KR20140003254A - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터, 샤프트와 스토퍼 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터, 샤프트와 스토퍼 조립 방법에 관한 것으로 샤프트와, 상기 샤프트를 유체 동압에 의해 상대 회전 가능하게 지지하는 슬리브 및 상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와, 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되어 상기 슬리브의 하단에 걸림되는 플랜지를 구비하는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 축방향으로 관통되는 공기배출구를 구비할 수 있다.

Description

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터, 샤프트와 스토퍼 조립 방법{Dynamic bearing assembly and spindle motor having the same, Assembling method of shaft and stopper}

본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터, 샤프트와 스토퍼 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard Disk Drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리에 구비되는 베어링 간극에는 윤활유체가 충진된다.

그리고, 샤프트의 회전시 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 펌핑되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 것이다.

한편, 샤프트에는 외부 충격시 샤프트가 슬리브로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼가 구비될 수 있다.

그리고, 외부로부터 충격이 가해지는 경우 샤프트는 슬리브의 상부 측으로 부상되었다가 다시 원래의 위치로 복귀하게 된다.

즉, 샤프트는 외부의 진동에 의해 축방향 상하로 진동을 반복하게 되며, 이러한 진동에 의해 상기 스토퍼는 지속적으로 충격을 받게 된다.

다시 말해, 외부 충격에 의해 발생되는 진동에 의해 스토퍼가 샤프트에서 이탈되는 문제가 발생할 수 있어 진동에 의한 스핀들 모터의 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 샤프트와 스토퍼의 결합 길이를 충분히 확보하는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 스핀들 모터를 제공하고자 한다.

또한, 이러한 결합 방식에 의하더라도 공기가 베어링 간극으로 누설되지 않는 샤프트와 스토퍼의 결합 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트; 상기 샤프트를 유체 동압에 의해 상대 회전 가능하게 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와, 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되어 상기 슬리브의 하단에 걸림되는 플랜지를 구비하는 스토퍼;를 포함하고, 상기 스토퍼는 축방향으로 관통되는 공기배출구를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 바디는 상기 고정홈에 슬라이딩 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 상기 고정홈에서 상기 바디와 상기 샤트프의 사이에는 접착제가 채워질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 공기배출구는 적어도 일부가 접착제에 의해 마감될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트; 상기 샤프트를 유체 동압에 의해 상대 회전 가능하게 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와, 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되어 상기 슬리브의 하단에 걸림되는 플랜지를 구비하는 스토퍼;를 포함하고, 상기 샤프트는 축방향 상단과 상기 고정홈을 관통하는 공기배출구를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 바디의 상면에는 상기 공기배출구에 상응하는 위치에 접착제 받침을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 접착제 받침에는 접착제가 도포되어 상기 공기배출구를 막아줄 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트와 스토퍼 조립 방법은 하단에 스토퍼가 끼움 고정되는 고정홈을 구비하는 샤프트를 준비하는 단계; 상기 고정홈에 끼움되는 바디와 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지를 구비하고, 축방향으로 관통되는 공기배출구를 구비하는 스토퍼를 준비하는 단계; 상기 샤프트의 고정홈에 접착제를 도포하는 단계; 상기 스토퍼의 바디를 상기 고정홈에 슬라이딩 결합하는 단계; 및 상기 접착제가 상기 바디의 상단과 상기 고정홈의 천정 사이에 채워진 후 상기 공기배출구를 타고 상기 바디의 상단에서 하단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼를 상기 고정홈으로 가압하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트와 스토퍼 조립 방법에서 상기 접착제는 상기 공기배출구의 하단까지 채워질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트와 스토퍼 조립 방법은 하단에 스토퍼가 끼움 고정되는 고정홈을 구비하고, 상단과 상기 고정홈을 관통하는 공기배출구를 구비하는 샤프트를 준비하는 단계; 상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지를 구비하는 스토퍼를 준비하는 단계; 상기 고정홈의 측벽과 상기 바디의 상면에 접착제를 도포하는 단계; 상기 스토퍼의 바디를 상기 고정홈에 슬라이딩 결합하는 단계; 및 상기 접착제가 상기 바디의 상단과 상기 고정홈의 천정 사이에 채워진 후 상기 공기배출구를 타고 상기 샤프트의 하단에서 상단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼를 상기 고정홈으로 가압하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트와 스토퍼 조립 방법에서 상기 바디의 상면에는 상기 공기배출구에 상응하는 위치에 접착제 받침을 구비하고, 상기 접착제 받침에 접착제가 도포된 후 상기 바디가 상기 고정홈에 슬라이딩 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리가 고정되는 베이스 부재; 상기 슬리브의 외측면에 설치되는 스테이터 코어; 및 상기 샤프트의 상단에 고정되고 상기 스테이터 코어와 전자기적 상호작용하는 마그네트를 구비하는 로터 허브;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 스핀들 모터는 샤프트와 스토퍼의 결합 길이를 충분히 확보할 수 있어 샤프트와 스토퍼의 결합 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 결합 방식에 의하더라도 공기가 베어링 간극으로 누설되지 않는 샤프트와 스토퍼의 결합 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시하는 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 샤프트 어셈블리의 확대 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시하는 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 샤프트 어셈블리의 확대 단면도이며,
도 5는 도 2에 도시된 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명하기 위한 단계별 부재 단면도이고,
도 6은 도 4에 도시된 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명하기 위한 단계별 부재 단면도이다.

