KR19980067760A - 반구형 베어링장치 - Google Patents

Abstract

반구형 베어링장치의 부싱에 형성한 반구홈과 반구의 간극 간격을 조정하는 스페이서를 제거하고, 반구가 수직 방향으로 이동 가능하게 함과 동시에 반구에 발생한 수직 방향 변위를 발생시켜 반구의 간극 간격을 선택적으로 조정할 수 있도록 한 반구 베어링장치를 제공하기 위한 것으로서,

하부 하우징에 압입 고정되어 있는 고정축과; 상기 고정축에 끼워지며 반구형상의 곡면을 형성한 제 1,2 반구와; 상기 제 1,2 반구의 위치를 조정하여 결정할 수 있는 위치결정수단과; 상기 제 1,2 반구에 형성된 반구형상의 곡면과 일정한 간극을 유지하며 회전체의 중앙부에 결합되는 부싱부를 포함함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치를 제공한다.

Description

반구형 베어링장치

본 발명은 반구 베어링장치에 관한 것으로, 특히 반구 베어링의 반구와 부싱의 간극을 조절하는 스페이서를 제거하고, 반구의 위치를 조정하여 결정할 수 있는 위치결정수단을 제공한 반구형 베어링장치에 관한 것이다.

최근 들어 정보, 컴퓨터 산업의 급격한 발달로 각종 기기를 구동시키는데 필요로 하는 구동 모터들, 예를 들면, 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 하드 디스크의 스핀들 모터, VCR의 헤드 구동 모터 등은 기기의 특성상 보다 많은 데이터의 검색 및 저장, 재생을 단축된 시간에 수행하기 위해서는 축 흔들림이나 축 떨림 없는 고 정밀, 초고속 회전 성능을 요구하고 있으며, 이에 따라서 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동을 억제하며 안정적으로 고속회전 하는 구동 모터의 개발과 함께 이와 같은 모터 회전을 가능하게 하는 동압형 유체 베어링장치의 다양한 형태에 대하여 연구 개발이 추진되고 있으며, 이와 같은 동압형 유체베어링들 중 특히 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하며 초고속 회전에 적합한 동압형 유체베어링장치인 반구 베어링의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.

이와 같은 반구 베어링이 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 첨부된 도 2에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치에 적용된 반구형 베어링장치의 주요구성을 나타내는 단면도로서, 상기 폴리건 미러 구동장치는 크게 보아 폴리건 미러(1)의 회전 중심인 고정축(3)과, 고정축(3)에 진구도가 높은 반구면을 갖는 반구(5)(7) 및 반구(5)(7)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 부싱(9), 구동장치인 모터(11) 및 허브(13), 하부 하우징(15)등으로 구성되어 있다.

상기 폴리건 미러(1), 고정축(3), 반구(5)(7), 부싱(9)의 결합관계를 살펴보면 하부 하우징(15)에는 반구(5)(7)가 고정된 고정축(3)이 결합되어 있다.

또한, 부싱(9)의 외주면에는 폴리건 미러(1) 및 스테이터 모터(11))가 설치되도록 허브(13)가 압입되어 있어, 결과적으로 반구(5) 및 고정축(3)은 고정되어 있으며, 부싱(9)은 고정축(3)에 대하여 회전할 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 반구(5)(7)의 레이디얼 하중 및 드러스트 하중을 지지하는 부싱(9)은 소정 직경을 갖는 속이 찬 원통 형상의 봉의 중심에 고정축(3) 보다 큰 직경으로 관통공을 형성한 다음, 봉의 양단에는 반구(5)(7)의 곡률과 동일한 반구홈을 형성하고, 부싱(9)의 관통공에는 반구(5)(7)와 반구홈 사이의 간극 간격을 조정하기 위한 스페이서(17)가 삽입된다.

이와 같이 구성된 반구형 베어링장치는 상,하측 반구(5)(7)와 부싱의 반구홈 사이에 일정한 간극을 유지하기 위하여 상,하측 반구 사이에 스페이서(17)가 개재되는데, 스페이서(17)의 정밀한 가공이 매우 까다롭고, 반구(5)(7)들의 장착이 매우 정밀한 조립 과정이 요구된다.

