KR101618774B1 - 마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계 - Google Patents

마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계 Download PDF

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Abstract

공작기계의 회전 테이블이 회전 운동하거나 테이블 베이스가 직선 운동할 때 마찰력을 줄여 구동에 필요한 힘을 절감하고 반응에 걸리는 시간을 감축하는 마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계가 개시된다. 개시된 마찰력 저감 구조는, 서로 접촉된 상태를 유지하며 하나가 다른 하나에 대해 상대적으로 미끄럼 운동하는 한 쌍의 부재에 있어서, 한 쌍의 부재 중 일 부재가 다른 일 부재와 접촉되는 접촉면에 다른 일 부재를 향해 압축 공기를 토출하는 적어도 하나의 공기 토출공과, 공기 토출공을 에워싸도록 폐곡선 패턴(pattern)으로 음각 형성되고, 음각된 폐곡선 패턴을 따라 윤활제가 채워지는 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈을 구비하고, 적어도 하나의 공기 토출공을 통해 토출된 압축 공기가 적어도 하나의 폐곡선 패턴의 내부 영역에 억류되어 접촉면에 수직 방향으로 가해지는 수직력이 감소되도록 구성된다.

Description

마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계{Structure for reducing friction force and machine tool with the same}
본 발명은 공작기계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계의 회전 테이블이 회전 운동하거나 테이블 베이스가 직선 운동할 때 마찰력을 줄여 구동에 필요한 힘을 절감하고 반응에 걸리는 시간을 감축하는 마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계에 관한 것이다.
예컨대, 보링 머신(boring machine)과 같은 공작기계에는, 공작물이 고정 지지되며 수직 축을 중심으로 회전하는 회전 테이블이 구비된다. 구체적으로, 회전 테이블은 테이블 베이스에 회전 가능하게 결합 지지되고, 테이블 베이스는 베드(bed)에 수평 직선 왕복 가능하게 결합 지지되며, 베드는 바닥에 고정된다. 상기 회전 테이블에 공작 대상물을 고정 지지하고, 베드에 대해 설정된 거리만큼 테이블 베이스를 수평 이동시키고, 테이블 베이스에 대해 설정된 각도만큼 회전 테이블을 회전시키고, 위치 고정한 후, 공구를 사용하여 공작 대상물을 가공하는 작업이 수행된다.
테이블 베이스의 직선 운동과 회전 테이블의 회전 운동에는 모터의 구동력이 요구된다. 베드와 테이블 베이스 사이의 접촉면, 및 테이블 베이스와 회전 테이블 사이의 접촉면에서 마찰력이 작용하므로 상기 요구되는 구동력의 크기가 커지고, 구동될 때까지 반응에 걸리는 시간도 지연된다.
일본 등록특허공보 제4,335,697호
본 발명은, 접촉된 두 부재 사이의 접촉면에 공기를 불어넣고 이 공기를 상기 접촉면 사이에 오래 잡아둠으로써 두 부재 사이의 마찰력을 줄여주는 마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계를 제공한다.
본 발명은, 서로 접촉된 상태를 유지하며 하나가 다른 하나에 대해 상대적으로 미끄럼 운동하는 한 쌍의 부재에 있어서, 상기 한 쌍의 부재 중 일 부재가 다른 일 부재와 접촉되는 접촉면에 상기 다른 일 부재를 향해 압축 공기를 토출하는 적어도 하나의 공기 토출공과, 상기 공기 토출공을 에워싸도록 폐곡선 패턴(pattern)으로 음각 형성되고, 상기 음각된 폐곡선 패턴을 따라 윤활제가 채워지는 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈을 구비하고, 상기 적어도 하나의 공기 토출공을 통해 토출된 압축 공기가 상기 적어도 하나의 폐곡선 패턴의 내부 영역에 억류되어 상기 접촉면에 수직 방향으로 가해지는 수직력이 감소되도록 구성된 마찰력 저감 구조를 제공한다.
