KR20200125536A - Motor assembly and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 회전축을 지지하는 베어링을 구비하는 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a motor assembly and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a motor assembly including a bearing supporting a rotating shaft and a manufacturing method thereof.
모터는 청소기나 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치되어 회전력을 발생시키는 구동원으로 기능할 수 있다. 모터는 팬(Fan)과 체결될 수 있으며, 이 경우 모터의 회전력은 팬에 전달되어 팬의 회전에 따라 기류가 생성될 수 있다.The motor may be installed in a home appliance such as a vacuum cleaner or a hair dryer, and may function as a driving source generating rotational force. The motor may be coupled to a fan, and in this case, the rotational force of the motor may be transmitted to the fan, so that airflow may be generated according to the rotation of the fan.
앞서 예를 든 청소기나 헤어 드라이기는 사용자가 직접 손으로 들어 올린 상태에서 작동되므로, 필요한 기능을 향상시키거나 적어도 동일하게 유지한다는 전제 하에 가능한 무게는 더 가볍고 부피는 더 작게 제조하는 것이 최근 엔지니어링의 핵심 가치임은 부연할 필요가 없다.Since the vacuum cleaners and hair dryers for example above are operated by the user's own hand, it is the key of recent engineering to manufacture as much lighter weight and smaller volume as possible, provided that the necessary functions are improved or at least kept the same. There is no need to increase the value.
청소기나 헤어 드라이기 뿐만 아니라, 일반적으로 가전기기를 설계하고 제조함에 있어 고유의 기능을 개선하거나 적어도 유지하는 동시에 경량화와 소형화가 요구된다. 이는 사용자의 편의성을 극대화하기 위함으로, 치열한 시장에서 경쟁 제품과의 차별화를 확보하기 위해서는 필수적으로 고려되어야 하는 사항이다.In general, in designing and manufacturing home appliances, as well as vacuum cleaners and hair dryers, it is required to improve or at least maintain unique functions while reducing weight and miniaturization. This is to maximize the user's convenience, and it is a matter that must be considered indispensable to secure differentiation from competing products in the fierce market.
일 예시로써, 청소기의 경우 모터의 출력을 향상시키는 동시에 모터를 소형 경량화하는 것이 요구된다. 이를 위해서는 모터의 고속 회전이 필수적이다. 하지만, 모터의 고속 회전은 필연적으로 소음과 진동 문제를 야기할 수 밖에 없다.As an example, in the case of a cleaner, it is required to reduce the size and weight of the motor while improving the output of the motor. For this, high-speed rotation of the motor is essential. However, the high-speed rotation of the motor inevitably causes noise and vibration problems.
이러한 소음과 진동문제에 대응하는 동시에, 청소기의 신뢰성과 내구성을 확보하기 위해서는 고속으로 회전하는 모터의 회전축을 가능한 오랜 시간 동안 변형이나 파손 없이 지지할 수 있는 베어링의 설계가 반드시 필요하다.In order to cope with these noise and vibration problems and to secure the reliability and durability of a cleaner, it is necessary to design a bearing capable of supporting the rotating shaft of a motor rotating at high speed for as long as possible without deformation or damage.
본 발명의 실시예들은 가전기기에 설치되는 모터 어셈블리의 소형화 및 경량화의 요건을 충족하면서도, 고속으로 회전하는 모터의 회전축을 지지함에 있어 신뢰성과 내구성이 높은 모터 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Embodiments of the present invention solve the provision of a motor assembly having high reliability and durability in supporting a rotating shaft of a motor rotating at high speed and a method of manufacturing the same while satisfying the requirements for miniaturization and weight reduction of a motor assembly installed in a home appliance. Make it the task you want to do.
또한, 회전축을 편측 지지하면서도 복수개의 베어링들 간의 정렬이 용이한 모터 어셈블리와 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In addition, it is an object to be solved to provide a motor assembly and a method of manufacturing the same in which alignment between a plurality of bearings is easy while supporting a rotating shaft on one side.
본 발명의 일 실시예는 하나의 베어링 하우징에 구름 베어링과 가스 베어링이 회전축의 축 방향을 따라 서로 이격되도록 설치되는 모터 어셈블리와 이의 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a motor assembly in which a rolling bearing and a gas bearing are installed to be spaced apart from each other along an axial direction of a rotation shaft in one bearing housing, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 실시예는 회전축과, 회전축에 설치되는 로터와, 회전축의 반경 방향을 따라 로터와 소정 간격 이격되도록 로터의 외측을 둘러싸는 스테이터와, 회전축의 축 방향을 따라 로터와 소정 간격 이격되도록 회전축에 설치되는 임펠러와, 회전축이 관통하는 통공을 구비하되, 로터와 임펠러의 사이에 설치되는 베어링 하우징 및 베어링 하우징에 설치되어 회전축을 지지하는 구름 베어링을 포함하고, 회전축은, 회전축의 반경 방향을 기준으로 베어링 하우징과 중첩되는 일부에 형성되되 베어링 하우징을 향하는 방향으로 돌출되는 돌출부를 구비하며, 회전축의 회전 시 베어링 하우징의 내주면과 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스(gas)가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리를 개시한다.An embodiment of the present invention includes a rotating shaft, a rotor installed on the rotating shaft, a stator surrounding the outer side of the rotor so as to be spaced apart from the rotor by a predetermined distance along the radial direction of the rotating shaft, and a predetermined distance from the rotor along the axial direction of the rotating shaft. An impeller installed on the rotation shaft, and a through hole through which the rotation shaft passes, and a bearing housing installed between the rotor and the impeller, and a rolling bearing installed in the bearing housing to support the rotation shaft, and the rotation shaft indicates a radial direction of the rotation shaft. It is formed in a part overlapping with the bearing housing as a reference, and has a protrusion protruding in a direction toward the bearing housing, and a predetermined gap through which high-pressure gas can flow between the inner circumferential surface of the bearing housing and the outer circumferential surface of the protrusion when the rotation shaft is rotated. And the rotation shaft is supported in the radial direction of the rotation shaft by a high-pressure gas flowing in the gap.
본 실시예에 있어서, 임펠러와 구름 베어링 및 돌출부는 회전축의 축 방향을 따라 순서대로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, the impeller, the rolling bearing, and the protrusion may be arranged in order along the axial direction of the rotating shaft.
본 실시예에 있어서, 베어링 하우징의 상기 내주면에 형성되는 제1 코팅층을 더 포함할 수 있다.In this embodiment, it may further include a first coating layer formed on the inner peripheral surface of the bearing housing.
본 실시예에 있어서, 제1 코팅층은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 부르라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this embodiment, the first coating layer is polytetrafluoroethylene, diamond like carbon, lubrite, molybdenum disulphide, D10, boron nitride, It may contain one or more of ceramic powder, soap, copper, lead, and soft metal.
본 실시예에 있어서, 제1 코팅층의 내주면의 일부는 구름 베어링의 외주면과 접촉하고, 회전축의 회전 시 제1 코팅층의 내주면 중 다른 일부와 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, a part of the inner circumferential surface of the first coating layer is in contact with the outer circumferential surface of the rolling bearing, and a predetermined gap through which high-pressure gas can flow is formed between the other part of the inner circumferential surface of the first coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion when the rotating shaft rotates. It is formed, and the rotating shaft may be characterized in that it is supported in the radial direction of the rotating shaft by a high-pressure gas flowing in the gap.
본 실시예에 있어서, 제1 코팅층은 회전축의 반경 방향을 따라 돌출부를 감싸도록 베어링 하우징의 내주면 중 일부에 형성되고, 베어링 하우징의 내주면의 다른 일부는 구름 베어링의 외주면과 접촉하며, 회전축의 회전 시 제1 코팅층의 내주면과 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, the first coating layer is formed on a part of the inner circumferential surface of the bearing housing so as to surround the protrusion along the radial direction of the rotation shaft, and another part of the inner circumferential surface of the bearing housing contacts the outer circumferential surface of the rolling bearing, and when the rotation shaft rotates. A predetermined gap through which high-pressure gas can flow is formed between the inner circumferential surface of the first coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion, and the rotating shaft is supported in a radial direction of the rotating shaft by the high-pressure gas flowing through the gap.
본 실시예에 있어서, 회전축은 임펠러가 설치되는 임펠러 결합부와, 회전축의 반경 방향을 따라 베어링 하우징과 대향하는 지지부와, 로터가 설치되는 로터 결합부를 포함할 수 있다.In the present embodiment, the rotation shaft may include an impeller coupling portion on which an impeller is installed, a support portion facing the bearing housing along a radial direction of the rotation shaft, and a rotor coupling portion on which the rotor is installed.
본 실시예에 있어서, 지지부는 구름 베어링의 내주면과 접촉하는 접촉부와, 접촉부로부터 회전축의 축 방향으로 연장되며, 회전축의 반경 방향을 기준으로 베어링 하우징의 내주면에 대해 베어링 하우징의 내주면과 돌출부의 외주면 사이에 형성되는 간극보다 넓은 공간을 두고 서로 이격되는 연결부를 포함할 수 있다.In this embodiment, the support portion has a contact portion in contact with the inner circumferential surface of the rolling bearing, and extends in the axial direction of the rotation shaft from the contact portion, and between the inner circumferential surface of the bearing housing and the outer circumferential surface of the protrusion with respect to the inner circumferential surface of the bearing housing based on the radial direction of the rotation axis It may include a connection portion spaced apart from each other with a space wider than the gap formed in the.
본 실시예에 있어서, 베어링 하우징은 구름 베어링의 외주면을 둘러싸되, 상대적으로 임펠러에 인접하도록 배치되는 구름 베어링 하우징부와, 구름 베어링 하우징부로부터 회전축의 축 방향으로 연장되며, 연결부의 외주면을 둘러싸되, 연결부와 공간을 두고 서로 이격되는 하우징 연결부와, 하우징 연결부로부터 회전축의 축 방향으로 연장되고, 돌출부의 외주면을 둘러싸되, 돌출부와 간극을 두고 서로 이격되도록 배치되며, 상대적으로 로터에 인접하도록 배치되는 가스 베어링 하우징부를 포함할 수 있다.In this embodiment, the bearing housing surrounds the outer circumferential surface of the rolling bearing, and extends in the axial direction of the rotation shaft from the rolling bearing housing portion and a rolling bearing housing portion disposed relatively adjacent to the impeller, and surrounds the outer peripheral surface of the connection portion. , A housing connection part spaced apart from each other with a space between the connection part, and the housing connection part extending in the axial direction of the rotation axis from the housing connection part, surrounding the outer circumferential surface of the protrusion part, and arranged to be spaced apart from each other with a gap from the protrusion part, and disposed relatively adjacent to the rotor. It may include a gas bearing housing.
본 실시예에 있어서, 구름 베어링은 회전축의 외주면에 압입 고정되는 내륜과, 베어링 하우징의 내주면에 압입 고정되는 외륜과, 내륜과 외륜 사이에 개재되는 볼을 포함할 수 있다.In the present embodiment, the rolling bearing may include an inner ring press-fitted to the outer peripheral surface of the rotating shaft, an outer ring press-fitted to the inner peripheral surface of the bearing housing, and a ball interposed between the inner ring and the outer ring.
본 실시예에 있어서, 회전축의 회전 시, 구름 베어링의 내륜은 회전축과 함께 회전하고, 구름 베어링의 외륜은 베어링 하우징에 의해 고정된 상태를 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, when the rotating shaft rotates, the inner ring of the rolling bearing rotates together with the rotating shaft, and the outer ring of the rolling bearing may be maintained in a fixed state by the bearing housing.
본 실시예에 있어서, 베어링 하우징은 회전축의 반경 방향을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부를 포함하고, 통공은 베어링 고정부에 의해 둘러싸이는 빈 공간이며, 베어링 고정부는 회전축의 축 방향을 따라 구름 베어링의 외륜이 임펠러 측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.In this embodiment, the bearing housing includes a bearing fixing part protruding inwardly along the radial direction of the rotation shaft, the through hole is an empty space surrounded by the bearing fixing part, and the bearing fixing part is a rolling bearing along the axial direction of the rotation shaft. It is possible to prevent the outer ring from moving toward the impeller side.
본 실시예에 있어서, 베어링 하우징은 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하되, 니켈-크롬 합금은 니켈의 함량이 크롬의 함량보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, the bearing housing includes at least one of aluminum and brass, bronze, and nickel-chromium alloy, and the nickel-chromium alloy may be characterized in that the content of nickel is greater than the content of chromium.
본 실시예에 있어서, 베어링 하우징의 내주면에 설치되는 부시를 더 포함하고, 부시는 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하되, 회전축의 회전 시 부시의 내주면과 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, it further includes a bush installed on the inner circumferential surface of the bearing housing, and the bush includes at least one of aluminum and brass, bronze, and nickel-chromium alloy, but between the inner circumferential surface of the bush and the outer circumferential surface of the protrusion when the rotating shaft is rotated. A gap through which high-pressure gas can flow is formed, and the rotating shaft is supported in a radial direction of the rotating shaft by the high-pressure gas flowing through the gap.
본 실시예에 있어서, 부시의 내주면에 형성되는 제2 코팅층을 더 포함할 수 있다.In this embodiment, it may further include a second coating layer formed on the inner peripheral surface of the bush.
본 실시예에 있어서, 제2 코팅층은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 부르라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this embodiment, the second coating layer is polytetrafluoroethylene, diamond like carbon, lubrite, molybdenum disulphide, D10, boron nitride, It may contain one or more of ceramic powder, soap, copper, lead, and soft metal.
본 실시예에 있어서, 제2 코팅층의 내주면의 일부는 구름 베어링의 외주면과 접촉하고, 회전축의 회전 시 제2 코팅층의 내주면 중 다른 일부와 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, a part of the inner circumferential surface of the second coating layer is in contact with the outer circumferential surface of the rolling bearing, and a predetermined gap through which high-pressure gas can flow is formed between the other part of the inner circumferential surface of the second coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion when the rotating shaft rotates. It is formed, and the rotating shaft may be characterized in that it is supported in the radial direction of the rotating shaft by a high-pressure gas flowing in the gap.
본 실시예에 있어서, 제2 코팅층은 회전축의 반경 방향을 따라 돌출부를 감싸도록 부시의 내주면 중 일부에 형성되고, 부시의 내주면 중 다른 일부는 구름 베어링의 외주면과 접촉하며, 회전축의 회전 시 제2 코팅층의 내주면과 돌출부의 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 회전축은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축의 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, the second coating layer is formed on a part of the inner circumferential surface of the bush to surround the protrusion along the radial direction of the rotation shaft, and another part of the inner circumferential surface of the bush is in contact with the outer circumferential surface of the rolling bearing. A predetermined gap through which high-pressure gas flows is formed between the inner circumferential surface of the coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion, and the rotating shaft is supported in a radial direction of the rotating shaft by the high-pressure gas flowing through the gap.
본 발명의 다른 실시예는 회전축의 외주면에 구름 베어링의 내륜을 압입 고정시키는 단계와, 구름 베어링을 수용하는 베어링 하우징의 내주면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계와, 회전축과 구름 베어링을 베어링 하우징에 설치하는 단계를 포함하고, 회전축과 구름 베어링을 베어링 하우징에 결합하는 단계는, 구름 베어링의 외륜을 베어링 하우징의 내주면이나 코팅층의 내주면에 압입 고정시키고, 회전축의 반경 방향을 따라 돌출되는 회전축의 돌출부의 외주면과 베어링 하우징의 내주면 사이, 또는 돌출부의 외주면과 코팅층의 내주면 사이에 회전축의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리의 제조 방법을 개시한다.Another embodiment of the present invention includes the steps of press-fitting and fixing the inner ring of the rolling bearing on the outer circumferential surface of the rotating shaft, forming a coating layer by coating the inner circumferential surface of the bearing housing accommodating the rolling bearing, and installing the rotating shaft and the rolling bearing on the bearing housing. Including the step of coupling the rotating shaft and the rolling bearing to the bearing housing, the outer ring of the rolling bearing is press-fitted to the inner circumferential surface of the bearing housing or the inner circumferential surface of the coating layer, and the outer circumferential surface of the protrusion of the rotating shaft protruding along the radial direction of the rotating shaft. And an inner circumferential surface of the bearing housing, or between an outer circumferential surface of a protrusion and an inner circumferential surface of the coating layer, a method of manufacturing a motor assembly, characterized in that a predetermined space is formed in which a high-pressure gas can be accommodated when a rotating shaft is rotated.
