KR100360672B1 - 선형보올부시 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보올(2)의 탈락방지를 위한 체결작업이 불필요한 선형 보올부시를 제공하는 것을 목적으로 한다.

유지통(3)은 유지기(1)의 포켓(1a)에 대응한 다수의 유지구멍(3a)을 보유한다.

유지구멍(3a)의 중심(03)은 포켓(1a)의 중심(01)으로부터 축방향으로 거리(S)만큼 벗어나고, 그 둘레 가장자리의 일부가 포켓(1a)의 일부를 외경측에서부터 덮고 있다. 그러므로 포켓(1a)에 수용된 보올(2)의 외경측으로의 이동은 유지구멍(3a)의 포켓(1a)을 덮고 있는 둘레 가장자리의 일부에 의해 규제된다.

Description

선형 보올부시

본 발명은 주로 축방향으로 운동하는 기계요소를 지지하기 위하여 사용되는 선형 보올부시에 관한다.

선형 보올부시는 보올을 사용하고 있기 때문에 슬라이딩부시 등에 비해서 유한 스트로크의 반복슬라이딩 및 회전운동에 대한 마찰토오크가 대단히 작게 된다고 하는 이점이 있다.

제4도에 표시하듯이 선형 보올부시는 원통형상의 유지기(11)에 적당한 간격으로 형성한 다수의 포켓(11a)에 보올(12)이 구를 수 있도록 수용한 것인데, 일반적으로 내경을 기계축(또는 원통내륜)에, 외경을 기계하우징(또는 원통외륜)에 장착하기 위하여 보올(12)이 유지기(11)의 포켓(11a)으로부터 탈락하지 않도록 조립해둘 필요가 있다. 그러므로 포켓(11a)의 형상을 그 내경측이 보올(12)의 직경보다도 작고, 외경측이 보올(12)의 직경보다도 큰 2단형상으로 하고, 각 포켓(11a)에 각각 외경측으로부터 보올(12)을 수용한 다음에 포켓(11a)의 외경측 둘레 가장자리를 적당한 부분(11b)에 있어서 체결하고 있다. 그리고, 이와 같은 체결작업을 할 때의 작업성을 고려해서 일반적으로 철계통의 재료보다도 가공성이 뛰어나고 체결가공이 용이한 동합금을 유지기재질로서 사용하고 있다.

그런데, 선형 보올부시에는 다수의 보올(12)이 수용되기 때문에 상기한 바와 같은 체결작업에는 많은 공정수가 필요하며 그 때문에 비용의 상승을 초래하고 있다.

또, 유지기(11)의 재질, 두께, 형상 등에 따라서 체결조건을 변경할 필요가 있으므로 체결조건의 관리가 어려웠다. 특히 체결량을 관리하기가 어렵고, 체결량이 과소할 경우에는 보올(12)의 탈락이 예상되며 체결량이 과대할 경우에는 유지기(11)가 체결에 의해 변형되기도 하고 혹은 체결부분(11b)을 후가공해야 할 경우가 있었다(상대부재와의 간섭을 피해야 할 필요가 있기 때문에).

또, 예를 들면 진공중에서의 사용을 목적으로 하여 유지기의 재질을 동합금으로 부터 스테인레스강 등으로 변경하는 경우에는 체결조건뿐 아니라, 주변의 체결치구의 변경까지도 부득이 해야 할 경우가 있었다. 또, 진공중에 사용할 경우에는 그리스(grease)등의 유체윤활제를 사용할 수가 없기 때문에 윤활성의 확보가 문제가 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 선형 보올부시에 있어서의 체결작업이 불필요하므로 공정관리상, 품질관리상의 간소화를 도모하고, 이에 따라, 선형 보올부시의 비용의 저감에 기여하는 동시에 진공중 등의 유체윤활제를 사용할 수가 없는 특수환경하에 있어서의 사용에 적합한 선형 보올부시를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 다수의 포켓을 보유하는 원통형상의 유지기와, 유지기의 각 포켓에 구를 수 있게 수용된 보올과, 유지기의 외경에 끼워맞추어지고 각 포켓에 대응하는 유지구멍을 보유하며 또, 유지구멍의 둘레 가장자리가 포켓의 일부를 외경측으로부터 덮는 유지통을 구비한 선형 보올부시를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 상기한 구성에 있어서 유지기를 자기윤활성을 보유하는 재료에 의해 형성한 것이다. 자기윤활성을 보유하는 재료로서는 고체윤활제를 함유한 금속재료, 예를 들면, 납청동재 등, 고분자재, 예를 들면, 폴리이미드재, PTFE재 등을 사용할 수가 있다.

