KR20130011285A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130011285A
KR20130011285A KR1020110072329A KR20110072329A KR20130011285A KR 20130011285 A KR20130011285 A KR 20130011285A KR 1020110072329 A KR1020110072329 A KR 1020110072329A KR 20110072329 A KR20110072329 A KR 20110072329A KR 20130011285 A KR20130011285 A KR 20130011285A
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이성진
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삼성전기주식회사
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브와, 슬리브의 상부에 배치되도록 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트 및 상기 슬리브에 고정 설치되며, 상기 스러스트 플레이트와 함께 기액계면을 형성토록 경사면이 구비되는 캡부재를 포함하며, 상기 캡부재에는 윤활유체의 누설을 억제하며 기액계면의 확인이 용이하도록 슬릿을 형성하는 복수개의 돌출부가 상기 경사면의 내측에 구비될 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유체를 실링하기 위한 캡부재를 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 샤프트의 회전시 펌핑되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.
한편, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 상기한 베어링 간극, 즉 윤활유체와 공기와의 계면을 형성하는 측으로부터 윤활유체가 상기한 베어링 간극의 외부로 유출될 수 있다.
이와 같이, 외부로 유출되는 윤활유체가 비산되는 경우, 스핀들 모터의 내부가 윤활유체에 의해 오염되는 문제가 있다.
더하여, 윤활유체가 외부로 유출되는 경우 윤활유체에 의해 발생되는 유체 동압이 저하되어 종국적으로 스핀들 모터의 성능이 저하되며, 사용수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 외부충격이 가해지는 경우 윤활유체가 누설되는 것을 억제할 수 있으며, 윤활유체의 충진시 윤활유체와 공기와의 계면 확인이 용이한 스핀들 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브와, 슬리브의 상부에 배치되도록 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트 및 상기 슬리브에 고정 설치되며, 상기 스러스트 플레이트와 함께 기액계면을 형성토록 경사면이 구비되는 캡부재를 포함하며, 상기 캡부재에는 윤활유체의 누설을 억제하며 기액계면의 확인이 용이하도록 슬릿을 형성하는 복수개의 돌출부가 상기 경사면의 내측에 구비될 수 있다.
상기 돌출부는 원주방향을 따라 서로 이격 배치되도록 상기 캡부재의 저면으로부터 연장 형성될 수 있다.
상기 돌출부에 의해 형성되는 슬릿은 상기 캡부재의 중심으로부터 연장되는 연장선상에 배치될 수 있다.
상기 캡부재는 상기 슬리브에 형성되는 접합홈부에 설치되며, 상기 캡부재의 저면 가장자리와 상기 캡부재의 외주면이 상기 접합홈부의 바닥면과 측벽에 접합 설치될 수 있다.
상기 캡부재는 외부충격에 의한 영구변형을 억제토록 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬릿을 형성하는 복수개의 돌출부가 구비되는 캡부재를 통해 윤활유체의 누설을 억제할 수 있으며, 또한 윤활유체의 충진시 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 기액계면을 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡부재를 나타내는 저면도이다.
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 부의 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡부재를 나타내는 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 캡부재(150), 로터 허브(160), 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(160)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(160)의 외주면을 향하는 방향을 의미하며, 원주방향은 로터 허브(160)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
베이스부재(110)는 슬리브(120)가 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 슬리브(120)는 설치부(112)에 삽입되어 설치된다.
그리고, 설치부(112)의 외주면에는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(102)는 설치부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 안착된 상태에서 접착제 또는/및 용접에 의해 고정 설치된다.
한편, 베이스부재(110)에는 설치부(112)의 주위에 배치되도록 인출공(114)이 형성될 수 있다. 그리고, 스테이터 코어(104)에 권선된 코일(101)의 리드부(101a)는 인출공(114)을 통해 베이스부재(110)의 상부측으로부터 하부측으로 인출될 수 있다.
한편, 베이스부재(110)의 저면에는 코일(101)의 리드부(101a)가 접합되는 회로기판(103)이 설치될 수 있다. 그리고, 회로기판(103)은 플렉시블 회로기판으로 구성될 수 있다.
