KR20130073688A - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20130073688A
KR20130073688A KR1020110141671A KR20110141671A KR20130073688A KR 20130073688 A KR20130073688 A KR 20130073688A KR 1020110141671 A KR1020110141671 A KR 1020110141671A KR 20110141671 A KR20110141671 A KR 20110141671A KR 20130073688 A KR20130073688 A KR 20130073688A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sleeve
housing
shaft
circulation hole
dynamic pressure
Prior art date
Application number
KR1020110141671A
Other languages
English (en)
Inventor
유창조
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020110141671A priority Critical patent/KR20130073688A/ko
Priority to US13/424,912 priority patent/US20130162080A1/en
Publication of KR20130073688A publication Critical patent/KR20130073688A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
    • G11B19/2036—Motors characterized by fluid-dynamic bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1085—Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72—Sealings
    • F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
    • F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
    • F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
    • F16C33/745—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by capillary action

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것으로서, 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브; 상기 슬리브의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부를 구비하는 하우징; 상기 샤프트의 상단부에 결합되며, 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브; 상기 하우징의 플랜지부 하부에 위치하도록 상기 로터 허브의 연장벽부에 고정 설치되며, 상기 하우징의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성하는 스토퍼부재; 및 상기 하우징의 하단부에 결합되는 커버부재;를 포함하고, 상기 슬리브와 상기 하우징 사이에는 상기 슬리브의 상부와 하부를 연결시키기 위한 제1 순환홀을 구비하고, 상기 제1 순환홀과 상기 스토퍼부재와 상기 하우징의 외주면에 의해 형성되는 공간을 연결하는 제2 순환홀을 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함할 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 것이다.
일반적으로 기록 디스크 구동장치(Hard disk drive, HDD)에 사용되는 소형의 스핀들 모터에는 유체 동압 베어링 어셈블리가 구비되며, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearanec)에 오일과 같은 윤활 유체가 충진된다. 이와 같은 베어링 간극에 충진된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여 샤프트를 회전 가능하게 지지한다.
즉, 일반적으로 유체 동압 베어링 어셈블리는 축방향으로 스파이럴(spiral) 형태의 그루브와 원주방향으로 헤링본(harringbone) 형태의 그루브를 통해 동압을 발생시켜 모터 회전 구동의 안정성을 도모하고 있다.
한편, 최근의 기록 디스크 구동장치의 용량 증가에 따라 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동을 감소시켜야 하는 기술적 과제에 직면해 있다. 즉, 스핀들 모터의 구동 중 발생되는 진동에 의한 에러 없이 구동 기록 디스크 구동장치가 구동되도록 하기 위해 스핀들 모터에 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리의 성능 향상이 요구되고 있다.
그리고, 유체 동압 베어링 어셈블리의 성능 향상을 위해서는 헤링본 형태의 그루브 사이 간격(즉, 베어링 스팬의 길이)을 넓혀 회전 중심을 상부측으로 이동시켜 모터의 구동 안정성을 도모하여야 한다.
더불어, 스핀들 모터가 휴대용 전자기기에 채용되고 있어, 소비전력을 저감시켜야 할 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 모터의 구동 안정성을 도모하는 한편, 소비전력을 저감시킬 수 있는 구조의 개발이 절실이 요구되고 있는 실정이다.
이하, 기재된 선행기술문헌에서 선행기술문헌 1은 유체의 순환 사이클이 2개 형성되지 않고, 선행기술문헌 2는 하우징을 구비하지 않는 형상이 개시된다.
일본공개특허공보 제2006-022031호 일본공개특허공보 제2004-270820호
음압 발생과 로터의 과부상을 저감시킬 수 있으며, 기포의 배출이 용이한 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브; 상기 슬리브의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부를 구비하는 하우징; 상기 샤프트의 상단부에 결합되며, 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브; 상기 하우징의 플랜지부 하부에 위치하도록 상기 로터 허브의 연장벽부에 고정 설치되며, 상기 하우징의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성하는 스토퍼부재; 및 상기 하우징의 하단부에 결합되는 커버부재;를 포함하고, 상기 슬리브와 상기 하우징 사이에는 상기 슬리브의 상부와 하부를 연결시키기 위한 제1 순환홀을 구비하고, 상기 제1 순환홀과 상기 스토퍼부재와 상기 하우징의 외주면에 의해 형성되는 공간을 연결하는 제2 순환홀을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 상기 하우징에서 플랜지가 구비되는 부분의 내측면은 상기 슬리브와 환형의 이격공간을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 저면 및 상기 커버부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 플랜지부의 저면 및 상기 스토퍼부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 회전 구동시 상기 제1 순환홀의 하부로부터 상부를 향하여 윤활유체가 유동되는 제1 순환과, 상기 제1 순환홀로부터 상기 플랜지부와 상기 스토퍼부재가 형성하는 베어링 간극측으로 윤활유체가 유동되는 제2 