KR20130051323A

KR20130051323A - 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20130051323A
Application number: KR1020110116603A
Authority: KR
Inventors: 박남기; 송상재
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-20
Also published as: US20130113322A1

Abstract

본 발명은 회전축을 포함하는 스핀들모터용 전자기모듈로서, 코어와 상기 코어에 권취된 코일을 구비하는 전기자와, 상기 전기자에 대향되는 마그네트를 포함하고, 상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성되고, 회전축, 허브 및 마그네트를 포함하는 회전부와, 상기 회전축을 회전가능하도록 지지하는 슬리브, 상기 슬리브가 결합되는 베이스, 및 상기 마그네트와 대향되고 상기 베이스에 고정결합되고, 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하는 고정부로 이루어지고, 오일이 충전되어 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 유체동압 베어링부가 형성된 스핀들 모터로서, 상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성된다.

Description

전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터{Electromagnetic Module and Spindle Motor having the same}

본 발명은 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 하드디스크 등 기록 디스크의 구동장치로 사용되는 스핀들 모터는 모터의 회전시에 회전부와 고정부 사이에 오일(Oil) 등의 윤활유체가 저장되고, 이에 의해 발생된 동압을 이용하는 유체동압 베어링이 다양하게 이용되고 있다.

보다 구체적으로, 원심력에 의한 윤활유의 가동압만으로 샤프트의 축강성을 유지시키는 유체동압 베어링이 구비된 스핀들 모터는 윈심력을 기반으로 하기 때문에 금속마찰이 없고 고속회전일수록 안정감이 상승하여 소음과 진동의 발생이 적으며, 회전물의 고속회전이 볼베어링을 갖는 모터보다 순조롭기 때문에, 하이엔드용 광디스크장치, 자기디스크장치에 주로 적용된다.

그리고 종래기술에 따른 유체동압 베어링을 갖는 스핀들 모터는 회전부의 부상을 방지하기 위해 마그네트의 대향면에 풀링플레이트를 장착하고, 상기 풀링플레이트와 마그네트의 인력에 의해 회전부의 부상을 방지한다. 그러나, 모터가 회전할 때 코깅토크에 의한 토크리플이 발생하고, 이 경우 자기센터에 의한 축 방향 자기력도 리플이 발생되는 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스핀들 모터의 마그네트에 코어의 상부에 위치된 돌출부를 형성시킴에 따라, 마그네트와 전기자 사이에 회전축의 반경방향으로 전자기력이 발생되고, 이에 더하여 회전축의 축방향의 전자기력이 발생됨에 따라, 회전부의 부상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전축의 축방향 자기력 리플이 감소되는 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

또한, 풀링플레이트를 포함하지 않고 구현가능함에 따라 풀링플레이트에 의한 자속손실이 저감되고, 축방향 자기력의 안정화 및 진도저감효과를 얻을 수 있는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 회전축을 포함하는 스핀들모터용 전자기모듈로서, 코어와 상기 코어에 권취된 코일을 구비하는 전기자와, 상기 전기자에 대향되는 마그네트를 포함하고, 상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성된다.

또한, 상기 마그네트는 상기 회전축의 축방향으로 연장된 바디부와, 상기 바디부의 상단부에 형성되고, 상기 바디부로부터 상기 회전축의 반경방향인 전기자를 향해 연장된 돌출부로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 코어의 상부에 위치된다.

또한, 상기 바디부는 상기 회전축의 반경방향으로 상기 전기자를 향해 착자되고, 상기 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 상기 코어를 향해 착자된다.

또한, 상기 회전축의 축방향에 대하여, 상기 전기자의 자기센터의 위치는 상기 마그네트의 자기센서의 위치와 동일하거나 상향되도록 위치된다.

또한, 상기 전기자의 자기센터의 위치는 상기 마그네트의 자기센터의 위치에 비하여 0~0.5mm 상향되도록 위치된다.

본 발명은 회전축, 허브 및 마그네트를 포함하는 회전부와, 상기 회전축을 회전가능하도록 지지하는 슬리브, 상기 슬리브가 결합되는 베이스, 및 상기 마그네트와 대향되고 상기 베이스에 고정결합되고, 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하는 고정부로 이루어지고, 오일이 충전되어 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 유체동압 베어링부가 형성된 스핀들 모터로서, 상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성된다.

또한, 상기 회전부는 상기 회전축의 상부에 결합되고, 상기 고정부의 슬리브와의 갭으로 스러스트 동압베어링부를 형성하는 스러스트 플레이트를 더 포함한다.

