KR100224604B1 - 저어널 베어링장치 - Google Patents

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KR100224604B1 KR1019960065431A KR19960065431A KR100224604B1 KR 100224604 B1 KR100224604 B1 KR 100224604B1 KR 1019960065431 A KR1019960065431 A KR 1019960065431A KR 19960065431 A KR19960065431 A KR 19960065431A KR 100224604 B1 KR100224604 B1 KR 100224604B1
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Abstract

본 발명은 소정의 회전축을 지지하는 슬리이브의 내측에 형성되는 부싱부(bushing)를 단일 구조로 하고, 이 부싱부와 부싱부에 인접한 영역의 회전축에 2중 형태의 유체압을 발생하는 단일 구조가 가능한 형태의 그루우브들을 형성함으로써 상기 베어링장치의 가공성 및 생산성이 향상되도록 한 저어널 베어링장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 회전체가 설치되어 있는 축과, 축이 끼워져 축을 지지하도록 부싱부가 형성되어 있는 슬리이브, 부싱부 및 상기 부싱부에 인접한 회전축중 어느 하나에 형성되어 소정 유체압을 발생시키는 제 1 동압 발생홈, 슬리이브를 고정시키기 위한 베어링 브라켓과, 슬리이브에 고정되어 축을 부상시키도록 제 2 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링을 포함하고 있는 저어널 베어링장치에 있어서, 제 1 동압 발생홈은 헤링본 형상으로 절곡부를 기준으로 대칭되도록 이등분된 상태로 상호 소정 거리 이격되도록 형성된 제 1 그루우브들과, 제 1 그루우브들의 이격된 단부 사이에 제 1 그루우브들과 접속되지 않는 곡선 형태의 제 2 그루우브들로 구성된다.

