KR940000809Y1 - Bearing device - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도 및 제2도는 본 고안에 의한 일시시예의 축받이장치를 보시한 횡단면도 및 그 일부를 확대한 부분단면도.1 and 2 is a partial cross-sectional view showing an enlarged cross-sectional view showing a bearing device of a temporary embodiment according to the present invention and a part thereof.
제3도는 본 고안에 의한 다른 실시예의 축받이창지를 도시한 횡단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the bearing window of another embodiment according to the present invention.
제4도는 종래의 축받이장치를 도시한 횡단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a conventional bearing device.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 축받이 11b : 반경방향돌출부11: bearing 11b: radial projection
12 : 회전축 13 : 유막12: rotation axis 13: oil film
본 고안은 축받이나 또는 회전축중 어느 한쪽에 여러개의 돌출부를 설치하여 회전축을 지지하도록한 축받이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bearing device which supports a rotating shaft by installing a plurality of protrusions on either the bearing or the rotating shaft.
축받이의 운전성는에 기여하는 인자는, 회전속도(W)와 축의 언밸런스량(p)이며, 축이 회전할때의 원심력 F는 F=P×W²으로 표현된다. 이 원심력 F가 축받이의 내주면에 작용하게되고, 이 힘에 대항할수 없으면 축받이는 마모가 진행하여 정상적인 유막형상이 될수 없게 되어 버린다.Factors contributing to the bearing operability are the rotational speed W and the unbalance amount p of the shaft, and the centrifugal force F when the shaft rotates is expressed by F = P × W². The centrifugal force F acts on the inner circumferential surface of the bearing, and if the bearing cannot cope with this force, the bearing will wear and become unable to become a normal oil film shape.
그래서, 축받이의 마모를 발생시키지 않고 안전한 동압작용을 얻을수 있는 원심력을 F′로 하고, 축받이의 돌출부의 수를 N, 돌출부의 축에 대향하는 면이 폭과 축받이의 중심점이 이루는 각도를 θ라고하면, F′는 N이나 θ가 크게될수록 값이 커진다. 그리고, 이 θ는 돌출부의 축에 대향하는 면의 면적에 비례한다. 따라서, 본원명세서의 청구의 범위에 기재한 ″돌출부는 소정의 유막동압효과를 일으키는 일정이상의 면적으로 상대측에 면대향하도록 형성되어 있다″라고하는 구성에 의해 N이나 θ가 충분히 확보되므로, 본원 고안의 축받이장치는 원심력 F′가 비교적큰것(예를들면 뉴톤이상), 또는 축의 회전속도가 빠른것에 대해, 원심력 F′의 단위면적당의 하중을 작게하여, 내마모성이 우수한 효과를 나타낼수가 있다.Therefore, if the centrifugal force to obtain a safe dynamic pressure action without generating wear of bearing bearings is F ', the number of bearing protrusions is N, and the angle between the width of the bearing bearing and the center point of bearing bearing is θ. , F 'increases as N or θ increases. This θ is proportional to the area of the face opposite to the axis of the projection. Therefore, since N and θ are sufficiently secured by the configuration that the "protrusions are formed so as to face the other side with a predetermined or more area causing a predetermined oil film dynamic pressure effect" described in the claims of the specification of the present specification, The bearing device can reduce the load per unit area of the centrifugal force F 'for a relatively large centrifugal force F' (e.g., more than Newton) or for a fast rotational speed of the shaft, thereby exhibiting excellent wear resistance.
이것에 대하여, 제4도에 도시된 바와같은 종래의 축받이장치에 있어서의 돌출부는 축과 곡률이 상이한 구면으로 되어 있기 때문에, 축과 대향하는 면을 구비하고 있지 않고, 축과의 대향부분은 돌출부의 정점을 축방향으로 통하는 선(線)이기 때문에, θ는 O˚로 되고 유막의 동압효과는 작은 것으로 되어버린다. 그 때문에, 축에 대하여 편심방향의 하중이 더해지면 축이 축받이의 돌출부에 금속접촉하여 돌출부가 마찰하여 버린다.On the other hand, since the protrusion part in the conventional bearing apparatus as shown in FIG. 4 is a spherical surface different from an axis | shaft, it does not have the surface which opposes an axis | shaft, and the opposing part with an axis | shaft has a protrusion part. Θ becomes O ° and the dynamic pressure effect of the oil film becomes small because it is a line passing axially through the peak of. Therefore, when an eccentric load is added to the shaft, the shaft is in metal contact with the protrusion of the bearing, and the protrusion rubs.
