KR100691607B1

KR100691607B1 - 유체동압베어링모터

Info

Publication number: KR100691607B1
Application number: KR1020050037072A
Authority: KR
Inventors: 김상욱
Original assignee: (주)지엔더블유테크놀러지
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2007-03-12
Also published as: KR20060114883A; WO2006118407A1

Abstract

회전시의 원심력을 이용하여 베어링부로부터의 누유를 안정적으로 방지할 수 있도록 그 구조가 개량된 유체동압베어링모터에 대해 개시한다. 이 모터는 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지한다. 고정자는 스테이터(41)가 고정된 베이스(50)와, 베이스(50)의 중심부에 결합고정되며 상단부에 플랜지(83)가 형성된 중공의 슬리이브(80)를 구비한다. 회전자는 슬리이브(80)의 중공에 오일갭을 형성하여 저널베어링을 형성하면서 회전가능하게 결합되는 샤프트(70)와, 그 중심부에 샤프트(70)의 상단부가 결합고정되고 그 저면에 플랜지(83) 외측으로 하향연장 형성된 원통벽(61)이 형성되며 플랜지(83)의 상면과의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트베어링을 형성하며 스테이터(41)와 대향되는 로터(42)가 고정되는 허브(60)와, 원통벽(61)의 내주면에 결합고정되어 플랜지(83)의 저면과의 사이에 틈새를 형성하는 실커버(90)를 구비한다. 또한, 모터는 플랜지(83)의 저면과 실커버(90)의 상면(91)과의 사이에 오일의 원심력방향으로 협소해지며 스러스트베어링과 연통되는 제1테이퍼실(210)을 구비한다.

이와 같은 모터는 제1테이퍼실(210)이 오일의 원심력방향으로 협소해지는 공간으로 형성됨으로써 허브(60)의 회전시 제1테이퍼실(210)내의 오일이 원심력방향으로 이동되어 스러스트베어링(130)측으로 향하게 되므로 오일의 누출을 효과적으로 방지할 수 있게 한다. 또한, 제1테이퍼실에 연통되어 제2테이퍼실(220)이 형성 됨으로써 모터의 정지시 외부충격등에도 불구하고 누유를 안정적으로 방지할 수 있게 한다. 또한, 로터에 대향되어 베이스(50)에 스러스트요크(110)를 마련함으로써 상부의 스러스트베어링(130)과 함께 모터의 구동시 원추형진동을 방지할 수 있게 하며, 모터의 박형화를 가능하게 한다.

유체동압, 베어링, 테이퍼실, 원심력, 누유

Description

유체동압베어링모터{A hydrodynamic bearing motor uing a fixed shaft}

도 1은 종래 유체동압베어링 모터를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 요부 발췌도,

도 3은 본 발명 실시예의 유체동압베어링 모터를 나타낸 단면도,

도 4는 도 3의 분리도,

도 5는 도 3의 요부 발췌도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41...스테이터 42...로터

50...베이스 60...허브

70...샤프트 80...슬리이브

90...실커버 110...스러스트요크

210...제1테이퍼실 220...제2테이퍼실

본 발명은 유체동압베어링모터에 관한 것으로써, 특히 회전시의 원심력을 이용하여 베어링부로부터의 누유를 안정적으로 방지할 수 있도록 그 구조가 개량된 유체동압베어링모터에 관한 것이다.

하드디스크등의 기록 디스크를 구동하는 디스크 구동장치에 사용되는 스핀들모터에는, 샤프트와 슬리이브를 상대 회전가능하게 지지하도록 이들 사이에 개재된 오일등의 윤활유체의 유체압력을 이용하는 유체동압베어링이 채용되어 있다.

유체동압베어링을 채용하는 스핀들모터의 일예가 일본특허공개공보 2003-314535호에 개시되어 있고 그 일 실시예의 스핀들모터가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

이는 원판상의 상판부(2a)와 이 상판부(2a)의 외주연으로부터 하향연장된 원통상의 주벽부(2b)로 구성된 허브(2)와, 상단부가 상기 상판부(2a) 중앙에 결합고정되는 샤프트(4)와, 상기 샤프트(4)를 회전가능하게 지지하는 중공의 슬리이브(8)와, 상기 슬리이브(8)의 하단부를 폐쇄하는 커버블럭(10)과, 상기 슬리이브(8)가 결합지지되는 원통부(12)가 일체적으로 형성되는 하우징(14)을 구비한다.

