KR20140051616A

KR20140051616A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20140051616A
Application number: KR1020120117856A
Authority: KR
Inventors: 이홍주; 정신영; 한훈희
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-05-02

Abstract

슬리브에 삽입 배치되어 회전되는 샤프트 및 상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 부재를 포함하고, 상기 샤프트와 상기 스러스트 부재에는 결합부와 상기 결합부에 대응되도록 배치되는 결합대응부가 구비되며, 상기 결합부는 소성변형되면서 상기 결합대응부에 끼움되는 스핀들 모터가 개시된다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.

즉, 일반적으로 유체 동압 베어링 어셈블리는 축 방향으로 스러스트 동압 그루브와 원주방향으로 레디얼 동압 그루브를 통해 동압을 발생시켜 모터 회전 구동의 안정성을 도모하고 있다.

한편, 최근의 기록 디스크 구동장치의 박형화 및 소형화 추세에 따라 스핀들 모터의 두께가 점점 줄어들고 있으며, 이에 따라 스러스트 동압 그루브가 형성되는 스러스트 부재의 두께 또한 점점 줄어들고 있다.

이러한 스러스트 부재의 두께 감소로 인하여 스러스트 부재와 샤프트의 접촉면적이 감소되면서 스러스트 부재와 샤프트가 쉽게 분리되는 문제가 있다.

즉, 외부 충격이 가해지더라도 스러스트 부재와 샤프트의 분리를 저감시킬 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제2010-0076191호

샤프트와 스러스트 부재의 분리를 저감시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 슬리브에 삽입 배치되어 회전되는 샤프트 및 상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 부재를 포함하고, 상기 샤프트와 상기 스러스트 부재에는 결합부와 상기 결합부에 대응되도록 배치되는 결합대응부가 구비되며, 상기 결합부는 소성변형되면서 상기 결합대응부에 끼움될 수 있다.

상기 결합부는 상기 스러스트 부재의 내경부 상단부에 형성되는 돌기로 이루어지고, 상기 결합대응부는 상기 결합부에 대향 배치되도록 상기 샤프트에 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.

상기 결합부에는 상기 결합대응부에 끼움될 때 상기 결합부가 용이하게 소성변형될 수 있도록 절개홈이 형성될 수 있다.

상기 결합대응부에는 상기 결합부의 끼움 시 상기 결합부를 안내하도록 경사면이 형성될 수 있다.

상기 결합대응부의 깊이는 내부에 접착제가 수용될 수 있도록 상기 결합부의 길이보다 깊게 형성될 수 있다.

상기 결합부는 상기 샤프트로부터 돌출 형성되는 돌기로 이루어지고, 상기 결합대응부는 상기 결합부에 대향 배치되도록 상기 스러스트 부재에 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.

결합부와 결합대응부를 통해 샤프트와 스러스트 부재의 결합력을 증대시켜 샤프트와 스러스트 부재의 분리를 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 샤프트와 스러스트 부재의 조립방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 샤프트와 스러스트 부재의 조립방법을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 샤프트와 스러스트 부재의 조립방법을 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), 스러스트 부재(140) 및 로터 허브(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향을 의미하며, 반경 방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.

그리고, 원주방향은 로터 허브(160)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.

베이스부재(110)는 슬리브(120)가 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 슬리브(120)는 설치부(122)에 삽입되어 설치된다.

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 접착제에 의한 접합, 용접 중 적어도 하나의 방식에 의해 고정 설치된다.

본 실시예에서는 스테이터 코어(102)의 내경부 측이 베이스부재(110)의 설치부(112)에 안착 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 스테이터 코어(102)는 별도의 설치부재에도 설치될 수 있다. 이 경우 베이스부재(110)에는 설치부(112)가 구비되지 않을 수 있을 것이다.

또한, 베이스부재(110)는 알루미늄(Al) 재질로 다이캐스팅(Die-Casting)에 의해 제조될 수도 있다. 그리고, 강판을 소성가공(예를 들어, 프레스 가공)에 의해 베이스부재(110)로 성형할 수도 있을 것이다.

즉, 베이스부재(110)는 다양한 재질과 다양한 가공방법에 의해 제조될 수 있으며, 도면에 도시된 베이스부재(110)에 한정되지 않는다.

슬리브(120)는 상기한 바와 같이 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(120)에는 샤프트(130)가 삽입되어 설치될 수 있도록 축공(122)이 형성될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.

한편, 슬리브(120)에 샤프트(130)가 설치되는 경우 슬리브(120)의 내주면과 샤프트(130)의 외주면은 소정 간격 이격되어 베어링 간극을 형성한다. 이 베어링 간극에 윤활유체가 충진된다.