본 발명의 또 다른 실시예는 회전축의 외주면에 구름 베어링의 내륜을 압입 고정시키는 단계와, 구름 베어링을 수용하는 부시의 내주면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계와, 부시를 베어링 하우징의 내주면에 설치하는 단계와, 회전축과 구름 베어링을 베어링 하우징에 설치하는 단계를 포함하고, 회전축과 구름 베어링을 베어링 하우징에 설치하는 단계는, 구름 베어링의 외륜을 부시의 내주면이나 코팅층의 내주면에 압입 고정시키고, 회전축의 반경 방향을 따라 돌출되는 회전축의 돌출부의 외주면과 부시의 내주면 사이, 또는 돌출부의 외주면과 코팅층의 내주면 사이에 회전축의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리의 제조 방법을 개시한다.Another embodiment of the present invention includes the steps of press-fitting the inner ring of the rolling bearing to the outer circumferential surface of the rotating shaft, forming a coating layer by coating the inner circumferential surface of the bush accommodating the rolling bearing, and installing the bush on the inner circumferential surface of the bearing housing. The step of installing the rotating shaft and the rolling bearing to the bearing housing, and installing the rotating shaft and the rolling bearing to the bearing housing includes press-fitting and fixing the outer ring of the rolling bearing to the inner circumferential surface of the bush or the inner circumferential surface of the coating layer, and A motor assembly, characterized in that a predetermined space is formed in which high-pressure gas can be accommodated when the rotating shaft is rotated between the outer circumferential surface of the protrusion of the rotating shaft and the inner circumferential surface of the bush, or between the outer circumferential surface of the protrusion and the inner circumferential surface of the coating layer protruding along the radial direction. The manufacturing method is disclosed.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 의하면, 하나의 베어링 하우징에 수용되는 구름 베어링과 가스 베어링이 함께 회전축을 편측 지지함으로써 회전축을 양측 지지하는 경우보다 용이하게 베어링들 간의 회전 중심 오차를 줄일 수 있다.According to the motor assembly and its manufacturing method according to the embodiments of the present invention as described above, the rolling bearing and the gas bearing accommodated in one bearing housing together support the rotating shaft on one side, making it easier to support the rotating shaft on both sides. It is possible to reduce the rotation center error between them.
또한, 구름 베어링과 가스 베어링을 수용하는 베어링 하우징을 하나로 구성함으로써 모터 어셈블리의 크기와 하중을 감소시킬 수 있어 모터 어셈블리의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the size and load of the motor assembly by configuring the bearing housing for accommodating the rolling bearing and the gas bearing into one, thereby making the motor assembly compact and lightweight.
또한, 회전축에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화함으로써, 모터를 고속으로 회전시킬 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시켜 안정적으로 회전축을 지지할 수 있다.In addition, by minimizing the rotational center error between a plurality of bearings installed on the rotational shaft, vibration and noise generated when the motor is rotated at high speed can be alleviated to stably support the rotational shaft.
또한, 마모로 인해 교체가 필요한 오링(O-ring)과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축을 안정적으로 지지할 있어 모터 어셈블리의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수명 또한 연장시킬 수 있다. In addition, since the rotating shaft can be stably supported without using consumables such as O-rings, which need to be replaced due to wear, not only can the durability of the motor assembly be improved, but also the lifespan can be extended.
물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 실시예들의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the embodiments of the present invention is not limited by these effects.
본 발명의 실시예들은 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부 구성을 분리하여 더 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 4(a)는 도 3의 I-I'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 4(b)는 도 3의 II-II'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6(a)는 도 5의 III-III'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 6(b)는 도 5의 IV-IV'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8(a)는 도 7의 V-V'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 8(b)는 도 7의 VI-VI'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 10(a)는 도 9에 도시된 VII-VII'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 10(b)는 도 9에 도시된 VIII-VIII'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 3 및 도 5에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 7 및 도 9에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.Embodiments of the present invention can be easily understood by the following detailed description and a combination of the accompanying drawings, and reference numerals denote structural elements.
1 is a cross-sectional view showing each configuration of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the motor assembly shown in FIG. 1 by exploding.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of the motor assembly shown in FIG. 1 by separating it.
FIG. 4(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line I-I' of FIG. 3.
FIG. 4(b) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line II-II' of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view showing a modified example of the motor assembly shown in FIG. 3.
FIG. 6(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line III-III' of FIG. 5.
FIG. 6(b) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line IV-IV' of FIG. 5.
7 is a cross-sectional view showing another modified example of the motor assembly shown in FIG. 3.
FIG. 8(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting the line V-V' of FIG. 7.
FIG. 8(b) is a cross-sectional view illustrating a state viewed from above by cutting line VI-VI' of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view illustrating another modified example of the motor assembly shown in FIG. 3.
FIG. 10(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting the line VII-VII' shown in FIG. 9.
FIG. 10(b) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line VIII-VIII' shown in FIG. 9.
11 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing the motor assembly shown in FIGS. 3 and 5.
12 is a flow chart schematically illustrating a method of manufacturing the motor assembly shown in FIGS. 7 and 9.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present specification have selected general terms that are currently widely used as possible while taking the functions of the embodiments of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present specification should be defined based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not a simple name of the term.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In addition, when a certain part "includes" a certain component throughout the specification, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, identical or corresponding components are given the same reference numbers, and duplicate descriptions thereof will be omitted, and the size and shape of each component member shown for convenience of explanation may be exaggerated or reduced. have.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the embodiments of the present invention belong can easily implement. However, embodiments of the present invention may be implemented in various different forms and are not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 각 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing each configuration of a motor assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the motor assembly shown in FIG.
도 1 및 2를 참조하면, 모터 어셈블리(100)는 회전축(110)과 로터(120), 스테이터(130), 임펠러(140), 베어링 하우징(150) 및 구름 베어링(160)을 포함할 수 있고, 이들 구성들은 모터 어셈블리(100)의 외관을 형성하는 인렛 바디(51)와 모터 하우징(52)의 내부에 설치될 수 있다.1 and 2, the
먼저, 인렛 바디(51)는 공기가 흡입되는 흡입구(51A)를 구비할 수 있고, 임펠러(140)의 외측 둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 인렛 바디(51)의 내부에는 임펠러(140)가 회전 가능하도록 수용되는 임펠러 공간(S1)이 형성될 수 있고, 그 외관은 임펠러(140)의 형상에 대응되는 한편, 임펠러 공간(S1)을 따라 유동하는 가스를 안정적으로 안내할 수 있도록 그 내측 표면이 굴곡지도록 형성될 수 있다.First, the
구체적으로, 인렛 바디(51)의 흡입구(51A) 반대편은 모터 하우징(52)과 체결되어 모터 어셈블리(100)의 외관을 형성할 수 있다. 인렛 바디(51)와 모터 하우징(52)의 체결 부위는 모터 어셈블리(100)의 내부를 유동하는 공기가 유출되지 않도록 서로 밀착되도록 체결될 수 있다. 즉, 인렛 바디(51)와 모터 하우징(52)의 사이에는 갭(gap)이 형성되지 않도록 단단하게 체결되는 것이 바람직하며, 그 체결 방식은 예컨대 나사 결합이나 끼움 결합 등 다양한 방법이 이용될 수 있으나 어느 특정한 하나의 방법에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the opposite side of the
모터 하우징(52)은 스테이터(130)를 외측 둘레를 둘러싸도록 형성되어 인렛 바디(51)와 체결될 수 있다. 상세히, 모터 하우징(52)의 내부에는 회전축(110)과 로터(120) 및 스테이터(130)가 수용될 수 있는 모터 공간(S2)이 형성될 수 있다. 모터 하우징(52)은 임펠러(140)의 회전에 의해 임펠러 공간(S1)에서 모터 공간(S2)으로 안내되는 공기가 모터 하우징(52)의 외부로 배출되는 배출구(521)를 구비할 수 있으며, 공기의 유동 방향을 기준으로 배출구(521)는 흡입구(51A)의 반대편에 형성될 수 있다.The
인렛 바디(51)와 모터 하우징(52)은 일종의 중공 형상의 케이스일 수 있으며, 가운데 빈 공간에 회전축(110)이 축 방향(L)으로 연장되도록 배치될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 회전축(110)은 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 의해 직접적으로 지지되지 않을 수 있다. 즉, 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)은 회전축(110)을 지지하기 위한 별도의 회전축 서포터(가칭)를 구비하지 않을 수 있다.The
회전축(110)은 임펠러 공간(S1)과 모터 공간(S2)을 축 방향(L)으로 가로지르도록 연장 형성될 수 있다. 구체적으로, 회전축(110)의 일단(110A)은 모터 하우징(52) 측에 배치될 수 있고, 회전축(110)의 타단(110B)은 인렛 바디(51) 측에 배치될 수 있다.The
회전축(110)의 일단(110A)과 회전축(110)의 타단(110B) 각각은 모터 하우징(52)과 후술할 베어링 하우징(150)에 의해 지지되지 않는 자유단일 수 있다. 여기서, "자유단"이라 함은 그 어느 구성요소에 의해서도 지지되거나 구속되지 않는 회전축(110)의 양측 끝단을 의미할 수 있다.Each of the one
한편, 후술하겠으나 회전축(110)은 그 일단(110A)과 타단(110B) 사이의 지지부(113)가 복수개의 베어링에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 복수개의 베어링은 후술할 구름 베어링(160)과, 회전축(110)의 돌출부(111)와 베어링 하우징(150) 사이의 결합 구조에 의해 구현되는 가스 베어링을 의미하며, 이들에 대해서는 아래에서 구체적으로 설명하기로 한다.Meanwhile, as will be described later, the
회전축(110)의 일단(110A)은 로터(120)와 임펠러(140) 중 로터(120)에 근접할 수 있고, 로터(120) 측 자유단일 수 있다. 그리고, 회전축(110)의 타단(110B)은 로터(120)와 임펠러(140) 중 임펠러(140)에 근접할 수 있고, 임펠러(140) 측 자유단일 수 있다.One
구체적으로, 회전축(110)은 돌출부(111)와 임펠러 결합부(112), 지지부(113) 및 로터 결합부(114)를 포함할 수 있다.Specifically, the
돌출부(111)는 회전축(110)의 반경 방향(R)을 기준으로 베어링 하우징(150)과 중첩되는 회전축(110)의 일부에 형성되되, 베어링 하우징(150)을 향하는 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(111)와 베어링 하우징(150)과의 관계와 그 작용 및 효과에 대해서는 이하에서 베어링 하우징(150)에 대한 설명과 함께 자세하게 후술하기로 한다.The
임펠러 결합부(112)는 임펠러(140)가 설치되는 회전축(110)의 일부로써, 회전축(110)의 타단(110B)에 인접하는 부분이며, 임펠러 공간(S1)에 배치될 수 있다.The
지지부(113)는 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 베어링 하우징(150)과 대향하는 회전축(110)의 일부로써, 임펠러 결합부(112)와 후술할 로터 결합부(114)의 사이에 해당하는 회전축(110)의 일부일 수 있다.The
로터 결합부(114)는 로터(120)가 설치되는 회전축(110)의 일부로써, 회전축(110)의 일단(110A)에 인접하는 부분이며, 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다.The
구체적으로, 지지부(113)는 후술할 구름 베어링(160)의 내주면과 접촉하는 접촉부(1131)와, 접촉부(1131)로부터 회전축(110)의 축 방향(L)으로 연장되며, 회전축(110)의 반경 방향(R)을 기준으로 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 대해 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)과 돌출부(111)의 외주면(1112) 사이에 형성되는 간극(G)보다 넓은 공간(E)을 두고 이격되는 연결부(1132)를 포함할 수 있다.Specifically, the
로터(120)는 회전축(110)의 로터 결합부(114)에 설치될 수 있다. 로터(120)는 회전축(110)의 외주면을 둘러싸도록 회전축(110)에 결합될 수 있으며, 로터 결합부(114)가 위치하는 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다.The
구체적으로, 로터(120)는 마그네트(121)와, 마그네트(121)가 장착되는 마그네트 코어(122)를 포함할 수 있다. 또한, 로터(120)는 회전축(110)의 축 방향(L)으로 소정 간격 이격되어 배치되는 제1 엔드 플레이트(123)와 제2 엔드 플레이트(124)를 더 포함할 수 있다.Specifically, the
스테이터(130)는 모터 하우징(52)의 내부에 설치되어 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 로터(120)와 소정 간격 이격되도록 로터(120)의 외측을 둘러쌀 수 있으며, 로터(120)와 마찬가지로 회전축(110)의 로터 결합부(114)가 위치하는 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다.The
구체적으로, 스테이터(130)는 스테이터 코어(131)와, 스테이터 코어(131)에 권선되는 코일(132)과, 스테이터 코어(131)와 코일(132) 사이를 전기적으로 절연하는 인슐레이터(133)를 포함할 수 있다.Specifically, the
임펠러(140)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 따라 로터(120)와 소정 간격 이격되도록 회전축(110)에 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 임펠러(140)는 회전축(110)의 임펠러 결합부(112)에 설치되어 회전축(110)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있으며, 인렛 바디(51)의 내부에 구비되는 임펠러 공간(S1)에 배치될 수 있다.The