상기한 반구형 베어링장치는 상기 언급한 바 있듯이 상측 반구, 하측 반구와 상하 반구홈들은 스페이서에 의해 수 ㎛의 간극을 유지하여야 하므로, 스페이서는 매우 정밀한 치수로 가공되어야 하며, 따라서 스페이서 제작에 많은 시간과 비용이 소요되며 스페이서의 치수 불량이 발생할 경우 반구형 베어링의 성능이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 반구형 베어링장치의 부싱에 형성한 반구홈과 반구의 간극 간격을 조정하는 스페이서를 제거하고, 반구가 수직 방향으로 이동 가능하게 함과 동시에 반구에 발생한 수직 방향 변위를 발생시켜 반구의 간극 간격을 선택적으로 조정할 수 있도록 한 반구 베어링장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 반구 베어링장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러의 구동장치를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 의한 반구 베어링장치의 고정나사와 고정홈을 도시한 확대 단면도이고,

도 3은 종래 기술에 의한 레이저 프린터의 폴리건 미러 구동장치에 적용된 반구형 베어링장치의 주요구성을 나타내는 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 상측 반구 12 : 하측 반구

20 : 상측 부싱 22 : 하측 부싱

50 : 고정축

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 반구형 베어링장치는 하부 하우징에 압입 고정되어 있는 고정축과; 상기 고정축에 끼워지며 반구형상의 곡면을 형성한 제 1,2 반구와; 상기 제 1,2 반구의 위치를 조정하여 결정할 수 있는 위치결정수단과; 상기 제 1,2 반구에 형성된 반구형상의 곡면과 일정한 간극을 유지하며 회전체의 중앙부에 결합되는 부싱부를 포함함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 반구형 베어링장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 반구 베어링장치가 적용된 레이저 프린터의 폴리건 미러의 구동장치를 도시한 단면도이다.

상기 폴리건 미러 구동장치는 크게 보아 소정 곡률을 갖는 상측 반구(10) 및 하측 반구(12)와, 상,하측 반구(10)(12)의 곡률과 동일한 반구홈이 형성되어 있는 상,하측 부싱(20)(22) 및 상,하측 반구(10)(12)와 이와 대응하는 반구홈이 일정한 간극을 유지할 수 있도록 하는 위치결정수단과 부싱(20)(22)을 회전시키는 구동모터부(30)를 포함하는 구성을 갖는다.

상기 상하측 반구(10)(12)는 진구도 높게 가공된 구면과 관통공이 형성되어 있으며, 이와 같이 가공된 상,하측 반구(10)(12)는 하부 하우징(40)에 압입되어 있는 고정축(50)에 슬라이딩 삽입되는데, 이때 상하측 반구(10)(12)는 그 구면이 서로 마주보는 형상으로 고정축(50)에 삽입된다.

상기 상,하측 반구(10)(12)는 반구면을 형성한 반구부에서 고정축(50)의 길이 방향으로 돌출 형성한 연장부를 갖는다.

상기 연장부는 반구부와 연통하는 관통공이 형성되며, 마주보는 반구부의 외측으로 연장 형성된다.

상기 상측 반구(10)와 하측 반구(12)의 사이에는 관통공이 형성되어 있는 부싱(20)(22)이 고정축(50)을 통해 삽입되는데, 부싱(20)(22)에는 상,하측 반구(10)(12)의 구면과 동일한 곡률을 갖는 반구홈이 형성된다.

상기한 위치결정수단은 상하측 반구(10)(!2) 사이의 고정축(50)에 끼워지는 상태로 개재되어, 상,하측 반구(10)(12)에 일정한 탄발력을 제공하는 코일스프링(60)을 구비한다.

도 2는 본 발명에 의한 반구 베어링장치의 고정나사와 고정홈을 도시한 확대 단면도이다.

상기한 위치결정수단은 상,하측 반구(10)(12)에 각각 장착된 고정나사(70)와 그 고정나사(70)의 단부가 끼워져 상,하측 반구(10)(12)를 고정시키도록 고정축(50)에 형성한 고정홈(72)을 포함한다.

상기한 고정나사(70)의 단부면과 이와 대응하는 고정홈(72)의 내면은 상호 밀착되는 소정의 각도를 갖도록 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명 반구 베어링장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터(30)에 전원이 인가되어 부싱(20)(22)이 회전하기 시작할 때, 부싱(20)(22)의 하측 반구홈은 부싱(20)(22)에 걸리는 하중에 의해 중력 방향으로 내려가 하측 반구(12)와 밀착되어 있다.

이와 같은 하측 반구(12)가 반구홈과 밀착되어 있고, 상측 반구(10)는 반구홈과 수 ㎛의 간극이 형성되어 있으므로 부싱(20(22)이 회전할 때, 상,하측 반구(10)(12)에 형성되어 있는 동압 발생홈으로 유입되는 유체에 의해 발생한 동압의 크기는 간극 간격이 넓은 상측 반구(10)보다 간극 간격이 좁은 하측 반구(12)가 더 크기 때문에 상측 반구(10)에서 발생하는 동압이 부싱(20)(22)이 받는 하중보다 크게 되면서 하측 반구(12)로부터 부싱(20)(22)은 부상하게 된다.

그러나, 부싱(20)(22)이 부상될수록 하측 반구(12)와 반구홈의 간극 간격은 넓어지고 반대로 상측 반구(10)와 반구홈은 점차 간극 간격이 좁아지게 되어 결국 상측 반구(10)와 반구홈에 의해 형성된 동압은 점차 커지는 경향을 보이게 된다.

이와 같이 한 쌍의 반구(10(12) 사이에 위치하는 부싱(20)(22)은 상향, 하향으로 조금씩 유동되다가 결국 상측 반구(10), 하측 반구(12)와 반구홈이 이루는 간극이 동일해지는 동압 평형점에서 부싱(20)(22)은 평형 상태로 회전하게 된다.

상기한 작동은 반구형 베어링장치의 일반적인 작동으로 본 발명의 베어링장치에도 적용된다.

그리고, 본 발명에 따른 위치결정 수단은 코일스프링(60)과 고정나사(70) 및 고정홈(72)을 포함하는 구성을 가지며, 상기 코일 스프링은 고정축(50)의 가이드를 받으며 반구(10)(12)를 일정한 힘으로 밀치고 있으며, 상기 고정나사(70)는 고정홈(72)에 고정되어 반구(10)(12)들을 축에 고정시킨다.

특히, 코일스프링(60)의 탄발력은 베어링장치에 발생하는 진동이나 외력등을 흡수할 뿐 아니라, 고정나사(70)를 고정홈(72)에 밀착시켜 고정나사(70)가 이탈되는 것을 방지한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반구형 베어링장치는 제작이 용이하여 경제성을 확보할 수 있으며, 반구와 부싱의 간극을 조정할 수 있어 부품의 호환성을 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 하부 하우징에 고정되어 있는 고정축과; 상기 고정축에 끼워지며 반구형상의 곡면과, 축과 나란한 방향으로 돌출되는 연장부를 갖는 제 1,2 반구와; 상기 제 1,2 반구의 위치를 조정하여 결정할 수 있는 위치결정수단과; 상기 제 1,2 반구에 형성된 반구형상의 곡면과 일정한 간극을 유지하며 회전체의 중앙부에 결합되는 부싱부를 포함함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치.
2. 제 1 항에 있어서, 위치결정수단은 상기 제 1,2 반구 사이의 축에 끼워지는 상태로 개재되어, 제 1,2 반구에 일정한 탄발력을 제공하는 코일스프링과; 상기 제 1,2 반구를 축에 고정시키는 반구고정수단을 포함함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치.
3. 제 2 항에 있어서, 반구고정수단은 제 1,2 반구의 소정위치에 장착된 고정나사와; 축상에 형성되어 상기 고정나사의 단부가 삽입되는 고정홈을 포함함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치.
4. 제 3 항에 있어서, 고정나사의 단부면과 이와 대응하는 고정홈의 내면은 상호 밀착되는 소정의 각도를 형성함을 특징으로 하는 반구형 베어링장치.