KR101397826B1 - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로서, 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 상기 샤프트와의 사이에 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브, 상기 슬리브의 외주면을 일부 감싸도록 구비되는 하우징, 상기 샤프트의 상단에 결합되며, 일부는 상기 슬리브의 상단부 외측면과 대면하고 일부는 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브, 상기 샤프트의 하단에 상기 슬리브의 하단에 걸림되도록 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 스토퍼, 상기 하우징의 하단부에 구비되는 커버부재 및 상기 슬리브와 상기 하우징 사이에 구비되어 상기 슬리브의 하부를 상기 하우징의 상단부와 연통시키는 순환홀을 구비하고, 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 구비되고 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상, 하부 레디얼 동압 그루브를 구비하고, 상기 슬리브에 구비되며 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 베어링 간극 중 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이를 상기 순환홀과 연통하는 연통홀을 구비하고, 상기 연장벽부의 내측면과 상기 하우징의 외측면에는 기액계면이 형성되며, 상기 연통홀 및 상기 하우징의 상단부가 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이에 구비될 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 것이다.
일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.
즉, 일반적으로 유체 동압 베어링 어셈블리는 축방향으로 스파이럴(spiral) 형태의 그루브와 원주방향으로 헤링본(herringbone) 형상의 그루브를 통해 동압을 발생시켜 모터 회전 구동의 안정성을 도모하고 있다.
한편, 최근의 기록 디스크 구동장치의 용량 증가에 따라 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동을 감소시켜야 하는 기술적 과제에 직면해 있다. 즉, 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동에 의한 에러 없이 구동 기록 디스크 구동장치가 구동되도록 하기 위해 스핀들 모터에 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리의 성능 향상이 요구되고 있다.
그리고, 유체 동압 베어링 어셈블리의 성능 향상을 위해서는 헤링본 형태의 그루브 사이 간격(즉, 베어링 스팬의 길이)을 넓혀 회전 중심을 상부측으로 이동시켜 모터의 구동 안정성을 도모하여야 한다.
더불어, 스핀들 모터가 휴대용 전자기기에 채용되고 있어, 소비전력을 저감시켜야 할 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 모터의 구동 안정성을 도모하는 한편, 소비전력을 저감시킬 수 있는 구조의 개발이 절실이 요구되고 있는 실정이다.
일본공개특허공보 제2006-022031호
본 발명은 음압 발생을 방지하면서 베어링 스팬 길이를 확보하여 안정적인 로터의 작동을 가능하게 할 수 있으며, 기포의 배출이 용이한 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 상기 샤프트와의 사이에 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브, 상기 슬리브의 외주면을 일부 감싸도록 구비되는 하우징, 상기 샤프트의 상단에 결합되며, 일부는 상기 슬리브의 상단부 외측면과 대면하고 일부는 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브, 상기 샤프트의 하단에 상기 슬리브의 하단에 걸림되도록 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 스토퍼, 상기 하우징의 하단부에 구비되는 커버부재 및 상기 슬리브와 상기 하우징 사이에 구비되어 상기 슬리브의 하부를 상기 하우징의 상단부와 연통시키는 순환홀을 구비하고, 상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 구비되고 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상, 하부 레디얼 동압 그루브를 구비하고, 상기 슬리브에 구비되며 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 베어링 간극 중 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이를 상기 순환홀과 연통하는 연통홀을 구비하고, 상기 연장벽부의 내측면과 상기 하우징의 외측면에는 기액계면이 형성되며, 상기 연통홀 및 상기 하우징의 상단부가 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 하우징과 상기 커버부재는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 일체로 구비되는 상기 하우징과 상기 커버부재는 프레스 성형으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트와 상기 로터 허브는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 슬리브의 상단에는 테두리를 따라 모따기부가 구비되고, 상기 로터 허브에서 상기 모따기부와 대면하는 부분은 상기 모따기부에 대응하는 형상으로 구비될 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트 또는 상기 스토퍼의 상면 및 상기 슬리브의 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 로터 허브의 저면 및 상기 슬리브의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 순환홀은 상기 슬리브의 외측면에 축방향으로 형성되는 순환홈과 상기 하우징의 내측면에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 순환홀은 상기 슬리브의 외측면을 축방향으로 절단한 절단부와 상기 하우징의 내측면에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 본 발명의 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리; 및 상기 하우징의 외측 방향에 결합하며 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함할 수 있다.
본 발명을 이용하면 음압 발생을 방지하면서 베어링 스팬 길이를 확보하여 안정적인 로터의 작동을 가능하게 할 수 있다.
