WO2013165104A1 - 스핀들 모터 - Google Patents

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WO2013165104A1
WO2013165104A1 PCT/KR2013/003025 KR2013003025W WO2013165104A1 WO 2013165104 A1 WO2013165104 A1 WO 2013165104A1 KR 2013003025 W KR2013003025 W KR 2013003025W WO 2013165104 A1 WO2013165104 A1 WO 2013165104A1
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WO
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rotor
spindle motor
rotating shaft
fixed
turn table
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/003025
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English (en)
French (fr)
Inventor
이정훈
Original Assignee
주식회사 삼홍사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/08—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/10—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with sliding-contact bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Definitions

  • the present invention relates to a spindle motor for high speed rotation.
  • optical disc players such as LDP, CDP, CD-ROM and DVD-ROM players, DVD players, BDs, 3D players, etc., clamp a mounting hole formed through the center of the disc while loading the disc on the turntable by a loading mechanism.
  • An apparatus for reproducing information recorded on a disk by an optical pickup unit which is clamped and clamped as a chuck, and which is moved in the radial direction while rotating the disk clamped to the chuck in one direction by a drive source of a spindle motor as a driving means.
  • the spindle motor maintains a fixed contact section between the bearing and the rotating shaft to rotatably support the rotating shaft, thereby maintaining a high degree of rotational characteristics, thereby requiring hard disk drives (HDD), optical disk drives (ODD) and other high speed rotations. Is widely used as a driving means of a recording medium.
  • HDD hard disk drives
  • ODD optical disk drives
  • the spindle motor of the prior art disclosed in Korean Utility Model Publication No. 20-2010-0003934 has a bearing housing fixed to a base, a rotating shaft rotatably supported by a bearing press-fitted into the bearing housing, and fixed to an outer circumferential surface of the bearing housing.
  • the stator is composed of a core fixed to the outer circumferential surface of the bearing housing, a coil wound around the core, and the rotor is coupled to an inner circumferential surface of the rotor yoke provided with a cylindrical shape having a lower surface open and fixed to the outer circumferential surface of the rotating shaft above the bearing housing. It consists of a magnet opposing the stator.
  • the magnet when a current is applied to the coil, the magnet is rotated by an electromagnetic field formed between the coil and the magnet, thereby rotating the rotor yoke and the rotating shaft. Then, the turntable fixed to the rotating shaft is rotated integrally with the rotating shaft, and the disk seated on the turntable is rotated.
  • the conventional spindle motor has a problem in that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is increased because the turntables on which the rotor yoke and the disk are seated are separately separated and assembled separately.
  • the conventional spindle motor has a problem that it is difficult to precisely match the center of rotation of the rotating shaft because the manufacturing process is increased because the rotor yoke and the turntable are separately coupled to the rotating shaft.
  • Another object of the present invention is to provide a spindle motor that can shorten the assembly process because the turn table and the rotor yoke are integrally formed so that only the turn table is assembled to the rotating shaft.
  • Another object of the present invention is because the turntable and the rotor yoke are integrally formed, so only the turntable is assembled on the rotating shaft, so that only the rotation center and the rotation center of the turntable need to match, thus reducing the vibration of the turntable during the rotation, and providing a spindle motor capable of precise rotation. To provide.
  • the spindle motor of the present invention is a bearing housing, a rotating shaft rotatably supported on the bearing housing, a turn table fixed to the rotating shaft is rotated like a rotating shaft and the disk is seated, the turn table And a stator fixed to an outer circumferential surface of the bearing housing, the rotor being integrally formed in the rotor mounting portion and having a predetermined gap on the inner surface of the rotor.
  • Turn table of the present invention is a synthetic resin material, it is characterized in that the injection molding by a mold.
  • the turn table of the present invention includes a body on which the disk is seated, a rotating shaft fixing portion integrally formed on the inner circumferential surface of the body and fixed to the rotating shaft, and integrally extending in the lower direction of the body and formed in a cylindrical shape so that the rotor is mounted. It characterized in that it comprises a rotor mounting portion.
  • the upper surface of the body of the present invention is characterized in that the rubber slip prevention ring is attached to prevent the slip of the disk during rotation.
