KR100337408B1 - 안내장치의 방진구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 걸어 맞추는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조로서, 상기 궤도축에 밀착하는 탄성 부재가 궤도축의 길이방향으로 겹쳐져 있는 안내장치의 방진구조이고, 또는 탄성 재료로 형성되며, 상기 궤도축의 표면과 함께 윤활제가 충전되는 윤활제 포켓을 형성하는 오목홈부를 갖는 윤활제 포켓 형성부재를 구비하고 있는 안내장치의 방진구조이며, 궤도축에 대한 슬라이드부재의 슬라이딩 저항이 적은 원활한 왕복운동을 발현할 수 있고, 특히 쿨런트의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나뭇조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 과혹한 사용조건 하에서도 장기에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있다.

Description

안내장치의 방진구조{DUST PREVENTING STRUCTURE OF GUIDE UNIT}
본 발명은, 예컨대 직선 슬라이딩용 또는 곡선 슬라이딩용 볼 베어링, 볼 부시, 볼 나사, 볼 스플라인, 롤러 베어링 등의 볼이나 롤러 등의 전동체를 통해 궤도축과 슬라이드부재가 상대적으로 왕복운동 가능하게 결합되는 안내장치에 관한 것으로, 특히 궤도축의 표면에 부착한 이물질을 제거하고, 동시에 궤도축과 슬라이드부재 사이에 윤활성능을 부여하는 안내장치의 방진구조에 관한 것이다.
이 종류의 안내장치는 직선운동이나 회전운동, 또한 곡선운동 등을 필요로 하는 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 그 사용환경도 다종다양하다. 예컨대, 반도체 제조장치 등에서 사용되는 직선 슬라이딩용 볼 베어링 등의 안내장치는 매우 깨끗한 환경하에서 사용되고, 공작기계 등의 안내장치는 냉각제 사용조건 하에서 사용되고, 또한 목재가공장치 등의 안내장치는 먼지, 오물, 나무조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 조건하에서 사용된다.
그리고, 이와 같은 안내장치에서는, 궤도축과 슬라이드부재 사이의 틈에 냉각제나 먼지 등의 이물질이 들어가면, 이 냉각제가 윤활유를 겉돌게 하거나, 또는이물질이 윤활유를 흡수하고, 그 결과로서, 궤도축과 슬라이드부재 사이의 윤활성능이 현저하게 저하되고, 궤도축과 슬라이드부재 사이에서 하중을 부하하는 볼이나 롤러 등의 전동체, 또는 이들 전동체가 구르는 궤도축이나 슬라이드부재측의 구름 홈이 이상하게 마모되고, 나아가서는 장치수명이 현저하게 저하된다.
그래서, 종래에도, 예컨대 길이방향을 따라 볼구름홈이 형성된 궤도레일 (궤도축) 과, 다수의 볼을 통해 상기 궤도레일의 볼구름홈과 대향하는 부하구름홈, 이 부하구름홈의 시작단과 종단에 설치된 방향전환로, 및 이들 방향전환로 사이를 연결하는 볼 복귀통로로 이루어지는 볼의 무한순환로가 형성된 슬라이딩대 (슬라이드부재) 로 이루어지는 직선 슬라이딩용 볼 베어링에서는, 슬라이딩대의 이동방향 양단부에 고무제 등의 시일부재를 장착함과 동시에 이 시일부재를 궤도레일에 밀착시키고, 슬라이딩대의 이동에 수반하여 궤도레일 표면에 부착한 냉각제나 먼지 등의 이물질을 제거하고, 이들이 슬라이딩대 내부에 진입하는 것을 방지하도록 구성한 것이 알려져 있다.
또, 이 종류의 안내장치에서는, 예컨대 궤도레일에 용접 스패터 등의 이물질이 점착한 경우, 상기 시일부재가 용접 스패터와 접촉하면 걸려 파손될 우려도 있기 때문에, 이러한 문제점을 회피하기 위해 슬라이딩대에는 이 시일부재 외측에 궤도레일과의 사이에 약간의 틈을 유지하여 금속제 등의 스크레이퍼부재를 장착하고, 이 스크레이퍼부재에 의해 궤도레일에 점착한 용접 스패터 등의 이물질에 시일부재가 접촉하기 전에 벗겨 떨어뜨리도록 한 구성도 알려져 있다.
그러나, 이 종류의 시일부재는 그것이 궤도축 (상술한 예에서는 궤도레일)에 밀착되어 있기 때문에, 슬라이드부재 (상술한 예에서는 슬라이딩대) 의 내부에서 공급되어 궤도축 표면에 부착한 윤활유나 그리스 등의 윤활제는 슬라이드부재의 진행방향 후측의 시일부재에 의해 닦이고, 이들 윤활제가 슬라이드부재의 외부에 누출하는 것을 방지하는 기능 (윤활제 누출방지기능) 도 발휘한다.
