KR20120070113A - 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

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KR20120070113A
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박상진
장건희
이지훈
정신영
박일웅
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삼성전기주식회사
한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 착자된 제1 마그네트가 결합하는 샤프트; 및 상기 샤프트를 지지하며, 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트를 구비하는 슬리브;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 마그네트 사이의 간격(A)과 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간격(B)은 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 15 ＜ A/B ＜100

Description

베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Bearing assembly and motor including the same}
본 발명은 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강성 및 댐핑 효과를 유지하면서도 마찰 토크를 최소화하는 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 종래의 스핀들 모터는 회전부재인 허브가 회전하는 경우 오일에 의한 마찰이 발생하게 되며, 상기 마찰은 모터의 구동을 위한 소비전력을 증가시킨다는 문제가 있다.
특히, 종래의 스핀들 모터는 오일에서 생기는 유체 압력을 발생시키기 위해 레디얼 동압부을 구비하는 바 상기 레디얼 동압부에 의해 오일의 마찰은 더욱더 증가하게 된다.
또한, 종래의 스핀들 모터는 외부 충격이 가해지는 경우 샤프트와 슬리브가 접촉되는 현상이 발생될 수 있으며, 상기와 같은 현상은 샤프트 혹은 슬리브의 마모를 촉진하게 되어 모터 성능에 악영향을 끼치게 된다.
따라서, 스핀들 모터에 있어서 강성 및 댐핑 효과를 유지하면서도 모터 구동을 위한 전력소모를 최소화하며, 외부충격에 대한 내구성을 향상시켜 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 오일에 의한 마찰을 최소화하여 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 외부 충격에 대한 내구성을 향상시켜 성능을 향상시키도록 하는 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 착자된 제1 마그네트가 결합하는 샤프트; 및 상기 샤프트를 지지하며, 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트를 구비하는 슬리브;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 마그네트 사이의 간격(A)과 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간격(B)은 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 15 ＜ A/B ＜100
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트 및 제2 마그네트는 축방향 또는 반경방향으로 착자될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제2 마그네트는 상기 제1 마그네트와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 충진되는 오일에 의해 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 레디얼 동압부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 사이에 오일의 계면이 형성되도록 하는 오일실링부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터는 베어링 어셈블리; 상기 제1 마그네트가 결합하는 샤프트와 연동하여 회전하는 허브; 및 상기 슬리브에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 강성 및 댐핑 효과를 향상시키면서도 오일에 의한 마찰을 저감하여 구동을 위한 소비 전력을 최소화할 수 있다.
또한, 외부 충격시 샤프트와 슬리브의 접촉을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있으므로 모터의 성능 및 수명을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 단면도.
도 5 내지 도 7은 도 1의 A의 제1 변형예 내지 제3 변형예를 도시한 개략 확대 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 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 샤프트(110) 및 슬리브(120)를 포함하는 베어링 어셈블리(100), 허브(200) 및 코일(310)이 권선되는 코어(320)가 결합되는 베이스 부재(300)를 포함할 수 있다.
베어링 어셈블리(100)는 제1 마그네트(115)가 결합되는 샤프트(110), 제2 마그네트(125)가 결합되는 슬리브(120)를 포함할 수 있으며 구체적인 설명은 도 2 내지 도 4를 참조로 후술하기로 하고 여기서는 개략적인 설명만 하기로 한다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 허브(200)의 외측단 방향 또는 상기 허브(200)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심 방향을 의미한다.
샤프트(110)는 회전하는 후술할 허브(200)와 결합되어 상기 허브(200)와 연동하여 회전하는 회전부재로 후술할 제1 마그네트(115)가 안착되어 결합되는 안착부(112)를 구비할 수 있다.
여기서, 제1 마그네트(115)는 후술할 제2 마그네트(125) 사이에서 자기 베어링 기능을 수행할 수 있는 구성요소로 도 1에 도시된 바와 같이 축방향으로 착자될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 반경방향으로도 착자될 수 있다.
슬리브(120)는 샤프트(110)의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(110)를 지지할 수 있으며, 상기 제1 마그네트(115)와 같은 극성이 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트(125)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125) 사이에는 오일의 계면이 형성되도록 하는 오일 실링부(130)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125) 사이에는 소정 크기의 반발력이 작용하여 외부 충격시 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)는 서로 미접촉의 상태를 유지할 수 있다.
