KR20140087292A - 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20140087292A
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shaft
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KR1020120156966A
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비아체슬라브 스미르노프
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 하부에 고정홈을 구비하는 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재; 상기 회전 부재를 회전 가능하도록 지지하며, 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하는 슬리브; 및 상기 고정홈에 삽입되는 고정부 및 상기 고정부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 구비하는 스토퍼 부재;를 포함하며, 상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되며, 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비될 수 있다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}
본 발명은 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 지지하게 된다.
여기서, 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.
또한, 스핀들 모터의 구동중에 외부 충격 등이 가해지는 경우에 내부 구성 요소에 변형이 발생하는 경우에는 스핀들 모터의 구동에 악영향으로 미치므로, 스핀들 모터의 강성을 확보하는 것이 중요하다.
따라서, 외부 충격 등이 가해지더라도 내부 구성 부품에 변형이 일어나지 않도록 스핀들 모터의 강성을 향상시키며, 윤활 유체의 저장 공간을 확보하여 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 스핀들 모터의 강성을 향상시킬 수 있고, 윤활 유체의 저장 공간을 증가시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
또한, 스핀들 모터의 내부 구성 부품을 줄여 제조 공정을 간소화하고 제조 비용을 줄일 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
또한, 유체 동압의 크기를 향상시킬 수 있으며, 외부 충격 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 하부에 고정홈을 구비하는 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재; 상기 회전 부재를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 및 상기 고정홈에 삽입되는 고정부 및 상기 고정부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 구비하는 스토퍼 부재;를 포함하며, 상기 플랜지부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 플랜지부는 상기 샤프트의 외주면보다 반경 방향 외측으로 연장되고, 상기 플랜지부의 외측단은 상기 슬리브의 내주면 하단과 대향할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 슬리브는 상기 슬리브의 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하고, 상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되며 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 돌출부의 내주면과 상기 슬리브의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 돌출부의 내주면 및 상기 슬리브의 대향면 중 적어도 하나는 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 돌출부의 하면과 상기 슬리브의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 돌출부의 하면 및 상기 슬리브의 대향면 중 적어도 하나는 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 슬리브에는 상기 슬리브의 상부와 하부를 관통하는 바이패스 유로가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재; 상기 샤프트의 하부와 결합하는 스토퍼부; 및 상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하고, 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하는 슬리브;를 포함하며, 상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되고, 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비되며, 상기 스토퍼부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재; 상기 샤프트와 결합하는 하우징 및 상기 하우징의 하부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 스토퍼부를 구비하는 샤프트 하우징; 및 상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하고, 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하는 슬리브;를 포함하며, 상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되고, 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비되며, 상기 스토퍼부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 상기 하우징의 외주면 및 상기 슬리브의 내주면 중 적어도 하나에는 레디얼 동압을 발생시키는 레디얼 동압홈이 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 스핀들 모터에 의하면, 스핀들 모터의 강성을 향상시킬 수 있고, 윤활 유체의 저장 공간을 증가시킬 수 있다.
또한, 스핀들 모터의 내부 구성 부품을 줄여 제조 공정을 간소화하고 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 유체 동압의 크기를 향상시킬 수 있으며, 외부 충격 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체를 실링하기 위한 테이퍼구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체를 실링하기 위한 테이퍼구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체를 실링하기 위한 테이퍼구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체를 실링하기 위한 테이퍼구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체의 실링 위치의 변형예을 도시한 반 단면도.
도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 구동 중에 윤활 유체가 증발하여 윤활 유체의 계면이 이동한 모습을 도시한 반 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 스토퍼 부재와 슬리브의 대향면의 경사 구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 스토퍼 부재와 슬리브의 대향면의 경사 구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 스토퍼 부재와 슬리브의 대향면의 경사 구조의 변형예를 도시한 반 단면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도.
도 12는 본 발명의 제3 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, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 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 도 1의 A부분의 확대 단면도이다.
