KR20140076103A - 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 - Google Patents

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20140076103A
KR20140076103A KR1020120144257A KR20120144257A KR20140076103A KR 20140076103 A KR20140076103 A KR 20140076103A KR 1020120144257 A KR1020120144257 A KR 1020120144257A KR 20120144257 A KR20120144257 A KR 20120144257A KR 20140076103 A KR20140076103 A KR 20140076103A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sleeve
circumferential surface
circulation hole
shaft
bearing assembly
Prior art date
Application number
KR1020120144257A
Other languages
English (en)
Inventor
허명화
박원기
사토루 소데오카
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120144257A priority Critical patent/KR20140076103A/ko
Priority to US13/785,660 priority patent/US9035516B2/en
Publication of KR20140076103A publication Critical patent/KR20140076103A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C31/00—Bearings for parts which both rotate and move linearly
    • F16C31/04—Ball or roller bearings
    • F16C31/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1085—Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 회전가능하도록 지지하고, 내주면과 외주면을 관통하는 제1 순환홀이 형성되는 슬리브; 상기 슬리브가 삽입되는 슬리브 하우징; 및 상기 제1 순환홀과 연통하도록 상기 슬리브의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이에 형성되는 제2 순환홀; 을 포함하며, 상기 제2 순환홀의 크기는 축 방향 하측보다 상측이 더 클 수 있다.

Description

유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터{Hydrodynamic bearing assembly and motor including the same}
본 발명은 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 관한 것이다.
정보 저장 장치 중 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 기록재생헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 데이터를 기록하는 장치이다.
이러한 하드 디스크 드라이브는 디스크를 구동시킬 수 있는 디스크 구동장치가 필요하며, 상기 디스크 구동장치에는 소형의 스핀들 모터가 사용된다.
소형의 스핀들 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리가 이용되고 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 샤프트와 슬리브 사이에는 윤활 유체가 개재되어 상기 윤활 유체에서 생기는 유체 압력으로 샤프트를 지지하게 된다.
또한, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리의 내부에 주입된 윤활 유체는 충격에 의해 외부로 누설되거나 증발에 의하여 그 양이 줄어들 수 있는데, 이러한 현상에 의하여 유체 동압 베어링이 압력을 발생시키지 못하게 되어 스핀들 모터의 성능 및 수명에 문제가 발생하게 된다.
따라서, 유체 동압 베어링 어셈블리 내부의 윤활 유체의 누설을 방지하여 성능 및 수명을 극대화하도록 하는 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 목적은 윤활 유체의 저장 공간을 확대하고, 윤활 유체의 증발을 억제할 수 있는 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 샤프트를 회전가능하도록 지지하고, 내주면과 외주면을 관통하는 제1 순환홀이 형성되는 슬리브; 상기 슬리브가 삽입되는 슬리브 하우징; 및 상기 제1 순환홀과 연통하도록 상기 슬리브의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이에 형성되는 제2 순환홀; 을 포함하며, 상기 제2 순환홀의 크기는 축 방향 하측보다 상측이 더 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징은 상기 샤프트 및 상기 슬리브의 하부에 배치되는 밀폐부, 상기 밀폐부에서 축 방향으로 연장되고 상기 슬리브와 결합하는 연장부 및 상기 연장부에서 연장되고 축 방향 상측으로 갈수록 내경이 증가하는 테이퍼부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 테이퍼부는 축 방향 상측으로 갈수록 외경이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 테이퍼부의 내주면과 상기 슬리브의 외주면 사이에 형성되는 제2 순환홀은 축 방향 상측으로 갈수록 크기가 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징은 강판을 소성 변형한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브의 상부에는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징의 상면과 상기 