KR101187954B1 - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 오일의 저장공간을 확보하기 위해 외부면에 반경방향 내측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 오일 저장부를 구비하는 샤프트; 및 상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하고, 상기 슬리브는, 상기 샤프트의 외부면과 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와의 마찰을 방지하기 위해 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와 마주보는 내주면에 반경방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 상측 및 하측 마찰방지홈을 구비할 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 오일의 저장공간을 확보하고 회전부재의 회전시 마찰을 방지하여 구동을 위한 소비전력을 최소화하는 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 스핀들 모터가 사용된다.
소형의 스핀들 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.
즉, 스핀들 모터는 고정부재 중의 하나인 슬리브와 회전부재 중의 하나인 샤프트 사이의 미소 간극에 오일이 개재되고, 상기 샤프트를 지지하는 유체 압력은 상기 슬리브 또는 상기 샤프트에 형성되는 동압홈에 의해 발생되게 된다.
이때, 상기 유체 압력은 모터의 회전 안정성 및 성능 확보를 위해 매우 중요한 인자 중 하나이며, 이는 슬리브와 샤프트의 간격에 의해 영향을 받을 수 있다.
따라서, 슬리브와 샤프트를 조립하는데 있어서 미리 설계된 최적화된 간격을 유지할 필요가 있으나 상기 슬리브 또는 상기 샤프트에 형성된 동압홈으로 인해 측정이 어려워 최적화된 간격 확보에 문제가 발생하였다.
또한, 스핀들 모터는 회전부재가 회전하는 경우 오일에 의한 마찰이 발생하게 되며, 상기 마찰은 스핀들 모터의 성능에 영향을 미치게 되므로 마찰을 최소화하는 방안이 필요하다.
또한, 스핀들 모터의 회전부재와 고정부재 사이에 충진되는 오일은 모세관 현상과 오일의 표면 장력을 이용하여 실링되고 있으며, 상기 오일의 양 및 오일 계면의 위치 등은 모터의 특성을 좌우하는 중요한 인자 중 하나이다.
즉, 오일의 증발 및 누유 등 다양한 원인으로 오일의 정상적인 수준에 비해 오일의 양이 감소하는 경우 외부로부터 기포 유입 및 회전부재와 고정부재 사이의 마찰이 증가하게 되어 회전을 위한 부상력 확보가 어려워지고 결과적으로 회전부재의 회전 특성이 저하되는 문제가 있다.
그러므로, 스핀들 모터에 있어서 샤프트와 슬리브와의 조립시 최적화된 간격을 유지하고 오일의 저장공간을 확보하며, 샤프트를 포함한 회전부재의 회전시 마찰을 최소화하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 오일의 저장 공간을 확보하여 오일 증발 및 유출에 따른 모터의 성능 저하를 방지할 수 있으며, 샤프트와 슬리브의 마찰을 최소화하여 보다 안정적인 구동 성능을 확보하는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 오일의 저장공간을 확보하기 위해 외부면에 반경방향 내측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 오일 저장부를 구비하는 샤프트; 및 상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하고, 상기 슬리브는, 상기 샤프트의 외부면과 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와의 마찰을 방지하기 위해 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와 마주보는 내주면에 반경방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 상측 및 하측 마찰방지홈을 구비할 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브는 내주면의 상측 및 하측에 형성되어 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 레디얼 동압홈을 구비하며, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈은 상기 레디얼 동압홈의 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 상측 및 하측 마찰방지홈의 축방향 길이는 0.05mm이상부터 상기 슬리브의 높이 절반 미만의 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 상측 및 하측 마찰방지홈 사이의 간격은 0.25mm 이상부터 상기 슬리브의 높이 미만의 범위에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 상측 및 하측 마찰방지홈은 상기 레디얼 동압홈과 동일하거나 더 깊게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 오일 저장 공간을 확보하여 안정적인 구동 성능을 확보할 수 있다.
또한, 샤프트와 슬리브의 마찰을 최소화하여 구동을 위한 소비전력을 최소화할 수 있다.
또한, 슬리브와 샤프트를 조립하는데 있어서 최적화된 간격을 유지할 수 있으므로 노이즈, 진동 및 NRRO(Non-Repeatable Runout)를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 샤프트를 도시한 개략 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 샤프트를 도시한 개략 사시도.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
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 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 샤프트를 도시한 개략 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 샤프트(110)와 슬리브(120)를 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리(100), 상기 샤프트(110)와 연동하여 회전하는 로터(200) 및 코일(320)이 권선되는 코어(310)를 구비하는 스테이터(300)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1, 3, 5, 7 및 9에서 볼 때, 샤프트(110, 710)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향 외측 및 내측 방향은 상기 샤프트(110, 710)를 기준으로 허브(210)의 외측단 방향 또는 상기 허브(210)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110, 710)의 중심방향을 의미할 수 있다.