또한, 상기 고정부는 상기 슬리브에 결합되고, 스러스트 플레이트의 상부에 위치되어 오일계면을 형성하기 위한 실링부재를 더 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면 스핀들 모터의 마그네트에 코어의 상부에 위치된 돌출부를 형성시킴에 따라, 마그네트와 전기자 사이에 회전축의 반경방향으로 전자기력이 발생되고, 이에 더하여 회전축의 축방향의 전자기력을 발생됨에 따라, 회전부의 부상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전축의 축방향 자기력 리플이 감소되는 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터를 얻을 수 있고, 풀링플레이트를 포함하지 않고 구현가능함에 따라 풀링플레이트에 의한 자속손실이 저감되고, 축방향 자기력의 안정화 및 진도저감효과를 얻을 수 있는 스핀들 모터를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기모듈를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 마그네트를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 전자기모듈이 장착된 일실시예에 따른 스핀들 모터를 개략적으로 도시한 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기모듈를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 마그네트를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 전자기모듈은 회전축을 포함하는 스핀들모터용 전자기모듈로서 전기자(110)와 이에 대향되는 마그네트(120)로 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 전기자(110)는 코어(111)과 코일(112)을 구비하고, 상기 코어(111)에 코일(112)이 권취되어 이루어진다.

상기 마그네트(120)은 링형상으로 이루어지고, 내경부가 상기 전기자(110)에 대향되도록 위치된다. 또한, 상기 마그네트(120)는 회전축의 축방향으로 연장된 바디부(121)와 상기 바디부(121)로부터 상기 전기자(110)를 향해 연장된 돌출부(122)로 이루어진다.

그리고 상기 돌출부(122)는 스핀들 모터에 장착시 코어(111)의 상부에 위치된다. 이는 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이, 마그네트(120)와 전기자(110) 사이에 회전축의 반경방향에 더하여 축방향의 전자기력을 발생시킴에 따라, 회전부의 부상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전축의 축방향 자기력 리플을 감소시키기 위한 것이다.

또한, 회전축의 축방향에 대하여 상기 전기자(110)의 자기센터(MC1)의 위치는 상기 마그네트(120)의 자기센터(MC2)의 위치와 비교하여 도 1에서 D로 표시한 바와 같이, 0~0.5㎜ 상향되도록 위치되는 것이 바람직하고, 이는 회전축의 축방향 자기력 리플을 감소시키기 위한 것이다.

그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 마그네트(120)는 도 1의 화살표 방향으로 전자기력을 발생시키기 위해, 상기 바디부(121)는 회전축의 반경방향으로 착자되고, 돌출부(122)는 회전축의 축방향으로 착자된다.

도 3은 본 발명에 따른 전자기모듈이 장착된 일실시예에 따른 스핀들 모터를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시한 바와같이, 상기 스핀들 모터(100)는 회전축(130), 허브(140), 마그네트(120) 및 스러스트 플레이트(170)를 포함한 회전부와, 슬리브(150), 베이스(160), 전기자(110), 실링부재(180), 및 커버(190)를 포함하는 고정부로 이루어지고, 작업유체인 오일이 주입되어 회전부와 고정부사이에 유체동압 베어링부가 형성된다.

그리고 상기 회전부에 있어서, 상기 회전축(130)은 상단부에 상기 허브(140)가 결합되고, 상부에는 상기 슬리브(150)와의 갭으로 스러스트 동압베어링부를 형성하기 위한 스러스트 플레이트(170)가 결합된다.

또한, 상기 허브(140)는 회전축(130)의 상단부에 고정되는 원통부(141)와, 상기 원통부(141)로부터 반경방향 외측으로 연장된 원판부(142)와, 상기 원판부(142)의 반경방향 외측 단부에서 회전축의 축방향으로 하향 연장되는 측벽부(143)로 이루어진다.

또한, 상기 측벽부(143)의 내주면에는 상기 코어(111) 및 코일(112)로 이루어진 전기자(110) 대향되도록 환고리형으로 이루어진 상기 마그네트(120)가 장착된다.

또한 본 발명에 따른 상기 마그네트(120)는 도 1,2를 통해 전술한 바와 같이, 링형상으로 이루어지고, 내경부가 상기 전기자(110)에 대향되도록 위치되고, 회전축의 축방향으로 연장된 바디부(121)와 상기 바디부(121)로부터 상기 전기자(110)를 향해 연장된 돌출부(122)로 이루어진다.

다음으로 상기 고정부에 있어서, 상기 슬리브(150)는 회전가능하도록 회전축(110)을 지지하고, 상기 슬리브(150)는 상기 베이스(160)에 고정된다. 그리고 상기 슬리브(150)는 오일이 회전축계를 순환하도록 상기 슬리브(150)의 상면과 하면을 연결하도록 상기 회전축(130)의 축방향으로 오일순환홀(151)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 실링부재(180)는 슬리브(150)의 상부에 결합되고, 상기 회전축(130)에 결합되는 스러스트 플레이트(170)의 상부에 위치되어 오일계면을 형성한다.

