KR100908087B1 - 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일의 소모량을 줄이고 공기의 압력 조정만으로 이송대의 부상 정도의 조정이 가능한 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치에 관한 것으로, 기준대의 운동 기준면에 밀착되어 이동되는 이송대를 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 기준대에는, 운동 기준면으로 공기와 오일을 분리 공급할 수 있도록 상호 분리된 다수의 공기 공급수단과 다수의 오일 공급수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

공작기계, 이송대, 기준대, 공기 공급수단, 오일 공급수단

Description

공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치{A slide apparatus of the machinetool}

도 1은 본 발명의 슬라이드 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 도 2의 B-B선 단면도.

도 4는 도 2의 C부 확대도.

도 5는 종래의 슬라이드 장치를 나타낸 사시도.

도 6은 도 5의 D-D선 단면도.

도 7은 도 6의 E-E선 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 이송대

11 : 가동면

2 : 기준대

21 : 운동 기준면

22 : 공기 공급수단

221 : 공기 공급홀, 222 : 둘레 함몰홈,

223 : 돌출 둘레실링, 224 : 공기 유입공간,

225 : 하면

23 : 오일 공급수단

231 : 오일 공급홀, 232 : 오일 확산부,

233 : 종형홈, 234 : 횡형홈

3 : 오일 잔류홈

W : 공작물

본 발명은 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오일의 소모량을 줄이고 공기의 압력 조정만으로 이송대의 부상 정도의 조정이 가능한 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에 있어 슬라이딩부라 함은, X,Y,Z축을 따라 이송되는 테이블, 새들, 니 등의 이송대가 세들, 니, 베드 등의 기준대 사이에 형성되는 구름 베어링면을 말하는 것이다.

이에, 통상적으로 슬라이딩부에는 구리스가 충진되는 방식이 널리 사용되었으나 구리스의 공급에 어려움이 있음에 따라서, 공기 반부상 슬라이드 장치가 널리 사용되고 있는데, 먼저 종래의 공기 반부상 슬라이드 장치(이하, "슬라이드 장치"라 칭함)를 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 종래의 슬라이드 장치를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 D-D선 단 면도이며, 도 7은 도 6의 E-E선 단면도이다.

이에 종래의 공기 반부상 슬라이드 장치(이하, "슬라이드 장치"라 칭함)는, 기준대(200)의 운동 기준면(201)에 밀착되어 이동되는 이송대(100)를 포함하는 것으로, 상기 운동 기준면(201)에 간격을 두고 형성된 공기/오일 공급부(300)와, 상기 공기/오일 공급부(300)의 사이마다 구비되는 다수의 원형홈(400)으로 구성된다.

그리고 상기 공기/오일 공급부(300)는 제일 내측에서 외측으로 직경이 커지게 형성된 제1,2,3 원형홈(301,302,303)과, 상기 기준대(200)에 관통되어 제1 원형홈(301)으로 공기를 공급하는 공기 공급홀(304)과, 상기 기준대(200)에 관통되어 제2 원형홈(302)으로 오일 공급하는 오일 공급홀(305)과, 상기 기준대(200)에 관통되어 제3 원형홈(303)으로부터 공기와 오일을 외부로 배출하는 공기/에어 배출홀(306)로 구성된다.

따라서, 상기 공기 공급홀(304)과 오일 공급홀(305)에서 공기와 오일 공급하게 되면, 공기와 오일의 유입압력으로 인하여 운동 기준면과 이송대의 하면(이하, "가동면"이라 칭함)사이에서 사방으로 확산된다. 그러므로 이와 같이 공기와 오일이 확산됨에 따라서 이동대의 이동시 마찰을 줄이는 작용을 수행한다.

그런데, 상기와 같이 구성된 슬라이딩 장치를 사용할 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.

먼저, 제1 원형홈으로 유입되는 공기가 제3 원형홈에 형성된 공기/오일 배출홀과 연통되게 됨으로써, 공기가 과다하게 누출되는 현상이 발생된다.

따라서 공기가 과다 누출시 발생되는 공기의 압력으로 인하여 제2 원형홈으 로 유입되는 오일도 많은 양이 배출되게 됨으로써, 많은 양의 오일이 소모되는 문제점을 가지고 있었다.

또한 공기의 과다 누출로 인하여 이송대의 부상 효과가 설계기준에 부합되지 않는 현상이 발생됨으로써, 이송대의 가동면 및 기준대의 운동 기준면의 마모현상을 촉진시키는 문제점도 가지고 있었다.

또 공기의 소모량이 과다함에 따라서 공기를 이용하는 실린더 및 밸브 등의 공작기계를 구성하는 타 장치의 오작동을 유발하는 문제점도 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 발명된 것으로, 공급되는 오일과 공기가 상호 간섭되지 않도록 오일과 공기의 공급위치를 분리함으로써, 오일의 소모량을 최소로 줄일 수 있도록 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 공기의 누출을 막으면서 이송대를 부상시킴으로써 공기의 소모량도 최소로 줄일 수 있도록 하는 다른 목적도 있다.

또한 이송대가 받는 수직하중의 정도에 따라 공기 압력의 조정만으로 이송대의 부상 정도를 조정할 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기준대의 운동 기준면에 밀착되어 이동되는 이송대를 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 기준대에는, 운동 기준면으로 공기와 오일을 분리 공급할 수 있도록 상호 분리된 다수의 공기 공급수단과 다수의 오일 공급수단이 구비되며; 상기 공기 공급수단은, 상기 기준대를 관통하여 형성된 공기 공급홀과, 상기 공기 공급홀의 둘레인 운동 기준면에 함몰되게 형성된 둘레 함몰홈과, 상기 둘레 함몰홈에 삽입되어 둘레 안쪽으로 밀폐된 공기 유입공간을 형성하는 돌출 둘레실링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기 공급수단과 오일 공급수단은 교호로 반복되게 구비되는 것을 특징으로 한다.

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또 상기 돌출 둘레실링은, 상,하 2중의 실링으로 구성되고 상부에 위치된 실링은 타가이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또 상기 공기 유입공간의 하면은, 상기 운동 기준면보다 함몰되게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또 상기 오일 공급수단은, 상기 기준대를 관통하여 형성된 오일 공급홀과, 상기 오일 공급홀의 주위인 운동 기준면에 함몰되게 형성된 오일 확산부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또 상기 오일 확산부는, 상기 오일 공급홀에서 종,횡바향으로 형성된 종,횡형홈과, 상기 종형홈의 전,후방에 연통되게 형성되는 전,후방 종형홈으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또 상기 오일 확산부는, 상기 운동 기준면에 함몰되게 형성되는 다수의 오일 잔류홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 슬라이드 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 2의 B-B선 단면도이다.

이에, 본 발명의 슬랑이드 장치는, 기준대(2)의 운동 기준면(21)에 밀착되어 이동되는 이송대(1)를 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 기준대(2)에는, 상기 운동 기준면(21)으로 공기와 오일을 분리 공급할 수 있도록 상호 분리된 다수의 공기 공급수단(22)과 다수의 오일 공급수단(23)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공기 공급수단(22)과 오일 공급수단(23)은 교호로 반복되게 구비됨으로써, 폭과 길이가 넓은 기준대(2)에 전체적으로 구비함으로써 이송대(1)를 원활하게 슬라이딩 시킬 수 있는 것이다.

따라서, 상기 상호 분리되어 있는 각각의 공기 공급수단(22)과 오일 공급수단(23)으로부터 공기와 오일이 공급되게 되면, 공기 공급수단(22)으로 공급된 공기의 압력을 통해 이송대(1)가 부상되고, 오일 공급수단(23)으로 공급된 오일을 통해 기준대(2)의 운동 기준면(21)과 이송대(1)의 가동면(11)이 상호 윤활되면서 이송대(1)가 슬라이딩되는 작동을 수행하는 것이다.

