KR100218954B1 - 반구형베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반구형베어링에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 회전체의 자중과 모터의 흡인력에 의해 두개의 반구와 회전축이 받는 과도한 축하중에 대하여 강성을 보강한 반구형베어링을 제공하는데 있다.

서로 대향하는 두개의 반구(8a,8b)에 형성된 평면부(15a,15b)와 평면부(15a,15b)사이에 위치한 스페이서(11)의 상하면중 적어도 어느 일측에 다수의 헤링본형상의 그루브(16)를 형성함으로써, 회전자(6a)의 회전시 그루브(16)에의해 반구(8a,8b)와 스페이서(11)의 사이에 공기의 동압이 용이하게 형성되어 회전체의 자중으로 인한 과도한 축하중에 대한 강성을 보강하는 이점이 있다.

Description

반구형베어링

본 발명은 반구형 베어링에 관한 것으로, 더 상세하게는 서로 대향하는 두 반구에 형성된 평면부와 평면부사이에 위치한 스페이서의 상하면 중 적어도 어느 일측에 헤링본형상의 그루브를 형성함으로써, 회전자의 회전시 그루브에 의해 반구와 스페이서의 사이에 공기의 동압이 용이하게 형성되어 회전체의 자중등에의한 축하중에 대한 강성을 보강한 반구형 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 반구형 공기베어링은 비디오의 재생기, 컴퓨터의 하드디스크, 레이저 프린터, 레이저 스캐너 등에서 쓰이는 모터의 내부에 마련이 되며 수평축방향과 수직축방향을 함께 지지해주므로 각 방향별로 베어링을 사용할 필요가 없어 부피를 작게 만들 수 있으며 접촉면의 사이에 특별한 윤활제가 필요치 않아 전자제품의 내부용모터로 적합하다. 레이저 스캐너등에서 쓰이는 모터의 내부에 마련이 되며 수평축방향과 수직축방향을 함께 지지해주므로 각 방향별로 베어링을 사용할 필요가 없어 부피를 작게 만들 수 있으며 접촉면의 사이에 특별한 윤활제가 필요치않아 전자제품의 내부용모터로 적합하다.

도1은 일반적인 레이저 프린터의 개략적인 구성을 보인 도면이다. 도시한 바와 같이 이 반도체레이저(1)에서 주사되는 레이저 빔은 반도체레이저(1)와 다면경(3)의 사이에 마련된 콜린메이트렌즈(2)를 통과하며 집광된후 평행한 레이저빔으로 바뀌고, 이 콜린메이트렌즈(2)를 통과한 레이저빔은 다시 실린더리칼렌즈(2a)를 통과하며 모터(6)의 상측에 마련된 다면경(3)에 직각방향은 집광시키고, 수평방향의 광은 그대로 투과시켜 다면경(3)에 선형의 상을 만들게 한다. 상기의 과정에서 나오는 레이저빔은다면경(3)을 통과하면서 감광드럼(5)의 축방향과 일치하도록 등선속도로 이동시켜준다. 다면경(3)의 정면에는 구면렌즈(4)가 마련되고 이 구면렌즈(4)를 통과한 레이저빔은 다면경(3)에 반사되고 구면렌즈(4)를 통해 나온 레이저빔을 감광드럼(5)상에 초점을 맺혀주는 토릭렌즈(4a)를 통과한다.

토릭렌즈(4a)를 통과한 레이저빔은 감광드럼(5)위의 스타트포지션을 일치시키기위해 사용되는 수평동기미러(4b)와 검지센서(4c)의 사이를 통과한다. 수평동기미러(4b)는 스타트포지션을 벗어난 광이 이 미러에 반사되어 검지센서(4c)에 입력되도록한다. 검지센서(4c)와 수평동기미러(4b)를 통과한 레이저빔은 반사미러(4d)를 통해 반사되어 감광드럼(5)의 위치로 이동하게 된다.

도2는 이와 같은 과정을 거치는 스캐너에서 다면경을 회전시키는 모터의 내부를 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이 다면경(3)의 하측으로는 고정부재(14)가 마련되어 회전자(6a)와 고정 결합된다. 이 회전자(6a)의 하측에는 이 모터를 에워싸는 하우징(13)에 결합설치되어 코일로 이루어진 고정자(6b)가 마련되어 있다.