또한, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체를 실링하기 위한 테이퍼구조의 변형예를 도시한 반 단면도이다.
또한, 도 7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 윤활 유체의 실링 위치의 변형예을 도시한 반 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터의 구동 중에 윤활 유체가 증발하여 윤활 유체의 계면이 이동한 모습을 도시한 반 단면도이다.
또한, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서 스토퍼 부재와 슬리브의 대향면의 경사 구조의 변형예를 도시한 반 단면도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 및 고정 부재인 스테이터(300)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 상기 샤프트(111)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(111)를 기준으로 상기 샤프트(111)의 외측단 방향 또는 상기 샤프트(111)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(111)의 중심 방향을 의미한다.
상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(111)를 포함하는 회전 부재(110), 슬리브(120), 스토퍼 부재(130) 및 커버 플레이트(140)를 포함할 수 있다.
상기 샤프트(111)는 허브 베이스(113) 및 마그네트 지지부(115)와 함께 회전 부재(110)를 구성할 수 있으며, 고정 부재에 상대적으로 회전할 수 있다.
상기 회전 부재(110)는 상기 슬리브(120)의 축공에 삽입되는 상기 샤프트(111), 상기 샤프트(111)의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스(113) 및 상기 허브 베이스(113)의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부(115)를 구비할 수 있다.
샤프트와 허브 베이스 및 마그네트 지지부가 별개의 부재로 마련되어 서로 결합하여 회전 부재를 구성할 수 있으나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 상기 샤프트(111)와 상기 허브 베이스(113) 및 상기 마그네트 지지부(115)가 일체로 형성되어 회전 부재(110)를 구성할 수 있다.
상기 샤프트(111)와 상기 허브 베이스(113) 및 상기 마그네트 지지부(115)가 일체로 형성되어 회전 부재(110)를 구성하는 경우, 반복적 런아웃(Repeatable Run Out, RRO)을 저감시킬 수 있으므로 미세 진동을 최소화하여 성능을 극대화시킬 수 있다.
또한, 별개의 부재가 서로 결합하여 회전 부재를 구성하는 경우에는 외부 충격 등이 가해지는 경우에 부재 간의 결합부위가 충격을 받아 내부 구성 부품의 변형이 발생할 수 있으나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 상기 샤프트(111)와 상기 허브 베이스(113) 및 상기 마그네트 지지부(115)가 일체로 형성되므로 외부 충격 등이 가해지더라도 내부 구성 부품이 변형되는 것을 억제할 수 있다.
상기 회전 부재(110)는 상기 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 상기 코어(330)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(150)를 내주면에 구비할 수 있다.
상기 회전 부재(110)에 구비되는 상기 마그네트 지지부(115)는 상기 허브 베이스(113)에서 축 방향 하측으로 절곡되어 상기 마그네트(150)를 지지할 수 있다.
그리고, 상기 마그네트(150)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비된다.
상기 회전 부재(110)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 상기 코어(330)에 권선된 코일(320)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(150)와 상기 코일(320)이 권선된 코어(330)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전 부재(110)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 상기 회전 부재(110)가 고정 부재에 대하여 상대적으로 회전하게 된다.
한편, 상기 회전 부재(110)를 구성하는 상기 허브 베이스(113)에는 상기 허브 베이스(113)의 일면에서 축 방향 하측으로 돌출되어 형성되는 돌출부(117)가 구비될 수 있다.
상기 돌출부(117)는 고정 부재인 슬리브(120)에 형성되는 수용홈(121)에 수용될 수 있으며, 상기 돌출부(117)와 상기 수용홈(121) 사이에서 윤활 유체가 실링될 수 있다.
이에 대하여는 자세히 후술하기로 한다.
