KR100284433B1 - Metal bearing and its bearing housing therefor and motor with those - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메탈베어링과 베어링하우징 및 그 메탈베어링과 베어링하우징을 구비한 모터에 관하여 개시하며, 특히 값이 저렴하면서도 베어링성능이 강화된 메탈베어링을 제공하여 광디스크 구동용 스핀들모터의 우수한 성능과 저가보급을 통해 고밀도 고배속 기록 및/또는 재생을 위한 광디스크 드라이브의 저가격화를 꾀하기 위한 것이다. 광디스크(11)의 턴테이블(12)을 가지는 스핀들모터의 회전축(15)을 지지하는 본 발명에 따른 메탈베어링(16)은 경사진 내경부(17a)를 가지는 베어링하우징(17)에 압입고정되며, 축방향으로 이격되어 각각 회전축(15)을 끼워 지지하는 상하측 저널부(16a,16b)를 가지며, 그 사이의 부분(16c)은 회전축(15)과 접촉하지 않게 된 것이다. 따라서 메탈베어링(16)은 상하측 저널부(16a,16b)의 거리에 상당하는 베어링폭으로 회전축(15)을 안정적으로 지지하여 주며, 특히 각 저널부의 길이가 짧기 때문에 고정도로 가공될 수 있고 그래서 회전축(15)의 회전정밀도를 높게 유지할 수 있는 우수한 베어링성능을 보유한다. 따라서 스핀들모터의 우수한 회전성능과 함께 그 가격을 낮출 수 있게 되며, 이를 장착하는 고밀도 고배속 기록 및/또는 재생가능한 광디스크 드라이브를 저가격화하는데 효과적이다.The present invention relates to a metal bearing and a bearing housing and a motor having the metal bearing and a bearing housing, and in particular, provides a metal bearing with an inexpensive yet enhanced bearing performance and an excellent performance and low cost of an optical disk drive spindle motor. In order to reduce the cost of the optical disk drive for high-density high-speed recording and / or playback. The metal bearing 16 according to the present invention, which supports the rotating shaft 15 of the spindle motor having the turntable 12 of the optical disc 11, is press-fit and fixed to the bearing housing 17 having the inclined inner diameter 17a, The upper and lower journal portions 16a and 16b are spaced apart in the axial direction and respectively hold the rotating shaft 15, and the portions 16c therebetween do not come into contact with the rotating shaft 15. Therefore, the metal bearing 16 stably supports the rotating shaft 15 with a bearing width corresponding to the distance between the upper and lower journal portions 16a and 16b, and in particular, the length of each journal portion can be processed with high precision, so It has excellent bearing performance that can maintain high rotational accuracy of the rotating shaft 15. Therefore, it is possible to lower the cost with excellent rotational performance of the spindle motor, and it is effective to lower the cost of the high-density, high-speed recording and / or reproducible optical disc drive equipped therewith.
Description
본 발명은 각종 회전기의 회전축을 끼워서 미끄럼지지하는 메탈베어링(metal bearing)과 이를 위한 베어링하우징(bearing housing) 그리고 그 메탈베어링과 베어링하우징을 구비한 모터에 관한 것으로서, 특히 광디스크 등의 원반형 기록매체를 구동하기 위한 스핀들모터(spindle motor)와 같이 높은 회전정밀도가 요구되는 모터에 있어서의 회전축을 안정적으로 지지할 수 있는 메탈베어링과 그 베어링하우징 및 이들을 구비한 모터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a metal bearing for sliding by inserting rotary shafts of various rotary machines, a bearing housing therefor, and a motor having the metal bearing and the bearing housing, in particular a disc shaped recording medium such as an optical disc. The present invention relates to a metal bearing capable of stably supporting a rotating shaft in a motor requiring high rotational precision, such as a spindle motor for driving, a bearing housing thereof, and a motor having the same.