돌출부의 하면 사이에는 상기 제2 순환홀이 상기 슬리브 하우징의 외측과 연통하도록 연통 채널이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 제2 순환홀은 상기 슬리브의 외주면의 일부를 절삭하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리는 상기 샤프트와 연동하여 회전하도록 상기 샤프트에 고정되는 로터;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 로터에는 상기 슬리브 하우징의 외주면과 대향하도록 상기 로터의 일면에서 돌출되는 주벽부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징의 외주면과 상기 주벽부의 내주면 사이에는 윤활 유체가 실링되도록 하는 실링부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리의 상기 슬리브 하우징의 상측 외주면은 상기 주벽부의 내주면과의 사이에서 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 유체 동압 베어링 어셈블리; 및 상기 유체 동압 베어링 어셈블리와 결합하며, 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터에 의하면, 윤활 유체의 저장 공간을 확대하고, 윤활 유체의 증발을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터의 개략 단면도.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 및 로터 케이스의 결합 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트, 슬리브, 스러스트 플레이트, 슬리브 하우징 및 로터 케이스의 분해 사시도.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 초기 구동 시에 윤활 유체가 실링된 모습을 도시한 개략 단면도.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 구동 중에 윤활 유체의 증발이 발생하여 윤활 유체의 양이 줄어든 모습을 도시한 개략 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 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 유체 동압 베어링 어셈블리를 포함하는 모터의 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(500)는 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 및 스테이터(300)를 포함할 수 있다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축 방향은 도 1에서 볼 때 샤프트(110)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 샤프트(110)를 기준으로 로터(200)의 외측단 방향 또는 상기 로터(200)의 외측단을 기준으로 상기 샤프트(110)의 중심 방향을 의미한다.
상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110), 슬리브(120), 스러스트 플레이트(130), 슬리브 하우징(140) 및 로터(200)를 포함할 수 있다.
상기 로터(200)를 제외한 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100)에 대하여는 도 2 내지 도 4를 참조로 자세히 후술하기로 한다.
상기 스테이터(300)는 코일(320), 코어(330), 베이스 부재(310) 및 풀링 플레이트(340)를 포함할 수 있다.
상기 스테이터(300)는 전원인가 시 일정크기의 전자기력을 발생시키는 코일(320)이 권선되는 코어(330)를 구비하는 고정 구조물이다.
상기 코어(330)는 패턴회로가 인쇄된 인쇄회로기판(미도시)이 구비되는 베이스 부재(310)의 상부에 고정 배치되고, 상기 코일(320)이 권선되는 코어(330)와 대응하는 상기 베이스 부재(310)의 상부면에는 상기 코일(320)을 하부로 노출시키도록 일정크기의 코일공이 복수개 관통형성될 수 있으며, 상기 코일(320)은 외부전원이 공급되도록 상기 인쇄회로기판(미도시)과 전기적으로 연결된다.
풀링 플레이트(340)는 로터(200)에 결합되어 있는 마그네트(220)와 인력이 작용하는 구성요소로 상기 샤프트(110) 및 상기 로터(200)를 포함하는 회전 부재의 과부상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 모터(500)의 회전 부재인 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)는 안정적인 회전을 위해 소정 높이 부상해야 하나, 기설계된 부상 높이 이상으로 과부상이 발생되는 경우 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
이 경우 회전 부재인 상기 샤프트(110)와 상기 로터(200)의 과부상을 방지하기 위해 상기 베이스 부재(310)와 상기 풀링 플레이트(340)가 결합될 수 있으며, 상기 풀링 플레이트(340)와 상기 마그네트(220) 사이에 작용하는 인력에 의해 상기 회전 부재의 과부상을 방지할 수 있다.
상기 로터(200)는 상기 스테이터(300)에 대하여 회전 가능하게 구비되는 회전 구조물이며, 상기 코어(330)와 일정 간격을 두고 서로 대응되는 환고리형의 마그네트(220)를 구비하는 로터 케이스(210)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 로터 케이스(210)는 상기 샤프트(110)의 상단에 압입되어 고정되도록 하는 허브베이스(212) 및 상기 허브베이스(212)에서 외경방향으로 연장되고 축 방향 하측으로 절곡되어 상기 마그네트(220)를 지지하는 마그네트 지지부(214)로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 마그네트(220)는 원주방향으로 N극, S극이 교대로 착자되어 일정 세기의 자기력을 발생시키는 영구자석으로 구비된다.