그리고, 슬리브(120)의 내부면에는 샤프트(130)의 회전시 상기한 베어링 간극에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.

또한, 슬리브(120)의 하단부에는 스러스트 부재(140)가 삽입 배치되는 삽입홈(124)가 형성된다. 그리고, 삽입홈(124)의 하단부에는 삽입홈(124)과 단차지게 형성되어 베어링 간극에 충진된 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하기 위한 커버부재(160)가 설치되는 만입홈(126)이 형성될 수 있다.

샤프트(130)는 슬리브(120)에 삽입 배치되어 회전될 수 있다. 즉, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 축공(122)에 삽입 배치되며 로터 허브(150)의 회전시 로터 허브(150)와 연동하여 회전된다.

한편, 샤프트(130)의 상단부는 슬리브(120)의 상부로 돌출 배치되며, 로터 허브(150)는 샤프트(130)의 상단부에 고정되어 결합될 수 있다.

그리고, 샤프트(130)의 하단부에는 스러스트 부재(140)와의 결합을 위한 외경축소부(132)가 형성될 수 있다. 그리고, 외경축소부(132)에는 스러스트 부재(140)와의 결합력을 증대시키기 위한 결합대응부(134, 도 3 참조)가 형성될 수 있다.

결합대응부(134)에 대한 보다 자세한 설명은 후술할 스러스트 부재(140)에서 하기로 하고, 여기서는 생략하기로 한다.

스러스트 부재(140)는 샤프트(130)에 고정 설치되며, 샤프트(130)와 연동하여 회전될 수 있다. 이를 위해 스러스트 부재(140)에는 샤프트(130)의 외경축소부(132)가 삽입되는 관통홀(142)이 형성될 수 있다.

한편, 스러스트 부재(140)에는 상기한 결합대응부(134)에 대향 배치되도록 형성되는 결합부(144)가 구비될 수 있다. 결합부(144)는 소성변형되면서 결합대응부(134)에 끼움될 수 있다.

즉, 결합부(144)는 스러스트 부재(140)의 내경부 상단부에 형성되는 돌기로 이루어질 수 있으며, 결합대응부(134)는 결합부(144)에 대향 배치되도록 샤프트(130)에 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.

또한, 결합부(144)에는 결합대응부(134)에 끼움될 때 결합부(144)가 용이하게 소성변형될 수 있도록 절개홈(144a)이 형성될 수 있다. 즉, 결합부(144)의 소성변형시 결합부(144)는 절개홈(144a)을 기준으로 절곡될 수 있다.

한편, 결합대응부(134)에는 결합부(144)의 끼움시 결합부(144)가 보다 용이하게 결합대응부(134)에 삽입될 수 있도록 경사면(134a)이 형성될 수 있다.

더하여, 결합대응부(134)의 깊이는 내부에 접착제가 수용될 수 있도록 결합부(144)의 길이보다 깊게 형성될 수 있다. 즉, 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 결합력을 증대시키기 위해 결합대응부(134)에는 접착제가 충진될 수 있으며, 이를 위해 결합대응부(134)의 깊이가 결합부(144)의 길이보다 깊게 형성되는 것이다.

여기서 결합부(144)와 결합대응부(134)에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 먼저 스러스트 부재(140)를 샤프트(130)에 조립하기 전에는 도 3에 도시된 바와 같이 돌기로 이루어지는 결합부(144)가 축 방향으로 수직하게 배치된다.

그리고, 스러스트 부재(140)의 관통홀(142)에 샤프트(130)의 외경축소부(132)가 삽입되면, 돌기로 이루어지는 결합부(144)가 도 4에 도시된 바와 같이 홈으로 이루어지는 결합대응부(134)에 삽입되기 시작한다.

이때, 결합부(144)는 결합대응부(134)의 경사면(134a)을 따라 삽입되면서 변형된다. 그리고, 결합부(144)는 절개홈(144a)을 기준으로 절곡된다.

즉, 결합부(144)는 소성변형되면서 결합대응부(134)에 끼움 결합될 수 있다. 그리고, 소성변형 전 축 방향을 향하는 결합부(144)는 소성변형되면서 반경 방향을 향한다.

이와 같이, 반경 방향을 향하도록 소성변형된 결합부(144)에 의해 축 방향으로 외력이 가해지더라도 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 분리를 저감시킬 수 있는 것이다.

나아가, 결합대응부(134)에 접착제가 충진될 수 있으므로, 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 결합력이 보다 증대될 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)가 접착제에 의한 접합과 압입에 의한 조립방식을 사용하여 조립되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)는 접착제에 의한 접합 또는 압입에 의한 조립방식 중 하나의 방식으로 결합될 수 있을 것이다.

