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KR19980030901A - Thrust bearing device with variable clearance - Google Patents

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KR19980030901A
KR19980030901A KR1019960050382A KR19960050382A KR19980030901A KR 19980030901 A KR19980030901 A KR 19980030901A KR 1019960050382 A KR1019960050382 A KR 1019960050382A KR 19960050382 A KR19960050382 A KR 19960050382A KR 19980030901 A KR19980030901 A KR 19980030901A
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KR
South Korea
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shaft
thrust bearing
sleeve
dynamic pressure
pressure generating
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Application number
KR1019960050382A
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Korean (ko)
Inventor
이창우
Original Assignee
김광호
삼성전자 주식회사
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Publication date
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Priority to DE19739548A priority patent/DE19739548A1/en
Priority to GBGB9721612.1A priority patent/GB9721612D0/en
Priority to CN97120454A priority patent/CN1181468A/en
Priority to JP9296010A priority patent/JPH10131956A/en
Priority to GB9722715A priority patent/GB2318842A/en
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Abstract

본 발명은 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치에 관한 것으로, 본 발명의 의한 구성은 회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브의 내경 또는 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 외경부에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 드러스트 베어링 장치에 있어서, 상기 드러스트 베어링은 상기 드러스트 베어링 중심부가 상기 드러스트 베어링의 원주보다 볼록한 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의한 효과는 축과 드러스트 베어링의 간극을 가변함으로써 축이 빠른 시간에 안정적인 회전을 요구하는 경우나 축의 구동을 부드럽게 멈춰야 하는 경우 특히 유용한 결과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a thrust bearing device having a variable gap, and the configuration according to the present invention includes a center of rotation shaft, a sleeve to which the shaft is fitted, a bearing bracket for fixing the sleeve, and a sleeve to the sleeve. A thrust bearing having a first dynamic pressure generating groove formed therein so as to float the shaft, and formed in an inner diameter of the sleeve or an outer diameter of the shaft fitted to the sleeve to contactlessly rotate the sleeve and the shaft; In the thrust bearing device including a second dynamic pressure generating groove for the, the thrust bearing is characterized in that the center of the thrust bearing is more convex than the circumference of the thrust bearing, the effect of the present invention is the shaft and the drum If the shaft requires stable rotation in a short time by varying the gap of the bearing If you stop to soften the drive shaft can be achieved particularly useful results.

Description

가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치Thrust bearing device with variable clearance

본 발명은 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전축의 드러스트 하중을 지지하는 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과 회전축 사이의 간극을 가변시킴으로서 회전축의 구동 및 구동 정지시 회전축과 드러스트 베어링에 발생하는 과부하와 마모를 방지하여 동압형 유체베어링의 수명을 증가시킨 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thrust bearing device having a variable gap, and more particularly, by varying the gap between the thrust bearing and the rotating shaft in which a dynamic pressure generating groove for supporting the thrust load of the rotating shaft is formed. The present invention relates to a thrust bearing device having a variable clearance which prevents overload and abrasion occurring in a rotating shaft and a thrust bearing, thereby increasing the life of the hydrodynamic bearing.

