KR20150105834A - 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 베이스, 상기 베이스에 형성된 홀더에 구비된 코어 및 상기 베이스의 중심부에 구비된 스러스트 컵을 포함하는 고정자 및 상기 코어와 대면하는 마그넷이 구비된 허브 및 상기 스러스트 컵에 구비되며, 샤프트가 축 체결되는 슬리브를 포함하는 회전자를 포함하며, 상기 스러스트 컵은 축 방향으로 형성되어 샤프트의 내측에 배치되며, 상기 샤프트의 외부로 노출되는 체결용 홈이 일단에 형성된 조립부를 포함한다. 따라서 상기 조립부를 통해 샤프트와 스러스트 컵의 접촉면적을 증가시켜 발거력을 향상시킬 수 있게 되며, 또한 최종 풀 셋 조립시 상기 샤프트의 외부에서 체결되는 스크루에 의한 추가적인 발거력 확보도 가능하다.

Description

스핀들 모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

스핀들 모터는 통상 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: HDD) 또는 광디스크 드라이브(Optical Disk Drive: ODD)에 설치되어 디스크를 회전시키는 용도로 사용하고 있다. 이를 위해 스핀들 모터는 드라이브에 상기 스핀들 모터를 설치하기 위한 고정자(Stator)로서 베이스(Base) 및 코어(Core) 등을 포함하고, 상기 디스크를 회전시키는 회전자(Rotor)로서 상기 코어와 대면하는 마그넷(Magnet) 및 허브(Hub) 등을 포함하고 있다.

따라서 스핀들 모터는 상기 코어에 전류를 인가시 발생한 자장이 허브에 구비된 마그넷에 자기력을 제공하여 샤프트(Shaft)를 중심으로 상기 회전자를 회전시키는 작동원리로 회전구동함으로써, 상기 허브에 장착되는 디스크를 회전시키게 된다.

한편 스핀들 모터는 슬리브와 허브를 일체형으로 구성하여 동압으로 상기 허브에 장착되는 디스크를 회전시킬 수 있으며, 이를 (특허문헌 1)에서 개시하고 있다. 다른 한편으로는 상기 슬리브와 허브를 각기 분리 형성하여 동압으로 상기 허브에 장착되는 디스크를 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있으며, 이를 (특허문헌 2)에서 개시하고 있다.

여기서 상기 (특허문헌 1) 및 (특허문헌 2)는 공통적 사항으로 슬리브에 샤프트를 축 상에 조립하여 축계를 구성하고 있다. 그리고 이러한 축계에 (특허문헌 1)에서 샤프트홀더로 기재하고, 상기 (특허문헌 2)에서 하부 캡부재로 기재하고 있는 스러스트 컵(Thrust Cup)을 결합하고 있다.

KR 2013-0122237 A KR 2013-0107140 A

본 발명은 (특허문헌 1) 및 (특허문헌 2)를 포함하여 종래기술에 따른 축계의 문제점인 스러스트 컵의 조립시 샤프트와의 접촉 면적이 작아 충분한 발거력을 확보하지 못해 쇼크 등의 외부충격이 주어졌을 때 부품 이탈이 발생하는 것을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 관점은, 축계를 개선하여 샤프트와 스러스트 컵 간의 발거력을 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해,

본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 베이스, 상기 베이스에 형성된 홀더에 구비된 코어 및 상기 베이스의 중심부에 구비된 스러스트 컵을 포함하는 고정자; 및

상기 코어와 대면하는 마그넷이 구비된 허브 및 상기 스러스트 컵에 구비되며, 샤프트가 축 체결되는 슬리브를 포함하는 회전자;

를 포함하며,

상기 스러스트 컵은 축 방향으로 형성되어 샤프트의 내측에 배치되며, 상기 샤프트의 외부로 노출되는 체결용 홈이 일단에 형성된 조립부;

를 포함한다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 조립부는 샤프트와 접촉하는 외면이 스러스트 컵과 직각으로 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 조립부는 샤프트와 동일한 길이로 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 스러스트 컵은 축 방향으로 형성되어 베이스의 홀더와 밀착되는 연장부;

를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 샤프트의 외부에서 체결용 홈에 체결되는 스크루;

를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 스크루와 샤프트 사이에 개재되는 커버;

를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터에 있어서, 상기 허브는 슬리브와 일체로 형성될 수 있다.

