KR100222974B1 - 반구형 베어링의 갭 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반구형 베어링의 갭 조절장치에 관한 것으로, 반구 베어링의 갭(Gap)을 정확하게 조절하는 장치로서, 부시나 반구의 가공치수에 관계없이 조절이 가능하도록 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 반구형 베어링의 갭 조절장치는, 베이스와, 상기 베이스의 일단에 직각으로 형성된 포스트와, 상기 포스트의 상단에 힌지 결합되어 회동시 하방향으로 힘을 가하는 가압부와, 상기 가압부와 대향되게 상기 포스트의 중심에 형성되어 상기 가압부의 가압력을 하방향으로 전달하는 가이드부와, 상기 가이드부와 대향되게 상기 베이스에 형성되어 반구형상인 부상부재가 상측에 안착되는 지지부를 포함한다.

Description

반구형 베어링의 갭 조절장치

본 발명은 반구형 베어링의 갭 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반구 베어링의 갭(Gap)을 정확하게 조절하는 장치로서, 부싱이나 부상부재의 가공치수에 관계없이 조절이 가능하도록 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치에 관한 것이다.

최근 들어 정보, 컴퓨터 산업의 급격한 발달로 각종 기기를 구동시키는데 필요로 하는 구동모터들, 예를 들면, 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크의 스핀들모터, VCR의 헤드 구동모터 등은 기기의 특성상 보다 많은 데이터의 검색 및 저장, 재생을 단축된 시간에 수행하기 위해서는 축 흔들림이나 축 떨림 없는 고 정밀, 초고속 회전 성능을 요구하고 있다. 이에 따라 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동을 억제하며 안정적으로 고속회전 하는 구동모터의 개발과 함께 이와 같은 모터 회전을 가능하게 하는 동압형 유체 베어링장치의 다양한 형태에 대하여 연구 개발이 추진되고 있다.

그리고, 이와 같은 동압형 유체베어링들 중 특히, 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하며 초고속 회전에 적합한 동압형 유체베어링장치인 반구 베어링의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.

이러한 반구형 베어링 장치의 구성은 일례로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전대상체(1)의 회전 중심이 되는 고정축(2)과, 이 고정축(2)에 압입되어 있는 반구형상인 부상부재(3,3')와, 이 부상부재(3,3') 및 부상부재의 레디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하도록 상기 고정축(2)에 대하여 승강가능하게 결합되어 있는 부싱(4)과, 구동장치인 모터(5,5')와, 모터(5,5')의 회전력을 회전대상체(1)로 전달하는 허브(6)와, 상기 고정축(2)이 고정되어 있는 하부 하우징(7)등으로 구성되어 있다.

상기 부싱(4)의 중앙에는 상기 고정축(2)보다 큰 직경을 갖는 관통공(4a)이 형성되어 있고, 관통공(4a)의 상하부에 부상부재(3,3')와 동일한 곡률로 반구홈(4b,4c)이 형성되어 있으며, 전술한 관통공(4a)에는 부상부재(3,3')와 반구홈(4a,4c)의 표면과의 소정의 간극 간격을 조정하기 위한 스페이서(8)가 삽입되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 반구형 베어링 장치의 작용을 설명한다.

부싱(4)이 회전되기 전에는 부싱(4)의 하중에 의해 하부측 부상부재(3')가 하부측 반구홈(4c)에 밀착되어 있는 상태이며, 이 상태에서 모터(5,5')에 전원이 인가되면, 상하측 부상부재(3,3')에 형성되어 있는 동압발생홈(도시하지 않았음)으로 유입되는 유체에 의하여 발생되는 동압의 크기가, 간극이 큰 상측 부상부재(3)보다 간극 간격이 작은 하측 부상부재(3')가 더 크기 때문에, 하측 부상부재(3')에서 발생되는 동압이 부싱(4)의 하중보다 커짐으로써 하측 부상부재(3')로부터 부싱(4)이 부상된다.

부싱(4)이 부상될수록 하측 부상부재(3')와 하측 반구홈(4c)의 간극은 커지고, 반대로 상측 부상부재(3)와 상측 반구홈(4b)의 간극이 작아지게 되므로, 결국 상측 부상부재(3)와 상측 반구홈(4b)에 의해 형성되는 동압은 점차 증가되며, 결과적으로 한 쌍의 부상부재(3,3) 사이에 결합되어 있는 부싱(4)은 상,하향으로 유동되다가 상,하측 부상부재(3,3')와 상,하측 반구홈(4b,4c) 각각의 이루는 간극이 동일해지는 동압평형점에서 부싱(4)은 평형상태로 회전하게 되는 것이다.

