KR100845502B1

KR100845502B1 - 모터

Info

Publication number: KR100845502B1
Application number: KR1020060124543A
Authority: KR
Inventors: 히로타케 니시노
Original assignee: 닛뽕빅터 가부시키가이샤; 알파나 테크놀로지 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-07-10
Also published as: CN101001030A; CN101001030B; JP2007189832A; JP4762728B2; US20070165972A1; US7744282B2; KR20070076408A

Abstract

본 발명의 일실시형태로서, 윤활유를 이용하는 베어링을 포함하는 고정자; 및 상기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 베어링으로부터 회전축의 일단부를 향하여 누출되는 윤활유를 베어링으로 되돌려보내도록 구성된 오일 디플렉터와, 상기 오일 디플렉터와의 사이에 간극을 갖고 대향하도록 부착되는 허브를 갖는 회전자를 구비한 모터가 제공된다.

베어링, 오일 디플렉터, 허브, 간극

Description

모터 {MOTOR}

도 1 은 종래기술의 모터에 있어, 회전축을 회전가능하게 지지하는 오일-함유 소결 베어링의 확대 수직 단면도

도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터의 구조를 나타낸 수직 단면도

도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터에 이용된 오일 디플렉터를 나타낸 확대 사시도

도 4 는 회전축의 일단부에 고정부착된 오일 디플렉터와 허브의 주위를 나타낸 확대 사시도

도 5 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터에 있어, 오일 디플렉터상의 오일량과 오일 표면 높이 사이의 관계를 나타낸 다이어그램

도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터의 수직 단면도

도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터에 채택된 오일 디플렉터의 상부면과 하부면에 반구형으로 형성된 각 볼록부의 확대 사시도

도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터의 회전축의 일단부에 고정 부착된 오일 디플렉터와 허브의 주위를 나타낸 확대 사시도

도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 모터의 수직 단면도

도 10 은 본 발명의 제 3 실시형태에 채택된 허브의 원형 오목부의 바닥면의 원형 평면상에 형성된 복수의 반구형 볼록부의 확대 사시도

도 11 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 모터의 회전축의 일단부에 고정 부착된 오일 디플렉터 및 허브의 주위를 나타낸 확대 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10A : 모터 S : 고정자

R : 회전자 11 : 모터 저부

11a : 포지셔닝 홀 (positioning hole) 12 : 베어링 홀더

12a : 외주부 12b : 플랜지부

12c : 원형 오목부 12d : 저부 중심 홀

13 : 스크류 14 : 오일 (윤활유)

15 : 오일-함유 소결 베어링 (oil-impregnated sintered bearing)

16 : 베어링 캡 (bearing cap) 16a : 원형 오목부

16b : 중심 홀 17 : 고정자 코어

18 : 고정자 코일 21 : 회전축

22 : 오일 디플렉터 (oil deflector) 23 : 허브 (hub)

24 : 폴리곤 미러 (polygon mirror) 25 : 회전자 요크

26 : 자석 C : 간극

1. 발명의 분야

본 발명은, 윤활처리된 베어링이 베어링 홀더에 끼워맞춰진 고정자; 및 상기 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축의 일단부에 설치되어 베어링으로부터 회전축의 일단부로 누출된 윤활유를 베어링으로 되돌리기 위한 오일 디플렉터와, 상기 오일 디플렉터에 대향하도록 상기 회전축에 고정 부착된 허브를 갖는 회전자를 구비함으로써, 오일이 베어링으로부터 누출되어 오일 디플렉터에 도달한 경우라도, 허브까지 도달하는 것을 방지할 수 있는 모터에 관한 것이다.

2. 종래 기술의 설명

일반적으로, 모터는 고정 장착된 고정자와, 상기 고정자에 대해 회전가능하게 구동되는 회전자로 구성된다.

상기 고정자는 고정 장착된 모터 저부와, 상기 모터 저부상에 부착된 베어링 홀더와, 상기 베어링 홀더내에 끼워 맞춤된 베어링과, 고정자 코어 및, 상기 고정자 코어 주위에 감겨진 복수의 코일을 구비한다.

한편, 상기 회전자는 상기 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축의 일단부상에 고정 부착된 허브와, 상기 허브와 일치하게 회전가능한 회전자 요크 및, 상기 회전자 요크에 고정 부착된 자석으로 구성된다.

상기 고정자의 고정자 코어 주변에 감겨진 복수의 코일은 회전자 요크를 통하여 허브에 설치된 자석에 대해 미소 간극을 갖고 대향하고 있다. 전술한 바와 같이 구성된 모터는, 각각의 상 (phase) 에 제공되는 고정자 코일이 에너지를 받을 때 고정자 코일과 자석 사이에 자력이 형성되어 허브를 회전축과 일체로 회전 시키도록 동작한다.

한편, 허브에는 폴리곤 미러, 하드 디스크, 광학 디스크 등이 설치될 수 있다.

