KR20130015152A - 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 대향되어 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및 상기 샤프트와 결합되어 오일을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 플레이트;를 포함하며, 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 자기 중심 위치 차이 및 상기 스러스트 동압에 의해 발생되는 축 방향을 향하는 힘이 서로 조합되어 상기 샤프트의 회전 높이가 일정하게 유지될 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 기록 디스크를 회전시키는 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)에 적용될 수 있는 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.

이러한 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.

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

또한, 종래의 스핀들 모터는 외부 충격이 가해지는 경우 샤프트와 슬리브가 접촉되는 현상이 발생될 수 있으며, 상기와 같은 현상은 샤프트 혹은 슬리브의 마모를 촉진하게 되어 스핀들 모터의 성능에 악영향을 끼치게 된다.

또한, 종래의 스핀들 모터는 회전부재가 회전하는 동안 일정한 회전 높이를 유지해야 하나, 여러가지 요인에 의해 회전 높이가 변하게 된다는 문제가 있다.

따라서, 하드 디스크 드라이브의 디스크를 구동시킬 수 있는 모터에 있어서, 모터 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 외부충격에 대한 내구성을 향상시키고 회전부재의 안정적인 회전 높이를 구현함으로써 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 내구성을 향상시키고, 회전부재의 안정적인 회전 높이를 구현하여 회전 특성이 극대화되는 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 대향되어 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및 상기 샤프트와 결합되어 오일을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 플레이트;를 포함하며, 상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 자기 중심 위치 차이 및 상기 스러스트 동압에 의해 발생되는 축 방향을 향하는 힘이 서로 조합되어 상기 샤프트의 회전 높이가 일정하게 유지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 동압은 스러스트 플레이트의 하면 및 상기 스러스트 플레이트의 하면과 대면하는 베이스 커버 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트의 자기 중심은 상기 제2 마그네트의 자기 중심보다 축 방향 하측에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 동압은 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 스러스트 플레이트의 상면과 대면하는 슬리브 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트의 자기 중심은 상기 제2 마그네트의 자기 중심보다 축 방향 상측에 형성될 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 어셈블리는 상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되어 오일을 매개로 동압을 제공하는 유체 동압부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 플레이트와 상기 샤프트는 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터는 베어링 어셈블리; 상기 샤프트와 연동하여 회전하며, 구동 마그네트가 구비되는 허브; 및 상기 슬리브에 결합되며, 상기 구동 마그네트와의 전기적 상호작용에 의해 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 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 회전부재의 안정적인 회전 높이를 구현하여 회전 특성을 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 포함하는 모터에 작용하는 힘의 관계를 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터에 작용하는 힘의 관계를 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 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터에 작용하는 힘의 관계를 도시한 개략 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(10)는 자기 베어링 및 유체 동압 베어링을 구비하는 베어링 어셈블리(100), 구동 마그네트(101)가 결합하는 허브(102) 및 코일(104)이 권선되는 코어(105)가 결합하는 베이스(103)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(102)의 외측단 방향 또는 상기 허브(102)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 스러스트 플레이트(130)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)에 있어서, 자기 베어링을 구성하는 구성요소일 수 있다.

샤프트(110)는 회전하는 허브(102)와 결합되어 상기 허브(102)와 연동하여 회전하는 회전부재로 외주면에 회전 마그네트인 제1 마그네트(115)가 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제1 마그네트(115)는 슬리브(120)에 결합되는 제2 마그네트(125)와 대향되어 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(10)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)에는 샤프트(110)를 지지하도록 제1 마그네트(115)와 대향되어 배치되는 고정 마그네트인 제2 마그네트(125)가 제공될 수 있다.

상기 제2 마그네트(125)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1 마그네트(115)와의 반발력에 의한 자기 베어링를 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 제2 마그네트(125)는 상기 제1 마그네트(115)의 착자 방향과 동일한 방향으로 착자되는 경우 상기 제1 마그네트(115) 사이에서의 반발력을 극대화할 수 있다.

상기 제1 마그네트(115)와 상기 제2 마그네트(125)로 구성된 자기 베어링에 의해 상기 샤프트(110) 및 허브(102)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(10)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(10)는 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.