이러한 해결 수단들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터를 나타내 보인 단면도.
도 2는 도 1을 일부 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터를 분해하여 나타내 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 요부를 확대하여 나타내 보인 단면도.

본 발명의 특이성 및 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 고정자(Stator) 및 회전자(Rotor)를 포함한다. 그리고 상기 고정자로써, 베이스(Base), 상기 베이스에 축 방향으로 형성되는 홀더(Holder)에 구비된 코어(Core) 및 상기 베이스의 중심부(Center)에 구비되는 스러스트 컵(Thrust cup)을 포함한다.

또한 상기 회전자로써, 코어와 대면하는 마그넷(Magnet)이 구비된 허브(Hub) 및 상기 스러스트 컵에 축 방향으로 체결되며, 샤프트(Shaft)가 회전 중심에 축 체결되는 슬리브(Sleeve)를 포함한다. 상기 샤프트는 전체적으로 'T'자 형상으로 형성되어 제공되며, 이를 통상 'Tied shaft'로 지칭하고 있다.

여기서 상기 샤프트는 일반적으로 슬리브의 회전 중심에 일단이 조립되는 한편, 상기 일단이 베이스의 외부로 노출되는 축계를 구성하고 있는데, 이와 같이 축계가 구성될 경우, 베이스의 중심부에 스러스트 컵을 조립시 상기 스러스트 컵과 샤프트의 접촉면적이 작아 충분한 발거력이 확보되지 않을 수 있으며, 이로 인해 쇼크(Shock) 등의 외부충격이 주어졌을 때 부품 이탈이 발생할 가능성이 있다.

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 스핀들 모터는 스러스트 컵에 축 방향으로 조립부를 형성한 후 상기 조립부를 샤프트의 내측에 배치하게 되는 축계를 구성하고, 또한 조립부의 일단에 체결용 홈을 형성하여 최종 풀 셋(Full Set) 조립시 상기 샤프트의 외부에서 스크루(Screw)를 체결토록 하게 된다.

즉 상기 조립부는 일종의 스레드(Thread)로써, 스러스트 컵에 축 방향, 일례로써, 직각(90°)을 이루도록 형성되어 조립시 샤프트의 내측에 배치됨으로써, 결과적으로 상기 샤프트와 스러스트 컵의 접촉면적이 증가하는 효과를 갖게 되어 발거력의 향상을 꾀할 수 있게 된다.

또한 이러한 발거력의 향상으로 인해 압입 후 본딩(Bonding)만으로 발거력을 확보 가능하며, 상기 스크루에 의한 추가적인 발거력 확보도 가능함으로써, 스핀들 모터에 쇼크 등의 외부충격이 주어졌을 때 부품 이탈이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편 상기 베이스는 스핀들 모터가 설치되는 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: HDD) 또는 광디스크 드라이브(Optical Disk Drive: ODD) 등에 고정자를 설치토록 하게 되는 것으로, 이를 '베이스플레이트', '프레임' 등으로 지칭할 수 있다.

이러한 베이스는 알루미늄을 이용한 다이캐스팅(Die-casting) 또는 강판을 소성가공함으로써, 중심부가 원통 형상으로 개방 형성되어 스러스트 컵을 조립할 수 있도록 하게 된다. 여기서 상기 스러스트 컵은 상기 베이스에 형성되는 홀더에 밀착되는 연장부가 축 방향으로 형성되어 제공될 수 있다.

