KR100233012B1 - Apparatus for auto alignment central axis of fluide bearing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축 및 베어링의 조립시 발생하는 편심을 자동으로 보정하여 축과 회전체의 회전이 원활하고도 안정하게 되도록 한 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 관한 것으로, 유체압을 발생시키기 위한 소정 형태의 그루우브가 형성되어 있는 축과 이 축이 통과하여 압입되는 베어링 부재사이의 편심을 보정하여 상기 축의 중심이 자동적으로 유지되게 하는 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 있어서, 상기 베어링 부재의 외주면에 위치하며 소정의 복수의 요홈부가 형성되어 있는 허브 수단과, 그 소정부분이 상기 요홈부내에 회전가능하게 삽입되어 상기 베어링 부재를 상기 축의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 볼 부재를 포함하며, 상기 베어링 부재에는 상기 볼 부재의 나머지 부분이 회전가능하게 삽입되어 상기 베어링 부재가 축의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 복수의 요홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고, 또는 상기 베어링 부재의 외주면에 위치하는 허브 수단과, 상기 허브 수단과 상기 베어링 부재사이를 연결하며 상기 축의 편심에 따라 상기 베어링 부재를 좌우 회동가능토록 하는 고무탄성부재를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a shaft center compensator for a fluid bearing that automatically corrects the eccentricity generated when assembling the shaft and the bearing so that the rotation of the shaft and the rotating body is smooth and stable. A shaft center compensator for a fluid bearing for correcting an eccentricity between a shaft having grooves formed therein and a bearing member through which the shaft is press-fitted so that the center of the shaft is automatically maintained, wherein the shaft is positioned on an outer circumferential surface of the bearing member. And a hub means having a plurality of recesses formed therein, and a ball member rotatably inserted into the recess to allow the bearing member to rotate left and right in accordance with the eccentricity of the shaft. The remaining part of the ball member is rotatably inserted in the member so that the bearing member is eccentric of the shaft. A plurality of grooves are formed to be able to rotate left and right according to, or the hub means located on the outer circumferential surface of the bearing member, and the hub means and the bearing member to connect the bearing according to the eccentricity of the shaft It characterized in that it comprises a rubber elastic member to allow the member to rotate left and right.
Description
본 발명은 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 축 및 베어링의 조립시 발생하는 편심을 자동으로 보정하여 축과 회전체의 회전이 원활하고도 안정하게 되도록 한 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shaft center compensator for a fluid bearing, and more particularly, to a shaft of a fluid bearing which automatically corrects an eccentricity generated during assembly of a shaft and a bearing so that the rotation of the shaft and the rotating body is smooth and stable. A center compensator.
일반적으로 유체 베어링은 비디오 카세트나 캠코더등의 드럼 모터, 레이저 프린터 또는 스캐너의 스캐닝 모터, 하드 디스크장치의 모터등 고속 회전을 하는 다양한 모터장치의 회전체 축에 적용되는 것으로 상기 회전체의 소정면 혹은 축의 소정면이나 축과 회전체에 장착되는 베어링 작용 부재에 선택적으로 베어링 영역을 형성하여 상기 베어링 영역과 근접한 회전체나 축의 외주면 사이에서 발생되는 공기압을 이용하여 주지의 베어링작용이 되도록 한다.In general, the fluid bearing is applied to a rotating shaft of various motor devices that rotate at high speed, such as a drum motor such as a video cassette or camcorder, a scanning motor of a laser printer or scanner, or a motor of a hard disk device. The bearing region is selectively formed on a predetermined surface or a bearing action member mounted to the shaft and the rotating body so that the bearing action is known by utilizing the air pressure generated between the outer peripheral surface of the rotating body or the shaft adjacent to the bearing region.
