KR19980046992A - Dynamic Hydraulic Bearings - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동압형 유체 베어링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체압을 발생시키는 스파이럴 그루우브의 형태를 적어도 2중 이상의 원주배열로 함으로써 유체압을 분산시키고 평활화시켜 축의 회전 안정성을 향상시킨 유체 베어링장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 소정의 회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 스파이럴 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 외경부에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 유체 베어링장치에 있어서, 상기 드러스트 베어링에 형성되어 있는 제 1 동압 발생홈은 적어도 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hydrodynamic fluid bearing device, and more particularly, to a fluid bearing in which a spiral groove for generating fluid pressure is formed in at least two circumferential arrays to distribute and smooth the fluid pressure to improve rotational stability of the shaft. Relates to a device. The present invention for this purpose, a predetermined center of rotation shaft, the sleeve in which the shaft is fitted, the bearing bracket for fixing the sleeve, the spiral groove fixed to the sleeve to make the shaft A fluid bearing device comprising: a thrust bearing having a dynamic pressure generating groove formed therein; and a second dynamic pressure generating groove formed at an outer diameter portion of the shaft fitted to the sleeve and for contactlessly rotating the sleeve and the shaft. The first dynamic pressure generating groove formed in the thrust bearing is characterized in that the multi-stage columnar arrangement of at least double.

Description

동압형 유체 베어링장치Dynamic Hydraulic Bearings

본 발명은 동압형 유체 베어링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체압을 발생시키는 스파이럴 그루우브의 형태를 적어도 2중 이상의 원주배열로 함으로써 유체압을 분산시키고 평활화시켜 축의 회전 안정성을 향상시킨 유체 베어링장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrodynamic fluid bearing device, and more particularly, to a fluid bearing in which a spiral groove for generating fluid pressure is formed in at least two circumferential arrays to distribute and smooth the fluid pressure to improve rotational stability of the shaft. Relates to a device.

최근들어 컴퓨터, 오디오 시스템, 영상 기기 등과 같은 정보, 매체 산업의 기술력이 증가되면서 상기 각종 기기의 크기는 소형화되고, 소형화에 따라 더욱 미세하고 정밀한 성능을 갖는 기기의 부품을 요구하고 있는 실정이며, 특히, 컴퓨터의 경우 기억장치의 하나인 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터 구동장치 및 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 오디오 시스템의 경우 레이저 디스크 및 컴팩트 디스크 구동 장치, 영상 기기의 경우 VCR 헤드 및 캠코더의 구동 장치등은 공통적으로 구동장치에 결합되어 있는 회전축과 회전체를 고속회전 시킴으로서 원하는 데이터의 저장 및 탐색, 데이터 재생 등의 작업을 하게 되는데, 이때 회전축은 매우 고속으로 회전하게 됨으로 고속 회전에 의한 축 떨림 및 축 흔들림, 축 진동 등은 고속회전시 제품의 성능에 치명적인 결과를 가져 오게 됨으로 이와 같은 기기들에는 모두 고속회전에 의한 문제점들을 보안하기 위해 기계요소중 하나인 베어링이 사용되고 있으며, 특히 회전축에 최소의 마찰력이 작용하도록 하는 여러 가지 베어링 종류들중 유체 베어링 장치가 널리 사용되고 있다.In recent years, as information technology such as computers, audio systems, video devices, and the like increase in the technology of the media industry, the size of the various devices is downsized, and according to the miniaturization, there is a demand for parts of devices having finer and more precise performance. , Spindle motor drive of hard disk (HDD) which is one of the storage devices for computer and polygon mirror drive of laser printer, laser disk and compact disc drive for audio system, VCR head and camcorder for video equipment The device and the like rotate and rotate the rotating shaft and the rotating body, which are commonly connected to the driving device, to store and search for desired data and to play data. At this time, the rotating shaft rotates at a very high speed. And shaft vibration, shaft vibration, etc. As a result, all of these devices use bearings, which are one of the mechanical elements, to secure the problems caused by high-speed rotation. In particular, fluid bearings, among other types of bearings, have a minimum frictional force on the rotating shaft. The device is widely used.