상기 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈은 복수 개가 구비되고, 상기 복수의 폐곡선 윤활 홈은 서로 가로지르지 않는 패턴으로 형성될 수 있다.
본 발명의 마찰력 저감 구조는, 여분의 윤활제가 상기 접촉면의 바깥으로 배출되도록 상기 폐곡선 윤활 홈의 일 측에서 상기 접촉면의 외주변까지 연장된 윤활제 배출 연장 홈을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 마찰력 저감 구조는, 윤활제가 상기 폐곡선 윤활 홈을 가로지르지 않고 상기 접촉면 상에서 유동하도록 미리 정해진 패턴으로 연장되게 음각 형성된 보조 윤활 홈을 더 구비할 수 있다.
상기 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈 또는 상기 보조 윤활 홈 상에 윤활제가 누출되도록 윤활제 누출공이 형성될 수 있다.
상기 공기 토출공을 통해 토출되는 공기의 압력은 3 내지 9 kgf/cm2 일 수 있다.
상기 접촉면에는 타카이트(turcite) 소재의 패드(pad)가 적층될 수 있다.
본 발명의 마찰력 저감 구조는, 베드(bed)와, 상기 베드의 상부에 수평 직선 왕복 가능하게 결합되는 테이블 베이스(table base)와, 상기 테이블 베이스의 상부에 회전 가능하게 결합되는 회전 테이블을 구비하는 공작기계에 있어서, 상기 회전 테이블과 접촉하는 상기 테이블 베이스의 상부 접촉면에 구비되거나, 상기 베드와 접촉하는 상기 테이블 베이스의 하부 접촉면에 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 공작기계의 회전 테이블과 테이블 베이스 사이의 접촉면, 또는 공작기계의 테이블 베이스와 베드 사이의 접촉면에 공기가 토출되고 이 공기가 윤활 홈에 채워진 윤활제에 의해 막혀 상기 접촉면에서 억류된다. 따라서, 접촉면에 수직 방향으로 가해지는 수직력이 감소하게 되어 마찰력이 감소되고, 이에 따라, 회전 테이블의 회전 또는 테이블 베이스의 직선 운동에 요구되는 구동력의 크기가 작아지고, 구동 반응시까지의 지연 시간도 짧아진다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 분해 사시도 및 측면도이다.
도 3은 도 1의 테이블 베이스의 사시도이다.
도 4는 도 1의 회전 테이블과 테이블 베이스를 아래에서 보고 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 6은 도 4의 B 부분을 확대 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마찰력 저감 구조 및 이를 구비한 공작기계를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 분해 사시도 및 측면도이고, 도 3은 도 1의 테이블 베이스의 사시도이고, 도 4는 도 1의 회전 테이블과 테이블 베이스를 아래에서 보고 도시한 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(10)는 보링 머신(boring machine)을 부분적으로 도시한 것으로, 바닥에 지지되는 베드(bed)(11)와, 베드(11)의 상부에 수평 직선 왕복 가능하게 결합되는 테이블 베이스(table base)(20)와, 테이블 베이스(20)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 회전 테이블(rotating table)(65)을 구비한다. 베드(11)는 상단부에 X축과 평행하게 연장된 한 쌍의 가이드 레일(guide rail)(12)을 구비하고, 한 쌍의 가이드 레일(12) 사이에 X축과 평행하게 연장된 볼스크류(ball screw)(미도시)가 모터(미도시) 동력에 의해 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
테이블 베이스(20)의 하단부에는 상기 볼스크류에 체결되는 볼스크류 체결 브라켓부(37)와, 한 쌍의 가이드 레일(12)이 끼워지는 한 쌍의 가이드 레일 홈(40)이 형성된다. 이에 따라 상기 볼스크류가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 상기 볼스크류 체결 브라켓부(37)가 X축 양(+)의 방향 또는 음(-)의 방향과 평행하게 이동하여 테이블 베이스(20)가 그와 같은 방향으로 수평 이동한다. 테이블 베이스(20)가 X축 양(+)의 방향 또는 음(-)의 방향과 평행하게 이동할 때 한 쌍의 가이드 레일 홈(40)의 내측면(41)은 한 쌍의 가이드 레일(12)의 상측면에 접촉된 상태로 미끄러진다. 따라서, 이하에서 상기 내측면(41)을 테이블 베이스(20)의 하부 접촉면이라 호칭한다.
