KR101018232B1

KR101018232B1 - 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Info

Publication number: KR101018232B1
Application number: KR1020090080021A
Authority: KR
Inventors: 장호경; 박일웅; 오종렬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2011-02-28
Also published as: US8410650B2; US20110050015A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리는 샤프트가 회전가능하도록 지지하는 슬리브; 상기 슬리브의 축방향 상측으로 연장되어, 스러스트 플레이트를 수용하는 스러스트 플레이트 수용부; 및 상기 스러스트 플레이트 수용부의 축방향 상측으로 단차져서 형성되며, 상기 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링을 수용하는 스토퍼 링 수용부;를 포함하며, 상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 링 수용부의 내주면보다 높게 형성될 수 있다.

Description

유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Hydrodynamic bearing and motor including the same}

본 발명은 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링과 상기 스토퍼 링을 수용하기 위해 단차진 슬리브의 스토퍼 링 수용부를 용접함에 있어, 상기 스토퍼 링이 상기 스토퍼 링 수용부보다 높게 설정하여 스토퍼 링의 평편도를 높인 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.

기록 디스크 구동장치에 사용되는 소형의 스핀들 모터는 넷북, 휴대폰, PMP, 게임기, MP3 등 다양한 휴대 제품에 적용되고 있다.

최근 기록 디스크 구동장치의 성능 향상에 따라, 구동장치에 이용되는 스핀들 모터 분야에서는 저전류·저NNRO(Non Repeatable Run Out)·내충격·내진동 등의 요구가 높아지고 있다.

한편, 모터에 프레스 가공된 부품의 조립시에는 오일의 실링 특성과 접합강도, 조립작업의 편의성을 위해 레이저 용접을 적용하는 경우가 있다.

그러나, 프레스 가공된 부품은 그 자체가 정밀도가 낮고 용접과정에서 열에 의한 팽창과 수축을 수반하며, 잔류응력을 발생하는 문제점이 있다.

특히, 프레스 가공된 부품인 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링을 슬리브의 스토퍼 링 수용부에 배치시키고 용접하는 경우, 스토퍼 링 수용부 내측에 배치되는 스토퍼 링의 외경부에 형성된 라운드부로 인해, 상기 스토퍼 링 수용부와 스토퍼 링 사이에 틈이 형성되므로 용접시 용접불량이 발생할 수 있다.

또한, 스토퍼 링이 스토퍼 링 수용부에서 용접이 굳어지면서 상기 스토퍼 링이 들리는 현상이 발생하므로, 용접후 스토퍼 링의 상부면의 평면도가 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링과 상기 스토퍼 링을 수용하기 위해 단차진 슬리브의 스토퍼 링 수용부를 용접함에 있어, 상기 스토퍼 링이 상기 스토퍼 링 수용부보다 높게 설정하여 스토퍼 링의 평편도를 높인 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리의 상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 100㎛ 이내의 높이를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리의 상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 상면과 오일 실링을 형성하도록 형성된 저면을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리의 상기 스토퍼 링의 수용부는 상기 스러스트 플레이트 수용부에서 외경방향으로 단차질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리의 상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 외주부에서 내경방향으로 적어도 일부를 커버할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리의 상기 스토퍼 링은 프레스 가공되며, 외주부의 모서리는 라운드 형상일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 슬리브 삽입되어 회전가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트에 압입되며, 스테이터의 권선코일과 대면하는 마그네트가 구비되는 로터; 상기 샤프트가 회전가능하도록 지지하는 슬리브; 상기 슬리브의 축방향 상측으로 연장되어, 스러스트 플레이트를 수용하는 스러스트 플레이트 수용부; 및 상기 스러스트 플레이트 수용부의 축방향 상측으로 단차져서 형성되며, 상기 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링을 수용하는 스토퍼 링 수용부;를 포함하며, 상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 높게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 100㎛ 이내의 높이를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 상면과 오일 실링을 형성하도록 형성된 저면을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 스토퍼 링의 수용부는 상기 스러스트 플레이트 수용부에서 외경방향으로 단차질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 외주부에서 내경방향으로 적어도 일부를 커버할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 상기 스토퍼 링은 프레스 가공되며, 외주부의 모서리는 라운드 형상일 수 있다.

본 발명에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 따르면, 스토퍼 링이 상기 스토퍼 링 수용부에서 틈이 형성되지 않은 상태에서 용접이 일어나므로 용접불량이 감소한다.

