KR20120128405A - 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 제1 마그네트가 제공되는 샤프트; 상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 사이의 자속밀도를 증가시키고, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면을 통한 오일의 누설을 방지하기 위해 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면 중 적어도 하나에 배치되는 오일누설방지요크;를 포함할 수 있다.

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 자기 베어링을 구성하는 마그네트의 자속 손실량을 최소화하여 베어링 강성을 증대시키도록 하는 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.

이러한 종래의 모터는 회전부재인 허브가 회전하는 경우 오일에 의한 마찰이 발생하게 되며, 상기 마찰은 모터의 구동을 위한 소비전력을 증가시킨다는 문제가 있다.

또한, 종래의 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, 하드 디스크 드라이브의 디스크를 구동시킬 수 있는 모터에 있어서, 모터 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 외부충격에 대한 내구성을 향상시켜 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 내구성을 향상시키고, 베어링을 구성하는 마그네트의 자속 손실량을 최소화하는 동시에 오일의 누설을 방지하도록 하는 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 제1 마그네트가 제공되는 샤프트; 상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 사이의 자속밀도를 증가시키고, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면을 통한 오일의 누설을 방지하기 위해 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면 중 적어도 하나에 배치되는 오일누설방지요크;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 오일누설방지요크는 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트 사이의 간극으로 연장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 슬리브는 상기 제2 마그네트의 저면이 안착되는 안착부 및 상기 안착부의 단부로부터 축 방향 상측으로 연장되어 상기 제2 마그네트의 외주면을 지지하는 지지부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 오일누설방지요크는 상기 제2 마그네트의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장되어 상기 지지부의 상면과 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 지지부의 상면과 상기 제2 마그네트의 상면은 동일한 평면일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 오일누설방지요크는 상기 지지부의 상면과 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 지지부의 상측 외주면은 단차지게 형성되는 단차부를 구비하며,상기 오일누설방지요크는 상기 지지부의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장되어 상기 단차부에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트는 축 방향 또는 반경 방향으로 착자될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성될 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 상기 오일에 의해 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 유체 동압부;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;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 구동을 위한 소모 전력을 최소화하는 동시에 베어링을 구성하는 마그네트의 자속 손실량을 최소화하여 베어링 강성을 최대화할 수 있다.

또한, 오일의 누설을 방지하여 오일에 의한 댐핑 기능을 강화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A의 제1 변형예를 도시한 개략 단면도.
도 3은 도 1의 A의 제2 변형예를 도시한 개략 단면도.
도 4는 도 3에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 5는 도 1의 A의 제3 변형예를 도시한 개략 단면도.
도 6은 도 1의 A의 제4 변형예를 도시한 개략 단면도.
도 7은 도 6에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 오일누설방지요크를 도시한 개략 사시도.
도 8은 도 1의 A의 제5 변형예를 도시한 개략 단면도.
도 9는 도 8에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 사시도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 제1 마그네트 및 제2 마그네트의 위치관계를 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 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 자기 베어링을 포함하는 베어링 어셈블리(100), 코일(210)이 권선되는 코어(220)가 결합하는 베이스(200) 및 구동 마그네트(310)가 결합하는 허브(300)를 포함할 수 있다.

우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 허브(300)의 외측단 방향 또는 상기 허브(300)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심 방향을 의미할 수 있다.

베어링 어셈블리(100)는 제1 마그네트(115)가 제공되는 샤프트(110), 제2 마그네트(125)가 제공되는 슬리브(120) 및 오일누설방지요크(130)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)에 있어서, 자기 베어링을 구성하는 구성요소로 이하 상세히 설명하기로 한다.

샤프트(110)는 회전하는 허브(300)와 결합되어 상기 허브(300)와 연동하여 회전하는 회전부재로 외주면에 제1 마그네트(115)가 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)는 슬리브(120)에 결합되는 제2 마그네트(125)와 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 이로 인해 상기 제2 마그네트(125) 사이에서 반발력이 작용할 수 있다.

이러한 반발벽은 상기 제1 마그네트(115)가 결합되는 샤프트(110)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있으며, 반경 방향으로의 반발력은 샤프트(110)를 축 중심으로부터 편심되는 것을 방지하여 본 발명에 따른 모터(400)의 성능을 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)의 착자 방향은 도 1에 도시된 바와 같이 축 방향으로 착자될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 반경 방향으로 착자되어도 무방하다.