  • the rotating shaft fixing part of the present invention is the first fixing part which is integrally connected to the inner surface of the body at a predetermined interval, the first fixing part is integrally connected to the inner surface of the first fixing part is formed integrally and the coupling hole is fixed to the rotating shaft is formed It is composed of two fixing parts, the first space portion is formed between the body and the first fixing portion, characterized in that the second space portion is formed between the first fixing portion and the second fixing portion.
  • the rotor mounting portion of the present invention has an outer diameter smaller than the outer diameter of the body and is characterized in that it is formed to extend in the downward direction from the lower surface of the body.
  • the rotor yoke portion is integrally formed with the turn table at the lower side of the turn table, and the number of parts can be reduced by installing the magnet and the back yoke on the inner surface of the rotor yoke portion. Therefore, there is an advantage that can reduce the manufacturing cost.
  • the spindle motor of the present invention has an advantage of shortening the assembly process because only the turntable is mounted on the rotating shaft.
  • the spindle motor of the present invention is equipped with only the turntable on the rotary shaft, so that only the rotational center and the rotation center of the turntable need to match, thus reducing the vibration of the turntable during the rotation and having the advantage of enabling precise rotation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a turn table according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the disk seated in the spindle motor according to an embodiment of the present invention.
  • the spindle motor of the present invention can be applied not only to a spindle motor requiring high speed rotation but also to a low speed rotation motor, and to both a brushless DC motor or a DC motor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a turn table according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a disk in the turn table according to an embodiment of the present invention It is a seated section.
  • a spindle motor according to an embodiment of the present invention is fixed to a bearing housing 10, a rotating shaft 50 rotatably supported by the bearing housing 10, and a rotating shaft 50.
  • the bearing housing 10 is formed in a cylindrical shape in which an upper side is opened and a lower side is blocked, a bearing 60 is press-fitted to an inner circumferential surface thereof, and a base plate 12 is fixed to a lower outer circumferential surface thereof.
  • the base plate 12 fixedly supports the bearing housing 10 and the stator 40 as a whole, and may be manufactured in various shapes such that the base plate 12 may be fixedly installed in various disk drive devices in which the spindle motor is installed.
  • the base plate 12 is disposed below the stator 40, and the printed circuit board (PCB) 14 that applies a driving signal to the stator 40 is fixed by caulking or the like.
  • the printed circuit board (PCB) 14 is supplied with a drive signal for controlling the spindle motor from the disk drive apparatus main body via, for example, a flexible flat cable (FFC).
  • FFC flexible flat cable
  • the base plate 12 is preferably made of a lightweight material such as aluminum or an aluminum alloy or an iron-based alloy, but may be made of another metal material or synthetic resin. In this case, the base plate 12 may be integrated with the bearing housing 10 by insert injection or insert molding at the time of manufacturing the bearing housing 10 that is injection molded using a thermoplastic or thermosetting resin. .
  • the bearing housing 10 and the base plate 12 can of course be integrated using the same resin.
  • the bearing 60 has a circular through hole in the center thereof, and the rotation shaft 50 is inserted into the through hole to be rotatably supported.
  • a groove 52 is formed at a lower end of the rotation shaft 50, and a slit washer 62 is inserted into the groove 52 to prevent the rotation shaft 50 from rising when the rotation shaft 50 is rotated.
  • the slit washer 62 is seated on the inner diameter reduction portion 16 formed to have a narrow inner diameter at the lower side of the bearing housing 10, and the upper surface is disposed to be locked to the lower surface of the bearing 60. Accordingly, the slit washer 62 is locked by the bearing 60, and the slit washer 62 is caught by the groove 52 of the rotary shaft 50 to prevent the rotary shaft 50 from being raised. Play a role.
  • the bottom surface of the bearing housing 10 is in contact with the lower surface of the rotating shaft 50 is provided with a support washer 18 for reducing the rolling resistance.
  • the bearing 60 may use, for example, an oilless bearing made of an oil-containing sintered metal, and has a cylindrical shape. That is, a metal bearing in which oil is infiltrated into the porous copper alloy (Brass system) may be used.
  • the upper side of the bearing 60 is combined with an oil splash prevention washer 64 for preventing the oil filled in the bearing 60 from scattering.