회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링으로서는, 오일-함유 소결 베어링 (oil-impregnated sintered bearing), 유압 베어링, 볼 베어링 등의 윤활처리된 베어링이 이용된다. 그러한 베어링을 이용하는 모터 중에서, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 공보 제 2001-61253 호 (당해 공보의 3 ~ 4쪽 및, 도 2) 에는, 오일-함유 소결 베어링 내에서의 윤활유의 감소를 방지하도록 안출된 모터가 개시되어 있다.

도 1 은 종래기술의 모터에 있어, 회전축을 회전가능하게 지지하는 오일-함유 소결 베어링의 확대 수직 단면도이다.

도 1 에 나타낸 모터 (100) 는 전술한 공보 (일본특허공개 제 2001-61253 호) 에 개시되어 있는 것으로서, 이를 참조하여 여기에서 간략히 설명키로 한다.

도 1 에 나타낸 종래기술의 모터 (100) 에 있어, 고정자 (S) 는 모터 저부 (101) 상에 장착된 베어링 홀더 (102) 를 갖는다. 베어링 홀더 (102) 는, 오일 (103) 을 함유한 오일-함유 소결 베어링 (104) 이 압입 (pressure-fitting) 등에 의해 내부에 끼워맞춰지는 중심 홀 (102a) 을 갖는다. 오일-함유 소결 베어링 (104) 은 원통상이며 그 중심부를 관통하는 중심 홀 (104a) 을 갖는다. 또한, 오일-함유 소결 베어링 (104) 은 상면에 제 1 원형 오목부 (104b) 를 갖고, 저면에 제 2 원형 오목부 (104c) 를 가지며, 이들 오목부 (104b, 104c) 는 원형 오목부의 형태로 개방되어 있다.

한편, 회전자 (R) 에 있어서는, 다음과 같이 오일-함유 소결 베어링 (104) 의 중심 홀 (104a) 에서 회전축 (105) 이 회전가능하게 지지되어 있다. 회전축 (105) 의 일단부 (상단부) 상에는, 제 1 회전체 (제 1 오일 디플렉터에 상당함) (106) 와 허브 (107) 가 압입 등에 의해 고정 부착되어 허브 (107) 는 제 1 회전체 (106) 에 밀착한다. 회전축 (105) 의 반대단 (하단부) 에서는, 제 2 회전체 ( 제 2 오일 디플렉터에 상당함) (108) 가 중심 홀 (104a) 내에 끼워맞춰지고, 제 2 회전체 (108) 는 컷-워셔 (cut-washer) 로 구성된다. 회전축 (105) 은, 타단부의 끝이 모터 저부 (101) 상에 부착된 트러스트 판 (109) 에 맞닿을 때까지, 오일-함유 소결 베어링 (104) 의 중심 홀 (104a) 내에 삽입된다.

회전축 (105) 의 일단부와 타단부에 각각 제공되는 제 1 및 제 2 회전체 (각각 제 1 및 제 2 오일 디플렉터에 상당함) (106, 108) 는, 오일-함유 소결 베어링 (104) 의 상부 및 하부에 각각 형성된 제 1 및 제 2 원형 오목부 (104b, 104c) 에 위치된다. 오일 (103) 은 오일-함유 소결 베어링 (104) 으로부터 누출된다 해도, 제 1 및 제 2 회전체 (106, 108) 에 의해 제 1 및 제 2 원형 오목부 (104b, 104c) 로 비산할 수 있으며, 그에 따라 베어링 (104) 에 함유된 오일의 감소를 방지한다.

비록 상기 종래기술의 모터 (100) 가 회전축 (105) 의 일단부와 타단부에 제 1 및 제 2 회전체 (각각 제 1 및 제 2 오일 디플렉터에 상당함) (106, 108) 를 부착함으로써 오일-함유 소결 베어링 (104) 내의 오일량의 감소를 방지할 수 있다고 해도, 오일-함유 소결 베어링 (104) 으로부터 누출된 오일 (103) 의 일부는 제 1 회전체 (106) 를 거쳐서 허브 (107) 쪽으로 더 멀리 누출될 수도 있다.

이러한 일이 발생하는 이유를 이하 설명한다. 회전축 (105) 의 일단부 (상단부) 에 압입된 제 1 회전체 (제 1 오일 디플렉터에 상당함) (106) 는 중심 홀 (106a) 을 가지며, 허브 (107) 또한 중심 홀 (107a) 을 갖는다. 이러한 중심 홀 (106a, 107a) 에 대해서, 완전히 정확한 직경 및 진원도 (circularity) 를 실현하는 것은 불가능하다. 따라서, 제 1 회전체 (106) 가 회전축 (105) 의 일단부에 압입되고, 허브 (107) 가 제 1 회전체 (106) 에 압입되면 제 1 회전체 (106) 의 중심 홀 (106a) 및 허브 (107) 의 중심 홀 (107a) 은 변형되어 이들 중심 홀 (106a, 107a) 과 회전축 (105) 사이에 쉽게 틈새를 초래할 수 있다. 이러한 환경 하에서, 제 1 회전체 (106) 및 허브 (107) 는 서로 밀착하기 때문에 오일-함유 소결 베어링 (104) 으로부터 상방으로 누출된 오일 (103) 은 모세관 현상에 의해 상기 틈새를 통해 허브 (107) 의 상부면 (미도시) 위로 유입된다.

