KR20130006774A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130006774A
KR20130006774A KR1020110061142A KR20110061142A KR20130006774A KR 20130006774 A KR20130006774 A KR 20130006774A KR 1020110061142 A KR1020110061142 A KR 1020110061142A KR 20110061142 A KR20110061142 A KR 20110061142A KR 20130006774 A KR20130006774 A KR 20130006774A
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dynamic pressure
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pressure groove
extension part
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노지애
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 마그넷이 설치되는 마그넷 설치부로부터 연장 형성되는 연장부를 구비하는 로터 케이스 및 상기 연장부에 대응되는 형상을 가지며 상기 연장부에 대향 배치되는 대응부를 구비하는 베이스 부재를 포함하며, 상기 연장부와 상기 대응부 중 적어도 하나에는 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브가 형성될 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크가 안착되는 디스크 안착부가 형성된 로터 케이스를 구비하는 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.
즉, 일반적으로 유체 동압 베어링 어셈블리는 축방향으로 스파이럴(spiral) 형태의 그루브와 원주방향으로 헤링본(harringbone) 형태의 그루브를 통해 동압을 발생시켜 모터 회전 구동의 안정성을 도모하고 있다.
한편, 최근의 기록 디스크 구동장치의 용량 증가에 따라 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동을 감소시켜야 하는 기술적 과제에 직면해 있다. 즉, 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동에 의한 에러 없이 구동 기록 디스크 구동장치가 구동되도록 하는 기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
다시 말해, 회전 특성을 향상시켜 비반복적 런 아웃(NRRO)을 감소시켜 회전 특성을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 회전특성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 마그넷이 설치되는 마그넷 설치부로부터 연장 형성되는 연장부를 구비하는 로터 케이스 및 상기 연장부에 대응되는 형상을 가지며 상기 연장부에 대향 배치되는 대응부를 구비하는 베이스 부재를 포함하며, 상기 연장부와 상기 대응부 중 적어도 하나에는 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브가 형성될 수 있다.
상기 연장부는 상면에 디스크가 안착되는 디스크 안착부와, 상기 디스크 안착부의 하단부로부터 연장 형성되는 돌출부를 구비할 수 있다.
상기 대응부는 상기 돌출부의 상부에 배치되는 커버부를 구비할 수 있다.
상기 커버부는 상기 대응부와 일체로 형성되거나 상기 대응부에 설치되며, 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
상기 동압 그루브는 상기 돌출부의 상면에 형성되는 제1 동압 그루브와, 상기 제1 동압 그루브에 대향 배치되도록 상기 커버부의 저면에 형성되는 제2 동압 그루브로 구성될 수 있다.
상기 동압 그루브는 상기 로터 케이스의 회전시 공기를 매개로 스러스트 동압을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 공기를 매개로 동압을 발생시키는 동압 그루브가 로터 케이스의 가장자리에 형성되어 있어 로터 케이스의 회전시 동압 그루브에 의해 형성된 동압에 의해 로터 케이스가 지지되므로 로터 케이스의 회전 특성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스 부재를 나타내는 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 로터 케이스를 나타내는 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 커버부를 나타내는 절개 저면 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스 부재를 나타내는 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 로터 케이스를 나타내는 절개 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 커버부를 나타내는 절개 저면 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 샤프트(110), 슬리브(120), 로터 케이스(130) 및 베이스 부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 회전시키는 기록 디스크 구동장치에 적용되는 모터일 수 있으며, 로터(20)와 스테이터(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
로터(20)는 스테이터(40)에 지지되어 회전하는 회전 부재를 의미하는 것으로, 스테이터(40)를 구성하는 스테이터 코어(42)와 대응하는 마그넷(22)이 설치되는 컵상의 로터 케이스(130)를 구비할 수 있다.
그리고, 상기한 마그넷(22)은 환고리 형상을 가지며, 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석일 수 있다.
또한, 스테이터(40)는 회전하는 부재를 제외한 모든 고정부재를 의미하는 것으로, 스테이터 코어(42), 스테이터 코어(42)를 감싸는 코일(44), 베이스 부재(140), 슬리브(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 로터 케이스(130)에 설치되는 마그넷(22)은 코일(44)이 권선되는 스테이터 코어(42)의 선단에 대향 배치되며, 마그넷(22)과 코일(44)이 권선된 스테이터 코어(42)와의 전자기적 상호작용으로 로터(20)가 회전된다.