또, 본 발명은 상기한 구성에 있어서, 유지구멍의 중심이 포켓의 중심에서 벗어난 선형 브올부시를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 원통형상의 유지기소재의 외경에 기계가공의 절삭여유부분을 보유한 원통형상의 유지통소재를 끼워맞춘 상태로, 유지통소재를 소정의 두께까지 가공하는 기계가공과, 유지구멍과 포켓을 동시에 구멍을 뚫는 구멍가공을 해서 유지구멍을 총하여 보올을 포켓에 수용한 다음, 유지통과 유지기를 상대이동시켜서 상기한 선형 보올부시를 제조하는 제조방법을 제공하는 것이다.

유지기의 포켓에 수용된 보올의 외경측으로의 이동이 유지기의 외경에 끼워맞춤 된 유지통치 둘레 가장자리부에 의해 규제된다 그러므로 종래와 같은 보올탈락방지를 위한 체결작업은 필요하지 않다.

유지기를 자기윤활성을 보유하는 재료에 의해 형성하므로써 보올과의 접촉부에있어서의 마찰력이 저감되고, 또, 보올의 표면에 유지기로부터의 윤활성분에 의한 전착(轉着> 피막이 형성되기 때문에 양호한 윤찰상태가 장기적으로 유지된다.

절삭여유부분을 보유한 유지통소재를 유지기소재의 외경에 끼워맞춘 상태로 기계가공을 하므로써 가공시의 변형, 유지기에 눌러 넣을 때의 변형 등을 회피할 수가 있다. 또, 유지기의 포켓과 유지통의 유지구멍을 동시에 가공하므로써 공정을 간략화할 수가 있을 뿐아니라, 유지통을 얇은 두께로 할 경우라도 구멍가공시의변형을 회피할 수가 있고, 또한 구멍가공의 정밀도를 확보할 수가 있다,

이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

제1도에 표시하는 선형 보올부시는 다수의 포켓(la)이 적당한 간격으로 형성된 원통형상의 유지기(1)와, 유지기(1)의 포켓(la)에 구를 수 있게 수용된 보올(2)과, 유지기(1)의 외경에 끼워맞춰진 유지통(3)으로 구성된다.

제1도(b)에 확대해서 표시하듯이 유지기(1)의 포켓(1a)은 내경측의 지름(D1)이 보올(2)의 직경(D0)보다도 작고, 외경측의 지름(D2)이 보올(2)의 직경(D0)보다도 큰 지름의 2단형상이지만, 제4도에 표시하는 것과는 달리, 체결은 되어 있지 않다. 그러므로, 유지통(3)을 끼워맞추고 있지 않는 상태에서는 보올(2)은 포켓(1a)에 의하여 내경측으로의 이동만이 규제되고, 외경측으로의 이동은 규제되지 않는다.

유지통(3)은 유지기(1)의 포켓(1a)에 대응한 다수의 유지구멍(3a)을 보유한다.

이 실시예에서는, 유지구멍(3a)은 포켓(1a)과 같은 지름이지만 제1도(C)에 표시하듯이 그 중심(03)이 포켓(1a)의 중심(01)으로부터 축방향(S)만큼 벗어나서. 그 둘레 가장자리가 포켓(1a)의 일부를 외경측으로부터 덮고 있다. 그러므로포켓(1a)에 수용된 보올(2)의 외경측으로의 이동은 유지구멍(3a)의 포켓(1a)을 덮고 둘레 가장자리에 의해 규제된다. 따라서, 보올(2)은 포켓(1a)의 내경측과 유지구멍(3a)의 둘레 가장자리에 의해 내·외경측으로의 이동이 규제되고, 이에 따라, 유지기(1)로부터의 탈락이 방지되고 있다.