샤프트(110)는 회전하는 후술할 로터(200)와 결합되어 상기 로터(200)와 연동하여 회전하는 회전부재로 오일 저장부(115)를 구비할 수 있다.
상기 오일 저장부(115)는 상기 샤프트(110)의 외부면에서 반경방향 내측으로 함입되어 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 외부면을 따라 형성될 수 있다.
여기서, 상기 오일 저장부(115)는 상기 샤프트(110)의 높이 이내의 범위에서 축방향으로 길게 형성될 수 있으며, 함입되는 깊이는 일정하거나 중앙으로 향할수록 증가할 수 있다.
다만, 상기 오일 저장부(115)의 반경방향 내측으로 형성된 깊이 및 축방향으로 형성된 길이에는 특별한 제한이 없으며, 오일을 저장할 수 있는 공간을 확보하는 구성이면 적용가능할 수 있다.
상기 샤프트(110)에 형성되는 상기 오일 저장부(115)는 후술할 슬리브(120) 사이의 간격을 소정 길이만큼 증가시켜주어 상기 샤프트(110)의 회전시 발생되는 마찰을 저감시켜줄 수 있으며, 오일의 증발 및 누유 등 다양한 원인으로 상기 오일이 외부로 유출되는 경우에도 상기 오일을 저장할 수 있는 공간을 확보함으로써 본 발명에 따른 모터(400)의 성능을 최대화할 수 있다.
슬리브(120)는 후술할 코어(310)가 삽입되어 고정되는 베이스 부재(330)와 결합되어 샹기 샤프트(110)를 포함하는 회전부재를 지지하는 구성요소로 고정부재를 의미할 수 있다.
상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(110)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(110)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 오일이 충전되며 상기 샤프트(110)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압홈(127)에 의해 로터(200)의 회전을 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 레디얼 동압홈(127)은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내측면에 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 한쪽으로 편향되도록 동압을 형성시키게 된다.
여기서, 상기 레디얼 동압홈(127)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으나, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
다만, 일반적인 형상으로는 헤링본 형상일 수 있으며, 상기 슬리브(120)의 내부면의 상측 및 하측에 각각 형성될 수 있다.
상기 레디얼 동압홈(127)은 회전하는 샤프트(110)를 지지하기 위한 동압을 발생시키며, 이는 본 발명에 따른 모터(400)의 구동력 확보를 위한 매우 중요한 인자 중 하나이다.
다만, 상기 레디얼 동압홈(127)은 동압 발생을 위한 기본적인 구성요소이나, 소정깊이의 홈을 내어 형성되므로 상기 슬리브(120)와 상기 샤프트(110)를 조립하는데 있어 장애가 될 수 있다.
즉, 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120)는 미리 최적화된 간격을 유지한 채로 조립되어야 하므로, 상기 슬리브(120)의 내경의 정밀한 측정이 요구되나, 상기 레디얼 동압홈(127)으로 인해 상기 슬리브(120)의 내경을 측정하는데 있어서 측정 오차가 발생될 수 있으며 상기 오차는 노이즈, 진동 및 NRRO(Non-Repeatable Runout)를 유발할 수 있다.
그러나, 상기 슬리브(120)의 상측 및 하측에 형성되는 레디얼 동압홈(127) 사이의 간격, 즉 레디얼 동압홈(127)의 형성되지 않은 슬리브(120)의 내부면을 이용하여 상기 슬리브(120)의 내경을 측정하면 측정 정밀도가 향상되므로 최적화된 간격을 유지한 채 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120)를 조립할 수 있다.
여기서, 상기 레디얼 동압홈(127)은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내측면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외부면에 마련되는 것도 가능하며, 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 슬리브(120)는 상부와 하부를 연통하도록 형성되는 순환홀(125)을 구비할 수 있으며, 상기 순환홀(125)은 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부의 오일의 압력을 분산시켜 평형을 유지시켜 줄 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(120)의 축방향 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합하며, 상기 간극에는 오일을 수용하는 커버플레이트(130)가 결합될 수 있다. 상기 커버플레이트(130)는 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 오일을 수용하여 그 자체로서 상기 샤프트(110)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
로터(200)는 후술할 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 후술할 코어(310)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(220)를 내주면에 구비하는 허브(210)를 포함할 수 있다.
다시 말하면, 상기 허브(210)는 상기 샤프트(110)의 상측에 결합되어 상기 샤프트(110)와 연동하여 회전하는 회전부재일 수 있다.
마그네트(220)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 허브(210)는 샤프트(110)의 상단에 고정되도록 하는 제1 원통형 벽부(212), 상기 제1 원통형 벽부(212)의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장 형성되는 원판부(214), 상기 원판부(214)의 반경방향 외측 단부에서 하향 돌출되는 제2 원통형 벽부(216)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 원통형 벽부(216)의 내주면에는 상기 마그네트(220)가 결합될 수 있다.