구체적으로, 임펠러(140)는 허브(141)와, 허브(141)의 외측 둘레로부터 외측으로 돌출하도록 형성되는 복수개의 블레이드(142)를 포함할 수 있다. 한편, 임펠러(140)는 그 소재로써, 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK) 등의 고강도 합성수지 재질로 성형될 수 있다.Specifically, the
또한, 임펠러(140)는 회전축(110)의 축 방향(L)으로 공기 등의 가스를 흡입한 후 원심 방향(R)으로 토출하는 사류형 임펠러일 수 있다. 즉, 흡입구(51A)를 통해 인렛 바디(51)의 내부로 유입된 공기는 블레이드(142)의 회전에 따라 허브(141)의 외측 표면을 따라 모터 하우징(52) 측으로 안내될 수 있다.In addition, the
임펠러(140)와 모터 하우징(52)의 사이에는 임펠러(140)를 통해 인렛 바디(51)의 내부로 유입된 공기를 모터 하우징(52) 측으로 안내하는 디퓨져(53)가 설치될 수 있다. 디퓨져(53)는 후술할 베어링 하우징(150)에 볼트 및 너트와 같은 체결부재(미도시)를 통해 체결되어 고정될 수 있다. 디퓨져(53)와 인렛 바디(51)의 사이에는 가스가 유동할 수 있는 소정의 공간이 형성될 수 있다.A
디퓨져(53)의 외측 표면에는 인렛 바디(51)의 내측 표면을 향해 돌출되는 복수개의 디퓨져 베인(531)이 형성될 수 있다. 복수개의 디퓨져 베인(531)들은 원주 방향을 따라 실질적으로 동일한 거리로 이격되도록 배치될 수 있다.A plurality of
흡입구(51A)를 통해 인렛 바디(51)로 유입된 가스는 임펠러(140)에 의해 인렛 바디(51)와 디퓨져(53) 사이의 공간으로 인도될 수 있으며, 인렛 바디(51)와 디퓨져(53) 사이로 유입된 가스는 디퓨져 베인(531)에 의해 모터 공간(S2)으로 안내될 수 있다.The gas introduced into the
베어링 하우징(150)은 회전축(110)이 관통하는 통공(151)을 구비하되, 로터(120)와 임펠러(140)의 사이에 설치될 수 있다. 베어링 하우징(150)은 회전축(110)의 일부, 즉 지지부(113)의 외주면을 둘러쌀 수 있다.The bearing
베어링 하우징(150)은 인렛 바디(51)와 일체로 형성되는 것도 가능하나, 바람직하게는 인렛 바디(51)와는 별도로 제조된 이후 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 결합될 수도 있다. 예컨대, 베어링 하우징(150)은 볼트 및 나사와 같은 체결부재를 통해 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 체결될 수도 있다. 베어링 하우징(150)이 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)과 일체로 형성될 경우, 상대적으로 조립 공차가 줄어들 수 있다.The bearing
구체적으로, 베어링 하우징(150)은 구름 베어링(160)의 외주면(1602)을 둘러싸되, 임펠러(140)에 인접하도록 배치되는 구름 베어링 하우징부(152)와, 구름 베어링 하우징부(152)로부터 회전축(110)의 축 방향(L)으로 연장되며, 지지부(113)의 연결부(1132)의 외주면(미표시)을 둘러싸되, 연결부(1132)와 공간(E)을 두고 서로 이격되는 하우징 연결부(153)와, 하우징 연결부(153)로부터 회전축(110)의 축 방향(L)으로 연장되고, 돌출부(111)의 외주면(1112)을 둘러싸되, 돌출부(111)와 간극(G)을 두고 서로 이격되도록 배치되며, 상대적으로 로터(120)에 인접하도록 배치되는 가스 베어링 하우징부(154)를 포함할 수 있다.Specifically, the bearing
또한, 베어링 하우징(150)은 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 수 있으며, 니켈-크롬 합금의 경우 니켈의 함량이 크롬 보다 큰 것이 바람직하다.In addition, the bearing
이와 같이, 베어링 하우징(150)이 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 경우, 베어링 하우징(150)은 비접촉식 베어링인 가스 베어링의 하우징의 역할을 수행할 수 있다.In this way, when the bearing
즉, 회전축(110)의 회전 시 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)과 돌출부(111)의 외주면(1112) 상에는 고압의 가스(gas)가 유동 가능한 소정의 간극(G)이 형성될 수 있으며, 이때 회전축(110)은 간극(G)을 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(110)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다. 여기서, 간극(G)은 지지부(113)와 베어링 하우징(150)의 사이에 형성되는 빈 공간(E)과 비교하여 상대적으로 미세하게 형성될 수 있다.That is, when the
만약, 코일(132)에 전류가 인가되지 않은 경우, 즉 회전축(110)이 회전하기 이전의 정지 상태일 경우, 간극(G)은 돌출부(111)의 원주 방향을 따라 일정하게 형성되지 않을 수도 있다. 즉, 회전축(110)이 회전하지 않은 경우 회전축(110)은 회전 중심(O)을 기준으로 축 방향(L)을 따라 부분적으로 기울어진 상태가 될 수도 있다.If current is not applied to the
이러한 상태에서, 회전축(110)이 회전할 경우 베어링 하우징(150)의 가스 베어링 하우징부(154)와 회전축(110)의 돌출부(111) 사이에는 간극(G)이 형성되고, 회전축(110)이 고속으로 회전할수록 간극(G)은 돌출부(111)의 원주 방향을 따라 일정하게 형성될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 회전축(110)의 고속 회전이 시작되면 가스 베어링 하우징부(154)와 돌출부(111) 사이에는 고압의 유체가 유동할 수 있는 환경이 조성될 수 있다.In this state, when the
여기서, 회전축(110)이 "고속"으로 회전한다고 할 때, "고속"은 회전축(110)이 수만 RPM(revolutions per minute)으로 회전할 경우를 의미하며, 바람직하게는 10만 RPM 이상일 경우를 의미할 수 있다. Here, when the
구체적으로, 회전축(110)의 고속 회전 시 간극(G)을 통해 유동하는 가스는 일종의 베어링 역할을 수행할 수 있다. 즉, 간극(G)을 유동하는 가스는 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지하는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.Specifically, when the
즉, 간극(G)을 통해 유동하는 유체는 고체 상태가 아니므로 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)과 회전축(110)의 외주면(1102)의 마찰을 야기하지 않으며, 이는 마모나 파손으로 인해 교체가 필요한 오링(O-ring)과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축을 안정적으로 지지할 수 있음을 의미한다.That is, since the fluid flowing through the gap G is not in a solid state, it does not cause friction between the inner
즉, 회전축(110)의 돌출부(111)와, 돌출부(111)에 대해 미세한 간극(G)을 두고 이격되어 배치되는 베어링 하우징(150)의 구조에 의하면, 주기적인 교체나 긴급한 보수 없이 반영구적으로 회전축(110)을 안정적으로 지지할 수 있으므로, 모터 어셈블리(100)의 수명을 획기적으로 연장시킬 수 있다.That is, according to the structure of the
뿐만 아니라, 기존 베어링 구조의 유지 및 작동을 위해 필요하던 그리스나 오일 등의 윤활유를 사용하지 않고도 회전축(110)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있으므로, 모터 어셈블리(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the rotation of the
이하에서는, 설명의 편의를 위해 회전축(110)의 돌출부(111)와 가스 베어링 하우징부(154), 그리고 회전축(110)의 회전 시 돌출부(111)의 외주면(1112)과 가스 베어링 하우징부(154)의 내주면(1501) 사이에 형성되는 간극(G)의 유기적인 구조를 "가스 베어링(GB)"이라고 표현하기로 하고, 구체적으로 가스 베어링(GB)은 회전축(110)의 회전 시 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지하는 구성요소를 의미함을 전제로 설명을 이어가기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, the
한편, 구름 베어링(160)은 베어링 하우징(150)에 설치되어 회전축(110)을 지지할 수 있다. 구름 베어링(160)은 회전축(110)의 외주면(1102)에 압입 고정되는 내륜(161)과, 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 압입 고정되는 외륜(162)과, 내륜(161)과 외륜(162) 사이에 개재되는 볼(163)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the rolling
또한, 구름 베어링(160)은 회전축(110)의 돌출부(111)보다 더 임펠러(140) 측으로 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 임펠러(140)와 구름 베어링(160) 및 돌출부(111)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 따라 순서대로 배치될 수 있다.In addition, the rolling
구체적으로, 구름 베어링(160)의 내륜(161)은 회전축(110)의 외주면(1102)에 압입 고정되므로, 회전축(110)이 회전할 경우 내륜(161) 또한 회전축(110)과 함께 회전할 수 있다.Specifically, since the
구름 베어링(160)의 외륜(162)은 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 압입 고정되므로, 회전축(110)이 회전하더라도 외륜(162)은 베어링 하우징(150)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.Since the
한편, 베어링 하우징(150)은 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부(155)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(150)의 통공(151)은 베어링 고정부(155)에 의해 둘러싸이는 빈 공간으로, 통공(151)의 반경은 회전축(110)의 반경보다 크게 형성됨이 바람직하다.Meanwhile, the bearing
이는, 회전축(110)의 회전 시 구름 베어링(160)의 내륜(161)과 베어링 하우징(150)의 마찰을 방지하기 위함으로, 회전축(110)은 베어링 하우징(150) 내부에 설치되는 구름 베어링(160)과, 전술한 가스 베어링(GB)에 의해 지지될 수 있다.This is to prevent friction between the
이러한 구름 베어링(160)은 접촉식 베어링의 일 예시로써, 회전축(110)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 즉, 구름 베어링(160)의 내륜(161)은 회전축(110)의 외주면(1102)에 압입 고정되고, 외륜(162)은 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 압입 고정되며 동시에 베어링 고정부(155)에 의해 축 방향(L)으로의 이동이 방지됨으로써 회전축(110)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.The rolling
구체적으로, 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)은 축 방향(L)으로 연장되는 베어링 하우징(150)의 내측 표면이고, 베어링 고정부(155)는 반경 방향(R)으로 연장되는 베어링 하우징(150)의 내측 표면을 포함할 수 있다.Specifically, the inner
그리고, 구름 베어링(160)의 외주면(1602)은 외륜(162)의 축 방향(L)으로 연장되는 외측 표면을 의미하며, 이는 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 압입 고정될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(160)의 외륜(162)이 베어링 하우징(150)의 내주면(1501)에 압입 고정되는 구조에 의해, 구름 베어링(160)은 회전축(110)이 반경 방향(R)으로 이동하지 않도록 그 회전 중심이 고정될 수 있다.In addition, the outer circumferential surface 1602 of the rolling
한편, 구름 베어링(160)의 외륜(162) 중 반경 방향(R)으로 연장되는 외측 표면(도 1에서 수평면)은 베어링 고정부(155)의 내측 표면에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(160)의 외륜(162)이 베어링 하우징(150)의 베어링 고정부(155)에 압입 고정되는 구조에 의해, 베어링 하우징(150)은 구름 베어링(160)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있고, 나아가 구름 베어링(160)의 내륜(161)과 체결된 회전축(110)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있다.Meanwhile, of the
이러한 구조에 따르면, 구름 베어링(160)의 내륜(161)은 회전축(110)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있고, 구름 베어링(160)의 내륜(161)이 회전축(110)과 함께 회전하는 동안 구름 베어링(160)의 외륜(162)은 베어링 하우징(150)에 의해 고정된 상태를 유지하며, 이를 통해 회전축(110)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 고정한 상태에서 회전축(110)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.According to this structure, the
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(100)는 2개의 베어링이 회전축(110)을 편측(eccentric) 지지할 수 있다. 여기서, '편측 지지'라 함은 회전축(110)의 무게 중심(미표시)을 중심으로 2개의 베어링이 상대적으로 회전축(110)의 타단(110B) 측에 함께 배치되는 것을 의미한다.As described above, in the
여기서, 편측 지지와 반대되는 개념은 양측 지지로써, 도면에 도시되지는 않았으나 양측 지지의 경우 하나의 베어링(예컨대, 하나의 구름 베어링(160))은 로터(120) 측에 인접하는 회전축(110)의 일단(110A) 부위를, 다른 하나의 베어링(예컨대, 또 하나의 구름 베어링(160))은 임펠러(140) 측에 인접하는 회전축(110)의 타단(110B) 부위를 지지하는 구조를 의미한다.Here, the concept opposite to the one-side support is both-side support, which is not shown in the drawing, but in the case of both-side support, one bearing (eg, one rolling bearing 160) is the
이와 같이 회전축(110)이 양측 지지될 경우, 회전축(110)의 일단(110A)과 타단(110B)에는 각각 베어링과 베어링을 수용하는 하우징이 별개로 2개 구비되어야만 한다. 즉, 본 실시예와 비교하여 추가로 하나의 베어링 하우징(미도시)이 더 필요하며, 이 뿐만 아니라 회전축(110)의 일단(110A) 측에 베어링 하우징이 설치되어야 할 공간이 추가로 필요하게 되어 전체적으로 모터 어셈블리(100)의 크기와 하중이 증가할 수 밖에 없다.When the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(100)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(160)이 하나의 베어링 하우징(150)의 내부에 설치되므로 하나의 베어링 하우징(150)이 설치될 수 있는 공간만을 확보하면 되므로, 모터 어셈블리(100)의 크기와 하중이 상대적으로 감소될 수 있어 모터 어셈블리(100)의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(110)의 양단(110A, 110B)을 지지하는 베어링들 사이의 거리가 멀어 정렬이 용이하지 않으며, 이에 따라 회전 중심 오차가 발생하므로 회전축(110)의 회전 시 진동과 소음이 발생할 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, the distance between the bearings supporting the both ends 110A and 110B of the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(100)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(160)이 하나의 베어링 하우징(150)의 내부에 설치되되 회전축(110)의 타단(110B) 측에만 설치되므로, 회전축(110)에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 회전축(110)이 고속으로 회전할 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시킬 수 있어 안정적으로 회전축(110)을 지지할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(110)의 양단(110A, 110B)을 지지하는 베어링들 간의 정렬을 위해 오링(O-ring)과 같은 소모품이 설치되어야 하나, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(100)는 마모로 인해 교체가 필요한 오링과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축(110)을 안정적으로 지지할 수 있어 모터 어셈블리(100)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수명 또한 연장시킬 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, consumables such as O-rings should be installed for alignment between bearings supporting both ends 110A and 110B of the
구체적으로, 하나의 베어링 하우징(150)은 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(160)을 수용할 수 있고, 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(160)은 베어링 하우징(150)의 내부에 안착된 상태에서 회전축(110)을 회전 가능하도록 지지할 수 있다.Specifically, one bearing
전술한 바와 같이, 구름 베어링(160)은 회전축(110)을 축 방항(L)과 반경 방향(R)으로 모두 지지할 수 있는 스러스트(thrust) 및 저널(journal) 베어링의 기능을 수행할 수 있고, 가스 베어링(GB)은 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.As described above, the rolling
본 실시예와 같이 회전축(110)이 수만 RPM 이상으로 고속 회전할 경우, 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지하는 능력은 축 방향(L)으로 하중을 지지하는 능력보다 중요할 수 있다. 이러한 경우, 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지하는 가스 베어링(GB)과, 회전축(110)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 동시에 지지하는 구름 베어링(160)의 조합으로 회전축(110)을 지지하는 것이 가장 바람직할 수 있다.When the
즉, 본 실시예는 비접촉 베어링의 일 예인 가스 베어링(GB)과 접촉식 베어링의 일 예인 구름 베어링(160)이 하나의 베어링 하우징(150)에 동시에 수용된 상태로 회전축(110) 중 로터(120)와 임펠러(140) 사이에 위치하는 부분을 지지함으로써, 회전축(110)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 안정적으로 지지하기 위해 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터 어셈블리(100)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.That is, in the present embodiment, a gas bearing (GB) as an example of a non-contact bearing and a rolling
도 3은 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부 구성을 분리하여 더 구체적으로 나타내는 단면도이고, 도 4(a)는 도 3의 I-I'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이며, 도 4(b)는 도 3의 II-II'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the motor assembly shown in FIG. 1 in more detail by separating, and FIG. 4(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line II′ of FIG. 3, FIG. 4(b) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line II-II' of FIG. 3.
