KR101320187B1 - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터 - Google Patents

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브; 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징; 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로; 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡; 및 상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브의 축방향 하부에 배치되는 스러스트 플레이트; 를 포함하며, 상기 슬리브의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성될 수 있다.

Description

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터 {Fluid dynamic bearing assembly and motor having the same}
본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체 동압 베어링 어셈블리의 슬리브의 구조를 단순화하여 모터의 구성요소들을 금형에서 제작할 수 있도록 함으로써, 제조 비용이 절감되고 유체 동압 베어링 어셈블리의 축방향 유격(axial play)을 조립에 의해 관리할 수 있는 유체 동압 베어링 모터에 관한 것이다.
일반적으로 기록 디스크 구동장치에 사용되는 소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고, 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에 형성된 베어링 간극(clearance)에 오일과 같은 윤활 유체가 충전되며, 샤프트의 회전시 상기 베어링 간극에 충전된 오일이 압축되면서 유체 동압을 형성하여서 샤프트를 회전가능하게 지지한다.
또한, 샤프트를 지지하는 슬리브에는 바이패스 유로가 슬리브 내에 축방향으로 관통 형성되어, 오일의 압축에 의해 발생하는 오일의 압력을 분산하게 된다. 이러한 슬리브에는 바이패스 유로가 형성될 뿐만 아니라, 유체 동압 베어링 어셈블리의 다른 부품들을 고정하기 위한 부분들이 형성되어야 한다. 따라서 슬리브를 제작함에 있어서 일단 중공부를 갖는 원통을 제작한 다음, 별도의 기계 가공에 의해 바이패스 유로를 형성하고, 다른 부붐들을 고정하기 위한 부분들을 가공하여야 한다.
유체 동압 베어링 어셈블리는 소형의 부품들을 결합하여 이루어지기 때문에, 상기 슬리브의 기계 가공은 매우 정밀하게 이루어져야 하며, 따라서 가공 공정이 어렵고, 가공 시간이 오래 걸려, 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬리브의 구성을 단순화하고 슬리브의 외주면과 슬리브 하우징 사이에 압력 분산 홀을 형성하여 슬리브를 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리의 구성부품들을 단순화하여 모든 부품들을 금형에서 제작할 수 있도록 함으로써, 제조 비용이 절감되고 생산성이 향상된 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유체 동압 베어링 어셈블리의 축방향 유격을 조립에 의해 관리할 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브; 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징; 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로; 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡; 및 상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브 및 상기 오일 실링 캡 사이에 배치되는 스러스트 플레이트; 를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 있어서, 상기 오일 실링 캡은 상기 슬리브 하우징과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 있어서, 상기 슬리브 하우징은 투명 플라스틱을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브, 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징, 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로, 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡, 및 상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브의 축방향 하부에 배치되는 스러스트 플레이트를 포함하며, 상기 슬리브의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 상기 스러스트 플레이트의 상면과 상기 슬리브의 하면 사이의 간극 및 상기 스러스트 플레이트의 하면과 상기 슬리브 하부를 커버하는 실링 커버 사이의 간극에 스러스트 베어링이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 상기 스러스트 플레이트의 상면과 상기 오일 실링 캡의 하면 사이의 간극 및 상기 스러스트 플레이트의 하면과 상기 슬리브의 상면 사이의 간극에 스러스트 베어링이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 있어서, 상기 슬리브는 Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 있어서, 상기 슬리브 하우징의 하면에는, 상기 슬리브의 하부를 커버하는 실링 커버의 외주연에 형성된 절곡부가 수용되도록 일부가 함몰된 단턱이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리에 있어서, 상기 슬리브의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면은 접착제에 의해 접합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브, 상기 슬리브와 상기 샤프트의 하부를 커버하며, 외주연에 절곡부가 형성된 실링 커버, 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되며, 하면에 상기 절곡부가 수용되도록 함몰되어 형성된 단턱을 포함하는 슬리브 하우징, 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로, 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡, 및 상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브 및 상기 오일 실링 캡 사이에 배치되는 스러스트 플레이트를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성될 수 있고,
상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브, 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징, 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로, 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 외경이 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성되고, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡, 및 상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브 및 상기 오일 실링 캡 사이에 배치되는 스러스트 플레이트를 포함하며, 상기 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있으며, 상기 슬리브 하우징은 상기 오일 실링 캡의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 오일 실링 캡에서 상기 슬리브의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 단차부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브, 상기 샤프트가 삽입되는 관통홀이 형성되며, 상기 슬리브의 축방향 상부에 배치되고, 외경이 상기 슬리브의 외경보다 크게 형성되는 스러스트 플레이트, 상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징, 상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로, 및 상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 외경이 상기 스러스트 플레이트의 외경보다 크게 형성되고, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡을 포함하며, 상기 스러스트 플레이트의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있으며, 상기 슬리브 하우징은 상기 스러스트 플레이트의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 스러스트 플레이트에서 상기 슬리브의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 제1 안착부, 및 상기 오일 실링 캡의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 오일 실링 캡의 상기 스러스트 플레이트의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 제2 안착부를 포함할 수 있다.