그리고, 이 시일부재의 윤활제 누출방지기능은 슬라이드부재 내부에 공급되는 윤활제가 효율적으로 사용된다는 효과를 발휘하는 것이기는 하지만, 반면, 슬라이드부재가 왕복운동할 때의 진행방향 전측에 위치하는 시일부재에 착안하면, 이 시일부재는 윤활제가 닦인 후의 궤도축의 표면에 밀착하여 이동하게 되어 진행방향 후측의 시일부재에 비해 그 마찰저항이 증가하고, 슬라이드부재의 원활한 왕복운동이 방해되는 것 외에, 스트로크가 극단적으로 긴 경우 등, 경우에 따라서는 진행방향 전측에 위치하는 시일부재가 궤도축과의 사이의 마찰에 의해 파손되거나, 이 시일부재의 수명이 극단적으로 짧아지는 등의 문제가 발생한다.
이 문제는 시일부재에 금속제 등의 스크레이퍼부재를 병용한 경우에도 동일하며, 이 스크레이퍼부재로는 스패터 등의 큰 이물질은 제거할 수 있지만, 궤도축 표면에 밀착시켜 장착할 수 없기 때문에 작은 먼지나 오물은 제거할 수 없고, 슬라이드부재의 왕복운동시 특히 그 진행방향 전측에서 시일부재가 이들 작은 오물이나 먼지에 접촉하고, 그 마찰저항이 증가하여 그 수명이 짧아지는 등의 문제가 있었다.
특히 안내장치가 냉각제의 사용을 필요로 하는 사용조건 하에서 사용되거나, 또는 오물, 먼지, 나무조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 사용조건 하에서 사용되는 경우에는, 시일부재에 의해 닦인 후에 궤도축 표면상에 약간 남은 윤활제가 이들 이물질에 의해 세정 또는 흡수되므로, 상기 문제는 커지게 된다. 이러한 가혹한 사용조건 하에서 사용되는 안내장치에 대해서는 윤활제에 관해 메인티넌스 프리 (maintenance free)를 진행하는데 있어 큰 문제이다.
그래서, 본 발명자들은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 예의검토한 결과, 궤도축에 대한 슬라이드부재의 슬라이딩 저항이 적은 원활한 왕복운동을 발현할 수 있음과 동시에, 가혹한 사용조건하가 아니면 시일부재의 사용을 생략해도 슬라이드부재 내부로의 이물질의 진입을 방지할 수 있고, 더욱이, 예컨대 시일부재를 병용하는 등에 의해 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나무조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서도 장기간에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있는 안내장치의 방진구조를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 궤도축에 대한 슬라이드부재의 슬라이딩 저항이 적은 원활한 왕복운동을 발현할 수 있는 안내장치의 방진구조를 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명은 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나뭇조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서도 장기간에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있는 안내장치의 방진구조를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명은 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조이고, 상기 궤도축에 밀착하는 탄성 부재가 궤도축의 길이방향으로 겹쳐져 있는 안내장치의 방진구조이다.
또, 본 발명은 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조이고, 탄성 재료로 형성되며, 상기 궤도축의 표면과 함께 윤활제가 충전되는 윤활제 포켓을 형성하는 오목홈부를 갖는 윤활제 포켓 형성부재를 구비하고 있는 안내장치의 방진구조이다.
그리고, 본 발명에서, 바람직한 실시 형태로서는 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조이고, 탄성 재료로 형성되며, 윤활제를 유지하여 상기 궤도축에 밀착하고, 사용시에 궤도축 표면에 윤활제를 공급하는 윤활제 공급부를 가짐과 동시에, 상기 궤도축의 표면과 함께 윤활제가 충전되는 윤활제 포켓을 형성하는 오목홈부를 갖는 윤활제 포켓 형성부재를 구비하고 있는 안내장치의 방진구조이다.
본 발명에서, 상기 윤활제 포켓 형성부재는 기본적으로는 탄성 재료로 형성되고, 윤활제를 유지하여 상기 궤도축에 밀착하고, 사용시에 궤도축 표면에 윤활제를 공급하는 윤활제 공급부와, 궤도축의 표면과 함께 윤활제가 충전되는 윤활제 포켓을 형성하는 오목홈부를 갖는 것이면 되고, 탄성 재료로 형성된 윤활제 공급부가 어느 정도의 강성을 가지고 윤활제 포켓내에 충전된 윤활제를 궤도축의 표면에 도포할 수 있고, 또한 충분한 양의 윤활제를 유지할 수 있으면, 이 윤활제 포켓 형성부재는 윤활제 공급부를 형성하는 탄성 재료만으로 형성할 수 있고, 이 경우, 윤활제 포켓 형성부재는 1 개 또는 복수 개의 오목홈부를 갖는 단일 구성부재로 형성해도 되고, 또 결합했을 때 1 개 또는 복수 개의 오목홈부가 형성되는 복수의 구성부재로 형성해도 된다.