상기 로터(200)의 회전 구동에 대하여 간략하게 살펴보면, 상기 코어(330)에 권선된 코일(320)에 전원이 공급되면, 상기 마그네트(220)와 상기 코일(320)이 권선된 코어(330)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 로터(200)가 회전될 수 있는 구동력이 발생된다.
이에 따라, 상기 로터(200)가 회전하게 되며, 결국 상기 로터(200)가 고정 결합되는 상기 샤프트(110)가 상기 로터(200)와 연동하여 회전하게 된다.
상기 로터(200)는 슬리브 하우징(140)의 상측 외주면과의 사이에서 윤활 유체가 실링되도록 할 수 있으며, 상기 윤활 유체가 실링되도록 상기 로터(200)의 일면에서 축 방향 하측으로 돌출되어 형성되는 주벽부(216)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 주벽부(216)는 회전 부재인 로터(200)의 일면에서 돌출 형성되어 고정 부재인 슬리브 하우징(140)과의 사이에서 상기 윤활 유체가 실링되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 주벽부(216)는 상기 주벽부(216)의 내주면과 고정 부재인 상기 슬리브 하우징(140)의 상측 외주면과의 사이에서 상기 윤활 유체의 계면이 형성되도록 상기 고정 부재인 슬리브 하우징(140)의 외주면을 따라 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 주벽부(216)의 저면은 상기 슬리브 하우징(140)이 고정되는 베이스 부재(310)와 대향하도록 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브 및 로터 케이스의 결합 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트, 슬리브, 스러스트 플레이트, 슬리브 하우징 및 로터 케이스의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)는 샤프트(110), 슬리브(120), 스러스트 플레이트(130) 및 슬리브 하우징(140)을 포함할 수 있다.
상기 슬리브(120)는 상기 샤프트(110)의 상단이 축 방향 상측으로 돌출되도록 상기 샤프트(110)를 지지할 수 있으며, Cu 또는 Al을 단조하거나, Cu-Fe계 합금 분말 또는 SUS계 분말을 소결하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 샤프트(110)는 상기 슬리브(120)의 축공과 미소 간극을 가지도록 삽입되고, 상기 미소 간극에는 윤활 유체가 충전되며 상기 샤프트(110)의 외경 및 상기 슬리브(120)의 내경 중 적어도 하나에 형성되는 레디얼 동압홈(121a)에 의해 상기 샤프트(110)의 회전을 더 부드럽게 지지할 수 있다.
상기 레디얼 동압홈(121a)은 상기 슬리브(120)의 축공의 내부인 상기 슬리브(120)의 내주면에 형성될 수 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 시에 상기 샤프트(110)가 상기 슬리브(120)의 내주면과 소정 간격 이격되어 부드럽게 회전하도록 압력을 형성시키게 된다.
다만, 상기 레디얼 동압홈(121a)은 상기 언급한 바와 같이 상기 슬리브(120)의 내주면에 마련되는 것에 한정하지 않으며, 상기 샤프트(110)의 외주면에 마련되는 것도 가능하며, 갯수도 제한이 없다는 것을 밝혀둔다.
상기 레디얼 동압홈(121a)은 헤링본 형상, 스파이럴 형상 및 나사선 형상 중 어느 하나일 수 있으며, 레디얼 동압을 발생시키는 형상이라면 그 형상에는 제한이 없다.
