KR100207989B1 - 유체베어링의 동압 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것으로, 유체베어링의 동압 발생장치 유입부를 중심 절곡부와 직각으로 형성하여 유입되는 유체압력을 상승시킬 수 있도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 유체베어링의 동압 발생장치는, 축과 축을 지지하는 지지부재 사이에 유체압이 발생되도록 하는 축과 지지부재 중 어느 일 측에 유입부와 중심 절곡부간에 소정 각도로 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서, 상기 동압 발생홈의 유입부 단면이 유체의 유입방향과 직각되게 형성한다.

Description

유체베어링의 동압 발생장치

본 발명은 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체베어링의 동압 발생장치 유입부를 중심 절곡부와 직각으로 형성하여 유입되는 유체압력을 상승시킬 수 있도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치에 관한 것이다.

최근 들어 컴퓨터, 오디오 시스템, 영상 기기 등과 같은 정보, 매체 산업의 기술력이 증가되면서 각종 기기의 크기는 소형화되고, 소형화에 따라 더욱 미세하고 정밀한 성능을 갖는 기기의 부품을 요구하고 있는 실정이다.

특히, 컴퓨터의 경우 기억장치의 하나인 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터 구동장치 및 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 오디오 시스템의 경우 레이저 디스크 및 콤팩트 디스크 구동 장치, 영상 기기의 경우 VCR 헤드 및 캠코더의 구동 장치 등은 공통적으로 구동장치에 결합되어 있는 회전축과 회전체를 고속회전 시킴으로서 원하는 데이터의 저장 및 탐색, 데이터 재생 등의 작업을 하게 된다.

이때 회전축은 매우 고속으로 회전하게 됨으로 고속 회전에 의한 축 떨림 및 축 흔들림, 축 진동 등은 고속회전시 제품의 성능에 치명적인 결과를 가져오게 됨에 따라 기기 들의 고속회전에 의한 문제점들을 보안하기 위해 기계요소중 하나인 베어링이 사용되고 있으며, 회전축에 최소의 마찰력이 작용하도록 하는 여러 가지 베어링 종류들중 공기 또는 오일(oil)을 사용하는 유체 베어링 장치가 널리 사용되고 있다.

이와 같은 유체 베어링 장치중 초정밀, 초고속 회전 성능을 요구하는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터, VTR 헤드 구동 장치 등은 드러스트 베어링의 동압 발생홈으로 유입되어 동압을 발생시키는 유체로 강성이 공기보다 뛰어난 비압축성 오일 종류를 사용하기도 하며, 이와 같은 오일 류를 사용할 때에는 고청정 환경을 요하는 기기 들의 외측으로 누설되는 오일에 의한 오염을 방지하기 위해 오일 막이 형성되어 있는 부분을 실링 커버 등에 의해 밀봉하여야 한다.

도 1은 종래의 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 도면으로, 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사(22) 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.

축(30)의 하단부(30b)는 축(30)의 수직 드러스트 하중을 받치고 있는 드러스트 베어링(40)과 면접하고 있으며, 드러스트 베어링(40)의 상면에는 소정 형태, 예를 들면 헤링본 동압 발생홈 형태의 제 1 동압 발생홈(50)이 형성되어 있는 바, 제 1 동압 발생홈(50)은 드러스트 베어링(40) 상면에 형성되어 있는 소정 원주선상에 소정 각도를 갖는 절곡부가 형성되어 있는 헤링본 형상의 제 1 동압 발생홈(50)은 에칭, 플라즈마 등 여러 가지 가공기계, 가공방법에 의해 수 ㎛의 깊이로 정밀 가공되어 있다.

이와 같이 제 1 동압 발생홈(50)이 형성되어 있는 드러스트 베어링(40)은 다시 슬리이브(20)와 나사(24) 등에 의해 체결되어 있고, 축(30)의 중간 부분에는 허브(70)가 압입되어 축(30)과 고정되어 있으며, 허브(70)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 접합되어 축(30)은 모터(60)와 함께 회전하며, 허브(70)에는 폴리건 미러(80)가 부착된다.

그리고, 제 1 동압 발생홈(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 드러스트 베어링(40)의 전면부로 수직되게 형성되어 유체가 유입되어 압력이 발생하게 되어 있다.

이와 바와 같이 종래의 드러스트 베어링장치가 구비되어 있는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치의 작용을 첨부된 도 1, 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)는 각속도가 0인 상태에서 점차 각속도가 증가하여 소정 시간이 지난 후 최고 각속도에 도달하게 되어 각속도는 일정해지는데, 이때 축(30)도 모터(60)와 동일한 각속도로 회전하게 된다.