최근들어 컴퓨터, 오디오 시스템, 영상 기기 등과 같은 정보, 매체 산업의 기술력이 증가되면서 기 언급한 각종 기기의 크기는 소형화되고, 소형화에 따라 더욱 미세하고 정밀한 성능을 갖는 기기의 부품을 요구하고 있는 실정이며, 특히, 컴퓨터의 경우 기억장치의 하나인 하드 디스크(HDD)의 스핀들 모터 구동장치 및 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치, 오디오 시스템의 경우 레이저 디스크 및 컴팩트 디스크 구동 장치, 영상 기기의 경우 VCR 헤드 및 캠코더의 구동 장치등은 공통적으로 구동장치에 결합되어 있는 회전축과 회전체를 고속회전 시킴으로서 원하는 데이터의 저장 및 탐색, 데이터 재생 등의 작업을 하게 되는데, 이때 회전축은 매우 고속으로 회전하게 됨으로 고속 회전에 의한 축 떨림 및 축 흔들림, 축 진동 등은 고속회전시 제품의 성능에 치명적인 결과를 가져 오게 됨으로 이와 같은 기기들에는 모두 고속회전에 의한 문제점들을 보안하기 위해 기계요소중 하나인 베어링이 사용되고 있으며 특히 회전축에 최소의 마찰력이 작용하도록하는 여러 가지 베어링 종류들중 드러스트 베어링 장치가 널리 사용되고 있다.Recently, as information technology such as computer, audio system, video equipment, etc. and media industry have increased, the size of various devices mentioned above is miniaturized, and according to the miniaturization, there is a demand for components of devices with finer and more precise performance. In particular, a spindle motor drive of a hard disk (HDD), which is one of the storage devices for a computer, and a polygon mirror drive of a laser printer, a laser disk and a compact disc drive for an audio system, a VCR head and a camcorder for an imaging device. In general, the driving device of the motor rotates the rotating shaft and the rotating body which are coupled to the driving device at high speed, thereby storing and retrieving desired data and reproducing data. The rotating shaft rotates at a very high speed. Shaking, Shaking, Shaking of Shaft are the characteristics of the product during high speed rotation. All of these devices use bearings, one of the mechanical elements, to protect the problems caused by high-speed rotation. Drust bearings, among other types of bearings, have a minimum frictional force on the rotating shaft. The device is widely used.

이와 같은 종래의 드러스트 베어링 장치를 구비하고 있는 구동장치중 레이져 프린터의 감광드럼에 레이져 빔을 조사하는 폴리건 미러 구동장치를 일례로 설명하면 다음과 같다.Among the driving apparatuses having such a conventional thrust bearing device, a polygon mirror driving apparatus for irradiating a laser beam to a photosensitive drum of a laser printer will be described as an example.

도 1은 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치를 도시한 도면으로, 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.1 is a view illustrating a polygon mirror driving apparatus of a laser printer, in which a through hole having a predetermined diameter is formed in a bearing bracket 10, and a sleeve 20 as shown in the through hole is fitted into the through hole. The bearing bracket 10 is fastened and fixed by a fixing screw or the like, and the shaft 30 is rotatably inserted into the sleeve 20.

축(30)의 하단부(30b)는 축(30)의 수직 드러스트 하중을 받치고 있는 드러스트 베어링(50)과 면접하고 있으며, 드러스트 베어링(50)의 상면에는 제 1 동압 발생홈(50a)이 형성되어 있는 바, 제 1 동압 발생홈(50a)은 드러스트 베어링(50) 상면의 원주면으로부터 시작하여 상면 중심부까지 소정 면적과 소정 깊이로 형성되어 있으며, 제 1 동압 발생홈은 에칭 등에 의해 수 ㎛의 깊이로 정밀 가공되어 있다.The lower end portion 30b of the shaft 30 is interviewed with the thrust bearing 50 receiving the vertical thrust load of the shaft 30, and the first dynamic pressure generating groove 50a is disposed on the upper surface of the thrust bearing 50. The first dynamic pressure generating groove 50a is formed with a predetermined area and a predetermined depth starting from the circumferential surface of the upper surface of the thrust bearing 50 to the center of the upper surface, and the first dynamic pressure generating groove 50 is formed by etching or the like. It is precisely processed to a depth of several micrometers.

이와 같이 제 1 동압 발생홈(50a)이 형성되어 있는 드러스트 베어링(50)은 다시 드러스트 받침대(40)에 의해 지지되는데, 드러스트 받침대(40)는 슬리이브(20)와 나사 등에 의해 체결되어 있고, 축(30)의 중간 부분에는 허브(70)가 압입되어 축(30)과 고정되어 있으며, 허브(70)에는 일부분만 도시된 모터(60)가 접합되어 축(30)은 모터(60)와 함께 회전하며, 허브(70)에는 폴리건 미러(80)가 부착된다.As such, the thrust bearing 50 having the first dynamic pressure generating groove 50a is supported by the thrust pedestal 40 again, and the thrust pedestal 40 is fastened by the sleeve 20 and the screw. In the middle portion of the shaft 30, the hub 70 is press-fitted and fixed to the shaft 30, and the hub 70 is joined to the hub 60 by only a portion thereof, and the shaft 30 is connected to the motor ( Rotate with 60, the polygon mirror 80 is attached to the hub (70).