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 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 샤프트 어셈블리의 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 유체 동압 베어링 어셈블리(120) 및 로터 허브(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(120)는 일예로서, 슬리브(130), 샤프트 어셈블리(140), 커버부재(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(144)의 상부로부터 하부를 향하는 방향 또는 샤프트(144)의 하부로부터 상부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(160)의 외주면으로부터 샤프트(144)를 향하는 방향, 또는 샤프트(144)로부터 로터 허브(160)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.

또한, 원주방향은 로터 허브(160) 및 샤프트(144)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 바디재를 지칭하며, 로터(40)는 스테이터(20)에 지지되어 회전되는 회전부재를 지칭한다.

베이스 부재(110)는 로터(40)를 회전 가능하게 지지하는 스테이터(20)에 포함되는 바디재로서, 유체 동압 베어링 어셈블리(120)에 구비되는 슬리브(130)가 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다.

상기 베이스 부재(110)는 알루미늄(Al)의 다이캐스팅(Die-Casting) 가공 또는 압연 강판의 소성 가공(프레스 등)에 의해 제조가 가능하다.

설치부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 슬리브(130)는 설치부(112)에 삽입되어 설치된다. 상기 설치부(112)는 상기 베이스 부재(110)를 압연 강판의 소성 가공으로 제조하는 경우에는 별도의 부재로 제조하여 상기 베이스 부재(110)에 결합할 수 있다.

그리고, 설치부(112)의 외주면에는 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(102)는 설치부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 안착된 상태에서 접착제 또는/및 용접에 의해 고정 설치된다.

한편, 베이스 부재(110)에는 설치부(112)의 주위에 배치되도록 인출공(114)이 형성될 수 있다. 그리고, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)의 리드부(101a)는 인출공(114)을 통해 베이스 부재(110)의 상부측으로부터 하부측으로 인출될 수 있다.

또한, 베이스 부재(110)의 저면에는 코일(101)의 리드부(101a)가 접합되는 회로기판(103)이 설치될 수 있다. 그리고, 회로기판(103)은 플렉시블 회로기판으로 구성될 수 있다.

한편, 베이스 부재(110)에는 로터 허브(160)의 과부상을 방지하기 위한 풀링 플레이트(104)가 설치될 수 있으며, 풀링 플레이트(104)는 환고리 형상을 가질 수 있다. 다만, 압연 강판을 소성 가공하여 베이스 부재(110)를 제조하는 경우에는 상기 베이스 부재(110)가 자성을 띄게 되므로 별도의 풀링 플레이트(104)는 불필요할 수 있다.