또한, 기포의 배출이 용이하여 안정적인 작동을 가능하고, 마찰 전류가 적어 전기소모를 줄일 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터의 제공이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이며,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이다.
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 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 샤프트(120), 슬리브(130), 하우징(140), 로터 허브(150), 스토퍼(160) 및 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 구동시키는 기록 디스크 구동장치에 채용되는 모터일 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 상,하 방향, 즉 샤프트(120)의 하부로부터 상부를 향하는 방향 또는 샤프트(120)의 상부로부터 하부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 좌,우 방향, 즉 로터 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(120)를 향하는 방향 또는 샤프트(120)로부터 로터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주방향은 회전축을 중심으로 소정 반경을 갖는 원의 원주 방향을 의미한다. 가령, 원주방향은 로터 허브(150) 또는 샤프트(120)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 유체 동압 베어링 어셈블리는 유체의 동압을 활용하는 베어링의 원리와 관련되는 부재를 포함하는 것으로서, 베이스 부재(110)를 제외한 나머지 부재를 포함하는 구성일 수 있다. 즉, 샤프트(120), 슬리브(130), 하우징(140), 로터 허브(150), 스토퍼(160) 및 커버부재(170)를 포함하는 구성일 수 있다.
베이스부재(110)는 고정부재로서, 스테이터(20)를 구성한다. 여기서 스테이터(20)라 함은 회전하는 부재를 제외한 모든 고정부재를 의미하는 것으로, 베이스부재(110), 슬리브(130), 하우징(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 베이스부재(110)는 하우징(140)이 삽입 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축 방향 상부측으로 돌출 형성되며, 설치부(112)에는 하우징(140)이 삽입 설치될 수 있도록 설치홀(112a)이 형성될 수 있다.
또한, 설치부(112)의 외주면에는 코일(102)이 권선되는 스테이터 코어(104)가 안착될 수 있도록 안착면(112b)이 형성될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(104)는 안착면(112b)에 안착된 상태에서 접착제에 의해 설치부(112)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.
다만, 스테이터 코어(104)는 접착제에 의하지 않고 설치부(112)의 외주면에 압입 설치될 수도 있다. 즉, 스테이터 코어(104)의 설치방식은 접착제에 의한 방식으로 한정되지 않는다.
샤프트(120)는 회전부재로서 로터(40)를 구성한다. 여기서, 로터(40)라 함은 스테이터(20)에 의해 회전 가능하게 지지되어 회전되는 부재를 의미한다.
한편, 샤프트(120)는 슬리브(130)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 스토퍼(160)의 상면에는 샤프트(120)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브(122)가 형성될 수 있다.
한편, 제1 스러스트 동압 그루브(122)는 스토퍼(160)의 상면에 형성되는 경우에 한정되지 않으며, 스토퍼(160)의 상면에 대향 배치되는 슬리브(130)의 하면에 형성될 수도 있다.
이와 같이, 스토퍼(160)의 상면 또는 스토퍼(160)의 상면에 대향하게 위치되는 슬리브(130)의 하면에 제1 스러스트 동압 그루브(122)가 형성됨으로써, 제1 스러스트 동압 그르부(122)에 의해 샤프트(120)가 부드럽게 회전할 수 있다.
한편, 제1 스러스트 동압 그루브(122)는 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며 샤프트(120)의 회전시 유체 동압을 발생시킬 수 있는 어떠한 형상도 채용 가능할 것이다.
한편, 샤프트(120)의 외주면에는 샤프트(120)의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브(123,124)가 형성될 수 있다. 그리고, 상,하부 레디얼 동압 그루브(123,124)는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 헤링본(Herringbone) 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 샤프트(120)의 하단부에는, 슬리브(130)의 하단에 걸림되어 상기 샤프트(120)의 과부상을 제한하는 스토퍼(160)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 샤프트(120)의 하단에 반경방향 외측으로 돌출되고 상기 슬리브(130)의 하부에 위치되도록 구비되어 모터의 작동시 샤프트(120)를 포함하는 회전부재의 과부상을 제한할 수 있다. 이에, 상기 제1 스러스트 동압 그루브(122)는 상기 스토퍼(160)의 하측면 또는 이에 대응하는 커버부재(170)의 상측면에 구비될 수 있다.
슬리브(130)는 하우징(140) 및 베이스부재(110)와 함께 스테이터(20)를 구성하는 고정부재로서, 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하며, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C)을 형성한다. 상기 슬리브(130)는 Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다. 물론, 소결방식으로 한정하는 것은 아니며 다른 방식에 의한 제조도 가능하다.