이하에서, 도 3, 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하여 설명하는 모터 어셈블리(100)의 각 구성요소들 중 후술할 제1 코팅층(270)을 제외한 나머지 구성요소들, 예컨대 회전축(210), 로터(220), 스테이터(230), 임펠러(240), 베어링 하우징(250) 및 구름 베어링(260)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the following, among the components of the
도 3을 참조하면, 모터 어셈블리(200)는 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)에 형성되는 제1 코팅층(270)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도 3 및 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)의 일부는 구름 베어링(260)의 외주면(2602)과 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)의 일부는 외륜(262)의 외주면(2602)과 접촉할 수 있다.3 and 4(a), a part of the inner
또한, 도 3 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1 코팅층(270)의 내주면(2701) 중 구름 베어링(260)의 외주면(2602)과 접촉하는 일부를 제외한 나머지 일부는 회전축(210)의 회전 시 돌출부(211)의 외주면(2112)과 소정의 간극(G)을 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 간극(G)을 통해서는 고압의 가스가 유동될 수 있으며, 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(210)은 회전축(210)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 3 and 4(b), a portion of the inner
이하에서는, 설명의 편의를 위해 회전축(210)의 돌출부(211)와 제1 코팅층(270), 그리고 회전축(210)의 회전 시 돌출부(211)의 외주면(2112)과 제1 코팅층(270)의 내주면(2701) 사이에 형성되는 간극(G)의 유기적인 구조를 "가스 베어링(GB)"이라고 표현하기로 하고, 구체적으로 가스 베어링(GB)은 회전축(210)의 회전 시 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(210)을 반경 방향(R)으로 지지하는 구성요소를 의미함을 전제로 설명을 이어가기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the
구체적으로, 제1 코팅층(270)은 회전축(210)이 정지 상태에서 회전을 시작할 경우, 회전축(210)의 외주면(2102)과 베어링 하우징(250)의 내주면(2501) 사이에 혹시라도 발생할 수 있는 마찰을 완충하는 역할을 수행할 수 있다.Specifically, the
이상적으로, 구름 베어링(GB)은 회전축(210)이 정지 상태에서 회전을 개시하고, 회전 속도가 정상상태(steady state)에 도달한 이후 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(210)에 대한 지지 효과를 극대화시킬 수 있다.Ideally, the rolling bearing GB starts rotating when the
따라서, 회전축(210)의 회전 속도가 정상상태에 도달하기 이전이나, 정상상태에서 감속하는 동안에는 회전축(210)과 베어링 하우징(250)의 내주면(2501) 사이에서 마찰이 발생할 수도 있다. 이렇게 회전축(210)과 베어링 하우징(250)의 내주면(2501) 사이에서 마찰이 발생할 경우 온도가 상승할 뿐만 아니라 마찰이 발생하는 부위가 마모되어 가스 베어링(GB)의 수명이 감소될 우려가 있다.Accordingly, friction may occur between the
제1 코팅층(270)은 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)에 코팅되어 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)의 마찰계수를 감소시킬 수 있으며, 마찰이 발생하더라도 마모에 의해 베어링 하우징(250)의 형상이 급격히 변형되지 않도록 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)에 내마모성을 부여할 수 있는 소재로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제1 코팅층(270)은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 루브라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는 소재로 형성될 수 있다.Specifically, the
상세히, 제1 코팅층(270)은 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)에 코팅되되, 구름 베어링 하우징부(252)와 연결부(253) 및 가스 베어링 하우징부(254)의 내주면(2501)에 코팅될 수 있다. 즉, 제1 코팅층(270)은 베어링 하우징(250)의 내부에서 회전축(210)의 축 방향(L)으로 연장되도록 형성될 수 있다.In detail, the
또한, 구름 베어링(260)의 내륜(261)은 회전축(210)의 외주면(2102)에 압입 고정되며, 회전축(210)이 회전할 경우 내륜(261)은 회전축(210)과 함께 회전할 수 있다.In addition, the
한편, 구름 베어링(260)의 외륜(262)은 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)에 압입 고정될 수 있다. 제1 코팅층(270)과 제1 코팅층(270)이 코팅된 베어링 하우징(250)은 회전축(210)의 회전과는 상관 없이 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 고정된 상태를 유지하므로, 구름 베어링(260)의 외륜(262) 또한 회전축(210)이 회전하더라도 제1 코팅층(270)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 베어링 하우징(250)은 회전축(210)의 반경 방향(R)을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부(255)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(250)의 통공(251)은 베어링 고정부(255)에 의해 둘러싸이는 빈 공간으로, 통공(251)의 반경은 회전축(210)의 반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bearing
이는, 회전축(210)의 회전 시 구름 베어링(260)의 내륜(261)과 베어링 하우징(250)의 마찰을 방지하기 위함으로, 회전축(210)은 베어링 하우징(250) 내부에 설치되는 구름 베어링(260)과, 전술한 가스 베어링(GB)에 의해 지지될 수 있다.This is to prevent friction between the
구름 베어링(260)은 접촉식 베어링의 일 예시로써, 회전축(210)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 즉, 구름 베어링(260)의 내륜(261)은 회전축(210)의 외주면(2102)에 압입 고정되고, 외륜(262)은 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)에 압입 고정되며, 동시에 베어링 고정부(255)에 의해 축 방향(L)으로의 이동이 방지됨으로써 회전축(210)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.The rolling
구체적으로, 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)은 축 방향(L)으로 연장되는 제1 코팅층(270)의 내측 표면이고, 베어링 고정부(255)는 반경 방향(R)으로 연장되는 베어링 하우징(250)의 내측 표면을 의미할 수 있다.Specifically, the inner
그리고, 구름 베어링(260)의 외주면(2602)은 외륜(262)의 축 방향(L)으로 연장되는 외측 표면을 의미하며, 이는 전술한 바와 같이 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)에 압입 고정될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(260)의 외륜(262)이 제1 코팅층(270)의 내주면(2701)에 압입 고정되는 구조에 의해, 구름 베어링(260)은 회전축(210)이 반경 방향(R)으로 이동하지 않도록 그 회전 중심이 고정될 수 있다.And, the outer
한편, 구름 베어링(260)의 외륜(262) 중 반경 방향(R)으로 연장되는 외측 표면(도 3에서 수평면)은 베어링 고정부(255)의 내측 표면에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(260)의 외륜(262)이 베어링 하우징(250)의 베어링 고정부(255)에 밀착되는 구조에 의해, 베어링 하우징(250)은 구름 베어링(260)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있고, 나아가 구름 베어링(260)의 내륜(261)과 체결된 회전축(210)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있다.Meanwhile, an outer surface (horizontal surface in FIG. 3) of the
이러한 구조에 따르면, 구름 베어링(260)의 내륜(261)은 회전축(210)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있고, 구름 베어링(260)의 내륜(261)이 회전축(210)과 함께 회전하는 동안 구름 베어링(260)의 외륜(262)은 베어링 하우징(250)과 제1 코팅층(270)에 의해 고정된 상태를 유지하며, 이를 통해 회전축(210)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 고정한 상태에서 회전축(210)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.According to this structure, the
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(200)는 2개의 베어링이 회전축(210)을 편측(eccentric) 지지할 수 있다. 여기서, '편측 지지'라 함은 회전축(210)의 무게 중심(미표시)을 중심으로 2개의 베어링이 상대적으로 회전축(210)의 타단(210B) 측에 함께 배치되는 것을 의미한다.As described above, in the
여기서, 편측 지지와 반대되는 개념은 양측 지지로써, 도면에 도시되지는 않았으나 양측 지지의 경우 하나의 베어링(예컨대, 하나의 구름 베어링(260))은 로터(220) 측의 회전축(210)의 일단(210A) 부위를, 다른 하나의 베어링(예컨대, 또 하나의 구름 베어링(260))은 임펠러(240) 측에 인접하는 회전축(210)의 타단(210B) 부위를 지지하는 구조를 의미한다.Here, the concept opposite to the one-side support is both-side support, which is not shown in the drawing, but in the case of both-side support, one bearing (eg, one rolling bearing 260) is one end of the
이와 같이 회전축(210)이 양측 지지될 경우, 회전축(210)의 일단(210A)과 타단(210B)에는 각각 베어링과 베어링을 수용하는 하우징이 별개로 2개 구비되어야만 한다. 즉, 본 실시예와 비교하여 추가로 하나의 베어링 하우징(미도시)이 더 필요하며, 이 뿐만 아니라 회전축(210)의 일단(210A) 측에 베어링 하우징이 설치되어야 할 공간이 추가로 필요하게 되어 전체적으로 모터 어셈블리(200)의 크기와 하중이 증가할 수 밖에 없다.When the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(200)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(260)이 하나의 베어링 하우징(250)의 내부에 설치되므로 하나의 베어링 하우징(250)이 설치될 수 있는 공간만을 확보하면 되므로, 모터 어셈블리(200)의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(210)의 양단(210A, 210B)을 지지하는 베어링들 사이의 거리가 멀어 정렬이 용이하지 않으며, 이에 따라 회전 중심 오차가 발생하므로 회전축(210)의 회전 시 진동과 소음이 발생할 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, the distance between the bearings supporting both ends 210A and 210B of the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(200)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(260)이 하나의 베어링 하우징(250)의 내부에 설치되되 회전축(210)의 타단(210B) 측에만 설치되므로, 회전축(210)에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 회전축(210)이 고속으로 회전할 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시킬 수 있어 안정적으로 회전축(210)을 지지할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(210)의 양단(210A, 210B)을 지지하는 베어링들 간의 정렬을 위해 오링(O-ring)과 같은 소모품이 설치되어야 하나, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(200)는 마모로 인해 교체가 필요한 오링과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축(210)을 안정적으로 지지할 수 있어 모터 어셈블리(200)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수명 또한 연장시킬 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, consumables such as O-rings should be installed for alignment between bearings supporting both ends 210A and 210B of the
구체적으로, 하나의 베어링 하우징(250)은 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(260)을 수용할 수 있고, 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(260)은 베어링 하우징(250)의 내부에 안착된 상태에서 회전축(210)을 회전 가능하도록 지지할 수 있다.Specifically, one bearing
전술한 바와 같이, 구름 베어링(260)은 회전축(210)을 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 모두 지지할 수 있는 스러스트 및 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있고, 가스 베어링(GB)은 회전축(210)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.As described above, the rolling
본 실시예와 같이 회전축(210)이 수만 RPM 이상으로 고속 회전할 경우, 회전축(210)을 반경 방향(R)으로 지지하는 능력은 축 방향(L)으로 하중을 지지하는 능력보다 중요할 수 있다. 이러한 경우, 회전축(210)을 반경 방향(R)으로 지지하는 가스 베어링(GB)과, 회전축(110)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 동시에 지지하는 구름 베어링(160)의 조합으로 회전축(110)을 지지하는 것이 가장 바람직할 수 있다.When the
즉, 본 실시예는 비접촉 베어링의 일 예인 가스 베어링(GB)과 접촉식 베어링의 일 예인 구름 베어링(260)이 하나의 베어링 하우징(250)에 동시에 수용된 상태로 회전축(210) 중 로터(220)와 임펠러(240) 사이에 위치하는 부분을 지지함으로써, 회전축(210)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 안정적으로 지지하기 위해 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터 어셈블리(200)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.That is, in the present embodiment, a gas bearing (GB) as an example of a non-contact bearing and a rolling
도 5는 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 6(a)는 도 5의 III-III'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이며, 도 6(b)는 도 5의 IV-IV'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a modified example of the motor assembly shown in FIG. 3, FIG. 6(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line III-III' of FIG. 5, and FIG. 6(b) is It is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting the line IV-IV' of FIG. 5.
이하에서, 도 5, 도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하여 설명하는 모터 어셈블리(300)의 각 구성요소들 중 후술할 제1 코팅층(370)을 제외한 나머지 구성요소들, 예컨대 회전축(310), 로터(320), 스테이터(330), 임펠러(340), 베어링 하우징(350) 및 구름 베어링(360)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the following, among the components of the
도 5 및 도 6(b)를 참조하면, 모터 어셈블리(300)는 회전축(310)의 반경 방향(R)을 따라 돌출부(311)를 감싸도록 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 중 일부에 형성되는 제1 코팅층(370)을 더 포함할 수 있다.5 and 6(b), the
구체적으로, 제1 코팅층(370)은 회전축(310)의 반경 방향(R)을 따라 회전축(310)의 돌출부(311)를 감싸도록 베어링 하우징(350)의 가스 베어링 하우징부(354)의 내주면(3501)에 형성될 수 있다.Specifically, the
한편, 도 5 및 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 일부는 구름 베어링(360)의 외주면(3602)과 접촉할 수 있다. 즉, 도 3과 비교하여, 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 일부와 구름 베어링(360)의 외주면(3602) 사이에는 제1 코팅층(370)이 개재되지 않을 수 있다. 다시 말해, 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 일부와 구름 베어링(360)의 외주면(3602)은 사이에 제1 코팅층(370)이 개재되지 않은 상태로 직접적으로 밀착될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 5 and 6A, a part of the inner
또한, 도 5 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 회전축(310)의 회전 시 제1 코팅층(370)의 내주면(3701)과 돌출부(311)의 외주면(3112) 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극(G)이 형성되고, 회전축(310)은 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(310)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6(b), when the
이하에서는, 설명의 편의를 위해 회전축(310)의 돌출부(311)와 제1 코팅층(370), 그리고 회전축(310)의 회전 시 돌출부(311)의 외주면(3112)과 제1 코팅층(370)의 내주면(3701) 사이에 형성되는 간극(G)의 유기적인 구조를 "가스 베어링(GB)"이라고 표현하기로 하고, 구체적으로 가스 베어링(GB)은 회전축(310)의 회전 시 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(310)을 반경 방향(R)으로 지지하는 구성요소를 의미함을 전제로 설명을 이어가기로 한다.In the following, for convenience of explanation, the
구체적으로, 제1 코팅층(370)은 회전축(310)이 정지 상태에서 회전을 시작할 경우, 회전축(310)의 외주면(3102)과 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 사이에 혹시라도 발생할 수 있는 마찰을 완충하는 역할을 수행할 수 있다.Specifically, the
이상적으로, 구름 베어링(GB)은 회전축(310)이 정지 상태에서 회전을 개시하고, 회전 속도가 정상상태(steady state)에 도달한 이후 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(310)에 대한 지지 효과를 극대화시킬 수 있다.Ideally, the rolling bearing GB starts rotating when the
따라서, 회전축(310)의 회전 속도가 정상상태에 도달하기 이전이나, 정상상태에서 감속하는 동안에는 회전축(310)과 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 사이에서 마찰이 발생할 수도 있다. 이렇게 회전축(310)과 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 사이에서 마찰이 발생할 경우 온도가 상승할 뿐만 아니라 마찰이 발생하는 부위가 마모되어 가스 베어링(GB)의 수명이 감소될 우려가 있다.Accordingly, friction may occur between the
제1 코팅층(370)은 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 일부, 즉 가스 베어링 하우징부(354)의 내주면(3501)에 코팅되어 회전축(310)의 돌출부(311)와 마주보는 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 마찰계수를 감소시킬 수 있으며, 마찰이 발생하더라도 마모에 의해 베어링 하우징(350)의 형상이 급격히 변형되지 않도록 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 내마모성을 부여할 수 있는 소재로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제1 코팅층(370)은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 루브라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는 소재로 형성될 수 있다.Specifically, the
상세히, 제1 코팅층(370)은 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 코팅되되, 구름 가스 베어링 하우징부(354)의 내주면(3501)에 코팅될 수 있다. 즉, 제1 코팅층(370)은 베어링 하우징(350)의 내부에서 회전축(310)의 축 방향(L)으로 연장되도록 형성되되, 회전축(310)의 돌출부(311)와 마주보는 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)의 일부에만 형성됨으로써, 회전축(310)과 베어링 하우징(350) 사이의 마찰에 효과적으로 대비할 수 있는 동시에 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 전체에 코팅되는 것보다 코팅에 필요한 재료를 절약할 수 있다.In detail, the
또한, 구름 베어링(360)의 내륜(361)은 회전축(310)의 외주면(3102)에 압입 고정되며, 회전축(310)이 회전할 경우 내륜(361)은 회전축(310)과 함께 회전할 수 있다.In addition, the
한편, 구름 베어링(360)의 외륜(362)은 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 압입 고정될 수 있다. 베어링 하우징(350)은 회전축(210)의 회전과는 상관 없이 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 고정된 상태를 유지하므로, 구름 베어링(360)의 외륜(362) 또한 회전축(310)이 회전하더라도 베어링 하우징(350)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 베어링 하우징(350)은 회전축(310)의 반경 방향(R)을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부(355)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(350)의 통공(351)은 베어링 고정부(355)에 의해 둘러싸이는 빈 공간으로, 통공(351)의 반경은 회전축(310)의 반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bearing
이는, 회전축(310)의 회전 시 구름 베어링(360)의 내륜(361)과 베어링 하우징(350)의 마찰을 방지하기 위함으로, 회전축(310)은 베어링 하우징(350) 내부에 설치되는 구름 베어링(360)과 전술한 가스 베어링(GB)에 의해 지지될 수 있다.This is to prevent friction between the
구름 베어링(360)은 접촉식 베어링의 일 예시로써, 회전축(310)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 즉, 구름 베어링(360)의 내륜(361)은 회전축(310)의 외주면(3102)에 압입 고정되고, 외륜(362)은 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 압입 고정되며, 동시에 베어링 고정부(355)에 의해 축 방향(L)으로의 이동이 방지됨으로써 회전축(310)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.The rolling
구체적으로, 제1 코팅층(370)의 내주면(3701)은 축 방향(L)으로 연장되는 제1 코팅층(370)의 내측 표면이고, 베어링 고정부(355)는 반경 방향(R)으로 연장되는 베어링 하우징(350)의 내측 표면을 의미할 수 있다.Specifically, the inner
그리고, 구름 베어링(360)의 외주면(3602)은 외륜(362)의 축 방향(L)으로 연장되는 외측 표면을 의미하며, 이는 전술한 바와 같이 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 압입 고정될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(360)의 외륜(362)이 구름 베어링 하우징부(352)의 내주면(3501)에 압입 고정되는 구조에 의해, 구름 베어링(360)은 회전축(310)이 반경 방향(R)으로 이동하지 않도록 그 회전 중심이 고정될 수 있다.And, the outer
한편, 구름 베어링(360)의 외륜(362) 중 반경 방향(R)으로 연장되는 외측 표면(도 5에서 수평면)은 베어링 고정부(355)의 내측 표면에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(360)의 외륜(362)이 베어링 하우징(350)의 베어링 고정부(355)에 밀착되는 구조에 의해, 베어링 하우징(350)은 구름 베어링(360)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있고, 나아가 구름 베어링(360)의 내륜(361)과 체결된 회전축(310)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있다.Meanwhile, of the
