KR20130087711A

KR20130087711A - 스핀들 모터

Info

Publication number: KR20130087711A
Application number: KR1020120008776A
Authority: KR
Inventors: 김지혜
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-07

Abstract

제조수율을 향상시킬 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있는 스핀들 모터가 개시된다. 상기한 스핀들 모터는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 코일이 권선되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어가 설치되며, 상기 코일이 인출되기 위한 관통공이 형성되는 베이스부재 및 상기 베이스부재의 저면에 설치되며, 상기 관통공에 삽입되는 부시부를 구비하는 회로기판을 포함한다.

Description

스핀들 모터{Spindle motor}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것이다.

정보 저장 장치들 중의 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive)는 읽기/쓰기 헤드(read/write head, 이하에서는 '헤드'라 함)를 사용하여 디스크에 데이터를 기록하거나, 디스크에 저장된 데이터를 재생하는 장치이다.

이러한 하드 디스크 드라이브에 있어서, 헤드는 회전하는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 액추에이터에 의해 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행한다.

최근, PMP, PDA, 캠코더, MP3 플레이어, 랩탑(laptop) 컴퓨터 및 네이게이션 장치 등의 휴대용 전자기기는 점차 고기능화되면서 보다 대용량의 정보를 저장할 수 있는 하드 디스크 드라이브를 채용하고 있다.

이러한 휴대용 전자 기기의 휴대성 향상을 위한 경박단소화의 추세에 따라 매우 작은 직경의 디스크를 사용하는 소형의 하드 디스크 드라이브가 채용된다.

그리고, 상기한 하드 디스크 드라이브는 디스크, 디스크를 회전시키기 위한 모터, 헤드 및 엑추에이터를 구비하고, 이들은 베이스와 커버로 이루어지는 하우징에 수용되어 보호된다.

한편, 디스크를 회전시키기 위한 모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기적 에너지를 역학적 에너지로 변경하여 주는 장치로써, 기본적으로 마그네트와 코일의 전자기적 상호작용에 의하여 디스크를 회전시키는 구동력을 발생시킨다.

그리고, 디스크를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키기 위해서는 상기한 코일이 외부와 전기적으로 연결되어 외부로부터 전류가 공급되어야 한다. 이를 위해 코일의 일단부가 베이스를 관통하여 베이스와 커버로 이루어지는 하우징의 내부공간으로부터 외부로 인출되어 회로기판에 접합 설치되어야 한다.

그리고, 코일의 일단부를 인출한 후 코일의 일단부가 인출된 인출공을 폐쇄하여 누전이 발생되는 것을 방지하여야 한다.

그런데, 이와 같이 회로기판을 설치함과 동시에 인출공을 폐쇄하기 위한 구성을 설치하여야 하므로, 제조수율이 저하되는 문제가 있다.

하기의 특허문헌에는 코일을 베이스부재의 하부로 인출하기 위한 코일인출구조가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 특개2010-218612호

제조수율을 향상시킬 수 있으며, 제조비용을 절감시킬 수 있는 스핀들 모터를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 코일이 권선되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어가 설치되며, 상기 코일이 인출되기 위한 관통공이 형성되는 베이스부재 및 상기 베이스부재의 저면에 설치되며, 상기 관통공에 삽입되는 부시부를 구비하는 회로기판을 포함한다.

상기 회로기판은 배선패턴이 형성된 바디와, 상기 바디로부터 연장되는 연장부 및 상기 연장부의 단부에 돌출되어 형성되는 상기 부시부를 구비할 수 있다.

상기 바디에는 상기 연장부에 인접 배치되어 상기 코일이 접합되는 접합부가 구비될 수 있다.

상기 연장부에는 상기 코일이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 회로기판은 연성재질로 이루어질 수 있다.

부시부를 구비하는 회로기판을 통해 제조수율을 향상시킬 수 있으며, 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 부시부가 일체로 구비되는 회로기판을 베이스부재에 장착하여 제조공정을 줄일 수 있으며, 나아가 부시부가 회로기판에 일체로 형성되므로 제조비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스부재와 회로기판을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 회로기판을 나타내는 저면도이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 회로기판을 나타내는 저면도이다.

