KR200178856Y1

KR200178856Y1 - Apparatus for generating dynamic pressure

Info

Publication number: KR200178856Y1
Application number: KR2019970040194U
Authority: KR
Inventors: 이창우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990027600U

Abstract

동압발생홈의 단부를 연결 그루우브를 통하여 상호 연통시킴으로서 동압발생홈의 단부에 집중되는 하중을 균일한 분포하중으로 형성시켜, 회전 안정성을 증가시켜 제품 성능을 개선시킬 수 있다.By connecting the end portions of the dynamic pressure generating grooves with each other through the connecting grooves, the load concentrated at the ends of the dynamic pressure generating grooves can be formed into a uniform distribution load, thereby increasing rotational stability and improving product performance.

Description

Connected Dynamic Pressure Generator

본 고안은 연결형 동압 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동압발생부재의 표면상에 형성되는 다수의 동압발생홈들의 단부를 상호 연결시켜 단부에서의 집중하중을 균일한 분포하중으로 형성하는 연결형 동압 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a connection type dynamic pressure generating device, and more particularly, a connection type dynamic pressure which connects the ends of a plurality of dynamic pressure generating grooves formed on the surface of the dynamic pressure generating member to form a concentrated load at the end as a uniform distribution load. It relates to a generator.

최근 들어, 전기전자 및 기계산업의 급격한 발달로 초고속 회전 성능을 필요로 하는 구동장치들, 예를 들면, 레이저 프린터의 스캐닝 모터, 하드디스크 드라이버의 스핀들 모터 또는 VCR의 헤드 구동모터 등은 기기의 특성상 보다 많은 데이터의 검색 및 저장, 재생을 단축된 시간에 수행하기 위해 축 흔들림이나 축 진동이 없는 고정밀, 초고속 회전 성능을 요구하고 있는 실정이다.Recently, due to the rapid development of the electronics and mechanical industries, driving devices requiring ultra-high rotational performance, for example, a scanning motor of a laser printer, a spindle motor of a hard disk driver, or a head drive motor of a VCR, etc., are used due to the characteristics of the device. In order to perform more data retrieval, storage and regeneration in a shorter time, there is a demand for high-precision, ultra-fast rotational performance without shaft shaking or shaft vibration.

이에 따라서, 구동모터의 축 흔들림이나 축 진동을 억제하며 안정적으로 고속 회전하는 구동모터의 개발과 함께 이와 같은 모터의 회전 성능을 향상시키기 위해 다양한 형태의 베어링 장치에 대해서 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.Accordingly, active research and development for various types of bearing devices have been actively conducted to improve the rotational performance of the motor along with the development of a drive motor that stably rotates at high speed while suppressing shaft shake and shaft vibration of the drive motor.

이와 같은 베어링 장치의 종류로는 고체 마찰에 의해 마찰력을 감소시키는 볼 베어링보다 뛰어난 성능을 갖고 초고속, 고정밀 안정성이 입증된 바 있는 유체 베어링 장치가 널리 사용되고 있는 바, 유체 베어링 장치는 윤활성능이 뛰어난 유체와 고체 사이의 경계마찰 원리가 적용된다.This type of bearing device has been widely used as a fluid bearing device that has superior performance than ball bearings that reduce friction by solid friction and has been proven to have high speed and high precision stability. The principle of boundary friction between and solid is applied.

기기의 독특한 특성에 따라서 여러 가지 종류의 유체 베어링 장치가 사용될 수 있지만 특히, 초고속, 고정밀 회전에 적합하고 회전체의 레이디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 지지하는 반구 베어링 장치 및 원추 베어링 장치가 널리 사용되고 있다.Depending on the unique characteristics of the machine, various kinds of fluid bearing devices can be used, but in particular, hemispherical and conical bearing devices, which are suitable for high speed and high precision rotation and simultaneously support radial and thrust loads of the rotating body, are widely used. have.

