KR20130097885A - 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 스핀들 모터 - Google Patents

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KR20130097885A
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정신영
장건희
이지훈
이홍주
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 다수의 마그네트가 순차적으로 배치되는 제1 마그네트부를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트부와 같은 극이 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트부를 구비하는 슬리브; 및 상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되어 오일을 매개로 동압을 발생토록 하는 유체 동압부;를 포함할 수 있다.

Description

베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 스핀들 모터{Bearing assembly and spindle motor including the same}
본 발명의 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 스핀들 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, 스핀들 모터는 점점 고용량화 및 박형화가 지속적으로 요구되고 있으며, 모터가 박형화, 소형화됨에 따라 베어링 강성은 자연스레 약해지게 된다.
따라서, 하드 디스크 드라이브의 디스크를 구동시킬 수 있는 모터에 있어서, 모터 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 외부충격에 대한 내구성을 향상시키고 고용량화 및 박형화를 추구하면서도 베어링 강성에는 영향이 없도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은 고용량화 및 박형화를 추구하는 경우 베어링 강성이 감소되어 성능 저하라는 문제를 야기시킨다.
일본공개특허공보 제2000-161357호
본 발명의 목적은 구동을 위한 전력 소모를 최소화하며, 내구성을 향상시키고, 베어링 강성을 향상시켜 회전 특성이 극대화되는 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 다수의 마그네트가 순차적으로 배치되는 제1 마그네트부를 구비하는 샤프트; 상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트부와 같은 극이 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트부를 구비하는 슬리브; 및 상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되어 오일을 매개로 동압을 발생토록 하는 유체 동압부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부 중 적어도 하나는 다수의 마그네트를 구비하며, 다수의 상기 마그네트는 동일한 극이 서로 인접되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부 중 적어도 하나는 홀더에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 홀더는 상기 홀더는 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부의 적어도 하나의 상면과 하면을 가압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리는 상기 샤프트에 결합되어 상기 오일을 매개로 동압을 발생토록 하는 스러스트 플레이트;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 플레이트는 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부와 상기 유체 동압부 사이에 대응되는 상기 샤프트에 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 스러스트 플레이트 및 상기 스러스트 플레이트와 대응되는 상기 슬리브의 일면 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 동압을 제공하도록 하는 스러스트 동압부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트부와 상기 제2 마그네트부 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리의 상기 제1 마그네트부와 상기 제2 마그네트부의 상면 및 하면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스핀들 모터는 베어링 어셈블리; 상기 샤프트와 연동하여 회전하는 허브; 및 상기 슬리브에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스;를 포함할 수 있다.
본 발명의 따른 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 스핀들 모터에 의하면, 구동을 위한 소모 전력을 최소화하는 동시에 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 소형화 및 박형화를 구현하면서도 베어링 강성이 향상되어 회전 특성을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 제1 마그네트부 및 제2 마그네트부에 홀더가 결합된 상태를 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제1 마그네트부 및 제2 마그네트부의 배치관계를 도시한 개략 단면도로, 도 1의 A에 대한 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 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 스핀들 모터(10)는 샤프트(110) 및 슬리브(120)를 포함하는 베어링 어셈블리(100), 코일(170)이 권선되는 코어(180)가 결합하는 베이스(190) 및 구동 마그네트(194)가 결합하는 허브(192)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(192)의 외측단 방향 또는 상기 허브(192)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심 방향을 의미할 수 있다.
베어링 어셈블리(100)는 제1 마그네트부(130)를 구비하는 샤프트(110), 제2 마그네트부(140)를 구비하는 슬리브(120) 및 오일(O)을 매개로 동압을 발생시키는 유체 동압부(122)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 제2 마그네트부(140)는 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)에 있어서, 자기 베어링을 구성하는 구성요소일 수 있다.
샤프트(110)는 회전하는 허브(192)와 결합되어 상기 허브(191)와 연동하여 회전하는 회전부재로 외주면에 회전 마그네트인 제1 마그네트부(130)가 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제1 마그네트부(130)는 다수개의 마그네트가 순차적으로 배치되어 구현될 수 있으며, 슬리브(120)에 결합되는 제2 마그네트부(140)와 서로 같은 극이 마주보도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 마그네트부(130)는 상기 제2 마그네트부(140) 사이에서 반발력이 작용하여 상기 제1 마그네트부(130)가 결합되는 샤프트(110)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있으며, 반경 방향으로의 반발력은 샤프트(110)를 축 중심으로부터 편심되는 것을 방지하여 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 마그네트부(130)는 앞서 언급한 바와 같이 다수개의 마그네트가 순차적으로 배치되어 구성될 수 있으며, 다수개의 마그네트의 동일한 극이 서로 인접되도록 배치될 수 있다.