최근, 퍼스널컴퓨터(personal computer)의 보조기억장치에 광정보저장기술이 응용되면서, 콤팩트디스크(CD; compact disk) 계열의 광정보저장매체인 CD-ROM이나 DVD-ROM 등을 구동하는 드라이브에서의 고배속 재생이 가능하게 되었으며, 또한 CR-RW과 DVD-RAM 등이 출현하면서 고배속 재생뿐만 아니라 고배속 고밀도 기록도 가능하게 되었다. 이에 따라 고배속 고밀도 기록 및/또는 재생을 위한 광디스크 드라이브의 저가보급을 위하여, 핵심부품이라 할 수 있는 광디스크 구동용 스핀들모터가 우수한 회전성능을 보유하는 동시에 저가격으로 제공될 필요가 있다.Recently, as optical information storage technology has been applied to an auxiliary memory device of a personal computer, a drive for driving a CD-ROM or a DVD-ROM, which is an optical information storage medium of a compact disk (CD) series, is used. High-speed playback was enabled, and with the advent of CR-RW and DVD-RAM, not only high-speed playback but also high-speed high-density recording became possible. Accordingly, in order to provide a low-cost supply of an optical disk drive for high-speed, high-density recording and / or reproduction, an optical disk drive spindle motor, which is a core component, needs to be provided at a low cost while maintaining excellent rotational performance.
일반적으로 광디스크 구동용 스핀들모터와 같은 정밀 회전기기에는 회전축을 높은 회전정밀도로 지지하기 위해 베어링성능이 우수한 볼베어링이나 유체베어링이 사용된다. 그런데 볼베어링이나 유체베어링은 값이 매우 비싸므로 그 모터나 전술한 광디스크드라이브 등의 가격을 낮추는데 매우 불리하다. 따라서 볼베어링이나 유체베어링을 값이 아주 저렴한 메탈베어링으로 대체하여 저가격화를 꾀하되, 세트에서 요구하는 베어링성능을 만족하도록 그 메탈베어링을 개선할 필요가 있는 것이다.In general, a precision rotating device such as a spindle motor for driving an optical disc uses a ball bearing or a fluid bearing with excellent bearing performance in order to support the rotating shaft with high rotational accuracy. However, since ball bearings and fluid bearings are very expensive, they are very disadvantageous in lowering the price of the motor or the above-described optical disk drive. Therefore, the ball bearing or the fluid bearing is replaced with a very inexpensive metal bearing to reduce the price, but the metal bearing needs to be improved to meet the bearing performance required by the set.
저가격화를 위해 메탈베어링을 구비한 것으로서 현재 사용되고 있는 광디스크 구동용 스핀들모터를 예로 들면 도 1과 같다. 광디스크(1)가 안착되는 턴테이블(2)은 영구자석(4)을 부착한 원통형 회전자요크(yoke; 3)에 일체로 형성되어 있고, 회전축(5)은 그 턴테이블(2) 중심에 압입고정되어 있다. 회전축(5)을 지지하기 위해 값이 저렴한 원통형 메탈베어링(6)과 이를 수납고정하는 베어링하우징(7)이 구비되어 있다. 베어링하우징(7)은 고정자기판(8)에 고정설치된다. 그리고 영구자석(2)과 대향하는 고정자코일(9)은 그 베어링하우징(6)의 외주면에 부착된 것이다. 즉, 고정자코일(9)이 영구자석(2)의 자속과 쇄교하여 그 사이에 회전력을 작용시키도록 여자되면, 그 영구자석(2)을 부착한 회전자요크(3)가 턴테이블(2) 및 회전축(5)과 함께 회전되는 외부회전자(outer rotor)형 브러시리스 (brushless) 모터의 일종이다. 도면중 부호 10은 회전축(5)의 수직하중을 지지하여 축방향으로의 유동을 제한하도록 설치되는 받침대이다.For example, a spindle motor for driving an optical disc, which is currently used as a metal bearing for low price, is shown in FIG. 1. The turntable 2 on which the optical disc 1 is seated is integrally formed in a cylindrical rotor yoke 3 to which the permanent magnet 4 is attached, and the rotating shaft 5 is press-fitted at the center of the turntable 2. It is. In order to support the rotating shaft (5) is provided a cylindrical cylinder bearing (6) inexpensive and a bearing housing (7) for storing and fixing it. The bearing housing 7 is fixedly installed on the stator substrate 8. The stator coil 9 facing the permanent magnet 2 is attached to the outer circumferential surface of the bearing housing 6. That is, when the stator coil 9 is excited to intersect with the magnetic flux of the permanent magnet 2 and exerts a rotational force therebetween, the rotor yoke 3 having the permanent magnet 2 attached to the turntable 2 and It is a kind of outer rotor type brushless motor which rotates together with the rotating shaft 5. Reference numeral 10 in the figure is a pedestal that is installed to support the vertical load of the rotary shaft 5 to limit the flow in the axial direction.
