KR19980065822A - 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치에 관한 것으로써, 본 발명의 구성에 의하면 회전체의 회전 중심에 결합되어 소정 길이, 소정 직경을 갖는 축과; 상기 축이 끼워지도록 상기 축보다 다소 큰 직경을 갖고 있는 원통 형상의 부싱과; 상기 축의 드러스트 하중을 지지하도록 상기 축과 면접하고 있는 드러스트 베어링과; 상기 축 또는 부싱중 어느 일측에 형성되어 있는 헤링본 형상의 동압 발생홈 및 상기 축 및 드러스트 베어링의 어느 일측에 형성되어 있는 스파이럴 형상의 동압 발생홈으로 형성된 유체압 발생부를 포함하고 있는 저어널 유체 베어링 장치에 있어서, 상기 축, 상기 축과 면접하고 있는 드러스트 베어링은 소정 자속 밀도를 갖도록 자기 반발 수단이 형성되어 상기 자기 반발 수단에 의해 발생한 반발력에 의해 상기 축과 상기 드러스트 베어링은 소정 간극을 형성하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 회전체와 결합되어 있는 축 및 상기 축에 걸리는 드러스트 하중을 지지하도록 스파이럴 형상의 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링을 소정 자속밀도를 갖고 있는 한 쌍의 영구자석으로 형성하여 상기 영구자석에 의해 발생한 반발력에 의해 드러스트 베어링과 축이 소정 간극을 유지하도록 한 저어널 유체 베어링 장치에 관한 것이다.
최근들어, 널리 공지된 바와 같이 비데오 테이프 레코더의 헤드 구동장치, 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치인 스캐너 모터, 캠코더 구동 모터 등은 점차 고밀도화, 소형화가 진행되고 있으며, 이와 같은 구동장치들은 정밀하고 안정되며 초고속으로 회전할 수 있는 베어링을 필요로 하여 반구형, 원추형, 저어널 유체 베어링 장치가 사용되고 있는 바, 이와 같은 다양한 유체 베어링 장치들은 회전 안전성을 향상시키며 축의 회전을 방해하는 마찰력이 최소가 되도록 나선형의 동압 발생홈, 헤링본 형상의 동압 발생홈 등 여러 가지 형상의 동압 발생홈들이 개발되고 있다.
도 1은 기 언급한 바 있는 저어널 유체 베어링 장치가 적용된 레이저 프린터의 레이저 스캐닝 유닛트를 일실시예로 도시한 단면도이다.
축(30)이 끼워지는 슬리이브(20)의 내측면에는 축(30)을 지지하는 부싱부(25)가 형성되어 있으며, 부싱부(25)에 대향하는 축(30) 또는 부싱부(25)중 어느 일측에는 부싱부(25)와 축(30)을 무접촉 회전시키기 위해 유체압을 발생시키는 헤링본 형상의 홈인 제 1 동압 발생부(35)가 형성되어 있고, 축(30)에 걸리는 자중 및 하중에 대응하여 제 1 동압 발생부(35)의 홈면적 및 개수가 결정된다.
이와 같이 제 1 동압 발생부(35)가 형성되어 있는 슬리이브(20)는 하부 베어링 브라켓(70)에 고정되어 있으며, 하부 베어링 브라켓(70)에는 다시 상부 베어링 브라켓(75)이 씌워져 고정되어 있다.
한편, 축(30)의 드러스트 하중을 지지 및 축(30)을 부상시키기 위해 상기 축의 단부와의 접면에는 헤링본 또는 스파이럴 형상의 제 2 동압 발생부(50a)가 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)이 형성되어 있다.
또한, 축(30)에는 축(30)을 소정 분당 회전수로 회전시키기 위해 허브(60)가 압입되어 있으며, 허브(60)에는 모터(80) 및 레이져 빔을 감광드럼으로 편향시키는 폴리건 미러(10)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 동압형 유체베어링이 사용된 폴리건 미러 구동장치를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일부분만 도시된 모터(80)(85)에 전원이 인가되어 모터(80)가 회전을 시작하면, 폴리건 미러(10) 또한 모터(80)와 동일한 회전수로 회전을 시작하게 된다.
이후, 축(30)과 드러스트 베어링(50)의 접면에 형성된 와류는 드러스트 베어링(50)에 형성되어 있는 제 2 동압 발생부(50a)로 유입되어 축(30)과 드러스트 베어링(50)은 상호 이격되어 무접촉 회전하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 저어널 유체 베어링 장치는 기동할 때 축이 소정 회전수에 도달하여 발생한 유체압이 축의 자,하중보다 커지기 이전에는 드러스트 베어링과 축이 접촉된 상태로 회전하게 되고 정지할 때에도 마찬가지로 축이 소정 회전수 이하로 회전하면 유체압의 크기가 축에 걸리는 하중보다 작아지게 되어 결국 드러스트 베어링과 축은 상호 접촉한 상태에서 회전하여 회전에 의한 마찰이 심하게 발생하여 드러스트 베어링 및 축의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 자성물질을 드러스트 베어링과 축이 면접하는 드러스트 베어링 및 축에 형성하여 상기 자성물질의 반발력에 의해 드러스트 베어링과 축이 회전하고 있지 않은 상태에서도 소정 간극 이격되도록 하여 드러스트 베어링과 축의 마멸을 방지한 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 저어널 유체 베어링 장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 저어널 유체 베어링 장치를 일실시예로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 또다른 일실시예를 도시한 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30: 축(저어널) 50: 드러스트 베어링
100: 제 1 영구 자석 150: 제 2 영구 자석
200: 제 3 영구 자석 250: 제 4 영구 자석
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치는 회전체의 회전 중심에 결합되어 소정 길이, 소정 직경을 갖는 축과; 상기 축이 끼워지도록 상기 축보다 다소 큰 직경을 갖고 있는 원통 형상의 부싱과; 상기 축의 드러스트 하중을 지지하도록 상기 축과 면접하고 있는 드러스트 베어링과; 상기 축 또는 부싱중 어느 일측에 형성되어 있는 헤링본 형상의 동압 발생홈 및 상기 축 및 드러스트 베어링의 어느 일측에 형성되어 있는 스파이럴 형상의 동압 발생홈으로 형성된 유체압 발생부를 포함하고 있는 저어널 유체 베어링 장치에 있어서, 상기 축, 상기 축과 면접하고 있는 드러스트 베어링은 소정 자속 밀도를 갖도록 자기 반발 수단이 형성되어 상기 자기 반발 수단에 의해 발생한 반발력에 의해 상기 축과 상기 드러스트 베어링은 소정 간극을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치의 구성을 첨부된 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
축(30)이 끼워지는 슬리이브(20)의 내측면에는 축(30)을 지지하는 부싱부(25)가 형성되어 있으며, 부싱부(25)에 대향하는 축(30) 또는 부싱부(25)중 어느 일측에는 부싱부(25)와 축(30)을 무접촉 회전시키기 위해 유체압을 발생시키는 헤링본 형상의 제 1 동압 발생부(35)이 형성되어 있다.
상기 축(30)에 걸리는 자중 및 하중에 대응하여 제 1 동압 발생홈(35)의 홈면적 및 개수가 결정되며 상기 슬리이브(20)는 하부 베어링 브라켓(70)에 고정되어 있으며 하부 베어링 브라켓(70)에는 다시 상부 베어링 브라켓(75)이 씌워지도록 고정되어 있는 것이다.
한편, 축(30)의 드러스트 하중을 지지 및 축(30)을 부상시키기 위한 헤링본 및 스파이럴 형상의 제 2 동압 발생부(50a)가 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)이 축(30)의 일측 단부를 지지하고 있다.
또한, 축(30)에는 축(30)을 소정 분당 회전수로 회전시키기 위해 허브(60)가 압입되어 있으며, 허브(60)에는 모터(80) 및 레이져 빔을 감광드럼으로 편향시키는 폴리건 미러(10)가 설치되어 있다.
이와 같이 제 2 동압 발생부(50a)가 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)은 소정 자속 밀도를 갖고 있는 자성물질인 제 1 영구 자석(100)으로 형성되며 상기 제 1 영구 자석(100)과 면접하고 있는 상기 축(30)에도 상기 제 1 영구 자석(100)과 동일한 자속 밀도를 갖고 있는 제 2 영구 자석(150)을 형성하되, 축(30)과 동일한 직경을 갖고 소정 두께를 갖는 제 2 영구 자석(150)을 상기 축(30)에 접합하거나, 축(30) 자체가 소정 자속밀도를 갖도록 자화하여도 된다.
상기 제 1 영구 자석(100)과 상기 제 2 영구 자석(150)은 동일하게 두 개의 극성판(N극판, S극판)을 붙여 폐루프 자장을 형성하며 상기 제 1 영구 자석(100)과 상기 제 2 영구 자석(150)은 동일 극성을 갖는 극성판이 서로 마주보고 있도록 설치된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모터(80)(85)에 전원을 인가하여 모터(80)가 소정 회전수로 회전하기 시작하면 드러스트 베어링(50)에 형성되어 있는 제 1 영구 자석(100) 및 축(30)에 형성되어 있는 제 2 영구 자석(150)에 의한 반발력에 의하여 드러스트 베어링(50)과 축(30)은 소정간격 이격된 상태에서 드러스트 베어링(50)의 스파이럴 형상의 동압 발생부(50a)에 의해 동압이 발생하여 상기 반발력과, 동압에 의해 드러스트 베어링(50)으로부터 축(30)은 소정 간격 이격된 상태로 고속 회전하게 된다.
도 3은 본 발명에 의한 또다른 일실시예를 도시한 도면으로 폴리건 미러(10)가 끼워져 있는 허브(60)의 상단부에는 소정 직경을 갖는 제 3 영구 자석(200)이 부착되어 있으며, 상기 제 3 영구 자석(200)과 소정 간격 이격된 곳에 설치되어 있는 상부 베어링 브라켓(75)에는 제 4 영구 자석(250)이 형성되어 있고, 상기 드러스트 베어링(50)에는 제 1 영구 자석(100)이 형성되어 있으며, 상기 드러스트 베어링(50)과 면접하고 있는 축(30)에는 제 2 영구 자석(150)이 형성되어 있다.
상기 제 1 영구 자석(100), 제 2 영구 자석(150), 제 3 영구 자석(200)과 상기 제 4 영구 자석(250)은 모두 두 개의 극성판(N극판, S극판)으로 형성되어 있으며, 상기 극성판중 동일한 극성을 갖는 극성판이 대향되도록 형성되어 있다.
또한, 제 1 영구 자석(100)과 제 2 영구 자석(150)에 의해 발생한 반발력에 의해 드러스트 베어링(50)으로부터 이격된 축(30)이 이루고 있는 간극은 다시 제 3 영구 자석(200)과 상기 제 4 영구 자석(250)에 의해 조정되도록 제 3 영구 자석(200)과 상기 제 4 영구 자석(250) 사이의 간극은 조정되어 상기 축(30)과 상기 드러스트 베어링(50)은 정지 상태 및 기동시에도 항상 소정 간극을 유지하여 축의 기동 및 정지시에도 마찰에 의한 마멸을 방지하게 된다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 하중이 걸려 있는 축과 상기 축의 하중을 지지하는 드러스트 베어링을 자화시켜 상기 축과 드러스트 베어링 사이에 상호 반발력을 형성하여 축 정지 상태 및 축 기동시에도 축과 드러스트 베어링의 마멸을 방지하여 드러스트 베어링 및 축의 수명을 증대시키는 효과가 있다.
Claims (5)
- 회전체의 회전 중심에 결합되어 소정 길이, 소정 직경을 갖는 축과; 상기 축이 끼워지도록 상기 축보다 다소 큰 직경을 갖고 있는 원통 형상의 슬리이브와; 상기 축의 드러스트 하중을 지지하도록 상기 축과 면접하고 있는 드러스트 베어링에 형성되어 있는 동압 발생부를 포함하고 있는 저어널 유체 베어링 장치에 있어서; 상기 축 및 상기 축과 면접하고 있는 상기 드러스트 베어링에는 소정 자속 밀도를 갖는 자기 반발 수단이 형성되어 상기 자기 반발 수단에 의해 발생한 반발력에 의해 상기 축과 상기 드러스트 베어링은 항상 소정 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 자기 반발 수단은 제 1, 제 2 영구 자석인 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 영구 자석은 두 개의 극성판이 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 축, 상기 드러스트 베어링에 형성된 상기 제 1, 제 2 영구자석은 상기 동일 극성을 갖는 극성판이 상호 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 축, 상기 드러스트 베어링에는 상기 축을 상방으로 밀어내려는 반발력이 작용하도록 제 1, 제 2 영구 자석이 형성되어 있고, 상기 회전체의 상면에는 제 3 영구 자석, 상기 제 3 영구자석과 소정 간격 이격된 곳에 제 4 영구 자석이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성물질을 이용한 저어널 유체 베어링 장치.
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1997
- 1997-01-15 KR KR1019970000988A patent/KR19980065822A/ko not_active IP Right Cessation
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