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発明の名称 半球ベアリング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−93949
公開日 平成11年(1999)4月6日
出願番号 特願平10−184843
出願日 平成10年(1998)6月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦 (外1名)
発明者 禹 起 命 / 崔 桓 榮
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ブッシングと、前記ブッシングに回転可能に挿入されてスペーサを介在して相互対向された一対の半球とでなる半球ベアリング装置において、前記ブッシング内部に形成された半球溝の表面と前記半球溝と対向する前記半球の表面にMoS2 膜を形成したことを特徴とする半球ベアリング装置。
【請求項2】 前記ブッシング及び半球の材質は、アルミニウムでなることを特徴とする請求項1記載の半球ベアリング装置。
【請求項3】 前記ブッシング及び半球の材質は、プラスチックスでなることを特徴とする請求項1記載の半球ベアリング装置。
【請求項4】 前記MoS2 膜は、塗布法により形成されることを特徴とする請求項1記載の半球ベアリング装置。
【請求項5】 前記MoS2 膜は、含浸法により形成されることを特徴とする請求項1記載の半球ベアリング装置。
【請求項6】 前記MoS2 膜が形成された後にキュアリングすることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の半球ベアリング装置。
【請求項7】 前記キュアリングは、150℃で行われることを特徴とする請求項6記載の半球ベアリング装置。
【請求項8】 ブッシングと、前記ブッシングに回転可能に挿入されてスペーサを介在して相互対向された一対の半球とでなる半球ベアリング装置において、前記ブッシング内部に形成された半球溝の表面と前記半球溝と対向する前記半球の表面の中でいずれか一側にはMoS2 膜が形成され、他側にはTiNまたはDLC膜が形成されることを特徴とする半球ベアリング装置。
【請求項9】 前記MoS2 膜が形成された側の材質は、アルミニウムまたはプラスチックスを含み、TiNまたはDLC膜が形成された側の材質はスチールを含むことを特徴とする請求項8記載の半球ベアリング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半球ベアリング装置に係り、より詳細には、半球ベアリングの半球の表面またはその表面と対向するブッシング内面に硫化モリブデン(MoS2 )を塗布した半球ベアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、コンピュータ産業の急激な発達によって各種機器の駆動に必要な駆動モータ、例えば、レーザプリンタの多面鏡駆動装置、ハードディスクのスピンドルモータ、VCRのヘッド駆動モータ等は、機器の特性上、より多いデータ検索及び貯蔵、再生を短時間で実行するため軸の揺動も振動もない高精密及び超高速回転性能を要求する。
【0003】したがって、駆動モータの軸の揺動か軸の振動を抑制して安定的に高速回転する駆動モータの開発と共に、前記のようなモータの回転を可能にする動圧形流体ベアリング装置の多様な形態について研究開発が推進されており、このような動圧形流体ベアリングの中で特にラジアル荷重とスラスト荷重を同時に支持して超高速回転に適合な動圧形流体ベアリング装置である半球ベアリングの研究開発が活発に進行している。
【0004】前記のような半球ベアリングが適用されたレーザプリンタの多面鏡駆動装置を添付された図2を参照して詳細に説明する。図2は一般的な半球ベアリング装置が適用されたレーザプリンタの多面鏡駆動装置を示す断面図である。図示のように、半球ベアリングが適用されたレーザプリンタの多面鏡駆動装置は、多面鏡10の回転中心である固定軸20と、固定軸20に圧入された真球度が高い半球面を持つ半球30,35と、半球30,35のラジアル荷重及びスラスト荷重を支持するブッシング40と、駆動装置であるロータ55とステータ50と、ハブ60と、下部ハウジング70とで構成される。
【0005】ここで、前記下部ハウジング70には半球30,35が圧入固定された固定軸20が圧入固定されて、半球30,35の外側面には所定の流体圧を発生させるための動圧発生溝(図示せず)が形成される。また、ブッシング40の外周面には多面鏡10とロータ55を装着したハブ60が圧入されて、結果的に半球30及び固定軸20は固定されており、ブッシング40は固定軸20に対して回転できるようになっている。
【0006】一方、半球30,35のラジアル荷重及びスラスト荷重を支持するブッシング40は円筒形状で、内部に固定軸20より大径の貫通孔が形成されて、両端には半球溝30a,35aが相互対称に形成される。この時、半球溝30a,35aの曲率は固定軸20に圧入された半球30,35の曲率と同一である。また、ブッシング40の貫通孔内には半球30,35と半球溝30a,35aとの間の間隙を調整するためのスペーサ40aが挿入される。
【0007】図3は図2に示された半球ベアリング装置のブッシングと半球とを示す断面図である。図3を参照するに、前記のように構成された従来の半球ベアリング装置は、一般的にブッシング40内部に形成された半球溝35aの表面には耐磨耗性が優秀なTiN膜32が塗布されており、半球溝35aと対向する半球35の表面には材質の摩擦係数が小さくて潤滑性が優秀なTiN膜32とDLC膜34とでなる2重膜が塗布されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような従来の半球ベアリング装置では、TiN膜またはDLC膜を塗布するため通常高価な塗布設備を必要として、作業時間が長い問題点があった。即ち、TiN膜またはDLC膜を塗布するためには1ミクロン当たり約2時間が所要されることにより数ミクロンの2重膜を塗布するためには長時間が必要とされる。
【0009】また、塗布工程時には工程温度が500℃程度の高温であるため、原素材に制約がある問題点があった。即ち、アルミニウムのような素材は300℃で融溶されるため塗布できないことにより、高価な鉄系統の素材だけを使用しなければならない。したがって、本発明は前記のような問題点を解決するため案出されたもので、その目的は半球及びブッシングの素材として加工が容易で低価の素材を使用できるようにし製造費を減少させた半球ベアリング装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するための本発明の特徴によるに、ブッシングと、前記ブッシングに回転可能に挿入されてスペーサを介在して相互対向された一対の半球とでなり、ブッシング内部に形成された半球溝の表面と半球溝と対向する半球の表面にMoS2 膜が形成される半球ベアリング装置が開示される。
【0011】好ましくは、ブッシング及び半球の材質はアルミニウムまたはプラスチックス射出物が使用されて、MoS2 膜は塗布法または含浸法により形成される。また、MoS2 膜が形成された後にはキュアリング(硬化)がなされ、好ましくは、キュアリングは150℃でなされる。本発明の他の側面によるに、ブッシングと、前記ブッシングに回転可能に挿入されてスペーサを介在して相互対向された一対の半球とでなり、ブッシング内部に形成された半球溝の表面と半球溝に対向する半球の表面の中でいずれか一側にMoS2 膜が形成されて、他側にTiNまたはDLC膜が形成される。
【0012】本実施例においてMoS2 膜が形成された側材質はアルミニウムまたはプラスチックスを含み、TiNまたはDLC膜が形成された側の材質はスチールを含む。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。但し、従来と同一な部分には同一符号を付与する。図1は本発明の一実施例による半球ベアリング装置を示す概略的な分解断面図である。図示のように、ブッシング40内部に形成された半球溝35aの表面にはMoS2 膜36の単一膜が形成されて、半球溝35aと対向する半球35の表面もMoS2 膜36の単一膜が形成される。
【0014】以下、本発明の一実施例によるベアリング装置のブッシングと半球を加工する方法について説明する。まず、ブッシング40内部に固定軸が挿入される所定の長さの貫通孔を形成して、貫通孔の両端に半球30,35が挿入される半球溝30a,35aを形成する。本発明によるに、ブッシング40の素材としては加工が容易で低価であるアルミニウムまたはプラスチックス射出物を使用する。
【0015】次に、内部面をラッピング及びポリッシング処理した後、MoS2 膜36を数ミクロン塗布して、約150℃程度の温度でキュアリングして完成する。また、半球35は、原素材を所定形状(半球形状)に加工して内部に固定軸が貫通する貫通孔を形成する。次に、表面をラッピング及びポリッシング処理した後、MoS2 膜36を数ミクロン塗布して、約150℃程度の温度でキュアリングして完成する。
【0016】前記のように、半球35の素材としても、好ましくは、加工が容易で低価であるアルミニウムまたはプラスチックス射出物が使用される。MoS2 膜36を塗布する方法は素材の種類によって違う。即ち、原素材の組織が緻密な一般素材の場合には加工された表面上にMoS2 膜を所定の厚さで塗布して、原素材の組織に気孔がある焼結素材の場合には含浸法を利用する。含浸法はMoS2 膜溶液に所定時間沈潜して素材内部に気孔を通して含浸されるようにする。
【0017】一方、本発明の他の実施例によるに、半球溝の表面とその表面に対向する半球の表面の中でいずれか一側はMoS2 膜でコーティングして、他側はTiNまたはDLCでコーティングできる。この実施例によるに、一側により硬質のコーティングをするため磨耗が減少する利点がある。
【0018】TiNまたはDLCコーティングにおいては従来のコーティング方法を利用して、材質は従来と同一なスチール系統が使用できる。以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明が属する技術分野の熟練者であれば、本発明の精神及び思想を離脱しない範囲内で多様な変形を加えることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によるに、原素材に対する制約なく加工が容易で低価である。例えば、アルミニウムまたはプラスチックス等のような素材が使用できることにより、原素材に対する製造原価が減少する利点がある。また、2重膜の代わりにMoS2 膜の単一膜で充分であるため製造工程が短縮されて生産性が向上される利点がある。また、高価な塗布装備が必要ないため製造費が減少する。




 

 


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