KR20050065532A - 동압 베어링 장치 - Google Patents

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푸미노리 사토지
켄지 이토
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에누티에누 가부시기가이샤
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Abstract

베어링 슬리브(8)는 하우징(7)에 압입되어 고정되며, 축 부재(2)의 축부(2a)는 베어링 슬리브(8)의 내주(8a)에 삽입된다. 그 이후, 트러스트 부재(10)가 하우징(7)의 내주(7c)의 하단부에 설치되고, 소정 위치에 위치되어, 초음파 용접에 의해 고정된다. 하우징(7)의 하단부를 트러스트 부재(10)의 외주에 가압하면서 초음파 진동을 인가하여, 하우징(7)의 접합면이 용해되고 트러스트 부재(10)에 고정된다.

Description

동압 베어링 장치{HYDRODYNAMIC BEARING DEVICE}
본 발명은 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압 작용에 의해 축 부재를 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지하는 동압 베어링 장치에 관한 것이다. 이 베어링 장치는 HDD와 FDD와 같은 자기 디스크 장치, CD-ROM, CD-R/RW, DVD-ROM/RAM 등의 광 디스크 장치 및 MD, MO 등의 광자기 디스크 장치를 위한 스핀들 모터, 레이저 빔 프린터(LBP)에서의 다각형 스캐너 모터 또는 축류팬(axial flow fan)과 같은 전기 장비용 소형 모터를 포함한 정보-처리 장비에서 사용하는데 이상적이다.
다양한 형태의 상술된 모터는 고정밀도로, 고속으로 그리고 저소음으로 회전하고 저비용으로 제조될 필요가 있다. 모터의 스핀들을 지지하는 베어링은 이러한 요구된 성능을 결정하는 요소중 하나여서, 최근에 이 형태의 베어링으로서 상기 요구된 성능이 우수한 특성을 갖는 동압 베어링을 사용하는 것이 고려되거나, 실제 사용한다.
예를 들어, HDD 등과 같은 디스크 장치의 스핀들 모터에서 설치된 동압 베어링 장치는 반경 방향(radial direction)에서 비접촉 방식으로 축 부재를 회전 가능하게 지지하는 레이디얼 베어링부, 및 트러스트 방향(thrust direction)에서 비접촉 방식으로 축 부재를 회전 가능하게 지지하는 트러스트 베어링부를 가지고 있으며, 레이디얼 베어링부는 베어링 슬리브의 내주면 또는 축 부재의 외주면에 형성된 동압을 발생시키는 그루브(동압 발생 그루브)를 사용한다. 트러스트 베어링부는 예를 들어, 동압 발생 그루브가 축 부재의 플랜지부의 양단면, 또는 이에 대향하는 면(베어링 슬리브의 단면, 하우징에 고정된 트러스트 부재의 단면 등)에 형성되는 동압 베어링을 사용한다(예를 들어, 일본국 특허 공개 제2000-291648 참조).
일반적으로, 베어링 슬리브는 하우징의 내주의 소정 위치에 고정되며, 대부분의 경우에, 시일 부재(seal member)는 하우징의 내부 공간으로 주입된 윤활유가 외측으로 누설되지 않도록 하기 위하여 하우징의 개구에 배치된다.
하우징, 베어링 슬리브, 축 부재, 트러스트 부재 및 시일 부재를 포함하는 상기 구조를 갖는 동압 베어링 장치에서, 정보-처리 장비 성능이 크게 증가함에 따라서 필요로 되는 높은 베어링 성능을 확보하기 위하여, 각 부품을 마감시 그리고 각 부품을 조립시 정확도를 증가시키도록 하는 노력이 진행중이다. 한편, 이 형태의 동압 베어링 장치에서, 정보-처리 장비의 가격 하향 추세에 따라서 비용 감소가 매우 요구된다.
조립 공정 효율을 증가시키는 것이 이 형태의 동압 베어링 장치의 비용을 감소시키는 핵심 요소중 하나이다. 즉, 하우징과 베어링 슬리브, 하우징과 트러스트 부재, 및 하우징과 시일 부재는 일반적으로 접착제에 의해 서로 고정되지만, 접착제를 사용하는 것은 상기 접착제를 도포하여 응고시키는데 비교적 긴 시간이 들기 때문에, 조립공정의 효율을 감소시키는 원인이 된다. 접착제로 인한 아웃가스(outgas) 발생 및 시간의 경과에 의한 접착력 저하의 가능성이 또한 염려된다.
도 1은 본 발명에 따른 동압 베어링 장치를 사용하는 정보-처리 장비용 스핀들 모터의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 동압 베어링 장치의 실시예를 도시한 단면도.
도 3에서 (a)는 베어링 슬리브의 단면도이고, (b)는 그 하면도이며, (c)는 그 상면도.
도 4는 트러스트 부재의 단면을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 6은 시일 부재의 단면도.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예의 단면도.
본 발명의 목적은 조립 공정의 효율을 증가시켜 제조 비용을 더욱더 감소시키는 동압 베어링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부품들 사이의 고정부로부터 아웃가스의 발생을 감소시키며, 시간 경과에 의한 그 접착력 저하를 감소시키는 동압 베어링 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 동압 베어링 장치는
하우징;
상기 하우징의 내주에 고정된 베어링 슬리브;
축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
상기 하우징이 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
수지로 이루어진 하우징이 사출성형 등과 같은 성형에 의해 형성되기 때문에, 선반 가공(lathe turning) 등에 의해 기계가공된 금속 하우징에 비하여, 하우징을 저비용으로 제조할 수 있으며, 프레스 가공에 의해 제조된 금속 하우징에 비하여, 비교적 높은 효율을 확보할 수 있다.
상기 구조에서, 트러스트 부재는 용접에 의해 수지 하우징의 일단부에 고정될 수 있다. 상기 하우징과 상기 트러스트 부재를 용접에 의해 고정하면 접착제에 의해 통상적으로 고정하는 것에 비하여 작업 효율이 개선될 수 있고, 고정부로부터의 아웃가스의 발생 및 시간 경과에 의한 접착력 저하가 방지되거나 제한될 수 있다.
본원에 사용된 "용접"은 결합될 두 부품중 한 부품 또는 양 부품의 접합면이 용해되어 고정되는 현상을 칭한다. 예를 들어, 초음파 용접, 진동 용접, 고주파 유도 가열 용접, 열-판 용접(hot-plate welding) 등과 같은 용접용 수단이 용접될 부품의 재료, 용접 조건, 및 다른 다양한 조건에 따라 적절하게 선택되어 채택된다. 일반적으로, 초음파 용접에서, 초음파 진동은 용접 압력과 동시에 인가되어 수지 제품의 일부에 강한 마찰열을 발생시킴으로써 접합면을 용해하여 용접한다. 진동 용접에서, 용접될 두 부품은 용접 압력을 인가하면서 소정 방향으로 진동되어, 접합면을 용해하여 용접한다. 고주파 유도 가열 용접에서, 고-주파수계(high-frequency field)가 용접될 부품에 인가되어, 과-전류 손실에 의해 열을 발생시킴으로써 접합면을 용해하여 용접한다. 열판 용접에서, 고온의 열원(열판)은 수지 제품의 접합면과 접촉해서, 접합면을 용해하여 용접한다. 이러한 용접 방법중에서, 초음파 용접이 장비가 간소하고 용접 시간이 짧다는 면에서 가장 바람직하다.
상술된 구조 대신에, 트러스트 부재가 수지 하우징의 일단부에 부착될 수 있고, 시일 부재가 용접에 의해 하우징의 단부에 고정될 수 있다.
수지 하우징 내에 베어링 슬리브를 고정하기 위하여 상술된 용접이 채택될 수 있다. 이 경우에, 베어링 슬리브는 소결 금속으로 이루어지며, 하우징 접합면의 용해 수지는 베어링 슬리브의 접합면의 표면 기공(surface pore)(소결 금속의 다공성 조직의 내부 기공이 표면에 개구되어 형성된 부분)을 통하여 내부 기공에 들어가서 응고한다. 내부 기공 내측에서 응고된 부분은 일종의 앵커 효과(anchor effect)로 인해 베어링 슬리브를 하우징과 견고하게 접촉시켜서, 베어링 슬리브 및 하우징이 위치들을 상대적으로 벗어나지 않고, 안전한 고정 조건을 달성할 수 있다.
