KR100499170B1

KR100499170B1 - 동압 베어링 모터

Info

Publication number: KR100499170B1
Application number: KR10-2003-0001375A
Authority: KR
Inventors: 이호; 박상환
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2005-07-01
Also published as: KR20040064097A; US6897585B2; CN100431244C; JP2004218823A; US20040135447A1; CN1518192A

Abstract

본 발명은 동압 베어링 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조의 동압발생수단을 구비하여 모터축의 고속회전에 대응하고 진동을 크게 줄여 모터의 성능을 향상시키면서도 제작원가가 저렴한 동압 베어링 모터에 관한 것이다.

이에 본 발명에서는 모터축의 외주에 설치되어 지지하는 지지구와, 상기 모터축의 상단에 끼워지는 샤프트 홀더를 구비하는 모터에 있어서, 상기 지지구의 외주면에 동압발생용 그루브를 형성하고, 상기 샤프트 홀더에는 상기 그루브가 형성된 상기 지지구의 외주면에 접하여 상기 지지구를 지지하도록 연장부를 형성한 모터를 제공한다.

이와 같은 본 발명은 동압효과를 나타내어 모터축의 진동을 크게 줄이고, 제작이 용이할 뿐 아니라 제작비가 저렴한 효과가 있다.

Description

동압 베어링 모터{Kinetic Pressure Bearing Motor}

일반적으로 레이저 프린터에 사용되는 스캐너 모터와 같은 고속의 정속모터에는 모터의 고속회전에 대응하여 모터축의 방향이 기울어지지 않고 수직으로 잘 유지하도록 모터축을 지지하는 베어링이 사용되는데, 종래에 주로 사용되는 베어링으로는 소결함유 베어링과 유체동압 베어링이 있다.

첨부한 도 1은 종래의 소결함유 베어링이 설치된 모터의 구조를 도시한 단면도로서, 이를 참조로 종래의 소결함유 베어링 모터의 구성을 살펴보면, 모터축(2)이 삽입가능한 중공부를 가지며 외주면에 돌출부(10a)가 형성된 원통형의 베어링 홀더(10)가 마련되고, 이 베어링 홀더(10)의 외주면에는 상기 돌출부(10a)에 지지되도록 기판(9)이 설치된다.

또한, 상기 베어링 홀더(10)의 외주면에는 코어(8a)에 코일(8)을 권선시킨 스테이터 어셈블리가 결합되어 있다.

한편, 베어링 홀더(10)의 내측에는 모터축(2)이 회전가능하도록 삽입되어 있으며, 이 모터축(2)은 베어링 홀더(10) 내측에 구비된 소결함유 베어링(1)에 의해 수직 및 수평으로 지지받게 된다.

소결함유 베어링(1)은 소결성형공정에 의해 제조되므로 입자들 사이에 많은 공간이 존재하며, 이러한 입자들 사이의 공간에 진공상태에서 오일을 주입합으로써 모터축(2)의 회전시는 물론 초기 기동시 및 정지시에도 항상 오일이 베어링 내측에 골고루 축적될 수 있게 된다.

한편, 모터축(2)의 상단부에는 샤프트 홀더(3)가 끼워지고, 이 샤프트 홀더(3)의 상부로 폴리건 미러(Polygon mirror)(5)가 견고하게 안착된다.

그리고 샤프트 홀더(3)의 하부에는 로터 케이스(Rotor case)(6)가 결합되고, 이 로터 케이스(6)의 내주면에는 코일(8)이 권선된 스테이터 코어(8a)와 소정의 간극을 두고 마주보게 하여 마그네트(7)가 부착되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 소결함유 베어링 모터는 베어링 홀더(10)의 외주면에 장착된 기판(9)을 통해 스테이터 코어(8a)에 권선된 코일(8)에 전류가 인가되면, 스테이터 코어(8a)와 코일(8) 그리고 로터 케이스(6)에 부착시킨 마그네트(7) 사이에서 발생되는 회전 전자기력에 의해서 모터축(2)을 중심으로 서로 결합된 마그네트(7)와 로터 케이스(6) 그리고 샤프트 홀더(3)와 폴리건 미러(5)가 동시에 회전하도록 하는 것이다.

