KR100228890B1 - 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축의 저어널이 끼워지는 축 지지부재의 내측면에 TiN(질화티타늄) 코팅시 코팅 공정의 어려움을 해결하기 위해 축 지지부재의 내측면에 내구성이 뛰어난 플라스틱 재질을 사출에 의해 도포하고 이때 도포되는 플라스틱이 접합되는 경계면에 의해 축 지지부재의 내측면이 불균일하게 형성되는 것을 방지한 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 소정 직경을 갖는 축에 형성된 저어널과, 저어널을 지지하는 저어널 지지부재를 포함하는 저어널 베어링 장치에 있어서, 저어널 지지부재의 내측면에 소정 두께로 도포된 플라스틱 마모 방지층과, 플라스틱 마모 방지층에 형성되며, 플라스틱 마모 방지층을 도포시 접합되는 부분의 도포 두께를 균일하게 하기 위하여 저어널 지지부재의 양단부를 연결하는 긴 요홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱(plastic) 코팅 저어널 베어링 장치{PLASTIC COATING JOURNAL BEARING APPARATUS}

본 발명은 저어널 베어링 장치에 관한 것으로, 특히 축의 저어널(이하, 축을 지지하는 지지부재에 끼워지는 축의 일부를 특별히 저어널이라 칭하기로 한다)에 끼워지는 축 지지부재의 내측면에 TiN(질화티타늄) 코팅시 코팅 공정의 어려움을 해결하기 위해 축 지지부재의 내측면에 내구성이 뛰어난 플라스틱 재질을 사출에 의해 도포하고 이때 도포되는 플라스틱이 접합되는 경계면에 의해 축 지지부재의 내측면이 불균일하게 형성되는 것을 방지한 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치에 관한 것이다.

최근들어, 널리 공지된 바와 같이, 비데오 테이프 레코더의 헤드 구동장치, 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치인 스캐너 모터, 캠코더 구동 모터 등은 점차 고밀도화, 소형화가 진행되고 있으며, 이와 같은 구동장치들은 정밀하고 안정되며 초고속으로 회전할 수 있는 베어링을 필요로 하여 동압형 유체베어링이 사용되고 있는 바, 이와 같은 동압형 유체베어링들은 축의 회전을 방해하는 마찰력을 최소로 하도록 나선형의 동압 발생홈, 헤링본 형상의 동압 발생홈 등 여러 가지 형상의 동압 발생홈들이 개발되고 있다.

도 1은 이와 같은 종래의 유체베어링이 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 일례로 들어 설명하기 위한 도면이다.

레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치는 크게 보아 레이저 빔을 감광드럼으로 반사시키는 역할을 하는 폴리건 미러(10)와, 폴리건 미러(10)를 소정 R.P.M으로 회전시키는 일부분만 도시한 모터 장치(50) 및 축(40)과, 축(40)에 형성되어 있는 헤링본 베어링(45)으로 구성되어 있다.

폴리건 미러(10)는 레이저 빔을 반사시킬 수 있도록 반사율이 높은 재질로 다각형 정밀 가공되며, 폴리건 미러(10)의 중심에는 소정 직경을 갖는 폴리건 미러 받침판(20)이 폴리건 미러(10)와 나사 등에 의해 착탈 가능하게 설치되어 있다.

또한, 폴리건 미러 받침판(20)에는 폴리건 미러 받침판(20)과 동일한 외경을 갖고 축(40)의 외경보다는 다소 큰 내경을 갖으며 내경에는 소정 금속(예를 들어 TiN;질화 티탄)이 금속막 증착 공정(예를 들어 스퍼터링, 저압 기상증착 공정인 CVD 공정등)을 통해 소정 두께로 코팅되어 있는 부싱(30)이 착탈 가능하게 설치되어 있으며 도 2는 부싱(30)을 부분적으로 절단한 부분 단면 사시도로 도면번호 35가 수 ㎛의 두께를 갖는 금속막(35)이다.

이와 같은 금속막(35)은 내구성이 매우 뛰어나기 때문에 축(40)과 부싱(30)의 마찰이 발생하더라도 축(40) 또는 부싱(30)의 마모를 격감시킬 수 있으며, 이와 같이 금속막(35)이 코팅된 부싱(30)의 내측에는 헤링본 베어링(45)이 형성되어 있는 축(40)이 삽입되어 있다.