또한, 상기 슬리브(120)의 상면 및 상기 슬리브(120)의 상면과 대향하는 상기 로터(200)의 일면 중 적어도 하나에는 스러스트 동압홈(121b)이 형성될 수 있으며, 상기 스러스트 동압홈(121b)에 의해 상기 로터(200)는 일정한 부상력이 확보된 채로 상기 샤프트(110)와 연동하여 회전할 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 동압홈(121b)의 형상은 상기 레디얼 동압홈(121a)과 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.
상기 슬리브(120)의 상부에는 반경 방향 외측으로 돌출되어 형성되는 돌출부(123)가 구비될 수 있다.
상기 돌출부(123)의 상면에는 상기 스러스트 동압홈(121b)이 형성될 수 있으며, 상기 돌출부(123)의 하면은 후술하는 슬리브 하우징(140)의 상면과 접촉할 수 있다.
한편, 상기 슬리브(120)의 하부에는 후술하는 스러스트 플레이트(130)를 수용할 수 있도록 상기 슬리브(120)의 내주면에서 반경 방향 외측을 향하여 단차가 형성될 수 있다.
상기 슬리브(120)에는 상기 슬리브(120)의 내주면과 외주면을 관통하는 제1 순환홀(125)이 형성될 수 있으며, 상기 슬리브(120)의 외주면에는 축 방향으로 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다.
상기 슬리브(120)가 후술할 슬리브 하우징(140)과 결합할 때, 상기 홈과 상기 슬리브 하우징(140)의 내주면에 의해 제2 순환홀(127)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 순환홀(127)은 상기 제1 순환홀(125)과 연통할 수 있다.
상기 제1 순환홀(125) 및 상기 제2 순환홀(127)은 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부의 윤활 유체의 압력을 분산시켜 평형을 유지할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 제2 순환홀(127)은 축 방향으로 상기 슬리브(120)의 외주면의 일부를 절삭하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 순환홀(127)은 상기 슬리브(120)의 하부에서부터 상기 돌출부(123)의 하면까지 축 방향을 따라 상기 슬리브(120)의 외주면을 절삭하여 형성될 수 있다.
따라서, 상기 슬리브(120)와 상기 슬리브(120)의 외주면을 감싸는 상기 슬리브 하우징(140) 사이에는 미소 간극이 형성될 수 있고, 상기 미소 간극에 의해 제2 순환홀(127)이 형성될 수 있는 것이다.
또한, 상기 제2 순환홀(127)의 크기는 축 방향 하측보다 상측이 더 클 수 있으며, 상대적으로 크기가 큰 상측 제2 순환홀(127)은 윤활 유체의 저장공간으로 활용될 수 있다.
상기 슬리브 하우징(140)에는 상기 슬리브(120)가 삽입될 수 있다.
즉, 상기 슬리브 하우징(140)의 내주면과 상기 슬리브(120)의 외주면은 슬라이딩, 접착, 용접 및 압입 방식 중 적어도 하나의 방식에 의해 결합할 수 있다.
여기서, 상기 슬리브 하우징(140)은 냉간압연강판(SPCC, SPCE 등), 열간압연강판, 스테인리스 강 또는 보론 혹은 마그네슘 합금 등의 경량 합금 강판을 소성 변형하여 제조될 수 있다.
상기 슬리브 하우징(140)은 상기 샤프트(110) 및 상기 슬리브(120)의 하부에 배치되는 밀폐부(141), 상기 밀폐부(141)에서 축 방향으로 연장되고 상기 슬리브(120)와 결합하는 연장부(143) 및 상기 연장부(143)에서 연장되고 축 방향 상측으로 갈수록 내경이 증가하는 테이퍼부(145)를 구비할 수 있다.
상기 밀폐부(141)는 상기 샤프트(110) 및 상기 슬리브(120)와의 사이에 형성되는 간극에 윤활 유체를 수용하여 그 자체로서 상기 샤프트(110)의 하면을 지지하는 베어링으로서의 기능을 수행할 수 있다.