또한, 베이스부재(110)에는 로터 허브(160)의 과부상을 방지하기 위한 풀링 플레이트(104)가 설치될 수 있으며, 풀링 플레이트(104)는 환고리 형상을 가질 수 있다.
슬리브(120)는 상기한 바와 같이 설치부(112)에 고정 설치된다. 즉, 슬리브(120)의 외주면이 설치부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합되거나 슬리브(120)가 설치부(112)에 압입되어 설치될 수 있다.
그리고, 슬리브(120)에는 샤프트(130)가 삽입되어 설치될 수 있도록 관통홀(122)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.
한편, 슬리브(120)에 샤프트(130)가 설치되는 경우 슬리브(120)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극(B1)을 형성한다. 이 베어링 간극(B1)에 윤활유체가 충진된다.
그리고, 슬리브(120)의 내부면에는 샤프트(130)의 회전시 상기한 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 슬리브(120)의 하단부에는 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하기 위하여 커버부재(170)가 설치될 수 있다. 즉, 슬리브(120)의 하단부에는 커버부재(170)가 설치될 수 있도록 상부측으로 만입되어 형성되는 만입홈(124)이 형성될 수 있다.
한편, 슬리브(120)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)가 삽입되는 삽입홈(126)이 형성되며, 삽입홈(126)의 외측에는 캡부재(150)가 고정 설치되도록 접합홈부(128)가 형성될 수 있다.
샤프트(130)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기에서 살펴본 바와 같이, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 관통홀(122)에 삽입 배치된다.
또한, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 순차적으로 설치될 수 있다. 즉, 스러스트 플레이트(140)의 상부에 로터 허브(160)가 배치될 수 있도록 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 샤프트(130)에 설치될 수 있다.
스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상부에 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상단부에 형성되는 삽입홈(126)에 삽입 배치된다. 이를 위해 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치된다.
한편, 스러스트 플레이트(140)의 저면 또는 삽입홈(126)의 바닥면 중 적어도 하나에는 스러스트 플레이트(140)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있다.
그리고, 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)가 관통될 수 있도록 설치홀(142)이 형성되는 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
캡부재(150)는 슬리브(120)에 고정 설치되며, 스러스트 플레이트(140)와 함께 기액계면(윤활유체와 공기와의 계면)을 형성토록 경사면(152)이 구비될 수 있다.
한편, 경사면(152)는 캡부재(150)의 저면에 형성되며, 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 기액계면은 반경방향 내측을 향하여 형성될 수 있다.
또한, 캡부재(150)에는 윤활유체의 누설을 억제하며, 기액계면의 확인이 용이하도록 슬릿(153)을 형성하는 복수개의 돌출부(154)가 경사면(152)의 내측에 구비될 수 있다.
다시 말해, 캡부재(150)의 저면에는 경사면(152)의 반경방향 내측에 배치되도록 돌출부(154)가 구비될 수 있다. 그리고, 돌출부(154)는 원주방향을 따라 서로 이격 배치되어 슬릿(153)을 형성한다.
돌출부(154)의 저면은 외부충격시 윤활유체의 누설을 억제토록 스러스트 플레이트(140)의 상면에 인접하게 배치될 수 있다.
그리고, 윤활유체의 충진시 레이저를 통해 기액계면의 위치를 확인하고자 하는 경우 슬릿(153)이 돌출부(154)의 사이에 형성되어 있으므로 기액계면의 위치 확인이 용이할 수 있다. 즉, 레이저가 슬릿(153)을 통해 기액계면에 도달될 수 있기 때문에 기액계면의 위치 확인이 용이하다.
이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 샤프트(130)에 로터 허브(160)가 설치되지 않은 상태에서 캡부재(150)와 스러스트 플레이트(140)의 사이 공간을 통해 윤활유체가 충진된다.
이후, 윤활유체의 충진이 완료되면 캡부재(150)의 돌출부(154) 저면은 스러스트 플레이트(140)의 상면과 인접 배치된다. 이 상태에서 작업자는 캡부재(150)와 샤프트(130)의 사이 공간으로 레이저를 유입시켜 기액계면의 위치를 확인한다.