순환이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 외주면에는 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성되며, 윤활유체는 상기 상부 레디얼 동압 그루브로부터 상기 하부 레디얼 동압 그루브를 향하여 유동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 하우징과 상기 커버부재는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트와 상기 로터 허브는 일체로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 제1 순환홀은, 상기 슬리브의 외주면 및 상기 하우징의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연통홈일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하며, 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부를 구비하는 슬리브; 상단 면이 상기 슬리브의 플랜지 하면과 소정간격 이격되어 배치되도록 상기 슬리브의 외주면을 감싸도록 구비되는 하우징; 상기 샤프트의 상단부에 결합되며, 상기 슬리브 및 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브; 상기 슬리브의 플랜지부 하부에 위치하도록 상기 로터 허브의 연장벽부에 고정 설치되며, 상기 하우징의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성하는 스토퍼부재; 및 상기 하우징의 하단부에 결합되는 커버부재;를 포함하고, 상기 슬리브와 상기 하우징 사이에는 상기 슬리브의 하부와 상기 하우징의 상단면을 연결시키기 위한 제3 순환홀을 구비하고, 상기 제3 순환홀과 상기 슬리브의 상부를 연결하는 제4 순환홀을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 저면 및 상기 커버부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제3 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 플랜지부의 저면 및 상기 스토퍼부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제4 스러스트 동압 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 회전 구동시 상기 제3 순환홀 및 제4 순환홀의 하부로부터 상부를 향하여 윤활유체가 유동되는 제3 순환과, 상기 제3 순환홀로부터 상기 플랜지부와 상기 스토퍼부재가 형성하는 베어링 간극측으로 윤활유체가 유동되는 제4 순환이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 샤프트의 외주면에는 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성되며, 윤활유체는 상기 상부 레디얼 동압 그루브로부터 상기 하부 레디얼 동압 그루브를 향하여 유동될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 제3 순환홀은, 상기 슬리브의 외주면 및 상기 하우징의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연통홈일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에서 상기 제4 순환홀은, 상기 제3 순환홀과 슬리브의 상면을 연결하도록 상기 플랜지부에 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 본 발명의 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리; 및 상기 하우징의 외측 방향에 결합하며 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함할 수 있다.
슬리브의 상,하부와, 스토퍼부재와 슬리브의 외주면에 의해 형성되는 공간을 연결하는 순환홀을 통해 음압 발생과 로터의 과부상을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 순환홀이 스토퍼부재와 슬리브의 외주면에 의해 형성되는 공간에 연결되어 있으므로, 순환홀이 연결하는 슬리브의 상,하부가 대기압에 의해 압력 조절될 수 있다. 이에 따라, 음압 발생을 저감시킬 수 있으며, 압력의 이상 상승에 의한 로터의 과부상을 방지할 수 있다.
또한, 제2 순환에 의해 샤프트의 회전 구동 중 발생되는 기포의 배출이 용이한 효과가 있다.
더하여, 샤프트에 스토퍼부재를 설치하지 않을 수 있어 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있으므로, 회전 특성을 향상시킬 수 있는 동시에 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1,2 스러스트 동압 베어링을 통해 소비전력을 보다 더 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
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 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 일예로서, 베이스부재(110), 샤프트(120), 슬리브(130), 하우징(140), 로터 허브(150), 스토퍼부재(160) 및 커버부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
스핀들 모터(100)는 기록 디스크를 구동시키는 기록 디스크 구동장치에 채용되는 모터일 수 있다.
여기서, 먼저 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 상,하 방향, 즉 샤프트(120)의 하부로부터 상부를 향하는 방향 또는 샤프트(120)의 상부로부터 하부를 향하는 방향을 의미하며, 반경방향은 도 1에서 좌,우 방향, 즉 로터 허브(150)의 외주면으로부터 샤프트(120)를 향하는 방향 또는 샤프트(120)로부터 로터 허브(150)의 외주면을 향하는 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주방향은 로터 허브(150) 또는 샤프트(120)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 유체 동압 베어링 어셈블리는 유체의 동압을 활용하는 베어링의 원리와 관련되는 부재를 포함하는 것으로서, 베이스 부재(110)를 제외한 나머지 부재를 포함하는 구성일 수 있다. 즉, 샤프트(120), 슬리브(130), 하우징(140), 로터 허브(150), 스토퍼부재(160) 및 커버부재(170)를 포함하는 구성일 수 있다.
베이스부재(110)는 고정부재로서, 스테이터(20)를 구성한다. 여기서 스테이터(20)라 함은 회전하는 부재를 제외한 모든 고정부재를 의미하는 것으로, 베이스부재(110), 슬리브(130), 하우징(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 베이스부재(110)는 하우징(140)이 삽입 설치되는 설치부(112)를 구비할 수 있다. 설치부(112)는 축 방향 상부측으로 돌출 형성되며, 설치부(112)에는 하우징(140)이 삽입 설치될 수 있도록 설치홀(112a)이 형성될 수 있다.
또한, 설치부(112)의 외주면에는 코일(102)이 권선되는 스테이터 코어(104)가 안착될 수 있도록 안착면(112b)이 형성될 수 있다. 즉, 스테이터 코어(104)는 안착면(112b)에 안착된 상태에서 접착제에 의해 설치부(112)의 외주면에 고정 설치될 수 있다.