상기 연장부(143)는 상기 밀폐부(141)에서 축 방향 상측으로 절곡 연장될 수 있으며, 상기 연장부(143)의 내주면은 상기 슬리브(120)의 외주면과 결합할 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(120)의 외주면에 축 방향으로 가공되는 홈에 의하여 상기 연장부(143)의 내주면과 상기 슬리브(120)의 외주면 사이에는 제2 순환홀(127)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 연장부(143)의 외주면은 고정부재인 상기 베이스 부재(310)에 고정 결합될 수 있다.
상기 테이퍼부(145)는 상기 연장부(143)에서 축 방향 상측으로 연장되며, 축 방향 상측으로 갈수록 내경이 증가할 수 있다.
따라서, 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 테이퍼부(145)의 내주면 사이에도 제2 순환홀(127) 형성될 수 있으며 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 테이퍼부(145)의 내주면 사이에 형성되는 제2 순환홀(127)의 크기는, 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 연장부(143)의 내주면 사이에 형성되는 제2 순환홀(127)의 크기보다 클 수 있다.
즉, 상기 제2 순환홀(127)의 크기는 축 방향 하측보다 상측에서 더 클 수 있으므로, 윤활 유체의 저장 공간으로 활용될 수 있다.
또한, 상기 테이퍼부(145)는 상기 주벽부(216)와의 사이에서 윤활 유체를 실링하도록 축 방향 상측으로 갈수록 외경이 증가할 수 있다.
따라서, 상기 테이퍼부(145)의 외주면과 상기 로터(200)의 일면에서 돌출되어 형성되는 상기 주벽부(216)의 내주면 사이에는 윤활 유체가 실링되도록 실링부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 테이퍼부(145)의 상면과 상기 돌출부(123)의 하면 사이에는 상기 제2 순환홀(127)이 상기 슬리브(120) 하우징의 외측과 연통하도록 연통 채널(129)이 형성될 수 있다.
상기 테이퍼부(145)의 상면과 상기 돌출부(123)의 하면은 접촉할 수 있으나, 상기 연통 채널(129)을 형성하기 위하여 상기 돌출부(123)의 하면 일부가 축 방향 상측으로 함입될 수 있다.
따라서, 상기 테이퍼부(145)의 상면과 상기 돌출부(123)의 하면 사이에는 상기 연통 채널(129)이 형성될 수 있고, 상기 연통 채널(129)은 상기 제2 순환홀(127)과 연통할 수 있다.
상기 제1 순환홀(125), 상기 제2 순환홀(127) 및 상기 연통 채널(129)에 의하여 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부의 압력은 동일하게 유지될 수 있고, 부압의 발생을 억제할 수 있으며, 상기 유체 동압 베어링 어셈블리(100) 내부에 존재하는 기포 등을 순환에 의해 배출되도록 이동시킬 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130)는 상기 슬리브(120)의 축 방향 하부에 배치되고, 상기 슬리브(120)의 내주면에서 반경 방향 외측을 향하여 형성되는 단차에 수용될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130)는 중앙에 상기 샤프트(110)의 단면에 상응하는 홀을 구비하여, 상기 홀에 상기 샤프트(110)가 삽입될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(130)의 외경은, 상기 스러스트 플레이트(130)의 홀에 상기 샤프트(110)에 삽입될 경우 평형도에 문제가 없을 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 스러스트 플레이트(130)는 별도로 제조되어 상기 샤프트(110)와 결합할 수도 있으나, 제조시부터 상기 샤프트(110)와 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 샤프트(110)의 회전 운동시 상기 샤프트(110)를 따라 회전 운동하게 된다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 초기 구동 시에 윤활 유체가 실링된 모습을 도시한 개략 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 구동 중에 윤활 유체의 증발이 발생하여 윤활 유체의 양이 줄어든 모습을 도시한 개략 단면도이다.
이하에서는, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)의 효과를 설명한다.
