KR100222998B1 - A scanning motor equipped with a fluid bearing apparatus having an increased dynamic pressure generating area and a method for forming a dynamic pressure generator - Google Patents
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Abstract
동압발생면적을 증가시킨 유체 베어링 장치를 갖는 스캐닝 모터 및 동압발생부재 형성 방법이 개시되고 있다.A method of forming a scanning motor and a dynamic pressure generating member having a fluid bearing device having increased dynamic pressure generating area is disclosed.
종래 유체 베어링 장치의 하나인 반구 베어링 장치에 스페이서를 개재하기 위해 반구 형상의 동압발생부재에 형성되어 있는 스페이서 접촉면에 의한 동압발생면적의 감소로 인하여 발생한 동압 손실을 보상하기 위해 스페이서 접촉면을 제거함으로써 동압발생면적이 증가되도록 하여, 축방향 하중과 반경방향 하중을 상승시키고, 더욱이 스페이서 접촉면을 형성하는 단계를 생략함으로써 공정 수순을 감소시켜 유체 베어링 장치의 성능을 향상시키고 생산성과 양산성을 증대시키게 된다.Dynamic pressure is eliminated by removing the spacer contact surface to compensate for the loss of dynamic pressure caused by the reduction of the dynamic pressure generation area by the spacer contact surface formed on the hemispherical dynamic pressure generating member for interposing the spacer in the hemispherical bearing device, which is one of the conventional fluid bearing devices. By allowing the area to be generated to increase in axial and radial loads, and furthermore by omitting the step of forming the spacer contact surface, the process procedure can be reduced to improve the performance of the fluid bearing device and increase productivity and productivity.
Description
본 발명은 동압발생면적을 증가시킨 유체 베어링 장치를 갖는 스캐닝 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스캐닝 모터에 적용된 반구베어링 장치에서 소정 동압을 발생시키는 동압발생부재의 동압발생면적을 증가시켜 스캐닝 모터의 축방향 강성과 반경방향 강성을 증대시킨 동압발생부재 및 이 동압발생부재를 양산하기 위한 동압발생부재 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scanning motor having a fluid bearing device having an increased dynamic pressure generating area, and more particularly, to a dynamic pressure generating area of a dynamic pressure generating member generating a predetermined dynamic pressure in a hemisphere bearing device applied to the scanning motor. The present invention relates to a dynamic pressure generating member having an increased axial rigidity and a radial rigidity and a method of forming the dynamic pressure generating member for mass production of the dynamic pressure generating member.
최근들어 정보, 컴퓨터 산업의 급격한 발달로 각종 기기를 구동시키는데 필요로 하는 구동 모터들, 예를 들면, 레이저 프린터의 스캐닝 모터, 하디 디스크 드라이브의 스핀들 모터, VCR의 헤드 구동 모터 등은 기기의 특성상 보다 많은 데이터의 검색 및 저장, 재생을 단축된 시간에 수행하기 위해서 축 흔들림이나 축 떨림 없는 고정밀외 초고속 회전 성능까지 요구하고 있는 실정이다.Recently, due to the rapid development of information and computer industry, drive motors required to drive various devices, such as scanning motor of laser printer, spindle motor of hard disk drive, head drive motor of VCR, etc. In order to perform a lot of data retrieval, storage, and playback in a short time, there is a demand for high-precision ultra-high speed rotation performance without shaft shaking or shaft shaking.
이에 따라서, 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동을 억제하며 안정적으로 고속 회전하는 구동 모터의 개발과 함께 이와 같은 구동 모터 회전을 가능하게 하는 베어링 장치의 다양한 형태에 대하여도 연구가 진행되고 있다.Accordingly, research has been conducted on various types of bearing devices that enable the driving motor to rotate as well as the development of the driving motor that stably rotates at high speed while suppressing shaft shaking and shaft vibration of the driving 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 장치등이 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. Etc. are used.
이들 유체 베어링 장치중 축 방향 하중과 반경 방향 하중을 동시에 지지 가능한 특성을 갖는 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터의 구성 및 작용을 일례로 첨부된 도면을 참조하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, as an example, a configuration and an operation of a scanning motor to which a hemisphere bearing device having a characteristic capable of simultaneously supporting an axial load and a radial load among these fluid bearing devices is applied.