일예로 반구 베어링 장치에는 축에 고정된 반구와 부싱 사이에서 경계마찰이 작용하도록 반구와 부싱중 어느 일측에 소정 유체압을 발생시키는 스파이럴 형상의 동압발생홈이 형성된다.For example, the hemispherical bearing device is formed with a spiral-like dynamic pressure generating groove for generating a predetermined fluid pressure on either side of the hemisphere and the bushing so that boundary friction acts between the hemisphere fixed to the shaft and the bushing.

도 1을 참조하면, 동압발생홈이 형성된 반구가 도시되어 있다.Referring to Figure 1, a hemisphere with a dynamic pressure generating groove is shown.

반구(100)의 내부에는 소정직경의 관통공(130)이 형성되며 표면(110)과 이면(140)이 각각 평행하도록 형성된다. 또한 반구면(120)상에는 소정 폭과 깊이의 동압발생홈들(150)이 스파이럴 형상으로 다수개, 예를 들어 8개가 형성되어 있다.Through-holes 130 of a predetermined diameter are formed in the hemisphere 100, and the surface 110 and the rear surface 140 are formed to be parallel to each other. In addition, on the hemispherical surface 120, a plurality of dynamic pressure generating grooves 150 having a predetermined width and depth are formed in a spiral shape, for example, eight.

이와 같은 반구(100)를 회전시키면 동압발생홈(150)을 통하여 유입되는 유체, 예를 들어 공기가 동압발생홈의 단부에 부딪혀 축방향의 하중과 반경방향의 하중을 동시에 발생시킨다.When the hemisphere 100 is rotated, the fluid, for example, air flowing through the dynamic pressure generating groove 150 hits an end portion of the dynamic pressure generating groove, thereby simultaneously generating an axial load and a radial load.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 원주방향의 하중은 각각의 동압발생홈에 대응하여 집중적으로 발생하게 된다. 이에 따라 반구가 1회전할 때마다 동압발생홈의 개수만큼 압력변화를 동반하여 이상진동을 발생하게 된다.At this time, as shown in Figure 2, the load in the circumferential direction is generated intensively corresponding to each dynamic pressure generating groove. Accordingly, each time the hemisphere rotates once, abnormal vibrations are generated by changing the pressure by the number of dynamic pressure generating grooves.

즉, 통상 동압발생홈이 형성된 반구를 고속으로 회전시킬 때, 회전주파수 성분을 분석하면 반구 자체의 결점이나 편심 질량에 기인하여 f1 성분이 돌출되며, 동압발생홈의 영향에 의해 f8 성분이 돌출된다. 이때, f8 성분이 돌출되는 원인을 분석해보면, 주로 1회전마다 동압발생홈의 개수만큼 발생하는 압력변화가 주 원인임을 알 수 있다. 결국 이러한 압력변화는 이상진동을 일으키고, 이에 따라 고속 회전시에 회전 안정성이 저하된다는 문제점이 발생한다.That is, when the hemisphere in which the dynamic pressure generating groove is formed is rotated at high speed, when the rotation frequency component is analyzed, the f1 component protrudes due to the defect or the eccentric mass of the hemisphere itself, and the f8 component protrudes due to the influence of the dynamic pressure generating groove. . At this time, when analyzing the cause of the protruding f8 component, it can be seen that the main cause is the pressure change generated by the number of dynamic pressure generating grooves every one revolution. As a result, such a change in pressure causes abnormal vibration, thereby causing a problem that the rotational stability is deteriorated at high speed.

따라서, 본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은, 동압발생홈의 단부에 집중되는 하중을 균일한 분포하중으로 형성시켜 안정적으로 고속 회전할 수 있도록 하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, the object of the present invention is to form a load distributed at the end of the dynamic pressure generating groove as a uniform distribution load to be able to rotate stably at high speed.

도 1은 종래의 동압발생장치의 반구를 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing a hemisphere of a conventional dynamic pressure generating device,

도 2는 도 1의 반구에 의한 원주방향 하중분포 그래프이고,Figure 2 is a circumferential load distribution graph by the hemisphere of Figure 1,

도 3은 본 고안에 의한 동압발생장치의 반구를 도시한 사시도이고,Figure 3 is a perspective view showing a hemisphere of the dynamic pressure generating device according to the present invention,

도 4는 도 3의 반구에 의한 원주방향 하중분포 그래프이고,Figure 4 is a circumferential load distribution graph by the hemisphere of Figure 3,

도 5는 본 고안에 의한 동압발생장치의 반경방향 하중분포 그래프이고,5 is a radial load distribution graph of the dynamic pressure generating apparatus according to the present invention,

도 6은 본 고안에 의한 동압발생장치의 축방향 하중분포 그래프이다.6 is an axial load distribution graph of the dynamic pressure generating apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>

100, 200: 반구 110, 210: 반구의 표면100, 200: hemisphere 110, 210: surface of hemisphere

120, 220: 반구의 반구면 130, 230: 관통공120, 220: hemispherical hemispheres 130, 230: through holes

140, 240: 반구의 이면 150, 250: 동압발생홈140, 240: Back side of hemisphere 150, 250: Dynamic pressure generating groove

260: 연결 그루우브260: connecting groove

본 고안에 따르면, 회전체와 대향되어 상기 회전체에 반경반향 및 축방향 하중을 발생시키는 동압발생부재를 구비한 동압발생장치에 있어서, 동압발생부재 상에는 다수개의 동압발생홈들이 축방향으로 스파이럴 형상으로 형성되며, 동압발생홈들의 단부는 연결 그루우브를 통해 상호 연통된다.According to the present invention, in a dynamic pressure generating device having a dynamic pressure generating member which is opposed to a rotating body and generates radial and axial loads on the rotating body, a plurality of dynamic pressure generating grooves are formed in a spiral shape in the axial direction on the dynamic pressure generating member. And end portions of the dynamic pressure generating grooves communicate with each other through the connecting groove.

또한, 동압발생부재로는 반구가 사용될 수 있다.In addition, a hemisphere may be used as the dynamic pressure generating member.

본 고안의 다른 특징과 효과는, 이하 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명할 본 고안의 바람직한 실시예에 의해 더욱 명확해질 것이다.Other features and effects of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention, which will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 3을 참조하면, 종래와 같이 반구(200)의 내부에는 소정직경의 관통공(230)이 형성되며 표면(210)과 이면(240)이 각각 평행하도록 형성된다. 또한 반구면(220)상에는 소정 폭과 깊이의 동압발생홈들(250)이 스파이럴 형상으로 다수개, 예를 들어 이 실시예에서는 8개가 형성된다.Referring to FIG. 3, a through hole 230 having a predetermined diameter is formed inside the hemisphere 200 as in the related art, and the surface 210 and the rear surface 240 are formed to be parallel to each other. In addition, on the hemispherical surface 220, a plurality of dynamic pressure generating grooves 250 of a predetermined width and depth are formed in a spiral shape, for example, eight in this embodiment.

본 고안에 따르면, 각각의 동압발생홈(250)의 단부는 연결 그루우브(260)를 통하여 상호 연통된다. 즉, 반구(200)의 표면(210)으로부터 소정거리 이격되어 소정 폭과 깊이의 링 형상의 연결 그루우브(260)가 형성되고, 이 연결 그루우브(260)에 각각의 동압발생홈(250)이 연통된다.According to the present invention, the ends of each dynamic pressure generating groove 250 are communicated with each other through the connecting groove 260. That is, a ring-shaped connecting groove 260 having a predetermined width and depth is formed from the surface 210 of the hemisphere 200 by a predetermined distance, and each of the dynamic pressure generating grooves 250 is formed in the connecting groove 260. This is in communication.

이와 같은 구조의 반구의 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.The operation of the hemisphere with such a structure will be described with reference to FIG.

