KR101179323B1 - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 지지하는 슬리브; 및 상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징;을 포함하며, 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징이 대향하는 일면 중 적어도 하나는 상기 슬리브의 축을 상기 샤프트의 축과 정렬하고 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 간에 본딩공간을 제공하기 위해 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하고, 상기 본딩공간은 상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에 형성될 수 있다.

Description

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Hydrodynamic bearing assembly and motor including the same}
본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샤프트와 슬리브의 축정렬을 도모하고 슬리브 하우징의 발거력을 향상시키도록 하는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 소형의 모터가 사용된다.
소형의 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 회전부재 중의 하나인 샤프트와 고정부재 중의 하나인 슬리브 사이에는 오일이 개재되어 상기 오일에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하게 된다.
여기서, 상기 소형의 모터에 사용되는 슬리브는 소결 슬리브와 가공 슬리브가 있으며, 모터의 가격 경쟁력을 높여주기 위해 오일 함유량이 많은 소결 슬리브가 주로 이용된다.
그러나, 소결 슬리브를 사용하는 경우 오일 함유량이 많아 오일 열팽창에 의한 오일 계면의 변동이 커지게 되고, 오일 누설 방지를 위해 슬리브 외경을 감싸는 슬리브 하우징이 필요하다.
이러한 슬리브 하우징과 슬리브와의 결합은 슬리브를 슬리브 하우징에 슬라이딩 또는 압입하고 본딩처리를 함으로써 결합하고 있으나, 이 공정에서 본딩제가 슬리브 하우징의 내측부를 타고 흐르면서 커버 조립에 영향을 준다는 문제가 있다.
또한, 슬리브와 슬리브 하우징의 종래 결합 방식은 슬리브 하우징의 발거력이 충분히 확보되지 않아 외부 충격에 분리되는 문제도 발생될 수 있으며, 결과적으로 모터의 성능 및 수명에 치명적인 결과를 가져오게 된다.
따라서, 슬리브와 슬리브 하우징의 결합 방식을 개선하여 모터의 성능 및 수명을 극대화하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 슬리브와 슬리브 하우징의 발거력을 향상시키고, 샤프트와 슬리브의 축정렬을 도모하도록 하는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 지지하는 슬리브; 및 상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징;을 포함하며, 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징이 대향하는 일면 중 적어도 하나는 상기 슬리브의 축을 상기 샤프트의 축과 정렬하고 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 간에 본딩공간을 제공하기 위해 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하고, 상기 본딩공간은 상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징; 상기 슬리브의 상면 및 상기 슬리브 하우징의 상면 중 적어도 하나에 형성되어 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압부; 및 상기 슬리브의 외주면 및 상기 슬리브 하우징의 내주면 중 적어도 하나는 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부;를 포함하며, 상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에는 본딩공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 지지하는 슬리브; 상기 샤프트의 상측에 결합하고 상기 슬리브의 상면에 배치되는 스러스트 플레이트; 상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징; 및 상기 슬리브의 외주면 및 상기 슬리브 하우징의 내주면 중 적어도 하나에 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부;를 포함하며, 상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에는 본딩공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며, 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징은 상기 스러스트 플레이트의 상면 사이에서 오일이 실링되도록 반경 방향 내측으로 연장되어 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리; 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 외측에 결합되며, 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터; 및 상기 스테이터에 대해 회전 가능하도록 상기 권선 코일과 대면하는 마그네트가 일면에 장착되는 로터;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 샤프트와 슬리브의 축정렬을 향상시킬 수 있으며, 슬리브 하우징의 발거력을 향상시켜 외부충격에도 안정성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 포함하는 베이스 부재를 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 절개 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 도시한 개략 절개 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 도시한 개략 절개 사시도.
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 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 포함하는 베이스 부재를 도시한 개략 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(110)를 포함하는 모터(100)는 슬리브(114) 및 슬리브 하우징(116)을 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리(110), 코일(122)이 권선되는 코어(124)를 구비하는 스테이터(120) 및 마그네트(138)를 구비하는 로터(130)를 포함할 수 있다.
우선 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1, 4 및 7에서 볼 때, 샤프트(112)를 기준으로 상하 방향을 의미할 수 있으며, 반경 방향 외측 및 내측 방향은 상기 샤프트(112)를 기준으로 허브(132)의 외측단 방향 또는 상기 허브(132)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(112)의 중심 방향을 의미할 수 있다.
이하 상기 구성요소들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(112), 슬리브(114) 및 슬리브 하우징(116)을 포함할 수 있다.