여기서, 자기 베어링을 구성하는 제2 마그네트(125)는 샤프트(110)에 결합된 제1 마그네트(115)보다 축 방향 상측에 배치될 수 있다.

다시 말하면, 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재가 정지하는 경우이든 회전하는 경우이든 항상 제2 마그네트(125)의 자기 중심이 제1 마그네트(115)의 자기 중심보다 축 방향 상측에 배치될 수 있다.

이로 인해, 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재가 부상하여 회전하는 경우 상기 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 자기 중심의 위치 차이로 인하여 상기 회전부재는 축 방향 하측을 향하는 힘(F1)이 발생되게 된다.

이러한 힘은 후술할 스러스트 동압부(135)에 의한 축 방향 상측을 향하는 스러스트 동압에 의한 힘(F2)과 서로 조합되어 상기 회전부재의 회전 높이가 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

다만, 상기 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재의 회전 높이에 대한 설명은 모터(10)의 모든 구성요소를 설명한 이후에 하기로 한다.

상기 슬리브(120)의 내주면에는 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 충진되는 오일(O)을 매개로 동압을 제공하여 상기 샤프트(110) 및 허브(102)의 회전을 지지하도록 하는 유체 동압부(122)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 유체 동압부(122)는 헤링본 형상의 홈으로 형성될 수 있으며, 샤프트(110) 및 허브(102)의 회전에 의해 상기 오일(O)이 상기 유체 동압부(122)의 꺾인 지점을 향하는 힘을 받게 되어 반경 방향 내측을 향하는 레디얼 동압을 제공할 수 있다.

다만, 상기 유체 동압부(122)는 슬리브(120)의 내주면에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 회전부재인 샤프트(110)의 외주면에 형성되어도 무방하다.

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

다만, 상기 베이스 커버(140)는 상기 슬리브(120)와 일체로 형성되어 상기 슬리브(120)와 함께 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 컵 형상이 될 수 있다.

여기서, 본 발명에 일 실시예에 따른 모터(10)에 제공되는 베어링에 대해 정리하면 제1 마그네트(115) 및 제2 마그네트(125)에 의한 자기 베어링과 유체 동압부(122)에 의한 유체 동압 베어링을 포함하여 결과적으로 하이브리드 베어링을 구성할 수 있다.

스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110)의 하단부와 결합하여 오일(O)을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 할 수 있다.

또한, 상기 스러스트 플레이트(130)는 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재가 과부상되는 경우 제2 마그네트(125)와 접촉하여 과부상을 방지하는 스톱퍼의 기능을 할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 모터(10)에 요구되는 스러스트 동압은 상기 스러스트 플레이트(130)의 하면 및 상기 스러스트 플레이트(130)의 하면과 대면하는 베이스 커버(140) 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부(135)에 의해 제공될 수 있다.

다만, 도 1 내지 도 3에서는 스러스트 동압부(135)가 스러스트 플레이트(130)의 하면에 형성되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 스러스트 동압부(135)는 스파이럴 형상, 헤링본 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나의 홈으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 오일(O)을 매개로 한 스러스트 동압에 의해 축 방향으로의 강성 및 댐핑 효과를 증대시킬 수 있는 형상이면 모두 적용 가능하다.

또한, 상기 스러스트 플레이트(130)는 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)에 결합될 수 있으며, 용접 또는 본딩의 방식으로 결합될 수 있다.

다만, 상기 스러스트 플레이트(130)는 제조시부터 상기 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 운동시 상기 샤프트(110)를 따라 회전 운동하게 된다.

허브(102)는 베이스(103)를 포함하는 고정부재에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있다.

또한, 코어(105)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 구동 마그네트(101)를 내주면에 구비할 수 있다.

여기서, 상기 구동 마그네트(101)는 후술할 코어(105)에 권선되는 코일(104)의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 모터(10)의 회전구동력을 얻을 수 있다.

베이스(103)는 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.

여기서, 상기 베이스(103)에는 코일(104)이 권선되는 코어(105)가 결합할 수 있으며, 상기 코어(105)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스(103)의 상부에 고정 배치될 수 있다.

다시 말하면, 상기 베이스(103)는 상기 슬리브(120)의 외주면 및 상기 코일(104)이 권선되는 코어(105)가 삽입되어 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(105)가 결합될 수 있다.