그러나, 윤활제 포켓에 충전되는 윤활제로서, 예컨대 그리스나 고체 윤활제 등을 사용하는 경우에는 이들 윤활제를 궤도축의 표면에 도포할 때의 도포저항이 높아지고, 본 발명 방진구조의 내용(耐用) 기간을 고려하여 충분한 양의 윤활제를 유지할 수 있는 탄성 재료로는 이 도포저항에 견딜 수 없는 경우도 있고, 이 윤활제 포켓 형성부재에 대해서는 바람직하게는 윤활제를 유지하여 윤활제 공급부를 구성하는 복수의 탄성 부재와, 강성 재료로 형성되며, 상기 복수의 탄성 부재 사이에 끼워 장치되어 이들 탄성 부재와 함께 1 개 또는 복수 개의 오목홈부를 형성하는 스페이서부재로 구성하는 것이 좋다.
그리고, 윤활제 포켓 형성부재에 형성되는 오목홈부의 크기나 수에 대해서는 특별히 제한은 없고, 적어도 1 개의 오목홈부가 형성되며, 이 오목홈부와 궤도축의 표면에 의해 형성되는 윤활제 포켓내에 본 발명의 방진구조의 내용 기간을 고려하여 충분한 양의 윤활제가 충전되면 된다. 또, 이 오목홈부는 슬라이드부재가 궤도축을 덮는 그 외주방향 거의 전역에 걸쳐 연장되어 있을 필요가 있고, 이에 의해 슬라이드부재가 궤도축을 덮는 그 거의 전역에 윤활제를 도포할 수 있다.
상기 윤활제 포켓 형성부재의 적어도 그 윤활제 공급부를 형성하는 탄성 재료로서는 인장강도 30 ∼ 50 kg/cm2, 연신율 300 ∼ 500 %, 및 반발탄성 30 ∼ 60 % 정도의 물성을 갖는, 예컨대 연속기포의 발포 폴리우레탄, 소결수지 등의 연속기포 발포체나, 양모 펠트 등의 섬유 교락체 등으로서, 소정 형상으로 성형한 후에 윤활제를 흡수 유지시킨 것을 들 수 있는 것 외에, 고무나 합성수지로 형성되는 경우에는, 이들 고무나 합성수지에 미리 윤활제를 혼합 유지시키고 나서 소정 형상으로 성형한 것이나, 모노머를 중합하여 고무나 합성수지를 제조하는 단계에서 모노머중에 윤활제를 혼합하고, 얻어진 윤활제 함유 고무나 합성수지를 소정 형상으로 성형한 것 등도 사용할 수 있다. 그리고, 상기 발포 폴리우레탄에 윤활제를 흡수 및 유지시키는 경우, 윤활제를 중량비율로 30 ∼ 50 중량%로 하는 것이 좋다.
또, 상기 윤활제 포켓에 충전되는 윤활제에 대해서는 윤활성능을 가지고 윤활제 포켓중에 충전할 수 있는 것이면 액체상, 고체상, 또는 겔상의 어느 것이어도 되고, 비교적 점도가 낮은 액체상의 윤활유도 사용할 수 있지만, 윤활제 포켓으로부터 간단하게는 누출되지 않는다는 관점에서, 바람직하게는 점도 200 cst 이상의 고점성의 것이나, 페이스트상, 고체상, 또는 겔상의 것이 좋고, 구체적으로는 그리스, 고점성 윤활제, 고체 윤활제, 겔상 또는 고체상 왁스 등을 들 수 있으며, 특히 그리스가 바람직한데, 그 이유는, 그리스는 냉각제 사용조건 하에서도 내구성이 우수한 윤활제 피막 (즉, 내냉각제성이 우수한 윤활제 피막) 을 형성하기 때문이다.
그리고, 윤활제 포켓 형성부재를 복수의 탄성 부재와 스페이서부재로 구성하는 경우, 탄성 부재에 대해서는 윤활제 공급부를 형성하는 탄성 재료와 동일한 것을 사용할 수 있고, 또 스페이서부재에 대해서는 금속판이나 합성수지판으로 형성할 수 있고, 기계적 특성치가 우수하다는 관점에서 바람직하게는 스테인레스판 등의 금속판 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 윤활제 포켓 형성부재를 슬라이드부재와의 사이에 끼워 지지하는 스크레이퍼부재를 설치하는 것이 바람직하다. 이 스크레이퍼부재는 궤도축 표면에 부착한 예컨대 용접 스패터 등의 이물질을 제거할 때 변형되거나 또는 파손되지 않는 강도를 갖는 것일 필요가 있고, 궤도축의 표면과의 사이에 약간의 틈, 예컨대 0.05 ∼ 0.3 ㎜ 정도를 유지하여 슬라이드부재에 장착된다.
그리고, 이 스크레이퍼부재에 대해서는 바람직하게는 슬라이드부재의 진행방향 전후 양단부측 및 궤도축의 표면과 함께 윤활제 포켓 형성부재의 거의 전체를 덮을 수 있는 형상으로 형성하고, 탄성 재료로 형성된 윤활제 공급부를 갖는 윤활제 포켓 형성부재를 외부로부터의 충격이나, 냉각제, 먼지, 절삭분 등의 이물질로부터 보호할 수 있도록 구성하는 것이 좋다.
이와 같이 윤활제 포켓 형성부재를 구비한 본 발명의 방진구조는 여러 가지의 안내장치에 여러 가지의 패턴으로 장치된다.