상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(111)가 회전가능하도록 상기 샤프트(111)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(111)는 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 윤활 유체가 충전되며 상기 샤프트(111)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압홈(미도시)에 의해 상기 샤프트(111)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(111)의 회전 시에 상기 샤프트(111)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(111)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 회전 부재의 허브 베이스(113)의 일면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(미도시)에 의해 상기 샤프트(111)는 일정한 부상력이 확보된 채로 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(123)가 형성될 수 있다.
상기 바이패스 유로(123)는 상기 슬리브(120)의 상부와 하부를 연통하도록 다양한 형태로 구비될 수 있다.
상기 바이패스 유로(123)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.
한편, 상기 슬리브(120)의 상면에는 내측으로 함입되어 형성되는 수용홈(121)이 구비될 수 있으며, 상기 수용홈(121)에는 상기 허브 베이스(113)의 일면에서 돌출되어 형성되는 상기 돌출부(117)가 수용될 수 있다.
상기 돌출부(117)와 상기 수용홈(121) 사이에는 미소 간극이 형성될 수 있으며, 상기 돌출부(117)와 상기 수용홈 사이에서 윤활 유체가 실링될 수 있다.
이를 위하여, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(117)의 내주면 및 상기 슬리브의 대향면 중 적어도 하나는 테이퍼지게 형성될 수 있다.
다만, 윤활 유체가 실링되는 위치는 상기 돌출부(117)의 내주면과 상기 슬리브의 대향면 사이에 한정되지 않는다.
즉, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(117)의 하면과 상기 슬리브(120)의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링되는 것도 가능하고, 이 경우에는 상기 돌출부(117)의 하면 및 상기 슬리브(120)의 대향면 중 적어도 하나가 테이퍼지게 형성될 수 있다.
상기 돌출부(117)의 하면과 상기 슬리브의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링되는 경우에는, 윤활 유체의 저장 공간을 증대시킬 수 있다.
스핀들 모터의 구동 중에는 윤활 유체의 누설 또는 증발 등의 요인에 의하여 윤활 유체가 점차 감소할 수 있고, 이에 따라 충분한 유체 압력을 제공하지 못하게 되어 스핀들 모터의 구동에 심각한 영향을 미칠 수 있으나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 윤활 유체의 저장 공간을 충분히 확보함으로써 결과적으로 스핀들 모터의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 7b에 도시된 바와 같이 윤활 유체의 증발에 따라 윤활 유체의 계면이 상기 돌출부의 내주면과 상기 슬리브의 대향면 사이로 이동하게 될 경우에는, 외부 충격 등에 의하여 윤활 유체가 계면을 이탈하여 누설되더라도 외측에 존재하는 테이퍼구조에 의하여 윤활 유체를 다시 실링시키는 것도 가능하다.
따라서, 윤활 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 상기 샤프트(111)의 하부에는 고정홈(119)이 구비될 수 있고, 상기 고정홈(119)에는 스토퍼 부재(130)가 고정 결합될 수 있다.
상기 스토퍼 부재(130)는 상기 고정홈(119)에 삽입되는 고정부(131) 및 상기 고정부(131)에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(133)를 구비할 수 있다.
상기 플랜지부(133)는 상기 샤프트의 외주면보다 반경 방향 외측으로 연장되도록 구비될 수 있으며, 상기 플랜지부의 외측단은 상기 슬리브의 내주면 하단과 대향할 수 있다.
따라서, 회전 부재(110)인 상기 샤프트(111)가 과부상될 경우에 상기 플랜지부(1330)의 상면이 상기 슬리브(120)의 하면에 걸림으로서 상기 회전 부재(110)의 과부상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 하면 및 상기 슬리브(120)의 하면과 대향하는 상기 플랜지부(133)의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(미도시)에 의해 상기 샤프트(111)는 일정한 부상력이 확보된 채로 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 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120)의 대향면은 각각 경사면으로 구비될 수 있다.
상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120)의 대향면이 각각 경사면으로 구비되는 경우에는 유체 동압 베어링 어셈블리 내부에서 윤활 유체가 더 부드럽게 이동할 수 있다.