테이블 베이스(20)의 중심 통공(21)은 테이블 베이스(20)의 기하학적 중심을 테이블 베이스(20)의 두께 방향으로 관통하고, 상기 중심 통공(21)의 내주부에는 회전 테이블(65)을 회전시키는 동력을 공급하는 모터(미도시)가 탑재된다. 구체적으로, 상기 테이블 베이스 중심 통공(21)의 내주부에는 상기 모터의 보디(body)(미도시)가 고정 결합되고, 회전 테이블(65)의 기하학적 중심을 회전 테이블(65)의 두께 방향으로 관통하는 회전 테이블 중심 통공(66)의 내주부에는 상기 모터의 회전 샤프트(shaft)(미도시)가 고정 결합된다. 회전 테이블(65)의 상측면(68)에는 가공 대상물(미도시)이 고정된다.
회전 테이블(65)의 하측면에는 회전 테이블 회전 중심(66)을 중심으로 하는 링(ring) 형상의 하부 접촉면(70)이 구비되고, 테이블 베이스(20)의 상측면에는 상기 회전 테이블 하부 접촉면(70)에 대응되게 테이블 베이스(20)의 회전 중심(21)을 중심으로 하는 링 형상의 상부 접촉면(23)이 구비된다. 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23)은 서로 대면(對面) 접촉되어 있으며, 회전 테이블(65)이 회전 중심(66)에 대해 회전하면 상기 하부 접촉면(70)이 상기 상부 접촉면(23)에 접촉된 상태로 미끄러진다.
도 5는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 평면도이고, 도 6은 도 4의 B 부분을 확대 도시한 평면도이다. 도 1, 도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 공작기계(10)는 테이블 베이스(20)에 대해 회전 테이블(65)이 회전 운동할 때 서로 접촉되어 미끄러지는 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 사이의 마찰력을 줄이기 위한 마찰력 저감 구조를 구비한다. 상기 마찰력 저감 구조는, 테이블 베이스 상부 접촉면(23)에 서로 이격되어 형성된 복수의 공기 토출공(35)과, 각 공기 토출공(35)을 에워싸도록 폐곡선 패턴(pattern)으로 음각 형성된 복수의 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)과, 제2 폐곡선 윤활 홈(27)에 이어져 음각 형성된 복수의 윤활제 배출 연장 홈(28)과, 복수의 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)을 가로지르지 않게 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 상에 음각 형성된 복수의 보조 윤활 홈(30)과, 윤활제 누출공(32)을 구비한다.
복수의 공기 토출공(35)은 회전 테이블(65)의 하부 접촉면(70)을 향해 압축 공기를 토출하기 위해 형성된 것으로, 공기 토출공(35)을 통해 압축 공기가 토출될 수 있도록 공작기계(10)는 테이블 베이스(20) 외부의 압축기(58)와, 압축기(58)에 의해 압축된 공기를 공기 토출공(35)까지 인도하는, 예컨대 호스(hose)로 이루어진 공기 유로(57)를 더 구비한다. 공기 토출공(35)을 통해 토출되는 공기의 압력은 3 내지 9 kgf/cm2 이며, 더욱 바람직하게는 5 kgf/cm2 이다.
제1 폐곡선 윤활 홈(26)은 공기 토출공(35)을 중앙에 두고 이를 에워싸는, 대체적으로 사각형 패턴으로 음각 형성된다. 제2 폐곡선 윤활 홈(27)은 공기 토출공(35)을 중앙에 두고 이를 에워싸는, 대체적으로 사각형 패턴이며, 제1 폐곡선 윤활 홈(26)보다 바깥에 형성되어 제1 폐곡선 윤활 홈(26)과 이격되고 제1 폐곡선 윤활 홈(26)을 가로지르지 않게 음각 형성된다. 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)의 폭(W1, W2)은 1 내지 4 mm 이며, 깊이도 폭(W1, W2)과 마찬가지로 1 내지 4 mm 이다. 제1 폐곡선 윤활 홈(26)과 제2 폐곡선 윤활 홈(27) 사이의 이격 거리는 5 내지 15 mm 이다.
제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)에는 오일(oil) 계통의 윤활제가 채워진다. 따라서, 윤활제에 의해 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 사이의 틈이 윤활제로 가로 막혀서 공기가 통과하기 어렵게 된다. 이에 따라, 복수의 공기 토출공(35)을 통해 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 사이로 압축 공기가 토출되면 그 압축 공기가 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)의 폐곡선 패턴 내부 영역에 억류되고, 공기 압력과 폐곡선 패턴 내부 영역의 면적을 곱한 만큼의 힘이 상부 접촉면(23)에 수직 방향으로 발생한다.
그러므로, 공작 대상물(미도시)과 회전 테이블(65)의 하중에서 상기 토출된 공기의 압력에 의해 발생한 수직 방향의 힘을 뺀 힘이 상기 상부 접촉면(23)에 수직 방향으로 가해지게 되며, 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 사이의 마찰력은 상기 토출된 공기의 압력에 의해 발생한 수직 방향 힘과 마찰 계수를 곱한 크기의 힘만큼 감소한다. 따라서, 회전 테이블(65)의 회전 운동에 요구되는 구동력의 크기가 작아지고, 회전 구동 반응시까지의 지연되는 시간도 짧아진다. 제1 폐곡선 윤활 홈(26) 하나만 있은 경우보다 제2 폐곡선 윤활 홈(27)이 부가적으로 더 구비되어 압축 공기를 한 쌍의 접촉면(23, 70) 사이에 더 오래 억류할 수 있어 마찰력 저감 효과가 향상될 수 있다.
윤활제 배출 연장 홈(28)은 제2 폐곡선 윤활 홈(27)의 일 측에서 테이블 베이스 상부 접촉면(23)의 외주변까지 연장된다. 중심 통공(21)에 가까운 내측 모서리(23a)까지 연장될 수도 있고, 중심 통공(21)에서 먼 외측 모서리(23b)까지 연장될 수도 있다. 제2 폐곡선 윤활 홈(27)에 채워진 윤활제가 너무 많으면 상기 윤활제 배출 연장 홈(28)을 통해 잉여 윤활제가 상부 접촉면(23)의 바깥으로 배출될 수 있다. 제1 폐곡선 윤활 홈(26)에 채워진 윤활제도 너무 많으면 공기 토출공(35)을 통해 토출되는 공기의 압력으로 인해 잉여 윤활제가 경계를 넘어 제2 폐곡선 윤활 홈(27)으로 유입되고, 상기 윤활제 배출 연장 홈(28)을 통해 상부 접촉면(23)의 바깥으로 배출될 수 있다.
보조 윤활 홈(30)은 인접 배치된 복수의 제2 폐곡선 윤활 홈(27) 사이를 지나가도록 요철(凹凸)형 패턴으로 연장되게 음각 형성된다. 오일 계통의 윤활제가 상기 보조 윤활 홈(30)의 경로를 따라 유동하도록 채워진다. 보조 윤활 홈(30)의 폭(W3)과 깊이는 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)의 그것들보다 크고, 3 내지 12 mm 일 수 있다. 보조 윤활 홈(30)을 따라 유동하는 윤활제로 인해 대면 접촉하는 양 접촉면(23, 70) 사이의 마찰력은 더욱 저감될 수 있다.