이와 같은 반구형 베어링 장치는 고정밀, 초고속을 요구하는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치 등에 적용되어 구동모터의 축 유동이나, 축 진동을 억제하면서 안정적으로 모터의 회전력을 전달하도록 하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 반구형 베어링의 갭 조절장치는, 베어링 장치가 구동되어 상,하측 부상부재(3,3')와 상,하측 반구홈(4b,4c)의 표면과의 간극을 일정하게 유지하도록 하는 것이 기술상의 관건으로서, 이러한 구동모터의 축 유동이나, 축 진동을 억제하기 위해서는 간극의 크기를 항시 일정하게 유지하는 것이 필요하다 하겠다.

그러나, 종래에는 상기와 같은 간극의 크기를 조절할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않아, 베어링 장치에서 요구되는 간극의 크기를 조절하는데 많은 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 반구형 베어링 장치에서 간극을 적정하게 조절할 수 있도록 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 일반적인 반구 베어링 장치의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 발명의 반구 베어링 갭 조절장치의 구조를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 요부발췌 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 갭 조절용 블록게이지가 장착되는 상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 베이스 200 : 포스트

231 : 가압부 250 : 손잡이

251 : 가이드부 300 : 지지부

400 : 고정축 450 : 상부 부상부재

460 : 하부 부상부재 500 : 부싱

전술한 본 발명의 목적은, 베이스와, 상기 베이스의 일단에 직각으로 형성된 포스트와, 상기 포스트의 상단에 힌지 결합되어 회동시 하방향으로 힘을 가하는 가압부와, 상기 가압부와 대향되게 상기 포스트의 중심에 형성되어 상기 가압부의 가압력을 하방향으로 전달하는 가이드부와, 상기 가이드부와 대향되게 상기 베이스에 형성되어 반구형상인 부상부재가 상측에 안착되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 가압부는, 고정수단에 의해 결합된 수용체와, 상기 수용체의 내부에 제1 스프링을 장착하고, 상기 제1 스프링과 결합되어 탄성력에 의해 소정 스트로크내로 위치이동하는 제1 가압체로 형성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 가이드부는, 상기 가압부의 제1 가압체가 삽입되어 상기 지지부로 위치이동할 수 있도록 내부공간이 형성되고 외주연에 제2 스프링을 장착한 제2 가압체와, 상기 제2 가압체의 내부에 수용되어 상측에 제3 스프링을 장착한 제3 가압체와, 상기 제3 가압체의 저부에 설치되고 상측에 제4 스프링을 장착한 제4 가압체로 형성된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제3 가압체는 중심부분에 상기 부상부재와 결합된 고정축을 압입할 수 있도록 상기 고정축과 대응되게 형성된 고정축 압입봉이 형성된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제4 가압체는 상기 고정축 압입봉이 관통할 수 있도록 중심부분에 관통홈이 형성된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 지지부는 저부에 제5 스프링을 장착하여 상방향으로 탄발력을 유지할 수 있도록 하고, 중심부분에 길이방향으로 상기 부상부재를 지지할 수 있는 지지봉이 상기 베이스에 설치된다.

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

첨부도면 도 2는 본 발명의 반구 베어링 갭 조절장치의 구조를 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명의 요부발췌 단면도, 도 4는 본 발명에 의한 갭 조절용 블록게이지가 장착되는 상태를 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 의한 반구형 베어링의 갭 조절장치는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 소정 형상의 베이스(100)와, 이 베이스(100)의 일단에 직각으로 결합된 포스트(200)와, 이 포스트(200)의 상단에 힌지 결합되어 상하방향으로 회동되며 가압부(231)를 형성한 손잡이(230)와, 이 손잡이(230)의 이동압력에 의해 하방향으로 이동되는 가이드부(251)를 결합하며 전술한 포스트(200)와 직각으로 고정된 안내부재(250)와, 이 안내부재(250)에 결합된 가이드부(251)와 대향되게 베이스(100)에 형성된 지지부(300)를 구비한다.

