KR100430425B1 - 유체동압 베어링 모터 - Google Patents

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Abstract

모터의 초기 구동시에 오일이 저장된 오일저장갭으로부터 유체동압을 발생시키는 오일홈으로의 오일유입이 원할하도록 그 구조가 개량된 유체동압베어링 모터에 대해 개시한다. 이 유체동압베어링 모터는 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하고, 오일갭을 형성하는 회전자 또는 고정자의 상호 대응면에 오일홈(121)(181)이 형성되어서 오일저장갭(125)으로부터 오일이 유입되도록 된 구조를 가지며, 오일홈(121)(181)과 오일저장갭(125)이 상호 연결되어 통하도록 상호 일부분이 중첩되게 형성된 구조를 가진다.
이와 같은 유체동압베어링 모터는 오일홈(121)(181)과 오일저장갭(125)이 상호 일부분이 중첩되어서 서로 연결되게 되므로 모터의 구동시 오일저장갭(125)으로부터 오일홈(121)(181)으로의 오일유입이 원할하여 초기 구동시 진동등을 방지하여 모터의 구동특성을 향상시킨다.

Description

유체동압 베어링 모터{Fluid dynamic bearing spindle motor}
본 발명은 유체동압베어링 모터(Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor)에 관한 것으로써, 특히 모터의 초기 구동시에 오일이 저장된 오일저장갭으로부터 유체동압을 발생시키는 오일홈으로의 오일유입이 원할하도록 그 구조가 개량된 유체동압베어링 모터에 관한 것이다.
일반적으로 유체동압베어링은 모터의 회전자와 고정자 사이에 일정한 오일갭(oil gap)을 형성하고, 이 오일갭에 일정 점도의 오일을 충전하여서 회전자의 회전시 오일갭에 충전된 오일이 압축되면서 유체동압을 형성하여서 회전자를 회전가능하게 지지하게 한다.
또한, 오일갭을 형성하는 회전자와 고정자의 서로 마주보는 면에는 유체동압의 향상을 위해 오일홈이 형성되어 있다.
도 1은 유체동압베어링을 채용하는 일예의 모터를 개략적으로 나타낸다.
이는 샤프트가 회전되는 축회전형 모터를 나타낸 것으로서, 하우징(10)과 슬리이브(20) 그리고 코어(30)로 이루어지는 고정자와, 샤프트(40)와 허브(50) 및 마그네트(60)로 구성된 회전자로 이루어진다.
슬리이브(20)는 중공형으로 형성되어서 샤프트(40)가 회전가능하게 삽입되도록 이루어지며, 내경면(21)에는 동압발생을 위한 오일홈(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 샤프트(40)의 하단부에는 원판의 고리형상의 스러스트 플레이트(thrust plate;70)가 샤프트(40)와 함께 회전 가능하게 결합되며, 하우징(10)의 내부 중심부에는 코일이 감겨지게 한 코어(30)가 고정 장착된다.
상기 스러스트 플레이트(70)의 상부면과 대응되는 상기 슬리이브(20)의 내주면에는 오일이 유입되는 오일홈(21)이 형성되어 있고, 스러스트 플레이트(70)의 외주면과 이에 대응되는 슬리이브(20) 사이에는 오일이 저장되는 오일저장갭(25)이 형성되어 있다.
한편, 상기 슬리이브(20)의 하단부에는 커버플레이트(80)가 결합고정되어서 스러스트 플레이트(70) 및 샤프트(40)가 회전 가능하게 지지된다.
그리고, 상기 슬리이브(20)의 내경부에 회전가능하게 삽입된 샤프트(40)의 상단에는 허브(50)가 일체로 결합되며, 이 허브(50)는 하향 개방된 캡 형상으로서 연장단부의 내경면에는 코어(30)의 외경면과 마주보게 마그네트(60)가 설치된다.
이와 같은 구조에서 슬리이브(20)의 내경면과 샤프트(40) 및 스러스트(70)와의 사이에는 미세하게 오일갭(Gap)이 형성되며, 이 오일갭에는 소정의 점성을 갖는 오일이 채워지게 된다.
이러한, 오일갭 내의 오일은 샤프트(40)의 회전시 슬리이브(20)의 저널방향의 유체동압발생용 오일홈(미도시)과 스러스트 플레이트(70)의 스러스트방향 동압발생용 오일홈(21)으로 집중되면서 오일갭이 항상 균일하게 유지되도록 하여 샤프트(40)가 안정되게 구동될 수 있도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 축회전형 유체동압 베어링 모터는 외부로부터의 전원이 코어(30)에 전달되면, 상기 코어(30)와 마그네트(60) 사이의 상호 전자기력에 의해 마그네트(60)가 부착된 허브(50)가 회전되며, 이로서 허브(50)와 결합된 샤프트(40)가 동시에 회전되게 된다.
이러한 모터의 구동시 슬리이브(20)의 내경부에 회전가능하게 결합된 샤프트(40)는 슬리이브(20)의 내경면(21) 또는 샤프트(40)의 외경면에 형성된 오일홈(미도시)에 발생되는 레이디얼(radial)방향의 유체동압과, 스러스트 플레이트(70)와 슬리이브(20) 사이의 스러스트(thrust)방향의 유체동압에 의해서슬리이브(20)의 내경면(21)과는 비접촉되는 상태에서 원활하게 회전될 수 있게 된다.
그러나 상기와 같은 구조의 유체동압베어링을 채용한 모터는 오일홈(21)과 오일저장갭(25)이 상호 수마이크로미터(수㎛)의 간극에 의해서 연통되는 구조를 가지므로써, 모터의 초기 구동시 오일저장갭(25)으로부터 오일이 오일홈(21)으로 원할하게 공급되지 아니하여 초기 구동시 모터의 진동특성이 저하되는 문제점이 있다.
이를 위해서 도 2에 도시된 바와 같이, 스러스트 플레이트(70)의 상하면에 오일홈(71)을 형성하고, 슬리이브(20)와 커버플레이트(80)에 각각 상기 오일홈(71)과 오일저장갭(25) 사이를 연결하는 연결홈(22)(81)을 형성하여서, 모터의 초기 구동시 오일저장갭(25)으로부터 오일홈(71)으로 오일이 원할하게 유입되도록 한 모터가 채택되기도 한다.
그러나 이와 같은 구조의 모터는 오일홈(71)과 오일저장갭(25) 사이를 연결하기 위하여 연결홈(22)(81)을 형성하여야 하는 추가 가공공정이 요구되고 비용상승을 초래한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 모터의 구동시 오일저장갭으로부터 오일홈으로의 오일 유입이 원할하도록 하여 모터의 초기 구동시 진동을 방지하고 모터의 초기 구동특성을 향상시킨 유체동압베어링 모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 통상의 유체동압베어링 모터를 나타낸 개략단면도,