  • the bearing housing 10 may be manufactured by an injection molding method using a thermosetting resin or a thermoplastic resin such as an engineering plastic material such as nylon 66 or polycarbonate (PC).
  • a thermosetting resin or a thermoplastic resin such as an engineering plastic material such as nylon 66 or polycarbonate (PC).
  • the stator 40 has a bobbin 44 made of an insulator for each tooth, and a plurality of teeth protrude radially from the ring-shaped body, and a coil 46 is formed outside the bobbin 44. It has a wound structure.
  • the rotor 30 includes a back yoke 32 mounted on an inner surface of the rotor mounting portion 24 integrally formed on the turn table 20, and a magnet 34 fixed to an inner surface of the back yoke 32.
  • the back yoke 32 uses a magnetically formed material formed from a plurality of laminated laminations of non-oriented electrical steel sheets.
  • the magnetic field forming material can be adopted as long as the magnetic core material has a low core loss and high permeability.
  • the back yoke 32 may be formed by rolling a strip of steel sheet in a round shape, and may be formed in a circular ring shape.
  • the back yoke 32 and the magnet 34 may be integrally formed with the turn table 20 by insert injection when molding the turn table 20, and the turn table 20 may be bonded or bonded in various ways. It can be fixed to the rotor mounting portion 24 of the.
  • the rotor 30 is mounted to the rotor mounting portion 24 formed integrally under the turn table 20, so that the existing rotor case or the rotor yoke are unnecessary, so that the number of parts can be reduced and the manufacturing process can be shortened. It is possible to reduce the manufacturing cost.
  • the turn table 20 is a half height type, which is integrally formed with the body 22 on which the recording medium loaded on the upper surface together with the chucking device, that is, the disk 100, and the inner circumferential surface of the body 22. It is formed of a rotating shaft fixing portion 70 is formed and fixed to the rotating shaft 50, and a rotor mounting portion 24 which is integrally extended in the downward direction of the body 22 and formed in a cylindrical shape to which the rotor 30 is mounted.
  • the turn table 20 integrally shape the resin material by injection molding.
  • the body 20 is formed in a cylindrical shape, and the disk 100 is seated on an upper surface thereof, and a rubber slip prevention ring 82 is attached to prevent slipping of the disk 100 during rotation.
  • the rotor mounting portion 24 has an outer diameter smaller than the outer diameter of the body 22 and is formed in a cylindrical shape extending downward from the lower surface of the body 22, and the back yoke 32 and the magnet 34 on the inner surface thereof. Is fitted.
  • the rotor mount 24 has sufficient rigidity to support the back yoke 32 and the magnet 34.
  • the rotating shaft fixing part 70 is connected to the first fixing part 72 integrally connected to the inner surface of the body 22 at regular intervals and integrally connected to the inner surface of the first fixing part 72 at regular intervals.
  • Combination hole 76 is formed is composed of a second fixing portion 74 that the rotary shaft 50 is press-coupled.
  • a first space portion 84 is formed between the body 22 and the first fixing portion 72, and between the first fixing portion 72 and the second fixing portion 74 is a second space portion ( 86) is formed to save material and to reduce the weight of the turntable.
  • the rotation shaft fixing part 70 is provided with a disk insertion part 80 having an upper end protruding from the upper surface of the body 22 and having an opening 110 formed at the center of the disk 100.
  • a plurality of jaws 78 having elastic force are formed on the upper outer circumferential surface of the rotating shaft fixing part 70 at a predetermined interval.
  • the plurality of jaws 78 are elastically supported on the inner surface of the opening 110 of the disk 100 to prevent the disk 100 from leaving in the horizontal direction.
  • the rotor mounting portion 24 to which the back yoke 32 and the magnet 34 are mounted is integrally formed on the turn table 20 according to the present embodiment, parts such as a conventional rotor case or rotor yoke are unnecessary. This reduces the number of parts and reduces the manufacturing process.
  • the spindle motor when a current is supplied to the coil 46 generates a rotating magnetic field, the rotor 30 by the electromagnetic force formed between the coil 46 and the magnet 34 ) Is rotated. At this time, since the rotor 30 is mounted on the rotor mounting portion 24 formed integrally with the turn table 20, the turn table 20 is rotated, and the disk 100 seated on the turn table 20 is rotated.