이와 같은 종래의 유체 베어링 장치를 구비하고 있는 구동장치중 레이져 프린터의 감광드럼에 레이져 빔을 조사하는 폴리건 미러 구동장치를 일례로 설명하면 다음과 같다.A polygon mirror driving apparatus for irradiating a laser beam to a photosensitive drum of a laser printer among driving apparatuses having such a conventional fluid bearing device will be described as an example.

도 1은 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 도면으로, 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사(22) 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.1 is a view illustrating a polygon mirror driving apparatus of a laser printer, in which a through hole having a predetermined diameter is formed in a bearing bracket 10, and a sleeve 20 as shown in the through hole is fitted into the through hole. The bearing bracket 10 is fastened and fixed by the fixing screw 22 or the like, and the shaft 30 is rotatably inserted into the sleeve 20.

축(30)의 하단부(30b)는 축(30)의 수직 드러스트 하중을 받치고 있는 드러스트 베어링(50)과 면접하고 있으며, 드러스트 베어링(50)의 상면에는 소정 형태, 예를 들면 스파이럴 그루우브 형태 또는 헤링본 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈(50a)이 형성되어 있는 바, 제 1 동압 발생홈(50a)은 드러스트 베어링(50) 상면의 원주면으로부터 시작하여 상면 중심부까지 소정 면적과 소정 깊이로 형성되어 있으며, 이러한 제 1 동압 발생홈(50a)은 에칭 등에 의해 수 ㎛의 깊이로 정밀 가공되어 있다.The lower end portion 30b of the shaft 30 is interviewed with the thrust bearing 50 receiving the vertical thrust load of the shaft 30, and the upper surface of the thrust bearing 50 has a predetermined shape, for example, spiral groove. The first dynamic pressure generating groove 50a is formed in the shape of a groove or herringbone groove, and the first dynamic pressure generating groove 50a starts from the circumferential surface of the upper surface of the thrust bearing 50 and extends to a central portion of the upper surface. The first dynamic pressure generating groove 50a is precisely processed to a depth of several mu m by etching or the like.

이와 같이 제 1 동압 발생홈(50a)이 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)은 다시 드러스트 받침대(40)에 의해 지지되는데, 드러스트 받침대(40)는 슬리이브(20)와 나사(42) 등에 의해 체결되어 있고, 축(30)의 중간 부분에는 허브(70)가 압입되어 축(30)과 고정되어 있으며, 허브(70)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 접합되어 축(30)은 모터(60)와 함께 회전하며, 허브(70)에는 폴리건 미러(80)가 부착된다.As such, the thrust bearing 50 having the first dynamic pressure generating groove 50a is supported by the thrust pedestal 40 again, and the thrust pedestal 40 is the sleeve 20 and the screw 42. And the like, and the hub 70 is press-fitted to the middle portion of the shaft 30 and fixed to the shaft 30, and the motor 60, which is only partially shown, is joined to the hub 70, and the shaft 30 is joined to the shaft 30. Rotates with the motor 60, and the polygon mirror 80 is attached to the hub 70.

또한, 슬리이브(20)에는 드러스트 베어링(50)과 축(30)이 면접하고 있는 부분에 통기공(20a)이 형성되어 있고, 슬리이브(20)의 구멍에 삽입되는 축(30)과 상기 슬리이브(20)의 내경이 대향하는 면의 축(30) 또는 슬리이브(20)에는 헤링본 형상의 제 2 동압발생홈(30a)이 형성되어 있는 바, 제 2 동압발생홈(30a)의 홈각은 일반적으로 약 30°이며, 제 2 동압발생홈(30a)의 깊이는 수 ㎛ 정도이다.In addition, the sleeve 20 has a vent hole 20a formed at the portion where the thrust bearing 50 and the shaft 30 are interviewed, and the shaft 30 is inserted into the hole of the sleeve 20. A second dynamic pressure generating groove 30a having a herringbone shape is formed in the shaft 30 or the sleeve 20 of the surface in which the inner diameter of the sleeve 20 faces, and thus, the second dynamic pressure generating groove 30a is formed. The groove angle is generally about 30 degrees, and the depth of the second dynamic pressure generating groove 30a is about several micrometers.

이와 같이 구성되어 있는 종래의 유체 베어링장치가 구비되어 있는 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치의 작용을 첨부된 도 1, 도 2을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 1 and 2 attached to the operation of the polygon mirror driving device of the laser printer equipped with a conventional fluid bearing device configured as described above are as follows.

먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)는 각속도가 0인 상태에서 점차 각속도가 증가하여 소정 시간이 지난후 최고 각속도에 도달하게 되어 각속도는 일정해지는데 이때 회전축(30)도 모터와 동일한 각속도로 회전하게 된다.First, when power is applied to the motor 60, which is only partially shown, the motor 60 gradually increases its angular velocity in a state where the angular velocity is 0, and reaches a maximum angular velocity after a predetermined time, whereby the angular velocity becomes constant. 30) rotates at the same angular speed as the motor.

수학식 1은 유체압과, 축의 자중 및 축의 하중, 간극 면적 및 축 각속도의 관계를 나타내고 있다.Equation 1 shows the relationship between the fluid pressure, the magnetic weight of the shaft and the load of the shaft, the gap area and the axial angular velocity.

[수학식 1][Equation 1]

P: 축을 부상시키는 유체압P: Fluid pressure to float the shaft

V: 축 각속도V: axis angular velocity

F: 축 자중 및 축 하중(kgf)F: shaft weight and shaft load (kg f )

S: 드러스트 베어링과 축 사이의 간극 면적S: clearance area between thrust bearing and shaft

수학식 1 을 도 2에 적용하여 살펴보면 축(30)의 회전에 의해 유체는 드러스트 베어링(50)의 제 1 동압 발생홈(50a)의 시작 부분인 A(또는 C) 부분으로 유입 후, 제 1 동압 발생홈(50a)의 중심부인 B 부분으로 유입되어 제 1 동압 발생홈(50a)의 중심부(B)에서는 축(30)을 부상시키는 유체압(P)이 형성되는데, 드러스트 베어링(50)과 축의 하단부(30b)의 면적(S)과 축자중 및 축하중(F)은 변화가 없음으로, 유체압은 축(30)의 각속도(V)에 비례하여 커지다가, 축(30)이 소정 분당 회전수에 도달해 축의 자중 및 축 하중(F) 보다 유체압(P)이 커지게 되면 축(30)은 제 1 동압 발생홈(50a)으로부터 일정한 간극을 형성하면서 제 1 동압 발생홈(50a)의 상부로 부상 후, 평형상태를 이루게 된다.Applying Equation 1 to FIG. 2, the fluid flows into the A (or C) portion of the thrust bearing 50, which is the start of the first dynamic pressure generating groove 50a by the rotation of the shaft 30. A fluid pressure P is formed to flow into the portion B, which is the center of the first dynamic pressure generating groove 50a, and to float the shaft 30 in the central portion B of the first dynamic pressure generating groove 50a. ) And the area S of the lower end portion 30b of the shaft, and the middle and axial loads F of the shaft are unchanged, so that the fluid pressure increases in proportion to the angular velocity V of the shaft 30, When the predetermined pressure is reached and the fluid pressure P becomes larger than the self-weight of the shaft and the axial load F, the shaft 30 forms a constant gap from the first dynamic pressure generating groove 50a and the first dynamic pressure generating groove ( After injury to the top of 50a), equilibrium is achieved.

그런데, 상기와 같이 작용하여 회전축을 부상시키는 유체 베어링장치에 있어서, 스파이럴 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈은 도 3에 상세하게 도시되어 있는 바와 같이 단일 형상의 나선형으로 형성되어 있어 중앙부에서만 최대의 유체압을 발생시키는 문제점이 있었다. 즉, 유체 베어링장치의 제 1 동압 발생홈(50a)에서 발생하는 유체압은, 스파이럴 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈(50a)의 외주면(A)에서 발생하기 시작하여 증가하다가 그 중심부(C)에서 최대가 되기 때문에 회전축이 상기 유체압에 의해 부상하여 회전할 때 축 떨림, 축 흔들림 및 축 진동 등이 발생되어 회전 안정도를 저하시킴으로써 제품의 오동작, 성능저하 및 수명단축 등의 문제점을 야기시켰다.By the way, in the fluid bearing device which acts as above to float the rotating shaft, the first dynamic pressure generating groove of the spiral groove type is formed in a single shape spiral as shown in detail in FIG. There was a problem of generating fluid pressure. That is, the fluid pressure generated in the first dynamic pressure generating groove 50a of the fluid bearing device starts to be generated on the outer circumferential surface A of the first dynamic pressure generating groove 50a in the form of a spiral groove, and then increases, and then the center portion C thereof. Since the axis of rotation causes the shaft to float and rotate due to the fluid pressure, shaft shaking, shaft shaking, and shaft vibration are generated, which lowers the rotational stability, causing problems such as product malfunction, performance degradation, and shortened life. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 유체 베어링장치에 형성되는 스파이럴 그루우브 형상의 제 1 동압 발생홈을 종래의 단일 나선형 형태에서 적어도 2중 배열이상의 동압 발생홈 형태로 개선함으로써 축의 회전 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 동압형 유체 베어링장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by improving the spiral groove-shaped first dynamic pressure generating groove formed in the fluid bearing device from the conventional single spiral form to the dynamic pressure generating groove shape of at least double arrangement It is an object of the present invention to provide a hydrostatic fluid bearing device capable of improving the rotational stability of the shaft.

도 1은 종래의 유체 베어링장치가 사용된 폴리건 미러 구동장치를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a polygon mirror drive device using a conventional fluid bearing device,

도 2는 종래 유체 베어링장치와 이 베어링장치에서 발생되는 유체압의 형태를 관련지어 도시한 구성도,Figure 2 is a configuration diagram showing a conventional fluid bearing device and the type of fluid pressure generated in the bearing device in association with,

도 3은 종래 유체 베어링장치에 형성된 스파이럴 그루우브의 형태를 상세하게 도시한 평면도,Figure 3 is a plan view showing in detail the shape of a spiral groove formed in a conventional fluid bearing device,

도 4는 본 발명에 의한 동압형 유체 베어링장치와 이 베어링장치에서 발생되는 유체압의 형태를 관련지어 도시한 구성도,4 is a configuration diagram showing the dynamic pressure type fluid bearing device according to the present invention and the type of fluid pressure generated in the bearing device.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명 동압형 유체 베어링장치에 적용되는 2중 원주배열의 스파이럴 그루우브의 여러 형태를 도시한 평면도.5A to 5C are plan views showing various forms of a double circumferential array spiral groove applied to the hydrodynamic fluid bearing device of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10: 베어링 브라켓20: 슬리이브10: bearing bracket 20: sleeve

30: 회전축100: 드러스트 베어링30: rotating shaft 100: thrust bearing

110: 제 1 동압 발생홈110a: 외측 스파이럴 그루우브110: first dynamic pressure generating groove 110a: outer spiral groove

110b: 내측 스파이럴 그루우브110b: inner spiral groove

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 동압형 유체 베어링장치는,In order to achieve the above object, a hydrostatic fluid bearing device according to the present invention is provided.

소정의 회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 스파이럴 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 외경부에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 유체 베어링장치에 있어서,A predetermined center of rotation shaft, a sleeve into which the shaft is fitted, a bearing bracket for fixing the sleeve, and a first dynamic pressure generating groove in the form of a spiral groove to be fixed to the sleeve to float the shaft; A fluid bearing device comprising a thrust bearing, and a second dynamic pressure generating groove formed in an outer diameter portion of the shaft fitted to the sleeve, for contactlessly rotating the sleeve and the shaft.

상기 드러스트 베어링에 형성되어 있는 제 1 동압 발생홈은 적어도 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.The first dynamic pressure generating groove formed in the thrust bearing is characterized in that at least two or more multistage columnar arrays are formed.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형상 크기는 배열단수에 따라 상이하게 또는 동일하게 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the shape size of the spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove, which is a multi-stage circumferential array of two or more, may be different or the same according to the number of arrangement stages.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 동압 발생홈을 이루는 스파이럴 그루우브의 개수는 그 배열단수별로 상이하게 또는 동일하게 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the number of spiral grooves constituting the first dynamic pressure generating groove may be different or the same for each array stage.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유체 베어링장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 종래의 구성부재와 동일한 작용을 하는 구성부재에 대해서는 동일한 도면 부호와 동일한 명칭을 사용하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the fluid bearing device according to the present invention. For convenience of description, the same reference numerals and the same names will be used for the same member as the conventional member.

도 4는 본 발명에 의한 유체 베어링장치가 사용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치중 일부분을 도시한 단면도로, 도면에 도시되지 않은 부분은 종래의 구성과 동일함으로 그 설명을 생략하기로 한다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a part of the polygon mirror driving apparatus of the laser printer using the fluid bearing device according to the present invention, the parts not shown in the drawings are the same as the conventional configuration will be omitted.

하부 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사(22) 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.A through hole having a predetermined diameter is formed in the lower bearing bracket 10, and a sleeve 20 as shown in the through hole is fitted therein, and then is fastened to the bearing bracket 10 by a fixing screw 22 or the like. It is fixed and the shaft 30 is rotatably inserted in the sleeve 20.

또한, 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 축(30)의 측면에는 슬리이브(20)와 축(30)이 무접촉으로 회전할 수 있도록 헤링본 형상의 제 2 동압 발생홈(30a)이 형성되어 있다. 한편, 슬리이브(20)와 축(30) 사이의 간극은 수 ㎛로 매우 미세 가공되어 있다.In addition, a second dynamic pressure generating groove 30a having a herringbone shape is formed at a side surface of the shaft 30 inserted into the sleeve 20 so that the sleeve 20 and the shaft 30 can be rotated without contact. have. On the other hand, the gap between the sleeve 20 and the shaft 30 is very finely processed to several micrometers.

축(30)의 하단면(30b)과의 접촉면에는 축 자중 및 축 하중을 지지하며 축(30)을 부상시키는 드러스트 베어링(100)이 설치되어 있으며, 드러스트 베어링(100)은 다시 슬리이브(20)와 나사(24) 등에 의해 고정되어 있다.The contact surface with the lower surface 30b of the shaft 30 is provided with a thrust bearing 100 that supports the shaft self-weight and the axial load and floats the shaft 30, and the thrust bearing 100 is sleeved again. It is fixed by the 20 and the screw 24 etc.

상기 드러스트 베어링(100)의 상부면에는 2중 원주배열 형태를 하고 있는 스파이럴 그루우브(110a,110b)들이 형성되어 있으며, 이들 2중 원주배열의 스파이럴 그루우브(110a,110b)들은 본 발명의 주요특징인 제 1 동압 발생홈(110)이 된다. 여기서, 110a로 지시된 스파이럴 그루우브는 드러스트 베어링(100)의 상부면의 외측에 배열되어 제 1 동압 발생홈(110)을 형성하는 것이며, 110b로 지시된 스파이럴 그루우브는 드러스트 베어링(100)의 상부면의 내측에 배열되어 제 1 동압 발생홈(110)을 형성하는 것이다. 제 1 동압 발생홈(110)을 형성하는 스파이럴 그루우브(110a,110b)의 형태는 바람직하게 도 3에 도시된 종래의 스파이럴 그루우브(50a)의 형태로 할 수 있지만, 드러스트 베어링(100)의 상부면 외측 단에 형성되는 스파이럴 그루우브(110a; 이하, 외측 스파이럴 그루우브라 칭한다)와 내측 단에 형성되는 스파이럴 그루우브(110b; 이하, 내측 스파이럴 그루우브라 칭한다)의 크기와 개수는 그 배열 단수별로 상호간에 다르게 하거나 같게 할 수 있다.Spiral grooves 110a and 110b having a double columnar array are formed on the upper surface of the thrust bearing 100, and the spiral grooves 110a and 110b of the double columnar array are formed in the present invention. The first characteristic is the first dynamic pressure generating groove 110. Here, the spiral groove indicated by 110a is arranged outside the upper surface of the thrust bearing 100 to form the first dynamic pressure generating groove 110, and the spiral groove indicated by 110b is the thrust bearing 100. It is arranged inside the upper surface of the) to form the first dynamic pressure generating groove (110). Although the shape of the spiral grooves 110a and 110b forming the first dynamic pressure generating groove 110 may be preferably in the form of the conventional spiral groove 50a shown in FIG. 3, the thrust bearing 100 The size and number of spiral grooves 110a (hereinafter referred to as an outer spiral groove bra) formed at the upper end of the upper surface and the spiral grooves 110b (hereinafter referred to as inner spiral groove bra) formed at the inner end thereof are Each array can be the same or different from each other.

도 5a는 제 1 동압 발생홈(110)을 형성하는 내.외측 스파이럴 그루우브(110a,110b)들의 크기 및 개수가 동일한 경우의 예시도이고, 도 5b는 외측 스파이럴 그루우브(110a)와 내측 스파이럴(110b)들의 형상 크기는 상이하지만, 그 개수는 동일한 경우의 예시도이고, 도 5c는 내.외측 스파이럴 그루우브(110a,110b)들의 크기 및 개수가 상이한 경우의 예시도이다. 여기서, 같은 배열단에 형성되는 스파이럴 그루우브의 크기 및 형태는 동일하게 한다.FIG. 5A illustrates an example of the same size and number of inner and outer spiral grooves 110a and 110b forming the first dynamic pressure generating groove 110. FIG. 5B illustrates an outer spiral groove 110a and an inner spiral. The shape sizes of the 110b are different, but the number is an exemplary view, and FIG. 5C is an exemplary view when the size and the number of the inner and outer spiral grooves 110a and 110b are different. Here, the size and shape of the spiral grooves formed in the same arrangement stage are the same.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유체 베어링장치의 작용을 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 4 and 5 the action of the fluid bearing device according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 모터(미도시)에 전원이 인가되어 모터가 회전하기 시작하면 모터에 결합되어 있는 축(30) 또한 모터와 동일 각속도로 회전하게 되는데, 이때 축(30)의 회전 속도에 대응하여 축의 하단부(30b)에는 와류가 형성되고 형성된 와류는 축의 하단부(30b)와 대향하고 있는 드러스트 베어링(100)의 상부면 제 1 동압 발생홈(110) 중 외측 스러스트 그루우브(110a)들을 통해 안쪽으로 선회하면서 유입되어 그 끝단에서는 유입된 유체들이 모이면서 소정 크기의 제 1 유체압(Pressure; p1)을 발생시킨다.First, when power is applied to a motor (not shown) and the motor starts to rotate, the shaft 30 coupled to the motor also rotates at the same angular speed as the motor, in which case the lower end of the shaft corresponds to the rotational speed of the shaft 30. A vortex is formed in the 30b, and the vortex is pivoted inward through the outer thrust grooves 110a of the first dynamic pressure generating groove 110 of the upper surface of the thrust bearing 100 facing the lower end portion 30b of the shaft. While flowing in and at the end, the introduced fluids gather to generate a first pressure p1 of a predetermined size.

상기와 같이 발생된 제 1 유체압(p1)과 상기 와류는 내측 스러스트 그루우브(110b)들을 통해 안쪽으로 선회하면서 재차 유입되어 그 끝단에서는 상기 제 1 유체압(p1) 보다 다소 큰 제 2 유체압(p2)이 발생된다.The first fluid pressure p1 and the vortex generated as described above are introduced again while turning inward through the inner thrust grooves 110b, and at the end thereof, a second fluid pressure that is somewhat larger than the first fluid pressure p1. (p2) is generated.

따라서, 제 1 유체압(p1)과 제 2 유체압(p2)은 합해져서 드러스트 베어링(100)에서 발생되는 전체 유체압이 되는데, 이는 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 그래프의 형태가 된다. 본 발명의 유체 베어링장치에 의해 발생되는 유체압의 형태를 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 그 압력분포가 분산된 평활 구조로 되는데, 이는 제 1 동압 발생홈(110)이 2중의 다단 원주배열을 하고 있는 스파이럴 그루우브(110a,110b)에 기인된다. 본 발명에 의해 발생되는 유체압의 평활도는 제 1 동압 발생홈(110)을 형성하는 스파이럴 그루우브의 다단 원주배열의 수에 비례한다.Thus, the first fluid pressure p1 and the second fluid pressure p2 are combined to form the total fluid pressure generated in the thrust bearing 100, which is in the form of a graph as shown in FIG. 4. Looking at the shape of the fluid pressure generated by the fluid bearing device of the present invention, as shown in Figure 4 has a smooth structure in which the pressure distribution is dispersed, which is the first dynamic pressure generating groove 110 is a dual multi-stage columnar arrangement This is caused by the spiral grooves 110a and 110b. The smoothness of the fluid pressure generated by the present invention is proportional to the number of multi-stage columnar arrays of spiral grooves forming the first dynamic pressure generating groove 110.

상기와 같이 압력분포가 분산된 유체압은 축(30)의 회전시 그 하단부를 전체적으로 고르게 떠 받치기 때문에 축(30)의 회전상태를 안정되게 한다.As described above, the fluid pressure in which the pressure distribution is dispersed stabilizes the rotation state of the shaft 30 because the lower end portion of the fluid pressure is uniformly supported throughout the rotation of the shaft 30.

지금까지, 본 발명에 따른 제 1 동압 발생홈(110)를 형성하는 스파이럴 그루우브의 원주배열 형태를 2단의 원주배열 형태로 한정하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명에 근거하면 2단 이상의 원주배열 형태로도 극히 용이하게 할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.Until now, the circumferential arrangement of the spiral groove forming the first dynamic pressure generating groove 110 according to the present invention has been described and limited to a two-stage circumferential arrangement. It will be apparent to those skilled in the art that this may be extremely easy in form.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 축(30)이 상기 분산된 유체압에 의해 부상하여 회전할 때 축 떨림, 축 흔들림 및 축 진동 등이 발생되지 않기 때문에 축의 회전 안정도가 향상되는 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 제품의 성능, 수명 및 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공하게 된다.As described in detail above, according to the present invention, the shaft stability, the shaft shaking and the shaft vibration is not generated when the shaft 30 floats and rotates due to the dispersed fluid pressure, the effect of improving the rotational stability of the shaft There is. Thus, the present invention provides the advantage of improving the performance, life and reliability of the product.

Claims (6)

소정의 회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 스파이럴 그루우브 형태의 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 외경부에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 유체 베어링장치에 있어서,A predetermined center of rotation shaft, a sleeve into which the shaft is fitted, a bearing bracket for fixing the sleeve, and a first dynamic pressure generating groove in the form of a spiral groove to be fixed to the sleeve to float the shaft; A fluid bearing device comprising a thrust bearing, and a second dynamic pressure generating groove formed in an outer diameter portion of the shaft fitted to the sleeve, for contactlessly rotating the sleeve and the shaft. 상기 드러스트 베어링에 형성되어 있는 제 1 동압 발생홈은 적어도 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.And the first dynamic pressure generating groove formed in the thrust bearing comprises at least two or more multistage columnar arrays. 제 1 항에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형상 크기는 배열단수에 상관없이 동일한 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.2. The fluid bearing device according to claim 1, wherein the shape sizes of the spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove, each of which is formed of two or more multistage circumferential arrays, are the same regardless of the number of arrangement stages. 제 1 항에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형성 개수는 배열단수에 상관없이 동일한 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.2. The fluid bearing apparatus according to claim 1, wherein the number of spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove formed in the two or more multistage columnar arrays is the same regardless of the number of arrangement stages. 제 1 항에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형상 크기는 배열단수에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.2. The fluid bearing device according to claim 1, wherein the shape size of the spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove having the multi-stage circumferential array of two or more is different depending on the number of stages. 제 1 항에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형성 개수는 배열단수에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.2. The fluid bearing apparatus according to claim 1, wherein the number of spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove formed in the two or more multistage columnar arrays is different depending on the number of arrangement stages. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 2중이상의 다단 원주배열로 되어 있는 제 1 동압 발생홈의 스파이럴 그루우브들의 형태는 같은 배열단수내에서는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 유체 베어링장치.6. The fluid bearing device according to claim 4 or 5, wherein the spiral grooves of the first dynamic pressure generating groove, each of which is formed of two or more multistage columnar arrays, are identical in the same arrangement stage.
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