여기서, 회전축(5)을 끼워 미끄럼지지하는 메탈베어링(6)은 윤활유가 함침되어 있는 다공질 소결체이다. 즉, 회전축의 회전에 따른 흡인력과 소결체의 온도 상승에 의해서 함침된 윤활유가 그 회전축이 접동하는 내경부(6a)로 침출하여 윤활작용을 하게 되는 베어링부시(bush)이다. 일반적으로 베어링부시는 일반적으로 값이 저렴한 반면에 베어링성능면에서는 전술한 볼베어링이나 유체베어링에 비해 훨신 떨어진다.Here, the metal bearing 6 which slides the rotary shaft 5 and slides is a porous sintered compact in which lubricating oil is impregnated. That is, it is a bearing bush in which the lubricating oil impregnated by the suction force according to the rotation of the rotating shaft and the temperature rise of the sintered body leaches into the inner diameter portion 6a in which the rotating shaft is slid and lubricates. In general, the bearing bush is generally inexpensive, while in terms of bearing performance, it is much lower than the above-described ball bearing or fluid bearing.
그래서 종래에는 회전정밀도의 향상을 위해 도 2에 잘 나타나 있는 바와 같이 메탈베어링(6)의 축방향 길이, 즉 베어링폭을 길게 하여 왔다. 그러나 베어링폭이 길면 길수록 회전축이 접촉하는 내경부(6a)를 균일하게 가공하기 힘든 문제가 따른다. 내경부(6a)의 가공정도가 균일하지 못하면 회전축과의 전면(全面) 접촉이 이뤄지지 않고 부분적으로 점접촉하게 되므로 오히려 회전정밀도가 더 떨어지게 되는 불량을 초래할 수 있다. 뿐만 아니라 베어링폭이 긴 메탈베어링(6)을 안정적으로 수납고정하기 위해서 그 메탈베어링(6)의 외경부(6b)와 함께 베어링하우징(7)의 내경부(7a)도 균일하게 가공하여야 하는데 이 역시 용이하지 않으며, 특히 공차관리가 어렵고 조립성이 좋지 않은 것이다.Therefore, in order to improve the rotational precision, as shown in FIG. 2, the axial length of the metal bearing 6, that is, the bearing width has been increased. However, the longer the bearing width, the more difficult it is to uniformly process the inner diameter portion 6a in contact with the rotating shaft. If the machining accuracy of the inner diameter portion 6a is not uniform, the front contact with the rotating shaft is not made, but the point of contact is partially brought into contact with the rotating shaft. In addition, the inner diameter portion 7a of the bearing housing 7 should be uniformly processed together with the outer diameter portion 6b of the metal bearing 6 in order to stably receive and secure the long bearing width metal bearing 6. Again, it is not easy, especially tolerance management is difficult and poor assembly.
이때문에 종래에는 값이 저렴한 메탈베어링을 그다지 회전정밀도가 높지 않아도 되는 재생전용 광디스크 드라이브에 사용되는 스핀들모터에만 적용할 수 있었고, 고도의 회전정밀도가 요구되는 기록가능한 광디스크 드라이브에 사용되는 스핀들모터에는 실질적으로 적용하지 못하고 있었다.For this reason, conventionally, inexpensive metal bearings can only be applied to spindle motors used in optical disc drives for playback that do not require very high rotational precision, and spindle motors used in recordable optical disc drives requiring high rotational precision. It was not practically applied.
본 발명의 목적은 광디스크 구동용 스핀들모터 등 회전정밀도가 높게 요구되는 각종 모터의 저가격화를 위하여 값이 저렴한 동시에 그 회전축을 끼워서 안정적으로 미끄럼지지하도록 베어링성능이 강화된 메탈베어링을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a metal bearing with enhanced bearing performance so that it can be reliably slipped by inserting its rotating shaft at a low cost for lowering the cost of various motors such as an optical disk drive spindle motor requiring high rotational precision.