그래서 본 고안은 회전축 지지용 돌축부의 내마모성을 향상시킬수 있도록한 축받이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a bearing device capable of improving the wear resistance of the shaft for supporting the rotating shaft.
상기 목적을 달성하기 위해 청구의 범위 제1항에 기재된 본 고안은 축받이 내부에 회전축을 회전이 자유롭게 지지하는 것으로서, 축받이의 내주면 또는 회전축의 외주면중 어느 한쪽에 반경방향으로 돌출된 여러개의 돌출부를 설치하고 이들 각 돌출부와 이 돌출부에 대햐하는 상대쪽과의 사이에 유막을 형성하여 회전축을 지지하도록 한 축받이 장치에 있어서, 상기 돌출부는 소정의 유막 동압(動壓) 효과를 일으키는 소정의 면적으로 상대측에 면대향하는 구성으로 되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention described in claim 1 is to support the rotation shaft freely inside the bearing, and installs a plurality of protrusions projecting in radial direction on either the inner circumferential surface of the bearing or the outer circumferential surface of the rotating shaft. And an oil film formed between each of the protrusions and the mating portion facing the protrusions to support the rotating shaft, wherein the protrusions are provided on the opposite side with a predetermined area causing a predetermined oil film dynamic pressure effect. It is a configuration facing each other.
또, 청구의 범위 제2항에 기재된 본 고안은 축받이의 내부에 회전축을 회전이 자유롭게 지지하는 것으로서 상기 축받이의 내주면 또는 회전축의 외주면중 어느한쪽에 반경방향으로 돌출된 여러개의 돌출부를 설치하고, 이들 각 돌출부와 이 돌출부에 대햐하는 상대쪽과의 사이에 유막을 형성하여 회전축을 지지하도록 한 축받이장치에 있어서, 돌출부가 설치된 축받이 또는 회전축을 소결함유합금으로 형성되어 있으며, 또한 돌출부는 소정의 유막동압효과를 일으키는 소정의 면적으로 상대측에 면대향하도록 형성되어 있는 동시에, 돌출부의 적어도 표면부분에는 매꿈면이 형성되는 구성으로 되어있다.In addition, the present invention according to claim 2 provides a plurality of protrusions protruding in a radial direction on either of the inner circumferential surface of the bearing or the outer circumferential surface of the rotating shaft as rotatably supporting the rotating shaft within the bearing. A bearing device in which an oil film is formed between each of the protrusions and the other side opposite to the protrusions to support the rotating shaft, wherein the bearing or the rotating shaft provided with the protrusion is formed of a sintered alloy, and the protrusions have a predetermined oil film dynamic pressure. The predetermined area causing the effect is formed to face the other side, and at least the surface portion of the protruding portion is formed to have a recessed surface.
청구의 범위 제1항에 기재된 수단에 있어서는, 소정 크기의 면적을 갖도록 형성된 돌출부에 의해서 유압의 낮아지는 양이 감소되어 이것에 의해 큰 유막동압효과를 일으킨다. 따라서 회전축에 대해 편시방향으로 큰 하중이 가해질 경우에는 각 돌출부와 이 돌출부에 대향하는 상대쪽과의 사이에는 항상 양호하게 유막이 형성되게 되며 그 결과 회전축을 축받이에 금속 접촉되는 일없이 안정되게 지지 유지되되록 되어 있다.In the means according to claim 1, the amount of lowering of the hydraulic pressure is reduced by the protruding portion formed to have an area of a predetermined size, which causes a large oil film dynamic pressure effect. Therefore, when a large load is applied to the rotating shaft in the one-side direction, an oil film is always formed satisfactorily between each of the protrusions and the counterpart facing the protrusions, and as a result, the supporting shaft is stably maintained without metal contact with the bearing. It is supposed to be.