상기와 같은 유체 베어링의 경우, 이것은 축이 설치된 공간과의 간격이 수 마이크로미터 단위로 대단히 미세한데, 이는 축과 상기 축이 설치된 공간에 있어서 그 가공면이 극히 정밀해야 한다는 것을 의미하는 것으로, 이를 위한 작업은 상당히 어려울 뿐만 아니라 그에 따른 가공 불량율이 매우 높았다.In the case of such a fluid bearing, this means that the spacing between the shaft and the space where the shaft is installed is very fine, which means that the machining surface must be extremely precise in the shaft and the space where the shaft is installed. The work was very difficult and the machining failure rate was very high.
뿐만 아니라, 상기 축을 회전체나 하우징등에 압입하여 고정시킬 경우, 소정의 압입력 및 가공 제작 작업등에 의하여 축의 중심도가 불량해지는 사례가 많이 발생되었다. 즉, 유체 베어링이 적용되는 장치를 위한 가공 제작작업시에 발생되는 상기와 같은 문제점은 완성된 제품에 있어 치명적인 문제점으로까지 발전하게 되는데, 이와 같은 문제점이 발생되는 일반적인 유체 베어링과 그에 따른 문제점을 살펴보면 다음과 같다.In addition, when the shaft is press-fitted into a rotating body, a housing, or the like, there have been many cases in which the center of gravity of the shaft is deteriorated due to a predetermined pressing force and a fabrication work. That is, the above problems generated during the fabrication work for the device to which the fluid bearing is applied develops into a fatal problem in the finished product. As follows.
도 1은 종래의 유체 베어링이 적용된 하드 디스크 모터장치의 단면도이고, 도 2는 종래의 문제점이 유발되는 불량 요인의 대표적인 사례를 보인 개략도이다.1 is a cross-sectional view of a hard disk motor device to which a conventional fluid bearing is applied, and FIG. 2 is a schematic view showing a representative example of a failure factor that causes a conventional problem.
도 1을 참조하면, 종래의 유체 베어링이 적용된 하드 디스크 모터장치(100)는 도시된 바와 같이 고정부위로서 작용하는 축(1)과, 상기 모터장치(100)의 외부를 감싸는 하우징(2), 후술하는 로터(10)와 상호작용하여 이를 회전시키는 스테이터(3), 모터 핀(4), 축(1) 방향에 걸리는 드러스트 하중을 위해 적용되는 드러스트(thrust) 베어링(5) 및 실링부(7)를 포함하며, 상기 하드 디스크 모터장치(100)에서 회전부위로서 작용하는 저어널 베어링(6)과, 저어널 베어링(6)을 감싸고 있는 허브(8), 계자철심인 요크(9), 로터(10)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 저어널 베어링(6)은 축(1)에 대해서 수직으로 작용하는 하중을 위해 설치되며, 로터(10)는 상기 스테이터(3)와 상호작용하여 회전하는 상기 모터장치(100)의 회전부위로서 작용한다. 그리고, 상기 축(1)의 소정부위에는 헤링본 형상의 그루우브(11)가 형성되어 있어 축(1)과 저어널 베어링(6) 사이에서, 그리고 축(1)과 드러스트 베어링(5) 사이에서 공지의 유체압을 발생시킨다.Referring to FIG. 1, a hard
그런데, 상기와 같이 구성되는 모터장치(100)에 있어서, 축(1)이 모터장치(100)의 중심부, 즉 스러스트 베어링(5)과 저어널 베어링(6) 및 하우징(10)등 사이에 압입될 때 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 축(1)이 그 중심선상에서 소정 각도 편심(??)되게 압입되는 경우가 빈번하게 발생되어, 이 모터장치를 통해 하드 디스크 시스템에서 데이터의 기록 저장 또는 데이터를 독취하는 경우 데이터에 악영향을 주는 문제점이 있었다.By the way, in the
더욱이, 상기와 같이 축이 압입되어 고정될 때 축 고정 및 압입이 정확하게 되지 않게 되면, 모터장치의 회전시 런-아웃(run-out)이 악화되어 이 모터장치를 사용하는 응용 시스템에 치명적인 악영향을 주는 문제점이 있었다.Furthermore, when the shaft is press-fitted and fixed, as described above, if the shaft is fixed and press-fitted incorrectly, run-out during rotation of the motor device may deteriorate, which may have a fatal adverse effect on the application system using the motor device. There was a problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 축의 압입 고정시 상기 축이 소정의 중심선상에 정확하게 매칭되지 않게 되더라도, 즉 편심되게 압입 고정되더라도 이를 자동으로 보정하게 하는 보정수단을 부가함으로써 모터의 회전 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 유체 베어링의 축 중심 보정장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and by adding a correction means for automatically correcting the shaft even when the axis does not match exactly on a predetermined center line, ie eccentrically press-fixed when fixed An object of the present invention is to provide a shaft center compensator for a fluid bearing to improve the rotational stability of the motor.
