KR100797687B1

KR100797687B1 - 추가의 유체보관공간을 구비한 동압 베어링

Info

Publication number: KR100797687B1
Application number: KR1020060035824A
Authority: KR
Inventors: 임태형
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2008-01-23
Also published as: US20070269149A1; JP2007292309A; KR20070103903A; JP4613354B2; CN101059149A

Abstract

본 발명은 동압 베어링(hydrodynamic bearing)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동압(dynamic pressure)을 발생시키는 유체(윤활유 등)의 밀봉에 관하여 개선된 특징을 갖도록 예컨대, 추가의 유체보관공간을 구비한 동압 베어링 장치에 관한 것이며, 이를 위하여, 동압공간의 상부에 형성되는 기존의 유체보관공간(A)에 덧붙여 유체보관공간의 하부에서 연결되는 환형의 유체저장공간(B)을 제공하고, 특히 이 유체저장공간의 단면이 유체보관공간과 연결된 부분에서 반대 측면(관통홀이 형성된 부분)으로 점차로 증가하는 테이퍼진 형상으로 제공됨으로써 유체를 밀봉하고 동압공간 내로 유체를 공급하는 추가의 유체보관공간(reservoir)으로써 제공할 수 있다. 또한, 상대적으로 좁은 영역의 기존의 유체보관공간만으로 유체의 유면을 관리하던 것에 비하여 보다 넓은 영역의 유체저장공간을 함께 이용하여 유체의 유면을 관리할 수 있기 때문에, 동압 베어링을 사용함에 있어 그 편리를 더욱 도모할 수 있다.

동압, 유체, 유면, 베어링, 유체보관공간, 유체저장공간, 유체순환공간

Description

추가의 유체보관공간을 구비한 동압 베어링 { Hydrodynamic bearing with an additional reservoir }

도 1은 종래의 일 예에 따른 동압 베어링의 실링 구조를 도시한 단면도;

도 2는 종래의 다른 예에 따른 동압 베어링의 실링 구조를 도시한 단면도;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동압 베어링을 도시한 단면도;

도 4는 도 3의 동압 베어링을 도시한 분해 사시도;

도 5a 및 도 5b는 동압 베어링 내로 유체가 최대 공급된 경우를 도시한 유체보관공간의 단면도 및 유체저장공간의 평면도;

도 6a 및 도 6b는 동압 베어링 내에서 유체가 일부 증발된 경우를 도시한 유체보관공간의 단면도 및 유체저장공간의 평면도;

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동압 베어링을 도시한 단면도;

도 8은 도 7의 동압 베어링을 도시한 분해 사시도;

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동압 베어링을 도시한 단면도; 및

도 10은 도 9의 동압 베어링을 도시한 분해 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

200, 300, 400: 동압 베어링

210, 310, 410: 회전부재 212, 312, 412: 플랜지

220, 320, 420: 고정부재 222: 단차

224, 324, 424: 상면 226: 관통홀

230, 330, 430: 지지부재 240, 340', 440': 덮개

242, 342, 442: 요홈 244, 344, 444: 홀

246, 346, 446: 연결홈 250, 350, 450: 동압공간

340, 440: 하우징 260, 560: 유체순환공간

526: 요홈

A: 유체보관공간 B: 유체저장공간

C: 중심축

종래기술 1:

일본 특허공개공보 평8-210364호 (1996년 8월 20일 공개)

종래기술 2:

일본 특허공개공보 제2004-36892호 (2004년 2월 5일 공개)

본 발명은 동압 베어링(hydrodynamic bearing)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동압(dynamic pressure)을 발생시키는 유체(윤활유 등)의 밀봉에 관하여 개선된 특징을 갖도록 예컨대, 추가의 유체보관공간을 구비한 동압 베어링 장치에 관 한 것이다.

유체 동압 베어링에서 유체(윤활유)의 밀봉은 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이에, 동압 베어링 내로 주입되는 유체의 밀봉 특성뿐만 아니라 유체의 주입, 유체의 유면 관리에 이르기까지 전반적으로 동압 베어링 내 유체를 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있으나, 이에 관하여 관련 기술이 일부 공지되어 있는 정도이다.

예를 들면, 일본 산교 세이키 제작소(Sankyo Seiki Mfg. co., Ltd.) 출원의 일본 특허공개공보 평8-210364호(1996년 8월 20일 공개) 및 일본 미네비아(Minebea Co., Ltd.) 출원의 일본 특허공개공보 제2004-36892호(2004년 2월 5일 공개) 등에 동압 베어링에 관한 유체의 밀봉 구조가 개시되어 있다. 이하, 도면을 참조하여 관련 구조를 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일 예에 따른 밀봉 구조(종래기술 1 참조)는 회전부재(10)와 동압공간(30)을 사이에 두고 체결되는 고정부재(20)로 구성되며, 동압공간(30)의 개방된 단부에서 소정의 각(α)으로 벌어진 형상의 틈 변화부(A)가 형성된 것을 특징으로 한다. 참고로, 도 1은 중심축(C)을 기준으로 일부만을 나타내고 있다.

이에 따르면, 회전부재(10)와 고정부재(20) 사이의 동압공간(30)으로 유체(F)가 주입되고, 유체의 유면(Fs)이 틈 변화부(A)에서 유지되도록 함으로써 유체가 동압 베어링 내에서 안정적으로 유지될 수 있도록 한다. 다만, 종래의 구조에서, 틈 변화부(A) 자체의 용적이 상대적으로 적기 때문에, 이러한 밀봉 구조를 갖는 동압 베어링이 장시간 사용된 이후에 동압 베어링 내 유체가 증발되거나 외부로 유출되고 결국 동압 베어링 내 유체가 부족해지는 문제를 가져올 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 예에 따른 밀봉 구조(종래기술 2 참조)는 플랜지(112)가 구비된 회전부재(110)와, 회전부재를 감싸는 형상의 고정부재(120)와, 고정부재를 감싸며 고정부재의 상면을 덮는 덮개(132)를 구비한 하우징(130)과, 하우징의 하부에서 회전부재를 지지하는 지지부재(140), 그리고 하우징의 덮개(132)와 고정부재의 상면 사이에 개재되는 스페이서(150)를 포함한다.

회전부재(120)의 측면 및 하부 플랜지 주위로는 대응하는 부재와의 사이에 미소간격의 동압공간(160)이 형성되며, 이러한 동압공간 내로 윤활유와 같은 유체가 주입됨으로써 동압에 의해 회전부재를 비접촉 방식으로 지지할 수 있다.

종래의 구조에서, 유체는 덮개(132)와 스페이서(150) 사이에 형성되는 유체보관공간(162)을 통해 주입되며, 주입된 유체는 스페이서의 일측에 형성된 개구(152), 그리고 스페이서(150)와 고정부재(120) 사이의 틈새를 통해 동압공간(160)으로 연결되며 동압공간(160) 내로 주입된 유체는 회전부재의 회전운동을 동압에 의해 비접촉 방식으로 지지한다.

이러한 종래의 구조에서, 유체의 주입은 덮개와 스페이서 사이에 형성된 비교적 좁은 공간의 유체보관공간(162)을 통해 이루어지기 때문에 그 주입 공정에 어려운 점이 있고, 또한 덮개로 인하여 작업자가 주입되는 유체의 양을 확인하기 어려운 점이 있어 유체의 주입 및 그 유면관리에 어려운 점을 갖는다.

이처럼, 종래의 밀봉 구조는 유체보관공간의 용적 자체가 비교적 작기 때문에 동압 베어링이 장시간 사용된 이후에 동압 베어링 내 유체가 증발되거나 외부로 유출되고 결국 동압 베어링 내 유체가 부족해지는 문제를 가져올 수 있다.