또 청구의 범위 제2항에 기재된 수단에 있어서는 소정 크기의 면적을 갖도록 형성된 돌출부에 의해서 유압이 낮아지는 양이 감소되어, 이것에 이해 큰 유막동압 효과를 일으키는 동안에, 그 동압효과를 돌출부 표면의 메꿈면 부분에 의해 안정적으로 유지되도록 되어 있다. 이 결과 회전축에 대해서 편심방향으로 큰 하중이 가해질 경우에도 각 돌출부와 이 돌출부에 대향하는 상대쪽과의 사이에는 더욱 양호하게 유막이 형성되게 되며, 회전축을 축받이에 금속접촉되는 일없이 안정적으로 지지 유지된다.In addition, in the means according to claim 2, the amount by which the hydraulic pressure is lowered by the protrusion formed to have an area of a predetermined size is reduced, and this dynamic pressure effect is applied to the surface of the protrusion while the oil film dynamic pressure effect is largely understood. It is kept to be stable by the surface part. As a result, even when a large load is applied in the eccentric direction with respect to the rotating shaft, an oil film is better formed between each of the protrusions and the opposing side facing the protrusions, and the supporting shaft is stably maintained without being brought into metal contact with the bearing. do.
본 고안의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도에는 소위 3점지지축받이에 본 고안을 적용한 실시예가 도시되어 있다. 도면에 도시되어 있는 바와같이 소결합유합금을 속이빈 원통형으로 형성한 축답이 (11)의 내부에는 회전축(12)이 일정간격을 두고 헐거운 상태로 삽입되어 있다.1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a so-called three-point support bearing. As shown in the figure, the shaft answer formed of a hollow cylindrical alloy with a hollow cylinder is inserted in the state in which the rotating shaft 12 is loosely spaced at regular intervals.
축받이(11)의 내주면(11a)에는 3개의 돌출부(11b)가 반경방향 내측, 즉 회저축(12)측을 향해서 돌출하여 설치되어 있다. 그리고 이들 각 돌출부(11b)와 이 돌출부(11b)에 대응하는 상대쪽 회전축(12)과의 사이에 쐐기형 유막(13)이 각각 형성되어 이른바 자체윤활이 이루어지도록 되어 있다.On the inner circumferential surface 11a of the bearing 11, three projections 11b protrude radially inward, that is, toward the gray bottom shaft 12 side. The wedge-shaped oil film 13 is formed between each of the protrusions 11b and the opposite rotation shaft 12 corresponding to the protrusions 11b, so that self-lubrication is achieved.
이때, 각 돌출부(11b)에서의 회전축(12)과 대향하는 부분은 회전축(12)의 죄주면과 같은 곡면형태를 이루도록 형성되며, 그 대향면적은 상기 유막(13)의 동압효과를 소정 이상의 크기로 되게 소정이상의 면적으로 구비하도록 형성되어 있다.At this time, the portions of the protrusions 11b facing the rotating shaft 12 are formed to have the same curved shape as the circumferential surface of the rotating shaft 12, and the opposing area is equal to or greater than the predetermined pressure of the oil film 13. It is formed to have a predetermined area or more.
이 돌출부(11b)의 회전축(12)과 대향하는 면적은 회전축(12)에 부하되는 편심하중의 크기에 비례하여 설정된다.The area facing the rotating shaft 12 of the protrusion 11b is set in proportion to the magnitude of the eccentric load loaded on the rotating shaft 12.
또 상기 돌출부(11b)에서의 회전축(12)과 대향하는 표면부분에는 메꿈면이 형성되어 작은 구멍들을 존재하지 않도록 되어 있다. 이 메꿈면을 축받이(11)의 제작과정에서 중심에 상당하는 봉부재를 돌출부(11b)의 표면부분에 꽉누르는 것에 용이하게 형성할수 있다. 또한 축받이(11)의 내주면(11a)중 돌출부(11b)를 제외한 다른 내벽부분에는 작은 구멍들은 그대로 존재시켜두어 여기서 급유가 이루어지도록 되어 있다.In addition, a filling surface is formed in the surface portion of the protrusion 11b that faces the rotating shaft 12 so that small holes do not exist. This filling surface can be easily formed by pressing the rod member corresponding to the center on the surface portion of the protrusion 11b in the manufacturing process of the bearing 11. In addition, small holes remain in other inner wall portions of the inner circumferential surface 11a of the bearing 11 except for the protruding portion 11b, so that lubrication is performed.