하우징의 타단부에 시일부(seal portion)를 제공하는 경우에, 시일부는 하우징의 타단부와 일체로 형성되거나, 별도의 시일 부재가 하우징의 타단부에 고정된다. 후자의 경우에, 시일 부재를 수지 하우징에 고정하기 위하여 상술된 용접이 채택될 수 있다.
하우징을 형성하는 수지는 열가소성 수지인 것이 바람직하며, 특히 베어링 슬리브가 압입되는 하우징에서, 그 선팽창률은 8.0×10-5/℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 즉, 베어링 슬리브가 압입되는 하우징에서, 베어링 슬리브 자체의 중량과 충격 시험에서의 표준 가속의 곱을 견디는 압입 고정력이 필요하다. 이 형태의 동압 베어링 장치의 작동 온도 범위인 0 내지 80℃에서 필요한 압입 고정력을 확보하기 위하여, 하우징을 형성하는 수지의 선팽창률은 8.0×10-5/℃ 이하인 것이 바람직하다. 하우징에서 베어링 슬리브의 압입 영역이 증가하면 압입 고정력을 증가시킬 수 있지만, 예를 들어, 하우징의 두께가 2mm 이하와 같이 얇아질때, 수지 하우징에서 압입 영역은 최대 100μm이며, 바람직하게는 50μm이다. 압입 영역이 그 이상인 경우, 하우징의 외경의 정확도가 감소하기 때문에, 스핀들 모터 등에서 동압 베어링 장치를 설치할때 문제가 발생할 수 있고, 과도한 압입력에 의해 하우징에서 균열이 발생할 수 있다. 보다 명확하게, 예를 들어, LCP 또는 PES를 주성분으로 갖는 수지가 하우징을 형성하는 수지로서 사용될 수 있다.
베어링 슬리브는 소결 금속으로 이루어질 수 있고, 하우징은 베어링 슬리브와 동일한 형태의 금속으로 이루어질 수 있으며, 베어링 슬리브는 용접에 의해 하우징의 내주에 고정될 수 있다. 본원에서 사용된 "동일한 형태"는 주성분(베이스 금속)이 동일하다는 것을 칭한다. 예를 들어, 베어링 슬리브가 구리를 주성분으로 갖는 소결 금속으로 이루어지는 경우, 하우징은 구리 베이스 금속, 예를 들어, 황동으로 이루어진다. 이와 같은 구조로, 베어링 슬리브를 하우징 내에 초음파 용접 등에 의해 견고하게 고정할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 동압 베어링 장치(1)가 설치되는 정보-처리 장비용 스핀들 모터의 한 예를 도시한 것이다. HDD 등과 같은 디스크 구동 장치로서 사용된 스핀들 모터는 축 부재(2)를 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지하는 동압 베어링 장치(1), 축 부재(2)에 고정된 디스크 허브(3), 및 예를 들어, 반경 방향에서 갭을 가로질러 서로 대향하는 모터 고정자(4)와 모터 회전자(5)를 포함한다. 고정자(4)는 케이싱의 외주에 부착되고, 회전자(5)는 디스크 허브(3)의 내주에 부착된다. 동압 베어링 장치(1)의 하우징(7)은 케이싱(6)의 내주에 고정된다. 디스크 허브(3)는 자기 디스크 등과 같은 하나 또는 다수의 디스크(D)를 유지한다. 고정자에 전압인가시, 고정자(4)와 회전자(5) 사이에서 발생하는 전자기력에 의해 회전자(5)가 회전을 시작하여, 디스크 허브(3) 및 축 부재(2)가 일체로 회전한다.
도 2는 동압 베어링 장치(1)를 도시한 것이다. 이 동압 베어링 장치(1)는 하우징(7), 상기 하우징(7)에 고정된 베어링 슬리브(8)와 트러스트 부재(10), 및 축 부재(2)를 포함한다.
제 1 레이디얼 베어링부(R1) 및 제 2 레이디얼 베어링부(R2)는 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)과 축 부재(2)의 축부(2a)의 외주면(2a1) 사이에서 반경 방향으로 별도로 제공된다. 제 1 트러스트 베어링부(S1)는 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)과 축 부재(2)의 플랜지부(2b)의 상단면(2b1) 사이에 제공되며, 제 2 트러스트 베어링부(S2)는 트러스트 부재(10)의 단면(10a)과 플랜지부(2b)의 하단면(2b2) 사이에 제공된다. 설명에서의 편의상, 다음의 서술에서 트러스트 부재(10) 측이 하측으로 규정되며, 트러스트 부재(10)에 대향하는 측이 상측으로 규정된다.