도 1은 종래 스페이서를 구비한 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터를 일례로 도시하고 있다.1 illustrates an example of a scanning motor to which a hemisphere bearing device having a conventional spacer is applied.
스캐닝 모터(1)에 적용된 반구 베어링 장치는 판상의 하부 베어링 브라켓(5)에 고정되어 있는 축(10)에 원통 형상으로 일정 길이를 갖고 있는 스페이서(20)를 끼워넣고, 이 스페이서(20)의 양단으로 스페이서 접촉면(20a)이 형성되어 있는 반구 형상의 동압발생부재(30)(40)의 반구면이 상호 대향하도록 간섭량이 크게 억지끼워맞춤한다.The hemispherical bearing device applied to the
이와 같이 축(10)에 끼워진 동압발생부재(30)(40)는 다시 원통형상으로 양단에 동압발생부재(30)(40)과 동일한 곡률을 갖는 반구 형상의 홈과, 축(10) 보다 다소 큼으로써 스페이서(20)가 끼워지는 관통공과, 원통의 외주면에 형성되어 회전체인 폴리건 미러(60)가 안착되도록 돌출된 허브(70)를 구비하고 있는 부싱(50)을 지지하게 된다.In this way, the dynamic
또한, 이 부싱(50)에는 도우넛 형상의 얇은 플레이트(75)가 설치되어 있고 이 플레이트(75)에는 회전자인 로우터(80)가 부착되어 있으며 이 로우터(80)로부터 소정 간격 이격된 베어링 브라켓(5)에는 스테이터(85)가 부착되어 있다.In addition, the bushing 50 is provided with a donut-shaped
이와 같이 구성된 종래 스캐닝 모터(1)에 적용된 스페이서를 구비한 반구 베어링 장치중 부싱(50)이 회전함에 따라 동압발생부재(30)(40)에는 소정 유체압이 발생하게 되는 바, 이와 같이 유체압이 발생하기 위해서는 필수적으로 부싱(50)의 반구홈과 동압발생부재(30)(40)의 반구면 사이에 소정 간극(clearance)를 필요로 하므로, 스페이서(20)는 이 부싱(50)의 반구홈과 동압발생부재(30)(40) 사이의 간극을 형성하기 위해 매우 정밀도가 높게 가공되어야 한다.As the bushing 50 rotates in the hemispherical bearing device having a spacer applied to the
이와 같이 높은 정밀도를 얻기 위해서는 많은 가공 시간과 반복적인 가공을 필요로 하는 문제점이 있어 최근에는 스페이서가 없는 반구 베어링 장치가 선 보인바 있다.In order to obtain such high precision, there is a problem that requires a lot of processing time and repetitive processing, and recently, a hemispherical bearing device without a spacer has been shown.
도 2a는 스캐닝 모터에 적용된 스페이서가 없는 반구 베어링 장치를 도시한 도면으로 도 1의 반구 베어링중 스페이서의 위치에는 스페이서 대신 소정 탄성 계수를 갖는 스프링(100)이 개재되어 있고 2 개의 동압발생부재(30)(40)중 하부 동압발생부재(30)는 축(10)에 대하여 상,하 슬라이드 가능하도록 삽입되어 있고, 상부 동압발생부재(40)는 축(10)에 대하여 큰 간섭량을 갖도록 억지끼워맞춤되어 있다.FIG. 2A illustrates a spacer-less hemisphere bearing device applied to a scanning motor, in which a
여기서, 하부 동압발생부재(30)가 상기 스프링(100)에 의해 하부로 밀려나다가 동압발생부재(30)(40)과 부싱(50)의 반구홈의 간극이 일정 간극에 도달하면 하부 동압발생부재(30)가 더 이상 변위를 발생하지 못하도록 하부 동압발생부재(30)를 고정링(110)으로 고정시켜 긴 가공시간과, 반복적으로 정밀하게 가공되는 스페이서 없이도 반구 베어링 장치를 원활하게 작동시킬 수 있는 것이다.Here, when the lower dynamic
도 2b는 도 1a의 반구형상의 동압발생부재를 도시한 단면도로 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Figure 2b is a cross-sectional view showing the hemispherical dynamic pressure generating member of Figure 1a as follows in more detail.
