KR20130061261A - 스핀들 모터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 내부면에 구동 마그넷이 장착되는 로터 허브, 및 상기 구동 마그넷의 하부에 배치되도록 베이스부재에 고정 설치되는 풀링 플레이트를 포함하며, 상기 풀링 플레이트는 고리 형상을 가지는 바디와, 상기 바디로부터 돌출 형성되는 돌기부 및 상기 바디의 외주면으로부터 만입 형성되는 만입홈을 구비할 수 있다.
Description
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
최근 개인용 컴퓨터나 주변기기에 탑재되는 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)용 스핀들 모터의 데이터 읽기, 쓰기 속도의 고속화의 요구와, 기록 밀도의 고밀도화에 따라 스핀들 모터의 저진동, 저소음, 그리고 소비 전력의 저감 요구가 높아지고 있다.
그리고, 스핀들 모터 동작시 진동, 소음 및 소비전류의 증가의 원인인 코깅토크의 영향을 저감하고, 과전류를 억제하며 나아가 모터의 소비 전류를 저감시키기 위한 요구가 증대되고 있다.
동시에 회전체의 스러스트 방향으로 발생되는 불필요한 진동을 억제하는 것이 강하게 요청되고 있다.
이를 위해 풀링 플레이트가 베이스부재에 설치된다. 즉, 구동 마그넷의 하부에 풀링 플레이트가 배치되도록 베이스부재에 풀링 플레이트가 설치된다.
그런데, 베이스부재에 설치되는 풀링 플레이트가 외부 충격시 베이스부재로부터 이탈되는 문제가 있다. 즉, 풀링 플레이트와 베이스부재의 접합력을 증대시킬 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.
더하여, 풀링 플레이트를 베이스부재에 설치시 풀링 플레이트의 중심과 마그넷의 중심이 일치되도록 설치하여야 상기한 진동 억제 효과가 증대된다.
따라서, 풀링 플레이트를 베이스부재에 설치하는 경우 풀링 플레이트의 중심과 마그넷의 중심이 일치되도록 설치할 수 있는 구조의 개발도 더불어 필요한 실정이다.
풀링 플레이트의 접합 강도를 향상시킬 수 있는 동시에 풀링 플레이트의 설치시 구동 마그넷과의 중심을 일치시킬 수 있는, 즉 편심 현상을 저감시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 내부면에 구동 마그넷이 장착되는 로터 허브, 및 상기 구동 마그넷의 하부에 배치되도록 베이스부재에 고정 설치되는 풀링 플레이트를 포함하며, 상기 풀링 플레이트는 고리 형상을 가지는 바디와, 상기 바디로부터 돌출 형성되는 돌기부 및 상기 바디의 외주면으로부터 만입 형성되는 만입홈을 구비할 수 있다.
상기 풀링 플레이트는 상기 베이스부재의 상면으로부터 만입되어 형성되는 설치홈에 삽입 설치되며, 상기 돌기부는 상기 설치홈을 형성하는 상기 베이스부재의 측벽에 접촉되는 원호 형상을 가질 수 있다.
상기 돌기부는 설치시 상기 바디의 중심이 상기 구동 마그넷의 중심으로부터 편심되는 것을 방지토록 적어도 3개 이상 구비될 수 있다.
상기 만입홈은 복수개가 구비되며, 원주방향을 따라 상기 돌기부의 사이에 배치될 수 있다.
상기 풀링 플레이트는 접착제를 매개로 상기 베이스부재에 고정 설치되며, 상기 만입홈에는 접착제가 충진될 수 있다.
돌기부를 통해 설치시 편심현상을 저감시킬 수 있으며, 만입홈에 충진되는 접착제를 통해 풀링 플레이트와 베이스부재의 접합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 풀링 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스부재와 풀링 플레이트의 설치 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 풀링 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스부재와 풀링 플레이트의 설치 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 풀링 플레이트를 나타내는 사시도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스부재와 풀링 플레이트의 설치 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 로터 허브(140), 풀링 플레이트(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 회전시키는 기록 디스크 구동장치에 적용되는 모터일 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 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(140)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(140)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.
