KR100258670B1

KR100258670B1 - 선형 베어링 슬라이드를 프리로드하기 위한 매카니즘

Info

Publication number: KR100258670B1
Application number: KR1019920016636A
Authority: KR
Inventors: 에베렛퍼버사이몬즈
Original assignee: 죤 제이.키세인; 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR930006342A; DE69206549T2; TW205587B; EP0533399B1; EP0533399A1; DE69206549D1; JPH05215131A

Abstract

본 발명의 원리를 실시하는 선형 베어링 슬라이드 조립체는 외측부재, 내측부재, 한 쌍의 선형 베어링 매카니즘, 프리로드 바 및 종방향 스프링을 포함한다. 외측부재는 내측부재를 수용하기 위한 주채널 개구 및, 프리로드 조립체와 선형 베어링 매카니즘을 수용하기 위한 부채널 개구를 가진다. 내측부재는 외측부재의 주채널 개구 내에 위치된다. 제1및 제2선형 베어링 매카니즘은 주채널 개구의 대향하는 측면상의 부채널 내에 위치된다. 이들 선형 베어링 매카니즘은 내측부재가 외측부재의 주채널 개구를 따라 이동할 때 내측부재를 지지하고 가이드한다. 각각의 선형 베어링 매카니즘은 두 베어링 웨이 사이에 슬라이딩 또는 다수의 롤링 요소 중의 어느 하나를 가지도록 전통적으로 구성된다. 선형 베어링 매카니즘 중의 하나는 정현곡선 윤곽을 가지는 종방향 스프링에 의해 내측부재와 부채널 내 프리로드 바 사이에서 압축된다. 스프링은 프리로드 바에 압축력을 가하여, 부품 틈을 제거하고 선형 베어링 매카니즘에 일정한 프리로드를 가한다.

Description

선형 베어링 슬라이드를 프리로드하기 위한 매카니즘{Mechanism for Preloading Linear Bearing Slides}

제1도는 본 발명의 원리를 실시하는 선형 슬라이드를 도시하는 도면.

제2도는 단부 플레이트가 제거된 상태로 도시한, 본 발명에 따른 선형 베어링 매카니즘을 가지는 선형 슬라이드의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 선형 베어링 매카니즘을 가지는 선형 슬라이드의 수평방향 단면도.

제4도는 제1도 및 제2도에 도시된 선형 슬라이드에 사용되는 종방향 스프링을 도시하는 개략도.

제5도는 제1도 및 제2도에 도시된 선형 슬라이드에 사용되는 프리로드 바를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 외측부재 105 : 내측부재

108,109 : 리테이너 202 : 채널벽

241 : 프리로드 바 251 : 스프링

본 발명은 선형 슬라이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선형 베어링을 프리로드함으로써 외측부재, 베어링 부품 및 내측 부재의 요구되는 허용 오차를 완화하고 선형 슬라이드에서 백래시(backlash)를 감소시키는 매카니즘에 관한 것이다. 이것은 치수의 가변성 및 설치 조건을 보상하기 위한 수동 조정을 필요로 하지 않도록 한다.

선형 슬라이드는 매카니즘 부재 사이의 선형 병진 이동을 허용하는데 널리 사용된다. 이들 선형 슬라이드는 전형적으로 내측부재와 그 가이드 사이의 틈새를 제어하기 위한 조정 요소를 포함한다. 조정 요소는 접합방향에 수직한 이동 허용성을 감소시키고 백래시를 제거하기 위한 프리로드를 가하기 위한 종종 사용된다. 대다수의 이들 장치에서 외측부재와 내측부재 사이의 베어링 요소의 압축력은 수동 조정에 의해 제공된다.

선형 슬라이드가 용이하게 입수가능하지 않거나 계속적 사용으로 인한 마모에 의해 빈번한 조정이 필요할 수도 있는 적용분야에서 수동 조정의 필요를 제거하는 것이 바람직하다. 수동 조정은 장치에서 조정이 균일하지 않을 수도 있거나 매우 죄이거나 매우 헐거울 수도 있다는 단점을 가진다. 또한, 수동 조정은 노동 집약적이고 따라서 고비용이라는 단점을 갖고 있다. 설치전 적절하게 조정된 선형 슬라이드라고 하여도, 설치된 때에는, 설치시의 실제 간섭 조건에 따라서, 바인딩 점에 대하여 지나치게 죄이거나 지나치게 헐거울 수 있다.