유체 동압 베어링 어셈블리(120)는 상기에서 살펴본 바와 같이, 슬리브(130), 샤프트 어셈블리(140), 커버부재(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성한다.

그리고, 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 샤프트 어셈블리(140)의 회전시 펌핑되어 샤프트 어셈블리(140)가 보다 안정적으로 회전되도록 한다.

한편, 슬리브(130)는 베이스 부재(110)와 함께 스테이터(20)를 구성하는 바디재로서, 설치부(112)에 고정 설치된다. 즉, 슬리브(120)의 외주면이 설치부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합되거나 슬리브(120)가 설치부(112)에 압입되어 설치될 수 있다.

그리고, 슬리브(130)에는 샤프트 어셈블리(140)가 삽입되어 설치될 수 있도록 축공(132)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(130)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.

한편, 슬리브(130)에 샤프트 어셈블리(140)가 삽입 배치되는 경우 슬리브(130)의 내주면과 샤프트 어셈블리(140)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극을 형성한다. 이 베어링 간극에 윤활유체가 충진되는 것이다.

또한, 슬리브(130)의 내부면에는 샤프트 어셈블리(140)의 회전시 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(133)가 형성될 수 있다.

그리고, 슬리브(130)의 하단부에는 커버부재(150)가 설치되기 위한 장착홈(134)과, 장착홈(134)과 단차지게 형성되는 만입홈(135)이 구비될 수 있다.

이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

샤프트 어셈블리(140)는 로터(40)를 구성하는 회전부재로서, 슬리브(130)에 회전 가능하게 지지되며, 상기한 만입홈(135)에 삽입 배치되는 스토퍼(143)를 구비한다.

한편, 샤프트 어셈블리(140)는 원기둥 형상을 가지는 샤프트(144)와, 샤프트(144)의 하단부에 체결되는 스토퍼(143)로 구성될 수 있다.

상기 스토퍼(143)는 샤프트(144)의 하단에 구비되는 고정홈(144a)에 삽입 설치되는 바디(141)와, 바디(141)의 끝단으로부터 반경방향으로 돌출되도록 연장 형성되는 플랜지(142)로 이루어질 수 있다.

그리고, 샤프트 어셈블리(140)는 슬리브(130)의 축공(132)에 삽입 배치되고, 샤프트 어셈블리(140)의 상단부는 슬리브(130)의 상부로 돌출되도록 배치될 수 있다.

또한, 샤프트 어셈블리(140)의 상단부에는 로터 허브(160)가 고정 설치될 수 있다.

스토퍼(143)는 외부 충격시 플랜지(142)가 상기 슬리브(130)의 하단에 걸림되도록 하여 상기 샤프트 어셈블리(140)가 상기 슬리브(130)로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

한편, 본 발명의 일 실시예는 상기 스토퍼(143)는 축방향으로 관통 형성되는 공기배출구(143a)를 구비한다. 상기 공기배출구(143a)는 상기 샤트프(144)의 고정홈(144a)에 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 결합시키는 경우에 상기 고정홈(144a)에 채워져 있던 공기가 자연스럽게 배출되도록 한다.

나아가, 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합 전에 상기 고정홈(144a)의 내부에는 접착제가 도포된다. 도포된 접착제는 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)으로 밀려들어오는 과정에서 상기 바디(141)의 외주면과 상기 고정홈(144a)의 내면 사이에 채워진다.

그리고, 상기 스토퍼(143)를 상기 고정홈(144a)에 더욱 가압하여 조립하면 접착제는 상기 공기배출구(143a)를 타고 상기 스토퍼(143)의 상측에서 하측 방향으로 밀려 나오면서 상기 공기배출구(143a)를 채우게 된다.