  • the base plate 12 is pressed into the lower outer surface of the bearing housing 10 or fixed by insert molding or the like. Then, the printed circuit board (PCB) 14 that applies a drive signal to the stator 40 is fixed to the upper surface of the base plate 12 by caulking or the like. Then, the stator 40 is fixed to the upper outer surface of the bearing housing.
  • PCB printed circuit board
  • the bearing 60 is fixed to the inner surface of the bearing housing 10 by press fitting or the like, and the rotatable shaft 50 is inserted into the inner surface of the bearing 60 to be rotatably supported. At this time, a slit washer 62 is inserted into the bearing housing 10 and fitted into the recess 52 formed in the lower surface of the rotating shaft 50.
  • the rotor 30 is coupled to the turn table 20. That is, the back yoke 32 is fixed to the inner surface of the rotor mounting portion 24 formed on the lower surface of the turn table 20, and the magnet 34 is fixed to the inner surface of the back yoke 32.
  • the back yoke 32 and the magnet 34 may be integrally formed by insert injection molding when molding the turn table 20.
  • the assembly is completed by coupling the turn table 20 to which the rotor 30 is coupled to the upper surface of the rotation shaft 50.
  • the spindle motor according to the present exemplary embodiment may shorten the assembly process and reduce the number of parts because the existing rotor case is unnecessary. .
  • the present invention is a spindle motor having a chucking device applied to the optical disk player to chuck the disk, the turntable and the rotor yoke is integrally formed to reduce the number of parts compared to the existing chucking device, thereby reducing the manufacturing cost, Since the assembly can be improved, it is excellent in terms of economy and can be applied to various optical disc players.

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Abstract

본 발명의 스핀들 모터는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전되고 디스크가 안착되는 턴 테이블과, 상기 턴 테이블에 일체로 형성된 로터 장착부에 장착되는 로터와, 상기 로터의 내면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 베어링 하우징의 외주면에 고정되는 스테이터로 구성되어, 부품수를 줄이고, 제조비용을 줄일 수 있으며, 모터의 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

Description

스핀들 모터
본 발명은 고속 회전용 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적으로, LDP, CDP, CD-ROM 및 DVD-ROM 플레이어, DVD 플레이어, BD, 3D 플레이어 등과 같은 광디스크 플레이어는 로딩 메커니즘에 의해 디스크를 턴테이블 상에 로딩시키면서 디스크의 정중앙에 관통 형성된 장착공을 클램핑 유닛인 척으로서 클램핑하여 끼워 고정하고, 척에 클램핑된 디스크를 구동수단인 스핀들 모터의 구동원에 의해서 일방향 회전시키면서 그 반경 방향으로 이동하는 광픽업 유닛에 의해 디스크에 기록된 정보를 재생하는 장치이다.
스핀들 모터는 베어링과 회전축 사이에 일정한 접촉구간을 유지하여 회전축을 회전 가능하게 지지함으로써 고정도의 회전특성을 유지할 수 있고, 이로 인해 하드디스크 드라이브(HDD), 광디스크 드라이브(ODD) 및 기타 고속회전을 요망하는 기록매체의 구동수단으로 널리 채용되고 있다.
이러한 고속회전을 요망하는 스핀들 모터는 나날이 소형화되는 전자기기의 발전에 부응하도록 박형화 및 경량화가 요구되고 있으며, 이러한 스핀들 모터의 일례가 한국 공개실용신안공보 20-2010-0003934(2010년04월15일)에 개시되어 있다.
한국 공개실용신안공보 20-2010-0003934에 개시된 종래 기술의 스핀들 모터는 베이스에 고정되는 베어링 하우징과, 베어링 하우징의 내부에 압입된 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 베어링 하우징의 외주면에 고정되는 고정자와, 회전축에 고정되고 고정자와 일정 갭을 두고 배치되는 회전자와, 회전자의 상면에 배치되고 회전축에 고정되어 디스크가 안착되는 턴 테이블을 포함한다.