상기 샤프트(112)는 회전하는 로터(130)의 허브(132)와 결합되어 상기 허브(132)와 연동하여 회전하는 회전부재로 슬리브(114)에 의해 지지될 수 있다.
상기 슬리브(114)는 회전하는 샤프트(112)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(112)를 지지하는 고정부재의 일 구성요소일 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(114)는 Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(112)는 상기 슬리브(114)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입될 수 있다.
상기 미소 간극에는 오일이 충진될 수 있으며, 상기 샤프트(112)의 외주면 및 상기 슬리브(114)의 내주면 중 적어도 하나에는 상기 샤프트(112)의 회전 시에 한쪽으로 편향되도록 압력을 발생시키는 레디얼 동압부(114a)가 형성될 수 있으며, 상기 레디얼 동압부(114a)에 의해 로터(130)의 회전을 더욱 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 레디얼 동압부(114a)는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으며, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
상기 슬리브(114)에는 슬리브(114)의 상부와 하부를 연통하도록 형성되는 순환홀(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 순환홀(미도시)은 본 발명에 따른 모터(100)의 내부의 오일의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 하고, 상기 모터(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(114)의 상면 및 상기 슬리브(114)의 상면에 대응되는 허브(132)의 일면 중 적어도 하나에는 상기 슬리브(114)와 상기 허브(132) 사이에 충진된 오일을 샤프트(112)와 상기 슬리브(114) 사이로 펌핑하여 스러스트 동압을 발생시키는 스러스트 동압부(114b)가 형성될 수 있다.
다만, 도 1에서는 슬리브(114)의 상면에 형성된 것을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 스러스트 동압부(114b)는 도 2에서 도시한 바와 같이 스파이럴 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 헤링본 형상 또는 나사선 형상일 수 있다.
또한, 상기 슬리브(114)의 상부 외주면은 축방향 하측으로 경사지게 형성되어 상기 슬리브(114)의 외경을 감소시킬 수 있으며, 후술할 주벽부(132d) 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 슬리브(114)의 외주면에는 적어도 하나의 단차부(114c)를 형성할 수 있다.
상기 단차부(114c)에 의해 상기 슬리브(114)의 외경의 크기는 달라질 수 있으며, 구체적으로 상기 단차부(114c)의 상측에 대응되는 상기 슬리브(114)의 외경은 상기 단차부(114c)의 하측에 대응되는 상기 슬리브(114)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 단차부(114c)는 상기 단차부(114c)의 상측과 하측을 경사지게 연결할 수 있으며, 상기 단차부(114c)의 갯수는 다수개 형성되어도 무방하다.
즉, 상기 단차부(114c)가 다수개 형성되는 경우에는 상기 슬리브(114)의 외주면은 계단형상으로 축방향 하측 방향으로 외경이 감소하는 형상일 수 있다.
여기서,상기 슬리브(114)에 형성되는 상기 단차부(114c)는 샤프트(112)와 슬리브(114)의 축정렬을 향상시키고, 슬리브 하우징(116)과의 본딩 공간을 증대시켜 결합력을 극대화할 수 있으며, 이에 대해서는 상기 슬리브 하우징(116)과 관련하여 후술하기로 한다.
여기서, 상기 슬리브(114)의 축방향 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(114)와 결합하며, 상기 간극에는 오일을 수용하는 커버플레이트(118)가 결합될 수 있다.
상기 커버플레이트(118)는 상기 슬리브(114) 사이의 간극에 오일을 수용하여 그 자체로서 상기 샤프트(112)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 오일은 상기 샤프트(112)와 상기 슬리브(114) 사이의 간극, 허브(132)와 상기 슬리브(114)의 사이의 간극 및 상기 커버플레이트(118)와 상기 샤프트(112) 및 상기 슬리브(114) 사이의 간극에 연속적으로 충진되어 전체적으로 풀필(Full-fill)구조를 형성할 수 있다.
슬리브 하우징(116)은 슬리브(114)의 외주면에 결합할 수 있으며, 엄밀하게는 슬리브(114)가 슬리브 하우징(116)의 내주면에 삽입되고 본딩에 의해 결합될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브 하우징(116)은 후술할 스테이터(120)를 구성하는 베이스 부재(126)의 일 부분일 수 있으나 슬리브(114)와 슬리브 하우징(116)의 결합관계 설명을 위해 상기 슬리브 하우징(116)은 유체 동압 베어링 어셈블리(110)를 구성하는 구성요소로 간주하고 설명하기로 한다.