예를 들어, 사출 성형에 의해 열가소성 수지로 이루어진 하우징(7)은 원통형 측부(7b), 및 상기 측부(7b)의 상단으로부터 내부 반경 방향에서 일체로 연장된 환-형 시일부(7a)를 갖는다. 시일부(7a)의 내주면(7a1)은 소정 시일 공간(S)을 가로질러 축부(2a)의 외주에 형성된 테이퍼면(tapered surface)(2a2)에 대향한다. 그 직경이 상부로(하우징(7)의 외부측 쪽으로) 갈수록 점점 감소하는 축부(2a)의 테이퍼면(2a2)은 또한 축 부재(2)의 회전에 의한 원심력 시일(centrifugal seal)로서 기능을 한다.
예를 들어, 스테인레스강 등과 같은 금속으로 이루어진 축 부재(2)는 축부(2a) 및 상기 축부(2a)의 하단에 일체로 또는 별도로 제공된 플랜지부(2b)를 갖는다.
예를 들어, 소결 금속으로 이루어진 다공성 금속, 특히 구리를 주성분으로 하는 소결 금속으로 이루어진 다공성 금속에 의해 원통형으로 형성된 베어링 슬리브(8)는 하우징(7)의 내주면(7c)의 소정 위치에 고정된다.
소결 금속으로 이루어진 베어링 슬리브의 내주면(8a)에서, 제 1 및 제 2 레이디얼 베어링부(R1 및 R2)의 레이디얼 베어링 면으로서 상부 및 하부 두 개의 영역이 축 방향으로 별도로 제공되며, 예를 들어, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 가시무늬 형태의 동압 발생 그루브(8a1 및 8a2)가 상기 두 영역에 각각 형성된다. 상부 동압 발생 그루브(8a1)는 축 중심(m)(축 방향에서 상부와 하부의 경사진 그루브 사이의 영역의 중심)에 대해서 비대칭이며, 상부 영역의 축 중심(m)까지의 축 길이(X1)는 하부 영역의 축 길이(X2)보다 길다. 베어링 슬리브(8)의 외주면(8d)에, 하나 또는 다수의 축 그루브(8d1)가 그 길이 전체에 걸쳐 축 방향으로 형성된다. 이 실시예에서, 세 개의 축 그루브(8d1)가 원주를 따라 등간격으로 형성된다.
예를 들어, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 나선 형태의 동압 발생 그루브(8c1)가 제 1 트러스트 베어링부(S1)의 트러스트 베어링 면으로서 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)에 형성된다. 동압 발생 그루브는 가시무늬 형태 또는 반경방향 그루브 형태로 형성될 수 있다.
도 3(c)를 참조하면, 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)은 반경 방향의 대략 중앙에 제공된 원주 그루브(8b1)에 의해 내경 영역(8b2)과 외경 영역(8b3)으로 분할되며, 내경 영역(8b2)에 하나 또는 다수의 반경방향 그루브(8b21)가 형성된다. 이 실시예에서, 세 개의 반경방향 그루브(8b21)가 원주를 따라 등간격으로 형성된다.
예를 들어, 황동 등과 같은 금속으로 이루어진 트러스트 부재(10)는 하우징(7)의 내주면(7c)의 하단에 고정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 트러스트 베어링부(S2)의 트러스트 베어링면의 역할을 하는 트러스트 부재(10)의 단면(10a)에, 예를 들어, 가시무늬 형태의 동압 발생 그루브(10a1)가 형성된다. 동압 발생 그루브는 나선형태 또는 반경방향 그루브 형태로 형성될 수 있다.
이 실시예에 따른 동압 베어링 장치(1)는 가령, 다음 공정으로 조립된다.
우선, 베어링 슬리브(8)는 하우징(7)의 내주면(7c)에 압입되고, 그 상단면(8b)은 시일부(7a)의 내부면(7a2)에 접한다. 그러므로, 베어링 슬리브(8)는 하우징(7)에 대해서 바른 위치에 고정된다.