이상과 같이 실시예의 선형 보올부시는 유지기(1)의 포켓(1a)과 유지기(1)의 외경에 끼워맞추어진 유지통(3)의 유지구멍(3a)이 벗어난 것에 의하여 보올(2)을 유지하기 때문에 종래와 같은 보올탈락방지를 위한 체결작업은 불필요하게 된다.

그러므로 종래에 비해서 다수의 보올(2)의 유지작업을 한꺼번에 실시할 수 있는 점에서 대폭적인 공정수의 삭감이 가능하게 되므로 공정관리상 유리할 뿐아니라 유지기의 체결에 의한 변형, 체결부분의 체결량의 과대에 의한 상대부재와의 간섭을 발생시키는 염려도 없고 또, 체결부의 후가공의 필요도 없으므로 품질관리상으로도 유리하다.

이 선형 보올부시의 유지기(1)와 유지통(3)을 스테인레스강 등으로 형성하면 진공중에서의 사용이 가능하게 되지만, 종래와 같은 체결조건의 관리가 불필요하기 때문에 재질변경도 용이하게 할 수가 있다. 이 경우, 보올(2)의 표면에 결정성인 PTFE 등으로 된 고체윤활피막을 형성하면 무처리품에 비하여 진공중에 있어서의 내구성을 향상시킬 수가 있다. 또, 보올(2)을 세라믹으로 형성함으로써 고체윤활 피막의 열화가 발생했을 경우라도 상대부재(일반적으로 철계통재료)와의 접촉이 이물질재료와의 접촉이 되기 때문에 엉겨 붙는 현상이 회피되어서 급격한 회전불능에 빠진다고 하는 사태를 회피할 수가 있다.

모먼트하중을 받는 부하조건하에서 운전하는 경우에는 축중앙으로 쏠리는 보올의 열(列)을 없애고 양끝으로 쏠리는 보올의 열에 의해서 모우먼트하중을 지지하는 구성으로 함으로써 장기간에 걸쳐서 최적의 운전상태를 확보할 수가 있다.

이 선형 보올부시는 예를 들면, 이하에 표시하는 공정을 경유하여 제작된다.

① 먼저 , 유지기(1)가 되는 원통소재(유지기소재)의 외경에 절삭여유부분만큼의 두꺼운 두께를 갖는 원통소재(유지통소재)를 눌러 넣고, 유지통소재의 외경을 소정의 두께가 될 때까지 절삭가공한다. 선형 보올부시의 크기에 따라서는 유지통(3)을 상당히 얇은 두께로 다듬질할 필요가 있지만, 이와 같이 두꺼운 두께의 유지통소재를 유지기소재의 외경에 끼워맞춘 상태로 절삭가공을 하므로써 가공시의 변형, 유지기(1)로 눌러 넣을 때의 변형 등을 회피할 수가 있다. 또, 얇은 두께의 원통가공용인 특별한 치구 등을 준비할 필요가 없을 뿐아니라 가공도 용이하다.

② 그 다음에, 유지기(1)의 포켓(1a)과, 유지통(3)의 유지구멍(3a)을 동시에 가공한다. 따라서, 포켓(1a)과 유지구멍(3a)은 동일지름이고, 이 시점에서는 양자의 중심(01),(03)은 일치하고 있다. 이와 같이 포켓(1a)과 유지구멍(3a)을 일체적으로 구멍가공함으로써 공정을 간략화 할 수 있을 뿐 아니라 유지통(3)이 얇은 두께일 경우, 구멍가공시의 변형은 회피할 수가 있고 또, 구멍가공의 정밀도를 확보할 수가 있다. 또, 제1도(b)에 표시하는 2단형상인 포켓(1a)은 드릴 등의 가공공구의 선단위치결정에 의해 한 번에 가공이 가능하다.