한편, 슬리브(130)는 하우징(140)의 내부에 고정된 상태로 베이스부재(110)의 설치부(112)에 삽입되어 간접적으로 베이스부재(110)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 하우징(140)의 외주면이 설치부(112)의 내주면에 접착제 또는 기타 방식에 의해 접합될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(130)는 일부만이 상기 하우징(140)의 내부에 구비될 수 있다. 즉, 도 1에 도시되듯이, 상기 슬리브(130)의 상단부는 이하 설명할 로터 허브(150)에서 축방향 하측으로 돌출 형성되는 연장벽부(152)와 직접 대면하도록 하우징(140)에 의해 감싸지지 않고 노출되도록 구비될 수 있다.
또한, 슬리브(130)에는 샤프트(120)가 삽입 배치되는 축공(132)이 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(120)가 슬리브(130)의 축공(132)에 삽입 배치되는 경우 슬리브(130)의 내주면과 샤프트(120)의 외주면은 소정 간극 이격되어 베어링 간극(C)을 형성할 수 있다.
여기서, 베어링 간극(C)에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다. 상기한 바와 같이 슬리브(130)는 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C)을 형성하는데, 이 베어링 간극(C)은 샤프트(120)와 슬리브(130)에 의해 형성되는 간극과, 슬리브(130)의 상단부와 로터 허브(150)에 의해 형성되는 간극, 하우징(140)과 스토퍼부재(160)에 의해 형성되는 간극, 슬리브(130)와 연장벽부(152)에 의해 형성되는 간극 및 커버부재(170)와 샤프트(120)의 저면에 의해 형성되는 간극을 의미할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베어링 간극(C)의 전체에 윤활유체가 충진되는 구조를 채용하고 있으며, 이러한 구조를 풀필(Full-fill) 구조라고도 한다.
한편, 슬리브(130)의 내주면에는 샤프트(120)의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성될 수 있다. 그리고, 상,하부 레디얼 동압 그루브는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다.
나아가, 상기 슬리브(130)와 이하 설명할 하우징(140) 사이에는 상기 슬리브(130)의 상부와 하부를 연결시키기 위한 순환홀(136)을 구비할 수 있다. 상기 순환홀(136)은 상기 슬리브(130)의 외주면 및 상기 하우징(140)의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 순환홈(136a) 또는 절단부(136b)로 구비될 수 있다.
슬리브(130)의 외주면을 따라 상부와 하부를 연통하는 홈 형상인 순환홈(136a)으로 구비되는 경우에는, 슬리브(130)의 측면에 수직 방향(도 1 기준으로 축 방향)으로 홈을 형성할 수 있다. 물론, 하우징(140)은 상기 슬리브(130)의 외측면 전체를 감싸지는 않으므로 상기 하우징(140)의 상단이 위치되는 부분까지 상기 순환홈(136a)이 형성될 수 있다.
또한, 슬리브(130)의 외주면을 따라 상부와 하부를 연통하는 측면 절단 형상인 절단부(136b)로 구비되는 경우에는, 수직 방향(도 1 기준으로 축 방향)으로 측면을 일부 절단하여 형성할 수 있다. 상기 슬리브(130)의 외주면과 하우징(140)의 내주면은 원형으로 구비될 수 있으므로, 상기 슬리브(130)의 외주면을 상하(도 1 기준으로 축 방향)로 절단하면 자연스럽게 하우징(140)과 이격공간이 형성되어 제1 순환홀(136)을 구비할 수 있다. 물론, 이 경우도 하우징(140)은 상기 슬리브(130)의 외측면 전체를 감싸지는 않으므로 상기 하우징(140)의 상단이 위치되는 부분까지 상기 절단부(136b)가 형성될 수 있다.
나아가, 하우징(140)의 내부면을 따라 순환홀을 구비하는 경우에도 상기 슬리브(130)의 외주면에 형성하는 방식과 동일하게 할 수 있다.
한편, 상기 슬리브(130)에는 상기 샤프트(120)와 상기 슬리브(140) 사이의 베어링 간극(C)과 상기 순환홀(136)을 연통하는 연통홀(137)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 연통홀(137)은 상하부 레디얼 동압 그루브(123)(124) 사이로 연통될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 연통홀(137)을 구비함으로써 상부 레디얼 동압 그루브(123)와 하부 레디얼 동압 그루브(124) 사이의 부압 발생을 방지할 수 있어 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 상부 레디얼 베어링은 제2 스러스트 동압그루브(122)가 형성하는 제2 스러스트 베어링 방향으로 윤활유체를 펌핑하는 비평형 헤링본(Herringbone) 형상으로 구비하고, 상기 하부 레디얼 베어링은 제1 스러스트 동압 그루브(159)가 형성하는 제1 스러스트 베어링 방향으로 윤활유체를 펌핑하는 비평형 헤링본 형상으로 구비하더라도 상부 및 하부 레디얼 동압 그루브(123)(124) 사이에 구비되는 연통홀(137)에 의해 부압 발생이 방지될 수 있으므로 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있어, 모터의 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
여기서, 베어링 스팬 길이라 함은 상부 레디얼 동압 그루브(123)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과 하부 레디얼 동압 그루브(124)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과의 거리를 말한다.
즉, 슬리브(130)에 연통홀(137)을 설치함으로써, 상부 레디얼 동압 그루브(123)와 하부 레디얼 동압 그루브(124)의 이격 거리를 증가시킬 수 있으므로, 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있는 것이다. 따라서, 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
하우징(140)은 슬리브(130)을 감싸는 형상으로 슬리브(130)의 외주면에 결합할 수 있다. 엄밀하게는 슬리브(130)가 하우징(140)의 내주면에 삽입되고 압입 또는 본딩에 의해 결합될 수 있다. 물론, 상기 슬리브(130)의 상단부는 노출된 상태로 구비되어야 하므로 상기 하우징(140)은 상기 슬리브(130)의 상단부 외측면 일부를 제외하고 결합될 수 있다.
이에, 상기 하우징(140)은 축방향으로 길이가 짧게 형성될 수 있으므로 프레스 방식으로 제조하는 경우 용이하게 제작이 가능할 수 있다.
상기 하우징(140)은 오일을 함유한 상기 슬리브(130)의 외주면에 결합하여 오일의 누설을 방지할 수 있다.
또한, 상기 하우징(140)의 상단부 외측면은 로터 허브(150)에서 축방향 하측으로 돌출 형성되는 연장벽부(152)와의 사이에 오일계면을 형성할 수 있다. 즉, 상기 베어링 간극(C)에는 오일이 채워지게 되며, 채워진 오일이 모세관 현상에 의해 실링되게 되는데, 본 실시에서는 유체의 실링부가 상기 하우징(140)의 외측면과 연장벽부(152)의 내측면 사이에 형성될 수 있다. 물론, 모터의 작동과 비작동에 따라 오일계면의 위치는 변경될 수 있다.
이에, 상기 하우징(140)의 상단부 외측면 또는 연장벽부(152)의 내측면은 오일의 실링이 용이하도록 테이퍼진 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 윤활유체와 공기와의 계면 형성이 용이하도록 상기 하우징(140)의 상단부 외측면 또는 연장벽부(152)의 내측면은 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 하우징(140)의 하단부에는 커버부재(170)가 설치될 수 있다.
커버부재(170)는 상기한 베이스부재(110), 슬리브(130), 하우징(140)과 함께 스테이터(20)를 구성하는 고정부재로서, 하우징(140)의 하단부에 설치되어 베어링 간극(C)에 충진되는 윤활유체가 하우징(140)의 하단부 측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 커버부재(170)는 하우징(140)의 하단에 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다.
또한, 상기 커버부재(170)는 상기 하우징(140)과 일체로 구비될 수 있다. 상기 하우징(140)과 상기 커버부재(170)가 일체로 구비되는 경우에는 프레스 성형으로 일체로 제조될 수 있다.
로터 허브(150)는 샤프트(120)와 함께 로터(40)를 구성하는 회전부재로서, 샤프트(120)의 상단부에 결합되며, 슬리브(130)의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부(152)를 구비할 수 있다.
한편, 로터 허브(150)는 샤프트(120)의 상단부가 삽입되는 장착홀(154a)이 형성된 로터 허브 바디(154)와, 로터 허브 바디(154)의 가장자리로부터 축 방향 하측을 향하여 연장 형성되는 마그넷 장착부(156) 및 마그넷 장착부(156)의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향하여 연장 형성되는 디스크 안착부(158)를 구비할 수 있다.
그리고, 마그넷 장착부(156)의 내부면에는 구동 마그넷(156a)이 설치되며, 구동 마그넷(156a)은 코일(102)이 권선되는 스테이터 코어(104)의 선단에 대향 배치된다.
한편, 구동 마그넷(156a)은 환고리 형상을 가질 수 잇으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
여기서, 로터 허브(150)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(104)에 권선된 코일(102)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(156a)과 코일(102)이 권선된 스테이터 코어(104)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 로터 허브(150)가 회전되는 것이다. 그리고, 로터 허브(150)의 회전에 의해 로터 허브(150)가 고정 설치되는 샤프트(120)가 로터 허브(150)와 연동하여 회전될 수 있는 것이다.
그리고, 상기한 연장벽부(152)는 로터 허브 바디(154)의 저면으로부터 축방향 하측을 향하여 연장 형성될 수 있다.
상기 연장벽부(152)의 일부는 상기 슬리브(130)의 상단부 외측면과 대면하고 일부는 상기 하우징(140)의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 슬리브(130)의 상단부는 하우징(140)에 의해 감싸지지 않으므로 직접 상기 연장벽부(152)와 대면하면서 이들이 형성하는 베어링 간극(C)에 윤활유체가 채워질 수 있다.
한편, 상기 로터 허브(150)는 상기 샤프트(120)와 일체로 구비될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(130)의 상면 및 상기 슬리브(130)의 상면에 대면하는 로터 허브 바디(154)의 저면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브(159)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 샤프트(120)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시켜 로터 허브(150)의 회전을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 일예로서, 베이스부재(110), 샤프트(120), 슬리브(130'), 하우징(140), 로터 허브(150'), 스토퍼(160) 및 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 구성과 다른 구성은 모두 동일하고 상기 슬리브(130') 및 로터 허브(150')의 구성만이 차별될 수 있다. 이에 동일한 구성에 대한 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 슬리브(130')의 상단부는 원주방향으로 모따기부(139)가 구비되고, 상기 로터 허브(150'), 즉, 로터 허브 바디(154')에서 상기 모따기부(139)와 대면하는 부분은 상기 모따기부(139)에 대응하는 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 형상을 구비하게 되면, 회전부재(즉, 로터 허브(150'))와 고정부재(즉, 슬리브(130')) 간의 접촉 면적이 작아지게 되므로 마찰전류가 저감되어 저전류로 모터의 작동이 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(300)는 일예로서, 베이스부재(110), 샤프트(120), 슬리브(130''), 하우징(140), 로터 허브(150), 스토퍼(160) 및 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스핀들 모터의 구성과 다른 구성은 모두 동일하고 상기 슬리브(130'')의 구성만이 차별될 수 있다. 이에 동일한 구성에 대한 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 슬리브(130'')의 상단부에는 원주방향으로 플랜지(138)가 구비될 수 있다. 상기 플랜지(138)는 상기 슬리브가 끼워지는 하우징(140)의 상단부 상부에 위치하도록 형성될 수 있다.
100, 200 : 스핀들 모터
110 : 베이스부재
120 : 샤프트
130, 130', 130'' : 슬리브
140 : 하우징
150, 150' : 로터 허브
160 : 스토퍼
170 : 커버부재

Claims (13)

  1. 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 상기 샤프트와의 사이에 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브;
    상기 슬리브의 외주면을 일부 감싸도록 구비되는 하우징;
    상기 샤프트의 상단에 결합되며, 일부는 상기 슬리브의 상단부 외측면과 대면하고 일부는 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브;
    상기 샤프트의 하단에 상기 슬리브의 하단에 걸림되도록 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비되는 스토퍼;
    상기 하우징의 하단부에 구비되는 커버부재; 및
    상기 슬리브와 상기 하우징 사이에 구비되어 상기 슬리브의 하부를 상기 하우징의 상단부와 연통시키는 순환홀;을 구비하고,
    상기 샤프트의 외측면 또는 상기 슬리브의 내측면에 구비되고 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상, 하부 레디얼 동압 그루브를 구비하고,
    상기 슬리브에 구비되며 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 베어링 간극 중 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이를 상기 순환홀과 연통하는 연통홀을 구비하고,
    상기 연장벽부의 내측면과 상기 하우징의 외측면에는 기액계면이 형성되며, 상기 연통홀 및 상기 하우징의 상단부가 상기 상, 하부 레디얼 동압 그루브 사이에 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 커버부재는 일체로 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    일체로 구비되는 상기 하우징과 상기 커버부재는 프레스 성형으로 제조되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 로터 허브는 일체로 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 상단에는 테두리를 따라 모따기부가 구비되고,
    상기 로터 허브에서 상기 모따기부와 대면하는 부분은 상기 모따기부에 대응하는 형상으로 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼의 상면 및 상기 슬리브의 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로터 허브의 저면 및 상기 슬리브의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 순환홀은 상기 슬리브의 외측면에 축방향으로 형성되는 순환홈과 상기 하우징의 내측면에 의해 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 순환홀은 상기 슬리브의 외측면을 축방향으로 절단한 절단부와 상기 하우징의 내측면에 의해 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  12. 삭제
  13. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제7항, 제8항, 제9항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항의 유체 동압 베어링 어셈블리; 및
    상기 하우징의 외측 방향에 결합하며 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함하는 스핀들 모터.
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