반구(200)가 회전하면 동압발생홈(250)을 통하여 유체, 예를 들어 공기가 유입되어 동압발생홈(250)을 따라 안내되어 단부에 이른다. 이때, 동압발생홈(250)의 단부는 연결 그루우브(260)를 통해 상호 연통되어 있기 때문에, 도 4와 같이, 원주방향의 하중은 연결 그루우브(260)를 따라 고르게 분포된다.When the hemisphere 200 rotates, fluid, for example, air, is introduced through the dynamic pressure generating groove 250 to be guided along the dynamic pressure generating groove 250 to reach an end portion. At this time, the ends of the dynamic pressure generating groove 250 are in communication with each other through the connecting groove 260, as shown in Figure 4, the circumferential load is evenly distributed along the connecting groove 260.

즉, 하중이 동압발생홈(250)의 단부에 집중되는 종래와 달리 동압발생홈(250)의 단부에 있어 원주방향을 따라 전체적으로 균일한 분포하중이 형성된다.That is, unlike the conventional case where the load is concentrated at the end of the dynamic pressure generating groove 250, at the end of the dynamic pressure generating groove 250, an overall uniform distribution load is formed along the circumferential direction.

따라서 1회전마다의 압력변화를 제거할 수 있어, 회전 주파수의 f8 성분을 제거할 수 있으며, 비록 f8 성분이 돌출된다 해도 그 레벨이 무시할 수 있을 정도로 작아진다.Therefore, the pressure change every one revolution can be eliminated, and the f8 component of the rotation frequency can be removed, and even if the f8 component protrudes, the level becomes negligibly small.

이에 따라 고속 회전시의 회전 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage that can ensure the rotational stability at high speed rotation.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 동압분포 그래프를 참조하면, 본 고안에 따른 베어링 장치에 있어서 반경방향의 하중은 연결 그루우브(260)의 폭에 걸쳐 최대동압 Pmax가 형성된다. 또한 축방향의 하중도 연결 그루우브(260)의 폭에 걸쳐 최대동압 Pmax가 형성된다.In addition, referring to the dynamic pressure distribution graphs shown in FIGS. 5 and 6, in the bearing device according to the present invention, the maximum dynamic pressure Pmax is formed over the width of the connecting groove 260 in the radial load. The maximum dynamic pressure Pmax is also formed over the width of the connecting groove 260 in the axial load.

따라서 발생되는 최대동압의 크기 및 발생위치에 있어서는 종래와 동일하기 때문에 반경방향 및 축방향의 하중에 있어서는 큰 차이가 없다. 반면에 본 고안에 따른 경우에는 균일한 분포하중을 형성할 수 있어, 고속 회전시에 회전 안정성을 확보할 수 있는 이점이 추가된다.Therefore, since the magnitude and the position of the maximum dynamic pressure generated are the same as in the prior art, there is no significant difference in the radial and axial loads. On the other hand, in the case of the present invention, it is possible to form a uniform distribution load, which adds an advantage of ensuring rotational stability at high speed.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 연결형 동압 발생장치에 의하면, 동압발생홈의 단부를 연결 그루우브를 통하여 상호 연통시킴으로서 동압발생홈의 단부에 집중되는 하중을 균일한 분포하중으로 형성시켜, 회전 안정성을 증가시켜 제품 성능을 개선시키는 효과가 있다.As described above, according to the connection type dynamic pressure generating device according to the present invention, the end portions of the dynamic pressure generating grooves communicate with each other through the connecting grooves to form a load distributed on the ends of the dynamic pressure generating grooves as a uniform distribution load, thereby ensuring rotational stability. This increases the product performance.

또한 본 고안에서는 동압발생부재로서 반구를 예로 들어 설명하고 있으나, 다른 형태, 예를 들어 원추형의 동압발생부재에도 적용할 수 있음은 물론이다.In addition, the present invention has been described using the hemisphere as an example of the dynamic pressure generating member, it can be applied to other forms, for example, a conical dynamic pressure generating member.

Claims

In the dynamic pressure generating device having a dynamic pressure generating member facing the rotating body for generating radial and axial load on the rotating body,

And a plurality of dynamic pressure generating grooves are formed in a spiral shape in the axial direction on the dynamic pressure generating member, and end portions of the dynamic pressure generating grooves communicate with each other through a connecting groove.

The connected dynamic pressure generating device as claimed in claim 1, wherein the dynamic pressure generating member is a hemisphere.