KR20130064389A - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스핀들 모터는 회전자의 부상방지를 위해 코어의 상단에 설치하여 사용하던 종래의 흡인자석(Pulling Magnet)을 삭제하고, 메인 마그넷(Main Magnet)을 비대칭 단면을 갖도록 형성함으로써, 상기 메인 마그넷이 흡인자석을 대신하여 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

스핀들 모터{SPINDLE MOTOR}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

스핀들 모터는 회전축이 베어링과 일정한 접촉구간을 유지하면서 회전됨에 따라 회전특성을 용이하게 유지할 수 있어 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive: HDD), 광디스크 드라이브(Opical Disk Drive: ODD) 등의 고속회전을 요하는 기록매체의 구동수단으로 널리 이용되고 있다.

이러한 스핀들 모터는 통상 전기자, 상기 전기자와의 사이에 전자기력을 형성하는 메인 마그넷(Main Magnet)을 포함하는 회전자 및 상기 회전자를 회전 가능하게 지지하는 고정자를 포함하고 있다.

또한 상기 회전자는 기록매체의 디스크를 고정하기 위한 디스크 고정장치로써, 클램프를 포함할 수 있으며, 전기자와 메인 마그넷 사이에 발생하는 전자기력에 의해 회전자가 회전하여 상기 클램프에 고정된 디스크를 기록, 재생할 수 있도록 하고 있다.

한편 상기 스핀들 모터는 구동시 발생하는 회전력에 의하여 회전자가 상부방향을 향해 부상하는 것을 방지할 수 있도록 흡인자석(Pulling Magnet)을 포함하고 있다.

상기 흡인자석에 대해서는 (특허문헌 1)에서 상세히 개시하고 있는데, 이에 따르면, 전기자의 상부에 흡인자석을 설치함으로써, 상기 회전자의 상하 진동에 의한 기록매체의 에러를 방지토록 하고 있다.

즉 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 종래의 스핀들 모터는 회전자를 구성하는 로터 케이스의 하부에 흡인자석을 설치하거나 전기자를 구성하는 코어의 상면에 흡인자석을 설치하여 스핀들 모터의 구동시 발생하는 회전력에 의하여 회전자가 부상하는 것을 방지하여 상하 진동에 의한 기록매체의 에러가 발생하지 않도록 하고 있다.

KR 2009-0058163 A

그러나 상기 흡인자석을 포함하여 스핀들 모터를 설계할 경우 전체적인 스핀들 모터의 박형화에 어려움이 발생하는 문제점이 있으며, 또한 마그넷의 재질인 희토류 등의 원자재의 가격이 상승할 경우 이를 원가에 반영해야 하는 만큼 원가절감에 어려움을 겪을 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 종래의 스핀들 모터에서 회전자의 부상을 방지하기 위하여 설치하고 있는 흡인자석을 삭제하여 이를 사용하는데 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 메인 마그넷을 통해 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있으며, 아울러 박형화 및 회전특성을 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 코어를 포함하는 전기자;

상기 코어와 대향 배치되어 전자기력을 발생시키는 메인 마그넷을 포함하는 회전자; 및

상기 회전자를 회전 가능하도록 지지하는 고정자;

를 포함하며,

상기 메인 마그넷은 비대칭 단면으로 형성된 상층부와 하층부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 회전축;

상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 내부에 구비된 베어링 홀더;

상기 베어링 홀더가 상부에 설치되며, 회로기판이 구비된 베이스플레이트;

상기 베어링 홀더의 외부에 구비되며, 코일이 권취된 코어;

상기 회전축의 상부에 설치된 로터 케이스; 및

상기 코어와 대향 배치되도록 로터 케이스에 구비되며, 비대칭 단면으로 형성된 상층부와 하층부를 포함하는 메인 마그넷;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷은 상층부보다 하층부의 단면 폭이 좁게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷의 상층부는 코어를 향해 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷의 상층부는 코어의 상단과 겹치게 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷은 상층부의 단면길이가 하층부의 단면길이보다 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷은 상층부와 하층부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 메인 마그넷은 상층부와 하층부가 분리 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 로터 케이스는 회전축에 고정된 고정부;