한편, 다른 측면에서, 본 발명에 따른 모터는 상기 실시예들 중 어느 하나의 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리가 고정되는 지지부를 가지는 스테이터, 및 상기 스테이터의 코일과 상호작용으로 전자기력을 발생하는 마그넷을 가지는 로터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 구비하는 모터에 의하면, 슬리브의 구성을 단순화하고 슬리브의 외주면에 압력을 분산하는 바이패스 유로를 형성하여, 슬리브를 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리의 구성부품들을 단순화하여 모든 부품들을 금형에서 제작할 수 있도록 함으로써, 제조 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 축방향 유격을 조립에 의해 관리할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B' 선의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 슬리브를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 형태를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 형태의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B' 선의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 슬리브를 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 모터의 구성을 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리(100), 스테이터(40) 및 로터(20)를 포함할 수 있다.
유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 스테이터(40)의 지지부(42)의 내측에 배치 고정될 수 있으며, 슬리브(120), 슬리브 하우징(130) 등을 포함할 수 있다. 유체 동압 베어링 어셈블리(100)의 구체적인 실시예들은 이하에서 기술하기로 하며, 본 발명에 따른 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리(100)의 각 실시예들의 구체적인 특징을 전부 가질 수 있다.
로터(20)는 스테이터(40)의 코일(46)과 대응하는 환형의 마그네트(24)를 외주부에 구비하는 컵상의 로터 케이스(22)를 구비한다. 상기 마그네트(24)는 원주 방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생하는 영구자석이다.
여기서, 상기 로터 케이스(22)는 샤프트(62)의 상단에 압입되어 고정되도록 하는 허브 베이스(23) 및 허브 베이스(23)에서 외경방향으로 연장되고 축방향 하측으로 절곡되어 로터(20)의 마그네트(24)를 지지하는 마그네트 지지부(24)로 이루어 진다.
한편, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼 때, 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 외경 또는 내경방향은 샤프트(110)를 기준으로 로터(20)의 외측단 방향 또는 로터(20)의 외측단을 기준으로 샤프트(110)의 중심 방향을 의미한다.
상기 스테이터(40)는 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100)가 끼워져 고정되도록 하는 지지부(42), 다수의 코어(44) 및 상기 코어(44)를 감싸는 코일(46)을 포함한다.
상기 코일(46)과 상기 마그네트(24)의 전자기적 상호작용에 의해 로터(20)는 회전하게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 각 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110), 슬리브(120), 슬리브 하우징(130), 실링 커버(140), 스러스트 플레이트(150), 및 오일 실링 캡(160)을 포함할 수 있다.