이는 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125) 사이의 간격(A)과 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간격(B)과의 관계로부터 도출될 수 있으며, 상기 A는 B와의 관계는 15 ＜ A/B ＜100 인 관계일 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(125)의 축방향 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합하는 커버플레이트(140)가 결합될 수 있으며, 상기 커버플레이트(140)는 그 자체로서 상기 샤프트(110)의 하면을 지지하는 베어링으로 기능할 수 있다.
또한, 샤프트(110)의 축방향 하측에는 스러스트 플레이트(150)가 결합될 수 있으며, 상면 및 하면의 적어도 하나에는 스러스트 동압부(155)이 형성되어 상기 샤프트(110)에 스러스트 동압을 제공할 수 있다.
허브(200)는 후술할 베이스 부재(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 후술할 코어(320)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(210)를 내주면에 구비할 수 있다.
또한, 상기 허브(200)는 샤프트(110)의 상단에 고정되도록 하는 제1 원통형 벽부(202), 상기 제1 원통형 벽부(202)의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장 형성되는 원판부(204), 상기 원판부(204)의 반경방향 외측 단부에서 하향 돌출되는 제2 원통형 벽부(206)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 원통형 벽부(206)의 내주면에는 상기 마그네트(210)가 결합될 수 있다.
여기서, 상기 허브(200)의 제1 원통형 벽부(202)는 샤프트(110)의 외주면을 따라 축방향 하측으로 연장 형성되는 돌출부(202a)를 구비할 수 있으며, 상기 돌출부(202a)는 샤프트(110)에 결합된 제1 마그네트(115)를 가압할 수 있다.
따라서, 상기 돌출부(202a)에 의해 상기 제1 마그네트(115)는 상기 샤프트(110)의 안착부(112)에 더욱 견고히 고정될 수 있으며, 상기 돌출부(202a)와 상기 제1 마그네트(115)와의 접촉 면적은 제한이 없음을 밝혀둔다.
베이스 부재(300)는 삽입공이 형성되는 고정부재로 전원인가시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(310) 및 상기 코일(310)이 권선되는 코어(320)를 구비하는 고정 구조물일 수 있다.
상기 코어(320)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(300)의 상부에 고정 배치되고, 상기 권선코일(310)과 대응하는 베이스 부재(300)의 상면에는 상기 권선코일(310)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공(미도시)이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 권선코일(310)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 베이스 부재(300)는 상기 슬리브(120)의 외주면이 결합되어 상기 슬리브(120)를 고정시키고 코일(310)이 권선되는 코어(320)가 삽입될 수 있으며, 상기 베이스 부재(300)의 내면 혹은 상기 슬리브(120)의 외면에 접착제를 도포하여 상기 슬리브(120)와 조립될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)는 제1 마그네트(115)가 결합하는 샤프트(110), 제2 마그네트(125)가 결합하는 슬리브(120)를 포함할 수 있다.
샤프트(110)는 앞서 언급한 바와 같이 허브(200)와 결합하여 상기 허브(200)와 함께 회전하는 회전부재로 도넛 형상의 제1 마그네트(115)가 안착될 수 있는 안착부(112)를 구비할 수 있다.
상기 안착부(112)는 상기 샤프트(110)의 외주면이 반경방향 내측을 향해 함입됨으로써 형성될 수 있으며, 다시 말하면, 상기 샤프트(110)의 외주면은 단차지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)의 안착부(112)와 상기 안착부(112)의 상측 외주면에는 제1 마그네트(115)가 접착제 등에 의해 결합될 수 있으며, 상기 안착부(112)와 상기 제1 마그네트(115)와의 접촉 면적에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
또한, 상기 제1 마그네트(115)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 축방향으로 착자가 행해질 수 있으며, 슬리브(120)에 결합되는 제2 마그네트(125)도 동일한 방향으로 착자될 수 있다.
다만, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)의 착자 방향은 상기와 같은 축방향에 한정되지 않으며, 반경방향으로 착자되는 것도 가능하다.
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.
상기 슬리브(120)는 샤프트(110)에 결합된 제1 마그네트(115)와 반발력이 작용하도록 제2 마그네트(125)가 결합될 수 있으며, 상기 제2 마그네트(125)는 상기 제1 마그네트(115)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 마그네트(125)는 상기 제1 마그네트(115)와 마찬가지로 축방향 또는 반경방향으로 착자될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)에 상기 제2 마그네트(125)가 결합되도록 하기 위해 상기 슬리브(120)의 상면에는 축방향 하측으로 함입되어 형성된 결합부(122)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 결합부(122)에 상기 제2 마그네트(125)가 안착됨으로써 상기 제2 마그네트(125)는 안정적으로 고정될 수 있다.