그리고 상기 커버(190)는 유체동압 베어링을 형성하기 위해 주입된 오일을 실링하기 위한 것으로, 상기 슬리브(150)의 하단부 내주면에 고정된다.

그리고 상기 슬리브(150)와 회전축(130) 사이에 유체동압 베어링부인 레디얼 동압 베어링부(미도시)가 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 레디얼 동압 베어링부는 상기 회전축(130)과 상기 슬리브(150) 사이에 미소간격이 형성되고, 상기 미소간격에 오일이 충전되어 형성된다.

이를 위해, 상기 레디얼 동압 베어링부는 상기 슬리브(150)의 내주면과 이에 대향되는 상기 회전축(130)의 외주면에 선택적으로 동압발생홈(미도시)이 형성되어 이루어진다. 또한 상기 동압발생홈은 슬리브의 내주면의 상부 및 하부에 2개 또는 상기 회전축의 외주면의 상부 및 하부에 2개가 선택적으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베이스(160)의 외주부에는 상기 마그네트(130)에 대향하도록 코어(111) 및 코일(122)로 이루어진 전기자(110)가 압입 또는 접착등에 의해 고정되고, 상기 베이스(160)의 내주부에는 상기 슬리브(150)가 압입 또는 접착등에 의해 고정된다.

이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 마그네트와 전기자 사이에 회전축의 반경방향으로 전자기력이 발생되고, 이에 더하여 회전축의 축방향의 전자기력을 발생됨에 따라, 회전부의 부상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 회전축의 축방향 자기력 리플이 감소된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전자기모듈 및 이를 갖는 스핀들 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 스핀들 모터 110 : 전기자
120 : 마그네트 121: 바디부
122 : 돌출부 130 : 회전축
140 : 허브 150 : 슬리브
160 : 베이스 170 : 스러스트 플레이트
180 : 실링부재 190 : 커버

Claims

회전축을 포함하는 스핀들모터용 전자기모듈로서,
코어와 상기 코어에 권취된 코일을 구비하는 전기자; 및
상기 전기자에 대향되는 마그네트를 포함하고,
상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 전자기모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 마그네트는
상기 회전축의 축방향으로 연장된 바디부;
상기 바디부의 상단부에 형성되고, 상기 바디부로부터 상기 회전축의 반경방향인 전기자를 향해 연장된 돌출부로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 코어의 상부에 위치된 것을 특징으로 하는 전자기모듈.
청구항 2에 있어서,
상기 바디부는 상기 회전축의 반경방향으로 상기 전기자를 향해 착자되고,
상기 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 상기 코어를 향해 착자된 것을 특징으로 하는 전가자모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축의 축방향에 대하여, 상기 전기자의 자기센터의 위치는 상기 마그네트의 자기센서의 위치와 동일하거나 상향되도록 위치된 것을 특징으로 하는 전자기모듈
청구항 4에 있어서,
상기 전기자의 자기센터의 위치는 상기 마그네트의 자기센터의 위치에 비하여 0~0.5mm 상향되도록 위치된 것을 특징으로 하는 전자기모듈.
회전축, 허브 및 마그네트를 포함하는 회전부와, 상기 회전축을 회전가능하도록 지지하는 슬리브, 상기 슬리브가 결합되는 베이스, 및 상기 마그네트와 대향되고 상기 베이스에 고정결합되고, 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하는 고정부로 이루어지고, 오일이 충전되어 상기 회전부와 상기 고정부 사이에 유체동압 베어링부가 형성된 스핀들 모터로서,
상기 마그네트는 상기 코어의 상부에 위치된 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 6에 있어서,
상기 마그네트는
상기 회전축의 축방향으로 연장된 바디부;
상기 바디부의 상단부에 형성되고, 상기 바디부로부터 상기 회전축의 반경방향인 전기자를 향해 연장된 돌출부로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 코어의 상부에 위치된 것을 특징으로 하는 전자기모듈.
청구항 7에 있어서,
상기 바디부는 상기 회전축의 반경방향으로 상기 전기자를 향해 착자되고,
상기 돌출부는 상기 회전축의 축방향으로 상기 코어를 향해 착자된 것을 특징으로 하는 전가자모듈.
청구항 6에 있어서,
상기 회전부는
상기 회전축의 상부에 결합되고, 상기 고정부의 슬리브와의 갭으로 스러스트 동압베어링부를 형성하는 스러스트 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
청구항 6에 있어서,
상기 고정부는
상기 슬리브에 결합되고, 스러스트 플레이트의 상부에 위치되어 오일계면을 형성하기 위한 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.