그리고, 본 발명의 방진구조가 적용되는 안내장치로서는, 기본적으로는 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 것이고, 방진구조는 이 안내장치 슬라이드부재의 진행방향 전후 양단부에 장착된다.
즉, 이 안내장치로서는 먼저 설명한 볼구름홈을 갖는 궤도레일 (궤도축) 과, 다수의 볼을 통해 이 궤도레일에 그 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되며, 볼의무한순환로를 갖는 슬라이딩대 (슬라이드부재) 로 이루어지는 직선 슬라이딩용 볼 베어링을 시작으로 하여 나선상 볼구름홈을 갖는 나사축 (궤도축) 과, 다수의 볼을 통해 이 나사축에 왕복운동 가능하게 나사식 결합하며, 볼의 무한순환로를 갖는 너트 부재 (슬라이드부재) 로 이루어지는 볼 나사나, 그 외, 곡선 슬라이딩용 볼 베어링, 볼 부시, 볼 스플라인, 직선 슬라이딩용 또는 곡선 슬라이딩용 롤러 베어링 등, 여러 가지의 것을 들 수 있다.
그리고, 본 발명의 방진구조가 장착되는 안내장치의 슬라이드부재는 그 진행방향 전후 양단부에 이 슬라이드부재의 내부와 외부 사이를 밀폐하는 시일부재를 구비하고 있는 것이어도, 또 구비하고 있지 않은 것이어도 되며, 안내장치의 사용환경에 따라 적당히 선택할 수 있는 것이다.
또, 이들 슬라이드부재와 시일부재 사이에는 필요에 따라 윤활제 공급부재가 설치되는 경우가 있는데, 본 발명의 방진구조를 적용하는 경우에도 이 윤활제 공급부재에 대해서는 이것을 구비하고 있는 것이어도, 또 구비하고 있지 않은 것이어도 되며, 안내장치의 사용환경에 따라 적당히 선택할 수 있는 것이다.
본 발명의 방진구조는 안내장치의 슬라이드부재가 시일부재나 윤활제 공급부재를 구비하고 있는지 아닌지에 관계없이, 슬라이드부재의 진행방향 전후 양단부의 가장 외측에 설치되며, 이에 의해 윤활제 포켓 형성부재의 윤활제 공급부가 궤도축에 밀착하면서 슬라이딩하여 비교적 작은 이물질을 배제하고, 이어서 이 윤활제 포켓 형성부재에 의해 형성된 윤활제 포켓내에 충전된 윤활제가 궤도축 표면에 도포된다.
그리고, 윤활제 포켓 형성부재의 외측에 추가로 상술한 스크레이퍼부재를 설치하는 경우에는 윤활제 포켓 형성부재에 앞서 이 스크레이퍼부재가 궤도축 표면에 부착한 비교적 큰 이물을 배제하는 기능을 발휘한다.
이 때문에, 본 발명의 방진구조에 의하면, 예컨대 시일부재나 윤활제 공급부재를 병용하고, 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나뭇조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서 안내장치를 사용하는 경우에도, 시일부재가 궤도축 표면에 접촉하거나, 윤활제 공급부재에 의해 윤활제를 궤도축 표면에 공급하기 전에 궤도축 표면의 이물질을 확실하게 제거하고, 또한 궤도축 표면에 윤활제를 도포하여 윤활제층을 형성시키기 때문에, 이들 시일부재가 상하거나, 공급된 윤활제가 궤도축 표면에 잔류하는 이물질, 특히 냉각제에 의해 겉돌게 되어 궤도축 표면 전면에 균일하게 공급되지 않게 된다는 사태가 발생하지 않아 장기간에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있다.
물론, 본 발명의 방진구조에 의하면, 안내장치의 사용이 가혹한 조건하가 아닌 경우에는 필요에 따라 시일부재나 윤활제 공급부재를 병용하지 않고, 이 방진구조를 슬라이드부재의 진행방향 전후 양단부에 직접 장착하고, 궤도축 표면의 이물의 제거와 이 궤도축 표면으로의 윤활제의 공급 2 개의 역할을 동시에 발휘시키도록 할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 궤도축에 대한 슬라이드부재의 슬라이딩 저항이 적은 원활한 왕복운동을 발현할 수 있는 안내장치의 방진구조를 제공할 수 있는 것 외에, 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나뭇조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서도 장기간에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있는 안내장치의 방진구조를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관계되는 방진구조가 장치된 직선 슬라이딩용 볼 베어링을 나타내는 측면도이다.
도 2 는 도 1 의 분해 사시도이다.
도 3 은 도 1 또는 도 2 의 방진부재를 나타내는 단면 설명도이다.
도 4 는 도 1 또는 도 2 의 윤활제 공급부재를 상세하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 5 는 도 1 또는 도 2 의 엔드시일을 나타내는 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 변형예에 관계되는 방진구조 (방진부재) 를 나타내는 단면 설명도이다.