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 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 베이스부재와 회로기판을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 회로기판을 나타내는 저면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 슬리브(120), 샤프트(130), 스러스트 플레이트(140), 캡부재(150), 로터 허브(160) 스테이터 코어(170) 및 회로기판(180)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 구동시키는 기록 디스크 구동 장치에 채용되는 모터일 수 있다.

여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때 상,하 방향, 즉 샤프트(130)의 상부로부터 하부를 향하는 방향 또는 샤프트(130)의 하부로부터 상부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 볼 때 좌,우 방향, 즉 로터 허브(160)의 외주면으로부터 샤프트(130)를 향하는 방향, 또는 샤프트(130)로부터 로터 허브(160)의 외주면을 향하는 방향을 의미한다.

그리고, 원주방향은 로터 허브(160)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.

베이스부재(110)는 슬리브(120)가 설치되는 돌출부(112)를 구비할 수 있다. 돌출부(112)는 축방향 상측을 향하여 돌출되도록 형성되며, 슬리브(120)는 돌출부(112)에 삽입되어 설치된다.

그리고, 돌출부(112)의 외주면에는 코일(172)이 권선되는 스테이터 코어(170)가 설치될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(170)는 돌출부(112)의 외주면에 형성된 안착면(112a)에 안착된 상태에서 접착제 또는/및 용접에 의해 고정 설치된다.

한편, 베이스부재(110)에는 돌출부(112)의 주위에 배치되도록 관통공(114)이 형성될 수 있다. 그리고, 스테이터 코어(170)에 권선된 코일(172)의 리드부(172a)는 관통공(114)을 통해 베이스부재(110)의 상부측으로부터 하부측으로 인출될 수 있다.

또한, 베이스부재(110)에는 로터 허브(160)의 과부상을 방지하기 위한 풀링 플레이트(104)가 설치될 수 있으며, 풀링 플레이트(104)는 환고리 형상을 가질 수 있다.

슬리브(120)는 상기한 바와 같이 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 간극(B1)을 형성한다. 이 베어링 간극(B1)에 윤활유체가 충진된다.

또한, 슬리브(120)의 내부면에는 샤프트(130)의 회전시 상기한 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체를 펌핑하여 유체 동압을 발생시키도록 동압 그루브(미도시)가 형성될 수 있다.

그리고, 슬리브(120)의 하단부에는 베어링 간극(B1)에 충진된 윤활유체가 하부측으로 누설되는 것을 방지하기 위하여 커버부재(103)가 설치될 수 있다. 즉, 슬리브(120)의 하단부에는 커버부재(103)가 설치될 수 있도록 상부측으로 만입되어 형성되는 만입홈(124)이 형성될 수 있다.

한편, 슬리브(120)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)가 삽입되는 삽입홈(126)이 형성되며, 삽입홈(126)의 외측에는 캡부재(150)가 고정 설치되도록 접합홈부(128)가 형성될 수 있다.

샤프트(130)는 슬리브(120)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기에서 살펴본 바와 같이, 샤프트(130)는 슬리브(120)의 축공(122)에 삽입 배치된다.

또한, 샤프트(130)의 상단부에는 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 순차적으로 설치될 수 있다. 즉, 스러스트 플레이트(140)의 상부에 로터 허브(160)가 배치될 수 있도록 스러스트 플레이트(140)와 로터 허브(160)가 샤프트(130)에 설치될 수 있다.

스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상부에 배치되도록 샤프트(130)에 고정 설치된다. 즉, 샤프트(130)가 슬리브(120)에 설치되는 경우 스러스트 플레이트(140)는 슬리브(120)의 상단부에 형성되는 삽입홈(126)에 삽입 배치된다. 이를 위해 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)의 상단부에 고정 설치된다.

한편, 스러스트 플레이트(140)의 저면 또는 삽입홈(126)의 바닥면 중 적어도 하나에는 스러스트 플레이트(140)의 회전 시 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 스러스트 동압홈(미도시)이 형성될 수 있다.

그리고, 스러스트 플레이트(140)는 샤프트(130)가 관통될 수 있도록 설치홀(142)이 형성되는 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.