상기 슬리브 하우징(116)은 오일을 함유한 상기 슬리브(114)의 외주면에 결합하여 오일의 누설을 방지할 수 있으며, 상기 슬리브(114)와의 본딩 공간을 제공하기 위해 적어도 하나의 단차부(116a)를 구비할 수 있다.
상기 단차부(116a)에 의해 상기 슬리브 하우징(116)의 외경의 크기는 달라질 수 있으며, 구체적으로 상기 단차부(116a)의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징(116)의 외경은 상기 단차부(116a)의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징(116)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 단차부(116a)는 상기 단차부(116a)의 상측과 하측을 경사지게 연결할 수 있으며, 상기 단차부(116a)의 갯수는 다수개 형성되어도 무방하다.
즉, 상기 단차부(116a)가 다수개 형성되는 경우에는 상기 슬리브 하우징(116)의 내주면은 계단형상으로 축방향 하측 방향으로 내경이 증가하는 형상일 수 있다.
여기서, 앞서 언급한 단차부(114c, 116a)에 대해 정리하면, 상기 단차부(114c, 116a)는 도 1에서 도시된 바와 같이 슬리브 하우징(116)에 형성된 것에 한정되지 않으며, 상기 슬리브(114)의 외주면 및 상기 슬리브 하우징(116)의 내주면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
상기 단차부(114c, 116a)에 의해 상기 슬리브(114)와 상기 슬리브 하우징(116)의 결합을 위한 본딩 공간이 증가할 수 있다.
상기 본딩 공간에 의해 결합을 위한 본딩제(119)의 양도 증가할 수 있으며, 이는 결과적으로 외부 충격에도 분리되지 않도록 하는 발거력을 극대화할 수 있다.
또한, 상기 단차부(114c, 116a)의 상측에 대응되는 상기 슬리브(114) 및 상기 슬리브 하우징(116) 사이의 간격은 매우 좁게 형성될 수 있으므로, 상기 슬리브 하우징(116)에 상기 슬리브(114)를 삽입하는 경우 샤프트(112)의 축과 상기 슬리브(114)의 축의 정렬이 보장될 수 있다.
이는, 상기 샤프트(112) 및 상기 슬리브(114)의 축이 편심되더라도 미세한 정도이므로 상기 슬리브(114)와 상기 슬리브 하우징(116)의 결합 강도는 향상될 수 있는 것이다.
또한, 상기 슬리브(114)와 상기 슬리브 하우징(116)의 결합 공정시에도 상기 단차부(114c, 116a)에 의해 상기 슬리브(114)와 상기 슬리브 하우징(116) 사이의 간격이 보장되므로 안정되게 삽입 결합할 수 있으며, 삽입 도중 상기 단차부(114c, 116a)의 상측에 형성되는 상기 슬리브(114)와 상기 슬리브 하우징(116)의 미세한 간격에 의해 상기 샤프트(112)와 상기 슬리브(114)의 안정된 축정렬을 확보할 수 있는 것이다.
다만, 상기 단차부(114c, 116a)의 상측에 대응되는 상기 슬리브(114)의 외경이 상기 단차부(114c, 116a)의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징(116)의 내경보다 크게 형성될 수도 있으며, 이 경우에는 상기 슬리브(114)의 상부 외주면은 상기 슬리브 하우징(116)의 상부 내주면에 압입되어 결합될 수 있다.
스테이터(120)는 코일(122)이 권선되는 코어(124) 및 베이스 부재(126)를 포함할 수 있으며, 허브(132)를 포함하는 로터(130)를 지지하는 고정부재일 수 있다.
상기 베이스 부재(126)는 앞서 언급한 슬리브 하우징(116)과 일체로 구성될 수 있으며, 상기 베이스 부재(126)는 상기 슬리브 하우징(126)의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 코어(124)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(126)의 상부, 즉, 상기 슬리브 하우징(116)에 고정 배치되고, 상기 코일(122)과 대응하는 상기 베이스 부재(126)의 상면에는 상기 코일(122)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 코일(122)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
로터(130)는 허브(132) 및 마그네트(138)를 포함할 수 있으며, 베이스 부재(126)를 포함하는 스테이터(120)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있다.
또한, 코어(124)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(138)를 내주면에 구비할 수 있다.
구체적으로 상기 허브(132)는 샤프트(112)의 상단에 고정되도록 하는 제1 원통형 벽부(132a), 상기 제1 원통형 벽부(132a)의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장 형성되는 원판부(134b), 상기 원판부(132b)의 반경방향 외측 단부에서 축방향 하측으로 돌출 형성되는 제2 원통형 벽부(132c)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(138)는 제2 원통형 벽부(132c)의 내주면에 결합될 수 있으며, 상기 마그네트(138)와 코어(124)에 권선되는 코일(122)의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 모터(100)의 회전구동력을 얻게 된다.
