KR100246451B1 - 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치 - Google Patents

Abstract

스캐닝 모터에서 레이저 빔을 결상면으로 주사하는 폴리건 미러가 허브에 끼운 후, 이를 가압 고정하는 판 스프링을 조립할 때 발생하는 수∼수십 kgf의 조립력이 폴리건 미러가 안착되는 허브에만 전달되고 기타 스캐닝 모터의 중요 부분으로 전달되지 않도록 허브의 저면을 적어도 2 개소 이상으로 지지하여 폴리건 미러가 판 스프링에 의해 결합될 때 스캐닝 모터의 주요 부분의 손상을 방지할 수 있는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치가 개시되고 있다.

Description

스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치

본 발명은 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정 유체압을 발생시키는 동압발생부재가 설치되어 있는 축에 의해 지지되고, 이 축에 대하여 폴리건 미러를 안착한 상태로 초고속 회전하는 회전체에 장착된 폴리건 미러의 흔들림 및 슬립을 방지하기 위해 판스프링과 같은 고정 부재를 가압하여 결합함으로써 발생한 과도한 결합력에 의해 축에 설치된 동압발생부재의 변형 및 파손을 방지한 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치에 관한 것이다.

널리 공지된 바와 같이, 반도체 다이오우드 또는 셀이라 불리우는 면발광 다이오우드 등에 의해 발생한 레이저 빔을 결상면에 주사하여 결상면에 형성된 정전잠상에 의해 고해상 인쇄물을 출력시키는 레이저 프린터의 스캐닝 모터, 매우 짧은 시간에 많은 데이터를 저장 및 탐색하는 컴퓨터의 기억장치중 하나인 하드 디스크 드라이버(HDD), 최근들어 꾸준한 성능 개발이 진행되고 있는 고배속 CD-Rom 드라이버, 구경이 작은 디스크에 데이터를 고용량으로 저장, 탐색이 가능한 DVD 등의 기기들에 대한 개발이 진행되고 있다.

이와 같이 초고속, 고정밀 회전 성능을 상기 기기들이 충족시키기 위해서는 초고속 회전하는 회전체와, 이 회전체를 안정적으로 지지하는 회전체 지지부재 사이에 형성되는 마찰을 극소화시키는 기술의 개발이 필수적임으로 이와 같은 요구에 부응하여 고체인 회전체와, 고체인 회전체 지지부재사이를 구름 운동함으로써 고체 마찰을 감소시키는 가장 기초적인 볼베어링을 대신하여 마찰력을 훨씬 효과적으로 감소시키는 고체와 유체사이의 마찰인 경계마찰 원리에 의해 작동하는 동압형 유체 베어링 장치가 선보인 바 있다.

이 동압형 유체 베어링 장치 또한 여러 가지 종류가 개발되고 있지만 특히 스캐닝 모터와 같이 초고속 회전하는 회전체에 적합하고, 회전체의 레이디얼 하중과, 드러스트 하중을 동시에 지지하여 초고속, 초정밀 회전을 가능하게 하는 반구 베어링 장치의 개발이 급속히 진행되고 있다.

이와 같은 기술 배경에 의해 초고속, 고정밀 회전하는 스캐닝 모터에 적용된 반구 베어링 장치를 도 1에 도시하였다.

반구 베어링 장치는 특성상 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하기 위해 소정 직경을 갖는 축(20)에 속이 꽉찬 구를 이등분한 반구 형상으로 그 표면에 스파이럴 동압발생홈(미도시)이 형성되어 있는 한 쌍의 동압발생부재(30)(35)와, 이 동압발생부재(30)(35)의 반구면이 상호 대향한 상태로 간섭량 크게 억지끼워맞춤하고, 이 한 쌍의 동압발생부재(30)(35) 사이에 반구면과 동일한 곡률을 갖는 반구홈(30a)(30b)이 양단에 형성된 속이 꽉찬 원통 형상의 부싱(40)을 구비하고 있다.

또한, 반구 베어링 장치는 부싱(40)의 반구홈(30a)(30b)과 반구 형상의 동압발생부재(30)(35) 사이에 소정 유체압의 발생 및 부싱(40)의 반구홈(30a)(30b)과 반구 형상의 동압발생부재(30)(35)가 상호 무접촉 회전하도록 수 ㎛의 간극을 형성하는 스페이서(40a)를 포함하고 있다.