다만, 스테이터 코어(104)는 접착제에 의하지 않고 설치부(112)의 외주면에 압입 설치될 수도 있다. 즉, 스테이터 코어(104)의 설치방식은 접착제에 의한 방식으로 한정되지 않는다.
샤프트(120)는 회전부재로서 로터(40)를 구성한다. 여기서, 로터(40)라 함은 스테이터(20)에 의해 회전 가능하게 지지되어 회전되는 부재를 의미한다.
한편, 샤프트(120)는 슬리브(130)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 샤프트(120)의 저면에는 샤프트(120)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브(122)가 형성될 수 있다.
한편, 제1 스러스트 동압 그루브(122)는 샤프트(120)의 저면에 형성되는 경우에 한정되지 않으며, 샤프트(120)의 저면에 대향 배치되는 커버부재(170)의 상면에 형성될 수도 있다.
이와 같이, 샤프트(120)의 저면 또는 샤프트(120)의 저면에 대향 배치되는 커버부재(170)의 상면에 제1 스러스트 동압 그루브(122)가 형성됨으로써, 제1 스러스트 동압 그르부(122)의 반경방향 길이를 작게 하여 소비전력을 보다 감소시킬 수 있다.
한편, 제1 스러스트 동압 그루브(122)는 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며 샤프트(120)의 회전시 유체 동압을 발생시킬 수 있는 어떠한 형상도 채용 가능할 것이다.
한편, 샤프트(120)의 외주면에는 샤프트(120)의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브(123,124)가 형성될 수 있다. 그리고, 상,하부 레디얼 동압 그루브(123,124)는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다.
또한, 샤프트(120)의 회전 구동시 윤활유체는 상부 레이얼 동압 그루브(123) 측으로부터 하부 레디얼 동압 그루브(124)을 향하여 유동될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 종국적으로 다운 펌핑 구조일 수 있다.
슬리브(130)는 하우징(140) 및 베이스부재(110)와 함께 스테이터(20)를 구성하는 고정부재로서, 샤프트(120)를 회전 가능하게 지지하며, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C1)을 형성한다. 상기 슬리브(130)는 Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
한편, 슬리브(130)는 하우징(140)의 내부에 고정된 상태로 베이스부재(110)의 설치부(112)에 삽입되어 간접적으로 베이스부재(110)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 하우징(140)의 외주면이 설치부(112)의 내주면에 접착제에 의해 접합될 수 있다.
또한, 슬리브(130)에는 샤프트(120)가 삽입 배치되는 축공(132)이 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(120)가 슬리브(130)의 축공(132)에 삽입 배치되는 경우 슬리브(130)의 내주면과 샤프트(120)의 외주면은 소정 간극 이격되어 베어링 간극(C1)을 형성한다.
여기서, 베어링 간극(C1)에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다. 상기한 바와 같이 슬리브(130)는 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C1)을 형성하는데, 이 베어링 간극(C1)은 샤프트(120)와 슬리브(130)에 의해 형성되는 간극과, 슬리브(130)의 상단부와 로터 허브(150)에 의해 형성되는 간극, 하우징(140)의 플랜지부(145)와 허브(150)에 의해 형성되는 간극, 하우징(140)과 스토퍼부재(160)에 의해 형성되는 간극 및 커버부재(170)와 샤프트(120)의 저면에 의해 형성되는 간극을 말한다.
그리고, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(100)는 베어링 간극(C1)의 전체에 윤활유체가 충진되는 구조를 채용하고 있으며, 이러한 구조를 풀필(Full-fill) 구조라고도 한다.
한편, 슬리브(130)의 내주면에는 샤프트(120)의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성될 수 있다. 그리고, 상,하부 레디얼 동압 그루브는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다.
나아가, 상기 슬리브(130)와 이하 설명할 하우징(140) 사이에는 상기 슬리브(130)의 상부와 하부를 연결시키기 위한 제1 순환홀(136)을 구비할 수 있다. 상기 제1 순환홀(136)은 상기 슬리브(130)의 외주면 및 상기 하우징(140)의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연통홈으로 구비될 수 있다.
슬리브(130)의 외주면을 따라 상부와 하부를 연통하는 홈 형상으로 구비되는 경우에는, 슬리브(130)의 바닥면에서는 수평 방향(도 1 기준으로 반경 방향)으로 홈을 형성하고, 슬리브(130)의 측면에서는 상기 바닥면의 홈과 연통한 상태로 수직 방향(도 1 기준으로 축 방향)으로 홈을 형성할 수 있다. 또한, 슬리브(130)의 바닥면에서는 수평 방향(도 1 기준으로 반경 방향)으로 홈을 형성하고, 슬리브(130)의 측면에서는 상기 바닥면의 홈과 연통한 상태로 수직 방향(도 1 기준으로 축 방향)으로 측면을 일부 절단하여 형성할 수 있다. 상기 슬리브(130)의 외주면과 하우징(140)의 내주면은 원형이므로, 상기 슬리브(130)의 외주면을 상하(도 1 기준으로 축 방향)로 절단하면 자연스럽게 하우징(140)과 이격공간이 형성되어 제1 순환홀(136)을 구비할 수 있다.