비록, 도면 1 및 2에서는 N극과 S극으로 축 방향으로 착자된 두개의 마그네트가 배치되어 제1 마그네트부(130)가 구현되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 두개 이상의 마그네트가 동일 극이 서로 인접된 채 제1 마그네트부(130)를 구성하여도 무방하다.
따라서, 상기와 같이 두개 이상의 마그네트의 배치를 통해 제1 마그네트부(130)가 구현되므로, 단일개의 마그네트로 구성된 경우보다 반발력이 증가되어 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
이는 소위 상기 제1 마그네트부(130)를 할바크 어레이(Halbach arrary) 방식을 이용하여 구현함으로써 나타나는 효과이며, 제2 마그네트부(140)도 상기 제1 마그네트부(130)와 동일하게 형성시킴으로써 베어링 강성을 극대화할 수 있다.
한편, 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 샤프트(110)의 결합방식은 샤프트(110)의 외주면 또는 상기 제1 마그네트부(130)의 내주면 중 적어도 하나에 접착제를 도포하여 본딩 결합할 수 있으며, 상기 접착제에 의해 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 샤프트(110)는 비접촉 상태를 유지할 수 있다.
또한, 접착제와 동시에 또는 별도로 상기 제1 마그네트부(130)를 상기 샤프트(110)에 압입하는 방식으로도 결합할 수 있다.
이 경우에는 상기 제1 마그네트부(130)의 내주면의 직경이 상기 샤프트(110)의 외주면의 직경보다 다소 작게 형성할 수 있다.
슬리브(120)는 샤프트(110)의 회전을 지지하도록 제1 마그네트부(130)와 같은 극이 서로 마주보도록 배치되는 고정 마그네트인 제2 마그네트부(140)를 구비할 수 있다.
상기 제2 마그네트부(140)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1 마그네트부(130)와의 반발력에 의한 자기 베어링를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제2 마그네트부(140)는 상기 제1 마그네트부(130)와 마찬가지로 축 방향으로 착자된 두개의 마그네트가 동일한 극이 서로 인접된 채 구현될 수 있다.
상기와 같이 두개 이상의 마그네트의 배치를 통해 제2 마그네트부(140)가 구현되므로, 단일개의 마그네트로 구성된 경우보다 반발력이 증가되어 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
이는 소위 상기 제2 마그네트부(140)를 할바크 어레이(Halbach arrary) 방식을 이용하여 구현함으로써 나타나는 효과일 수 있다.
한편, 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 제2 마그네트부(140)로 구성된 자기 베어링에 의해 상기 샤프트(110) 및 허브(192)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 스핀들 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 스핀들 모터(10)는 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 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(192)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(192)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 유체 동압부(122)에 의해 레디얼 동압을 발생시키도록 하는 상기 오일(O)은 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140) 사이의 간극까지 충진될 수 있으며, 상기 오일(O)의 계면은 상기 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140) 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 오일(O)은 슬리브(120)의 축 방향 하부와 결합한 베이스 커버(160)에 의해 밀폐될 수 있으며, 상기 베이스 커버(160)는 상기 슬리브(120)와 별도의 부재로 형성될 수 있다.
다만, 상기 베이스 커버(160)는 상기 슬리브(120)와 일체로 형성되어 상기 슬리브(120)와 함께 일측이 개구되고 타측이 폐쇄된 컵 형상이 될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(10)에 제공되는 베어링에 대해 정리하면 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140)에 의한 자기 베어링과 유체 동압부(122)에 의한 유체 동압 베어링을 포함하여 결과적으로 하이브리드 베어링을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터(10)에 제공되는 스러스트 동압은 샤프트(110)의 하측에 결합되는 스러스트 플레이트(150)에 형성된 스러스트 동압부(155)에 의해 제공될 수 있다.
다시 말하면, 상기 스러스트 동압은 상기 스러스트 플레이트(150)의 상면 및 상기 스러스트 플레이트(150)의 상면과 대응되는 슬리브(120)의 저면 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부(155)에 의해 제공될 수 있다.
상기 스러스트 동압부(155)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 가능할 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 플레이트(150)는 상기 샤프트(110)와 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)와 결합될 수 있으나, 상기 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전시 상기 샤프트(110)와 연동하여 회전될 수 있다.
한편, 상기 스러스트 플레이트(150)는 스러스트 동압을 발생시키는 기능 이외에 샤프트(110)를 포함하는 회전부재가 과부상하는 경우 상기 스러스트 플레이트(150)의 외측부가 슬리브(1220)의 저면과 접촉함으로써 상기 회전부재의 과부상을 방지하는 기능도 수행할 수 있다.