샤프트(110)는 슬리브(120)의 중앙 부분에 형성된 중공부(121)에 삽입되고, 스러스트 플레이트(150)는 슬리브(120)의 축방향 상부에 배치되며, 오일 실링 캡(160)은 스러스트 플레이트(150)의 축방향 상부에 배치되어 스러스트 플레이트(150)를 축 방향에서 고정한다. 샤프트(110)와 슬리브(120)의 하부에는 샤프트(110)와 슬리브(120)를 지지하는 실링 커버(140)가 배치된다. 슬리브 하우징(130)은 슬리브(120), 스러스트 플레이트(150), 오일 실링 캡(160) 및 실링 커버(140)의 외주면을 커버한다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 중공부(121)와 미소 간극을 가지도록 삽입되며, 상기 미소 간극에는 오일이 충전되며 상기 샤프트(110)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 래디얼 베어링에 의해 발생하는 동압으로 로터(20)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다. 이때, 래디얼 베어링은 리저버(111)로부터 오일을 공급받을 수 있다. 즉, 슬리브(120)와 실링 커버(140) 사이의 간극과, 슬리브(120)와 샤프트(110) 사이의 간극은 서로 연통되고, 각각에 주입되는 오일은 자유롭게 유동하여 순환할 수 있다.
실링 커버(140)는 탄성 재질로 구성되어, 슬리브 하우징(130)의 내부에 형성된 관통홀의 하부에 결합할 때, 탄성 변형되며, 슬리브 하우징(130)의 관통홀을 커버하여 슬리브(120)와 샤프트(110)를 지지한다. 실링 커버(140)는 외주면이 슬리브 하우징(130)의 내주면에 접촉하여 결합할 수 있으며, 외주면이 축방향을 향하도록 형성된 절곡부가 슬리브 하우징(130)의 내주면에 접촉하여 결합할 수 있다. 실링 커버(140)와 슬리브(120) 사이의 간극에 리저버(111)가 형성되며, 리저버(111)에 오일을 수용하여, 그 자체로서 샤프트(110)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
슬리브(120)는 중앙 부분에 샤프트(110)가 삽입되도록 중공부(121)가 형성되어 있으며, 슬리브(120)의 외주면에는 슬리브(120)의 상부와 하부를 연결하는 하나 이상의 홈(122)이 형성되어 있다. 슬리브(120)가 슬리브 하우징(130)에 결합할 때, 상기 홈(122)과 슬리브 하우징(130)의 내주면에 의해 슬리브(120)의 상부와 하부를 연통하도록 형성되어, 슬리브(120)의 중공부(121) 내의 윤활 유체의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로(132)를 형성하게 된다.
슬리브(120)는 Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있으며, 외경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 슬리브(120) 제작 시 하나의 금형에서 제작할 수 있다.
슬리브 하우징(130)은 슬리브(120)가 삽입되도록 형성되며, 내경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 슬리브 하우징(130)의 제작이 하나의 금형에서 이루어질 수 있다. 슬리브 하우징(130)은 투명 플라스틱을 프레스 가공하여 형성될 수 있으며, 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 슬리브 하우징(130)의 내주면은 윤활 유체가 충전될 필요가 없으므로, 접착제에 의해 접합될 수 있다.
스러스트 플레이트(150)는 슬리브(120)의 축방향 상부에 배치되며, 중앙에 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비하여, 이 홀에 샤프트(110)가 삽입된다. 이때, 스러스트 플레이트(150)는 별도로 제조되어 샤프트(110)와 결합할 수도 있으나, 제조시부터 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 샤프트(110)의 회전 운동시 샤프트(110)를 따라 회전 운동할 수 있게 된다. 스러스트 플레이트(150)와 슬리브(120) 사이의 간극에는 제1의 스러스트 베어링이 개재된다.
제1의 스러스트 베어링은 유체 베어링으로서 스러스트 플레이트(150)를 지지하며, 스러스트 플레이트(150)의 회전 운동시 스러스트 플레이트(150)와 슬리브(120) 사이의 마찰을 줄일 수 있어, 안정적인 운동을 유지할 수 있도록 한다. 제1의 스러스트 베어링은 스러스트 플레이트(150)와 슬리브(120) 사이의 간극에 오일을 주입함으로써 형성될 수 있으며, 상술한 래디얼 베어링과 연결된다. 즉, 스러스트 플레이트(150)와 슬리브(120) 사이의 간극과, 슬리브(120)와 샤프트(110) 사이의 간극은 서로 연통되고, 각각에 주입되는 오일은 자유롭게 유동하여 순환할 수 있다.