이 하우징(13)의 중심부에는 그 내측 상하부에 각각 반구(8a,8b)를 수용하는 반구부시(7)가 고정설치되며, 반구부시(7)와 반구(8a,8b)의 중심부에는 다면경(3)의 중심부로부터 연장된 회전축(9)이 결합되어 있다.

전원이 인가되면 고정자(6b)의 상측에 마련된 회전자(6a)와 이에 연결된 다면경(3)및 회전축(9)이 일체로 회전하게 된다.

이 회전축(9)에 결합된 반구(8)는 회전을 시작하여 반구부시(7)와의 접촉면 사이로 공기가 유입되고 반구(8)의 외측면에 마련된 그루브(미도시)에 의해 접촉면의 사이에 공기가 유입되어 동압이 발생됨으로써 반구(8)와 반구부시(7)는 미세하게 이격되어 회전을 하게된다.

이에 반구부시(7)와 반구(8)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

반구(8)가 수용되도록 상하측으로 함몰된 반구형상의 반구면은 연통홀(10)에 의해 상호 연통되고, 이 연통홀(10)에는 반구(8)와 반구부시(7)사이의 클리어런스를 조절하는 원판형상의 스페이서(11)가 삽입되어진다.

한편, 상하측반구(8a,8b)에는 각각 상기 스페이서(11)에 축방향으로 대향하는 평면부(15a,15b)가 형성되어 있다.

반구면에는 상하측의 입구와 연통홀(10)의 입구에는 제작시에 생기는 버어(Burr)를 제거하는 동시에 반구면에 결합될 반구(8)와 연통홀(10)에 결합할 회전(9)의 삽입이 용이하게 모따기가 되어있다.

반구면에는 상하측으로 반구(8)가 결합이 된다. 이 반구(8)는 내부에 회전축(9)이 삽입될 수 있는 결합홀(미도시)이 형성되어있고, 외부에는 반구부시(7)에 삽입되는 부분과 그 반대되는 면에 모따기가 되어있다. 그리고 반구(8)와 반구부시(7)는 반구(8)가 삽입된 상태에서 회전을할때 반구부시(7)의 상하단면과 반구(8)의 상하단면은 같은 선상에 놓이게 되며 반구(8)와 반구부시(7)의 사이에는 수 미크론의 간격으로 이격되면서 반구(8)는 회전하게 된다.

그러나 이와 같이 구성 작동되는 반구형베어링에 있어서, 회전자, 다면경, 그리고 회전축으로 이루어진 회전체의 자중에 의해 반구와 반구부시에 가해지는 하중방향이 거의 반구의 축방향으로 작용하게 되는데, 이 하중을 지지하기 위한 축방향으로의 공기의 동압발생이 미흡하여 축하중에 대한 충분한 강성을 유지하는데 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 대향하는 두개의 반구의 대향면에는 그루브를 형성하고 이 사이에 회전축까지 연장형성된 반구부시를 마련하여 회전시 그루브에 의한 공기압에 의해 회전체의 자중으로 인한 과도한 축하중에 대한 강성을 보강한 반구형베어링을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 반구형베어링이 장착된 레이저프린터를 개략적으로 도시한 도면,

도2는 도1의 모터부를 도시한 단면도,

도3은 본 발명에 따른 모터부를 도시한 단면도,

도4는 본 발명에 의한 반구를 나타낸 배면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 반구 15 : 대향면

16 : 그루브 17 : 연통홀

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,상하부에 서로 연통되는 반구면을 가지는 반구부시, 상기 상하측 반구면에 각각 수용되며 축방향으로 서로 대향되는 평면부를 가지는 상측 및 하측반구, 상기 상측 및 하측반구사이에 삽입된 스페이서, 상기 상측 및 하측반구와 상기 반구부시의 중심을 관통하는 회전축을 구비한 반구형 베어링에 있어서, 축하중에 대한 강성을 보강하기 위해 상기 상측 및 하측반구의 평면부와 상기 스페이서의 상하면 중 적어도 어느 일측에는 상기 회전축의 회전시 상기 평면부와 상기 스페이서사이로공기를 유입시켜 동압발생이 용이하게 이루어지도록 하는 다수의 헤링본형상의 그루브가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반구형 베어링의 외부는 일반적인 반구형베어링의 구조와 동일하므로 동일부호와 동일명칭을 사용하여 도1과 도2를 참조한다.

