KR20130032978A - 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

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KR20130032978A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재는 모터의 축계와 결합하며, 상기 축계와 연동하여 회전하는 허브; 상기 허브의 일면에 돌출 형성되고 상기 축계를 지지하는 슬리브 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부; 및 상기 주벽부의 저면에 형성되고 상기 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함할 수 있다.

Description

모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Rotary member for motor and base assembly for motor and motor including the same}
본 발명은 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 소형의 모터가 사용된다.
소형의 모터는 유체 동압 베어링을 이용하고 있으며, 상기 유체 동압 베어링의 회전 부재 중의 하나인 샤프트와 고정부재 중의 하나인 슬리브 사이에는 오일이 개재되어 상기 오일에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하게 된다.
상기 유체 동압을 발생시키는 오일이 상기 유체 동압 베어링의 회전 부재 중의 하나인 허브와 고정부재 중의 하나인 슬리브 사이에서 오일 계면을 이루도록 해야 하는데, 이는 오일이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위함이다.
그러나, 종래의 모터는 상기 회전 부재가 회전 시 오일 양이 많거나 충격 등의 영향을 받아 오일이 누설되는 문제가 발생하곤 했다.
오일이 누설되면 정보를 저장하는 disk가 오염되어 치명적인 데이터 손실을 야기할 수 있으며, 유체 동압 베어링이 제 기능을 발휘할 수 없게 되기 때문에 오일의 누설을 방지하기 위한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 허브와 슬리브 사이에 형성된 오일 계면으로부터 오일이 누설되는 현상을 방지하여 모터의 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재는 모터의 축계와 결합하며, 상기 축계와 연동하여 회전하는 허브; 상기 허브의 일면에 돌출 형성되고 상기 축계를 지지하는 슬리브 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부; 및 상기 주벽부의 저면에 형성되고 상기 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 상기 펌핑부는 상기 허브가 회전하는 경우 반경방향 내측으로 유압을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 상기 펌핑부는 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상의 홈으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 상기 주벽부는 상기 주벽부와 상기 슬리브의 상측 외주면 사이에서 오일 계면이 형성되도록 상기 슬리브의 외주면을 따라 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 상기 주벽부의 저면은 상기 슬리브가 고정되는 베이스와 대면하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리는 허브와 연동하여 회전하는 모터의 축계를 지지하고, 상기 허브의 일면에 돌출 형성되는 주벽부와의 사이에서 오일이 실링되도록 하는 슬리브; 상기 슬리브가 고정되는 베이스; 상기 베이스의 상면에 형성되고 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 펌핑부는 상기 허브가 회전하는 경우 반경방향 내측으로 유압을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 펌핑부는 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상의 홈으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 주벽부와 대면하는 상기 슬리브의 외주면은 테이퍼지게 형성되어 축방향 하측으로 직경이 감소하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 상기 베이스의 상면은 상기 허브의 일면에서 돌출 형성되는 상기 주벽부의 저면과 대면하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 모터는 모터의 축계와 결합하며 상기 축계와 연동하여 회전하는 허브; 상기 축계를 지지하는 슬리브; 상기 슬리브가 고정되는 베이스; 상기 허브의 일면에서 돌출 형성되고 상기 슬리브 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부; 및 상기 주벽부의 저면 및 상기 주벽부의 저면과 대면하는 상기 베이스 중 적어도 하나에 형성되어 상기 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 회전 부재 중의 하나인 허브 및 상기 허브와 대면하는 베이스 중 적어도 하나에 그루브를 형성하여 반경방향 내측으로 유압을 발생시켜 오일이 누설되지 않도록 하여 모터의 성능 및 수명을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A부분 및 주벽부의 저면을 도시한 부분 확대단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도.
도 5는 도 4의 B부분 및 베이스의 상면을 도시한 부분 확대단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 2는 도 1의 A부분 및 주벽부의 저면을 도시한 부분 확대단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)는 모터용 회전 부재(110, 이하 회전 부재) 및 모터용 베이스 어셈블리(140, 이하 베이스 어셈블리)를 포함할 수 있다.