본 발명의 또 다른 목적은 축을 중심으로 한 회전체의 회전시 런-아웃(run-out)이 악화되지 않도록 함으로써 회전체의 회전 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 유체 베어링의 축 중심 보정장치를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a shaft center compensating device for a fluid bearing to improve run durability of a rotating body by preventing run-out from deteriorating when the rotating body is rotated about an axis. have.
도 1은 일반적인 하드 디스크 시스템에 적용되는 유체 베어링을 포함하는 모터장치를 개략적으로 도시한 구성도,1 is a schematic view showing a motor device including a fluid bearing applied to a general hard disk system;
도 2는 소정의 축이 편심되게 압입된 상태를 도시한 구성도,2 is a configuration diagram showing a state in which a predetermined axis is eccentrically pressed in;
도 3은 본 발명에 따른 유체 베어링의 축 중심 보정장치가 적용된 하드 디스크 시스템의 모터장치를 도시한 구성도,3 is a block diagram illustrating a motor device of a hard disk system to which a shaft center correction device of a fluid bearing according to the present invention is applied;
도 4는 본 발명에 따른 유체 베어링의 축 중심 보정장치의 작용을 설명하기 위한 작용 상태도,4 is an operation state diagram for explaining the operation of the axis center correction device of the fluid bearing according to the present invention,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 유체 베어링의 축 중심 보정장치의 다른 실시예들을 도시한 구성도.5 and 6 are diagrams showing other embodiments of the axis center correction device of the fluid bearing according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 축 30 : 편심 보정 보조부재1: axis 30: eccentricity correction auxiliary member
40 : 볼 부재 50 : 고무탄성부재40: ball member 50: rubber elastic member
60 : 저어널 베어링 62 : 편심 보정 요홈60: journal bearing 62: eccentricity correction groove
80 : 허브 82 : 안내지지부80: hub 82: guide support
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유체 베어링의 축 중심 보정장치는,The axis center correction device of the fluid bearing of the present invention for achieving the above object,
유체압을 발생시키기 위한 소정 형태의 그루우브가 형성되어 있는 축과 이 축이 통과하여 압입되는 베어링 부재사이의 편심(misalignment)을 보정하여 상기 축의 중심이 자동적으로 유지되게 하는 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 있어서,Correction of the axis center of the fluid bearing which corrects the misalignment between the shaft where a certain type of groove is formed for generating the fluid pressure and the bearing member through which the shaft is press-fitted. In the apparatus,
상기 베어링 부재의 외주면에 위치하며 소정의 복수의 요홈부가 형성되어 있는 허브 수단과, 그 소정부분이 상기 요홈부내에 회전가능하게 삽입되어 상기 베어링 부재를 상기 축의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 볼 부재를 포함하며,A hub means located on an outer circumferential surface of the bearing member and having a predetermined plurality of recesses, and a predetermined portion rotatably inserted into the recess to allow the bearing member to rotate left and right according to the eccentricity of the shaft. Member,
상기 베어링 부재에는 상기 볼 부재의 나머지 부분이 회전가능하게 삽입되어 상기 베어링 부재가 축의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 복수의 요홈부가 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.The bearing member is characterized in that the remaining portion of the ball member is rotatably inserted to form a plurality of grooves for allowing the bearing member to rotate left and right according to the eccentricity of the shaft.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유체 베어링의 축 중심 보정장치는,In addition, the axis center correction apparatus of the fluid bearing of the present invention for achieving the above object,
유체압을 발생시키기 위한 소정 형태의 그루우브가 형성되어 있는 축과 이 축이 통과하여 압입되는 베어링 부재사이의 편심(misalignment)을 보정하여 상기 축의 중심이 자동적으로 유지되게 하는 유체 베어링의 축 중심 보정장치에 있어서,Correction of the axis center of the fluid bearing which corrects the misalignment between the shaft where a certain type of groove is formed for generating the fluid pressure and the bearing member through which the shaft is press-fitted. In the apparatus,
상기 베어링 부재의 외주면에 위치하는 허브 수단과, 상기 허브 수단과 상기 베어링 부재사이를 연결하며 상기 축의 편심에 따라 상기 베어링 부재를 좌우 회동가능토록 하는 고무탄성부재를 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a hub means located on the outer circumferential surface of the bearing member, and a rubber elastic member that connects the hub means and the bearing member and allows the bearing member to rotate left and right according to the eccentricity of the shaft. .