나아가, 하우징(140)의 내부면을 따라 순환홀을 구비하는 경우에도 상기 슬리브(130)의 외주면에 형성하는 방식과 동일하게 할 수 있다. 다만, 차이점은 상기 슬리브(130)의 하부면이 커버부재(170)와 접하는 부분이 존재할 수 있으므로, 이 경우에는 커버부재(170)의 상면을 따라 하우징(140)의 내주면에 형성되는 순환홈과 연통하는 홈을 형성할 수 있다.
하우징(140)은 슬리브(130)을 감싸는 형상으로 슬리브(130)의 외주면에 결합할 수 있다. 엄밀하게는 슬리브(130)가 하우징(140)의 내주면에 삽입되고 압입 또는 본딩에 의해 결합될 수 있다.
상기 하우징(140)은 오일을 함유한 상기 슬리브(130)의 외주면에 결합하여 오일의 누설을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 하우징(140)에서 플랜지(145)가 구비되는 부분의 내측면은 상기 슬리브(130)와 일정 간격 이격되는 환형의 이격공간(141)을 형성할 수 있다. 상기 이격공간(141)은 상기 하우징(140)의 내부면 또는 상기 슬리브(130)의 외부면을 단차지게 형성하여 구비할 수 있다.
하우징(140)는 스토퍼부재(160)의 상부에 배치되도록 연장 형성되는 플랜지부(145)를 구비할 수 있다. 그리고, 플랜지부(145)는 로터 허브(150)가 과부상 되는 것을 제한하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 하우징(140)에는 상술한 슬리브(130)에 구비되는 제1 순환홀(136)과 이하 설명할 스토퍼부재(160)와 상기 하우징(140)의 외주면에 의해 형성되는 공간을 연결하는 제2 순환홀(146)을 구비할 수 있다.
이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 하우징(140)에는 플랜지부(145)의 하부에 형성되어 제1 순환홀(136)과 연결되는 제2 순환홀(146)이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제1 순환홀(136)은 슬리브(130)의 외부면 또는 하우징(140)의 내부면을 따라 형성되어 상기 제2 순환홀(146)과 연결될 수 있다. 즉, 제1 순환홀(136)은 샤프트(120)와 커버부재(170)에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)과 슬리브(130)와 로터 허브(150)에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)을 연결하는 동시에 상기한 제2 순환홀(146)에 의해 스토퍼부재(160)와 상기 하우징(140)의 외주면에 의해 형성되는 공간에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 순환홀(136)(146)은 세 부분의 베어링 간극(C1)을 연결할 수 있다.
로터 허브(150)는 샤프트(120)와 함께 로터(40)를 구성하는 회전부재로서, 샤프트(120)의 상단부에 결합되며, 슬리브(130)의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부(152)를 구비할 수 있다.
한편, 로터 허브(150)는 샤프트(120)의 상단부가 삽입되는 장착홀(154a)이 형성된 로터 허브 바디(154)와, 로터 허브 바디(154)의 가장자리로부터 축 방향 하측을 향하여 연장 형성되는 마그넷 장착부(156) 및 마그넷 장착부(156)의 끝단으로부터 반경방향 외측을 향하여 연장 형성되는 디스크 안착부(158)를 구비할 수 있다.
그리고, 마그넷 장착부(156)의 내부면에는 구동 마그넷(156a)이 설치되며, 구동 마그넷(156a)은 코일(102)이 권선되는 스테이터 코어(104)의 선단에 대향 배치된다.
한편, 구동 마그넷(156a)은 환고리 형상을 가질 수 잇으며, 원주방향을 따라 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석일 수 있다.
여기서, 로터 허브(150)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 스테이터 코어(104)에 권선된 코일(102)에 전원이 공급되면, 구동 마그넷(156a)과 코일(102)이 권선된 스테이터 코어(104)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터 허브(150)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 로터 허브(150)가 회전되는 것이다. 그리고, 로터 허브(150)의 회전에 의해 로터 허브(150)가 고정 설치되는 샤프트(120)가 로터 허브(150)와 연동하여 회전될 수 있는 것이다.
그리고, 상기한 연장벽부(152)는 로터 허브 바디(154)의 저면으로부터 축방향 하측을 향하여 연장 형성되며, 스토퍼부재(160)가 설치될 수 있도록 연장벽부(152)는 단차지게 형성될 수 있다.
한편, 상기 로터 허브(150)는 상기 샤프트(120)와 일체로 구비될 수 있다.
스토퍼부재(160)는 로터 허브(150)의 연장벽부(152)에 고정 설치되며, 하우징(140)의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성한다.
그리고, 윤활유체와 공기와의 계면이 형성될 수 있도록 스토퍼부재(160)의 내주면 및 이에 대향 배치되는 하우징(140)의 외주면은 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 스토퍼부재(160)가 연장벽부(152)에 설치되는 경우 스토퍼부재(160)의 상부에는 하우징(140)의 플랜지부(145)가 대향 배치될 수 있다. 이에 따라, 외부 충격시 스토퍼부재(160)가 연장벽부(152)에 지지되므로 로터 허브(150) 및 샤프트(120)가 과도하게 부상되는 것을 제한할 수 있다.
