KR20130073518A - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙에 회전축이 결합되고, 내주면에 로터 마그네트가 결합되는 로터 케이스를 포함하는 로터 어셈블리 및 내부에 형성된 중공홀에 상기 회전축이 삽입되고, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링부 및 상기 로터 마그네트와 대향되도록 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 전기자를 포함하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 상기 전기자는 복수 개의 코어 층이 적층되어 구성되는 코어 어셈블리와 상기 코어 어셈블리에 다수 회 권선되는 코일로 구성되고, 상기 회전축을 중심으로 상기 코어 어셈블리의 일측부는 상기 코어 어셈블리의 타측부보다 소정의 각도로 기울어져 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터를 제공한다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

종래의 스핀들 모터는 중앙에 회전축이 결합되고 중앙에 회전축이 결합되고, 내주면에 로터 마그네트가 설치되는 로터 케이스를 포함하는 로터부와 상기 로터 마그네트와 대향되는 전기자부를 포함하는 스테이터부로 구성된다.

이에 따라서, 상기 로터 마그네트와 상기 전기자부의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 로터부가 회전하게 된다.

하지만, 종래의 스핀들 모터는 상기 로터부가 회전하는 동안 상기 회전축은 상기 회전축을 고정지지하는 베어링과의 사이의 간극에 의하여 좌우로 기울어짐이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 스핀들 모터는 상기 회전축과 일체로 회전하는 상기 로터 케이스가 상하로 흔들리는 면 흔들림이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스핀들 모터의 회전시 회전축의 좌우 흔들림 및 로터 케이스가 상하로 흔들림으로써 상기 회전축에 수직하는 면 방향 흔들림을 방지하기 위한 스테이터 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로서, 중앙에 회전축이 결합되고, 내주면에 로터 마그네트가 결합되는 로터 케이스를 포함하는 로터 어셈블리 및 내부에 형성된 중공홀에 상기 회전축이 삽입되고, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링부 및 상기 로터 마그네트와 대향되도록 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 전기자를 포함하는 스테이터 어셈블리를 포함하고, 상기 전기자는 복수 개의 코어 층이 적층되어 구성되는 코어 어셈블리와 상기 코어 어셈블리에 다수 회 권선되는 코일로 구성되고, 상기 회전축을 중심으로 상기 코어 어셈블리의 일측부는 상기 코어 어셈블리의 타측부보다 소정의 각도로 기울어져 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어 어셈블리는 상기 회전축의 중심선을 기준으로 상기 코어 어셈블리의 일측부는 상기 코어 어셀블리의 타측부 보다 0°이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도로 기울어져 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어 어셈블리는 상기 고정자부의 상면을 기준으로 상기 코어 어셈블리의 일측부와 타측부의 끝단의 높이 차는 0.1mm 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링부는 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 및 상기 베어링이 내부에 설치되도록 중공홀이 형성되고, 외주면에 전기자부가 결합되는 베어링 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링 홀더의 중공홀은 상기 회전축의 중심선을 기준으로 일측 방향의 내주면은 상기 고정자부와 가까운 상기 내주면의 일단부에서부터 상기 로터 케이스와 가까운 상기 내주면의 타단부를 잇는 직선은 0°이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도로 기울어져 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베어링 홀더의 중공홀은 상기 회전축의 중심선을 기준으로 상기 중공홀의 일측 방향의 내주면과 타측 방향의 내주면은 서로 다른 기울기를 갖도록 프레스 홀더(press holder)를 이용하여 상기 중공홀의 내주면을 가공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터 케이스는 상기 회전축에 고정되게 설치되어 일측으로 연장되는 수평 원판부 및 상기 수평 원판부의 끝단으로부터 하측으로 수직하게 연장된 환형의 테두리부를 포함하고, 상기 환형의 테두리부의 내측으로 상기 마그네트가 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 베어링부가 고정되게 결합되는 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트의 상면에 결합되어 상기 전기자로 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터는 로터 어셈블리의 회전 구동 시 발생하는 회전축의 좌우 흔들림을 방지하여 상기 회전축의 수직도를 제어하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 회전축과 일체로 회전하는 로터 케이스가 상하로 흔들림으로써 발생하는 면 흔들림을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 스핀들 모터를 구성하는 스테이터 어셈블리의 일측부를 확대한 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링부를 포함하는 스핀들 모터의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 스핀들 모터를 구성하는 베어링 홀더의 일측 방향의 내주면을 확대한 확대도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관 되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 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 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코어 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스핀들 모터를 구성하는 스테이터 어셈블리의 일측부를 확대한 확대도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 모터는 로터 어셈블리(100)와 스테이터 어셈블리(200)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 로터 어셈블리(100)는 회전축(110), 로터 마그네트(120) 및 로터 케이스(130)를 포함하고, 상기 스테이터 어셈블리(200)는 베어링부(210), 전기자(220), 베이스 플레이트(250) 및 인쇄회로기판(260)을 포함한다.

