KR0179518B1 - Kinetic pressure bearing for spindle motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스핀들 모터의 회전축에 사용하기 위한 동압베어링에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 동압베어링의 홈의 형태를 달리하여 내구성을 보장하는 한편, 동압베어링의 효과가 향상될 수 있도록 하고, 특히 베어링의 양측 끝부분과 중간 부분의 동압효과를 달리하므로서 베어링의 사용용도에 최적의 기능을 발휘할 수 있도록 하는데 있다.The present invention relates to a dynamic bearing for use in a rotating shaft of a spindle motor. The main object of the invention is to ensure durability by varying the shape of the groove of the dynamic bearing and to improve the effect of the dynamic bearing, in particular, The difference between the dynamic pressure effect at both ends and the middle part is to enable the optimum function for the bearing application.
이를 위한 특징적인 구성은 원통형의 베어링 내경에 축의 길이방향을 따라 다수의 홈을 형성하여 동압작용을 일으키도록 구성한 동압베어링에 있어서, 상기한 원통형 베어링의 상측 끝단부로 부터 중간부까지를 포함하여 형성한 상향홈과, 그 원통형 베어링의 하측 끝단부로 부터 중간부까지를 포함하여 형성하되, 상기한 상향홈과 만나지 않는 하향홈을 형성하여 하향홈이 중복되지 않은 상반부와, 상향홈이 중복되지 않은 하반부와, 하향홈과 상향홈이 교대로 중복된 중간부로 이루어지도록 하는데 있는 것이다.A characteristic configuration for this purpose is in a hydrodynamic bearing configured to cause a dynamic pressure action by forming a plurality of grooves along the longitudinal direction of the shaft in the cylindrical bearing inner diameter, the cylindrical bearing formed from the upper end to the middle And the upper half, and formed from the lower end of the cylindrical bearing to the middle, including the upper half and the lower half of the downward groove is not overlapped by forming a downward groove that does not meet the above-mentioned upper groove, In other words, the downward groove and the upward groove are alternately formed in the middle part.
Description
제1도는 종래의 일반적인 동압베어링을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional general dynamic bearing.
제2도는 종래의 또 다른 실시예의 동압베어링 단면도.2 is a sectional view of a dynamic bearing of another conventional embodiment.
제3도는 본 발명의 구성을 보인 동압베어링의 정단면도.Figure 3 is a front sectional view of a dynamic pressure bearing showing the configuration of the present invention.
제4도는 제3도의 A-A선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
제5도는 제3도의 B-B선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
제6도는 제3도의 C-C선 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
제7도는 본 발명의 사용예를 보인 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing an example of use of the present invention.
제8도는 본 발명의 오일홈 비례를 달리 실시한 상태의 단면도.8 is a cross-sectional view of a state in which oil groove proportionality of the present invention is implemented differently.
제9도는 제8도의 또 다른 실시예를 보인 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing still another embodiment of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 동압베어링 2 : 상반부1: Dynamic bearing 2: Upper half
3 : 중간부 4 : 하반부3: middle part 4: lower half part
5 : 회전축 11 : 상향홈5: shaft 11: upward groove
12 : 하향홈12: downward groove
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
본 발명은 스핀들 모터의 회전축에 사용하기 위한 동압베어링에 대한 것으로 특히 내면에 새로운 형태의 홈을 형성하여 동압 베어링의 효과를 배가시키면서, 특히 베어링 각 부분의 동압효과를 달리하여 사용 용도에 따른 최적의 기능을 발휘할 수 있도록 특징이 있는 것이다.The present invention relates to a dynamic bearing for use in a rotating shaft of a spindle motor, in particular to form a new groove on the inner surface to double the effect of the dynamic bearing, in particular by varying the dynamic effect of each part of the bearing to the optimum use It is characteristic to be able to function.
일반적으로 컴팩트 디스크 플레이어나 비디오 디스크 플레이어 또는 플로피 디스크 드라이브등 회전 구동원으로서 사용되고 있는 스핀들 모터에는 볼베어링이 많이 사용되어 왔으나 스핀들 모터가 갈수록 정밀화 되어 가기 때문에 근래에는 동압베어링을 점차 많이 사용하게 되었다.In general, ball bearings have been used for spindle motors such as compact disc players, video disc players, or floppy disk drives. However, dynamic pressure bearings have been increasingly used in recent years because spindle motors are becoming more and more precise.