이때, 돌출부(154)에 의해 슬릿(153)이 형성되므로, 유입된 레이저는 슬릿(153)을 통해 돌출부(154)의 반경방향 외측에 위치하는 기액계면에 도달될 수 있다.
한편, 캡부재(150)는 슬리브(120)에 형성되는 접합홈부(128)에 고정 설치되며, 캡부재(150)의 저면 가장자리와, 캡부재(150)의 외주면이 접합홈부(128)의 바닥면과 측벽에 접합 설치될 수 있다.
그리고, 캡부재(150)는 접착제 또는/및 용접에 슬리브(120)에 고정 설치될 수 있다.
더하여, 캡부재(150)는 외부충격에 의한 영구변형을 억제토록 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 외부충격이 가해지는 경우 샤프트(130)가 상부측으로 부상되고, 이때 캡부재(150)는 스러스트 플레이트(140)에 의해 상부측으로 변형될 수 있다.
이와 같이, 캡부재(150)가 변형될 때 다시 원래 형상으로 복원될 수 있도록 캡부재(150)는 탄성 재질로 이루어질 수 있다.
로터 허브(160)는 스러스트 플레이트(140)의 상부에 배치되도록 소경부(132)에 설치될 수 있다. 한편, 로터 허브(160)는 샤프트(130)의 소경부(132)가 삽입되는 장착홀(162a)이 형성된 바디(162)와, 바디(162)의 가장자리로부터 축방향 하측을 향하도록 연장 형성되는 마그넷 장착부(164)를 구비할 수 있다.
마그넷 장착부(164)의 내부면에는 마그넷(105)이 설치되며, 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다.
한편, 마그넷(105)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
여기서, 로터 허브(160)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되면, 마그넷(105)과 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(160)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 로터 허브(160)가 회전되며, 결국 로터 허브(160)가 고정 결합되는 샤프트(130)가 로터 허브(160)와 연동하여 회전된다.
커버부재(170)는 슬리브(120)의 하단부에 형성되는 만입홈(124)에 설치되어 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 그리고, 커버부재(170)는 접착제 또는/및 용접에 의해 만입홈(124)에 고정 설치되며, 커버부재(170)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 커버부재(170)와 슬리브(120) 사이 공간에도 윤활유체가 충진된다.
상기한 바와 같이, 슬릿(153)을 형성하는 복수개의 돌출부(154)가 구비되는 캡부재(150)를 통해 윤활유체의 누설을 억제할 수 있으며, 또한 윤활유체의 충진시 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 기액계면을 용이하게 확인할 수 있다.
100 : 스핀들 모터 110 : 베이스부재
120 : 슬리브 130 : 샤프트
140 : 스러스트 플레이트 150 : 캡부재
160 : 로터 허브 170 : 커버부재

Claims (5)

  1. 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브;
    슬리브의 상부에 배치되도록 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 플레이트; 및
    상기 슬리브에 고정 설치되며, 상기 스러스트 플레이트와 함께 기액계면을 형성토록 경사면이 구비되는 캡부재;
    를 포함하며,
    상기 캡부재에는 윤활유체의 누설을 억제하며 기액계면의 확인이 용이하도록 슬릿을 형성하는 복수개의 돌출부가 상기 경사면의 내측에 구비되는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 원주방향을 따라 서로 이격 배치되도록 상기 캡부재의 저면으로부터 연장 형성되는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부에 의해 형성되는 슬릿은 상기 캡부재의 중심으로부터 연장되는 연장선상에 배치되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캡부재는 상기 슬리브에 형성되는 접합홈부에 설치되며,
    상기 캡부재의 저면 가장자리와 상기 캡부재의 외주면이 상기 접합홈부의 바닥면과 측벽에 접합 설치되는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡부재는 외부충격에 의한 영구변형을 억제토록 탄성 재질로 이루어지는 스핀들 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056628A1 (ko) * 2016-09-20 2018-03-29 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

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