본 발명의 다른 목적은 광디스크 구동용 스핀들 모터 등 회전정밀도가 높게 요구되는 각종 모터의 저가격화를 위하여 값이 저렴한 동시에 그 회전축을 끼워서 안정적으로 미끄럼지지하도록 베어링성능이 강화된 메탈베어링을 수납고정하는데 적합한 베어링하우징을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is suitable for storing and fixing metal bearings having enhanced bearing performance so as to securely slide by inserting the rotating shaft at a low price for lowering the price of various motors such as an optical disk drive spindle motor requiring high rotational precision. To provide a bearing housing.
또한 본 발명의 다른 목적은 값이 저렴한 동시에 회전축을 끼워서 안정적으로 미끄럼지지하도록 베어링성능이 강화된 메탈베어링과 이를 수납고정하는 베어링하우징을 구비함으로써 회전성능이 우수하면서도 저가격으로 보급될 수 있는 모터를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a motor that can be supplied at a low cost and low cost by having a metal bearing with a bearing performance reinforced and bearing housing for fixing it so that it can be reliably slipped by inserting a rotating shaft at a low cost. It is.
도 1은 종래의 메탈베어링과 그 베어링하우징을 구비한 광디스크 구동용 스핀들모터를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a spindle motor for driving an optical disc having a conventional metal bearing and a bearing housing thereof.
도 2는 종래의 메탈베어링과 그 베어링하우징의 조립전 분리된 상태를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a separated state before assembly of a conventional metal bearing and its bearing housing.
도 3은 본 발명에 따른 메탈베어링과 그 베어링하우징을 구비한 광디스크 구동용 스핀들모터를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a spindle motor for driving an optical disc having a metal bearing and a bearing housing thereof according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 메탈베어링을 위한 1차 성형품인 베어링소결체를 베어링하우징에 압입하기 전 그 분리된 상태로 나타낸 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the separated state of the primary sintered bearing sintered body for the metal bearing according to the present invention before press-fit into the bearing housing.
도 5는 본 발명에 따른 메탈베어링을 위한 1차 성형품인 베어링소결체를 베어링하우징에 압입한 후 그 결합된 상태로 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing a state in which the first sintered bearing sintered body for a metal bearing according to the present invention is pressed into a bearing housing and then coupled thereto.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
12 : 턴테이블13 : 회전자요크12 turntable 13 rotor yoke
14 : 영구자석15 : 회전축14 permanent magnet 15 rotation axis
16 : 메탈베어링16a,16b : 저널부16: metal bearing 16a, 16b: journal portion
16' : 베어링소결체16e' : 수직한 외경부16 ': Bearing sintered body 16e': Vertical outer diameter part
17 : 베어링하우징17a : 경사진 내경부17: bearing housing 17a: inclined inner diameter portion
18 : 고정자기판19 : 고정자코일18: stator substrate 19: stator coil
상기 첫번째 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,The present invention to achieve the first object,
회전축을 끼워서 미끄럼지지하는 내경부를 가지는 메탈베어링으로서, 그 내경부에 축방향으로 충분한 간격을 두고 이격되어 각각 회전축을 미끄럼지지하는 상측 저널부와 하측 저널부를 형성하고, 그 상하측 저널부 사이의 부분은 회전축과 접촉하지 않게 큰 직경으로 되게 구성하는 것이다.A metal bearing having an inner diameter that slides by inserting a rotating shaft, wherein the inner diameter is spaced apart at sufficient intervals in the axial direction to form an upper journal portion and a lower journal portion that slide the rotating shaft, respectively, and between the upper and lower journal portions. The part is configured to have a large diameter so as not to contact the rotating shaft.
여기서, 바람직하게는 메탈베어링의 상하측 저널부 사이의 부분을 회전축보다 큰 직경으로 형성함에 있어서 일측 저널부와는 단차지고 타측 저널부와는 같은 직경으로 접하도록 경사지게 형성한다.Here, preferably, in forming a portion between the upper and lower journal portions of the metal bearing to a diameter larger than the rotation axis, it is formed to be inclined so as to be stepped with one journal portion and in contact with the other journal portion at the same diameter.