상기 회전 부재(110)는 모터의 축계(120)와 연동하여 회전하는 허브(112), 상기 허브(112)의 일면에 돌출 형성되는 주벽부(114) 및 상기 주벽부(114)의 저면에 형성되는 펌핑부(116)를 포함할 수 있으며, 상기 베이스 어셈블리(140)는 상기 모터의 축계(120)를 지지하는 슬리브(130) 및 상기 슬리브(130)가 고정되는 베이스(140)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때, 축계(120)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 축계(120)를 기준으로 허브(112)의 외측단 방향 및 상기 허브(112)의 외측단을 기준으로 상기 축계(120)의 중심 방향을 의미할 수 있다.
회전 부재(110)는 허브(112), 주벽부(114) 및 펌핑부(116)를 구비할 수 있으며, 상기 허브(112)는 모터의 축계(120)와 결합하고 상기 축계(120)와 연동하여 회전하는 회전 부재(110)로, 상기 베이스(140)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전구조물일 수 있다.
또한, 상기 허브(112)는 모터의 축계(120) 상단이 고정되도록 하는 결합부(112a) 및 상기 결합부(112a)의 단부로부터 반경 방향 외측으로 연장된 후, 축 방향 하측으로 재차 연장 형성되는 연장부(112b)에 의해 디스크 탑재부(112c)와 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 연장부(112b)의 내주면에는 마그네트(170)가 결합될 수 있으며, 상기 마그네트(170)는 원주방향으로 N극과 S극이 교대로 착자되어 일정세기의 자기력을 발생시키도록 하는 영구자석으로, 후술할 코일(150)과의 전자기적 상호작용으로 상기 허브(112)는 회전하게 된다.
또한, 상기 허브(112)는 상기 슬리브(130)의 상측 외주면 사이에서 오일(0)이 실링되도록 할 수 있으며, 상기 오일(0)이 실링되도록 축방향 하측으로 연장되어 형성되는 주벽부(114)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 주벽부(114)는 회전 부재인 허브(112)의 일면에서 돌출 형성되어 고정 부재인 슬리브(130)와의 사이에서 오일(0)이 실링되도록 할 수 있으며, 고정 부재인 상기 슬리브(130)의 상측 외주면 사이에서 상기 오일의 계면이 형성되도록 상기 고정 부재인 슬리브(130)의 외주면을 따라 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 주벽부(114)의 저면은 상기 슬리브(130)가 고정되는 베이스(140)와 대면하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 주벽부(114)의 저면에는 상기 오일(0)의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부(116)를 구비할 수 있다.
다만, 상기 펌핑부(116)는 상기 주벽부(114)의 저면에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 상기 주벽부(114)의 저면 및 상기 주벽부(114)의 저면과 대면하는 상기 베이스(140)의 상면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
슬리브(130)는 회전하는 모터의 축계(120) 상단이 축방향 상측으로 돌출되도록 상기 축계(120)를 지지하는 고정 부재일 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 축계(120)는 상기 슬리브(130)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입될 수 있으며, 상기 미소 간극에는 오일이 충전되고 상기 축계(120)의 외주면 및 상기 슬리브(130)의 내주면 중 적어도 하나에 레디얼 동압부(132)를 구비할 수 있다.
상기 레디얼 동압부(132)에 의해 발생되는 레디얼 동압에 의해 허브(112)를 포함하는 회전 부재(110)의 회전을 부드럽게 지지할 수 있다.
이때, 상기 레디얼 동압부(132)의 형상은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상 중 어느 하나의 형상일 수 있다.
또한, 상기 슬리브(130)의 상면에는 오일(0)을 매개로 스러스트 동압을 발생토록 하는 스러스트 동압부(134)가 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압부(134)에 의해 모터의 축계(120)를 포함하는 회전 부재(110)는 일정한 부상력이 확보된 채 회전될 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 동압부(134)의 형상은 상기 레디얼 동압부(132)와 마찬가지로 헤링본 형상, 스파이럴 형상 또는 나사선 형상의 홈일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 스러스트 동압을 제공할 수 있는 형상이면 다 적용할 수 있다.