이 한 쌍의 동압발생부재(30)(40)는 진구도 높게 가공된 구의 지름 부분을 이등분한 반구 형상으로 동압발생부재(30)(40)는 반구 형상의 동압발생부재(30)(40)의 지름 부분인 제 1 절단면(30a)(40a)과, 이 제 1 절단면(30a)(40a)로부터 일정 간격 이격된 곳에는 제 1 절단면(30a)(40a)과 평행하게 절단된 제 2 절단면(30b)(40b)가 형성되어 있는 바, 이 제 2 절단면(30b)(40b)이 앞서 언급한 스페이서 접촉면(20a)이 되는 거이다.The pair of dynamic
여기서, 제 1 절단면(30a)(40a)의 중심과 제 2 절단면(30b)(40b)의 중심을 연결하여 관통공(30c)(40c)이 형성되어 있다.Here, the through holes 30c and 40c are formed by connecting the centers of the
앞서 언급한 바와 같이 동압발생부재(30)(40)중 하부 동압발생부재(30)에는 축(10)에 대하여 슬라이드 가능하여야 함으로 하부 동압발생부재(30)의 관통공(30c) 직경은 축(10)의 직경보다는 다소 작아야 한다.As mentioned above, the lower dynamic
이때, 제 2 절단면(30b)(40b)의 직경은 관통공(30c)의 직경보다 다소 크게 형성되어 이 제 2 절단면(30b)(40b)에는 스프링(100)이 안착되도록 형성되어 있다.At this time, the diameters of the
여기서, 제 2 절단면(30b)(40b)의 에지면(edge surface)상인 임의의 C1점과, 관통공(30c)의 하부 중점인 B, 상부 중점인 A가 이루는 ∠ABC는 본 일실시예에서 33°를 이루고 있다.Here, the? BC formed by the arbitrary C 1 point on the edge surfaces of the
그러나, 이와 같은 종래 스페이서가 없는 반구 베어링 장치의 반구 형상의 동압발생부재에도 종래 스페이서가 있는 반구 베어링 장치와 동일하게 스페이서 접촉면(20a)이 형성되어 있는 바, 이 불필요한 스페이서 접촉면에는 단순히 탄성부재인 스프링이 단순 안착되는 정도의 기능을 하고 있어 동압발생부재의 스페이서 접촉면을 가공함으로써 공정 수순의 증대 및 동압발생면적을 감소시킴으로써 축방향으로 작용하는 힘과, 레이디얼 하중에 대하여 작용하는 힘을 최대로 발생시키지 못하는 등의 문제점이 있다.However, the
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 유체 베어링 장치인 스페이서가 없는 반구 베어링 장치의 동압발생부재중 불필요하게 형성된 부분을 제거하여 동압발생부재의 동압발생능력을 최대로 향상시키고 불필요한 부분을 가공함으로써 발생한 가공 공정을 감소시키는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to remove unnecessary portions of the dynamic pressure generating member of the spacer without a spacer, which is a fluid bearing device, to generate dynamic pressure of the dynamic pressure generating member. To maximize the capability and reduce unnecessary machining processes by machining unnecessary parts.
도 1은 종래 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a scanning motor to which a conventional hemisphere bearing device is applied.
도 2a는 종래 스페이서가 없는 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터를 도시한 단면도이고,2A is a cross-sectional view showing a scanning motor to which a hemisphere bearing device without a conventional spacer is applied;
도 2b는 도 2a의 동압발생부재를 도시한 단면도이다.2B is a cross-sectional view of the dynamic pressure generating member of FIG. 2A.
도 3은 본 발명에 의한 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a scanning motor to which the hemisphere bearing device according to the present invention is applied.
도 4는 도 3의 반구형 동압발생부재를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing the hemispherical dynamic pressure generating member of FIG.
도 5a는 도 1의 반구형 동압발생부재와 도 4의 동압발생부재를 동일 조건에서 성능 시험한 그래프이고,Figure 5a is a graph of the performance test of the hemispherical dynamic pressure generating member of Figure 1 and the dynamic pressure generating member of Figure 4 under the same conditions,
도 5b는 도 5a의 결과 그래프.5B is a graph of the results of FIG. 5A.