Description

저어널 베어링장치{JOURNAL BEARING APPARATUS}
본 발명은 저어널 베어링장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 소정의 회전축을 지지하는 슬리이브의 내측에 형성되는 부싱부(bushing)를 단일 구조로 하고, 이 부싱부와 부싱부에 인접한 회전축 영역에 2중 형태의 유체압을 발생하는 단일 구조가 가능한 형태의 그루우브들을 형성함으로써 상기 베어링장치의 가공성 및 생산성이 향상되도록 한 저어널 베어링장치에 관한 것이다.
최근들어 컴퓨터, 오디오 시스템, 영상 기기 등과 같은 정보, 매체 산업의 기술력이 증가되면서 상기 언급한 각종 기기의 크기는 소형화되고, 소형화에 따라 더욱 미세하고 정밀한 성능을 갖는 기기의 부품을 요구하고 있는 실정이며, 특히, 컴퓨터의 경우 기억장치의 하나인 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터 구동장치 및 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 오디오 시스템의 경우 레이저 디스크 및 컴팩트 디스크 구동 장치, 영상 기기의 경우 VCR 헤드 및 캠코더의 구동 장치등은 공통적으로 구동장치에 결합되어 있는 회전축과 회전체를 고속회전 시킴으로서 원하는 데이터의 저장 및 탐색, 데이터 재생 등의 작업을 하게 되는데, 이때 회전축은 매우 고속으로 회전하게 됨으로 고속 회전에 의한 축 떨림 및 축 흔들림, 축 진동 등은 고속회전시 제품의 성능에 치명적인 결과를 가져 오게 됨으로 이와 같은 기기들에는 모두 고속회전에 의한 문제점들을 보안하기 위해 기계요소중 하나인 베어링이 사용되고 있으며 특히 회전축에 최소의 마찰력이 작용하도록하는 여러 가지 베어링 종류들중 동압형 유체베어링 장치가 널리 사용되고 있다. 상기 동압형 유체 베어링장치는 드러스트 베어링장치, 저어널 베어링장치와 같은 무접촉 베어링장치들의 일반적인 명칭이며, 이하 본 발명의 주요대상인 저어널 베어링장치와 유체 베어링장치는 동일한 의미로 사용한다.
상기와 같은 유체 베어링장치의 하나인 저어널 베어링 장치를 구비하고 있는 구동장치중 레이져 프린터의 감광드럼에 레이져 빔을 조사하는 폴리건 미러 구동장치를 일례로 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(30)이 끼워지는 슬리이브(20)의 내측면에는 회전축(30)을 이중으로 지지하는 부싱부(25)(26)가 형성되어 있으며, 각 부싱부(25)(26)와 대향하는 회전축(30)의 외주면을 따라서 제 1 동압 발생홈(35)(36)들이 일정하게 형성되어 있는 바, 이 제 1 동압 발생홈(35)(36)들은 헤링본 형상을 갖는다.
이때, 도 2에서는 바람직한 일실시예로 제 1 동압 발생홈(35)(36)을 회전축(30)에 형성하였지만, 부싱부(25)(26)에 제 1 동압 발생홈(35)(36)을 형성하는 것 또한 무방하다.
그리고, 부싱부(25)(26)와 회전축(30)의 간극은 동일하게 설치되며, 그 간극거리는 바람직하게 수 ㎛로 유지된다.
또한, 상기 부싱부(25)(26)사이에는 제 1 동압 발생홈(35)(36)으로 유체가 유입될 수 있도록 통기공(20a)이 슬리이브(20)를 관통해서 형성되어 있으며, 회전축(30)에는 일부분만 도시된 모터(60)와 허브(70)가 결합되어 있으며, 허브(70)에는 폴리건 미러(80)가 설치되어 있다.
한편, 축(30)의 드러스트 하중을 지지 및 축(30)을 부상시키기 위한 제 2 동압 발생홈(미도시)이 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)이 회전축(30)을 지지하고 있다.
이와 같이 구성되어 있는 종래 저어널 베어링장치의 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 회전축을 전개하여 도시한 도면이다.
먼저, 회전축(30)과 결합되어 있는 모터(60)에 전원이 인가되어 모터(60)가 회전을 시작하면, 폴리건 미러(80) 및 회전축(30)도 모터(60)와 동일한 회전수로 회전을 시작하게 된다. 상기와 같이 회전축(30)이 회전하게 되면, 회전축(30)의 외주면과 양단부 주위의 유체(대기)는 와류를 형성한다. 이와 같이 형성되는 와류 형태의 유체는 부싱부(25)(26) 및 회전축(30)에 형성된 헤링본 형상의 제 1 동압 발생홈(35)(36)의 시작부분(A, C)으로 유입되어 그 절곡점(C) 부분에서 가장 높은 유체압을 발생시킨다. 상기와 같이 발생된 유체압은 도 2에 도시된 그래프와 같이 단일 꼭지점을 갖는 이차 포물선의 형태를 취하며, 이러한 형태의 유체압은 부싱부(25)(26)의 외주면 중심부에서 회전축(30)이 부싱부(25)(26)와 접촉없이 회전하도록 작용한다.
또한, 회전축(30)의 일측 단부와 면접하고 있는 제 2 동압 발생홈(미도시)으로도 유체가 유입되어 제 2 동압 발생홈의 중심부분으로 선회하면서 유입된 유체는 회전축(30)을 부상시키는 유체압을 발생시켜 회전축(30)이 드러스트 베어링(50)상에서 무접촉으로 회전하게 한다.
그런데, 상기와 같이 회전축에 형성되는 헤링본 그루우브들은 각각 별개로 형성되기 때문에 이들을 제작가공하기 위한 작업공수가 많이 소모되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 헤링본 그루우브들을 형성하기 위해서는 독립적으로 형성되는 2중의 부싱부를 제작가공하여야 하는데, 이를 위한 작업공수도 마찬가지로 많이 소모되는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기와 같이 형성되는 헤링본 그루우브들로 인해 종래의 저어널 베어링장치의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 2중 구조의 유체압을 발생토록 하기 위하여 축 방향으로 2중으로 형성되는 제 1 동압 발생홈인 헤링본 그루우브들이 상호간에 불연속되도록 연결시킴으로써 그루우브의 제작가공성이 향상되도록 한 저어널 베어링장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 저어널 베어링장치가 사용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 회전축 및 부싱부(bushing)를 전개하여 도시한 전개도,
도 3은 본 발명에 따른 저어널 베어링장치를 전개하여 도시한 전개도,