또한, 슬리이브(20)에는 드러스트 베어링(50)과 축(30)이 면접하고 있는 부분에 통기공(20a)이 형성되어 있고, 슬리이브(20)의 구멍에 삽입되는 축(30)과 상기 슬리이브(20)의 내경이 대향하는 면의 축(30) 또는 슬리이브(20)에는 헤링본 형상의 제 2 동압발생홈(30a)이 형성되어 있는 바, 제 2 동압발생홈(30a)의 홈각은 일반적으로 약 30°이며, 제 2 동압발생홈(30a)의 깊이는 수 ㎛ 정도이다.In addition, the sleeve 20 has a vent hole 20a formed at the portion where the thrust bearing 50 and the shaft 30 are interviewed, and the shaft 30 is inserted into the hole of the sleeve 20. A second dynamic pressure generating groove 30a having a herringbone shape is formed in the shaft 30 or the sleeve 20 of the surface in which the inner diameter of the sleeve 20 faces, and thus, the second dynamic pressure generating groove 30a is formed. The groove angle is generally about 30 degrees, and the depth of the second dynamic pressure generating groove 30a is about several micrometers.

이와 같이 구성되어 있는 종래의 드러스트 베어링 장치가 구비되어 있는 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치의 작용을 첨부된 도 2, 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 2 and 3 attached to the operation of the polygon mirror driving device of the laser printer having a conventional thrust bearing device configured as described above are as follows.

먼저, 일부분만 도시된 모터(60)에 전원이 인가되면 모터(60)는 각속도가 0인 상태에서 점차 각속도가 증가하여 소정 시간이 지난후 최고 각속도에 도달하게 되어 각속도는 일정해지는데 이때 축(30) 또한 모터와 동일한 각속도로 회전하게 된다.First, when power is applied to the motor 60 shown only in part, the motor 60 gradually increases the angular velocity in a state where the angular velocity is 0, and reaches a maximum angular velocity after a predetermined time, whereby the angular velocity becomes constant. 30) It will also rotate at the same angular speed as the motor.

수학식 1은 유체압과, 축의 자중 및 축의 하중, 간극 면적의 관계를 나타내고 있다.Equation 1 shows the relationship between the fluid pressure, the magnetic weight of the shaft, the load on the shaft, and the gap area.

[수학식 1][Equation 1]

P = P =

P: 축을 부상시키는 유체압P: Fluid pressure to float the shaft

F: 축 자중 및 축 하중(kgf)F: shaft weight and shaft load (kg f )

A: 드러스트 베어링과 축 사이의 간극 면적A: clearance area between thrust bearing and shaft

수학식 1 을 도 2에 적용하여 살펴보면 축(30)의 회전에 의해 유체는 드러스트 베어링(50)의 제 1 동압 발생홈(50a)의 시작 부분인 A 부분으로 유입 후, 제 1 동압 발생홈의 중심부인 B 부분으로 유입되어 제 1 동압 발생홈의 중심부에서는 축(30)을 부상시키는 유체압(P)이 형성되는데, 드러스트 베어링(50)과 축의 하단부(30b)의 간극 면적(A)과 축자중 및 축하중(F)는 변화가 없음으로, 유체압은 축(30)의 각속도에 비례하여 커지다가, 축(30)이 소정 분당 회전수에 도달해 축의 자중 및 축 하중(F) 보다 유체압(P)이 커지게 되면 축(30)은 제 1 동압 발생홈으로부터 일정한 간극을 형성하면서 제 1 동압 발생홈의 상부로 부상 후, 평형상태를 이루게 된다.Referring to Equation 1 in FIG. 2, the fluid flows into a portion A, which is the start of the first dynamic pressure generating groove 50a of the thrust bearing 50 by the rotation of the shaft 30, and then the first dynamic pressure generating groove. The fluid pressure (P) is formed in the central portion of the first dynamic pressure generating groove to rise to the center portion of the first dynamic pressure generating groove, the gap area (A) between the thrust bearing 50 and the lower end portion (30b) of the shaft As the overweight and axial weight (F) remain unchanged, the fluid pressure increases in proportion to the angular velocity of the shaft (30), while the shaft (30) reaches a predetermined revolutions per minute and the shaft's own weight and axial load (F) When the fluid pressure P becomes larger, the shaft 30 forms a constant gap from the first dynamic pressure generating groove and rises to the upper portion of the first dynamic pressure generating groove, thereby achieving an equilibrium state.