상기 고정부의 하단에서 수평으로 굴절 형성된 원판부; 및

상기 원판부에서 하부방향으로 굴절 형성되어 내측에 메인 마그넷이 구비된 결합부;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 베어링 홀더의 내부에는 스토퍼가 구비되고, 회전축의 하단에 상기 스토퍼가 삽입되는 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 흡인자석을 삭제하더라도 비대칭 단면을 갖는 메인 마그넷을 통해 회전자의 부상을 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 흡인자석의 삭제로 인해 전기자와 회전자 사이에 공간을 확보할 수 있어 스핀들 모터의 박형화가 용이하다.

또한 상기 흡인자석과 전기자 사이에 발생하던 자기력 충돌을 방지할 수 있게 되어 스핀들 모터의 회전특성이 향상되는 효과가 있으며, 부품 수의 감소를 통해 원가절감과 제조단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 실시 예를 나타내 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 메인 마그넷의 실시 예를 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 메인 마그넷과 코어를 확대하여 나타내 보인 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시 예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스핀들 모터(1)는 도 1 내지 3에서 보듯이, 코어(Core)를 포함하는 전기자(10), 상기 코어(11)와 대향 배치된 메인 마그넷(Main Magnet)을 포함하는 회전자(Rotor) 및 상기 회전자(20)를 회전 가능하도록 지지하는 고정자(30)를 포함한다.

상기 메인 마그넷(21)은 주지된 바와 같이, 코어(11)와의 사이에 전자기력을 발생시켜 회전자(20)를 회전시키게 되는데, 이러한 통상기능과 함께 종래의 흡인자석(Pulling Magnet)의 부상방지기능을 대신할 수 있도록 비대칭 단면으로 형성된 상층부(21a)와 하층부(21b)를 포함한다.

상기 하층부(21b)는 메인 마그넷(21)의 통상기능인 코어(11)와의 사이에 전자기력을 발생시켜 회전자(20)를 회전시키게 된다. 그리고 상층부(21a)를 통해서는 종래의 흡인자석의 기능인 흡인력을 발생시켜 상기 회전자(20)의 부상을 방지하게 된다.

즉 상기 상층부(21a)가 종래의 흡인자석을 대신하여 회전자(20)의 부상을 방지하는 한편, 흡인자석과 코어(11)와의 자기력 충돌을 방지하여 스핀들 모터(1)의 회전특성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 역으로 설명하면, 흡인자석의 삭제로 인해 스핀들 모터(1)의 회전특성이 향상될 수 있게 된다.

이러한 자기적 특성을 갖는 메인 마그넷(20)은 다음과 같이 실시된다. 즉 도 2에서 보듯이, 상층부(21a)보다 하층부(21b)의 단면 폭(W2)을 좁게 형성하게 됨으로써, 상기 메인 마그넷(21)을 비대칭 단면으로 형성하게 된다.

즉 상기 상층부(21a)의 단면 폭(W1)과 비교할 때, 하층부(21b)의 단면 폭(W2)을 상대적으로 좁게 형성함으로써, 메인 마그넷(21)을 비대칭 단면으로 형성하게 되며, 이를 통해 코어(11)와의 사이에 전자기력을 발생시킴과 동시에 흡인력을 발생시켜 회전자(20)의 부상을 방지하게 된다.

이때 상기 상층부(21a)는 하층부(21b)의 단면 폭(W2)보다 돌출되는 부위, 즉 돌출부(21c)를 코어(11)를 향하도록 하여 회전자(20)에 메인 마그넷(21)을 용이하게 구비시킬 수 있도록 하게 된다.

또한 상기 돌출부(21c)는 코어(11)의 상단, 즉 도 3에서 보듯이, 상기 코어(11)의 가장자리의 상단과 겹치게 형성하여 상기 코어(11)와 돌출부(21c) 사이에 형성된 흡인력에 의해 회전자(20)의 부상을 방지할 수 있도록 하게 된다.