고정자는 베어링 하우징의 외주면에 고정된 코어와, 코어에 권선된 코일로 구성되고, 회전자는 하면이 개방된 원통형으로 마련되어 베어링 하우징 상측의 회전축 외주면에 고정된 로터 요크와, 로터 요크의 내주면에 결합되어 고정자와 대향하는 마그네트로 구성된다.
이와 같은 종래의 스핀들 모터는 코일에 전류가 인가되면, 코일과 마그네트 사이에 형성되는 전자기장에 의하여 마그네트가 회전하고, 이로 인해 로터 요크 및 회전축이 회전하는 것이다. 그러면, 회전축에 고정된 턴테이블이 회전축과 일체로 회전되고, 턴 테이블에 안착된 디스크가 회전된다.
하지만, 종래의 스핀들 모터는 로터 요크와 디스크가 안착되는 턴 테이블이 별도로 분리되어 각각 별도로 조립되기 때문에 제조공정이 복잡해지고 제조비용이 증가되는 문제가 있다.
또한, 종래의 스핀들 모터는 회전축에 로터 요크와 턴 테이블이 각각 별도로 결합되므로 제조공정이 늘어나고 회전축의 회전중심을 정밀하게 맞추기 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 턴 테이블과 로터 요크를 일체로 형성하여 부품수를 줄이고, 제조비용을 줄일 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 턴 테이블과 로터 요크가 일체로 형성되므로 조립시 회전축에 턴 테이블만 조립하면 되므로 조립 공정을 단축할 수 있는 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 턴 테이블과 로터 요크가 일체로 형성되므로 회전축에는 턴 테이블만 조립되므로 회전축과 턴 테이블의 회전 중심만 일치시키면 되므로 회전시 턴 테이블의 진동을 줄이고, 정밀한 회전이 가능한 스핀들 모터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스핀들 모터는 베어링 하우징과, 상기 베어링 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전되고 디스크가 안착되는 턴 테이블과, 상기 턴 테이블에 일체로 형성된 로터 장착부에 장착되는 로터와, 상기 로터의 내면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 베어링 하우징의 외주면에 고정되는 스테이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 턴 테이블은 합성수지 재질이고, 금형에 의해 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 턴 테이블은 디스크가 안착되는 바디와, 상기 바디의 내주면에 일체로 형성되어 회전축에 고정되는 회전축 고정부와, 상기 바디의 하측방향으로 일체로 연장되고 원통 형태로 형성되어 로터가 장착되는 로터 장착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바디의 상면에는 회전시 디스크의 슬립을 방지하기 위한 고무 재질의 슬립 방지링이 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 회전축 고정부는 상기 바디의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되는 제1고정부와, 제1고정부의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되며 회전축이 고정되는 결합홀이 형성되는 제2고정부로 구성되고, 상기 바디와 제1고정부 사이는 제1공간부가 형성되고, 상기 제1고정부와 제2고정부 사이는 제2공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 로터 장착부는 상기 바디의 외경보다 작은 외경을 갖고 바디의 하면에서 하측방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 스핀들 모터는 턴 테이블의 하측에 턴 테이블과 일체로 로터 요크부가 형성되고, 이 로터 요크부의 내면에 마그넷 및 백요크가 설치되도록 함으로써, 부품수를 줄일 수 있고, 이에 따라 제조비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 스핀들 모터는 턴 테이블과 로터 요크가 일체로 형성되므로 회전축에는 턴 테이블만 장착하면 되므로 조립공정을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 스핀들 모터는 회전축에는 턴 테이블만 장착되어 회전축과 턴 테이블의 회전중심만 일치시키면 되므로 회전시 턴 테이블의 진동을 감소시키고 정밀한 회전이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴 테이블의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 디스크가 안착된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 스핀들 모터는 고속 회전이 요구되는 스핀들 모터뿐만 아니라 저속 회전용 모터에 모두 적용 가능하며, 브러시리스(brushless) DC 모터 또는 DC 모터에도 모두 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴 테이블의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴 테이블에 디스크가 안착된 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베어링 하우징(10)과, 베어링 하우징(10)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(50)과, 회전축(50)에 고정되어 회전축(50)과 같이 회전되고 디스크(100)가 안착되는 턴 테이블(20)과, 턴 테이블(20)에 장착되어 턴 테이블(20)과 같이 회전되는 로터(30)와, 로터(30)의 내면에 일정 갭을 두고 배치되고 베어링 하우징(10)의 외주면에 고정되는 스테이터(40)를 포함한다.
