KR20140062734A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20140062734A
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core
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문형기
장진석
이홍주
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삼성전기주식회사
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    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G—PHYSICS
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Abstract

돌출부를 구비하는 베이스부재와, 상기 돌출부의 외주면에 고정 설치되는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 스테이터 코어는 원형의 고리 형상을 가지는 코어백과, 상기 코어백으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 복수개의 티스부 및 상기 코어백과 상기 복수개의 티스부 중 적어도 하나에 적층되며 탄성을 가진 재질로 이루어지는 코팅층을 구비하는 스핀들 모터가 개시된다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로 하드 디스크 구동장치에는 3상 브러시레스 모터(brushless motor)가 채용된다. 이 브러시레스 모터는 회전부재인 샤프트를 축으로 하는 로터와, 이 로터를 회전 가능하게 지지하는 스테이터로 구성된다.
그리고, 로터에는 S극, N극이 원주 방향으로 교대로 착자되는 마그넷이 설치될 수 있다.
또한, 스테이터에는 얇은 금속 판재를 여러 장 적층하여 형성되는 환상의 스테이터 코어가 구비되며, 스테이터 코어에는 원주방향으로 각 위상 위치에 복수개의 티스가 반경 방향으로 돌출 형성된다. 더하여, 각 티스에 의해 슬롯이 형성되며, 각각의 티스에는 대응되는 코일이 권선된다.
한편, 스테이터 코어는 스테이터를 구성하는 베이스부재에 고정 설치되며, 일반적으로 스테이터 코어는 베이스부재의 돌출부에 압입에 의한 방식 또는 접착제 에 의한 방식으로 설치된다.
그런데, 압입에 의해 스테이터 코어가 돌출부에 설치되는 경우 스테이터 코어가 비틀어져 돌출부에 결합되어 평행도가 저하되는 문제가 있다. 즉, 스테이터 코어가 수평면에서 기울어져 돌출부에 결합되는 문제가 있다. 이 경우 전자기적 불균형력을 발생시킬 수 있다.
나아가, 접착제에 의해 스테이터 코어가 돌출부에 설치되는 경우 스테이터 코어와 돌출부의 결합력이 저하되며 나아가 스테이터 코어가 돌출부에 헐거움 끼움 방식으로 결합되므로 진동이 발생되는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2008-061331호
스테이터 코어의 평행도를 향상시킬 수 있으며, 나아가 진동을 저감시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 돌출부를 구비하는 베이스부재와, 상기 돌출부의 외주면에 고정 설치되는 스테이터 코어 및 상기 스테이터 코어에 권선되는 코일을 포함하며, 상기 스테이터 코어는 원형의 고리 형상을 가지는 코어백과, 상기 코어백으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 복수개의 티스부 및 상기 코어백과 상기 복수개의 티스부 중 적어도 하나에 적층되며 탄성을 가진 재질로 이루어지는 코팅층을 구비할 수 있다.
상기 코팅층은 상기 코어백의 내주면에 적층될 수 있다.
상기 돌출부에는 상기 스테이터 코어가 안착되는 단차면이 형성되며, 상기 코어백의 저면이 상기 단차면에 안착되도록 상기 스테이터 코어가 상기 돌출부에 고정 설치될 수 있다.
상기 돌출부의 외주면에는 접착제가 도포되며, 상기 스테이터 코어와 상기 돌출부는 접착제 및 압입에 의해 결합될 수 있다.
상기 스테이터 코어는 복수개의 낱장 코어가 적층되어 형성될 수 있다.
탄성 재질로 이루어지는 코팅층에 의해 부드러운 조립이 가능해지므로, 스테이터 코어의 평행도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 탄성 재질로 이루어지는 코팅층에 의해 진동을 저감시킬 수 있으며, 더불어 스테이터 코어에 권선되는 코일의 단락을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 스테이터 코어를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 스테이터 코어의 변형 실시예를 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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 스테이터 코어를 나타내는 개략 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 로터 허브(140), 스테이터 코어(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기한 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 구동시키는 기록 디스크 구동장치에 채용되는 모터일 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 상,하 방향 즉, 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향을 의미하고, 반경 방향은 도 1에서 좌,우 방향, 즉 로터 허브(140)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(140)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.