또한, 오일-함유 소결 베어링 (104) 으로부터 누출된 일부 (또는 미량) 의 오일 (103) 은 제 1 회전체 (106) 의 원주면을 따라 흘러서 제 1 회전체 (106) 에 밀착된 허브 (107) 의 하부면에 도달하고, 이어서 허브 (107) 의 중심 홀 (107a) 을 통해서 허브 (107) 의 상부면 (미도시) 에 도달한다.

허브 (107) 의 상부면 (미도시) 에 도달한 오일 (103) 은 원심력에 의해 퍼져, 도시되지 않은 폴리곤-미러, 하드디스크, 광학디스크 등에 부착된다.

전술한 바와 같이, 허브 (107) 는 회전축 (105) 의 일단부 (상단부) 에 압입 된 제 1 회전체 (106) 와 밀착되어 접촉하기 때문에, 오일-함유 소결 베어링 (104) 으로부터 일단 누출된 오일 (103) 은 제 1 회전체 (106) 를 통해 허브 (107) 에 쉽게 도달하고, 이는 제 1 회전체 (106) 에 의해 수행되어야 할 누출 방지를 악화시킨다.

따라서, 베어링으로부터 누출된 윤활유가 허브에 대향하여 설치된 오일 디플렉터에 도달하는 경우에도 오일이 허브에 도달하는 것이 방지되어 윤활유 누출을 확실히 방지할 수 있는 모터가 요망되어져 왔다.

발명의 개요

본 발명은 전술한 관점에서 행해진 것이다. 본 발명의 제 1 형태로서, 윤활유를 이용하는 베어링을 포함하는 고정자; 및 상기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 베어링으로부터 회전축의 일단부를 향하여 누출되는 윤활유를 베어링으로 되돌려보내도록 구성된 오일 디플렉터와, 상기 오일 디플렉터와의 사이에 간극을 갖고 대향하도록 부착된 허브를 갖는 회전자를 구비한 모터를 제공한다.

본 발명의 제 2 형태로서, 상기 제 1 형태에 따른 모터에 있어, 상기 허브에 대향하는 오일 디플렉터의 일면 또는, 상기 오일 디플렉터에 대향하는 허브의 일면상에는 3 개 이상의 돌기가 형성되며, 상기 돌기는 간극을 형성하도록 구성된 모터를 제공한다.

본 발명의 제 3 형태로서, 제 1 형태 또는 제 2 형태에 따른 모터에 있어, 상기 간극은 베어링으로부터 누출되어 오일 디플렉터의 표면에 점착하는 윤활유의 표면 높이 이상인 모터를 제공한다.

바람직한 실시형태의 설명

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 모터를 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터 (10A) 는 고정 장착된 고정자 (S) 와, 상기 고정자 (S) 에 대해서 회전가능하게 구동되는 회전자 (R) 로 이루어 진다.

고정자 (S) 에 있어, 고정자 (S) 의 베이스로서 기능하는 모터 저부 (11) 는 판 형상으로 금속 시트재로 형성되고 중심 부분을 통해 구멍이 뚫린 포지셔닝 홀 (11a) 을 갖는다.

모터 저부 (11) 상에는, 플랜지 (flange) 된 원통형상으로 된 황동, 알루미늄 등으로 형성된 베어링 홀더 (12) 가 부착된다. 특히, 베어링 홀더 (12) 의 하부는 모터 저부 (11) 에 만들어진 포지셔닝 홀 (11a) 에 삽입된다. 또한, 베어링 홀더 (12) 의 외주부 (12a) 의 단부에 형성된 플랜지부 (12b) 는 복수의 스크류 (13) 를 이용하여 모터 저부 (11) 에 나사맞춤된다.

또한, 베어링 홀더 (12) 는 상부에 위쪽으로 개방된 원형 오목부 (12c) 및 아래에 제공되며 원형 오목부 (12c) 와 동심의 저부 중심 홀 (12d) 을 갖는다.

윤활제 (오일) (14) 를 함유한 오일-함유 소결 베어링 (15) 이 베어링 홀더 (12) 의 저부 중심 홀 (12d) 내에 압입 등에 의해 부착되어 있다. 베어링 (15) 의 상단부는 베어링 홀더 (12) 의 원형 오목부 (12c) 의 저부와 동일 높이에 위치된다. 오일-함유 소결 베어링 (15) 은 중심부를 통해 뚫린 중심 홀 (15a) 을 갖는다. 중심 홀 (15a) 내로, 회전자 (R) 의 회전축 (21) (후술함) 이 끼워맞춰진다.

또한, 베어링 홀더 (12) 의 원형 오목부 (12c) 내에는, 압입 등에 의해 베어링 캡 (16) 이 끼워맞춤된다. 이 베어링 캡 (16) 오일-함유 소결 베어링 (15) 이 베어링 홀더 (12) 로부터 이탈되는 것을 방지함과 아울러, 오일(14)이 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

베어링 캡 (16) 은 위로 개방된 원형 오목부 (16a) 를 상부에 갖고, 하부의 원형 오목부 (16a) 에는 테이퍼진 (tapered) 중심 홀 (16b) 이 형성되어 있다. 테이퍼진 중심 홀 (16b) 및 원형 오목부 (16a) 는 서로 동심이다. 또, 테이퍼진 중심 홀 (16b) 의 내경은 위로 점차 증가하는 형태이다. 상기 테이퍼진 중심 홀 (16b) 내에는, 회전자 (R) 의 회전축 (21) (후술함) 이 삽입된다.