본 발명은 동압공간 내로 주입되는 유체의 양을 안정적으로 공급하고 동시에 주입되는 유체의 유면을 용이하게 관리할 수 있는 구조의 동압 베어링을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시형태는 중심축을 중심으로 회전하는 회전부재와; 회전부재의 회전 반경을 따라 미소간격을 두고 체결되어 회전부재와의 사이에 동압공간을 형성하는 환형의 고정부재와; 고정부재의 상면에 체결되고, 회전부재와 면한 측면에서 동압공간과 연결되는 테이퍼 단면 형상의 유체보관공간을 형성하는 덮개; 및 고정부재의 하단에 체결되어 회전부재의 하부를 지지하는 지지부재;를 포함하며, 동압공간 내 유체의 동압 작용에 의해 회전부재가 비접촉 지지되고, 덮개와 고정부재의 상면 사이에 환형의 유체저장공간이 더 형성되고, 유체저장공간은 유체보관공간의 테이퍼진 하부와 일 지점에서 연결됨으로써 유체저장공간이 추가의 유체보관공간으로 기능하는 것을 특징으로 하는 동압 베어링을 제공한다.

본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 유체저장공간은 유체보관공간과 연결된 지점의 반대 측면에서 덮개를 관통하는 홀을 통하여 외부와 연결되며, 유체저장공간 내에 형성된 유면에 대한 압력과 유체보관공간 내에 형성된 유면에 대한 압력이 일치하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 유체보관공간 내에 형성된 유면은 회전부재의 반경을 따라 형성되는 환형 유면인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 유체저장공간은 유체보관공간과 연결된 지점에서 덮개를 관통하는 홀이 형성된 지점을 향하여 점차로 늘어나는 한 쌍의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 고정부재의 상면에 대응하는 덮개의 하부에는 환형의 요홈이 형성되고, 요홈에 의해 유체저장공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 환형의 요홈 중 유체보관공간과 연결되는 지점에서 덮개의 내측으로 연결되는 연결홈이 더 형성되고, 연결홈을 통하여 유체저장공간이 유체보관공간과 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 회전부재의 하부는 회전부재의 반경 방향으로 돌출 형성되는 플랜지로 구성되고, 이때 고정부재를 감싸는 환형의 하우징을 더 포함하고, 덮개는 고정부재의 상면보다 높게 형성된 하우징의 상부에서 회전부재를 향하여 돌출된 환형의 돌출부로써 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서, 고정부재의 하부는 플랜지와의 사이에 미소간격을 두고 형성되어 플랜지와의 사이에 추가의 동압공간을 형성하고, 지지부재는 하우징의 하단과 체결되는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태는 중심축을 중심으로 회전하는 회전부재와; 회전부재의 회전 반경을 따라 미소간격을 두고 체결되어 회전부재와의 사이에 동압공간을 형성하고, 일 지점에서 중심축에 평행한 방향으로 관통홀이 구비되어 동압공간의 상하부를 연결하는 유체순환공간이 더 형성되는 환형의 고정부재와; 고정부재의 상면에 체결되고, 회전부재와 면한 측면에서 동압공간과 연결되는 테이퍼 단면 형상의 유체보관공간을 형성하는 덮개; 및 고정부재의 하단에 체결되어 회전부재의 하부를 지지하는 지지부재;를 포함하며, 동압공간 내 유체의 동압 작용에 의해 회전부재가 비접촉 지지되고, 유체순환공간을 통해 동압공간의 상하부가 연결되며, 특히 덮개와 고정부재의 상면 사이에 환형의 유체저장공간이 더 형성되고, 유체저장공간은 유체보관공간의 테이퍼진 하부와 유체순환공간에 대응되는 일 지점에서 연결됨으로써 유체저장공간이 추가의 유체보관공간으로 기능하는 것을 특징으로 하는 동압 베어링을 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동압 베어링(200)을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 동압 베어링을 도시한 분해 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 동압 베어링(200)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 동압 베어링(200)은 중심축(C)을 중심으로 회전하며 하부에 플랜지(212)가 돌출된 회전부재(210)와, 회전부재(210)의 측면을 감싸는 환형 형상의 고정부재(220)와, 회전부재(210)의 하부를 지지하는 지지부재(230) 및 고정부재(220)의 상면을 덮는 덮개(240)로 구성되고, 회전부재(210)의 측면과 하부는 각각 미소간격을 두고 체결되어 동압공간(250)이 형성되며, 이 동압공간 내 유체(예 컨대, 윤활유 등)의 동압 작용에 의해 회전부재(210)가 비접촉 지지될 수 있다. 또한, 고정부재(220)에는 중심축에 평행한 방향으로 관통홀(226)이 형성되고, 이 관통홀이 동압공간의 상하부를 연결하는 유체순환공간(260)으로 기능할 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 덮개(240)는 회전부재(210)와 면한 측면에서 동압공간(250)의 상부와 연결되는 소정의 각(α)의 테이퍼진 단면 형상의 유체보관공간(A)을 형성하며, 고정부재(220)의 상면(224)과 면한 하부에서 환형의 유체저장공간(B)을 더 형성함을 특징으로 한다. 덮개(240)는 고정부재(220)의 상면(224)에 체결되고, 이때 고정부재의 상면에 단차(222)를 형성한 후 그 단차 내로 덮개(240)를 배치하는 방식으로 체결하는 것이 바람직하다.