시일부(7a)의 내부면(7a2)은 그 외경 영역이 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)에서 떨어지도록 기울어지거나 구부러진다. 그러므로, 시일부(7a)의 내부면(7a2)은 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)의 내경 영역(8b2)과 부분적으로 접촉하며, 내부면(7a2)과 상단면(8b)의 외경 영역(8b3) 사이에 갭이 형성된다.
그리고 나서, 축 부재(2)가 베어링 슬리브(8)에 부착된다. 레이디얼 베어링 갭을 정확하게 조정하기 위하여, 베어링 슬리브(8)가 하우징(7)에 압입되는 조건하에서 베어링 슬리브(8)의 내경이 측정되어 축부(2a)의 외경(미리-측정됨)과의 크기 매칭을 수행한다. 하우징(7)의 내주면(7c)이 단면이 다각형(예를 들어, 20 각형) 또는 불규칙한 형태로 형성되어 베어링 슬리브(8)의 외주면(8d)과 부분적으로 접촉하는 경우, 베어링 슬리브(8)를 압입할때, 내주면(8a)의 변형이 제한되어, 레이디얼 베어링 갭의 정밀도를 확보할 수 있다.
그리고 나서, 트러스트(10)가 하우징(7)의 내주면(7c)의 하단에 부착되고, 바른 위치로 조정되어 예를 들어, 초음파 용접에 의해 고정된다. 하우징(7)의 하단이 트러스트 부재(10)의 외주면에 대하여 가압되는 동안, 인가된 초음파 진동은 하우징(7)의 접합면을 녹여서, 하우징(7)을 트러스트 부재(10)에 고정시킨다. 이 때, 트러스트 부재(10)의 외주면에 널(knurl), 스크류 등의 형태로 형성되는 볼록부(projection)와 오목부(depression)는 하우징(7)을 트러스트 부재(10) 상에 용접에 의해 안전하게 고정시키는데 효과적이다.
상술된 바와 같이, 조립 완료시, 축 부재(2)의 축부(2a)는 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)에 삽입되고, 플랜지부(2b)는 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)과 트러스트 부재(10)의 단면(10a) 사이의 공간에 들어간다. 그리고 나서, 시일부(7a)에 의해 밀봉된 하우징(7)의 내부 공간은 베어링 슬리브(8)의 내부 기공을 포함하며, 윤활유로 충전된다. 윤활유의 기름 레벨은 시일 공간(S)의 범위 내에서 유지된다.
베어링 슬리브(8)를 하우징(7)에 고정하는 수단으로서, 용접, 예를 들어, 초음파 용접이 상술된 압입 대신에 채택될 수 있다. 그 때, 하우징(7)의 접합면의 용해 수지가 시일부(7a)로 흐르지 않도록 하기 위하여, 상기 용해 수지와 거의 동일한 양의 (하나 또는 다수의) 축 그루브가 예를 들어, 하우징(7)의 내주면(7c)에 제공되는 것이 바람직하다.
축 부재(2)가 회전할때, 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)의 레이디얼 베어링면으로서의 영역(상하 두 개의 영역) 각각은 레이디얼 베어링 갭을 가로질러 축부(2a)의 외주면(2a1)에 대향한다. 트러스트 베어링면으로서의 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)은 트러스트 베어링 갭을 가로질러 플랜지부(2b)의 상단면(2b1)에 대향하고, 트러스트 베어링면으로서의 트러스트 부재(10)의 단면(10a)은 트러스트 베어링 갭을 가로질러 플랜지부(2b)의 하단면(2b2)에 대향한다. 베어링 부재(2)가 회전하면 상기 레이디얼 베어링 갭 내의 윤활유의 동압이 발생되며, 상기 레이디얼 베어링 갭에서 형성된 윤활유의 기름막은 축 부재(2)의 축부(2a)를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지한다. 축 부재(2)를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지하는 제 1 레이디얼 베어링부(R1) 및 제 2 레이디얼 베어링부(R2)는 이와 같이 구성된다. 동시에, 윤활유의 동압이 상기 트러스트 베어링 갭에서 발생되며, 상기 트러스트 베어링 갭에서 형성된 윤활유의 기름막은 축 부재(2)의 플랜지부(2b)를 양 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지한다. 그러므로, 축 부재(2)를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 회전 가능하게 지지하는 제 1 트러스트 베어링부(S1) 및 제 2 트러스트 베어링부(S2)가 구성된다.
상술된 바와 같이, 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 동압 발생 그루브(8a1)는 축 중심(m)에 대해서 비대칭이며, 상부 영역의 축 중심(m)까지의 축 길이(X1)는 하부 영역의 축 길이(X2)보다 길다[도 3(a)]. 그러므로, 축 부재(2)가 회전할때, 동압 발생 그루브(8a1)로 인한 윤활유의 흡인력(retractive force)(펌핑력)은 낮은 영역과 비교하여 높은 영역에서 상대적으로 크게 된다. 흡인력의 차이에 의해, 베어링 슬리브(8)의 내주면(8a)과 축부(2a)의 외주면(2a1) 사이의 갭을 충전시키는 윤활유가 아래로 흐르게 되며, 상기 윤활유는 제 1 트러스트 베어링부(S1)의 트러스트 베어링 갭, 축 그루브(8d1), 시일 부재(2a)의 내부면(7a2)과 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)의 외경 영역(8b3) 사이의 갭, 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)의 원주 그루브(8b1), 및 베어링 슬리브(8)의 상단면(8b)의 반경방향 그루브(8b21)를 통하여 순환함으로써, 제 1 레이디얼 베어링부(R1)의 레이디얼 베어링 갭으로 리턴된다. 상술된 바와 같이, 윤활유가 하우징(7)의 내부 공간을 순환하기 때문에, 윤활유의 압력은 내부 공간에서 부분적으로 부(negative)가 되지 않게 되어, 부압(negative pressure)으로 인한 기포의 발생, 기포의 발생에 기인한 윤활유의 누설 및 진동의 발생 등과 같은 문제를 해결할 수 있다. 기포가 어떤 이유로 윤활유에 들어가게 될 지라도, 기포는 윤활유와 함께 순환하는 동안, 시일 공간(S) 내부의 윤활유의 유 경계면(oil interface)(기체-액체 경계면)을 통하여 외측으로 방출되어, 기포로 인한 역효과가 더 효율적으로 방지된다.
도 5는 다른 실시예에 따른 동압 베어링 장치(1')를 도시한 것이다. 동압 베어링 장치(1')와 도 2에 도시된 동압 베어링 장치(1) 사의의 실질적인 차이는 트러스트 부재(10')가 하우징의 내주면(7c)의 하단에 부착된 후, 실일 부재(11)가 용접에 의해 하단에 고정된다는 것이다.
트러스트 부재(10')는 예를 들어, 황동 등과 같은 금속으로 이루어지며, 예를 들어, 가시무늬 형태의 동압 발생 그루브는 제 2 트러스트 베어링부(S2)의 트러스트 베어링 표면으로서의 단면(10a')에 형성된다. 트러스트 부재(10')는 단면(10a')의 외부 에지로부터 상부로 연장하는 환형 접촉부(10b')를 일체로 가지고 있다. 접촉부(10')의 상단면은 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)과 접촉하며, 접촉부(10b')의 내주면은 갭을 가로질러 플랜지부(2b)의 외주면에 대향한다.
예를 들어, 수지로 이루어지는 시일 부재(11)는 도 6에 도시된 형태로 바람직하게 형성된다. 도 6에 도시된 시일 부재(11)는 외주면에는 용접 리브(11b)(전체 두께보다 좁은 두께의 부분)를 그리고 외주면의 하단 에지에는 리세스-형 수지 저장고(11c)를 가지고 있다. 시일 부재(11)의 상부면(11a)은 트러스트 부재(10')의 하부면과 접촉한다.
베어링 슬리브(8) 및 축 부재(2)가 상술된 바와 같이 하우징(7)에 고정된 이후에, 트러스트 부재(10')는 하우징(7)의 내주면(7c)의 하단에 삽입되며, 그 접촉부(10b')의 상단면은 베어링 슬리브(8)의 하단면(8c)과 접촉한다. 그러므로, 트러스트 부재(10')의 축 방향에서의 위치는 베어링 슬리브(8)와 관련하여 결정된다. 축 방향에서의 접촉부(10b') 및 플랜지부(2b)의 크기를 제어하면 제 1 트러스트 베어링부(S1) 및 제 2 트러스트 베어링부(S2)의 트러스트 베어링 갭을 정확하게 결정할 수 있다. 그리고 나서, 시일 부재(11)는 내주면(7c)의 하단에 부착되고, 그 상면(11a)은 트러스트 부재(10')의 하단과 접촉하며, 하우징(7)의 하단은 시일 부재(11)의 용접 리브(11b)에 대해 가압되면서 초음파 진동을 인가하여(초음파 용접), 하우징(7)의 접합면에 용해 용접 리브(11b)를 고정시킨다(용접 조건에 따라서, 하우징(7)의 접합면이 또한 용해될 수 있다). 용접시, 용접 리브(11b)의 용해로 인해 유체화된 수지가 수지 저장고(11c)로 흘러 들어가서, 용접후에 수지 버(resin burr)가 거의 발생하지 않는다.
도 7은 또다른 실시예에 따른 동압 베어링 장치(1")를 도시한 것이다. 동압 베어링 장치(1")와 도 2에 도시된 동압 베어링 장치(1) 사이의 실질적인 차이는 별도의 시일 부재(12)로 구성된 시일부가 용접에 의해 하우징(7)의 내주면의 상단에 고정된다는 것이다. 예를 들어, 수지로 이루어지는 시일 부재(12)는 초음파 용접에 의해 하우징의 접합면에 용접된다. 시일 부재(12)의 내주면(12a)은 소정의 시일 공간(S)을 가로질러 축부(2a)의 외주에 제공된 테이퍼면(2a2)에 대향한다.
상기 실시예에서, 하우징(7)은 수지로 이루어지지만, 베어링 슬리브(8)와 동일한 형태의 금속, 예를 들어, 황동으로 이루어질 수 있고, 하우징(7) 및 베어링 슬리브(8)는 용접, 예를 들어, 초음파 용접에 의해 일체로 고정될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 조립 공정이 효과적이어서, 부품들 사이의 고정부로부터 아웃가스의 발생을 감소시키고, 시간 경과에 의한 접착력 저하를 감소시키는 동압 베어링 장치를 보다 저비용으로 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내주에 고정된 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징이 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  2. 하우징;
    상기 하우징의 내주에 고정된 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징은 합성수지로 이루어지며, 상기 트러스트 부재는 용접에 의해 상기 하우징의 일단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  3. 하우징;
    상기 하우징의 내주에 고정된 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징은 수지로 이루어지며, 상기 트러스트 부재는 상기 하우징의 일단부에 부착되며, 시일 부재는 용접에 의해 상기 단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  4. 하우징;
    소결 금속으로 이루어지며, 상기 하우징의 내주에 고정되는 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징은 수지로 이루어지며, 상기 베어링 슬리브는 용접에 의해 상기 하우징의 상기 내주에 고정되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  5. 하우징;
    상기 하우징의 내주에 고정된 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 하우징의 타단부에 부착된 시일 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징은 수지로 이루어지며, 상기 시일 부재는 용접에 의해 상기 하우징의 상기 타단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  6. 하우징;
    소결 금속으로 이루어지며, 상기 하우징의 내주에 고정되는 베어링 슬리브;
    축부와 플랜지부를 갖는 축 부재;
    상기 하우징의 일단부에 부착된 트러스트 부재;
    상기 베어링 슬리브와 상기 축부 사이에 제공되어 레이디얼 베어링 갭에서 발생된 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 축부를 반경 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 레이디얼 베어링부; 및
    상기 베어링 슬리브와 상기 플랜지부 사이, 및 상기 트러스트 부재와 상기 플랜지부 사이에 제공되어 트러스트 베어링 갭에서 발생된 상기 윤활유의 동압의 작용에 의하여 상기 플랜지부를 트러스트 방향에서 비접촉 방식으로 지지하는 트러스트 베어링부를 구비하며:
    상기 하우징은 상기 베어링 슬리브와 동일한 형태의 금속으로 이루어지며, 상기 베어링 슬리브는 용접에 의해 상기 하우징의 상기 내주에 고정되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
  7. 제 2 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서, 초음파 용접이 상기 용접으로서 채택되는 것을 특징으로 하는 동압 베어링 장치.
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