미합중국 특허 제3,145,065호에 기재된 종래의 장치는, 외측부재 내의 내측부재를 지지하고 가이드하기 위해 볼 및 반경방향 이동허용성 종방향 로드를 사용하는 직선형 베어링 조립체에서 정확도의 손실을 방지하기 위한 보상 매카니즘을 제공한다. 종방향 로드는 높은 탄성 계수와 높은 항복점을 가지는 관형 부재로 이루어진다. 이들 관형 부재는 볼 조립체에서 헐거운 오차를 보상하도록 의도된다.

미합중국 특허 제2,028,718호에 기재된 다른 장치는 방진 베어링(dust proof bearing)을 형성하기 위해 탄성 스틸(steel) 밴드에 의해 형성되는 볼 레이스를 제공한다. 이들 스틸 밴드는 볼 팽창을 보상하기 쉽기 때문에 베어링 제조시 정확도의 요구를 감소시키도록 의도된다.

그러나, 이들 종래의 공지 매카니즘은 수동 조정이나 주기적인 재조정의 필요 없이 높은 정밀도를 제공하기 위해 필요한 바와 같은 넓은 보상 범위를 제공하지 않는다.

본 발명의 원리를 실시하는 선형 슬라이드는 외측부재, 내측부재, 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘, 프리로드 바 및, 종방향 스프링을 포함한다. 외측부재는 내측부재를 수용하기 위한 주채널 개구 및, 상기 주채널의 양측에 각각 하나씩 선형 베어링 매카니즘을 수용하기 위한 두 개의 부채널을 가진다. 내측부재는 주채널 개구 내에 위치된다. 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘은 부채널 내에 위치된다. 이들 선형 매카니즘은 외측부재의 주채널 개구 내의 내측부재를 지지하고 가이드한다. 제1선형 베어링 매카니즘은 종래방식으로 구성되고, 두 베어링 웨이 사이에 슬라이딩 요소나 복수의 롤링 요소를 포함할 수 있으며, 부채널 중 하나에 존재한다. 제2선형 베어링 매카니즘은 다른 나머지 부채널 내에 있다. 프리로드 바는 그 전체 길이를 따라 제2선형 베어링 매카니즘에 접촉된다. 종방향 스프링은 일측면에서 프리로드 바에, 타측면에서 외측부재에 접촉된다. 상기 종방향 스프링은 프리로드 바에 압축력을 제공하여 백래시를 제거하고 선형 베어링 매카니즘에 예측가능한 프리로드를 제공하기 위해 사용된다.

선형 슬라이드가 제1도에 도시되어 있다. 외측부재(101)는 외측부재 내부 측면(102,103,104)에 의해 규정되는 채널을 가진다. 화살표(117)에 의해 규정되는 직선 통로를 따라 실질적으로 자유롭게 이동하는 내측부재(105)가 채널 내에 위치된다. 내측부재(105)는 채널의 측면(102,104)과 내측부재(105)의 대향하는 측면(106,107) 사이의 선형 베어링 매카니즘에 의해 채널을 따라 지지되고 안내된다. 이들 선형 베어링 매카니즘은 외측부재(101) 및 내측부재(105)에 각기 부착된 커버링 단부 플레이트(111,115)에 의해 숨겨져 있다. 롤링 요소를 위한 리테이너(108,109)의 단부는 내측부재(105)와 외측부재(101) 사이에 도시되어 있다.