베이스(190)는 샤프트(110) 및 허브(192)를 포함하는 회전부재에 대하여 상기 회전부재의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(190)에는 코일(170)이 권선되는 코어(180)가 결합할 수 있으며, 상기 코어(180)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스(190)의 상부에 고정 배치될 수 있다.
다시 말하면, 상기 베이스(190)는 상기 슬리브(120)의 외주면 및 상기 코일(170)이 권선되는 코어(180)가 삽입되어 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(180)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 슬리브(120) 및 상기 코어(180)와 상기 베이스(190)의 결합방식은 본딩, 용접 또는 압입 등의 방식이 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
허브(192)는 베이스(190)를 포함하는 고정부재에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물일 수 있다.
또한, 코어(180)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 구동 마그네트(194)를 내주면에 구비할 수 있다.
여기서, 상기 구동 마그네트(194)는 코어(180)에 권선되는 코일(170)의 상호작용에 의해 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)의 회전구동력을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리에 제공되는 제1 마그네트부 및 제2 마그네트부에 홀더가 결합된 상태를 도시한 개략 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140)는 각각 홀더(135, 145)를 매개로 하여 샤프트(110) 및 슬리브(120)에 결합될 수 있다.
즉, 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140)는 다수개의 마그네트의 동일한 극이 서로 인접되도록 배치되어 구현될 수 있으므로, 동일한 극에 의한 반발력에 의해 상기 제1 마그네트부(130) 및 상기 제2 마그네트부(140)의 구현이 문제가 발생될 수 있다.
그러나, 상기 제1 마그네트부(130) 및 상기 제2 마그네트부(140)는 다수개의 마그네트를 포위하는 홀더(135, 145)에 의해 안정적으로 구현될 수 있다.
여기서, 상기 홀더(135, 145)는 자성을 구비하여 요크의 기능을 수행할 수 있으며, 이로 인해 상기 제1 마그네트부(130) 및 상기 제2 마그네트부(140)의 자속 손실을 방지하여 누설 자속을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 홀더(135, 145)는 다수개의 마그네트가 삽입되어 상기 마그네트를 지지하는 커버부(135a, 145a) 및 삽입 후에 상기 커버부(135a, 145a)와 결합되어 다수개의 상기 마그네트를 상기 커버부(135a, 145a)에 고정시키도록 하는 받침부(135b, 145b)를 포함할 수 있다.
상기 커버부(135a, 145a)와 상기 받침부(135b, 145b)는 본딩 및 용접 중 적어도 하나의 방법에 의해 서로 결합될 수 있으며, 결합 후의 상기 커버부(135a, 145a)는 샤프트(110) 또는 슬리브(120)에 본딩, 용접 및 압입 중 적어도 하나의 방법에 의해 결합될 수 있다.
따라서, 커버부(135a, 145a)와 받침부(135b, 145b)로 구성되는 홀더(135, 145)에 의해 다수개의 마그네트로 구성되는 제1 마그네트부(130) 및 제2 마그네트부(140)를 각각 샤프트(110) 및 슬리브(120)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(200)는 스러스트 플레이트(250)를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)와 구성 및 효과가 동일하므로, 상기 스러스트 플레이트(250) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스러스트 플레이트(250)는 샤프트(210)의 중앙부에 결합됨으로써 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)의 베어링 강성을 향상시킬 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 베어링 강성은 베어링 스팬 길이에 의해 좌우되는 바, 베어링 스팬 길이는 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(230)와 제2 마그네트부(240)의 최고 반발력 발생 지점과 유체 동압부(222)에 의한 최고 압력 발생 지점 사이의 거리를 의미할 수 있다.
즉, 베어링 스팬 길이가 길면 길수록 샤프트(210)의 회전을 지지하는 지지력이 증가되어 상기 샤프트(210)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)는 스러스트 플레이트(250)가 샤프트(210)의 중앙부에 결합됨으로써 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(230)와 제2 마그네트부(240)의 최고 반발력 발생 지점과 유체 동압부(222)에 의한 최고 압력 발생 지점 사이의 거리를 최대화할 수 있으므로, 베어링 스팬 길이도 극대화될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)에 요구되는 스러스트 동압은 상기 스러스트 플레이트(250)의 저면 및 상기 스러스트 플레이트(250)의 저면과 대면하는 슬리브(220)의 상면 중 적어도 하나에 형성되는 스러스트 동압부(255)에 의해 제공될 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(220)의 하부는 베이스 커버(260)에 밀폐될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 포함하는 스핀들 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리를 도시한 개략 분해 절개 사시도이다.