도 2는 종래 다른 유체동압베어링 모터를 나타낸 요부 단면도,
도 3은 본 발명 유체동압베어링 모터를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100...하우징 120...슬리이브
121...(슬리이브의)오일홈 125...오일저장갭
130...코어 140...샤프트
150...허브 160...마그네트
170...스러스트 플레이트 180...커버플레이트
181...오일홈
상기 목적을 달성하는 본 발명은 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하고, 상기 오일갭을 형성하는 회전자 또는 고정자의 상호 대응면에 오일홈이 형성되어서 오일저장갭으로부터 오일이 유입되도록 된 유체동압베어링 모터에 있어서,
상기 오일홈이 상기 오일저장갭과 상호 연결되어 통하도록 상호 일부분이 중첩되게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 유체동압베어링 모터에 있어서, 상기 고정자는 하우징과, 상기 하우징의 중앙부에 고정되며 그 중심부에 축공이 형성된 슬리이브와, 상기 하우징의 중앙부 둘레에 고정되며 코일이 권선된 코어를 포함하고,
상기 회전자는 상기 축공에 회전가능하게 결합되는 샤프트와, 상기 샤프트의 하단부에 결합고정되며 상기 슬리이브와의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트방향의 유체동압을 형성하는 스러스트 플레이트와, 상기 샤프트의 상단부에 결합고정되며 하향 연장된 연장단부 내경면에 코어와의 상호작용에 의해 전자기력을 발생시키는 마그네트가 부착된 허브를 포함하며,
상기 오일홈은 상기 스러스트 플레이트의 상면과 대응되는 상기 슬리이브면에 형성되고, 상기 오일저장갭은 상기 스러스트플레이트의 외주면과 상기 슬리이브 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 유체동압베어링 모터는 오일홈과 오일저장갭이 상호 일부분이 중첩되어서 서로 연결되게 되므로 모터의 구동시 오일홈으로의 오일유입이 원할하여 초기 구동시 진동등을 방지하여 모터의 구동특성을 향상시킨다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명 일 실시예의 유체동압베어링 모터를 나타낸 도 3을 참조하면, 이는 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하고, 상기 오일갭을 형성하는 회전자 또는 고정자의 상호 대응면에 오일홈이 형성되어서 오일저장갭으로부터 오일이 유입되도록 된 구조를 가진다.
상기 고정자는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 중앙부에 고정되며 그 중심부에 축공이 형성된 슬리이브(120)와, 상기 하우징(100)의 중앙부 둘레에 고정되며 코일이 권선된 코어(130)로 이루어진다.
상기 회전자는 상기 축공에 오일갭(oil gap)을 형성하면서 회전가능하게 결합되는 샤프트(140)와, 상기 샤프트(140)의 상단부에 결합고정되며 하향 연장된 연장단부 내경면에 코어(130)와의 상호작용에 의해 전자기력을 발생시키는 마그네트(160)가 부착된 허브(150)로 이루어진다.
또한, 상기 샤프트(140)의 하부에는 원형의 스러스트 플레이트(thrust plate; 170)가 결합되어서 그 상면과 슬리이브(120)와의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트방향으로 상기 회전자를 지지한다.
또한, 상기 슬리이브(120)의 하단부에는 커버플레이트(180)에 결합고정되며, 이 커버플레이트(180)의 상측으로 스러스트 플레이트(170) 및 샤프트(140)의 하단부가 회전 가능하게 상대 접촉된다.
상기 스러스트 플레이트(170)의 상면과 대응되는 슬리이브(120) 및 상기 스러스트 플레이트(170)의 하면과 대응되는 상기 커버플레이트(180)에는 오일저장갭(125)으로부터 오일이 유입되어 유체동압을 형성하는 오일홈(121)(181)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 특징적 구성으로써 상기 오일홈(121)(181)은 상기 오일저장갭(125)과 상호 연결되어 통하도록 상호 일부분이 중첩되어 형성된다. 따라서 모터의 초기 구동시 오일저장갭(125)으로부터 오일이 오일홈(121)(181)으로 원할하게 유입될 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명 유체동압베어링 모터는 코어(130)에 전원이 인가되면 하우징(100)과 슬리이브(120) 그리고 코어(130)로 이루어지는 고정자에 대해 샤프트(140)와 허브(150) 및 마그네트(160)로 구성된 회전자가 상대회전되게 된다.
고정된 슬리이브(120)와 회전되는 샤프트(140) 사이의 레이디얼방향의 유체동압베어링과, 스러스트 플레이트(170)의 상하면에 대응되는 슬리이브(120)와 커버플레이트(180)에 의해 스러스트(thrust) 방향의 유체동압베어링을 구성한다.
상기와 같이 슬리이브(120)와 샤프트(140) 사이의 레이디얼방향의 유체동압베어링과 상기 스러스트방향의 유체동압베어링에 의해서 샤프트(140)는 원할하게 회전된다.
한편, 모터가 구동되는 동인 오일저장갭(125)으로부터 오일이 상기오일홈(121)(181)으로 유입되면서 동압을 형성하게 되는 바, 이때 오일홈(121)(181)과 오일저장갭(125)이 상호 일부분이 연결되어 통하도록 중첩되게 형성됨으로써 오일의 유입을 원할하게 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다. 예컨대, 상기 오일홈(121)(181)은 대표적으로 상기 슬리이브(120) 및 커버플레이트(180)에 형성되는 것으로 대표적으로 예를들어 설명되었으나, 유체동압이 형성되는 회전자와 고정자의 상호 대응면에 형성될 수 있음은 두말 할 것도 없다.
상술한 바와 같은 본 발명은 유체동압베어링 모터는 오일홈(121)(181)과 오일저장갭(125)이 상호 일부분이 중첩되어서 서로 연결되게 되므로 모터의 구동시 오일저장갭(125)으로부터 오일홈(121)(181)으로의 오일유입이 원할하여 초기 구동시 진동등을 방지하여 모터의 구동특성을 향상시킨다.