도 7 은 본 발명의 다른 변형예에 관계되는 방진구조 (방진부재) 를 나타내는 단면 설명도이다.
도 8 은 본 발명의 또 다른 변형예에 관계되는 방진구조 (방진부재) 를 나타내는 단면 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 궤도레일(궤도축) 2 : 슬라이딩대(슬라이드 부재)
3 : 볼 5 : 부하구름홈
6 : 볼복귀통로 7 : 윤활제 공급부재
8 : 엔드시일(시일부재) 9 : 방진구조(방진부재)
16 : 포켓 형성부재 16a, 16b, 16c : 탄성부재
16x, 16y : 스페이서 18 : 오목홈부
이하, 첨부 도면에 나타내는 실시예에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
도 1 및 도 2 에서, 본 발명의 실시예에 관계되는 방진구조를 구비한 직선 슬라이딩용 볼 베어링이 나타나 있다.
이 직선 슬라이딩용 볼 베어링은 길이방향을 따라 볼구름홈 (1a) 이 형성된 궤도레일 (궤도축) (1) 과, 볼 (3) 의 무한순환로가 형성된 슬라이딩대(슬라이드부재)(2)로 이루어진다. 상기 무한순환로는 다수의 볼 (3) 을 통해 상기 궤도레일 (1) 의 볼구름홈 (1a) 과 대향하는 부하구름홈 (5), 이 부하구름홈 (5) 의 시작단과 종단에 설치된 방향전환로(도시 안됨), 및 이들 방향전환로 사이를 연결하는 볼 복귀통로 (6) 로 이루어진다. 슬라이딩대 (2) 의 진행방향 전후 양단부에는 각각 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (end seal;시일부재) (8), 및 본 발명의 방진부재 (9) 가 설치되어 있다.
그리고, 슬라이딩대 (2) 는 그 본체를 구성하는 슬라이딩대 본체 (2a) 와 그 진행방향 전후 양단부에 장착된 엔드플레이트 (2b) 로 구성되어 있고, 볼 (3) 의 무한순환로를 구성하는 부하구름홈 (5) 과 볼 복귀통로 (6) 가 슬라이딩대 본체 (2a) 에 형성되고, 또 볼 (3) 의 무한순환로를 구성하는 방향전환로가 엔드플레이트 (2b) 에 형성되어 있다.
그리고, 상기 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 에는 각각 그 상부에 한 쌍의 고정볼트 (10) 가 관통하는 장착구멍 (11a, 11b, 11c) 이 형성되어 있고, 이들 장착구멍 (11a, 11b, 11c) 을 관통하여 슬라이딩대 (2) 의 엔드플레이트 (2b) 에 나사식 결합되는 고정볼트 (10) 에 의해 이들 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 가 슬라이딩대 (2) 의 진행방향 전후 양단부에 장착되어 있다.
그리고, 도면중 부호 12 는 슬라이딩대 (2) 내에 형성된 볼 (3) 의 무한순환로에 윤활유 또는 그리스를 공급하기 위한 공급 니플을 나타내는데, 이 공급니플은 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 에 각각 설치된 관통구멍 (13) 을 관통하여 엔드플레이트 (2b) 의 장착구멍 (14) 에 나사식 결합된다. 또 도면중 부호 15a, 15b, 15c 는 칼라를 나타내는데, 각각의 칼라는 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 의 두께에 대응하는 치수를 가지며 또한 고정볼트 (10) 를 조였을 때 이들 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 가 찌부러지는 것을 방지하게 된다.
이 실시예에서 채택되고 있는 본 발명의 방진부재 (9) 는 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 연속기포의 발포 폴리우레탄으로 형성되며, 윤활제를 함침 (유지) 하여 윤활제 공급부를 구성하는 3 장의 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와, 금속판재로 형성되어 상기 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 사이에 끼워 장치되며, 이들 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와 함께 오목홈부 (18) 를 형성하는 스페이서부재 (16x, 16y) 로 이루어지는 윤활제 포켓 형성부재 (16) 와, 금속판재로 형성되며, 상기 슬라이딩대 (2) 의 진행방향 전후 양단부측 (이 실시예에서는 슬라이딩대 (2) 의 진행방향 전후 양단부에 장착된 엔드시일 (8) 에 상당) 및 궤도레일 (1) 의 표면과 함께 윤활제 포켓 형성부재 (16) 의 거의 전체를 덮을 수 있는 형상, 바꿔 말하면, 이 윤활제 포켓 형성부재 (16) 가 엔드시일 (8) 및 궤도레일 (1) 에 접하는 면 이외의 모든 면을 거의 완전하게 덮는 형상을 가지며, 상기 윤활제 포켓 형성부재 (16) 를 윤활제 공급부재 (7) 및 엔드시일 (8) 과 함께 슬라이딩대 (2) 와의 사이에 끼워 지지함과 동시에, 상기 궤도레일 (1) 과의 사이에 약간의 틈 (d) (이 실시예에서는 0.1 ㎜) 을 유지하여 슬라이딩대 (2) 에 장착되는 스크레이퍼부재 (17) 로 구성되어 있다.
