KR20130035424A - 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

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KR20130035424A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 샤프트와 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 샤프트의 상측 및 하측과 결합하고 상기 슬리브와 상기 오일의 1차 계면이 형성되도록 하는 상측 및 하측 스러스트부;를 포함하며, 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에 형성되는 상측 관통부 및 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에 형성되는 하측 관통부 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.

Description

베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Bearing assembly and motor including the same}
본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기록 디스크를 회전시키는 서브(server)용 기록 디스크 구동장치에 적용될 수 있는 모터에 관한 것이다.
서버(server)용의 기록 디스크 구동장치에는 내충격성이 강한 축을 기록 디스크 구동장치의 박스에 고정한 소위 축 고정형의 모터가 일반적으로 탑재된다.
즉, 서버(server)용의 기록 디스크 구동장치에 탑재되는 모터는 외부 충격에 의해 서버에 기록되는 정보가 파손 및 기록/판독을 할 수 없는 상태로 되는 것을 방지하기 위하여 샤프트가 고정 설치된다.
이와 같이 고정형 샤프트가 설치되는 경우, 오일을 매개로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리를 구성하기 위해서는 일반적으로 고정부재인 베이스와 샤프트가 요구되고 상기 고정부재를 차폐하기 위한 커버 및 회전부재인 슬리브와 허브가 요구된다.
여기서, 고정축 구조의 모터의 경우 슬리브를 포함하는 회전부재의 회전을 지지하기 위해 축계의 상측과 하측에는 동압홈을 형성하고 있으며, 상기 동압홈에 의해 발생되는 동압은 여러가지 인자에 의해 차이를 보이는 경우가 존재하게 된다.
따라서, 종래의 고정축 구조의 모터에서는 상기 동압의 차이로 인해 오일의 역류를 방지하기 위한 수단으로 베어링 내의 상측과 하측에 독립적인 오일 실을 형성하여 이를 방지하고 있다.
즉, 모터의 축계의 중심부의 오일의 계면을 형성하기 위한 대기압을 유지하기 위해 샤프트에 홀을 가공하고 있는 추세이다.
그러나, 샤프트에 홀을 가공하기 위해서는 선반 가공의 드릴 가공이 요구되며, 드릴 가공을 하더라도 제조상의 공차에 의해 정확한 홀을 가공하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 샤프트에 홀을 가공하지 않더라도 베어링 내의 동압차에 의한 오일의 역류를 방지할 수 있도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 샤프트 또는 슬리브에 홀을 가공하지 않더라도 베어링 내의 동압차에 의한 오일의 역류를 방지하도록 하는 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 샤프트와 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및 상기 샤프트의 상측 및 하측과 결합하고 상기 슬리브와 상기 오일의 1차 계면이 형성되도록 하는 상측 및 하측 스러스트부;를 포함하며, 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에 형성되는 상측 관통부 및 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에 형성되는 하측 관통부 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 상측 관통부가 형성되며, 상기 상측 관통부는 상기 상측 스러스트부의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 하측 관통부가 형성되며, 상기 하측 관통부는 상기 하측 스러스트부의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 상측 스러스트부의 상측 외주면은 축 방향 상측을 향하여 직경이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 하측 스러스트부의 하측 외주면은 축 방향 하측을 향하여 직경이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 상측 관통부가 형성되며, 상기 상측 관통부를 규정하는 상기 샤프트의 상측 외주면은 축 방향 상측을 향하여 직경이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 하측 관통부가 형성되며, 상기 하측 관통부를 규정하는 상기 샤프트의 하측 외주면은 축 방향 하측을 향하여 직경이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 상측 스러스트부 및 상기 상측 스러스트부와 대응되는 상기 슬리브 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 레디얼 동압을 발생시키는 제1 레디얼 동압홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 하측 스러스트부 및 상기 하측 스러스트부와 대응되는 상기 슬리브 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 레디얼 동압을 발생시키는 제2 레디얼 동압홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터는 베어링 어셈블리; 상기 샤프트와 결합하며, 회전구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스; 및 상기 베이스에 대하여 회전가능하도록 상기 슬리브와 결합하며, 상기 코일과 대면하는 마그네트가 장착되는 허브;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 베어링 내의 동압차에 의한 오일의 역류를 방지하여 오일의 누출을 방지할 수 있다.