즉 상기 돌출부(21c)가 코어(11)의 상단에 위치함에 따라 그 사이에는 흡인력이 형성되는데, 이때 상기 코어(11)는 고정자(30)에 구비되어 움직일 수 없는 상태이므로, 반대로 메인 마그넷(21)이 코어(11) 쪽으로 당겨지게 되어 상기 메인 마그넷(21)을 구비하고 있는 회전자(20)의 부상을 방지하게 되는 것이다.

한편 상기 메인 마그넷(21)은 상층부(21a)의 단면길이(L1)를 하층부(21b)의 단면길이(L2)보다 짧게 형성하여 코어(11)와 회전자(20) 사이에 공간을 최대한 좁힐 수 있도록 하게 되고, 이를 통해 스핀들 모터(1)의 박형화를 도모할 수 있게 된다.

이때 상기 상층부(21a)와 대비되는 하층부(21b)의 단면길이(L2)는 통상적으로 사용하는 메인 마그넷의 전체길이 정도에 해당된다. 그리고 상층부(21a)의 단면길이(L1)는 코어(11)에 권취된 코일(12)의 높이 정도에 해당하게 되며, 따라서 코어(11)와 회전자(20) 사이에 공간을 최소화할 수 있어 스핀들 모터(1)의 박형화를 도모할 수 있게 된다.

이러한 상층부(21a)와 하층부(21b)는 일체로 형성될 수 있다. 즉 메인 마그넷(21)을 제조하는 과정에서 상층부(21a)와 하층부(21b)를 사출 등을 통해 일체형으로 제조할 수 있게 된다.

또한 상기 상층부(21a)와 하층부(21b)는 분리 형성될 수 있다. 즉 메인 마그넷(21)을 제조하는 과정에서 상층부(21a)와 하층부(21b)를 개별 형성한 후 별도의 공정을 통해 결합하여 일체화할 수 있다.

여기서 상기 상층부(21a)와 하층부(21b)를 포함하여 비대칭 단면을 갖는 메인 마그넷(21)은 네오디뮴(Neodymium) 자석을 제조하는데 사용되는 희토류를 통해 제조될 수 있으며, 또한 일반자석(Non ND)을 제조하는데 사용되는 페라이트(Ferrite)를 통해 제조될 수 있다.

따라서 상기 희토류 등의 원자재의 가격이 상승하게 되면 페라이트를 통한 제조가 가능하여 메인 마그넷(21)의 원가가 상승하거나 스핀들 모터(1)의 전반적인 제조단가가 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편 상기 메인 마그넷(21)을 포함하는 스핀들 모터(1)는 다음과 같이 실시된다. 즉 상기 스핀들 모터(1)는 전술한 바와 같이, 코어(11)를 포함하는 전기자(10), 상기 코어(11)와 대향 배치된 메인 마그넷(21)을 포함하는 회전자(20) 및 상기 회전자(20)를 회전 가능하도록 지지하는 고정자(30)를 포함한다.

상기 고정자(30)는 도 1에서 보듯이, 회전축(Shaft)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(31) 및 상기 베어링(31)이 내부에 구비되는 베어링 홀더(32)를 포함한다. 그리고 상기 베어링 홀더(32)가 상부에 설치되며, 전기자(10)에 외부전력을 공급하기 위한 회로기판(33)이 구비된 베이스플레이트(34)를 포함한다.

상기 전기자(10)는 베어링 홀더(32)의 외부에 코어(11)가 구비되어 실시되며, 이를 위해 상기 베어링 홀더(32)의 외부에 걸림부(32a)가 계단형태로 형성된 것을 보이고 있다. 그리고 상기 코어(11)에는 폴(Pole)을 통해 코일(12)이 권취되며, 이를 통해 메인 마그넷(21)과의 사이에 전자기력을 발생시킴으로써, 회전자(20)를 회전시키게 된다.

상기 회전자(20)는 베어링(31)에 하단이 회전 가능하게 설치된 회전축(22), 상기 회전축(22)의 상부에 설치된 로터 케이스(Rotor case) 및 비대칭 단면으로 형성된 상층부(21a)와 하층부(21b)를 갖는 메인 마그넷(21)을 포함한다.