베어링 하우징(10)은 상측이 개방되고 하측은 막힌 원통 형태로 형성되고, 그 내주면에는 베어링(60)이 압입 고정되고, 하측 외주면에는 베이스 플레이트(12)가 고정된다.
베이스 플레이트(12)는 베어링 하우징(10) 및 스테이터(40)를 전체적으로 고정 지지하며, 예를 들어, 스핀들 모터가 설치되는 다양한 디스크 드라이브 장치에 고정 설치될 수 있도록 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
그리고, 베이스 플레이트(12)는 스테이터(40)의 하측에 배치되며 스테이터(40)에 대한 구동신호를 인가하는 인쇄회로기판(PCB)(14)이 코킹 등의 방법으로 고정된다. 인쇄회로기판(PCB)(14)에는 디스크 드라이브 장치 본체로부터 스핀들 모터를 제어하기 위한 구동신호가 예를 들어, FFC(Flexible Flat Cable)를 통하여 인가되고 있다.
베이스 플레이트(12)는 주로 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 경량 재질 또는 철계 합금으로 이루어지는 것이 바람직하나, 다른 금속재질 또는 합성수지로 제작될 수 있다. 이 경우, 베이스 플레이트(12)는 열가소성 또는 열경화성 수지를 사용하여 사출 성형되는 베어링 하우징(10)의 제작 시에 인서트 사출(insert injection, insert molding) 방법으로 베어링 하우징(10)과 일체화가 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 베어링 하우징(10)과 베이스 플레이트(12)를 동일한 수지를 사용하여 일체화하는 것도 물론 가능하다.
베어링(60)은 중앙에 원형의 관통구멍을 구비하여 회전축(50)이 이 관통구멍에 삽입되어 회전 가능하게 지지된다. 회전축(50)의 하단에는 요홈(52)이 형성되고, 이 요홈(52)에는 슬리트 와셔(slit washer)(62)가 삽입되어 회전축(50)이 회전될 때 상승하는 것을 방지한다.
슬리트 와셔(62)는 베어링 하우징(10)의 하측에 내경이 좁아지게 형성되는 내경 축소부(16)에 안착되고 상면은 베어링(60)의 하면에 걸림된 상태로 되어 배치된다. 따라서, 슬리트 와셔(62)는 베어링(60)에 의해 걸림된 상태로 되고, 회전축(50)의 요홈(52)에 슬리트 와셔(62)가 걸림되어 회전축(50)이 상승되는 것을 방지하는 역할을 한다.
그리고, 베어링 하우징(10)의 바닥면에는 회전축(50)의 하면이 접촉되어 회전저항을 감소시키기 위한 서포트 와셔(18)가 설치된다.
베어링(60)은 예를 들어, 오일 함유 소결 금속(oil-containing sintered metal)으로 이루어지는 오일레스 베어링(oilless bearing)을 사용할 수 있으며, 실린더 형상으로 이루어져 있다. 즉, 다공성의 구리 합금(Brass 계통)에 오일을 침투시킨 메탈 베어링(Metal Bearing)을 사용할 수 있다.
그리고, 베어링(60) 상측에는 베어링(60) 내에 채워진 오일이 비산되는 것을 방지하기 위한 오일비산방지 와셔(64)가 결합된다.
베어링 하우징(10)은 나일론 66 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 엔지니어링 플라스틱 재료 등의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 사용하여 사출 성형방법으로 제작이 이루어질 수 있다.
스테이터(40)는 링 형상의 몸체로부터 다수의 티스가 방사방향으로 돌출된 코어(42)에 각 티스마다 절연체로 이루어진 보빈(44)이 형성되고, 보빈(44)의 외부에 코일(46)이 권선된 구조를 가진다.
로터(30)는 턴 테이블(20)에 일체로 형성된 로터 장착부(24)의 내면에 장착되는 백요크(32)와, 백요크(32)의 내면에 고정되는 마그넷(34)을 포함한다.