로터 허브(150)는 샤프트(130)의 상단부에 설치될 수 있다. 한편, 로터 허브(150)는 샤프트(130)의 상단부가 삽입되는 장착홀(152a)이 형성된 바디(152)와, 바디(152)의 가장자리로부터 축방향 하측을 향하도록 연장 형성되는 마그넷 장착부(154) 및 마그넷 장착부(154)로부터 반경방향으로 연장 형성되는 디스크 지지부(156)를 구비할 수 있다.

마그넷 장착부(154)의 내부면에는 마그넷(154a)이 설치되며, 마그넷(154a)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다.

한편, 마그넷(154a)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.

여기서, 로터 허브(150)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되면, 마그넷(154a)과 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.

이에 따라, 로터 허브(150)가 회전되며, 결국 로터 허브(150)가 고정 결합되는 샤프트(130) 및 샤프트(130)에 고정 결합되는 스러스트 부재(140)가 로터 허브(150)와 연동하여 회전된다.

상기한 바와 같이, 결합부(144)가 소성변형되면서 결합대응부(134)에 끼움됨으로써 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 결합력이 증대될 수 있다. 즉, 결합부(144)가 반경 방향을 향하도록 소성변형됨으로써 축 방향으로 외력이 가해지는 경우 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 분리를 저감시킬 수 있다.

또한, 결합대응부(134)에 접착제가 충진될 수 있으므로, 스러스트 부재(140)와 샤프트(130)의 결합력이 보다 증대될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용된 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 샤프트와 스러스트 부재의 조립방법을 설명하기 위한 설명도이다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 샤프트(230)에 결합부(234)가 구비되며, 스러스트 부재(240)에 결합대응부(244)가 구비될 수 있다.

그리고, 결합부(234)는 샤프트(230)로부터 돌출 형성되는 돌기로 이루어지고, 결합대응부(244)는 결합부(234)에 대향 배치되도록 스러스트 부재(240)에 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.

그리고, 결합부(234)는 소성변형되면서 결합대응부(244)에 끼움 결합될 수 있다. 즉, 축 방향을 향하던 결합부(234)가 소성변형에 의해 반경 방향을 향하도록 결합대응부(244)에 끼움 결합될 수 있다.

한편, 결합부(234)에는 결합대응부(244)에 끼움 결합될 때 결합부(234)가 용이하게 소성변형될 수 있도록 절개홈(234a)이 형성될 수 있다.

그리고, 결합대응부(244)에는 결합부(234)의 끼움시 결합부(234)가 보다 용이하게 결합대응부(244)에 삽입될 수 있도록 경사면(244a)이 형성될 수 있다.

또한, 결합대응부(244)의 깊이는 내부에 접착제가 수용될 수 있도록 결합부(234)의 길이보다 깊게 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 결합부(234)가 소성변형되면서 결합대응부(244)에 끼움됨으로써 스러스트 부재(240)와 샤프트(230)의 결합력이 증대될 수 있다. 즉, 결합부(234)가 반경 방향을 향하도록 소성변형됨으로써 축 방향으로 외력이 가해지는 경우 스러스트 부재(240)와 샤프트(230)의 분리를 저감시킬 수 있다.

또한, 결합대응부(244)에 접착제가 충진될 수 있으므로, 스러스트 부재(240)와 샤프트(230)의 결합력이 보다 증대될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 슬리브
130, 230 : 샤프트
140, 240 : 스러스트 부재
150 : 로터 허브

Claims

슬리브에 삽입 배치되어 회전되는 샤프트; 및
상기 샤프트에 고정 설치되는 스러스트 부재;
를 포함하고,
상기 샤프트와 상기 스러스트 부재에는 결합부와 상기 결합부에 대응되도록 배치되는 결합대응부가 구비되며,
상기 결합부는 소성변형되면서 상기 결합대응부에 끼움되는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 스러스트 부재의 내경부 상단부에 형성되는 돌기로 이루어지고, 상기 결합대응부는 상기 결합부에 대향 배치되도록 상기 샤프트에 형성되는 홈으로 이루어지는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 결합부에는 상기 결합대응부에 끼움될 때 상기 결합부가 용이하게 소성변형될 수 있도록 절개홈이 형성되는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 결합대응부에는 상기 결합부의 끼움 시 상기 결합부를 안내하도록 경사면이 형성되는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 결합대응부의 깊이는 내부에 접착제가 수용될 수 있도록 상기 결합부의 길이보다 깊게 형성되는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 결합부는 상기 샤프트로부터 돌출 형성되는 돌기로 이루어지고, 상기 결합대응부는 상기 결합부에 대향 배치되도록 상기 스러스트 부재에 형성되는 홈으로 이루어지는 스핀들 모터.