이러한 구조에 따르면, 구름 베어링(360)의 내륜(361)은 회전축(310)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있고, 구름 베어링(360)의 내륜(361)이 회전축(310)과 함께 회전하는 동안 구름 베어링(360)의 외륜(362)은 베어링 하우징(350)에 의해 고정된 상태를 유지하며, 이를 통해 회전축(310)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 고정한 상태에서 회전축(310)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.According to this structure, the
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(300)는 2개의 베어링이 회전축(310)을 편측(eccentric) 지지할 수 있다. 여기서, '편측 지지'라 함은 회전축(310)의 무게 중심(미표시)을 중심으로 2개의 베어링이 상대적으로 회전축(310)의 타단(310B) 측에 배치되는 것을 의미한다.As described above, in the
여기서, 편측 지지와 반대되는 개념은 양측 지지로써, 도면에 도시되지는 않았으나 양측 지지의 경우 하나의 베어링(예컨대, 하나의 구름 베어링(360))은 로터(320) 측의 회전축(310)의 일단(310A) 부위를, 다른 하나의 베어링(예컨대, 또 하나의 구름 베어링(360))은 임펠러(340) 측에 인접하는 회전축(310)의 타단(310B) 부위를 지지하는 구조를 의미한다.Here, the concept opposite to the one-side support is a two-sided support, which is not shown in the drawing, but in the case of two-sided support, one bearing (eg, one rolling bearing 360) is one end of the
이와 같이 회전축(310)이 양측 지지될 경우, 회전축(310)의 일단(310A)과 타단(310B)에는 각각 베어링과 베어링을 수용하는 하우징이 별개로 2개 구비되어야만 한다. 즉, 본 실시예와 비교하여 추가로 하나의 베어링 하우징(미도시)이 더 필요하며, 이 뿐만 아니라 회전축(310)의 일단(310A) 측에 베어링 하우징이 설치되어야 할 공간이 추가로 필요하게 되어 전체적으로 모터 어셈블리(300)의 크기와 하중이 증가할 수 밖에 없다.When the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(300)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(360)이 하나의 베어링 하우징(350)의 내부에 설치되므로 하나의 베어링 하우징(350)이 설치될 수 있는 공간만을 확보하면 되므로, 모터 어셈블리(300)의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(310)의 양단(310A, 310B)을 지지하는 베어링들 사이의 거리가 멀어 정렬이 용이하지 않으며, 이에 따라 회전 중심 오차가 발생하므로 회전축(310)의 회전 시 진동과 소음이 발생할 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, the distance between the bearings supporting both ends 310A and 310B of the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(300)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(360)이 하나의 베어링 하우징(350)의 내부에 설치되되 회전축(310)의 타단(310B) 측에만 설치되므로, 회전축(310)에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 회전축(310)이 고속으로 회전할 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시킬 수 있어 안정적으로 회전축(310)을 지지할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(310)의 양단(310A, 310B)을 지지하는 베어링들 간의 정렬을 위해 오링(O-ring)과 같은 소모품이 설치되어야 하나, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(300)는 마모로 인해 교체가 필요한 오링과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축(310)을 안정적으로 지지할 수 있어 모터 어셈블리(300)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수명 또한 연장시킬 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, consumables such as O-rings should be installed for alignment between bearings supporting both ends 310A and 310B of the
구체적으로, 하나의 베어링 하우징(350)은 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(360)을 수용할 수 있고, 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(360)은 베어링 하우징(350)의 내부에 안착된 상태에서 회전축(310)을 회전 가능하도록 지지할 수 있다.Specifically, one bearing
전술한 바와 같이, 구름 베어링(360)은 회전축(310)을 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 모두 지지할 수 있는 스러스트 및 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있고, 가스 베어링(GB)은 회전축(310)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.As described above, the rolling
본 실시예와 같이 회전축(310)이 수만 RPM 이상으로 고속 회전할 경우, 회전축(310)을 반경 방향(R)으로 지지하는 능력은 축 방향(L)으로 하중을 지지하는 능력보다 중요할 수 있다. 이러한 경우, 회전축(310)을 반경 방향(R)으로 지지하는 가스 베어링(GB)과, 회전축(310)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 동시에 지지하는 구름 베어링(360)의 조합으로 회전축(310)을 지지하는 것이 가장 바람직할 수 있다.When the
즉, 본 실시예는 비접촉 베어링의 일 예인 가스 베어링(GB)과 접촉식 베어링의 일 예인 구름 베어링(360)이 하나의 베어링 하우징(350)에 동시에 수용된 상태로 회전축(310) 중 로터(320)와 임펠러(340) 사이에 위치하는 부분을 지지함으로써, 회전축(310)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 안정적으로 지지하기 위해 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터 어셈블리(300)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.That is, in the present embodiment, a gas bearing (GB), which is an example of a non-contact bearing, and a rolling
도 7은 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 다른 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 8(a)는 도 7의 V-V'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이며, 도 8(b)는 도 7의 VI-VI'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing another modified example of the motor assembly shown in FIG. 3, and FIG. 8(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting the line V-V' of FIG. 7, and FIG. 8(b) Is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line VI-VI' of FIG. 7.
이하에서, 도 7, 도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하여 설명하는 모터 어셈블리(400)의 각 구성요소들 중 후술할 부시(480)와 제2 코팅층(490)을 제외한 나머지 구성요소들, 예컨대 회전축(410), 로터(420), 스테이터(430), 임펠러(440), 베어링 하우징(450) 및 구름 베어링(460)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the following, among the components of the
도 7을 참조하면, 모터 어셈블리(400)는 베어링 하우징(450)의 내주면(4501)에 설치되는 부시(480)를 더 포함할 수 있다. 즉, 부시(480)는 구름 베어링 하우징부(452)와 연결부(453) 및 가스 베어링 하우징부(454)의 내주면(4501)에 압입 고정될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
구체적으로, 부시(480)는 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 수 있으며, 니켈-크롬 합금의 경우 니켈의 함량이 크롬보다 큰 것이 바람직하다.Specifically, the
이와 같이, 부시(480)가 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 경우, 부시(480)는 비접촉식 베어링인 가스 베어링의 하우징의 역할을 수행할 수 있다.As such, when the
만약 부시(480)가 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조되어 가스 베어링의 하우징 역할을 수행할 경우, 부시(480)와 구름 베어링(460)을 수용하는 베어링 하우징(450)은 플라스틱을 소재로 할 수 있으며, 예컨대 베어링 하우징(450)은 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK) 등의 고강도 합성수지 재질로 성형될 수 있다.If the
이와 같이, 베어링 하우징(450)을 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금과 같은 금속을 소재로 하는 대신 PEEK와 같은 플라스틱을 소재로 성형할 경우, 모터 어셈블리(400)의 전체적인 무게를 보다 더 감소시킬 수 있다.In this way, when the bearing
이와 동시에, 베어링 하우징(450)보다 현저하게 작은 부피를 갖는 부시(480)를 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금과 같은 금속 소재로 성형하여 가스 베어링의 하우징 역할을 수행하게 함으로써, 모터 어셈블리(400)의 경량화할 수 있을 뿐만 아니라 회전축(410)을 안정적으로 지지할 수 있다.At the same time, the
즉, 회전축(410)의 회전 시, 부시(480)의 내주면(4801)과 돌출부(411)의 외주면(4112) 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 간극(미표시, G보다 후술할 제2 코팅층(490)의 두께만큼 작은 공간)이 형성되고, 회전축(410)은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(410)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.That is, when the
또한, 모터 어셈블리(400)는 부시(480)의 내주면(4801)에 형성되는 제2 코팅층(490)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
도 7 및 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)의 일부는 구름 베어링(460)의 외주면(4602)과 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)의 일부는 외륜(462)의 외주면(4602)과 접촉할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8(a), a part of the inner
또한, 도 7 및 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제2 코팅층(490)의 내주면(4901) 중 구름 베어링(460)의 외주면(4602)과 접촉하는 일부를 제외한 나머지 일부는 회전축(410)의 회전 시 돌출부(411)의 외주면(4112)과 소정의 간극(G)을 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 간극(G)을 통해서는 고압의 가스가 유동될 수 있으며, 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(410)은 회전축(410)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 7 and 8(b), some of the inner
이하에서는, 설명의 편의를 위해 회전축(410)의 돌출부(411)와 제2 코팅층(490), 그리고 회전축(410)의 회전 시 돌출부(411)의 외주면(4112)과 제2 코팅층(490)의 내주면(4901) 사이에 형성되는 간극(G)의 유기적인 구조를 "가스 베어링(GB)"이라고 표현하기로 하고, 구체적으로 가스 베어링(GB)은 회전축(410)의 회전 시 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(410)을 반경 방향(R)으로 지지하는 구성요소를 의미함을 전제로 설명을 이어가기로 한다.In the following, for convenience of explanation, the
구체적으로, 제2 코팅층(490)은 회전축(410)이 정지 상태에서 회전을 시작할 경우, 회전축(410)의 외주면(4102)과 부시(480)의 내주면(4801) 사이에 혹시라도 발생할 수 있는 마찰을 완충하는 역할을 수행할 수 있다.Specifically, the
이상적으로, 구름 베어링(GB)은 회전축(410)이 정지 상태에서 회전을 개시하고, 회전 속도가 정상상태(steady state)에 도달한 이후 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(410)에 대한 지지 효과를 극대화시킬 수 있다.Ideally, the rolling bearing GB starts rotating when the
따라서, 회전축(410)의 회전 속도가 정상상태에 도달하기 이전이나, 정상상태에서 감속하는 동안에는 회전축(410)과 부시(480)의 내주면(4801) 사이에서 마찰이 발생할 수도 있다. 이렇게 회전축(410)과 부시(480)의 내주면(4801) 사이에서 마찰이 발생할 경우 온도가 상승할 뿐만 아니라 마찰이 발생하는 부위가 마모되어 가스 베어링(GB)의 수명이 감소될 우려가 있다.Accordingly, friction may occur between the
제2 코팅층(490)은 부시(480)의 내주면(4801)에 코팅되어 부시(480)의 내주면(4801)의 마찰계수를 감소시킬 수 있으며, 마찰이 발생하더라도 마모에 의해 부시(480)의 형상이 급격히 변형되지 않도록 부시(480)의 내주면(4801)에 내마모성을 부여할 수 있는 소재로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제2 코팅층(490)은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 루브라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는 소재로 형성될 수 있다.Specifically, the
상세히, 제2 코팅층(490)은 부시(480)의 내주면(4801)에 코팅될 수 있으며, 제2 코팅층(490)은 부시(480)의 내부에서 회전축(410)의 축 방향(L)으로 연장되도록 형성될 수 있다.In detail, the
또한, 구름 베어링(460)의 내륜(461)은 회전축(410)의 외주면(4102)에 압입 고정되며, 회전축(410)이 회전할 경우 내륜(461)은 회전축(410)과 함께 회전할 수 있다.In addition, the
한편, 구름 베어링(460)의 외륜(462)은 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)에 압입 고정될 수 있다. 제2 코팅층(490)과 제2 코팅층(490)이 코팅된 부시(480) 및 부시(480)가 압입 고정된 베어링 하우징(450)은 회전축(410)의 회전과는 상관 없이 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 고정된 상태를 유지하므로, 구름 베어링(460)의 외륜(462) 또한 회전축(410)이 회전하더라도 제2 코팅층(490)과 부시(480) 및 베어링 하우징(450)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 베어링 하우징(450)은 회전축(410)의 반경 방향(R)을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부(455)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(450)의 통공(451)은 베어링 고정부(455)에 의해 둘러싸이는 빈 공간으로, 통공(451)의 반경은 회전축(410)의 반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bearing
이는, 회전축(410)의 회전 시 구름 베어링(460)의 내륜(461)과 베어링 하우징(450)의 마찰을 방지하기 위함으로, 회전축(410)은 베어링 하우징(450) 내부에 설치되는 구름 베어링(460)과 전술한 가스 베어링(GB)에 의해 지지될 수 있다.This is to prevent friction between the
구름 베어링(460)은 접촉식 베어링의 일 예시로써, 회전축(410)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 즉, 구름 베어링(460)의 내륜(461)은 회전축(410)의 외주면(4102)에 압입 고정되고, 외륜(462)은 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)에 압입 고정되며, 동시에 베어링 고정부(455)에 의해 축 방향(L)으로의 이동이 방지됨으로써 회전축(410)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.The rolling
구체적으로, 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)은 축 방향(L)으로 연장되는 제2 코팅층(490)의 내측 표면이고, 베어링 고정부(455)는 반경 방향(R)으로 연장되는 베어링 하우징(450)의 내측 표면을 의미할 수 있다.Specifically, the inner
그리고, 구름 베어링(460)의 외주면(4602)은 외륜(462)의 축 방향(L)으로 연장되는 외측 표면을 의미하며, 이는 전술한 바와 같이 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)에 압입 고정될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(460)의 외륜(462)이 제2 코팅층(490)의 내주면(4901)에 압입 고정되는 구조에 의해, 구름 베어링(460)은 회전축(410)이 반경 방향(R)으로 이동하지 않도록 그 회전 중심이 고정될 수 있다.And, the outer
한편, 구름 베어링(460)의 외륜(462) 중 반경 방향(R)으로 연장되는 외측 표면(도 7에서 수평면)은 베어링 고정부(455)의 내측 표면에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(460)의 외륜(462)이 베어링 하우징(450)의 베어링 고정부(455)에 밀착되는 구조에 의해, 베어링 하우징(450)은 구름 베어링(460)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있고, 나아가 구름 베어링(460)의 내륜(461)과 체결된 회전축(410)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있다.Meanwhile, an outer surface (horizontal surface in FIG. 7) of the
이러한 구조에 따르면, 구름 베어링(460)의 내륜(461)은 회전축(410)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있고, 구름 베어링(460)의 내륜(461)이 회전축(410)과 함께 회전하는 동안 구름 베어링(460)의 외륜(462)은 제2 코팅층(490)과 부시(480) 및 베어링 하우징(450)에 의해 고정된 상태를 유지하며, 이를 통해 회전축(410)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 고정한 상태에서 회전축(410)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.According to this structure, the
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(400)는 2개의 베어링이 회전축(410)을 편측(eccentric) 지지할 수 있다. 여기서, '편측 지지'라 함은 회전축(410)의 무게 중심(미표시)을 중심으로 2개의 베어링이 상대적으로 회전축(410)의 타단(410B) 측에 함께 배치되는 것을 의미한다.As described above, in the
여기서, 편측 지지와 반대되는 개념은 양측 지지로써, 도면에 도시되지는 않았으나 양측 지지의 경우 하나의 베어링(예컨대, 하나의 구름 베어링(460))은 로터(420) 측의 회전축(410)의 일단(410A) 부위를, 다른 하나의 베어링(예컨대, 또 하나의 구름 베어링(460))은 임펠러(440) 측에 인접하는 회전축(410)의 타단(410B) 부위를 지지하는 구조를 의미한다.Here, the concept opposite to the one-side support is both-side support, which is not shown in the drawing, but in the case of both-side support, one bearing (for example, one rolling bearing 460) is one end of the
이와 같이 회전축(410)이 양측 지지될 경우, 회전축(410)의 일단(410A)과 타단(410B)에는 각각 베어링과 베어링을 수용하는 하우징이 별개로 2개 구비되어야만 한다. 즉, 본 실시예와 비교하여 추가로 하나의 베어링 하우징(미도시)이 더 필요하며, 이 뿐만 아니라 회전축(410)의 일단(410A) 측에 베어링 하우징이 설치되어야 할 공간이 추가로 필요하게 되어 전체적으로 모터 어셈블리(400)의 크기와 하중이 증가할 수 밖에 없다.When the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(400)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(460)이 하나의 베어링 하우징(450)의 내부에 설치되므로 하나의 베어링 하우징(450)이 설치될 수 있는 공간만을 확보하면 되므로, 모터 어셈블리(400)의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(410)의 양단(410A, 410B)을 지지하는 베어링들 사이의 거리가 멀어 정렬이 용이하지 않으며, 이에 따라 회전 중심 오차가 발생하므로 회전축(410)의 회전 시 진동과 소음이 발생할 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, the distance between the bearings supporting both ends (410A, 410B) of the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(400)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(460)이 하나의 베어링 하우징(450)의 내부에 설치되되 회전축(410)의 타단(410B) 측에만 설치되므로, 회전축(410)에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 회전축(410)이 고속으로 회전할 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시킬 수 있어 안정적으로 회전축(410)을 지지할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(410)의 양단(410A, 410B)을 지지하는 베어링들 간의 정렬을 위해 오링(O-ring)과 같은 소모품이 설치되어야 하나, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(400)는 마모로 인해 교체가 필요한 오링과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축(410)을 안정적으로 지지할 수 있어 모터 어셈블리(400)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수명 또한 연장시킬 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, consumables such as O-rings should be installed for alignment between bearings supporting both ends 410A and 410B of the
구체적으로, 하나의 베어링 하우징(450)은 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(460)을 수용할 수 있고, 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(460)은 베어링 하우징(450)의 내부에 안착된 상태에서 회전축(410)을 회전 가능하도록 지지할 수 있다.Specifically, one bearing
전술한 바와 같이, 구름 베어링(460)은 회전축(410)을 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 모두 지지할 수 있는 스러스트 및 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있고, 가스 베어링(GB)은 회전축(410)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.As described above, the rolling
본 실시예와 같이 회전축(410)이 수만 RPM 이상으로 고속 회전할 경우, 회전축(410)을 반경 방향(R)으로 지지하는 능력은 축 방향(L)으로 하중을 지지하는 능력보다 중요할 수 있다. 이러한 경우, 회전축(410)을 반경 방향(R)으로 지지하는 가스 베어링(GB)과, 회전축(410)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 동시에 지지하는 구름 베어링(460)의 조합으로 회전축(410)을 지지하는 것이 가장 바람직할 수 있다.When the
즉, 본 실시예는 비접촉 베어링의 일 예인 가스 베어링(GB)과 접촉식 베어링의 일 예인 구름 베어링(460)이 하나의 베어링 하우징(450)에 동시에 수용된 상태로 회전축(410) 중 로터(420)와 임펠러(440) 사이에 위치하는 부분을 지지함으로써, 회전축(410)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 안정적으로 지지하기 위해 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터 어셈블리(400)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.That is, in the present embodiment, a gas bearing (GB), which is an example of a non-contact bearing, and a rolling
도 9는 도 3에 도시된 모터 어셈블리의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 10(a)는 도 9에 도시된 VII-VII'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이며, 도 10(b)는 도 9에 도시된 VIII-VIII'선을 절개하여 상측에서 바라본 모습을 나타내는 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modified example of the motor assembly shown in FIG. 3, and FIG. 10(a) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line VII-VII' shown in FIG. 9, and FIG. 10 (b) is a cross-sectional view showing a state viewed from above by cutting line VIII-VIII' shown in FIG. 9.