또한, 상기 스러스트 동압부(134)는 상기 슬리브(130)의 상면에 형성되는 것에 한정되지 않으며, 상기 슬리브(130)의 상면과 대응되는 허브(112)의 일면에 형성되어도 무방하다.
상기 주벽부(114)와 대면하는 상기 슬리브(130)의 외주면은 테이퍼지게 형성되어 축방향 하측으로 직경이 감소하도록 형성될 수 있으며, 이로 인하여 상기 주벽부(114)와 상기 슬리브(130)의 외주면 사이에서 충전된 오일이 대기와 접촉하는 면적을 넓혀 표면장력을 높이고 상기 오일(0)의 계면을 유지하는 효과가 발생한다.
상기 슬리브(130)의 하부에는 상기 슬리브(130)의 하부를 밀폐시키도록 하는 베이스 커버(180)가 결합될 수 있으며, 상기 오일(0)은 상기 축계(120)와 상기 슬리브(130) 사이의 간극, 허브(112)와 상기 슬리브(130) 사이의 간극 및 상기 베이스 커버(180)와 상기 축계(120) 및 상기 슬리브(130) 사이의 간극에 연속적으로 충진되어 전체적으로 풀필(Full-fill)구조를 형성할 수 있다.
베이스(140)는 허브(112)를 포함하는 회전 부재(110)에 대하여 상기 회전 부재(110)의 회전을 지지하는 고정부재일 수 있다.
여기서, 상기 베이스(140)에는 코일(150)이 권선되는 코어(160)가 결합할 수 있으며, 상기 코어(160)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스(140)의 상부에 고정 배치될 수 있다.
다시 말하면, 상기 베이스(140)는 상기 슬리브(130)의 외주면 및 상기 코일(150)이 권선되는 코어(160)가 삽입되어 상기 슬리브(130) 및 상기 코어(160)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 슬리브(130) 및 상기 코어(160)와 상기 베이스(140)의 결합방식은 본딩, 용접 또는 압입 등의 방식이 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 펌핑부(116)는 도 3에 도시된 바와 같이 스파이럴 형상으로 요홈 형성될 수 있으며, 상기 펌핑부(116)로 인해 허브(112)와 슬리브(130) 사이에 형성된 오일 계면으로부터 오일(0)이 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 허브(112)를 포함하는 회전 부재(110)의 회전시 상기 펌핑부(116)로 인해 반경방향 내측으로 공기에 의한 유압을 발생시킬 수 있다.
따라서, 허브(112)와 슬리브(130) 사이에 형성된 오일 계면으로부터의 오일의 누설을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 충격 등의 영향으로 인해 상기 오일(0)이 상기 펌핑부(116)에 접촉하더라도 반경방향 내측으로 오일(0)에 의한 유압이 발생하여 오일(0)이 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
다만, 도 3에서는 스파이럴 형상의 펌핑부(116)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 나사선 형상 등 반경방향 내측으로 유압을 발생시키는 형상이라면 제한없이 적용 가능함을 밝혀둔다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리를 포함하는 모터를 도시한 개략 단면도이며, 도 5는 도 4의 B부분 및 베이스의 상면을 도시한 부분 확대단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 모터용 베이스 어셈블리의 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 베이스(140)는 상기 주벽부(114)의 저면과 대면하는 상기 베이스(140)의 상면에 펌핑부(142)를 구비할 수 있다.
상기 펌핑부(142)는 도 5에 도시된 바와 같이 스파이럴 형상으로 요홈 형성될 수 있으며, 상기 펌핑부(142)로 인해 허브(112)와 슬리브(130) 사이에 형성된 오일 계면으로부터 오일(0)이 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 허브(112)를 포함하는 회전 부재(110)의 회전시 상기 펌핑부(142)로 인해 반경방향 내측으로 공기에 의한 유압을 발생시킬 수 있다.
