KR100207987B1 - Hemispherical bearing system using magnetic material - Google Patents

Hemispherical bearing system using magnetic material Download PDF

Info

Publication number
KR100207987B1
KR100207987B1 KR1019970000986A KR19970000986A KR100207987B1 KR 100207987 B1 KR100207987 B1 KR 100207987B1 KR 1019970000986 A KR1019970000986 A KR 1019970000986A KR 19970000986 A KR19970000986 A KR 19970000986A KR 100207987 B1 KR100207987 B1 KR 100207987B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
permanent magnet
hemisphere
bushing
bearing device
fixed shaft
Prior art date
Application number
KR1019970000986A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19980065820A (en
Inventor
김승곤
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
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 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970000986A priority Critical patent/KR100207987B1/en
Priority to JP35567997A priority patent/JP3497366B2/en
Publication of KR19980065820A publication Critical patent/KR19980065820A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100207987B1 publication Critical patent/KR100207987B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00Relieving load on bearings
    • F16C39/06Relieving load on bearings using magnetic means
    • F16C39/063Permanent magnets
    • F16C39/066Permanent magnets with opposing permanent magnets repelling each other

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 하부 하우징에 고정되어 있는 고정축과, 반구면이 상호 대향하도록 상기 고정축에 억지끼워맞춤 되어 있으며 상기 반구면에 스파이럴 형상의 동압 발생홈이 형성되어 있는 반구와, 상기 고정축과 상기 고정축에 끼워져 있는 상기 반구의 형상과 대등한 형상의 홈이 형성되어 있는 부싱과, 상기 부싱의 외주면에 형성되어 있는 제 1 영구 자석과 상기 제 1 영구 자석과 소정 간극 이격된 하부 하우징에 제 2 영구 자석을 형성하여 상기 제 1 영구 자석과 상기 제 2 영구 자석이 상호 반발하도록 된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hemispherical bearing device using a magnetic material. According to the present invention, a fixed shaft fixed to a lower housing and a hemispherical surface are forcibly fitted to the fixed shaft so as to face each other and have a spiral shape on the hemisphere. A hemisphere in which a dynamic pressure generating groove is formed, a bush in which a groove having a shape equivalent to that of the hemisphere fitted to the fixed shaft and the fixed shaft is formed, and a first permanent magnet formed on an outer circumferential surface of the bushing; A second permanent magnet is formed in the lower housing spaced apart from the first permanent magnet by a predetermined gap, so that the first permanent magnet and the second permanent magnet are repulsed with each other.

Description

자성물질을 이용한 반구 베어링 장치Hemisphere bearing device using magnetic material

본 발명은 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 반구 베어링 장치의 소정 위치에 상호 반발력을 발생시는 영구 자석을 한 쌍 또는 두 쌍을 설치한 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hemisphere bearing device using a magnetic material, and more particularly, to a hemisphere bearing device using a magnetic material provided with a pair or two pairs of permanent magnets when mutual repulsion occurs at a predetermined position of the hemisphere bearing device. .

최근들어 널리 공지된 바와 같이, 전기전자 및 기계산업의 급격한 발달로 각종 기기를 구동시키는데 필요로 하는 구동 모터들, 예를 들면, 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크의 스핀들 모터, VCR의 헤드 구동 모터 등은 기기의 특성상 보다 많은 데이터의 검색 및 저장, 재생을 단축된 시간에 수행하기 위해서는 축 흔들림이나 축 떨림 없는 고정밀, 초고속 회전 성능이 요구되고 있는 상태이다.As is well known in recent years, the driving motors required for driving various devices due to the rapid development of the electrical and electronics industry, for example, the polygon mirror drive of a laser printer, the spindle motor of a hard disk, the head of a VCR Drive motors require high-precision, high-speed rotational performance without shaft shaking or shaft shaking in order to search, store, and reproduce more data in a shorter time due to the characteristics of the device.

이에 따라서 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동을 억제하며 안정적으로 고속회전 하는 구동 모터의 개발과 함께 이와 같은 모터 회전을 가능하게 하는 베어링 장치의 다양한 형태에 대하여 연구가 진행되고 있다.Accordingly, research is being conducted on various types of bearing devices that enable such motor rotation along with the development of a drive motor that stably rotates at high speed while suppressing shaft shake and shaft vibration of the drive motor.

이와 같은 베어링 장치의 종류로는 초고속, 고정밀 안정성이 입증된 바 있는 유체 베어링 장치가 널리 사용되고 있고, 이와 같은 유체 베어링 장치로는 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하는 반구 베어링 장치 및 원추형 베어링 장치가 사용되고 있다.As a kind of bearing device, a fluid bearing device that has been proven to have high speed and high precision stability is widely used. Such a fluid bearing device is a hemispherical bearing device and a conical bearing device that simultaneously support radial and thrust loads. Is being used.