이와 같은 헤링본 베어링(45)의 유체 유입홈(45a)은 축(40)의 회전에 의해서 유체를 유입함으로써 축(40)과 부싱(30)사이에 간극을 형성함으로써 회전에 의해서 발생되는 레이디얼 하중을 극복하도록 구성된다.

한편, 부싱(30)의 하단부에는 일부분만 도시된 모터(50)가 부착되어 모터(50)의 회전과 함께 부싱(30)과 폴리건 미러 받침판(20)과 폴리건 미러(10)가 동일 속도로 회전할 수 있도록 설치되어 있으며, 축(40)은 하부 베어링 브라켓(60)에 끼워져 고정되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 유체 베어링 장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일부분만 도시된 모터(50)에 전원이 인가되면 모터(50)는 정지 상태에서 구동하게 되는데, 모터(50)는 부싱(30)과 폴리건 미러 받침판(20)과 폴리건 미러(10)와 결합되어 있어 결국 모터(50)의 회전에 의해 폴리건 미러(10)도 같이 회전하게 되는데, 이때 고정되어 있는 축(40)의 유체 유입홈(45a)으로 유체가 유입되어 유체압이 발생하게 된다.

이후, 모터(50)의 회전 속도는 점차 증가하여 소정 시간이 경과되면 모터(50)는 최고 회전 속도(모터의 종류에 따라 최고 회전 속도에 도달하는 시간은 다르다)에 도달하게 되고 기 언급한 유체 유입홈(45a)에 의해 발생한 유체압은 모터(50)의 회전 속도에 대응하여 점차 커짐으로 해서 축(40)과 부싱(30)이 무접촉 상태에서 회전하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 유체 베어링 장치중 축의 레이디얼 하중을 극복하기 위해 설치된 부싱의 내주면에 코팅되어 축, 부싱의 마모를 격감시키기 위한 금속막은 부싱의 내주면에 코팅되기 때문에 코팅에 어려움이 있으며, 코팅 두께 불량에 따라서 축과 부싱의 내주면이 이루고 있는 간극에 영향을 미치는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 축 지지부재인 부싱의 내측면을 내구성이 뛰어난 플라스틱 재료를 사용하여 소정 두께로 코팅하고 코팅시 부싱의 내측면에서 접합되는 접합면에 의해 불균일하게 도포되지 않도록 부싱의 양단을 연결하는 긴 요홈을 형성하여 축과 플라스틱 코팅이된 축 지지부재 사이의 간극 간격이 일정하도록 한 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치에 적용된 저어널 베어링 장치를 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 부싱을 횡으로 절단한 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 부싱 제작을 나타내기 위하여 부싱을 횡으로 절단한 단면도.

도 4a는 본 발명에 의한 금형에 형성된 돌출부의 형상을 설명하기 위한 부분 절개 사시도.

도 4b는 본 발명에 의한 금형에 형성된 돌출부의 다른 실시예를 설명하기 위한 부분 분해 절개 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30: 부싱 40: 축

100: 금형 110: 돌출부

200: 플라스틱

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치는 소정 직경을 갖는 축에 형성된 저어널과, 저어널을 지지하는 저어널 지지부재를 포함하는 저어널 베어링 장치에 있어서, 저어널 지지부재의 내측면에 소정 두께로 도포된 플라스틱 마모 방지층과, 플라스틱 마모 방지층에 형성되며, 플라스틱 마모 방지층을 도포시 접합되는 부분의 도포 두께를 균일하게 하기 위하여 저어널 지지부재의 양단부를 연결하는 긴 요홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 종래와 동일한 부분에 대해서는 그 중복된 설명을 생략하기로 하며 종래와 동일한 부분에 대해서는 도 1을 참조하여 도 1의 도면 부호와 명칭을 사용하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 부싱(30)의 내측면을 소정 재질의 플라스틱으로 코팅하는 방법을 도시한 단면도로써, 도면번호 100은 사출 성형에 사용되는 금형이다.

부싱(30)의 외주면에는 일부분만 도시된 모터가 부착되어 있으며, 부싱(30)의 내측면에는 부싱(30)의 내경보다 수 ㎛ 작은 직경을 갖는 원통 형상인 금형(100)을 위치시킨다.