상기 선형 슬라이드의 연직단면(제1도에서 2-2선을 취한 단면)이 제2도에 도시되어 있다. 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘은 선형 슬라이드의 대향하는 측면에 위치된다. 좌측 선형 베어링 매카니즘은 통상적인 것이며, 외측부재의 채널벽(202)과 내측부재의 측면(206)에 각각 위치되는 부채널(233, 234) 내에 베어링 웨이(로드쌍 221-222 및 223-224)를 포함한다. 이들 베어링 웨이 즉 로드는 한 쌍의 베어링 웨이 사이에서 주행하는 롤링 요소(230)의 이동 경로를 제어한다. 리테이너(208)는 롤링 요소가 베어링 웨이(221-222 및 223-224)를 따라 동일하게 이격되도록 유지한다.

우측 선형 베어링 매카니즘은 내측부재(205)의 측면(207)의 부채널(235) 내에 한 쌍의 베어링 웨이(로드쌍 225-226)를 가진다. 다른 베어링 웨이(로드쌍 227-228)는 외측부재(201) 주채널의 측면(204) 부채널 개구(245) 내에 위치되는 프리로드 바(241)에 접촉된다. 파형 또는 실질적인 정현곡선의 종방향 윤곽을 전형적으로 가지는 종방향 스프링(251)은 프리로드 바(241)와 부채널 개구(245)의 베이스 사이에 위치된다. 스프링(251)은 로드쌍(227-228)에 의해 형성되는 베어링 웨이를 통하여 선형 베어링 매카니즘에 힘을 순차적으로 가하는 프리로드 바(241)에 대해 압축력을 가한다.

선형 슬라이드의 수평 단면(제1도에서 3-3선을 취한 단면)이 제3도에 도시되어 있다. 내측부재(305)는 외측부재(301)의 주채널에 위치되어 있다. 종방향 스프링(351)은, 전형적인 정현곡선 또는 윤곽의 교번성 피크가 프리로드 바(341)와 부채널 베이스(346)에 접촉되도록, 프리로드 바(341)와 부채널 베이스(346) 사이에 위치된다. 스프링은 프리로드 바에 압축력을 가하여, 백래시를 제거하고 선형 베어링 매카니즘에 프르로드를 가함으로써 선형 슬라이드를 적절한 조정 상태로 유지한다.

종방향 스프링은 제4도에 도시되어 있다. 상기 스프링(451)은 스프링의 길이를 따라 종방향으로 분포되는 교변성 피크(452, 453)를 가지는 정현곡선 또는 파형형상을 전형적으로 가진다. 상기 스프링은 스프링 스틸과 같이 높은 탄성 계수를 가지는 탄성 재료로 구성된다. 교번성 피크는 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 부채널 베이스와 프리로드 바에 힘을 가하여 선형 베어링 매카니즘을 적절한 조정 상태로 유지한다. 상기 목적을 위해 사용될 수 있는 종방향 스프링은 휘일링 III의 스말리 스틸링 캄파니 (Smalley Steel Ring Company of Wheeling, III)로부터 상업적으로 입수가능하다.

프리로드 바는 제5도에 도시되어 있다. 프리로드 바(541)는 스프링의 피크로부터 힘을 수용하기 위해 베이스 표면(543)을 가지는 얕은 채널(542)을 포함하며, 스프링의 위치를 제어하기 위해 측벽(544, 545)을 포함한다. 종방향 축받이(546)가 외측부재에 대한 프리로드 바의 회전 허용성을 감소시키기 위해 포함된다. 로드(527, 528)로 이루어지는 베어링 웨이는 프리로드 바의 평탄형 표면(547)에 접촉한다.