이와 같은 반구 베어링 장치의 부싱(40) 외주면에 폴리건 미러(10)를 안착시키기 위한 허브(60)를 결합한 후, 허브(60)에 폴리건 미러(10)를 안착시키고, 폴리건 미러(10)가 허브(60)에 대하여 슬립 및 떨림이 발생하지 않도록 폴리건 미러(10)의 상면과 허브(60)를 판스프링과 같은 고정 부재(60a)로 결합한다.

또한, 부싱(40)에는 소정 회전력을 발생시키는 로우터(50)가 설치되고, 로우터(50)와 소정 간격 이격된 곳에 형성된 지지면인 하부 베어링 브라켓(70)에는 스테이터(55)가 설치되어 완성된 스캐닝 모터를 제작한다. 미설명 도면부호 75는 상부 베어링 브라켓이다.

또한, 부싱(40)의 상단 외주면에 폴리건 미러(10)를 안착시키기 위한 허브(60)를 설치하여도 되고, 부싱(40)의 외주면과 직각을 이루면서 돌출되어 부싱(40)과 일체로 형성된 허브를 사용하여도 무방하다.

그러나, 이와 같은 스캐닝 모터의 폴리건미러 안착부에 폴리건 미러를 안착시킨 상태에서 폴리건미러 안착부와 폴리건 미러 사이에 슬립이 발생하지 않도록 부싱과 폴리건 미러 상면을 압박하도록 판스프링을 끼워넣을 때, 판스프링이 부싱에 끼워지는 힘은 수∼수십㎏_f에 달하여 이 끼워지는 힘은 곧바로 부싱으로 전달되고, 부싱으로 전달된 힘은 다시 축에 억지끼워맞춤되어 있는 2 개의 동압발생부재중 하부 동압발생부재로 전달된다.

여기서, 상,하부 동압발생부재와 부싱의 반구면은 기 언급한 바와 같이 수 ㎛의 간극이 유지하도록 조정되어 있는 바, 이와 같이 하부 동압발생부재로 전달된 힘에 의해 하부 동압발생부재는 변위가 발생하게 되어 부싱의 반구홈과 동압발생부재가 이루고 있는 간극 간격은 가변되어 이로인해 간극 간격은 재측정 및 재조정하여야하고, 불균일한 동압발생으로 베어링 성능이 저하 및 조립 양산성 저하등 많은 문제점을 유발시키고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 폴리건 미러를 폴리건미러 안착부재에 판스프링으로 고정시킬 때 발생하는 조립력이 고정축에 결합되어 있는 반구 형상의 동압발생부재와 고정축에 전달되지 않도록하여 정밀하게 제작되어 있는 스캐닝 모터의 반구베어링 장치의 성능 저하 없이 폴리건미러를 조립할 수 있는 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 스캐닝 모터에 적용된 반구 베어링 장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치를 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 A-A' 단면도.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

40: 부싱 60: 허브

100: 베이스 플레이트 115: 제 1 나사공

117: 제 2 나사공 120: 지지부재

120a: 개구부

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치는 축에 설치되어 있는 동압발생부재에 의해 지지된 상태에서 회전력 발생수단 및 회전 대상물이 안착되는 허브를 구비한 부싱의 허브에 회전대상물을 가압 고정하는 고정부재를 조립하는 조립장치에 있어서;

판상의 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트의 상부면에 설치되며 고정부재가 허브와 결합되도록 하기 위해 적어도 2 개 이상의 허브 지지부재를 포함하며,

허브 지지부재가 상기 베이스 플레이트의 중심으로부터 방사상으로 이송되어 상기 부싱이 삽입되도록 소정 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 허브 지지부재는 길이 방향으로 개구가 형성되고 단면이 직사각형인 로드(rod)이며, 로드는 베이스 플레이트의 중심을 향한 상태로 3개가 일정 각도로 원형 배열되어 있다.

또한, 개구 방향과 동일한 방향으로 허브 지지부재가 이송 및 결합되도록 베이스 플레이트에는 나사공이 형성되고, 허브 지지부재의 개구로부터 나사공으로 나사가 결합되어 있다.