또한, 오일 누출의 방지로 인하여 구성요소간의 고체 마찰을 방지하여 전력소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A의 개략 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 상부 스러스트를 도시한 개략 평면도.
도 5는 도 1의 B의 변형예를 도시한 개략 확대 단면도.
도 6은 도 1의 B의 변형예에 제공되는 상부 스러스트부를 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 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 A의 개략 확대 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 상부 스러스트를 도시한 개략 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 모터(400)는 슬리브(120)와 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)를 포함하는 베어링 어셈블리(100), 코일(210)이 권선되는 코어(220)를 구비하는 베이스(200) 및 마그네트(312)가 장착되는 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.
또한, 원주 방향은 허브(300)의 회전 방향, 즉, 상기 허브(300)의 외주면과 대응되는 방향을 의미할 수 있다.
베어링 어셈블리(100)는 베이스(200)에 고정 설치되는 샤프트(110), 상기 샤프트(110)에 대하여 회전가능하게 설치되는 슬리브(120) 및 오일 계면을 형성하도록 하는 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)를 포함할 수 있다.
샤프트(110)는 고정부재의 일 구성요소로, 베이스(200)의 결합홀(202)에 삽입되어 고정 설치될 수 있으며, 압입, 용접 및 본딩 중 적어도 하나의 방식에 의해 고정될 수 있다.
또한, 상기 샤프트(110)의 상측과 하측에는 각각 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)가 안착되어 결합될 수 있도록 외주면이 단차져 형성되는 상측 안착부(112) 및 하측 안착부(114)를 구비할 수 있다.
따라서, 상기 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)는 보다 견고하게 상기 샤프트(110)에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)의 상측은 축 방향 상측을 향하여 외주면의 직경이 감소할 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 하측은 축 방향 하측을 향하여 외주면의 직경이 감소할 수 있다.
이는 오일(O)의 상측 2차 계면(I3) 및 하측 2차 계면(I4)을 형성하기 위함으로, 슬리브(120)의 회전시 원심력에 의한 오일(O)의 비산을 방지하기 위함이다.
슬리브(120)는 샤프트(110)와 간극을 유지한 채 오일(O)을 매개로 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 외주면 및 상기 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 유체 동압부(122)에 의해 슬리브(120)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 유체 동압부(122)는 오일(O)을 매개로 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 유체 동압 베어링을 구성할 수 있으며, 상기 레디얼 동압에 의해 상기 슬리브(120)의 회전을 보다 효과적으로 지지하기 위해 상기 슬리브(120)의 상측과 하측에 각각 형성될 수 있다.
즉, 상기 유체 동압부(122)는 상기 슬리브(120)의 상측에 형성되는 상측 유체 동압부(122a)와 상기 슬리브(120)의 하측에 형성되는 하측 유체 동압부(122b)를 포함할 수 있다.
추가로, 상기 유체 동압부(122)는 앞서 언급한 바와 같이 슬리브(120)의 내주면 뿐만 아니라 샤프트(110)의 외주면에 형성되어도 무방하며, 갯수도 제한이 없음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 유체 동압부(122)는 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 슬리브(120)의 회전에 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
한편, 상기 상측 유체 동압부(122a)와 상기 하측 유체 동압부(122b) 사이에 대응되는 슬리브(120)의 내주면에는 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 오일 저유부(123)가 형성될 수 있다.
상기 오일 저유부(123)는 오일(O)의 저장 공간을 제공하여 상기 오일(O)의 부족 현상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상부 스러스트부(130)의 저면과 대응되는 슬리브(120)의 상면 및 하부 스러스트부(140)의 상면과 대응되는 상기 슬리브(120)의 저면 중 적어도 하나에는 오일(O)을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 동압홈(124, 125)이 형성될 수 있다.