이하에서, 도 9, 도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하여 설명하는 모터 어셈블리(500)의 각 구성요소들 중 후술할 부시(580)와 제2 코팅층(590)을 제외한 나머지 구성요소들, 예컨대 회전축(510), 로터(520), 스테이터(530), 임펠러(540), 베어링 하우징(550) 및 구름 베어링(560)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, among the components of the
도 9를 참조하면, 모터 어셈블리(500)는 베어링 하우징(550)의 내주면(5501)에 설치되는 부시(580)를 더 포함할 수 있다. 즉, 부시(580)는 구름 베어링 하우징부(552)와 연결부(553) 및 가스 베어링 하우징부(554)의 내주면(5501)에 압입 고정될 수 있다.Referring to FIG. 9, the
구체적으로, 부시(580)는 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 수 있으며, 니켈-크롬 합금의 경우 니켈의 함량이 크롬보다 큰 것이 바람직하다.Specifically, the
이와 같이, 부시(580)가 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조될 경우, 부시(580)는 비접촉식 베어링인 가스 베어링의 하우징의 역할을 수행할 수 있다.In this way, when the
만약 부시(580)가 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하는 소재로 제조되어 가스 베어링의 하우징 역할을 수행할 경우, 부시(580)와 구름 베어링(560)을 수용하는 베어링 하우징(550)은 플라스틱을 소재로 할 수 있으며, 예컨대 베어링 하우징(550)은 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK) 등의 고강도 합성수지 재질로 성형될 수 있다.If the
이와 같이, 베어링 하우징(550)을 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금과 같은 금속을 소재로 하는 대신 PEEK와 같은 플라스틱을 소재로 성형할 경우, 모터 어셈블리(500)의 전체적인 무게를 보다 더 감소시킬 수 있다.In this way, when the bearing
이와 동시에, 베어링 하우징(550)보다 현저하게 작은 부피를 갖는 부시(580)를 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금과 같은 금속 소재로 성형하여 가스 베어링의 하우징 역할을 수행하게 함으로써, 모터 어셈블리(500)의 경량화할 수 있을 뿐만 아니라 회전축(510)을 안정적으로 지지할 수 있다.At the same time, the
즉, 회전축(510)의 회전 시, 부시(580)의 내주면(5801)과 돌출부(511)의 외주면(5112) 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 간극(미표시, G보다 후술할 제2 코팅층(590)의 두께만큼 작은 공간)이 형성되고, 회전축(510)은 간극에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(510)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.That is, when the
또한, 모터 어셈블리(500)는 회전축(510)의 반경 방향(R)을 따라 돌출부(511)를 감싸도록 부시(580)의 내주면(5801) 중 일부에 형성되는 제2 코팅층(590)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 제2 코팅층(590)은 회전축(510)의 반경 방향(R)을 따라 회전축(510)의 돌출부(511)를 감싸도록 부시(580)의 내주면(5801)에 형성될 수 있다.Specifically, the
한편, 도 9 및 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 부시(580)의 내주면(5801) 중 일부는 구름 베어링(560)의 외주면(5601)과 접촉할 수 있다. 즉, 도 7과 비교하여, 베어링 하우징(550)의 내주면(5501)의 일부와 구름 베어링(560)의 외주면(5602) 사이에는 제2 코팅층(590)이 개재되지 않을 수 있다. 다시 말해, 베어링 하우징(550)의 내주면(5501)의 일부와 구름 베어링(560)의 외주면(5602)은 사이에 제2 코팅층(590)이 개재되지 않은 상태로 직접적으로 밀착될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 9 and 10A, some of the inner
또한, 도 9 및 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 회전축(510)의 회전 시 제2 코팅층(590)의 내주면(5901)과 돌출부(511)의 외주면(5112) 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극(G)이 형성되고, 회전축(510)은 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스에 의해 회전축(510)의 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 9 and 10 (b), when the
이하에서는, 설명의 편의를 위해 회전축(510)의 돌출부(511)와 제2 코팅층(590), 그리고 회전축(510)의 회전 시 돌출부(511)의 외주면(5112)과 제2 코팅층(590)의 내주면(5901) 사이에 형성되는 간극(G)의 유기적인 구조를 "가스 베어링(GB)"이라고 표현하기로 하고, 구체적으로 가스 베어링(GB)은 회전축(510)의 회전 시 간극(G)에서 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(510)을 반경 방향(R)으로 지지하는 구성요소를 의미함을 전제로 설명을 이어가기로 한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the
구체적으로, 제2 코팅층(590)은 회전축(510)이 정지 상태에서 회전을 시작할 경우, 회전축(510)의 외주면(5102)과 부시(580)의 내주면(5801) 사이에 혹시라도 발생할 수 있는 마찰을 완충하는 역할을 수행할 수 있다.Specifically, the
이상적으로, 구름 베어링(GB)은 회전축(510)이 정지 상태에서 회전을 개시하고, 회전 속도가 정상상태(steady state)에 도달한 이후 간극(G)을 통해 유동하는 고압의 가스를 통해 회전축(510)에 대한 지지 효과를 극대화시킬 수 있다.Ideally, the rolling bearing GB starts rotating when the
따라서, 회전축(510)의 회전 속도가 정상상태에 도달하기 이전이나, 정상상태에서 감속하는 동안에는 회전축(510)과 부시(580)의 내주면(5801) 사이에서 마찰이 발생할 수도 있다. 이렇게 회전축(510)과 부시(580)의 내주면(5801) 사이에서 마찰이 발생할 경우 온도가 상승할 뿐만 아니라 마찰이 발생하는 부위가 마모되어 가스 베어링(GB)의 수명이 감소될 우려가 있다.Accordingly, friction may occur between the
제2 코팅층(590)은 부시(580)의 내주면(5801)에 코팅되어 부시(580)의 내주면(5801)의 마찰계수를 감소시킬 수 있으며, 마찰이 발생하더라도 마모에 의해 부시(580)의 형상이 급격히 변형되지 않도록 부시(580)의 내주면(5801)에 내마모성을 부여할 수 있는 소재로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 제2 코팅층(590)은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 루브라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는 소재로 형성될 수 있다.Specifically, the
상세히, 제2 코팅층(590)은 부시(580)의 내주면(5801)에 코팅될 수 있으며, 제2 코팅층(590)은 부시(580)의 내부에서 회전축(510)의 축 방향(L)으로 연장되도록 형성되되, 회전축(510)의 돌출부(511)와 마주보는 부시(580)의 내주면(5801)의 일부에만 형성됨으로써, 회전축(510)과 부시(580) 사이의 마찰에 효과적으로 대비할 수 있는 동시에 베어링 하우징(550)의 내주면(5501) 전체에 코팅되는 것보다 코팅에 필요한 재료를 절약할 수 있다.In detail, the
또한, 구름 베어링(560)의 내륜(561)은 회전축(510)의 외주면(5102)에 압입 고정되며, 회전축(510)이 회전할 경우 내륜(561)은 회전축(510)과 함께 회전할 수 있다.In addition, the
한편, 구름 베어링(560)의 외륜(562)은 부시(580)의 내주면(5801)에 압입 고정될 수 있다. 부시(580)와 부시(480)가 압입 고정된 베어링 하우징(550)은 회전축(510)의 회전과는 상관 없이 인렛 바디(51)나 모터 하우징(52)에 고정된 상태를 유지하므로, 구름 베어링(560)의 외륜(562) 또한 회전축(510)이 회전하더라도 부시(580)와 베어링 하우징(550)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 베어링 하우징(550)은 회전축(510)의 반경 방향(R)을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부(555)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(550)의 통공(551)은 베어링 고정부(555)에 의해 둘러싸이는 빈 공간으로, 통공(551)의 반경은 회전축(510)의 반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bearing
이는, 회전축(510)의 회전 시 구름 베어링(560)의 내륜(561)과 베어링 하우징(550)의 마찰을 방지하기 위함으로, 회전축(510)은 베어링 하우징(550) 내부에 설치되는 구름 베어링(560)과 전술한 가스 베어링(GB)에 의해 지지될 수 있다.This is to prevent friction between the
구름 베어링(560)은 접촉식 베어링의 일 예시로써, 회전축(510)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 즉, 구름 베어링(560)의 내륜(561)은 회전축(510)의 외주면(5102)에 압입 고정되고, 외륜(562)은 부시(580)의 내주면(5801)에 압입 고정되며, 동시에 베어링 고정부(555)에 의해 축 방향(L)으로의 이동이 방지됨으로써 회전축(510)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.The rolling
구체적으로, 제2 코팅층(590)의 내주면(5901)은 축 방향(L)으로 연장되는 제2 코팅층(590)의 내측 표면이고, 베어링 고정부(555)는 반경 방향(R)으로 연장되는 베어링 하우징(550)의 내측 표면을 의미할 수 있다.Specifically, the inner
그리고, 구름 베어링(560)의 외주면(5602)은 외륜(562)의 축 방향(L)으로 연장되는 외측 표면을 의미하며, 이는 전술한 바와 같이 부시(580)의 내주면(5801)에 압입 고정될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(560)의 외륜(562)이 부시(580)의 내주면(5801)에 압입 고정되는 구조에 의해, 구름 베어링(560)은 회전축(510)이 반경 방향(R)으로 이동하지 않도록 그 회전 중심이 고정될 수 있다.And, the outer
한편, 구름 베어링(560)의 외륜(562) 중 반경 방향(R)으로 연장되는 외측 표면(도 9에서 수평면)은 베어링 고정부(555)의 내측 표면에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 구름 베어링(560)의 외륜(562)이 베어링 하우징(550)의 베어링 고정부(555)에 밀착되는 구조에 의해, 베어링 하우징(550)은 구름 베어링(560)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있고, 나아가 구름 베어링(560)의 내륜(561)과 체결된 회전축(510)의 축 방향(L) 이동을 방지할 수 있다.Meanwhile, an outer surface (horizontal surface in FIG. 9) extending in the radial direction R of the
이러한 구조에 따르면, 구름 베어링(560)의 내륜(561)은 회전축(510)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있고, 구름 베어링(560)의 내륜(561)이 회전축(510)과 함께 회전하는 동안 구름 베어링(560)의 외륜(562)은 부시(580)와 베어링 하우징(550)에 의해 고정된 상태를 유지하며, 이를 통해 회전축(510)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 고정한 상태에서 회전축(510)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.According to this structure, the
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(500)는 2개의 베어링이 회전축(510)을 편측(eccentric) 지지할 수 있다. 여기서, '편측 지지'라 함은 회전축(510)의 무게 중심(미표시)을 중심으로 2개의 베어링이 상대적으로 회전축(510)의 타단(510B) 측에 함께 배치되는 것을 의미한다.As described above, in the
여기서, 편측 지지와 반대되는 개념은 양측 지지로써, 도면에 도시되지는 않았으나 양측 지지의 경우 하나의 베어링(예컨대, 하나의 구름 베어링(560))은 로터(520) 측의 회전축(510)의 일단(510A) 부위를, 다른 하나의 베어링(예컨대, 또 하나의 구름 베어링(560))은 임펠러(540) 측에 인접하는 회전축(510)의 타단(510B) 부위를 지지하는 구조를 의미한다.Here, the concept opposite to the one-side support is both-side support, which is not shown in the drawing, but in the case of both-side support, one bearing (for example, one rolling bearing 560) is one end of the
이와 같이 회전축(510)이 양측 지지될 경우, 회전축(510)의 일단(510A)과 타단(510B)에는 각각 베어링과 베어링을 수용하는 하우징이 별개로 2개 구비되어야만 한다. 즉, 본 실시예와 비교하여 추가로 하나의 베어링 하우징(미도시)이 더 필요하며, 이 뿐만 아니라 회전축(510)의 일단(510A) 측에 베어링 하우징이 설치되어야 할 공간이 추가로 필요하게 되어 전체적으로 모터 어셈블리(500)의 크기와 하중이 증가할 수 밖에 없다.When the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(500)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(560)이 하나의 베어링 하우징(550)의 내부에 설치되므로 하나의 베어링 하우징(550)이 설치될 수 있는 공간만을 확보하면 되므로, 모터 어셈블리(500)의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(510)의 양단(510A, 510B)을 지지하는 베어링들 사이의 거리가 멀어 정렬이 용이하지 않으며, 이에 따라 회전 중심 오차가 발생하므로 회전축(510)의 회전 시 진동과 소음이 발생할 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, the distance between the bearings supporting the both ends 510A and 510B of the
반면, 양측 지지와는 달리, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(500)는 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(560)이 하나의 베어링 하우징(550)의 내부에 설치되되 회전축(510)의 타단(510B) 측에만 설치되므로, 회전축(510)에 설치되는 복수개의 베어링들 사이의 회전 중심 오차를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 회전축(510)이 고속으로 회전할 경우 발생하는 진동과 소음을 완화시킬 수 있어 안정적으로 회전축(510)을 지지할 수 있다.On the other hand, unlike the support on both sides, in the
또한, 양측 지지의 경우 회전축(510)의 양단(510A, 510B)을 지지하는 베어링들 간의 정렬을 위해 오링(O-ring)과 같은 소모품이 설치되어야 하나, 본 실시예에 따른 모터 어셈블리(500)는 마모로 인해 교체가 필요한 오링과 같은 소모품을 사용하지 않고도 회전축(510)을 안정적으로 지지할 수 있어 모터 어셈블리(500)의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수명 또한 연장시킬 수 있다.In addition, in the case of supporting both sides, consumables such as O-rings should be installed for alignment between bearings supporting both ends 510A and 510B of the
구체적으로, 하나의 베어링 하우징(550)은 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(560)을 수용할 수 있고, 가스 베어링(GB)과 구름 베어링(560)은 베어링 하우징(550)의 내부에 안착된 상태에서 회전축(510)을 회전 가능하도록 지지할 수 있다.Specifically, one bearing
전술한 바와 같이, 구름 베어링(560)은 회전축(510)을 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 모두 지지할 수 있는 스러스트 및 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있고, 가스 베어링(GB)은 회전축(510)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있는 저널 베어링의 기능을 수행할 수 있다.As described above, the rolling
본 실시예와 같이 회전축(510)이 수만 RPM 이상으로 고속 회전할 경우, 회전축(510)을 반경 방향(R)으로 지지하는 능력은 축 방향(L)으로 하중을 지지하는 능력보다 중요할 수 있다. 이러한 경우, 회전축(510)을 반경 방향(R)으로 지지하는 가스 베어링(GB)과, 회전축(510)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 동시에 지지하는 구름 베어링(560)의 조합으로 회전축(510)을 지지하는 것이 가장 바람직할 수 있다.When the
즉, 본 실시예는 비접촉 베어링의 일 예인 가스 베어링(GB)과 접촉식 베어링의 일 예인 구름 베어링(560)이 하나의 베어링 하우징(550)에 동시에 수용된 상태로 회전축(510) 중 로터(520)와 임펠러(540) 사이에 위치하는 부분을 지지함으로써, 회전축(510)을 축 방향(L) 및 반경 방향(R)으로 안정적으로 지지하기 위해 필요한 부품의 수를 줄일 수 있고, 이를 통해 모터 어셈블리(500)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.That is, in the present embodiment, a gas bearing (GB) as an example of a non-contact bearing and a rolling
도 11은 도 3 및 도 5에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.11 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing the motor assembly shown in FIGS. 3 and 5.