Claims

직선 이동 장치용 선형 슬라이드에 있어서,제1채널을 가지는 외측부재 및, 제1채널내에 위치된 내측부재와,내측부재를 지지하고 안내하기 위해 제1채널의 대향 측벽상에 위치된 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘과,종축 굴곡 외형을 가지고 제2선형 베어링 매카니즘을 따라 종축으로 연장되며 외부부재의 내부 표면 근처에 위치되며 선부하 바아에 대하여 압축력을 가하기 위해 위치된 종축 스프링과,선부하 바아와 종축 스프링이 종축 채널의 베이스와 선부하 바아 사이에 끼워맞춰진 스프링에 삽입되는 제2선형 베어링 매카니즘에 인접된 벽의 제2종축채널이 구비되는 외부부재 및,인접 스프링을 수용하고 위치적으로 가압하기 위한 종축 글루브와 외부부재에 대해 선부하 바아의 회전 컴플라이언스(compliance)를 유도하는 작동력을 공급하기 위해 제2종축 채널의 베이스 표면과 접촉되고 선부하 바아의 길이에 따라 연장되는 인접 스프링과 종축 축받이 및 인접 스프링을 수용하고 위치적으로 가압하기 위한 종축 글루브를 포함하는 선부하 바아가 포함되는 것을 특징으로 하는 직선 이동 장치용 선형 슬라이드.
직접적인 직선 운동을 제공하기 위한 장치에 있어서,내부부재를 수용하기 위한 제1채널 개방부와, 선형 베어링 매카니즘을 수용하기 위한 제1채널의 대향 벽상의 2개의 제2채널 개방부를 가진 외부부재와, 제1채널 개방부에 위치된 내부부재와,외부부재의 제1채널 개방부를 따라 내부부재를 지지하고 안내하기 위해 제1 및 제2부차 채널에 위치된 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘을 포함하고,상기 제1선형 베어링 매카니즘은,내부부재와 접촉되는 내부 베어링 웨이(inner bearing way)와, 외부 베어링 웨이와, 상기 내부 및 외부 베어링 웨이 사이의 복수의 롤링 소자와,제2선형 베어링 매카니즘의 외부 베어링 웨이와 인접되고 부차 채널의 선부하 바아와,제2선형 베어링 매카니즘을 따라 종축으로 연장되고 제2부차 채널의 베이스와 선부하 바아 사이에 인접 설치되며 선부하 바아와 선형 베어링 매카니즘에 편향력을 가하기 위해 가압된 굴곡 형태를 갖춘 스프링을 포함하고,선부하 바아는 인접 스프링을 수용하고 위치적으로 가압하기 위한 종축 글루브와, 외부부재에 대해 선부하의 회전 컴플라이언스를 유도하는 작동력을 제공하기 위해 부차 종축 채널의 베이스 표면과 접촉되고 선부하 바아의 길이에 따라 연장되는 종축 축받이를 구비하는 것을 특징으로 하는 직접적인 직선 운동을 제공하기 위한 장치.
직접적인 직선 운동을 제공하기 위한 장치에 있어서,내부부재를 수용하기 위한 제1채널 개방부와 선형 베어링 매카니즘을 수용하기 위한 제2채널을 가진 외부부재와,외부부재의 제1채널 개방부에 위치된 내부부재와,외부부재의 제1채널내에 내부부재를 지지하고 안내하기 위해 내부부재의 대향 측부에 위치된 제1 및 제2선형 베어링 매카니즘을 포함하고,제1선형 베어링 매카니즘은,내부부재와 인접된 제1베어링 웨이와, 외부부재와 인접된 제2베어링 웨이 및 제1 및 제2베어링 웨이 사이의 복수의 롤링 소자를 포함하고,제2선형 베어링 매카니즘은,내부부재와 인접된 내부 베어링 웨이와, 외부 베어링 웨이 및, 내부 및 외부 베어링 웨이 사이의 복수의 롤링 소자와,제2선형 베어링 매카니즘의 외부 베어링 웨이와 인접된 선부하 웨이와,선부하 바아에 압축력을 가하기 위해 제2부차 채널의 베이스와 선부하 바아와 인접되고, 제2선형 베어링 매카니즘을 따라 종축으로 연장된 스프링과 선부하 바아를 가압하기 위해 파상(波狀)의 교번 피이크(alternate peak)와 함께 종축파상을 가진 종축 스프링을 포함하고,상기 선부하 바아는 인접 스프링을 수용하고 위치적으로 가압하기 위한 종축 글루브와 외부부재에 대해 선부하의 회전 컴플라이언스를 유도하는 작동력을 가하기 위해 부차 종축 채널의 베이스 표면과 접촉되고 선부하 바아의 길이에 따라 연장되는 종축 축받이를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접적인 직선 운동을 제공하기 위한 장치.