또한, 슬리이브(8)의 상단면과 허브(2)의 상판부(2a) 저면과의 사이에는 윤활유체가 개재되어 스러스트베어링(20)을 형성하고 있으며, 샤프트(4)와 슬리이브(8) 사이에 윤활유체가 개재되어 저널베어링(24)(26)을 형성하고 있다.

또한, 상기 스러스트베어링(20)으로부터 윤활유체의 누유를 방지하기 위한 누유방지구조가 채용되어 있다. 이 누유방지구조는 허브(2)의 상판부(2a) 저면으로부터 상기 슬리이브(8)의 외경보다 큰 직경으로 하향연장되어 원통벽(2d)이 형성되고, 슬리이브(8)의 상단부 외주면에는 경사면(8a)이 형성되며, 상기 원통벽(2d)의 내주면에는 슬리이브(8)의 경사면(8a)과 대향되는 경사면(32a)이 형성된 링부재(32)가 결합된 구조로 되어 있다.

이러한 누유방지구조는 슬리이브(8)와 링부재(32) 사이의 틈새에 윤활유체가 공기와의 계면을 형성하게 되며, 허브(2)의 회전시 원심력에 의해서 누유를 방지할 수 있도록 한다.

그러나 상기와 같은 스핀들모터 구조는 상기 틈새가 샤프트(4)의 축선에 대하여 경사지게 형성됨으로써 원심력이 경사면(8a)(32a)을 따라 분력화 됨으로써 원심력의 효과를 충분히 확보할 수 없다.

또한, 링부재(32)가 경사면(32a)을 가지는 구조를 가짐으로써 슬리이브(8)로부터 허브(2)의 이탈방지 역할이 충분히 고려되고 있지 않으며, 허브(2)가 회전중 충격을 받게될때 링부재(32)의 첨예한 단부부분이 파손되기 쉽다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 모터의 회전구동시 회전자의 원심력을 효과적으로 이용하여 누유를 방지할 수 있도록 한 유체동압베어링모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 누유를 방지함과 동시에 회전자의 이탈을 방지할 수 있도록 한 유체동압베어링모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 박형화에 유리하도록 그 구조가 개량된 유체동압베어링모터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여 서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하는 유체동압베어링 모터에 있어서,

상기 고정자는 스테이터가 고정된 베이스와, 상기 베이스의 중심부에 결합고정되며 상단부에 플랜지가 형성된 중공의 슬리이브를 구비하고,

상기 회전자는 상기 슬리이브의 중공에 오일갭을 형성하여 저널베어링을 형성하면서 회전가능하게 결합되는 샤프트와, 그 중심부에 상기 샤프트의 상단부가 결합고정되고 그 저면에 상기 플랜지 외측으로 하향연장 형성된 원통벽이 형성되며 상기 플랜지의 상면과의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트베어링을 형성하며 상기 스테이터와 대향되는 로터가 고정되는 허브와, 상기 원통벽의 내주면에 결합고정되어 상기 플랜지의 저면과의 사이에 틈새를 형성하는 실커버를 구비하며,

상기 플랜지의 저면과 상기 실커버의 상면과의 사이에 오일의 원심력방향으로 협소해지며 상기 스러스트베어링과 연통되는 제1테이퍼실을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실커버의 내주면과 상기 슬리이브의 외주면 사이에 상방향으로 협소해지며 상기 제1테이퍼실과 연통되는 제2테이퍼실이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명 유체동압베어링 모터에 있어서, 상기 로터는 자력을 발생하는 마그네트이며, 상기 로터에 대향되는 베이스에 자성체의 스러스트요크가 고정되어서, 상기 허브를 스러스트방향으로 지지하게 한다.