도 3 및 도 11을 함께 참조하면, 먼저 회전축(210)의 외주면(2102)에 구름 베어링(260)의 내륜(261)을 압입 고정하여, 회전축(210)에 구름 베어링(260)을 설치할 수 있다(S1101).Referring to FIGS. 3 and 11 together, first, the
다음으로, 구름 베어링(260)을 수용하는 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)을 코팅하여 코팅층(270)을 형성할 수 있다(S1102).Next, the
상기 회전축(210)에 구름 베어링(260)을 설치하는 단계(S1101)와, 상기 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)에 코팅층(270)을 코팅하는 단계(S1102)는 모터 어셈블리(200)의 제조 단계에서 사실 상 별개로 수행되어도 무방한 단계들이다.The step of installing the rolling
예컨대, 전술한 순서와는 반대로 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)을 코팅하여 코팅층(270)을 형성하는 단계(S1102)가 선행되고, 그 이후 회전축(210)에 구름 베어링(260)을 설치하는 단계(S1101)가 뒤따르도록 진행될 수도 있다.For example, the step of forming the
또한, 회전축(210)에 구름 베어링(260)을 설치하는 단계(S1101)와, 베어링 하우징(250)의 내주면(2501)을 코팅하여 코팅층(270)을 형성하는 단계(S1102)가 동시에 수행될 수도 있다.In addition, the step of installing the rolling
상기 설명한 단계들이 완료된 이후, 회전축(210)과 구름 베어링(260)을 베어링 하우징(250)에 결합할 수 있다(S1103). 즉, 구름 베어링(260)이 설치된 회전축(210)의 타단(210B)이 베어링 하우징(250)의 통공(251)을 관통하도록 도면 상으로 하측에서 상측으로, 즉 축 방향(L)을 따라 회전축(210)과 구름 베어링(260)을 베어링 하우징(250)에 결합할 수 있다.After the above-described steps are completed, the
상세히, 회전축(210)과 구름 베어링(260)을 베어링 하우징(250)에 결합하는 단계(S1103)는, 구름 베어링(260)의 외륜(262)을 코팅층(270)의 내주면(2701)에 압입 고정시키는 방식으로 수행될 수 있다.In detail, the step (S1103) of coupling the
전술한 제조 방법에 따르면, 회전축(210)의 반경 방향(R)을 따라 돌출되는 회전축(210)의 돌출부(211)의 외주면(2112)과 코팅층(270)의 내주면(2701) 사이에는 회전축(210)의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간(G)을 형성할 수 있다.According to the above-described manufacturing method, between the outer
한편, 도 5 및 도 11을 함께 참조하면, 먼저 회전축(310)의 외주면(3102)에 구름 베어링(360)의 내륜(361)을 압입 고정하여, 회전축(310)에 구름 베어링(360)을 설치할 수 있다(S1101).Meanwhile, referring to FIGS. 5 and 11 together, first, the
다음으로, 구름 베어링(360)을 수용하는 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)을 코팅하여 코팅층(370)을 형성할 수 있다(S1102). 이때, 코팅층(370)은 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 중 회전축(310)의 돌출부(311)와 마주보는 베어링 하우징(350)의 내주면(3501) 중 일부에 형성될 수 있다. 즉, 코팅층(370)은 베어링 하우징(350)의 가스 베어링 하우징부(354)의 내주면(3501)에 형성될 수 있다.Next, the
상기 회전축(310)에 구름 베어링(360)을 설치하는 단계(S1101)와, 상기 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 코팅층(370)을 코팅하는 단계(S1102)는 모터 어셈블리(300)의 제조 단계에서 사실 상 별개로 수행되어도 무방한 단계들이다.The step of installing the rolling
예컨대, 전술한 순서와는 반대로 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)을 코팅하여 코팅층(370)을 형성하는 단계(S1102)가 선행되고, 그 이후 회전축(310)에 구름 베어링(360)을 설치하는 단계(S1101)가 뒤따르도록 진행될 수도 있다.For example, the step of forming the
또한, 회전축(310)에 구름 베어링(360)을 설치하는 단계(S1101)와, 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)을 코팅하여 코팅층(370)을 형성하는 단계(S1102)가 동시에 수행될 수도 있다.In addition, the step of installing the rolling
상기 설명한 단계들이 완료된 이후, 회전축(310)과 구름 베어링(360)을 베어링 하우징(350)에 결합할 수 있다(S1103). 즉, 구름 베어링(360)이 설치된 회전축(310)의 타단(310B)이 베어링 하우징(350)의 통공(351)을 관통하도록 도면 상으로 하측에서 상측으로, 즉 축 방향(L)을 따라 회전축(310)과 구름 베어링(360)을 베어링 하우징(350)에 결합할 수 있다.After the above-described steps are completed, the
상세히, 회전축(310)과 구름 베어링(360)을 베어링 하우징(350)에 결합하는 단계(S1103)는, 구름 베어링(360)의 외륜(362)을 베어링 하우징(350)의 내주면(3501)에 압입 고정시키는 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 구름 베어링(360)의 외륜(362)은 베어링 하우징(350)의 구름 베어링 하우징부(352)의 내주면(3501)에 압입 고정될 수 있다.In detail, the step of coupling the
전술한 제조 방법에 따르면, 회전축(310)의 반경 방향(R)을 따라 돌출되는 회전축(310)의 돌출부(311)의 외주면(3112)과 코팅층(370)의 내주면(3701) 사이에는 회전축(310)의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간(G)을 형성할 수 있다.According to the above-described manufacturing method, between the outer
도 12는 도 7 및 도 9에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.12 is a flow chart schematically illustrating a method of manufacturing the motor assembly shown in FIGS. 7 and 9.
도 7 및 도 12를 함께 참조하면, 먼저 회전축(410)의 외주면(4102)에 구름 베어링(460)의 내륜(461)을 압입 고정하여, 회전축(410)에 구름 베어링(460)을 설치할 수 있다(S1201).Referring to FIGS. 7 and 12 together, first, the
다음으로, 구름 베어링(460)을 수용하는 부시(480)의 내주면(4801)을 코팅하여 코팅층(490)을 형성할 수 있다(S1202).Next, a
상기 회전축(410)에 구름 베어링(460)을 설치하는 단계(S1201)와, 상기 부시(480)의 내주면(4801)에 코팅층(490)을 코팅하는 단계(S1102)는 모터 어셈블리(400)의 제조 단계에서 사실 상 별개로 수행되어도 무방한 단계들이다.The step of installing the rolling
예컨대, 전술한 순서와는 반대로 부시(480)의 내주면(4801)을 코팅하여 코팅층(490)을 형성하는 단계(S1202)가 선행되고, 그 이후 회전축(410)에 구름 베어링(460)을 설치하는 단계(S1201)가 뒤따르도록 진행될 수도 있다.For example, the step of forming the
또한, 회전축(410)에 구름 베어링(460)을 설치하는 단계(S1201)와, 부시(480)의 내주면(4801)을 코팅하여 코팅층(490)을 형성하는 단계(S1202)가 동시에 수행될 수도 있다.In addition, the step of installing the rolling
상기 설명한 단계들이 완료된 이후, 부시(480)를 베어링 하우징(450)의 내주면(4501)에 압입 고정하여 결합시킬 수 있다(S1203).After the above-described steps are completed, the
그 이후, 회전축(410)과 구름 베어링(460)을 부시(480)의 내주면(4801)에 결합할 수 있다(S1204)(즉, 구름 베어링(460)이 설치된 회전축(410)을 부시(480)가 결합된 베어링 하우징(450)에 결합할 수 있다). 구체적으로, 구름 베어링(460)이 설치된 회전축(410)의 타단(410B)이 베어링 하우징(450)의 통공(451)을 관통하도록 도면 상으로 하측에서 상측으로, 즉 축 방향(L)을 따라 회전축(2410)과 구름 베어링(460)을 부시(480)에 결합할 수 있다.Thereafter, the
상세히, 회전축(410)과 구름 베어링(460)을 부시(480)에 결합하는 단계(S1204)는, 구름 베어링(460)의 외륜(462)을 부시(480)의 내주면(4801)에 압입 고정시키는 방식으로 수행될 수 있다.In detail, the step of coupling the
전술한 제조 방법에 따르면, 회전축(410)의 반경 방향(R)을 따라 돌출되는 회전축(410)의 돌출부(411)의 외주면(4112)과 코팅층(490)의 내주면(4901) 사이에는 회전축(410)의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간(G)을 형성할 수 있다.According to the above-described manufacturing method, the
한편, 도 9 및 도 12를 함께 참조하면, 먼저 회전축(510)의 외주면(5102)에 구름 베어링(560)의 내륜(561)을 압입 고정하여, 회전축(510)에 구름 베어링(560)을 설치할 수 있다(S1201).Meanwhile, referring to FIGS. 9 and 12 together, first, the
다음으로, 구름 베어링(560)을 수용하는 부시(580)의 내주면(5801)을 코팅하여 코팅층(590)을 형성할 수 있다(S1202).Next, a
이때, 코팅층(590)은 베어링 하우징(550)의 내주면(5501) 중 회전축(510)의 돌출부(511)와 마주보는 베어링 하우징(550)의 내주면(5501) 중 일부에 형성될 수 있다. 즉, 코팅층(590)은 베어링 하우징(550)의 가스 베어링 하우징부(554)의 내주면(5501)에 형성될 수 있다.In this case, the
상기 회전축(510)에 구름 베어링(560)을 설치하는 단계(S1201)와, 상기 부시(580)의 내주면(5801)에 코팅층(590)을 코팅하는 단계(S1202)는 모터 어셈블리(500)의 제조 단계에서 사실 상 별개로 수행되어도 무방한 단계들이다.The step of installing the rolling
예컨대, 전술한 순서와는 반대로 베어링 하우징(550)의 내주면(5501)을 코팅하여 코팅층(590)을 형성하는 단계(S1202)가 선행되고, 그 이후 회전축(510)에 구름 베어링(560)을 설치하는 단계(S1201)가 뒤따르도록 진행될 수도 있다.For example, the step of forming the
또한, 회전축(510)에 구름 베어링(560)을 설치하는 단계(S1201)와, 부시(580)의 내주면(5801)을 코팅하여 코팅층(590)을 형성하는 단계(S1202)가 동시에 수행될 수도 있다.In addition, the step of installing the rolling
상기 설명한 단계들이 완료된 이후, 부시(580)를 베어링 하우징(550)의 내주면(5501)에 압입 고정하여 결합시킬 수 있다(S1203).After the above-described steps are completed, the
그 이후, 회전축(510)과 구름 베어링(560)을 부시(580)의 내주면(5801)에 결합할 수 있다(S1203)(즉, 구름 베어링(560)이 설치된 회전축(510)을 부시(580)가 결합된 베어링 하우징(550)에 결합할 수 있다). 구체적으로, 구름 베어링(560)이 설치된 회전축(510)의 타단(510B)이 베어링 하우징(550)의 통공(551)을 관통하도록 도면 상으로 하측에서 상측으로, 즉 축 방향(L)을 따라 회전축(510)과 구름 베어링(560)을 부시(580)에 결합할 수 있다.Thereafter, the
상세히, 회전축(510)과 구름 베어링(560)을 부시(580)에 결합하는 단계(S1204)는, 구름 베어링(560)의 외륜(562)을 베어링 부시(580)의 내주면(5801)에 압입 고정시키는 방식으로 수행될 수 있다. 즉, 구름 베어링(560)의 외륜(562)은 베어링 하우징(550)의 구름 베어링 하우징부(552)의 내주면(5501)에 압입 고정될 수 있다.In detail, the step of coupling the
전술한 제조 방법에 따르면, 회전축(510)의 반경 방향(R)을 따라 돌출되는 회전축(510)의 돌출부(511)의 외주면(5112)과 코팅층(590)의 내주면(5901) 사이에는 회전축(510)의 회전 시 고압의 가스가 수용 가능한 소정의 공간(G)을 형성할 수 있다.According to the above-described manufacturing method, the
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 실시예들의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 실시예들에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the technical field related to the present embodiment will appreciate that it may be implemented in variously modified forms without departing from the essential characteristics of the above-described substrate. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the embodiments of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the embodiments of the present invention.
