KR20130073199A - 스핀들 모터 - Google Patents

스핀들 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20130073199A
KR20130073199A KR1020110140917A KR20110140917A KR20130073199A KR 20130073199 A KR20130073199 A KR 20130073199A KR 1020110140917 A KR1020110140917 A KR 1020110140917A KR 20110140917 A KR20110140917 A KR 20110140917A KR 20130073199 A KR20130073199 A KR 20130073199A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thrust plate
solution
coating layer
spindle motor
sleeve
Prior art date
Application number
KR1020110140917A
Other languages
English (en)
Inventor
김용식
장호경
김상원
박일웅
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020110140917A priority Critical patent/KR20130073199A/ko
Priority to US13/706,754 priority patent/US20130162083A1/en
Priority to JP2012269447A priority patent/JP2013133939A/ja
Priority to CN2012105599602A priority patent/CN103178679A/zh
Publication of KR20130073199A publication Critical patent/KR20130073199A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/163—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 스핀들 모터는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트, 상기 샤프트를 수용하며, 회전가능하도록 지지하는 슬리브, 축방향에 수직방향으로 상기 슬리브에 결합되는 스러스트플레이트;를 포함하고, 상기 스러스트플레이트는 마찰력 저감 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 스핀들 모터의 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층을 형성하여 스핀들 모터의 정지, 작동, 정지의 순차적인 수행에 따른 마찰력을 효과적으로 저감시켜 스핀들 모터의 작동 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로 스핀들 모터(Spindle Motor)는 BLDC(Brushless-DC Motor)에 속하는 것으로 하드디스크 드라이브용 모터 외에도 레이저프린터용 레이저빔 스캐너 모터, 플로피디스크(FDD:Floppy Disk Driver)용 모터, CD(Compack Drive)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광디스크 드라이브용 모터 등으로 널리 사용되고 있다.
최근 하드디스크 드라이브와 같은 고용량 및 고속의 구동력이 요구되는 기기에서는 소음과 볼 베어링 채용시에 발생되는 진동인 NRRO(Non Repeatable Run Out)의 발생을 최소화하기 위하여 기존의 볼베어링의 형태보다는 구동마찰이 적은 유체동압베어링이 적용된 스핀들 모터가 범용적으로 사용되고 있다. 유체동압베어링은 기본적으로 회전체와 고정체 사이에 얇은 유막을 형성하여 회전시 발생하는 압력으로 회전체와 고정체를 지지하므로 회전체와 고정체간에 서로 접촉하지 않아 마찰부하가 저감되는 것이다. 그러므로, 상기 유체동압베어링이 적용되는 스핀들 모터는 디스크를 회전시키는 모터의 샤프트를 윤활유(이하 '작동유체'라 한다)가 동압(회전축의 원심력에 의해 유압을 중심으로 되돌리는 압력)만으로 유지시키는 것으로 샤프트볼 쇠구슬로 지지하는 볼베어링 스핀들 모터와는 구별된다.
이러한 유체동압베어링을 스핀들 모터에 적용하게 되면 유체를 이용하여 회전체를 지지하기 때문에 모터에서 발생되는 소음량이 적고, 소비전력도 적게 소요됨과 동시에 내충격성이 우수하다.
종래의 HDD모터 구조에 있어서, 현재 사용되는 구조는 스러스트베어링의 강성을 지지하기 위해 스러스트플레이트가 사용된 구조가 일반적이다. 이 구조에서, 모터가 정지상태에서 운전상태로 전환될 경우 스러스트플레이트와 이를 지지하고 있는 스러스트 동압발생홈이 형성된 면과 가장 큰 마찰인 정지마찰(stiction)이 발생하게 된다. 이러한 마찰력이 반복적으로 발생되는 경우, 마찰력에 의한 마모입자가 발생하게 된다. 스핀들 모터의 정지, 동작, 정지와 같은 순서가 반복적으로 수행됨에 따라 마찰력이 빈번하게 발생되는 이 같은 구조는 모터의 작동 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 또한, 이러한 마찰력이 반복적인 발생으로 스핀들 모터의 작동성능이 저하될 수 있고, 구동의 신뢰성도 떨어질 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스핀들 모터의 정지와 작동이 반복적으로 수행됨에 따라 발생되는 마찰력을 저감시킬 수 있도록 스러스트플레이트에 마찰력을 저감시킬 수 있는 코팅층을 형성한 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 스핀들 모터의 일실시예는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트, 상기 샤프트를 수용하며, 회전가능하도록 지지하는 슬리브, 축방향에 수직방향으로 상기 슬리브에 결합되는 스러스트플레이트;를 포함하고, 상기 스러스트플레이트는 마찰력 저감 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 마찰력 저감 코팅층은 상기 슬리브와 마주보는 상기 스러스트플레이트에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마찰력 저감 코팅층은 SAM(Self Assembled Monolayer)코팅으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마찰력 저감 코팅층은 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계, 상기 스러스트플레이트의 표면활성화를 위해 피라나용액안에서 표면처리를 하는 단계, 상기 스러스트플레이트를 헥사데케인용액 1mM( 미리몰)농도로 OTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계, 상기 스러스트플레이트를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및 상기 스러스트플레이트를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계이후에, IPA 용액에서 상기 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마찰력 저감 코팅층은 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계, 상기 스러스트플레이트의 표면활성화를 위해 피라나용액안에서 표면처리를 하는 단계, 상기 스러스트플레이트를 이소옥탄 용액 1mM( 미리몰)농도로 FDTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계, 상기 스러스트플레이트를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및 상기 스러스트플레이트를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계이후에, IPA 용액에서 상기 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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 아니 되며, 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 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층을 형성함으로써, 스핀들 모터의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한, 스핀들 모터의 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층을 형성하여 스핀들 모터의 정지, 작동, 정지의 순차적인 수행에 따라 발생되는 마찰력을 효과적으로 저감시켜 스핀들 모터의 작동 성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 스핀들 모터의 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층을 형성함으로써, 스러스트플레이트 표면의 표면에너지를 낮추어 소수성 표면을 형성함으로써 마모입자발생을 경감시키는 효과가 있다.
또한, 스핀들 모터의 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층을 형성함으로써 스핀들 모터 구동의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스핀들 모터의 스러스트플레이트에 마찰력 저감을 위한 코팅층으로 SAM코팅을 사용함으로써, 얇은 마찰력 저감 코팅층을 형성하여 스러스트플레이트의 기존 구조에 별다른 설계변경없이 선택, 적용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스러스트플레이트를 포함한 스핀들 모터의 일실시예에 따른 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 스러스트플레이트의 사시도; 및
도 3은 도 2의 AA'에 따른 절단면도이다.
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, "일면", "타면", "제1", "제2" 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 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스러스트플레이트를 포함한 스핀들 모터의 일실시예에 따른 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 스러스트플레이트의 사시도이며 도 3은 도 2의 AA'에 따른 절단면도이다.
본 발명에 따른 스핀들 모터는 모터의 회전중심을 이루는 샤프트(11), 상기 샤프트(11)를 수용하며, 회전가능하도록 지지하는 슬리브(22), 축방향에 수직방향으로 상기 슬리브(22)에 결합되는 스러스트플레이트(40);를 포함하고, 상기 스러스트플레이트(40)는 마찰력 저감 코팅층(41)이 형성된 것을 특징으로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마찰력 저감 코팅층(41)은 상기 슬리브(22)와 마주보는 상기 스러스트플레이트(40)에 형성될 수 있고, 스러스트플레이트(40) 전면에 모두 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 마찰력 저감 코팅층(41)은 SAM(Self Assembled Monolayer)코팅으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서는 유체동압베어링을 포함하는 스핀들 모터에서, 스러스트동압베어링부를 형성하고 있는 스러스트플레이트(40)에 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성함으로써, 전체적인 마찰력을 저감시키는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 스러스트플레이트(40)는 세라믹 재질인 산화지르코늄(ZrO2)로 제작된다. 소결후에 두께 및 표면거칠기를 조절하기 위해 표면을 연마공정으로 제작함으로써 대략 0.035㎛이하의 고운 표면거칠기를 가지게 된다. 스핀들 모터의 정지상태에서 스러스트플레이트(40)는 스러스트플레이트(40)에 대응되는 스러스트동압발생홈과 접촉해 있으며, 스핀들 모터의 회전구동시에 마찰력이 유발된다. 따라서, 스핀들 모터의 정지상태에서 동작상태로 전환될 때, 마찰력에 의한 마모입자가 발생되어 모터의 수명에 치명적인 영향을 줄 수 있다.
본 발명은 스러스트플레이트(40)에 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성함으로써 상기에서 설명한 스핀들 모터 구동에 따라 발생되는 마찰력에 의한 마모입자를 저감시켜 모터수명을 연장, 향상시키기 위한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스러스트플레이트(40)와 슬리브(22)가 마주하는 면에 유체동압베어링부가 형성되며, 스러스트플레이트(40)와 마주보는 슬리브(22)면에 형성된 동압발생홈에 의해 스핀들 모터의 정지와 동작사이에 마찰력이 발생하게 된다. 그러나, 스러스트플레이트(40)에 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성함으로써 이러한 마찰력이 저감되어 모터의 작동 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
마찰력 저감 코팅층(41)은 SAM(Self Assembled Monolayer)코팅을 사용하여 형성할 수 있다. SAM코팅의 방법은 SAM용액에 스러스트플레이트(40)를 담갔다가 빼내는 디핑(Dipping)방법을 이용할 수 있으며, 이외에도 SAM용액 등을 이용한 다양한 코팅방법으로 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성할 수 있음은 물론이다.
SAM코팅을 하기 위해 적용가능한 SAM의 종류는 세라믹 표면의 산소(O2)와 결합이 가능한 OTS SAM(CH3(CH2)17SiCl3) 또는 FDTS SAM(CF3(CH2)7(CH2)2SiCl3) 등을 사용할 수 있다. SAM코팅의 두께는 일반적으로 3㎚내외로 매우 얇게 형성되므로 스러스트플레이트(40)의 설계에도 크게 영향을 미치지 않는 이점이 있다.
구체적으로 마찰력 저감 코팅층(41)을 OTS SAM용액으로 스러스트플레이트(40)에 형성하는 방법은 헥산용액에서 스러스트플레이트(40) 표면의 유기물질을 제거하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)의 표면활성화를 위해 피라나(Piranha)용액안에서 표면처리를 하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)를 헥사데케인(Hexadecane)용액 1mM( 미리몰)농도로 OTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및 상기 스러스트플레이트(40)를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성된다.
먼저, 헥산용액에서 스러스트플레이트(40) 표면의 유기물질을 제거하는 단계이다. 본 단계에서는 스러스트플레이트(40)의 이물질을 먼저 제거함으로써, 후에 실시되는 코팅의 신뢰성을 확보하기 위해 수행된다. 특히, 스러스트플레이트(40)의 잔유 유기물질을 확실하게 제거하기 위해 추가적으로 IPA 용액에서 상기 스러스트플레이트(40) 표면의 유기물질을 제거하는 단계를 더 수행할 수 있다. 여기서, IPA 용액, 즉 이소프로필알콜(Iso Propyl Alcohol)은 무극성 물질을 용해하여 자기 얼룩을 남기지 않고 쉽게 증발하는 특징이 있어 반도체, LCD 등 IT 부품 세정액으로도 많이 활용되고 있는 물질이다. 이를 통해 스러스트플레이트(40) 표면의 잔유 이물질을 완전하게 제거할 수 있다.
다음, 스러스트플레이트(40)의 표면활성화를 위해 피라나용액안에서 표면처리를 하는 단계이다. 피라나용액(이소옥탄)에 스러스트플레이트(40)를 담굼으로써, 표면을 활성화 시키고, 화학적결합을 보다 용이하게 할 수 있도록 한다.
다음, 스러스트플레이트(40)를 헥사데케인(Hexadecane)용액 1mM(미리몰)농도로 OTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅한다. 여기서, OTS SAM 코팅을 수행함으로써, 실질적으로 스러스트플레이트(40)표면에 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성할 수 있다.
다음, 스러스트플레이트(40)를 IPA용액으로 잔유물을 제거하고, 스러스트플레이트(40)를 DI 워터용액으로 세정하는 단계를 거침으로써 스러스트플레이트(40)의 표면처리가 마무리된다. 여기서 DI워터(Deionized Water)는 물속에 녹아있는 이온조차 모두 제거함으로써 물이 자체이온화하여 생긴 이온을 제외하고는 불순물이 전혀 없는 순수한 물을 의미한다. DI워터를 이용하여 최종적으로 스러스트플레이트(40) 표면을 세정하여 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성한다.
또한, 마찰력 저감 코팅층(41)을 FDTS SAM용액으로 스러스트플레이트(40)에 형성하는 방법은 헥산용액에서 스러스트플레이트(40) 표면의 유기물질을 제거하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)의 표면활성화를 위해 피라나(Piranha)용액안에서 표면처리를 하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)를 이소옥탄(iso-octane) 용액 1mM( 미리몰)농도로 FDTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계, 상기 스러스트플레이트(40)를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및 상기 스러스트플레이트(40)를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성된다.
여기서, 상기에서 살펴본 내용과 다른 점은 스러스트플레이트(40)를 이소옥탄(iso-octane) 용액 1mM( 미리몰)농도로 FDTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 것이다. 즉, FDTS SAM용액을 이용하여 마찰력 저감 코팅층(41)을 형성하는 것이다. 기타의 단계별 설명은 상술한 바와 중복되므로 여기서는 생략하기로 한다.
마찰력에 영향을 미치는 정도는 재료의 표면에너지로 표현될 수 있는데, 하기의 표에서와 같이 본 발명의 SAM 코팅을 함으로써, 기존의 마찰력 저감 코팅층(41)이 없는 스러스트플레이트(40)의 표면에너지보다 낮은 에너지로 소수성표면을 형성하는 것을 알 수 있다.
재료종류 표면에너지
종래 재질(산화지르코늄(ZrO2)) 42.04mJ/m2
OTS SAM 코팅층 24.12mJ/m2
FDTS SAM 코팅층 16.52mJ/m2
상기의 표 1에서와 같이 낮은 표면에너지에서는 마찰력이 저감됨으로써 마찰력에 의한 마모입자 발생을 감소시킬 수 있어 스핀들 모터 구동의 성능 및 신뢰성을 향상시킴으로써 스핀들 모터의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터는 회전자(10)의 중심을 이루는 샤프트(11), 상기 샤프트(11)를 수용하며, 회전가능하도록 지지하는 슬리브(22), 상기 슬리브(22)를 지지하도록 상기 슬리브(22) 외측면에 결합되며, 내측면에 코일(23a)이 권선된 코어(23)가 장착되고, 축방향 하단면에 상기 코일(23a)이 관통하는 관통홀(21a)이 형성되는 베이스(21) 및 상기 베이스(21)의 후면에 형성되며, 상기 관통홀(21a)을 관통하는 코일(23a)이 솔더링되어 접착되는 연성회로기판(50)을 포함한다.
샤프트(11)는 스핀들 모터가 회전구동하는 중심축을 이루며, 일반적으로 원통형상으로 이루어진다. 유체동압베어링에 의한 스러스트동압베어링부를 형성하기 위한 스러스트플레이트(40)가 샤프트(11) 상측부에 직교하도록 삽입설치될 수 있다. 여기서, 스러스트플레이트(40)는 샤프트(11)의 상측부에 형성되는 것은 물론, 샤프트(11)의 하단부에 직교하도록 삽입설치될 수 있음은 물론이다. 스러스트플레이트(40)는 샤프트(11)에 고정시키기 위해 별도의 레이저 용접 등이 가능하나, 스러스트플레이트(40)에 소정의 압력을 가하여 압입결합될 수 있음은 당업자에 의해 자명한 사항이다. 유체동압베어링에 의한 스러스트동압베어링부를 형성하기 위해 스러스트플레이트(40) 또는 슬리브(22)의 마주하는 면에는 동압발생홈(도면 미도시)이 형성될 수 있다. 본 발명의 스러스트플레이트(40)에 마찰력 저감 코팅층(41)이 형성되는 구조에 대해서는 상기에서 설명하였으므로 자세한 설명은 여기에서 생략한다.
슬리브(22)는 상기 샤프트(11)를 내부에 수용하며, 회전가능하도록 지지하도록 중공의 원통형상을 가지며, 결합된 샤프트(11)의 외주면(11a)과 슬리브(22)의 내주면(22a)에 작동유체인 오일에 의한 래디얼동압베어링부가 형성될 수 있다. 또한, 래디얼동압베어링부의 동압발생을 위한 동압발생홈(도면 미도시)은 래디얼동압베어링부를 형성하는 샤프트(11)의 외주면(11a)에 형성되거나 또는 슬리브(22)의 내주면(22a)에 형성될 수 있음은 물론이다.
허브(12)는 미도시된 광디스크 또는 자기디스크를 탑재하여 회전시키기 위한 것으로, 샤프트(11)가 중심에 일체로 결합되고, 슬리브(22)의 축방향 상단면에 대응되도록 샤프트(11) 상부에 결합된다. 후술하는 베이스(21)의 코어(23)와 래디얼방향으로 마주보도록 로터마그네트(13)가 형성된다. 코어(23)는 전류가 흐르면 자기장이 형성되면서 자속이 발생한다. 이와 마주한 로터마그네트(13)는 N극과 S극이 반복 착자되어져 코어(23)에서 발생하는 가변전극과 대응하여 전극을 형성한다. 코어(23)와 로터마그네트(13)는 자속의 쇄교에 따른 전자력에 의하여 상호간 반발력이 생성되고 이에 따라 허브(12) 및 이와 결합된 샤프트(11)가 회전하게 되는 것이다.
베이스(21)는 샤프트(11)를 포함하는 슬리브(22)가 내측에 결합되도록, 일측면이 슬리브(22)의 외주면에 결합된다. 베이스(21) 일측면의 반대편인 타측면에는 권선코일(23a)이 감긴 코어(23)가 허브(12)에 형성된 로터마그네트(13)와 대응되는 위치에 결합된다. 베이스(21)는 스핀들 모터의 하부에서 전체적인 구조를 지지하는 기능을 하며, 그 제작방법은 프레스가공 또는 다이캐스팅(die-casting) 방법에 의해 제작될 수 있다. 프레스가공에 의한 재질은 알루미늄, 강철 등 다양한 재질의 금속이 가능하나, 강성을 갖는 것으로 형성하는 것이 바람직하다. 베이스(21)의 내면 혹은 슬리브(22) 외면에 접착제를 도포하여 베이스(21)와 슬리브(22)를 조립할 수 있다. 베이스(21)와 슬리브(22)가 접합되는 하단면에는 베이스(21)와 슬리브(22)의 도통을 위한 도전성접착제(도면 미도시)가 연결되어 형성될 수 있다. 도전성접착제를 형성함으로써, 모터의 작동시 발생되는 과전하가 베이스(21)와 도통하여 흘러나갈 수 있도록 함으로써 모터 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
코어(23)는 다수의 박형금속판을 적층하여 형성되는 것이 일반적이며, 연성인쇄회로기판(50)이 구비되는 베이스(21) 상부에 고정배치된다. 권선코일(23a)에서 인출되는 코일(23a)에 대응되도록는 복수개의 관통홀(21a)이 형성되며, 상기 관통홀(21a)을 통해 인출된 코일(23a)은 연성인쇄회로기판(50)에 솔더링되어 전기적으로 연결될 수 있다.
커버부재(30)는 샤프트(11)를 포함한 슬리브(22)의 축방항 하단면을 커버하도록 결합된다. 커버부재(30)는 샤프트(11)의 하단면(11b)과 마주보는 내측면에 동압발생홈을 형성하여 스러스트동압베어링부를 형성할 수 있다. 커버부재(30)는 슬리브(22)의 하단을 전체적으로 커버하면서 결합되어 유체동압베어링 내부에 형성된 작동유체인 오일을 보관할 수 있는 구조로 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 구성과 작동관계를 도 1을 참고하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.
회전자(10)는 회전축이 되며 회전가능하도록 형성된 샤프트(11), 로터마그네트(13)가 부착된 허브(12)로 구성되고, 고정자(20)는 베이스(21), 슬리브(22), 코어(23)와 풀링플레이트(24)가 포함되어 형성될 수 있다. 베이스(21)의 외측 및 허브(12)의 내측으로 서로 마주하는 위치에 각기 코어(23) 및 로터마그네트(13)가 부착되는데, 여기서 코어(23)는 전류가 흐르면 자기장이 형성되면서 자속이 발생한다. 이와 마주한 로터마그네트(13)는 N극과 S극이 반복 착자되어져 코어(23)에서 발생하는 가변전극과 대응하여 전극을 형성한다. 코어(23)와 로터마그네트(13)는 자속의 쇄교에 따른 전자력에 의하여 상호간 반발력이 생성되고 이에 따라 허브(12) 및 이와 결합된 샤프트(11)가 회전함으로써 본 발명의 스핀들 모터가 구동되는 것이다. 또한, 모터의 구동시에 부상하는 것을 방지하기 위해 로터마그네트(13)와 축방향으로 대응되도록 베이스(21)에 풀링플레이트(24)가 형성된다. 풀링플레이트(24)는 로터마그네트(13)와의 인력이 작용되기 위해 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, SUS재질, 니켈, 금 등의 재질로 형성될 수 있으며, 그러한 성질의 금속재질이라면 예시된 재질에 한정되는 것은 아니다. 풀링플레이트(24)는 로터마그네트(13)와 인력이 작용되도록 함으로써 안정적인 회전구동이 가능하게 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 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 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 회전자 11: 샤프트
11a: 샤프트의 외주면 11b: 샤프트의 하단면
12: 허브 13: 로터마그네트
20: 고정자 21: 베이스
21a: 관통홀 21b: 절연시트
22: 슬리브 22a: 슬리브 내주면
23: 코어 23a: 코일
24: 풀링플레이트 30: 커버부재
40: 스러스트플레이트 41: 마찰력 저감 코팅층
50: 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)

Claims (7)

  1. 모터의 회전중심을 이루는 샤프트;
    상기 샤프트를 수용하며, 회전가능하도록 지지하는 슬리브;
    축방향에 수직방향으로 상기 슬리브에 결합되는 스러스트플레이트;를 포함하고,
    상기 스러스트플레이트는 마찰력 저감 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰력 저감 코팅층은 상기 슬리브와 마주보는 상기 스러스트플레이트에 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰력 저감 코팅층은 SAM(Self Assembled Monolayer)코팅으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰력 저감 코팅층은
    헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계;
    상기 스러스트플레이트의 표면활성화를 위해 피라나용액안에서 표면처리를 하는 단계;
    상기 스러스트플레이트를 헥사데케인용액 1mM( 미리몰)농도로 OTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계;
    상기 스러스트플레이트를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및
    상기 스러스트플레이트를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계이후에,
    IPA 용액에서 상기 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰력 저감 코팅층은
    헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계;
    상기 스러스트플레이트의 표면활성화를 위해 피라나용액안에서 표면처리를 하는 단계;
    상기 스러스트플레이트를 이소옥탄 용액 1mM( 미리몰)농도로 FDTS SAM 용액을 희석시킨 용액에 담궈 표면을 코팅하는 단계;
    상기 스러스트플레이트를 IPA용액으로 잔유물 제거하는 단계; 및
    상기 스러스트플레이트를 DI 워터용액으로 세정하는 단계;를 포함하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 헥산용액에서 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계이후에,
    IPA 용액에서 상기 스러스트플레이트 표면의 유기물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
KR1020110140917A 2011-12-23 2011-12-23 스핀들 모터 KR20130073199A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110140917A KR20130073199A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 스핀들 모터
US13/706,754 US20130162083A1 (en) 2011-12-23 2012-12-06 Spindle motor
JP2012269447A JP2013133939A (ja) 2011-12-23 2012-12-10 スピンドルモータ
CN2012105599602A CN103178679A (zh) 2011-12-23 2012-12-20 主轴电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110140917A KR20130073199A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 스핀들 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130073199A true KR20130073199A (ko) 2013-07-03

Family

ID=48638341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110140917A KR20130073199A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 스핀들 모터

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130162083A1 (ko)
JP (1) JP2013133939A (ko)
KR (1) KR20130073199A (ko)
CN (1) CN103178679A (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0720155B1 (en) * 1994-12-27 2000-07-05 Daewoo Electronics Co., Ltd Head drum assembly incorporating therein parts coated with diamond-like carbon
US6722785B1 (en) * 1999-06-25 2004-04-20 Tdk Corporation Fluid dynamic bearing
US6902947B2 (en) * 2001-05-07 2005-06-07 Applied Materials, Inc. Integrated method for release and passivation of MEMS structures
JP2011033075A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Nippon Densan Corp 流体動圧軸受装置の製造方法、流体動圧軸受装置、スピンドルモータ、及びディスク駆動装置
US9085457B2 (en) * 2011-03-11 2015-07-21 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Treatment of a self-assembled monolayer on a dielectric layer for improved epoxy adhesion

Also Published As

Publication number Publication date
US20130162083A1 (en) 2013-06-27
JP2013133939A (ja) 2013-07-08
CN103178679A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110200279A1 (en) Rotary device
JP2011058595A (ja) ディスク駆動装置
JP2017089708A (ja) 軸受装置、スピンドルモータおよびディスク駆動装置
KR20130073199A (ko) 스핀들 모터
US20130147294A1 (en) Spindle motor
KR101009163B1 (ko) 스핀들모터
US20130154421A1 (en) Spindle motor
KR101300370B1 (ko) 스핀들 모터
KR20150088341A (ko) 스핀들 모터
KR20130069013A (ko) 스핀들 모터
US20130099625A1 (en) Spindle motor
KR20130016907A (ko) 스핀들 모터
KR20130028355A (ko) 스핀들 모터
KR20130032038A (ko) 스핀들 모터
KR20130052998A (ko) 모터용 코어 및 이를 포함한 스핀들 모터
JP2014158351A (ja) ファンモータ
KR20130098711A (ko) 스핀들 모터
KR20130039089A (ko) 스핀들 모터
KR20130070988A (ko) 스핀들 모터
KR20130000785A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리
JP2014161157A (ja) ファンモータ
KR101055496B1 (ko) 스핀들모터
KR20130074311A (ko) 스핀들 모터
KR20130012752A (ko) 스핀들 모터
KR20130072779A (ko) 스핀들 모터

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid