KR19980030390A - 양단 지지 피봇 드러스트 베어링 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전축과 드러스트 받침대의 마찰 저항을 감소시키는 볼(ball)을 회전축 중심에 정확히 일치시키도록 회전축에 볼홈(ball groove)을 형성하여 회전축의 회전 안정성을 높인 양단 지지 피봇 드러스트 베어링에 관한 것으로 본 발명의 구성은 관통공이 형성되어 있는 상하 베어링 브라켓과, 상기 상하 베어링 브라켓에 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브에 끼워져 소정 간극을 유지하도록 동압 발생홈이 형성되어 있는 회전축과, 상기 회전축의 드러스트 하중을 지지하기 위해 상기 슬리이브의 하부면에 부착되어 있는 드러스트 받침대와, 상기 회전축의 단부와 상기 드러스트 받침대 사이에 놓여져 있는 강구를 포함하고 있는 양단 피봇 드러스트 베어링에 있어서, 상기 회전축의 단부에는 강구홈이 형성되어 있고 상기 강구홈과 상기 강구는 접촉되어 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 구성에 의하면 회전축의 양단 중심부에 강구홈을 만들고 강구를 밀착시켜 강구의 중심과 회전축의 중심에 발생하는 편심을 방지하여 회전축의 회전 안정성을 높이는 효과가 있다.

Description

양단 지지 피봇 드러스트 베어링
본 발명은 양단 지지 피봇 드러스트 베어링에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전축과 드러스트 받침대의 마찰 저항을 감소시키는 강구(steel ball)을 회전축 중심에 정확히 일치시키기 위해 회전축의 양단에 강구홈(steel ball groove)을 형성하여 회전축의 회전 안정성을 높인 양단 지지 피봇 드러스트 베어링에 관한 것이다.
최근 들어 최근 들어 정보, 컴퓨터 산업의 꾸준한 발달로 각종 기기가 필요로 하는 구동 모터들 예를 들면 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크의 스핀들 모터, VCR의 헤드 구동 모터 등은 기기의 특성상 축 흔들림이나 축 떨림 없는 고정밀, 초고속 회전 성능을 요구하고 있으며, 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동은 곧바로 기기의 성능 저하로 연결됨으로 안정적으로 고속회전 하는 구동 모터의 개발과 함께 구동 모터 회전축을 정밀, 초고속 회전시키는 위해 여러 가지 종류의 베어링 장치가 사용되고 있으며 이와 같은 베어링 장치로는 회전축과 마찰되는 마찰경계면에 소정 유체를 유입시켜 발생한 유체압에 의해 유체 경계층을 형성하여 회전축과의 마찰을 감소시킨 동압형 유체베어링 장치와, 회전축의 양단을 강구(steel ball)가 드러스트 하중을 지지하도록 하는 양단 피봇 드러스트 베어링 등이 사용되고 있다.
이와 같은 종래의 여러 가지 베어링 장치들중 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치에 사용되고 있는 양단 피봇 드러스트 베어링 장치를 바람직한 일실시예로 설명하면 다음과 같다.
상하 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사 등에 의해 상하 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있는데, 슬리이브(20)는 상하면이 모두 개구되어 있음으로 슬리이브(20)의 하부면에는 드러스트 받침대(40)가 다시 고정 나사 등에 의해 회전축(30)이 슬리이브(20)로부터 이탈하지 않토록 고정되어 있다.
또한, 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 회전축(30)과 드러스트 받침대(40) 사이에는 슬리이브(20)와 이격공간없이 가공된 강구(steel ball;35)가 삽입된다.
한편, 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 회전축(30) 부분에는 슬리이브(20)와 회전축(30)이 무접촉 회전할 수 있도록 헤링본 형상의 동압 발생홈(30b)이 형성되어 있으며, 동압 발생홈(30b)은 다수개가 일정 간격으로 형성되어 있고, 동압 발생홈(30b)이 이루고 있는 각도(β)는 일반적으로 30°이며 동압 발생홈(30b)의 깊이 및 면적은 회전축(30)에 걸리는 자중 및 하중에 의해 결정된다.