캡부재(150)은 슬리브(120)에 고정 설치되며, 스러스트 플레이트(140)와 함께 기액계면(윤활유체와 공기와의 계면)을 형성토록 경사면(152)이 구비될 수 있다.

한편, 경사면(152)은 캡부재(150)의 저면에 형성되며, 윤활유체와 공기와의 계면, 즉 기액계면은 경사면(152)과 스러스트 플레이트(140) 상면 사이 공간에 배치될 수 있다.

로터 허브(160)는 원반형상을 가지는 바디(162)와, 바디(162)의 가장자리로부터 축 방향 하부를 향하여 연장 형성되는 마그넷 결합부(164)와, 마그넷 결합부(164)로부터 반경방향으로 연장 형성되어 디스크가 안착되는 디스크 안착부(166)를 구비할 수 있다.

바디(162)에는 샤프트(130)에 고정 설치되기 위한 장착홀(162a)이 구비될 수 있으며, 장착홀(162a)은 바디(162)의 중앙부에 형성될 수 있다.

한편, 마그넷 장착부(164)의 내부면에는 구동 마그넷(105)이 설치되며, 구동 마그넷(105)은 코일(101)이 권선된 스테이터 코어(102)의 선단에 대향 배치된다. 또한, 구동 마그넷(105)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.

여기서, 로터 허브(160)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(102)에 권선된 코일(101)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(105)과 코일(101)이 권선되는 스테이터 코어(102)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(160)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.

이에 따라, 로터 허브(160)가 회전되며, 결국 로터 허브(160)가 고정 결합되는 샤프트(130)가 로터 허브(160)와 연동하여 회전된다.

스테이터 코어(170)에는 코일(172)이 권선되며, 도면에는 자세히 도시하지 않았으나, 원형의 고리 형상을 가지는 코어백과, 코어백으로부터 연장 형성되는 티스부가 구비될 수 있다.

그리고, 코일(172)은 티스부에 권선될 수 있다. 또한, 티스부에 권선된 코일(172)의 리드부(172a)는 베이스부재(110)의 관통공(114)을 통과하여 베이스부재(110)의 하부로 인출될 수 있다.

회로기판(180)은 베이스부재(110)의 저면에 설치되며, 관통공(114)에 삽입되는 부시부(182)를 구비할 수 있다.

보다 자세하게 회로기판(180)은 일예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 바디(184), 연장부(186) 및 부시부(182)를 포함하여 구성될 수 있다.

바디(184)에는 배선패턴(184a)이 형성될 수 있다. 그리고, 바디(184)에는 연장부(186)에 인접 배치되어 코일(172)이 접합되는 접합부(184b)가 구비될 수 있다. 즉, 접합부(184b)는 코일(172)이 용접에 의해 접합될 수 있도록 구리 등의 재질로 이루어질 수 있다.

연장부(186)는 바디(184)로부터 연장 형성된다. 연장부(186)는 바 형상을 가진 바(bar, 186a)와, 바(186a)의 끝단에 형성되는 원형의 원판(186b)으로 이루어질 수 있다.

그리고, 원형의 원판(186b)이 베이스부재(110)의 관통공(114)의 하부에 배치되도록 바(186a)의 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다.

또한, 원형의 원판(186b)에는 코일(172)의 리드부(172a)가 인출될 수 있도록 연통홀(186c)이 형성될 수 있다.

부시부(182)는 연장부(186)의 단부에 돌출되어 형성될 수 있다. 즉, 부시부(182)는 연장부(186)의 원판(186b)으로부터 축방향 상부측으로 돌출 형성될 수 있다.

그리고, 부시부(182)에는 원판(186b)에 형성된 연통홀(186c)에 연결되는 인출홀(182a, 도 1 참조)을 구비할 수 있다. 즉, 코일(172)의 리드부(172a)는 인출홀(182a)과 연통홀(186c)을 통과할 수 있다.

또한, 부시부(182)는 베이스부재(110)의 관통공(114)에 삽입 배치되어 코일(172)의 리드부(172a)와 베이스부재(110)의 접촉을 방지하는 역할을 수행한다.