또한, 상기 허브(210)는 상기 슬리브(120)의 상측 외부면 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있으며, 오일이 실링되도록 축방향 하측으로 연장되어 형성되는 주벽부(218)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 주벽부(218)는 회전부재인 허브(210)의 일면에서 돌출 형성되어 고정부재인 슬리브(120)의 사이에서 오일이 실링되도록 할 수 있으며, 고정부재인 상기 슬리브(120)의 상측 외부면 사이에서 오일의 계면이 형성되도록 상기 고정부재인 슬리브(120)의 외부면을 따라 형성될 수 있다.
스테이터(300)는 삽입공이 형성되는 고정부재로 회전하는 구성요소를 제외한 모든 고정된 구성요소를 의미할 수 있으나, 구체적인 설명의 편의를 위해 코어(310), 코일(320) 및 베이스 부재(330)를 포함하는 것으로 본다.
상기 스테이터(300)는 전원인가 시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(320) 및 상기 코일(320)이 권선되는 복수개의 코어(310)를 구비하는 고정 구조물일 수 있다.
상기 코어(310)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(330)의 상부에 고정 배치되고, 상기 권선코일(320)과 대응하는 베이스 부재(330)의 상면에는 상기 권선코일(320)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 권선코일(320)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 베이스 부재(330)는 상기 슬리브(120)의 외주면이 고정되고, 상기 코일(320)이 권선되는 코어(310)가 삽입될 수 있으며, 상기 베이스 부재(330)의 내면 혹은 상기 슬리브(120)의 외면에 접착제를 도포하여 조립될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(500)는 슬리브(520)를 제외하고는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 슬리브(520) 이외의 설명에 대해서는 이하 생략하기로 한다.
상기 슬리브(520)는 상기 샤프트(110)의 외부면과 상기 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b)와 대응되는 위치에 요홈 형성되는 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)를 구비할 수 있다.
상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)는 상기 슬리브(520)의 내부면에 형성될 수 있으며, 반경방향 내측으로 요홈 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)는 샤프트(110)에 형성된 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b)와의 마찰을 방지하기 위한 것으로 상기 레디얼 동압홈(127)의 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)은 상기 슬리브(520)의 내부면을 따라 형성될 수 있으며, 반경방향 내측으로 형성된 깊이에는 제한이 없다.
여기서, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)의 축방향 길이는 0.05mm이상으로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 샤프트(110)가 충격 등에 의해 축방향으로 진동하는 경우에 있어서 상기 샤프트(110)에 형성된 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b)와의 마찰을 효과적으로 방지하기 위함이다.
또한, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)는 상기 레디얼 동압홈(127)의 깊이와 실질적으로 동일한 깊이로 형성될 수 있으며, 이는 상기 슬리브(520)의 내부면에 상기 레디얼 동압홈(127)의 형성하는 공정과 동시에 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)를 형성하기 위함이다.
다만, 상기 마찰방지홈(522a, 522b)는 상기 레디얼 동압홈(127)의 깊이보다 더 깊게 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)의 외부면과 상기 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b)는 외부 충격 또는 오일의 외부 유출로 인하여 슬리브(520)의 내부면에 접촉할 수 있으며, 이 경우 상기 슬리브(520)와 상기 샤프트(110)의 마찰로 인하여 본 발명에 따른 모터(500)의 성능에 치명적일 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 모터(500)에 제공되는 슬리브(520)의 내부면에는 반경방향 외측으로 요홈 형성되는 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)를 구비할 수 있으므로, 상기 슬리브(520)의 내부면과 상기 샤프트(110)의 외부면이 접촉하더라도 상기 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b)는 상기 슬리브(520)에 비접촉 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)를 구성하는 홈의 축방향 상측면과 하측면은 상기 샤프트(110)의 외부면과 상기 오일 저장부(115)의 상측 및 하측 경계(115a, 115b) 사이에 각각 위치하게 함으로써 상기와 같은 효과를 낼 수 있다.
또한, 상기 슬리브(520)와 상기 샤프트(110)의 마찰을 방지할 수 있으므로 본 발명에 따른 모터(500)의 구동을 위한 소비전력을 최소화할 수 있다.
나아가, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b)로 인하여 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(522a, 522b) 사이에 형성되는 상대적으로 돌출된 면은 상기 슬리브(520)와 상기 샤프트(110)의 조립을 위한 상기 슬리브(520)의 내경 측정용 수단이 될 수 있으며, 상기 돌출된 면을 이용하여 상기 슬리브(520)의 내경을 측정하면 측정 정밀도가 향상되므로 최적화된 간격을 유지한 채 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(520)를 조립할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(600)는 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b)을 제외하고는 앞서 설명한 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(500)와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b) 이외의 설명에 대해서는 이하 생략하기로 한다.
