KR19990020698A

KR19990020698A - Hydrodynamic bearing device

Info

Publication number: KR19990020698A
Application number: KR1019970044166A
Authority: KR
Inventors: 정성천
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

본 발명은 자기력에 의해 축이 당겨지도록 하여 축과 슬리브와의 사이 간격이 편심을 유지하도록 함으로써, 오일의 압력발생률이 증가되고 고속에서 동특성이 향상되는 유체동압 베어링장치에 관한 것으로서, 특히 축을 회전지지하는 슬리브; 상기 축과 상기 슬리브와의 사이에 충진되어 상기 축이 회전되는 동안 동압을 발생시키는 오일; 그리고 상기 슬리브에 설치되어 자기력으로 상기 축을 강제로 당겨 편심되도록하는 편심수단이 구비된 특징이 있다.The present invention relates to a fluid hydrodynamic bearing apparatus which increases the pressure generation rate of oil and improves dynamic characteristics at high speed by allowing the shaft to be pulled by the magnetic force to maintain the eccentricity between the shaft and the sleeve. Sleeve; Oil filled between the shaft and the sleeve to generate dynamic pressure while the shaft is rotated; And it is characterized in that the eccentric means is installed in the sleeve to force the shaft to be eccentrically by magnetic force.

Description

Hydrodynamic bearing device

본 발명은 유체동압 베어링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축과 슬리브 사이의 간격이 일정속도 이상에서 자기력에 의해 편심을 유지하도록 함으로써, 축이 고속으로 회전될 때 오일 훨 현상이 감소되고 또한 저진동 저소음의 동특성이 향상되는 유체동압 베어링장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrodynamic bearing device, and more particularly, to maintain the eccentricity by the magnetic force in the gap between the shaft and the sleeve over a certain speed, thereby reducing the oil whirl phenomenon when the shaft rotates at high speed and low vibration The present invention relates to a fluid dynamic bearing device having low noise dynamic characteristics.

일반적으로 스핀들모터에 사용되는 유체동압베어링은 축과 이를 회전지지하는 슬리브와의 사이에 오일이 충진된다. 도 1은 종래 스핀들 모터의 단면도 로서, 하우징(1)의 상부 중앙에 슬리브(1a)가 억지끼움식으로 조립되고 슬리브(1a)의 내부에 축(2)이 회전 가능한 상태로 구비된다. 그리고 하우징(1)의 상부 외주연에 스테이터를 구성하는 코어(1b)가 구비되며 축(2)의 상단에는 캡 형태의 로터(3)가 구비된다. 로터(3)는 내주연에 코어(1b)를 감싸는 자성체(3a)가 구비되며 코어(1b)에 권회된 코일(1c)에 전원이 인가되면 자성체(3a)에 자기력이 발생되고 로터(3)가 축(2)을 중심으로 회전된다.In general, hydrodynamic bearings used in spindle motors are filled with oil between a shaft and a sleeve supporting rotation thereof. 1 is a cross-sectional view of a conventional spindle motor, in which a sleeve 1a is forcibly assembled in an upper center of a housing 1 and a shaft 2 is rotatably provided inside the sleeve 1a. And the core (1b) constituting the stator is provided on the upper outer periphery of the housing (1), and the rotor (3) in the form of a cap is provided on the upper end of the shaft (2). The rotor 3 is provided with a magnetic body 3a surrounding the core 1b at its inner circumference. When power is applied to the coil 1c wound on the core 1b, a magnetic force is generated on the magnetic body 3a, and the rotor 3 Is rotated about the axis (2).

이처럼 구성된 종래의 스핀들모터는 축(2)이 고속으로 회전되는 과정에서 슬리브(1a)와의 사이에 충진된 오일에 압력이 발생된다. 따라서 축(2)이 반경반향으로 회전지지 되며 또한 축(2)이 회전되는 동안 로터(3)의 상부에 놓인 디스크가 함께 회전되면서 디스크의 정보가 재생된다.In the conventional spindle motor configured as described above, pressure is generated in oil filled between the sleeve 1a while the shaft 2 rotates at a high speed. Therefore, the shaft 2 is supported to be rotated in the radial direction, and while the disk placed on top of the rotor 3 is rotated together while the shaft 2 is rotated, the information of the disk is reproduced.