따라서, 허브(112)와 슬리브(130) 사이에 형성된 오일 계면으로부터의 오일(0)의 누설을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 충격 등의 영향으로 인해 상기 오일(0)이 상기 펌핑부(142)에 접촉하더라도 반경방향 내측으로 오일(0)에 의한 유압이 발생하여 오일(0)이 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
다만, 도 5 및 도 6에서는 스파이럴 형상의 펌핑부(142)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 나사선 형상 등 반경방향 내측으로 유압을 발생시키는 형상이라면 제한없이 적용 가능함을 밝혀둔다.
이상의 실시예를 통해, 허브(112)의 일면에 돌출 형성되는 주벽부(114)의 저면 및 상기 주벽부(114)의 저면과 대면하는 베이스의 상면 중 적어도 하나에 형성되는 펌핑부(116, 142)로 인하여 오일(0)이 누설되는 것을 방지할 수 있으므로 성능 및 수명을 향상시키도록 하는 모터(100)를 구현할 수 있다.
다만, 펌핑부(116, 142)의 형상에 대해서는 도면에 도시된 것에 한정되지 않으며 본 발명의 사상을 이해하는 당업자의 수준에서 변경 가능함을 밝혀둔다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 모터 110: 회전 부재
112: 허브 112a: 결합부
112b: 연결부 112c: 디스크 탑재부
114: 주벽부 116: 펌핑부
120: 축계 130: 슬리브
132: 레디얼 동압부 134: 스러스트 동압부
140: 베이스 142: 펌핑부
150: 코일 160: 코어
170: 마그네트 180: 베이스 커버

Claims (11)

  1. 모터의 축계와 결합하며, 상기 축계와 연동하여 회전하는 허브;
    상기 허브의 일면에 돌출 형성되고 상기 축계를 지지하는 슬리브 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부; 및
    상기 주벽부의 저면에 형성되고 상기 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함하는 모터용 회전 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펌핑부는 상기 허브가 회전하는 경우 반경방향 내측으로 유압을 발생시키는 모터용 회전 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펌핑부는 스파이럴 형상 또는 나사선 형상의 홈으로 이루어지는 모터용 회전 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주벽부는 상기 주벽부와 상기 슬리브의 상측 외주면 사이에서 오일 계면이 형성되도록 상기 슬리브의 외주면을 따라 형성되는 모터용 회전 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주벽부의 저면은 상기 슬리브가 고정되는 베이스와 대면하도록 형성되는 모터용 회전 부재.
  6. 허브와 연동하여 회전하는 모터의 축계를 지지하고, 상기 허브의 일면으로 돌출 형성되는 상기 주벽부와의 사이에서 오일이 실링되도록 하는 슬리브;
    상기 슬리브가 고정되는 베이스;
    상기 베이스의 상면에 형성되고 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함하는 모터용 베이스 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 펌핑부는 상기 허브가 회전하는 경우 반경방향 내측으로 유압을 발생시키는 모터용 베이스 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 펌핑부는 스파이럴 형상 또는 나사선 형상의 홈으로 이루어지는 모터용 베이스 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 주벽부와 대면하는 상기 슬리브의 외주면은 테이퍼지게 형성되어 축방향 하측으로 직경이 감소하도록 형성되는 모터용 베이스 어셈블리.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 베이스의 상면은 상기 허브의 일면에서 돌출 형성되는 상기 주벽부의 저면과 대면하도록 형성되는 모터용 회전 부재.
  11. 모터의 축계와 결합하며, 상기 축계와 연동하여 회전하는 허브;
    상기 축계를 지지하는 슬리브;
    상기 슬리브가 고정되는 베이스;
    상기 허브의 일면에서 돌출 형성되고 상기 슬리브 사이에서 오일이 실링되도록 하는 주벽부; 및
    상기 주벽부의 저면 및 상기 주벽부의 저면과 대면하는 상기 베이스 중 적어도 하나에 형성되어 상기 오일의 누설을 방지하기 위한 유압을 발생시키는 펌핑부;를 포함하는 모터.
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