상기 스러스트 컵의 내부에 구비되는 슬리브는 전체적으로 원통 형상으로 형성되어 하부가 스러스트 컵에 삽입되어 조립된다. 그리고 이러한 슬리브와 샤프트 및 스러스트 컵 사이에는 유체, 즉 오일(Oil)이 개재되며, 이들을 통상 '유체동압베어링'으로 지칭하고 있다.

또한 상기 슬리브는 독립적으로 개별 형성되거나, 코어와 대면하는 링(Ring) 형상의 마그넷이 측면 안쪽에 구비되는 허브와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 허브와 일체로 형성된 슬리브의 경우, 일반적으로 '허브-슬리브(Hub-sleeve)'로 지칭하고 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 2에서 보듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 베이스(111)에 상부방향으로 홀더(111a)를 형성하여 상기 홀더(111a)의 외부에 코일(Coil)이 권선되는 코어(112)를 안착시키고, 상기 베이스(111)의 중심부(C)에 원통형의 스러스트 컵(113)을 조립함으로써, 고정자(110)를 구성하게 된다. 그리고 상기 코어(112)와 대면하는 마그넷(121)이 측면 안쪽에 구비된 허브(122a)를 슬리브(122b)와 일체로 형성한 허브-슬리브(122)를 상기 스러스트 컵(113)에 축 방향으로 조립함으로써, 회전자(120)를 구성하게 된다. 그리고 상기 허브-슬리브(122)의 안쪽 회전중심에 샤프트(123)를 축 방향으로 체결하여 조립하게 된다.

여기서 상기 허브-슬리브(122)는 회전중심의 상부에 수용공간(122c)이 홈의 형상으로 형성되고, 샤프트(123)의 상단부에 플랜지(123a)가 돌출 형성되어 전체적으로 'T'자로 형성됨으로써, 허브-슬리브(122)와의 조립시 상기 플랜지(123a)를 수용공간(123)에 안착시키는 방식으로 조립된다.

도 2 내지 3에서 보듯이, 상기 샤프트(123)는 내부에 중공부(123b)가 형성된 일종의 파이프(Pipe) 형상으로 형성되어 스러스트 컵(113)과의 조립시 상기 스러스트 컵(113)에 축 방향으로 돌출 형성되는 조립부(113c)가 상기 중공부(123b)에 삽입되어 내측에 배치되도록 하게 된다.

이러한 허브-슬리브(122), 샤프트(123) 및 스러스트 컵(113)의 사이에는 통상적으로 오일(Oil)이 개재되며, 상기 허브-슬리브(122) 및 샤프트(123)의 외부에 수용공간(122a)을 덮는 커버(125)가 스크루(124)에 의해 조립된다. 상기 커버(125)는 '상부덮개', 'Top cover' 등으로 해석 가능하다.

한편 상기 스러스트 컵(113)은 원판형으로 형성되어 베이스(111)의 중심부(C)에 구비되는 몸체(113a)를 중심으로 일종의 스레드(Thread)로써, 상기 몸체(113a)의 외곽에 연장부(113b)가 축 방향으로 돌출 형성되어 홀더(111a)와 밀착되고, 상기 몸체(113a)의 정중앙에 축 방향으로 조립부(113c)가 돌출 형성되어 샤프트(123)의 내측에 배치된다. 따라서 결과적으로 상기 스러스트 컵(113)은 횡 단면에서 볼 때 영어단어 'E'자를 눕힌 형상의 원통형으로 형성된다.

상기 조립부(113c)는 샤프트(123)와 접촉하는 외면이 몸체(113a)와 직각(90°)을 이루도록 형성되어 스핀들 모터(100)의 직각도를 용이하게 유지할 수 있도록 하게 된다. 그리고 상기 조립부(113c)는 상단에 체결용 홈(113d)을 형성하되, 상기 체결용 홈(113d)을 나사 가공함으로써, 상기 샤프트(123)의 외부에서 스크루(124)를 체결하여 상기 스크루(124)와 샤프트(123) 사이에 수용공간(122c)을 덮는 커버(125)가 개재될 수 있도록 하게 된다.