도3은 본 발명에 따른 반구형베어링을 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 다면경(3)의 하측으로는 영구자석으로 형성된 회전자(6a)를 고정결합하는 고정부재가 마련되고 회전자(6a)의 하측으로는 모터를 둘러싸는 하우징(13)에 고정결합된 고정자(6b)와 이에 연결된 다면경(3) 및 회전축(9)이 함께 회전하게 된다.

이 회전축(9)의 회전으로 반구(8)와 반구부시(7)사이의 미세한 공간으로 공기가 유입되고 반구(8)의 외측에 마련된 그루브(미도시)에 의해 반구(8)와 반구부시(7)의 접촉면은 이격되어 반구(8)는 회전하게 된다.

이에 반구부시와 반구를 상세히 설명하면 다음과 같다. 다면경(3)의 하측에는 상하측으로 함몰된 반구형상의 반구면이 형성된 반구부시(7)가 마련되고, 이 반구면의 사이에는 연통홀(10)이 형성되어 상하측의 반구면을 연통시키게된다.

반구면의 상하측 입구와 연통홀(10)의 입구에는 제작시에 생기는 버어(Burr)를 제거하는 동시에 반구면에 결합될 반구(8)와 연통홀(10)에 결합할 회전축(9)의 삽입이 용이하게 모따기가 되어있다.

반구면에는 상하측으로 반구(8)가 결합이 된다. 이 반구(8)는 내부에 회전축(9)이 삽입될 수 있는 결합홀(미도시)이 형성되어있고, 외부에는 반구부시(7)에 삽입되는 부분과 그 반대되는 면에 모따기가 되어있다. 그리고 반구(8)와 반구부시(7)는 반구(8)가 삽입된 상태에서 회전을 할때 반구부시(7)의 상하단면과 반구(8)의 상하단면은 같은 선상에 놓이게 되며 반구(8)와 반구부시(7)의 사이는 수 미크론의 간격으로 이격되면서 반구(8)는 회전하게 된다.

본 발명의 특징적인 요소로 상하측반구(8a,8b)에 각각 형성된 평면부(15a,15b)와 상하측반구(8a,8b)사이에 위치한 스페이서(11)의 상하면 중 적어도 어느 일측에는 회전축(9)의 회전시 반구(8)의 평면부(15)와 스페이서(11)사이로 공기를 유입시켜 동압발생이 용이하게 이루어지도록 하는 다수의 헤링본형상의 그루브(16)가 형성된다.

이러한 구조를 갖는 반구형베어링의 작용을 설명하면, 상하반구(8A,8B)를 연통하여 이와 결합된 회전축(9)과 일체를 이루는 다면경(3)이 회전하게 되면 회전체의 자중에 의해 축방향하중이 작용하게 된다. 다면경(3)의 하측에 마련되어 영구자석으로 형성된 회전자(6a)가 고정자(6b)의 밑면을 형성하는 강판에 대하여 흡인력이 작용하므로서 이러한 축하중을 가중하게 된다.

상측반구(8a,8b)의 저면과 이에 평행하게 대응하는 하측반구(8a)의 상면에는 헤링본형상의 그루브(16)가 형성되므로서 상하반구(8a,8b)가 회전시 이 상하반구(8a,8b)의 헤링본형상의 그루브(16)에 의해 유입된 공기가 공기압을 형성하여 이 상하반구(8a,8b)를 상하로 지지하므로서 회전축(9)과 두 상하반구(8a,8b)가 받는 축하중에 대하여 강성을 보강한다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반구형베어링은 서로 대향하는 두개의 반구의 대향면에는 그루브를 형성하고 이 사이에 회전축까지 연장형성된 반구부시를 마련하여 회전시 그루브에 의한 공기압에 의해 상하반구를 상하측으로 지지하므로서 회전체의 자중으로 인한 과도한 축하중에 대한 강성을 보강하는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 그 외주면을 둘러싸는 반구부시, 상기 반구부시의 내측에 삽설된 반구, 상기 반 구를 연통하도록 마련된 회전축을 구비한 반구형베어링에 있어서,

   상기 반구(8)와 그 사이에 마련되어 상기 반구(8)를 이격시키는 스페이서(11)에서 적어도 어느 하나에는 상기 회전축(9)이 받는 축방향하중에 대한 강성을 보강하는 수단이 마련된 것을 특징으로 하는 반구형베어링.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수단은 상하로 마련된 상기 반구(8a,8b)의 대향면(15)에 헤링본형상으로 마련된 그루브(16)인 것을 특징으로 하는 반구형베어링.