또한, 스토퍼부재(160)의 상면 및 플랜지부(145)의 저면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브(162)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 샤프트(120)의 회전시 스러스트 유체 동압을 발생시켜 로터 허브(150)의 회전을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
더하여, 제2 스러스트 동압 그루브(162)에 의해 윤활유체는 플랜지부(145)와 제1 및 제2 순환홀(136)(146)을 따라 유동된다.
하우징(140)의 하단부에는 커버부재(170)가 설치될 수 있도록 장착홈(148)이 형성될 수 있다.
커버부재(170)는 상기한 베이스부재(110), 슬리브(130), 하우징(140)과 함께 스테이터(20)를 구성하는 고정부재로서, 하우징(140)의 하단부에 설치되어 베어링 간극(C1)에 충진되는 윤활유체가 하우징(140)의 하단부 측으로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
한편, 커버부재(170)는 하우징(140)의 장착홈(148)에 접착제 또는/및 용접에 의해 접합될 수 있다.
한편, 커버부재(170)는 상기 하우징(140)과 일체로 구비될 수 있다.
여기서, 윤활유체의 유동 경로에 대하여 살펴보도록 한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(120)의 회전 구동시 제1 순환홀(136)의 하부로부터 상부를 향하여 유동되는 제1 순환(S1)과, 제1 순환홀(136)로부터 플랜지부(135)와 스토퍼부재(160)가 형성하는 베어링 간극(C1) 측으로 향하는 제2 순환홀(146)로 윤활유체가 유동되는 제2 순환(S2)이 형성될 수 있다.
즉, 제1 순환(S1)의 유동 경로는 아래와 같다.
먼저, 상부 레디얼 동압 그루브(123) 측으로부터 하부 레디얼 동압 그루브(124) 측으로 윤활유체가 유동되고, 이후 제1 순환홀(136)의 하부로부터 상부를 향하여 유동되며, 로터 허브(150)와 슬리브(130)의 상면에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)에서는 반경방향 내측을 향하여 유동한다.
그리고, 제2 순환(S2) 유동경로는 이하와 같다. 제2 스러스트 동압 그루브(162)에 의해 제2 스러스트 동압 그루브(162) 측으로부터 플랜지부(145)와 연장벽부(152)에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)으로 윤활유체가 유동되고, 이후 로터 허브(150)와 하우징(140)의 상면에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)에서는 반경방향 내측을 향하여 유동되며, 다음으로 제1 순환홀(136)의 상부로부터 제2 순환홀(146)로 윤활유체가 유동된다.
이와 같이, 제2 순환(S2)이 형성되므로, 음압의 발생 및 압력의 이상 상승 현상을 억제할 수 있는 것이다. 즉, 압력이 불안정하게 될 가능성이 있는 영역에 제2 순환(S2)이 형성되도록 함으로써 음압 발생 및 압력의 이상 상승현장을 저감시킬 수 있는 것이다.
그리고, 제2 순환(S2)에 의해 샤프트(120)의 회전 기동시 발생되는 기포가 보다 용이하게 외부로 배출될 수 있다. 즉, 제1 순환홀(136)의 하부로부터 상부측으로 이동되는 기포는 제2 순환홀(146)을 통해 제2 순환(S2)에 의해 유동되어 기액계면이 형성되는 공간으로 이동될 수 있다.
이에 따라, 기포의 배출이 용이하게 수행될 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 스토퍼부재(160)가 연장벽부(152)에 설치됨으로써, 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있으므로, 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
여기서, 베어링 스팬 길이라 함은 상부 레디얼 동압 그루브(123)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과 하부 레디얼 동압 그루브(124)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과의 거리를 말한다.
즉, 스토퍼부재(160)를 연장벽부(152)에 설치함으로써, 상부 레디얼 동압 그루브(123)와 하부 레디얼 동압 그루브(124)의 이격 거리를 증가시킬 수 있으므로, 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있는 것이다.
따라서, 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 제1,2 스러스트 동압 그루브(122,162)를 통해, 다시 말해 더블 스러스트 구조를 통해 자력에 의한 로터 허브(150)를 베이스부재(110) 측으로 끌어들이는 힘(pulling force)이 불필요해지므로, 풀링 플레이트를 설치하지 않을 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있다.
그리고, 로터 허브(150)를 베이스부재(110) 측으로 끌어들이는 힘, 즉 풀링력이 불필요하므로, 풀링력의 발생을 위한 전력 손실을 저감시켜 소비전력을 저감시킬 수 있다.
더하여, 제1 및 제2 순환홀(136)(146)을 통해 슬리브(130)의 상,하부 및 하우징(140)의 외주면을 연결시킬 수 있어 음압 발생 및 압력의 이상 상승 현상의 발생을 방지할 수 있다.