상기 스러스트 동압홈(124, 125)에 의해 슬리브(120)를 포함하는 회전부재는 일정한 부상력이 확보된 채 회전될 수 있다.
또한, 상기 슬리브(120)의 내주면은 상측과 하측에 각각 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)를 수용하도록 하는 수용공간을 형성하기 위해 단차지게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 슬리브(120)의 축 방향으로의 단면은 기울어진 "T"자 형상일 수 있으며, 상기 수용공간을 규정하는 상기 슬리브(120)의 내주면에는 제1 레디얼 동압홈(126) 및 제2 레디얼 동압홈(127)이 형성될 수 있다.
여기서, 앞서 언급한 스러스트 동압홈(124, 125), 제1 레디얼 동압홈(126) 및 제2 레디얼 동압홈(127)에 대해서는 상측 및 하측 스러스트부(130, 140)와 동시에 설명하기로 한다.
상측 스러스트부(130) 및 하측 스러스트부(140)는 각각 샤프트(110)의 상측 및 하측으로부터 삽입되어 결합될 수 있으며, 상기 샤프트(110)에 형성된 상측 안착부(112) 및 하측 안착부(114)에 안착될 수 있다.
여기서, 상기 상측 스러스트부(130) 및 상기 하측 스러스트부(140)는 상기 슬리브(120)와 오일(O)의 1차 계면(I1)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 상측 스러스트부(130)의 외주면과 상기 상측 스러스트부(130)의 외주면과 대응되는 슬리브(120)의 내주면 사이의 간극에는 오일(O)이 충진될 수 있으며, 상기 오일(O)의 상측 1차 계면(I1)을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 상측 스러스트부(130)의 상측 외주면은 축 방향 상측을 향하여 직경이 감소할 수 있으며, 이는 슬리브(120)가 회전하는 경우 원심력에 의한 오일(O)의 비산을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 상측 스러스트부(130)의 하측 외주면 및 상기 상측 스러스트부(130)의 하측 외주면과 대응되는 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에는 오일(O)을 매개로 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 제1 레디얼 동압홈(126)이 형성될 수 있다.
상기 제1 레디얼 동압홈(126)은 앞서 언급한 상측 및 하측 유체 동압부(122)와 동일한 구성일 수 있으며, 기능적으로 상기 상측 및 하측 유체 동압부(122)에 의해 발생되는 레디얼 동압을 보조하는 동압부일 수 있다.
즉, 상기 제1 레디얼 동압홈(126)은 상기 상측 스러스트부(130)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 충진되는 오일(O)을 매개로 상기 슬리브(120)를 향하는 레디얼 동압을 발생시켜, 상대적으로 상기 슬리브(120)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 제1 레디얼 동압홈(126)의 구체적인 형상은 상측 및 하측 유체 동압부(122a, 122b)의 형상과 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나. 이에 한정되지 않으며 슬리브(120)의 회전에 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 형상이면 그 형상에는 제한이 없다.
또한, 상측 스러스트(130) 및 상기 상측 스러스트부(130)와 대응되는 상기 슬리브(120) 중 적어도 하나에는 오일(O)을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 상측 스러스트 동압홈(124)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 상측 스러스트 동압홈(124)은 상기 상측 스러스트부(130)의 저면 및 상기 상측 스러스트부(130)의 저면과 대응되는 슬리브(120)의 상면 중 적어도 하나에 형성될 수 있으며, 상기 상측 스러스트 동압홈(124)에 의해 슬리브(120)를 포함하는 회전부재는 일정한 부상력이 확보된 채 회전될 수 있다.