윤활제 누출공(32)은 보조 윤활 홈(30) 상에 형성되어 보조 윤활 홈(30)으로 윤활제를 누출한다. 윤활제 누출공(32)을 통해 윤활제가 유출될 수 있게 공작기계(10)는 테이블 베이스(20) 외부에 배치되고 윤활제가 수용된 윤활제 탱크(60)와, 윤활제를 윤활제 탱크(60)로부터 윤활제 누출공(32)까지 인도하는, 예컨대 호스(hose)로 이루어진 윤활제 유로(59)와, 상기 윤활제 유로(59) 상에 배치된 펌프(61)를 구비한다. 펌프(61)는 윤활제 유로(59)를 통해 윤활제가 윤활제 누출공(32)까지 유동하도록 가압한다.
한편, 도 1, 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에서 윤활제 누출공(32)은 보조 윤활 홈(30) 상에만 형성된 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어, 제1 폐곡선 윤활 홈(26)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(27) 상에도 윤활제 누출공이 형성될 수도 있다. 그러나, 제1 폐곡선 윤활 홈(26)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(27) 상에 윤활제 누출공이 없더라도 테이블 베이스(20)에 회전 테이블(65)을 결합하기에 앞서서 제1 폐곡선 윤활 홈(26)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(27)에 윤활제를 채울 수 있고, 테이블 베이스(20)에 회전 테이블(65)이 결합된 이후에도 수시로 제1 폐곡선 윤활 홈(26)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(27)에 윤활제를 보충할 수 있다.
또 한편, 상기 테이블 베이스 상부 접촉면(23)은 마찰계수가 금속 표면보다 작은 타카이트(turcite) 소재의 패드(pad)가 적층될 수 있다. 구체적으로, 타카이트 소재로 된 점착성 테이프(tape)를 상기 상부 접촉면(23)에 부착하여 타카이트 소재의 패드를 상기 상부 접촉면(23)에 적층할 수 있다.
도 1, 도 4, 및 도 6을 함께 참조하면, 공작기계(10)는 베드(11)에 대해 테이블 베이스(20)가 X축과 평행한 방향으로 직선 운동할 때 서로 접촉하여 미끄러지는 가이드 레일(12) 상측면과 테이블 베이스 하부 접촉면(41) 사이의 마찰력을 줄이기 위한 마찰력 저감 구조를 구비한다. 상기 마찰력 저감 구조는, 상술한 회전 테이블 하부 접촉면(70)과 테이블 베이스 상부 접촉면(23) 간 마찰력 저감 구조와 유사하며, 테이블 베이스 하부 접촉면(41)에 서로 이격되어 형성된 복수의 공기 토출공(55)과, 각 공기 토출공(55)을 에워싸도록 폐곡선 패턴(pattern)으로 음각 형성된 복수의 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(46, 47)과, 복수의 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(46, 47)을 가로지르지 않게 테이블 베이스 하부 접촉면(41) 상에 음각 형성된 복수의 보조 윤활 홈(50)을 구비한다.
복수의 공기 토출공(55)은 가이드 레일(12)의 상측면을 향해 압축 공기를 토출하기 위해 형성된 것으로, 상술한 압축기(58)에 의해 압축된 공기가 상기 공기 유로(57)에서 분기(分岐)된 다른 공기 유로(미도시)를 통해 하부 접촉면(41)의 공기 토출공(55)까지 인도된다. 공기 토출공(55)을 통해 토출되는 공기의 압력은 3 내지 9 kgf/cm2 이며, 더욱 바람직하게는 5 kgf/cm2 이다.