또한, 유체저장공간(B)은 일 지점에서, 예컨대 유체순환공간(260)이 형성된 곳에 대응하는 지점에서 유체보관공간(A)의 테이퍼진 하부와 연결되며, 이에 유체저장공간(B)이 추가의 유체보관공간으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 유체보관공간(reservoir)이라 함은 테이퍼진 단면 형상의 공간을 이용하여 유체의 밀봉(sealing)을 달성하고 유체를 보관하며, 동시에 회전부재 주변의 동압공간 내부로 유체를 공급할 수 있도록 구성되어야 한다.

본 발명의 환형의 유체저장공간(B)은, 덮개(240)의 하부에 형성된 환형의 요홈(242)에 의해 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 유체보관공간(A)과 연결된 측면의 반대 측면에서 덮개(240)를 관통하는 홀(244)에 의해 외부와 연결되어 구성된다. 덧붙여, 유체저장공간(B)은 유체보관공간(A)과 연결된 부분이 최소의 단면으로, 홀(244)이 형성된 부분이 최대의 단면을 갖도록 형성됨으로써 실질적 으로 테이퍼 단면을 유지하며, 이러한 테이퍼 단면 구조를 통하여 추가의 유체보관공간으로 기능할 수 있다.

한편, 본 발명의 실링 구조(유체보관공간 및 유체저장공간)는 다음과 같이 형성될 수 있다.

예를 들면, 유체보관공간(A)의 테이퍼 형상은 덮개의 측면이 약 25°의 기울기를 갖고 형성됨으로써 구성되며, 테이퍼진 최소 폭은 약 0.08 ㎜, 그리고 테이퍼진 최대 폭은 약 0.13 ㎜로 형성되고, 이때 회전부재는 3 ㎜의 직경을 갖고 형성될 수 있다. 또한, 유체저장공간(B)은 유체보관공간과 연결된 부분에서 최소의 단면, 예컨대 0.3 ㎜ × 0.75 ㎜의 단면을, 그리고 홀(244)이 형성된 부분에서 최대의 단면, 예컨대, 0.4 ㎜ × 1.0 ㎜의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 이들 유체보관공간(A) 및 유체저장공간(B)은 각각 테이퍼진 형상을 유지한다.

이러한 수치는 본 발명의 특징에 따른 실링 구조를 이루기 위한 일 실시예로써 제시된 것이며, 유체저장공간(B)의 유면 압력(F_B_max)이 유체보관공간(A)의 유면 압력(F_A_max)과 일치함으로써 추가의 유체보관공간으로 기능할 수 있다는 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경 수정될 수 있음은 자명하다.