바람직하게, 상기 베이스 플레이트의 나사공은 상기 허브 지지부재의 상기 개구의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 적어도 2 개 이상이 형성되는 있다.

선택적으로, 베이스 플레이트에는 허브 지지부재를 가이드 하기 위해 더브테일 형상의 홈이 형성되고, 허브 지지부재에는 더브테일 형상의 홈과 슬라이드 가능하게 결합되는 더브테일 형상의 가이드 돌기가 형성되는 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치를 첨부된 도 2, 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 본 발명에 의한 폴리건미러 조립장치에 의해 조립되는 스캐닝 모터의 구성은 종래와 동일함으로 그 중복된 설명을 생략하기로 한다.

본 발명 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치는 전체적으로 보아 받침판 역할을 하는 원판 형상의 베이스 플레이트(100)와, 베이스 플레이트(100)의 중심 O를 향한 방향으로 스캐닝 모터의 부싱(40)으로부터 수평 방향으로 돌출된 허브(60) 부분을 받치고 있도록 구비된 지지부재(110)와 이 지지부재(110)로부터 스캐닝 모터를 착탈할 수 있도록 마련된 가이드부로 구성되어 있다.

이와 같은 폴리건미러 조립장치의 보다 세부적인 구성을 설명하면, 받침판 역할을 하는 베이스 플레이트(100)는 원판 형상으로 원판의 중심 O으로부터 소정 간격 이격된 동심원 C 에는 120°간격으로 가이드부의 하나인 제 1 나사공(115)이 형성되어 있고, 원판의 중심 O으로부터 각각의 제 1 나사공(115)의 중심을 지나가는 선분 E, F, G상에는 제 1 나사공(115)과 소정 간격 이격되어 제 2 나사공(117)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 베이스 플레이트(100)의 제 1 나사공(115), 제 2 나사공(117)이 이루고 있는 방향과 동일한 방향으로 일정 높이, 소정 폭을 갖는 단면이 직사각형 형상인 지지부재(120)가 안착되는 바, 이 지지부재(120)의 장축 방향으로는 소정 길이를 갖는 개구부(120a)가 형성되어 있다.

이 개구부(120a)의 길이는 제 1 나사공(115), 제 2 나사공(117)간의 길이보다 다소 길게 형성되어야 하고, 베이스 플레이트(100)으로부터 지지부재(120)의 상면 높이 H'는 폴리건미러를 조립할 스캐닝 모터의 기저면으로부터 부싱의 하면까지의 높이인 H 보다 높게 설계되어야 한다.

이와 같이 소정 높이 H와 개구부(120a)가 형성된 지지부재(120)는 단순히 베이스 플레이트(100)에 놓여져 있는 상태임으로 이와 같은 상태에서는 지지부재(120)의 움직임을 구속하기 어려우므로 지지부재(120)의 개구부(120a)를 통해 제 1 나사공(115)과, 제 2 나사공(117)이 보이도록 지지부재(120)를 베이스 플레이트(100)에 올려 놓은 상태에서 제 1 나사공(115)과, 제 2 나사공(117)에는 나사머리(115b,117b)가 부착되어 있는 나사(115a,117a)가 결합된다.

여기서, 베이스 플레이트(100)에 형성된 제 1 나사공(115)과, 제 2 나사공(117)과, 이 제 1, 제 2 나사공(115)(117)과 결합된 나사는 지지부재(120)가 일방향으로 직선왕복운동 하도록 하는 가이드부를 형성함과 동시에 나사의 나사머리는 베이스 플레이트(100)의 중심 방향에 위치한 지지부재(120)의 일측 단부에 중력방향 힘이 가해졌을 때 타측 단부에 들림 모멘트가 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 개구부(120a)와 제 1 나사공(115), 제 2 나사공(117)에 의한 지지부재(120)의 직선왕복운동 방식 외에도 다른 실시예로 지지부재(120)의 밑면에 결합돌기인 더브테일(dovetail) 형상의 돌기를 형성하고, 베이스 플레이트(100)에 가이드홈의 역할을 하는 더브테일홈(dovetail groove)를 형성하여도 무방한 바, 이 두 가지 경우 외에도 지지부재(120)를 직선 왕복운동시키는 메커니즘(mechanisim)은 다양하게 구현할 수 있을 것이다.