슬리브(620)의 내부면에 형성되는 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b)은 축방향으로 길게 형성될 수 있으며, 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b) 사이의 간격은 상기 슬리브(620)의 높이 이내의 범위내에서 0.25mm 이상일 수 있다.
다시 말하면, 축방향으로 길게 형성된 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b)로 인하여 상기 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b) 사이에 형성되는 상대적으로 돌출된 면의 길이는 0.25mm 이상일 수 있는 것이다.
0.25mm이상의 길이로 형성된 상기 돌출된 면은 상기 슬리브(620)와 상기 샤프트(110)의 조립을 위해 요구되는 상기 슬리브(620)의 최소한의 내경 측정 길이이며, 상기 돌출된 면을 이용하여 상기 슬리브(620)의 내경을 측정하면 측정 정밀도가 향상되므로 최적화된 간격을 유지한 채 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(620)를 조립할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 샤프트를 도시한 개략 사시도이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(700)는 샤프트(710)를 제외하고는 앞서 설명한 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(600)와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 샤프트(710) 이외의 설명에 대해서는 이하 생략하기로 한다.
샤프트(710)의 외부면에 형성되는 오일 저장부(715)는 슬리브(620)의 내부면에 형성되는 상측 및 하측 마찰방지홈(622a, 622b) 사이의 간격과 거의 유사할 수 있다.
이는 앞선 제1 실시예에서 언급한 바와 같이 오일 저장부(715)가 축방향으로 형성된 길이에는 제한이 없다는 것을 의미할 수 있으며, 오일을 저장할 수 있는 공간만 제공하면 어떠한 길이든 적용 가능할 수 있는 것이다.
도 9은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(800)는 스러스트 플레이트(840)를 제외하고는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 스러스트 플레이트(840) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스러스트 플레이트(840)는 슬리브(120)의 하부에 배치되며, 중앙에 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비하여, 이 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입될 수 있다.
이때, 상기 스러스트 플레이트(840)는 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)와 결합할 수도 있으나, 제조시부터 상기 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 운동시 상기 샤프트(110)를 따라 회전 운동하게 된다.
상기 스러스트 플레이트(840)의 상면 및 하면에는 상기 샤프트(110)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압홈이 형성될 수 있으며, 상면에는 스파이럴 형상이고 하면에는 헤링본 형상인 것이 바람직하다.
다만, 앞서 언급한 바와 같이 스러스트 플레이트(840) 상면 및 하면에 형성되는 스러스트 동압홈은 각각 스파이럴 형성 및 헤링본 형상인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 모터(400, 500, 600, 700, 800)에 의하면 오일 저장 공간을 확보하여 오일 증발 및 유출에 따른 성능 저하를 방지할 수 있으며, 샤프트(110, 710)와 슬리브(120, 520, 620)의 마찰을 최소화하여 구동을 위한 소비전력을 최소화할 수 있다.
또한, 슬리브(120, 520, 620)와 샤프트(110, 710)를 조립하는데 있어서 최적화된 간격을 유지할 수 있으므로 노이즈, 진동 및 NRRO(Non-Repeatable Runout)를 최소화할 수 있다.
100: 유체 동압 베어링 어셈블리 110, 710: 샤프트
115, 715: 오일 저장부 120, 620: 슬리브
130: 커버플레이트 200: 로터
210: 허브 220: 마그네트
300: 스테이터 310: 코어
320: 코일 330: 베이스 부재
522a, 522b, 622a, 622b : 상측 및 하측 마찰방지홈
400, 500, 600, 700, 800: 모터

Claims (7)

  1. 오일의 저장공간을 확보하기 위해 외부면에 반경방향 내측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 오일 저장부를 구비하는 샤프트; 및
    상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하고,
    상기 슬리브는, 상기 샤프트의 외부면과 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와의 마찰을 방지하기 위해 상기 오일 저장부의 상측 및 하측 경계와 마주보는 내주면에 반경방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈 형상의 상측 및 하측 마찰방지홈을 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브는 내주면의 상측 및 하측에 형성되어 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 레디얼 동압홈을 구비하며,
    상기 상측 및 하측 마찰방지홈은 상기 레디얼 동압홈의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상측 및 하측 마찰방지홈의 축방향 길이는 0.05mm이상부터 상기 슬리브의 높이 절반 미만의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상측 및 하측 마찰방지홈 사이의 간격은 0.25mm 이상부터 상기 슬리브의 높이 미만의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 상측 및 하측 마찰방지홈은 상기 레디얼 동압홈과 동일하거나 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH112235A (ja) * 1997-06-10 1999-01-06 Nippon Densan Corp 動圧流体軸受装置及び電動機
JP2000152549A (ja) 1998-11-13 2000-05-30 Asmo Co Ltd 電動機

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