51: 인렛 바디 130: 스테이터
52: 모터 하우징 140: 임펠러
53: 디퓨져 141: 허브
53v: 디퓨져 베인 142: 블레이드
100: 모터 어셈블리 150: 베어링 하우징
110: 회전축 151: 통공
111: 돌출부 152: 구름 베어링 하우징부
112: 임펠러 결합부 153: 하우징 연결부
113: 지지부 154: 가스 베어링 하우징부
1131: 접촉부 155: 베어링 고정부
1132: 연결부 160: 구름 베어링
114: 로터 결합부 161: 내륜
120: 로터 162: 외륜
121: 마그네트 163: 볼
122: 마그네트 코어 170, 270, 370: 제1 코팅층
123: 제1 엔드 플레이트 480, 580: 부시
124: 제2 엔드 플레이트 490, 590: 제2 코팅층51: inlet body 130: stator
52: motor housing 140: impeller
53: diffuser 141: hub
53v: diffuser vane 142: blade
100: motor assembly 150: bearing housing
110: rotation shaft 151: through hole
111: protrusion 152: rolling bearing housing part
112: impeller coupling portion 153: housing connection
113: support 154: gas bearing housing
1131: contact portion 155: bearing fixing portion
1132: connection 160: rolling bearing
114: rotor coupling portion 161: inner ring
120: rotor 162: outer ring
121: magnet 163: ball
122:
123:
124:
Claims (22)
상기 회전축에 설치되는 로터;
상기 회전축의 반경 방향을 따라 상기 로터와 소정 간격 이격되도록 상기 로터의 외측을 둘러싸는 스테이터;
상기 회전축의 축 방향을 따라 상기 로터와 소정 간격 이격되도록 상기 회전축에 설치되는 임펠러;
상기 회전축이 관통하는 통공을 구비하되, 상기 로터와 상기 임펠러의 사이에 설치되는 베어링 하우징; 및
상기 베어링 하우징에 설치되어 상기 회전축을 지지하는 구름 베어링;을 포함하고,
상기 회전축은, 상기 회전축의 반경 방향 외측을 향해 돌출되는 돌출부;를 포함하고,
상기 베어링 하우징은, 상기 돌출부의 외주면과 소정 간극 이격되어 상기 돌출부를 감싸고, 상기 간극을 유동하는 고압의 가스에 의해 상기 회전축은 상기 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.Rotating shaft;
A rotor installed on the rotating shaft;
A stator surrounding the outer side of the rotor so as to be spaced apart from the rotor along a radial direction of the rotation shaft;
An impeller installed on the rotation shaft to be spaced apart from the rotor by a predetermined distance along the axial direction of the rotation shaft;
A bearing housing provided with a through hole through which the rotation shaft passes, and installed between the rotor and the impeller; And
Includes; a rolling bearing installed in the bearing housing to support the rotation shaft,
The rotation shaft includes a protrusion protruding toward an outer radial direction of the rotation shaft,
The bearing housing is spaced apart from an outer peripheral surface of the protrusion by a predetermined gap to surround the protrusion, and the rotation shaft is supported in the radial direction by a high-pressure gas flowing through the gap.
상기 임펠러와 상기 구름 베어링 및 상기 돌출부는 상기 회전축의 상기 축 방향을 따라 순서대로 배치되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.The method of claim 1,
The motor assembly, characterized in that the impeller, the rolling bearing, and the protrusion are arranged in order along the axial direction of the rotation shaft.
상기 베어링 하우징의 내주면에 형성되는 제1 코팅층을 더 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 1,
Motor assembly further comprising a first coating layer formed on the inner peripheral surface of the bearing housing.
상기 제1 코팅층은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 루브라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 3,
The first coating layer is polytetrafluoroethylene, diamond like carbon, rubrite, molybdenum disulphide, D10, boron nitride, ceramic powder. ), soap, copper, lead, and a soft metal.
상기 구름 베어링의 외주면은, 상기 제1 코팅층의 일부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.The method of claim 3,
The motor assembly, characterized in that the outer peripheral surface of the rolling bearing is in contact with a part of the first coating layer.
상기 간극은, 상기 제1 코팅층과 상기 돌출부의 외주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.The method of claim 5,
The gap, the motor assembly, characterized in that formed between the first coating layer and the outer peripheral surface of the protrusion.
상기 구름 베어링의 외주면은, 상기 베어링 하우징의 내주면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.The method of claim 3,
The motor assembly, characterized in that the outer peripheral surface of the rolling bearing is in contact with the inner peripheral surface of the bearing housing.
상기 제1 코팅층은, 상기 구름 베어링 하우징의 내주면 중 상기 돌출부의 외주면과 마주보는 부분에 형성되고, 상기 간극은 상기 제1 코팅층과 상기 돌출부의 외주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.The method of claim 7,
The first coating layer is formed on a portion of the inner peripheral surface of the rolling bearing housing facing the outer peripheral surface of the protrusion, and the gap is formed between the first coating layer and the outer peripheral surface of the protrusion.
상기 회전축은,
상기 임펠러가 설치되는 임펠러 결합부와,
상기 회전축의 상기 반경 방향을 따라 상기 베어링 하우징과 대향하는 지지부와,
상기 로터가 설치되는 로터 결합부를 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 1,
The rotating shaft,
An impeller coupling portion in which the impeller is installed,
A support part facing the bearing housing along the radial direction of the rotation shaft,
A motor assembly comprising a rotor coupling portion to which the rotor is installed.
상기 지지부는,
상기 구름 베어링의 내주면과 접촉하는 접촉부와,
상기 접촉부로부터 상기 회전축의 상기 축 방향으로 연장되며, 상기 회전축의 상기 반경 방향을 기준으로 상기 베어링 하우징의 상기 내주면에 대해 상기 베어링 하우징의 상기 내주면과 상기 돌출부의 상기 외주면 사이에 형성되는 상기 간극보다 넓은 공간을 두고 서로 이격되는 연결부를 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 9,
The support part,
A contact portion in contact with the inner circumferential surface of the rolling bearing,
It extends in the axial direction of the rotation shaft from the contact part, and is wider than the gap formed between the inner circumferential surface of the bearing housing and the outer circumferential surface of the protrusion with respect to the inner circumferential surface of the bearing housing based on the radial direction of the rotation shaft. A motor assembly comprising a connection that is spaced apart from each other.
상기 베어링 하우징은,
상기 구름 베어링의 외주면을 둘러싸되, 상대적으로 상기 임펠러에 인접하도록 배치되는 구름 베어링 하우징부와,
상기 구름 베어링 하우징부로부터 상기 회전축의 상기 축 방향으로 연장되며, 상기 연결부의 외주면을 둘러싸되, 상기 연결부와 상기 공간을 두고 서로 이격되는 하우징 연결부와,
상기 하우징 연결부로부터 상기 회전축의 상기 축 방향으로 연장되고, 상기 돌출부의 외주면을 둘러싸되, 상기 돌출부와 상기 간극을 두고 서로 이격되도록 배치되며, 상대적으로 상기 로터에 인접하도록 배치되는 가스 베어링 하우징부를 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 10,
The bearing housing,
A rolling bearing housing portion surrounding the outer circumferential surface of the rolling bearing and disposed relatively adjacent to the impeller,
A housing connection part extending from the rolling bearing housing part in the axial direction of the rotation shaft, surrounding an outer peripheral surface of the connection part, and spaced apart from each other with the connection part and the space,
It includes a gas bearing housing part extending from the housing connection part in the axial direction of the rotation shaft, surrounding the outer circumferential surface of the protruding part, and disposed to be spaced apart from each other with the protrusion and the gap, and disposed relatively adjacent to the rotor. , Motor assembly.
상기 구름 베어링은,
상기 회전축의 외주면에 압입 고정되는 내륜과,
상기 베어링 하우징의 내주면에 압입 고정되는 외륜과,
상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되는 볼을 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 1,
The rolling bearing,
An inner ring press-fitted to the outer circumferential surface of the rotating shaft,
An outer ring press-fitted to the inner peripheral surface of the bearing housing, and
A motor assembly comprising a ball interposed between the inner ring and the outer ring.
상기 회전축의 회전 시,
상기 구름 베어링의 상기 내륜은 상기 회전축과 함께 회전하고,
상기 구름 베어링의 상기 외륜은 상기 베어링 하우징에 의해 고정된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.The method of claim 12,
When the rotation shaft rotates,
The inner ring of the rolling bearing rotates together with the rotation shaft,
The motor assembly, characterized in that the outer ring of the rolling bearing is maintained in a fixed state by the bearing housing.
상기 베어링 하우징은 상기 회전축의 상기 반경 방향을 따라 내측으로 돌출되는 베어링 고정부를 포함하고,
상기 통공은 상기 베어링 고정부에 의해 둘러싸이는 빈 공간이며,
상기 베어링 고정부는 상기 회전축의 상기 축 방향을 따라 상기 구름 베어링의 상기 외륜이 상기 임펠러 측으로 이동하는 것을 방지하는, 모터 어셈블리.The method of claim 13,
The bearing housing includes a bearing fixing part protruding inwardly along the radial direction of the rotation shaft,
The through hole is an empty space surrounded by the bearing fixing part,
The bearing fixing part prevents the outer ring of the rolling bearing from moving toward the impeller along the axial direction of the rotation shaft.
상기 베어링 하우징은 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하되,
상기 니켈-크롬 합금은 니켈의 함량이 크롬의 함량보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.The method of claim 1,
The bearing housing includes at least one of aluminum and brass, bronze and nickel-chromium alloy,
The nickel-chromium alloy is a motor assembly, characterized in that the content of nickel is greater than the content of chromium.
상기 베어링 하우징의 상기 내주면에 설치되는 부시를 더 포함하고,
상기 부시는 알루미늄과 황동, 청동 및 니켈-크롬 합금 중 하나 이상을 포함하되,
상기 회전축의 회전 시 상기 부시의 내주면과 상기 돌출부의 상기 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 간극이 형성되고, 상기 회전축은 상기 간극에서 유동하는 상기 고압의 가스에 의해 상기 회전축의 상기 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.The method of claim 1,
Further comprising a bush installed on the inner peripheral surface of the bearing housing,
The bush includes at least one of aluminum and brass, bronze and nickel-chromium alloy,
When the rotation shaft is rotated, a gap is formed between the inner circumferential surface of the bush and the outer circumferential surface of the protrusion, and the rotation shaft is supported in the radial direction of the rotation shaft by the high pressure gas flowing in the gap. It characterized in that the motor assembly.
상기 부시의 상기 내주면에 형성되는 제2 코팅층을 더 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 16,
The motor assembly further comprising a second coating layer formed on the inner peripheral surface of the bush.
상기 제2 코팅층은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 다이아몬드유사 탄소막(diamond like carbon), 부르라이트(lubrite), 이황화몰리브덴(molybden disulphide), D10, 질화붕소(boron nitride), 세라믹 가루(ceramic powder), 비누(soap), 구리(copper), 납(lead) 및 연질 금속(soft metal) 중 하나 이상을 포함하는, 모터 어셈블리.The method of claim 17,
The second coating layer is polytetrafluoroethylene, diamond like carbon, lubrite, molybdenum disulphide, D10, boron nitride, ceramic powder. ), soap, copper, lead, and a soft metal.
상기 제2 코팅층의 내주면의 일부는 상기 구름 베어링의 외주면과 접촉하고,
상기 회전축의 회전 시 상기 제2 코팅층의 상기 내주면 중 다른 일부와 상기 돌출부의 상기 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 상기 회전축은 상기 간극에서 유동하는 상기 고압의 가스에 의해 상기 회전축의 상기 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.The method of claim 17,
Part of the inner peripheral surface of the second coating layer is in contact with the outer peripheral surface of the rolling bearing,
When the rotation shaft is rotated, a predetermined gap is formed between another part of the inner circumferential surface of the second coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion, and the rotation shaft is formed by the high-pressure gas flowing in the gap. Motor assembly, characterized in that supported in the radial direction of the rotation shaft.
상기 제2 코팅층은 상기 회전축의 상기 반경 방향을 따라 상기 돌출부를 감싸도록 상기 부시의 상기 내주면 중 일부에 형성되고,
상기 부시의 상기 내주면 중 다른 일부는 상기 구름 베어링의 외주면과 접촉하며,
상기 회전축의 회전 시 상기 제2 코팅층의 내주면과 상기 돌출부의 상기 외주면 사이에는 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극이 형성되고, 상기 회전축은 상기 간극에서 유동하는 상기 고압의 가스에 의해 상기 회전축의 상기 반경 방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.The method of claim 17,
The second coating layer is formed on a portion of the inner circumferential surface of the bush to surround the protrusion along the radial direction of the rotation shaft,
Another part of the inner peripheral surface of the bush is in contact with the outer peripheral surface of the rolling bearing,
When the rotation shaft rotates, a predetermined gap is formed between the inner circumferential surface of the second coating layer and the outer circumferential surface of the protrusion, and the rotation shaft is formed by the high-pressure gas flowing through the gap. Motor assembly, characterized in that supported in the radial direction.
상기 구름 베어링을 수용하는 베어링 하우징의 내주면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 회전축과 상기 구름 베어링을 상기 베어링 하우징에 설치하는 단계;를 포함하고,
상기 회전축과 상기 구름 베어링을 상기 베어링 하우징에 결합하는 단계는,
상기 구름 베어링의 외륜을 상기 코팅층의 내주면에 압입 고정시키고,
상기 회전축의 반경 방향을 따라 돌출되는 상기 회전축의 돌출부의 외주면과 상기 코팅층의 내주면 사이에 상기 회전축의 회전 시 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.Press-fitting the inner ring of the rolling bearing to the outer peripheral surface of the rotating shaft;
Forming a coating layer by coating an inner circumferential surface of a bearing housing accommodating the rolling bearing; And
Including; installing the rotating shaft and the rolling bearing in the bearing housing; Including,
The step of coupling the rotation shaft and the rolling bearing to the bearing housing,
Press-fit and fix the outer ring of the rolling bearing to the inner circumferential surface of the coating layer,
A method of manufacturing a motor assembly, characterized in that a predetermined gap is formed between the outer circumferential surface of the protrusion of the rotation shaft and the inner circumferential surface of the coating layer protruding along the radial direction of the rotation shaft, allowing high-pressure gas to flow when the rotation shaft is rotated.
상기 구름 베어링을 수용하는 부시의 내주면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계;
상기 부시를 베어링 하우징의 내주면에 설치하는 단계; 및
상기 회전축과 상기 구름 베어링을 상기 베어링 하우징에 설치하는 단계;를 포함하고,
상기 회전축과 상기 구름 베어링을 상기 베어링 하우징에 설치하는 단계는,
상기 구름 베어링의 외륜을 상기 코팅층의 내주면에 압입 고정시키고,
상기 회전축의 반경 방향을 따라 돌출되는 상기 회전축의 돌출부의 외주면과 상기 코팅층의 내주면 사이에 상기 회전축의 회전 시 고압의 가스가 유동 가능한 소정의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.Press-fitting the inner ring of the rolling bearing to the outer peripheral surface of the rotating shaft;
Forming a coating layer by coating an inner circumferential surface of the bush accommodating the rolling bearing;
Installing the bush on the inner peripheral surface of the bearing housing; And
Including; installing the rotating shaft and the rolling bearing in the bearing housing; Including,
The step of installing the rotating shaft and the rolling bearing in the bearing housing,
Press-fit and fix the outer ring of the rolling bearing to the inner circumferential surface of the coating layer,
A method of manufacturing a motor assembly, characterized in that a predetermined space is formed between the outer circumferential surface of the protrusion of the rotation shaft and the inner circumferential surface of the coating layer protruding along the radial direction of the rotation shaft, allowing high-pressure gas to flow when the rotation shaft is rotated.
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