또한, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 샤프트(110)의 결합방식은 샤프트(110)의 외주면 또는 상기 제1 마그네트(115)의 내주면 중 적어도 하나에 접착제를 도포하여 본딩 결합할 수 있으며, 상기 접착제에 의해 상기 제1 마그네트(115)와 상기 샤프트(110)는 비접촉 상태를 유지할 수 있다.

또한, 접착제와 동시에 또는 별도로 상기 제1 마그네트(115)를 상기 샤프트(110)에 압입하는 방식으로도 결합할 수 있다.

이 경우에는 상기 제1 마그네트(115)의 내주면의 직경이 상기 샤프트(110)의 외주면의 직경보다 작게 형성할 수 있다.

또한, 도시하지는 않았으나 상기 제1 마그네트(115)의 저면의 일부를 상기 샤프트(110)가 지지하도록 상기 샤프트(110)의 외주면을 단차지게 형성하여 단차된 부분에 상기 제1 마그네트(115)의 저면을 안착시킴으로써 보다 안정적으로 결합시킬 수도 있다.

슬리브(120)는 상기 샤프트(110)를 지지하도록 상기 제1 마그네트(115)와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트(125)가 제공될 수 있으며, 상기 제2 마그네트(125)는 상기 제1 마그네트(115)와의 반발력에 의한 자기 베어링을 구성할 수 있다.

여기서, 상기 제2 마그네트(125)는 상기 제1 마그네트(115)와 마찬가지로 축 방향 또는 반경 방향으로 착자될 수 있다.

다만, 상기 제1 마그네트(115)의 착자 방향과 동일한 방향으로 착자되는 경우에 상기 제1 마그네트(115) 사이에서의 반발력을 극대화할 수 있다.

상기 제2 마그네트(125)와 슬리브(120)의 결합 방식은 앞서 언급한 상기 제1 마그네트(115)와 샤프트(110)의 결합 방식과 동일할 수 있으며, 상기 슬리브(120)의 내주면을 단차지게 형성하여 상기 제2 마그네트(125)의 저면을 안착시킬 수도 있다.

또한, 상기 슬리브(120)는 외주면과 베이스(200)의 슬리브하우징(205)의 내주면과 결합될 수 있으며, 상기 베이스(200)와 함께 샤프트(110) 및 허브(300)를 포함하는 회전부재를 지지하는 고정부재를 구성할 수 있다.

오일누설방지요크(130)는 상기 제1 마그네트(115) 및 상기 제2 마그네트(125)의 상면 중 적어도 하나에 배치될 수 있으며, 접착제에 의해 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면에 결합할 수 있다.

따라서, 상기 접착제에 의해 상기 오일누설방지요크(130)와 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면은 비접촉의 상태를 유지할 수 있다.

다만, 상기 오일누설방지요크(130)는 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 하면에도 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)의 상면에 배치되는 오일누설방지요크(130)를 제1 오일누설방지요크(130a)라 하고, 상기 제2 마그네트(125)의 상면에 배치되는 오일누설방지요크(130)를 제2 오일누설방지요크(130b)라 정의한다.

상기 오일누설방지요크(130)는 상기 제1 및 제2 오일누설방지요크(130a, 130b) 중 적어도 하나를 의미할 수 있으며, 상기 오일누설방지요크(130)에 의해 자기 베어링을 구성하는 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 사이의 자속밀도를 향상시킬 수 있다.

다시 말하면, 자기 베어링을 구성하는 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 자속은 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 사이에서 서로 반발력으로 작용하여 샤프트(110) 및 허브(300)를 포함하는 회전부재의 회전을 지지할 수 있다.

이 경우 일부의 자속은 외부로 누설되어 자기 베어링으로서의 기능을 하지 못하게 된다.

이때, 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면 중 적어도 하나에 형성되는 오일누설방지요크(130)는 금속재질로 제조되어 외부로 누설되는 자속을 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 사이로 가이드할 수 있다.

이로 인해, 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이에서의 자속 밀도를 증가시켜 결과적으로 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125) 사이의 반발력을 향상시킬 수 있다.