그런데, 상기 스크레이퍼 (17) 에 대해서는 이것을 수지로 성형하여 케이스형태로 해도 된다. 이 경우, 이 케이스의 외측에는 궤도레일 (1) 상의 이물질을 제거하는 금속제 스크레이퍼를 설치하는 것이 좋다.
이 케이스에 대해서는, 그 내경 치수 (궤도레일 (1) 의 길이방향에 대하여 직교하는 면 내에서의 치수) 를 상기 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 의 외경 치수 (동일 면 내에서의 치수) 보다도 작게 설정한다. 이에 의해, 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 는 케이스에 대하여 조여 끼운 상태가 되어 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 의 외주부가 고정된다. 또, 케이스의 내경 치수를 적당히 설정함으로써 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 의 조임량을 조절할 수도 있다. 단, 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 사이에 설치되는 스페이서 (16x, 16y) 에 대해서는 강성체이므로 케이스에 대하여 틈을 두고 끼워맞춤되도록 치수를 설정한다.
그리고, 이 실시예에서는 상기 케이스와 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 를 조여 끼운 상태로 하고 있는데, 이들 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 를 궤도레일 (1) 에 대하여 조여 끼운 상태로 해도 된다. 이 경우, 상기 케이스에 대해서는 바람직하게는 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와 틈이 생기지 않도록 한다.
또, 이와 같이 수지제의 케이스로 함으로써 상술한 윤활제 공급부재 (7), 엔드시일 (8) 및 방진부재 (9) 의 찌부러짐을 방지하기 위한 칼라 (15a, 15b, 15c) 를 이 케이스와 일체로 성형하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해 부품점수를 저감시킬 수 있다.
또한, 이 케이스에 대하여 상기 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 및 각 스페이서 (16x, 16y) 뿐만 아니라, 그 후방에 설치되어 있는 엔드시일 (8) 및 윤활제 공급부재 (7) 도 덮도록 연장시키면, 이들 탄성 부재 (16a, 16b, 16c), 스페이서 (16x, 16y), 엔드시일 (8) 및 윤활제 공급부재 (7) 를 케이스도 포함시켜 일체화할 수 있어 조립작업성이 향상되는 것 외에, 외관상의 미감도 얻어진다.
상기 윤활제 포켓 형성부재 (16) 에 형성된 오목홈부 (18) 가 궤도레일 (1) 의 표면과 함께 형성되는 밀폐공간형 윤활제 포켓 (오목홈부 (18) 에 상당) 내에는 페이스트상 그리스 (19) 가 충전되어 있다.
이 실시예에서, 연속기포의 발포 폴리우레탄으로 형성된 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 는 그 인장강도가 43 ㎏/cm2, 연신율이 360 %, 밀도가 0.5 g/㎤, 및 반발탄성이 53 % 이고, 윤활제를 50 중량% 이상 흡수한 것이며, 또 이들 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 에 흡수되어 궤도레일 (1) 에 공급되는 윤활제의 공급가능 기간과 윤활제 포켓 (오목홈부 (18) 에 상당) 내에 충전되어 궤도레일 (1) 에 도포되는 그리스 (19) 의 도포가능기간이 대체로 동일하게 되도록 설계되어 있다.
또, 이 실시예에서 사용되고 있는 윤활제 공급부재 (7) 는 도 4 에 나타낸 바와 같이, 본체부 (20a) 와 덮개체부 (20b) 로 이루어지는 케이싱 (20) 과, 이 케이싱 (20) 내에 수용되어 윤활제를 함침하는 공극율 81 % 의 레이온 혼합양모 펠트제의 오일흡장체 (21) 와, 이 오일흡장체 (21) 로부터 윤활제를 받아 궤도레일 (1) 의 볼구름홈 (1a) 에 윤활제를 도포하는 공극율 54 % 의 양모 펠트제의 도포체 (22) 와, 상기 오일흡장체 (21) 와 도포체 (22) 사이를 나눔과 동시에 모든 정량의 윤활제를 오일흡장체 (21) 로부터 도포체 (22) 로 공급하는 유량조절판 (23) 으로 구성되어 있다. 그리고, 도면중 부호 '24' 는 칼라이다.
또한, 이 실시예에서 사용되고 있는 엔드시일 (8) 은 도 5 에 나타낸 바와 같이, 강성을 갖는 금속판재로 형성된 강성 본체부 (8a) 와, 이 본체부 (8a) 의 표면에 점착되며, 탄성이 풍부한 고무판재로 형성된 탄성 본체부 (8b) 와, 이 탄성 본체부 (8b) 와 동일한 재질로 일체로 형성되며, 궤도레일 (1) 의 표면에 밀착하는 시일 립부 (seal lip portion;8c) 로 구성되어 있다.
