KR20130015693A - 모터 - Google Patents

Abstract

모터가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 샤프트(shaft), 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브(sleeve), 샤프트의 외주면에 마련되어 슬리브의 일면에 안착되는 플레이트(plate), 슬리브의 일면에 플레이트의 가장자리를 커버하도록 결합되는 캡(cap), 및 슬리브와 캡의 결합에 따라 캡에서 변형이 발생되는 영역을 감소시키기 위해 캡에 형성되는 홈을 포함하는 모터가 제공된다.

Description

모터{MOTOR}

본 발명은 모터에 관한 것이다.

　스핀들 모터(Spindle motor)는 컴퓨터용 드라이브 등 정밀 회전 장치를 필요로 하는 전자 제품에 널리 사용되고 있다. 스핀들 모터는 작은 사이즈로서 고속 회전이 가능하고 정밀 제어가 용이하며 소비 전력이 작은 점 등 여러 가지 장점으로 인하여 향후 그 사용이 증대될 전망이다.

이러한 스핀들 모터는 정밀한 회전 운동을 구현하기 위하여 각 부품이 정밀한 치수로 제작될 필요가 있으며, 이들 각 부품은 용접 등에 의해 서로 정밀하게 결합될 수 있다. 그러나 종래 기술에 따르면, 슬리브와 캡의 결합을 위한 용접 등의 공정시, 그에 수반되는 열로 의해 캡에 전체적으로 열변형이 일어나게 되며, 이에 따라 베어링 어셈블리가 변형을 일으켜 스핀들 모터의 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0092800호(2010.08.23)에 개시되어 있다.

본 발명은 슬리브와 캡의 결합에 따라 캡이 변형되는 영역이 감소될 수 있는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 샤프트(shaft), 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브(sleeve), 샤프트의 외주면에 마련되어 슬리브의 일면에 안착되는 플레이트(plate), 슬리브의 일면에 플레이트의 가장자리를 커버하도록 결합되는 캡(cap), 및 슬리브와 캡의 결합에 따라 캡에서 변형이 발생되는 영역을 감소시키기 위해 캡에 형성되는 홈을 포함하는 모터가 제공된다.

슬리브와 캡의 결합이 용접에 의해 수행되어, 슬리브와 캡의 가장자리 사이에는 용접부가 형성되며, 변형은 용접에 수반되는 열로 의해 발생되는 열변형일 수 있다.

홈은 캡의 일부분에 대한 국부적인 변형을 유도할 수 있다.

슬리브의 일단부에는, 캡의 외주면이 슬리브에 의해 둘러싸이도록 캡을 수용하는 수용 공간이 마련될 수 있다.

캡은, 플레이트를 커버하는 커버부, 및 커버부의 가장자리에 돌출되도록 형성되어 슬리브의 일단부와 캡의 결합에 따라 변형 가능한 변형부를 포함하며, 홈은 변형부에 인접하여 변형부의 변형을 위한 여유 공간을 제공할 수 있다.

변형부는 슬리브의 일단부에 대해 돌출되도록 형성될 수 있다.

변형부는 커버부의 둘레를 따라 환형 구조로 연장될 수 있다.

홈은 캡의 둘레를 따라 환형 구조로 연장될 수 있다.

본 발명에 따르면, 슬리브와 캡의 결합에 따라 캡이 변형되는 영역을 감소시킬 수 있어, 베어링 어셈블리의 변형을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분을 나타낸 부분 확대도.

본 발명에 따른 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)를 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 나타낸 부분 확대도이다.

본 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(110), 허브(115), 동력발생부(120), 샤프트(130), 슬리브(140), 플레이트(150), 캡(160), 홈(166), 용접부(170), 베이스 커버(180), 및 베어링부(190)를 구비하는 모터(100), 즉, 스핀들 모터(spindle motor)가 제시된다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 캡(160)의 국부적인 영역에만 변형이 발생되도록 캡(160)에 홈(166)을 형성하여 캡(160)이 전체적으로 변형되는 것을 방지함으로써, 슬리브(140)와 캡(160)을 용접 등에 의해 결합함에 따라 캡(160)에서 변형이 발생되는 영역을 감소시킬 수 있으므로, 이러한 캡(160)을 구비하는 베어링 어셈블리의 변형을 최소화할 수 있으며, 나아가 모터(100)의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 모터(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

모터(100)는, 회전부재와, 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재 및 회전부재와 고정부재 사이에 개재되는 베어링부(190)를 기본으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 회전부재는 샤프트(130) 및 샤프트(130)에 결합되어 함께 회전하는 허브(115), 플레이트(150) 등의 결합체일 수 있으며, 고정부재는, 샤프트(130)를 둘러싸는 슬리브(140) 및 이를 지지하는 베이스(110) 등으로 이루어질 수 있다.

