샤프트의 회전을 안정적을 지지할 수 있는 구조의 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 샤프트와, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 베어링을 지지하는 홀더와, 베어링을 커버하도록 일측이 샤프트의 말단에 결합되는 스톱퍼 및 스톱퍼의 타측을 지지하도록 홀더에 결합되는 축받이를 포함하는 모터가 제공된다.

여기서, 스톱퍼의 타측에는 자석이 결합되며, 축받이는 자성체로 이루어질 수 있다. 이 때, 자석은 샤프트와 동심인 환형의 영구자석일 수 있다. 이 때, 자석은 샤프트와 동심인 환형의 영구자석일 수 있다.

한편, 스톱퍼의 외주면과 홀더의 내주면 사이에는 간극이 형성될 수 있으며, 이 간극은 접착제로 충전될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 모터의 회전하는 부분의 무게 중심을 낮추어 샤프트의 안정적인 회전을 확보할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 스핀들 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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)를 나타낸 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)는, 샤프트(400)와, 샤프트(400)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(500)과, 베어링(500)을 지지하는 홀더(510)와, 베어링(500)을 커버하도록 일측이 샤프트(400)의 말단에 결합되며, 타측에 자석이 결합되는 스톱퍼(600) 및 스톱퍼(600)의 타측을 지지하도록 홀더(510)에 결합되며, 자성체로 이루어지는 축받이(700)를 포함함으로써, 회전하는 부분의 무게 중심을 낮추어 샤프트(400)의 안정적인 회전을 확보할 수 있다.

스핀들 모터(1000)는 디스크를 구동시킬 수 있는 장치로서, 디스크가 스핀들 모터(1000)에 탈착 가능하도록 디스크 척킹 장치(100)가 스핀들 모터(1000)의 로터(320)에 결합될 수 있다.

로터(320)는 로터케이스(310)와 마그넷(312)을 포함할 수 있다. 로터케이스(310)는 버링부(302), 확장부(304) 및 연장부(306)를 포함할 수 있다. 버링부(302)는 로터케이스(310)의 중앙에 상향 돌출되는 실린더 형상을 가지며, 로터케이스(310)의 중앙을 절곡하여 형성될 수 있다. 버링부(302)의 내주면에는 샤프트(400)가 결합될 수 있다.

확장부(304)는 경사부로부터 로터케이스(310)의 외측으로 연장되며, 스테이터(530)를 커버할 수 있다. 확장부(304)의 상면에는 환형의 마찰부재(102)가 결합되어 디스크의 저면을 지지할 수 있다.

연장부(306)는 확장부(304)로부터 하향 연장되어 형성되며, 실린더 형상을 가진다. 연장부(306)는 스테이터(530)의 외주면을 커버한다. 연장부(306)의 내주면에는 마그넷(312)이 결합되며, 이 마그넷(312)은 스테이터(530)와 대향한다.

샤프트(400)의 일단은 로터(320)의 버링부(302)에 삽입되어 결합된다. 샤프트(400)의 타단에는 후술할 스톱퍼(600)가 삽입되어 고정되도록 삽입홈(410)이 형성될 수 있다.

샤프트(400)의 외주면은 베어링(500)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 베어링(500)은 예를 들어 함유베어링(500)일 수 있다. 베어링(500)은 홀더(510)에 의해 지지된다. 홀더(510)의 외주면에는 스테이터(530)가 결합되며, 홀더(510)의 저면은 베이스플레이트(520)에 결합되어 고정된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)를 나타낸 분해 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스톱퍼(600)는 베어링(500)의 저면을 커버하도록 일측이 샤프트(400)의 타단에 결합된다. 스톱퍼(600)의 일측에는 샤프트(400)의 삽입홈(410)에 삽입되는 돌출부(610)가 형성될 수 있다.

스톱퍼(600)의 타측에는 영구자석(620)이 결합될 수 있다. 영구자석(620)은 샤프트(400)와 동심을 이루는 환형의 형태일 수 있다. 스톱퍼(600)의 타측의 직경은 베어링(500)의 내경 보다 크게 형성될 수 있으며, 이로써, 스톱퍼(600)는 샤프트(400)가 베어링(500)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 스톱퍼(600)의 타측의 중앙부(630)는 후술할 스톱퍼(600)와 접하는 면적을 최소화할 수 있도록 라운딩 처리될 수 있다.