또한, 스토퍼 링이 스토퍼 링 수용부 내에 기밀된 상태로 용접되기 때문에 스토퍼 링이 들리는 현상이 없기 때문에 용접후 스토퍼 링의 상면부의 평면도가 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 모터(10)는 로터(20), 스테이터(40) 및 축받이 어셈블리(60)로 이루어진다.

상기 로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환고리형의 마그네트(25)를 외주부(24)에 구비하는 컵상의 로터 케이스(22)를 구비한다. 상기 마그네트(25)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.

상기 스테이터(40)는 슬리브(66)의 외경이 끼워지도록 형성되는 지지부(42), 상기 지지부(42)에 고정되는 다수의 코어(44) 및 상기 코어(44)를 감싸는 코일(46)을 포함한다.

상기 코일(46)과 상기 마그네트(24)의 전자기적 상호작용에 의해 로터(20)는 회전하게 된다.

상기 스테이터(40)의 지지부(42)의 내측에 배치되는 축받이 어셈블리(60)는 상기 로터(20)의 회전을 지지하는 샤프트(62) 및 상기 샤프트(62)가 삽입하여 끼워 지되, 상기 샤프트(62)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(62)가 지지되는 슬리브(66)를 포함한다.

여기서, 상기 샤프트(62)는 상기 슬리브(66)의 축공(65)과 미소 간극을 가지도록 삽입되며, 상기 미소 간극에는 오일이 충전되며 상기 슬리브(66)의 내경에 형성되는 래디얼 동압 홈에 의해 발생하는 동압으로 로터(20)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.

한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(62)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경방향은 샤프트(62)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(62)의 중심 방향을 의미한다.

여기서, 상기 모터(10)는 축받이 어셈블리(60)에서 슬리브(66)의 축방향 상측에 스러스트 플레이트(70)가 배치된다. 상기 스러스트 플레이트(70)는 슬리브(66) 내에 형성되는 스러스트 플레이트 수용부(664) 내에서 수용된다. 상기 스러스트 플레이트(70)에는 샤프트(62)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압 홈이 형성된다.

또한, 상기 스러스트 플레이트 수용부(664)의 축방향 상측으로 상기 슬리브(66)에 단차져서 형성되는 스토퍼 링 수용부(662)는 상기 스러스트 플레이트(70) 를 고정하는 스토퍼 링(80)을 수용할 수 있다.

상기 스토퍼 링(80)의 외경방향 외주면은 상기 스토퍼 링 수용부(662)의 내경방향 내주면보다 높게 형성된다.

이하에서는 상기 스토퍼 링(80)과 상기 스토퍼 링 수용부(662)의 형상, 상기 스토퍼 링(80)과 상기 스토퍼 링 수용부(662)의 용접 및 그 결과에 대하여 상세히 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리에 용접기를 적용한 모습의 개략 단면도이며, 도 3은 도2의 용접되는 부분을 일부 확대하여 도시한 개략 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리(60)는 슬리브(66), 스러스트 플레이트 수용부(664) 및 스토퍼 링 수용부(662)를 포함한다.

상기 슬리브(66)는 샤프트(62)가 회전가능하도록 지지한다.

상기 스러스트 플레이트 수용부(664)는 상기 슬리브(66)의 축방향 상측으로 연장되어 형성되는 부분으로 그 내부에 상기 샤프트(62)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 플레이트(70)가 수용된다.

상기 스토퍼 링 수용부(662)는 상기 스러스트 플레이트 수용부(664)의 축방향 상측으로 단차져서 형성되며, 상기 스러스트 플레이트(70)를 고정하는 스토퍼 링(80)을 수용한다.

상기 스토퍼 링(80)은 프레스 가공된 물품으로 내경방향으로는 샤프트(62)와 소정의 공간(S)을 형성한다. 상기 소정의 공간(S)이 형성됨으로써, 스토퍼 링(80) 축방향 하측의 저면과 스러스트 플레이트(70)의 상면 사이에 개재되는 오일이 샤프트(62)의 외경으로 오일이 흘러나오는 것을 방지한다.

한편, 스토퍼 링(80)의 외경방향 외주면은 상기 스토퍼 수용부(662)의 내주면보다 높게 형성된다. 즉, 상기 스토퍼 링(80)과 상기 스토퍼 수용부(662)의 상면(82, 665)의 높이의 단차(G)가 있도록 형성한다.