이러한 구성에 의해 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합에 의하더라도 상기 고정홈(144a)은 바디(141) 및 접착제에 의해 가득 채워질 수 있다. 이에 의해 상기 샤프트 어셈블리(140)가 유체 동압 베어링 어셈블리(120)에 이용되더라도 베어링 간극으로 공기가 누설될 우려가 없게 된다.

한편, 상기 스토퍼(143)에 구비되는 상기 공기배출구(143a)의 하단에는 모따기부(142a)가 형성될 수 있다. 상기 공기배출구(143a)는 직경이 매우 작게 형성되므로 유체 동압 베어링 어셈블리(120)에 윤활유체를 채우는 과정에서 상기 공기배출구(143a)의 하단에 공기가 포집된 상태로 윤활유체가 채워질 수 있으므로 이를 미연에 방지하기 위함이다.

커버부재(150)는 베이스부재(110), 슬리브(130)와 함께 스테이터(20)를 구성하는 고정부재로서, 스토퍼(143)의 하부에 배치되도록 슬리브(130)에 설치된다. 즉, 커버부재(150)는 슬리브(130)의 장착홈(134)에 고정 설치된다.

그리고, 커버부재(150)의 상면은 스토퍼(143)의 저면에 대향 배치되고, 커버부재(150)의 상면과 스토퍼(143)의 저면 사이 간극에도 윤활유체가 충진된다.

그리고, 커버부재(150)는 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 슬리브(130)의 하단부 측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

로터 허브(160)는 샤프트(140)와 함께 로터(40)를 구성하는 회전부재로서, 샤프트(140)의 상단부에 고정 설치되어 샤프트(140)와 연동하여 회전된다.

한편, 로터 허브(160)는 원반형상을 가지는 바디(162)와, 바디(162)의 가장자리로부터 축 방향 하부를 향하여 연장 형성되는 마그넷 결합부(164)와, 마그넷 결합부(164)로부터 반경방향으로 연장 형성되어 디스크가 안착되는 디스크 안착부(166)를 구비할 수 있다.

바디(162)에는 샤프트(130)에 고정 설치되기 위한 장착홀(162a)에 구비될 수 있으며, 장착홀(162a)은 바디(162)의 중앙부에 형성될 수 있다.

한편, 마그넷 장착부(164)의 내부면에는 구동 마그넷(105)이 설치되며, 구동 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다. 또한, 구동 마그넷(105)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.

여기서, 로터 허브(160)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(105)과 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(160)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.

이에 따라, 로터 허브(160)가 회전되며, 결국 로터 허브(160)가 고정 결합되는 샤프트(130)가 로터 허브(160)와 연동하여 회전된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시하는 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 샤프트 어셈블리의 확대 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명할 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)와 공기배출구의 구비 위치에 있어서 차이가 있다. 그러므로, 동일한 구조 및 형상에 대해서는 혼동 방지 및 명확한 설명을 위해 상세한 설명을 생략할 수 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)와 차별되는 부분을 중점적으로 설명할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 샤프트(144) 및 스토퍼(143)를 포함하는 샤프트 어셈블리(140)를 구비할 수 있다. 다만, 상기 샤프트 어셈블리(140)는 샤프트(144) 및 스토퍼(143)의 결합 과정에서 상기 샤프트(144)의 고정홈(144a)에 채워진 공기의 배출을 상기 샤프트(144)에 구비되는 공기배출구(144b)를 통해 배출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)의 샤프트(144)는 상단과 상기 고정홈(144a)을 관통하는 공기배출구(144b)를 구비할 수 있다. 또한, 이에 따라 상기 공기배출구(144b)를 마감하기 위해 상기 스토퍼(143)에는 접착제 받침(141a)이 구비될 수 있다. 물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)의 경우도 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)와 같이 접착제 받침(141a)을 구비하지 않고 결합하는 것도 가능하다. 다만, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 공기배출구(144b)가 샤프트(144)에 구비되므로 접착제(145)는 상기 바디(141)의 상면에 도포될 수 있다.