이와같은 실시예에 있어서는 회전축912)에 대해 소정이상의 크기로 대향면적을 돌출부(11b)가 구비하는 것에 의해 그 큰 대향면적에 대응하여 오일의 큰 동압효과를 일으키도록 되어 있다. 즉, 각 돌출부(11b)의 회전축(12)과 대향하는 면적이 크게되면 양자간에 일어나는 유압의 낮아지는 량이 적게되어 그 분동압(分動壓)이 크게되면, 더욱이 이 큰 동압이 돌출부(11b)의 표면에 형성된 메꿈부분에 의해 안정적으로 유지되게 되어 있다.In such an embodiment, the projecting portion 11b is provided with an opposing area with a predetermined size or more with respect to the rotating shaft 912 so as to produce a large dynamic pressure effect of oil corresponding to the large opposing area. That is, when the area facing each of the rotary shafts 12 of each of the protrusions 11b becomes large, the amount of hydraulic pressure generated between them decreases, and when the weight of the dead weight becomes large, this large dynamic pressure is further increased. It is to be stably maintained by the cutout formed on the surface of the.
이 때문에 회전축(12)에 대해 편심방향으로 큰 하중이 가해지게 될 경우에 있어서도 각 돌출부(11b)와 이 돌출부(11b)에 대향하는 상대쪽 회전축(12)과의 사이에는 양호하게 유막(13)이 형성되며 이것에 의한 자체윤활에 의해서 회전축(12)은 축받이(11)에 금속 접촉하는 일없이 안정적으로 지지 및 유지되도록 되어 있다. 또 만일 양자가 금속접촉을 일으키더라도 각 돌출부(11b)의 회전축(12)과 대향하는 면적이 크기 때문에 접척시의 단위면 적당 하중(荷重)은 작게 억제되며 따라서 축받이(11)의 마모는 진행되기 어렵게 되어 있다.For this reason, even when a large load is applied in the eccentric direction with respect to the rotating shaft 12, the oil film 13 is favorable between each protrusion 11b and the opposite rotating shaft 12 which opposes this protrusion 11b. The rotating shaft 12 is stably supported and held by the self-lubrication by this, without contacting the bearing 11 with metal. Moreover, even if both cause metal contact, the area facing the rotating shaft 12 of each of the protrusions 11b is large, so that the proper load on the unit surface at the time of the contacting is suppressed to be small, so that the wear of the bearing 11 can proceed. It is difficult.
제3도에 도시되어 있는 실시예는 편심하중의 더욱 크게 부가될 경우의 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예보다 더욱 크게 되어 있다. 이와같이 하면 각 돌출부(11b)에 발생되는 오일의 동압효과를 더 한츨 크게할수 있으며, 회전축(12)으로의 큰 편심하중에 대향하는 유막을 보다 강력하게 형성할 수가 있다.The embodiment shown in FIG. 3 shows an embodiment in the case where a larger amount of eccentric load is added. It is larger than this embodiment. By doing in this way, the dynamic pressure effect of the oil which generate | occur | produces in each protrusion part 11b can be further enlarged, and the oil film which opposes the big eccentric load to the rotating shaft 12 can be formed more powerfully.
단, 각 돌출부(11b)의 회전축(12)과 대향하는 면적이 일정이상으로 너무크면 오일이 공급되는 부분, 즉 작은 구멍들을 갖는 부분의 면적이 너무 작게되어 오일공급이 불충분하게 되므로 자체윤활성이 떨어지게 된다. 즉각 돌출부(11b)의 회전축(12)과 대향하는 면적의 확대에는 일정한 한계가 있다.However, if the area facing the rotation shaft 12 of each of the protrusions 11b is too large, the area of the oil supply portion, that is, the portion having the small holes, becomes too small so that the oil supply is insufficient. do. There is a limit to the enlargement of the area immediately facing the rotational axis 12 of the protrusion 11b.