이와 같은 유체 베어링 장치들중 특히 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하며 초고속 회전에 적합한 유체 베어링 장치인 반구 베어링 장치가 적용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Among these fluid bearing devices, a polygon mirror driving device of a laser printer to which a hemispherical bearing device, which supports radial and thrust loads at the same time and is suitable for ultra-high rotation, is described with reference to FIG. 1. Same as

반구 베어링 장치가 적용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치는 크게 보아 폴리건 미러(10)의 회전 중심인 고정축(20)과, 고정축(20)에 압입되어 있는 반구면을 갖는 반구(30)(35) 및 반구(30)(35)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 부싱(40), 구동장치인 모터(50)(55) 및 허브(60), 상부 하우징(75)과 하부 하우징(70) 등으로 구성되어 있다.The polygon mirror driving device of the laser printer to which the hemispherical bearing device is applied has a hemisphere 30 (35) having a fixed shaft (20), which is the center of rotation of the polygon mirror (10), and a hemispherical surface pressed into the fixed shaft (20). ) And bushings 40 supporting radial and thrust loads of hemispheres 30 and 35, motors 50 and 55 as driving devices, hubs 60, upper housings 75 and lower housings ( 70).

하부 하우징(70)에는 반구(30)(35)가 고정되어 있는 고정축(20)이 압입 고정되어 있으며, 부싱(40)의 외주면에는 폴리건 미러(10) 및 모터 로터(55)가 설치되도록 허브(60)가 압입되어 있어, 결과적으로 반구(30)(35) 및 고정축(20)은 고정되어 있으며 부싱(40)은 고정축(20)에 대하여 회전할 수 있도록 되어 있으며, 상기 모터 로터(55)로부터 소정 간격 이격되어 모터 스테이터(50)가 형성되어 있다.The lower housing 70 is press-fitted with a fixed shaft 20 to which hemispheres 30 and 35 are fixed, and a hub such that a polygon mirror 10 and a motor rotor 55 are installed on the outer circumferential surface of the bushing 40. 60 is press-fitted, and as a result, the hemispheres 30 and 35 and the fixed shaft 20 are fixed and the bushing 40 is rotatable about the fixed shaft 20, and the motor rotor ( A motor stator 50 is formed spaced apart from the predetermined interval 55.

한편, 상기 반구(30)(35)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 부싱(40)은 소정 직경을 갖는 속이 찬 원통 형상의 봉의 중심에 고정축(20) 보다 큰 직경으로 관통공을 형성한 다음, 봉의 양단에는 기 가공되어 있는 반구(30)(35)의 곡률과 동일한 반구홈(30a)(30b)을 형성하고, 부싱(40)의 관통공에는 반구(30)(35)와 반구홈(30a)(30b) 사이의 간극 간격을 조정하기 위한 스페이서(40a)가 삽입된다.On the other hand, the bushing 40 for supporting the radial load and the thrust load of the hemispheres 30 and 35 has a through hole with a diameter larger than the fixed shaft 20 at the center of the solid cylindrical rod having a predetermined diameter. After forming, hemisphere grooves 30a and 30b which are the same as the curvature of the pre-machined hemispheres 30 and 35 are formed at both ends of the rod, and the hemispheres 30 and 35 and The spacer 40a for adjusting the gap gap between the hemisphere grooves 30a and 30b is inserted.

이와 같이 구성된 반구 베어링 장치가 적용된 폴리건 미러 구동장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the action of the polygon mirror driving device to which the hemisphere bearing device configured as described above will be described.

먼저, 모터 스테이터(55) 및 모터 로터(50)에 전원이 인가되어 부싱(40)이 회전하기 시작할 때, 부싱(40)의 하부 반구홈(30a)은 부싱(40)에 걸리는 하중에 의해 중력 방향으로 내려가 하부 반구(30)와 간극없이 밀착되어 있다.First, when power is applied to the motor stator 55 and the motor rotor 50 and the bushing 40 starts to rotate, the lower hemisphere groove 30a of the bushing 40 is gravityd by a load applied to the bushing 40. It descends in the direction and is in close contact with the lower hemisphere 30 without a gap.