상세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예는 상기 샤프트(144)에 축방향으로 관통 형성되는 공기배출구(144b)를 구비한다. 상기 공기배출구(143b)는 상기 샤트프(144)의 고정홈(144a)에 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 결합시키는 경우에 상기 고정홈(144a)에 채워져 있던 공기가 자연스럽게 배출되도록 한다.

나아가, 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합 전에 상기 고정홈(144a)의 측벽(반경방향에 위치하는 벽)에는 접착제가 도포된다. 도포된 접착제(145)는 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)으로 밀려들어오는 과정에서 상기 바디(141)의 외주면과 상기 고정홈(144a)의 내면 사이에 채워진다.

아울러, 상기 바디(141)의 상면에는 접착제 받침(141a)을 구비하여 상기 바디(141)를 상기 고정홈(144a)에 밀어 넣기 전에 상기 접착제 받침(141a)에 접착제(145)를 도포할 수 있다.

그리고, 상기 스토퍼(143)를 상기 고정홈(144a)에 가압하면서 조립하면 접착제(145)는 상기 공기배출구(144b)를 타고 상기 고정홈(144a) 방향에서 외부 방향으로(축방향 하측에서 상측으로) 밀려 나오면서 상기 공기배출구(143a)의 일부를 채우게 된다. 특히, 상기 공기배출구(143a)가 상기 고정홈(144a)과 만나는 부분을 채우게 된다.

이러한 구성에 의해 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합에 의하더라도 상기 고정홈(144a)에 채워졌던 공기는 모두 외부로 배출될 수 있으며 상기 공기배출구(143a)는 공기의 배출 후 접착제(145)에 의해 마감되므로 공기가 상기 고정홈(144a)에 인입될 수 없게 된다. 이에 의해 상기 샤프트 어셈블리(140)가 유체 동압 베어링 어셈블리(120)에 이용되더라도 베어링 간극으로 공기가 누설될 우려가 없게 된다.

도 5는 도 2에 도시된 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명하기 위한 단계별 부재 단면도이다. 이하, 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 샤프트 어셈블리(140)는 샤프트(144)의 하부에 고정홈(144a)을 구비하여 상기 고정홈(144a)의 내부에 스토퍼(143)의 바디(141)가 끼움 고정되는 구조이다.

이러한 구조에 의해 상기 샤프트(144)의 길이 방향으로 충분한 접착 길이를 확보할 수 있으므로 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합강도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

다만, 이러한 구조를 이용하면 상기 고정홈(144a)에 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 끼우는 과정에서 상기 고정홈(144a)에 채워져 있던 공기가 모두 배출되기 어렵다는 단점이 있었다. 상기 샤프트 어셈블리(140)는 유체 동압 베어링 어셈블리를 사용하는 스핀들 모터에 적용되게 된다. 그러므로, 상기 샤프트 어셈블리(140)의 내부에 공기가 포집되어 있으면 추후 베어링 간극으로 공기가 누설되어 모터의 성능에 영향을 줄 수 있어 문제점으로 지적되고 있었다. 이에, 본 실시예에서는 샤프트 어셈블리(140)의 내부에 공기가 남아있지 않도록 하는 샤프트 어셈블리(140)의 제조 방법을 제공한다.

즉, 상기 스토퍼(143)에 축방향으로 관통되는 공기배출구(141a)를 구비하여 상기 스토퍼(143)가 상기 샤프트(144)에 결합되는 과정에서 상기 샤프트(144)의 고정홈(144a)에 채워져 있던 공기가 상기 공기배출구(141a)를 따라 자연스럽게 배출될 수 있도록 할 수 있다.

나아가, 상기 공기배출구(141a)는 내부에서 외부로 채워지는 접착제에 의해 마감되도록 할 수 있다. 그래서, 추후에 상기 샤프트 어셈블리(140)가 스핀들 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리에 사용되더라도 상기 샤프트 어셈블리(140)에서 공기가 윤활유체의 내부로 누설되는 일이 발생하지 않도록 한다.