제1 폐곡선 윤활 홈(46)은 공기 토출공(55)을 중앙에 두고 이를 에워싸는, 대체적으로 사각형 패턴으로 음각 형성된다. 제2 폐곡선 윤활 홈(47)은 공기 토출공(55)을 중앙에 두고 이를 에워싸는, 대체적으로 사각형 패턴이며, 제1 폐곡선 윤활 홈(46)보다 바깥에 형성되어 제1 폐곡선 윤활 홈(46)과 이격되고 제1 폐곡선 윤활 홈(46)을 가로지르지 않게 음각 형성된다. 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(46, 47)의 폭, 깊이, 및 제1 폐곡선 윤활 홈(46)과 제2 폐곡선 윤활 홈(47) 사이의 이격 거리는 도 5를 참조하여 설명한 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(26, 27)의 폭(W1, W2), 깊이, 및 제1 폐곡선 윤활 홈(26)과 제2 폐곡선 윤활 홈(27) 사이의 이격 거리와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(46, 47)에는 오일(oil) 계통의 윤활제가 채워지므로, 윤활제에 의해 테이블 베이스 하부 접촉면(41)과 가이드 레일(12) 상측면 사이의 틈이 윤활제로 가로 막혀서 공기가 통과하기 어렵게 된다. 이에 따라, 복수의 공기 토출공(55)을 통해 테이블 베이스 하부 접촉면(41)과 가이드 레일(12) 상측면 사이로 압축 공기가 토출되면 그 압축 공기가 제1 및 제2 폐곡선 윤활 홈(46, 47)의 폐곡선 패턴 내부 영역에 억류되고, 공기 압력과 폐곡선 패턴 내부 영역의 면적을 곱한 만큼의 힘이 테이블 베이스 하부 접촉면(41)에 수직 방향으로 발생한다.
그러므로, 공작 대상물(미도시)과, 회전 테이블(65)과, 테이블 베이스(20)의 하중에서 상기 토출된 공기의 압력에 의해 발생한 수직 방향의 힘을 뺀 힘이 상기 하부 접촉면(41)에 수직 방향으로 가해지게 되며, 테이블 베이스 하부 접촉면(41)과 가이드 레일(12) 상측면 사이의 마찰력은 상기 토출된 공기의 압력에 의해 발생한 수직 방향 힘과 마찰 계수를 곱한 크기의 힘만큼 감소한다. 따라서, 테이블 베이스(20)의 직선 운동에 요구되는 구동력의 크기가 작아지고, 직선 구동 반응시까지의 지연되는 시간도 짧아진다. 제1 폐곡선 윤활 홈(46) 하나만 있은 경우보다 제2 폐곡선 윤활 홈(47)이 부가적으로 더 구비되어 압축 공기를 테이블 베이스 하부 접촉면(41)과 가이드 레일(12) 상측면 사이에 더 오래 억류할 수 있어 마찰력 저감 효과가 향상될 수 있다.
보조 윤활 홈(50)은 인접하여 배치된 복수의 제2 폐곡선 윤활 홈(47) 사이를 지나가도록 요철(凹凸)형 패턴으로 연장되게 음각 형성된다. 오일 계통의 윤활제가 상기 보조 윤활 홈(50)의 경로를 따라 유동하도록 채워진다. 보조 윤활 홈(50)의 폭과 깊이는 도 5를 참조하여 설명한 보조 윤활 홈(30)의 그것들과 같으므로 중복된 설명은 생략한다. 보조 윤활 홈(50)을 따라 유동하는 윤활제로 인해 대면 접촉하는 테이블 베이스 하부 접촉면(41)과 가이드 레일(12) 상측면 사이의 마찰력은 더욱 저감될 수 있다.
윤활제 누출공(52)은 보조 윤활 홈(50) 상에 형성되어 보조 윤활 홈(50)으로 윤활제를 누출한다. 상술한 윤활제 탱크(60)에 수용되고 펌프(61)를 통해 가압된 윤활제가 상기 윤활제 유로(59)에서 분기(分岐)된 다른 윤활제 유로(미도시)를 통해 하부 접촉면(41)의 윤활제 누출공(52)까지 인도된다.