Claims (2)

  1. 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하고, 상기 오일갭을 형성하는 회전자 또는 고정자의 상호 대응면에 오일홈이 형성되어서 오일저장갭으로부터 오일이 유입되도록 된 유체동압베어링 모터에 있어서,
    상기 오일홈이 상기 오일저장갭과 상호 연결되어 통하도록 상호 일부분이 중첩되게 형성된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 중앙부에 고정되며 그 중심부에 축공이 형성된 슬리이브(120)와, 상기 하우징(100)의 중앙부 둘레에 고정되며 코일이 권선된 코어(130)를 포함하고,
    상기 회전자는 상기 축공에 회전가능하게 결합되는 샤프트(140)와, 상기 샤프트(140)의 하단부에 결합고정되며 상기 슬리이브(120)와의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트방향의 유체동압을 형성하는 스러스트 플레이트(170)와, 상기 샤프트(140)의 상단부에 결합고정되며 하향 연장된 연장단부 내경면에 코어(130)와의 상호작용에 의해 전자기력을 발생시키는 마그네트(160)가 부착된 허브(150)를 포함하며,
    상기 오일홈(121)은 상기 스러스트 플레이트(170)의 상면과 대응되는 상기 슬리이브(120)면에 형성되고,
    상기 오일저장갭(125)은 상기 스러스트플레이트(170)의 외주면과 상기 슬리이브(120) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.
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