모터의 구동 중에 발생할 수 있는 윤활 유체의 누설이나 증발 등에 의하여 유체 동압 베어링 어셈블리 내부의 윤활 유체는 그 양이 줄어들 수 있는데, 이러한 현상에 의하여 유체 동압 베어링이 압력을 발생시키지 못하게 되어 모터의 성능 및 수명에 문제가 발생하게 된다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 모터의 구동 초기에는 실링부가 상기 테이퍼부(145)의 외주면과 상기 주벽부(216)의 내주면 사이에 형성될 수 있으나, 윤활 유체의 누설이나 증발 등의 요인에 의하여 윤활 유체의 양이 줄어들게 되면, 도 5b에 도시된 바와 같이 실링부가 제1 실링부(S1) 및 제2 실링부(S2)로 나뉠 수 있다.
즉, 윤활 유체의 양이 줄어들게 되면 상기 돌출부(123)의 외주면과 상기 주벽부(216)의 내주면 사이에 제1 실링부(S1)가 형성될 수 있고, 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 테이퍼부(145)의 내주면 사이에는 제2 실링부(S2)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2 실링부(S2)가 형성되는 상기 슬리브(120)의 외주면과 상기 테이퍼부(145)의 내주면 사이에는 상대적으로 큰 공간이 형성되므로, 증발된 윤활 유체를 함유한 공기가 상기 공간에 가득차게 되면 상기 제2 실링부(S2)로부터의 윤활 유체의 증발이 억제될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리(100)의 내부에는 윤활 유체를 저장할 수 있는 공간이 증가하므로, 모터의 구동 중에 윤활 유체의 누설이나 증발이 발생하더라도 모터의 수명을 증가시킬 수 있으며, 윤활 유체의 양이 줄어드는 경우에는 제2 실링부(S2)에서의 윤활 유체의 증발이 억제되므로 결과적으로 모터의 수명이 연장될 수 있다.
이상의 실시예를 통해, 본 발명에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터는 윤활 유체의 저장 공간을 확대할 수 있고, 윤활 유체의 증발을 억제할 수 있으므로, 모터의 수명을 증가시킬 수 있다.
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: 유체 동압 베어링 어셈블리 110: 샤프트
120: 슬리브 130: 스러스트 플레이트
140: 슬리브 하우징 200: 로터
210: 로터 케이스 220: 마그네트
300: 스테이터 310: 베이스 부재
320: 코일 330: 코어
340: 풀링 플레이트

Claims (13)

  1. 샤프트를 회전가능하도록 지지하고, 내주면과 외주면을 관통하는 제1 순환홀이 형성되는 슬리브;
    상기 슬리브가 삽입되는 슬리브 하우징; 및
    상기 제1 순환홀과 연통하도록 상기 슬리브의 외주면과 상기 슬리브 하우징의 내주면 사이에 형성되는 제2 순환홀; 을 포함하며,
    상기 제2 순환홀의 크기는 축 방향 하측보다 상측이 더 큰 유체 동압 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징은 상기 샤프트 및 상기 슬리브의 하부에 배치되는 밀폐부, 상기 밀폐부에서 축 방향으로 연장되고 상기 슬리브와 결합하는 연장부 및 상기 연장부에서 연장되고 축 방향 상측으로 갈수록 내경이 증가하는 테이퍼부를 구비하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 테이퍼부는 축 방향 상측으로 갈수록 외경이 증가하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 테이퍼부의 내주면과 상기 슬리브의 외주면 사이에 형성되는 제2 순환홀은 축 방향 상측으로 갈수록 크기가 증가하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징은 강판을 소성 변형한 것인 유체 동압 베어링 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 상부에는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌출부가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징의 상면과 상기 돌출부의 하면 사이에는 상기 제2 순환홀이 상기 슬리브 하우징의 외측과 연통하도록 연통 채널이 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 순환홀은 상기 슬리브의 외주면의 일부를 절삭하여 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트와 연동하여 회전하도록 상기 샤프트에 고정되는 로터;를 더 포함하는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로터에는 상기 슬리브 하우징의 외주면과 대향하도록 상기 로터의 일면에서 돌출되는 주벽부가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징의 외주면과 상기 주벽부의 내주면 사이에는 윤활 유체가 실링되도록 하는 실링부가 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 슬리브 하우징의 상측 외주면은 상기 주벽부의 내주면과의 사이에서 윤활 유체를 실링하도록 테이퍼지게 형성되는 유체 동압 베어링 어셈블리.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유체 동압 베어링 어셈블리; 및
    상기 유체 동압 베어링 어셈블리와 결합하며, 회전 구동력을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 코어를 구비하는 스테이터; 를 포함하는 모터.