베어링 홀더 (12) 의 외주부 상에는, 규소 강판이 적층되어 형성된 고정자 코어 (17) 가 부착되어 있다. 고정자 코어 (17) 주위로는 복수의 고정자 코일 (18) 이 감겨져 있다.

회전자 (R) 에 있어서는, 오일-함유 소결 베어링 (15) 의 중심 홀 (15a) 에 의해 회전가능하게 지지되는 비교적 긴 회전축 (21) 이 스테인리스 강봉 등으로 형 성되어 있다.

전술한 회전축 (21) 에 대해서, 상부에서 회전축 (21) 의 상단부(일단부) (21a) 로 오일 디플렉터 (22) 가 압입되어, 회전축 (21) 의 양쪽단 사이에 위치하고, 또한, 상부에서 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 로 허브 (23) 가 압입되어 오일 디플렉터 (22) 와 간극 (C) (후술함) 을 갖고 대향하고 있다.

오일 디플렉터 (22) 는, 도 3 에 확대되어 도시된 바와 같이, 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출되는 오일 (14) 의 유동을 제한하여 오일 (14) 을 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로 되돌리는 역할을 한다. 오일 디플렉터 (22) 는 다소 높은 내오일성 (oil repellency) 을 갖는 POM (폴리아세탈) 로 만들어지며 링 형상이다. 오일 디플렉터 (22) 는 그 중심부를 통해 관통된 중심 홀 (22a) 을 중심에 가지며, 이 중심 홀 내로 회전축 (21) (도 2) 이 압입된다. 오일 디플렉터 (22) 는 허브 (23) (도 2) 에 대향하는 상부면 (22b) 과 상부면 (22b) 의 반대면에 하부면 (22c) 을 가지며, 이들 면 (22b, 22c) 은 평평하며 서로 평행하다. 오일 디플렉터 (22) 가 압입된 후에도 회전축 (21) (도 2) 에 대해 기울어짐이 없이 설계된 곳에 유지되도록, 오일 디플렉터 (22) 는 충분히 두껍게 형성된다.

다시 도 2 를 참조하면, 허브 (23) 는 황동 또는 알루미늄 부재로 형성된다. 허브 (23) 는 원형 베이스부 (23a) 의 중심부를 통해 관통된 중심 홀 (23b) 을 갖는다. 중심 홀 (23b) 은 회전축 (21) 이 압입되도록 하기 위해 제공된다. 저부 (23a) 의 하부에는, 저부 (23a) 보다 직경이 큰 플랜지부 (23c) 가 형성되어 있다. 플랜지부 (23c) 상에는, 폴리곤 미러 (24) 가 장착되어 있다. 비록 이 실시형태에서는, 허브 (23) 의 플랜지 부분 (23c) 에 장착되어 있는 것이 폴리곤 미러 (24) 이지만, 이와는 달리 하드디스크 또는 광학 디스크 (미도시) 가 장착될 수도 있다.

허브 (23) 의 저부 (23a) 의 하부면의 중심부에는, 아래로 개방된 원형 오목부 (23d) 가 형성되어 있다. 원형 오목부 (23d) 는 오일 디플렉터 (22) 에 대향하는 원형 평면 (23d1) 을 천정 (ceiling) 으로서 갖는다. 베어링 홀더 (12) 의 상부는 원형 오목부 (23d) 에 진입하지만, 이 원형 오목부에 맞닿지는 않는다.

허브 (23) 의 플랜지부 (23c) 의 하부면에는, 원통형상의 회전자 요크 (25) 가 일체로 부착되어 있다. 회전자 요크 (25) 의 내주면상에는, 복수의 자화 극성을 갖는 링 형상의 자석 (26) 이 접착제 등으로 고정 부착되어 있다. 상기 자석 (26) 은 고정자 (S) 의 고정자 코어 (17) 둘레에 감겨진 복수의 코일 (18) 에 미소 간극을 갖고 대향하고 있다.

고정자 (S) 의 고정자 코어 (17) 둘레에 감겨진 복수의 코일 (18) 과, 회전자 (R) 의 회전자 요크 (25) 에 고정 부착된 자석 (26) 은 회전자 (R) 를 고정자 (S) 에 대해 회전시키도록 구성된 자력 구동 수단을 구성한다.

오일 디플렉터 (22) 는 회전축 (21) 의 일단부 (상단부) (21a) 에 압입되고 허브 (23) 는 오일 디플렉터 (22) 에 대향하도록 압입되는 반면에, 일단부 (상단부) (21a) 와 대향하는 타단부 (하단부) (21b) 는 베어링 캡 (16) 의 테이퍼진 중심 홀 (16b) 내로 삽입되고, 이어서 오일-함유 소결 베어링 (15) 의 중심 홀 (15a) 내로 삽입된다. 또한, 말단이 반구형으로 형성된 타단부 (하단부) (21b) 는 베 어링 홀더 (12) 의 저부 중심 홀 (12d) 의 저부에 형성된 트러스트 보드 (19) 와 맞닿음으로써, 회전축 (21) 을 회전가능하게 지지하여 준다.

