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KR20040054597A - 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터 - Google Patents

베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터 Download PDF

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KR20040054597A
KR20040054597A KR10-2003-7008382A KR20037008382A KR20040054597A KR 20040054597 A KR20040054597 A KR 20040054597A KR 20037008382 A KR20037008382 A KR 20037008382A KR 20040054597 A KR20040054597 A KR 20040054597A
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KR
South Korea
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shaft
housing
bearing
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radial bearing
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KR10-2003-7008382A
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시시도유지
하시모토도시오
다카다기요유키
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 축체(51)를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛이며, 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링(55)과, 축체의 스러스트방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링(58)과, 축체를 지지한 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체(67)가 충전된 하우징(56)과, 하우징의 내부에 설치되어서 레이디얼 베어링의 단면과 축체에 설치한 돌출편(54)의 한쪽 면과의 사이의 간격을 유지시키는 스페이서 부재(65)를 갖춘다. 돌출편의 한쪽면과 대향하는 레이디얼 베어링의 단면에는, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 1동압 발생홈(63)이 형성되며, 스러스트 베어링의 돌출편의 다른 쪽의 면과 대향하는 면에는, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 2동압 발생홈(64)이 형성되어 있다. 축체가 회전함으로써, 제 1 및 제 2동압 발생홈에 점성류체가 유통하고, 축체와 레이디얼 베어링 및 스러스트 베어링과의 사이에 동압이 발생한다. 스페이서 부재가 설치됨으로써, 돌출편과 제 1 및 제 2동압 발생홈과의 간격이 고정밀도로 제어 가능하게 된다.

Description

베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터{Bearing unit, and motor using this bearing unit}
모터를 이용하는 전자기기로서, 정보기록 재생장치가 있다. 정보기록 재생장치의 하나인 하드디스크장치는, 그 용도가 확대하고, 대형 정보처리장치나 데스크톱형의 퍼스널 컴퓨터용의 기억장치 외에, 노트형의 퍼스널 컴퓨터나 이것보다 작은 사이즈의 휴대용 단말장치 등의 전자기기에 사용되고 있다.
최근에 있어서는, PC(Personal Computer)카드 치수라고 칭해지는 IC(Integrated Circuit)메모리 카드나, 카드형 모뎀정도의 크기를 가지는 PC카드형의 하드디스크장치가 이용되고 있다. PC카드형의 하드디스크장치는, 필요에 따라서 사용자가 노트형 퍼스널 컴퓨터나 휴대용 단말기의 PC카드 슬롯에 끼웠다 뺐다하여 사용된다.
이런 종류의 하드디스크장치에는, 정보신호의 기록매체인 하드디스크를 회전구동하기 위한 스핀들모터가 설치되어 있다. 스핀들모터는, 스핀들 축을 베어링유닛을 이용하여 회전 가능하게 지지하고 있다. 베어링유닛으로서, 마찰저항이 작고 부하가 작은 도 1에 나타내는 바와 같은 동압류체 베어링유닛이 이용되고 있다.
도 1에 나타내는 베어링유닛(1060)은, 축부(1068)의 일단부에 축부(1068)보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출편(1069)을 설치한 축체(1061)와, 축체(1061)의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링(1062)과, 축체(1061)의 스러스트 방향의 일단측에 설치한 돌출편(1069)을 지지하는 스러스트 베어링(1063)과, 이들 레이디얼 베어링(1062) 및 스러스트 베어링(1063)을 수납지지하는 하우징(1064)을 갖춘다.
레이디얼 베어링(1062)의 내주면에는, 축부(1068)의 외주면에 대향하여 한쌍의 제 1동압 발생홈(1062a, 1062a)이 형성되며, 레이디얼 베어링(1062)의 축체(1061)의 돌출편(1069)과 대향하는 단면에는, 제 2동압 발생홈(1062b)이 형성되어 있다. 스러스트 베어링(1063)의 축체(1061)의 돌출편(1069)과 대향하는 면에는, 제 3동압발생홈(1063a)이 형성되어 있다. 이들 동압발생홈(1062a, 1062b 및 1063a)은, V자 형태를 이루는 한쌍의 홈을 축체(1061)의 회전방향으로 연결홈에 의해 연속한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다.
축부(1068)를 지지하는 레이디얼 베어링(1062) 및 스러스트 베어링(1063)을 수납 지지하는 하우징(1064)은, 양단을 개방한 통형으로 형성되어 있다. 하우징(1064)의 스러스트 베어링(1063)이 설치되는 측은, 덮개체(1065)가 부착되어서 밀폐되어 있다. 하우징(1064)의 스러스트 베어링(1063)이 설치되는 측과 대향하는 측에는, 축체(1061)의 축부(1068)를 삽입시키기 위한 축 삽입구멍(1067)이 뚫어 설치된 실 부재(1066)가 부착되어 있다.
축체(1061)는, 축부(1068)를 레이디얼 베어링(10621)에 삽입하고, 일단측의 돌출편(1069)을 스러스트 베어링(1063)에 의해 지지되어서 하우징(1064) 내에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 때, 축체(1061)는, 축부(1068)의 선단측을 축 삽입구멍(1067)을 거쳐서 하우징(1064)으로부터 돌출시키고 있다.
하우징(1064) 내에는, 축체(1061)가 회전할 때에 제 1 및 제 2 동압발생홈(1062a, 1062b) 내를 유통함으로써 동압을 발생시키는 점성류체인 윤활유가 충전되어 있다.
이와 같이 점성류체가 충전된 하우징(1064)과 실 부재(1066)와의 사이의 접합부(1071) 및 하우징(1064)과 덮개체(1065)와의 사이의 접합부(1072)는, 하우징(1064) 내에 충전된 윤활유의 누출을 방지하도록 하기 위해, 접착제에 의해 완전히 봉지(封止)되어 있다. 실 부재(1066)의 내주면에는, 축체(1061)의 회전에 의해 발생하는 원심력 등에 의해 윤활유가 축 삽입구멍(1067)에서 하우징(1064)의 바깥쪽으로 이동하는 것을 방지하도록 계면활성제가 도포되어 있다.
상술한 베어링유닛(1060)에 이용되는 축체(1061)는, 축부(1068)와 원반형의 돌출편(1069)을 가지고 있지만, 하우징(1064) 내의 돌출편(1069)이 위치하는 영역에 큰 공극(1070)이 존재하고 있다.
이런 종류의 동압류체 베어링유닛(1060)에서는, 축체(1061)가 회전했을 때에 확실히 동압이 발생하도록 하기 위해, 축체(1061)의 돌출편(1069)과 레이디얼 베어링(1062)과의 사이의 공극 및 돌출편(1069)과 스러스트 베어링(1063)과의 사이의 공극을 극히 고정밀도로, 예를 들면 수㎛의 정밀도로 유지할 필요가 있다. 이들 공극이 지나치게 크면, 축체(1061)가 회전했을 때 제 1 및 제 2동압 발생홈(1062a, 1062b)에서 발생하는 점성류체에 의한 동압효과를 충분히 얻을 수 없게 될 뿐만 아니라 공극이 불균일하게 되면 회전하는 축체(1061)의 흔들림이 현저하게 변화하게 된다.
도 1에 나타내는 베어링유닛(1060)과 같이, 큰 공극(1070)이 존재하고 있으면, 축체(1061)의 회전에 의해 발생하는 전압효과를 충분히 얻을 수 없고, 축체(1061)의 흔들림이 현저하게 악화하게 된다. 이 베어링유닛(1060)은, 점성류체를 하우징(1064) 내에 누설없이 유지하기 위해, 통형으로 형성된 하우징(1064)의 개방단이 부착되는 덮개체(1065) 및 실 부재(1066)의 접합부(1071, 1072)를 접착제에 의해 봉지하고, 또한 실 부재(1066)에 계면활성제를 도포하도록 하고 있다. 이와 같은 구성을 채용하고 있기 때문에, 부품개수가 증가할 뿐만 아니라, 조립공정이 복잡하게 된다. 또, 접착제를 이용한 봉지는 관리가 곤란하며, 신뢰성이 결핍된다는 문제점도 있다.
본 발명은, 축체를 회전 가능하게 지지하고, 혹은 축체에 대하여 회전체를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용하는 모터에 관한 것이다.
도 1은, 종래 이용되고 있는 베어링유닛을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을 이용한 모터가 적용되어 있는 정보기록 재생장치의 일 예인 디스크 드라이브장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 디스크 드라이브장치의 내부기구를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는, 도 2에 나타내는 디스크 드라이브장치를 다시 분해한 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을 스테이터에 위치 결정하여 부착한 상태를 나타내는 스핀들모터의 단면도이다.
도 6은, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을 나타내는 종단면도이다.
도 7은, 레이디얼 베어링의 내주면에 형성된 동압발생홈을 나타내는 사시도이다.
도 8은, 일단면에 동압발생홈이 형성된 레이디얼 베어링을 나타내는 사시도이다.
도 9는, 동압발생홈이 형성된 스러스트 베어링을 나타내는 사시도이다.
도 10은, 회전축의 외주면과 하우징에 설치한 축 삽입구멍의 내주면에 의해 형성되는 공극을 나타내는 단면도이다.
도 11은, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 12는, 도 11에 나타내는 베어링유닛에 이용되는 축체, 레이디얼 베어링, 스러스트 베어링 및 스페이서 부재를 조합한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 14는, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 15는, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 16은, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를 나타내는 종단면도이다.
도 17a는, 레이디얼 베어링에 대하여 하우징을 아웃서트 성형한 상태를 나타내는 단면도이며, 도 17b는 하우징에 대하여 스러스트 베어링을 배치하여 저부 폐색부를 아웃서트 성형한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18은, 축부와 돌출편을 독립으로 형성한 축체를 이용한 베어링유닛의 예를 나타내는 종단면도이다.
도 19는, 돌출편에 동압발생홈을 설치한 축체를 나타내는 부분 사시도이다.
도 20은, 동압발생홈이 설치된 돌출편의 저면측을 나타내는 축체의 부분 사시도이다.
도 21은, 베어링유닛을 스테이터에 위치 결정하여 부착한 상태를 나타내는 스핀들모터의 단면도이다.
도 22는, 스핀들모터의 스테이터에 위치 결정하여 부착하기 위한 부착수단으로서의 계지부를 설치한 베어링유닛을 나타내는 사시도이다.
도 23은, 축체를 고정하고 하우징 측을 회전 가능하게 한 베어링유닛을 이용한 스핀들모터를 나타내는 단면도이다.
도 24는, 정전기의 방전기능을 갖춘 베어링유닛을 이용한 스핀들모터를 나타내는 단면도이다.
도 25는, 정전기의 방전기능을 갖춘 베어링유닛을 나타내는 단면도이다.
도 26은, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을 이용한 스핀들모터를 나타내는 단면도이다.
도 27은, 도 26에 나타내는 스핀들모터에 이용한 또 다른 예의 베어링유닛을 나타내는 단면도이다.
도 28은, 구분편을 설치한 하우징을 이용한 베어링유닛을 나타내는 분해사시도이다.
도 29는, 레이디얼 베어링을 파단하여 나타내는 베어링유닛의 분해 사시도이다.
도 30은, 하우징에 설치한 구분편을 나타내는 사시도이다.