따라서, 이 실시예의 방진구조 (방진부재 (9)) 에 의하면, 설령 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나뭇조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서 사용되어도, 엔드시일 (8) 이 궤도레일 (1) 의 표면에 접촉하거나, 윤활제 공급부재 (7) 에 의해 윤활제를 궤도레일 (1) 의 볼구름홈 (1a) 에 공급하기 전에, 궤도레일 (1) 의 표면에 부착한 냉각제나 먼지 등의 이물질을 스크레이퍼부재 (17) 및 윤활제 공급부를 구성하는 3 개의 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 로 확실히 제거하고, 또한 사전에 윤활제 포켓 (오목홈부 (18) 에 상당) 내에 충전된 그리스 (19) 를 궤도레일 (1) 에 도포하여 내냉각제성이 우수한 윤활제 피막을 형성하기 때문에, 궤도레일 (1) 의 표면과 엔드시일 (8) 의 시일 립부 (8c) 사이에서의 마찰을 가급적으로 저감시킬 수 있고, 이에 의해 궤도레일 (1) 의 표면과 엔드시일 (8) 의 시일 립부 (8c) 사이의 기밀성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있고, 그 결과로서, 윤활제 공급부재 (7) 로부터 궤도레일 (1) 의 볼구름홈 (1a) 에 공급되는 윤활제나 공급 니플 (12) 을 통해 볼 (3) 의 무한순환로에 공급되는 윤활유나 그리스 등의 윤활제가 부족하여 발생하는 윤활성능의 저하를 장기간에 걸쳐 미연에 방지할 수 있다.
이 점에 대하여, 윤활제 포켓 (오목홈부 (18) 에 상당) 내에 그리스 (19) 를 충전한 실시예의 경우와 이 윤활제 포켓 (오목홈부 (18) 에 상당) 내에 그리스 (19) 를 충전하지 않았던 비교예의 경우에 대하여 냉각제 사용조건 하에서 내구시험을 행한 결과, 이 실시예의 경우에는 궤도레일 (1) 의 표면에 밀착하여 윤활제 공급부를 구성하는 3 개의 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 선단부에서 비교예의 경우의 약 7 배의 내구성을 나타내고, 또 궤도레일 (1) 의 표면에 밀착하는 엔드시일 (8) 의 시일 립부 (8c) 에서 비교예의 경우의 7 배를 초과해도 여전히 손상이 관찰되지 않아 7 배 이상의 내구성이 발휘되는 것이 판명되었다.
다음으로, 도 6 은 본 발명의 방진구조 (방진부재 (9)) 의 변형예를 나타내는 것이고, 상기 실시예의 경우와 달리, 윤활제 포켓 형성부재 (16) 가 연속기포의발포 폴리우레탄으로 형성되며, 윤활제를 함침하여 윤활제 공급부를 구성하는 3 개의 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 로 구성되어 있으며, 이 중의 2 개의 탄성 부재 (16b, 16c) 에 컷아웃부 (cutout portion;18a) 가 형성되어 있고, 3 개의 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 를 겹쳤을 때 소정의 오목홈부 (18) 가 형성되도록 되어 있다.
이 변형예의 경우에는 윤활제 포켓 형성부재 (16) 의 전체가 연속기포의 발포 폴리우레탄으로 형성되며, 그만큼 함침할 수 있는 윤활제의 양이 많아져 보다 장기에 걸친 윤활제의 공급이 가능하게 된다.
다음으로, 도 7 은 본 발명 방진구조 (방진부재 (9)) 의 다른 변형예를 나타내는 것이고, 상기 실시예의 경우와 달리, 양측에 위치하는 2 개의 탄성 부재 (16a, 16c) 의 하부에는 그 편면측에 단면이 삼각형인 컷아웃부 (18a) 가 형성되며, 또 중앙에 위치하는 1 개의 탄성 부재 (16b) 의 하부에는 그 양면측에 단면이 삼각형인 컷아웃부 (18a) 가 형성되어 있고, 이들 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 사이에 스페이서부재 (16x, 16y) 를 끼워 겹쳤을 때 이들 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와 스페이서부재 (16x, 16y) 가 함께 역사다리꼴 단면의 오목홈부 (18) 가 형성되도록 되어 있다.
이 변형예의 경우에는, 형성된 오목홈부 (18) 가 역사다리꼴 단면을 가지며, 궤도레일 (1) 의 표면과 함께 형성되는 윤활제 포켓의 단면형상이 역사다리꼴 모양이 되며, 윤활제의 도포면 (즉, 오목홈부 (18) 의 개구부) 의 크기에 대한 윤활제 포켓의 용량을 비교적 크게 할 수 있고, 그만큼 이 윤활제 포켓내에 충전할 수 있는 윤활제의 양이 많아져 보다 장기간에 걸쳐 윤활제의 공급이 가능하게 된다.
또한, 도 8 은 본 발명의 방진구조 (방진부재 (9)) 의 다른 변형예를 나타내는 것이고, 이 변형예의 경우에는 방진부재 (9) 가 윤활제를 함침하는 상기 각 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와는 달리, 특히 윤활제를 함침하고 있지 않은 탄성 재료로 형성된 3 개의 탄성 부재 (16d, 16e, 16f) 와, 이들 3 개의 탄성 부재 (16d, 16e, 16f) 를 윤활제 공급부재 (7) 및 엔드시일 (8) 과 함께 슬라이딩대 (2) 와의 사이에 끼워 지지함과 동시에 상기 궤도레일 (1) 과의 사이에 약간의 틈 (d) 을 유지하여 슬라이딩대 (2) 에 장착되는 스크레이퍼부재 (17) 로 구성되어 있다.