또한, 원주방향은 로터 허브(140) 및 샤프트(130)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 크게 스테이터(20)와 로터(40)로 구성될 수 있다. 스테이터(20)는 로터(40)를 회전 가능하게 지지하는 모든 고정부재를 지칭하며, 로터(40)는 스테이터(20)에 지지되어 회전되는 회전부재를 지칭한다.
베이스부재(110)는 로터(40)를 회전 가능하게 지지하는 고정부재로서 스테이터(20)를 구성한다. 그리고, 베이스부재(110)는 슬리브(120)가 고정 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다.
설치부(112)는 축 방향 상부측으로 돌출 형성되며, 슬리브(120)가 삽입 설치될 수 있도록 설치홀(112a)이 형성될 수 있다.
즉, 슬리브(120)는 설치부(112)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 설치부(112)의 외주면에는 스테이터 코어(101)가 삽입 고정될 수 있도록 단차부(112b)가 구비될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(101)는 설치부(112)의 외주면에 형성된 단차부(112b)에 안착된 상태에서 설치부(112)에 고정 설치될 수 있다.
또한, 베이스부재(110)에는 설치홈(114)이 형성될 수 있다. 설치홈(114)은 베이스부재(110)의 상면으로부터 만입되어 형성될 수 있다.
한편, 풀링 플레이트(150)는 설치홈(114)에 삽입되어 베이스부재(110)에 고정 설치될 수 있다. 그리고, 풀링 플레이트(150)는 설치홈(114)을 형성하는 베이스부재(110)의 측벽(115)에 외주면이 접촉되도록 설치될 수 있다.
이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
슬리브(120)는 베이스부재(110)와 함께 스테이터(20)를 구성하며 로터(40)를 회전 가능하게 지지하는 고정부재이다.
그리고, 슬리브(120)는 상기한 바와 같이 설치부(112)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 슬리브(120)의 중앙에는 축공(122)이 형성되고 샤프트(130)는 축공(122)에 삽입되어 슬리브(120)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
한편, 슬리브(120)의 저면에는 윤활유체의 누설을 방지하기 위하여 커버부재(102)가 설치될 수 있다.
샤프트(130)는 스테이터(20)에 의해 회전 가능하게 지지되어 회전되는 로터(40)를 구성하는 회전부재이다.
그리고, 샤프트(130)는 상기한 바와 같이 슬리브(120)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 즉, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 축공(122)에 삽입 설치되며, 이때 샤프트(130)의 외주면과 슬리브(120)의 내주면은 소정 간격 이격 배치되어 베어링 간극을 형성한다.
또한, 이 베어링 간극에는 샤프트(130)의 회전시 유체 동압을 발생시킬 수 있도록 윤활유체가 충진될 수 있다.
한편, 샤프트(130)의 외주면 및 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에는 샤프트(130)의 회전시 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키는 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
즉, 샤프트(130)의 회전시 동압 그루브에 의해 샤프트(130)를 지지하는 유체 동압이 발생되며, 결국 샤프트(130)가 보다 안정적으로 회전될 수 있는 것이다.
한편, 베어링 간극은 슬리브(120)와 커버부재(102)에 의해서도 형성되며, 슬리브(120)와 커버부재(102)에 의해 형성된 베어링 간극에도 윤활유체가 충진된다.
또한, 샤프트(130)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 샤프트(130)의 저면은 커버부재(102)의 상면에 접촉된다. 이후 샤프트(130)가 회전하는 경우 윤활유체가 슬리브(120)와 커버부재(102) 사이로 유입되어 샤프트(130)가 소정 높이로 부상된다.
그리고, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(103)가 설치될 수 있다. 또한, 스러스트 플레이트(103)는 슬리브(120)의 상면에 대향 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치될 수 있다.
이에 따라, 샤프트(130)의 회전시 스러스트 플레이트(103)는 샤프트(130)와 연동하여 회전될 수 있다. 다시 말해, 스러스트 플레이트(103)는 샤프트(130)와 함께 로터(40)를 구성하는 회전부재이다.