도 31은, 구분편을 설치한 하우징에 축체를 맞붙이고 베어링유닛을 제조하는 구성을 나타내는 공정도이다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래의 베어링유닛이 가지고 있는 문제점을 해소할 수 있는 신규의 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 부품개수의 삭감을 도모하여 조립이 용이하고 신뢰성이 높은 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 축체 혹은 축체에 지지된 부재가 안정한 상태에서 원활하게 회전 가능한 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하우징 내에 충전된 윤활유 등의 점성류체의 누출을 방지할 수 있는 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 모터의 스테이터 등의 소정 부착위치에 대해 용이하고 또한 확실히 부착할 수 있는 베어링유닛을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 축체 등의 회전부분에 생기는 정전기를 확실히 외부로 방전하고, 이 베어링유닛을 이용하는 전자기기의 확실한 보호를 도모할 수 있는 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터를 제공하는 것에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 제안되는 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 단면원형을 이루는 축부와 상기 축부의 일단부에 설치한 상기 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와, 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과, 돌출체에 대향하여 설치되며, 축체의 스러스트 방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과, 축체를 지지한 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징과, 하우징의 내부에 배치되어서 레이디얼 베어링의 단면과 돌출체의 한쪽면과의 사이의 간격을 유지시키는 스페이서부재를 가지고, 돌출체의 레이디얼 베어링의 단면과 대향하는 한쪽면 또는 한쪽면과 대향하는 레이디얼 베어링의 단면의 어느 한쪽에는, 점성류체에 의해 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되며, 스러스트 베어링의 돌출체의 다른쪽 면과 대향하는 면 또는 돌출체의 다른 쪽면 어느 한쪽에는, 점성류체에 의해 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
스페이서 부재에 의해, 레이디얼 베어링의 단면과 돌출체의 한쪽면과의 사이이의 간격이 고정밀도로 유지되며, 각 동압발생부에 안정한 동압을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 또한 레이디얼 베어링의 축부와 대향하는 내주면에 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
레이디얼 베어링에도 동압발생부를 설치함으로써, 축체는, 레이디얼방향 및 스러스트방향의 전체에 있어서 동압발생부에 발생하는 동압에 의해 지지되므로, 부하를 억제하여 회전이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 축체의 축 삽입구멍의 내부면과의 사이에 형성되는 공극이, 하우징에 충전된 점성류체의 하우징으로부터의 새는 것을 방지하는데 족하는 공극으로 되며, 공극으로부터의 점성류체의 샘이나 비산을 방지하고 있다.
하우징은, 합성수지의 성형체에 의해 일체로 형성된다.
하우징에 형성되는 축 삽입구멍의 내주면 또는 이 내주면과 대향하는 축체의 축부의 외주면의 어느 한쪽면에, 축부의 외주면과 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극을 하우징의 바깥쪽으로 향하여 확대시키도록 경사된 테이퍼부가 형성되어 있다. 테이퍼부가 형성됨으로써, 하우징에 충전된 점성류체를 하우징 내로 끌어들일 수 있고, 점성류체의 하우징으로부터의 새는 것을 한층 확실히 방지할 수 있다.
점성류체는, 적어도 축체의 축부의 외주면과 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극내에 임하기까지 하우징 내에 충전되어 있다.
스페이서 부재는, 하우징의 내주면에 고정되는 원통부와, 원통부와 일체로 형성되어서 원통부의 반경방향 내측에 돌출하고 있는 고리형 슬리브를 가지고 있다.
스페이서 부재의 원통부의 일부는, 하우징의 구멍을 거쳐서 외부로 노출하고 있다.
레이디얼 베어링과 스페이서 부재는, 일체로 형성해도 좋다.
또, 하우징과 스페이서 부재는, 일체로 형성해도 좋다.
축체는, 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링에 의해 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지된 회전축이다.
또, 축체는 고정된 축체이며, 하우징이 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링을 거쳐서 축체에 대하여 회전 가능하게 하도록 해도 좋다.
하우징의 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 합성수지에 의해 형성되며, 레이디얼 베어링이 설치되는 합성수지로 이루는 하우징 본체에 융착되어서 일체화되어 있다.
또, 하우징의 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 레이디얼 베어링이 설치되는 하우징 본체에 아웃서트 성형되어서 상기 하우징 본체에 일체화 되도록 해도 좋다.
하우징의 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 레이디얼 베어링이 설치되는 하우징 본체의 내열온도보다 성형온도가 낮은 합성수지에 의해 하우징 본체에 일체로 형성된다.
레이디얼 베어링에는, 소결금속에 의해 형성된 것이 이용되는 것이 바람직하다.
축체에는, 합성수지에 의해 형성된 돌출체를 금속제의 축부에 일체로 부착한 것을 이용할 수 있다. 이 때, 돌출체는, 소결금속에 의해 형성되며, 금속제의 축부에 일체로 부착하도록 해도 좋다.
베어링유닛의 하우징에는, 하우징이 부착되는 부착대상 부분에 대하여 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 설치함으로써 위치결정을 도모한 확실한 부착이 가능하게 된다.
축체와 점성류체와 레이디얼 베어링과 하우징이, 하우징의 외부로의 방전경로를 형성함으로써, 정전기를 외부로 도피하게 할 수 있다.
본 발명에 관계되는 다른 베어링유닛은, 단면원형을 이루는 축부와 축부의 일단부에 설치한 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와, 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과, 돌출체에 대향하여 설치되며, 축체의 스러스트 방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과, 축체를 지지한 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징을 가지며, 하우징에는, 레이디얼 베어링을 수용하여 유지하는 제 1수납 유지부와, 스러스트 베어링을 수납하여 유지하는 제 2수납 유지부와, 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링과의 사이에 형성되어 축체의 돌출체를 회전 가능하게 수납하는 돌출체 수납부와, 제 1수납 유지부와 돌출체 수납부를 구분하는 위치에 구분편이 설치되어 있다. 이 구분편의 축체의 돌출체와 대향하는 면 또는 돌출체의 구분편과 대향하는 면의 어느 한쪽에, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
이 베어링유닛에 있어서는, 또한 레이디얼 베어링의 축부와 대향하는 내주면에 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
또한, 스러스트 베어링의 돌출체와 대향하는 면 또는 돌출체의 스러스트 베어링과 대향하는 면의 어느 한쪽에는, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
본 발명은, 스테이터에 대하여 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛을 갖춘 모터이며, 이 모터를 구성하는 베어링유닛은, 단면원형을 이루는 축부와 축부의 일단부에 설치한 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와, 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과, 돌출체에 대향하여 설치되어, 축체의 스러스트 방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과, 축체를 지지한 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징과, 하우징의 내부에 배치되어서 레이디얼 베어링의 단면과 돌출체의 한쪽면과의 사이의 간격을 유지시키는 스페이서 부재를 가지며, 돌출체의 한쪽면과 대향하는 레이디얼 베어링의 단면에는, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 1동압 발생부가 형성되며, 스러스트 베어링의 돌출체의 다른쪽 면과 대향하는 면에는, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 2동압 발생부가 형성되어 있다.
본 발명의 다른 모터는, 스테이터에 대하여 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛을 갖춘 모터이며, 이 모터를 구성하는 베어링유닛은, 단면원형을 이루는 축부와 축부의 일단부에 설치한 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와, 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과, 돌출체에 대향하여 설치되며, 축체의 스러스트 방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과, 축체를 지지한 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징을 가지며, 하우징에는, 레이디얼 베어링을 수용하여 유지하는 제 1수납 유지부와, 스러스트 베어링을 수납하여 유지하는 제 2수납 유지부와, 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링과의 사이에 형성되어 축체의 돌출체를 회전 가능하게 수납하는 돌출체 수납부와, 제 1수납 유지부와 돌출체 수납부를 구분하는 위치에 구분편이 설치되며, 구분편의 축체의 돌출체와 대향하는 면에, 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에있어서 도면을 참조하여 설명되는 실시형태의 설명에서 한층 명백해질 것이다.
이하, 본 발명이 적용된 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛 및 베어링유닛을 이용한 모터의 설명에 앞서서, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을 이용한 모터가 구동원으로서 이용되는 전자기기를 설명한다.
이 전자기기는, 각종 정보의 연산처리 등을 행하는 정보처리장치인 컴퓨터에 내장되며, 혹은 컴퓨터의 외부기억장치로서 이용되는 디스크 드라이브장치이다. 이 디스크 드라이브장치는, 노트형의 퍼스널컴퓨터의 PC카드 슬롯에 장착하여 사용하는 것이며, 상당히 소형이고 또한 박형으로 구성되어 있다.
본 발명이 적용되는 디스크 드라이브장치(1)는, 도 2 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 장치 본체를 구성하는 케이스체(2)와, 이 케이스체(2) 내에 배치되는 자기 기록매체인 하드디스크(3)와, 이 하드디스크(3)를 회전조작하는 본 발명에 관계되는 베어링유닛이 적용된 모터인 스핀들모터(4)와, 스핀들모터(4)에 의해 회전조작되는 하드디스크(3)의 신호기록영역을 주사하고, 하드디스크(3)에 대한 정보신호의 기록 또는 재생을 행하는 자기헤드(5)를 지지한 회동형 액추에이터(6)를 갖추고 있다.
케이스체(2)는, 상하 한쌍의 케이스체 하프(2a, 2b)를 맞대어 결합하여 형성된다.
하드디스크(3)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스핀들모터(4)의 로터(15)에 고정되며, 이 로터(15)와 일체로 회전한다.
하드디스크(3)를 주사하는 자기헤드(5)를 지지한 회동형 엑추에이터(6)는,하드디스크(3)의 양면에 각각 연장된 한쌍의 헤드 지지암(7, 7)과, 보이스코일(8)을 갖추고 있다. 보이스코일(8)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 케이스체(2) 내에 설치된 한쌍의 마그넷(9, 9)과의 사이에 면해 있고, 보이스코일 모터를 구성하고 있다. 회동형 엑추에이터(6)는, 보이스코일(8)에 구동전류가 공급됨으로써, 보이스코일(8)에 급전됨으로써 발생하는 자계와 한쌍의 마그넷(9)에서 발생하는 자계와의 작용에 의해 생기는 전자력에 의해, 헤드 지지암(7)을 지지축(11)을 중심으로 도 2 및 도 3중 화살표(F1) 방향 및 화살표(F2) 방향으로 회전된다. 보이스코일 모터의 구동에 의해 헤드 지지암(7, 7)이 회전 조작됨으로써, 헤드 지지암(7, 7)에 각각 지지된 자기헤드(5, 5)가 회전하는 하드디스크(3)의 임의의 기록트랙에 대하여 위치 결정되며, 정보신호의 기록을 행하고, 혹은 이미 기록된 정보의 재생을 행한다. 여기서, 자기헤드(5)에는, 예를 들면 자기저항 효과소자를 이용한 것이 사용된다.
또한, 디스크 드라이브장치(1)는, 케이스체(2)의 일단측에, 컴퓨터 등에 대하여 전기적으로 접속하기 위한 접속단자(12)가 설치되어 있다. 케이스체(2)의 내부에는, 시스템LSI(대규모 집적회로)(13)나 IC(집적회로) 등 일반 전자부품 등이 실장된 회로기판(14)이 배치되어 있다.
하드디스크(3)를 회전 조작하는 스핀들모터(4)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 로터(15)와 스테이터(16)를 갖추고 있다.
로터(15)는, 하드디스크(3)가 재치되는 턴테이블(17)이 형성된 로터하우징(20)과, 턴테이블(17)과 공동하여 하드디스크(3)를 협지하는 처킹부재(18)와, 로터 마그넷(19)을 갖추고 있다.
여기서, 로터(15)는, 로터 하우징(20)이 후술하는 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
로터 하우징(20)은, 예를 들면 철 등의 자성재료에 의해 형성되며, 중심부에는, 끼워맞추는 구멍(26)이 뚫려 설치되어 있다. 로터 하우징(20)은, 끼워맞추는 구멍(26)을 베어링유닛(30)에 지지되는 스핀들축으로서 기능하는 축체(51)의 선단부에 설치한 부착부(52)에 압입함으로써 베어링유닛(30)의 축체(51)와 일체로 회전하도록 부착된다.
턴테이블(17)은, 로터 하우징(20)의 바깥 주위에 돌출하도록 형성되며, 하드디스크(3)가 재치되어 있다. 하드디스크(3)는, 내주측 부분이 턴테이블(17)과 이 턴테이블(17) 상에 압접되는 처킹부재(18)에 의해 로터하우징(20)과 일체로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 처킹부재(18)는, 예를 들면, 스테인리스 강철에 의해 링형으로 형성되어 있다.
로터 하우징(20)의 통형부분의 내주면에 배치되는 로터 마그넷(19)은, 링형으로 형성되며, 주위 회전방향으로 S극과 N극이 교대로 착자되어 있다. 이 마그넷(19)은, 예를 들면, 네오딤계의 소결금속체로 형성되어 있다.