이때, 모터축(2)의 외주면에 설치된 소결함유 베어링(1)이 모터축(2)을 지지하면서 모터축(2)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

이와 같은 종래의 소결함유 베어링(1)을 채용한 모터의 경우 제작이 용이하고 제작원가가 적을 뿐 아니라 상대적으로 내구성이 높은 장점이 있다.

그러나, 이와 같은 장점과는 달리, 모터축(2)과 베어링(1) 사이의 흔들림으로 인한 진동의 발생으로 속도 변동율이 높고, 수명이 짧아지는 단점이 있었다.

따라서, 이와 같은 약점을 극복하기 위한 대책으로 소결함유 베어링(1)과 모터축(2)의 간극을 1~3㎛ 정도로 작게 하거나, 소결함유 베어링(1)의 축방향 길이를 증가시켜 진동을 억제하는 방법이 채택되고 있다.

그러나, 이와 같은 방법에서도 주기적 진동은 감소되지만 비주기적 진동은 그대로 남아있고, 또한 베어링(1)과 모터축(2)의 간극을 작게 하는 방법은 전류의 상승과 기계적 정밀도를 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

한편, 종래의 모터의 다른 예로서, 유체동압 베어링이 설치된 모터는 도 2에 도시한 바와 같이, 모터축(12)이 삽입가능한 중공부가 형성된 원통형의 슬리브(20)가 마련되고, 이 슬리브(20)의 외주면에는 기판(19)이 결합되고, 이 슬리브(20)의 상부측 외주면에는 코어에 코일을 권선시킨 스테이터 어셈블리(18)가 결합된다.

또한, 상기 슬리브(20)에 삽입된 상기 모터축(12)의 상,하 외주면에는 동압을 발생시키기 위한 '〈' 형상의 그루브(11)가 절삭가공에 의해 형성되어 있다.

여기서, 상기 그루브(11)는 모터축(12)의 외주면에 형성되어 있지만, 상기 슬리브(20)의 내주면에 형성할 수 있다.

한편, 모터축(12)의 상단부에는 샤프트 홀더(13)가 끼워지고, 이 샤프트 홀더(13)의 상부로 폴리건 미러(15)가 견고하게 안착된다. 그리고 샤프트 홀더(13)의 하부에는 로터 케이스(16)가 결합되고, 이 로터 케이스(16)에는 내주면에 스테이터 어셈블리(18)와 소정의 간극을 두고 마주보게 하여 마그네트(17)가 부착되도록 한다.

이와 같은 종래의 유체동압 베어링 모터는 스테이터 어셈블리(18)를 구성하고 있는 코어와 코일 그리고 로터 케이스(16)에 부착시킨 마그네트(17) 사이에서 발생되는 회전 전자기력에 의해서 모터축(12)을 중심으로 서로 결합된 마그네트(17)와 로터 케이스(16) 그리고 샤프트 홀더(13)와 폴리건 미러(15)가 동시에 회전되도록 하며, 이때 회전하는 폴리건 미러(15)에 레이저 빔이 주사되면서 반사되도록 하는 것이다.

이와 같은 유체동압 베어링 모터는 상기 그루브(11)에 오일(도시하지 않음)이 도포되어 있어서, 모터축(12)의 회전에 따라 상기 그루브(11)에 오일이 집중되면서 이때의 오일압에 의해 슬리브(20)와 모터축(12)이 서로 접촉되지 않는 상태에서 모터축(12)이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 유체동압 베어링이 설치된 모터의 경우에는 진동에 대하여는 안정적인 효과를 내는 장점이 있으나, 모터축(12)의 외주면 또는 슬리브(20)의 내주면에 그루브를 형성하여야 하므로 제작이 까다롭고 제작비가 비싸게 되어 소결함유 베어링에 비해 고가로 되는 문제점이 있었다.

특히, 동압을 발생시키기 위해 오일을 항상 공급해야 하는 구조이므로 오일공급과 누유방지에 따르는 어려움이 있었다.

또한, 오일이 부족하면 동압효과를 기대할 수 없으며 이 경우 모터축(12)과 슬리브(20)의 잦은 접촉에 의하여 수명이 짧아지고, 잦은 마찰의 발생시 모터축(12)과 슬리브(20)가 눌러붙는 소착현상과 같은 치명적인 결함을 야기하여 모터를 정지시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 동압을 발생하는 보조 동압발생수단을 구비하여 모터축의 고속회전에 안정적으로 대응하고, 진동을 크게 줄여 모터의 성능을 향상시키며, 모터의 수명을 연장시킬 수 있는 동압 베어링 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적으로는 제작이 용이하고 제작비가 저렴한 동압 베어링 모터를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 모터축과, 상기 모터축을 지지하기 위한 지지구와, 상기 모터축의 일단에 결합되는 샤프트 홀더와, 상기 지지구와 상기 샤프트 홀더에 구비되는 보조 동압발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터가 제공된다.

상기 보조 동압발생수단은 상기 지지구의 외주면에 형성된 동압발생용 그루브와, 상기 그루브가 형성된 상기 지지구의 외주면에 접하여 상기 지지구를 지지하도록 상기 샤프트 홀더에 형성된 연장부로 구성된다.

여기서, 상기 지지구는 상기 모터축을 지지하는 제1베어링의 외주면에 설치되는 베어링 홀더이며, 상기 제1베어링은 소결함유 베어링인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지구는 슬리브로 하거나, 상기 모터축을 지지하는 소결함유 베어링으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 모터축과, 상기 모터축을 지지하기 위한 제1베어링과, 상기 모터축 및 제1베어링이 삽입가능한 중공부를 가지며, 외주면에 동압발생용 그루브가 형성되는 베어링 홀더와, 상기 베어링 홀더의 외주면에 지지되도록 설치되는 기판과, 상기 베어링 홀더의 외주면에 설치되는 스테이터 어셈블리와, 상기 모터축에 끼워지며, 상기 그루브가 형성된 상기 베어링 홀더의 외주면에 접하여 상기 베어링 홀더를 지지하는 연장부가 형성된 샤프트 홀더와, 상기 샤프트 홀더의 상부에 견고하게 안착되는 폴리건 미러와, 상기 샤프트 홀더의 하부에 결합되는 로터 케이스와, 상기 로터 케이스의 내주면에 상기 스테이터 어셈블리와 소정의 간극을 두고 마주보게 부착된 마그네트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터가 제공된다.

여기서, 상기 제1베어링은 소결함유 베어링인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 모터축과, 상기 모터축이 삽입가능한 중공부가 형성되고 외주면에 동압발생용 그루브가 형성된 원통형의 슬리브와, 상기 슬리브의 외주면에 결합되는 기판과, 상기 슬리브의 외주면에 결합되는 스테이터 어셈블리와, 상기 모터축에 끼워지며, 상기 그루브가 형성된 슬리브의 외주면에 접하여 상기 슬리브를 지지하는 연장부가 형성된 샤프트 홀더와, 상기 샤프트 홀더의 상부로 견고하게 안착되는 폴리건 미러와, 상기 샤프트 홀더의 하부에 결합되는 로터 케이스와, 상기 로터 케이스의 내주면에 스테이터 어셈블리와 소정의 간극을 두고 마주보게 부착된 마그네트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터가 제공된다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 모터축과, 상기 모터축이 고정되는 하우징과, 스테이터 어셈블리로 이루어지는 고정부재; 상기 모터축의 외주면에 끼워지는 슬리브와, 상기 슬리브의 외주면에 견고하게 결합되는 허브와, 상기 허브의 내주면에 상기 스테이터 어셈블리와 소정의 간격을 두고 설치되는 마그네트로 이루어지는 회전부재; 상기 고정부재와 상기 회전부재에 구비되는 보조 동압발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터가 제공된다.

여기서, 상기 보조 동압발생수단은 상기 하우징의 내주면에 일정부분 삽입되는 상기 허브의 외주면에 형성된 동압발생용 그루브인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 동압 베어링 모터를 실시예를 참조로하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도로서, 본 발명의 동압 베어링 모터는 모터축(32)이 삽입가능한 중공부를 가지며, 외주면에 돌출부(30a)가 형성된 원통형의 베어링 홀더(30)가 마련되고, 이 베어링 홀더(30)의 외주면에는 상기 돌출부(30a)에 지지되도록 기판(39)이 설치된다.

또한, 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에는 코일(38)을 권선시킨 스테이터 코어(38a)가 결합되어 있다.