백요크(32)는 무방향성 전기 강판으로 된 복수의 적층된 라미네이션(lamination)으로부터 형성된 자로 형성 재료를 사용한다. 자로 형성 재료는 전기 강판 이외에 코어 손실이 낮고 투자율이 높은 자기 코어 재료라면 모두 채택 가능하다.
백요크(32)는 띠 형태의 강판을 둥글게 말아서 형성할 수 있고, 원형 링 형태로 형성할 수 있다. 이러한 백요크(32) 및 마그넷(34)은 턴 테이블(20)을 성형할 때 인서트 사출에 의해 턴 테이블(20)과 일체로 형성될 수 있고, 접합, 본딩 등 다양한 방법으로 턴 테이블(20)의 로터 장착부(24)에 고정될 수 있다.
여기에서, 로터(30)는 턴 테이블(20)의 하측에 일체로 형성된 로터 장착부(24)에 장착되기 때문에 기존의 로터 케이스나 로터 요크가 불필요하므로 부품수를 줄일 수 있고, 제조공정을 단축할 수 있으며, 제조비용을 줄일 수 있게 된다.
턴 테이블(20)은 하프 하이트(half height) 타입으로서, 척킹 장치와 함께 상부면에 로딩된 기록매체, 즉 디스크(100)가 안착되는 바디(22)와, 바디(22)의 내주면에 일체로 형성되어 회전축(50)에 고정되는 회전축 고정부(70)와, 바디(22)의 하측방향으로 일체로 연장되고 원통 형태로 형성되어 로터(30)가 장착되는 로터 장착부(24)로 구성된다.
여기에서, 턴 테이블(20)은 수지 재질을 사출 성형에 의해 일체로 성형하는 것이 바람직하다.
바디(20)는 원통 형태로 형성되고 그 상면에는 디스크(100)가 안착되는데, 회전시 디스크(100)의 슬립을 방지하기 위한 고무 재질의 슬립 방지링(82)이 부착된다.
그리고, 로터 장착부(24)는 바디(22)의 외경보다 작은 외경을 갖고 바디(22)의 하면에서 하측방향으로 연장되는 원통 형태로 형성되며, 그 내면에 백요크(32) 및 마그넷(34)이 장착된다. 여기에서, 로터 장착부(24)는 백요크(32) 및 마그넷(34)을 지지할 수 있는 충분한 강성을 갖는다.
회전축 고정부(70)는 바디(22)의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되는 제1고정부(72)와, 제1고정부(72)의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되며 관통된 결합홀(76)이 형성되어 회전축(50)이 압입 결합되는 제2고정부(74)로 구성된다.
여기에서, 바디(22)와 제1고정부(72) 사이는 제1공간부(84)가 형성되고, 제1고정부(72)와 제2고정부(74) 사이는 제2공간부(86)이 형성되어 재료를 절약함과 아울러 턴 테이블의 무게를 줄이는 역할을 한다.
그리고, 회전축 고정부(70)는 상단이 바디(22)의 상면에서 돌출되어 디스크(100)의 중앙에 형성되는 개구부(110)가 삽입되는 디스크 삽입부(80)가 마련된다. 그리고, 회전축 고정부(70)의 상측 외주면에는 일정 간격을 두고 탄성력을 갖는 다수의 조(78)가 형성된다. 여기에서, 다수의 조(78)는 디스크(100)의 개구부(110) 내면에 탄성적으로 지지되어 디스크(100)가 수평방향으로 이탈하는 것을 방지한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 턴 테이블(20)에는 백요크(32) 및 마그넷(34)이 장착되는 로터 장착부(24)가 일체로 형성되기 때문에 기존의 로터 케이스나 로터 요크 등의 부품이 불필요하기 때문에 부품수를 줄이고 제조공정을 축소할 수 있다.
그리고, 회전축(50)에는 턴 테이블(20)만 장착되므로 회전축(50)에 로터 케이스나 로터 요크를 결합할 필요가 없어 조립공정이 단축되고, 회전축에 턴 테이블(20)만 조립되므로 회전 중심을 일치시키기가 용이하고, 이에 따라 스핀들 모터의 회전시 소음을 줄일 수 있다.