이와 같이 하부 반구(30)가 하부 반구홈(30a)과 밀착되어 있고, 상부 반구(35)는 상부 반구홈(30b)과 수 ㎛의 간극이 형성되어 있음으로 부싱(40)이 회전할 때, 상하부 반구(30)(35)에 기 형성되어 있는 스파이럴 동압 발생홈(미도시)으로 유입되는 유체에 의해 발생한 동압은 상부 반구홈(30b)와 상부 반구(35)가 이루고 있는 간극 간격이 하부 반구(30)와 하부 반구홈(30a)의 간극보다 더 크기 때문에 하부에서 발생한 동압이 크게 되어 하부 반구홈(30a)은 상기 발생한 동압에 의해 하부 반구(30)로부터 부상하게 된다.When the lower hemisphere 30 is in close contact with the lower hemisphere groove 30a, and the upper hemisphere 35 has a gap of several μm with the upper hemisphere groove 30b, when the bushing 40 rotates, Dynamic pressure generated by the fluid flowing into the spiral dynamic pressure generating groove (not shown) formed in the upper and lower hemispheres 30 and 35 has a lower gap between the upper hemisphere groove 30b and the upper hemisphere 35. Since greater than the gap between the 30 and the lower hemisphere groove 30a, the dynamic pressure generated in the lower portion is increased, so that the lower hemisphere groove 30a rises from the lower hemisphere 30 by the generated dynamic pressure.

그러나, 하부 반구(30)로부터 부싱(40)이 부상될수록 하부 반구(30)와 하부 반구홈(30a)의 간극 간격은 넓어지고 반대로 상부 반구(35)와 상부 반구홈(30b)의 간극 간격은 점차 좁아지게 되어 결국 상부 반구(35)와 상부 반구홈(30b)에 의해 형성된 동압은 점차 커지는 경향을 보이게 된다.However, as the bushing 40 rises from the lower hemisphere 30, the gap gap between the lower hemisphere 30 and the lower hemisphere groove 30a becomes wider, and conversely, the gap gap between the upper hemisphere 35 and the upper hemisphere groove 30b is increased. As it gradually narrows, the dynamic pressure formed by the upper hemisphere 35 and the upper hemisphere groove 30b tends to increase gradually.

이와 같이 한 쌍의 반구 사이에 형성되어 있는 부싱(40)은 상향, 하향으로 조금씩 간극 간격을 가변하다가 결국 하부 반구(30)에서 발생한 동압과 상부 반구(35)에서 발생한 동압의 차이가 회전체의 자중과 일치되는 간극에서 부싱(40)은 평형 상태로 회전하게 된다.In this way, the bushing 40 formed between the pair of hemispheres varies the gap spacing up and down little by little, and thus, the difference between the dynamic pressure generated in the lower hemisphere 30 and the dynamic pressure generated in the upper hemisphere 35 is the The bushing 40 rotates in equilibrium at a gap coinciding with its own weight.

그러나 이와 같은 종래의 반구 베어링 장치는 정지 상태에서 폴리건 미러의 자중 및 부싱 모터 등의 자하중에 의해 두 개의 반구, 반구홈중 어느 하나의 반구 및 반구홈은 상호 밀착되어 있는 상태이기 때문에 이와 같은 상태에서 부싱의 반구홈의 회전에 의해 반구에서 발생한 동압에 의하여 밀착되어 있는 반구와 반구홈이 상호 이격되기 까지는 소정 시간 간격을 요하게 되어 상기 반구 및 반구홈이 밀착되어 있는 상기 소정 시간 동안은 반구와 반구홈이 밀착된 상태로 회전하게 되어 반구 및 반구홈의 마멸이 발생하게 되어 반구 베어링 장치의 수명이 감소되는 문제점이 있었다.However, such a conventional hemisphere bearing device is in such a state because two hemispheres, one of hemisphere grooves and hemisphere grooves are in close contact with each other due to the self-weight of the polygon mirror and the bushing motor in the stationary state. Due to the rotation of the hemisphere groove of the bushing, the hemisphere and the hemisphere groove that are in close contact with each other due to the dynamic pressure generated in the hemisphere require a predetermined time interval to be spaced from each other. Rotating in a close contact state causes wear of the hemisphere and the hemisphere groove, thereby reducing the life of the hemisphere bearing device.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 부싱에 제 1 영구 자석을 설치하고, 상기 제 1 영구 자석과 소정 간격 이격된 하부 하우징에 제 2 영구 자석을 설치하여, 상기 제 1 영구 자석 및 제 2 영구 자석의 반발력을 이용하여 부싱에 걸리는 하중을 상기 반발력에 의해 상쇄하여 부싱에 걸리는 하중감소에 의해 반구로부터 부싱이 부상하는 시간을 단축하여 마찰에 의한 베어링 장치의 수명 단축을 방지한 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a first permanent magnet in a bushing, and a second permanent magnet in a lower housing spaced a predetermined distance from the first permanent magnet. By using the repulsive force of the first permanent magnet and the second permanent magnet to offset the load applied to the bushing by the repulsive force to reduce the time the bushing rises from the hemisphere by the load reduction applied to the bushing by friction An object of the present invention is to provide a hemispherical bearing device using a magnetic material which prevents the bearing device from shortening its life.

도 1은 종래의 반구 베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a polygon mirror driving device of a laser printer to which a conventional hemisphere bearing device is applied.