그리고, 부시부(182)는 베이스부재(110)의 관통공(114)에 접착제에 의해 고정 접합될 수 있다.

그리고, 회로기판(180)은 연성 재질로 이루어질 수 있으며, 일예로서 플렉시블 회로기판일 수 있다.

이와 같이, 회로기판(180)에 부시부(182)가 일체로 형성되므로 회로기판(180)의 설치시 관통공(114)에 부시부(182)를 설치할 수 있다.

이에 따라, 부시부(182)가 별도로 형성되는 경우와 비교하여 제조공정을 줄일 수 있으므로, 제조수율을 향상시킬 수 있다.

즉, 회로기판(180)의 설치 공정만으로, 관통공(114)에 부시부(182)가 삽입 배치될 수 있으므로, 제조공정을 줄일 수 있는 것이다.

그리고, 부시부(182)가 회로기판(180)에 구비되므로, 부품 수를 줄일 수 있으므로, 제조비용을 감소시킬 수 있다.

한편, 회로기판(180)의 설치시, 부시부(182)를 먼저 관통공(114)에 삽입 시킨 후 바디(184)를 베이스부재(110)의 저면에 설치할 수 있어, 회로기판(180)의 설치가 용이할 수 있다.

즉, 부시부(182)와 연장부(184)가 회로기판(180)의 설치위치를 가이드하는 가이드 역할을 함으로써 회로기판(180)의 설치가 용이하며, 정위치에 회로기판(180)이 설치될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 회로기판에 대하여 설명하기로 한다. 즉, 상기한 회로기판의 변형 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 구비되는 회로기판을 나타내는 저면도이다.

회로기판(280)은 베이스부재(110, 도 1 참조)의 저면에 설치되며, 관통공(114, 도 1 참조)에 삽입되는 부시부(미도시, 도 2의 182 참조)를 구비할 수 있다.

보다 자세하게 회로기판(280)은 일예로서, 바디(284), 연장부(286) 및 부시부(282)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기한 바디(284), 연장부(286) 및 부시부(282)는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 구비되는 회로기판(180)의 바디(184), 연장부(186) 및 부시부(182)와 동일한 구성이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.

다만, 연장부(286)에는 코일(172, 도 1 참조)이 삽입되는 삽입홈(286d)이 구비될 수 있다. 즉, 삽입홈(286d)은 코일(172)이 접합부(284b)로 안내하는 역할을 수행한다.

삽입홈(286d)은 연장부(286)의 연통홀(286c)과 바디(284)의 접합부(284b)를 연결하도록 형성될 수 있다.

이와 같이, 삽입홈(286d)에 의해 코일(172)의 리드부(172a)의 접합 작업이 보다 용이하게 수행될 수 있다.

다시 말해, 코일(172)의 리드부(172a)를 접합부(284b)에 접합시키기 위하여 리드부(172a)를 인출하는 경우 리드부(172a)를 삽입홈(286d)에 삽입 배치되도록 함으로써, 정위치에 리드부(172a)의 끝단이 배치될 수 있는 것이다.

100 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 슬리브
130 : 샤프트
140 : 스러스트 플레이트
150 : 캡부재
160 : 로터 허브
170 : 스테이터 코어
180, 280 : 회로기판

Claims

코일이 권선되는 스테이터 코어;
상기 스테이터 코어가 설치되며, 상기 코일이 인출되기 위한 관통공이 형성되는 베이스부재; 및
상기 베이스부재의 저면에 설치되며, 상기 관통공에 삽입되는 부시부를 구비하는 회로기판;
을 포함하는 스핀들 모터.
제1항에 있어서, 상기 회로기판은
배선패턴이 형성된 바디;
상기 바디로부터 연장되는 연장부; 및
상기 연장부의 단부에 돌출되어 형성되는 상기 부시부;
를 구비하는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 바디에는 상기 연장부에 인접 배치되어 상기 코일이 접합되는 접합부가 구비되는 스핀들 모터.
제2항에 있어서,
상기 연장부에는 상기 코일이 삽입되는 삽입홈이 형성되는 스핀들 모터.
제1항에 있어서,
상기 회로기판은 연성재질로 이루어지는 스핀들 모터.