그러나 유체동압 베어링의 경우 오일 훨(Oil whirl) 이라는 불안정 현상이 저속에서 발생하는 단점이 있다. 오일 훨 현상은 슬리브(1a)와 축(2) 간의 베어링 편심률이 일정 속도 이상에서 점점 감소하면서 시작된다. 이는 속도의 증가에 따라 좀머펠트 수(sommer felt number)의 감소로 베어링 편심률(eccentricity)이 점점 작아지기 때문이다. 이러한 현상은 축(2)을 따라 회전하는 오일이 일정한 속도 분포를 갖기 때문에 발생하는데 일반적으로 축(2)의 외주면에 동압발생홈이 없는 진원형의 유체동압 베어링에서 발생된다. 따라서 고속에서 저진동, 저소음의 동특성이 저하되는 등의 단점이 있다.However, in the case of a hydrodynamic bearing, there is a disadvantage in that an unstable phenomenon called oil whirl occurs at a low speed. The oil boom phenomenon starts as the bearing eccentricity between the sleeve 1a and the shaft 2 gradually decreases above a certain speed. This is because the bearing eccentricity becomes smaller as the speed increases and the number of sommer felt numbers decreases. This phenomenon occurs because the oil rotating along the shaft (2) has a constant velocity distribution, and generally occurs in a circular hydrodynamic bearing having no dynamic pressure generating groove on the outer peripheral surface of the shaft (2). Therefore, there are disadvantages such as low vibration and low noise dynamic characteristics at high speed.

본 발명은 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 자기력에 의해 축이 당겨지도록 하여 축과 슬리브와의 사이 간격이 편심을 유지하도록 함으로써, 오일의 압력발생률이 증가되고 고속에서 동특성이 향상되는 유체동압 베어링장치를 제공함에 있다.The present invention was developed in view of various problems in the related art, and an object of the present invention is to maintain the eccentricity between the shaft and the sleeve by pulling the shaft by magnetic force, thereby increasing the pressure generation rate of the oil and increasing the speed. To provide a fluid dynamic bearing device with improved dynamic characteristics in the.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 축을 회전지지하는 슬리브; 상기 축과 상기 슬리브와의 사이에 충진되어 상기 축이 회전되는 동안 동압을 발생시키는 오일; 그리고 상기 슬리브에 설치되어 자기력으로 상기 축을 강제로 당겨 편심되도록하는 편심수단이 구비된 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a sleeve for supporting the shaft; Oil filled between the shaft and the sleeve to generate dynamic pressure while the shaft is rotated; And it is characterized in that the eccentric means is installed in the sleeve to force the shaft to be eccentrically by magnetic force.

도 1은 종래 스핀들모터의 유체동압 베어링장치를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a hydrodynamic bearing device of a conventional spindle motor,

도 2는 본 발명이 적용된 스핀들모터의 단면도,2 is a cross-sectional view of the spindle motor to which the present invention is applied;

도 3은 본 발명 편심수단의 평단면도.Figure 3 is a plan sectional view of the eccentric means of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 슬리브 12 : 축11 sleeve 12 shaft

13 : 오일 19 : 편심수단13: oil 19: eccentric means

20 : 영구자석 21 : 자기력발생부20: permanent magnet 21: magnetic force generating unit

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명이 적용된 스핀들모터의 단면도 이다. 슬리브(11)가 결합된 하우징(10)이 구비되고 하우징(10)의 상부 외주연에는 코일(15)이 권회된 코어(14)가 구비된다. 그리고 슬리브(11)의 내부에 축(12)이 회전 가능하게 끼워지며 축(12)의 상단에 허브(16)가 억지끼움식으로 결합된다. 또한 허브(16)의 외주연에 로터(17)가 허브(16)와 함께 회전되도록 구비된다. 그리고 로터(17)의 내주면에는 자성체(18)가 구비되며 코일(15)에 전원이 인가되면 자성체(18)에 자기력이 발생되고 로터(17)가 축(12)과 함께 고속으로 회전된다.2 is a cross-sectional view of the spindle motor to which the present invention is applied. A housing 10 having a sleeve 11 coupled thereto is provided, and a core 14 around which the coil 15 is wound is provided at the upper outer circumference of the housing 10. And the shaft 12 is rotatably fitted inside the sleeve 11 and the hub 16 is coupled to the upper end of the shaft 12 by interference fit. In addition, the rotor 17 is provided on the outer circumference of the hub 16 to rotate together with the hub 16. And a magnetic body 18 is provided on the inner circumferential surface of the rotor 17, when a power is applied to the coil 15, a magnetic force is generated in the magnetic body 18 and the rotor 17 is rotated at high speed with the shaft 12.

또한 슬리브(11)의 내부에 축(12)을 편심시키는 편심수단(19)이 구비된다. 편심수단(19)은 축(12)이 일정속도 이상 회전될 때 발생되는 오일 훨 현상을 억제시키는 것으로 축(12)을 한 방향으로 견인하여 편심률이 증가되도록 한다. 이러한 편심수단(19)은 자기력으로 작동되는 영구자석(20)이 슬리브(11)의 내부에 구비된다. 도 3은 본 발명 편심수단의 평단면도 이다. 영구자석(20)은 직사각형으로 구성되며 슬리브(11)의 일측에 영구자석(20)이 끼워지는 끼움부(23)가 구비된다. 또한 영구자석(20)은 축(12)을 향한 전방으로 다수개의 자기력발생부(21)가 구비된다. 각 자기력발생부(21)는 축(12)을 견인할 수 있는 크기의 자속밀도가 유지되도록 착자(magnetization)된다.An eccentric means 19 is also provided inside the sleeve 11 to eccentric the shaft 12. The eccentric means 19 is to suppress the oil whip generated when the shaft 12 is rotated by a predetermined speed or more to pull the shaft 12 in one direction to increase the eccentricity. The eccentric means 19 is provided with a permanent magnet 20 that is operated by a magnetic force inside the sleeve (11). 3 is a plan sectional view of the eccentric means of the present invention. The permanent magnet 20 is formed in a rectangular shape is provided with a fitting portion 23 is fitted to the permanent magnet 20 on one side of the sleeve (11). In addition, the permanent magnet 20 is provided with a plurality of magnetic force generating portion 21 to the front toward the shaft (12). Each magnetic force generating portion 21 is magnetized to maintain a magnetic flux density of a size capable of pulling the shaft 12.

이처럼 구성된 본 발명은 슬리브(11)의 내부에 축(12)을 강제로 편심시키는 편심수단(19)이 구비된다. 편심수단(19)은 축(12)이 고속으로 회전될 때 이를 일측으로 당겨 편심되도록 한다. 따라서 오일(13)의 동압이 감소되지 않으며 오일 훨 현상이 감소된다. 편심수단(19)은 영구자석(20)으로 구성되며 영구자석(20)은 슬리브(11)의 일측으로 형성된 끼움부(23)에 끼워져 조립된다. 또한 영구자석(20)은 축(12)을 향한 전방으로 다수개의 자기력발생부(21)가 구비되며 이들 자기력발생부(21)는 축(12)을 당길수 있는 자속밀도가 형성되도록 착자된다. 따라서 축(12)을 지속적으로 당겨주는 자기력발생부(21)에서 자기력이 발생됨으로 축(12)이 일측으로 당겨지고 축(12)이 슬리브(11)에 대하여 강제적으로 편심되어 오일(13)의 동압이 증가됨으로 오일 훨 현상이 감소되고 고속회전시 동특성이 향상된다.The present invention configured as described above is provided with eccentric means (19) for forcibly eccentric the shaft (12) inside the sleeve (11). The eccentric means 19 pulls the shaft 12 to one side when the shaft 12 is rotated at high speed so as to be eccentric. Therefore, the dynamic pressure of the oil 13 is not reduced and the oil boom phenomenon is reduced. The eccentric means 19 is composed of a permanent magnet 20 and the permanent magnet 20 is assembled by fitting to the fitting portion 23 formed to one side of the sleeve (11). In addition, the permanent magnet 20 is provided with a plurality of magnetic force generating portion 21 to the front toward the shaft 12, these magnetic force generating portion 21 is magnetized to form a magnetic flux density capable of pulling the shaft 12. Therefore, as the magnetic force is generated in the magnetic force generating portion 21 which continuously pulls the shaft 12, the shaft 12 is pulled to one side and the shaft 12 is forcibly eccentric with respect to the sleeve 11 so that Increased dynamic pressure reduces oil boom and improves dynamic characteristics at high speed.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 슬리브의 내부에 자기력을 발생시키는 영구자석이 구비된다. 영구자석은 축을 지속적으로 당겨 줌으로 편심량이 감소되어 동압이 약해지지 않는다. 따라서 축이 회전되는 동안 슬리브와의 편심량이 증가되어 동압이 커짐으로 고속회전시 저소음 저진동의 동특성이 향상되는 등의 효과가 있다.According to the present invention as described above is provided with a permanent magnet for generating a magnetic force inside the sleeve. The permanent magnet pulls the shaft continuously, so the amount of eccentricity is reduced and dynamic pressure is not weakened. Therefore, the amount of eccentricity with the sleeve is increased while the shaft is rotated, thereby increasing dynamic pressure, thereby improving the dynamic characteristics of low noise and low vibration at high speed.

Claims

A sleeve 11 for rotationally supporting the shaft 12;

Oil (13) filled between the shaft (12) and the sleeve (11) to generate dynamic pressure while the shaft (12) is rotated;

And an eccentric means (19) installed in the sleeve (11) to forcibly pull the shaft (12) by magnetic force.

The hydrodynamic bearing apparatus according to claim 1, wherein the eccentric means (19) is provided in the sleeve (11) to provide a permanent magnet (20) for generating a magnetic force.

According to claim 2, The permanent magnet 20 is provided with a plurality of magnetic force generating portion 21 toward the shaft 12, each magnetic force generating portion 21 is a magnetic flux capable of pulling the shaft 12 Fluid hydrodynamic bearing device characterized in that the magnetized to maintain the density.