이같이 상하측 저널부 사이의 부분이 경사지는 메탈베어링을 제작함에 있어서, 윤활유가 함침된 다공질 소결체로서 축방향으로 수직한 내경부 및 외경부를 가지며 그 내경부의 일측 단부에 상기한 단차를 이루도록 형성되어 그보다 작은 직경으로 관통하는 소경부를 가지는 원통형 베어링소결체를 성형하는 한편, 상기 메탈베어링을 수납고정하기 위한 것으로서 원통형 베어링소결체의 수직한 외경부에 대해 직경이 점차 작아지는 경사진 내경부를 가지는 베어링하우징을 제작하며, 상기 베어링소결체를 그 내경부의 끝부분부터 베어링하우징의 내경부가 좁아지는 쪽으로 강제압입하여 그 베어링소결체 내경부 끝부분이 상기 소경부와 대략 같은 직경으로 수축되게 한 다음, 그 수축된 내경부의 끝부분과 상기 소경부에 회전축이 접동하도록 사이징(sizing)함으로써 상기한 상하측 저널부를 형성하는 것이다.As described above, in manufacturing the metal bearings in which the portion between the upper and lower journal parts is inclined, the porous sintered body impregnated with lubricating oil has an inner diameter portion and an outer diameter portion perpendicular to the axial direction, and is formed to form the above step at one end of the inner diameter portion. A bearing housing having a slanted inner diameter that is formed to form a cylindrical bearing sintered body having a smaller diameter portion smaller than that, and to receive and fix the metal bearing as the diameter gradually decreases with respect to the vertical outer diameter of the cylindrical bearing sintered body. And forcing the bearing sintered body from the end of the inner diameter portion to the narrowing of the inner diameter of the bearing housing so that the end portion of the inner diameter of the bearing sintered body shrinks to approximately the same diameter as the small diameter portion. Sizing so that the rotation axis is slid to the end of the neck and the small diameter (s by izing) to form the upper and lower journal portions.
따라서 상기한 두번째 목적을 달성하는 본 발명에 따른 베어링하우징은 메탈베어링 소결체의 수직한 외경부에 대해 일측에서 타측으로 직경이 작아지게 경사진 내경부를 가지는데 그 특징이 있다.Therefore, the bearing housing according to the present invention to achieve the second object is characterized by having an inner diameter inclined to become smaller in diameter from one side to the other side with respect to the vertical outer diameter of the metal bearing sintered body.
한편, 상기한 세번째 목적을 달성하는 본 발명에 따른 모터는,On the other hand, the motor according to the present invention to achieve the third object,
회전구동되는 회전축을 가지는 회전자와, 그 회전축을 끼워서 미끄럼지지하는 내경부를 가지는 메탈베어링과, 이 메탈베어링의 외경부를 수납고정하는 내경부를 가지는 베어링하우징을 포함하는 고정자로 이루어지며, 메탈베어링이 그 내경부에 축방향으로 충분한 간격을 두고 이격되어 각각 회전축을 미끄럼지지하는 상측 저널부와 하측 저널부를 형성하고, 그 상하측 저널부 사이의 부분은 회전축과 접촉하지 않게 큰 직경으로 형성하여 되는 것을 그 특징으로 한다.It consists of a stator including a rotor having a rotating shaft that is rotationally driven, a metal bearing having an inner diameter portion that slides the rotating shaft, and a bearing housing having an inner diameter portion for accommodating the outer diameter portion of the metal bearing. The inner diameter portion is spaced apart at sufficient intervals in the axial direction to form an upper journal portion and a lower journal portion, each of which slides the rotating shaft, and a portion between the upper and lower journal portions is formed with a large diameter so as not to contact the rotating shaft. It is characterized by that.
이와 같이 본 발명에 따라 두 개의 저널부를 가지고 있고 그 두 개의 저널부 사이가 회전축가 접촉하지 않게 큰 직경으로 되는 메탈베어링을 사용하면, 베어링폭이 긴 경우와 같이 회전축의 안정된 지지를 꾀할 수 있는 동시에 각 저널부의 길이를 축소시킴으로써 그 가공정도를 높일 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 메탈베어링을 사용하여 광디스크 구동용 스핀들모터 등의 저가격화와 함게 높은 회전정밀도를 만족할 수 있게 된다.As described above, when using a metal bearing having two journals and having a large diameter such that the two shafts do not come into contact with the rotating shaft, it is possible to achieve stable support of the rotating shaft as in the case where the bearing width is long. By reducing the length of the journal portion, the processing accuracy can be increased. Therefore, by using the metal bearing according to the present invention, it is possible to satisfy high rotational precision with lower cost of an optical disk drive spindle motor.