이와 같이 직선왕복운동하는 지지부재(120)는 지지부재(120)의 상면을 기준으로 지지부재(120)의 단부로 갈수록 점차 그 두께가 감소하는 형상을 하고 있는 바, 이는 협소한 부싱(40)의 허브(60)와 로우터(50) 사이에 지지부재(120)가 쉽게 끼워지도록 함이다.

이와 같이 구성된 본 발명 스캐닝 모터의 폴리건미러 조립장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종래와 동일한 반구 베어링 장치와, 로우터(50), 스테이터(55)의 장착까지 완료되고 최종적으로 폴리건 미러(10)와 폴리건 미러를 고정하는 역할을 하는 고정부재(60a)의 결합만이 남은 스캐닝 모터를 베이스 플레이트(100)의 중심 부분에 올려 놓기 위해 지지부재(120)를 베이스 플레이트(100)의 중심 O 로부터 원주 방향으로 잡아당겨 베이스 플레이트(100)의 중심 부분에 공간부를 형성한다. 이때, 지지부재(120)는 지지부재(120)의 개구부(120a) 내부에 위치한 2 개의 나사에 의해 구속되어 직선운동하게 된다.

이어서, 스캐닝 모터를 공간부에 위치시킨 다음 다시 지지부재(120)를 베이스 플레이트(100)의 원주 방향으로부터 중심 방향으로 밀어 넣는데, 이때 스캐닝 모터를 살짝 들은 상태로 밀어 넣어 지지부재(120)의 상면이 부싱(40)의 허브(60) 하면을 지지하도록 한다.

이와 같이 스캐닝 모터의 허브(60) 하면이 지지부재(120)의 상면에 의해 3 점 지지되면 반구 형상의 동압발생부재(30)(35)가 설치된 축(20)에 힘이 가해지지 않도록 하면서 부싱(40)과 폴리건 미러(10)에 수 ∼ 수십kg_f의 힘을 가하면서 고정 부재인 판 스프링(60a)을 끼워넣은 후, 조립이 완전히 종료되면 다시 지지부재(120)를 베이스 플레이트(100)의 중심으로부터 외측으로 잡아당긴 후, 스캐닝 모터를 인출하여 스캐닝 모터의 조립을 완료한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 폴리건 미러를 안착하고 있는 부싱의 허브를 받치고 있도록 베이스 플레이트에 3 개 이상의 지지부재를 구성하여 폴리건미러를 고정시키는 역할을 하는 판스프링이 폴리건미러의 상면과 부싱의 허브에 결합될 때 부싱의 허브와 결합되어 있는 동압발생부재에 힘을 전달되지 않도록 하여 동압형 유체 베어링의 변형을 사전에 예방하고 또한 조립 효율을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 축에 설치되어 있는 동압발생부재에 의해 지지된 상태에서 회전력 발생수단 및 회전 대상물이 안착되는 허브를 구비한 부싱의 상기 허브에 회전대상물을 가압 고정하는 고정부재를 조립하는 조립장치에 있어서;

   판상의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상부면에 설치되며 상기 고정부재가 상기 허브와 결합되도록 하기 위해 적어도 2 개 이상의 허브 지지부재를 포함하며,

   상기 허브 지지부재가 상기 베이스 플레이트의 중심으로부터 방사상으로 이송되어 상기 부싱이 삽입되도록 소정 공간부가 형성되는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 허브 지지부재는 길이 방향으로 개구가 형성되고 단면이 직사각형인 로드(rod)인 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 허브 지지부재는 상기 베이스 플레이트의 중심을 향한 상태로 3개가 일정 각도로 원형 배열되어 있는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 개구 방향과 동일한 방향으로 상기 허브 지지부재가 이송 및 결합되도록 상기 베이스 플레이트에는 나사공이 형성되고, 상기 허브 지지부재의 개구로부터 상기 나사공으로 나사가 결합되어 있는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 나사공은 상기 허브 지지부재의 상기 개구의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 적어도 2 개 이상이 형성되는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트에는 상기 허브 지지부재를 가이드 하기 위해 더브테일 형상의 홈이 형성되고, 상기 허브 지지부재에는 상기 더브테일 형상의 홈과 슬라이드 가능하게 결합되는 더브테일 형상의 가이드 돌기가 형성되는 스캐닝 모터의 폴리건 미러 조립장치.

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