여기서, 상기 상측 스러스트 동압홈(124)은 앞서 언급한 제1 레디얼 동압홈(126)과 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 상측 스러스트부(130)와 샤프트(110) 사이에는 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극과 연통되고 오일(O)의 상측 2차 계면(I3)이 형성되도록 하는 상측 관통부(135)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 상측 관통부(135)는 상기 상측 스러스트부(130)의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상측 관통부(135)는 다수개로 형성될 수 있으며, 샤프트(110)의 중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상측 관통부(135)는 반경 방향으로의 단면이 원호 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 오일(O)의 상측 2차 계면이 형성될 수 있으면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 상측 관통부(135)는 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극과 연통되기 위해 반경 방향으로의 깊이는 샤프트(110)의 외주면보다 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
상기 상측 관통부(135)로 인해 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100) 및 이를 포함하는 모터(400)는 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이에 작용하는 레디얼 동압간의 불균형으로 인한 오일(O)의 역류를 방지할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 하측 스러스트부(140)를 설명한 이후에 다시 하기로 한다.
하측 스러스트부(140)는 앞서 언급한 상측 스러스트부(130)와 동일한 구성일 수 있으며, 구체적으로 샤프트(110)의 하측으로부터 삽입되어 상기 샤프트(110)에 형성된 하측 안착부(114)에 안착될 수 있다.
여기서, 상기 하측 스러스트부(140)는 슬리브(120)와 오일(O)의 하측 1차 계면(I2)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 하측 스러스트부(140)의 외주면과 상기 하측 스러스트부(140)의 외주면과 대응되는 슬리브(120)의 내주면 사이의 간극에 오일(O)이 충진될 수 있으며, 상기 오일(O)의 하측 1차 계면(I2)을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 하측 스러스트부(140)의 상측 외주면은 축 방향 하측을 향하여 직경이 감소할 수 있으며, 이는 슬리브(120)가 회전하는 경우 원심력에 의한 오일(O)의 비산을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 하측 스러스트부(140)의 상측 외주면 및 상기 하측 스러스트부(140)의 상측 외주면과 대응되는 슬리브(120)의 내주면 중 적어도 하나에는 오일(O)을 매개로 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 제2 레디얼 동압홈(127)이 형성될 수 있다.
상기 제2 레디얼 동압홈(127)은 앞서 언급한 상측 및 하측 유체 동압부(122a, 122b)와 동일한 구성일 수 있으며, 기능적으로 상기 상측 및 하측 유체 동압부(122a, 122b)에 의해 발생되는 레디얼 동압을 보조하는 동압부일 수 있다.
즉, 상기 제2 레디얼 동압홈(127)은 상기 하측 스러스트부(140)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극에 충진되는 오일(O)을 매개로 상기 슬리브(120)를 향하는 레디얼 동압를 발생시켜, 상대적으로 상기 슬리브(120)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 제2 레디얼 동압홈(127)의 구체적인 형상은 상측 및 하측 유체 동압부(122a, 122b)의 형상과 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나. 이에 한정되지 않으며 슬리브(120)의 회전에 레디얼 동압을 발생시킬 수 있는 형상이면 그 형상에는 제한이 없다.
또한, 하측 스러스트부(140) 및 상기 하측 스러스트부(140)와 대응되는 상기 슬리브(120) 중 적어도 하나에는 오일(o)을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 하측 스러스트 동압홈(125)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 하측 스러스트 동압홈(125)은 상기 하측 스러스트부(140)의 상면 및 상기 하측 스러스트부(140)의 상면과 대응되는 슬리브(120)의 저면 중 적어도 하나에 형성될 수 있으며, 상기 하측 스러스트 동압홈(125)에 의해 슬리브(120)를 포함하는 회전부재는 일정한 부상력이 확보된 채 회전될 수 있다.
여기서, 상기 하측 스러스트 동압홈(125)은 앞서 언급한 제2 레디얼 동압홈(127)과 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선(스크류) 형상의 홈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 하측 스러스트부(140)와 샤프트(110) 사이에는 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극과 연통되고 오일(O)의 하측 2차 계면(I4)이 형성되도록 하는 하측 관통부(145)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 하측 관통부(145)는 상기 하측 스러스트부(140)의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 하측 관통부(145)는 다수개로 형성될 수 있으며, 샤프트(110)의 중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하측 관통부(145)는 반경 방향으로의 단면이 원호 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 오일(O)의 하측 2차 계면이 형성될 수 있으면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 하측 관통부(145)는 상기 샤프트(110)와 상기 슬리브(120) 사이의 간극과 연통되기 위해 반경 방향으로의 깊이는 샤프트(110)의 외주면보다 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
여기서, 앞서 언급한 상측 관통부(135) 및 하측 관통부(145)로 인해 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100) 및 이를 포함하는 모터(400)는 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이에 작용하는 레디얼 동압간의 불균형으로 인한 오일(O)의 역류를 방지할 수 있다.