한편, 도 1, 도 4, 및 도 6에 도시된 실시예에서 윤활제 누출공(52)은 보조 윤활 홈(50) 상에만 형성된 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어, 제1 폐곡선 윤활 홈(46)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(47) 상에도 윤활제 누출공이 형성될 수도 있다. 그러나, 제1 폐곡선 윤활 홈(46)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(47) 상에 윤활제 누출공이 없더라도 베드(11)의 한 쌍의 가이드 레일(12)에 테이블 베이스(20)를 탑재하기에 앞서서 제1 폐곡선 윤활 홈(46)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(47)에 윤활제를 채울 수 있고, 한 쌍의 가이드 레일(12)에 테이블 베이스(20)가 탑재된 이후에도 수시로 제1 폐곡선 윤활 홈(46)이나 제2 폐곡선 윤활 홈(47)에 윤활제를 보충할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 공작기계 11: 베드
20: 테이블 베이스 26: 제1 폐곡선 윤활 홈
27: 제2 폐곡선 윤활 홈 28: 윤활제 배출 연장 홈
30: 보조 윤활 홈 35: 공기 토출공

Claims (9)

  1. 서로 접촉된 상태를 유지하며 하나가 다른 하나에 대해 상대적으로 미끄럼 운동하는 한 쌍의 부재에 있어서,
    상기 한 쌍의 부재 중 일 부재가 다른 일 부재와 접촉되는 접촉면에 상기 다른 일 부재를 향해 압축 공기를 토출하는 적어도 하나의 공기 토출공과;
    상기 공기 토출공을 에워싸도록 폐곡선 패턴(pattern)으로 음각 형성되고, 상기 음각된 폐곡선 패턴을 따라 상기 압축 공기보다 높은 점성을 가지는 윤활제가 채워지는 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈과;
    서로 인접하는 상기 폐곡선 윤활 홈 사이를 따라서 배치되며, 윤활제가 상기 폐곡선 윤활 홈을 가로지르지 않고 상기 접촉면 상에서 유동하도록 음각 형성된 보조 윤활 홈;을 구비하고,
    상기 적어도 하나의 공기 토출공을 통해 토출된 압축 공기가 상기 적어도 하나의 폐곡선 패턴의 내부 영역에 억류되어 상기 접촉면에 수직 방향으로 가해지는 수직력이 감소되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈은 복수 개가 구비되고, 상기 복수의 폐곡선 윤활 홈은 서로 가로지르지 않는 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  3. 제1 항에 있어서,
    여분의 윤활제가 상기 접촉면의 바깥으로 배출되도록 상기 폐곡선 윤활 홈의 일 측에서 상기 접촉면의 외주변까지 연장된 윤활제 배출 연장 홈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 폐곡선 윤활 홈 또는 상기 보조 윤활 홈 상에 윤활제가 누출되도록 윤활제 누출공이 형성된 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 토출공을 통해 토출되는 공기의 압력은 3 내지 9 kgf/cm2 인 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉면에는 타카이트(turcite) 소재의 패드(pad)가 적층된 것을 특징으로 하는 마찰력 저감 구조.
  8. 베드(bed)와, 상기 베드의 상부에 수평 직선 왕복 가능하게 결합되는 테이블 베이스(table base)와, 상기 테이블 베이스의 상부에 회전 가능하게 결합되는 회전 테이블을 구비하는 공작기계에 있어서,
    상기 회전 테이블과 접촉하는 상기 테이블 베이스의 상부 접촉면에, 제1, 2, 3, 5, 6, 7항 중 어느 하나의 마찰력 저감 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  9. 베드(bed)와, 상기 베드의 상부에 수평 직선 왕복 가능하게 결합되는 테이블 베이스(table base)와, 상기 테이블 베이스의 상부에 회전 가능하게 결합되는 회전 테이블을 구비하는 공작기계에 있어서,
    상기 베드와 접촉하는 상기 테이블 베이스의 하부 접촉면에, 제1, 2, 3, 5, 6, 7 항 중 어느 하나의 마찰력 저감 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
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