도 4 에서 확대되어 도시된 바와 같이, 오일 디플렉터 (22) 및 그에 대향하는 허브 (23) 가 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 에 압입되는 경우, 오일 디플렉터 (22) 는 베어링 캡 (16) 의 원형 오목부 (16a) 내에 유지된다. 따라서, 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 일단 누출된 오일 (14) 은 오일 디플렉터 (22) 에 의해 오일-함유 소결 베어링 (15) 쪽으로 되돌아갈 수 있다.

베어링 캡 (16) 의 테이퍼진 중심 홀 (16b) 의 내경이, 전술한 바와 같이, 위로 점차 증가하도록 테이퍼져 있기 때문에, 일정한 외경을 갖는 회전축 (21) 의 외주부와 중심 홀 (16) 의 내주부 사이의 간극이 위로 점점 증가하며, 이는 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 오일 디플렉터 (22) 로 오일 (14) 의 모세관 현상으로부터 야기되는 상향 흐름 (upward flow) 을 방해할 수 있다. 그러한 구성은, 여전히 상향 흐름을 완전히 방지하기에 불충분하다. 즉, 오일 (14) 의 일부는 베어링 캡 (16) 의 테이퍼된 중심 홀 (16b) 을 통하여 회전축 (21) 의 외주부를 따라 오일 디플렉터 (22) 를 향해 이동할 수 있다.

또한, 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 오일 디플렉터 (22) 의 중심 홀 (22a) 과 허브 (23) 의 중심 홀 (23b) 이 완전히 정확한 치수 및/또는 진원도로 가공될 수는 없기 때문에, 이러한 홀과 회전축 (21) 사이에 틈새가 존재할 수 있다. 따라서, 테이퍼진 중심 홀 (16b) 을 통해 흐르는 오일 (14) 의 일부는 회전축 (21) 의 외주부를 따라 흘러 오일 디플렉터 (22) 의 중심 홀 (22a) 을 통과하 여, 허브 (23) 에 도달할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에서는, 오일이 허브 (23) 에 도달하는 것을 방지하기 위해, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 과, 상기 상부면 (22b) 에 대향하는 허브 (23) 의 반대면의 중심에 형성된 원형 오목부 (23d) 의 원형 평면 (23d1) 의 사이에 간극 (C) 이 형성되어 있다. 오일 디플렉터 (22) 와 허브 (23) 가 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 에 압입될 때, 상기 간극 (C) 은 지그 (jig), 스페이서 (미도시) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 간극 (C) 으로 인해, 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출된 오일 (14) 이 회전축 (21) 을 통해 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 도달할 때조차도, 오일 (14) 은 원형 평면 (23a) 에 도달할 수 없으며, 이러한 방식으로 개선이 이루어진다.

또한, 간극 (C) 은 허브 (23) 에 대향하는 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 도달한 오일 (14) 의 오일 표면 높이 (mm) 보다 높게 설정되고, 상기 오일 표면 높이는 표면 장력, 상부면 (22b) 의 표면 조건 등에 의해 좌우된다.

구체적으로, 약 10 cst 의 동적 점성을 갖는 오일이 오일 (14) 로서 사용되고, 높은 내오일성을 갖는 POM (폴리아세탈) 으로 만들어진 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 의 표면 조도 (surface roughness) 가 1.6 S 이하로 설정되어 있는 경우, 예를 들어, 도 5 에 도시된 바와 같은 오일 디플렉터 (22) 의 오일량과 오일 표면 높이 사이의 관계를 얻었다.

도 5 에서, 수평축은 오일 디플렉터의 오일량을 마이크로리터 (㎕) 로 나타내고, 수직축은 오일 (윤활제) 의 오일 표면 높이를 밀리미터 (mm) 로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 오일 디플렉터의 오일량이 0 ㎕ 에서 8 ㎕ 로 증가할 때, 그에 따라 오일 표면 높이는 상승하고 약 0.05 mm 에서 포화된다. 따라서, 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출된 오일 (14) 이 회전축 (21) 의 외주부를 통해 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 도달할 때조차도, 0.05 mm 이상의 간극 (C) 으로 인해, 오일 (14) 이 허브 (23) 에 도달하는 것이 확실히 방지된다. 또한, 비록 디플렉터 (22) 가 좀 더 높은 내오일성을 갖는 POM (폴리아세탈) 으로 만들어진다고 하더라도 오일 디플렉터 (22) 의 전체 표면에 내오일성 용제를 코팅하는 것이 바람직한데, 이는 비록 그러한 코팅이 제조공정의 수를 증가시킨다 해도 코팅은 오일 (14) 이 허브 (23) 에 도달하는 것을 더 방지할 수 있기 때문이다.