다음으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 유체가 최대로 공급된 상태를, 그리고 도 6a 및 도 6b를 참조하여 동압 베어링이 일정기간 사용된 후의 상태를 설명하기로 한다.

도 5a 및 도 6a는 각각 유체보관공간(A)을 중심으로 도시한 요부 단면도이고, 도 5b 및 도 6b는 각각 유체저장공간(B)을 중심으로 도시한 평면도이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 것처럼, 유체(F)가 본 발명에 따른 동압 베어링 내에 공급되면 유체보관공간(A)의 최대높이(Hmax)까지 유체(F)의 유면(S_A)이 상승하고, 동시에 유체저장공간(B)의 최대범위(Rmax)까지 유체(F)의 유면(S_B)이 이동한다. 이때, 유체보관공간(A)의 유면(S_A)에 대한 압력(F_A_max)과 유체저장공간(B)의 유면(S_B)에 대한 압력(F_B_max)이 상호 일치하게 된다. 즉, 유체보관공간(A)의 유면(S_A)에서 공기와 면하는 부분의 압력(이를테면, 표면장력)이 유체저장공간(B)의 유면(S_B)에서 공기와 면하는 부분의 압력(이를테면, 표면장력)과 일치함으로써 유체의 실링이 이루어지는 것이다.

이후, 동압 베어링이 사용되거나 오랜 기간 후에는 동압 베어링 내 유체가 증발 및 마찰 등에 의해 소모될 수 있으며, 이에 동압 베어링 내 유체의 양이 줄어들고, 이는 유면의 이동으로 나타난다. 이를테면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 것처럼, 유체보관공간(A) 내에서 유체(F)의 유면(S_A')은 최소높이(Hmin)까지 하강하고, 동시에 유체저장공간(B) 내에서 유체(F)의 유면(S_B')은 최소범위(Rmin)까지 이동한다. 이 경우에도, 유체보관공간(A)의 유면(S_A')에 대한 압력(F_A_min)이 유체저장공간(B)의 유면(S_B')에 대한 압력(F_B_min)과 상호 일치하게 된다.

이처럼, 유체보관공간(A)과 유체저장공간(B)이 일 지점에서 연결홈(246)을 통하여 상호 연결되기 때문에 단일 유체(F)에 대한 양 측면(S_A, S_B)에서의 압력이 일치한다는 점은 자명하며, 이처럼 상호 연동되는 유체보관공간에서의 유면의 높이와 유체저장공간에서의 유면의 이동거리에 따라 유체의 실링이 안정적으로 이루어질 수 있다. 나아가, 기존의 유체보관공간(A)에 덧붙여 본 발명의 유체저장공간(B)이 추가의 유체보관공간으로 제공됨으로써 충분한 용적의 유체보관공간을 제공할 수 있다.

한편, 위 구조에서 유체저장공간은 덮개(240)의 하부에 형성된 요홈(242)에 의해 구성되고 있으나, 반드시 이로 한정되는 것은 아니며, 이와 달리 덮개(240)와 맞물리는 고정부재(220)의 상면(224)에 요홈을 형성한 후 이를 이용하여 구성할 수도 있음은 자명하다. 이 경우, 유체보관공간(A)의 하부와 유체저장공간(B)을 연결하는 연결홈 역시 고정부재의 상면에 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 동압 베어링(300)의 구조를 설명한다.

본 실시예에 따른 동압 베어링(300)은 이전 실시예에 따른 동압 베어링(도 3의 200 참조)과 비교하여, 고정부재(320)를 감싸는 하우징(340)과 하우징의 일부가 내측으로 돌출 형성된 덮개(340')로 구성되는 점을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 동압 베어링(300)은 중심축(C)을 중심으로 회전하며 플랜지(312)를 구비한 회전부재(310)와, 회전부재(310)의 측면을 감싸는 환형 형상의 고정부재(320)와, 회전부재(310)의 하부를 지지하는 지지부재(330)와, 고정부재(320)를 감싸는 환형 형상의 하우징(340) 및 하우징(340)으로부터 내측으로 돌출되어 고정부재(320)의 상면을 덮는 덮개(340')로 구성된다.