도 6은 본 발명에 의한 반구형 동압발생부재를 형성하는 방법을 도시한 도면.Figure 6 is a view showing a method for forming a hemispherical dynamic pressure generating member according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
210 : 폴리건 미러 220 : 부싱210: polygon mirror 220: bushing
230 : 허브 260,270 : 동압발생부재230: hub 260,270: dynamic pressure generating member
260a,270a : 제 1 절단면 260b,270b : 제 2 절단면260a, 270a: first cut surface 260b, 270b: second cut surface
280 : 고정축280: fixed shaft
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스캐닝 모터에 적용된 반구베어링 장치의 핵심 부분인 동압발생부재를 제조하는 방법은 소정 직경을 갖는 원통 형상의 봉의 중심에 소정 직경을 갖는 중공을 형성하는 단계와, 중공에 소정 수지를 충진하는 단계와, 봉을 상기 동압발생부재의 체적만큼 절단하는 단계와, 절단된 봉을 단조 성형하여 구를 형성하는 단계와, 구를 이등분하여 한 쌍의 반구를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a dynamic pressure generating member which is a core part of the hemispherical bearing device applied to the scanning motor for achieving the object of the present invention comprises the steps of forming a hollow having a predetermined diameter in the center of the cylindrical rod having a predetermined diameter; Filling a hollow with a predetermined resin, cutting the rod by the volume of the dynamic pressure generating member, forging the cut rod to form a sphere, and dividing the sphere into two to form a pair of hemispheres Characterized in that it comprises a.
바람직하게 앞서 언급한 수지는 마모에 강한 열가소성 폴리아세탈 수지인 것을 특징으로 한다.Preferably the aforementioned resin is characterized in that it is a thermoplastic polyacetal resin resistant to abrasion.
바람직하게, 구 형상으로 상기 단조 성형된 동압발생부재는 래핑, 폴리싱에 의해 구 연마 가공되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the forging-formed dynamic pressure generating member in a spherical shape is characterized in that the sphere polishing process by lapping, polishing.
이와 같은 방법에 의해 형성된 동압발생부재가 적용된 동압발생면적을 증가시킨 유체 베어링 장치를 갖는 스캐닝 모터는 소정 직경을 갖는 축과, 직경을 가로질러 형성된 제 1 면과 상기 제 1 면으로부터 소정 거리 이격되어 평행하게 형성된 제 2 면과, 각각의 제 2 면이 대향하도록 축에 끼워지며 표면에 동압발생홈이 형성된 반구형상의 동압발생부재와, 동압발생부재를 수용하며 회전하는 부싱과, 동압발생부재와 부싱의 간극을 조정하는 간극 조정수단을 포함하며, 제 2 면의 직경이 상기 축의 직경과 동일하도록 형성된 동압발생장치를 구비한 것을 특징으로 한다.A scanning motor having a fluid bearing device which increases the dynamic pressure generating area to which the dynamic pressure generating member formed by the above method is applied is spaced apart from an axis having a predetermined diameter, a first surface formed across the diameter and a predetermined distance from the first surface. A hemispherical dynamic pressure generating member having a second pressure surface formed in parallel with each other, the second surface facing each other and having a dynamic pressure generating groove formed thereon, a bushing rotating to receive the dynamic pressure generating member, the dynamic pressure generating member and the bushing; It includes a gap adjusting means for adjusting the gap of the, characterized in that it comprises a dynamic pressure generating device formed so that the diameter of the second surface is the same as the diameter of the shaft.
바람직하게, 간극 조정수단은 축에 대하여 슬라이드 운동 가능한 동압발생부재의 제 2 면 사이에 개재되어 가압력을 발생시키는 탄성부재와, 축에 대하여 발생한 동압발생부재의 변위를 제한하는 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the gap adjusting means includes an elastic member interposed between the second surfaces of the dynamic pressure generating member that is slidable with respect to the shaft to generate the pressing force, and a fixing member for limiting the displacement of the dynamic pressure generating member generated with respect to the shaft. It features.