이때, 제 1 동압 발생홈(50)의 절곡부를 기준으로 양측의 유체 유입부로 소정 유체가 유입되어 축(30)을 부상시키려는 유체압이 형성되는데, 드러스트 베어링(40)과 축의 하단부(30a)의 면적과 축자중 및 축하중은 변화가 없음으로, 유체압은 축(30)의 각속도에 비례하여 커지다가, 축(30)이 소정 분당 회전수에 도달해 축(30)의 자중 및 축 하중 보다 유체압이 커지게 되면 축(30)은 제 1 동압 발생홈(50)으로부터 일정한 간극을 형성하면서 제 1 동압 발생홈(50)의 상부로 부상 후, 평형상태를 이루게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 유체베어링의 동압 발생장치는, 소정 유체압을 발생시키는 유체가 동압 발생홈으로 유입되는 경우 회전체의 회전력에 의해 이루어지는데, 동압 발생홈 좌우측 입구인 유입부 단면이 유체 회전 방향과 평행하게 형성되어 있기 때문에, 회전압에 의해 이동되는 최소량의 유체만이 유입하게 되어 회전체의 강성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 유체베어링의 동압 발생장치 내부로 유입되는 유체량을 증가시켜 강성이 증가되도록 하는 유체베어링의 동압 발생장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 종래의 유체베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 유체베어링의 동압 발생장치을 도시한 개략도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치를 도시한 단면도이다.

도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

100: 동압 발생홈 110: 유입부

전술한 본 발명의 목적은, 축과 축을 지지하는 지지부재 사이에 유체압이 발생되도록 하는 축과 지지부재 중 어느 일 측에 유입부와 중심 절곡부간에 소정 각도로 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서, 상기 동압 발생홈의 유입부 단면이 유체의 유입방향과 직각되게 형성하는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징과 효과는, 이하 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명할 본 발명의 바람직한 실시 예에 의해 더욱 명확해질 것이다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 의한 유체베어링의 동압 발생장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 축(30)과 지지부재(20) 사이에 유체압을 발생시킬 수 있도록 축(30)의 외주연에 형성된 동압 발생홈(100)과, 이 동압 발생홈(100)의 유입부(110) 단면을 축(30)의 외주연에 발생되는 유체의 유입방향과 직각되게 형성한다. 전술한 유입부(110)를 절곡부(120)와 유체의 유입방향간에 수직되게 형성하여, 안내홈(130)을 통해 다량의 유체(A)가 회전력에 의해 이동되는 방향과 정면 대응될 수 있도록 한다.

이 때, 안내홈(130)을 통하지 않는 다른 유체들은 동압 발생홈(100) 상부측을 회전하면서 유입부(110)를 거치지 않고 직접 동압 발생홈(100)으로 유입 되게 된다.

이하, 이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)는 각속도가 0인 상태에서 점차 각속도가 증가하여 소정 시간이 지난 후 최고 각속도에 도달하게 되어 각속도는 일정해지는데, 이때 축(30)도 모터(60)와 동일한 각속도로 회전하게 된다.

이때, 다량의 유체(A)가 축(30)의 안내홈(130)을 통해 이동되면서, 유체(A) 유입 방향과 정면 대응되도록 수직되게 형성되어 있는 동압 발생홈(100)의 유입부(110)로, 유체(A)가 손실되지 않는 상태로 다량 유입하게 된다. 이와 같이, 유입부(110)로 유입되는 다량의 유체가 동압 발생홈(100) 내부로 이동되어 절곡부(120)에서 유체 압력이 증가하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유체베어링의 동압 발생장치에 의하면, 동압 발생홈 입구인 유입부 단면을 유체 회전 방향과 정면 대응되게 수직으로 형성하여, 회전력에 의해 이동되는 유체가 손실 없이 유입부로 다량 유입되어 회전체의 강성이 증가되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 축과 축을 지지하는 지지부재 사이에 유체압이 발생되도록 하는 축과 지지부재 중 어느 일 측에 유입부와 중심 절곡부간에 소정 각도로 형성된 동압 발생홈을 포함하는 베어링에 있어서:

   상기 동압 발생홈의 유입부 단면이 유체의 유입방향과 직각되게 형성하는 것을 특징으로 하는 유체베어링의 동압 발생장치.

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