③ 그리고, 보올(2)을 유지구멍(3a)을 통해서 외경측으로부터 포켓(1a)에 수용한 다음, 유지통(3)을 유지기(1)에 대하여 소정량(S)만큼만 축방향으로 상대이동 시킨다. 이때의 상대이동량(S)에 따라서 유지구멍(3a)의 중심(03)과 포켓(1a)의 중심(01)과의 어긋나는 양(S)이 결정된다. 어긋나는 양(S)은 유지통(3)의 재질, 두께, 필요유지력 등에 따라서 임의로 설정하면 되고 또, 상대이동량(S)을 변경시키는 것만으로, 간단히 변경할 수가 있다. 이 실시예에서는 상대이동량(S)을 예상해서 유지통(3)의 축방향길이를 유지기(1)의 축방향길이 보다도 치수(S)만큼 짧게 하고 있다. 또, 유지통(3)과 유지기(1)의 상대이동은, 축방향뿐만 아니라, 원주방향 혹은 축방항과 원주방향의 양방향으로 해도 된다. 또, 유지기(1)와 유지통(3) 사이에 적당한 체결여유를 부여해 두면 통상적인 사용에는 충분하지만, 상대이동 후에 양자를 체결, 용접(스포트용접) 등의 적당한 고정수단에 의해 고정해 두면 더욱 안전하다. 또, 상기한 ①의 절삭가공과 상기한 ②의 구멍가공의 순서는 역으로 해도 된다. 즉, 포켓(1a)과 유지구멍(3a)의 가공을 한 다음에 유지통 소재의 외경을 소정의 두께가 될 때까지 절삭가공하여도 된다.

유지통(3)의 두께가 유지구멍(3a)의 구멍가공, 유지기(1)로 눌러 넣을때의 변형을 발생시키지 않을 정도로 확보할 수 있는 경우에는 유지통(3)과 유지기(1)를 각각 개별적으로 다듬질해서 유지통(3)을 유지기(1)의 외경에 끼워맞춤한 다음 포켓(1a), 유지구멍(3a)의 구멍가공을 실시한다. 혹은, 유지통(3)을 유지기(1)의 외경에 끼워맞춤하기 전에 포켓(1a), 유지구멍(3a)의 구멍가공을 개별적으로 실시하도록 해도 된다. 후자의 경우, 유지구멍(3a)의 중심(03)과 포켓(1a)의 중심(01)에 소정량의 벗어남이 생기도록 끼워맞춤작업을 하는 것이 좋다.

단, 상기한 바와 같이 포켓(1a)과 유지구멍(3a)의 구멍가공을 개별적으로 실시한 경우에는 양자의 중심을 어긋나게 한다는 것은 반드시 필수조건은 아니다. 예를 들면, 제2도에 표시하듯이 유지구멍(3a)을 포켓(1a)보다도 지름을 작게 하기도하고, 혹은 제3도에 표시하듯이 유지구멍(3a)을 다각형상(같은 도면에서는 사각형상)으로 해도 보올(2)의 탈락방지효과를 얻을 수 있다. 유지구멍(3a)을 포켓(1a)보다도 지름을 작게 했을 경우(제2도의 경우), 보올(2)의 탈락은 포켓(1a)의 일부를 덮고 있는 유지구멍(3a)의 둘레 가장자리 전부에 의해 방지된다.

