KR20100069174A - 스핀들모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 보다 자세하게는 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축과, 상기 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브와, 상기 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브와, 상기 슬리브가 고정 설치되는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공한다.

스핀들모터, 슬리브, 유체순환홀, 동압발생홈

Description

스핀들모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축을 구비하고 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브와, 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브를 구비한 스핀들모터를 제공함으로서, 제 2슬리브 주위로만 유체가 흐르도록 하여 안정적인 동압을 발생시키며 동압면이 기존에 비해 아래로 내려가므로 기존과 동일한 양의 유체를 충전하더라도 안정적인 동작을 유지시키실 수 있는 스핀들모터를 제공할 수 있다.

일반적으로 유체동압베어링을 갖는 스핀들모터는 베어링과 회전축 사이의 비접촉상태를 유지하여 회전축을 회전가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크드라이브, 광디스크드라이브 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.

이와 같은 스핀들모터에서, 회전축의 회전을 용이하게 하도록 회전축과 회전축을 지지하는 슬리브 사이에 소정의 유체를 주입하고 회전축의 회전시 동압이 발 생하도록 하는 유체동압베어링이 일반적으로 사용되고 있다.

도 7과 도 8은 종래기술에 따른 스핀들모터(10)를 나타낸 것으로, 회전축(15)의 상단부에 스러스트판(13)이 설치되며, 스러스트판(13)은 슬리브(12) 및 실링캡(14) 사이에 스러스트 베어링을 형성한다.

그러나, 종래 기술에 따른 스핀들모터(10)는 중공 원통형 슬리브의 상면과 스러스트판(13)을 덮고 있는 실링캡(14)에 스러스트면이 존재하여 동압을 발생시키는 역할을 하였으나, 불안정한 동압발생으로 모터의 위치에 따른 특성이 상이할 수 있는 가능성이 존재하였다. 또한, 유체의 양이 적게 되는경우 동압이 일정하게 발생치 않아 소음 및 특성에 영향을 줄 수 있다.

따라서, 축부재와 슬리브 부재의 상대 회전시에 그 사이에 충전되는 유체에 압력을 생기게 하고, 유체압력에 따라서 축부재를 지지하며 일정한 동압이 발생하여 안정적인 동작이 유지되도록 하는 스핀들모터의 필요성이 제기되었다.

본 발명의 목적은 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축을 구비하고 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브와, 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브를 구비한 스핀들모터를 제공함으로서, 제 2슬리브 주위로만 유체가 흐르도록 하여 안정적인 동압을 발생시키며 동압면이 기존에 비해 아래로 내려가므로 기존과 동일한 양의 유체를 충전하더라도 안정적인 동작을 유지시키실 수 있는 스핀들모터를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축과, 상기 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브와, 상기 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브와, 상기 슬리브가 고정 설치되는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공한다.

또한, 상기 제 2슬리브의 외주면에는 유체가 순환되는 하나 이상의 유체순환홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 유체는 제 2슬리브의 내경부로부터 상기 유체순환홀을 경유하여 상기 스러스트판 쪽으로 순환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 유체순환홀은 상기 슬리브의 외주면에 축방향으로 관통되게 구비되어 유체를 순환시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스러스트판은 유체를 상기 회전축 쪽으로 펌핑하도록 비대칭 헤링본 형상의 동압발생홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축을 구비하고 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브와, 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브를 구비한 스핀들모터를 제공함으로서, 제 2슬리브 주위로만 유체가 흐르도록 하여 안정적인 동압을 발생시키며 동압면이 기존에 비해 아래로 내려가므로 기존과 동일한 양의 유체를 충전하더라도 안정적인 동작을 유지시키실 수 있는 스핀들모터를 제공하는 것이다.

또한 유체의 순환을 돕고자 제 2슬리브의 외주면에 유체순환홀을 구성하여 기존에 슬리브의 전체를 순환하던 유체가 제 2슬리브만을 순환하도록 하여 불필요한 유체의 움직임을 줄이는데 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체동압베어링장치에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 스핀들모터(100)를 나타낸 것으로, 길이방향의 중앙부위에 스러스트판(150)이 설치된 회전축(120), 스러스트판(150)의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브(131), 스러스트판(150)의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브(132), 슬리브(130)가 고정 설치되는 플레이트(110)를 포함한다.

플레이트(110)는 슬리브(130)가 고정설치된 것으로, 스핀들모터(100)가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다. 여기서 플레이트(110)는 알루미늄판 또는 알루미늄합금판 등의 경량재질로 제작되나, 이와 달리 강철판으로 제작될 수도 있다.

또한, 플레이트(110)는 중앙부위에 회전축(120)이 삽입결합되는 결합공이 형성되고 전기자(140)가 결합되는 결합부가 돌출형성된다.

회전축(120)은 슬리브(130)에 회전가능하게 삽입되며 스러스트판(150)이 설치된 것으로, 전체적으로 원기둥 모양을 가지며 중간부에 스러스트판(150)이 삽입되어 결합될 수 있도록 중간부가 슬리브(130)에 삽입되는 부위보다 작은 직경을 갖 도록 형성될 수 있다. 이때 회전축(120)의 중간부에 삽입된 스러스트판(150)을 회전축(120)에 고정시키기 위하여 별도의 레이저 용접 등이 수행될 수 있으나, 이와 달리 스러스트판(150)에 소정의 압력을 인가하여 스러스트판(150)과 회전축(120)을 압입결합할 수 있다.

슬리브(130)는 스러스트판(150)의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브(131)와, 스러스트판(150)의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브(132)로 구성된다.

슬리브(130)는 전체적으로 중공의 원통형상을 가지며 회전축(120)과 마주하는 내경부 및 스러스트판(150)과 마주하는 베어링면에 제1,2레디얼베어링 및 제1스러스트베어링이 각각 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 슬리브(130)의 내경부에는 슬리브(130)의 회전시 유체를 모아 유체 동압을 발생시키기 위한 헤링본 형상의 제1,2동압발생홈(131a,132a)이 형성된다. 제 1동압발생홈(131a)은 제 1슬리브(131)의 내경부에 형성되고, 제 2동압발생홈(132a)은 제 2슬리브(132)의 내경부에 형성된다. 제1동압발생홈(131a)에 의해 제1레디얼베어링이 형성되고 제2동압발생홈(132a)에 의해 제2레디얼베어링이 형성된다.

또한, 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 유체는 슬리브(130)의 아래부분인 제 2슬리브(132)의 외주위에만 관통하게 형성된 유체순환홀(136)을 통해 참조번호 A와 같이 제 2슬리브(132) 주위를 순환한다.

유체순환홀(136)은 제1,2동압발생홈(131a,132a)에 의해 발생된 유체의 펌핑력에 의해 유체가 스러스트베어링으로 펌핑된 후, 유체순환홀(136)을 경유하여 회전축(120)의 중간부에 장착된 스러스트판(150)부터 제 2슬리브(132)의 주위를 순환함으로써 유체가 부족할 수 있는 부분에 유체가 제공되고, 이로 인하여 유체 부족으로 인한 부압발생을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 스핀들모터(100)는 스러스트판(150)이 회전축(120)의 길이방향의 중앙부위에 설치되어 슬리브(130)를 제 1슬리브(131)와 제 2슬리브(132)로 분리시킴으로서, 그 사이에 동압면을 발생시키고자 하는 것이며 이로인해 안정적인 동압을 발생시킨다. 뿐만 아니라 동압면이 기존에 비해 아래로 내려가서 기존과 동일한 양의 유체를 충전하더라도 안정적인 동작을 유지시킬 수 있다.

또한, 유체의 순환을 돕고자 제 2슬리브(132)의 외주면에 유체순환홀(136)을 구성하여 유체가 제 2슬리브(130)만을 순환하도록 하여 불필요한 유체의 움직임을 줄일 수 있다.