오일 실링 캡(160)은 스러스트 플레이트(150)의 축방향 상부에 배치되며, 스러스트 플레이트(150)를 축 방향으로 고정하고 윤활 유체의 유로를 실링하도록 하면에 돌출부가 형성될 수 있다. 오일 실링 캡(160)은 바이패스 유로(132)와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 윤활 유체를 테이퍼 실링하도록 구성될 수 있다. 오일 실링 캡(160)은 슬리브 하우징(130)과 별도의 부재로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서처럼 슬리브 하우징(130)과 일체로 형성될 수도 있다. 오일 실링 캡(160), 스러스트 플레이트(150) 및 슬리브 하우징(130)에 의해 형성되는 간극에는 래디얼 베어링이 형성될 수 있다.
래디얼 베어링은 유체베어링으로서, 스러스트 플레이트(150)의 외주면과 슬리브 하우징(130)의 내주면 사이와, 스러스트 플레이트(150)의 상면 일부와 오일 실링 캡(160)의 하면 일부의 사이에 형성되는 간극에 오일을 주입함으로써 형성될 수 있으며, 스러스트 플레이트(150)의 회전 운동 시, 스러스트 플레이트(150)와 슬리브 하우징(130) 사이, 스러스트 플레이트(150)와 오일 실링 캡(160) 사이의 마찰을 줄일 수 있어, 안정적인 운동을 유지할 수 있도록 한다.
또한, 스러스트 플레이트(150)의 상면과 상기 오일 실링 캡(160)의 하면 사이의 간극의 오일 유로에 의해 제2의 스러스트 베어링이 형성될 수 있다.
또한, 스러스트 플레이트(150)의 외주면과 슬리브 하우징(130)의 내주면 사이에 형성되는 래디얼 베어링 및 제2의 스러스트 베어링은 제1의 스러스트 베어링과 연결된다. 즉, 스러스트 플레이트(150)와 슬리브(120) 사이의 간극과, 스러스트 플레이트(150), 오일 실링 캡(160) 및 슬리브 하우징(130) 사이의 간극이 서로 연통되고, 각각에 주입되는 오일은 자유롭게 유동하여 순환할 수 있다.
한편, 슬리브(120)의 홈(122)과 슬리브 하우징(130)의 내주면에 의해 형성된 바이패스 유로(132)는 상기 제1의 스러스트 베어링 및 스러스트 플레이트(150)의 외주면과 슬리브 하우징(130)의 내주면 사이에 형성되는 래디얼 베어링과 리저버(111)를 연결하고, 바이패스 유로(132)를 통하여 제1의 스러스트 베어링 및 스러스트 플레이트(150)의 외주면과 슬리브 하우징(130)의 내주면 사이에 형성되는 래디얼 베어링을 이루는 오일과 리저버(111)를 이루는 오일이 원활하게 순환할 수 있으며, 이로써 유체 동압 베어링 어셈블리 내부의 각 유체 베어링에 발생하는 압력을 균일하게 분산할 수 있고, 유체 동압 베어링 어셈블리 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서는 상기 래디얼 베어링, 제1의 스러스트 베어링, 스러스트 플레이트(150)의 외주면과 슬리브 하우징(130)의 내주면 사이에 형성되는 래디얼 베어링 및 리저버를 이루는 것으로 오일을 제시하였으나, 설계상의 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터의 단면도이다. 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터는 슬리브 하우징과 실링 커버간 결합의 변형예를 나타낸 것으로, 이외의 구성은 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터와 실질적으로 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터에서 유체 동압 베어링 어셈블리(200)는 샤프트(210)가 삽입되는 슬리브(220), 상기 슬리브(220)와 상기 샤프트(210)의 하부를 커버하는 실링 커버(240), 상기 슬리브(220)가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징(230), 및 윤활 유체를 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡(260)을 포함할 수 있다. 이때, 슬리브 하우징(230)과 오일 실링 캡(260)은 별개로 제조될 수 있으며, 일체로 형성될 수도 있다. 슬리브(220)와 슬리브 하우징(230) 사이에는 바이패스 유로가 형성된다.