이하, 본 발명 스캐닝 모터와 스캐닝 모터에 적용된 반구 베어링 장치의 동압발생부재의 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the dynamic pressure generating member of the hemispherical bearing device applied to the scanning motor and the scanning motor will be described in detail.
도 3은 본 발명에 의한 스캐닝 모터에 적용된 반구 베어링 장치를 일실시예로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a hemisphere bearing device applied to a scanning motor according to the present invention in one embodiment.
도시된 바와 같이, 레이저 다이오우드(미도시) 또는 면발광 다이오우드(미도시)에 의해 발생한 레이저 빔을 감광드럼과 같은 결상체의 결상면으로 편향 주사하기 위해 판상의 정다각형으로 매끈한 반사 경면과 중심부에 소정 관통공을 갖고 있는 폴리건 미러(210)를 고속 회전 및 지지하기 위해 폴리건 미러(210)의 관통공에는 부싱(220)이 결합된다.As shown in the figure, a flat polygonal smooth reflective mirror surface and a central portion are arranged to deflect the laser beam generated by the laser diode (not shown) or the surface emitting diode (not shown) to the imaging plane of the imaging body such as a photosensitive drum. The bushing 220 is coupled to the through hole of the
이 부싱(220)을 보다 상세하게 설명하면, 부싱(220)은 일정 높이 및 일정 직경을 갖는 속이 꽉찬 원통 형상으로 부싱(220)의 양단부를 일정 직경으로 관통하도록 관통공이 형성되어 있다.When the bushing 220 is described in more detail, the bushing 220 is a hollow cylindrical shape having a predetermined height and a predetermined diameter, and a through hole is formed to penetrate both ends of the bushing 220 at a predetermined diameter.
또한, 부싱(220)의 양단부에는 일정 깊이와 부싱(220)의 단부 직경보다 작은 직경을 갖도록 반구 형상의 반구홈이 형성되어 있고, 부싱(220)의 외주면에는 부싱(220)과 수직을 이루도록 돌출되어 앞서 언급한 폴리건 미러(210)를 지지하는 허브(230)가 형성되어 있다. 여기서, 허브(230)의 하측으로 부싱(220)에 회전력을 발생시키기 위한 로우터(240)가 판상의 플레이트(245)에 도우넛 형상으로 부착되어 있으며, 로우터(240)와 소정 간격 이격된 곳에는 스테이터(240a)가 형성되어 있다.In addition, hemispherical hemispherical grooves are formed at both ends of the bushing 220 to have a predetermined depth and a diameter smaller than the end diameter of the bushing 220, and the outer circumferential surface of the bushing 220 protrudes perpendicular to the bushing 220. Thus, the
한편, 반구 베어링 장치를 전체적으로 지지하기 위한 판상의 베어링 브라켓(250)에는 일정 직경을 갖는 축공이 형성되어 있는 이 축공에는 축공보다 다소 큰 직경의 고정축(280)이 억지끼워맞춤된다.On the other hand, a plate-shaped
이와 같이 베어링 브라켓(250)에 억지끼워맞춤되어 있는 고정축(280)에는 동압발생부재가 반구면을 대향한 상태로 억지끼워맞춤되어 있다.In this way, the fixed-
이를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to FIG. 4.