여기서, 샤프트(110)에 결합된 제1 마그네트(115)와 슬리브(120)에 결합된 제2 마그네트(125)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)에 있어서, 자기 베어링의 기능을 수행할 수 있다.
즉, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125) 사이에 작용하는 반발력에 의해 상기 샤프트(110)의 회전을 지지할 수 있으며, 모터(400)가 정지되는 경우이거나 회전하는 경우이든 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125) 사이에 작용하는 반발력에 의해 상기 샤프트(110)와 슬리브(120)는 비접촉의 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 결합부(122)의 반경방향 내측의 상기 슬리브(120)의 상면은 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 하면과 간극을 유지할 수 있으며, 상기 간극에는 오일이 충진될 수 있다.
또한, 상기 결합부(122)의 반경방향 내측의 상기 슬리브(120)의 상면은 축방향 하측으로 함입되어 오일이 저장될 수 있는 공간을 확보할 수도 있다.
또한, 상기 오일은 후술할 레디얼 동압부(127)에 의해 상기 샤프트(110)에 레디얼 동압을 발생시킬 수 있으며, 상기 오일의 계면은 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(110)와 간극을 가지도록 삽입될 수 있으며, 상기 간극에는 오일이 충진될 수 있다.
여기서, 상기 오일은 상기 샤프트(110)의 외주면 및 상기 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압부(127)에 의해 상기 샤프트(110) 및 허브(200)의 회전을 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 레디얼 동압부(127)은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내측면에 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 한쪽으로 편향되도록 압력을 형성시키게 된다.
다만, 상기 레디얼 동압부(127)은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내주면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외주면에 마련되는 것도 가능하며, 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 레디얼 동압부(127)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으며, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
상기에서 언급한 바와 같이 상기 레디얼 동압부(127)에 의해 발생되는 레디얼 동압은 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이에 충진되는 오일에 의한 압력으로 유체 동압 베어링일 수 있으며, 상기 오일은 외력에 대한 댐핑 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 유체 동압 베어링에 의해 반경방향의 강성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)로 형성되는 자기 베어링과 레디얼 동압부(127)로 형성되는 유체 동압 베어링과의 관계를 살펴보면, 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이의 간격(A)과 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간격(B)은 다음의 조건식을 만족할 수 있다.
[조건식] 15 ＜ A/B ＜100
상기 조건식은 자기 베어링 사이의 간격인 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125) 사이의 간격(A)과 상기 샤프트(110)의 외주면 및 상기 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압부(127)에 형성되는 유체 동압 베어링 사이의 간격, 즉, 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간격(B)의 관계를 나타내는 조건식일 수 있다.
상기 조건식은 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125) 사이의 간격(A)이 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간격(B)보다 크다는 것을 의미할 수 있으며, 이는 외부 충격시 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 접촉을 방지하여 본 발명에 따른 모터(400)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(120)는 상기 제1 마그네트(115) 및 상기 제2 마그네트(125)의 하측에 위치하는 상기 슬리브(120)의 상부면과 하부면을 연통하도록 형성되는 순환홀(129)을 구비할 수 있다.
상기 순환홀(129)은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100) 내부의 오일의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 축방향 하부에는 간극을 유지한 상태로 상기 슬리브(120)와 결합하며, 상기 간극에는 오일을 수용하는 커버플레이트(140)가 결합될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 축방향 하부에는 중앙에 상기 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비하여, 이 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입되어 결합되는 스러스트 플레이트(150)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 스러스트 플레이트(150)는 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)와 결합할 수 있으며, 용접 또는 본딩의 방식으로 결합될 수 있다.
다만, 상기 스러스트 플레이트(150)는 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(150)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 일면에는 상기 샤프트(110)에 스러스트 동압을 제공하는 스러스트 동압부(155)이 형성될 수 있으며, 상면에는 스파이럴 형상이고 하면에는 헤링본 형상일 수 있다.
따라서, 상기 스러스트 동압부(155)에 의한 오일의 스러스트 동압에 의해 축방향으로의 강성 및 댐핑 효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 오일은 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극, 후술할 허브(200)와 상기 슬리브(120)의 사이의 간극 및 상기 커버플레이트(140)와 상기 샤프트(110) 및 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 연속적으로 충진되어 전체적으로 풀필(Full-fill)구조를 형성할 수 있다.
오일실링부(130)는 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)의 사이에서 오일이 실링되도록 하는 동시에 상기 오일의 계면이 형성되도록 할 수 있다.
즉, 상기 오일실링부(130)는 상기 제1 마그네트(115)의 외주면과 상기 제1 마그네트의 외주면과 대향하는 상기 제2 마그네트(125)의 내주면에 의해 형성될 수 있다.