한편, 베어링 홀더(30)의 내측 중공부에는 상기 모터축(32)이 삽입되며, 이 모터축(32)은 베어링 홀더(30) 내측에 구비된 소결함유 베어링(31)에 의해 수직 및 수평으로 지지받게 된다.

또한, 모터축(32)의 상단부에는 샤프트 홀더(33)가 끼워지고, 이 샤프트 홀더(33)의 상부로 폴리건 미러(Polygon mirror)(35)가 견고하게 안착된다.

그리고 샤프트 홀더(33)의 하부에는 로터 케이스(Rotor case)(36)가 결합되고, 이 로터 케이스(36)의 내주면에는 코일(38)이 권선된 스테이터 코어(38a)와 소정의 간극을 두고 마주보게 하여 마그네트(37)가 부착되도록 한다.

상기와 같은 구성은 종래의 소결함유 베어링 모터와 동일하며, 본 발명은 상기와 같은 종래의 소결함유 베어링 모터에 보조 동압발생수단을 더 구비한 것이다.

즉, 상기 모터축(32)이 회전할 때 동압을 발생시킬 수 있는 별도의 동압발생수단을 구비함으로써, 모터축(32)의 고속회전에 안정적으로 대응하게 하는 것이다.

상기 보조 동압발생수단은 상기 모터축(32)을 중심으로 회전하는 회전부재들(샤프트 홀더(33), 폴리건 미러(35), 마그네트(37) 및 로터 케이스(36))과, 상기 모터축(32)의 회전을 지지하는 고정부재들(소결함유 베어링(31), 베어링 홀더(30), 기판(39) 및 스테이터 코어(38a)) 사이에 동압을 발생시키는 구조를 갖는 것이다.

본 발명에서 일실시예로 제시한 모터에서는 보조 동압발생수단으로 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에 도 4에서 보는 바와 같이, 동압발생용 그루브(30b)를 형성하고, 상기 그루브(30b)가 형성된 베어링 홀더(30)를 지지하도록 상기 그루브(30b)가 형성된 외주면에 접하는 연장부(33a)를 상기 샤프트 홀더(33)에 형성하였다.

상기 연장부(33a)는 상기 샤프트 홀더(33)의 내측면에 하방향으로 길게 형성되어 원통형의 형상을 갖는 것으로, 상기 그루브(30b)에 접하지않고 미세간극을 두며 형성된다.

즉, 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에 별도의 그루브(30b)를 형성하고, 상기 그루브(30b)와 일정한 간극을 가지며 상기 그루브(30b)의 외주면을 감싸도록 상기 샤프트 홀더(33)에 연장부(33a)를 형성하여 모터가 회전시 상기 그루브(30b)와 상기 연장부(33a)에 의해 공기동압이 발생하도록 한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 모터는 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에 장착된 기판(39)을 통해 스테이터 코어(38a)에 권선된 코일(38)에 전류가 인가되면, 스테이터 코어(38a)와 코일(38) 그리고 로터 케이스(36)에 부착시킨 마그네트(37) 사이에서 발생되는 회전 전자기력에 의해서 모터축(32)을 중심으로 서로 결합된 마그네트(37)와 로터 케이스(36) 그리고 샤프트 홀더(33)와 폴리건 미러(35)가 동시에 회전하고, 이때, 모터축(32)의 외주면에 설치된 소결함유 베어링(31)이 모터축(32)을 지지하면서 모터축(32)이 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에 그루브(30b)를 형성하였으므로, 모터축(32)의 회전에 따라 상기 그루브(30b)에 공기의 흐름이 집중되면서 이때의 공기압에 의해 동압이 발생되어 베어링 홀더(30)와 샤프트 홀더(33)가 서로 접촉되지 않는 상태에서 원활하게 회전할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 종래의 소결함유 베어링 모터를 그대로 사용하면서 베어링 홀더(30) 상측의 외면에 그루브(30b)를 가공하고, 그루브(30b)가 형성된 외주면에 샤프트 홀더(33)를 배치하여 베어링 홀더(30)와 샤프트 홀더(33)의 상호작용에 의하여 동압을 발생시키는 구조를 만듦으로써, 저렴한 비용으로 진동의 발생을 억제하여 모터의 성능을 크게 향상시키고 수명을 연장시키는 것이다.