이와 같이 상기 스토퍼 링(80)은 상기 스토퍼 수용부(662)의 상면의 높이보다 100㎛ 이내의 높이를 가질 수 있다. 이때, 상기 스토퍼 링(80)은 상기 스러스트 플레이트(70)의 외주부에서 내경방향으로 적어도 일부를 커버할 수 있다.

또한, 상기 스토퍼 링(80)은 프레스 가공되며, 외주부의 모서리는 라운드 형상(R)일 수 있다.

이와 같이 스토퍼 링(80)의 외주부와 상기 스토퍼 수용부(662)의 내경부에 형성된 단차(G)에 용접(W)을 한다.

이때의 용접은 용접봉(200)을 기울린 상태로 진행하는 경사 용접이며, 레이저 용접이다.

도 4는 스토퍼 링과 슬리브 내의 스토퍼 링 수용부 사이의 단차에 따라 나타나는 스토퍼 링의 상면부의 평면도의 평균값을 나타내는 표이며, 도 5는 도 4의 표의 결과를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 도 3과 같이 스토퍼 링(80)과 스토퍼 링 수용부(664) 사이를 단차(G)를 달리하면서 용접(W)을 한 경우, 상기 스토퍼 링(80)의 상면부의 평면도를 측정한 결과를 알 수 있다.

도 4 및 도 5는 네 개의 샘플의 평면도를 측정한 테이블과 그 그래프에 관한 것으로, 단차(G)가 음(-, G<0), 즉 스토퍼 링(80)이 스토퍼 링 수용부(664) 내측에 배치되는 경우는 스토퍼 링의 평면도가 크다.

그리고, 단차는 100㎛ 이내의 범위(0<G<100㎛)에 있을 때 평면도가 거의 0에 가까워지는 것을 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 개략 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 축받이 어셈블리에 용접기를 적용한 모습의 개략 단면도.

도 3은 도2의 용접되는 부분을 일부 확대하여 도시한 개략 확대 단면도.

도 4는 스토퍼 링과 슬리브 내의 스토퍼 링 수용부 사이의 단차에 따라 나타나는 스토퍼 링의 상면부의 평면도의 평균값을 나타내는 표.

도 5는 도 4의 표의 결과를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 모터 20: 로터

40: 스테이터 60: 축받이 어셈블리

62: 샤프트 70: 스러스트 플레이트

80: 스토퍼 링 662: 스토퍼 링 수용부

664: 스러스트 플레이트 수용부

Claims

샤프트가 회전가능하도록 지지하는 슬리브;

상기 슬리브의 축방향 상측으로 연장되어, 스러스트 플레이트를 수용하는 스러스트 플레이트 수용부; 및

상기 스러스트 플레이트 수용부의 축방향 상측으로 단차져서 형성되며, 상기 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링을 수용하는 스토퍼 링 수용부;를 포함하며,

상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 링 수용부의 내주면보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 100㎛ 이내의 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 상면과 오일 실링을 형성하도록 형성된 저면을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼 링의 수용부는 상기 스러스트 플레이트 수용부에서 외경방향으로 단차지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 외주부에서 내경방향으로 적어도 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 프레스 가공되며, 외주부의 모서리는 라운드 형상인 것을 특징으로 하는 유체 동압 축받이 어셈블리.
슬리브 삽입되어 회전가능하게 설치되는 샤프트;

상기 샤프트에 압입되며, 스테이터의 권선코일과 대면하는 마그네트가 구비되는 로터;

상기 샤프트가 회전가능하도록 지지하는 슬리브;

상기 슬리브의 축방향 상측으로 연장되어, 스러스트 플레이트를 수용하는 스러스트 플레이트 수용부; 및

상기 스러스트 플레이트 수용부의 축방향 상측으로 단차져서 형성되며, 상기 스러스트 플레이트를 고정하는 스토퍼 링을 수용하는 스토퍼 링 수용부;를 포함하며,

상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼 링의 외주면은 상기 스토퍼 수용부의 내주면보다 100㎛ 이내의 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 상면과 오일 실링을 형성하도록 형성된 저면을 가지는 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼 링의 수용부는 상기 스러스트 플레이트 수용부에서 외경방향으로 단차지는 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 상기 스러스트 플레이트의 외주부에서 내경방향으로 적어도 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 모터.
제7항에 있어서,

상기 스토퍼 링은 프레스 가공되며, 외주부의 모서리는 라운드 형상인 것을 특징으로 하는 모터.