도 6 및 도 7를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(300)를 포함하는 스핀들 모터(30)는 스러스트 플레이트(350)를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 베어링 어셈블리(100)를 포함하는 스핀들 모터(10)와 구성 및 효과가 동일하므로, 상기 스러스트 플레이트(350) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
스러스트 플레이트(350)는 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(330)와 제2 마그네트부(340) 및 유체 동압부(322)의 상측에 대응되는 샤프트(310)에 결합되어, 오일(O)을 매개로 동압을 제공할 수 있다.
여기서, 스러스트 동압부(355)는 슬리브(320)의 상면 및 상기 슬리브(320)의 상면과 대응되는 스러스트 플레이트(350)의 저면 중 적어도 하나에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 상기 스러스트 플레이트(350)의 상면 및 상기 스러스트 플레이트(350)의 상면과 대응되는 허브(392)의 일면에 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 슬리브(320)의 하부는 베이스 커버(360)에 밀폐될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제1 마그네트부 및 제2 마그네트부의 배치관계를 도시한 개략 단면도로, 도 1의 A에 대한 개략 확대 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)에서 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(130)와 제2 마그네트부(140) 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성될 수 있다.
다만, 도 8에서는 상기 간극의 기울어지는 방향이 상기 간극의 하측을 기준으로 상측으로 향할수록 반경 방향 내측 방향이나 이에 한정되지 않으며, 반경 방향 외측 방향으로 기울어질 수도 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터(10)에서 자기 베어링을 구성하는 제1 마그네트부(130)와 제2 마그네트부(140)의 상부면의 높이는 서로 상이할 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 제2 마그네트부(140)의 상부면의 높이가 제1 마그네트부(130)의 상부면의 높이보다 높게 형성될 수 있으며, 그 반대로도 가능하다.
또한, 상기 제1 마그네트부(130)의 상부면은 상기 제2 마그네트부(140)의 상부면보다 높게 형성되고 하부면은 낮게 형성될 수 있으며, 그 반대로도 가능하다.
상기와 같은 제1 마그네트부(130)와 제2 마그네트부(140)의 위치상의 관계는 상기 제1 마그네트부(130)와 상기 제2 마그네트부(140) 사이에 발생되는 반발력의 방향을 반경 방향 이외에 축 방향으로도 형성되게 함으로써 결국 샤프트(110)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.
10, 30: 스핀들 모터 100, 200, 300: 베어링 어셈블리
110, 210, 310: 샤프트 120, 220, 320: 슬리브
130, 230, 330: 제1 마그네트부 140, 240, 340: 제2 마그네트부
150, 250, 350: 스러스트 플레이트 160, 260, 360: 베이스 커버
170: 코일 180: 코어
190: 베이스 192: 허브
194: 구동 마그네트

Claims (10)

  1. 다수의 마그네트가 순차적으로 배치되는 제1 마그네트부를 구비하는 샤프트;
    상기 샤프트를 지지하도록 상기 제1 마그네트부와 같은 극이 서로 마주보도록 배치되는 제2 마그네트부를 구비하는 슬리브; 및
    상기 샤프트 및 상기 슬리브 중 적어도 하나에 형성되어 오일을 매개로 동압을 발생토록 하는 유체 동압부;를 포함하는 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부 중 적어도 하나는 다수의 마그네트를 구비하며,
    다수의 상기 마그네트는 동일한 극이 서로 인접되도록 배치되는 베어링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부 중 적어도 하나는 홀더에 의해 고정되는 베어링 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부의 적어도 하나의 상면과 하면을 가압하는 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트에 결합되어 상기 오일을 매개로 동압을 발생토록 하는 스러스트 플레이트;를 더 포함하는 베어링 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 상기 제1 마그네트부 및 상기 제2 마그네트부와 상기 유체 동압부 사이에 대응되는 상기 샤프트에 결합되는 베어링 어셈블리.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트 및 상기 스러스트 플레이트와 대응되는 상기 슬리브의 일면 중 적어도 하나에는 상기 오일을 매개로 동압을 제공하도록 하는 스러스트 동압부를 구비하는 베어링 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트부와 상기 제2 마그네트부 사이의 간극은 축 방향으로부터 소정 각도 기울어지게 형성되는 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트부와 상기 제2 마그네트부의 상면 및 하면 중 적어도 하나는 높이가 동일하거나 상이한 베어링 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 베어링 어셈블리;
    상기 샤프트와 연동하여 회전하는 허브; 및
    상기 슬리브에 결합되어 회전구동력을 발생시키는 코일이 권선되는 코어를 구비하는 베이스;를 포함하는 모터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110215876A (zh) * 2019-07-11 2019-09-10 杭州原正化学工程技术装备有限公司 一种搅拌设备及其底轴承

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