본 발명의 일실시예에서는 소결함유 베어링(31)이 설치된 일반적인 소결함유 베어링 모터에 보조 동압발생수단을 적용하였지만, 상기 소결함유 베어링(31) 이외에 다른 베어링이 설치된 모터에도 모터의 베어링 홀더에 그루브를 형성하고, 샤프트 홀더에 이 그루브가 형성된 외주면을 지지할 수 있는 연장부를 형성함으로써, 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에 상기 그루브(30b)를 형성하여 상기 샤프트 홀더(33)의 연장부(33a)가 감싸도록 형성되어 있는 것을 적용하였지만 이와 반대로 상기 샤프트 홀더(33)의 연장부(33a)의 내주면에 상기 그루브(33b)를 형성시키고 상기 베어링 홀더(30)의 외주면에는 상기 그루브(33b)를 형성시키지 않음으로서 동일한 성능을 내도록 본 발명을 적용할 수 있다.

첨부한 도 5는 소결함유 베어링 이외에 다른 베어링이 설치된 모터에 보조 동압발생수단을 적용한 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 모터축(52)이 삽입가능한 중공부를 가지며 그 외주면에 돌출부(50a)가 형성된 원통형의 베어링 홀더(50)와, 이 베어링 홀더(50)의 외주면에 설치되어 상기 돌출부(50a)에 지지되는 기판(59)과, 상기 베어링 홀더(50)의 외주면에 결합되어 있는 코일(58)을 권선시킨 스테이터 코어(58a)와, 모터축(52)의 상단부에 끼워져 결합되는 샤프트 홀더(53)와, 이 샤프트 홀더(53)의 상부로 견고하게 안착된 폴리건 미러(Polygon mirror)(35)를 포함하여 구성된다.

또한, 샤프트 홀더(53)의 하부에는 로터 케이스(Rotor case)(56)가 결합되고, 이 로터 케이스(56)의 내주면에는 코일(58)이 권선된 스테이터 코어(58a)와 소정의 간극을 두고 마주보게 하여 마그네트(57)가 부착되어 있다.

또한, 상기 베어링 홀더(50)의 내측 중공부에는 상기 모터축(52)을 지지하기 위한 베어링(51)이 설치되어 있으며, 베어링 홀더(50)의 외주면에는 동압발생용 그루브(50b)가 형성되고, 상기 샤프트 홀더(53)에는 상기 그루브(50b)가 형성된 베어링 홀더(50)의 외주면에 접하도록 연장부(53a)가 형성되어 있다.

상기 베어링(51)은 소결함유 베어링이 아닌 일반적인 베어링으로서, 이와 같은 본 발명의 다른 실시예는 소결함유 베어링 이외의 베어링이 적용된 모터에서도 보조적인 동압을 발생할 수 있는 구조를 갖춤으로써, 제작이 용이하고 제작원가가 저렴하면서도 모터축의 고속회전에 대응할 수 있는 다양한 종류의 모터를 제공할 수 있는 것이다.

한편, 첨부한 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 모터축(42)이 삽입가능한 중공부가 형성된 원통형의 슬리브(40)가 마련되고, 이 슬리브(40)의 외주면에는 기판(49)이 결합되고, 이 슬리브(40)의 상부측 외주면에는 코어에 코일을 권선시킨 스테이터 어셈블리(48)가 결합된다.

또한, 상기 슬리브(40)에 삽입된 상기 모터축(42)의 상,하 외주면에는 동압을 발생시키기 위한 '〈' 형상의 그루브(41)가 절삭가공에 의해 형성되어 있다.

한편, 모터축(42)의 상단부에는 샤프트 홀더(43)가 끼워지고, 이 샤프트 홀더(43)의 상부로 폴리건 미러(45)가 견고하게 안착된다. 그리고 샤프트 홀더(43)의 하부에는 로터 케이스(46)가 결합되고, 이 로터 케이스(46)에는 내주면에 스테이터 어셈블리(48)와 소정의 간극을 두고 마주보게 하여 마그네트(47)가 부착되도록 한다.