또한, 본 발명 유체동압베어링 모터는 상기 제1테이퍼실은 상기 실커버의 상 면을 수평면으로 형성하고 상기 플랜지의 저면에 제1경사면을 형성하여 형성되고,

상기 제2테이퍼실은 상기 실커버의 내주면은 수직면으로 형성하고 상기 슬리이브의 외주면에 제2경사면을 형성하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 유체동압베어링 모터는 상기 제1테이퍼실이 오일의 원심력방향으로 협소해지는 공간으로 형성됨으로써 허브의 회전시 오일의 누출을 효과적으로 방지할 수 있게 하며, 또한 제2테이퍼실이 형성됨으로써 누유를 안정적으로 방지할 수 있게 한다.

또한, 스러스트요크를 마련함으로써 상부의 스러스트베어링과 함께 모터의 구동시 원추형진동을 방지할 수 있게하며, 모터의 박형화를 가능하게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명 실시예의 유체동압베어링 모터는 회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하며, 회전자에는 플래터와 같은 기록매체가 탑재된다.

도 3 내 지 도 5를 참조하면, 상기 고정자는 스테이터(41)가 고정된 베이스(50)와, 상기 베이스(50)의 중심부에 결합고정되며 상단부에 플랜지(83)가 형성된 중공의 슬리이브(80)를 구비한다.

상기 회전자는 상기 슬리이브(80)의 중공에 오일갭을 형성하여 저널베어링을 형성하면서 회전가능하게 결합되는 샤프트(70)와, 그 중심부에 상기 샤프트(70)의 상단부가 결합고정되고 그 저면에 상기 플랜지(83) 외측으로 하향연장 형성된 원통 벽(61)이 형성되며 상기 플랜지(83)의 상면과의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트베어링(130)을 형성하며 상기 스테이터(41)와 대향되는 로터(42)가 고정되는 허브(60)와, 상기 원통벽(61)의 내주면에 결합고정되어 상기 플랜지(83)의 저면과의 사이에 틈새를 형성하는 실커버(90)를 구비한다.

또한, 상기 플랜지(83)의 저면과 상기 실커버(90)의 상면(91)과의 사이에는 오일의 원심력방향으로 협소해지며 상기 스러스트베어링(130)과 연통되는 제1테이퍼실(210)을 구비한다.

또한, 상기 실커버(90)의 내주면(92)과 상기 슬리이브(80)의 외주면 사이에 상방향으로 협소해지며 상기 제1테이퍼실(210)과 연통되는 제2테이퍼실(220)이 더 형성되어 있다.

상기 제1테이퍼실(210)은 상기 실커버(90)의 상면(91)을 수평면으로 형성하고 상기 플랜지(83)의 저면에 제1경사면(81)을 형성하여 구성된다.

상기 제2테이퍼실(220)은 상기 실커버(90)의 내주면(92)은 수직면으로 형성하고 상기 슬리이브(80)의 외주면에 제2경사면(82)을 형성하여 구성된다.

헌편, 상기 로터(42)는 자력을 발생하는 마그네트이며, 상기 로터(42)에 대향되는 베이스(50)에는 자성체의 스러스트요크(110)가 고정되어 있다. 이 경우 상기 스러스트베어링(130)과 함께 허브(60)를 스러스트방향으로 지지하여 모터의 회전시 원추형진동을 방지할 수 있게 한다.

또한, 베이스(50)의 여유공간에 스러스트요크(110)를 설치하여 허브(60)를 자력으로 지지하게 함으로써 모터의 박형화를 가능하게 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 유체동압베어링 모터는 스테이터(41)에 전원이 인가되면 로터(42)와의 사이의 전자기력에 의해서 샤프트(70) 및 허브(60)가 회전구동되게 된다.

이때 슬리이브(80)와 샤프트(70) 사이에는 오일이 개재되어서 상/하부 저널베어링(121)(122)이 형성되고, 상기 허브(60)의 저면과 슬리이브(80)의 상면부 사이에는 스러스트베어링(130)이 형성되어서 회전자를 지지하게 된다.