한 쌍의 동압발생부재(260)(270)는 진구도 높게 가공된 구의 지름 부분을 이등분한 반구 형상으로 동압발생부재(260)(270)는 반구 형상의 동압발생부재(260)(270)의 지름 부분인 제 1 절단면(260a)(270a)과, 이 제 1 절단면(260a)(270a)로부터 일정 간격 이격된 곳에는 제 1 절단면(260a)(270a)와 평행하게 절단된 제 2 절단면(260b)(270b)가 형성되어 있다.The pair of dynamic
이와 같은 제 1 절단면(260a)(270a)와 제 2 절단면(260b)(270b)이 형성된 동압발생부재(260)(270)의 중심 부분에는 고정축(280)이 슬라이드 운동되도록 관통공(260c)(270c)이 형성되어 있는 바, 이들중 상부 동압발생부재(260)의 관통공(260c)은 고정축(280)의 직경보다 다소 작아 고정축(280)에 억지끼워맞춤되지만, 하부 동압발생부재(270)는 고정축(280)에 끼워진 후 슬라이드 운동 가능하도록 고정축(280)보다 다소 큰 관통공(270c)이 형성되어 있다.Through
여기서, 중요한 것은 하부 동압발생부재(270)에 관통공(270c)이 형성되면 이 관통공(270c)의 형성에 의해 관통공(270c)의 직경과 동일한 제 2 절단면(270b)이 형성된다는 것이다. 즉, 이것의 의미는 제 2 절단면(270b)의 직경은 관통공(270c)에 의해 형성된 직경과 동일하다는 것을 의미한다.Here, the important thing is that when the through
이 관통공(270c)의 에지면(edge surface)상인 임의의 C2점과, 관통공(270c)의 하부 중점인 B, 상부 중점인 A가 이루는 ∠ABC는 본 일실시예에서 24°를 이루고 있다.∠ ABC formed by an arbitrary C 2 point on the edge surface of the through
여기서, 도 6을 참조하여 이와 같은 본 발명에 의한 동압발생부재의 제작방법을 살펴보기로 한다.Here, the manufacturing method of the dynamic pressure generating member according to the present invention will be described with reference to FIG.
반구 베어링 장치에 적용되는 동압발생부재(260)(270)는 부싱(220)의 반구홈과 접촉되어 부싱(220)으로부터 작용하는 축방향 하중(axial force)과 반경방향 하중(radial force)를 동시에 지지하는 역할을 하는 부재이다.The dynamic
이와 같은 동압발생부재(260)(270)는 특성상 축방향 하중과 반경방향 하중을 동시에 지지하기 위하여 반구 형상으로 제작되는 바, 이와 같은 반구 형상의 동압발생부재(260)(270)을 형성하기 위해서는 먼저 도 6a에서 되시된 바와 같이, 맨네스만 천공기(Mannesmann piercer)와 같은 천공기에 의해 속이 꽉찬 스테인레스 재질 또는 알루미늄 재질의 긴 봉에 중공이 생기도록 천공작업을 시행한다.Such dynamic
이어서, 중공이 천공된 봉의 중공 부분에 도 6b와 같이 플라스틱 계열 열가소성 수지(폴리아세탈 수지)를 충진시킨 후 냉각시켜 경화시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, a plastic-based thermoplastic resin (polyacetal resin) is filled in the hollow portion of the rod having the hollow hole, and then cooled and cured.
이와 같이 열가소성 수지가 냉각되면 반구의 체적을 계산하여 열가소성 수지가 채워져 있는 봉을 계산된 반구의 체적과 동일하도록(이때, 래핑, 폴리싱, 붙임지느러미 등을 고려하여 여유 체적을 가산하여야 한다) 도 6c와 같이 봉을 절단한다.When the thermoplastic resin is cooled in this way, the volume of the hemisphere is calculated so that the rod filled with the thermoplastic resin is equal to the calculated volume of the hemisphere (at this time, an additional volume should be added in consideration of lapping, polishing, and fins). Cut the rod as shown.
도 6d에 도시된 바와 같이 절된된 봉의 일부분을 다시 구 형상이 조각되어 있는 금형의 내부에 위치시킨 상태에서 금형을 양측에서 가압하여 절단된 봉을 구 형상으로 가공한다.As shown in FIG. 6D, a part of the cut rod is placed inside the mold where the spherical shape is carved again, and the mold is pressed from both sides to process the cut rod into a spherical shape.
도 6e에 도시된 것과 같이 구 형상으로 가공된 봉을 래핑과 폴리싱 머신에 의해 진구도 높게 가공하는 바, 이와 같이 구 형상을 래핑과 폴리싱 가공하는 이유로는 반구 형상을 가공하는 것보다 구 형상을 가공하는 것이 용이하고 가공 정밀도도 높기 때문인 것이다.As shown in Fig. 6E, the rod processed into a spherical shape is processed with a high spherical degree by lapping and polishing machines. The reason for lapping and polishing the spherical shape is to process the spherical shape rather than the hemispherical shape. This is because it is easy to do and the processing precision is high.