또한, 상기 허브(132)는 상기 슬리브(114)의 상측 외부면 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있으며, 상기 오일이 실링되도록 축방향 하측으로 연장되어 형성되는 주벽부(132d)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 주벽부(132d)는 회전부재인 허브(132)의 일면에서 돌출 형성되어 고정부재인 슬리브(114)의 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있으며, 고정부재인 상기 슬리브(114)의 상측 외부면 사이에서 상기 오일의 계면이 형성되도록 상기 고정부재인 슬리브(114)의 외부면을 따라 연장되어 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 절개 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(210)를 포함하는 모터(200)는 슬리브(214), 슬리브 하우징(216) 및 베이스 부재(226)를 제외하고는 앞서 언급한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(110)를 포함하는 모터(100)와 구성 및 효과가 동일하므로 동일한 도면 부호를 사용하며, 상기 슬리브(214), 슬리브 하우징(216) 및 베이스 부재(226)이외의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(210)에 제공되는 슬리브 하우징(216)은 베이스 부재(226)와는 독립적인 구성요소로 슬리브(214)의 외주면에 결합할 수 있다.
상기 슬리브 하우징(216)은 오일을 함유한 상기 슬리브(214)의 외주면에 결합하여 오일의 누설을 방지할 수 있으며, 허브(132)의 주벽부(132d) 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있다.
즉, 상기 슬리브 하우징(216)의 상부 외주면은 상기 주벽부(132d) 사이에서 오일 계면을 형성하며, 모터(200) 구동시 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 구성의 간격은 축방향 하측 방향으로 점점 넓어질 수 있다.
이를 위해, 상기 주벽부(132d)에 대응되는 상기 슬리브 하우징(216)의 외주면은 외경방향으로 테이퍼지게 형성될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 슬리브(214)의 상면에는 스러스트 동압부(214b)가 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 스러스트 동압부(214b)는 상기 슬리브(214)의 상면, 상기 슬리브(214)의 상면에 대응되는 허브(132)의 일면 및 슬리브 하우징(216)의 상면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(214)의 외주면은 샤프트(112)와 나란하게 형성될 수 있으며, 상기 슬리브(214)의 상면과 하면이 연통되도록 순환홀(214c)이 형성될 수 있다.
상기 순환홀(214c)은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(210) 내부의 오일의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(210) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 슬리브 하우징(216)의 내주면에는 적어도 하나의 단차부(216a)가 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 도 5와 같이 상기 슬리브(214)의 외주면에도 적어도 하나의 단차부(214c)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 슬리브(124)의 외주면 및 상기 슬리브 하우징(216)의 내주면 중 적어도 하나에 적어도 하나의 단차부(214c, 216a)가 형성될 수 있으며, 상기 단차부(214c, 216a)의 구성 및 효과는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(110)에 제공되는 슬리브(114) 및 슬리브 하우징(116)에 형성된 단차부(114c, 116a)와 동일하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브 하우징을 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(310)를 포함하는 모터(300)는 스러스트 플레이트(340) 및 슬리브 하우징(316)을 제외하고는 앞서 설명한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(210)를 포함하는 모터(200)와 구성 및 효과가 동일하므로 동일한 도면 부호를 사용하며, 상기 스러스트 플레이트(340) 및 슬리브 하우징(316) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(310)에 제공되는 스러스트 플레이트(340)는 상기 슬리브(314)의 축방향 상측에 위치하여 상기 샤프트(112)와 결합할 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(340)는 중앙에 상기 샤프트(112)의 단면에 상응하는 홀을 구비할 수 있으며, 이 홀에 상기 샤프트(112)가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(340) 상면 또는 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키는 스러스트 동압부(340a)가 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압부(340a)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
슬리브 하우징(316)은 오일을 함유한 상기 슬리브(314)의 외주면에 결합하여 오일의 누설을 방지할 수 있으며, 상기 슬리브 하우징(316)의 단부는 상기 스러스트 플레이트(340)의 상면 사이에서 오일이 실링되도록 반경 방향 내측으로 연장되어 형성될 수 있다.
따라서, 상기 슬리브 하우징(316)은 중공을 구비하는 모자 형상일 수 있으며, 상기 스러스트 플레이트(340)의 상면 사이에서 오일이 실링되도록 하기 위해 상기 스러스트 플레이트(340)의 상면과 대응되는 일면에는 돌출부가 형성될 수 있다.