즉 상기 공기 공급수단(22)과 오일 공급수단(23)이 상호 분리되어 있음에 따라서, 공기와 오일이 상호 간섭되지 않으면서 작동됨에 따라 오일과 공기의 소모량을 최소로 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있는데 그 구체적인 작용의 설명은 후술한다.

도 4는 도 2의 C부 확대도로써, 도 1,2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기 공급수단(22)은, 상기 기준대(2)를 관통하여 형성된 공기 공급홀(221)과, 상기 공기 공급홀(221)의 둘레인 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성된 둘레 함몰홈(222)과, 상기 둘레 함몰홈(222)에 삽입되어 둘레 안쪽으로 밀폐된 공기 유입공간(224)을 형성하는 돌출 둘레실링(223)을 포함하는 것이다.

그리고, 상기 돌출 둘레실링(223)은, 상,하 2중의 실링으로 구성되고 상부에 위치된 실링은 타가이드로 구성되는 것이다.

아울러 상기 둘에 함몰홈(222)과 이에 삽입되는 돌출 둘레실링(223)은, 원형으로 형성될 수 있고 다각형으로 형성될 수도 있는데, 도면에서는 원형으로 형성된 상태를 도시하였다.

또한, 상기 공기 유입공간(224)의 하면(225)은, 상기 운동 기준면(21)보다 함몰되게 형성되어 있는 것이다.

따라서, 상기 공기 공급홀(221)을 통해 공기 유입공간(224)으로 공기가 유입되게 되면, 상기 공기 유입공간(224)에 유입된 공기의 압력이 상승됨으로서 공기의 압력으로 인하여 이송대(1)가 부상된다.

그리고 상기 이송대(1)가 부상되는 과정에서는, 공기 유입공간(224)의 둘레에 구비된 돌출 둘레실링(223)이 신축력을 가지고 있음에 따라서 돌출 둘레실링(223)의 상면과 이송대(1)의 가동면(11)이 상호 밀착된다.

또한 공기 유입공간(224)으로 유입된 공기는 외부로 유출되지 않으면서 이송대(1)를 상부로 부상시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 상기와 같이 공기가 외부로 유출되지 않는 상태에서 이송대(1)를 부상시킴에 따라서, 공기의 소모량을 최소로 줄일 수 있는 것이다.

또한 이송대(1)의 상부에 공작물(W)이 올려져 이송대(1)의 수직 하중이 증가되거나, 공작물(W)의 교체로 공작물(W)의 중량이 증가되어 이송대(1)의 수직 하중이 증가될 경우에는, 상기 공기 유입공간(224)으로 공급되는 공기의 압력을 증가시킴으로써 이송대(1)의 부상 정도를 조정할 수 있는 것이다.

따라서 무거운 공작물(W)을 가공할 경우에도 이송대(1)의 가동면(11)과 기준대(2)의 운동 기준면(21)사이의 이송 부하를 감소시킬 수 있는 것이다.

즉 이송대(1)의 가동면(11)과 기준대(2)의 운동 기준면(21)사이의 이송 부하를 감소시킴으로써, 이송대(1)의 가동면(11)과 기준대(2)의 운동 기준면(21)의 마찰을 최소로 줄임에 따라서 이송대(1)와 기준대(2)의 수명을 최대로 연장할 수 있는 것이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오일 공급수단(23)은, 상기 기준대(2)를 관통하여 형성된 오일 공급홀(231)과, 상기 오일 공급홀(231)의 주위인 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성된 오일 확산부(232)로 구성되는 것이다.

그리고 상기 오일 확산부(232)는, 상기 오일 공급홀(231)에서 종,횡방향으로 형성된 종,횡형홈(234)과, 상기 종형홈(233)의 전,후방에 연통되게 형성되는 전,후방 종형홈(233)으로 구성되는 것이다.

또한 상기 오일 확산부(232)는, 상기 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성되는 다수의 오일 잔류홈(3)을 더 포함하는 것으로, 상기 오일 잔류홈(3)은 상기 종,횡형홈(233)의 주위에 형성되어 오일을 잔류시키는 역할을 수행하는 것이다.