한편, 메탈베어링의 수용하는 베어링하우징의 내경부를 그 메탈베어링의 외주면과 함께 경사지게 형성하면, 조립성이 크게 개선되는 동시에 그 내경부의 가공오차가 다소 크더라도 메탈베어링을 안정적으로 지지할 수 있게 된다. 따라서 제작과 조립성이 좋고 허용가공오차의 한계를 넓혀서 그 불량률을 낮출 수 있을 것이다.On the other hand, if the inner diameter of the bearing housing accommodating the metal bearing is inclined together with the outer circumferential surface of the metal bearing, the assemblability is greatly improved and the metal bearing can be stably supported even if the machining error of the inner diameter is somewhat large. do. Therefore, the fabrication and assembly is good and the defect rate can be lowered by widening the limit of tolerance.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 자세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면중 도 3은 본 발명에 따른 메탈베어링과 그 베어링하우징을 구비한 광디스크 구동용 스핀들모터를 보인다. 도시된 광디스크 구동용 스핀들모터의 전반적인 구성은 종래의 그것과 크게 다르지 않다.3 of the accompanying drawings shows an optical disk drive spindle motor having a metal bearing and a bearing housing thereof according to the present invention. The overall configuration of the shown optical disk drive spindle motor is not much different from that of the conventional one.
즉, 원반형 기록매체인 광디스크(11)가 안착되는 턴테이블(12)을 일체로 가지는 원통형 회전자요크(13)와, 이 회전자요크(13)의 내주면에 부착되어 자속을 발생하는 영구자석(14)과, 턴테이블(12) 중심에 끼워진 회전축(15)과, 이 회전축(15)을 끼워서 미끄럼지지하는 내경부를 가지는 원통형 메탈베어링(16)과, 이 메탈베어링(16)의 외주면을 수납지지하는 내경부를 가지는 베어링하우징(17)과, 이 베어링하우징이 고정설치되는 고정자기판(18), 그리고 베어링하우징(17)의 외주면에 설치되어 영구자석(14)의 자속과 쇄교하여 그 사이에 회전력을 작용시키도록 여자되는 고정자코일(19)을 포함하는 것이다. 미설명 부호 20은 받침대이다.That is, the cylindrical rotor yoke 13 having the turntable 12 on which the optical disk 11, which is a disc-shaped recording medium, is integrally mounted, and the permanent magnet 14 attached to the inner circumferential surface of the rotor yoke 13 to generate magnetic flux. ), A cylindrical metal bearing 16 having a rotating shaft 15 fitted at the center of the turntable 12, an inner diameter portion in which the rotating shaft 15 is slid and the outer circumferential surface of the metal bearing 16 It is installed on the bearing housing 17 having an inner diameter, the stator substrate 18 on which the bearing housing is fixed, and the outer circumferential surface of the bearing housing 17, and is connected to the magnetic flux of the permanent magnet 14 to provide rotational force therebetween. And a stator coil 19 that is excited to act. Reference numeral 20 is a pedestal.
이러한 스핀들모터에 있어서, 회전축(15)을 지지하기 위해 사용된 메탈베어링(16)의 내경부는 축방향으로 이격된 그 양단부에 회전축(15)과 균일하게 접촉하도록 사이징된 상하측 저널부(16a,16b)와, 이 상하측 저널부(16a,16b) 사이에 비접촉부(16c)로 이루어지고, 비접촉부(16c)는 상측 저널부(16a)와 같은 직경으로 접하면서 하측 저널부(16b)와는 단차(16d)를 형성하도록 경사져 있다. 또한 메탈베어링(16)의 외경부를 수납고정하는 베어링하우징(17)의 내경부(17a)는 대략 그 메탈베어링(16)의 비접촉부(16c)와 같이 경사진 것이다.In such a spindle motor, the inner diameter portion of the metal bearing 16 used to support the rotation shaft 15 is sized upper and lower journal portions 16a so as to uniformly contact the rotation shaft 15 at both ends thereof spaced in the axial direction. 16b and the non-contact portion 16c between the upper and lower journal portions 16a and 16b, wherein the non-contact portion 16c is in contact with the same diameter as the upper journal portion 16a and the lower journal portion 16b. The vortex is inclined to form a step 16d. In addition, the inner diameter portion 17a of the bearing housing 17 which holds and secures the outer diameter portion of the metal bearing 16 is approximately inclined like the non-contact portion 16c of the metal bearing 16.