제5도에 표시하는 실시예는 유지기(1')를 자기윤활성을 보유하는 재료, 예를 들면 폴리이미드재(듀폰사제품 SP-1등)로 형성한 것이다. 진공중에서 사용할 경우에는 보올(2)을 마텐자이트계 스테인레스강, 유지통(3)을 고력황동으로 형성하면 좋다. 유지기(1')를 폴리이미드재로 형성하므로써 포켓(1'a)과 보올(2)의 접촉부에 있어서의 마찰력이 저감되고, 또 보올(2)의 표면에 폴리이미드의 전착피막이 형성되므로 다른 특별한 윤활제를 필요로 하지 않고, 양호한 윤활상태가 장기간에 걸쳐서 유지된다. 그러므로 이 실시예의 선형 보올부시는 유체윤활제를 사용할 수가 없는 진공중 등의 특수환경하에 있어서도 높은 내구성을 발휘한다. 물론 보올(2)의 표면에 고체윤활피막(결정성의 PTFE 등으로 된 피막)을 형성한 구성을 병용해도 된더. 보올(2)의 표면에 폴리이미드의 전착피막이 충분히 형성될 때까지에는 어느 정도의 운전시간이 필요하지만 보올(2)의 표면에 미리 고체윤활피막을 형성해 두므로써 운전초기때부터 양호한 윤활성을 얻을 수 있다. 또, 폴리이미드의 전착피막형성에 필요한 성분은 유지기(1')로부터 계속적으로 공급되기 때문에 (전착피막은 유지기(1')와 보올(2)의 접촉에 의해서 포켓(1'a)의 벽면으로부터 삭제되어서 생성된 폴리이미드의 윤활가루가 보올(2)의 표면이나 상대부재의 접촉면에 전착한 것이다.) 보올(2)의 표면에 고체윤활피막을 형성한 것 뿐인 구성에 비하여 윤활성, 내구성은 특별히 더 향상된다.

또, 이 실시예의 선형 보올부시는 진공중 등의 특수환경하에서의 사용뿐만 아니라, 일반 한경하에 있어서 그리스 등의 유체윤활제를 병용해서 사용할 수도 있다.

그 경우, 종래 구성에 비해서 윤활성, 내구성은 더욱 더 높아진다.

또, 유지기(1')를 폴리이미드재로 형성하므로써 유지통(3)을 눌러 넣을 때의 마찰력이 경감되므로 유지통(3)을 최종두께까지 다듬질한 다음 얇은 두께의 상태로 눌러 넣는 경우에도 눌러 넣는 작업을 용이하게 할 수 있다고 하는 이점도 있다.

제5도에 표시하듯이 이 실시예에서는 유지기(1')의 포켓(1'a)의 형상이 3단형상으로 되어 있는데 이것은 제1도(b)와 제4도(b)에 있어서의 2단형상의 포켓(1a)에비하여 내경측 지름(D1')부분의 두께를 크게 하여 이 부분의 흠의 발생 등을 방지 하기 위한 것이다. 이와 같은 3단형상의 포켓(1'a)은 유지기(1')의 형성과 동시에(유지기1')를 사출형성할 경우), 혹은 유지기(1')의 성형후에 단이 부착된 드릴 등을 사용해서 구멍가공하므로써 형성할 수가 있다. 또, 제1도에 있어서의 유지기(1)의 포켓(1a)을 이와 같은 3단형상으로 해도 된다.

유지기(1')의 재질로서는 폴리이미드 외에 PTFE재(NTN 루우론사제품 베아리-3800등) 등의 고분자재, 납청동 등의 자기윤활성을 보유하는 금속재를 사용할 수가있으며, 그 경우에도 상기한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명했듯이 본 발명의 선형 보올부시는 유지기의 외경에 끼워맞춤한 유지통의 유지구멍의 둘레 가장자리부(둘레 가장자리의 일부 또는 전부)에 의해 보올을 유지하기 때문에 종래와 같은 보올탈락방지를 위한 체결작업은 불필요하다.

그러므로 종래에 비해서 다수의 보올의 유지작업을 한꺼번에 할 수 있다고 하는 점에서 대폭적인 공정수의 삭감이 가능하게 되어서 공정관리상 유리할 뿐아니라 유지기의 체결에 의한 변형, 체결부분의 체결량 과대에 따르는 상대부재와의 간섭을 발생시킬 우려도 없고, 또 체결부의 후가공의 필요도 없으므로 품질관리상으로도 유리하다.