도 4는 본 발명에 따른 저어널 베어링장치의 다른 실시예를 도시한 전개도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30: 회전축 100: 분리된 헤링본 그루우브
200: 연결 그루우브 250: 부싱부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 저어널 베어링장치는, 회전체가 설치되어 있는 축과, 축이 끼워져 축을 지지하도록 부싱부가 형성되어 있는 슬리이브, 부싱부와 부싱부에 인접한 회전축중 어느 하나에 형성되어 소정 유체압을 발생시키는 제 1 동압 발생홈, 슬리이브를 고정시키기 위한 베어링 브라켓과, 슬리이브에 고정되어 축을 부상시키도록 제 2 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링을 포함하고 있는 저어널 베어링장치에 있어서, 제 1 동압 발생홈은, 헤링본 형상으로 절곡부를 기준으로 대칭되도록 이등분된 상태로 상호 소정 거리 이격되도록 형성된 제 1 그루우브들과, 상기 제 1 그루우브들의 이격된 단부 사이에 상기 제 1 그루우브들과 접속되지 않는 곡선 형태의 제 2 그루우브들로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 저어널 베어링장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 종래와 동일한 부분에 대해서는 그 중복된 설명을 생략하기로 하며, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 명칭과 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 저어널 베어링장치중 부싱부(250) 및 부싱부(250)와 인접하고 있는 회전축의 영역에 형성되어 있는 제 1 동압 발생홈을 설명하기 위해 회전축(30)을 전개한 전개도로서, 상기 제 1 동압 발생홈은 헤링본 형상으로 절곡부를 기준으로 대칭되도록 이등분하여 상호 소정거리 이격되도록 분리시킨 상태로 회전축(30)의 외주면을 따라서 형성한 제 1 그루우브들(100)과, 상기 분리된 상태의 제 1 그루우브들(100) 사이에 형성되는 제 2 그루우브들(200)로 이루어진다. 여기서, 도 3 및 도 4에는 상기와 같은 상태의 제 1 그루우브들(100)과 제 2 그루우브들(200)이 부싱부(250)와 회전축(30)중 회전축(30)에 형성되어 있는 것을 도시하였으나, 경우에 따라서는 부싱부(250)에 상기 제 1, 제 2 그루우브들(100)(200)을 형성하여 본 발명의 저어널 베어링장치를 구성할 수도 있다.
본 발명의 저어널 베어링장치에 있어서, 제 2 그루우브(200)와 일측의 제 1 그루우브(100)가 이루는 각도(??)는 도시된 바와 같이 바람직하게 예각으로 하며, 제 2 그루우브들(200)의 형상은 2차 포물선 형태로 한다.
이때, 제 2 그루우브들(200)의 단부와 제 1 그루우브들(100)의 단부는 도 3과 같이 소정거리(l) 이격시키거나, 도 4와 같이 제 2 그루우브들(200)과 제 1 그루우브들(100)을 직접 접속시키는 것 모두 가능하다.
또한, 상기 제 2 그루우브들(200)과 제 1 그루우브들(100)이 형성되는 부싱부(250)는 종래와 다르게 2중 구조가 아닌 단일 구조로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 저어널 베어링장치의 작용을 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모터(60))에 전원이 인가되어 모터(60)가 회전하기 시작하면 모터(60)에 결합되어 있는 축(30) 또한 모터(60)와 동일 각속도로 회전하게 되는데, 이때 축(30)의 회전 속도에 대응하여 제 1 동압 발생홈의 제 1 그루우브들(100)과 제 2 그루우브들(200)에 유체가 유입되어 회전축(30)과 부싱부(250)사이에는 도 3 및 도 4에 도시된 그래프와 같은 형태의 유체압이 발생된다. 여기서, 도 3과 도 4에 도시된 유체압 형태의 차이점은 제 1 그루우브들(100)과 제 2 그루우브들(200)의 접속형태에 따라 상이해지지만 전체적인 형태는 종래의 유체압 형태를 취하게 된다. 이와 같이 해서 회전축(30)과 부싱부(250)사이에 상기와 같은 유체압이 발생하게 되면, 회전축(30)은 부싱부(250)로부터 이격되어 무접촉 회전하게 된다.
본 발명의 저어널 베어링장치는 단순하고도 가공이 용이한 형태의 제 1 그루우브들(100)과 제 2 그루우브들(200)들을 통해서 종래의 저어널 베어링장치에서 발생되는 유체압과 유사한 유체압을 발생시켜 회전축(30)이 부싱부(250)와 무접촉 회전하게 한다.
또한, 본 발명의 저어널 베어링장치는 종래의 2중 구조 부싱부가 아닌 단일 구조의 부싱부를 통해서 상기와 같은 유체압을 발생시켜 회전축(30)이 부싱부(250)와 무접촉 회전하게 한다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 저어널 베어링장치는 부싱부를 단일 구조로 하고, 부싱부와 부싱부에 인접한 영역의 회전축에 2중 형태의 유체압을 발생하는 단일 구조가 가능한 형태의 그루우브들을 형성함으로써 저어널 베어링장치의 가공성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Claims (1)

  1. 회전체가 설치되어 있는 축과, 상기 축이 끼워져 축을 지지하도록 부싱부가 형성되어 있는 슬리이브, 상기 부싱부와 상기 부싱부에 인접한 회전축중 어느 하나에 형성되어 소정 유체압을 발생시키는 제 1 동압 발생홈, 상기 슬리이브를 고정시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 제 2 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링을 포함하고 있는 저어널 베어링장치에 있어서,
    상기 제 1 동압 발생홈은,
    헤링본 형상으로 절곡부를 기준으로 대칭되도록 이등분된 상태로 상호 소정 거리 이격되도록 형성된 제 1 그루우브들과, 상기 제 1 그루우브들의 이격된 단부 사이에 상기 제 1 그루우브들과 접속되지 않고, 상기 제 1 그루우브들과 예각을 갖는 포물선 형태의 제 2 그루우브들로 구성된 것을 특징으로 하는 저어널 베어링장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63266209A (ja) * 1987-04-20 1988-11-02 Hitachi Ltd 動圧型流体軸受装置

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