이때 상기 로터 케이스(23)는 메인 마그넷(21)에 의한 종래의 흡인자석의 삭제로 인해 회전축(22)에 고정된 고정부(23a)의 하단에서부터 디스크가 장착되는 원판부(23b)를 수평으로 굴절 형성할 후 상기 원판부(23b)에서 하부방향으로 결합부(23c)를 굴절 형성할 수 있게 되며, 상기 결합부(23c)의 내측에 메인 마그넷(21)을 구비하게 된다.

이러한 형태의 로터 케이스(23)는 코어(11)와의 공간을 용이하게 확보할 수 있어 스핀들 모터(1)의 박형화가 용이하다. 그리고 원판부(23b)의 상부에 디스크를 탄성 장착하기 위한 클램프 등을 용이하게 설치할 수 있어 상기 디스크를 기록, 재생하는 과정에서의 에러발생률이 저하된다.

따라서 이러한 회전자(20), 전기자(10) 및 고정자(30)를 포함하는 스핀들 모터(1)는 회로기판(33)을 통해 전기자(10)에 외부전력을 공급함으로써, 메인 마그넷(21)의 하층부와 코어(11) 사이에 발생한 전자기력에 의해 상기 회전자(20)가 회전구동하여 디스크를 기록, 재생할 수 있게 된다.

또한 이 과정에서 회전력에 의해 회전자(20)가 상부방향으로 부상하는 것을 상기 메인 마그넷(21)이 상층부(21a)의 흡인력을 통해 상기 회전자(20)를 하부방향으로 당겨 부상을 방지하게 된다.

한편 상기 스핀들 모터(1)는 베어링 홀더(32)의 내부, 즉 베어링(31)의 하부에 스토퍼(35)가 구비되고 회전축(22)의 하단에 상기 스토퍼(35)가 삽입되는 홈부(22a)가 형성된다.

즉 상기 회전축(22)의 부상시 그 하단에 형성된 홈부(22a)가 스토퍼(35)에 걸려 단속됨으로써, 메인 마그넷(21)과 함께 상기 스토퍼(35)를 통해 회전자(20)의 부상을 방지할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 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 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1 - 스핀들 모터 10 - 전기자
11 - 코어 12 - 코일
20 - 회전자 21 - 메인 마그넷
21a - 상층부 21b - 하층부
22 - 회전축 22a - 홈부
23 - 로터 케이스 23a - 고정부
23b - 원판부 23c - 결합부
30 - 고정자 31 - 베어링
32 - 베어링 홀더 33 - 회로기판
34 - 베이스플레이트 35 - 스토퍼

Claims (10)

1. 코어를 포함하는 전기자;
   상기 코어와 대향 배치되어 전자기력을 발생시키는 메인 마그넷을 포함하는 회전자; 및
   상기 회전자를 회전 가능하도록 지지하는 고정자;
   를 포함하며,
   상기 메인 마그넷은 비대칭 단면으로 형성된 상층부와 하층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
2. 회전축;
   상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 내부에 구비된 베어링 홀더;
   상기 베어링 홀더가 상부에 설치되며, 회로기판이 구비된 베이스플레이트;
   상기 베어링 홀더의 외부에 구비되며, 코일이 권취된 코어;
   상기 회전축의 상부에 설치된 로터 케이스; 및
   상기 코어와 대향 배치되도록 로터 케이스에 구비되며, 비대칭 단면으로 형성된 상층부와 하층부를 포함하는 메인 마그넷;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 메인 마그넷은 상층부보다 하층부의 단면 폭이 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 메인 마그넷의 상층부는 코어를 향해 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 메인 마그넷의 상층부는 코어의 상단과 겹치게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 메인 마그넷은 상층부의 단면길이가 하층부의 단면길이보다 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 메인 마그넷은 상층부와 하층부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 메인 마그넷은 상층부와 하층부가 분리 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 로터 케이스는 회전축에 고정된 고정부;
   상기 고정부의 하단에서 수평으로 굴절 형성된 원판부; 및
   상기 원판부에서 하부방향으로 굴절 형성되어 내측에 메인 마그넷이 구비된 결합부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
10. 청구항 2 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 베어링 홀더의 내부에는 스토퍼가 구비되고, 회전축의 하단에 상기 스토퍼가 삽입되는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
    

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