즉, 고정축 구조를 채택하고 있는 본 발명에 따른 모터(400)의 경우 슬리브(120)를 포함하는 회전부재의 회전을 지지하기 위해 형성되는 유체 동압부(122)는 여러가지 인자에 의해 레디얼 동압의 불균형이 초래되는 경우가 발생될 수 있다.
상기 동압의 차이는 오일(O)의 역류를 발생시킬 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 상측 관통부(135) 및 하측 관통부(145)에 의해 상기 동압차를 상쇄시킬 수 있으므로 오일(O) 역류에 의한 상기 오일(O)의 비산을 방지할 수 있다.
나아가, 오일(O) 비산 방지로 인하여 구성요소간의 고체 마찰을 방지하여 전력소모를 최소화할 수 있다.
추가로, 상측 관통부(135)와 하측 관통부(145)는 동시에 형성될 필요는 없으며, 어느 하나만 형성되어도 무방하다.
또한, 제1 레디얼 동압홈(126)과 제2 레디얼 동압홈(127)도 어느 하나만 형성되어도 무방하며, 상측 스러스트 동압홈(124)과 하측 스러스트 동압홈(125)도 마찬가지이다.
여기서, 슬리브(120)의 상측과 하측에는 각각 상측 캡부(150) 및 하측 캡부(160)가 결합될 수 있으며, 상기 상측 캡부(150) 및 상기 하측 캡부(160)로 인해 오일(O)의 누출을 효과적으로 방지할 수 있다.
베이스(200)는 샤프트(110)와 결합하여 슬리브(120)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(200)는 허브(300)와 함게 소정 공간을 형성할 수 있으며, 상기 공간에는 코일(210)이 권선되는 코어(220)가 배치될 수 있다.
즉, 상기 베이스(200)는 축 방향 상측으로 연장 형성되는 코어결합부(205)를 구비할 수 있으며, 코일(210)이 권선되는 코어(220)는 상기 코어결합부(205)의 외주면에 삽입되어 고정될 수 있다.
허브(300)는 슬리브(120)와 결합하여 상기 슬리브(120)와 연동하여 회전하는 회전부재로 기록 매체가 탑재될 수 있다.
구체적으로, 상기 허브(300)는 슬리브(120)와 결합되는 결합부(302), 상기 결합부(302)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 베이스(200)와 소정의 공간을 형성토록 하는 원판부(304) 및 상기 원판부(304)로부터 축 방향 하측으로 연장되는 마그네트 지지부(306)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 마그네트 지지부(306)에는 마그네트 어셈블리(310)가 결합될 수 있으며, 외주면에는 스페이서(S)로 이격되어 배치되는 디스크(D)가 삽입배치될 수 있다.
또한, 상기 디스크(D)는 클램프 고정부(X)에 의해 상기 마그네트 지지부(306)의 외주면에 고정설치될 수 있다.
한편, 마그네트 어셈블리(310)는 마그네트 지지부(306)의 내주면에 고정 설치되는 요크(314)와 상기 요크(314)의 내주면에 설치되는 마그네트(312)로 구성될 수 있다.
상기 요크(314)는 마그네트(312)로부터의 자기장이 코일(210)이 권선되는 코어(220)를 향하도록 하여 자속밀도를 증가시키도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(312)은 환고리 형상을 가질 수 있으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기장을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
한편, 상기 마그네트(312)은 코일(210)이 권선되는 코어(220)의 선단에 대향 배치되며, 코일(210)이 권선된 코어(220)와의 전자기적 상호작용에 의해 슬리브(120) 및 허브(300)가 회전될 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
즉, 코일(210)에 전원이 공급되면, 코일(210)이 권선된 코어(220)와 이에 대향 배치되는 마그네트(312)의 전자기적 상호작용에 의해 슬리브(120) 및 허브(300)가 회전될 수 있는 구동력이 발생되고, 이에 따라 슬리브(120) 및 허브(300)가 샤프트(110)를 기준으로 회전될 수 있다.