상기 오일누설방지요크(130)로 인해 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이에 작용하는 최적화된 반발력에 의해 회전하는 상기 샤프트(110) 및 허브(300)를 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

그리고, 상기 샤프트(110) 및 허브(300)가 정지되는 경우이든 회전하는 경우이든 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120)는 비접촉 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120)의 비접촉으로 인하여 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 회전시 발생되는 마찰을 감소시킬 수 있으므로 결과적으로 전력소모를 최소화할 수 있다.

또한, 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120)의 비접촉으로 인하여 내구성이 향상되어 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 오일누설방지요크(130)는 앞서 언급한 자속밀도의 증가로 인한 베어링 강성 증대 효과 이외에 오일(140)의 누설을 방지할 수 있다.

여기서, 오일(140)은 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이의 간극에 충진될 수 있으며, 상기 오일(140)은 외부충격 등에 의한 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)의 접촉을 방지하여 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 상기 오일(140)은 외부 충격을 흡수하는 댐핑 기능도 수행할 수 있으며, 상기 오일(140)에 의해 제1 및 제2 마그네트(115, 125)에 의한 자기 베어링의 성능을 최대화할 수 있다.

그러나, 상기 오일(140)은 소결 재질로 이루어질 수 있는 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 특성상 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 내부로 흡수될 수 있으며, 모터 구동시 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면을 통해 외부로 유출될 가능성이 존재하게 된다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)는 오일누설방지요크(130)를 제1 마그네트(115) 및 제2 마그네트(125)의 상면 중 적어도 하나에 배치시킴으로써 상기 오일(140)이 외부로 누설되는 것을 방지하여, 상기 오일(140)에 의한 댐핑 효과를 극대화할 수 있다.

상기와 같은 오일(140)은 슬리브(120)의 축 방향 하부와 결합한 베이스 커버(150)에 의해 밀폐될 수 있으며, 상기 베이스 커버(150)는 상기 슬리브(120)와 별도의 부재로 형성될 수 있다.

다만, 상기 베이스 커버(150)는 상기 슬리브(120)와 일체로 형성되어 상기 슬리브(120)와 함께 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 컵 형상이 될 수 있다.

베이스(200)는 샤프트(110) 및 허브(300)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.

여기서, 상기 베이스(200)에는 코일(210)이 권선되는 코어(220)가 결합할 수 있으며, 상기 코어(220)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스(200)의 상부에 고정 배치될 수 있다.

또한, 상기 코일(210)과 대응하는 베이스(200)의 상면에는 상기 코일(210)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일 인출부(미도시)가 복수개 관통 형성될 수 있으며, 상기 코일(210)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 베이스(200)의 슬리브하우징(205)에는 상기 슬리브(120)의 외주면 및 상기 코일(210)이 권선되는 코어(220)가 삽입되어 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(220)가 결합될 수 있다.

이때, 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(220)와 상기 베이스(200)의 결합방식은 본딩, 용접 또는 압입 등의 방식이 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

허브(300)는 베이스(200)를 포함하는 고정부재에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있다.

또한, 코어(220)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 구동 마그네트(310)를 내주면에 구비할 수 있다.

구체적으로 상기 허브(300)는 샤프트(110)의 상단에 고정되도록 하는 제1 원통형 벽부(302), 상기 제1 원통형 벽부(302)의 단부로부터 반경 방향 외측으로 연장 형성되는 원판부(304), 상기 원판부(304)의 반경 방향 외측 단부에서 축 방향 하측으로 돌출 형성되는 제2 원통형 벽부(306)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 구동 마그네트(310)는 제2 원통형 벽부(306)의 내주면에 결합될 수 있으며, 상기 구동 마그네트(310)와 코어(220)에 권선되는 코일(210)의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 모터(400)의 회전구동력을 얻을 수 있다.

도 2는 도 1의 A의 제1 변형예를 도시한 개략 단면도이다.

도 2를 참조하면, 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트(115) 및 제2 마그네트(125)의 상면 중 적어도 하나에는 오일누설방지요크(130')가 배치될 수 있으며, 상기 오일누설방지요크(130')는 제1 및 제2 오일누설방지요크(130a', 130b') 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 오일누설방지요크(130')는 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면으로부터 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이의 간극으로 연장될 수 있다.

따라서, 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이의 간극 중 외부와 연통되는 간극의 폭을 최소화함으로써 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 사이의 간극을 통해 외부로 누설될 수 있는 상기 오일(140)의 누설을 방지할 수 있다.

그러므로, 도 2에 도시된 오일누설방지요크(130')는 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125)의 상면을 통한 오일(140)의 누설을 방지하는 동시에 상기 제1 및 제2 마그네트(115, 125) 사이의 간극을 통한 상기 오일(140)의 누설을 방지하여, 상기 오일(140)에 의한 댐핑 기능을 더욱 더 향상시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 A의 제2 변형예를 도시한 개략 단면도이며, 도 4는 도 3에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(500)는 상측 및 하측에 각각 자기 베어링 및 유체 동압 베어링이 동시에 형성될 수 있다.

여기서, 자기 베어링은 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 제1 및 제2 마그네트(115, 125)로 구성된 자기 베어링의 모든 구성을 포함할 수 있으나, 제1 및 제2 마그네트(515, 525)의 결합 방식이 상이할 수 있다.

즉, 제1 마그네트(515)는 샤프트(510)의 외주면에 단차지게 형성된 수용부(512)에 안착될 수 있으며, 구체적으로 상기 제1 마그네트(515)의 저면은 상기 수용부(512)에 결합될 수 있다.

따라서, 상기 제1 마그네트(515)는 상기 샤프트(510)에 보다 견고하게 결합될 수 있으며, 상기 샤프트(510)와의 결합 면적이 증가하여 상기 제1 마그네트(515)의 발거력을 더욱더 향상될 수 있다.

여기서, 자기 베어링을 구성하는 제2 마그네트(525)는 슬리브(520)의 안착부(522) 및 지지부(524)에 결합될 수 있으며, 결합 방식은 접착제에 의한 본딩 또는 압입 방식일 수 있다.

따라서, 접착제에 의해 본딩 결합되는 경우에는 상기 접착제에 의해 상기 제2 마그네트(525)와 상기 슬리브(520)는 비접촉 상태를 유지할 수 있다.

상기 제2 마그네트(525)와 상기 슬리브(520)와의 결합관계를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 슬리브(520)는 상기 제2 마그네트(525)의 저면이 안착되는 안착부(522) 및 상기 안착부(522)의 단부로부터 축 방향 상측으로 연장되어 상기 제2 마그네트(525)의 외주면을 지지하는 지지부(524)를 포함할 수 있다.

상기 지지부(524)는 상기 제2 마그네트(525)의 상면에 배치되는 제2 오일누설방지요크(530b)의 상면까지 연장되어, 상기 지지부(524)의 상면과 상기 제2 오일누설방지요크(530b)의 상면은 동일한 평면을 형성할 수 있다.

따라서, 상기 제2 오일누설방지요크(530b)의 외주면과 상기 지지부(524)의 내주면과의 결합에 의해 상기 제2 오일누설방지요크(530b)의 발거력은 더욱 더 향상될 수 있다.

여기서, 상기 안착부(522)는 반경 방향 내측, 즉, 상기 제1 마그네트(530a)의 외주면의 내측까지 연장될 수 있으며, 이로 인해 유체 동압부(560)는 제1 및 제2 마그네트(515, 525)의 사이의 간극보다 반경 방향 내측에 형성될 수 있다.

다만, 유체 동압부(560)는 상기 제1 및 제2 마그네트(515, 525) 사이의 간극과 동일한 축상에 형성될 수도 있음을 밝혀둔다.

여기서, 상기 유체 동압부(560)는 자기 베어링의 하측에 위치하는 샤프트(510) 및 슬리브(520) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

또한, 상기 샤프트(510)와 상기 슬리브(520) 사이의 간극에 충전되는 오일(540)에 의해 상기 샤프트(510)의 회전을 부드럽게 지지할 수 있다.

즉, 상기 유체 동압부(560)는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나의 홈으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 샤프트(510)에 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.

여기서, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(500)를 정리하면 상기 베어링 어셈블리(500)는 제1 및 제2 마그네트(515, 525)에 의한 자기 베어링과 유체 동압부(560)에 의한 유체 동압 베어링을 포함하여 결과적으로 하이브리드 베어링을 구성할 수 있다.

또한, 상기 유체 동압부(560)의 하측에는 스러스트 동압부(미도시)가 형성될 수 있다.

구체적으로 스러스트 동압부(미도시)는 샤프트(510)의 하측에 형성되는 스러스트 플레이트(517)의 상면, 하면, 상기 스러스트 플레이트(517)의 상면과 대응되는 상기 슬리브(520)의 하면 및 상기 스러스트 플레이트(517) 하면과 대응되는 베이스 커버(550)의 상면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

상기 스러스트 동압부(미도시)는 유체 동압부(560)와 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나의 홈으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 오일(540)의 스러스트 동압에 의해 축 방향으로의 강성 및 댐핑 효과를 증대시킬 수 있는 형상이면 모두 적용 가능하다.

여기서, 상기 유체 동압부(560)에 의해 레디얼 동압을 발생시키도록 하는 상기 오일(540)은 자기 베어링을 구성하는 제1 및 제2 마그네트(515, 525) 사이의 간극까지 충전될 수 있으며, 상기 오일(540)의 계면은 상기 제1 및 제2 마그네트(515, 525) 사이에 형성될 수 있다.

다만, 상기 오일(540)의 계면은 상기 제1 및 제2 마그네트(515, 525) 사이에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 상기 제1 및 제2 마그네트(515, 525)의 하면의 하측에 위치할 수도 있다.

도 5는 도 1의 A의 제3 변형예를 도시한 개략 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(500a)의 슬리브(520)의 지지부(524a)의 상면은 제2 마그네트(525)의 상면과 동일한 평면을 형성할 수 있으며, 제2 오일누설방지요크(530c)는 상기 제2 마그네트(525) 및 상기 지지부(524a)의 상면에 동시에 결합될 수 있다.

따라서, 상기 제2 오일누설방지요크(530c)의 결합 면적이 증가되어 발거력을 향상시킬 수 있다.

도 6은 도 1의 A의 제4 변형예를 도시한 개략 단면도이며, 도 7은 도 6에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 오일누설방지요크를 도시한 개략 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 오일누설방지요크(530) 중 제2 오일누설방지요크(530d)는 제2 마그네트(525)의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장되어 형성될 수 있다.

이때, 슬리브(520)의 지지부(524b)는 상기 제2 마그네트(525)의 외주면의 소정 높이까지 형성될 수 있으며, 상기 지지부(524b)의 상면은 상기 제2 오일누설방지요크(530d)의 일단과 결합될 수 있다.

이때, 상기 제2 오일누설방지요크(530d)와 상기 제2 마그네트(525)의 결합방식은 상기 제2 마그네트(525)의 외주면 및 상기 제2 오일누설방지요크(530d)의 내주면 중 적어도 하나에 접착제를 도포하여 본딩 결합할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 압입에 의한 방식으로도 결합할 수 있다.

또한, 도시하지는 않았으나 상기 슬리브는 지지부가 생략될 수 있으며, 상기 제2 오일누설방지요크는 상기 제2 마그네트의 저면까지 연장되어 상기 제2 마그네트의 외주면을 감싸는 구조로 형성될 수도 있다.

상기와 같이 상기 제2 마그네트(525)의 외주면과 제2 오일누설방지요크(530d)가 결합되는 구조로 인해 상기 제2 오일누설방지요크(530d)를 보다 간편하게 상기 제2 마그네트(525)에 결합시킬 수 있다.

도 8은 도 1의 A의 제5 변형예를 도시한 개략 단면도이며, 도 9는 도 8에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 슬리브를 도시한 개략 사시도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 슬리브(520)의 지지부(524c)의 외주면은 단차지게 형성되는 단차부(526)를 구비할 수 있으며, 상기 단차부(526)에 제2 오일누설방지요크(530e)가 결합될 수 있다.

즉, 상기 제2 오일누설방지요크(530e)는 상기 지지부(524c)의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장형성될 수 있으며, 상기 제2 오일누설방지요크(530e)의 내주면과 상기 지지부(524c)의 외주면은 결합될 수 있다.