다시 말해, 마그넷(22)과 코일(44)이 권선된 스테이터 코어(42)의 전자기적 상호작용으로 로터 케이스(130)가 회전되면, 이와 연동되어 로터(20)를 구성하는 샤프트(110) 등이 회전된다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향은 샤프트(110)를 기준으로 로터 케이스(130)의 외측단 방향 또는 로터 케이스(130)의 외측단을 기준으로 샤프트(110)의 중심방향을 의미하고, 원주방향은 샤프트(110)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)에 구비되는 슬리브(120)에는 샤프트(110)가 삽입 장착되며, 슬리브(120)는 샤프트(110)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 수행한다. 이를 위해 슬리브(120)의 중앙 부분에는 샤프트(110)가 삽입되도록 설치홀(122)이 형성된다.
또한, 샤프트(110)가 슬리브(120)의 설치홀(122)에 삽입 설치되는 경우, 샤프트(110)의 외주면과 슬리브(120)의 내주면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극을 형성한다.
이 베어링 간극에 윤활유체(예를 들어, 오일)가 충진되어 샤프트(110)가 보다 원활하게 회전될 수 있도록 한다.
그리고, 슬리브(120)는 Cu 또는 Al 을 단조하거나, Cu-Fe 계 합금 분말 또는 SUS 계 분말을 소결하여 형성할 수 있으며, 외경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 슬리브(120)는 하나의 금형으로 제작될 수 있다.
로터 케이스(130)는 마그넷(22)이 설치되는 마그넷 설치부(134)로부터 연장 형성되는 연장부(136)를 구비할 수 있다.
로터 케이스(130)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 로터 케이스(130)는 샤프트(110)의 상단부에 결합되기 위한 관통홀(132a)이 형성된 바디(132)와, 바디(132)의 가장자리로부터 축방향 하부측으로 연장 형성되는 마그넷 설치부(134)와, 마그넷 설치부(134)로부터 반경방향 외측으로 향하여 연장 형성되는 연장부(136)를 구비할 수 있다.
또한, 연장부(136)는 상면에 디스크가 안착되는 디스크 안착부(137)와, 디스크 안착부(137)의 하단부로부터 연장 형성되는 돌출부(138)를 구비할 수 있다.
한편, 돌출부(138)의 상면에는 로터 케이스(130)의 회전시 공기를 매개로 하여 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브(160)가 구비될 수 있다. 동압 그루브(160)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
베이스 부재(140)는 연장부(136)에 대응되는 형상을 가지며 상기 연장부에 대향 배치되는 대응부(142)를 구비한다. 그리고, 연장부(136)와 대응부(142) 중 적어도 하나에는 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브(160)가 형성될 수 있다.
한편, 베이스 부재(140)는 슬리브(120)가 고정 설치될 수 있도록 축방향 상부측을 향하여 돌출되는 결합부(144)를 구비할 수 있다. 그리고, 결합부(144)는 슬리브(120)가 내부에 삽입 배치되어 고정 설치될 수 있도록 결합홀(144a)을 형성할 수 있다.
즉, 슬리브(120)의 외주면과 결합부(144)의 내주면은 접착제 등에 의해 결합되며, 이에 따라 슬리브(120)는 결합부(144)에 고정 설치될 수 있는 것이다.
한편, 베이스 부재(140)에는 상기에서 살펴본 바와 같이 연장부(136)에 대응되는 대응부(142)를 구비할 수 있다. 대응부(142)는 디스크 안착부(137)와 돌출부(138)의 저면으로부터 소정 간격 이격 배치되도록 단차지게 형성되는 단차부(142a)와, 상기 돌출부(138)의 외주면에 대향 배치되는 외벽부(142b)를 구비할 수 있다.
그리고, 대응부(142)는 돌출부(138)의 상부에 배치되는 커버부(146)를 더 구비할 수 있다. 또한, 커버부(146)의 저면이 돌출부(138)의 상면에 대향 배치되며, 커버부(146)의 저면에는 동압 그루브(160)가 형성될 수 있다.
동압 그루브(160)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 동압 그루브(160)는 돌출부(138)의 상면에 형성되는 제1 동압 그루브(162)와, 제1 동압 그루브(162)에 대향 배치되도록 커버부(146)의 저면에 형성되는 제2 동압 그루브(164)로 구성될 수 있다.