따라서, 더욱 효과적으로 윤활 유체의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 윤활 유체의 내부에 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120)의 대향면이 각각 경사면으로 구비되는 경우에는, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120) 사이의 미소 간극의 크기는 크게 세 부분으로 나뉘어질 수 있다.
즉, 상기 미소 간극의 크기는 축 방향으로의 미소 간극의 크기, 반경 방향으로의 미소 간극의 크기 및 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120) 사이의 최단 거리에 해당되는 미소 간극의 크기로 나뉘어질 수 있다.
여기서, 상기 축 방향으로의 미소 간극의 크기를 AC, 반경 방향으로의 미소 간극의 크기를 RC, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120) 사이의 최단 거리에 해당되는 미소 간극의 크기를 SC라고 한다면, 하기의 수학식에 의하여 상기 SC는 상기 AC 및 상기 RC 보다 작게 된다.
Figure pat00001
따라서, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120)의 대향면이 경사면이 아닌 경우에 비하여, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120) 사이의 최단 거리가 작아지게 된다.
즉, 상기 플랜지부(133)와 상기 슬리브(120) 사이의 미소 간극이 작아지므로 본 발명의 제1 실시에에 따른 모터는 더 큰 유체 동압을 얻을 수 있으며, 외부 충격 등에 대한 저항력도 향상될 수 있다.
상기 커버 플레이트(140)는 상기 샤프트(111) 및 상기 슬리브(120)의 하부와 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합할 수 있다.
상기 커버 플레이트(140)는 상기 슬리브(120)와의 사이에 형성되는 간극에 윤활 유체를 수용하여 상기 샤프트(111)의 하면을 지지할 수 있다.
이때, 상기 커버 플레이트(140)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) 및 베이스 부재(310)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 있으나, 강판(steel sheet)을 소성가공(예를 들어, 프레스 가공)하여 제조할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터는 스토퍼부(130')를 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터와 동일하므로, 스토퍼부(130') 이외의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 스토퍼부(130')가 샤프트(111)의 하부와 결합할 수 있다.
상기 스토퍼부(130')에는 중앙에 홀이 형성되어 상기 홀에 상기 샤프트(111)의 하부가 삽입될 수 있다.
상기 스토퍼부(130')의 외측단은 상기 슬리브(120)의 하부에 형성되는 경사진 부분과 대향할 수 있으므로, 회전 부재(110)인 상기 샤프트(111)가 과부상될 경우에 상기 스토퍼부(130')의 상면이 상기 슬리브(120)의 하면에 걸림으로서 상기 회전 부재의 과부상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 상면 및 상기 슬리브(120)의 상면과 대향하는 상기 스토퍼부(130')의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(미도시)에 의해 상기 회전 부재(110)는 일정한 부상력이 확보된 채로 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 스토퍼부(130')와 상기 슬리브(120)의 대향면은 경사면으로 구비될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터의 반 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터는 샤프트 하우징(130'')를 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스핀들 모터와 동일하므로, 샤프트 하우징(130'') 이외의 설명은 생략하기로 한다.
상기 샤프트 하우징(130'')은 중공의 원통형상일 수 있으며, 상기 샤프트 하우징(130'')의 중공에 샤프트(111)가 삽입되어 고정될 수 있다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스핀들 모터에서는 상기 샤프트(111)가 상기 샤프트 하우징(130'')에 고정되어 상기 샤프트 하우징(130'')과 함께 회전 부재(110)를 구성할 수 있다.
구체적으로, 상기 샤프트 하우징(130'')은 상기 샤프트(111)와 결합하는 하우징(131'') 및 상기 하우징(131'')의 하단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 스토퍼부(133'')를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 샤프트 하우징(130'')은 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 윤활 유체가 충전되며 상기 하우징(131'')의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압홈(미도시)에 의해 상기 회전 부재(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 회전 부재(110)의 회전 시에 상기 하우징(131'')이 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 하우징(131'')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.