먼저 소결함유 베어링(a)의 종래 구조를 보면 제1도 도면에서 보듯이 단순히 원통형으로 형성하여 그 내경(b)에 회전축을 끼우되, 그 틈새를 약2㎛~4㎛정도로 하여 진동을 최소화 하도록 한 것이다.First, in the conventional structure of the sintered bearing (a), as shown in FIG. 1, it is simply formed in a cylindrical shape to insert a rotating shaft in the inner diameter (b), so that the gap is about 2 μm to 4 μm to minimize vibration. It is.
그러나 이러한 종래의 소결함유 베어링(a)은 가공공차가 까다롭게 되며 마찰에 의해 비주기진동이 발생하는 문제가 있다.However, such a conventional sintered bearing (a) has a problem in that processing tolerances are difficult and aperiodic vibration is generated by friction.
한편, 상기와 같은 종래의 소결함유 베어링을 개선한 것이 제2도 도면의 동압베어링(c)이며, 이는 도면에서 보듯이 내경에 축방향으로 나란히 홈(d)을 형성하되, 양측 끝까지 형성한 것이다.On the other hand, the improvement of the conventional sintered bearing as described above is the dynamic pressure bearing (c) of Figure 2, which is a groove (d) side by side in the axial direction in the inner diameter as shown in the drawing, but formed to both ends .
이러한 동압베어링의 작용효과를 보면 평단면도에서 보듯이 홈이 있는 틈새(e)에서 많이 뿜어져 나오는 오일은 홈이 없는 틈새(f)에서 회전축과 베어링 내경에 모아지는 작용을 하며, 이로인해 홈이 없는 틈새(f)에서는 오일압력이 높아지기 때문에 회전축이 그 중앙에서 마찰없이 회전하도록 하는 동압작용을 일으키게 되는 것이다.As shown in the plan view, the oil spouted from the grooved gap (e) collects on the rotating shaft and the bearing inner diameter in the grooved gap (f). In the gap f, the oil pressure is increased, so that the rotating shaft causes dynamic pressure to rotate without friction in the center thereof.
그러나 이러한 일반적인 동압베어링은 회전축에 작용하는 편심이 큰 경우나, 회전을 함에 있어서 하중의 작용방향이 일정하지 않은 경우에는 오일 동압효과가 거의 없어지게 되는 문제가 있으며, 또 회전축에 축방향으로 압력이 작용하는 경우에는 사용하기 어렵고 수명이 짧다.However, such a general dynamic bearing has a problem that the oil dynamic pressure effect is almost eliminated when the eccentricity acting on the rotating shaft is large or when the direction of load is not constant during rotation, and the pressure in the axial direction of the rotating shaft is lost. If it works, it is difficult to use and has a short lifespan.
더 나가서 회전축의 강성이 회전축과 동압베어링 사이의 오일압력에 의하여 특성이 결정되는 바, 종래와 같은 일반적인 홈의 형성으로는 사용자 의도에 따른 강성의 변화를 주기에 적합하지 않은 것이다.Further, since the rigidity of the rotating shaft is determined by the oil pressure between the rotating shaft and the dynamic bearing, the formation of a conventional groove as in the prior art is not suitable to change the rigidity according to the user's intention.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 동압베어링의 홈의 형태를 달리하여 내구성을 보장하는 한편, 동압베어링의 효과가 향상될 수 있도록 하고, 특히 베어링의 양측 끝부분과 중간 부분의 동압효과를 달리하므로서 베어링의 사용용도에 최적의 기능을 발휘할 수 있도록 하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve various problems of the related art as described above. The main object of the present invention is to ensure durability by varying the shape of the groove of the dynamic bearing, and to improve the effect of the dynamic bearing. In particular, by varying the dynamic pressure effect of both ends and the middle portion of the bearing to achieve the optimum function for the use of the bearing.