상술한 로터(15)와 함께 스핀들모터(4)를 구성하는 스테이터(16)는, 스테이터 하우징(21)과, 베어링유닛(30)의 하우징(56)과, 구동코일(22)과, 구동코일(22)이 권회되는 철심(23)과, 이 스핀들모터(4)의 회전을 제어하는 구동회로 등이 실장된 도시하지 않은 플렉시블 프린트기판을 가지고 있다.
스테이터 하우징(21)은, 예를 들면 스테인리스 강철에 의해 만들어져 있고, 플렉시블 프린터기판이 이 하우징(21)에 접착에 의해 고정되어 있다. 플렉시블 프린트기판은, 구동코일(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 구동코일(22)의 U상단자, V상단자 및 W상단자와, 코먼단자는, 플렉시블 프린트기판을 거쳐서 스테이터 하우징(21)에서 외부로 인출되어 있다. 플렉시블 프린트기판은, 커넥터를 거쳐서 통전제어부(25)에 전기적으로 접속되어 있다.
구동코일(22)이 권회된 철심(23)은, 예를 들면 9극 설치되어 있다. 이것에 대하여, 로터 마그넷(19)은 S극과 N극이 예를 들면 12극, 주위 회전방향으로 교대로 형성되어 있다. 통전제어부(25)로부터 구동코일(22)에 소정의 통전패턴에서 구동전류가 공급되면, 구동코일(22)에 전류가 공급됨으로써 발생하는 자계와 로터 마그넷(19)이 발생하는 자계와의 상호작용에 의해, 로터(15)는, 축체(51)를 중심으로하여 스테이터(16)에 대하여 연속 회전한다.
스테이터 하우징(21)에는, 원통부(28)가 상승하도록 형성되어 있다. 이 원통부(28)에는, 스핀들모터(4)의 스핀들 축을 구성하는 축체(51)를 갖춘 베어링유닛(30)이 삽입함으로써 부착되어 있다. 즉, 원통부(28)는, 베어링유닛(30)의 부착부로 된다.
상술과 같이, 스핀들모터(4)의 스핀들 축을 구성하는 축체(51)를 갖춘 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 축부(53)의 일단부에 축부(53)보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체인 돌출편(54)을 설치한축체(51)와, 축체(51)의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링(55)과, 축체(51)의 스러스트 방향의 일단측에 설치한 돌출편(54)을 지지하는 스러스트 베어링(58)과, 이들 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)을 수납 지지하는 하우징(56)을 갖춘다.
또한, 축체(51)의 일단측에 설치된 원반형의 돌출편(54)은, 축체(51)가 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 지지되어서 하우징(56)에 부착되었을 때, 레이디얼 베어링(55)의 일단면에 당접하여 하우징(56)으로부터의 빠짐 멈춤을 도모하는 빠짐 멈춤편으로서도 기능한다.
축체(51)의 주위 회전방향의 회전을 지지하는 레이디얼 베어링(55)의 내주면에는, 축부(53)의 외주면에 대향하여 동압을 발생시키는 동압발생부를 구성하는 한쌍의 제 1동압 발생홈(61, 62)이 형성되어, 레이디얼 베어링(55)의 축체(51)의 돌출편(54)과 대향하는 일단면에도, 동압을 발생시키는 동압발생부를 구성하는 제 2동압 발생홈(63)이 형성되어 있다. 또한, 스러스트 베어링(58)의 축체(51)의 돌출편(54)과 대향하는 면에도, 동압을 발생시키는 동압발생부를 구성하는 제 3동압 발생홈(64)이 형성되어 있다.
레이디얼 베어링(55)의 내주면에 축부(53)의 외주면에 대향하여 형성되는 제 1동압 발생홈(61, 62)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 레이디얼 베어링(55)의 내주면에 V자형을 이루는 한쌍의 홈(61a)을 주위 회전방향으로 연결홈(6d)에 의해 연속하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 제 1 및 제 2동압 발생홈(61, 62)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(61a, 61a)의 선단측이 축체(51)의회전방향(R1)으로 향하도록 형성되어 있다. 본 예에 있어서는, 제 1동압 발생홈(61, 62)은, 원통형을 이루는 레이디얼 베어링(55)의 축방향의 상하에 병렬로 형성되어 있다. 레이디얼 베어링(55)에 설치되는 구동발생홈(61, 62)의 수나 크기는, 레이디얼 베어링(55)의 크기나 길이 등에 의해 적의 선택된다.
레이디얼 베어링(55)의 일단면에 형성되는 제 2동압 발생홈(63)도, 도 8에 나타내는 바와 같이, 레이디얼 베어링(55)의 일단면의 외주측에 위치하고, V자형을 이루는 한쌍의 홈(63a, 63a)을 주위 회전방향으로 연결홈(63b)에 의해 연결하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 2동압 발생홈(63)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(63a, 63a)의 선단측이 축체(51)의 회전방향(R1)으로 향하도록 형성되어 있다.
스러스트 베어링(58)의 축체(51)의 돌출편(54)과 대향하는 면에 형성되는 제 3동압 발생홈(64)도, 도 9에 나타내는 바와 같이, V자형으로 형성된 스러스트 베어링(58)의 외주측에 위치하고, V자형을 이루는 한쌍의 홈(64a, 64a)을 주위 회전방향으로 연결홈(64b)에 의해 연결하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 3동압 발생홈(64)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(64a, 64a)의 선단측이 축체(51)의 회전방향(R1)으로 향하도록 형성되어 있다.
제 1 내지 제 3동압 발생홈(61∼64)은, 축체(51)가 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 지지되어서 하우징(56) 내에서 연속하여 회전할 때, 하우징(56) 내에 충전되는 점성류체인 윤활유(67)가 유통함으로써, 축체(51)와 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)와의 사이에 동압을 발생시켜서 회전하는 축체(51)의 지지를 행한다. 즉, 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)은, 동압류체 베어링으로서 기능한다. 축체(51)의 회전에 의해 발생하는 동압은, 축체(51)와 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)과의 사이의 마찰계수를 극히 작게 하는 것이며, 축체(51)의 원활한 회전을 실현한다.
또한, 레이디얼 베어링(55)은, 다공질의 소결금속에 의해 형성되어 있다. 또, 스러스트 베어링(58)는, 스테인리스 등의 금속에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 스러스트 베어링(58)과의 사이에는, 링형의 스페이서 부재(65)가 설치되어 있다. 스페이서 부재(65)의 내경은, 축체(51)의 일단부에 형성한 돌출편(54)의 외경보다도 약간 크게 설정되어 있다. 스페이서 부재(65)의 외주면은 하우징(56)의 외주면측에 고정되어 있다. 이 스페이서 부재(65)는 다음과 같은 기능을 가지고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같은 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)에서는, 축체(51)의 돌출편(54)의 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 대향하는 면과 레이디얼 베어링(55)의 일단면과의 사이의 공극(C1)과, 돌출편(54)의 스러스트 베어링(58)과 대향하는 면과 스러스트 베어링(58)과의 사이의 공극(C2)이란, 극히 고정밀도로 유지할 필요가 있다. 예를 들면, 상술한 디스크 드라이브장치(1)에 이용되는 스핀들 모터(4)에 이용되는 베어링유닛(30)에 있어서는, 축체(51)의 안정한 회전을 보증하기 위해서는, 각 공극(C1, C2)을 수㎛의 정밀도로 유지할 필요가 있다. 이들 공극이 지나치게 크면, 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61∼64)에 있어서 충분히 동압효과를 얻을 수 없게 될 뿐만 아니라, 이들의 공극량이 불균일하게 됨으로써, 축체(51)의 회전시의 흔들림이 현저하게 크게 된다.
그래서, 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)에 있어서는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 스페이서 부재(65)를 축체(51)에 설치한 돌출편(54)의 주위에 배치함으로써, 돌출편(54)의 외주면의 부근 공극을 작게 하고, 이것에 의해 축체(51)가 회전할 때의 윤활유(67)의 이동에 의한 흐트러짐을 작게 하여, 축체(51)의 안정한 회전을 실현하는 것이다.
도 5 및 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)에 있어서는, 돌출편(54)의 외주위에 스페이서 부재(65)를 배치함으로서, 축체(51)의 돌출편(54)의 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 대향하는 면과 레이디얼 베어링(55)의 일단면과의 사이의 공극(C1)및 돌출편(54)의 스러스트 베어링(58)과 대향하는 면과 스러스트 베어링(58)과의 사이의 공극(C2)을 각각 수㎛의 정밀도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이, 스페이서 부재(65)를 설치함으로써, 레이디얼 베어링(55)에 설치한 제 2동압 발생홈(63) 및 스러스트 베어링(58)에 설치한 제 3동압 발생부(64)에 하우징(56)에 충전한 윤활유(67)가 균일하게 유통하고, 제 2 및 제 3동압 발생홈(63, 64)이 형성된 부분에서 동압발생효과를 충분히 얻을 수 있다. 더욱이, 베어링(51)의 돌출편(54)의 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 대향하는 면과 레이디얼 베어링(55)의 일단면과의 사이의 공극(C1) 및 돌출편(54)의 스러스트 베어링(58)과 대향하는 면과 스러스트 베어링(58)과의 사이의 공극(C2)을 균일하게 되기 때문에, 축체(51) 회전시의 흔들림을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 축체(51)의 하우징(56)에 대한 축방향의 상대위치 정밀도를 극히 고정밀도로 할 수 있으므로, 베어링유닛(30) 및 이 베어링유닛(30)을 이용한 스핀들모터(4)의 수명을 늘려서 신뢰성을 향상할 수 있다.
도 5 및 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)을 구성하는 하우징(56)은, 통형을 이루는 하우징 본체(71)와, 하우징 본체(71)의 일단측을 폐색하도록 하우징 본체(71)와 일체로 형성된 일단부측 부분을 구성하는 저부 폐색부(72)와, 하우징 본체(71)의 타단부측을 구성하는 하우징 본체(71)와 일체로 형성된 상부 폐색부(73)로 된다. 상부 폐색부(73)의 중앙부에는, 하우징(56)에 수납된 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)를 거쳐서 회전자재로 지지된 축체(51)의 축부(53)가 삽입되는 축 삽입구멍(75)이 설치되어 있다.
상술과 같이 구성된 하우징(56)은, 순차 서로 겹치도록 여러겹 쌓아진 레이디얼 베어링(55)과 스페이서 부재(65)와 스러스트 베어링(58)을 포함하도록 하여 합성수지재료를 아웃서트 성형하도록 함으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이, 레이디얼 베어링(55)를 하우징 본체(71)의 내주측에 배치하고, 하우징 본체(71)의 저부측에 스러스트 베어링(58)를 위치시켜, 레이디얼 베어링(55)과 스러스트베어링(58)과의 사이에 스페이서 부재(65)를 개재시켜서 일체로 형성된다. 이 때, 축체(51)도, 미리 축부(53)를 원통형의 레이디얼 베어링(55)에 삽입시켜, 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 지지된 상태로 조합되어 있다. 축체(51)는, 일체로 형성된 하우징(56)에 조합되었을 때, 일단측에 설치한 돌출편(54)을 스러스트 베어링(58)에 대향시키고, 타단 측에 설치된 부착부(52) 측을 하우징 본체(71)의 상부 폐색부(73)에 설치한 축 삽입구멍(75)에서 돌출시키고 있다.
이와 같이, 레이디얼 베어링(55)과 스페이서 부재(65)와 스러스트 베어링(58)을 내포하고, 축체(51)를 지지하여 일체로 형성된 하우징(56)에는, 축체(51)가 회전했을 때에 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61 내지 64) 내를 유통하여 동압을 발생시키는 점성류체로서의 윤활유(67)가 충전된다.
윤활유(67)의 충전은, 윤활유(67)가 수용되어 있는 충전조(槽)에 축체(51)를 삽입한 하우징(56)을 투입한다. 이어서, 하우징(56)이 투입된 충전조를 진공상태에 의해 진공흡인 한다. 그 후, 진공흡인 된 충전조를 대기중에 끌어 냄으로써, 하우징(56) 내에 윤활유(67)가 충전된다.