이때, 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(105)와 상기 베이스(103)의 결합방식은 본딩, 용접 또는 압입 등의 방식이 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재의 회전 높이, 즉, 회전 특성에 대해 살펴보면, 상기 회전부재는 자기 베어링에 의한 축 방향 하측을 향하는 힘(F1)과 스러스트 동압부(135)에 의한 축 방향 상측을 향하는 힘(F2)이 서로 조합되어 일정한 회전 높이를 구현할 수 있다.

다시 말하면, 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재가 정지하는 경우(코일(104)에 전원이 인가되지 않은 경우)에는 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 축 방향 하측을 향하는 힘(F1)과 상기 회전부재의 자체 중량 등에 의해 스러스트 플레이트(130)와 베이스 커버(140)는 접촉 상태를 유지하게 된다.

이후에, 코일(104)에 전원이 인가되어 상기 회전부재가 회전하게 되면, 스러스트 동압부(135)에 의해 스러스트 플레이트(130)와 베이스 커버(140) 사이에 충진되는 오일(O)을 매개로 하여 축 방향 상측을 향하는 스러스트 동압이 발생되게 된다.

따라서, 회전부재는 부상하게 되며 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 축 방향 하측을 향하는 힘(F1)과 평형을 이루는 순간 상기 회전부재는 부상을 멈추고 일정한 높이에서 안정적으로 회전하게 된다.

여기서, 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 축 방향 하측을 향하는 힘(F1)은 제2 마그네트(125)의 자기 중심이 제1 마그네트(115)의 자기 중심보다 축 방향 상측에 위치하게 하여 구현할 수 있으며, 상기와 같은 자기 중심의 위치 관계는 회전부재가 정지하는 경우이든 회전하는 경우이든 언제나 충족되어야 한다.

즉, 샤프트(110) 및 허브(102)를 포함하는 회전부재가 스러스트 동압에 의해 부상하게 되는 경우 제1 마그네트(115)와 제2 마그네트(125)의 자기 중심의 위치가 동일하게 되거나, 제1 마그네트(115)의 자기 중심이 제2 마그네트(125)의 자기 중심보다 축 방향 상측에 배치되게 되면, 상기 회전부재는 불안정한 상태에 놓이게 되어 과부상 등의 문제가 발생되게 된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(10)는 제1 마그네트(115)의 자기 중심을 제2 마그네트(125)의 자기 중심 보다 축 방향 하측에 배치시킴으로써 상기 회전부재의 회전 높이를 일정하게 유지시킬수 있는 것이다.

따라서, 회전부재의 안정적인 회전 높이를 구현하여 회전 특성을 극대화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터에 작용하는 힘의 관계를 도시한 개략 단면도이다.

도 4 내지 도 6를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(200)를 포함하는 모터(20)는 자기 베어링 및 스러스트 동압부(235)를 제외하고는 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(10)와 동일하므로, 상기 자기 베어링 및 상기 스러스트 동압부(135) 이외의 설명은 생략하기로 한다.

자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트(215)는 제2 마그네트(225)보다 축 방향 상측에 배치될 수 있으며, 구체적으로 제1 마그네트(215)의 자기 중심은 제2 마그네트(225)의 자기 중심보다 축 방향 상측에 배치될 수 있다.

따라서, 샤프트(210) 및 허브(202)를 포함하는 회전부재가 정지하는 경우이든 회전하는 경우이든 상기 회전부재는 언제나 축 방향 상측을 향하는 힘을 받게 된다.

다만, 상기 회전부재의 일정한 회전 높이를 구현하여 회전 특성을 향상시키기 위해 축 방향 하측을 향하는 힘(F4)은 스러스트 동압부(235)에 의해 형성할 수 있다.

즉, 스러스트 동압부(235)는 스러스트 플레이트(230)의 상면 및 상기 스러스트 플레이트(230)의 상면과 대면하는 슬리브(220) 중 적어도 하나에 형성될 수 있으며, 이로 인해 회전부재가 회전하게 되면 상기 회전부재는 하강하여 회전될 수 있다.