슬리브(220)는 외경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성되고, 실링 커버(240)는 외주연에 절곡부가 형성되고, 상기 절곡부는 슬리브 하우징(230)의 하면에 함몰되어 형성된 단턱(231)에 수용될 수 있다.
이렇게, 본 실시예에 있어서 슬리브 하우징(230)에 실링 커버(240)가 결합되는 단턱(231)을 형성함으로써, 슬리브 하우징(230)과 실링 커버(240)의 결합을 더욱 확고히 할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터의 단면도이다. 도 6에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터는 오일 실링 캡의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 오일 실링 캡에서 슬리브의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 단차부가 슬리브 하우징에 형성된다는 점에서 본 발명의 제1 실시예의 변형예를 나타낸 것으로, 이외의 구성은 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리와 실질적으로 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터에 있어서 유체 동압 베어링 어셈블리(300)는 샤프트(310)가 삽입되는 슬리브(320), 상기 슬리브(320)와 상기 샤프트(310)의 하부를 커버하는 실링 커버(340), 상기 슬리브(320)가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징(330), 및 윤활 유체를 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡(360)을 포함할 수 있다. 이때, 슬리브(320)는 외경이 축방향으로 연속하여 동일하게 형성될 수 있다. 슬리브(320)와 슬리브 하우징(330) 사이에는 바이패스 유로가 형성된다.
오일 실링 캡(360)은 외경이 상기 슬리브(320)의 외경보다 크게 형성되고, 슬리브 하우징(330)은 상기 오일 실링 캡(360)의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 오일 실링 캡(360)에서 상기 슬리브(320)의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 단차부(332)를 포함할 수 있다. 이때, 슬리브 하우징(330)은 판재를 프레스 가공에 의하여 제조함으로써 상기 단차부(332)의 형성을 용이하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 단면도이다. 도 7에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터는 슬리브 하우징이 오일 실링 캡의 외경방향 외측 및 스러스트 플레이트의 외경방향 외측에 각각 안착부를 포함한다는 점에서 제3 실시예의 변형예를 나타낸 것으로, 이외의 구성은 도 6에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터와 실질적으로 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리(400)는 샤프트(410)가 삽입되는 관통홀이 형성되며, 슬리브(420)의 축방향 상부에 배치되고, 외경이 상기 슬리브(420)의 외경보다 크게 형성되는 스러스트 플레이트(450)를 포함하고, 상기 스러스트 플레이트(450)의 상부에 배치되며, 외경이 상기 스러스트 플레이트(450)의 외경보다 크게 형성되는 오일 실링 캡(460)을 포함할 수 있다. 이때, 슬리브(420)와 슬리브 하우징(430) 사이에는 바이패스 유로가 형성된다.
슬리브 하우징(430)은 상기 스러스트 플레이트(450)의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 스러스트 플레이트(450)에서 상기 슬리브(420)의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 제1 안착부(434)를 포함하고, 상기 오일 실링 캡(460)의 외경방향 외측에 배치되며, 상기 오일 실링 캡(460)의 상기 스러스트 플레이트(450)의 외주면으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성된 제2 안착부(432)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 슬리브 하우징(430)은 판재를 프레스 가공에 의하여 제조함으로써 상기 제1 안착부(434) 및 제2 안착부(432)의 형성을 용이하게 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 경우, 스러스트 플레이트와 오일 실링 캡을 지지하는 슬리브 하우징의 단차부와 제1 및 제2 안착부를 프레스 가공에 의해 형성할 수 있으므로, 간명한 구조로 스러스트 플레이트와 오일 실링 캡의 지지를 확고하게 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 모터의 단면도이다. 도 8에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 모터는 스러스트 플레이트가 샤프트의 축방향 하부에 배치된다는 점에서 제1 실시예와 다르며, 따라서 이들 다른 구성을 중심으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 모터의 유체 동압 베어링 어셈블리(500)는 샤프트(510)가 삽입되는 관통홀이 형성되며, 슬리브(520)의 축방향 하부에 배치되는 스러스트 플레이트(550)를 포함하고, 상기 스러스트 플레이트(550)의 축방향 상부에 슬리브(520)가 배치되며, 오일 실링 캡(460)이 슬리브(520)의 축 방향 상부에 배치될 수 있다. 이때, 슬리브(520)와 슬리브 하우징(530) 사이에는 바이패스 유로가 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(550)의 상면과 상기 슬리브(520)의 하면 사이의 간극, 상기 스러스트 플레이트(550)의 외주면과 상기 슬리브 하우징(530)의 내주면 사이의 간극, 및 상기 스러스트 플레이트(550)의 하면과 상기 슬리브(520) 하부를 커버하는 실링 커버(540) 사이의 간극에 오일과 같은 윤활 유체를 주입함으로써 스러스트 베어링이 형성될 수 있다.