본 발명의 특징에 따르면, 덮개(340')는 회전부재(310)와 면한 측면에서 동압공간(350)의 상부와 연결되는 소정의 각(α)의 테이퍼진 단면 형상의 유체보관공간(A)을 형성하며, 고정부재(320)의 상면(324)과 면한 하부에서 환형의 유체저장공간(B)을 더 형성함을 특징으로 한다.

또한, 유체저장공간(B)은 일 지점에서 유체보관공간(A)의 테이퍼진 하부와 연결되며, 이에 유체저장공간(B)이 추가의 유체보관공간으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 환형의 유체저장공간(B)은, 덮개(340')의 하부에 형성된 환형의 요홈(342)에 의해 형성되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 유체보관공간(A)과 연결된 측면의 반대 측면에서 덮개(340')를 관통하는 홀(344)에 의해 외부와 연결되어 구성된다. 덧붙여, 유체저장공간(B)은 유체보관공간(A)과 연결된 부분이 최소의 단면으로, 홀(344)이 형성된 부분이 최대의 단면을 갖도록 형성됨으로써 실질적으로 테이퍼 단면을 유지한다.

다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 동압 베어링(400)의 구조를 설명한다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 동압 베어링(400)은 이전 실시형태에 따른 동압 베어링(도 3의 200 참조)과 비교하여, 고정부재(420)를 감싸는 하우징(440)과 하우징의 일부가 내측으로 돌출 형성된 덮개(440')로 구성되며, 동시에 고정부재(420)와 하우징(440) 사이에 유체순환공간(460)이 더 형성되는 점을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 동압 베어링(400)은 중심축(C)을 중심으로 회전하며 플랜지(412)를 구비한 회전부재(410)와, 회전부재(410)의 측면을 감싸는 환형 형상의 고정부재(420)와, 회전부재(410)의 하부를 지지하는 지지부재(430)와, 고정부재(420)를 감싸는 환형 형상의 하우징(440) 및 하우징(440)으로부터 내측으로 돌출되어 고정부재(420)의 상면을 덮는 덮개(440')를 포함한다.

본 발명의 특징에 따르면, 덮개(440')는 회전부재(410)와 면한 측면에서 동압공간(450)의 상부와 연결되는 소정의 각(α)의 테이퍼진 단면 형상의 유체보관공간(A)을 형성하며, 고정부재(420)의 상면(424)과 면한 하부에서 환형의 유체저장공간(B)을 더 형성함을 특징으로 한다.

본 발명의 환형의 유체저장공간(B)은, 덮개(440')의 하부에 형성된 환형의 요홈(442)에 의해 형성되며, 도 11에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 유체보관공간(A)과 연결된 측면의 반대 측면에서 덮개(440')를 관통하는 홀(444)에 의해 외부와 연결되어 구성된다. 덧붙여, 유체저장공간(B)은 유체보관공간(A)과 연결된 부분이 최소의 단면으로, 홀(444)이 형성된 부분이 최대의 단면을 갖도록 형성됨으로써 실질적으로 테이퍼 단면을 유지한다.

덧붙여, 본 실시예에 따르면, 본 발명의 동압 베어링(400)은 동압 공간(450)의 상하부를 연결하여 동압공간 내 유체의 압력을 일정하게 조절하는 유체순환공 간(460)이 형성된다. 유체순환공간(460)은 고정부재(420)의 일 측면에서, 구체적으로는 유체저장공간(B)이 유체보관공간(A)과 연결되는 부분에 인접한 측면에서 유체저장공간(B)과 연결되도록 고정부재(420)의 측면에 형성된 요홈(426)에 의해 형성될 수 있다.