한편, 스러스트 플레이트(103)의 상부에는 캡부재(104)가 대향 배치된다. 그리고, 캡부재(104)는 슬리브(120)에 설치될 수 있다. 다시 말해, 캡부재(104)는 슬리브(120)에 설치되는 스테이터(20)를 구성하는 고정부재이다.
또한, 캡부재(104)의 저면과 스러스트 플레이트(103)의 상면에 의해 윤활유체와 공기와의 계면이 형성될 수 있다. 이를 위해 캡부재(104)의 저면 끝단부에는 경사면이 형성될 수 있다.
즉, 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체는 모세관 현상에 의해 캡부재(104)의 저면과 스러스트 플레이트(103)의 상면에 의해 형성되는 공간에서 공기와의 계면을 형성한다.
로터 허브(140)는 슬리브(120)가 회전 가능하게 지지하는 샤프트(130)에 고정 설치되어 회전된다. 즉, 로터 허브(140)는 샤프트(130)와 연동하여 회전되는 회전부재로서 로터(40)를 구성하며, 상기한 스러스트 플레이트(103)의 상부에 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치된다.
한편, 로터 허브(140)는 샤프트(130)가 관통되는 장착홀(142a)이 형성된 원반형상의 로터 허브 바디(142)와, 로터 허브 바디(142)의 가장자리로부터 축방향 하부측으로 연장 형성되는 마그넷 설치부(144) 및 마그넷 설치부(144)의 끝단으로부터 반경방향 외측으로 연장 형성되는 디스크 안착부(146)를 구비할 수 있다.
즉, 로터 허브(140)는 컵 형상을 가질 수 있으며, 베이스부재(110)와 함께 내부 공간을 형성한다. 그리고, 스테이터 코어(101)는 로터 허브(140)와 베이스부재(110)에 의해 형성되는 내부 공간에 배치된다.
또한, 마그넷 설치부(144)에는 구동 마그넷(144a)이 고정 설치될 수 있다. 즉, 구동 마그넷(144a)은 스테이터 코어(101)의 선단에 대향 배치되도록 마그넷 설치부(144)의 내주면에 고정 설치된다.
그리고, 구동 마그넷(144a)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다. 즉, 구동 마그넷(144a)은 로터 허브(140)를 회전 구동시키기 위한 구동력이 발생되도록 하는 역할을 수행한다.
다시 말해, 스테이터 코어(101)에 권선된 코일(101a)에 전원이 공급되면, 코일(101a)이 권선된 스테이터 코어(101)와 구동 마그넷(144a)의 전자기적 상호작용에 의하여 로터 허브(140)를 회전 구동시킬 수 있는 힘이 발생된다. 이에 따라 로터 허브(140)가 회전 구동된다.
결국, 로터 허브(140)의 회전에 의해 샤프트(130), 샤프트(130)에 고정 설치되는 스러스트 플레이트(130)도 로터 허브(140)와 함께 회전된다.
이와 같이, 로터 허브(140)가 회전되면 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 동압 그루브(미도시)에 의해 펌핑된다. 이에 따라 유체 동압이 발생되어 샤프트(130)가 회전 지지면되면 로터(40)가 소정 높이 부상된다.
풀링 플레이트(150)는 구동 마그넷(144a)의 하부에 배치되도록 베이스부재(110)에 설치된다. 즉, 풀링 플레이트(150)는 베이스부재(110)의 설치홈(114)에 삽입 장착되어 구동 마그넷(144a)의 하부에 배치된다.
한편, 풀링 플레이트(150)는 접착제(P)를 매개로 베이스부재(110)에 고정 설치될 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 풀링 플레이트(150)는 원형의 고리 형상을 가지는 바디(152)와, 바디(152)로부터 돌출 형성되는 돌기부(154) 및 바디(152)의 외주면으로부터 만입 형성되는 만입홈(156)을 구비할 수 있다.
바디(152)는 구동 마그넷(144a)의 형상에 대응되도록 원형의 고리 형상을 가진다.