한편, 상기 스토퍼부(133'')의 외측단은 상기 슬리브(120)의 하부에 형성되는 경사진 부분과 대향할 수 있다.
따라서, 회전 부재(110)인 상기 샤프트(111) 및 상기 샤프트 하우징(130'')이 과부상될 경우에 상기 스토퍼부(133'')의 상면이 상기 슬리브(120)의 하면에 걸림으로서 상기 회전 부재(110)의 과부상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 상면 및 상기 슬리브(120)의 상면과 대향하는 상기 스토퍼부(133'')의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(미도시)에 의해 상기 회전 부재(110)는 일정한 부상력이 확보된 채로 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 스토퍼부(130'')와 상기 슬리브(120)의 대향면은 경사면으로 구비될 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 강성을 향상시킬 수 있고, 윤활 유체의 저장 공간을 증가시킬 수 있으며, 스핀들 모터의 내부 구성 부품을 줄여 제조 공정을 간소화하고 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 유체 동압의 크기를 향상시킬 수 있으며, 외부 충격 등에 대한 저항력을 향상시킬 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: 유체동압베어링 어셈블리 110: 회전 부재
111: 샤프트 113: 허브 베이스
115: 마그네트 지지부 117: 돌출부
119: 고정홈 120: 슬리브
121: 수용홈 123: 바이패스 유로
130: 스토퍼 부재 131: 고정부
133: 플랜지부 140: 커버 플레이트
150: 마그네트 300: 스테이터
310: 베이스 부재 320: 코일
330: 코어

Claims (11)

  1. 하부에 고정홈을 구비하는 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재;
    상기 회전 부재를 회전 가능하도록 지지하는 슬리브; 및
    상기 고정홈에 삽입되는 고정부 및 상기 고정부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 구비하는 스토퍼 부재;를 포함하며,
    상기 플랜지부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비되는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부는 상기 샤프트의 외주면보다 반경 방향 외측으로 연장되고, 상기 플랜지부의 외측단은 상기 슬리브의 내주면 하단과 대향하는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 슬리브의 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하고, 상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되며 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비되는 스핀들 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부의 내주면과 상기 슬리브의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링되는 스핀들 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부의 내주면 및 상기 슬리브의 대향면 중 적어도 하나는 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성되는 스핀들 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 하면과 상기 슬리브의 대향면 사이에서 윤활 유체가 실링되는 스핀들 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 돌출부의 하면 및 상기 슬리브의 대향면 중 적어도 하나는 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성되는 스핀들 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브에는 상기 슬리브의 상부와 하부를 관통하는 바이패스 유로가 형성되는 스핀들 모터.
  9. 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재;
    상기 샤프트의 하부와 결합하는 스토퍼부; 및
    상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하고, 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하는 슬리브;를 포함하며,
    상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되고, 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비되며,
    상기 스토퍼부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비되는 스핀들 모터.
  10. 샤프트, 상기 샤프트의 상단에서 반경 방향 외측으로 연장되는 허브 베이스 및 상기 허브 베이스의 외측단에서 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부를 구비하는 회전 부재;
    상기 샤프트와 결합하는 하우징 및 상기 하우징의 하부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 스토퍼부를 구비하는 샤프트 하우징; 및
    상기 샤프트를 회전 가능하도록 지지하고, 상면에서 축 방향 하측으로 함입되는 수용홈을 구비하는 슬리브;를 포함하며,
    상기 허브 베이스에는 상기 허브 베이스의 일면에서 돌출되고, 상기 수용홈에 수용되는 돌출부가 구비되며,
    상기 스토퍼부와 상기 슬리브의 대향면은 경사면으로 구비되는 스핀들 모터.
  11. 제11항에 있어서,
    상기 하우징의 외주면 및 상기 슬리브의 내주면 중 적어도 하나에는 레디얼 동압을 발생시키는 레디얼 동압홈이 구비되는 스핀들 모터.
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