전술한 가압부(231)는, 내부공간을 형성한 상태로 손잡이(230)에 결합되는 수용체(232)와, 이 수용체(232)의 내부에 소정 압력을 유지할 수 있는 제1 스프링(233)을 내설하고, 제1 스프링(233)의 하측에 제1 가압체(234)를 장착하여, 제1 스프링(233)의 탄성력에 의해 제1 가압체(234)가 소정 스트로크 내에서 위치이동할 수 있도록 한다.

그리고, 안내부재(250)에 결합된 가이드부(251)는, 제1 가압체(234)가 삽입되어 소정 압력을 하부로 전달할 수 있도록 내부공간이 형성된 제2 가압체(252)와, 이 제2 가압체(252)의 상부측 외주연은 안내부재(250)와 결합된 제2 가압체(252)가 상부측으로 유동될 수 있도록 제2 스프링(253)을 장착하고, 내부는 제1 가압체(234)의 소정 압력을 유지할 수 있도록 제3 스프링(254)을 내설하며, 이 제3 스프링(254)의 반발압력에 의해 하부측으로 압력을 전달할 수 있는 제3 가압체(255)와, 이 제3 가압체(255)의 중심부분은 소정길이의 고정축 압입봉(256)을 형성하여 제3 가압체(255)가 하부측으로 이동되면서 고정축(400)을 압입할 수 있도록 한다.

또한, 제3 가압체(255)의 하부측에는 제3 가압체(255)의 하부 이동압력을 견딜 수 있는 제4 스프링(257)을 내설하고, 이 제4 스프링(257)의 압력에 의해 하방향으로 이동되는 제4 가압체(258)를 형성하며, 이 제4 가압체(258)의 중심부분은 관통홈(259)을 형성하여 전술한 제3 가압체(255)의 고정축 압입봉(256)이 관통홈(259)을 관통할 수 있도록 한다.

그리고, 지지부(300)는, 저부에 제5 스프링(351)을 장착하여 베이스(100)에서 항상 지지부(300)가 탄발력을 유지할 수 있도록 하고, 지지부(300)의 중앙부분은 길이방향으로 베이스(100)에 고정된 지지봉(352)이 설치되어 지지부(300)의 상부에 안착되는 부상부재(450, 460)와 고정축(400)을 지지할 수 있도록 한다.

이하, 이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지부(300)의 상부측에 하부 부상부재(460)를 고정축(400)에 압입한 상태로 안착한다. 이 때, 하부 부상부재(460)는 고정축(400)의 하단면과 일치되도록 하며, 부상부재(460)와 고정축(400)이 지지봉(352)의 상단면과 일치되도록 한다. 그리고, 부싱(500)을 고정축(400)에 삽입하여 하부 부상부재(460)의 상면에 안착되게 하며, 부싱(500)의 하단 외주연이 지지부(300)의 상단에 걸리도록 한다. 여기서, 부싱(500)의 하단부는 지지봉(352)의 상단면에는 접촉되지 않게 된다.

그리고, 상부 부상부재(450)의 내주연에 본딩 처리를 한후에, 상부 부상부재(450)를 고정축(400)에 삽입한다. 이 때, 상부 부상부재(450)의 표면은 부싱(500)과 접촉되고, 하부 부상부재(460)는 부싱(500)과 접촉되어 이들 사이에는 갭이 없게 된다.

지지부(300)의 상부에 부시 베어링을 안착한 후에, 손잡이(230)를 하방향으로 이동시키면, 손잡이(230)에 결합된 가압부(231)의 수용체(232) 내측에 형성된 제1 가압체(234)가 안내부재(250)의 제2 가압체(252) 내측으로 삽입되면서 제2 가압체(252)를 하방향으로 위치이동 시키게 된다. 이 때, 제2 가압체(252)는 제2 스프링(253)의 반발력에 의해 상방향으로 반발력을 유지하다가, 제1 가압체(234)의 압력에 저지되어 하측으로 이동하게 되고, 제2 가압체(252)의 하방향 이동으로 제2 가압체(252)의 하단부는 지지부(300)에 안착된 부싱(500)의 상단을 압박하면서 부싱(500)을 하방향으로 위치이동시키게 된다.

