KR20140087142A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20140087142A
KR20140087142A KR1020120155291A KR20120155291A KR20140087142A KR 20140087142 A KR20140087142 A KR 20140087142A KR 1020120155291 A KR1020120155291 A KR 1020120155291A KR 20120155291 A KR20120155291 A KR 20120155291A KR 20140087142 A KR20140087142 A KR 20140087142A
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shaft
stopper
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circumferential surface
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비아체슬라브 스미르노프
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 몸체부 및 상기 몸체부의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트와 연동하여 회전하고, 상기 슬리브의 외주면과 대향하는 스토퍼부를 구비하는 로터;를 포함하며, 상기 연장부와 상기 로터는 상기 슬리브의 외주면보다 반경 방향 외측에서 결합할 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들 모터의 강성 및 베어링 강성을 향상시킬 수 있고, 유체 동압 베어링 내 윤활 유체의 실링 효과를 향상시킬 수 있는 스핀들 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 스핀들 모터가 사용된다.
스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 회전부재 중의 하나인 샤프트와 고정부재 중의 하나인 슬리브 사이에는 윤활 유체가 개재되어 상기 윤활 유체에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지 하게 된다.
여기서, 스핀들 모터는 점점 고용량화 및 박형화가 지속적으로 요구되고 있으며, 모터가 박형화, 소형화됨에 따라 베어링 강성은 자연스레 약해지게 된다.
이러한 베어링 강성은 스핀들 모터의 회전 특성을 결정짓는 중요한 인자로, 동압홈 사이의 간격, 즉 베어링 스팬 길이에 영향을 받게 된다.
즉, 베어링 스팬 길이가 길수록 베어링 강성은 증가하게 되어 모터의 회전 특성이 향상될 수 있으므로, 모터가 고용량화 및 박형화되더라도 베어링 강성에는 영향이 없어야 한다.
또한, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 내부에 주입된 윤활 유체는 충격에 의해 외부로 누설되거나 증발에 의하여 그 양이 줄어들 수 있는데, 이러한 현상에 의하여 유체 동압 베어링이 압력을 발생시키지 못하게 되어 스핀들 모터의 성능 및 수명에 문제가 발생하게 된다.
따라서, 스핀들 모터의 고용량화 및 박형화를 추구하면서도 베어링 강성에는 영향이 없도록 하며, 윤활 유체의 누설을 방지하여 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 스핀들 모터의 강성을 향상시킬 수 있고, 스핀들 모터의 소형화 및 박형화를 구현하면서도 베어링 강성을 향상시킬 수 있으며, 윤활 유체의 누설을 방지할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 몸체부 및 상기 몸체부의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트와 연동하여 회전하고, 상기 슬리브의 외주면과 대향하는 스토퍼부를 구비하는 로터;를 포함하며, 상기 연장부와 상기 로터는 상기 슬리브의 외주면보다 반경 방향 외측에서 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 샤프트는 상기 연장부의 끝단에서 축 방향으로 연장되는 돌출부를 더 포함하며, 상기 연장부와 상기 돌출부가 상기 로터와 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 로터는 상기 연장부와 결합하는 원반부를 포함하고, 상기 스토퍼부는 상기 원반부에서 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 슬리브의 외주면과 상기 스토퍼부의 내주면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 슬리브의 외주면과 상기 스토퍼부의 내주면은 반경 방향 외측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 상기 슬리브에 고정 결합되는 베이스 부재; 및 상기 베이스 부재에 고정되고 코일이 권선되는 코어가 안착되는 스테이터 홀더;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 스토퍼부의 외주면과 상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면 사이에는 래버린스 실링부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 스토퍼부의 외주면은 반경 방향 내측으로 단차지게 형성되고, 상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면은 상기 스토퍼부의 외주면과 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 스토퍼부의 외주면에는 반경 방향 내측으로 함입되는 제1 실링홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면에는 반경 방향 외측으로 함입되는 제2 실링홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 몸체부 및 상기 몸체부의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 상기 샤프트와 연동하여 회전 가능하도록 상기 연장부와 결합하고, 상기 슬리브의 외주면과 대향하는 스토퍼부를 구비하는 로터; 상기 슬리브의 외주면과 결합하는 고정부, 코일이 권선되는 코어가 안착되는 안착부 및 상기 고정부와 상기 연결부를 연결하는 연결부를 구비하는 스테이터 홀더; 상기 고정부의 외주면에 고정결합되는 베이스 부재; 를 포함하며, 상기 연결부는 상기 스토퍼부와 대향 배치되며, 상기 연결부와 상기 스토퍼부 사이에는 래버린스 실링부가 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 연결부의 상면 및 상기 연결부의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부의 대향면은 반경 방향 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 연결부에는 상기 연결부의 상면에서 내측으로 함입되는 실링홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 연결부의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부의 대향면에는 상기 실링홈을 향하여 돌출되는 돌기부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 실링홈과 상기 돌기부 사이의 간극의 크기는 상기 연결부의 상면과 상기 스토퍼부의 대향면 사이의 다른 부분의 간극의 크기보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 스핀들 모터의 강성을 향상시킬 수 있고, 스핀들 모터의 소형화 및 박형화를 구현하면서도 베어링 강성을 향상시킬 수 있으며, 윤활 유체의 누설을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
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 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)는 유체 동압 베어링 어셈블리(100), 고정부재인 스테이터(300) 및 회전부재인 로터(200)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상기 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 상기 로터(200)의 외측단 방향 또는 상기 로터(200)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심 방향을 의미한다.