도 5는 도 1의 B의 변형예를 도시한 개략 확대 단면도이며, 도 6은 도 1의 B의 변형예에 제공되는 상부 스러스트부를 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상측 스러스트부(130)에 형성되는 상측 관통부(135)가 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이의 간극과 연통되기 위해 상기 상부 스러스트부(130)의 저면은 단차지게 형성될 수 있다.
다시 말하면, 상기 상측 스러스트부(130)의 저면 중 상기 상측 관통부(135)에 대응되는 부분은 이외의 부분에 비해 축 방향 상측에 위치할 수 있으며, 이로 인해 상측 관통부(135)에는 오일(O)이 충진될 수 있다.
다만, 상기 상측 스러스트부(130)의 저면 중 축 방향 상측에 위치하는 부분의 원주 방향 및 반경 방향으로의 폭은 당업자의 의도에 맞게 다양하게 변형될 수 있다.
추가로, 도 5 및 도 6에서는 상측 스러스트부(130)만을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하부 스러스트부(140)에도 동일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100) 및 이를 포함하는 모터(400)의 경우 상측 관통부(135) 및 하측 관통부(145)에 의해 동압차를 상쇄시킬 수 있으므로 오일(O) 역류에 의한 상기 오일(O)의 비산을 방지할 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
120: 슬리브 130: 상측 스러스트부
135: 상측 관통부 140: 하측 스러스트부
145: 하측 관통부 200: 베이스
300: 허브 400: 모터

Claims (10)

  1. 샤프트와 간극을 유지한 채 오일을 매개로 회전 가능하게 설치되는 슬리브; 및
    상기 샤프트의 상측 및 하측과 결합하고 상기 슬리브와 상기 오일의 1차 계면이 형성되도록 하는 상측 및 하측 스러스트부;를 포함하며,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에 형성되는 상측 관통부 및 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에 형성되는 하측 관통부 중 적어도 하나를 구비하는 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 상측 관통부가 형성되며,
    상기 상측 관통부는 상기 상측 스러스트부의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 하측 관통부가 형성되며,
    상기 하측 관통부는 상기 하측 스러스트부의 상면과 하면이 연통되도록 내주면으로부터 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상측 스러스트부의 상측 외주면은 축 방향 상측을 향하여 직경이 감소하는 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하측 스러스트부의 하측 외주면은 축 방향 하측을 향하여 직경이 감소하는 베어링 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 상측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 상측 관통부가 형성되며,
    상기 상측 관통부를 규정하는 상기 샤프트의 상측 외주면은 축 방향 상측을 향하여 직경이 감소하는 베어링 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이의 간극과 연통되고 상기 오일의 2차 계면이 형성되도록 하기 위해 상기 샤프트와 상기 하측 스러스트부 사이에는 적어도 하나의 하측 관통부가 형성되며,
    상기 하측 관통부를 규정하는 상기 샤프트의 하측 외주면은 축 방향 하측을 향하여 직경이 감소하는 베어링 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상측 스러스트부 및 상기 상측 스러스트부와 대응되는 상기 슬리브 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 레디얼 동압을 발생시키는 제1 레디얼 동압홈이 형성되는 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하측 스러스트부 및 상기 하측 스러스트부와 대응되는 상기 슬리브 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 레디얼 동압을 발생시키는 제2 레디얼 동압홈이 형성되는 베어링 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 적어도 하나에 따른 베어링 어셈블리;
    상기 샤프트와 결합하며, 회전구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스; 및
    상기 베이스에 대하여 회전가능하도록 상기 슬리브와 결합하며, 상기 코일과 대면하는 마그네트가 장착되는 허브;를 포함하는 모터.
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