이는 모터 구동시 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 모세관 현상 및 오일의 표면 장력을 이용한 것이다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(340)의 상면과 대응되는 슬리브 하우징(316)의 일면에는 상기 샤프트(112)와 상기 슬리브(314) 사이로 오일을 펌핑하는 펌핑홈(316b)이 형성될 수 있으며, 상기 펌핑홈(316b)으로 인하여 오일이 충격이나 진동에 의해 외부로 누출되지 않고 모터 내부로 펌핑이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 슬리브(314)의 외주면 및 상기 슬리브 하우징(316)의 내주면 중 적어도 하나에는 적어도 하나의 단차부(214c, 316a)가 형성될 수 있으며, 상기 단차부(214c, 316a)의 구성 및 효과는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(210)에 제공되는 슬리브(214) 및 슬리브 하우징(216)에 형성된 단차부(214c, 216a)와 동일하다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 모터(100, 200, 300)에 제공되는 슬리브(114, 214, 314)의 외주면 및 슬리브 하우징(116, 216, 316)의 내주면 중 적어도 하나에 단차부(114c, 214c, 116a, 216a, 316a)가 형성됨으로써 상기 슬리브(114, 214, 314)와 상기 슬리브 하우징(116, 216, 316)의 결합을 위한 본딩 공간을 증가할 수 있다.
따라서, 상기 슬리브(114, 214, 314)와 상기 슬리브 하우징(116, 216, 316)의 결합을 위한 본딩제의 양을 증가시켜 발거력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 단차부(114c, 214c, 116a, 216a, 316a)의 상측에 대응되는 상기 슬리브(114, 214, 314) 및 상기 슬리브 하우징(116, 216, 316) 사이의 간격은 매우 좁게 형성될 수 있으므로, 상기 슬리브 하우징(116, 216, 316)에 상기 슬리브(114, 214, 314)를 삽입하는 경우 샤프트(112)의 축과 상기 슬리브(114, 214, 314)의 축의 정렬이 보장될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100, 200, 300: 모터 110, 210, 310: 유체 동압 베어링 어셈블리
112: 샤프트 114, 214, 314: 슬리브
114b, 214b, 340a: 스러스트 동압부
114c, 214c, 116a, 216a, 316a: 단차부
116, 216, 316: 슬리브 하우징
118: 커버플레이트 120: 스테이터
122: 코일 124: 코어
126, 226: 베이스 부재 130: 로터
132: 허브 138: 마그네트

Claims (17)

  1. 샤프트를 지지하는 슬리브; 및
    상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징;을 포함하며,
    상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징이 대향하는 일면 중 적어도 하나는 상기 슬리브의 축을 상기 샤프트의 축과 정렬하고 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 간에 본딩공간을 제공하기 위해 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부를 구비하고, 상기 본딩공간은 상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 샤프트를 지지하는 슬리브;
    상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징;
    상기 슬리브의 상면 및 상기 슬리브 하우징의 상면 중 적어도 하나에 형성되어 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압부; 및
    상기 슬리브의 외주면 및 상기 슬리브 하우징의 내주면 중 적어도 하나는 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부;를 포함하며,
    상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에는 본딩공간이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  11. 샤프트를 지지하는 슬리브;
    상기 샤프트의 상측에 결합하고 상기 슬리브의 상면에 배치되는 스러스트 플레이트;
    상기 슬리브와 결합하여 오일의 누설을 방지하는 슬리브 하우징; 및
    상기 슬리브의 외주면 및 상기 슬리브 하우징의 내주면 중 적어도 하나에 단차지게 형성되는 적어도 하나의 단차부;를 포함하며,
    상기 단차부의 하측과 대응되는 상기 슬리브와 상기 슬리브 하우징 사이에는 본딩공간이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브의 외주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 슬리브 하우징의 내주면에 형성되며,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경은 상기 단차부의 하측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 외경보다 작게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 단차부는 상기 단차부의 상측과 하측을 경사지게 연결하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브의 외경은 상기 단차부의 상측에 대응되는 상기 슬리브 하우징의 내경보다 크게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징은 상기 스러스트 플레이트의 상면 사이에서 오일이 실링되도록 반경 방향 내측으로 연장되어 형성된 유체 동압 베어링 어셈블리.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리;
    상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 외측에 결합되며, 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터; 및
    상기 스테이터에 대해 회전 가능하도록 상기 권선 코일과 대면하는 마그네트가 일면에 장착되는 로터;를 포함하는 모터.
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