상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110), 슬리브(120) 및 커버 플레이트(130)를 포함할 수 있다.
상기 샤프트(110)는 상기 로터(200)와 연동하여 회전하는 회전 부재일 수 있다.
상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 축공에 삽입되는 몸체부(111) 및 상기 몸체부(111)의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부(113)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연장부(113)는 상기 연장부(113)의 끝단이 상기 슬리브(120)의 외주면보다 반경 방향 외측에 형성되도록 구비될 수 있으며, 상기 연장부(113)의 끝단은 상기 로터(200)와 결합할 수 있다.
따라서, 상기 연장부(113)와 상기 로터(200)는 상기 슬리브(120)의 외주면보다 반경 방향 외측에서 결합할 수 있다.
이때, 상기 샤프트(110)는 상기 로터(200)와의 결합면적을 증대시키도록 상기 연장부(113)의 끝단에서 축 방향으로 연장되는 돌출부(115)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 연장부(113)의 외주면과 상기 돌출부(115)의 외주면 및 저면이 상기 로터(200)와 접촉하여 결합하므로 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)의 결합면적이 증가할 수 있으며, 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)의 결합력이 향상될 수 있다.
따라서, 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)가 안정적으로 결합할 수 있으므로, 결과적으로 스핀들 모터의 강성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 샤프트와 로터가 슬리브의 내측단 상측에서 결합한다면, 샤프트와 로터의 축 방향 결합 길이 만큼 슬리브의 축 방향 길이가 줄어들 수밖에 없다.
스핀들 모터의 소형화 및 박형화 측면에서 슬리브의 축 방향 길이를 늘리는데는 한계가 있기 때문이다.
즉, 스핀들 모터의 전체 높이를 증가시키는 데는 제한이 따르므로, 슬리브의 내측단 상측에서 샤프트와 로터가 결합한다면, 슬리브의 축 방향 길이를 충분히 확보할 수 없게 된다.
그러나, 슬리브의 축 방향 길이가 줄어들게 되면, 베어링 스팬 길이(S)가 그만큼 짧아지게 되어 샤프트의 회전을 지지하기 위한 레디얼 동압이 약해지게 되는 문제가 발생될 수 있다.
베어링 스팬 길이(S)는 레디얼 동압부에 의해 발생되는 최고 압력 발생 지점 사이의 거리를 의미하는 것이다.
상기 거리가 길면 길수록 샤프트의 회전을 안정적으로 지지할 수 있으며, 베어링 스팬 길이(S)가 짧아지는 경우에는 샤프트의 회전시에 편심이 발생할 수 있고 베어링 강성이 약해지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)는 스핀들 모터의 소형화 및 박형화를 이루면서도 베어링 강성을 확보하기 위하여 상기 슬리브(120)의 외주면보다 반경 방향 외측에서 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)가 결합하도록 하는 것이다.
따라서, 스핀들 모터의 전체 높이에는 변화가 없도록 하면서도, 상기 슬리브(120)의 축 방향 길이를 늘릴 수 있다.
또한, 상기 샤프트(110)의 상기 몸체부(111)의 상단에서 연장되는 상기 연장부(113)의 두께를 줄여 스핀들 모터의 전체 높이를 줄이면서, 상기 슬리브(120)의 축 방향 길이는 오히려 늘리는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)는 소형화 및 박형화를 구현하면서도, 베어링 스팬 길이(S)를 증가시켜 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(110)가 회전가능하도록 상기 샤프트(110)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 윤활 유체가 충전되며 상기 샤프트(110)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압홈(미도시)에 의해 상기 샤프트(110)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 레디얼 동압홈(미도시)은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내주면에 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 상기 샤프트(110)가 상기 슬리브(120)의 내주면과 소정 간격 이격되어 부드럽게 회전하도록 압력을 형성시키게 된다.
다만, 상기 레디얼 동압홈(미도시)은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내주면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외주면에 마련되는 것도 가능하며, 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 레디얼 동압홈(미도시)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으며, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
또한, 상기 슬리브(120)의 상면 및 상기 슬리브(120)의 상면과 대향하는 상기 샤프트의 연장부의 일면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(미도시)에 의해 상기 샤프트(110)는 일정한 부상력이 확보된 채로 상기 로터(200)와 연동하여 회전할 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 동압홈(미도시)의 형상은 상기 레디얼 동압홈(미도시)과 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상의 홈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)에는 상기 슬리브(120)의 상부와 하부를 연통하는 적어도 하나의 바이패스 유로(125)가 형성될 수 있다.
상기 바이패스 유로(125)는 윤활 유체의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 윤활 유체의 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
상기 커버 플레이트(130)는 상기 슬리브(120)의 하부와 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합할 수 있다.
상기 커버 플레이트(130)는 상기 슬리브(120)와의 사이에 형성되는 간극에 윤활 유체를 수용하여 상기 샤프트(110)의 하면을 지지할 수 있다.
이때, 상기 커버 플레이트(130)를 고정시키는 방식으로는 용접, 코킹 또는 본딩 등의 여러 가지가 있을 수 있는데, 이는 제품의 구조 및 공정에 따라서 선택적으로 적용할 수 있다.
상기 스테이터(300)는 코일(320), 코어(330), 베이스 부재(310) 및 스테이터 홀더(340)를 포함할 수 있다.
상기 스테이터(300)는 전원인가 시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(320)이 권선되는 코어(330)를 구비하는 고정 구조물이다.
상기 코어(330)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(310)의 상부에 고정 배치되고, 상기 코일(320)이 권선되는 코어(330)와 대응하는 상기 베이스 부재(310)의 상부면에는 상기 코일(320)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 코일(320)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결된다.
상기 베이스 부재(310)는 알루미늄(Al)을 재료로 다이캐스팅(Die-casting) 방식에 의해 제조할 수 있으며, 강판(steel sheet)을 소성가공(예를 들어, 프레스 가공)하여 제조할 수 있다.
상기 스테이터 홀더(340)는 상기 베이스 부재(310)에 고정 결합되며, 상기 스테이터 홀더(340)의 일면에는 상기 코어(330)가 안착될 수 있다.
구체적으로, 상기 스테이터 홀더(340)의 일면은 단차지게 형성되어 상기 단차진 부분에 상기 코어(330)가 안착될 수 있다.
상기 로터(200)는 상기 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 상기 코어(330)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(220)를 내주면에 구비할 수 있다.
여기서, 상기 로터(200)는 상기 샤프트(110)의 연장부에 결합되어 고정되도록 하는 원반부(210) 및 상기 원반부(210)에서 축 방향 하측으로 절곡되어 상기 마그네트(230)를 지지하는 마그네트 지지부(220)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 마그네트(230)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비된다.
상기 로터(200)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 상기 코어(330)에 권선된 코일(320)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(230)와 상기 코일(320)이 권선된 코어(330)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 로터(200)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 상기 로터(200)가 회전하게 되며, 결국 상기 로터(200)가 고정 결합되는 상기 샤프트(110)가 상기 로터(200)와 연동하여 회전하게 된다.
상기 로터(200)에는 상기 슬리브(120)의 외주면에 대향 배치되도록 상기 원반부(210)에서 연장되는 스토퍼부(240)가 구비될 수 있다.
상기 스토퍼부(240)의 내주면과 상기 슬리브(120)의 외주면 사이에는 윤활 유체가 실링되도록 오일 실링부(140)가 형성될 수 있다.
상기 스토퍼부(240)의 내주면과 상기 스토퍼부(240)의 내주면에 대응되는 상기 슬리브(120)의 외주면은 상기 윤활 유체가 실링되도록 경사지게 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 2에서와 같이 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 스토퍼부(240)의 내주면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있고, 도 3에서와 같이 반경 방향 외측을 향하여 하향 경사지게 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 슬리브(120)의 상부에는 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부(122)가 구비될 수 있으며, 상기 플랜지부(122)의 하면은 상기 스토퍼부의 상면의 일부와 대향할 수 있다.
따라서, 회전 부재인 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)가 과부상될 경우에 상기 스토퍼부(240)의 상면의 일부가 상기 플랜지부(122)의 하면에 걸림으로서 상기 회전 부재의 과부상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 스토퍼부(240)의 저면 및 외주면은 상기 스테이터 홀더(340)와 대향할 수 있다.
상기 스토퍼부(340)의 저면 및 외주면과 상기 스테이터 홀더(340)의 대향면 사이에는 소정의 간극이 구비될 수 있으며, 래버린스 실링부(150)를 구성할 수 있다.
따라서, 상기 래버린스 실링부(150)에 의하여 실링 효과가 향상될 수 있다.
구체적으로, 상기 래버린스 실링부(150)는 상기 오일 실링부(140)로부터 증발된 윤활 유체가 함유된 공기가 외부로 유출되는 것을 억제하여 윤활 유체가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 외부의 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터(2000)는 스테이터 홀더(340) 및 스토퍼부(250)를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)와 동일하므로, 스테이터 홀더(340) 및 스토퍼부(250) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스테이터 홀더(340)는 베이스 부재(310)와 결합하고 코일(320)이 권선되는 코어(330)를 안착시키는 안착부(341) 및 상기 안착부(341)에서 축 방향으로 연장되는 지지부(343)를 구비할 수 있다.
상기 코어(330)는 상기 지지부(343)와 상기 안착부(341)에 의해 형성되는 단차에 안착되어 고정될 수 있다.
한편, 상기 지지부(343)의 내주면은 상기 스토퍼부(250)의 외주면과 소정의 간격을 두고 대향 배치될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼부(250)의 외주면은 상기 스토퍼부(250)의 외주면의 일부가 반경 방향 내측으로 함입되어 단차지게 형성될 수 있으며, 상기 스토퍼부(250)의 외주면과 대향하는 상기 지지부(343)의 내주면도 상기 스토퍼부(250)의 외주면의 형상에 대응하도록 단차지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스토퍼부(250)의 외주면과 상기 지지부(343)의 내주면 사이에는 래버린스 실링부(150)가 구비될 수 있다.
상기 래버린스 실링부(150)에 의하여 압력 변화 효과를 극대화할 수 있으며, 결과적으로 실링 효과를 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 래버린스 실링부(150)는 상기 오일 실링부(140)로부터 증발된 윤활 유체가 함유된 공기가 외부로 유출되는 것을 억제하여 윤활 유체가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 외부의 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터(3000)는 래버린스 실링부(150)를 제외하고는 상기 제2 실시예에 따른 스핀들 모터(2000)와 동일하므로, 래버린스 실링부(150) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
상기 래버린스 실링부(150)는 상기 스토퍼부(260)의 외주면과 상기 지지부(343)의 내주면 사이에 형성될 수 있다.
이를 위하여, 상기 스토퍼부(260)의 외주면에는 반경 방향 내측으로 함입되는 제1 실링홈(261)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 실링홈(261)은 반구 형상일 수 있다.
또한, 상기 스토퍼부(260)의 외주면과 대향하는 상기 지지부(343)의 내주면에도 반경 방향 외측으로 함입되는 제2 실링홈(343a)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 실링홈(343a)은 반구 형상일 수 있다.
다만, 상기 스토퍼부(260)와 상기 지지부(343)에 형성되는 제1 및 제2 실링홈(261, 343a)은 반구 형상에 한정되는 것은 아니며, 래버린스 실링효과를 기대할 수 있는 형상이면 그 형상에 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 제1 및 제2 실링홈(261, 343a)에 의하여 상기 스토퍼부(260)의 외주면과 상기 지지부(343)의 내주면 사이에는 확장되는 공간이 형성되며, 상기 공간이 상기 래버린스 실링부의 역할을 할 수 있다.
따라서, 상대적으로 좁은 간격으로 유입된 공기는 확장되는 공간을 만나면서 유속이 급격히 감소하므로, 결과적으로 실링 효과를 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 래버린스 실링부(150)는 상기 오일 실링부(140)로부터 증발된 윤활 유체가 함유된 공기가 외부로 유출되는 것을 억제하여 윤활 유체가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 외부의 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 스핀들 모터(4000)는 스토퍼부(270) 및 스테이터 홀더(410)를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 스핀들 모터와 동일하므로, 스토퍼부(270) 및 스테이터 홀더(410) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스테이터 홀더(410)는 슬리브(120) 및 베이스 부재(310)와 결합하는 고정부(411), 코어(330)가 안착되는 안착부(415) 및 상기 고정부(411)와 상기 안착부(415)를 연결하는 연결부(413)를 구비할 수 있다.
상기 고정부(411)는 내주면이 상기 슬리브(120)의 외주면과 결합할 수 있고, 외주면이 상기 베이스 부재(310)와 결합할 수 있다.
상기 안착부(415)는 외주면이 단차지게 형성될 수 있으며, 상기 단차진 부분에 상기 코어(330)가 안착될 수 있다.
상기 연결부(413)는 상기 고정부(411)의 상단과 상기 안착부(415)를 연결하는 구성일 수 있으며, 상기 연결부(413)의 상면은 상기 스토퍼부(270)와 대향할 수 있다.
상기 연결부(413)의 상면과 상기 연결부(413)의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부(270)의 대향면 사이에는 래버린스 실링부(150)가 형성될 수 있다.
상기 연결부(413)의 상면과 상기 연결부(413)의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부(270)의 대향면은 경사지도록 구비될 수 있고, 구체적으로 반경 방향 외측으로 갈수록 상향 경사지도록 구비될 수 있다.
따라서, 상기 래버린스 실링부(150)의 길이를 증가시킬 수 있으며, 결과적으로 실링효과를 증대시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 스핀들 모터(5000)는 래버린스 실링부(150)를 제외하고는 상기 제4 실시예에 따른 스핀들 모터(4000)와 동일하므로, 래버린스 실링부(150) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
상기 연결부(513)의 상면과 상기 연결부(513)의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부(280)의 대향면 사이에서 래버린스 실링부(150)가 형성될 수 있으며, 상기 연결부(513)의 상면 및 상기 스토퍼부(270)의 대향면은 반경 방향 외측으로 갈수록 상향 경사지도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 스테이터 홀더(510)에 구비되는 상기 연결부(513)에는 상기 연결부(513)의 상면에서 내측으로 함입되는 실링홈(513a)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 연결부(513)의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부(280)의 대향면에는 상기 실링홈(513a)을 향하여 돌출되는 돌기부(281)가 형성될 수 있다.
상기 실링홈(513a)과 상기 돌기부(281) 사이의 간극의 크기는 상기 연결부(513)의 상면과 상기 스토퍼부(280)의 대향면 사이의 다른 부분의 간극의 크기보다 클 수 있다.
따라서, 상기 연결부(513)의 상면 및 상기 스토퍼부(280)의 대향면의 경사진 구성으로 인하여 상기 래버린스 실링부(150)의 길이를 증가시킬 수 있으며, 상기 실링홈(513a)과 상기 돌기부(281) 사이의 상대적으로 큰 간극으로 인하여 실링효과를 극대화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 스핀들 모터(6000)는 베이스 부재(610) 및 스토퍼부(290)를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 스핀들 모터(1000)와 동일하므로, 상기 베이스 부재(610) 및 상기 스토퍼부(290) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 스핀들 모터의 베이스 부재(610)는 상기 슬리브(120)와 결합하여 상기 슬리브(120)를 고정시키는 고정부(611), 상기 고정부(611)의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부(612), 상기 연장부(612)에서 축 방향 상측으로 연장되고 연장된 일단에서 반경 방향 외측으로 절곡되는 연결부(613), 상기 연결부(613)에서 축 방향 하측으로 연장되고 코어(330)가 안착되도록 외주면이 단차지게 형성되는 안착부(614) 및 상기 안착부(614)에서 반경 방향 외측으로 연장되는 몸체부(615)를 포함할 수 있다.