상기 금형(100)과 상기 부싱(30)의 내측면은 수 ㎛의 간극이 형성되어 있으며, 금형(100)에는 소정 높이를 갖는 막대 형상으로 금형(100)의 양단을 연결하는 직선 돌출부(110), V 자형 돌출부(110)가 돌출되어 있는 바, 상기 돌출부(110)는 금형(100)의 양단부의 길이와 동일하게 형성되어 있다.

이를 첨부된 도 4a, 도 4b를 참조하여 돌출부(110)를 간접적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4a에는 부싱(30)의 일부를 절개하여 부싱(30)의 내부가 도시되도록 하였는 바, 부싱(30)의 내주면에는 플라스틱(200)이 코팅되어 있고, 플라스틱(200) 코팅면에는 부싱(30)의 양단부를 연결하며, V 자형을 갖는 꺽쇠 형상의 긴 요홈(210)이 형성되어 있는 바, 이 요홈(210)의 형상은 금형(100)에 형성된 돌출부(110)의 형상과 동일한 형상을 갖는다.

첨부된 도 4b에는 도 4a와 다른 실시예가 도시되어 있는 바, 부싱(30)의 일부를 절개하여 부싱(30)의 내부가 도시되도록 하였는 바, 부싱(30)의 내주면에는 플라스틱(200)이 코팅되어 있고, 플라스틱(200) 코팅면에는 부싱(30)의 양단부를 연결하는 직선 형상의 긴 요홈(220)이 형성되어 있는 바, 이 요홈(220)의 형상은 금형(100)에 형성된 돌출부(110)의 형상과 동일한 형상을 갖는다.

이와 같은 형상을 갖는 돌출부(110)가 형성된 금형(100)과 부싱(30)의 사이로 내구성이 뛰어난 플라스틱을 용융 상태로 주입하게 되는데 이때 용융 상태로 주입된 플라스틱(200)은 돌출부(110)에 의해서 유동이 원활하게 이루어지며, 주입된 플라스틱(200)은 플라스틱 주입구(미도시)를 기준으로 양방향으로 주입 면적을 증가하면서 점차 부싱(30)의 내주면에 코팅이 진행되다가 결국 주입된 플라스틱(200)은 돌출부(110)를 경계면으로 완전 주입된다.

이와 같이 부싱(30)의 내측에 도포된 플라스틱(200)이 완전히 고형화되면 플라스틱 접합 방지부로부터 금형(100)을 제거하여 부싱(30)의 내측면에 내구성이 강한 플라스틱이 도포된다.

이때, 돌출부(110)가 금형(100)에 형성되어 있지 않을 때에는 용융 플라스틱(200)이 금형(100)과 이루고 있는 간극 사이에 주입되었을 때 상기 주입된 플라스틱(200)이 접합되는 접합면의 상태는 매우 불량한 상태일 수도 있으며 그 두께 또한 균일하지 않을 수 있음으로, 돌출부(110)에 의해 플라스틱(200)의 주입을 쉽고 주입된 플라스틱의 도포 두께가 가변되는 것을 방지할 수 있다.

부싱의 내측에 내구성이 뛰어난 플라스틱을 사출로 도포하되 사출시 플라스틱의 접합에 의해 발생하는 부싱 내측면 형상에 의해 축과 부싱이 형성하고 있는 간극 간격에 영향을 미치지 않도록 하여 축과 부싱의 내구성을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정 직경을 갖는 축에 형성된 저어널과;

   상기 저어널을 지지하는 저어널 지지부재를 포함하는 저어널 베어링 장치에 있어서;

   상기 저어널 지지부재의 내측면에 소정 두께로 도포된 플라스틱 마모 방지층과;

   상기 플라스틱 마모 방지층에 형성되며, 상기 플라스틱 마모 방지층을 도포시 접합되는 부분의 도포 두께를 균일하게 하기 위하여 상기 저어널 지지부재의 양단부를 연결하는 긴 요홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 요홈은 상기 저어널 지지부재의 내측면 양단부를 V자형으로 연결하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 요홈은 상기 저어널 지지부재의 내측면 양단부를 직선으로 연결하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 코팅 저어널 베어링 장치.

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