상기와 같은 상하측 저널부(16a,16b)와 그 사이의 경사진 비접촉부(16c)를 가지는 메탈베어링(16)의 제작과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing process of the metal bearing 16 having the upper and lower journal portions 16a and 16b and the inclined non-contact portion 16c therebetween will be described with reference to FIGS. 4 and 5 as follows.
도 4에 있어서, 부호 16'는 전술한 메탈베어링(16)의 제작을 위해 1차 성형품인 함유된 베어링소결체이다. 도시된 바와 같이 1차 성형품인 베어링소결체(16')는 수직한 내경부(16c')와 이 내경부(16c')와 동심원상의 역시 수직한 외경부(16e')를 가지는 원통형이다. 또한 베어링소결체(16')는 그 수직한 내경부(16c')의 하단부에 단차(16d')를 이루면서 그보다 작은 직경으로 형성된 소경부(16b')를 가진다. 여기서 내경부(16c')는 후술하는 베어링하우징(17)의 경사진 내경부(17a)에 강제압입되는 것에 의해 그 상단부가 수축되는 것을 감안한 직경으로 된 것이며, 거기에 형성되는 소경부(16b')의 직경은 그 상단부(16a')가 수축된 경우와 대략 같은 직경으로 성형 또는 성형후 절삭 등으로 예비가공하여 되는 것이다.In Fig. 4, reference numeral 16 'denotes a bearing sintered body which is a primary molded product for the production of the metal bearing 16 described above. As shown, the primary sintered bearing sintered body 16 'is cylindrical having a vertical inner diameter 16c' and also an inner diameter 16c 'concentric with the inner diameter 16c'. In addition, the bearing sintered body 16 'has a small diameter portion 16b' formed with a smaller diameter while forming a step 16d 'at the lower end of the vertical inner diameter portion 16c'. Herein, the inner diameter portion 16c 'is a diameter in consideration of the contraction of the upper end thereof by forcibly pressing into the inclined inner diameter portion 17a of the bearing housing 17, which will be described later, and the small diameter portion 16b' formed therein. ) Is pre-processed by molding or cutting after molding to approximately the same diameter as when the upper end portion 16a 'is contracted.
도 4에 함께 도시되어 있는 베어링하우징(17)은 전술한 메탈베어링(16) 제작을 위하여 미리 제작되는 것으로서, 상기한 베어링소결체(16')보다는 높은 강성을 보유하는 재질로 되며, 그 베어링소결체(16')의 수직한 외경부(16e')에 대해 하단부에서 상단부로 직경이 점차 좁아지도록 경사진 내경부(17a)를 가지고 있다.The bearing housing 17 shown together with FIG. 4 is made in advance to manufacture the metal bearing 16 described above, and is made of a material having higher rigidity than the bearing sintered body 16 ′, and the bearing sintered body ( The inner diameter portion 17a is inclined so that the diameter gradually narrows from the lower end portion to the upper end portion with respect to the vertical outer diameter portion 16e 'of 16').