상기와 같은 구성은 종래의 유체동압 베어링 모터와 동일하며, 본 발명은 상기와 같은 종래의 유체동압 베어링 모터에 보조 동압발생수단을 더 구비한 것이다.

상기 보조 동압발생수단은 상기 모터축(42)을 중심으로 회전하는 회전부재들(샤프트 홀더(43), 폴리건 미러(45), 마그네트(47) 및 로터 케이스(46))과, 상기 모터축(42)의 회전을 지지하는 고정부재들(슬리브(40), 기판(49) 및 스테이터 어셈블리(48)) 사이에 동압을 발생시키는 구조를 갖는 것이다.

본 발명에서 다른 실시예로 제시한 모터에서는 보조 동압발생수단으로 상기 슬리브(40)의 외주면에 도 7에서 보는 바와 같이, 동압발생용 그루브(40b)를 형성하고, 상기 그루브(40b)가 형성된 슬리브(40)를 지지하도록 상기 그루브(40b)가 형성된 외주면에 접하는 연장부(43a)를 상기 샤프트 홀더(43)에 형성하였다.

상기 연장부(43a)는 상기 샤프트 홀더(43)의 내측면에 하방향으로 길게 형성되어 원통형의 형상을 갖는 것으로, 상기 그루브(40b)에 접하지 않고 미세간극을 두며 형성된다.

즉, 상기 슬리브(40)의 외주면에 별도의 그루브(40b)를 형성하고, 상기 그루브(40b)와 일정한 간극을 가지며 상기 그루브(40b)의 외주면을 감싸도록 상기 샤프트 홀더(43)에 연장부(43a)를 형성하여 모터가 회전시 상기 그루브(40b)와 상기 연장부(43a)에 의해 공기동압이 발생하도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예는 상기 스테이터 어셈블리(48)를 구성하고 있는 코어와 코일 그리고 로터 케이스(46)에 부착시킨 마그네트(47) 사이에서 발생되는 회전 전자기력에 의해서 모터축(42)을 중심으로 서로 결합된 마그네트(47)와 로터 케이스(46) 그리고 샤프트 홀더(43)와 폴리건 미러(45)가 동시에 회전되도록 하며, 이때 회전하는 폴리건 미러(45)에 레이저 빔이 주사되면서 반사되도록 하는 것이다.

이와 같은 구성을 가진 유체동압 베어링 모터는 상기 모터축(42)에 형성된 그루브(41)에 오일(도시하지 않음)이 도포되어, 모터축(42)의 회전에 따라 상기 그루브(41)에 오일이 집중되면서 이때의 오일압에 의해 슬리브(40)와 모터축(42)이 서로 접촉되지 않는 상태에서 모터축(42)이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 슬리브(40)에 보조적인 동압발생용 그루브(40b)를 형성하고, 상기 샤프트 홀더(43)에 상기 그루브(40b)와 접하는 연장부(43a)를 형성하였으므로, 모터축(42)의 회전에 따라 상기 그루브(40b)에 공기의 흐름이 집중되면서 이때의 공기압에 의해 동압이 발생되어 슬리브(40)와 샤프트 홀더(43)가 서로 접촉되지 않는 상태에서 원활하게 회전할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 종래의 유체동압 베어링 모터를 그대로 사용하면서 상기 슬리브(40) 상측의 외면에 그루브(40b)를 가공하고, 그루브(40b)가 형성된 외주면에 샤프트 홀더(43)를 배치하여 슬리브(40)와 샤프트 홀더(43)의 상호작용에 의하여 동압을 발생시키는 구조를 만듦으로써, 저렴한 비용으로 진동의 발생을 억제하여 모터의 성능을 크게 향상시키고 수명을 연장시키는 것이다.

한편, 유체동압 베어링 모터는 크게 모터축의 회전여부에 따라 축회전형과 축고정형으로 대별되는데, 본 발명은 상술한 바와 같은 축회전형 유체동압 베어링 모터 뿐 아니라 축고정형 유체동압 베어링 모터에도 적용된다.

첨부한 도 8은 일반적인 축고정형 모터에 보조 동압발생수단이 적용된 것을 도시한 단면도로서, 하우징(100)과 코어(120) 그리고 샤프트(130)로 이루어지는 고정부재와, 슬리브(110)와 허브(140) 및 마그네트(150)로 이루어지는 회전부재로 구성된다.

이러한 축고정형 유체동압 베어링 모터는 하우징(100)에 고정된 샤프트(130)를 중심으로 슬리브(110)와 허브(140)가 일체로 결합되어 회전되는 구조로서, 슬리브(110)의 내경부와 샤프트(130)와의 사이에 형성된 오일갭(G)에 의해 소정의 점성을 갖는 오일이 충진된다.

특히 상기 슬리브(110)는 샤프트(130)의 상단부에 원판의 고리형상의 스러스트(160)가 샤프트(130)와 함께 일체로 회전될 수 있도록 결합되며, 상기 샤프트(130)는 하단부가 하우징(100)의 중앙부에 일체로 축고정된다.

여기서 상기 하우징(100)은 샤프트(130)가 삽입된 관통구멍의 둘레가 상측으로 소정높이 돌출되고, 이 돌출된 연장단부의 외주연 단부로 코일이 감겨진 코어(120)가 고정 장착된다.

여기서 상기 스러스트(160)는 전기한 축회전형 모터에서와 같이 동압발생을 위한 홈(미도시)이 상,하부면에 형성됨으로써 축방향으로의 유체동압이 발생되도록 이루어진다.

한편, 상기 슬리브(110)의 상단부는 내경부가 커버플레이트(170)에 의해 차폐되어 차단되며, 이 커버플레이트(170)의 하측으로 스러스트(160)가 회전 가능하게 상대 접촉된다.

그리고 상기 슬리브(110)의 상부 외주면에는 허브(140)가 일체로 회전될 수 있도록 견고하게 결합되며, 이 허브(140)의 내주면에는 코어(120)의 외경면과 마주보게 마그네트(150)가 착자된다.

이와 같은 구조에서 슬리브(110)의 내경면과 샤프트(130) 및 스러스트(160)와의 사이에는 오일갭(G)이 형성되며, 이 오일갭(G)에는 오일이 채워지게 된다.

또한, 상기 허브(140)의 하단 외주면에는 동압발생용 그루브(140a)가 형성되어 상기 하우징(100)과 허브(140) 사이에 미세간극이 형성되며, 모터가 회전시 상기 그루브(140a)와 상기 하우징(100)에 의해 공기동압이 발생하도록 한 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 축고정형 유체동압 베어링 모터는 코어(120)에 전원이 인가되면, 이 코어(120)와 마그네트(150) 사이에는 상호 소정의 전자기력이 발생하게 되고, 마그네트(150)가 부착된 허브(140)가 회전되며, 이로서 허브(140)와 결합된 슬리브(110)가 하우징(100)에 일체로 결합된 샤프트(130)를 중심으로 회전하게 된다.

이때, 슬리브(110)의 내경면과 샤프트(130) 및 스러스트(160)와의 사이에 형성된 오일갭(G)에 의해 유체동압이 발생하여 상호 비접촉된 상태에서 슬리브(110)가 회전하게 된다.

특히, 상기 허브(140)의 하단 외주면에는 동압발생용 그루브(140a)가 형성되어 있고, 이 그루브(140a)는 하우징(100)의 내주면에 접하여 있으므로, 상기 그루브(140a)에 동압이 발생하여 상호 비접촉된 상태에서 허브(140)가 더욱 안정적으로 회전하게 되는 것이다.

지금까지 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 범위가 상기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니며, 일방향으로 회전하는 저부하용 모터에 광범위하게 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 기술분야에 숙련된 자에게는 상술한 기재에 비추어 많은 변형, 수정 및 변화가 가능하다는 것이 명백할 것이다. 따라서 이 명세서의 청구범위는 이러한 여러가지 변형, 수정 및 변화를 모두 포함시키고자 한다.

상기와 같이 본 발명은 동압을 발생하는 보조 동압발생수단을 구비하여 모터축의 고속회전에 안정적으로 대응하고, 진동을 줄여 모터의 성능을 크게 향상시키며, 모터의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

또한, 제작이 용이하고 제작비가 저렴한 동압 베어링 모터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 소결함유 베어링이 설치된 모터의 구조를 도시한 단면도.

도 2는 종래의 유체동압 베어링이 설치된 모터의 구조를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도.

도 4는 도 3에서의 베어링 홀더를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 7은 도 6에서의 슬리브를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

30, 50 : 베어링 홀더 30a, 50a : 돌출부

30b, 40b, 50b : 동압발생용 그루브

31 : 소결함유 베어링 32, 42, 52 : 모터축

33, 43, 53 : 샤프트 홀더 33a, 43a, 53a : 연장부

35, 45, 55 : 폴리건 미러 36, 46, 56 : 로터 케이스

37, 47, 57 : 마그네트 38, 58 : 코일

38a, 58a : 스테이터 코어 39, 49, 59 : 기판

40 : 슬리브 41 : 그루브

48 : 스테이터 어셈블리 51 : 베어링

100 : 하우징 100a : 연장부

110 : 슬리브 110a : 동압발생용 그루브

120 : 코어 130 : 샤프트

140 : 허브 150 : 마그네트

160 : 스러스트 170 : 커버플레이트

Claims

모터축;

상기 모터축을 지지하며 외주면에 동압발생용그루브가 형성되는 지지구;

상기 모터축의 일단에 결합되는 샤프트홀더; 및

상기 지지구를 지지하며 상기 지지구와 미세간극을 두고 상기 샤프트홀더에 하방향으로 길게 형성되는 연장부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압베어링모터.
삭제
제1항에 있어서, 상기 지지구는 상기 모터축을 지지하는 제1베어링의 외주면에 설치되는 베어링 홀더인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
제3항에 있어서, 상기 제1베어링은 소결함유 베어링인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
제1항에 있어서, 상기 지지구는 슬리브인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
제1항에 있어서, 상기 지지구는 상기 모터축을 지지하는 소결함유 베어링인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
모터축과,

상기 모터축을 지지하기 위한 제1베어링과,

상기 모터축 및 제1베어링이 삽입가능한 중공부를 가지며, 외주면에 동압발생용 그루브가 형성되는 베어링 홀더와,

상기 베어링 홀더의 외주면에 지지되도록 설치되는 기판과,

상기 베어링 홀더의 외주면에 설치되는 스테이터 어셈블리와,

상기 모터축에 끼워지며, 상기 그루브가 형성된 베어링 홀더의 외주면에 접하여 상기 베어링 홀더를 지지하는 연장부가 형성된 샤프트 홀더와,

상기 샤프트 홀더의 상부에 견고하게 안착되는 폴리건 미러와,

상기 샤프트 홀더의 하부에 결합되는 로터 케이스와,

상기 로터 케이스의 내주면에 상기 스테이터 어셈블리와 소정의 간극을 두고 마주보게 부착된 마그네트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
제7항에 있어서, 상기 제1베어링은 소결함유 베어링인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
모터축과,

상기 모터축이 삽입가능한 중공부가 형성되고 외주면에 동압발생용 그루브가 형성된 원통형의 슬리브와,

상기 슬리브의 외주면에 결합되는 기판과,

상기 슬리브의 외주면에 결합되는 스테이터 어셈블리와,

상기 모터축에 끼워지며, 상기 그루브가 형성된 슬리브의 외주면에 접하여 상기 슬리브를 지지하는 연장부가 형성된 샤프트 홀더와,

상기 샤프트 홀더의 상부로 견고하게 안착되는 폴리건 미러와,

상기 샤프트 홀더의 하부에 결합되는 로터 케이스와,

상기 로터 케이스의 내주면에 스테이터 어셈블리와 소정의 간극을 두고 마주보게 부착된 마그네트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
모터축과, 상기 모터축이 고정되는 하우징과, 스테이터 어셈블리로 이루어지는 고정부재;

상기 모터축의 외주면에 끼워지는 슬리브와, 상기 슬리브의 외주면에 견고하게 결합되는 허브와, 상기 허브의 내주면에 상기 스테이터 어셈블리와 소정의 간격을 두고 설치되는 마그네트로 이루어지는 회전부재;

상기 고정부재와 상기 회전부재에 구비되는 보조 동압발생수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.
제10항에 있어서, 상기 보조 동압발생수단은 상기 하우징의 내주면에 일정부분 삽입되는 상기 허브의 외주면에 형성된 동압발생용 그루브인 것을 특징으로 하는 동압 베어링 모터.