그리고 이를 위한 특징적인 구성은 원통형의 베어링 내경에 축의 길이방향을 따라 다수의 홈을 형성하여 동압작용을 일으키도록 구성한 동압베어링에 있어서, 상기한 원통형 베어링의 상측 끝단부로부터 중간부까지를 포함하여 형성한 향홈과, 그 원통형 베어링의 하측 끝단부로부터 중간부까지를 포함하여 형성하되, 상기한 상향홈과 만나지 않는 하향홈을 형성하여 하향홈이 중복되지 않은 상반부와, 상향홈이 중복되지 않은 하반부와, 하향홈과 상향홈이 교대로 중복된 중간부로 이루어지도록 하는데 있는 것이다.And the characteristic configuration for this is a dynamic bearing formed by forming a plurality of grooves along the longitudinal direction of the shaft in the cylindrical inner diameter of the bearing to generate a dynamic pressure, formed from the upper end to the middle of the cylindrical bearing An upper half portion having a directional groove and a lower end portion from the lower end portion of the cylindrical bearing to an intermediate portion, the upper half portion having no downward grooves formed by forming a downward groove which does not meet the upward grooves; In other words, the downward groove and the upward groove are alternately formed in the middle part.
이하 첨부 도면에 따라 본 발명의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention according to the accompanying drawings in detail as follows.
제3도는 본 발명의 구성을 보인 동압베어링(1)의 정단면도이고, 제4도는 A-A선 단면도, 제5도는 B-B선 단면도, 제6도는 C-C선 단면도이다.3 is a sectional front view of the dynamic bearing 1 showing the configuration of the present invention, FIG. 4 is a sectional view taken along the line A-A, FIG. 5 is a sectional view taken along the line B-B, and FIG.
제3도 도면에서 보듯이 본 발명은 원통형의 베어링(1) 내경에 축의 길이방향을 따라 다수의 홈을 형성하여 동압작용을 일으키도록 구성하되, 상측 끝단부로부터 중간부까지를 포함하는 길이의 상향홈(11)과, 그 원통형 베어링의 하측 끝단부로부터 중간부까지를 포함하는 길이의 하향홈(12)으로 형성하되, 상기한 상향홈(11)과 하향홈(12)은 서로 만나지 않도록 교대로 반복하여 형성한 것이다.As shown in Figure 3 the present invention is configured to cause a dynamic pressure by forming a plurality of grooves along the longitudinal direction of the shaft in the inner diameter of the cylindrical bearing (1), the upward of the length including from the upper end to the middle The groove 11 and the downward groove 12 having a length including the lower end portion to the middle portion of the cylindrical bearing, wherein the upward groove 11 and the downward groove 12 are alternately not to meet each other. It is formed repeatedly.
따라서 하향홈(12)이 중복되지 않고 상향홈(11)만 형성되어 있는 상반부(2)는 제4도와 같으며, 상향홈(11)과 하향홈(12)이 반복적으로 중복되어 있는 중간부(3)는 제5도와 같고, 상향홈(11)이 중복되지 않고 하향홈(12)만 형성되어 있는 하반부(4)는 제6도와 같다.Accordingly, the upper half portion 2 in which the downward grooves 12 are not overlapped and only the upward grooves 11 are formed is the same as in FIG. 4, and the intermediate portion in which the upward grooves 11 and the downward grooves 12 are repeatedly overlapped ( 3) is the same as in FIG. 5, and the lower half 4, in which only the downward groove 12 is formed without the upward groove 11 overlapping, is the same as in FIG.
제7도 도면중 미설명 부호 5는 회전축이다.In FIG. 7, reference numeral 5 denotes a rotating shaft.
상기와 같이 구성된 본 발명은 제4도 및 제6도와 같은 상반부(2)와 하반부(4)가 서로 같은 오일압력을 얻을 수 있는 한편, 중간부(3)는 상,하반부에 비하여 오일압력이 더 작아질 수 있다. 이는 중간부(3)의 홈 갯수가 더 많기 때문이다.According to the present invention configured as described above, the upper half portion 2 and the lower half portion 4 as shown in FIGS. 4 and 6 can obtain the same oil pressure while the middle portion 3 has a higher oil pressure than the upper and lower half portions. Can be small. This is because the number of grooves in the intermediate portion 3 is larger.
그리고 이와 같은 구성은 금형제작과 소결함유 베어링의 마지막 제조공정인 사이징(Sizing)에 의하여 제작할 수 있다.And such a configuration can be produced by sizing (sizing), the final manufacturing process of the mold manufacturing and sintered bearing.
즉, 금형상태에서 일측의 홈만을 형성하고, 사이징공정에서 상기의 홈을 사이에둔 또 다른 홈만을 형성하여 구성할 수 있는 것이므로 용이하게 제작할 수 있는 것이다.That is, since only one groove is formed in the mold state, and only another groove is formed between the grooves in the sizing step, it can be easily manufactured.
이러한 본 발명은 제7도 도면에서 보는 바와 같이 사용할 수 있는 바, 회전축(5)이 회전하면 동압베어링(1)의 오일에 의한 윤활기능이 작용하게 되며, 이는 회전축(5)과 본 발명의 베어링 사이에 오일 압력이 나타나는데 이때, 회전축(5)과 베어링(1)의 내경이 접하는 상반부(2), 중간부(3), 하반부(4)에서 나타나는 오일압력은 상향홈(11) 및 하향홈(12)의 개수를 달리하므로서 조정이 가능하며, 예컨데 상반부하반부중간부와 같은 세기로 조정한다든지 하반부상반부중간부와 같은 세기로 조정할 수도 있다.This invention can be used as shown in Figure 7 bar, when the rotating shaft 5 is rotated, the lubrication function by the oil of the dynamic pressure bearing (1) acts, which is the rotating shaft 5 and the bearing of the present invention Oil pressure appears between the oil pressure appearing in the upper half (2), the middle portion (3), the lower half (4) in contact with the inner diameter of the rotating shaft (5) and the bearing (1) is the up groove (11) and the down groove ( 12) can be adjusted by varying the number of, for example, the same intensity as the upper half half middle portion, or may be adjusted to the same intensity as the middle half upper half.
한편, 본 발명의 상향홈(11)과 하향홈(12)은 사용목적에 따라 비례를 달리할 수 있다.On the other hand, the upward groove 11 and the downward groove 12 of the present invention may vary in proportion to the purpose of use.
즉, 회전축이 편심진 부하가 작용하고 있을 때 제8도 도면에서 보는 바와 같이 하향홈(12)의 갯수를 많게 하여 상반부(2)에서 편심부하의 영향을 많이 받도록 할 수 있고, 반대로 제9도 도면에서 보듯이 상향홈(11)의 갯수를 많게하여 하반부(4)에서 편심부하의 영향을 많이 받게 할 수 있는 것이다.That is, when the eccentric load is applied to the rotating shaft, as shown in FIG. 8, the number of the downward grooves 12 may be increased so that the upper half 2 may be affected by the eccentric load. As shown in the figure by increasing the number of the upper groove 11 can be affected by the eccentric load a lot in the lower half (4).
이상에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은 동압베어링(1)을 형성하되, 상,하반부(2),(4)1의 오일압력이 중간부(3)의 오일압력 보다 높도록 동압을 달리하였기 때문에 회전축이 흔들릴 때 더 안정된 상태로 지지할 수 있게 되는 것이며, 특히 상반부(2)와 하반부(4)의 홈갯수를 달리하여 상,하 압력을 달리했을 때는 편심진 하중에 대해서도 보다 안정된 회전을 할 수 있게 되며, 따라서 회전정도가 향상될 뿐만 아니라 수명이 크게 연장되는 장점이 있다.As described in detail above, the present invention forms a dynamic pressure bearing (1), but because the dynamic pressure is different so that the oil pressure of the upper, lower half (2), (4) 1 is higher than the oil pressure of the middle portion (3) When the shaking is more stable, it is possible to support a more stable state, especially when the number of grooves of the upper half (2) and the lower half (4) is different, so that when the upper and lower pressures are different, more stable rotation is possible even for eccentric load. As a result, the degree of rotation is improved and the service life is greatly extended.
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