축받이(700)는 스톱퍼(600)의 타측을 지지하도록 홀더(510)에 결합된다. 축 받이(700)는 스톱퍼(600)의 타측을 상하 방향으로 지지하여, 샤프트(400)의 길이 방향의 이동을 구속할 수 있다. 축받이(700)의 중앙에는 와셔(710)가 결합되어 스톱퍼(600)와의 마찰을 최소화할 수 있다.

축받이(700)의 외주면에는 둘레 방향으로 수용홈(702)이 형성될 수 있다. 수용홈(702)은 축받이(700)가 홀더(510)에 결합될 때, 접착제(750)가 개재될 수 있도록 홀더(510)의 내주면과 간극을 형성할 수 있다.

축받이(700)는 자성체, 즉 영구자석(620)과 같은 자석에 의해 자화 될 수 있으며, 자석에 의해 인력을 받을 수 있는 물질을 말한다. 축받이(700)는 자성체로 이루어져 스톱퍼(600)의 영구자석(620)의 자기장으로 인한 인력을 받게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)의 축받이(700)의 조립과정을 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 A부분을 나타낸 단면도이다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스핀들 모터(1000)는 샤프트(400)와 스톱퍼(600)가 분리형 구조를 이루고 있어, 디스크 척킹 장치(100), 로터(320), 마찰부재(102) 및 샤프트(400)가 결합된 제1 조립체를 스테이터(530), 홀더(510), 베어링(500) 및 베이스플레이트(520)가 결합된 제2 조립체에 결합한 다음, 스톱퍼(600)를 샤프트(400)의 타단에 결합시킬 수 있다.

이 때, 제1 조립체와 제2 조립체를 결합하는 과정은, 마찰부재(102)와 베이스플레이트(520) 간의 거리가 설계상 미리 정해진 거리를 이루고 있는 지그(jig, 미도시)상에 제1 조립체와 제2 조립체가 안착된 상태에서 이루어질 수 있다.

그리고, 스톱퍼(600)는 전자석으로 이루어 지는 이동구(33)에 의해 이동되어 샤프트(400)의 말단에 안착되어 결합될 수 있다. 스톱퍼(600)는 샤프트(400)의 말단에 접착제(750)에 의해 결합될 수 있다. 샤프트(400)와 스톱퍼(600)가 결합되면, 이동구(33)에 전기를 단속하여, 이동구(33)로부터 스톱퍼(600)를 이탈시킬 수 있다.

제1 조립체와 제2 조립체는 지그 상에 안착 되어 있어, 마찰부재(102)와 베이스플레이트(520)는 일정한 거리 관계를 유지하고 있다. 따라서, 스톱퍼(600)를 샤프트(400)에 결합시키는 과정에서, 스톱퍼(600)의 돌출부(610)가 샤프트(400)의 말단의 삽입홈(410)에 삽입되는 깊이를 조절함으로써, 마찰부재(102)와 베이스플레이트(520) 간의 거리 관계를 조절할 수 있다. 이로써, 제조 상의 공차를 최소화하고, 설계 사양에 부합하게 스핀들 모터(1000)를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 스톱퍼(600)의 영구자석(620)에 의해 제공되는 흡인력을 보다 정확하게 조절할 수 있다.

다음으로, 자성체로 이루어지는 축받이(700)도 이동구(33)에 의해 이동되어 홀더(510)에 안착되어 결합될 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)의 축받이(700)와 홀더(510)를 나타낸 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 축받이(700)와 홀더(510) 간에는 갭(Gap1)이 존재할 수 있다. 이 갭은 축받이(700)를 홀더(510)에 결합시키는 과정에서 조절될 수 있고, 결국 마찰부재(102)와 베이스플레이트(520) 간의 거리 관계를 최종적으로 조절할 수 있다.