한편, 제1,2 동압 그루브(162,164)는 헤링본 형상 또는 스파이럴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 로터 케이스(130)의 회전시 공기를 매개로 하여 유체 동압을 형성할 수 있는 어떠한 형상으로도 형성될 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에서는 동압 그루브(160)가 제1,2 동압 그루브(162,164)로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1,2 동압 그루브(162,164) 중 어느 하나만으로 동압 그루브(160)가 구성될 수도 있을 것이다.
이와 같이, 돌출부(138)의 상면과 커버부(146)의 저면에 형성된 제1,2 동압 그루브(162,164)에 의해 로터 케이스(130)의 회전시 공기를 매개로 하여 동압이 발생될 수 있다.
이에 따라, 로터 케이스(130)의 회전시 발생된 동압에 의해 축방향 하부측을 향한 힘이 로터 케이스(130)에 가해진다. 결국, 로터 케이스(130)의 가장자리를 가압하는 힘이 발생되어 로터 케이스(130)의 회전 특성이 향상될 수 있는 것이다. 즉, 로터 케이스(130)의 회전시 로터 케이스(130)의 가장자리를 가압해 주는 힘이 발생되어 로터 케이스(130)의 회전특성(NRRO)을 향상시킬 수 있다.
더하여, 로터 케이스(130)의 회전시 발생된 동압에 의해 축방향 하부측을 향하는 힘이 발생되므로, 로터 케이스(130)가 과부상되는 것을 보다 감소시킬 수 있다.
또한, 외부로부터 충격이 가해지는 경우에 로터 케이스(130)의 회전시 발생된 동압은 외부충격을 완화시키는 댐퍼 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 로터 케이스(130)의 회전시 가해지는 외부 충격에도 스핀들 모터(100)의 파손을 감소시킬 수 있다.
한편, 커버부(146)는 원형의 고리 형상을 가지며, 상기한 외벽부(142b)의 상면에 접착제 등에 의해 고정 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 커버부(146)는 외벽부(142b)의 상단부로부터 반경방향 내측을 향하여 연장 형성될 수 있다. 즉, 커버부(146)는 대응부(142)와 일체로 형성될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 연장부(136)와 대응부(142) 중 적어도 하나에 형성되는 동압 발생부(160)를 통해 로터 케이스(130)의 회전시 유체 동압이 발생되므로, 로터 케이스(130)의 가장자리가 지지되어 로터 케이스(130)의 회전 특성이 보다 향상될 수 있다.
또한, 로터 케이스(130)의 회전시 발생되는 동압에 의해 로터 케이스(130)가 과부상되는 것을 감소시킬 수 있다.
그리고, 로터 케이스(130)의 회전시 발생되는 동압이 외부 충격이 가해지는 경우 댐퍼 역할을 수행할 수 있으므로, 외부 충격에 의한 파손을 감소시킬 수 있다.
100 : 스핀들 모터 110 : 샤프트
120 : 슬리브 130 : 로터 케이스
140 : 베이스 부재 160 : 동압 그루브

Claims (6)

  1. 마그넷이 설치되는 마그넷 설치부로부터 연장 형성되는 연장부를 구비하는 로터 케이스; 및
    상기 연장부에 대응되는 형상을 가지며 상기 연장부에 대향 배치되는 대응부를 구비하는 베이스 부재;
    를 포함하며,
    상기 연장부와 상기 대응부 중 적어도 하나에는 동압을 발생시키기 위한 동압 그루브가 형성되는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는 상면에 디스크가 안착되는 디스크 안착부와, 상기 디스크 안착부의 하단부로부터 연장 형성되는 돌출부를 구비하는 스핀들 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대응부는 상기 돌출부의 상부에 배치되는 커버부를 구비하는 스핀들 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버부는 상기 대응부와 일체로 형성되거나 상기 대응부에 설치되며, 원형의 고리 형상을 가지는 스핀들 모터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 동압 그루브는
    상기 돌출부의 상면에 형성되는 제1 동압 그루브와, 상기 제1 동압 그루브에 대향 배치되도록 상기 커버부의 저면에 형성되는 제2 동압 그루브로 구성되는 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동압 그루브는 상기 로터 케이스의 회전시 공기를 매개로 스러스트 동압을 발생시키는 스핀들 모터.
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