KR100193573B1 - 에어 베어링 타입의 스핀들 모터 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 반구형 타입의 에어베어링을 사용하는 스핀들 모터에 있어서, 에어베어링을 삽입 고정되는 샤프트에 공기 유입홀을 형성하게 하여 에어베어링의 외부 공기가 상기 샤프트에 형성한 공기 유입홀을 통하여 용이하게 유입되어 에어베어링을 이루는 반구와 반구집 사이의 갭으로 순환되게 함으로써 반구와 반구집이 마찰 및 마모됨이 없이 항상 일정한 갭을 이루면서 회전하게 되어 에어베어링의 수명연장과 소음발생 방지 및 스핀들 모터 자체의 성능이 향상되는 효과가 있게 되는 스핀들 모터의 에어베어링 공기 순환구조이다.

Description

에어 베어링 타입의 스핀들 모터
제1도는 종래의 에어 베어링이 적용된 스핀들 모터의 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 에어 베어링이 적용된 스핀들 모터의 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 샤프트의 요부단면도.
제4도는 제3도의 좌측면도.
제5도는 본 발명에 따른 에어 베어링에서의 공기 순환 흐름을 도시한 요부 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스핀들 모터 2 : 하우징
3 : 허브 4 : 고정자
5 : 마그네트 6 : 에어 베어링
7 : 반구 8 : 반구집
9 : 모터축 9a : 측면홀
9b : 수직홀 9c : 직경홀
10 : 반구홀
본 발명은 반구형 타입의 에어 베어링을 사용하는 스핀들 모터에 있어서, 에어 베어링을 축지지하는 모터축에는 외부로부터 공기를 유입하는 유도로가 형성되게 하여 모터의 구동시 에어 베어링의 원활한 구동을 촉진하므로서 에어 베어링의 수명 및 성능이 향상되도록 하는 에어 베어링 타입의 스핀들 모터에 관한 것이다.
일반적인 스핀들 모터에서 세트내의 공기 청정도를 유지 관리하기 위하여 반구형 타입의 에어 베어링이 사용되기도 한다. 이와같은 반구형 타입의 에어 베어링을 사용하는 스핀들 모터는 제1도에 도시된 바와같이 고정자(4)를 구비한 하우징(2)에 허브(3)를 회전하게 지지되며, 허브(3)의 내주면에는 고정자(4)에 대향하도록 N, S극이 착자되도록 한 마그네트(5)가 마련된다.
허브(3)는 모터축(9)에 의해서 하우징(2)에 지지되며, 모터축(9)에는 반구형 타입이 에어 베어링(6)이 구비된다. 에어 베어링(6)은 상, 하로 2개의 반구(7)와 그 반구(7)를 외측에서 지지하는 반구집(8)으로 구성된다.
반구(7)의 중앙에는 모터축(9)이 관통하면서 고정되고, 반구집(8)은 허브(3)의 내주면에 고정된다.
이러한 반구(7)와 반구집(8) 사이에는 통상 미세한 갭(G)이 형성되며, 모터축(9)의 하단은 하우징(2)에 부착되는 라벨(12)에 의해 커버되고, 상단은 세트(11)에 의해서 커버된다.
이와같은 스핀들 모터(1)는 고정자(4)에 전류가 인가되면서 그와 대향하는 마그네트(5)와 상호작용에 의해 전자기력을 발생하면서 플레밍의 왼손법칙에 의하여 허브(3)를 회전시키게 된다.
이때 허브(3)는 모터축(9)에 고정되어 있는 반구(7)와 허브(3)에 고정되는 반구집(8)간 갭(G)에 의해 원활하게 회전할 수가 있게 된다.
하지만 허브(3)가 회전하기 시작하는 시점에서 에어 베어링(6)을 이루는 반구(7)와 반구집(8)간에는 반구(7)의 자중에 의해서 서로 접촉되는 상태를 유지하게 되므로 허브(3)가 회전하기 시작하면 반구(7)와 반구집(8)간에서는 서로 마찰이 유발된다.
이러한 마찰작용은 특히 에어 베어링(6)의 상, 하단이 각각 세트(11)와 라벨(12)로서 커버되어 있게 되므로 반구(7)와 반구집(8)사이로 공기가 유입될 수 있는 여유가 없게 되고, 따라서 공기 순환이 제대로 이루어지지 않게 된다.