나아가, 상기와 같이 연결되는 제1 및 제2 순환홀(136)(146)을 통해 기포 배출이 용이할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 개략 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬리브를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 일예로서, 베이스부재(210), 샤프트(220), 슬리브(230), 하우징(240), 로터 허브(250), 스토퍼부재(260) 및 커버부재(270)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터(200)에 구비되는 베이스부재(210), 샤프트(220), 로터 허브(250), 스토퍼부재(260) 및 커버부재(270)는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(100)에 구비되는 베이스부재(110), 샤프트(120), 로터 허브(150), 스토퍼부재(160), 커버부재(170)와 실질적으로 동일한 구성에 해당되므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
슬리브(230)는 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C1)을 형성한다.
한편, 슬리브(230)는 하우징(240)의 내부에 고정된 상태로 베이스부재(210)의 설치부(212)에 삽입되어 고정 설치될 수 있다. 즉, 하우징(240)의 외주면이 설치부(212)의 내주면에 접착제에 의해 접합될 수 있다.
또한, 슬리브(230)에는 샤프트(220)가 삽입 배치되는 축공(232)이 형성될 수 있다. 그리고, 샤프트(220)가 슬리브(230)의 축공(232)에 삽입 배치되는 경우 슬리브(230)의 내주면과 샤프트(220)의 외주면은 소정 간극 이격되어 베어링 간극(C1)을 형성한다.
또한, 슬리브(230)는 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부(235)를 구비할 수 있다. 나아가, 하우징(240)은 상단 면이 상기 슬리브(230)의 플랜지부(235) 하면과 소정간격 이격되어 배치되도록 상기 슬리브(230)의 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 하우징(240)은 상기 슬리브(230)에서 플랜지부(235) 부분과 상기 플랜지부(235) 바로 하측 부분을 제외한 나머지 외주면을 감싸도록 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 하우징(240)의 상단부와 상기 플랜지부(235)의 저면은 소정 간격 이격된 이격공간(241)을 구비할 수 있다.
여기서, 베어링 간극(C1)에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다. 상기한 바와 같이 슬리브(230)는 윤활유체가 충진되는 베어링 간극(C1)을 형성하는데, 이 베어링 간극(C1)은 샤프트(220)와 슬리브(230)에 의해 형성되는 간극과, 슬리브(230)의 상단부와 로터 허브(250)에 의해 형성되는 간극, 슬리브(230)와 스토퍼부재(260)에 의해 형성되는 간극, 커버부재(270)와 슬리브(230)에 의해 형성되는 간극, 하우징(240)과 슬리브(230) 또는 스토퍼부재(260)에 의해 형성되는 간극 및 커버부재(270)와 샤프트(220)의 저면에 의해 형성되는 간극을 말한다.
그리고, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 베어링 간극(C1)의 전체에 윤활유체가 충진되는 구조를 채용하고 있으며, 이러한 구조를 풀필(Full-fill) 구조라고도 한다.
한편, 샤프트(220)의 외주면에는 샤프트(220)의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브(223,224)가 형성될 수 있다. 그리고, 상,하부 레디얼 동압 그루브(223,224)는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있으며, 헤링본 또는 스파이럴 형상을 가질 수 있다.
또한, 샤프트(220)의 회전 구동시 윤활유체는 상부 레이얼 동압 그루브(223) 측으로부터 하부 레디얼 동압 그루브(224)을 향하여 유동될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 스핀들 모터(200)는 종국적으로 다운 펌핑 구조일 수 있다.
한편, 슬리브(230)는 스토퍼부재(260)의 상부에 배치되도록 연장 형성되는 플랜지부(235)를 구비할 수 있다. 그리고, 플랜지부(235)는 로터 허브(250) 및 샤프트(220)가 과부상되는 것을 제한하는 역할을 수행한다.
또한, 슬리브(230)와 하우징(240)의 사이에는 슬리브(230)의 하부와 상기 하우징(240)의 상단면을 연결시키기 위한 제3 순환홀(236)을 구비하고, 상기 제3 순환홀(236)과 상기 슬리브(230)의 상부를 연결하는 제4 순환홀(237)을 구비할 수 있다.
아울러, 상술한 바와 같이 상기 하우징(240)의 상단과 상기 플랜지부(235)의 하면은 소정 간격 이격되는 이격공간(241)을 형성하게 되므로 상기 이격공간(241)에 의해 상기 제3 및 제4 순환홀(236)(237)은 스토퍼부재(260)와 슬리브(230)의 외주면에 의해 형성되는 공간과 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 이격공간(241)과 제3 및 제4 순환홀(236)(237)은 세 부분의 베어링 간극(C1)을 연결할 수 있다.
여기서, 윤활유체의 유동 경로에 대하여 살펴보도록 한다.
먼저, 샤프트(220)의 회전 구동시 제3 및 제4 순환홀(236)(237)의 하부로부터 상부를 향하여 유동되는 제1 순환(S1)과, 제3 및 제4 순환홀(236)(237)로부터 플랜지부(235)와 스토퍼부재(260)가 형성하는 베어링 간극(C1) 측으로 윤활유체가 유동되는 제2 순환(S2)이 형성될 수 있다.
즉, 제1 순환(S1)의 유동 경로는 아래와 같다.
먼저, 상부 레디얼 동압 그루브(223) 측으로부터 하부 레디얼 동압 그루브(224) 측으로 윤활유체가 유동되고, 이후 제3 순환홀(236) 및 제4 순환홀(237)에 의해 슬리브(230)의 하부로부터 상부를 향하여 유동되며, 로터 허브(250)와 슬리브(230)의 상면에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)에서는 반경방향 내측을 향하여 유동한다.
그리고, 제2 순환(S2) 유동경로는 이하와 같다. 제2 스러스트 동압 그루브(262)에 의해 제2 스러스트 동압 그루브(262) 측으로부터 플랜지부(235)와 연장벽부(252)에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)으로 윤활유체가 유동되고, 이후 로터 허브(250)와 슬리브(230)의 상면에 의해 형성되는 베어링 간극(C1)에서는 반경방향 내측을 향하여 유동되며, 다음으로 제4 순환홀(237)의 상부로부터 이격공간(241)으로 유체가 유동된다.
이와 같이, 제2 순환(S2)이 형성되므로, 음압의 발생을 억제할 수 있는 것이다. 즉, 음압이 발생되는 영역에 제2 순환(S2)이 형성되도록 함으로써 음압 발생을 저감시킬 수 있는 것이다.
그리고, 제2 순환(S2)에 의해 샤프트(220)의 회전 기동시 발생되는 기포가 보다 용이하게 외부로 배출될 수 있다. 즉, 제3 순환홀(236)의 하부로부터 상부측으로 이동되는 기포는 이격공간(241)을 통해 유동되어 기액계면이 형성되는 공간으로 이동될 수 있다.
이에 따라, 기포의 배출이 용이하게 수행될 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 스토퍼부재(260)가 연장벽부(252)에 설치됨으로써, 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있으므로, 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
여기서, 베어링 스팬 길이라 함은 상부 레디얼 동압 그루브(223)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과 하부 레디얼 동압 그루브(224)에 의해 윤활유체가 펌핑되면서 최대 동압이 발생되는 영역과의 거리를 말한다.
즉, 스토퍼부재(260)를 연장벽부(252)에 설치함으로써, 상부 레디얼 동압 그루브(223)와 하부 레디얼 동압 그루브(224)의 이격 거리를 증가시킬 수 있으므로, 베어링 스팬 길이를 증가시킬 수 있는 것이다.
따라서, 회전특성을 향상시킴과 동시에 소모전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 제1,2 스러스트 동압 그루브(222)(262)를 통해, 다시 말해 더블 스러스트 구조를 통해 자력에 의한 로터 허브(250)를 베이스부재(210) 측으로 끌어들이는 힘(pulling force)이 불필요해지므로, 풀링 플레이트를 설치하지 않을 수 있어 제조비용을 저감시킬 수 있다.
그리고, 로터 허브(250)를 베이스부재(210) 측으로 끌어들이는 힘, 즉 풀링력이 불필요하므로, 풀링력의 발생을 위한 전력 손실을 저감시켜 소비전력을 저감시킬 수 있다.
더하여, 제3 및 제4 순환홀(236)(237) 및 이격공간(241)을 통해 슬리브(230)의 상,하부 및 슬리브(230)의 외주면을 연결시킬 수 있어 음압 발생 및 압력의 이상 상승 현상의 발생을 방지할 수 있다.
나아가, 상기와 같이 연결되는 제3 및 제4 순환홀(236)(237) 및 이격공간(241)을 통해 기포 배출이 용이할 수 있다.
100, 200 : 스핀들 모터
110, 210 : 베이스부재
120, 220 : 샤프트
130, 230 : 슬리브
140, 240 : 하우징
150, 250 : 로터 허브
160, 260 : 스토퍼부재
170, 270 : 커버부재

Claims (17)

  1. 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하는 슬리브;
    상기 슬리브의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부를 구비하는 하우징;
    상기 샤프트의 상단부에 결합되며, 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브;
    상기 하우징의 플랜지부 하부에 위치하도록 상기 로터 허브의 연장벽부에 고정 설치되며, 상기 하우징의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성하는 스토퍼부재; 및
    상기 하우징의 하단부에 결합되는 커버부재;를 포함하고,
    상기 슬리브와 상기 하우징 사이에는 상기 슬리브의 상부와 하부를 연결시키기 위한 제1 순환홀을 구비하고,
    상기 제1 순환홀과 상기 스토퍼부재와 상기 하우징의 외주면에 의해 형성되는 공간을 연결하는 제2 순환홀을 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에서 플랜지가 구비되는 부분의 내측면은 상기 슬리브와 환형의 이격공간을 형성하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 저면 및 상기 커버부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제1 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부의 저면 및 상기 스토퍼부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제2 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 회전 구동시 상기 제1 순환홀의 하부로부터 상부를 향하여 윤활유체가 유동되는 제1 순환과, 상기 제1 순환홀로부터 상기 플랜지부와 상기 스토퍼부재가 형성하는 베어링 간극측으로 윤활유체가 유동되는 제2 순환이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 외주면에는 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성되며,
    윤활유체는 상기 상부 레디얼 동압 그루브로부터 상기 하부 레디얼 동압 그루브를 향하여 유동되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 커버부재는 일체로 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 로터 허브는 일체로 구비되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 순환홀은, 상기 슬리브의 외주면 및 상기 하우징의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연통홈인 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 샤프트의 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트를 지지하고, 윤활유체가 충진되는 베어링 간극을 형성하며, 상단에 외측으로 연장 형성되는 플랜지부를 구비하는 슬리브;
    상단 면이 상기 슬리브의 플랜지 하면과 소정간격 이격되어 배치되도록 상기 슬리브의 외주면을 감싸도록 구비되는 하우징;
    상기 샤프트의 상단부에 결합되며, 상기 슬리브 및 상기 하우징의 외측에 배치되도록 연장 형성되는 연장벽부를 구비하는 로터 허브;
    상기 슬리브의 플랜지부 하부에 위치하도록 상기 로터 허브의 연장벽부에 고정 설치되며, 상기 하우징의 외주면과 기액계면이 형성되는 공간을 형성하는 스토퍼부재; 및
    상기 하우징의 하단부에 결합되는 커버부재;를 포함하고,
    상기 슬리브와 상기 하우징 사이에는 상기 슬리브의 하부와 상기 하우징의 상단면을 연결시키기 위한 제3 순환홀을 구비하고,