이때, 축(30)이 부상하는데까지 걸리는 시간은 이미 언급한 바 있듯이 제 1 동압 발생홈 및 축 하단부(30b)가 이루고 있는 간극 면적 및 축(30)의 회전 속도에 의해 결정된다.At this time, the time taken for the shaft 30 to rise is determined by the rotational speed of the shaft 30 and the gap area formed by the first dynamic pressure generating groove and the shaft lower end 30b as mentioned above.

그러나, 이와 같이 축이 회전하기 시작하여 제 1 동압 발생홈으로부터 부상하기 위해서는 소정 시간, 즉, 축이 소정 분당 회전수 이상 회전하기까지 일정 시간이 걸리게 됨으로 축이 제 1 동압 발생홈으로부터 부상하기 전에는 계속 제 1 동압 발생홈과 축이 마찰하고 있는 상태가 되며, 또한 축이 회전을 멈출 때에도 축의 분당 회전수가 감소하여 축이 제 1 동압 발생홈과 접촉하기 시작해서 축이 완전히 멈출때까지도 일정 시간이 소요됨으로 일정 시간동안은 축과 제 1 동압 발생홈이 계속 마찰하여, 축이 구동 및 축이 회전을 정지할 때 축과 제 1 동압 발생홈의 마찰에 의한 마모가 심하게 발생하여 축 및 제 1 동압 발생홈의 마모에 따른 간극 변화 및 초기 축 구동 및 축 정지시 회전 안정도가 떨어져 제품의 오동작 및 성능 저하, 수명 단축 등의 문제점이 있었다.However, in order for the shaft to rotate and float from the first dynamic pressure generating groove, it takes a predetermined time, that is, a certain time until the shaft rotates more than a predetermined number of revolutions per minute, so that the shaft does not float from the first dynamic pressure generating groove. The first dynamic pressure generating groove continues to be in friction with the shaft, and even when the shaft stops rotating, the rotational speed per minute of the shaft decreases so that the shaft starts to come into contact with the first dynamic pressure generating groove so that the shaft is completely stopped. As a result, the shaft and the first dynamic pressure generating groove continue to rub for a predetermined time. When the shaft is driven and the shaft stops rotating, abrasion caused by the friction between the shaft and the first dynamic pressure generating groove is severely generated. Problems such as malfunction, deterioration of performance and shortening of life due to gap change caused by wear of grooves and rotational stability during initial shaft drive and shaft stop There.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 축의 초기 구동 및 축 정지시 축과 제 1 동압 발생홈의 부상 시간을 감소시키고, 축과 제 1 동압 발생홈의 접촉 시간을 감소시켜 축과 제 1 동압 발생홈의 마모를 방지하고, 회전 안정도를 높이기 위한 가변 간극을 갖는 동압형 유체베어링을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the floating time of the shaft and the first dynamic pressure generating groove during initial driving and stop of the shaft, and to reduce the shaft and the first dynamic pressure generating groove. The present invention provides a hydrodynamic fluid bearing having a variable gap for reducing the contact time of the shaft and preventing wear of the shaft and the first dynamic pressure generating groove and increasing rotational stability.

도 1은 종래의 드러스트 베어링 장치를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional thrust bearing device.

도 2는 종래의 드러스트 베어링 장치중 드러스트 베어링에 의해 회전축에 발생한 압력 분포 곡선을 도시한 도면.2 is a view showing a pressure distribution curve generated on a rotating shaft by a thrust bearing in a conventional thrust bearing device.

도 3은 본 발명에 의한 드러스트 베어링 장치중 일부분 과 압력 분포 곡선을 도시한 단면도 및 그래프.3 is a cross-sectional view and a graph showing a portion of the thrust bearing device and the pressure distribution curve according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 베어링 브라켓20: 슬리이브10: bearing bracket 20: sleeve

30: 회전축50: 드러스트 베어링30: rotating shaft 50: thrust bearing

50a: 제 1 동압 발생홈50a: first dynamic pressure generating groove

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치는 회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 측면에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 드러스트 베어링 장치에 있어서, 상기 드러스트 베어링은 상기 드러스트 베어링 중심부가 상기 드러스트 베어링의 원주보다 볼록한 것을 특징으로 한다.The thrust bearing device having a variable clearance for achieving the object of the present invention is fixed to the center of rotation axis, the sleeve in which the shaft is fitted, the bearing bracket for fixing the sleeve, and the sleeve A thrust bearing having a first dynamic pressure generating groove formed thereon to float the shaft, and a second dynamic pressure generating groove formed on a side surface of the shaft fitted to the sleeve for contactlessly rotating the sleeve and the shaft; In a thrust bearing device, the thrust bearing is characterized in that the center of the thrust bearing is more convex than the circumference of the thrust bearing.

본 발명 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같으며, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호와 동일한 명칭을 사용하기로 한다.Drust bearing device having a variable gap of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as follows, the same reference numerals and the same names will be used for the same parts as the conventional configuration.

도 3은 본 발명에 의한 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치가 사용된 레이져 프린터의 폴리건 미러 구동장치중 일부분을 도시한 단면도로, 도면에 도시되지 않은 부분은 종래의 구성과 동일함으로 그 설명을 생략하기로 한다.3 is a cross-sectional view showing a part of the polygon mirror driving device of the laser printer in which a thrust bearing device having a variable gap according to the present invention is used, and a part not shown in the drawings is the same as a conventional configuration, and thus the description thereof is omitted. Let's do it.

하부 베어링 브라켓(10)에는 소정 직경을 갖는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공에는 도시된 바와 같은 슬리이브(sleeve;20)가 끼워진 후, 고정 나사 등에 의해 베어링 브라켓(10)과 체결되어 고정되어 있으며, 슬리이브(20)에는 축(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.A through hole having a predetermined diameter is formed in the lower bearing bracket 10, and a sleeve 20 as shown in the through hole is fitted therein, and then is fastened and fixed to the bearing bracket 10 by a fixing screw. The shaft 30 is rotatably inserted into the sleeve 20.

또한, 슬리이브(20)에 삽입되어 있는 축(30)의 측면에는 슬리이브(20)와 축(30)이 무접촉으로 회전할 수 있도록 헤링본 형상의 제 2 동압 발생홈(30a)이 형성되어 있다. 한편, 슬리이브(20)와 축(30) 사이의 간극은 수 ㎛로 매우 미세 가공되어 있다.In addition, a second dynamic pressure generating groove 30a having a herringbone shape is formed at a side surface of the shaft 30 inserted into the sleeve 20 so that the sleeve 20 and the shaft 30 can be rotated without contact. have. On the other hand, the gap between the sleeve 20 and the shaft 30 is very finely processed to several micrometers.

축(30)의 하단면(30b)과의 접촉면에는 축 자중 및 축 하중을 지지하며 축(30)을 부상시키는 드러스트 베어링(50)이 설치되어 있으며, 드러스트 베어링(50)은 다시 슬리이브(20)와 나사 등에 의해 고정되어 있다.On the contact surface with the lower surface 30b of the shaft 30, a thrust bearing 50 for supporting the shaft weight and the axial load and floating the shaft 30 is installed, and the thrust bearing 50 is again sleeved. 20 and screws are fixed.

한편, 축(30)의 하단면(30b)과 드러스트 베어링(50)은 축(30)이 정지되어 있는 상태에서 다음의 관계를 이루고 있다.On the other hand, the lower end surface 30b of the shaft 30 and the thrust bearing 50 have the following relationship in the state in which the shaft 30 is stopped.