따라서, 제2 오일누설방지요크(530e)를 보다 간편하게 상기 제2 마그네트(525)에 결합시킬 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 제1 마그네트 및 제2 마그네트의 위치관계를 도시한 개략 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(100, 500, 500a, 500b, 500c)에서 자기 베어링을 수행하는 제1 마그네트(115, 515)와 제2 마그네트(125, 525) 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성될 수 있다.

다만, 도 10에서는 상기 간극의 기울어지는 방향이 상기 간극의 하측을 기준으로 상측으로 향할수록 반경 방향 내측방향이나 이에 한정되지 않으며, 반경 방향 외측방향으로 기울어질 수도 있다.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1 마그네트(115, 515)와 상기 제2 마그네트(125, 525)의 착자 방향도 반경 방향인 경우에도 적용가능함을 밝혀둔다.

도 11를 참조하면, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(100, 500, 500a, 500b, 500c)에서 자기 베어링을 수행하는 제1 마그네트(115, 515)와 제2 마그네트(125, 525)의 상부면의 높이는 서로 상이할 수 있다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 마그네트(125, 525)의 상부면의 높이가 제1 마그네트(115, 515)의 상부면의 높이보다 높게 형성될 수 있으며, 그 반대로도 가능하다.

또한, 상기 제1 마그네트(115, 515)의 상부면은 상기 제2 마그네트(125, 525)의 상부면보다 높게 형성되고 하부면은 낮게 형성될 수 있으며, 그 반대로도 가능하다.

추가적으로 상기 제1 마그네트(115, 515)와 상기 제2 마그네트(125, 525)의 착자 방향이 반경 방향인 경우에도 상기 실시예 모두 적용 가능할 수 있다.

상기와 같은 제1 마그네트(115, 515)와 제2 마그네트(125, 525)의 위치상의 관계는 상기 제1 마그네트(115, 515)와 상기 제2 마그네트(125, 525) 사이에 발생되는 반발력의 방향을 반경 방향 이외에 축 방향으로도 형성되게 함으로써 결국 샤프트(110, 510)를 포함한 회전부재의 과부상을 방지할 수 있는 것이다.

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, 500, 500a, 500b, 500c: 베어링 어셈블리
110, 510: 샤프트 120, 520: 슬리브
115, 515: 제1 마그네트 125, 525: 제2 마그네트
130: 오일누설방지요크 200: 베이스
210: 코일 220: 코어
300: 허브 310: 마그네트
400: 모터

Claims (12)

1. 제1 마그네트가 제공되는 샤프트;
   상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트와 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및
   상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 사이의 자속밀도를 증가시키고, 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면을 통한 오일의 누설을 방지하기 위해 상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상면 중 적어도 하나에 배치되는 오일누설방지요크;를 포함하는 베어링 어셈블리.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일누설방지요크는 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트 사이의 간극으로 연장되는 베어링 어셈블리.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브는 상기 제2 마그네트의 저면이 안착되는 안착부 및 상기 안착부의 단부로부터 축 방향 상측으로 연장되어 상기 제2 마그네트의 외주면을 지지하는 지지부를 구비하는 베어링 어셈블리.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 오일누설방지요크는 상기 제2 마그네트의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장되어 상기 지지부의 상면과 결합하는 베어링 어셈블리.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 지지부의 상면과 상기 제2 마그네트의 상면은 동일한 평면인 베어링 어셈블리.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 오일누설방지요크는 상기 지지부의 상면과 결합하는 베어링 어셈블리.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 지지부의 상측 외주면은 단차지게 형성되는 단차부를 구비하며,
   상기 오일누설방지요크는 상기 지지부의 외주면을 따라 축 방향 하측으로 연장되어 상기 단차부에 결합되는 베어링 어셈블리.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트는 축 방향 또는 반경 방향으로 착자되는 베어링 어셈블리.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 베어링 어셈블리.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이한 베어링 어셈블리.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이에 충진되는 상기 오일에 의해 상기 샤프트에 레디얼 동압을 제공하는 유체 동압부;를 더 포함하는 베어링 어셈블리.
    
12. 제1항 내지 제11항 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;를 포함하는 모터.

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