이상에서 기술한 바와 같이, 본원발명에 따른 동압 베어링은 테이퍼진 유체보관공간(A)의 하부에서 연결되는 환형의 유체저장공간(B)을 제공하고, 이 유체저장공간(B)이 테이퍼진 단면 형상으로 제공됨으로써 추가의 유체보관공간으로 기능할 수 있다는 점에 특징을 갖는다.

또한, 환형의 유체저장공간(B)이 기존의 유체보관공간(A)에 비하여 상대적으로 큰 용적을 갖기 때문에 동압 베어링이 장시간 사용되거나 또는 유체의 증발 등에 따른 감소가 발생하는 경우에도 충분한 양의 유체가 동압공간 내로 안정적으로 공급될 수 있으며, 유체저장공간 역시 테이퍼진 단면 형상으로 구성되기 때문에 유체보관공간과 더불어 유체의 밀봉을 달성할 수 있는 등 추가의 유체보관공간으로서의 역할을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 동압공간의 상부에 형성되는 기존의 유체보관공간에 덧붙여 유체보관공간의 하부에서 연결되는 환형의 유체저장공간을 제공하고, 특히 이 유체저장공간의 단면이 유체보관공간과 연결된 부분에서 반대 측면(관통홀이 형성된 부분)으로 점차로 증가하는 테이퍼진 형상으로 제공됨으로써 유체를 밀봉하고 동압공간 내로 유체를 공급하는 추가의 유체보관공간(reservoir)으로써 제공할 수 있다. 또한, 상대적으로 좁은 영역의 기존의 유체보관공간만으로 유체의 유면을 관리하던 것에 비하여 보다 넓은 영역의 유체저장공간을 함께 이용하여 유체의 유면을 관리할 수 있기 때문에, 동압 베어링을 사용함에 있어 그 편리를 더욱 도모할 수 있다.

Claims

중심축을 중심으로 회전하는 회전부재;

상기 회전부재의 회전 반경을 따라 틈을 두고 측면을 감싸며 체결되어 상기 회전부재와의 사이에 동압공간을 형성하는 환형의 고정부재;

상기 고정부재의 상면에 체결되고, 상기 회전부재와 면한 측면에서 상기 동압공간과 연결되는 테이퍼 단면 형상의 유체보관공간을 형성하는 덮개; 및

상기 고정부재의 하단에 체결되어 상기 회전부재의 하부를 지지하는 지지부재;

를 포함하며, 상기 동압공간 내 유체의 동압 작용에 의해 상기 회전부재가 비접촉 지지되고,

상기 덮개와 상기 고정부재의 상면 사이에 환형의 유체저장공간이 더 형성되고, 상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간의 테이퍼진 하부와 일 지점에서 연결됨으로써 상기 유체저장공간이 추가의 유체보관공간으로 기능을 하며,

상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간과 연결된 지점의 반대 측면에서 상기 덮개를 관통하는 홀을 통하여 외부와 연결되며, 상기 유체저장공간 내에 형성된 유면에 대한 압력과 상기 유체보관공간 내에 형성된 유면에 대한 압력이 일치하는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 유체보관공간 내에 형성된 유면은 상기 회전부재의 반경을 따라 형성되는 환형 유면인 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간과 연결된 지점에서 상기 덮개를 관통하는 홀이 형성된 지점을 향하여 점차로 늘어나는 한 쌍의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 고정부재의 상면에 대응하는 덮개의 하부에는 환형의 요홈이 형성되고, 상기 요홈에 의해 상기 유체저장공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 5 항에 있어서, 상기 환형의 요홈 중 상기 유체보관공간과 연결되는 지점에서 상기 덮개의 내측으로 연결되는 연결홈이 더 형성되고, 상기 연결홈을 통하여 상기 유체저장공간이 상기 유체보관공간과 연결되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 회전부재의 하부는 상기 회전부재의 반경 방향으로 돌출 형성되는 플랜지로 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 7 항에 있어서,

상기 고정부재를 감싸는 환형의 하우징을 더 포함하고,

상기 덮개는 상기 고정부재의 상면보다 높게 형성된 상기 하우징의 상부에서 상기 회전부재를 향하여 돌출된 환형의 돌출부로써 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 8 항에 있어서, 상기 고정부재의 하부는 상기 플랜지와의 사이에 틈을 두고 측면을 감싸며 형성되어 상기 플랜지와의 사이에 추가의 동압공간을 형성하고, 상기 지지부재는 상기 하우징의 하단과 체결되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 1 항에 있어서, 상기 고정부재에는 상기 중심축에 평행한 방향으로 형성된 관통홀이 더 형성되고, 상기 관통홀은 상기 동압공간의 상하부를 연결하는 유체순환공간으로 기능하는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
중심축을 중심으로 회전하는 회전부재;

상기 회전부재의 회전 반경을 따라 틈을 두고 측면을 감싸며 체결되어 상기 회전부재와의 사이에 동압공간을 형성하고, 일 지점에서 상기 중심축에 평행한 방향으로 관통홀이 구비되어 상기 동압공간의 상하부를 연결하는 유체순환공간이 형성되는 환형의 고정부재;

상기 고정부재의 상면에 체결되고, 상기 회전부재와 면한 측면에서 상기 동압공간과 연결되는 테이퍼 단면 형상의 유체보관공간을 형성하는 덮개; 및

상기 고정부재의 하단에 체결되어 상기 회전부재의 하부를 지지하는 지지부재;

를 포함하며, 상기 동압공간 내 유체의 동압 작용에 의해 상기 회전부재가 비접촉 지지되고, 상기 유체순환공간을 통해 상기 동압공간의 상하부가 연결되며,

상기 덮개와 상기 고정부재의 상면 사이에 환형의 유체저장공간이 더 형성되고, 상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간의 테이퍼진 하부와 상기 유체순환공간에 대응되는 일 지점에서 연결됨으로써 상기 유체저장공간이 추가의 유체보관공간으로 기능을 하며,

상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간과 연결된 지점의 반대 측면에서 상기 덮개를 관통하는 홀을 통하여 외부와 연결되며, 상기 유체저장공간 내에 형성된 유면에 대한 압력과 상기 유체보관공간 내에 형성된 유면에 대한 압력이 일치하는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
삭제
제 11 항에 있어서, 상기 유체보관공간 내에 형성된 유면은 상기 회전부재의 반경을 따라 형성되는 환형 유면인 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 11 항에 있어서, 상기 유체저장공간은 상기 유체보관공간과 연결된 지점에서 상기 덮개를 관통하는 홀이 형성된 지점을 향하여 점차로 늘어나는 한 쌍의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 11 항에 있어서, 상기 고정부재의 상면에 대응하는 덮개의 하부에는 환형의 요홈이 형성되고, 상기 요홈에 의해 상기 유체저장공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 15 항에 있어서, 상기 환형의 요홈 중 상기 유체보관공간과 연결되는 지점에서 상기 덮개의 내측으로 연결되는 연결홈이 더 형성되고, 상기 연결홈을 통하여 상기 유체저장공간이 상기 유체보관공간과 연결되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 11 항에 있어서, 상기 회전부재의 하부는 상기 회전부재의 반경 방향으로 돌출 형성되는 플랜지로 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 17 항에 있어서,

상기 고정부재를 감싸는 환형의 하우징을 더 포함하고,

상기 덮개는 상기 고정부재의 상면보다 높게 형성된 상기 하우징의 상부에서 상기 회전부재를 향하여 돌출된 환형의 돌출부로써 구성되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.
제 18 항에 있어서, 상기 고정부재의 하부는 상기 플랜지와의 사이에 틈을 두고 측면을 감싸며 형성되어 상기 플랜지와의 사이에 추가의 동압공간을 형성하고, 상기 지지부재는 상기 하우징의 하단과 체결되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링.