축(30)이 회전하고 있지 않을 때 축의 하단면(30b)와 드러스트 베어링(50)의 원주면인 A', C'가 이루고 있는 간극은 CL1, CL2, 축의 하단면(30b)과 드러스트 베어링(50)의 제 1 동압 발생홈 중심부인 B' 사이의 간극은 CL3로 정의하기로 하며, 축의 자중 및 축 하중에 의해 드러스트 베어링(50)과 축(30)의 하단부(30b)가 접촉하고 있음으로 B' 부분에서의 간극 CL3= 0 이 되고, 드러스트 베어링(50)의 A'와 C' 부분과 축의 하단면(30b) 사이의 간극인 CL1, CL2는, 0 CL1,CL2≤ 수㎛ 의 관계임으로 간극 CL1, CL2, CL3의 관계는 CL3CL1,CL2≤ 수 ㎛ 가 되어 드러스트 베어링중 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 상부면의 단면 형상은 A',B',C' 세점을 지나는 호(arc)의 형상으로 호(arc)가 이루고 있는 곡률은 CL1, CL2를 기준으로 CL3에 의해 결정된다.When the shaft 30 is not rotating, the gap formed between the lower surface 30b of the shaft and the circumferential surfaces A 'and C' of the thrust bearing 50 is CL 1 , CL 2 , and the lower surface 30b of the shaft 30. The gap between B ', which is the center of the first dynamic pressure generating groove of the thrust bearing 50, is defined as CL 3 , and the lower end portion 30b of the thrust bearing 50 and the shaft 30 may be defined by the magnetic weight and the axial load of the shaft. ) Is in contact with the gap CL 3 = 0 in the B 'portion, CL 1 , CL 2 which is the gap between the A' and C 'portion of the thrust bearing 50 and the lower end surface 30b of the shaft, 0 CL 1 , CL 2 ≤ several μm, so the clearance CL 1 , CL 2 , CL 3 is CL 3 CL 1 , CL 2 ≤ few μm, so the first dynamic pressure generating groove in the thrust bearing is formed. The cross-sectional shape of the surface is a shape of an arc passing through three points A ', B', and C ', and the curvature of the arc is determined by CL 3 based on CL 1 and CL 2 .

이와 같은 본 발명에 의한 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the thrust bearing device having a variable gap according to the present invention as follows.

먼저, 모터(미도시)에 전원이 인가되어 모터가 회전하기 시작하면 모터에 결합되어 있는 축(30) 또한 모터와 동일 각속도로 회전하게 되는데 이때 축(30)의 회전 속도에 대응하여 축의 하단부(30b)에는 와류가 형성되고 형성된 와류는 축의 하단부(30b)와 대향하고 있는 드러스트 베어링(50)의 상부면 제 1 동압 발생홈 중 A', C' 부분을 통해 제 1 동압 발생홈을 따라 B' 부분으로 선회하면서 유입되어 B' 부분에서는 제 1 동압 발생홈들을 통해 유입된 유체들이 모이면서 소정 유체압(Pressure; P)을 발생시킨다.First, when power is applied to a motor (not shown) and the motor starts to rotate, the shaft 30 coupled to the motor also rotates at the same angular speed as the motor. In this case, the lower end portion of the shaft corresponding to the rotation speed of the shaft 30 ( 30b), and a vortex is formed and the vortex formed along the first dynamic pressure generating groove B through the A 'and C' portions of the first dynamic pressure generating groove of the upper surface of the thrust bearing 50 facing the lower end portion 30b of the shaft. The 'B' portion is introduced while turning, and in the 'B' portion, the fluids introduced through the first dynamic pressure generating grooves are collected to generate a predetermined pressure (P).

이때, 유체압(P)은 축 자중 및 축 하중에 의해 축(30)을 중력 방향으로 누르는 힘(kgf,F)과, 축의 하단부(30b)와 드러스트 베어링(50)의 제 1 동압 발생홈 사이의 이격공간인 간극 면적(A)의 크고 작음에 의해 결정된다.At this time, the fluid pressure P is the force (kg f , F) for pressing the shaft 30 in the direction of gravity by the shaft weight and the axial load, and the first dynamic pressure of the lower end portion 30b of the shaft and the thrust bearing 50 is generated. It is determined by the large and small of the clearance gap area A which is the space | interval space between grooves.

한편, 축 자중 및 축 하중을 이미 결정되어 있음으로 간극 면적(A) 및 축(30)의 회전속도에 의해 유체압(P)가 결정됨으로 모터가 정지 상태에서 구동하기 시작하면 드러스트 베어링(50)의 제 1 동압 발생홈의 원주면 부분인 A',C'와 축의 하단부(30b)는 간극 면적이 제일 큼으로 발생 유체압(P)은 매우 작으나, A'에서 B'로, C'에서 B'로 유체가 유입 될수록 간극 면적은 급격히 감소하게 됨에따라 유체압(P)은 간극 면적(A)의 감소에 대응하여 급격히 증가하여 축(30)을 부상시키기 위한 최소 유체압(Pmin)은 축(30)의 구동 초기 분당회전수에서도 가능해지며 축(30)의 정지시에도 마찬가지로 축(30)과 제 1 동압 발생홈이 접촉하면서 회전하는 시간이 매우 짧아져 축(30)을 구동할때나 축(30)을 정지시킬 때 축에 걸리던 부하와 축과 제 1 동압 발생홈의 마모를 방지하게 된다.On the other hand, the fluid pressure (P) is determined by the gap area (A) and the rotational speed of the shaft (30) because the shaft weight and the shaft load are already determined. A ', C', which is the circumferential surface portion of the first dynamic pressure generating groove, and the lower end portion 30b of the shaft have the largest gap area, and the generated fluid pressure P is very small, but A 'to B' and C ' As the fluid flows into B ', the gap area decreases rapidly, so the fluid pressure P increases rapidly in response to the decrease in the gap area A, so that the minimum fluid pressure P min for floating the shaft 30 is When the shaft 30 is driven at the initial rotational speed per minute and the shaft 30 is stopped, the rotation time between the shaft 30 and the first dynamic pressure generating groove is very short. When the screw shaft 30 is stopped, the load, the shaft, and the first dynamic pressure generating groove that are caught on the shaft are prevented.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 축과 드러스트 베어링의 간극을 가변함으로써, 축이 빠른 시간에 안정적인 회전을 요구하는 경우나 축의 구동을 부드럽게 멈춰야 하는 경우 특히 유용한 결과를 얻을 수 있다.As described in detail above, by varying the gap between the shaft and the thrust bearing, a particularly useful result can be obtained when the shaft requires stable rotation in a fast time or when the driving of the shaft needs to be smoothly stopped.

Claims (2)

회전중심 축과, 상기 축이 끼워져 있는 슬리이브와, 상기 슬리이브를 고정 시키기 위한 베어링 브라켓과, 상기 슬리이브에 고정되어 상기 축을 부상시키도록 제 1 동압 발생홈이 형성되어 있는 드러스트 베어링과, 상기 슬리이브, 상기 슬리이브에 끼워져 있는 상기 축의 외경부에 형성되어 상기 슬리이브와 상기 축을 무접촉 회전시키기 위한 제 2 동압 발생홈을 포함하고 있는 드러스트 베어링 장치에 있어서,A center of rotation shaft, a sleeve in which the shaft is fitted, a bearing bracket for fixing the sleeve, a thrust bearing having a first dynamic pressure generating groove formed in the sleeve to lift the shaft, A thrust bearing device formed in an outer diameter portion of the shaft fitted into the sleeve and the sleeve, and including a second dynamic pressure generating groove for contactlessly rotating the sleeve and the shaft. 상기 드러스트 베어링은 상기 드러스트 베어링 중심부가 상기 드러스트 베어링의 원주보다 볼록한 것을 특징으로 하는 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치.The thrust bearing is a thrust bearing device having a variable gap, characterized in that the center of the thrust bearing is convex than the circumference of the thrust bearing. 제 1 항에 있어서, 상기 드러스트 베어링의 중심부와 상기 축은 맞닿아 있는것을 특징으로 하는 가변 간극을 갖는 드러스트 베어링 장치.The thrust bearing device according to claim 1, wherein the center of the thrust bearing and the shaft are in contact with each other.
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