이 때, 윤활유(67)는, 온도변화에 의해 팽창한 경우, 축 삽입구멍(75) 내에서 하우징(56)의 외부에 누설하는 것을 방지하고, 또 온도변화에 의해 수축한 경우에, 축체(51)와 축 삽입구멍(75)과의 사이에 형성된 공극(79)으로의 충전부족이 발생하지 않도록 충전된다. 즉, 온도변화에 의한 윤활유(67)의 유면 높이의 변화는, 축 삽입구멍(75) 내의 범위에 있도록 설정된다.
윤활유(67)의 하우징(56)으로의 충전을 진공장치를 이용하여 진공흡인하여 행함으로써, 하우징(56) 내부의 압력이 외부보다 낮은 상태가 된다. 그 결과, 윤활유(67)는, 용이하게 하우징(56)으로부터 누설하는 것이 방지된다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 레이디얼 베어링(55)을 소결금속에 의해 형성함으로써, 이 레이디얼 베어링(55)에 윤활유(67)가 함침되며, 또한, 축체(51)의 회전에 의해 동압을 발생시키는 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61 내지 64) 중에도 윤활유(67)가 충전된다. 즉, 윤활유(67)는, 하우징(56) 내의 전체 공극에 충전된다.
또한, 하우징(56)을 구성하는 합성수지 재료는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 하우징(56) 내에 충전되는 윤활유(67)를 튀기는 윤활유(67)에 대한 접촉각을 크게 하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 하우징(56)은, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아세탈 등의 불소계의 합성수지, 폴리테트라 플루오로에틸렌 테플론, 나일론 등의 합성수지를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, PC(폴리카보네이트), ABS(아크릴로니트릴 부타디엔스테렌) 등의 합성수지를 이용해도 좋다. 그리고 또, 극히 고정밀도의 성형이 가능한 액정폴리머에 의해 형성한다.
그런데, 하우징(56)의 상부 폐색부(73)에 형성되는 축 삽입구멍(75)은, 이 축 삽입구멍(75)에 삽입된 축체(51)의 축부(53)가 축 삽입구멍(75)의 내주변에 접하지 않고 회전하도록, 축부(53)의 외경보다 약간 큰 내경을 가지고 형성되어 있다. 이 때, 축 삽입구멍(75)은, 도 6 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 그 내주면과 축부(53)의 외주면과의 사이에 하우징(56) 내에 충전된 윤활유(67)가 하우징(56) 내에서 새는 것을 방지하는데 족하는 간격(C3)의 공극(79)을 가지도록 형성된다. 이와 같이, 축체(51)와의 사이에 하우징(56) 내에 충전된 윤활유(67)의 새는 것을 방지하도록 한 공극(79)이 형성되도록 축 삽입구멍(75)을 형성한 상부 폐색부(73)는, 오일 실부를 구성하고 있다.
하우징(56)에 일체로 형성된 상부 폐색부(73)는, 폴리이미드, 폴리아미드 혹은 나일론 등의 합성수지에 의해 형성되어 있으므로, 축 삽입구멍(75)의 내주면의 윤활유(67)에 대한 접촉각(67)을 60도 정도 확보할 수 있다. 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 오일 실부를 구성하는 축 삽입구멍(75)의 내주면을 포함하고 상부 폐색부(73)에, 계면활성제를 도포하지 않고 윤활유(67)의 상부 폐색부(73)에 대한 접촉각을 크게 할 수 있으므로, 축체(51)가 회전함으로써, 발생하는 원심력에 의해 윤활유(67)가 축 삽입구멍(75)을 거쳐서 하우징(56)의 외부로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 축체(51)의 축 삽입구멍(75)의 내주면과 대향하는 외주면에는, 테이퍼부(77)가 설치되어 있다. 테이퍼(77)는, 축체(51)의 외주면과 축 삽입구멍(75)의 내주면과의 사이에 형성되는 공극(79)을 하우징(56)의 바깥 방향으로 향하여 확대시키도록 경사되어 있다. 이 테이퍼부(77)는, 축체(51)의 외주면과 축 삽입구멍(75)의 내주면에 의해 형성되는 공극(79)에 압력 기울기를 형성하고, 하우징(56) 내에 충전된 윤활유(67)를 하우징(56)의 내부로 끌어 들이는 힘이 발생한다. 축체(51) 회전시에, 윤활유가 하우징(56)의 내부로 끌어 들이도록 되므로, 동압류체 베어링에 의해 구성된 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 설치한 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61 내지 64)에 윤활유(67)가 확실히 침입하여 동압을 발생시키고, 축체(51)의 안정한 지지가 실현되며, 더욱이 하우징(56)에 충전된 윤활유(67)의 누설을 방지할 수 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)에 있어서, 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61 내지 64)에 침입하여 동압을 발생시키는 윤활유(67)는, 도 6 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 하우징(56) 내에서 축체(51)에 형성된 테이퍼부(77)와 축 삽입구멍(75)의 내주면에 의해 형성된 공극(79)에 면하도록 충전된다. 즉, 윤활유(67)는, 하우징(56) 내의 극간에 충전되며, 또한 소결금속으로 이루는 레이디얼 베어링(56)에 함침된다.
여기서, 축체(51)에 형성된 테이퍼부(77)와 축 삽입구멍(75)의 내주면과의 사이에 형성된 공극(79)에 대하여 설명한다. 이 공극(79)의 최소 간격은, 축체(51)의 외주면과 축 삽입구멍(75)의 내주면과의 사이에 형성되는 간격(C2)에 상당하고, 이 간격(C3)은 20㎛∼200㎛가 바람직하고, 100㎛정도가 가장 바람직하다. 간격(C3)이 20㎛ 보다도 작으면, 베어링유닛(30)의 하우징(56)을 합성수지에 의해 일체성형으로 만들 때의 성형정밀도를 확보하는 것이 어렵다. 공극(79)의 간격(C3)이 200㎛ 보다도 크면, 베어링유닛(30)에 충격이 가해졌을 때, 하우징(56)에 충전된 윤활유(67)가 하우징(56)의 외부에 비산하게 되는 내충격성이 저하하게된다.
하우징(56)에 충전된 윤활유(67)가 충격에 의해 하우징(56)의 외부로 비산하는데 내충격성(G)에 관해서는, 하기의 수학식 1에 나타내는 바와 같이,
여기서,: 윤활유의 표면장력
β: 윤활유의 접촉각
ρ: 윤활유의 밀도
c: 회전축과 축 삽입구멍과의 사이의 간격
g: 자연낙하 가속도
이다.
수학식 1에서, 내충격성(G)은, 공극(79)의 간격(c)의 2승에 반비례한다.
또, 열팽창에 의한 유면 상승량(h)은, 하기의 수학식 2에 나타내는 바와 같이,
로 표시된다.
여기서, V: 윤활유 충전량,
: 열팽창계수
Δt: 온도변화량
R: 축반경
이다.
수학식 2에서, 유면 상승량(h)은, 간격(c)의 크기에 반비례하므로, 간격(c)을 좁게 하면, 내충격성(G)은 향상하지만, 온도 상승에 의한 윤활유(67)의 유면 높이(h)의 상승은 심하게 되며, 축 삽입구멍(75)의 축방향의 두께가 필요하게 된다.
계산에 의하면, 직경 2㎜∼3㎜의 직경의 축부(53)를 가지는 축체(51)를 지지하는 베어링유닛(30)에서는, 축부(53)와 축 삽입구멍(75)과의 사이에 형성되는 공극(79)의 간격(C3)을 100㎛ 정도로 하고, 축 삽입구멍(75)의 높이(H1)가 1㎜ 정도이면, 내충격성은 1000G 이상이며, 내온도 특성 80℃에 견딜 수 있고, 하우징(56) 내에 충전한 윤활유(67)의 비산을 방지한 신뢰성이 높은 베어링유닛(30)을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 축체(51)의 외주면과 축 삽입구멍(75)의 내주면과의 사이에 형성되는 공극(79)의 간극(C3)을 하우징(56)의 바깥 쪽으로 향하여 확대되도록 경사시킨 테이퍼부(77)가 설치되므로, 축체(51)의 외주면과 축 삽입구멍(75)의 내주면에 의해 형성되는 공극(79)의 간격(C3)에 압력 기울기가 형성되며, 축체(51)가 회전했을 때에 발생하는 원심력에 의해, 하우징(56) 내에 충전된 윤활유(67)를 하우징(56)의 내부로 끌어들이는 힘이 발생한다.
즉, 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)에 있어서, 축체(51)의 외주면과 축삽입구멍(75)의 내주면과의 사이에 형성되는 공극(79)은, 표면장력 실에 의해, 윤활유(67)의 비산을 방지하고 있다.
다음으로, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 다른 예를 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
도 11 및 도 12에 나타내는 베어링유닛(80)은, 하우징(86)을 더욱 용이하게 아웃서트 성형에 의해 형성할 수 있도록 한 것이다.
또한, 도 11 및 도 12에 나타내는 베어링유닛(80)에 있어서, 상술한 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 11에 나타내는 바와 같이 구성되는 베어링유닛(80)은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 미리 서브어셈블리(90)를 준비한다. 이 서브어셈블리(90)는, 축체(51), 레이디얼 베어링(55), 스라스트 베어링(58) 및 스페이서 부재(81)를 가지고 있다. 스페이서 부재(81)는, 원통부(82)와 고리형 슬리브(83)를 일체로 구성한 것이다. 고리형 슬리브(83)는, 원통부(82)의 내주면에 있어서, 축체(51)의 돌출편(54)의 외주면으로 향하도록 돌출하여 전 주위에 걸쳐서 형성되어 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 축체(51), 레이디얼 베어링(55), 스페이서 부재(81) 및 스러스트 베어링(58)을 미리 서브어셈블리(90)로서 일시 유지하여 조립한 것을 준비한다. 이 서브어셈블리(90)에 대하여, 도 11에 나타내는 바와 같이 하우징(86)을 합성수지에 의해 아웃서트 성형한다. 이와 같이 미리 서브어셈블리(90)를 준비해 둠으로써, 하우징(86)의 아웃서트 성형을 더욱 용이하게 행할 수있다.
다음으로, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를 도 13을 참조하여 설명한다.
이 베어링유닛(91)에 있어서, 상술한 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다. 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 다른 점은 다음의 점이다. 즉 레이디얼 베어링(94)과 스페이서 부재(95)가 일체적으로 형성되어 있다. 이와 같이, 레이디얼 베어링(94)과 스페이서 부재(95)를 일체적으로 형성함으로써, 부품개수를 줄일 수 있어 코스트 다운이 도모된다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를, 도 14를 참조하여 설명한다. 이 베어링유닛(101)에 있어서, 상술한 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다. 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 다른 점은, 스페이서 부재(102)의 일부에 하우징(56)에 설치한 관통 구멍(103)에 끼워 맞춰서 하우징(56)의 외부에 면하는 돌출부(104)가 설치되어 있는 것에 있다. 이와 같이, 스페이서 부재(102)는, 관통 구멍(103)에 돌출부(104)를 끼워 맞춰서 하우징(56)에 고정됨으로써, 하우징(56)에 대하여 확실하게 고정할 수 있다.
그런데, 하우징(56)의 성형재료로서 이용되는 폴리이미드, 폴리아미드, 나일론 등의 합성수지는, 금속에 대하여 접착에 의한 체결이 충분하지 않은 것이 있다. 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 최외주에 합성수지제의 하우징(56)이 위치하고,이 합성수지제의 하우징(56)을 스핀들모터(4)의 금속제의 원통부(28)에 끼워 맞춰서 고정하도록 하고 있다. 그 때문에, 하우징(56)을 금속제의 원통부(28)에 접착제를 이용하여 확실히 접합할 수 없다.
한편, 하우징(56) 내에 설치되는 스페이서 부재(102)는, 예를 들면, 철, 놋쇠, 알루미늄 등의 금속으로 형성되어 있다. 그래서, 금속에 의해 형성된 스페이서 부재(102)의 일부에 돌출부(104)를 설치하고, 이 돌출부(104)를 하우징(56)의 외부에 면하게 함으로써, 하우징(56)과 원통부(28)의 접합면이 금속끼리 되는 부분이 얻어지며, 하우징(56)을 금속제의 원통부(28)에 접착제를 이용하여 확실하게 접합하는 것이 가능하게 된다.
또한, 스페이서 부재(102)에 설치되는 돌출부(104)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 복수 설치되도록 하여도 좋다. 이와 같이, 하우징(56)의 외부에 면하는 금속제의 돌출부(104)가 복수 설치됨으로써, 금속제의 원통부(28)에 접촉하는 금속제 부분의 면적이 크게 되며, 한층 확실하게 하우징(56)을 금속제의 원통부(28)에 접착제를 이용하여 접합하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛의 또 다른 예를, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다. 또한, 이 예에 있어서도, 상술한 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 16에 나타내는 베어링유닛(110)은, 하우징(56)의 내주측에 스페이서 부재(111)를 일체로 형성하고 있다. 이와 같은 베어링유닛(110)을 제작하는 데는, 도 17a에 나타내는 바와 같이, 제 1수지 성형공정에 있어서 레이디얼베어링(55)에 대하여 아웃서트 성형에 의해 상부 폐색부(73)를 포함하는 하우징 본체(71)를 형성한다. 이 때에, 하우징(56)과 일체로 스페이서 부재(111)를 성형한다.
다음으로, 도 17b에 나타내는 바와 같이, 하우징 본체(71)에 수납되도록 부착된 레이디얼 베어링(55)에 축체(51)를 삽입하고, 축체(51)의 돌출편(54)에 대향하도록 스러스트 베어링(58)을 배치하고, 스러스트 베어링(58)이 배치된 하우징 본체(71)의 저부측에 합성수지재료를 아웃서트 성형을 실시하고, 하우징 본체(71)의 저부측을 폐색한 저부폐색부(72)를 가지는 하우징(56)을 형성한다. 이와 같은 성형공정을 거침으로서, 부품개수가 적고 신뢰성이 높은 동압류체 베어링유닛을 용이하게 제작할 수 있다.
또한, 하우징 본체(71)의 저부측에 아웃서트 성형되어 저부 폐색부(72)를 구성하는 합성수지재료는, 하우징 본체(71)를 구성하는 합성수지의 내열온도보다 낮은 온도에서 성형이 가능한 것이 이용된다. 이와 같은 재료를 이용함으로써, 먼저 성형된 하우징 본체(71)의 성형정밀도에 영향을 미치지 않고, 저부 폐색부(72)를 하우징 본체(71)에 일체화 한 하우징(56)을 형성할 수 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 모터는, 레이디얼 베어링, 스러스트 베어링 및 축체, 또한 스페이서 부재를 합성수지를 이용하여 일체로 형성된 하우징에 수납하고, 더구나, 축체(51)는 도 10에 나타내는 바와 같이, 하우징(56)에 충전된 점성류체로서의 윤활유(67)의 하우징(56)으로부터의 새는것을 방지하는데 족한 간격(C3)을 가지는 공극(79)을 거쳐서 하우징(56)의 바깥쪽으로 돌출되어 있으므로, 하우징(56)에 충전된 윤활유(67)의 하우징(56)으로부터의 새는 것을 확실히 방지할 수 있다.
하우징(56)에 충전된 윤활유(67)의 하우징(56)으로부터의 누설을 방지할 수 있으므로, 동압발생부를 구성하는 제 1 내지 제 3동압 발생홈(61 내지 64)에 윤활유(67)를 유통시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 축체(51)의 돌출편(54)의 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 대향하는 면과 레이디얼 베어링(55)의 일단면과의 사이의 공극(C1)과, 돌출편(54)의 스러스트 베어링(58)과 대향하는 면과 스러스트 베어링(58)과의 사이의 공극(C2)과는, 극히 고정밀도로 유지할 수 있으므로, 편심을 발생시키지 않고 안정한 상태에서 축체(51)의 회전을 도모할 수 있으므로, 하드디스크 드라이브장치와 같은 정보기록 재생장치에 이용하여 유용하게 된다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 회전하는 축체(51)의 돌출편(54)과 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)의 각각의 사이의 공극(C1,C2)의 정밀도를 향상시킬 수 있으므로, 제 2 및 제 3동압 발생홈(63, 64)에 윤활유(67)가 유통함으로써, 발생하는 동압을 일정하게 할 수 있고, 축체(51)의 고정밀도의 회전상태가 얻어진다. 더구나, 레이디얼 베어링(55)에도 윤활유(67)가 유통하는 제 1동압 발생홈(61, 62)이 형성되어 있으므로, 축체(51)는, 레이디얼방향 및 스러스트방향과도 마찰저항이 작고 부하가 작은 동압류체 베어링에 의해 지지된 구조로 된다.이와 같이 동압류체 베어링에 의해 지지된 축체(51)는, 부하가 극히 작으므로, 고속으로 회전된 경우에도 안정한 회전을 보증할 수 있고, 더구나, 수명 등 신뢰성의 향상을 달성할 수 있다.
상술한 각 베어링유닛은, 하우징(56)을 합성수지에 의해 일체로 형성하고 있으므로, 아웃서트 성형 등이 가능하며, 조립공정이 불필요하고 용이하게 고정밀도를 유지하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 각 베어링유닛은, 하우징(56)에 충전한 윤활유(67)의 누설, 비산을 방지할 수 있으므로, 디스크 드라이브장치에 이용했을 때, 윤활유에 의해 하드디스크를 오손하지도 않으므로, 신뢰성이 높은 디스크 드라이브장치를 얻을 수 있다.
그런데, 상술한 축체는, 축부와 돌출체로서의 돌출편을 일체로 형성하고 있지만, 축부와 돌출편을 독립으로 형성하고, 그 후의 일체화 하도록 해도 좋다.
이하, 축부 및 돌출편을 독립으로 형성한 축체를 이용한 베어링유닛의 예를 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명한다.
또한, 상술한 도 6에 나타내는 베어링유닛과 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 18에 나타내는 베어링유닛(300)에 이용되는 축체(351)는, 스트레이트형태의 축부(353)와 원반형의 돌출편(354)을 다른 부재에 의해 형성한 것이다. 축부(353)는, 스테인리스 등의 금속에 의해 형성되어 있다. 축부(353)에는, 외주면에 테이퍼부(77)만이 형성된 스트레이트 형태로 형성되어 있으므로, 센터리스연마를 실시할 수 있다. 축부(353)는, 센터리스 연마가 가능하게 된 형태로 되어 있으므로, 고정밀도의 진원도를 유지하여 용이하게 형성할 수 있다.
돌출편(354)은, 축부(353)의 일단측에 합성수지재료 또는 소결금속재료를 아웃서트 성형함으로써 축부(353)와 일체로 형성되어 축체(351)를 구성한다.
또한, 돌출편(354)이 아웃서트 성형되는 축부(353)의 일단측에는, 아웃서트 성형되는 합성수지재료 또는 소결금속재료가 진입하는 결합용 홈부(355)가 형성되어 있다. 이와 같은 결합용 홈부(355)가 설치됨으로써, 돌출편(354)과 축부(353)는 강고하게 일체화 된다.
여기서 나타내는 축체(351)의 돌출편(354)은, 후의 공정에서 축부(353)에 아웃서트 성형되어서 형성되므로, 이 성형시에 동압발생홈을 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 하우징(56)에 수납 유지된 레이디얼 베어링(55)의 일단면과 대향하는 한쪽면에 제 2동압 발생홈(363)을 형성하고, 스러스트 베어링(58)과 대향하는 다른 쪽면에 제 3동압 발생홈(364)을 형성할 수 있다.
돌출편(354)의 한쪽면이 형성되는 제 2동압 발생홈(363)은, 상술한 레이디얼 베어링(55)의 일단면에 형성되는 제 2동압 발생홈(63)과 동일하게, 도 19에 나타내는 바와 같이, 돌출편(354)의 외주측에 위치하여, V자형을 이루는 한쌍의 홈(363a, 363a)을 주위 회전방향으로 연결홈(363b)에 의해 연결하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 2동압 발생홈(363)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(363a, 363a)의 선단측이 축체(351)의 회전방향(R1)으로 향하도록 형성되어 있다.
또, 돌출편(354)의 스러스트 베어링(58)과 대향하는 다른 쪽면에 형성되는 제 3동압 발생홈(364)도, 도 20에 나타내는 바와 같이, 돌출편(354)의 외주측에 위치하고, V자형을 이루는 한쌍의 홈(364a, 364a)을 주위 회전방향으로 연결홈(364b)에 의해 연속하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 3동압 발생홈(364)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(364a, 364a)의 선단측이 축체(351)의 회전방향(R1)으로 향하도록 형성되어 있다.
이와 같은 축체(351)를 이용함으로써, 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 동압발생홈을 형성할 필요가 없어지므로, 이들 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)의 제조가 용이하게 된다.
또한, 돌출편(354)에는, 제 2 또는 제 3동압 발생홈(363, 364)의 어느 한쪽만을 형성한 것이라도 좋다. 이와 같이 형성한 경우이더라도, 레이디얼 베어링(55) 또는 스러스트 베어링(58)의 한쪽에는 동압발생홈을 설치할 필요가 없게 되므로, 베어링의 제조가 용이하게 된다.
또, 돌출편(354)에는, 동압발생홈을 설치하지 않고 평탄한 V자형으로 형성한 것만이라도 좋다. 이와 같은 축체(351)에 있어서도, 축부(353)의 형성이 용이하게 되며, 베어링유닛(300)의 제조도 용이하게 된다.
그런데, 본 발명에 관계되는 베어링유닛(30)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 축체(51)에 로터(15)를 지지하여 스테이터 하우징(21)에 부착되어서 스핀들모터(4)를 구성하고 있다. 그래서, 베어링유닛(30)은, 위치 결정되어서 확실하게 스테이터 하우징(21)에 부착될 필요가 있다.
다음으로, 스핀들모터의 스테이터 하우징에 대하여 위치 결정하여 확실하게 고정되어서 부착할 수 있도록 기계적인 고정수단을 설치한 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 스핀들모터의 예를 도 21 및 도 22를 참조하여 설명한다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이 스핀들모터(4)와 공통하는 부분에는 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 21에 나타내는 스핀들모터(114)에 이용하는 베어링유닛(130)은, 하우징(56)에 스테이터 하우징(21)으로의 기계적인 고정수단을 구성하는 계지부로서의 단차부(131)가 형성되어 있다. 단차부(131)는, 축체(51)가 돌출하는 하우징(56)의 상부 폐색부(73)가 설치되는 측의 외주면에 형성되어 있다.
또한, 스핀들모터(114)의 스테이터(16)를 구성하는 스테이터 하우징(21)의 원통부(28)는, 베어링유닛(130)의 하우징(56)의 부착부에 상당한다.
하우징(56)에 계지부를 구성하는 단차부(131)를 형성한 베어링유닛(130)은, 스테인리스 등의 금속에 의해 형성된 스테이터 하우징(21)에 설치한 원통부(28)에 삽입되었을 때, 원통부(28)의 선단측에 설치한 접합부(132)를 변형시켜서 단차부(131)에 계지시킴으로써, 스테이터 하우징(21)에 기계적으로 고정된다. 이와 같이, 하우징(56)이 삽입되는 원통부(28) 측에 접합부(132)를 설치하고, 베어링유닛(130)을 부착하도록 함으로써, 베어링유닛(130)에 큰 부하를 부여하지 않고 스핀들모터(114)의 소정의 부착위치에 위치 결정하여 부착할 수 있다.
베어링유닛(130)의 하우징(56)의 재료로서, 금속에 대하여 접착에 의한 체결이 충분하지 않은 폴리이미드, 폴리아미드, 나일론 등의 합성수지에 형성한 경우라도, 베어링유닛(130)을 원통부(28)에 접합수단에 의해 고정하므로, 합성수지제의 하우징(56)을 금속제의 원통부(130)에 확실하게 기계적으로 고정할 수 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛을 스핀들모터 등의 모터에 기계적으로 고정하는 수단으로서는, 상술한 바와 같은 접합수단 외, 열 접합의 수단을 이용하여 부착하도록 해도 좋다. 이 열 접합수단은, 베어링유닛의 합성수지에 의해 형성한 하우징 측에 열 접합용의 돌기를 설치하고, 이 돌기를 스테이터 하우징 측에 끼워 맞추고, 열 변형시킴으로써 베어링유닛을 스테이터 하우징에 고정하도록 한 것이다.
또, 베어링유닛의 하우징 측에 나사부를 일체로 설치하고, 이 나사부를 스테이터 하우징 측의 나사구멍에 나합하여 부착하도록 해도 좋다.
또한, 베어링유닛의 원통형으로 형성된 하우징의 외주면에 평탄부를 설치하고, 혹은 하우징의 외주면에 돌기 가닥부를 설치하고, 이들 평탄부나 돌기 가닥부에 대응하는 평탄부나 계합 오목부를 스테이터 하우징의 원통부 측에 설치함으로써, 베어링유닛을 모터의 스테이터 하우징에 대한 부착위치를 위치 결정하여 부착하는 것이 가능하게 된다.
상술한 스핀들모터에 이용되는 베어링유닛은, 하우징에 축체를 회전 가능하게 지지하고 있지만, 본체를 고정하고, 이 축체에 대하여 하우징이 회전하도록 지지한 것이라도 좋다.
축체를 고정한 베어링유닛을 이용한 스핀들모터의 예를, 도면을 참조하고 설명한다.
또한, 도 5에 나타내는 베어링유닛(30) 및 이 베어링유닛(30)을 이용한 스핀들모터(4)와 공통하는 부분에는 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
축고정형의 스핀들모터(204)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 베어링유닛(230)의 축체(51)를 스테이터 하우징(121)에 고정한다. 축체(51)는, 하우징(56)으로부터 돌출된 측에 설치된 부착부(52)를 스테이터 하우징(121)에 뚫어 설치한 부착 구멍에 압입하고, 스테이터 하우징(121)에 고정된다. 베어링유닛(230)은, 축체(51)가 고정됨으로써, 하우징(56)이 축체(51)에 대하여 회전자재로 지지된 상태가 된다.
축체(51)가 고정되는 스테이터 하우징(121) 측에는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 베어링유닛(230)의 하우징(56)을 둘러싸는 것 같이, 원통형의 코일 부착부(153)가 설치되어 있다. 코일 부착부(153)의 외주에는, 구동코일(22)이 권회된 철심(23)이 부착되어 있다.
본 예의 스핀들모터(204)는, 축체(51)에 대하여 회전자재로 지지된 하우징(56) 측에 로터(115)를 부착하고 있다. 로터(115)는, 로터 하우징(120)의 중심부에 뚫어 설치한 끼워 맞추는 구멍(154)을 베어링유닛(230)의 하우징(56)의 저부 폐색부(72) 측의 외주위에 설치한 끼워맞춤부(155)에 압입하고, 하우징(56)과 일체로 회전 가능하게 부착된다.
또한, 끼워맞춤 구멍(154) 내와 끼워맞춤부(155)의 외주위에는, 로터(115)의 하우징(56)에 대한 부착위치를 위치 결정하기 위한 위치결정 단부가 형성되어 있다.
이 스핀들모터(204)에 있어서도, 로터 하우징(120)의 통형부분의 내주면에는, 스테이터(116) 측의 구동코일(22)과 대향하도록 로터 마그넷(19)이 설치되어 있다. 로터 하우징(120)의 외주측에는, 하드디스크(3)가 재치되는 턴테이블(17)이 형성되어 있다. 이 하드디스크(3)도, 내주측 부분이 턴테이블(17)과 이 턴테이블(17) 위에 압접되는 처킹부재(18)에 의해 로터 하우징(120)과 일체로 회전 가능하게 지지되어 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 상술과 같이 축체 측을 회전 가능하게 할뿐만 아니라, 축체 측을 고정하고, 하우징을 회전 가능하게 한 것이라도 좋고, 본 발명에 관계되는 베어링유닛이 이용되는 모터 등의 구성에 따라서 적의 선택할 수 있다.
그런데, 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 금속제의 축체를 지지하는 하우징을 전기적으로 절연재료인 합성수지에 의해 형성한 경우에, 회전에 의해 축체에 대전(帶電)된 정전기를 베어링유닛의 외부에 확실하게 방전할 수 없게 될 염려가 있다.
축체의 회전에 의해 발생하는 정전기를 외부로 방전할 수 없도록 베어링유닛을 디스크 드라이브장치에 이용한 경우에, 다음과 같은 문제가 생긴다.
베어링유닛의 회전부인 축체로부터의 방전수단 혹은 방전경로를 가지지 않으므로, 축체를 거쳐서 회전자재로 지지되는 하드디스크에 정전기가 대전되게 된다. 예를 들면, 하드디스크 위를 주사하여 정보신호의 기록재생을 행하는 자기저항 효과소자 헤드는, 내전압 성능이 100V 정도로 극히 낮으므로, 정전기에 의해 파괴될 염려가 있다.
그래서, 본 발명에 관계되는 베어링유닛을, 약간의 정전기의 영향도 제외할 필요가 있는 정보신호의 기록재생을 행하는 디스크 드라이브장치 등에 이용하는 경우에는, 회전부분에 생기는 정전기를 확실하게 외부로 방전할 수 있는 구성을 갖추는 것이 바람직하다.
이하에, 축의 회전에 의해 발생하는 정전기를 하우징의 외부에 방전 가능하게 하는 베어링유닛 및 이 베어링유닛을 이용한 스핀들모터를 설명한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 상술한 도 5 및 도 6에 나타내는 베어링유닛 및 스핀들모터와 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
축체(51)의 회전에 의해 발생하는 정전기를 하우징(56)의 외부에 방전 가능하게 하는 베어링유닛(160)을 이용한 스핀들모터(214)는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 상술한 도 5에 나타내는 스핀들모터(4)와 동일하게, 디스크 드라이브장치에 이용되는 것이다.
도 24에 나타내는 스핀들모터(214)에 이용되는 베어링유닛(160)은, 도 25에 나타내는 바와 같이, 하우징(156)을 도전성재료를 혼합한 도전성수지를 이용하여 형성한다. 이 도전성수지는, 도전성수지로서는, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 나일론, 폴리이미드, 액정폴리머 등에, 도전성을 가지는 카본 나노튜브를 혼입한 정밀 성형을 가능하게 한 것이 이용된다.
이와 같은 도전성수지에 의해 형성한 하우징(156) 중에 충전되는윤활유(157)도 도전성을 가지는 것이 이용된다. 이 윤활유(157)로서는, 예를 들면 에스테르계, 파오계, 불소계 등의 기계유 중에 도전성을 가지는 탄소화합물 등의 도전재를 혼입시킨 것을 이용할 수 있다.
하우징(156) 내에 수납 배치되는 레이디얼 베어링(155)은, 상술한 바와 같이 도전성을 가지는 금속재료로 형성한 소결금속이나, 놋쇠나 스테인리스 강철을 이용하여 형성한다.
또한, 하우징(156)에 지지되는 축체(51)도, 도전성을 가지는 금속, 예를 들면 스테인리스 강철로 형성한다.
상술한 바와 같은 재료를 이용하여 형성된 베어링유닛(160)은, 축체(51)로부터 하우징(156)에 충전된 도전성을 가지는 윤활유(157), 또한 레이디얼 베어링(55) 및 도전성을 가지는 하우징(156)에 이르는 방전경로를 가진다. 즉, 이 베어링유닛(160)은, 하우징(156) 내에서 축체(51)가 회전했을 때에 발생하는 정전기를 하우징(156)의 외부로 도피시키는 방전경로가 형성되어 있다.
이와 같은 방전경로를 가지는 베어링유닛(160)을 이용한 스핀들모터(214)는, 축체(51)가 회전함으로써 발생하는 정전기를, 도 24에 나타내는 바와 같이, 스테이터(16)를 구성하는 금속제의 스테이터 하우징(21)에 설치한 원통부(28)에 방전할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 관계되는 베어링유닛(160)을 이용한 스핀들모터(214)는, 축체(51)의 회전에 의해 발생하는 정전기를 스테이터 하우징(21)에 방전할 수 있으므로, 정전기가 턴테이블(17)을 통하여 하드디스크(3)에 대전하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 정보신호의 기록재생을 행하는 자기헤드에 정전기가 방전되어, 파괴되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
베어링유닛의 회전축으로부터 스핀들모터의 스테이터 하우징에 이르는 방전경로를 구성하기 위해서는, 상술한 도 14 및 도 15에 나타낸 베어링유닛(101, 110)에 있어서, 하우징(56) 중에 충전되는 윤활유(67)에 도전성을 가지는 것을 이용하면, 축체(51)로부터 하우징(56)의 외부에 이르는 방전경로를 형성할 수 있다.
이와 같이, 축체로부터 하우징의 외부에 이르는 방전경로를 갖춘 베어링유닛을 이용함으로써, 정전기의 영향을 받지 않고 자기헤드 등의 디스크 드라이브장치를 구성하는 부품의 확실한 보호를 도모할 수 있다.
방전경로를 갖춘 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 또한 상술한 바와 같이 하우징에 충전한 윤활유의 누출이 방지되어 있으므로, 디스크 드라이브장치 내의 자기헤드나 하드디스크를 윤활유에 의해 오손하지도 않으므로, 자기헤드나 하드디스크의 확실한 보호를 도모하고, 안전하게 정보신호의 기록재생을 가능하게 하는 디스크 드라이브장치를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 베어링유닛의 다른 예를 도면을 참조하여 설명한다.
이 베어링유닛도, 상술한 도 5 및 도 6에 나타내는 베어링유닛(30)과 동일하게, 디스크 드라이브장치의 스핀들모터에 이용되므로, 도 5 및 도 6에 나타내는 베어링유닛(30) 및 스핀들모터(4)와 공통하는 부분에는, 공통 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
본 예의 베어링유닛(330)은, 도 26에 나타내는 바와 같이, 스핀들모터(304)의 스테이터 하우징(21)에 설치한 원통부(28)에 끼워 맞추도록 하여 부착되어 있다. 이 때, 베어링유닛(330)은, 축체(51)가 돌출하는 하우징(256)의 상부 폐색부(73)의 외주위가 원통부(28)의 선단측에 설치한 계지편(28a)에 의해 계지됨으로써 스테이터 하우징(21)에 위치 결정하여 고정되어 있다.
스핀들모터(304)의 스핀들모터 축을 구성하는 축체(51)를 갖추는 본 예의 베어링유닛(330)은, 도 27 및 도 28에 나타내는 바와 같이, 축부(53)의 일단부에 축부(53)보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체인 돌출편(54)을 설치한 축체(51)와, 축체(51)의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링(55)과, 축체(51)의 스러스트방향의 일단측에 설치한 돌출편(54)을 지지하는 스러스트 베어링(58)과, 이들 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)을 수납 지지하는 하우징(256)을 갖춘다.
하우징(256)은, 합성수지를 이용하여 형성되며, 원통형으로 형성된 레이디얼 베어링(55)이 수납되는 제 1수납 유지부(910)와 스러스트 베어링(58)이 수납 설치되는 제 2수납 유지부(911)와 축체(51)의 돌출편(54)이 수납 설치되는 돌출편 수납부(913)를 가지고 있다. 제 2수납 유지부(911) 및 돌출편 수납부(913)는 연속하여 형성되어 있다. 제 1수납 유지부(910)는, 제 2수납 유지부(911)의 내경보다도 작은 내경을 가지고 형성되어, 돌출편 수납부(913)의 내경은 제 1수납 유지부(910)와 제 2수납 유지부(911)의 각각의 내경 중간의 내경을 가지고 형성되어 있다. 제 1수납 유지부(910)에는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 원통형으로 형성된 레이디얼 베어링(55)이 수용하여 유지되어 있다. 제 2수납 유지부(911)에는, 원판형의 스러스트 베어링(58)이 수용 유지되어 있다. 돌출편 수납부(913) 속에는, 축체(51)의 돌출편(54)이 상하 및 외주위에 약간의 공극이 형성되는 상태로 수용되어 있다.
하우징(256)의 내주측에는, 하우징(256)의 안쪽으로 돌출하도록 하여 구분편(1000)이 주위 회전방향의 전 주위에 돌출 설치되어 있다. 구분편(1000)은, 제 1수납 유지부(910)와 제 2수납 유지부(911)와의 사이를 구분하는 위치에 형성되어 있다. 구분편(1000)의 중심부에는, 축체(51)의 축부(53)를 삽입시키는데 족하는 크기의 축 삽입구멍(1001)이 형성되어 있다. 축체(51)는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 축부(53)를 축 삽입구멍(1001)에 삽입하여 레이디얼 베어링(55)에 삽입하고, 부착부(52)를 상부 폐색부(73)에 설치한 축 삽입구멍(75)으로부터 돌출시키도록 하여 하우징(256) 내에 설치된다. 이 때, 돌출편(54)이 돌출편 수납부(913) 내에 위치되고, 스러스트 베어링(58)이 제 2수납 유지부(911) 내에 수납 설치된 상태로 된다.
하우징(256)의 제 1수납 유지부(910)에 수납된 축체(51)의 주위 회전방향의 회전을 지지하는 레이디얼 베어링(55)의 내주면에는, 도 29에 나타내는 바와 같이, 축부(53)의 외주면에 대향하여 한쌍의 제 1동압 발생홈(261, 262)이 형성되어 있다. 이들 동압발생홈(261, 262)은, 레이디얼 베어링(55)의 내주면에 V자형을 이루는 한쌍의 홈(261a)을 주위 회전방향으로 연결홈(261b)에 의해 연속하도록 형성한 헤링본형의 홈으로써 형성되어 있다. 이들 동압발생홈(261, 262)도, V자형을이루는 한쌍의 홈(261a, 261a)의 선단측이 축체(51)의 회전방향(R2)으로 향하도록 형성되어 있다. 본 예에 있어서는, 제 1동압 발생홈(261, 262)은, 원통형을 이루는 레이디얼 베어링(55)의 축방향의 상하에 병렬로 형성되어 있다.
또, 축체(51)가 수납 설치된 하우징(256) 내에 형성한 구분편(1000)의 돌출편(54)과 대향하는 면측에는, 도 27 및 도 30에 나타내는 바와 같이, 제 2동압 발생홈(263)이 형성되어 있다. 제 2동압 발생홈(263)도, 도 30에 나타내는 바와 같이, 구분편(1000)의 외주측에 위치하고, V자형을 이루는 한쌍의 홈(263a, 263a)을 주위 회전방향으로 연결홈(263b)에 의해 링형태로 연결하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 2동압 발생홈(263)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(263a, 263a)의 선단측이 축체(51)의 회전방향(R2)으로 향하도록 형성되어 있다.
또한, 스러스트 베어링(58)의 축체(51)의 돌출편(54)과 대향하는 면에는, 제 3동압 발생홈(264)이 형성되어 있다. 이 제 3동압 발생홈(264)도, 도 28 및 도 29에 나타내는 바와 같이, 원반형으로 형성된 스러스트 베어링(58)의 외주측에 위치하여, V자형을 이루는 한쌍의 홈(264a, 264a)을 주위 회전방향으로 연결홈(264b)에 의해 링형으로 연속하도록 형성한 헤링본형의 홈으로서 형성되어 있다. 이 때, 제 3동압 발생홈(264)은, V자형을 이루는 한쌍의 홈(264a, 264a)의 선단측이 축체(51)의 회전방향(R2)으로 향하도록 형성되어 있다.
제 1 내지 제 3동압 발생홈(261, 262, 263, 264)은, 축체(51)가 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)에 지지되어서 하우징(56) 내에서 연속하여 회전할 때, 하우징(56) 내에 충전되는 점성류체인 윤활유(67)가 유통함으로써, 축체(51)와 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)과의 사이에 동압을 발생시켜서 회전하는 축체(51)의 지지를 행한다. 즉, 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)은, 동압류체 베어링으로서 기능한다. 축체(51)의 회전에 의해 발생하는 동압은, 축체(51)와 레이디얼 베어링(55) 및 스러스트 베어링(58)과의 사이의 마찰계수를 극히 작게 하는 것이여서, 축체(51)의 원활한 회전을 실현한다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛(330)을 구성하는 하우징(256) 및 스러스트 베어링(58)은, 합성수지에 의해 형성할 수 있으므로, 구분편(1000)에 형성되는 제 2동압 발생홈(263) 및 스러스트 베어링(58)에 형성되는 제 3동압 발생홈(264)은, 하우징(256) 및 스러스트 베어링(58)을 형성할 때에 일체로 형성할 수 있으므로, 극히 용이하게 형성할 수 있다. 이들 제 2 및 제 3동압 발생홈(263, 264)은, 금형 성형에 의해 형성할 수 있으므로, 금속제의 부재에 절삭 등을 실시하여 형성하는 경우에 비하여 용이하게 형성할 수 있다.
본 예의 베어링유닛(330)은, 윤활유(67)의 제 2 및 제 3동압 발생홈(263, 264)으로의 집중을 도모하고, 축체(51)의 회전시에 안정한 동압을 발생시키기 위해서는, 제 2동압 발생홈(263)이 형성되는 구분편(1000)과 축체(51)의 돌출편(54)과의 사이의 간격 및 제 3동압 발생홈(264)이 형성되는 스러스트 베어링(58)과 축체((51)의 돌출편(54)과의 사이의 간격은 가능한 작게 하는 것이 바람직하다.
본 예의 베어링유닛(330)을 구성하는 하우징(256)은, 하우징 본체(271)에 레이디얼 베어링(55), 축체(51), 스러스트 베어링(58)을 수용한 상태에서, 하우징 본체(71)에 대하여 저부 폐색부(272)를 예를 들면 아웃서트 성형하고 일체화함으로써 형성할 수 있다. 이와 같이, 하우징 본체(271)에 대하여 저부 폐색부(272)를 아웃서트 성형함으로써 형성할 수 있으므로, 기계적인 조립공정이 불필요하게 되며 제조가 용이하게 된다.
여기서, 본 예의 베어링유닛(330)의 제조공정을 도 31을 참조하여 설명한다.
본 예의 베어링유닛(330)은, 제 1수지 아웃서트 성형스텝(ST1), T형 형태의 축의 삽입스텝(ST2), 스러스트 베어링의 삽입스텝(ST3), 제 2수지 아웃서트 성형스텝(ST4), 주유스텝(ST5), 기타, 윤활유의 닦아 내기, 윤활유 충전량 조정의 각 공정을 거쳐서 제조된다.
제 1수지 아웃서트 성형스텝(ST1)에서는, 레이디얼 베어링(55)의 주위에 하우징 본체(271)가 아웃서트 성형된다.
스러스트 방향의 양호한 윤활을 얻기 위해서는, 스러스트 베어링(58)에 링형태로 형성되는 제 3동압 발생홈(264)과 축체(51)와의 동축도를 확보할 필요가 있다. 제 1수납 유지부(910) 내에 레이디얼 베어링(55)이 수용 유지된다.
하우징(256)의 구분편(1000)에 형성되는 제 2동압 발생홈(263)은, 이 제 1수지 아웃서트 성형시에, 하우징 본체(271)와 동시에 형성할 수 있으므로, 형성이 극히 용이하게 된다.
다음의 축체(51)의 삽입스텝(ST2)에는, 하우징 본체(271) 내의 스러스트 베어링(58)이 설치되는 제 2수납 유지부(911)가 형성되는 개방된 저부측이나축체(51)를 삽입한다. 이 때, 축체(51)는, 선단부의 부착부(52)를 상부 폐색부(73)에 설치한 축 삽입구멍(75)에서 돌출시켜서, 돌출편(54)을 돌출편 수납부(913)에 위치시킨 상태에서 하우징 본체(271)에 설치된다.
다음의 스러스트 베어링의 삽입스텝(ST3)에서는, 제 2수납 유지부(911) 내에 스러스트 베어링(58)이 삽입된다.
제 2수지 아웃서트 성형스텝(ST4)에서는, 스러스트 베어링(58)의 외측에 추가의 합성수지재료가 아웃서트 성형됨으로써 저부 폐색부(272)가 형성됨으로써, 밀폐된 하우징(256)이 형성되며, 스러스트 베어링(58)이 제 2수납 유지부(911) 내에 고정하여 유지된다. 그 후, 주유스텝(ST5)에 있어서, 하우징(256) 내에 윤활유가 충전된다.
이와 같이 하여, 하우징(256)은, 상부 폐색부(73)에 형성되는 축 삽입구멍(75)을 제외하고, 축체(51)의 축부(53)와 돌출편(54)과 레이디얼 베어링(55)와 스러스트 베어링(58)을 봉입(封入)하도록 하여 일체적으로 유지한다.
본 예의 베어링유닛(330)에 이용되는 스러스트 베어링(58)은, 놋쇠나 소결금속부재에 수㎛의 단위의 깊이로 또한 그 크기의 동압발생홈(264)을 프레스, 전조, 에칭 등하여 설치한 부재이다. 여기서, 스러스트 베어링(58)도 합성수지의 셩형체에 의해 형성함으로써, 수지형성 시에 미소한 깊이로 크기를 가지는 동압발생홈(264)을 설치할 수 있으므로, 제조가 용이하게 되며, 제조 코스트의 저렴화를 실현할 수 있다.
스러스트 베어링(58)을 형성하는 합성수지에 윤활성이 뛰어난 나일론 등의수지를 이용하면, 회전 직후의 축체(51) 축과 스러스트 베어링(58)과의 접착시의 마모가 억제되며, 또한 신뢰성이 높은 베어링유닛을 구성할 수 있다.
또한, 도 26 및 도 27에 나타내는 베어링유닛(330)에 있어서도, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이 돌출편(354)에 제 2 및/또는 제 3동압 발생홈(363, 364)을 설치한 축체(351)를 이용하도록 해도 좋다.
이 경우에는, 하우징(256)의 구분편(1000) 및 스러스트 베어링(58)의 쌍방 또는 어느 한쪽에는 동압발생홈을 설치할 필요가 없게 되며, 그 결과, 하우징(256) 또는 이용하는 스러스트 베어링(58)의 제조가 용이하게 된다.
상술한 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 어느 것도 레이디얼 베어링의 최대 외형치수와 축체에 설치한 돌출편의 외형치수가 바람직하게는, 거의 같고, 비교적 소형인 레이디얼 베어링과 돌출편을 채용하고 있다. 이 때문에, 하우징 자체의 외형치수도 작게 할 수 있다.
스러스트 베어링의 외형치수는, 축체의 돌출편과 레이디얼 베어링의 최대 외형치수에 비교하여 약간 크게 되어 있지만, 이 스러스트 베어링의 외형치수의 큰 부분은, 하우징의 반경방향의 두께 내로 흡수 할 수 있으므로, 하우징의 외형치수가 크게 되는 일은 없다.
본 발명에 관계되는 상술한 어느 예의 베어링유닛도, 상부 폐색부에 설치한 축체가 삽입되는 축 삽입부분에 형성되는 약간의 공극을 제외하고, 하우징이 밀폐된 구조로 된다. 즉, 하우징은, 축 삽입구멍 부분에 하우징에 충전된 점성류체로서의 윤활유의 샘을 방지하는데 족하는 공극만이 형성되며, 기타는 밀폐되어 있으므로, 하우징 내의 윤활유가 외부로 새거나 비산하는 등의 위험성이 없는 신뢰성이 높은 베어링유닛 및 베어링유닛을 가지는 모터를 구성할 수 있다. 윤활유의 샘이나 비산을 방지할 수 있기 때문에, 디스크 드라이브장치의 스핀들모터에 적용한 경우에는, 하드디스크를 오손하게 되는 것을 방지하고, 확실한 보호를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용된 베어링유닛은, 축체의 레이디얼방향 및 스러스트방향의 지지를 모두 동압베어링으로 지지한 구조로 할 수 있으므로, 극히 저마찰의 베어링유닛을 구성할 수 있고, 에너지 손실없이 축체의 회전을 보증할 수 있다. 더구나, 축체의 편심을 방지하여 안정한 회전을 실현할 수 있으므로, 고속으로 회전되는 디스크 드라이브장치의 스핀들모터에 적용하여 극히 유용하게 된다.
또한, 상술한 베어링유닛은, 하우징에 충전되는 점성류체로서 윤할유를 이용하고 있지만, 일정한 점성을 가지며, 일정한 표면장력이 얻어지는 것이라면, 각종 점성류체를 적의 선택할 수 있다.
본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 디스크 드라이브의 스핀들모터의 베어링로서 이용될뿐 아니라, 방열장치의 모터나 각종 모터의 베어링으로서 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 베어링유닛은, 모터에 한하지 않고, 회전축을 갖추는 기구나, 축에 대하여 회전하는 부재를 지지하는 기구에 널리 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 축체의 회전시에 확실하게 동압을 발생시키고, 더구나, 안정한 동압발생을 가능하게 하므로, 축체 혹은 축체에 지지된 부재의 안정한 상태에서 원활한 회전을 실현할 수 있다. 특히, 본 발명은, 축체의 회전시의 마찰저항을 현저하에 저감할 수 있으므로, 고속으로 회전되는 디스크 드라이브장치 등의 모터에 이용하여 유용하게 된다.

Claims (46)

  1. 단면원형을 이루는 축부와 상기 축부의 일단부에 설치한 상기 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와,
    상기 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과,
    상기 돌출체에 대향하여 설치되며, 상기 축체의 스러스트 방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과,
    상기 축체를 지지한 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 상기 축부가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징과,
    상기 하우징 내부에 배치되어서 상기 레이디얼 베어링의 단면과 상기 돌출체의 한쪽 면과의 사이의 간격을 유지시키는 스페이서 부재를 가지며,
    상기 돌출체의 상기 레이디얼 베어링의 단면과 대향하는 한쪽면 또는 상기 한쪽면과 대향하는 상기 레이디얼 베어링의 단면의 어느 한쪽에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되며,
    상기 스러스트 베어링의 상기 돌출체의 다른쪽 면과 대향하는 면 또는 상기 돌출체의 다른쪽 면의 어느 한쪽에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링의 상기 축체와 대향하는 내주면에 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 3동압 발생부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 축체의 상기 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극은, 상기 하우징에 충전된 점성류체의 상기 하우징으로부터의 새는 것을 방지하는데 족하는 공극(空隙)인 베어링유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은, 합성수지 성형체에 의해 일체로 형성되어 있는 베어링유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 축 삽입구멍의 내주면 또는 상기 내주면과 대향하는 상기 축체의 외주면의 어느 한쪽면에, 상기 축체의 외주면과 상기 축 삽입구멍의 내부면과의 사이에 형성되는 공극을 상기 하우징의 바깥쪽으로 향하여 확대시키도록 경사된 테이퍼부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 점성류체는, 적어도 상기 축체의 외주면과 상기 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극 내에 면하기까지 상기 하우징 내에 충전되어 있는 베어링유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스페이서 부재는, 상기 하우징의 내주면에 고정되는 원통부와, 상기 원통부와 일체로 형성되어서 상기 원통부의 반경방향 내측에 돌출하고 있는 고리형 슬리브를 가지고 있는 베어링유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스페이서 부재의 상기 원통부의 일부가, 상기 하우징의 구멍을 거쳐서 외부로 노출하고 있는 베어링유닛.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링과 상기 스페이서 부재가 일체로 형성되어 있는 베어링유닛.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 스페이서 부재가 일체로 형성되어 있는 베어링유닛.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 축체는, 상기 레이디얼 베어링과 상기 레이디얼 베어링에 의해 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지된 회전측인 베어링유닛.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 축체는 고정된 축체이며, 상기 하우징이 상기 레이디얼 베어링과 상기 레이디얼 베어링을 거쳐서 상기 축체에 대하여 회전 가능하게 되어 있는 베어링유닛.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 합성수지에 의해 형성되며, 상기 레이디얼 베어링이 설치되는 합성수지로 이루는 하우징 본체에 융착되어서 일체화 되어 있는 베어링유닛.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 융착은, 초음파 융착으로 된 베어링유닛.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 상기 레이디얼 베어링이 설치되는 하우징 본체에 아웃서트 성형되어서 상기 하우징 본체에 일체화 되어 있는 베어링유닛.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 상기 레이디얼 베어링이 설치되는 하우징 본체의 내열온도보다 성형온도가 낮은 합성수지에 의해 상기 하우징 본체에 일체로 성형되어 있는 베어링유닛.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링는, 소결금속에 의해 형성되어 있는 베어링유닛.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출체는, 합성수지에 의해 형성되며, 금속제의 상기 축부에 일체로 부착되어 있는 베어링유닛.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출체는, 소결금속에 의해 형성되며, 금속제의 상기 축부에 일체로 부착되어 있는 베어링유닛.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에는, 상기 하우징이 부착되어 있는 부착 대상부분에 대하여 기계적으로 고정하기 위한 고정수단을 가지는 베어링유닛.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 축체와 상기 점성류체와 상기 레이디얼 베어링과 상기 하우징은, 상기 하우징의 외부로의 방전경로를 형성하고 있는 베어링유닛.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 축체의 적어도 일부와 상기 레이디얼 베어링은, 금속에 의해 형성되어 있는 베어링유닛.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 하우징은, 도전성을 가지는 합성수지에 의해 성형되어 있는 베어링유닛.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 점성류체에는, 도전재가 혼합되어 있는 베어링유닛.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 하우징은, 합성수지에 의해 형성되며, 적어도 일부에 내외주에 걸쳐서연속하여 금속제의 방전부재가 설치되어 있는 베어링유닛.
  26. 단면원형을 이루는 축부와 상기 축부의 일단부에 설치한 상기 축부보다 큰지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와,
    상기 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과,
    상기 돌출체에 대향하여 설치되며, 상기 축체의 스러스트방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과,
    상기 축체를 지지한 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 상기 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징을 가지며,
    상기 하우징에는, 상기 레이디얼 베어링을 수용하여 유지하는 제 1수납 유지부와, 상기 스러스트 베어링을 수납하여 유지하는 제 2수납 유지부와, 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링과의 사이에 형성되어 상기 축체의 돌출체를 회전 가능하게 수납하는 돌출체 수납부와, 상기 제 1수납 유지부와 상기 돌출체 수납부를 구분하는 위치에 구분편이 설치되고,
    상기 구분편의 상기 축체의 돌출체와 대향하는 면 또는 상기 돌출체의 상기 구분편과 대향하는 면의 어느 한쪽에, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링의 상기 축부와 대향하는 내주면에 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링의 상기 돌출체와 대향하는 면 또는 상기 돌출체의 상기 스러스트 베어링과 대향하는 면의 어느 한쪽에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 베어링유닛.
  29. 제 26항에 있어서,
    상기 축체의 상기 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극은, 상기 하우징에 충전된 점성류체의 상기 하우징으로부터 새는 것을 방지하는데 족하는 공극인 베어링유닛.
  30. 제 26항에 있어서,
    상기 축체는, 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링에 의해 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지된 회전축인 베어링유닛.
  31. 제 26항에 있어서,
    상기 축체는 고정된 축체이며, 성가 하우징이 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링을 거쳐서 상기 축체에 대하여 회전 가능하게 되어 있는 베어링유닛.
  32. 제 26항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 합성수지에 의해 형성되어, 상기 레이디얼 베어링이 설치되는 합성수지로 이루는 하우징 본체에 융착되어서 일체화되어 있는 베어링유닛.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 융착은, 초음파융착으로 된 베어링유닛.
  34. 제 26항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 스러스트 베어링이 설치되는 측의 단부측 부분은, 상기 레이디얼 베어링이 설치되는 하우징 본체에 아웃서트 성형되어서 상기 하우징 본체에 일체화 되어 있는 베어링유닛.
  35. 스테이터에 대하여 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛을 갖춘 모니터에 있어서,
    상기 베어링유닛은,
    단면원형을 이루는 축부와 상기 축부의 일단부에 설치한 상기 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와,
    상기 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과,
    상기 돌출체에 대향하여 설치되며, 상기 축체의 스러스트방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과,
    상기 축체를 지지한 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 상기 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징과,
    상기 하우징 내부에 배치되어서 상기 레이디얼 베어링의 단면과 상기 돌출체 한쪽 면과의 사이의 간격을 유지시키는 스페이서 부재를 가지며,
    상기 돌출체의 한쪽 면과 대향하는 상기 레이디얼 베어링의 단면에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 1동압 발생부가 형성되며,
    상기 스러스트 베어링의 상기 돌출체의 다른쪽 면과 대향하는 면에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 2동압 발생부가 형성되어 있는 모터.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링의 상기 축부와 대향하는 내주면에 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 제 3동압 발생부가 형성되어 있는 모터.
  37. 제 35항에 있어서,
    상기 축체의 상기 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극은, 상기 하우징에 충전된 점성류체의 상기 하우징으로부터의 새는 것을 방지하는데 족하는 공극인 모터.
  38. 제 35항에 있어서,
    상기 하우징은, 합성수지의 성형체에 의해 일체로 형성되어 있는 모터.
  39. 제 35항에 있어서,
    상기 축 삽입구멍의 내주면 또는 상기 내주면과 대향하는 상기 축부의 외주면의 어느 한쪽 면에, 상기 축부의 외주면과 상기 축 삽입구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극을 상기 하우징의 바깥쪽으로 향하여 확대시키도록 경사된 테이퍼부가 형성되어 있는 모터.
  40. 제 35항에 있어서,
    상기 점성류체는, 적어도 상기 축체의 외주면과 상기 축 삽압구멍의 내주면과의 사이에 형성되는 공극 내에 면하기까지 상기 하우징 내에 충전되어 있는 모터.
  41. 제 35항에 있어서,
    상기 스페이서 부재는, 상기 하우징의 내주면에 주정되는 원통부와, 상기 원통부와 일체로 형성되어서 상기 원통부의 반경방향 내측에 돌출하고 있는 고리형 슬리브를 가지고 있는 모터.
  42. 제 35항에 있어서,
    상기 로터는, 상기 축체에 부착되어, 상기 축체와 일체로 회전하는 모터.
  43. 제 35항에 있어서,
    상기 로터는, 상기 하우징에 지지되며, 상기 하우징과 일체로 회전하는 모터.
  44. 스테이터에 대하여 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛을 갖춘 모터에 있어서,
    상기 베어링유닛은,
    단면원형을 이루는 축부와 상기 축부의 일단부에 설치한 상기 축부보다 큰 지름의 원반형으로 형성된 돌출체를 가지는 축체와,
    상기 축체의 주위 회전방향의 지지를 행하는 레이디얼 베어링과,
    상기 돌출체에 대향하여 설치되며, 상기 축체의 스러스트방향의 일단을 지지하는 스러스트 베어링과,
    상기 축체를 지지한 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링이 내부에 설치되는 동시에 점성류체가 충전되며, 상기 축체가 삽입되는 축 삽입구멍을 제외하고 밀폐된 구조로 된 하우징을 가지며,
    상기 하우징에는, 상기 레이디얼 베어링을 수용하여 유지하는 제 1수납 유지부와, 상기 스러스트 베어링을 수납하여 유지하는 제 2수납 유지부와, 상기 레이디얼 베어링과 상기 스러스트 베어링과의 사이에 형성된 상기 축체의 돌출체를 회전 가능하게 수납하는 돌출체 수납부와, 상기 제 1수납 유지부와 상기 돌출체 수납부를 구분하는 위치에 구분편이 설치되며,
    상기 구분편의 상기 축체의 돌출체와 대향하는 면에, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 모터.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링의 상기 축부와 대향하는 내주면에 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 모터.
  46. 제 44항에 있어서,
    상기 스러스트 베어링의 상기 돌출체와 대향하는 면에는, 상기 점성류체에 의한 동압을 발생시키는 동압발생부가 형성되어 있는 모터.
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