이와 같이 가공된 구 형상의 내부에 충진되어 있는 POM 수지를 가열하여 용출시킨 후, 구를 대칭되도록 이등분 하여 한 쌍의 동압발생부재(260)(270)를 형성한 후, 하부 동압발생부재(270)가 될 부분은 앞서 언급한 고정축(280)의 직경보다 다소 크도록 관통공(270a)을 형성한다.After heating and eluting the POM resin filled in the processed spherical shape, the bulb is bisected to be symmetrical to form a pair of dynamic
동압발생부재(260)(270)의 표면에 수 ㎛ 깊이로 스파이럴 형상의 동압발생홈(미도시)를 형성 및 마모 방지층인 TiN(질화티타늄)과 DLC(Diamond-Like-Carbon) 코팅층 및 고정링(275)과 결합되도록 고정링홈을 형성하여 완전한 한 쌍의 동압발생홈(260)(270)을 제작한다.A spiral-shaped dynamic pressure generating groove (not shown) is formed on the surface of the dynamic
앞으로 돌아가서, 베어링 브라켓(250)에 억지끼워맞춤된 고정축(280)에 도 6의 방법에 의해 제작된 하부 동압발생부재(270)와 고정링(275) 및 앞서 설명한 부싱을 삽입한 후, 다시 소정 탄성계수를 갖는 스프링(290)을 삽입한다.Returning, after inserting the lower dynamic
마지막으로, 상부 동압발생부재(260)와 고정링을 넣어 부싱(230)의 반구홈과 상, 하부 동압발생부재(260)가 소정 간극을 유지되도록 고정링(275)을 조정한다.Finally, the upper dynamic
이처럼 본 발명 스캐닝 모터에 적용된 반구 베어링 장치의 동압발생부재(260)(270)는 종래의 동압발생부재에 비하여 동압이 발생하게 되는 면적이 증가한 것을 육안으로도 확인 가능한 바, 본 발명에 의한 동압발생부재가 종래의 동압발생부재에 비하여 그 성능이 얼마나 증가하였는지를 <표 1>,<표 2>, 및 이 표의 데이터를 그래프로 도시한 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.As described above, the dynamic
<표 1>은 이와 같이 구성 및 결합되어 있는 본 발명에 의한 동압발생부재와 종래 제 2 절단면(30b,40b; 도 2b 참조)이 형성된 동압발생부재를 동일한 조건하에서 모의 실험(simulation)한 데이터를 표로 만든 것이다.Table 1 shows simulation data of the dynamic pressure generating member according to the present invention constructed and coupled as described above and the conventional dynamic pressure generating member having the second cut surfaces 30b and 40b (see FIG. 2b) under the same conditions. It is a table.
<표 1>에서 2 행의 간극은 부싱(220)이 정속 회전할 때, 반구홈과 동압발생부재 사이의 간격이고, 각속도는 부싱(220)의 분당 회전속도이다.In Table 1, the gap in the second row is the interval between the hemisphere groove and the dynamic pressure generating member when the bushing 220 rotates at a constant speed, and the angular velocity is the rotational speed per minute of the bushing 220.
도 2b에 도시된 ∠ABC1는 앞서 언급한 바와 같이 제 2 절단면(30b)(40b)의 원주 에지면상의 임의의 C1과 관통공의 하부 중점인 B 및 상부 중점인 A를 연결한 선분에 의한 선분
∠ABC2는 도 4의 제 2 절단면(270b)인 관통공(270c)의 에지면상의 임의의 점인 C2와 관통공(270c)의 양단 중심인 A, B를 연결하는 선분을 연결한
<표 2>는 이와 같은 종래의 동압발생부재와 본 발명에 의한 동압발생부재를 동일한 조건에서 실험한 다음 생성된 결과이다.<Table 2> is a result generated after experimenting the conventional dynamic pressure generating member and the dynamic pressure generating member according to the present invention under the same conditions.
< 표 2>는 <표 1>의 조건에 의해 시뮬레이션을 실시한 결과이다.<Table 2> is the result of having performed the simulation on the conditions of <Table 1>.