또, 유지기를 자기윤활성을 보유하는 재료로 형성하므로써 보올과의 접촉부에 있어서의 마찰력이 저감되는 동시에 보올의 표면에 유지기로부터의 윤활성분에 의한 전착피막이 형성되므로 양호한 윤활상태가 장기간에 걸쳐서 유지되게 된다.

그러므로 진공중 등의 특수환경하, 혹은 일반 환경하에 있어서의 내구성이 특별히 향상된다.

절삭여유부분을 보유한 유지통소재를 유지기소재의 외경에 끼워맞춘 상태로 기계가공을 하므로써 유지통을 얇은 두께로 할 경우에도, 가공시의 변형, 유지기에의 끼워맞춤시의 변형 등을 회피할 수가 있다. 또, 얇은 두께의 원통가공용의 특별한 치구 등을 준비할 필요가 없을 뿐아니라, 가공도 용이하다. 또, 유지기의 포켓과 유지통의 유지구멍을 동시에 구멍가공하므로써 공정을 간략화할 수 있을 뿐아니라 유지통을 얇은 두께로 할 경우에도 구멍가공시의 변형을 회피할 수가 있고, 또,구멍가공의 정밀도를 확보할 수가 있다. 그리고, 가공후에 유지기와 유지통을 상대이동시키는 것만으로 상기한 바와 같은 보올의 탈락방지기능을 부여할 수가 있다.

상기한 바와 같은 효과에 의해 본 발명은 선형 보올부시에 있어서의 비용의 저감에 크게 기여한다.

제1도(a)는, 본 발명의 실시예에 관한 선형 보올부시의 단면도.

제1도(b)는, 제1도(a)에 있어서의 b부분의 확대도.

제1도(c)는, 제1도(b)에 있어서의 c방향에서 본 도면.

제2도는, 본 발명의 다른 실시예에 관한 선형 보올부시에 있어서의 포켓과 유지구멍주변부의 외경측에서 본 부분평면도.

제3도는, 본 발명의 다른 실시예에 관한 선형 보올부시에 있어서의 포켓과 유지구멍주변부의 외경측에서 본 부분평면도.

제4도(a)는, 종래의 선형 보올부시의 측면도.

제4도(b)는, 제4도(a)에 있어서의 b-b 단면도.

제5도는, 본 발명의 다른 실시예에 관한 유지기의 포켓주변부를 가리키는 확대단면도.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

(1) ----------------------------유지기,

(1a) ---------------------------포켓,

(1' ) ---------------------------유지기,

(1' a)--------------------------포켓,

(2)--------------------------보올,

(3) ---------------------------유지통,

(3 a) ------------------------------유지구멍,

Claims (4)

1. 다수의 포켓을 보유하는 원통형상의 유지기, 상기 유지기의 각 포켓에 구를 수 있게 수용된 보올, 및 상기 유지기의 외경에 끼워 맞춰지고 상기 포켓에 대응하는 유지구멍을 가지며 상기 유지구멍의 둘레 가장자리가 상기 포켓을 부분적으로 덮고 있는 유지통을 구비하고,

   각각의 상기 유지구멍의 중심이 상기 포켓의 중심으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 선형 보올부시.
2. 제1항에 있어서,

   각각의 상기 포켓은 상기 유지기의 반경방향으로 관통하여 연장하고 상기 포켓의 반경방향 안쪽 끝부분의 직경이 상기 보올의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 선형 보올부시.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유지기가 자기윤활성을 보유하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형 보올부시.
4. 원통형상의 유지기소재를 준비하는 단계, 상기 원통형상의 유지기 소재의 외경에 가공여유를 갖는 유지통소재를 끼워 맞춘 상태로 소정의 벽두께에 도달할 때까지 상기 원통형상의 유지통소재를 가공하는 단계, 유지구멍과 포켓을 동시에 형성하는 단계, 및 상기 유지구멍을 통하여 보올을 상기 포켓에 각기 수용한 다음, 유지통과 유지기를 상대이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 보올부시의 제조방법.