또한, 돌기부(154)는 설치홈(114)을 형성하는 베이스부재(110)의 측벽(115)에 접촉되는 원호 형상을 가질 수 있다. 즉, 돌기부(154)는 풀링 플레이트(150)가 삽입홈(114)에 삽입되는 경우 측벽(115)에 접촉되어 풀링 플레이트(150)가 편심되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
한편, 돌기부(154)는 원주방향을 따라 복수개가 이격 배치될 수 있다. 즉, 돌기부(154)는 바디(152)의 중심이 구동 마그넷(144a)의 중심, 다시 말해 설치홀(112a)의 중심으로부터 편심되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
따라서, 바디(152)의 중심은 돌기부(154)에 의해 구동 마그넷(144a)의 중심으로부터 편심되지 않을 수 있다.
이에 따라, 진동 발생을 억제할 수 있는 동시에 접착제(P)를 매개로 하여 고정 설치될 때 접착제(P)가 바디(152)의 저면에 일정 면적으로 고르게 접촉될 수 있어 접합력을 증대시킬 수 있는 것이다.
또한, 돌기부(154)는 원주방향을 따라 복수개가 이격 배치될 수 있다. 예를 들어 돌기부(154)는 중심각이 120의 각도를 가지도록 복수개가 이격 배치될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 돌기부(154)가 3개로 이루어지며, 중심각이 120도의 각도를 가지도록 이격 배치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
즉, 돌기부(154)의 개수 및 복수개의 돌기부(154)의 중심각은 변경 가능할 것이다.
한편, 만입홈(156)은 복수개가 구비되며, 원주방향을 따라 돌기수(154)의 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 만입홈(156)에는 풀링 플레이트(150)와 베이스부재(110)의 접착을 위한 접착제(P)가 유입되며, 이에 따라, 풀링 플레이트(150)와 베이스부재(110)의 접합력이 보다 증대될 수 있다.
즉, 만입홈(156)은 접착제(P)와 풀링 플레이트(150)의 접촉면적을 증가시켜 풀링 플레이트(150)가 이탈되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
한편, 본 실시예에서는 만입홈(156)이 3개인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기한 바와 같이, 돌기부(154)를 통해 설치시 풀링 플레이트(150)의 편심현상을 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 접착제(P)가 풀링 플레이트(150)의 저면에 고르게 접촉될 수 있어 위치에 따라 접합력이 다르게 되는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 만입홈(156)을 통해 접착제(P)와 풀링 플레이트(150)의 접촉면적을 증가시켜 종국적으로 풀링 플레이트(150)와 베이스부재(110)의 접합력을 향상시킬 수 있다.
100 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 슬리브
130 : 샤프트
140 : 로터 허브
150 : 풀링 플레이트
110 : 베이스부재
120 : 슬리브
130 : 샤프트
140 : 로터 허브
150 : 풀링 플레이트
Claims (5)
- 내부면에 구동 마그넷이 장착되는 로터 허브; 및
상기 구동 마그넷의 하부에 배치되도록 베이스부재에 고정 설치되는 풀링 플레이트;
를 포함하며,
상기 풀링 플레이트는 고리 형상을 가지는 바디와, 상기 바디로부터 돌출 형성되는 돌기부 및 상기 바디의 외주면으로부터 만입 형성되는 만입홈을 구비하는 스핀들 모터. - 제1항에 있어서,
상기 풀링 플레이트는 상기 베이스부재의 상면으로부터 만입되어 형성되는 설치홈에 삽입 설치되며, 상기 돌기부는 상기 설치홈을 형성하는 상기 베이스부재의 측벽에 접촉되는 원호 형상을 가지는 스핀들 모터. - 제1항에 있어서
상기 돌기부는 설치시 상기 바디의 중심이 상기 구동 마그넷의 중심으로부터 편심되는 것을 방지토록 적어도 3개 이상 구비되는 스핀들 모터. - 제3항에 있어서,
상기 만입홈은 복수개가 구비되며, 원주방향을 따라 상기 돌기부의 사이에 배치되는 스핀들 모터. - 제1항에 있어서,
상기 풀링 플레이트는 접착제를 매개로 상기 베이스부재에 고정 설치되며, 상기 만입홈에는 접착제가 충진되는 스핀들 모터.
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