KR200156684Y1 - 공기 동압 베어링 - Google Patents

공기 동압 베어링

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KR200156684Y1
KR200156684Y1 KR2019960022429U KR19960022429U KR200156684Y1 KR 200156684 Y1 KR200156684 Y1 KR 200156684Y1 KR 2019960022429 U KR2019960022429 U KR 2019960022429U KR 19960022429 U KR19960022429 U KR 19960022429U KR 200156684 Y1 KR200156684 Y1 KR 200156684Y1
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Abstract

이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 공기 동압 베어링에 관한 내용이 개시되어 있다. 이 공기 동압 베어링은 회전하는 축에 고정된 내륜과, 내륜의 윤활면에 대응하는 윤활면을 가지며 내륜의 회전을 지지하는 외륜을 구비하는 공기 동압 베어링에 있어서, 내륜 또는 외륜의 윤활면에 형성되어 내륜 또는 외륜이 회전될 때 외부로 소정의 공기압을 발생시키는 그루브와, 내륜에 형성되어 그루브로 외부의 공기를 공급하는 공기공급수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 특징을 갖는 공기 동압 베어링은 외부의 이물질이 클리어런스로 유입되지 않는다.

Description

공기 동압 베어링{Air dynamic bearing}
본 고안의 목적은 외부의 이물질이 공기 동압 베어링의 클리어런스로 유입되지 않도록 이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 공기 동압 베어링을 제공하는데 있다.
본 고안은 공기 동압 베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 공기 동압 베어링에 관한 것이다.
공기 동압 베어링에는 반구형 공기 동압 베어링, 저널 공기 동압 베어링, 스러스트 공기 동압 베어링 등이 있다. 이러한 공기 동압 베어링은 고속회전을 요하는 곳에 이용된다. 예를 들면, 공기 동압 베어링은 하드디스크드라이브의 디스크 구동용 모터, 레이저프린터 또는 레이저스케너의 회전다면경 구동용 모터, 디지털 브이씨알의 헤드드럼 구동용 모터 등에 이용된다. 이러한 모터에 사용되는 공기 동압 베어링 중 반구형 공기 동압 베어링을 예로 들어 종래의 공기 동압 베어링을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 종래에 따른 반구형 공기 동압 베어링은 축(1)에 서로 대면되도록 고정되고 외주면이 구형(spherical)인 상반구(2) 및 하반구(3)와, 상기 상반구(2) 및 하반구(3)를 감싸는 부시(4)와, 상반구(2) 및 하반구(3)를 축(1)으로부터 이탈하지 않도록 압착시키는 링(5)과, 상반구(2)와 하반구(3)에 사이에 위치되어 상, 하반구(2,3)와 부시(4) 사이의 클리어런스를 유지시키기 위한 스페이서(6)를 포함한다.
반구형 공기 동압 베어링의 반구(2,3)와 부시(4)가 대면되는 각 윤활면에는 그루브(7)가 형성되어 있으며, 반구(2,3)와 부시(4) 사이에는 적절한 클리어런스가 유지된다. 부시(4) 또는 반구(2,3)가 회전될 때에는 상기 클리어런스에서 발생된 공압에 의하여 서로 접촉되지 않고 회전될 수 있다. 이때, 부시(4)는 상반구(2) 및 하반구(3)가 회전될 수 있도록 서로 지지한다.
한편, 반구(2,3)와 부시(4) 사이의 클리어런스는 외부에 노출되어있으므로, 외부의 이물질이 상기 클리어런스로 유입될 수 있다. 이물질이 클리어런스로 유입되면 상기 윤활면은 손상되거나, 클리어런스에 끼어 베어링의 회전특성이 나빠진다.
외부의 이물질이 공기 동압 베어링의 클리어런스로 유입되지 않도록 이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 공기 동압 베어링을 제공한다.
제1도는 종래에 따른 공기 동압 베어링의 일부 절제 단면도이다.
제2도는 본 고안에 따른 공기 동압 베어링의 일부 절제 단면도이다.
제3도는 도 2의 공기 동압 베어링에 형성된 그르부의 단면도이다.
제4도는 본 고안에 따른 공기 동압 베어링의 다른 실시예를 도시한 일부 절제 단면도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10...축 20...상반구
30...하반구 40...부시
50...링 60...스페이서
80...제1그루브 90...제2그루브
100...공기홈 110...통기구
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 공기 동압 베어링은: 회전하는 축에 고정된 내륜과, 상기 내륜의 윤활면에 대응하는 윤활면을 가지며 상기 내륜의 회전을 지지하는 외륜을 구비하는 공기 동압 베어링에 있어서,상기내륜 또는 외륜의 윤활면에 형성되어 상기 내륜 또는 외륜이 회전될 때 외부로 소정의 공기압을 발생시키는 그루브와, 상기 내륜에 형성되어 상기 그루브로 외부의 공기를 공급하는 공기공급수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 공기공급수단은 상기 내륜과 상기 축 사이에 설치되는 필터와, 상기 내륜 또는 외륜에 형성되어 상기 그루브에 연결되는 공기홈과, 상기 공기홈과 상기 필터를 연결하는 통기구를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 내륜 및 외륜 중 적어도 어느 하나의 윤활면에 티타늄 또는 세라믹으로 된 제1코팅막이 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1코팅막 위에 DLC로 된 제2코팅막이 더 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2코팅막에 상기 그루브가 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 반구형 공기 동압 베어링의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안의 기술적 사상은 반구 또는 부시의 윤활면에 외부의 이물질이 클리어런스로 유입되지 않도록 이물질 유입 방지용 그루브와, 상기 그루브에 깨끗한 공기를 공급하는 필터, 통기구, 공기홈이 형성된 점에 있다.
도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 이물질 유입이 차단되는 구조를 갖는 반구형 공기 동압 베어링은 외주면이 구형이고 축(10)에 서로 대면되도록 고정된 상반구(20) 및 하반구(30)와, 상반구(20) 및 하반구(30)가 회전될 수 있도록 감싸면서 지지하는 부시(40)와, 상반구(20) 및 하반구(30)를 축(10)으로부터 이탈되지 않도록 압착하는 링(50)과, 상반구(20)와 하반구(30) 사이에 설치되어 상, 하반구(20,30)와 부시(40) 사이의 클리어런스를 유지시키는 스페이서(60)와, 상기 링(50)과 반구(20,30) 사이에 설치된 필터(120)를 포함하여 구성되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 반구형 공기 동압 베어링의 부시(40)와 대면되는 반구(20,30)의 윤활면 단부에는 이물질 유입 방지용 제1그루브(80)가 형성되어 있으며, 제2그루브(90)의 내측 윤활면에는 소정의 공압을 발생시키는 제2그루브(90)가 형성되어 있다. 그리고, 제1그루브(80)와 제2그루브(90) 사이에는 공기홈(100)이 형성되어 있다. 이 공기홈(100)은 반구(20,30) 내부로 뚫린 통기구(110)를 통하여 상기 필터(120)와 연결되어 있다.
상기 공기홈(100), 제1그루브(80), 제2그루브(90)는 반구(20,30)와 대면되는 부시(40)의 윤활면에 형성될 수도 있다. 상기 제1그루브(80)의 방향은 부시(40) 또는 반구(20,30)가 회전될 때 외부로 소정의 공기압을 발생시킬 수 있도록 형성되어 있다. 즉, 제1그루브(80)는 부시(40)의 회전방향과 같은 방향으로 소정각도 누워 있다. 그리고, 제2그루브(90)의 방향은 제1그루브(80)와 반대 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 부시(40) 및/또는 반구(20,30)의 각 윤활면에는 제1그루브(80)만이 형성될 수 있다. 반구(20,30)와 부시(40) 사이에는 적절한 클리어런스가 유지되어 있어, 부시(40) 또는 반구(20,30)가 회전될 때에는 상기 클리어런스에서 발생된 공압에 의하여 서로 접촉되지 않고 회전될 수 있다. 이때, 부시(40)와 반구(20,30)는 서로 회전될 수 있도록 지지한다.
상기 제1그루브(80) 및 제2그루브(90)의 형상, 깊이, 개수는 반구형 공기 동압 베어링의 공압 발생에 의한 부하용량 및 회전 정도를 감안하여 적절하게 한다.
한편, 도 3을 참조하면, 고 탄소강 또는 WCo를 주성분으로 하여 만들어진 반구(20,30)에는 5㎛-20㎛두께의 티타늄(Ti) 코팅막(130)이 코팅되어 있다. 마찬가지로, 고탄소강 또는 WCo를 주성분으로 하는 부시(40)의 윤활면에는 5㎛-20㎛두께의 티타늄 코팅막(130)이 코팅될 수 있다. 반구(20,30) 및 부시(40)에는 티타늄 코팅막(130) 대신에 세라믹 예컨대, Al2O3로된 코팅막이 형성될 수도 있다 그리고, 반구(20,30) 및 부시(40)는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
상기 부시(40)와 반구(20,30) 사이의 고체마찰에 의한 마모를 감소시키고 소정의 공기압을 발생시키기 위하여 부시(40) 및/또는 반구(20,30)에 코팅된 티타늄 코팅막(120) 위에 두께 50 - 10㎛의 DLC(Diamond Like Carbon)막(140)이 코팅되어 제1그루브(80,제2도참조) 및 제2그루브(90)가 형성될 수 있다. 상기 DLC 코팅막(140)은 티타늄 코팅막(130)과의 선팽창계수가 유사하여 박리 문제나 클리어런스 변화의 문제를 야기하지 않을 뿐만 아니라 티타늄 코팅막(130)보다 마모에 강하기 때문에 고체마찰의 영향을 더 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 상기 DLC 코팅막(140)에 의하여 부시(40) 또는 반구(20,30)에 형성된 제1그루브(80) 및 제2그루브(90)는 필요하면 DLC 코팅막(110)의 두께에 따라 DLC 코팅막(100)을 지나 티타늄 코팅막(130) 거쳐 부시(40) 또는 반구(20,30) 내부까지 연장될 수 있다.
상술한 바와 같이 구비된 본 고안에 따른 공기 동압 베어링은 부시(40) 또는 반구(20,30)가 회전됨에 따라 외부의 공기는 필터(120) → 통기구(110) → 공기홈(100) → 제1그루브(80)를 통하여 순환된다. 이와 같이 공기가 순환됨에 따라 외부의 이물질은 필터에서 차단되어 클리어런스로 유입되지 않는다.
본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당 업계의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예의 실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 본 고안의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 공기 동압 베어링은 외부의 이물질이 클리어런스로 유입되지 않는다.