축받이(700)의 외주면과 홀더(510)의 내주면 사이에는 축받이(700)의 외주면 에 형성되는 수용홈(702)에 의해 간극(Gap2)이 형성될 수 있으며, 이 간극에 접착제(750)가 충전되어 축받이(700)가 홀더(510)에 고정될 수 있다. 이로써, 축받이(700)와 홀더(510)의 결합을 견고히 하여, 축받이(700)는 스톱퍼(600)의 타측을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 축받이(700)의 외주면과 홀더(510)의 내주면 간의 간극은 홀더(510)의 내주면에 수용홈(702)을 형성하여 구현할 수도 있음은 물론이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)의 샤프트(400)와 스톱퍼(600)를 나타낸 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)의 회전하는 부분(이하, 회전체)는 디스크 척킹 장치(100), 로터(320), 샤프트(400) 및 스톱퍼(600)의 결합체로 이루어진다.

샤프트(400)의 말단에 스톱퍼(600)가 결합됨으로 인해, 이 회전체의 전체적인 질량분포는 샤프트(400)를 중심으로 집중될 수 있으며, 그 질량 중심(G2)의 높이(Z2)는 낮아질 수 있다.

또한, 이 회전체의 질량분포는 중심각이 A2를 이루는 원뿔의 형태로 대변될 수 있고, 이는 상기 종래 기술에서 검토한 중심각 A1에 비해 작은 각도를 이루고 있어, 이 회전체의 질량분포가 샤프트(400)의 중심을 향해 보다 집중된 형태를 보이고 있음을 말해주고 있다.

따라서, 본 실시예의 스톱퍼(600)는 스핀들 모터(1000)의 회전체의 질량 중심(G2)을 낮추고 그 질량분포를 보다 집중된 형태로 변화시켜 스핀들 모터(1000)의 보다 안정된 구동을 확보할 수 있다.

한편, 스톱퍼(600)와 베이스플레이트(520) 사이의 간격은 보다 근접하게 되고, 이들 간의 거리 관계는 상술한 제조 방법과 같이 보다 정확하게 조절될 수 있어, 영구자석(520)은 회전체에 정확하고도 일정한 흡인력을 제공하여, 회전체의 보다 안정적인 회전을 확보할 수 있어, 스핀들 모터(1000)의 소음과 진동을 저감시킬 수 있다. 나아가, 이러한 스톱퍼(600) 구조는 스핀들 모터(1000)의 외부에 충격에 대한 저항력(shock resistance)을 보다 향상시킬 수 있다. 그리고, 스톱퍼(600)에 결합되는 영구자석(620)의 크기는 작아 질 수 있어, 이는 제조원가 절감에 기여할 수 있다.

또한, 스톱퍼(600)의 타측에 결합되는 영구자석(620)은, 보다 집중된 형태 질량 분포를 가지는 회전체의 하단에 인력을 작용하여, 상술한 스핀들 모터(1000)의 진동 저감 효과를 보다 극대화 할 수 있다.

이 때, 본 실시예와 반대로 축받이(700)에 영구자석이 결합되고, 스톱퍼(600)가 자성체로 이루어져 상술한 기술적 효과를 구현할 수 있음은 물론이다.

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.

도 1은 종래기술에 따른 스핀들 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 종래기술에 따른 스핀들 모터의 일부를 나타낸 정면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타낸 분해 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 스톱퍼의 조립과정을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 축받이의 조립과정을 나타낸 단면도.

도 7은 도 6의 A부분을 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 샤프트와 스톱퍼를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 디스크 척킹 장치 320; 로터

400: 샤프트 500: 베어링

600: 스톱퍼 700: 축받이

1000: 스핀들 모터

Claims

샤프트와;

상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링과;

상기 베어링을 지지하는 홀더와;

상기 베어링의 저면을 커버하도록 일측이 상기 샤프트의 말단에 결합되는 스톱퍼; 및

상기 스톱퍼의 타측을 지지하도록 상기 홀더에 결합되는 축받이를 포함하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 스톱퍼의 타측에는 자석이 결합되며, 상기 축받이는 자성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,

상기 자석은 상기 샤프트와 동심인 환형의 영구자석인 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 스톱퍼의 외주면과 상기 홀더의 내주면 사이에는 간극이 형성되며,

상기 간극은 접착제로 충전되는 것을 특징으로 하는 모터.