따라서, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 있게 되는 오일 (14) 이 허브 (23) 의 중심 홀 (23b) 을 통해 플랜지 부분 (23c) 의 상부면에 도달할 수 없으며, 그에 따라, 회전자 (R) 가 회전할 때에도, 플랜지부 (23c) 에 장착된 폴리곤 미러 (24) 등이 오일로 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따라 제 1 실시형태에 따른 모터 (10A) 의 품질을 향상시킬 수 있다.

(제 2 실시형태)

도 6 에 도시된 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터 (10B) 는 제 1 실시형태에 따른 모터 (10A) 와 비교할때, 오일 디플렉터가 모터 (10A) 의 오일 디플렉터 (22) 와 부분적으로 다른 형상을 지닌다는 점에서 상이하다. 모터 (10B) 를 설명하는 데 있어 편의상, 유사한 구성요소 또는 부재들은 유사한 부호로 표시되고, 그에 따른 불필요한 설명의 반복은 생략하며, 상이한 구성요소 또는 부재들은 새로운 참조 기호들로 표시되며, 이하에서는 상이점에 초점을 맞춰 설명하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터 (10B) 에 있어서는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 오일 디플렉터 (22) 는 높은 내오일성을 갖는 POM (폴리아세탈) 을 이용하여 링 형상으로 형성된다. 오일 디플렉터 (22) 에는, 회전축 (도 6) 이 압입되도록 하기 위해 중심에 구멍이 뚫린 중심 홀 (22a) 이 형성된다.

허브 (23) (도 6) 에 대향하는 오일 디플렉터 (22) 의 평평한 상부면 (22b) 상에는, 위로 돌출해 있는 복수의 반구형 볼록부 (22b1) 가 중심 홀 (22a) 둘레로 형성되어 있다. 또한, 평평한 하부면 (22c) 상에는, 아래로 돌출한 복수의 반구형 볼록부 (22c1) 가 중심 홀 (22a) 둘레로 형성되어 있다.

오일 디플렉터 (22) 의 상부면과 하부면 (22b, 22c) 에 각각 형성된 복수의 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 는 제 1 실시형태에서 설명한 간극 (C) (예를 들어, 0.05 mm 이상) 를 제공하는 높이를 갖는다. 이 특정 실시형태에서, 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 는 0.1 mm 의 반경을 갖는 반구로 형성된다. 또한, 비록 3 개의 반구형 볼록부는 오일 디플렉터 (22) 가 경사짐이 없이 평행하게 허브 (23) 에 접하는 것을 가능하게 하지만, 제 2 실시형태에서는 각각의 면 (22b, 22c) 에 동일한 원 (예를 들어, 도 6 에 파선으로 도시된 원) 을 따라 90 도 각도 간격으로 위치된 4 개의 반구형 볼록부가 있다.

그런데, 오일 디플렉터 (22) 의 양쪽면 (22b, 22c) 에 복수의 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 가 각각 형성되기 때문에, 오일 디플렉터 (22) 는 어느 한쪽으로부터 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 에 압입되어 베어링 캡 (16) (후술함) 에 맞닿아 질 수 있다.

도 8 에서 확대되어 도시된 바와 같이, 오일 디플렉터 (22) 및 그에 대향하는 허브 (23) 가 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 에 압입되는 경우, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 상에 형성된 복수의 반구형 볼록부 (22b1) 는 허브 (23) 에 형성된 원형 오목부 (23d) 의 원형 평면 (23d1) 에 맞닿는다. 이 때, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 과 허브 (23) 의 원형 평면 (23d1) 사이에는 간극 (C) 이 형성되어 있으며, 이 간극은 반구형 볼록부 (22b1) 의 반경인 0.1 mm 에 상당한다. 따라서, 제 1 실시형태에서 모터 (10A) 에 이용되어야 할 지그 (스페이서) 등을 이용하지 않고도 오일 디플렉터 (22) 와 허브 (23) 사이에 간극 (C) 을 확실히 형성할 수 있다.

이러한 구성에 따라, 오일 (14) 이 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출되고 회전축 (21) 을 따라 오일 디플렉터 (22) 의 윗면 (22b) 에 점착하도록 도달하는 경우라도, 간극 (C) 으로 인해 오일 (14) 은 허브 (23) 의 하부면에 도달할 수 없다.

그런데, 제 1 실시형태에서 설명된 바와 유사하게, 전술한 간극 (C) 는 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 점착된 오일 (14) 의 표면 장력에 의해 결정되는 오일 표면 높이 (mm) 이상으로 설정된다.

또한, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면과 하부면 (22b, 22c) 의 복수의 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 가 반구형상을 가지기 때문에, 허브 (23) 에의 접촉 영역은 가능한한 크게 감소되며, 이는 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 으로부터 허브 (23) 로의 오일의 흐름을 방지할 수 있다.

그런데, 이러한 제 2 실시형태에 있어서는, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면과 하부면 (22b, 22c) 에 각각 형성된 것이 복수의 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 이지만, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면과 하부면 (22b, 22c) 으로부터 돌기 (22b1, 22c1) 가 돌출하고 허브 (23) 에 대한 접촉 영역이 가능한한 좁기만 하면, 반구형 볼록부 (22b1, 22c1) 대신에 다양한 형상을 가진 복수의 돌기가 형성될 수도 있다.

또한, 제 2 실시형태에 있어서는, 베어링 캡 (16) 의 원형 오목부 (16a) 에 수용홈 (16c) 이 형성되어 있다. 이 수용홈 (16c) 은 오일 디플렉터 (22) 의 하부면 (22c) 에 형성된 복수의 반구형 볼록부 (22c1) 에 각각 대응하도록 만들어진다. 따라서, 복수의 반구형 볼록부 (22c1) 는 원형 오목부 (16a) 의 바닥면을 접하지 않지만 수용홈 (16c) 내에 끼워맞춤된다. 즉, 오일 디플렉터 (22) 는 그 사이에 틈새를 남김이 없이 베어링 캡 (16) 과 밀착하며, 이는 모터 (10B) 의 전체 높이의 감소에 도움을 준다.

제 2 실시형태에 따르면, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 점착하는 오일 (14) 은 허브 (23) 의 중심 홀 (23b) 을 통해 플랜지 부분 (23c) 의 상부면에 도달할 수 없다. 따라서, 회전자 (R) 가 회전할 때, 플랜지 부분 (23c) 에 장착된 폴리곤 미러 (24) 등이 오일로 오염되지 않게 할 수 있으며, 그에 따라 모터 (10B) 의 품질을 개선할 수 있다.

(제 3 실시형태)

도 9 에 도시된 제 3 실시형태에 따른 모터 (10C) 는 제 1 실시형태에 따른 모터 (10A)와 비교할 때, 허브가 모터 (10A) 의 허브 (23) 와 상이한 형상을 가진다는 점에서만 상이하다. 모터 (10C) 에 대한 설명의 편의상, 유사한 구성요소 또는 부재들은 유사한 부호로 표시되고, 그에 따른 부적절한 설명의 반복은 생략하고, 상이한 구성요소 또는 부재들은 새로운 참조 부호에 의해 표시되고, 이하에서는 차이점에 중점을 두고 설명키로 한다.

본 발명의 제 3 실시형태에 따른 모터 (10C) 에 있어서는, 도 10 에 확대되어 도시된 바와 같이, 허브 (23) 에서 아래로 개방된 원형 오목부 (23d) 의 천정인 원형 평면 (23d1) 에 복수의 반구형 볼록부 (23d2) 가 형성되어 있다. 복수의 반구형 볼록부 (23d2) 는 중심 홀 (23b) 둘레에 형성되고 아래로 돌출한다. 반구형 볼록부 (23d2) 의 높이는 간극 (C) (예를 들어, 0.05 mm 이상) 이상이다. 구체적으로, 이 실시형태에서 반구형 볼록부 (23d2) 는 0.1 mm 의 반경을 갖는 반구로 형성되며, 이는 0.1 mm 의 간극 (C) 을 제공한다. 또한, 비록 제 2 실시형태에서 언급한 바와 같이 3 개의 반구형 볼록부가 충분하지만, 이 특정 실시형태에서는, 원형 평면 (23d1) 에서 동일한 원을 따라 90 도 각도 간격으로 배치된 4 개의 반구형 볼록부 (23d1) 가 형성된다.

도 11 에 확대되어 도시된 바와 같이, 오일 디플렉터 (22) 는 회전축 (21) 의 일단부 (21a) 에 압입되고, 이어 허브 (23) 가 일단부 (21a) 에 압입되어 오일 디플렉터 (22) 에 대향하고, 허브 (23) 의 원형 오목부 (23d) 의 원형 평면 (23d1) 에 형성된 복수의 반구형 볼록부 (23d2) 는 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 맞닿는다. 따라서, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 과 원형 평면 (23d1) 사이에는 반경 0.1 mm 의 반구형 볼록부 (23d2) 에 대응하는 간극 (C) 이 만들어진다. 이 간극 (C) 은 제 1 실시형태에서 이용되어야 했던 지그 (스페이서) 등을 이용하지 않고도 확실히 형성된다.

따라서, 오일 (14) 이 오일-함유 소결 베어링 (15) 으로부터 누출되고 회전축 (21) 의 외주부를 따라 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 도달하여 유지되는 경우라도, 오일 (14) 은 간극 (C) 으로 인해, 더 이상 허브 (23) 의 하부면에 도달할 수 없다.

한편, 제 1 실시형태에서 설명한 것과 마찬가지로, 간극 (C) 은 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 점착되는 오일 (14) 의 표면 장력에 의해 결정되는 오일 표면 높이 (mm) 이상으로 설정된다.

이 실시형태에 따르면, 오일 디플렉터 (22) 의 상부면 (22b) 에 접착된 오일 (14) 은 허브 (23) 의 중심 홀을 통해 플랜지 부분 (23c) 의 상부면에 도달할 수 없고, 따라서 회전자 (R) 가 회전할 때 플랜지 부분 (23c) 에 장착된 폴리곤 미러 (24) 등이 오일로 오염되지 않도록 유지될 수 있어서, 모터 (10C) 의 성능을 개선시킬 수 있다.

한편, 비록 제 3 실시형태에 있어서는, 허브 (23) 의 원형 평면 (23d1) 에 형성된 것이 복수의 반구형 볼록부 (23d2) 로 되어 있지만, 허브 (23) 의 원형 평면 (23d1) 에 형성된 그러한 돌기 (23d2) 가 오일 디플렉터 (22) 의 윗면 (22b) 에 좁은 접촉 영역을 갖는 한, 반구형의 볼록부 (23d2) 대신에 다양한 형성의 복수의 돌기를 형성할 수도 있다.

한편, 제 1, 제 2, 및 제 3 실시형태에서는, 각각 베어링으로서 오일을 함유하는 오일-함유 베어링 (15) 을 갖는 모터 (10A, 10B, 및 10C) 를 상세히 설명하였다. 하지만, 다른 형태의 베어링, 예를 들어 유체 압력 베어링, 볼 베어링 등 (미도시) 과 같은 베어링이 윤활유 또는 그리스를 이용할 수도 있기 때문에, 여기에 개시된 기술적 사상은 그러한 베어링에도 적용될 수 있으며 그러한 베어링을 포함하는 모터는 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 높은 내오일성을 갖는 POM (폴리아세탈) 으로 만들어진 오일 디플렉터 (22) 가 제 1, 제 2, 및 제 3 실시형태의 모터에서 예시되었으나, 오일 디플렉터 (22) 의 재료는 POM 으로 한정되지 않으며 높은 내오일성을 갖는 다른 재료일 수도 있다. 다른 재료가 이용될 때는, 오일 디플렉터 (22) 및 그의 표면에 적용되는 내오일성 용제의 다양한 요인들을 고려하여, 오일의 표면 장력에 따라 좌우되는 오일 표면 레벨에 따라, 오일 디플렉터 (22) 와 허브 (23) 사이의 간극 (C) 이 새로이 설계되어야 함은 말할 나위도 없다.

비록 본 발명이 전술한 특정 실시형태와 연관지어 설명되었지만, 많은 변형 및 개조가 당업자에게는 자명한 것이다. 그러한 변형 및 개조는 첨부된 특허청구범위의 본질 및 범위 내에 속할 것으로 본다.

상기 제 1 형태에 따르면, 오일이 베어링으로부터 누출되어 오일 디플렉터의 표면에 점착하는 때라도, 오일 디플렉터와 허브 사이에 제공되는 간극으로 인해, 윤활유가 허브에 도달하는 것을 방지할 수 있으며, 그에 따라 모터의 품질을 개선시킬 수 있다.

또한, 제 2 형태에 따르면, 상기 오일 디플렉터의 허브의 대향면 또는, 상기 허브의 오일 디플렉터의 대향면에 복수의 돌기를 형성하고, 그 사이에 간극을 확실히 형성함으로써, 상기 제 1 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 간극은 특정의 지그, 스페이서 등을 이용하지 않고도 만들 수 있다.

또한, 제 3 형태에 따르면, 베어링으로부터 누출되어 허브에 대향하는 오일 디플렉터의 표면에 점착하는 오일의 표면 레벨을 고려하여 간극이 설계되기 때문에, 오일은 허브에 도달할 수 없고, 그에 따라 모터의 품질을 더욱 개선시킬 수 있다.

Claims

윤활유를 사용하는 베어링이 베어링 홀더에 부착되는 고정자;

상기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축;

상기 회전축의 일단측에 압입(pressure-fitting)되며, 상기 베어링으로부터 누출되는 윤활유를 베어링 측으로 되돌려보내도록 구성된 오일 디플렉터; 및

상기 오일 디플렉터와의 사이에 간극을 갖고 대향하도록 상기 회전축에 부착된 허브

를 포함하며,

상기 오일 디플렉터는, 상기 허브에 대향하는 오일 디플렉터의 제1면 상에 일체로 형성되어 상기 허브에 맞닿는 제1 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.
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윤활유를 사용하는 베어링이 베어링 홀더에 부착되는 고정자;

상기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 회전축;

상기 회전축의 일단측에 압입되며, 상기 베어링으로부터 누출되는 윤활유를 베어링 측으로 되돌려보내도록 구성된 오일 디플렉터; 및

상기 오일 디플렉터와의 사이에 간극을 갖고 대향하도록 상기 회전축에 부착된 허브

를 포함하며,

상기 허브는, 상기 오일 디플렉터에 대향하는 허브의 제1면 상에 일체로 형성되어 상기 오일 디플렉터에 맞닿는 제1 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,

상기 제1면의 뒷측인 상기 오일 디플렉터의 제2면에 대향하도록 상기 회전축에 압입되는 베어링 캡을 더 포함하며,

상기 오일 디플렉터는 상기 오일 디플렉터의 제2면 상에 형성되는 제2 볼록부를 가지며,

상기 베어링 캡은 상기 오일 디플렉터의 제2면에 대향하는 상기 베어링 캡의 면 상에 상기 제2 볼록부에 대응하는 홈(groove)을 갖는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 오일 디플렉터 또는 상기 허브는 3개 이상의 제1 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 모터.