도 2는 본 발명에 의한 반구 베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 일실시예로 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a polygon mirror driving device of a laser printer to which the hemisphere bearing device according to the present invention is applied.

도 3은 본 발명에 의한 또다른 일실시예를 나타낸 도면.3 is a view showing another embodiment according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

30,35: 반구 30a,30b: 반구홈30,35: hemisphere 30a, 30b: hemisphere groove

100: 제 1 영구 자석 200: 제 2 영구 자석100: first permanent magnet 200: second permanent magnet

300: 제 3 영구 자석 400: 제 4 영구 자석300: third permanent magnet 400: fourth permanent magnet

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치는 하부 하우징에 고정되어 있는 고정축과;The hemispherical bearing device using a magnetic material for achieving the object of the present invention comprises a fixed shaft fixed to the lower housing;

반구면이 상호 대향하도록 상기 고정축에 억지끼워맞춤 되어 있으며 상기 반구면에 스파이럴 형상의 동압 발생홈이 형성되어 있는 반구와;A hemisphere which is fitted to the fixed shaft so that the hemispheres face each other and a spiral-like dynamic pressure generating groove is formed in the hemisphere;

상기 고정축과 상기 고정축에 끼워져 있는 상기 반구의 형상과 대등한 형상의 홈이 형성되어 있는 부싱과;A bushing in which a groove having a shape equivalent to that of the hemisphere fitted to the fixed shaft and the fixed shaft is formed;

상기 부싱의 외주면에 형성되어 있는 제 1 영구 자석과 상기 제 1 영구 자석과 소정 간극 이격된 하부 하우징에 제 2 영구 자석을 형성하여 상기 제 1 영구 자석과 상기 제 2 영구 자석이 상호 반발하도록 된 것을 특징으로 한다.A first permanent magnet formed on an outer circumferential surface of the bushing, and a second permanent magnet formed in a lower housing spaced apart from the first permanent magnet by a predetermined gap so that the first permanent magnet and the second permanent magnet repel each other; It features.

이하, 본 발명 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a polygon mirror driving device of a laser printer to which a hemisphere bearing device using the magnetic material of the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings.

폴리건 미러 구동장치는 크게 보아 레이져 빔을 감광드럼(미도시)으로 편향 시키는 폴리건 미러(10)와, 폴리건 미러(10)를 최소의 마찰로 초고속 회전시켜주는 반구베어링 장치(20)(30)(35)(40)와, 상기 반구 베어링 장치와 결합되어 회전력을 발생시키는 회전력 발생 장치(50),(55) 및 상기 구성 요소들이 안착될 수 있도록 하부 하우징(고정 지지부;70) 및 상부 하우징(고정 지지부;75)로 구성되어 있다.The polygon mirror driving apparatus is a polygon mirror 10 for deflecting a laser beam to a photosensitive drum (not shown) and a hemispherical bearing device 20, 30 for ultra-fast rotation of the polygon mirror 10 with minimal friction. 35 and 40, rotational force generating devices 50 and 55 coupled with the hemisphere bearing device to generate rotational force, and a lower housing (fixed support; 70) and an upper housing (fixed) to allow the components to be seated. A support portion 75).

상기 폴리건 미러(10)에는 소정 직경의 관통공이 형성되어 있으며, 상기 폴리건 미러(10)의 관통공에는 다시 허브(60)가 결합되는 바, 허브(60)는 서로 다른 두 개의 직경을 갖는 두 개의 원통(60a)(60b)이 접합되어 있는 형상으로 두 개의 원통중 작은 직경을 갖는 제 1 원통(60a)에는 상기 폴리건 미러(10)의 관통공이 끼워지도록 형성되어 있으며, 타측 큰 직경을 갖는 제 2 원통(60b)에는 소정 직경, 소정 깊이의 요홈(60c)이 파여져 있다.The polygon mirror 10 has a through hole having a predetermined diameter, and the through hole of the polygon mirror 10 is coupled with the hub 60 again, and the hub 60 has two different diameters. The cylinders 60a and 60b are joined to each other, and the first cylinder 60a having the smaller diameter is formed to fit the through-hole of the polygon mirror 10, and the second cylinder has the larger diameter on the other side. The groove 60c of a predetermined diameter and a predetermined depth is dug into the cylinder 60b.

상기 허브(60)의 제 2 원통(60b)에는 다시 부싱(40)이 결합되는 바, 부싱(40)은 소정 높이를 갖는 원통형상으로 그 직경은 상기 요홈(60c)보다 다소 커서 요홈(60c)에 억지 끼워맞춤되는 직경을 갖고 있다.The bushing 40 is again coupled to the second cylinder 60b of the hub 60. The bushing 40 has a cylindrical shape having a predetermined height, and its diameter is slightly larger than that of the groove 60c. It has a diameter that fits tightly.