이와 같이 구성되는 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작용을 살펴보면, 코일(46)에 전류가 공급되면 회전 자계가 발생하여, 코일(46)과 마그넷(34) 사이에 형성되는 전자기력에 의해 로터(30)가 회전된다. 이때, 로터(30)는 턴 테이블(20)에 일체로 형성된 로터 장착부(24)에 장착되기 때문에 턴 테이블(20)이 회전되고, 턴 테이블(20)에 안착된 디스크(100)가 회전된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 조립공정에 대하여 설명한다.
먼저, 베어링 하우징(10)의 하측 외면에 베이스 플레이트(12)를 압입하거나 인서트 사출 등의 방법으로 고정시킨다. 그리고, 베이스 플레이트(12)의 상면에 스테이터(40)에 대한 구동신호를 인가하는 인쇄회로기판(PCB)(14)을 코킹 등의 방법으로 고정시킨다. 그리고, 베어링 하우징의 상측 외면에 스테이터(40)를 고정시킨다.
베어링 하우징(10)의 내면에 베어링(60)을 압입 등의 방법으로 고정시키고, 베어링(60)의 내면에 회전축(50)을 삽입하여 회전 가능하게 지지한다. 이때, 베어링 하우징(10)에는 슬리트 와셔(slit washer)(62)가 삽입되고 회전축(50)의 하면에 형성된 요홈(52)에 끼워진다.
그리고, 턴 테이블(20)에 로터(30)를 결합한다. 즉, 턴 테이블(20)의 하면에 형성된 로터 장착부(24)의 내면에 백요크(32)를 고정시키고, 백요크(32)의 내면에 마그넷(34)을 고정시킨다. 여기에서, 백요크(32) 및 마그넷(34)은 턴 테이블(20)을 성형할 때 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 로터(30)가 결합된 턴 테이블(20)을 회전축(50)의 상면에 결합시키면 조립이 완료된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 스핀들 모터는 턴 테이블(20)에 형성된 로터 결합부(24)에 로터(30)가 고정되기 때문에 기존의 로터 케이스가 불필요하므로 조립공정 단축 및 부품수를 줄일 수 있다.
그리고, 회전축(50)에는 턴 테이블(20)만 조립하면 되므로 기존의 회전축에 로터 케이스를 조립할 필요가 없어 조립 공정을 단축하고, 회전축의 회전 중심을 일치시키기 용이하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 광디스크 플레이어에 적용되어 디스크를 척킹하는 척킹장치가 구비된 스핀들 모터로서, 턴 테이블과 로터 요크가 일체로 형성되어 기존의 척킹장치에 비해 부품수를 줄일 수 있어 제조비용을 줄일 수 있고, 조립성이 향상될 수 있어 경제적인 측면에서 탁월하고, 다양한 광디스크 플레이어에 적용이 가능하다.

Claims (6)

  1. 베어링 하우징;
    상기 베어링 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축;
    상기 회전축에 고정되어 회전축과 같이 회전되고 디스크가 안착되는 턴 테이블;
    상기 턴 테이블에 일체로 형성된 로터 장착부에 장착되는 로터; 및
    상기 로터의 내면에 일정 갭을 두고 배치되고 상기 베어링 하우징의 외주면에 고정되는 스테이터를 포함하는 스핀들 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 턴 테이블은 합성수지 재질이고, 금형에 의해 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 턴 테이블은 디스크가 안착되는 바디와,
    상기 바디의 내주면에 일체로 형성되어 회전축에 고정되는 회전축 고정부와,
    상기 바디의 하측방향으로 일체로 연장되고 원통 형태로 형성되어 로터가 장착되는 로터 장착부를 포함하는 스핀들 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디의 상면에는 회전시 디스크의 슬립을 방지하기 위한 고무 재질의 슬립 방지링이 부착되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 회전축 고정부는 상기 바디의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되는 제1고정부와, 제1고정부의 내면에 일정 간격을 두고 일체로 연결되며 회전축이 고정되는 결합홀이 형성되는 제2고정부로 구성되고,
    상기 바디와 제1고정부 사이는 제1공간부가 형성되고, 상기 제1고정부와 제2고정부 사이는 제2공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 로터 장착부는 상기 바디의 외경보다 작은 외경을 갖고 바디의 하면에서 하측방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
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