그러나, 회전부재와 고정부재는 구성요소 자체에 의해 결정되는 것이 아니라, 설계에 의해 수행되는 기능에 따라 결정되는 것이다. 즉, 샤프트(130)가 고정되고, 샤프트(130)를 둘러싸는 슬리브(140)가 회전하는 경우도 있을 수 있으며, 이때에는 샤프트(130)가 고정부재가 되고, 슬리브(140)가 회전부재가 된다.

이하에서 설명할 본 실시예에서는, 고정부재로서 슬리브(140)와 베이스(110)를, 회전부재로서 샤프트(130), 플레이트(150) 및 허브(115)를 제시하여, 이를 기준으로 설명하도록 한다.

샤프트(130)는 회전의 중심축으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 허브(115)와 결합되어 허브(115)와 함께 일체로 회전할 수 있다. 이러한 샤프트(130)는 슬리브(140)의 중앙에 형성된 관통홀에 삽입될 수 있다.

슬리브(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(130)의 외주면을 커버하여 샤프트(130)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 슬리브(140)의 내부에는 샤프트(130)가 삽입될 수 있도록 관통홀이 형성되며, 관통홀에 샤프트(130)가 삽입되어 커버됨으로써 회전시 슬리브(140)에 의해 지지될 수 있다.

이러한 슬리브(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(110)에 결합되어 지지될 수 있으며, 이에 따라 상술한 샤프트(130)와 허브(115)는 베이스(110)와 슬리브(140)에 의해 안정적인 회전을 유지할 수 있게 된다. 그리고 슬리브(140)와 샤프트(130) 사이의 간극에는 유체가 주입되어 후술할 래디얼 베어링(192)(radial bearing)이 형성될 수 있다.

샤프트(130) 및 슬리브(140)에 각각 결합되는 허브(115)와 베이스(110)에는 도 1에 도시된 바와 같이 동력발생부(120)가 배치될 수 있다. 동력발생부(120)는 샤프트(130)의 회전을 위한 동력을 발생시킬 수 있으며, 서로 대향하도록 배치되는 영구자석(122) 및 전자석(124)으로 구성될 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 허브(115)에는 영구자석(122)이 설치될 수 있고, 베이스(110)에는 이와 대향하도록 전자석(124)이 설치될 수 있다. 따라서, 전자석(124)에 외부로부터 전기가 공급되면 이러한 전자석(124)과 영구자석(122) 간에 작용하는 전자기력에 의해 샤프트(130)는 슬리브(140) 내에서 회전 운동할 수 있게 된다.

본 실시예의 경우 동력발생부(120)로 허브(115)와 설치된 영구자석(122) 및 영구자석(122)에 인접하여 베이스(110)에 설치된 전자석(124)을 제시하였으나, 동력발생부(120)를 이루는 구성요소 및 각 구성요소의 결합 위치는 설계 상의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.

베이스 커버(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(130) 및 슬리브(140)의 하면을 커버하도록 슬리브(140)에 결합될 수 있다. 즉 베이스 커버(180)는 샤프트(130)의 하측 단부에서 슬리브(140)의 관통홀을 커버할 수 있는 수단으로서, 슬리브(140)의 하면에 결합되며, 베이스 커버(180)가 결합되는 슬리브(140)의 하면의 형상에 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.

이러한 베이스 커버(180)는 탄성 변형되는 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이를 통하여 본 실시예에 따른 모터(100)를 조립하는 과정에서, 베이스 커버(180)에 지지 하중을 가하여, 샤프트(130)가 슬리브(140)의 관통홀에 보다 용이하고 정밀하게 삽입되도록 할 수 있다. 베이스 커버(180)와 슬리브(140) 사이의 간극에는 후술할 스러스트 베어링(194)(thrust bearing)이 개재될 수 있다.

플레이트(150)는 샤프트(130)를 축 방향 상측으로 지지하기 위한 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(130)의 외주면에 마련되어 슬리브(140)의 상면에 안착될 수 있다. 그리고 플레이트(150)는 중앙에 샤프트(130)의 단면에 대응되는 홀이 형성된 도넛 구조를 가질 수 있다.

플레이트(150)는 샤프트(130)의 회전시 샤프트(130)와 함께 회전할 수 있으며, 샤프트(130)와 별도로 제조되어 샤프트(130)에 결합되거나, 제조시부터 샤프트(130)와 일체로 형성될 수 있다. 플레이트(150)와 슬리브(140) 사이의 간극에는 후술할 스러스트 베어링(194)이 개재될 수 있다.

캡(160)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전체적으로 고리 형상을 가지며 슬리브(140)의 상면에 플레이트(150)의 가장자리를 커버하도록 결합될 수 있다. 슬리브(140)의 상측 일단부에는, 단차가 형성됨으로써 캡(160)을 수용하기 위한 수용 공간(142)이 마련될 수 있으며, 이러한 수용 공간(142) 내에 삽입되는 캡(160)의 외주면은 슬리브(140)의 단차부에 의해 둘러싸이게 되어 반경 방향으로 지지될 수 있다.

캡(160)의 플레이트(150)의 상면을 커버하는 부분에는 플레이트(150)를 향하여 돌출되는 돌기가 형성될 수 있다. 돌기가 형성됨으로써 캡(160)과 플레이트(150) 사이의 간극은 플레이트(150)의 반경 방향을 따라 소정의 위치에서 최소를 이루며, 최소를 이루는 지점을 기준으로 간극이 다시 증가하는 형상을 가지게 된다.

플레이트(150)의 외주연부와 캡(160)에 의해 구획되는 공간에는 캡 베어링(196)이 개재될 수 있다. 그리고 상술한 돌기와 플레이트(150)의 상면 사이에는 캡 베어링(196)을 이루는 유체, 즉 오일의 누설을 방지하기 위한 래디얼 실(radial seal)이 형성될 수 있다. 라디얼 실은 별도의 물질로 형성되는 것이 아니라, 베어링부(190)를 이루는 유체, 즉 오일이 상술한 캡(160)의 형상에 따른 모세관 현상에 의해 유동하면서 형성되는 것이다.

베어링부(190)는, 샤프트(130)와 슬리브(140) 사이, 플레이트(150)와 슬리브(140) 사이, 슬리브(140)와 베이스 커버(180) 사이, 플레이트(150)와 캡 사이의 간극에는, 각각 래디얼 베어링(192), 스러스트 베어링(194) 및 캡 베어링(196)이 개재되어 이들 간의 상대 운동을 안정적으로 지지할 수 있다.

이들 베어링부(190)는 유체, 즉 오일이 주입되어 형성되는 유체 베어링일 수 있으며, 래디얼 베어링(192), 스러스트 베어링(194) 및 캡 베어링(196)은 서로 연결되어 샤프트(130), 슬리브(140), 플레이트(150), 캡 사이의 간극을 통해 자유롭게 유동이 가능하다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예의 캡 및 그에 형성된 홈(166)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 홈(166)은 캡(160)의 상면에 형성될 수 있다. 이와 같이 캡(160)에 홈(166)이 형성됨으로써, 슬리브(140)와 캡(160)의 결합에 따라 캡(160)에서 변형이 발생되는 영역을 국부적인 영역으로 감소시킬 수 있다.

슬리브(140)와 캡(160)은 용접에 의해 서로 결합될 수 있으며, 이에 따라 슬리브(140)와 캡(160)의 가장자리 사이의 경계에는 용접부(170)가 형성될 수 있다. 그리고 이러한 용접 공정에는 열이 수반될 수 밖에 없으므로, 캡(160)에는 슬리브(140)와의 용접 접합에 따른 열변형이 발생될 수 있다.

이에 대해 본 실시예의 경우, 캡(160)에 홈(166)을 형성함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 용접에 수반되어 캡(160)에 열이 전달되는 경우에도, 홈(166)이 캡(160)의 일부분(B)에 대한 국부적인 변형만을 유도하게 되므로, 캡(160)이 전체적으로 열변형을 일으키는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

결국 캡(160)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플레이트(150)를 커버하는 커버부(162)와, 이러한 커버부(162)의 가장자리에 상향 돌출되도록 형성되어 슬리브(140)의 일단부와 캡(160)의 결합을 위한 용접 공정에 의해 커버부(162)의 중앙을 향해 변형을 일으킬 수 있는 변형부(164)로 이루어질 수 있다.

그리고 상술한 홈(166)은 이러한 변형부(164)에 인접하게 형성되어 변형부(164)가 커버부(162)의 중앙을 향해 변형되는 것을 커버하는 여유 공간을 제공할 수 있다. 이러한 변형부(164) 및 그에 인접한 홈(166)은 캡(160), 즉 커버부(162)의 둘레, 즉 원주 방향을 따라 환형 구조로 연장될 수 있다.

이 경우, 캡(160)은 프레스(press) 공정에 의해 제작될 수 있으며, 이를 위해 제작된 금형은 반영구적으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예와 같이 이와 같이 캡(160)에 홈(166)을 형성하는 경우, 홈(166)과 유사한 기능을 구현하기 위하여 다른 부품에 그 부품의 제작과는 별도로 추가적인 가공을 하는 경우에 비하여, 제조 비용 및 시간을 현저히 절감할 수 있게 된다.

한편, 변형부(164)는 도 2에 도시된 바와 같이, 슬리브(140)의 상측 일단부에 대해 돌출되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 변형부(164)가 슬리브(140)의 단부 보다 돌출되도록 형성됨으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 용접에 수반되는 열에 의해 발생되는 변형부(164)와 커버부(162) 간 연결 부위(B)의 국부적인 변형이 보다 촉진될 수 있으므로, 이에 대응하여 변형부(164)와 커버부(162) 간 연결 부위(B)를 제외한 나머지 영역의 경우 변형이 발생되지 않게 된다. 따라서 결과적으로, 용접 열에 의한 캡(160)의 전체적인 변형이 보다 효과적으로 방지될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 모터
110: 베이스
115: 허브
120: 동력발생부
122: 영구자석
124: 전자석
130: 샤프트
140: 슬리브
142: 수용 공간
150: 플레이트
160: 캡
162: 커버부
164: 변형부
166: 홈
170: 용접부
180: 베이스 커버
190: 베어링부
192: 래디얼 베어링
194: 스러스트 베어링
196: 캡 베어링

Claims (8)

1. 샤프트(shaft);
   상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브(sleeve);
   상기 샤프트의 외주면에 마련되어 상기 슬리브의 일면에 안착되는 플레이트(plate);
   상기 슬리브의 일면에 상기 플레이트의 가장자리를 커버하도록 결합되는 캡(cap); 및
   상기 슬리브와 상기 캡의 결합에 따라 상기 캡에서 변형이 발생되는 영역을 감소시키기 위해 상기 캡에 형성되는 홈을 포함하는 모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브와 상기 캡의 결합이 용접에 의해 수행되어, 상기 슬리브와 상기 캡의 가장자리 사이에는 용접부가 형성되며,
   상기 변형은 상기 용접에 수반되는 열로 의해 발생되는 열변형인 것을 특징으로 하는 모터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 상기 캡의 일부분에 대한 국부적인 변형을 유도하는 것을 특징으로 하는 모터.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브의 일단부에는, 상기 캡의 외주면이 상기 슬리브에 의해 둘러싸이도록 상기 캡을 수용하는 수용 공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 모터.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 캡은,
   상기 플레이트를 커버하는 커버부; 및
   상기 커버부의 가장자리에 돌출되도록 형성되어 상기 슬리브의 일단부와 상기 캡의 결합에 따라 변형 가능한 변형부를 포함하며,
   상기 홈은 상기 변형부에 인접하여 상기 변형부의 변형을 위한 여유 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 모터.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 변형부는 상기 슬리브의 일단부에 대해 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 변형부는 상기 커버부의 둘레를 따라 환형 구조로 연장되는 것을 특징으로 하는 모터.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 홈은 상기 캡의 둘레를 따라 환형 구조로 연장되는 것을 특징으로 하는 모터.

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