회전축(30)에는 레이져 프린터의 감광드럼으로 레이져 빔을 반사시켜주는 폴리건 미러(80)가 압입되어 고정되어 있으며, 회전축(30)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 허브(70)에 의해 고정되어 있다.
이와 같이 구성되어 있는 종래의 양단 피봇 드러스트 베어링의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)의 회전에 따라 회전축(30)도 회전하게 되는데 이때 동압 발생홈(30b)의 A, C 부분으로 유체가 유입되어 B 부분에서는 A, C 부분으로 유입된 유체가 모이게 되어 B 부분에서는 소정 유체압이 형성되고 이 유체압으로 축(30)은 슬리이브(20)로부터 이격되어 무접촉 회전하게 된다.
축(30)이 슬리이브(20)로부터 무접촉 회전시에는 회전축(30)과 접촉하고 있는 부분은 회전축의 양단에서 회전축의 자중 및 하중을 지지하고 있는 강구(35)뿐이며, 강구(35)는 회전축(30)의 회전에 따라 소정 회전수로 회전하게 되는데 이때, 슬리이브 내경과 강구(35)의 직경 부분 및 강구(35)와 드러스트 받침대(40) 부분은 최소의 마찰면을 갖으며 접촉하고 있으며 이에 따라 회전축(30)은 최소의 마찰력으로 고속 회전하게 된다.
슬리이브와 회전축을 무접촉 회전시키기 위해서는 슬리이브의 내경보다 회전축의 직경이 작아서, 즉 직경의 차이만큼 이격 공간이 형성되어 있어야 한다.
그러나, 회전축이 회전하고 있지 않을 때 회전축은 슬리이브의 중심에 위치하고 있지 않으며, 대부분의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 슬리이브의 중심에서 소정 방향으로 편심(ΔL) 또는 슬리이브와 접촉하고 있는 상태가 되지만, 강구는 슬리이브의 내부에서 유동하지 않고 고정되어 있음으로 회전축과 강구의 편심 거리에 대응하여 회전축 초기 회전시 하중 지지점이 중심에 있지 않고 편심되어 초기 회전축 회전시나, 회전축 정지시 회전 안정성이 낮아지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축과 강구가 접촉하는 접촉면에 강구홈을 형성하여 회전축이 정지해 있더라도 회전축이 슬리이브의 어느쪽으로도 편심 및 접촉이 발생하지 않아 초기 회전축 회전 및 회전축이 정지할 때에도 회전축이 안정적으로 회전할 수 있도록 한 양단 피봇 드러스트 베어링 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 양단 지지 피봇 드러스트 베어링이 사용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도.
도 2는 슬리이브의 일측으로 편심 및 접촉하고 있는 회전축을 도시한 부분 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 양단 지지 피봇 드러스트 베어링이 사용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 베어링 브라켓 20 : 슬리이브
30 : 회전축 35 : 강구
30c : 강구홈
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 양단 피봇 드러스트 베어링은 관통공이 형성되어 있는 상하 베어링 브라켓과, 상기 상하 베어링 브라켓에 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브에 지지되며, 상기 슬리이브와 소정의 간극을 유지시키는 동압 발생홈이 슬리이브와의 대응면에 형성되는 회전축과, 상기 베어링 브라켓의 관통공에 삽입되어 상기 회전축의 드러스트 하중을 지지하는 드러스트 받침대와, 상기 회전축의 단부와 상기 드러스트 받침대 사이에 놓여져 있는 강구를 포함하고 있는 양단 피봇 드러스트 베어링에 있어서, 상기 강구의 무게 중심과 상기 회전축의 중심이 일치하도록 하기 위하여 상기 회전축의 양단부에는 강구홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명 양단 피봇 드러스트 베어링 장치의 구성중 종래와 동일한 부분에 대해서는 중복된 설명을 생략하기로 하며, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 명칭과 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.
상하 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있는데, 슬리이브(20)는 상하면이 모두 개구되어 있음으로 슬리이브(20)의 하부면에는 드러스트 받침대(40)가 다시 고정 나사 등에 의해 축(30)이 슬리이브(20)로부터 이탈하지 않토록 고정되어 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 회전축(30)과 드러스트 받침대(40) 사이에는 슬리이브(20)에 삽입되도록 가공된 강구(steel ball;35)가 놓여지게 되는데 회전축(30)의 양단부의 중심부에는 소정 깊이로 강구홈(30c)이 형성되어 있으며 강구(35)는 원추형 또는 라운드형 강구홈(30c)의 홈벽(D)과 접촉하고 있어 회전축(30)이 정지하고 있을 때나, 회전축(30)이 고속으로 회전하고 있을 때에도 회전축(30)은 편심되지 않는다.
한편, 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 회전축(30) 부분에는 슬리이브(20)와 회전축(30)이 무접촉 회전할 수 있도록 헤링본 형상의 동압 발생홈(30b)이 형성되어 있으며, 동압 발생홈(30b)은 다수개가 일정 간격으로 형성되며, 동압 발생홈(30b)이 이루고 있는 각도(β)는 일반적으로 30°이며 동압 발생홈(30b)의 깊이 및 면적은 회전축(30)에 걸리는 자중 및 하중에 의해 결정되며, 회전축(30)에는 레이져 프린터의 감광드럼으로 레이져 빔을 반사시켜주는 폴리건 미러(80)가 압입되어 고정되어 있으며, 회전축(30)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 허브(70)에 의해 고정되어 있다.
이와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 양단 피봇 드러스트 베어링의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)의 회전에 의해 회전축(30)도 회전하게 되는데 이때 동압 발생홈(30b)의 A, C 부분으로 유체가 유입되어 B 부분에서는 A, C 부분으로 유입된 유체가 모이게 되어 B 부분에서는 소정 유체압이 형성되고 이 유체압으로 회전축(30)은 슬리이브(20)로부터 이격되어 무접촉 회전하게 된다.
회전축(30)이 슬리이브(20)로부터 무접촉 회전시에는 회전축(30)과 접촉하고 있는 부분은 회전축의 양단에서 회전축(30)의 자중 및 하중을 지지하고 있는 강구(35)뿐이며 강구(35)는 회전축(30)의 회전에 따라 소정 회전수로 회전하게 되는데 이때, 회전축(30)의 강구홈(30c)에 강구(35)가 삽입되어 있고, 강구(35)의 중심부분과 회전축(30)의 중심이 정확하게 일치하고 있어 회전축(30)은 안정적으로 고속 회전하게 된다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 회전축의 양단 중심부에 강구홈을 만들고 강구를 밀착시켜 강구의 중심과 회전축의 중심에 발생하는 편심을 방지하여 회전축의 회전 안정성을 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 관통공이 형성되어 있는 상하 베어링 브라켓과, 상기 상하 베어링 브라켓에 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브에 지지되며, 상기 슬리이브와 소정의 간극을 유지시키는 동압 발생홈이 슬리이브와의 대응면에 형성되는 회전축과, 상기 베어링 브라켓의 관통공에 삽입되어 상기 회전축의 드러스트 하중을 지지하는 드러스트 받침대와, 상기 회전축의 단부와 상기 드러스트 받침대 사이에 놓여져 있는 강구를 포함하고 있는 양단 피봇 드러스트 베어링에 있어서, 상기 강구의 무게 중심과 상기 회전축의 중심이 일치하도록 하기 위하여 상기 회전축의 양단부에는 강구홈이 형성된 것을 특징으로 하는 양단 피봇 드러스트 베어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 강구홈의 형상은 원추형인 것을 특징으로 하는 양단 피봇 드러스트 베어링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 강구홈의 형상은 라운드홈인 것을 특징으로 하는 양단 피봇 드러스트 베어링 장치.
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