KR100657657B1 - 베어링 스크류 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링을 이용한 스크류 이송장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 하우징 내측의 나선상에 베어링을 일정 간격으로 설치하여 고속이송 하더라도 소음이 작으면서 축방향의 하중 지지력이 향상되도록 한 베어링 스크류 이송장치에 관한 것인바, 본 발명은 볼스크류 이송장치에 있어서, 축방향으로 이동할 수 있고 외주면에 나선형의 외주홈이 형성된 스크류와; 하우징의 내주면에 소정깊이로 내설되어 고정 설치되는 베어링과 상기 베어링에 의해 고정되고, 상기 스크류의 외주홈에 삽입되어 스크류의 축방향과 그 중심이 직교하게 또는 소정의 각을 가지도록 설치된 내륜으로 구성되는 유도부재와; 상기 유도부재를 고정하는 하우징으로 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

베어링 스크류 이송장치{Bearing screw type transferring}

도 1은 일반적인 볼스크류의 구조를 보여주는 단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 베어링 스크류 이송장치의 구조를 보여주는 사시도 및 횡단면도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 베어링 스크류 이송장치의 구조를 보여주는 종단면도.

도 6 은 본 발명의 기술이 적용된 베어링 스크류 이송장치를 구성하는 유도부재의 일실시예를 보여주는 횡단면도

도 7은 본 발명의 작동을 보여주는 작동상태도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

100 : 스크류 110 : 외주홈

200 : 유도부재 210 : 내륜

220 : 베어링 230 : 홈부

240 : 삽입봉 250 : 탄성부재

300 : 하우징

본 발명은 베어링을 이용한 스크류 이송장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 하우징 내측의 나선상에 베어링을 일정 간격으로 설치하여 고속이동을 하더라도 소음이 작으면서 축방향의 하중 지지력이 향상되도록 하며, 미세이동이 가능한 베어링 스크류 이송장치에 관한 것이다.

일반적인 볼스크류 이송장치는 볼너트와 볼스크류 사이에서 다수의 볼이 구름운동하여 수직이송 및 수평이송시 주로 사용되며 첨부도면 도 1는 내부의 볼(10)이 순환되도록 하는 리턴피스가 구비된 디플렉터방식의 종래의 볼스크류 장치를 보인 단면도로서, 길게 마련된 볼스크류의 외주면에는 나선형의 외주홈(12)이 형성된다.

그리고, 볼스크류(11)의 외부에는 중공 원통관으로 마련되며 내주면에는 볼스크류의 외주홈(12)과 마주할 수 있도록 나선형의 내주홈(14)이 형성된 볼너트(13)가 설치되며, 이렇게 서로 마주할 수 있도록 배치되는 반원형 단면의 외주홈(12)과 내주홈(14) 사이에는 강철로 마련된 볼(10)이 다수개 삽입되고, 볼너트(13)의 내부 일측에는 볼(10)이 순환되도록 리턴피스(18)가 형성된다.

이로써, 볼스크류 이송장치는 외부의 회전력이 볼너트(13)에 전달되어 이를 회전시킬 때 그 내부의 볼(10)이 외주홈(12)과 내주홈(14)을 따라 구름운동하여 볼스크류를 갖는 샤프트(1)를 그 축방향으로 밀고 다시 리턴피스(18)를 통해 순환되 는 구조를 갖는다.

그러나, 이러한 종래의 볼스크류 장치는 볼너트(13)와 샤프트의 볼스크류(11)를 매개하기 위한 다수의 볼(10)이 구름운동을 하며 발생하는 진동, 소음을 감쇄시키는 장치가 없어 소음이 그대로 전달되며 이러한 진동으로 인해 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 이의 목적은 하우징 내측의 나선상에 베어링을 일정 간격으로 설치하여 고속이송을 하더라도 소음이 적으면서 축방향의 지지력이 향상되도록 한 베어링 스크류 이송장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 볼스크류 이송장치에 있어서, 축방향으로 이동할 수 있고 외주면에 나선형의 외주홈이 형성된 스크류와; 하우징의 내주면에 소정깊이로 내설되어 고정 설치되는 베어링과 상기 베어링에 의해 고정되고, 상기 스크류의 외주홈에 삽입되어 결합되는 내륜으로 구성되는 유도부재와; 상기 유도부재를 고정하는 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크류 이송장치에 의하여 달성된다.

이하, 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부도면 도 3 내지 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 스크류 이송장치의 구조를 보여주는 사시도 및 횡단면도이고, 도 5는 종단면도이며, 도 6 은 본 발명의 기술이 적용된 베어링 스크류 이송장치를 구성하는 유도부재의 일실시예를 보여주는 횡단면도로서 이에 따르면 본 발명의 스크류 이송장치는 축방향으로 이동할 수 있고 외주면에 나선형의 외주홈(110)이 형성된 스크류(100)의 외주홈(110)에 스크류(100)의 축방향과 그 중심이 직교하게 설치된 유도부재(200)가 삽입 설치되며 상기 유도부재(200)는 하우징(300)에 회전가능하게 설치되어 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 유도부재(200)는 상기 하우징(300)의 내주면에 소정깊이 삽입되어 고정설치되는 베어링(220)과 상기 베어링(220)에 의해 고정되며 상기 스크류(100)의 외주홈(110)에 스크류(100)의 축방향과 그 중심이 직교하게 삽입되어 설치되는 내륜(210)으로 이루어진다. 또한, 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유도부재(200)는 상기 내륜(210)의 중심축방향으로 소정깊이의 홈부(230)가 형성되고 상기 홈부에 삽입봉(240)이 더 구비되는 구조로 될 수 있으며, 바람직하게 상기 홈부(230)의 저면과 삽입봉(240) 사이에 탄성부재(250)를 더 구비하여 되는 것이 더욱 좋다. 상기 탄성부재는 스프링, 판형스프링 등 통상사용되는 것을 사용할 수 있다.

상기 스크류의 외주홈에 삽입되는 내륜 또는 삽입봉의 모양은 상기 외주홈의 형상, 예를 들어 삼각형, 사각형, 원형 등의 형상으로 제조할 수 있으며, 이는 스크류의 외주홈 형상에 따라 용이하게 변경하여 사용할 수 있는 것이다.

또한, 상기 내륜 또는 삽이봉은 스크류의 축방향과 그 중심이 직교하게 설치 되는 것이 바람직하며, 반드시 스크류의 축방향과 그 중심이 직교하게 설치하는 것은 아니며, 사용용도에 따라서 상기 스크류의 축방향과 그 중심이 소정의 각을 가지도록 형성할 수 있다.

한편 스크류(100)의 나선을 형성하는 나사산의 단면 형상이 삼각형, 사각형 사다리형으로 형성될 때 유도부재(200)는 종래 볼스크류와 같이 산과 산 사이에 설치되는 것과 동일하게 설치되며, 이때 상기 유도부재를 구성하는 베어링은 레이디얼 보올베어링 및 니이들 로울러 베어링을 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명에서 스크류의 나사산 형태를 나열하면서 기재하고 있으나 이는 본 발명의 실시예를 한정하는 것이 아니며 스크류의 나사산 형태 정도는 용이하게 변경하여 사용할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 작동 효과를 설명하면 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 스크류(100)가 회전하게 되면 스크류(100)의 나선형의 외주홈(110)에 삽입 설치된 유도부재(200)의 내륜(210)이 외주홈(110)을 따라 안내되면서 이동하게 되며, 이때 하우징(300)의 내측에 설치된 유도부재(200)는 외주홈의 중심 선상에 일치하는 부분에 일정간격으로 다수개 설치되어 보다 안정감을 제공하면서 하우징(300) 전체를 용이하게 이동할 수 있게 된다.

한편 상기 스크류(100)의 회전시 유도부재(200)에 하중이 가해지면 나선형의 외주홈(110)의 금속표면에 유도부재(200)의 내륜(210)이 접촉을 하게 되면, 내륜(210)과 스크류(100)의 외주홈(110) 금속표면 모두는 각각에 가해지는 하중을 지지할 수 있을 정도로 접촉표면이 증가되어 접촉면에서의 모양이 변형된다.

이것은 마치 하중이 가해지면 지면에 닿는 부분이 약간 평평해지는 것처럼 모양이 변하게 되는 자동차 타이어를 연상할 수 있다.

만약 유도부재(200)의 선정이 정확했다면 접촉면에서 발생되는 이러한 변형은 탄력적으로 될 것이며, 따라서 가해지는 하중이 제거된다면 제 형상을 되찾게 될 것이고, 이러한 현상은 유도부재(200)와 스크류(100)에 사용된 재질의 특성에 따라 달라지게 된다.

한편 매우 높은 하중이 가해지는 유도부재(200)는 스크류(100)의 외주홈(110) 위에서 회전하여 구름운동을 하게 되면, 접촉면은 일그러진 모양으로 나타나게 되고, 접촉면 앞쪽에 작은 파도와 같은 모양이 나타나게 된다고 할 수 있다.

이와 같이 높은 하중이 가해지는 유도부재(200)와 스크류(100)의 외주홈(110) 면 사이에 탄력적인 변형이 발생될 때 그 사이에 윤활제가 존재한다면 접촉하게 되는 부분에서 높은 압력에 의해 윤활유가 빠져나가게 되어 금속 대 금속의 직접적인 접촉이 발생될 것으로 생각하기 쉽다.

하지만 실제에 있어서 이 접촉부분에 있는 윤활유의 점도는 급격히 상승하게 되고, 전동체가 접촉 부위를 지나치거나 가해지던 하중이 제거되면 윤활유의 점도는 다시 제 점도로 복귀하게 된다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명은 하우징 내측의 나선상의 외주홈에 유도부재를 일정 간격으로 다수개 설치하여 고속이동이 가능하고 소음이 작으면서 축방 향의 하중 지지력이 향상되며, 신속한 이동이 가능함과 아울러 유도부재의 내륜이 스크류의 외주홈에 삽입되는 구조로되어 외주홈의 폭이 좁은 스크류를 사용할 수 있어 적은 회전으로 미세한 정밀이송이 가능한 효과가 있는 유용한 발명이다.

또한, 본 발명은 스크류의 리드경을 소(小)리드 타입으로 제조할 수 있어 추력을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 볼스크류 이송장치에 있어서,

   축방향으로 이동할 수 있고 외주면에 나선형의 외주홈이 형성된 스크류와;

   하우징의 내주면에 소정깊이로 내설되어 고정 설치되는 베어링과 상기 베어링에 의해 고정되고, 상기 스크류의 외주홈에 삽입되어 결합되는 내륜으로 구성되는 유도부재와;

   상기 유도부재를 고정하는 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유도부재가 나선형의 외주홈을 따라 일정간격으로 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유도부재는 상기 내륜의 중심축방향으로 소정깊이의 홈부가 형성되고 상기 홈부에 삽입봉이 더 구비되는 구조로 되며, 상기 삽입봉이 상기 스크류의 외주홈에 삽입되게 되는 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 홈부의 저면과 삽입봉 사이에 탄성부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.

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