Claims (11)

  1. 회전하는 축에 고정된 내륜과, 상기 내륜의 윤활면에 대응하는 윤활면을 가지며 상기 내륜의 회전을 지지하는 외륜을 구비하는 공기 동압 베어링에 있어서,
    상기 내륜 또는 외륜의 윤활면에 형성되어 상기 내륜 또는 외륜이 회전될 때 외부로 소정의 공기압을 발생시키는 그루브와, 상기 내륜에 형성되어 상기 그루브로 외부의 공기를 공급하는 공기공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기공급수단은 상기 내륜과 상기 축 사이에 설치되는 필터와, 상기 내륜 또는 외륜에 형성되어 상기 그루브에 연결되는 공기홈과, 상기 공기홈과 상기 필터를 연결하는 통기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내륜 및 외륜 중 적어도 어느 하나의 윤활면에 티타늄 또는 세라믹으로 된 제1코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1코팅막 위에 DLC로 된 제2코팅막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2코팅막에 상기 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  6. 회전하는 축에 서로 대면되도록 고정되는 한 쌍의 반구와,상기 반구의 윤활면에 대응하는 윤활면을 가지며 상기 반구의 회전을 지지하는 부시를 구비하는 공기 동압 베어링에 있어서,상기 반구 또는 부시의 윤활면에 형성되어 상기 반구 또는 부시가 회전될 때 외부로 소정의 공기압을 발생시키는 그루브와, 상기 반구에 형성되어 상기 그루브로 외부의 공기를 공급하는 공기공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공기공급수단은 상기 반구와 상기 축 사이에 설치되는 필터와,상기 반구 또는 부시에 형성되어 상기 그루브에 연결되는 공기홈과,상기 공기홈과 상기 필터를 연결하는 통기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 반구 및 부시 중 적어도 어느 하나의 윤활면에 티타늄 또는 세라믹으로 된 제1코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1코팅막 위에 DLC로 된 제2코팅막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2코팅막에 상기 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 그루브는 제1코팅막까지 연장된 것을 특징으로 하는 공기 동압 베어링.
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