또한, 상기 부싱(40)의 양단부의 중심을 관통하여 소정 직경의 관통공이 형성되어 있으며, 상기 관통공은 하부 하우징(70)에 고정되어 있는 축(20)의 직경보다 다소 큰 직경으로 형성되어 있다.In addition, a through hole having a predetermined diameter is formed through the centers of both ends of the bushing 40, and the through hole is formed to have a diameter slightly larger than the diameter of the shaft 20 fixed to the lower housing 70. .

이와 같은 부싱(40)의 양단에는 다시 반구면이 상호 대향하고, 반구면에 스파이럴 형상의 동압 발생홈(미도시)이 형성되어 있는 반구(30),(35)와 닮은꼴인 반구홈(30a),(30b)이 형성되어 있다.Both ends of the bushing 40, the hemispheres face each other again, hemisphere grooves 30a having a shape similar to the hemispheres 30 and 35 having a spiral-like dynamic pressure generating groove (not shown) formed on the hemispheres. ) And 30b are formed.

또한, 부싱(40)에 형성되어 있는 반구홈(30a),(30b)과, 축(20)에 압입되어 있는 반구(30),(35)는 닮은꼴 형상으로 부싱(40)의 반구홈(30a),(30b)에 반구(30),(35)를 밀착 상태로 결합하여 고정하게 되면 부싱(40)과 반구(30),(35) 사이에는 유체압을 형상하기 위한 간극이 형성되지 못하여 유체 베어링의 기능을 상실하게 된다.In addition, the hemisphere grooves 30a and 30b formed in the bushing 40 and the hemispheres 30 and 35 press-fitted into the shaft 20 are similar in shape to the hemisphere grooves of the bushing 40. When the hemispheres 30 and 35 are coupled to the 30a and 30b in close contact with each other, the gap between the bushings 40 and the hemispheres 30 and 35 does not form a gap for forming a fluid pressure. The fluid bearing will lose its function.

따라서, 이와 같은 이유로 상기 부싱(40)과 반구(30),(35) 사이에는 적정 간극이 필요하게 되어 상기 부싱(40)의 관통공에는 정밀한 높이 및 소정 내경,외경을 갖는 링 형상의 스페이서(40a)가 끼워져 상기 반구(30),(35)와 부싱(40) 사이에 소정 간극을 유지하도록 되어 있다. 즉, 한 쌍으로 형성되어 있는 반구(30),(35) 및 상하 반구홈(30a),(30b)중 중력의 작용에 의해 하부 반구(30) 및 하부 반구홈(30a)은 완전히 밀착되어 있는 상태이고 상부 반구(35)는 상부 반구홈(30b)과 수 ㎛의 간극을 형성하고 있는 상태이다.Therefore, for this reason, an appropriate gap is required between the bushing 40 and the hemispheres 30 and 35, and the through hole of the bushing 40 has a ring-shaped spacer having a precise height, a predetermined inner diameter, and an outer diameter ( 40a is fitted to maintain a predetermined gap between the hemispheres 30 and 35 and the bushing 40. That is, the lower hemisphere 30 and the lower hemisphere groove 30a are completely in contact by the action of gravity among the hemispheres 30, 35 and the upper and lower hemisphere grooves 30a, 30b formed as a pair. The upper hemisphere 35 is in a state of forming a gap of several micrometers with the upper hemisphere groove 30b.

이와 같이 형성된 부싱(40)의 외주면으로는 모터 로터(50)가 형성되어 있으며, 모터 로터(50)와 소정 간격 이격된 곳에는 모터 스테이터(55)가 기 언급한 하부 하우징(70)의 소정 위치에 설치되어 있다.A motor rotor 50 is formed on the outer circumferential surface of the bushing 40 formed as described above, and a predetermined position of the lower housing 70 mentioned above by the motor stator 55 is spaced apart from the motor rotor 50 by a predetermined distance. Installed in

또한, 부싱(40)의 외주면에는 모터 로터(50) 및 모터 스테이터(55) 외에 도우넛 형상의 제 1 영구 자석(100)이 부착되어 있는 바, 상기 제 1 영구 자석(100)은 자장이 형성되도록 두 개의 극성 즉, N극과 S극을 갖는 두 개의 극성판이 부착되어 형성된 것이다.In addition, a donut-shaped first permanent magnet 100 is attached to the outer circumferential surface of the bushing 40 in addition to the motor rotor 50 and the motor stator 55, so that the first permanent magnet 100 has a magnetic field. Two polar plates having two polarities, that is, an N pole and an S pole are attached to each other.