상기 회전축(110)은 상기 로터 케이스(130)의 중앙에 형성된 원통 형상의 중공홀에 삽입되어 상기 로터 케이스(130)를 축지지하며, 상기 로터 케이스(130)와 일체로 회전한다.

상기 로터 케이스(130)는 상기 스핀들 모터의 상부 케이스로서, 중앙에 형성된 원통형 중공홀에 상기 회전축(110)이 삽입되고, 상기 회전축(110)의 회전에 따라 상기 회전축(110)과 일체로 회전한다.

보다 구체적으로, 상기 로터 케이스(130)는 상기 회전축(110)에 고정되게 설치되어 일측으로 연장되는 수평 원판부(131)와 상기 수평 원판부(131)의 끝단으로부터 하측으로 수직하게 연장된 환형의 테두리부(132)를 구비한다.

그리고, 상기 환형의 테두리부(132)는 내측면으로는 상기 전기자(220)와 전자기적 상호 작용에 의해 전자기력을 발생시켜 상기 로터 케이스(130)를 회전시키는 상기 로터 마그네트(120)가 부착된다.

또한, 상기 로터 케이스(130)의 상부에는 디스크를 척킹(chucking)하기 위한 척킹 조립체(170)가 구비되며 상기 원판부(131)의 상부에는 상기 디스크의 슬립을 방지하기 위한 슬립 방지부재(미도시)가 결합될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 스테이터 어셈블리(200)를 구성하는 상기 베어링부(210)는 베어링(211)과 베어링 홀더(213)로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 베어링(211)은 상기 회전축(110)을 회전가능하게 지지하며, 외주면으로는 원통 형상의 중공홀(212)을 구비하는 베어링 홀더(213)에 의해 지지된다.

또한, 상기 베어링(211)과 상기 회전축(110) 사이에는 윤활성분이 내재될 수 있다.

그리고, 상기 베어링 홀더(213)는 상기 베이스 플레이트(250)에 형성된 결합홈(미도시)에 삽입되어 상기 베이스 플레이트(250)의 상부에 고정되게 결합된다.

또한, 상기 베어링 홀더(213)의 외주면으로는 상기 전기자(220)가 고정되게 결합되는 결합면(214)이 형성되도록 단차부를 구비한다.

상기 전기자(220)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어 어셈블리(230)와 상기 코어 어셈블리(230)에 권선되는 코일(240)로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 코어 어셈블리(230)는 복수 개의 코어 층이 적층되어 구성된다.

그리고, 상기 코일(240)은 외부로부터 인가되는 전원으로 전기장을 형성하기 위하여 상기 코어 어셈블리(230)의 외주면에 다수 회 권선된다.

따라서, 상기 전기자(220)는 상기 환형의 테두리부(132)에 결합된 상기 로터 마그네트(120)와 대향되도록 상기 베어링 홀더(213)의 상기 결합면(214)에 안착되어 고정되게 결합된다.