다시 말하면, 오일실링부(130)는 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)와의 간극에 의해 형성될 수 있으며, 상기 간극의 크기에 의해 오일의 계면이 높이가 결정될 수 있다.
이상을 종합해보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110)에 결합된 제 1 마그네트(115)와 슬리브(120)에 결합된 제2 마그네트(125)에 의해 형성되는 자기 베어링과 레디얼 동압부(127)에 의한 유체 동압 베어링을 구비하는 하이브리드 베어링일 수 있다.
여기서, 유체 동압 베어링으로만 구성된 모터는 오일의 마찰 토크가 증가하여 소비전력을 증가시키고, 자기 베어링으로만 구성된 모터는 오일 유막의 댐핑 효과가 존재하지 않게되어 외력에 대해 취약한 특성을 가지고 있는 것이 일반적이다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 자기 베어링과 유체 동압 베어링을 모두 포함하는 하이브리드 베어링을 구비하므로 오일에 의한 마찰을 줄여 전력 소모를 최소화할 뿐만 아니라 유체 동압 베어링도 구비하므로 오일에 의한 강성 및 댐핑 효과를 확보할 수 있다.
또한, 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125) 사이의 간격(A)이 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간격(B)보다 크게 형성됨으로써 외부 충격시 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 접촉을 방지하여 본 발명에 따른 모터(400)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 5 내지 도 7은 도 1의 A의 제1 변형예 내지 제3 변형예를 도시한 개략 확대 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 모터(400)에 자기 베어링의 기능을 수행하는 제1 마그네트(115a, 115b, 115c)와 제2 마그네트(125a, 125b, 125c)는 상부면 및 하부면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이하여 제1 및 제2 마그네트(115a, 115b, 115c, 125a, 125b, 125c)에 의한 자기력의 밸런싱을 향상시킬 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 슬리브(120)에 결합되는 제2 마그네트(125a)의 상부면이 제1 마그네트(115a)의 상부면보다 높게 형성되고, 도 8에서는 제1 마그네트(115b)의 하부면이 제2 마그네트(125b)의 하부면보다 높게 형성될 수 있음을 보여준다.
또한, 도 9에서는 제2 마그네트(125c)의 상부면 및 제1 마그네트(115c)의 하부면이 각각 제1 마그네트(115c)의 상부면 및 제2 마그네트(125c)의 하부면보다 높게 형성된 것을 보여준다.
다만, 제1 마그네트(115a, 115b, 115c)와 제2 마그네트(125a, 125b, 125c)는 상부면 및 하부면 중 적어도 하나의 높이차는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 제1 마그네트의 상부면 및 제2 마그네트의 하부면이 각각 상기 제2 마그네트의 상부면 및 상기 제1 마그네트의 하부면보다 높게 형성될 수도 있다.
또한, 제1 마그네트(115a, 115b, 115c)와 제2 마그네트(125a, 125b, 125c) 사이의 간격(A)은 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간격(B)과의 관계에서 15 ＜ A/B ＜100 인 관계일 수 있다.
추가적으로 상기 제1 마그네트(115a, 115b, 115c)와 상기 제2 마그네트(125a, 125b, 125c)의 착자 방향이 반경방향인 경우에도 상기 실시예 모두 적용 가능할 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: 베어링 어셈블리 110: 샤프트
112: 안착부 115, 115a~115c: 제1 마그네트
120: 슬리브 122: 결합부
125, 125a~125c: 제2 마그네트 127: 레디얼 동압부
130: 오일실링부 140: 커버플레이트
150: 스러스트 플레이트 155: 스러스트 동압부
200: 허브 202: 돌출부
300: 베이스 부재 310: 코일
320: 코어 400: 모터

Claims (6)

  1. 착자된 제1 마그네트가 결합하는 샤프트; 및
    상기 샤프트를 지지하며, 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트를 구비하는 슬리브;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 마그네트 사이의 간격(A)과 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간격(B)은 다음의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 베어링 어셈블리.
    [조건식] 15 ＜ A/B ＜100
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트 및 제2 마그네트는 축방향 또는 반경방향으로 착자된 것을 특징으로 하는 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 충진되는 오일에 의해 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 레디얼 동압부;를 더 포함하는 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 사이에 오일의 계면이 형성되도록 하는 오일실링부;를 더 포함하는 베어링 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 베어링 어셈블리;
    상기 제1 마그네트가 결합하는 샤프트와 연동하여 회전하는 허브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스 부재;를 포함하는 모터.
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