이하, 샤프트(144)에 스토퍼(143)가 결합되는 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 하단에 스토퍼(143)가 끼움 고정되는 고정홈(144a)을 구비하는 샤프트(144)를 준비한다(도 5의 (a)). 상기 고정홈(144a)은 상기 샤프트(144)의 축방향으로 하면에서 상측 방향으로 소정 높이로 형성될 수 있다.

다음으로, 상기 고정홈(144a)에 끼움되는 바디(141)와 상기 바디(141)의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지(142)를 구비하고, 축방향으로 관통되는 공기배출구(141a)를 구비하는 스토퍼(143)를 준비한다(도 5의 (b)).

다음으로, 상기 샤프트(144)의 고정홈(144a)에 접착제(145)를 도포한다(도 5의 (c)). 상기 접착제(145)는 상기 고정홈(144a)의 천정(144b) 및 측벽(144c)에 모두 도포한다.

다음으로, 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 상기 고정홈(144a)에 슬라이딩 결합한다(도 5의 (d)(e)). 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)으로 슬라이딩 결합하면, 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)의 측벽(144c)을 타고 샤프트(144)의 하측에서 상측 방향으로 밀려 들어가게 되므로 상기 측벽(144c) 및 상기 천정(144b)에 도포된 접착제(145)가 상기 고정홈(144a)의 천정(144b) 방향으로 몰리게 된다. 물론, 상기 바디(141)와 상기 측벽(144c) 사이에는 접착제가 도포되어 본딩 결합하게 된다.

다음으로, 상기 접착제(145)가 상기 바디(141)의 상단과 상기 고정홈(144a)의 천정(144b) 사이에 채워진 후 상기 공기배출구(141a)를 타고 상기 바디(141)의 상단에서 하단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 상기 고정홈(144a)으로 가압한다(도 5의 (f)). 이에 의해 상기 공기배출구(141a)는 밀려나오는 접착제(145)에 의해 상기 스토퍼(143)의 상단에서 하단 방향으로 채워지게 된다.

상기 접착제(145)는 상기 고정홈(144a)에 도포되는 과정에서 상기 샤프트(144)와 상기 스토퍼(143)의 결합 후 상기 접착제(145)가 상기 공기배출구(141a)의 하단까지 채워지도록 적절한 양을 도포할 수 있다.

다만, 상기 공기배출구(141a)의 하단까지 채워질 접착제의 양을 정확하게 가늠하는 것에는 어려움이 있을 수 있다. 이에, 상기 공기배출구(141a)의 하단에는 모따기부(142a)를 구비할 수 있다.

상기 공기배출구(141a)는 실질적으로 작은 직경으로 구비되므로 접착제(145)가 상기 공기배출구(141a)의 하단까지 채워지지 않는 경우에는 상기 공기배출구(141a)의 하단에는 공기가 채워진 상태로 유지될 수 있다. 그리고, 상기 공기배출구(141a)의 하단에는 공기가 채워진 상태의 샤프트 어셈블리(140)가 스핀들 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리에 적용되면 공기가 빠지지 않은 상태로 베어링 간극에 윤활유체가 채워질 수 있으며, 추후 모터의 작동시 공기가 윤활유체의 내부로 누설되어 모터의 작동에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

그러므로, 상기 공기배출구(141a)의 하단에는 모따기부(142a)를 구비하여 상기 공기배출구(141a)의 하단 부분은 직경을 넓혀 줌으로써 만일 상기 공기배출구(141a)의 하단까지 접착제(145)가 채워지지 않더라도 공기배출구(141a)의 나머지 부분에 공기가 머물러 있을 가능성을 최대한 낮춰줄 수 있다.