따라서, 상기 공기 공급수단(22)에서 공기가 공급됨과 동시에 상기 오일 공급홀(231)로 오일을 공급하게 되면, 공급된 오일은 오일 확산부(232)를 구성하는 종형홈(233)과 각각의 횡형홈(234)을 따라 이동됨으로써, 이송대(1)의 가동면(11)과 기준대(2)의 운동 기준면(21) 사이에서 윤활작용을 하게 된다.

즉 상기 오일 공급홀(231)에서 공급된 오일은 외부로 배출되지 않은 상태에서 종형홈(233)과 횡형홈(234)에 잔류되면서 윤활 작용을 함에 따라서, 오일을 상기 종형홈(233)과 횡형홈(234)에 잔류할 정도로만 유입하여도 윤활 작용이 이루어진다.

그러므로 오일의 소모량을 최소로 줄임에 따라서 공작기계의 가동비용을 최대로 줄일 수 있는 것이다.

또한, 상기 오일 확산부(232)는 운동 기준면(21)에 형성되는 다수의 오일 잔류홈(3)을 포함하는 것으로, 다수의 오일 잔류홈(3)은 상기 종형홈(233)과 횡형홈(234)의 주위에 형성되어 오일을 잔류시킴에 따라서 오일의 소모량을 최소로 줄일 수 있음은 물론, 윤활 효과를 향상시킬 수 있는 장점도 가지는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 오일의 소모량을 최소로 줄일 수 있도록 함으로써 공작기계의 가동 비용을 최대로 절약할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 공기의 소모량을 최소로 줄임으로써 공작기계에서 공기를 사용하는 실린더나 밸브 등의 타 장치의 오작동을 사전에 방지할 수 있는 다른 효과도 있다.

또 이송대가 받는 수직하중에 따라 이송대의 부상 정도를 조정함으로써, 무 거운 공작물을 가공할 경우에도 이송대의 가동면과 기준대의 운동기준면 사이의 이송 부하를 감소시킴에 따라 이송대와 기준대의 수명을 최대로 연장할 수 있는 또 다른 효과도 있다.

Claims (8)

1. 기준대(2)의 운동 기준면(21)에 밀착되어 이동되는 이송대(1)를 포함하는 공작기계에 있어서,

   상기 기준대(2)에는,

   운동 기준면(21)으로 공기와 오일을 분리 공급할 수 있도록 상호 분리된 다수의 공기 공급수단(22)과 다수의 오일 공급수단(23)이 구비되며;

   상기 공기 공급수단(22)은,

   상기 기준대(2)를 관통하여 형성된 공기 공급홀(221)과,

   상기 공기 공급홀(221)의 둘레인 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성된 둘레 함몰홈(222)과,

   상기 둘레 함몰홈(222)에 삽입되어 둘레 안쪽으로 밀폐된 공기 유입공간(224)을 형성하는 돌출 둘레실링(223)을, 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기 공급수단(22)과 오일 공급수단(23)은 교호로 반복되게 구비되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 돌출 둘레실링(223)은,

   상,하 2중의 실링으로 구성되고 상부에 위치된 실링은 타가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 공기 유입공간(224)의 하면은,

   상기 운동 기준면(21)보다 함몰되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 오일 공급수단(23)은,

   상기 기준대(2)를 관통하여 형성된 오일 공급홀(231)과,

   상기 오일 공급홀(231)의 주위인 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성된 오일 확산부(232)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 오일 확산부(232)는,

   상기 오일 공급홀(231)에서 종,횡방향으로 형성된 종,횡형홈(234)과,

   상기 종형홈(233)의 전,후방에 연통되게 형성되는 전,후방 종형홈(233)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 오일 확산부(232)는,

   상기 운동 기준면(21)에 함몰되게 형성되는 다수의 오일 잔류홈(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공기 반부상 슬라이드 장치.

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