그리고, 제2 가압체(252)의 내부에 형성된 제3 스프링(254)이 제1 가압체(234)의 압력에 의해 제3 가압체(255)를 압박하게 되어, 제3 가압체(255)의 고정축 압입봉(256)이 하방향으로 위치이동되어 고정축(400)을 압입하게 된다. 또한, 제3 가압체(255)의 압력에 의해 제4 스프링(257)이 압박을 받게 되고, 압박을 받은 제4 가압체(258)는 상부 부상부재(450)를 하방향으로 위치이동 시키게 된다.

이와 같이, 상,하부 부상부재(450, 460)와 부싱(500)을 압입시킨 상태에서, 도 4에 도시된 마스터 게이지(600)를 이용하여 반구 베어링의 간극을 조절하게 된다. 즉, 상,하부 부상부재(450, 460)와 부싱(500) 사이의 간극을 적정하게 조절하기 위하여, 베이스(100) 표면에서 마스터 게이지(600)의 높이를 영으로 계산하고, 지지부(300)를 상방향으로 위치이동 시킬 수 있는 블록게이지(650)의 높이를 비(B)로 놓고, 지지부(300)의 위치 이동거리를 델타티(△t)로 놓고, 원하는 갭을 엑스(X)로 놓은 다음, 마스터 게이지(600)를 통해 원하는 높이를 설정하게 된다. 마스터 게이지(600)의 설정값에 해당하는 블록게이지(650)를 선택하고, 잡고 있던 손잡이(230)의 하방향 압력을 줄인다음, 블록게이지(650)를 지지부(300)의 저부측에 삽입한다. 이 때, 지지부(300)는 블록게이지(650)의 압박력에 의해 상방향으로 소정 설정치 만큼 이동되고, 지지부(300)의 위치이동으로 부싱(500)이 설정치 만큼 상방향으로 이동되어 상부 부상부재(450)를 동시에 이동시키게 된다. 여기서, 최종 블록게이지(650)의 높이는 (B+△t+X)가 된다.

이와 같이, 소정 설정치 만큼 위치 이동한 부싱(500)과 상부 부상부재(450)를 고정축에 고정하는 방법은, 상부 부상부재(450)의 내주연에 본딩 처리된 본드의 점착력이 굳게 되는 시간이 경과하면 되므로, 소정 시간이 경과되면 잡고 있던 손잡이(230)를 놓게 되면, 반구 베어링의 제작이 완료되게 된다. 여기서, 각각의 스프링에 의해 갭 조절장치는 원상태로 돌아가게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반구형 베어링의 갭 조절장치에 의하면, 상,하부 부상부재와 부싱 사이의 간격을 조절장치로 적정하게 조절할 수 있으므로 반구 베어링을 제작하는데 편리한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 베이스와, 상기 베이스의 일단에 직각으로 형성된 포스트와, 상기 포스트의 상단에 힌지 결합되어 회동시 하방향으로 힘을 가하는 가압부와, 상기 가압부와 대향되게 상기 포스트의 중심에 형성되어 상기 가압부의 가압력을 하방향으로 전달하는 가이드부와, 상기 가이드부와 대향되게 상기 베이스에 형성되어 반구형상인 부상부재가 상측에 안착되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가압부는, 고정수단에 의해 결합된 수용체와, 상기 수용체의 내부에 제1 스프링을 장착하고, 상기 제1 스프링과 결합되어 탄성력에 의해 소정 스트로크내로 위치이동하는 제1 가압체로 된 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 가압부의 제1 가압체가 삽입되어 상기 지지부로 위치이동할 수 있도록 내부공간이 형성되고 외주연에 제2 스프링을 장착한 제2 가압체와, 상기 제2 가압체의 내부에 수용되어 상측에 제3 스프링을 장착한 제3 가압체와, 상기 제3 가압체의 저부에 설치되고 상측에 제4 스프링을 장착한 제4 가압체로 된 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제3 가압체는 중심부분에 상기 부상부재와 결합된 고정축을 압입할 수 있도록 상기 고정축과 대응되게 형성된 고정축 압입봉으로 된 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제4 가압체는 상기 고정축 압입봉이 관통할 수 있도록 중심부분에 관통홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 지지부는 저부에 제5 스프링을 장착하여 상방향으로 탄발력을 유지할 수 있도록 하고, 중심부분에 길이방향으로 상기 부상부재를 지지할 수 있는 지지봉이 상기 베이스에 설치되는 것을 특징으로 하는 반구형 베어링의 갭 조절장치.

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