도 6은 도 4에 도시된 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명하기 위한 단계별 부재 단면도이다. 이하, 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)의 샤프트 어셈블리의 제조 과정을 설명한다. 다만, 도 6을 참고하여 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)의 샤프트 어셈블리의 제조 과정은 상기 도 5를 참고하여 설면한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)의 샤프트 어셈블리의 제조 과정과 비교하여 공기배출구의 구비 위치에 있어서 차이가 있다. 그러므로, 동일한 구조 및 형상에 대해서는 혼동 방지 및 명확한 설명을 위해 상세한 설명을 생략할 수 있다. 이하에서는 도 5를 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)와 차별되는 부분을 중점적으로 설명할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 샤프트(144) 및 스토퍼(143)를 포함하는 샤프트 어셈블리(140)를 구비할 수 있다. 다만, 상기 샤프트 어셈블리(140)는 샤프트(144) 및 스토퍼(143)의 결합 과정에서 상기 샤프트(144)의 고정홈(144a)에 채워진 공기의 배출을 상기 샤프트(144)에 구비되는 공기배출구(144b)를 통해 배출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)의 샤프트(144)는 상단과 상기 고정홈(144a)을 관통하는 공기배출구(144b)를 구비할 수 있다. 또한, 이에 따라 상기 공기배출구(144b)를 마감하기 위해 상기 스토퍼(143)에는 접착제 받침(141a)이 구비될 수 있다.

이하, 샤프트(144)에 스토퍼(143)가 결합되는 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 하단에 스토퍼(143)가 끼움 고정되는 고정홈(144a)을 구비하고, 상단과 상기 고정홈(144a)을 관통하는 공기배출구(144b)를 구비하는 샤프트(144)를 준비한다(도 6의 (a)-도면의 도시는 바디(141)의 상면에 접착제 받침(141a)이 구비된 것임).

다음으로, 상기 샤프트(144)의 하부에 구비되는 고정홈(144a)에 끼움되는 바디(141)와 상기 바디(141)의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지(143)를 구비하는 스토퍼(143)를 준비한다(도 6의 (b)).

다음으로, 상기 고정홈(144a)의 측벽(144c)과 상기 바디(141)의 상면에 접착제를 도포한다(도 6의 (c)-도면의 도시는 바디(141)의 상면에 접착제 받침(141a)이 구비된 것임)

다음으로, 상기 스토퍼(143)의 바디(141)를 상기 고정홈(144a)에 슬라이딩 결합한다(도 6의 (d)(e)-도면의 도시는 바디(141)의 상면에 접착제 받침(141a)이 구비된 것임). 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)으로 슬라이딩 결합하면, 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)의 측벽(144c)을 타고 샤프트(144)의 하측에서 상측 방향으로 밀려 들어가게 되므로 상기 측벽(144c)에 도포된 접착제(145)가 상기 고정홈(144a)의 천정(144b) 방향으로 몰리게 된다. 물론, 상기 바디(141)와 상기 측벽(144c) 사이에는 접착제가 도포되어 본딩 결합하게 된다.

다음으로, 상기 측벽(144c)에 도포되었다가 천정(144b) 방향으로 몰리는 접착제(145)와 상기 바디(141)의 상면에 도포된 접착제(145)가 상기 바디(141)의 상단과 상기 고정홈(144a)의 천정(144b) 사이에 채워진 후 상기 공기배출구(144b)를 타고 상기 샤프트(144)의 하단에서 상단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼(143)를 상기 고정홈(144a)으로 가압한다(도 6의 (f)-도면의 도시는 바디(141)의 상면에 접착제 받침(141a)이 구비된 것임).

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(200)에 사용되는 샤프트 어셈블리는 상기 바디(141)의 상단에서 상기 공기배출구(144b)에 상응하는 위치에 접착제 받침(141a)을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 접착제 받침(141a)에 접착제(145)가 도포된 후 상기 바디(141)가 상기 고정홈(144a)에 슬라이딩 결합될 수 있다. 상기 접착제 받침(141a)은 상기 공기배출구(144b)에 상응하는 위치에 구비되어 직접 상기 공기배출구(144b)를 마감할 수 있으므로 상기 고정홈(144a)을 외부와 정확하게 차단할 수 있으므로 공기의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.