이로서 에어 베어링(6)의 반구(7)와 반구집(8)간 접촉면으로는 심한 마찰에 의한 마모를 발생시키게 되는 동시에 모터(1)자체의 구동성을 저해하게 되며, 특히 에어 베어링(6)을 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 고려하여 에어 베어링에 공기의 유입을 용이하게 하면서 제대로 공기가 순환할 수 있도록 하는 공기 유도로를 모터축에 마련하여 모터의 수명을 연장시키는 동시에 구동성능이 향상되도록 하는 스핀들 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 반구와 면결합되는 모터축의 외주면 일부를 축방향으로 면가공하여 반구와 면결합되지 않는 측면홀을 형성하고, 모터축의 중심에는 축방향으로 관통되게 수직홀이 형성되며, 상기 수직홀과 상, 하 반구의 사이를 방사상으로 관통하게 하면서 측면홀과 연통되는 수평홀이 형성되도록 하여 반구와 반구간 및 반구와 반구집간 갭으로 항상 공기가 유입되어 일정한 갭이 유지될 수 있도록 하는 것이 특징이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제3도와 제4도는 본 발명의 요부를 도시한 것으로서, 본 발명은 스핀들 모터의 에어 베어링 구조에서 에어 베어링에 고정되는 모터축(9)의 형상을 변경되도록 한 것이다.
즉 하단부가 하우징에 의해서 지지되는 모터축(9)은 우선 상단으로부터 외주면 일부를 축방향으로 면가공하여 반구(7)와 결합시 반구(7)의 내주면과 면접촉되지 않는 측면홀(9a)이 형성되도록 한다.
또한 모터축(9)에는 중앙을 축방향으로 관통하게 하여 수직홀(9b)을 형성하며, 상기 수직홀(9b)은 다시 측방 즉 반구(7)와 반구(7)간 틈새(10)와 연통되게 하여 수평홀(9c)을 형성하되 상기 수평홀(9c)은 모터축(9)의 외주면으로 형성한 측면홀(9a)와 동시에 연통되게 방사상으로 형성되도록 한 구조이다.
따라서 반구(7)와 반구(7)간 틈새(10)에서는 측면홀(9a)을 통한 공기 유도로와 수직홀(9b)을 거쳐 수평홀(9c)을 통해 연결되는 공기 유도로가 합쳐지게 된다.
이로서 고정자에 전원이 인가되므로서 고정자와 마그네트간 전자기력에 의해 허브(3)가 회전하기 시작하면 제5도에서와 같이 외부로부터 측면홀(9a)과 수직홀(9b) 및 수평홀(9c)을 통해서 공기기 유입되어 반구(7)와 반구(7)간 틈새(10)로 유도된다.
이렇게 유도되는 외부의 공기는 다시 반구(7)와 반구집(8)간 상, 하 갭(G)을 통해 유동하게 되므로서 원활한 공기의 유동 구조를 이루게 된다.
이와같은 공기의 유동은 허브(3)를 최초 회전시키게 되는 시점에서 상, 하 반구(7)간 접촉되어 있는 상태를 서로 이격시키게 될 뿐만 아니라 상, 하 갭(G)을 일정하게 유지시킬 수가 있게 되므로 반구(7)와 반구(7)간 접촉과 반구(7)와 반구집(8)간 접촉에 의해 마찰을 방지시킬 수가 있게 된다.
특히 반구(7)간 마찰 및 반구(7)와 반구집(8)간 마찰 방지는 이들의 마찰로 인한 마모를 방지시킬 수가 있게 되므로 그 사용수명을 대폭 연장시키게 될 뿐만 아니라 보다 조용한 구동성을 유지시킬 수가 있게 되어 모터의 구동성능을 향상시키게 되는 이점이 있게 된다.
또한 이와같은 모터의 구동은 사용자로 하여금 신뢰성을 증대시키게 된다.

Claims (1)

  1. 하우징과 허브간을 반구형 에어 베어링으로 지지하는 스핀들 모터에 있어서, 상기 에어 베어링의 반구와 면결합되는 모터축의 외주면 일부를 축방향으로 면가공하여 반구와 면결합되지 않는 측면홀을 형성하고, 모터축의 중심에는 축방향으로 관통되게 수직홀이 형성되며, 상기 수직홀과 상, 하 반구의 사이를 방사상으로 관통되게 하면서 측면홀과 연통되는 수평홀이 형성되도록하여 반구와 반구간 및 반구와 반구집간 갭으로 항상 공기가 유입되면서 일정한 갭이 유지될 수 있도록 하는 에어 베어링 타입의 스핀들 모터.
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