KR1020120144257A 2012-12-12 2012-12-12 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 KR20140076103A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120144257A KR20140076103A (ko) 2012-12-12 2012-12-12 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US13/785,660 US9035516B2 (en) 2012-12-12 2013-03-05 Hydrodynamic bearing assembly and motor including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120144257A KR20140076103A (ko) 2012-12-12 2012-12-12 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140076103A true KR20140076103A (ko) 2014-06-20

Family

ID=50880180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120144257A KR20140076103A (ko) 2012-12-12 2012-12-12 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9035516B2 (ko)
KR (1) KR20140076103A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101477396B1 (ko) * 2013-06-14 2014-12-29 삼성전기주식회사 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
CN108427491B (zh) * 2017-02-13 2019-12-10 全亿大科技（佛山）有限公司 散热风扇以及具有该散热风扇的电子装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001187920A (ja) * 1998-12-24 2001-07-10 Nsk Ltd スピンドルモータ
KR100364406B1 (ko) 1999-07-20 2002-12-11 삼성전기주식회사 스핀들 모터의 유체동압베어링
JP2005045924A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Nippon Densan Corp スピンドルモータ、このスピンドルモータに適用されるロータの製造方法、及びこのスピンドルモータを備えたハードディスク駆動装置
JP2006194400A (ja) * 2005-01-17 2006-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピンドルモータおよび回転装置
JP2007024267A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Ntn Corp 流体軸受装置およびこれを備えたモータ
KR101060802B1 (ko) * 2009-08-06 2011-08-30 삼성전기주식회사 모터 및 기록 디스크 구동장치
JP5519314B2 (ja) * 2010-02-12 2014-06-11 サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社 回転機器
KR20130015157A (ko) * 2011-08-02 2013-02-13 삼성전기주식회사 스핀들 모터

Also Published As

Publication number Publication date
US9035516B2 (en) 2015-05-19
US20140159525A1 (en) 2014-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101026013B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US20110317950A1 (en) Motor device
KR20140015774A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
JP2014013072A (ja) 流体動圧ベアリングアセンブリー及びこれを備えるスピンドルモータ
KR101208210B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101250624B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101197968B1 (ko) 모터
KR20140076103A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101153546B1 (ko) 모터 및 이를 포함하는 기록 디스크 구동장치
KR20130136819A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 스핀들 모터
KR20120049446A (ko) 모터 및 이를 포함하는 기록 디스크 구동장치
KR101388889B1 (ko) 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브
KR101218994B1 (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20130011629A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101275374B1 (ko) 유체 동압 베어링 조립체 및 이를 포함하는 모터
KR20130073672A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101187945B1 (ko) 모터
KR20140017066A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR101474107B1 (ko) 스핀들 모터
KR20140087142A (ko) 스핀들 모터
KR101101701B1 (ko) 모터 및 이를 구비하는 기록 디스크 구동장치
KR20130048827A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20110124664A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터 장치
KR20130011630A (ko) 유체 동압 베어링 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
KR20130032978A (ko) 모터용 회전 부재, 모터용 베이스 어셈블리 및 이를 포함하는 모터

Legal Events

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