상기 연결부(613)는 상기 연장부(612)와 상기 안착부(614)를 연결하는 구성일 수 있으며, 상기 연결부(613)의 상면은 평탄면일 수 있다.
상기 스토퍼부(290)는 상기 연결부(613)의 내주면 및 상면과 대향하도록 형성될 수 있으며, 상기 스토퍼부(290)와 상기 연결부(613) 사이에서 래버린스 실링부(150)가 형성될 수 있다.
상기 래버린스 실링부(150)는 상기 오일 실링부(140)로부터 증발된 윤활 유체가 함유된 공기가 외부로 유출되는 것을 억제하여 윤활 유체가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 외부의 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 강성을 향상시킬 수 있고, 소형화 및 박형화 요구를 만족시키면서도 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있으며, 래버린스 실링부를 구비하여 윤활 유체의 누설을 방지하는 동시에 외부 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 유체 동압 베어링 어셈블리 110: 샤프트
111: 몸체부 113: 연장부
115: 돌출부 120: 슬리브
130: 커버 플레이트 140: 오일 실링부
150: 래버린스 실링부 200: 로터
210: 원반부 220: 마그네트 지지부
230: 마그네트 300: 스테이터
310: 베이스 부재 320: 코일
330: 코어 340: 스테이터 홀더

Claims (15)

  1. 몸체부 및 상기 몸체부의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 구비하는 샤프트;
    상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 및
    상기 샤프트와 연동하여 회전하고, 상기 슬리브의 외주면과 대향하는 스토퍼부를 구비하는 로터;를 포함하며,
    상기 연장부와 상기 로터는 상기 슬리브의 외주면보다 반경 방향 외측에서 결합하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 연장부의 끝단에서 축 방향으로 연장되는 돌출부를 더 포함하며, 상기 연장부와 상기 돌출부가 상기 로터와 결합하는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 상기 연장부와 결합하는 원반부를 포함하고, 상기 스토퍼부는 상기 원반부에서 연장되는 스핀들 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 외주면과 상기 스토퍼부의 내주면은 반경 방향 내측을 향하여 하향 경사지게 형성되는 스핀들 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 외주면과 상기 스토퍼부의 내주면은 반경 방향 외측을 향하여 하향 경사지게 형성되는 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브에 고정 결합되는 베이스 부재; 및
    상기 베이스 부재에 고정되고 코일이 권선되는 코어가 안착되는 스테이터 홀더;를 더 포함하는 스핀들 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼부의 외주면과 상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면 사이에는 래버린스 실링부가 구비되는 스핀들 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼부의 외주면은 반경 방향 내측으로 단차지게 형성되고, 상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면은 상기 스토퍼부의 외주면과 대응되는 형상으로 구비되는 스핀들 모터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼부의 외주면에는 반경 방향 내측으로 함입되는 제1 실링홈이 형성되는 스핀들 모터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼부의 외주면에 대향 배치되는 상기 스테이터 홀더의 대향면에는 반경 방향 외측으로 함입되는 제2 실링홈이 형성되는 스핀들 모터.
  11. 몸체부 및 상기 몸체부의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 연장부를 구비하는 샤프트;
    상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브;
    상기 샤프트와 연동하여 회전 가능하도록 상기 연장부와 결합하고, 상기 슬리브의 외주면과 대향하는 스토퍼부를 구비하는 로터;
    상기 슬리브의 외주면과 결합하는 고정부, 코일이 권선되는 코어가 안착되는 안착부 및 상기 고정부와 상기 연결부를 연결하는 연결부를 구비하는 스테이터 홀더;
    상기 고정부의 외주면에 고정결합되는 베이스 부재;를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 스토퍼부와 대향 배치되며, 상기 연결부와 상기 스토퍼부 사이에는 래버린스 실링부가 구비되는 스핀들 모터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부의 상면 및 상기 연결부의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부의 대향면은 반경 방향 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성되는 스핀들 모터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연결부에는 상기 연결부의 상면에서 내측으로 함입되는 실링홈이 형성되는 스핀들 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결부의 상면에 대향 배치되는 상기 스토퍼부의 대향면에는 상기 실링홈을 향하여 돌출되는 돌기부가 형성되는 스핀들 모터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 실링홈과 상기 돌기부 사이의 간극의 크기는 상기 연결부의 상면과 상기 스토퍼부의 대향면 사이의 다른 부분의 간극의 크기보다 큰 스핀들 모터.
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