다시 말하면, 샤프트(210) 및 허브(202)를 포함하는 회전부재가 정지하는 경우(코일(204)에 전원이 인가되지 않은 경우)에는 제1 마그네트(215)와 제2 마그네트(225)의 축 방향 상측을 향하는 힘(F3)에 의해 스러스트 플레이트(230)와 슬리브(220)는 접촉 상태를 유지하게 된다.

이후에, 코일(204)에 전원이 인가되어 상기 회전부재가 회전하게 되면, 스러스트 동압부(235)에 의해 스러스트 플레이트(230)와 슬리브(220) 사이에 충진되는 오일(O)을 매개로 하여 축 방향 하측을 향하는 스러스트 동압이 발생되게 된다.

따라서, 회전부재는 스러스트 동압에 의한 축 방향 하측을 향하는 힘(F4)에 의해 하강하여 회전하게 되며 제1 마그네트(215)와 제2 마그네트(225)의 축 방향 상측을 향하는 힘(F3)과 평형을 이루는 순간 상기 회전부재는 하강을 멈추고 일정한 높이에서 안정적으로 회전하게 된다.

여기서, 제1 마그네트(215)와 제2 마그네트(225)의 축 방향 상측을 향하는 힘(F3)은 제1 마그네트(215)의 자기 중심이 제2 마그네트(225)의 자기 중심보다 축 방향 상측에 위치하게 하여 구현할 수 있으며, 상기와 같은 자기 중심의 위치 관계는 회전부재가 정지하는 경우이든 회전하는 경우이든 언제나 충족되어야 한다.

이상의 실시예를 통해, 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트(115, 215)와 제2 마그네트(125, 225)의 자기 중심의 위치 관계 및 스러스트 동압부(135, 235)에 의한 스러스트 동압의 방향에 의해 샤프트(110, 210) 및 허브(102, 202)의 회전 높이를 일정하게 유지시킬 수 있다.

더하여, 본 발명에 따른 베어링 어셈블리(100, 200) 및 이를 포함하는 모터(10, 20)에 의하면, 구동을 위한 소모 전력을 최소화하는 동시에 내구성을 향상시킬 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, 200: 베어링 어셈블리 101: 구동 마그네트
102: 허브 103: 베이스
104: 코일 105: 코어
110, 210: 샤프트 115, 215: 제1 마그네트
120, 220: 슬리브 125, 225: 제2 마그네트
130, 230: 스러스트 플레이트 135, 235: 스러스트 동압부

Claims (9)

1. 제1 마그네트가 제공되는 샤프트;
   상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트와 대향되어 배치되는 제2 마그네트가 제공되는 슬리브; 및
   상기 샤프트와 결합되어 오일을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 플레이트;를 포함하며,
   상기 제1 마그네트와 상기 제2 마그네트의 자기 중심 위치 차이 및 상기 스러스트 동압에 의해 발생되는 축 방향을 향하는 힘이 서로 조합되어 상기 샤프트의 회전 높이가 일정하게 유지되는 베어링 어셈블리.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스러스트 동압은 스러스트 플레이트의 하면 및 상기 스러스트 플레이트의 하면과 대면하는 베이스 커버 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부에 의해 제공되는 베어링 어셈블리.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 마그네트의 자기 중심은 상기 제2 마그네트의 자기 중심보다 축 방향 하측에 형성되는 베어링 어셈블리.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 스러스트 동압은 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 스러스트 플레이트의 상면과 대면하는 슬리브 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부에 의해 제공되는 베어링 어셈블리.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 마그네트의 자기 중심은 상기 제2 마그네트의 자기 중심보다 축 방향 상측에 형성되는 베어링 어셈블리.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 마그네트 및 상기 제2 마그네트는 축 방향 또는 반경 방향으로 착자되는 베어링 어셈블리.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되어 오일을 매개로 동압을 제공하는 유체 동압부;를 더 포함하는 베어링 어셈블리.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 스러스트 플레이트와 상기 샤프트는 일체로 형성되는 베어링 어셈블리.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 베어링 어셈블리;
   상기 샤프트와 연동하여 회전하며, 구동 마그네트가 구비되는 허브; 및
   상기 슬리브에 결합되며, 상기 구동 마그네트와의 전기적 상호작용에 의해 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스;를 포함하는 모터.

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