스러스트 베어링은 유체 베어링으로서 스러스트 플레이트(550)를 지지하며, 스러스트 플레이트(550)의 회전 운동시 스러스트 플레이트(550)와 슬리브(520) 사이, 스러스트 플레이트(550)와 슬리브 하우징(530) 사이, 스러스트 플레이트(550)와 실링 커버(540) 사이의 마찰을 줄일 수 있어, 안정적인 운동을 유지할 수 있도록 한다. 스러스트 베어링은 상술한 래디얼 베어링과 연결된다. 즉, 스러스트 플레이트(550)와 슬리브(520) 사이의 간극과, 슬리브(520)와 샤프트(510) 사이의 간극은 서로 연통되고, 각각에 주입되는 오일은 자유롭게 유동하여 순환할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명에서 유체 동압 베어링 모터의 각 구성요소를 제조하는 방법은 단지 예시된 것으로서, 다양한 가공 방법이 적용될 수 있으며, 유체 동압 베어링 모터의 제조방법의 각 단계의 순서도 예시된 바와 달리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
20: 로터 40: 스테이터
100, 200, 300, 400, 500: 유체 동압 베어링 어셈블리
110, 210, 310, 410, 510: 샤프트
120, 220, 320, 420, 520: 슬리브
130, 230, 330, 430, 530: 슬리브 하우징
140, 240, 340, 440, 540: 실링 커버
150, 250, 350, 450, 550: 스러스트 플레이트
160, 260, 360, 460, 560: 오일 실링 캡

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 샤프트가 삽입되는 중공부가 형성되는 슬리브;
    상기 슬리브가 삽입되도록 형성되는 슬리브 하우징;
    상기 슬리브 및 상기 슬리브 하우징 사이에 상기 슬리브의 축방향 상부 및 하부를 연통하도록 형성되며, 상기 중공부 내의 오일의 압력을 분산하기 위한 바이패스 유로;
    상기 바이패스 유로와 연통되는 오일 유로를 가지며, 상기 오일 유로 내에서 상기 오일을 테이퍼 실링하는 오일 실링 캡; 및
    상기 샤프트의 외주면의 형상에 대응하는 홀이 형성되며, 상기 슬리브의 축방향 하부에 배치되는 스러스트 플레이트; 를 포함하며,
    상기 슬리브의 상면 및 상기 오일 실링 캡의 하면 사이에는 상기 오일의 계면이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트의 상면과 상기 슬리브의 하면 사이의 간극 및 상기 스러스트 플레이트의 하면과 상기 슬리브 하부를 커버하는 실링 커버 사이의 간극에 스러스트 베어링이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이의 간극에는 래디얼 베어링이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 슬리브는 Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 슬리브의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면은 접착제에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 샤프트를 지지하는 제4항, 제5항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유체 동압 베어링 어셈블리;
    상기 유체 동압 베어링 어셈블리가 고정되는 지지부를 가지는 스테이터; 및
    상기 스테이터의 코일과 상호작용으로 전자기력을 발생하는 마그넷을 가지는 로터; 를 포함하는 모터.
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