보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 상기 회전축(110)의 중심선(S)을 기준으로 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)는 상기 코어 어셈블리(230)의 타측부(233) 보다 0° 이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도(θ')로 기울어져 상기 베어링 홀더(213)의 외주면에 결합된다.

따라서, 상기 코어 어셈블리(230)는 상기 회전축(110)의 중심선(S)을 기준으로 상기 일측부(231)와 상기 타측부(233)는 서로 다른 기울기는 갖도록 상기 베어링 홀더(213)의 외주면에 결합된다.

이에 따라서, 상기 로터 어셈블리(100)의 회전 구동시 상기 로터 케이스(130)가 상하로 흔들림으로써 발생하는 면 흔들림을 방지하게 된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)는 상기 베어링 홀더(213)의 결합면(214)에 소정의 각도(θ')로 경사지게 결합 되기 때문에 상기 베어링 홀더(213)의 결합면(214)과 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)의 하면도 소정의 각도 차(θ'')를 이루게 된다.

즉, 상기 베어링 홀더(213)의 결합면(214)과 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)의 하면이 형성하는 소정의 각도 차(θ'')는 앞서 언급한 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)가 이루는 각도(θ')와 동일하게 0° 이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도 차(θ'')를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코어 어셈블리(230)의 일측부(231)는 상기 베어링 홀더(213)의 외주면에 소정의 각도(θ')로 기울어져 고정되게 결합되기 때문에 상기 코어 어셈블리(230)의 타측부(233)의 끝단과 상기 일측부(231)의 끝단은 높이 차가 발생하게 된다.

보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 어셈블리(200)를 구성하는 상기 베이스 플레이트(250) 또는 상기 베이스 플레이트(250)의 상부에 결합되는 상기 인쇄회로기판(260)의 상면을 기준으로 상기 코어 어셈블리(230)의 타측부(233)의 끝단의 높이(H')와 일측부(231)의 끝단의 높이(H'')의 차(△H'-H'')는 0.1mm 이상 차이 나는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링부를 포함하는 스핀들 모터의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 스핀들 모터를 구성하는 베어링 홀더의 일측 방향의 내주면을 확대한 확대도이다. 도시된 바와 같이, 상기 로터 어셈블리(100)의 회전 구동 시 상기 회전축(110)과 상기 베어링(211) 사이의 간극에 의해 발생하는 상기 회전축(110)의 좌우 흔들림을 방지하기 위하여 상기 회전축(110)을 기준으로 상기 베어링 홀더(213)의 내주면의 일측면과 타측면은 서로 다른 기울기를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 베어링(211)이 설치되는 상기 베어링 홀더(213)의 중공홀(212)은 상기 회전축(110)의 중심선(S)을 기준으로 상기 중공홀(212)의 일측 방향의 내주면(212a)과 타측 방향의 내주면(212b)이 서로 다른 기울기를 갖도록 프레스 홀더(press holder)를 이용하여 상기 중공홀(212)의 내주면(212a, 212b)을 가공한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 중심선(S)을 기준으로 상기 중공홀(212)의 타측 방향의 내주면(212b)을 연결한 직선(L')은 상기 중심선(S)과 수평을 이루는 반면, 도 4에 도시된 바와 같이 일측 방향의 내주면(212a)의 일단부에서부터 타단부를 잇는 직선(L'')은 상기 중심선(S)과 수평으로 형성되는 상기 베어링(211)의 외주면에 형성된 다른 중심선(S'')을 기준으로 0° 이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도로 기울어진다.

이에 따라서, 상기 베어링부의 중공홀(212)에 상기 회전축(110)이 회전 가능하게 설치되면, 상기 회전축(110)의 외주면과 상기 일측 방향의 내주면(212a)이 형성하는 간극과 상기 회전축(110)의 외주면과 상기 타측 방향의 내주면(212b)이 형성하는 간극은 서로 차이를 이루게 된다.