또한, 상기 스러스트요크(110)와 로터(42)의 자력에 의해서 허브(60)가 하방향으로 인력(引力)작용하게 되어 상기 실커버(90)와 함께 허브(60)의 이탈을 방지함과 동시에 스러스트방향으로 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

한편, 허브(60)의 회전시 상기 스러스트베어링(130)의 오일이 원심력에 의해서 제1테이퍼실(210)을 통하여 누출되려하지만, 제1테이퍼실(210)이 원심력방향으로 협소해지는 공간으로 형성됨으로써 제1테이퍼실(210)에 누출된 오일은 원심력에 의해서 스러스트베어링(130)측으로 이동되게 되어 오일의 누출을 방지할 수 있게 한다.

또한, 모터의 정지시 외부충격등에 의해서 제1테이퍼실(210)의 오일이 누출되려하지만, 제2테이퍼실(220)에 의해서 모세관현상으로 오일의 누출을 방지할 수있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상기 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상기 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 이점을 가진다.

첫째, 제1테이퍼실(210)이 오일의 원심력방향으로 협소해지는 공간으로 형성됨으로써 허브(60)의 회전시 제1테이퍼실(210)내의 오일이 원심력방향으로 이동되어 스러스트베어링(130)측으로 향하게 되므로 오일의 누출을 효과적으로 방지할 수 있게 한다.

둘째, 제1테이퍼실에 연통되어 제2테이퍼실(220)이 형성됨으로써 모터의 정지시 외부충격등에도 불구하고 누유를 안정적으로 방지할 수 있게 한다.

세째, 로터에 대향되어 베이스(50)에 스러스트요크(110)를 마련함으로써 상부의 스러스트베어링(130)과 함께 모터의 구동시 원추형진동을 방지할 수 있게 하며, 모터의 박형화를 가능하게 한다.

Claims

회전자와 고정자 사이에 오일갭을 형성하여서 유체동압베어링을 형성하여 회전자를 회전가능하게 지지하는 유체동압베어링 모터에 있어서,

상기 고정자는 스테이터(41)가 고정된 베이스(50)와, 상기 베이스(50)의 중심부에 결합고정되며 상단부에 플랜지(83)가 형성된 중공의 슬리이브(80)를 구비하고,

상기 회전자는 상기 슬리이브(80)의 중공에 오일갭을 형성하여 저널베어링을 형성하면서 회전가능하게 결합되는 샤프트(70)와, 그 중심부에 상기 샤프트(70)의 상단부가 결합고정되고 그 저면에 상기 플랜지(83) 외측으로 하향연장 형성된 원통벽(61)이 형성되며 상기 플랜지(83)의 상면과의 사이에 오일갭을 형성하여 스러스트베어링을 형성하며 상기 스테이터(41)와 대향되는 로터(42)가 고정되는 허브(60)와, 상기 원통벽(61)의 내주면에 결합고정되어 상기 플랜지(83)의 저면과의 사이에 틈새를 형성하는 실커버(90)를 구비하며,

상기 플랜지(83)의 저면과 상기 실커버(90)의 상면(91)과의 사이에 오일의 원심력방향으로 협소해지며 상기 스러스트베어링과 연통되는 제1테이퍼실(210)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링모터.
제 1 항에 있어서, 상기 실커버(90)의 내주면(92)과 상기 슬리이브(80)의 외주면 사이에 상방향으로 협소해지며 상기 제1테이퍼실(210)과 연통되는 제2테이퍼 실(220)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로터(42)는 자력을 발생하는 마그네트이며,

상기 로터(42)에 대향되는 베이스(50)에 자성체의 스러스트요크(110)가 고정된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.
제 3 항에 있어서, 상기 제1테이퍼실(210)은 상기 실커버(90)의 상면(91)을 수평면으로 형성하고 상기 플랜지(83)의 저면에 제1경사면(81)을 형성하여 된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.
제 2 항에 있어서, 상기 제2테이퍼실(220)은 상기 실커버(90)의 내주면(92)은 수직면으로 형성하고 상기 슬리이브(80)의 외주면에 제2경사면(82)을 형성하여 된 것을 특징으로 하는 유체동압베어링 모터.