이 <표 2>의 결과에서 알수 있듯이 축방향 지지 하중(axial force)과, 반경방향 지지하중(raidal force), 소비전력 모두 종래의 동압발생부재에 대하여 본 발명의 동압발생부재가 상승하였다.As can be seen from the results of Table 2, the dynamic pressure generating member of the present invention is raised relative to the conventional dynamic pressure generating member in both the axial force, the raidal force and the power consumption.
여기서, 종래 동압발생부재와 본 발명의 동압발생부재의 성능 효율을 산출하면 다음과 같다.Here, if the performance efficiency of the conventional dynamic pressure generating member and the dynamic pressure generating member of the present invention is calculated as follows.
예;
<수학식 1>은 종래의 동압발생부재와 본 발명의 동압발생부재의 소비전력 차이를 비교하고 있다. <수학식 1>에서 알수 있듯이 본 발명의 동압발생부재에 의하면 종래의 동압발생부재에 비하여 소비 전력이 약 4.7 % 상승하게 된다.
이는 본 발명에 의한 동압발생부재의 표면적이 증가되고 이에 따라 마찰면적 또한 증가되었기 때문으로 분석된다.This is because the surface area of the dynamic pressure generating member according to the present invention is increased and thus the friction area is also increased.
예;
<수학식 2>는 종래 동압발생부재와 본 발명 동압발생부재의 축방향 하중을 <표 2>의 결과에 의거하여 비교한 결과로 비교 결과 축방향 지지 하중은 약 42% 정도 상승한 것을 도시하고 있다.<Equation 2> is a result of comparing the axial load of the conventional dynamic pressure generating member and the dynamic pressure generating member of the present invention based on the result of <Table 2>, and shows that the axial support load is increased by about 42%. .
여기서, 부싱(220)에 의해 본 발명에 의한 동압발생부재(260)(270)이 받는 축방향 하중과 레이디얼 방향 하중중 대부분의 하중이 축방향 하중으로 작용하고 레이디얼 방향 하중은 작게 작용하게 되므로 이 축방향 지지 하중의 증가는 곧 부싱(220)의 부상력을 증대시켜 폴리건 미러의 회전 안정성을 증대시키게 된다.Here, most of the axial load and the radial load received by the dynamic
예;
<수학식 3>은 종래 동압발생부재와 본 발명 동압발생부재를 동일한 조건에서 시뮬레이션 하였을 때 본 발명에 의한 동압발생부재의 레이디얼 방향 지지 하중이 종래 동압발생부재에 비하여 약 16.9% 상승한 것을 나타내고 있다.<Equation 3> shows that, when the conventional dynamic pressure generating member and the dynamic pressure generating member of the present invention were simulated under the same conditions, the radial bearing load of the dynamic pressure generating member according to the present invention was increased by about 16.9% compared to the conventional dynamic pressure generating member. .
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 유체 베어링 장치인 스페이서를 제거한 반구 베어링 장치가 적용된 스캐닝 모터는 종래 스페이서를 개재하기 위해 반구 형상의 동압발생부재에 형성되어 있는 스페이서 접촉면에 의해 발생한 동압발생면적의 감소에 따른 동압 손실을 보상하기 위해 스페이서 접촉면의 형성 단계를 생략함으로써 축방향 하중과 반경방향 하중을 상승시킴과 더불어 공정 수순을 감소시켜 유체 베어링 장치의 성능을 향상시키고 생산성과 양산성을 증대시키는 효과가 있다.As described in detail above, the scanning motor to which the hemispherical bearing device with the spacer which is a fluid bearing device is removed is applied according to the reduction of the dynamic pressure generating area generated by the spacer contact surface formed in the hemispherical dynamic pressure generating member through the spacer. By eliminating the formation of the spacer contact surface to compensate for the dynamic pressure loss, the axial load and the radial load are increased, and the process procedure is reduced, thereby improving the performance of the fluid bearing device and increasing productivity and productivity.
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019970041843A KR100222998B1 (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | A scanning motor equipped with a fluid bearing apparatus having an increased dynamic pressure generating area and a method for forming a dynamic pressure generator |
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- 1997-08-28 KR KR1019970041843A patent/KR100222998B1/en not_active IP Right Cessation
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