이로써, 상기 회전축(110)이 회전 구동하기 전 좌우로 흔들릴 수 있는 편차를 미리 상기 베어링(210)의 중공홀(212)에 형성시킴으로써, 상기 회전축(110)의 회전 구동시 상기 회전축(110)의 수직도를 손쉽게 제어할 수 있게 된다.

상기 베이스 플레이트(250)는 상기 스핀들 모터을 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 상기 스핀들 모터가 고정되게 설치되는 하드 디스크 드라이브 등의 장치에 결합된다.

상기 인쇄회로기판(260)은 상기 전기자(220)로 외부 전원을 공급하기 위한 회로패턴(미도시)이 형성되며 상기 베이스 플레이트(250)의 상부에 고정되게 결합된다.

또한, 상기 회전축(110)의 하단부는 상기 회전축(110)의 이탈을 방지하기 위하여 스토퍼(270)가 설치된다.

그리고, 상기 회전축(110)은 스러스트 와셔(280)에 의해 축방향으로 지지되며 상기 스러스트 와셔(280)는 스러스트와셔 캡(290)에 고정되게 설치된다.

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.

100: 로터 어셈블리 110: 회전축
120: 로터 마그네트 130: 로터 케이스
200: 스테이터 어셈블리 210: 베어링부
220: 전기자 230: 코어 어셈블리
240: 코일 250: 베이스 플레이트
260: 인쇄회로기판

Claims (8)

1. 중앙에 회전축이 결합되고, 내주면에 로터 마그네트가 결합되는 로터 케이스를 포함하는 로터 어셈블리; 및
   내부에 형성된 중공홀에 상기 회전축이 삽입되고, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링부 및 상기 로터 마그네트와 대향되도록 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 전기자를 포함하는 스테이터 어셈블리를 포함하고,
   상기 전기자는 복수 개의 코어 층이 적층되어 구성되는 코어 어셈블리와 상기 코어 어셈블리에 다수 회 권선되는 코일로 구성되고, 상기 회전축을 중심으로 상기 코어 어셈블리의 일측부는 상기 코어 어셈블리의 타측부보다 소정의 각도로 기울어져 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어 어셈블리는
   상기 회전축의 중심선을 기준으로 상기 코어 어셈블리의 일측부는 상기 코어 어셀블리의 타측부 보다 0°이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도로 기울어져 상기 베어링부의 외주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어 어셈블리는
   상기 고정자부의 상면을 기준으로 상기 코어 어셈블리의 일측부와 타측부의 끝단의 높이 차는 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 베어링부는
   상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링; 및
   상기 베어링이 내부에 설치되도록 중공홀이 형성되고, 외주면에 전기자부가 결합되는 베어링 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 베어링 홀더의 중공홀은
   상기 회전축의 중심선을 기준으로 일측 방향의 내주면은 상기 고정자부와 가까운 상기 내주면의 일단부에서부터 상기 로터 케이스와 가까운 상기 내주면의 타단부를 잇는 직선은 0°이상 1°이하의 범위 내의 소정의 각도로 기울어져 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 베어링 홀더의 중공홀은
   상기 회전축의 중심선을 기준으로 상기 중공홀의 일측 방향의 내주면과 타측 방향의 내주면은 서로 다른 기울기를 갖도록 프레스 홀더(press holder)를 이용하여 상기 중공홀의 내주면을 가공하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 로터 케이스는
   상기 회전축에 고정되게 설치되어 일측으로 연장되는 수평 원판부; 및
   상기 수평 원판부의 끝단으로부터 하측으로 수직하게 연장된 환형의 테두리부를 포함하고,
   상기 환형의 테두리부의 내측으로 상기 마그네트가 부착되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 스테이터 어셈블리는
   상기 베어링부가 고정되게 결합되는 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트의 상면에 결합되어 상기 전기자로 전원을 인가하는 인쇄회로기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.

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