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 베어링의 축 중심 보정장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 종래의 구성부재와 동일한 작용을 하는 구성부재에 대해서는 동일한 도면 부호와 동일한 명칭을 사용하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the axis center correction device of the bearing according to the present invention. For convenience of description, the same reference numerals and the same names will be used for the same member as the conventional member.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 베어링의 축 중심 보정장치가 사용된 하드 디스크 시스템의 일부분을 도시한 단면도로서 도면에 도시되지 않은 부분은 종래의 구성과 동일함으로 그 설명을 생략하기로 한다.3 to 6 are cross-sectional views showing a part of a hard disk system in which a shaft center compensator of a bearing according to the present invention is used, and parts not shown in the drawings are the same as in the conventional configuration, and description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 일실시예의 베어링의 축 중심 보정장치는 축(1)과 이 축(1)이 통과하여 압입되는 베어링 부재, 즉 저어널 베어링(60)사이의 편심을 보정하여 상기 축(1)의 중심이 자동적으로 유지되게 하는 것으로서, 상기 저어널 베어링(60)이 그 내부에서 소정의 원주방향으로 소정 각도 회동가능하게 감싸는 내주면을 가지며 상기 저어널 베어링(60)이 원주방향으로 회전할 때 이를 안내하고 지지하는 안내지지부(82)가 마련되어 있는 허브(80)를 포함하며, 상기 저어널 베어링(60)에는 상기 안내지지부(82)에 느슨하게 결합되어 저어널 베어링(60)과 축(1)사이의 편심이 보정되도록 상기 베어링 부재를 좌우로 회동시키는 편심 보정요홈(62)이 마련되어 있다. 여기서, 본 발명의 축 중심 보정장치는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 허브(80)와 저어널 베어링(60)사이에 개재되어 저어널 베어링(60)의 축(1) 중심 보정을 위한 회동을 원활하게 하는 편심 보정 보조부재(30)가 바람직하게 마련될 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 안내지지부(82)와 편심 보정요홈(62)은 도시된 바와 같이 바람직하게 각각 凸凹로 이루어진다.The shaft center correction apparatus of the bearing according to the embodiment of the present invention corrects the eccentricity between the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 베어링의 축 중심 보정장치의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 and 4 the operation of the shaft center correction device of the bearing according to the present invention configured as described above are as follows.
예를 들어, 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이 축(1)이 저어널 베어링(60)에 소정각도(??) 편심되게 압입된 상태에서 이들을 포함하는 장치 즉, 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 하드 디스크 시스템이 동작하게 되면, 본 발명에 따라 마련된 저어널 베어링(60)의 편심 보정요홈(62)과 허브(80)의 안내지지부(82) 및 편심 보정 보조부재(30)의 회동에 의해 축(1)의 편심 압입상태가 도 4b와 같이 보정되게 된다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 저어널 베어링(60) 또는 축(1)이 회전하는 경우, 저어널 베어링(60)과 축(1)사이에는 축(1)에 형성된 헤링본 그루우브(11)에 의해 유체압이 발생하게 된다. 축(1)이 저어널 베어링(60)에 편심되게 압입된 상태에서 저어널 베어링(60)과 축(1)사이에 상기와 같이 유체압이 발생하게 되면, 축(1)의 편심량 만큼 유체압의 차이가 발생하게 된다. 저어널 베어링(60)과 축(1)사이에 유체압의 차이가 발생하게 되면, 저어널 베어링(60)은 상기 유체압의 차이를 해소하기 위해 즉, 유체압의 평형상태를 이루기 위해 도 4b와 같이 회전하게 된다. 저어널 베어링(60)은 축(1)과 저어널 베어링(60)사이의 유체압이 평형을 이룰 때까지 회전하게 되며, 이로써 축(1) 중심이 정확하게 보정되게 된다.For example, as shown in FIG. 3, an apparatus including them in the state in which the
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예의 베어링의 축 중심 보정장치는, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 저어널 베어링(60)의 외주부에 위치하며 소정의 복수의 요홈(84)이 형성되어 있는 허브(80)와, 그 소정부분이 상기 요홈(84)에 회전가능하게 삽입되어 저어널 베어링(60)을 축(1)의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 볼 부재(40)를 포함하여 이루어진다. _______________________________________상기 저어널 베어링(60)에는 볼 부재(40)의 나머지 소정 부분이 회전가능하게 삽입되어 저어널 베어링(60)이 축(1)의 편심에 따라 좌우 회동할 수 있도록 하는 복수의 요홈(64)이 형성되어 있다. 이와 같은 구성을 하는 본 발명의 다른 실시예의 축 중심 보정장치는 도 4를 참조하면서 설명한 바와 같이 축(1)의 편심을 자동으로 보정하게 되는데, 이와 같은 구성은 그 구성을 보다 더 단순하게 하는 장점을 갖게 된다.In addition, the shaft center correction device of the bearing of another embodiment according to the present invention, as shown in Figure 5 is located in the outer peripheral portion of the journal bearing 60, the hub having a predetermined plurality of grooves (84) ( 80 and a predetermined portion of the
더욱이, 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 베어링의 축 중심 보정장치는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 저어널 베어링(60)의 외주부에 위치하는 허브(80)와, 허브(80)와 저어널 베어링(60)사이를 연결하며 축(1)의 편심에 따라 저어널 베어링(60)을 좌우 회동가능토록 하는 고무탄성부재(50)를 포함하여 이루어진다. 이와 같은 구성을 하는 본 발명의 다른 또 실시예의 축 중심 보정장치는 고무탄성부재(50)에 의해 축(1)의 편심이 자동으로 보정되게 된다. 즉, 도 6의 고무탄성부재(50)는 도 4의 축 중심 보정수단으로서 작용하는 편심 보정요홈(62)과 안내지지부(82) 및 편심 보정 보조부재(30)을 대체하여 축(1)의 편심을 자동으로 보정하게 된다. 따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 그 구성면에 있어서 훨씬 단순하게 되는 장점을 가지게 된다.Moreover, the shaft center compensator of the bearing of another embodiment according to the present invention, as shown in Figure 6, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유체 베어링의 축 중심 보정장치는, 축의 압입 고정시 상기 축이 소정의 중심선상에 정확하게 매칭되지 않게 되더라도, 즉 편심되게 압입 고정되더라도 이를 자동으로 보정하게 하는 보정수단을 부가함으로써 회전체의 회전 안정성을 향상시킬 수 효과를 제공하게 된다.As described above, the shaft center compensator of the fluid bearing according to the present invention has correction means for automatically correcting the shaft even when the shaft does not exactly match the predetermined center line when the shaft is press-fitted. By adding it, the effect which can improve the rotational stability of a rotating body is provided.
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