전기자(140)는 광디스크가 탑재되는 로터케이스(160)를 회전시키기 위하여 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 다수 매의 박형 금속판을 적층시킨 코어(141)와 이 코어(141)에 다수회 권선되는 코일(142)로 이루어진다.

코어(141)는 플레이트(110)의 결합부의 외주면에 고정되게 설치되며, 코 일(142)은 코어(141)에 권선된다. 여기서 코일(142)은 외부로부터 인가되는 전류로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(160)의 자석(164)과의 사이에 형성되는 전자기력으로 로터케이스(160)를 회전시킨다.

스러스트판(150)은 회전축(120)의 길이방향의 중앙부위에 설치되며 제 1슬리브(131)와 제 2슬리브(132)와의 사이에 각각 스러스트베어링을 형성하기 위한 것으로, 슬리브(130)에 마주하는 부위에 스러스트 동압발생홈(151)이 형성된다.

스러스트 동압발생홈(151)은 회전축(120)의 회전시 슬리브(130)와 스러스트판(150) 사이에 보관되는 유체를 한 점으로 집중시켜 유체동압을 발생시킴으로써 슬리브(130)와 스러스트판(150) 사이에 스러스트베어링을 형성한다. 또한, 스러스트판(150)에 형성되는 스러스트 동압발생홈(151)은 유체를 회전축(120)쪽으로 펌핑할 수 있도록 헤링본 비대칭 형상을 가질 수 있다.

로터케이스(160)는 하드디스크 등의 미도시한 광디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 슬리브(130)가 고정되게 설치되는 원판부(162)와 원판부(162)의 말단으로부터 연장되는 환형의 테두리부(163)를 갖는다.

원판부(162)는 중앙부위에 회전축(120)이 고정되게 삽입결합되며, 테두리부(163)는 그 내주면이 전기자(140)에 마주하도록 회전축(120)의 축방향으로 연장되며, 코일(142)에서 형성되는 전기장과의 사이에 전자기력을 발생시키도록 자기장을 형성하는 자석(164)이 테두리부(163)의 내주면에 고정되게 설치된다.

실링캡(170)은 슬리브(130)의 유체부족을 방지하도록 추가의 유체를 보관하는 유체실링을 형성하기 위한 것으로, 제 1슬리브(131)의 상면에 마주하게 제 1슬리브(131)의 상측 결합부에 고정되게 설치된다. 여기서 실링캡(170)은 전체적으로 고리형 원반 모양을 가지며, 제 1슬리브(130)의 상면과의 사이에 유체가 충전되어 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 유체동압베어링장치의 개략적인 단면도;

도 2는 도 1의 고정축의 개략적인 단면도;

도 3 내지 도 6은 도 1의 슬리브의 개략적인 단면도;

도 7은 종래기술에 따른 유체동압베어링장치의 개략적인 단면도;

도 8은 종래기술에 따른 슬리브의 개략적인 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 유체동압베어링장치 110: 플레이트

120: 회전축 130: 슬리브

131: 제 1슬리브 132: 제 2슬리브

131a: 제 1동압발생홈 132a: 제 2동압발생홈

136: 유체순환홀 140: 전기자

150: 스러스트판 151: 스러스트 동압발생홈

160: 로터케이스 170: 실링캡

Claims (5)

1. 길이방향의 중앙부위에 스러스트판이 설치된 회전축;

   상기 스러스트판의 상면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 1슬리브;

   상기 스러스트판의 하면과의 사이에 스러스트베어링을 형성하는 제 2슬리브;

   상기 슬리브가 고정 설치되는 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2슬리브의 외주면에는 유체가 순환되는 하나 이상의 유체순환홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 유체는 상기 제 2슬리브의 내경부로부터 상기 유체순환홀을 경유하여 상기 스러스트판 쪽으로 순환하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 하나 이상의 유체순환홀은 상기 제 2슬리브의 외주면에 축방향으로 관통되게 구비되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 스러스트판은 유체를 상기 회전축 쪽으로 펌핑하도록 비대칭 헤링본 형상의 동압발생홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.

Images