또한, 원주 방향은 로터 허브(140) 또는 샤프트(130)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
베이스부재(110)는 축 방향 상부 측으로 연장 형성되는 돌출부(112)를 구비할 수 있다. 그리고, 돌출부(112)의 외주면에는 스테이터 코어(150)가 안착되는 단차면(112a)이 형성될 수 있다.
그리고, 돌출부(112)의 외주면에는 단차면(112a)의 내측에 배치되며, 접착제가 수용되는 접착제 수용홈(112b)이 형성될 수 있다.
나아가, 돌출부(112)의 외주면에는 스테이터 코어(150)의 압입 설치를 위한 볼록부(112c)가 형성될 수 있다.
이에 대한 설명은 스테이터 코어(150)의 설명 시 자세하게 하도록 한다.
또한, 베이스부재(110)는 알루미늄(Al) 재질로 다이캐스팅(Die-casting)에 의해 제조될 수 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, 또한 도면에 도시된 베이스부재(110)의 형상에 한정되지 않는다.
슬리브(120)는 돌출부(112)의 내부로 삽입되어 돌출부(112)에 고정 설치된다. 즉, 슬리브(120)의 외주면이 돌출부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합되거나 슬리브(120)가 돌출부(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 상기한 윤활유체의 누설을 방지하기 위한 커버부재(105)가 설치될 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(140)의 회전시 로터 허브(140)와 연동하여 회전된다.
한편, 샤프트(130)의 상단부는 슬리브(120)의 상부로 돌출 배치되며, 로터 허브(140)는 샤프트(130)의 상단부에 고정되어 결합되어 샤프트(130)와 연동하여 회전되는 것이다.
로터 허브(140)는 샤프트(130)의 상단부가 삽입되는 장착홀(142a)이 형성된 바디(142)와, 바디(142)의 가장자리로부터 축 방향 하측으로 연장 형성되는 마그넷 장착부(144) 및 마그넷 장착부(144)로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 디스크 지지부(146)를 구비할 수 있다.
마그넷 장착부(144)의 내부면에는 구동 마그넷(144a)이 설치되며, 구동 마그넷(144a)은 코일(160)이 권선디는 스테이터 코어(150)의 선단에 대향 배치된다.
한편, 구동 마그넷(144a)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주 방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
여기서, 로터 허브(140)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(150)에 권선된 코일(160)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(144a)과 코일(160)이 권선된 스테이터 코어9150)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)가 로터 허브(140)와 연동하여 회전될 수 있다.
스테이터 코어(150)는 베이스부재(110)의 돌출부(112)의 외주면에 고정 설치되며, 상기한 바와 같이 선단이 구동 마그넷(144a)에 대향 배치될 수 있다.
한편, 스테이터 코어(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원형의 고리 형상을 가지는 코어백(152)과, 코어백(152)으로부터 방경 방향으로 연장 형성되는 복수개의 티스부(154)를 구비할 수 있다.
또한, 스테이터 코어(150)는 코어백(152) 및 복수개의 티스부(154) 중 적어도 하나에 적층되며 탄성을 가진 재질로 이루어지느 코팅층(156)을 구비할 수 있다.
여기서, 스테이터 코어(150)가 베이스부재(110)의 돌출부(112)에 결합되는 조립 공정에 대하여 간략하게 살펴보면, 먼저 돌출부(112)의 외주면에는 스테이터 코어(150)가 결합되기 전 접착제가 도포될 수 있다.
이후, 스테이터 코어(150)는 코어백(152)의 저면이 돌출부(112)의 단차면(112a)에 안착되도록 돌출부(112)에 결합된다.
한편, 코어백(152)의 내주면에 도포되는 코팅층(156)의 직경은 상기한 돌출부(112)에 형성된 볼록부(112c)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 스테이터 코어(150)가 돌출부(112)에 압입 설치될 수 있는 것이다.