100, 200 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 유체 동압 베어링 어셈블리
130 : 슬리브
140 : 샤프트
150 : 커버부재
160 : 로터 허브

Claims (12)

1. 샤프트;
   상기 샤프트를 유체 동압에 의해 상대 회전 가능하게 지지하는 슬리브; 및
   상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와, 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되어 상기 슬리브의 하단에 걸림되는 플랜지를 구비하는 스토퍼;를 포함하고,
   상기 스토퍼는 축방향으로 관통되는 공기배출구를 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디는 상기 고정홈에 슬라이딩 결합되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정홈에서 상기 바디와 상기 샤트프의 사이에는 접착제가 채워진 유체 동압 베어링 어셈블리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 공기배출구는 적어도 일부가 접착제에 의해 마감된 유체 동압 베어링 어셈블리.
5. 샤프트;
   상기 샤프트를 유체 동압에 의해 상대 회전 가능하게 지지하는 슬리브; 및
   상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와, 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되어 상기 슬리브의 하단에 걸림되는 플랜지를 구비하는 스토퍼;를 포함하고,
   상기 샤프트는 축방향 상단과 상기 고정홈을 관통하는 공기배출구를 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
6. 제5항에 있어서,
   상기 바디의 상면에는 상기 공기배출구에 상응하는 위치에 접착제 받침을 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
7. 제6항에 있어서,
   상기 접착제 받침에는 접착제가 도포되어 상기 공기배출구를 막아주는 유체 동압 베어링 어셈블리.
8. 하단에 스토퍼가 끼움 고정되는 고정홈을 구비하는 샤프트를 준비하는 단계;
   상기 고정홈에 끼움되는 바디와 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지를 구비하고, 축방향으로 관통되는 공기배출구를 구비하는 스토퍼를 준비하는 단계;
   상기 샤프트의 고정홈에 접착제를 도포하는 단계;
   상기 스토퍼의 바디를 상기 고정홈에 슬라이딩 결합하는 단계; 및
   상기 접착제가 상기 바디의 상단과 상기 고정홈의 천정 사이에 채워진 후 상기 공기배출구를 타고 상기 바디의 상단에서 하단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼를 상기 고정홈으로 가압하는 단계;를 포함하는 샤프트와 스토퍼 조립 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 접착제는 상기 공기배출구의 하단까지 채워지는 샤프트와 스토퍼 조립 방법.
10. 하단에 스토퍼가 끼움 고정되는 고정홈을 구비하고, 상단과 상기 고정홈을 관통하는 공기배출구를 구비하는 샤프트를 준비하는 단계;
    상기 샤프트의 하부에 구비되는 고정홈에 끼움되는 바디와 상기 바디의 하단에서 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 플랜지를 구비하는 스토퍼를 준비하는 단계;
    상기 고정홈의 측벽과 상기 바디의 상면에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 스토퍼의 바디를 상기 고정홈에 슬라이딩 결합하는 단계; 및
    상기 접착제가 상기 바디의 상단과 상기 고정홈의 천정 사이에 채워진 후 상기 공기배출구를 타고 상기 샤프트의 하단에서 상단 방향으로 채워지도록 상기 스토퍼를 상기 고정홈으로 가압하는 단계;를 포함하는 샤프트와 스토퍼 조립 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 바디의 상면에는 상기 공기배출구에 상응하는 위치에 접착제 받침을 구비하고,
    상기 접착제 받침에 접착제가 도포된 후 상기 바디가 상기 고정홈에 슬라이딩 결합하는 샤프트와 스토퍼 조립 방법.
12. 제1항 또는 제5항에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리가 고정되는 베이스 부재;
    상기 슬리브의 외측면에 설치되는 스테이터 코어; 및
    상기 샤프트의 상단에 고정되고 상기 스테이터 코어와 전자기적 상호작용하는 마그네트를 구비하는 로터 허브;를 포함하는 스핀들 모터.

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