이 변형예의 경우에도, 상기 방진부재 (9) 는 그 탄성 부재 (16d, 16e, 16f) 가 궤도축 (1) 에 그 길이방향으로 겹쳐져 밀착하고, 슬라이딩대 (2) 내로의 오물이나 먼지의 진입을 방지하여 궤도축 (1) 에 대한 슬라이딩대 (2) 의 원활한 왕복운동을 발현시킴과 동시에, 상기 윤활제 공급부재 (7) 로부터, 또는 그 외의 수단으로 궤도축 (1) 에 공급되는 윤활제를 효율적으로 유지하고, 장기간에 걸쳐 궤도축 (1) 에 대한 슬라이딩대 (2) 의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있다.
그리고, 도 8 의 변형예에서는 방진부재 (9) 를 구성하는 3 개의 탄성 부재 (16d, 16e, 16f) 의 모두가 윤활제를 함침하고 있지 않은 탄성 재료로 형성되어 있는데, 본 발명의 방진구조가 적용되는 안내장치의 사용환경을 고려하여 이들 중 1 개 또는 2 개를 윤활제를 함침하는 상기 탄성 부재 (16a, 16b, 16c) 와 바꿔놓고, 윤활제를 함침하는 것과 함침하지 않는 것을 조합하여 사용해도 된다.
이상과 같은 본 발명의 방진구조는, 궤도축에 대한 슬라이드부재의 슬라이딩 저항이 적은 원활한 왕복운동을 발현할 수 있음과 동시에, 가혹한 사용조건하가 아니면 시일부재의 사용을 생략해도 슬라이드부재 내부로의 이물질의 진입을 방지할 수 있고, 더욱이, 예컨대 시일부재를 병용하는 등에 의해 냉각제의 사용을 필요로 하거나, 또는 오물, 먼지, 나무조각, 절삭분 등이 내리 덮이는 가혹한 사용조건 하에서도 장기간에 걸쳐 궤도축에 대한 슬라이드부재의 원활한 왕복운동을 유지할 수 있다.

Claims (12)

  1. 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조로서, 상기 궤도축에 밀착하는 탄성 부재가 궤도축의 길이방향으로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 탄성 부재는 윤활제를 유지하고 있는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 탄성 부재는 상기 슬라이드부재의 궤도축에 대한 상대이동방향단에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  4. 궤도축과 이 궤도축에 다수의 전동체를 통해 길이방향 왕복운동이 가능하게 결합되는 슬라이드부재를 갖는 안내장치의 방진구조로서, 탄성 재료로 형성되며, 상기 궤도축의 표면과 함께 윤활제가 충전되는 윤활제 포켓을 형성하는 오목홈부를 갖는 윤활제 포켓 형성부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 윤활제 포켓 형성부재는, 윤활제를 유지하여 상기 궤도축에 밀착하고 사용시에 궤도축 표면에 윤활제를 공급하는 윤활제 공급부를 갖는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  6. 제 4 항에 있어서, 윤활제 포켓 형성부재는, 윤활제를 함침하여 윤활제 공급부를 구성하는 복수의 탄성 부재와, 강성 재료로 형성되며, 상기 복수의 탄성 부재 사이에 배치되어 이들 탄성 부재와 함께 오목홈부를 형성하는 스페이서부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  7. 제 5 항에 있어서, 윤활제 포켓 형성부재는, 윤활제를 함침하여 윤활제 공급부를 구성하는 복수의 탄성 부재와, 강성 재료로 형성되며, 상기 복수의 탄성 부재 사이에 배치되어 이들 탄성 부재와 함께 오목홈부를 형성하는 스페이서부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  8. 제 4 항에 있어서, 윤활제 포켓에 충전되는 윤활제는 내냉각제성이 우수한 윤활제 피막을 형성하는 그리스, 고체 윤활제, 또는 겔상 또는 고체상 왁스인 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  9. 제 5 항에 있어서, 윤활제 포켓에 충전되는 윤활제는 내냉각제성이 우수한 윤활제 피막을 형성하는 그리스, 고체 윤활제, 또는 겔상 또는 고체상 왁스인 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  10. 제 6 항에 있어서, 윤활제 포켓에 충전되는 윤활제는 내냉각제성이 우수한 윤활제 피막을 형성하는 그리스, 고체 윤활제, 또는 겔상 또는 고체상 왁스인 것을 특징으로 하는 안내장치의 방진구조.
  11. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 부재와 스페이서부재가 궤도축의 길이방향으로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는안내장치의 방진구조.
  12. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활제 포켓 형성부재가 슬라이드부재의 궤도축에 대한 상대이동방향단에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는안내장치의 방진구조.
KR1019990054454A 1998-12-04 1999-12-02 안내장치의 방진구조 KR100337408B1 (ko)

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