여기서 상기 조립부(113c)는 체결용 홈(113d)이 샤프트(123)의 외부로 용이하게 노출될 수 있는 길이로 형성됨으로써, 전술한 바와 같이, 스크루(124)를 용이하게 체결할 수 있도록 함과 동시에 샤프트(123)와의 접촉면적이 최대한 증가할 수 있도록 하게 된다.

도 4에서 보듯이, 일례로써, 상기 조립부(113c)가 샤프트(123)와 동일한 길이(H)로 형성됨으로써, 상기 샤프트(123)와의 접촉면적 증가 및 스크루(124)의 체결이 용이하게 이루어질 수 있으며, 커버(125) 조립시 평면도를 용이하게 유지토록 하게 된다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 스핀들 모터(100)는 마그넷(121)과 코어(112) 사이에 발생하는 전자기력에 의해 샤프트(123)를 중심으로 회전자(120)를 회전구동시키기 위한 축계를 구성함에 있어서, 스러스트 컵(113)에 축 방향으로 조립부(113c)를 형성한 후 상기 조립부(113c)를 샤프트(123)의 중공부(123b)에 삽입하여 내측에 배치하게 되는 축계를 구성함으로써, 상기 샤프트(123)와 스러스트 컵(113) 간의 접촉면적을 증가시켜 발거력을 향상시키게 되며, 또한 최종 풀 셋(Full Set) 조립시 상기 샤프트(123)의 외부에서 체결되는 스크루(124)에 의한 추가적인 발거력 확보도 가능하여 상기 스핀들 모터(100)에 쇼크 등의 외부충격이 주어졌을 때 부품 이탈이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스핀들 모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 - 스핀들 모터 110 - 고정자
111 - 베이스 111a - 홀더
112 - 코어 113 - 스러스트 컵
113a - 몸체 113b - 연장부
113c - 조립부 113d - 체결용 홈
120 - 회전자 121 - 마그넷
122 - 허브-슬리브 122a - 허브
122b - 슬리브 122c - 수용공간
123 - 샤프트 123a - 플랜지
123b - 중공부 124 - 스크루
125 - 커버 C - 중심부

Claims (7)

1. 베이스(Base), 상기 베이스에 형성된 홀더(Holder)에 구비된 코어(Core) 및 상기 베이스의 중심부에 구비된 스러스트 컵(Thrust Cup)을 포함하는 고정자(Stator); 및
   상기 코어와 대면하는 마그넷(Magnet)이 구비된 허브(Hub) 및 상기 스러스트 컵에 구비되며, 샤프트(Shaft)가 축 체결되는 슬리브(Sleeve)를 포함하는 회전자(Rotor);
   를 포함하며,
   상기 스러스트 컵은 축 방향으로 형성되어 샤프트의 내측에 배치되며, 상기 샤프트의 외부로 노출되는 체결용 홈이 일단에 형성된 조립부;
   를 포함하는 스핀들 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 조립부는 샤프트와 접촉하는 외면이 스러스트 컵과 직각(90°)으로 형성된 스핀들 모터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 조립부는 샤프트와 동일한 길이(H)로 형성된 스핀들 모터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스러스트 컵은 축 방향으로 형성되어 베이스의 홀더와 밀착되는 연장부;
   를 더 포함하는 스핀들 모터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 샤프트의 외부에서 체결용 홈에 체결되는 스크루(Screw);
   를 더 포함하는 스핀들 모터.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 스크루와 샤프트 사이에 개재되는 커버(Top cover);
   를 더 포함하는 스핀들 모터.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 허브는 슬리브와 일체로 형성된 스핀들 모터.

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