    상기 제3 순환홀과 상기 슬리브의 상부를 연결하는 제4 순환홀을 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트의 저면 및 상기 커버부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제3 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 플랜지부의 저면 및 상기 스토퍼부재의 상면 중 적어도 하나에는 스러스트 유체 동압을 발생시키기 위한 제4 스러스트 동압 그루브가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트의 회전 구동시 상기 제3 순환홀 및 제4 순환홀의 하부로부터 상부를 향하여 윤활유체가 유동되는 제3 순환과, 상기 제3 순환홀로부터 상기 플랜지부와 상기 스토퍼부재가 형성하는 베어링 간극측으로 윤활유체가 유동되는 제4 순환이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트의 외주면에는 상기 샤프트의 회전 구동시 유체 동압을 형성하기 위한 상,하부 레디얼 동압 그루브가 형성되며,
    윤활유체는 상기 상부 레디얼 동압 그루브로부터 상기 하부 레디얼 동압 그루브를 향하여 유동되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제3 순환홀은, 상기 슬리브의 외주면 및 상기 하우징의 내주면 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연통홈인 유체 동압 베어링 어셈블리.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제4 순환홀은, 상기 제3 순환홀과 슬리브의 상면을 연결하도록 상기 플랜지부에 관통 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 유체 동압 베어링 어셈블리; 및
    상기 하우징의 외측 방향에 결합하며 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터;를 포함하는 스핀들 모터.
KR1020110141671A 2011-12-23 2011-12-23 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 KR20130073688A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110141671A KR20130073688A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US13/424,912 US20130162080A1 (en) 2011-12-23 2012-03-20 Hydrodynamic bearing assembly and spindle motor including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110141671A KR20130073688A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130073688A true KR20130073688A (ko) 2013-07-03

Family

ID=48653818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110141671A KR20130073688A (ko) 2011-12-23 2011-12-23 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130162080A1 (ko)
KR (1) KR20130073688A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10161908B2 (en) * 2016-03-24 2018-12-25 Infineon Technologies Ag Apparatus for determining a characteristic of a fluid having a device configured to measure a hydrodynamic pressure of the fluid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7134792B2 (en) * 2002-11-05 2006-11-14 Seagate Technology Llc Single thrust-journal bearing cup fluid dynamic bearing motor
US7090401B2 (en) * 2003-01-21 2006-08-15 Seagate Technology Llc Grooving pattern for grooved fluid bearing
JP4418531B2 (ja) * 2004-09-09 2010-02-17 日本電産株式会社 流体動圧軸受装置及びスピンドルモータ
JP2006170230A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置の作動流体量検査方法、流体軸受装置およびスピンドルモータ
KR100811201B1 (ko) * 2006-02-24 2008-03-07 (주)지엔더블유테크놀러지 유체동압베어링모터
KR101026013B1 (ko) * 2009-11-19 2011-03-30 삼성전기주식회사 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Also Published As

Publication number Publication date
US20130162080A1 (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101026013B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101422913B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터
KR20130062636A (ko) 스핀들 모터
KR20130088355A (ko) 스핀들 모터
KR101444554B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 스핀들 모터
KR101250624B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101179323B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
JP2015143576A (ja) 動圧軸受装置及びそれを備えるスピンドルモータ
KR101350586B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101141332B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리
KR101153546B1 (ko) 모터 및 이를 포함하는 기록 디스크 구동장치
KR20130073688A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101339596B1 (ko) 스핀들 모터
US8890381B2 (en) Spindle motor
KR101397826B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20120140068A (ko) 스핀들 모터
KR20150016801A (ko) 스핀들 모터
KR101514488B1 (ko) 스핀들 모터
KR20130054693A (ko) 스핀들 모터
KR20130000785A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리
KR20120125735A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터
KR20140025247A (ko) 스핀들 모터
KR20130142343A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리
KR20140082027A (ko) 스핀들 모터
KR20140137051A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid