KR20120047627A - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트에 고정되어 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 회전부재; 및 상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하며, 상기 슬리브 및 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재 중 적어도 하나의 일면에 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 할 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 윤활성 및 내마모성을 향상시켜 안정성을 높이는 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.
이러한 스핀들 모터는 회전부재와 고정부재를 구비하고, 고정부재를 중심으로 회전부재가 회전을 하는 구조이므로 필연적으로 마찰이 발생하게 되며 마찰부위에 마모가 생기게 된다.
이러한 마찰부위의 마모 정도는 스핀들 모터의 안정성, 성능 및 수명에 밀접한 관계를 가지게 되며, 종래에는 마찰부위에 윤활제를 도포하거나 복합재료를 이용하여 피막을 형성하였다.
그러나, 상기와 같은 종래 방식은 도포 이후 미리 설계된 치수의 변화를 가져오게 되어 도포 이후의 가공 공정이 필연적으로 발생된다는 문제가 발생하였다.
또한, 가공 공정시 정밀한 치수를 맞추는 과정에서 폐기처리되는 것도 상당수 발생하였다.
따라서, 스핀들 모터에 있어서 마찰을 줄여 내마모성을 향상시키고 안정성을 향상시키도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 회전부재와 고정부재 사이의 마찰을 최소화하여 내마모성을 향상시키고, 마찰부위의 강도를 증가시켜 안정성을 높이는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트에 고정되어 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 회전부재; 및 상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하며, 상기 슬리브 및 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재 중 적어도 하나의 일면에 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제는 초미립자 크기의 입자로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재의 일면은 마이크로 딤플이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 마이크로 딤플은 상기 슬리브와 상기 회전부재 사이에 위치하는 오일의 저장공간이 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제는 불소수지, 흑연 및 이황화 몰리브덴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재는 상기 고체 윤활제와 결합하고 상기 고체 윤활제가 침투하여 내부로 향할수록 함유도가 낮아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트와 고정되어 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 회전부재; 상기 샤프트를 지지하는 슬리브; 및 상기 샤프트의 축방향 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되고 상기 샤프트와 결합하여 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 플레이트;를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트, 상기 스러스트 플레이트와 대응되는 슬리브 및 회전부재 중 적어도 하나의 일면에 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제는 초미립자 크기의 입자로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재의 일면은 마이크로 딤플이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 마이크로 딤플은 상기 슬리브와 상기 회전부재 사이에 위치하는 오일의 저장공간이 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제는 불소수지, 흑연 및 이황화 몰리브덴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재는 상기 고체 윤활제와 결합하고 상기 고체 윤활제가 침투하여 내부로 향할수록 함유도가 낮아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 플레이트는 상기 샤프트의 축방향 상측에 위치하고, 상기 스러스트 플레이트 상측에서 상기 슬리브에 결합하여 상기 스러스트 플레이트 사이에서 오일이 실링되도록 하는 캡부재;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 플레이트와 대응되는 상기 캡부재의 일면은 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리; 및 상기 슬리브의 외주면에 결합하며, 상기 회전부재의 일면에 결합하는 마그네트와 상호작용으로 회전구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 윤활성 및 내마모성이 향상되어 안정성 및 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 마찰부위에 대한 가공 공정이 요구되지 않아 공정이 간소화되며, 가공공정에 따른 폐기분의 손실을 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 로터케이스의 일면에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 스러스트 플레이트에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 스러스트 플레이트에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 사시도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 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 캡부재에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 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 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 회전부재(200)를 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 및 코일(320)이 권선되는 코어(310)를 포함하는 스테이터(300)를 포함할 수 있다.
이하 상기 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110), 슬리브(120), 스러스트 플레이트(130) 및 회전부재(200)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1 내지 도 8에서 볼 때, 상기 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 상기 회전부재(200)의 외측단 방향 또는 상기 회전부재(200)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심방향을 의미한다.
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 래디얼 동압홈에 의해 상기 회전부재(200)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 래디얼 동압홈은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내측면에 형성되며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 한쪽으로 편향되도록 압력을 형성시키게 된다.
다만, 상기 래디얼 동압홈은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내측면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외경부에 마련되는 것도 가능하며, 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 슬리브(120)에는 슬리브(120)의 상부와 하부를 연통하도록 형성되는 바이패스 채널(125)를 구비하여, 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부의 오일의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 상부 외측면은 후술할 회전부재(200)의 주벽부(216) 사이에서 오일이 실링되고, 다시 말하면, 모터 구동시 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 구성의 간격은 축방향 하측 방향으로 점점 넓어질 수 있다.
이를 위해, 상기 주벽부(216)에 대응되는 상기 슬리브(120)의 외주면은 반경방향 내측으로 테이퍼지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(120)의 상면은 단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사하여 피막이 형성될 수 있으며 상기 피막에 의해 슬리브(120)와 후술할 회전부재(200) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있으며 상기 슬리브(120) 표면 강도를 증가시킬 수 있다.
단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사되는 원리 및 효과에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
스러스트 플레이트(130)는 상기 슬리브(120)의 축방향 하측에 위치하여 상기 샤프트(110)와 결합할 수 있다.
즉, 상기 스러스트 플레이트(130)는 상기 샤프트(110)와 결합하여 상기 샤프트(110)와 동시에 회전하는 부재로 본 발명에 따른 모터(400) 구동시 스러스트 동압을 발생시킬 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130)는 중앙에 상기 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비할 수 있으며, 이 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(130) 상면 또는 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키는 스러스트 동압홈이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(130)의 상면 또는 하면 중 적어도 하나에는 상기 슬리브(120)의 상면과 마찬가지로 단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사하여 피막이 형성될 수 있으며, 상기 피막에 의해 상기 슬리브(120)의 저면 및 후술할 커버플레이트(140) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있으며, 상기 스러스트 플레이트(130)의 표면 강도를 증가시킬 수 있다.
단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사되는 원리 및 효과에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
여기서, 상기 스러스트 플레이트(130) 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합하며, 상기 간극에는 오일를 수용하는 커버플레이트(140)가 결합될 수 있다.
상기 커버플레이트(140)는 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 오일을 수용하여 그 자체로서 상기 샤프트(110) 및 상기 스러스트 플레이트(130)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
회전부재(200)는 후술할 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 상기 코어(310)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(220)를 외주면에 구비하는 로터케이스(210)를 포함할 수 있다.
다시 말하면, 상기 로터케이스(210)는 상기 샤프트(110)에 압입되어 상기 샤프트(110)와 연동하여 회전하는 회전부재(200)의 일구성일 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(220)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 로터케이스(210)는 샤프트(110)의 상단에 압입되어 고정되도록 하는 허브베이스(212) 및 상기 허브베이스(212)에서 외경방향으로 연장되고 축방향 하측으로 절곡되어 상기 마그네트(220)를 지지하는 마그네트 지지부(214)로 이루어질 수 있다.
또한, 앞서 언급한 슬리브(120)의 상측 외주면 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부(216)를 구비할 수 있다.
상기 주벽부(216)와 상기 슬리브(120) 사이 간격은 모터 구동시 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 축방향 하측 방향으로 점점 넓어질 수 있다.
여기서, 상기 로터케이스(210)의 내부면에는 상기 스러스트 플레이트(130) 및 상기 슬리브(120)의 상면과 마찬가지로 단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사하여 피막이 형성될 수 있으며, 상기 피막에 의해 상기 슬리브(120)의 상면과의 마찰을 감소시킬 수 있으며, 상기 로터케이스(210)의 내부면 표면 강도를 증가시킬 수 있다.
단일 성분의 고체 윤활제(420, 도 2 및 도 3 참조)를 고압 분사되는 원리 및 효과에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
스테이터(300)는 코일(320), 코어(310) 및 베이스 부재(330)를 포함할 수 있다.
다시 말하면, 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 상부면에는 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 압입되어 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 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 로터케이스의 일면에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 스러스트 플레이트에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)에 제공되는 회전부재(200)의 로터케이스(210)는 모터(400) 조립전 단품 상태로 고정지그(350)에 결합되어 고정되고, 고정된 상태로 모터(400) 구동시 슬리브(120)의 상면과 접촉되는 일면에 단일 성분의 고체 윤활제(420)를 고압 분사하여 피막을 형성할 수 있다.
상기 고체 윤활제(420)는 초미립자 크기의 입자로 형성된 분말형태로 고압분사부재(410)에 의해 상기 로터케이스(210)의 일면에 고압 분사될 수 있다.
고압분사부재(410)에 의해 고속도로 로터케이스(210)의 일면에 초미립자 크기의 입자를 발포함으로써 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이는 로터케이스(210)의 일면을 코팅하는 방식이 아니라 초미립자의 고체 윤활제(420)를 상기 로터케이스(210)의 일면에 발포하는 방법으로, 발포된 초미립자의 충격에 의해 상기 로터케이스(210)의 일면은 마이크로 딤플이 형성될 수 있으며, 상기 마이크로 딤플은 슬리브(120)와 로터케이스(210) 사이에 위치하는 오일의 저장공간, 즉 리저버로 작용할 수 있다.
여기서, 상기 마이크로 딤플은 상기 고체 윤활제(420)의 종류에 따라 크기가 달라지나, 이황화 몰리브덴인 경우에는 약 11μm의 직경을 가질 수 있다.
따라서, 상기 마이크로 딤플에 저장된 오일에 의해 회전부재(200)인 로터케이스(210)가 회전하는 동안 윤활성을 향상시킬 수 있으며, 회전 마찰을 최소화하여 내마모성을 증가시킬 수 있다.
또한, 내마모성 증가로 본 발명에 따른 모터(400)의 구동 안정성도 확보할 수 있으며 그에 따라 수명도 최대로 연장시킬 수 있다.
여기서, 단일 성분의 상기 고체 윤활제(420)는 불소수지, 흑연 및 이황화 몰리브덴 중 적어도 하나의 단일 성분일 수 있으며, 상기 고체 윤활제(420)가 고압 분사되는 경우 상기 로터케이스(210)는 상기 고체 윤활제(420)와 결합하고 상기 고체 윤활제(420)가 침투하여 내부로 향할수록 함유도가 낮아질 수 있다.
단일 성분이며 초미립자의 상기 고체 윤활제(420)는 매우 빠른 속도로 로터케이스(210)의 일면에 분사되고, 임팩트 포인트에 압축응력을 발생시키며 동시에 미세한 열적인 반응이 일어나게 된다.
또한, 초미립자의 분말형태이므로 육안으로는 관찰하기 어려운 미세한 굴곡이 형성된 로터케이스(210)의 표면에 상기 초미립자가 침투하기 용이하며, 압축응력을 발생시키므로 로터케이스(210)의 강도는 증대되게 된다.
고압분사부재(410)에 의해 분사되는 고체 윤활제(420)는 초미립자 크기로 미크론 단위의 사이즈일 수 있으며, 분사되는 속도는 거의 음속에 가까울 수 있다.
즉, 상기 고체 윤활제(420)는 초미립자 크기, 즉 200μm 이하의 입자일 수 있으며, 상기 고압분사부재(410)에 분사되는 압력은 상기 고체 윤활제(420)의 재료에 따라 달라지나 일반적으로 1MPa이하의 압력일 수 있다.
여기서, 상기 고체 윤활제(420)는 상기 로터케이스(210)의 표면과 결합하고, 결합후의 로터케이스(210)의 치수변화는 거의 없게 된다.
실험상으로는 미크론 이하의 변화가 있으나, 이는 모터(400) 구동에는 전혀 영향이 없을 정도의 변화이므로 상기 고체 윤활제(420)를 고압 분사한 이후에 상기 로터케이스(210)는 정밀한 치수 조정을 위한 가공공정이 요구되지 않는다.
따라서, 가공공정이 요구되지 않으므로 가공공정에 따른 폐기분이 전혀 발생하지 않게 되어 매우 경제적일 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)에 제공되는 스러스트 플레이트(130)의 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 일면에는 단일 성분의 고체 윤활제(420)를 고압 분사할 수 있다.
여기서 고압분사되는 고체 윤활제(420)는 로터케이스(210)의 일면에 분사되는 고체 윤활제(420)와 동일한 구성 및 효과를 가질 수 있다.
즉, 초미립자 크기의 단일 성분의 고체 윤활제(420)가 고압분사부재(410)에 의해 거의 음속에 가까운 상태로 상기 스러스트 플레이트(130) 일면에 충돌하게 되어 임팩트 포인트에 압축응력을 발생시키며 동시에 미세한 열적인 반응이 일어나게 된다.
따라서, 스러스트 플레이트(130)의 강도는 강해지며, 윤활성 및 내마모성이 증가하게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 스러스트 플레이트에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(500)는 스러스트 플레이트(130a)를 제외하고는 상기 제1 실시예와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 스러스트 플레이트(130a) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스러스트 플레이트(130a)는 상기 샤프트(110)에 삽입고정되는 구조가 아닌 상기 샤프트(110)의 하면에 결합되는 구조일 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130a)의 상면 중 샤프트(110)의 외측으로 돌출된 부분 또는 하면 중 적어도 하나의 일면에는 단일 성분의 고체 윤활제(420)를 고압 분사할 수 있다.
여기서 고압분사되는 고체 윤활제(420)는 제1 실시예에서 언급한 바와 같이 로터케이스(210)의 일면 또는 스러스트 플레이트(130a)에 분사되는 고체 윤활제(420)와 동일한 구성 및 효과를 가질 수 있다.
즉, 초미립자 크기의 단일 성분의 고체 윤활제(420)가 고압분사부재(410)에 의해 거의 음속에 가까운 상태로 상기 스러스트 플레이트(130a) 일면에 충돌하게 되어 임팩트 포인트에 압축응력을 발생시키며 동시에 미세한 열적인 반응이 일어나게 된다.
따라서, 스러스트 플레이트(130a)의 강도는 강해지며, 윤활성 및 내마모성이 증가하게 된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(600)는 스러스트 플레이트(130b)의 배치를 제외하고는 상기 제1 실시예와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 스러스트 플레이트(130b) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스러스트 플레이트(130b)는 상기 슬리브(120)의 축방향 상측에 위치하여 상기 샤프트(110)와 결합할 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130b)는 중앙에 상기 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비할 수 있으며, 이 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입될 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(130b) 상면 또는 하면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압을 발생시키는 스러스트 동압홈이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 플레이트(130b)의 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 일면에는 앞서 언급한 단일 성분의 초미립자의 고체 윤활제(420)를 음속과 가까운 속도로 고압분사하여 상기 스러스트 플레이트(130b)의 강도를 강해지게 할 수 있으며, 윤활성 및 내마모성을 증대시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 제공되는 캡부재에 고체 윤활제가 고압 분사되는 것을 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(700)는 캡부재(150)를 제외하고는 상기 제3 실시예와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 캡부재(150) 이외의 설명은 생략하기록 한다.
캡부재(150)는 상기 스러스트 플레이트(130b) 상측에서 압입되어 상기 스러스트 플레이트(130b) 사이에서 오일이 실링되도록 하는 부재이며, 상기 스러스트 플레이트(130b)와 상기 슬리브(120)에 압입되도록 외경방향으로 원주방향의 홈이 형성된다.
상기 캡부재(150)는 오일이 실링되도록 하기 위해 하면에 돌출부가 형성될 수 있으며, 이는 모터 구동시 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 모세관 현상 및 오일의 표면 장력을 이용한 것이다.
여기서, 상기 캡부재(150)에 의해 오일의 실링이 되므로, 앞서 언급한 제1 내지 제3 실시예에서의 로터케이스(210)에 형성된 주벽부(216)는 필수구성이 아닐 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(130b)의 하면과 대응되는 슬리브(120)의 상면, 상기 스러스트 플레이트(130b)의 상면 또는 하면 및 상기 스러스트 플레이트(130b)의 상면과 대응되는 캡부재(150)의 일면 중 적어도 하나에는 앞서 언급한 단일 성분의 초미립자의 고체 윤활제(420)를 음속과 가까운 속도로 고압분사하여 상기 스러스트 플레이트(130) 또는 상기 캡부재(150)의 강도를 강해지게 할 수 있으며, 윤활성 및 내마모성을 증대시킬 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400, 500, 600, 700)는 슬리브(120) 또는 슬리브(120)와 대응되는 회전부재(200)인 로터케이스(210) 일면 중 적어도 하나에 단일 성분의 고체 윤활제(420)를 고압분사하여 피막을 형성함으로써 슬리브(120)와 로터케이스(210) 사이의 마찰을 최소화하고 윤활성 및 내구성을 최대화할 수 있다.
또한, 스러스트 플레이트(130, 130a, 130b) 혹은 캡부재(150)의 일면에도 단일 성분의 고체 윤활제(420)를 고압분사하여 피막을 형성함으로써 동일한 효과를 낼 수 있다.
또한, 분사후의 치수 변경이 수반되지 않으므로 가공 공정이 요구되지 않으며, 이에 따라 폐기 처분되는 양을 최소화할 수 있다.
100: 유체 동압 베어링 어셈블리 110: 샤프트
120: 슬리브 130, 130a, 130b: 스러스트 플레이트
140: 커버플레이트 150: 캡부재
200: 회전부재 210: 로터케이스
220: 마그네트 300: 스테이터
310: 코어 320: 코일
330: 베이스 부재 410: 고압분사부재
420: 고체 윤활제 400, 500, 600, 700: 모터

Claims (15)

  1. 샤프트에 고정되어 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 회전부재; 및
    상기 샤프트를 지지하는 슬리브;를 포함하며,
    상기 슬리브 및 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재 중 적어도 하나의 일면에 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체 윤활제는 초미립자 크기의 입자로 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재의 일면은 마이크로 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로 딤플은 상기 슬리브와 상기 회전부재 사이에 위치하는 오일의 저장공간이 되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고체 윤활제는 불소수지, 흑연 및 이황화 몰리브덴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재는 상기 고체 윤활제와 결합하고 상기 고체 윤활제가 침투하여 내부로 향할수록 함유도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  7. 샤프트와 고정되어 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 회전부재;
    상기 샤프트를 지지하는 슬리브; 및
    상기 샤프트의 축방향 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되고 상기 샤프트와 결합하여 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 플레이트;를 포함하며,
    상기 스러스트 플레이트, 상기 스러스트 플레이트와 대응되는 슬리브 및 회전부재 중 적어도 하나의 일면에 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고체 윤활제는 초미립자 크기의 입자로 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재의 일면은 마이크로 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로 딤플은 상기 슬리브와 상기 회전부재 사이에 위치하는 오일의 저장공간이 되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 고체 윤활제는 불소수지, 흑연 및 이황화 몰리브덴 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 고체 윤활제가 고압 분사되는 상기 슬리브 또는 상기 슬리브와 대응되는 상기 회전부재는 상기 고체 윤활제와 결합하고 상기 고체 윤활제가 침투하여 내부로 향할수록 함유도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 상기 샤프트의 축방향 상측에 위치하고, 상기 스러스트 플레이트 상측에서 상기 슬리브에 결합하여 상기 스러스트 플레이트 사이에서 오일이 실링되도록 하는 캡부재;를 더 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트와 대응되는 상기 캡부재의 일면은 단일성분의 고체 윤활제를 고압 분사하여 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리; 및
    상기 슬리브의 외주면에 결합하며, 상기 회전부재의 일면에 결합하는 마그네트와 상호작용으로 회전구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함하는 모터.
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