상기와 같이 같이 1차 성형 및/또는 가공된 베어링소결체(16')의 수직한 외경부(16e')를 베어링하우징(17)의 경사진 내경부(17a)에 밑에서 위로 압입하면, 베어링하우징(17)의 강성이 크므로 그 압입되는 베어링소결체(16')의 수직한 외경부(16e')의 압입량이 많아지면서 그 베어링하우징(17)의 경사진 내경부(17a)와 거의 동일하게 경사지도록 직경방향으로 수축되어 도 5와 같이 베어링소결체(16')의 내경부(16c')도 경사지게 된다. 이때 경사진 내경부(16c')의 상단부(16a')는 전술한 바와 같이 그 하단의 소경부(16b')와 대략 같은 직경으로 된다. 참고로 수축된 내경부(16c')의 상단부(16a') 직경과 그 하단의 소경부(16b') 직경은 전술한 회전축(15)의 직경보다는 약간 작게 미리 조정된 것이다. 따라서 도 5와 같이 압입한 이후에는 그 상단부(16a')와 하단의 소경부(16b')를 사이징함으로써 그 회전축(15)을 접촉지지할 수 있는 전술한 상하측 저널부(16a,16b)를 완성하면 된다. 물론 이때에 경사지게 수축된 내경부(16c')는 회전축과 접촉하지 않게 되므로 별도의 가공을 필요로 하지 않는다.When the vertical outer diameter portion 16e 'of the primary sintered body 16' formed and / or processed as described above is press-fitted from the bottom to the inclined inner diameter portion 17a of the bearing housing 17, the bearing housing ( Since the rigidity of 17) is large, the amount of indentation of the vertical outer diameter portion 16e 'of the press-fitted bearing sintered body 16' increases and is inclined almost equal to the inclined inner diameter portion 17a of the bearing housing 17. The inner diameter portion 16c 'of the bearing sintered body 16' is also inclined as it is contracted in the radial direction. At this time, the upper end portion 16a 'of the inclined inner diameter portion 16c' has the same diameter as the small diameter portion 16b 'at the lower end thereof, as described above. For reference, the diameter of the upper end portion 16a 'of the contracted inner diameter portion 16c' and the diameter of the small diameter portion 16b 'at the lower portion thereof are preset to be slightly smaller than the diameter of the rotating shaft 15 described above. Therefore, after press-fitting as shown in FIG. 5, the upper and lower journal portions 16a and 16b which can contact and support the rotating shaft 15 by sizing the upper end portion 16a 'and the small diameter portion 16b' at the lower end thereof are pressed. You're done Of course, at this time, the obliquely contracted inner diameter portion 16c 'does not come in contact with the rotating shaft, and thus does not require any additional processing.
이렇게 제작되는 메탈베어링(16)은 그 내경부에 축방향으로 충분히 이격되어 사이징된 상하측 저널부(16a,16b)로 회전축(15)을 지지하게 되므로, 베어링폭이 긴 경와 같이 그 회전축(15)을 안정적으로 지지할 수 있다. 특히 사이징되는 상하측 저널부(16a,16b)는 각 길이가 비교적 짧기 때문에 균일하게 가공하는데 큰 문제가 없다. 따라서 상하측 저널부(16a,16b)의 가공정도가 높아서 그 안정된 지지와 함께 높은 회전정밀도를 보유하는 등 우수한 베어링성능을 보유할 수 있게 된다.The metal bearing 16 manufactured as described above supports the rotation shaft 15 by the upper and lower journal portions 16a and 16b which are sufficiently spaced in the axial direction in the inner diameter portion thereof, and thus the rotation shaft 15 as in the case where the bearing width is long. ) Can be supported stably. In particular, the sized upper and lower journal portions 16a and 16b are relatively short in length, so there is no big problem in uniform processing. Therefore, the machining accuracy of the upper and lower journal portions 16a and 16b is high, so that it is possible to retain excellent bearing performance, such as maintaining high rotational precision with stable support thereof.
이상에 실시예를 통하여 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명은 값이 저렴하면서도 우수한 베어링성능을 보유하는 메탈베어링을 제공하는 것이다.As described in detail above through the embodiment, the present invention is to provide a metal bearing having excellent bearing performance while having a low cost.
이러한 메탈베어링은 광디스크 구동용 스핀들모터를 우수한 회전성능과 함께 저가격화하는데 유리하다. 따라서 본 발명은 스핀들모터를 장착하는 고밀도 고배속 재생 및/또는 기록을 위한 광디스크 드라이브의 저가격화를 실현시킬 수 있는 효과적인 발명이다.Such metal bearings are advantageous in reducing the cost of the spindle motor for driving an optical disk with excellent rotational performance. Therefore, the present invention is an effective invention capable of realizing low cost of an optical disc drive for high density high speed reproduction and / or recording in which a spindle motor is mounted.
본 발명에 따른 메탈베어링은 비록 광디스크 구동용 스핀들모터에서뿐 아니라 소형이면서 고속으로 회전되며 특히 높은 회전정밀도가 요구되는 각종 정밀회전기기의 회전축을 지지하는데 사용될 수 있는 것이다.The metal bearing according to the present invention may be used to support the rotating shafts of various precision rotary machines, which are rotated at high speed and are small and high speed, in particular not only in an optical disk drive spindle motor.
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| KR1019990001308A KR100284433B1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Metal bearing and its bearing housing therefor and motor with those |
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Cited By (2)
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1999
- 1999-01-18 KR KR1019990001308A patent/KR100284433B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
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