KR20130030568A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130030568A
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김동진
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삼성전기주식회사
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Abstract

스핀들 모터를 개시한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 코일이 감긴 코어를 포함하는 스테이터; 상기 스테이터에 대향되는 마그네트를 포함하는 로터; 상기 로터를 회전시키는 회전축; 상기 회전축이 회전 가능하도록 삽입되고, 상기 회전축과의 사이에 유체가 수용되는 슬리브; 및 상기 슬리브와 회전축의 하측을 폐쇄하는 안착부가 일체로 형성된 베이스 플레이트를 포함하는 스핀들 모터를 제공한다.

Description

스핀들 모터{SPINDLE MORTOR}
본 발명은 본드 공정시 유체의 오염이나 용접시 슬리브 등의 열변형을 방지할 수 있는 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환하는 장치이다. 모터는 전원의 종류, 구동 방식, 로터의 종류 등에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 스핀들 모터는 광디스크장치, 자기디스크 장치 등에 적용될 수 있다.
대한민국 공개공보 제2010-0092800호(2010.08.23 공개)에는 스핀들 모터가 개시된다. 스핀들 모터는 회전축과 슬리브를 포함한다. 슬리브의 내부에는 회전축이 회전 가능하게 결합된다. 슬리브의 하부에는 슬리브와 회전축의 하부를 밀폐시키도록 커버가 배치된다. 커버는 용접이나 접착제에 의해 슬리브의 하단부에 고정될 수 있다.
커버가 용접에 의해 슬리브의 하부에 고정되는 경우, 슬리브는 용접시 발생되는 열에 의해 변형될 수 있다. 이때, 회전축이 기울어지거나 또는 설계 사양대로 스핀들 모터가 작동하기 곤란할 수 있다. 또한, 커버가 슬리브에 용접되는 공정이 필요하므로, 스핀들 모터의 조립 공정이 복잡해지고 조립 시간이 증가할 수 있다.
또한, 커버가 접착제 의해 슬리브의 하부에 부착되는 경우, 접착제가 유체에 혼입될 수 있다. 접착제가 유체에 혼입되면 유체의 유체동압 베어링 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예는 본드 공정시 유체의 오염이나 용접시 슬리브 등의 열변형을 방지할 수 있는 스핀들 모터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코일이 감긴 코어를 포함하는 스테이터; 상기 스테이터에 대향되는 마그네트를 포함하는 로터; 상기 로터를 회전시키는 회전축; 상기 회전축이 회전 가능하도록 삽입되고, 상기 회전축과의 사이에 유체가 수용되는 슬리브; 및 상기 슬리브와 회전축의 하측을 폐쇄하는 안착부가 일체로 형성된 베이스 플레이트를 포함하는 스핀들 모터를 제공한다.
상기 안착부의 바닥면에는 상측으로 돌출되도록 환형 리브가 형성될 수 있다.
상기 슬리브의 하단면에는 상기 환형 리브가 수용되도록 수용홈이 형성될 수 있다.
상기 슬리브의 하단면에는 상기 환형 리브의 외측면에 밀착되고 상기 안착부의 바닥면에 접촉되도록 지지돌기가 형성될 수 있다.
상기 슬리브의 내측면 또는 회전축의 외측면에는 베어링홈이 형성되고, 상기 슬리브의 내부에는 상기 안착부와 연통되도록 유체 수용홀이 형성될 수 있다.
상기 슬리브의 하단면 내측은 안착부의 바닥면과 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 베이스 플레이트에 안착부를 일체로 형성하므로, 본드 공정시 유체의 오염이나 용접시 슬리브 등의 열변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 스핀들 모터의 안착부와 슬리브의 하측을 도시한 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 스핀들 모터(100)는, 스테이터(110), 로터(120), 회전축(130), 슬리브(140) 및 베이스 플레이트(150)를 포함할 수 있다.
스테이터(110)는 코일(111)이 감긴 코어(113)를 포함할 수 있다. 코어(113)는 다수의 박형 금속판을 적층하여 형성할 수 있다. 코일(111)인 코어(113)에 다수 회 권선될 수 있다. 이러한 스테이터(110)는 외부 전원을 인가 받아 자기장을 형성할 수 있다.
로터(120)는 로터 케이스(121)와 마그네트(125)를 포함할 수 있다.
로터 케이스(121)는 하드 디스크 등의 미도시한 자기 디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 구성일 수 있다. 로터 케이스(121)는 회전축(130)이 고정되는 원판 형태의 허브(122)와, 허브(122)의 둘레부에서 하측으로 연장되는 플랜지(123)를 포함할 수 있다. 플랜지(123)에는 스테이터(110)의 외측을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
마그네트(125)는 로터 케이스(121)의 플랜지(123)에 결합되어 스테이터(110)에 대향될 수 있다. 마그네트(125)는 영구적으로 자력을 발생하는 영구자석일 수 있다. 이러한 마그네트(125)는 스테이터(110)의 외측을 둘러싸도록 환형으로 형성될 수 있다.
회전축(130)은 허브(122)의 중심부에 고정될 수 있다. 회전축(130)은 로터(120)를 회전시킬 수 있다. 이러한 회전축(130)은 로터 케이스(121)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 회전축(130)은 슬리브(140)에 회전 가능하도록 삽입될 수 있다.
회전축(130)의 상측에는 스러스트판(131)이 결합될 수 있다. 스러스트판(131)은 레이저 용접 또는 접착제에 의해 회전축(130)에 고정되거나 또는 회전축(130)에 압입될 수 있다. 스러스트판(131)은 슬리브(140)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 스러스트판(131)은 로터 케이스(121)의 하면과 슬리브(140)의 상단 사이에 배치될 수 있다. 스러스트판(131)의 하면과 슬리브(140)의 상단 사이에 유체가 유입됨에 따라 스러스트 동압베어링이 형성될 수 있다. 여기서, 스러스트 동압베어링은 축방향으로 작용하는 하중을 유체에 의해 지지하는 것으로 정의될 수 있다.
스러스트판(131)의 상부를 지지하도록 스토퍼(133)가 설치될 수 있다. 스토퍼(133)는 스러스트판(131)을 지지하여 로터 케이스(121)와 회전축(130)의 이탈을 방지할 수 있다. 스토퍼(133)는 용접이나 접착제에 의해 슬리브(140)의 상부에 고정될 수 있다. 이러한 스토퍼(133)는 전체적으로 환형으로 형성되고 슬리브(140)의 외주면 상측을 덮도록 절곡된 형태의 단면을 가질 수 있다.
슬리브(140)는 회전축(130)이 삽입되도록 원통형으로 형성될 수 있다. 슬리브(140)의 높이는 회전축(130)의 높이보다 낮을 수 있다.
슬리브(140)와 회전축(130) 사이에는 유체가 유입됨에 따라 레디얼 동압베이링이 형성될 수 있다. 여기서, 레디얼 동압베어링은 회전축(130)의 원주방향으로 작용하는 하중을 유체에 의해 지지하는 것으로 정의될 수 있다.
슬리브(140)의 내측면 또는 회전축(130)의 외측면에는 유체가 유입될 수 있도록 베어링홈(141)이 형성될 수 있다. 베어링홈(141)은 회전축(130)이 회전될 때에 슬리브(140)와 회전축(130) 사이에 유동하는 유체를 수용하여 유체 동압을 발생시킨다.
슬리브(140)의 내부에는 아래에서 설명할 안착부(151)와 연통되도록 유체 수용홀(143)이 형성될 수 있다. 유체 수용홀(143)은 슬리브(140)의 내부에 상하방향을 따라 가늘고 길게 형성될 수 있다. 유체 수용홀(143)의 상단은 스러스트판(131)의 하면과 연통될 수 있다. 유체 수용홀(143)의 하단은 안착부(151)의 바닥면과 연통될 수 있다. 또한, 유체 수용홀(143)은 베어링홈(141)과 연결될 수 있다.
연결홈은 스핀들 모터의 구동시 유체 수용홀(143)로부터 유체를 공급받은 후 레디얼 동압베어링에 공급하므로, 레디얼 동압베어링의 부압을 방지할 수 있다.
베이스 플레이트(150)에는 슬리브(140)의 외측면을 둘러싸도록 원통형의 홀더부(154)가 형성될 수 있다. 홀더부(154)의 내측면에는 슬리브(140)의 외측면이 압입되거나 접착제에 의해 부착될 수 있다.
홀더부(154)의 외측에는 스테이터(110)가 고정될 수 있다. 즉, 홀더부(154)는 스테이터(110)의 중심부에 삽입되어 스테이터(110)를 고정할 수 있다.
베이스 플레이트(150)에는 안착부(151)가 일체로 형성될 수 있다. 안착부(151)의 바닥면에는 회전축(130)의 하단면을 지지하도록 스러스트 와셔(156)가 배치될 수 있다. 스러스트 와셔(156)는 안착부(151)에 부착되거나 고정될 수 있다.
안착부(151)는 슬리브(140)와 회전축(130)의 하측을 폐쇄하여 슬리브(140)와 회전축(130) 사이에 수용되는 유체가 외부로 누설되는 것을 방지한다. 안착부(151)는 슬리브(140)의 하단과 회전축(130)의 하단을 지지하는 기능과, 회전축(130)의 하측에 유체를 저유하는 기능을 수행한다.
안착부(151)는 베이스 플레이트(150)와 일체로 형성되므로, 슬리브(140)의 하단과 회전축(130)의 하단을 지지 또는 폐쇄하기 위한 별도의 커버를 설치하지 않아도 된다. 따라서, 부품의 조립 공정이 단순화되고, 조립 부품의 개수가 감소될 수 있다.
또한, 베이스 플레이트(150)에 커버를 고정하기 위해 본딩 작업이나 용접을 하지 않아도 된다. 따라서, 본드와 같은 이물질이 유체에 혼입되는 것을 방지할 수 있으므로, 유체동압 베어링의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브(140)나 베이스 플레이트(150) 등이 용접시 발생되는 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브(140)나 베이스 플레이트(150) 등이 설계 치수대로 유지될 수 있다.
또한, 안착부(151)는 베이스 플레이트(150)의 하면을 막고 있으므로, 회전축(130)은 슬리브(140)의 상측에서 슬리브(140)의 내부로 삽입될 수 있다.
또한, 안착부(151)는 스러스트 와셔(156)를 매개로 회전축(130)의 하단면을 지지하므로 스러스트 와셔(156)와 회전축(130)의 하단면 사이에 스러스트 동압베어링이 형성될 수 있다. 여기서, 스러스트 동압베어링은 회전축(130)의 축방향 하중을 유체에 의해 지지하는 것으로 정의될 수 있다.
베이스 플레이트(150)에는 마그네트(125)의 하면에 대향되도록 풀링 플레이트(158)가 배치될 수 있다. 풀링 플레이트(158)는 마그네트(125)에 인력을 작용할 수 있도록 철재질로 형성될 수 있다. 이러한 풀링 플레이트(158)는 마그네트(125)에 인력을 작용하여 로터(120)를 축방향으로 잡아당기므로, 로터(120)가 회전될 때에 로터(120)가 상승하려고 하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 스핀들 모터에서 진동이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.
도 2는 도 1의 스핀들 모터의 안착부와 슬리브의 하측을 도시한 확대 단면도이다.
도 2를 참조하면, 안착부(151)의 바닥면에는 상측으로 돌출되도록 환형의 리브가 형성될 수 있다. 환형의 리브는 안착부(151)의 바닥면에 위치한 유체를 저유하는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 슬리브(140)와 회전축(130) 사이에 유체의 공급이 원활해지므로, 유체동압 베이링의 성능을 향상시킬 수 있다.
슬리브(140)의 하단면에는 환형 리브(152)가 수용되도록 수용홈(145)이 형성될 수 있다. 환형 리브(152)의 높이는 수용홈(145)의 높이보다 높게 형성되어, 슬리브(140)의 하단면 내측이 안착부(151)의 바닥면과 약간 이격되게 할 수 있다. 따라서, 슬리브(140)의 하측에 유체가 저유될 수 있는 공간이 마련되도록 할 수 있다. 결국, 슬리브(140)의 내측면과 회전축(130)의 외측면 사이에 유체의 공급이 원활해지도록 할 수 있다.
슬리브(140)의 하단면에는 환형 리브(152)의 외측면에 압착되고 슬리브(140) 안착부(151)의 바닥면에 접촉되도록 지지돌기(147)가 형성될 수 있다. 지지돌기(147)는 환형으로 형성되거나 또는 슬리브(140)이 외주면을 따라 일정 간격 배치되는 다수의 지지편으로 이루어질 수 있다. 지지돌기(147)는 환형 리브(152)의 외측면에 밀착되므로, 슬리브(140)가 보다 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
또한, 슬리브(140)의 지지돌기(147)가 환형 리브(152)의 외측면에 밀착되므로, 슬리브(140)가 수직하게 세워질 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 회전축(130)이 수직하게 세워지도록 설치되므로, 로터(120)가 회전될 때에 진동을 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
110: 스테이터 120: 로터
121: 로터 케이스 125: 마그네트
130: 회전축 131: 스러스트판
140: 슬리브 145: 수용홈
147: 지지돌기 150: 베이스 플레이트
151: 안착부 151: 환형 리브
154: 홀더부 156: 스러스트 와셔

Claims (6)

  1. 코일이 감긴 코어를 포함하는 스테이터;
    상기 스테이터에 대향되는 마그네트를 포함하는 로터;
    상기 로터를 회전시키는 회전축;
    상기 회전축이 회전 가능하도록 삽입되고, 상기 회전축과의 사이에 유체가 수용되는 슬리브; 및
    상기 슬리브와 회전축의 하측을 폐쇄하는 안착부가 일체로 형성된 베이스 플레이트를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안착부의 바닥면에는 상측으로 돌출되도록 환형 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브의 하단면에는 상기 환형 리브가 수용되도록 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브의 하단면에는 상기 환형 리브의 외측면에 밀착되고 상기 안착부의 바닥면에 접촉되도록 지지돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브의 내측면 또는 회전축의 외측면에는 베어링홈이 형성되고,
    상기 슬리브의 내부에는 상기 안착부와 연통되도록 유체 수용홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 슬리브의 하단면 내측은 안착부의 바닥면과 이격되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
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