또한, 돌출부(112)의 외주면에 도포되는 접착제 중 일부는 스테이터 코어(150)의 결합시 접착제 수용홈(112b)으로 유입되며, 스테이터 코어(150)가 단차면(112a)에 안착되면, 접착제 수용홈(112b)으로 유입된 접착제에 의해 스테이터 코어(150)와 돌출부(112)의 결합력이 증대될 수 있다.
상기한 바와 같이, 탄성 재질로 이루어지는 코팅층(156)에 의해 스테이터 코어(150)와 돌출부(112)가 보다 용이하게 압입에 의해 조립될 수 있으며, 더하여 접착제에 의해 스테이터 코어(150)와 돌출부(112)가 접합되므로 스테이터 코어(150)와 돌출부(112)의 결합력이 증대될 수 있는 것이다.
나아가, 구동 중 발생되는 진동을 코팅층(156)이 흡수할 수 있으므로, 구동 중 발생되는 진동을 감소시켜 소음 발생을 저감시킬 수 있다.
그리고, 스테이터 코어(150)는 복수개의 낱장 코어(p)가 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 코팅층(156)이 외부면에 적층되어 코일(160)의 권선 시 코일(160)이 단락되는 것을 저감시킬 수 있다.
다시 말해, 코팅층(156)이 적층되지 않은 경우 복수개의 낱장 코어(p)로 이루어지는 스테이터 코어(150)의 티스부(154)에 코일(160)이 권선되면, 코일(160)의 권선시 코일(160)이 단락될 수 있다. 하지만, 탄성 재질로 이루어지는 코팅층(156)이 티스부(154)의 외부면에 적층되므로 코일(160) 권선 시 코일(160)이 단락되는 것을 저감시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기한 실시예에서는 코팅층(156)이 스테이터 코어(150)의 외주면 전체에 적층되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 도 4에 도시된 바와 같이 코팅층(256)은 코어백(152)의 내주면과 티스부(156)의 외부면에만 도포될 수도 있다. 나아가, 코팅층(256)은 코어백(152)의 내주면에만 적층되거나 티스부(156)의 외부면에만 적층될 수도 있을 것이다.
상기한 바와 같이, 탄성 재질로 이루어지는 코팅층(156)에 의해 스테이터 코어(150)와 돌출부(112)가 보다 부드럽게 조립될 수 있으며, 이에 따라 스테이터 코어(150)의 뒤틀림 없이 코어백(152) 저면이 돌출부(112)의 단차면(112a)에 안착될 수 있다.
결국, 스테이터 코어(150)의 평행도를 향상시킬 수 있다.
또한, 탄성 재질로 이루어지는 코팅층(152)에 의해 구동 시 발생되는 진동을 저감시킬 수 있으며, 더불어 스테이터 코어(150)에 권선되는 코일(160)의 단락을 저감시킬 수 있는 것이다.
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 : 샤프트
140 : 로터 허브
150 : 스테이터 코어
152 : 코어백
154 : 티스부
156 : 코팅층
160 : 코일

Claims (5)

  1. 돌출부를 구비하는 베이스부재;
    상기 돌출부의 외주면에 고정 설치되는 스테이터 코어; 및
    상기 스테이터 코어에 권선되는 코일;
    을 포함하며,
    상기 스테이터 코어는 원형의 고리 형상을 가지는 코어백과, 상기 코어백으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 복수개의 티스부 및 상기 코어백과 상기 복수개의 티스부 중 적어도 하나에 적층되며 탄성을 가진 재질로 이루어지는 코팅층을 구비하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 코어백의 내주면에 적층되는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부에는 상기 스테이터 코어가 안착되는 단차면이 형성되며,
    상기 코어백의 저면이 상기 단차면에 안착되도록 상기 스테이터 코어가 상기 돌출부에 고정 설치되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 외주면에는 접착제가 도포되며, 상기 스테이터 코어와 상기 돌출부는 접착제 및 압입에 의해 결합되는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 복수개의 낱장 코어가 적층되어 형성되는 스핀들 모터.
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