이와관련하여, 3,5인치 플로피디스크의 디스크 구동용 스핀들 모터에 사용되는 축받이 내공직경이 약 4mm의 소결함유축받이로는, 회전수 약 300-360rpm에서 편심하중이 6gcm정도의 것으로서, 돌출부(11b)의 돌출량은 약 0.02mm, 폭은 약 30˚이다.In this regard, a sintered bearing holder having a bore diameter of about 4 mm used for a disk drive spindle motor of a 3,5-inch floppy disk has an eccentric load of about 6 gcm at a rotational speed of about 300-360 rpm, and a protrusion 11b. ) The amount of protrusion is about 0.02mm, the width is about 30˚.
또, 레이저 디스크용 스핀들 모터에 사용되는 축받이 내공직경이 약 5mm의 소결함유축받이로는, 회전수 약 1800rpm에서 편심하중이 2.5gcm정도의 것으로서 돌출부(11b)의 돌출량은 약 0.01mm, 폭은 약 40˚-60˚이다.In addition, a sintered bearing holder with a bearing internal diameter of about 5 mm used for a spindle motor for a laser disk has an eccentric load of about 2.5 gcm at a rotational speed of about 1800 rpm, and the protrusion amount of the protrusion 11b is about 0.01 mm and the width is It is about 40˚-60˚.
또한 상기 각 실시예에 있어서는 축받이(11)측에 돌출부를 설치한 것으로 하고 있으나, 회전축(12)측에 돌출부를 설치하는 것도 가능하며 이 경우에도 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.In addition, in each of the above embodiments, the protrusion is provided on the bearing 11 side, but it is also possible to provide the protrusion on the rotating shaft 12 side, and in this case, the same action and effect can be obtained.
청구의 범위 제1항에 기재된 본 고안은 축받이 혹은 회전축중 어느 하나에 형성되는 회전축 지지용 돌출부에 소정이상의 오일동압효과를 일으키도록 이 돌출부를 소정의 면적으로 상대측에 대향시키는 것으로 했기 대문에 편심하중이 일어나는 경우에도 회전축과의 금속접촉을 피하게하여 돌출부의 내마모성을 향상시킬 수가 있으며, 양호한 회전축 지지상태를 유지시킬 수 있다. 또한 청구의 범위 제2항에 기재된 본 고안은 축받이 혹은 회전축중 어느 하나가 형성되는 회전축지지용 돌출부에 소정이상의 유막 동압 효과가 생기도록 하기 위해 이 돌출부를 소정의 면적으로 상대측에 대향시키는 동시에 상기 돌출부의 적어도 펴면부분에 메꿈면을 형성한 것으로 보다 큰 편심하중이 발생하는 경우에도 회전축과 금속접촉을 피하게하여 돌출부의 내마모성을 한층 향상시킬수 있고 양호한 회전축 지지상태를 더욱 안정적으로 얻을 수가 있다.The present invention described in claim 1 has an eccentric load because the projecting portion is opposed to the other side by a predetermined area so as to cause a predetermined oil dynamic effect on the rotating shaft supporting protrusion formed on either the bearing or the rotating shaft. Even in this case, wear resistance of the protrusion can be improved by avoiding metal contact with the rotating shaft, and a good supporting state of the rotating shaft can be maintained. In addition, the present invention described in claim 2, in order to produce a predetermined oil film dynamic pressure effect on the rotating shaft support protrusion, which is formed either of the bearing or the rotating shaft, the protrusion is opposed to the other side in a predetermined area and at the same time. Since at least a flat surface is formed at the flat surface, even if a larger eccentric load is generated, the contact between the rotating shaft and the metal can be avoided, thereby improving the abrasion resistance of the protruding portion, and a good supporting state of the rotating shaft can be obtained more stably.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20050204 Year of fee payment: 12 |
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| EXPY | Expiration of term |