이와 같이 부싱(40)의 외주면에 형성된 제 1 영구 자석(100)과 소정 간격 이격된 하부 하우징(70)에는 제 1 영구 자석(100)과 동일한 형상 및 동일한 자속 밀도를 갖고 있는 제 2 영구 자석(200)이 형성되어 있으며, 제 2 영구 자석(200) 또한 두 개의 극성판이 부착되어 형성된 것이다.The second permanent magnet having the same shape and the same magnetic flux density as the first permanent magnet 100 may be formed in the lower housing 70 spaced apart from the first permanent magnet 100 formed on the outer circumferential surface of the bushing 40. 200 is formed, and the second permanent magnet 200 is also formed by attaching two polar plates.

이와 같이 형성된 제 1 영구 자석(100)과 제 2 영구 자석(200)의 극성판은 상호 동일 극성을 갖는 극성판이 상호 대향하고 있어 제 1 영구 자석(100)과 제 2 영구 자석(200)은 동일 극성판에 의해 상호 반발하게 된다.The polar plates of the first permanent magnet 100 and the second permanent magnet 200 formed as described above face the polar plates having the same polarity to each other, so that the first permanent magnet 100 and the second permanent magnet 200 are the same. Repulsion is caused by the polar plates.

이와 같이 구성된 본 발명 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the action of the hemisphere bearing device using the magnetic material of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 부싱(40)의 외주면에 형성되어 있는 제 1 영구 자석(100)과 하부 하우징(70)에 형성되어 있는 제 2 영구 자석(200)의 자속 밀도에 대응하여 제 1 영구 자석(100)과 제 2 영구 자석(200)에는 반발력이 발생하게 된다.First, in response to the magnetic flux density of the first permanent magnet 100 formed on the outer circumferential surface of the bushing 40 and the second permanent magnet 200 formed on the lower housing 70, Repulsive force is generated in the second permanent magnet 200.

또한, 제 2 영구 자석(200)은 고정되어 있는 상태이며, 제 1 영구 자석(100)은 부싱(40)의 이동 방향과 동일한 방향인 수직으로 상하 이동이 가능하므로 상기 제 1 영구 자석(100)과 제 2 영구 자석(200)에 의해 발생한 반발력은 부싱(40)의 자중 및 모터(50)(55), 폴리건 미러(10)등 부싱(40)에 의해 발생한 중력 방향의 하중에 대하여 반대로 작용하게 된다.In addition, since the second permanent magnet 200 is in a fixed state, the first permanent magnet 100 may vertically move in the same direction as the moving direction of the bushing 40 so that the first permanent magnet 100 may be moved. And the repulsive force generated by the second permanent magnet 200 acts against the self-weight of the bushing 40 and the load in the direction of gravity generated by the bushing 40 such as the motor 50, 55, the polygon mirror 10, and the like. do.

따라서, 상기 중력 방향의 하중은 제 1 영구 자석(100) 및 제 2 영구 자석(200)의 반발력에 의해 상쇄되어 상기 중력 방향의 하중은 감소된다.Accordingly, the load in the gravity direction is canceled by the repulsive force of the first permanent magnet 100 and the second permanent magnet 200 so that the load in the gravity direction is reduced.

이와 같이 부싱(40)의 하중이 감소된 상태에서 모터(50)(55)에 전원이 인가되어 모터(50)가 회전하기 시작하면 반구(30)(35)에 형성되어 있는 스파이럴 동압 발생홈(미도시)에 소정 유체가 유입되어 반구(30)(35)와 반구홈(30a)(30b) 사이에는 소정 유체압이 발생하게된다.As such, when power is applied to the motors 50 and 55 while the load of the bushing 40 is reduced, and the motor 50 starts to rotate, spiral dynamic pressure generating grooves formed in the hemispheres 30 and 35 ( A predetermined fluid flows into the hemisphere 30 and the hemisphere grooves 30a and 30b generate a predetermined fluid pressure.

이때, 반구(30)(35) 및 반구홈(30a)(30b) 사이에서 발생하는 유체압의 크기는 부싱(40)의 회전수에 비례하여 커지고, 부싱(40)에 걸리는 자중의 크기보다 하부 반구(30)와 하부 반구홈(30a) 사이에서 발생하는 유체압의 크기가 커질 때 반구(30)로부터 부싱(40)의 반구홈(30b)은 이격되어 소정 간극을 유지하게 되는데, 부싱(40)이 반구(30)로부터 부상하는데 걸리는 시간을 부상 시간이라 정의한다.At this time, the magnitude of the fluid pressure generated between the hemispheres 30 and 35 and the hemisphere grooves 30a and 30b is increased in proportion to the rotational speed of the bushing 40 and is lower than the magnitude of the magnetic weight applied to the bushing 40. When the magnitude of the fluid pressure generated between the hemisphere 30 and the lower hemisphere groove 30a increases, the hemisphere groove 30b of the bushing 40 is spaced apart from the hemisphere 30 to maintain a predetermined gap. The time taken for the injury from the hemisphere 30 to be defined as the injury time.

기 언급한 바와 같이, 부상 시간은 회전수가 동일할 때, 부싱(40)에 걸리는 하중의 크기에 비례하고 부싱(40)에 걸리는 하중이 일정할 때 회전 가속도에 반비례한다. 즉, 부상 시간을 길게 하려면 부싱(40)에 걸리는 자중을 증가시키거나, 부싱(40)의 회전 가속도를 감소시키고 부상 시간을 단축 시키기 위해서는 부싱(40)에 걸리는 자중을 감소시키거나, 부싱(40)의 회전 가속도를 증가시키면 된다.As mentioned earlier, the lift time is proportional to the magnitude of the load on the bushing 40 when the revolutions are the same and inversely proportional to the acceleration of rotation when the load on the bushing 40 is constant. That is, to increase the time of injury, increase the weight of the bushing 40, or to reduce the rotational acceleration of the bushing 40 and reduce the time of injury, reduce the weight of the weight of the bushing 40, or bushing 40 Increase the rotational acceleration.

본 발명에 의하면 반구(30)(35) 및 반구홈(30a)(30b)에서 발생되는 유체압의 크기는 일정(회전수가 일정하다)하나 제 1 영구 자석(100) 및 제 2 영구 자석(200)에 의해 발생하는 반발력에 의해 부싱(40)에 걸리는 하중이 작아지게 되어 결과적으로 상기 부상 시간은 짧아지게 되므로 반구(30)와 반구홈(30a)이 밀착된 상태에서 회전하여 반구(30) 및 반구홈(30b)의 마멸에 의한 반구 베어링 장치의 수명 단축을 방지할 수 있다.According to the present invention, the magnitude of the fluid pressure generated in the hemispheres 30 and 35 and the hemisphere grooves 30a and 30b is constant (the number of revolutions is constant), but the first permanent magnet 100 and the second permanent magnet 200 are The load applied to the bushing 40 is reduced due to the repulsive force generated by), and as a result, the injury time is shortened, so that the hemisphere 30 and the hemisphere groove 30a are rotated in close contact with the hemisphere 30 and It is possible to prevent shortening of the life of the hemisphere bearing device due to wear of the hemisphere groove 30b.

도 3은 본 발명에 의한 또다른 일실시예를 도시한 도면으로써, 본 발명에 의한 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치는 도 2의 허브(60)의 작은 직경의 원통에 제 3 영구 자석(300)을 형성하고 상기 제 3 영구 자석(300)과 소정 간격 이격된 곳에 제 4 영구 자석(400)을 설치하되 제 4 영구 자석(400)은 상부 하우징(75)에 의해 고정 지지된다.3 is a view showing another embodiment according to the present invention, the hemispherical bearing device using a magnetic material according to the present invention is a third permanent magnet 300 in the cylinder of the small diameter of the hub 60 of FIG. The fourth permanent magnet 400 is installed at a position spaced apart from the third permanent magnet 300 by a predetermined distance, and the fourth permanent magnet 400 is fixedly supported by the upper housing 75.

이상에서 살펴본 바와 같이, 반구 베어링 장치에 소정 자속 밀도를 갖는 한 쌍의 영구 자석을 설치하여 부싱에 걸리는 하중을 감소시켜 부싱이 반구로부터 이격되는 부상시간을 단축하여 반구 및 반구면의 마멸을 감소시켜 반구 베어링 장치의 수명 감소를 방지하는 효과가 있다.As described above, by installing a pair of permanent magnets having a predetermined magnetic flux density in the hemispherical bearing device to reduce the load on the bushing to reduce the floating time of the bushing away from the hemisphere to reduce wear of the hemisphere and hemisphere There is an effect of preventing the reduction of the life of the hemispherical bearing device.

Claims (7)

하부 하우징에 고정되어 있는 고정축과;A fixed shaft fixed to the lower housing; 반구면이 상호 대향하도록 상기 고정축에 억지끼워맞춤 되어 있으며 상기 반구면에 스파이럴 형상의 동압 발생홈이 형성되어 있는 반구와;A hemisphere which is fitted to the fixed shaft so that the hemispheres face each other and a spiral-like dynamic pressure generating groove is formed in the hemisphere; 상기 고정축과 상기 고정축에 끼워져 있는 상기 반구의 형상과 대등한 형상의 홈이 형성되어 있는 부싱과;A bushing in which a groove having a shape equivalent to that of the hemisphere fitted to the fixed shaft and the fixed shaft is formed; 상기 부싱의 외주면에 형성되어 있는 제 1 영구 자석과 상기 제 1 영구 자석과 소정 간극 이격된 하부 하우징에 제 2 영구 자석을 형성하여 상기 제 1 영구 자석과 상기 제 2 영구 자석이 상호 반발하도록 된 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.A first permanent magnet formed on an outer circumferential surface of the bushing, and a second permanent magnet formed in a lower housing spaced apart from the first permanent magnet by a predetermined gap so that the first permanent magnet and the second permanent magnet repel each other; Hemispherical bearing device using a magnetic material characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 영구 자석은 두 개의 극성판인 N 극성판, S 극성판으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.The hemispherical bearing device using magnetic materials according to claim 1, wherein the first permanent magnet is formed of two polar plates, an N polar plate and an S polar plate. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 영구 자석은 두 개의 극성판인 N 극성판, S 극성판으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.The hemispherical bearing device using magnetic materials according to claim 1, wherein the second permanent magnet is formed of two polar plates, an N polar plate and an S polar plate. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 영구 자석과 상기 제 2 영구 자석은 동일한 상기 극성판이 상호 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.The hemispherical bearing device using magnetic materials according to claim 2 or 3, wherein the first and second permanent magnets face the same polar plate. 제 1 항에 있어서, 상기 부싱에는 회전체가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.The hemispherical bearing device using magnetic materials according to claim 1, wherein a rotatable body is attached to the bushing. 제 5 항에 있어서, 상기 회전체의 상면에는 제 3 영구 자석이 형성되어 있고, 상기 제 3 영구 자석과 소정 간격 이격된 곳에는 제 4 영구 자석이 형성되어 상기 제 3 영구 자석과 상기 제 4 영구 자석은 상호 반발하도록 된 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.6. The third permanent magnet of claim 5, wherein a third permanent magnet is formed on an upper surface of the rotating body, and a fourth permanent magnet is formed at a spaced distance from the third permanent magnet. Hemispherical bearing device using a magnetic material, characterized in that the magnet is to repel each other. 제 6 항에 있어서, 상기 제 4 영구 자석은 상부 하우징에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 반구 베어링 장치.The hemispherical bearing device using magnetic material according to claim 6, wherein the fourth permanent magnet is formed in an upper housing.
KR1019970000986A 1997-01-15 1997-01-15 Hemispherical bearing system using magnetic material KR100207987B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970000986A KR100207987B1 (en) 1997-01-15 1997-01-15 Hemispherical bearing system using magnetic material
JP35567997A JP3497366B2 (en) 1997-01-15 1997-12-24 Laser scanning motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970000986A KR100207987B1 (en) 1997-01-15 1997-01-15 Hemispherical bearing system using magnetic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980065820A KR19980065820A (en) 1998-10-15
KR100207987B1 true KR100207987B1 (en) 1999-07-15

Family

ID=19494724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970000986A KR100207987B1 (en) 1997-01-15 1997-01-15 Hemispherical bearing system using magnetic material

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100207987B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100839890B1 (en) 2006-10-26 2008-06-27 한국기계연구원 Revolution Device using Permanent Magnet with Damper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100839890B1 (en) 2006-10-26 2008-06-27 한국기계연구원 Revolution Device using Permanent Magnet with Damper

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980065820A (en) 1998-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5358339A (en) Hydrodynamic fluid bearing with liquid-radial bearing and gas-thrust bearing
US6307293B1 (en) Motor having a hydrodynamic pressure bearing
US4538081A (en) Electric motor with hydrodynamic pressure and magnetic thrust bearings
JPH11285195A (en) Motor
JP2001286116A (en) Noncontact drive motor
EP0746897A1 (en) Air-bearing motor assembly for magnetic recording systems
US7135798B2 (en) Magnetic suspension bearing
KR19980066271A (en) Conical bearing device applied to motor
KR100207987B1 (en) Hemispherical bearing system using magnetic material
JP2006158180A (en) Spindle motor comprising fluid dynamic pressure bearing
KR100749028B1 (en) Spindle motor with fluid dynamic bearing
JP2004340361A (en) Magnetic suspension bearing
US20030011256A1 (en) Hydrodynamic gas bearing
KR100233010B1 (en) Bearing system using magnetic material
JP3497366B2 (en) Laser scanning motor
JP2637096B2 (en) Air magnetic bearing type optical deflector
KR100257820B1 (en) Brushless direct motor
KR19980066270A (en) Hemispherical bearing device prevents hemisphere deformation
JPS5932336A (en) Rotary prime mover
KR19980069593A (en) Axis Supporting Device for Spindle Motor for Digital Video Disc
JPH09250543A (en) Bearing device, motor and scanner motor for driving polygon mirror
KR100207988B1 (en) Composite bearing system
JPS60208629A (en) Light deflector device
JPS623327B2 (en)
JP2002276648A (en) Spindle motor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120329

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130328

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee