KR20110032808A - Ｖ자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복열 직선운동 베어링에 관한 것으로서, 본체와 본체 위에서 직선운동하는 이송테이블를 구비하는 공작기계에서, 본체와 이송테이블 중 하나에 장착되는 V자 만입형 궤도대 및 본체와 이송테이블 중 다른 하나에 장착되는 V자 돌출형 궤도대 사이에 배치되는, V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링에 있어서: 다수의 니들 롤러; 및 상기 니들 롤러들을 등간격으로 배치하기 위해 각각 다수의 롤러 설치홀을 구비하며, 평행하게 배치되는 서로 대응하는 형상의 제1판부와 제2판부, 및 벤딩 가공되어 상기 제1판부와 상기 제2판부를 서로 사잇각을 갖도록 연결하며, 폭방향에서 상기 제1판부 및 상기 제2판부 각각으로부터 멀어질수록 점진적으로 두께가 얇아지는 벤딩부로 이루어지는 V자형 평판 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 제공함으로써, 벤딩 과정이 적은 힘으로도 용이하게 수행될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 여러 개의 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링을 연결하여 사용할 경우에 증가하기 쉬운 직진도에 관한 누적오차를, 이상의 제한된 폭 내에서 벤딩 중심선의 생성 위치 차이 또는 변화를 주는 방식으로 상쇄시켜 줄 수 있다.

니들 롤러, V자형 평판 케이지, 벤딩부, 관통 슬롯, 연결 돌기

Description

Ｖ자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링{DOUBLE LOW LINEAR MOTION BEARING HAVING V-SHAPE FLAT CAGE}

본 발명은 복열 직선운동 베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 공작기계에 적용되어 직선운동을 안내함과 더불어 원활한 직선운동을 가능하게 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 기계부품을 가공하기 위해 사용되는 선반 등과 같은 공작기계는 바닥에 고정되어 움직이지 않는 형태의 본체와, 피가공물을 고정시킨 상태에서 본체 위에서 직선운동하는 이송테이블을 포함한다.

구체적으로 예를 들면, 이러한 구조의 공작기계로는, 선반, 프라노 밀러, 플레이너, 롤 연삭반, 평면 연삭반, 원통 연삭반, 광학 측정기, 나사 연삭기, 고속 프레스 기기 등이 있다.

한편, 이상과 같은 공작기계에서, 고정된 본체와 이 본체 위에서 직선운동하는 이송테이블 간의 원활한 직선운동을 위해, 본체와 이송테이블 사이에 직선운동 베어링이 설치된다. 직선운동 베어링은 본체와 이송테이블 간의 마찰을 감소시켜줌으로써 이송테이블의 원활한 직선운동이 가능하도록 하는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 단열 직선운동 베어링을 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 단열 직선운동 베어링이 설치된 상태를 예시한 단면도이다.

종래기술에 따른 직선운동 베어링의 일 예로서, 단열 직선운동 베어링이 있다.

종래기술에 따른 단열 직선운동 베어링(10)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 니들 롤러(15)와, 이 니들 롤러들을 등간격으로 배치하기 위해 다수의 롤러 설치홀(21)이 형성된 평판 케이지(25)를 포함한다.

이와 같은 단열 직선운동 베어링(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 선반 등과 같은 공작기계의 본체(3)와 이송테이블(5) 사이에 설치되어, 원활한 직선운동이 가능하도록 한다.

그러나, 이와 같은 단열 직선운동 베어링(10)은 길이방향으로의 원활한 직선운동은 가능하게 할 수 있지만, 폭방향으로의 편향 하중에는 매우 취약하다. 즉, 길이방향으로 높은 운동 정밀도를 얻기 어려워, 정밀한 가공을 요하는 공작기계에 적용하기에는 적합하지 못한 실정이다.

도 3은 종래기술에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 단면도이며, 도 5는 도 3의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 사시도이다.

상기한 바와 같은 단열 직선운동 베어링의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 도 3에 도시한 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링이 제공된 바 있다.

종래기술에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링(50)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 니들 롤러(55)와, 이 니들 롤러들을 등간격인 가운데 2열로 배치하기 위해 각각 다수의 롤러 설치홀(61)이 형성된 제1판부(65)와 제2판부(75) 및 제1판부(65)와 제2판부(75)가 서로 소정의 사잇각을 갖도록 연결하는 벤딩부(85)로 이루어지는 V자형 평판 케이지(90)를 포함한다.

이와 같은 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링(50)은, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 선반 등과 같은 공작기계의 본체(3)와 이송테이블(5) 사이에 설치되어, 단순히 원활한 직선운동이 가능하도록 하는 것에 그치지 않고, 직선운동 경로를 안내하는 역할을 또한 수행하며, 따라서 상기한 단열 직선운동 베어링(10)과는 달리 편향 하중에 의한 영향이 차단되어, 작동시 길이방향으로 높은 운동 정밀도를 얻을 수 있다.

그러나, 이와 같은 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링(50)은, V자형 평판 케이지(90)를 평평한 상태에서 V자형으로 벤딩시키는 과정을 거치게 되는데, 벤딩부(85)에 생성되는 벤딩 중심선이 중간위치에 일정하게 생성되도록 하는 것이 매우 어렵다. 특히 길이가 길어지면 길어질수록 누적오차의 크기는 더욱 클 수밖에 없다 할 수 있을 것이다. 이와 같은 벤딩의 어려움으로 인해 벤딩 중심선이 일정하지 않게 되면, 이송테이블(5)과 본체(3) 중 하나에 장착되는 V자 만입 형 궤도대(7) 및 이송테이블(5)과 본체(3) 중 다른 하나에 장착되는 V자 돌출형 궤도대(9) 사이에, V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링이 배치될 때 조립 상태가 불량하기 쉽다. 따라서, 작동시 진동이 유발되는 등의 이유로 원활한 직선운동을 방해될 뿐만 아니라, 기대한 만큼의 높은 운동 정밀도를 얻기 어려운 문제점이 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서,

본 발명은 V자형 평판 케이지를 평평한 상태에서 V자형으로 용이하게 벤딩시킬 수 있는 구조의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 길이방향으로의 사이즈 변경이 용이한 구조의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

본체와 본체 위에서 직선운동하는 이송테이블를 구비하는 공작기계에서, 본체와 이송테이블 중 하나에 장착되는 V자 만입형 궤도대 및 본체와 이송테이블 중 다른 하나에 장착되는 V자 돌출형 궤도대 사이에 배치되는, V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링에 있어서:

다수의 니들 롤러; 및

상기 니들 롤러들을 등간격으로 배치하기 위해 각각 다수의 롤러 설치홀을 구비하며, 평행하게 배치되는 서로 대응하는 형상의 제1판부와 제2판부, 및

벤딩 가공되어 상기 제1판부와 상기 제2판부를 서로 사잇각을 갖도록 연결하며, 폭방향에서 상기 제1판부 및 상기 제2판부 각각으로부터 멀어질수록 점진적으 로 두께가 얇아지는 벤딩부로 이루어지는 V자형 평판 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 제공한다.

그리고, 상기 벤딩부는 벤딩 중심선 상의 위치에서 길이방향으로 길쭉한 형상으로 관통형성되는 하나 이상의 관통 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관통 슬롯은 길이방향으로 길쭉한 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 관통 슬롯은 길이방향으로 길쭉한 장공형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 V자형 평판 케이지는 상기 제1판부와 상기 제2판부의 길이방향 일측 단부에서 돌출하는 각각 하나 이상의 연결 돌기를 구비하고, 상기 제1판부와 상기 제2판부의 길이방향 타측 단부에 각각 상기 연결 돌기와 맞물리도록 형성되는 하나 이상의 연결 홈을 구비하되,

상기 연결 돌기는 돌출방향을 향해 점진적으로 폭이 넓어지는 형상으로 형성되며, 상기 연결 홈은 상기 연결 돌기의 형상에 대응하도록 입구로부터 들어갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 형성되어,

하나의 V자형 평판 케이지에 구비된 상기 연결 돌기를 다른 하나의 V자형 평판 케이지에 구비된 상기 연결 홈에 삽입하는 방식으로, 연속적으로 직렬연결될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 제공함으로써, 본 발명은 벤딩부를 제1판부와 제2판부 각각으로부터 멀어질수록 점진적으로 두께가 얇아지는 구조로 형성함과 더불어 그 중간선 상의 위치에서 길이방향으로 길쭉한 형상으로 관통형성되는 관통 슬롯을 구비하도록 형성하여, 벤딩 과정이 적은 힘으로도 용이하게 수행될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 제한된 폭 내에서 벤딩 중심선의 생성 위치 차이 또는 변화를 주는 방식으로 여러 개의 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링을 연결하여 사용할 경우에 증가하기 쉬운 직진도에 관한 누적오차를 상쇄시켜 줄 수 있다. 따라서, 공작기계에 적용되었을 때, 편향 하중에 의한 영향이 효과적으로 차단되고 작동으로 인해 진동이 유발되는 일이 발생하지 않게 되어, 본체 위에서 이송테이블의 원활한 직선운동과 높은 운동 정밀도를 실현시킬 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 벤딩 이전 상태에서 도시한 사시도이고, 도 7는 도 6의 A-A 선 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지의 다른 일 실시예를 도시한 도 6에 대응하는 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 단 면도이다. 그리고, 도 11은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 사시도이고, 도 12는 도 10의 A-A 선 단면도이다.

이하에서 도 7에서 지면에 수직한 방향을 '길이방향'으로 하며, 가로 방향을 '폭방향'이라 한다.

본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링(100)은, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 종래기술과 유사하게 다수의 니들 롤러(110)와 V자형 평판 케이지(130)를 포함한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링은, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 종래기술과 마찬가지로, 본체(3)와 본체 위에서 직선운동하는 이송테이블(5)를 구비하는 공작기계에서, 본체(5)와 이송테이블(5) 중 하나에 장착되는 V자 만입형 궤도대(7) 및 본체와 이송테이블 중 다른 하나에 장착되는 V자 돌출형 궤도대(9) 사이에 배치되어, 이송테이블(5)이 본체(5) 상에서 원활하게 직선운동 할 수 있도록 함과 더불어 이송테이블(5)의 직선운동 경로를 안내하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지(130)는 플라스틱 재료로 제작되는 것으로서, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 니들 롤러(110)들을 등간격으로 배치하기 위해 각각 다수의 롤러 설치홀(121)을 구비하며 서로 평행하게 배치되는 서로 대응하는 형상의 제1판부(125)와 제2판부(135), 그리고 제1판부(125)와 제2판부(135)를 서로 연결하며 소정 치수 이상의 폭으로 형성되는 벤딩부(145)를 구비한다.

본 발명에 따른 V자형 평판 케이지(130)에서, 벤딩부(145)는 제1판부(125)와 제2판부(135)를 서로 소정의 사잇각을 갖는 형태로 연결하는 부분으로서, 폭 방향에서 제1판부(125)와 제2판부(135) 각각으로부터 중간선(제1판부와 제2판부의 중간지점을 연결한 선을 향해) 향해 멀어질수록 점진적으로 두께가 얇아지는 구조로 형성된다. 벤딩부(145)의 중간 부분은 두께가 일정하게 형성되는 것도 가능하다.

또한, 벤딩부(145)는 두께가 가장 얇은 폭 방향 중앙의 위치에서 길이방향으로 길쭉한 형상으로 관통형성되는 하나 이상의 관통 슬롯(155)을 구비하며, 관통 슬롯(155)의 폭을 감안하여 소정 치수 이상의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 관통 슬롯(155)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 길쭉한 직사각형으로 형성될 수도 있고, 도 8에 도시한 바와 같이, 길이방향으로 길쭉한 장공형으로 형성될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지(130)는 제1판부(125)와 제2판부(135) 각각의 길이방향 일측 단부에서 돌출하는 각각 하나 이상의 연결 돌기(165)를 구비하고, 이에 대응하여 제1판부(125)와 제2판부(135) 각각의 길이방향 타측 단부에 각각 상기한 연결 돌기(165)와 맞물리도록 형성되는 하나 이상의 연결 홈(175)을 구비한다.

이상과 같은 연결 돌기(165)는 각각 돌출방향을 향해 점진적으로 폭이 넓어지는 형상으로 형성되며, 연결 홈(175)은 연결 돌기(165)의 형상에 대응하도록 입구로부터 내측으로 들어갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 형성된다.

따라서, 하나의 V자형 평판 케이지(130)에 구비된 연결 돌기(165)를 다른 하나의 V자형 평판 케이지(130)에 구비된 연결 홈(175)에 삽입하는 방식으로, 연속적으로 직렬연결될 수 있다. 즉, 단위 사이즈로 제작되는 다수의 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링(100)을 사용하여, 적용될 공작기계에서 요구하는 적절한 사이즈의 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링으로 용이하게 구성할 수 있다. 이때, 연결 돌기(165)와 연결 홈(175) 간의 결합 상태는 형상적인 특성에 따라 길이방향으로의 해제가 불가능하며, 따라서 단위 베어링 간의 분리위험 없이 안정적인 결합 상태 유지가 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지(130)의 벤딩부(145)는, 상기한 바와 같이, 폭 방향에서 제1판부(125)와 제2판부(135) 각각으로부터 멀어질수록 점진적으로 두께가 얇아지는 구조로 형성됨에 따라, 우수한 벤딩 특성을 보유하게 된다. 또한, 벤딩부(145)는 가장 얇은 부분에 해당하는 폭 방향 중간선 상의 위치에서 길이방향으로 길쭉한 형상으로 관통형성되는 관통 슬롯(155)을 구비함에 따라, 벤딩시 재료의 기계적인 특성에 의한 영향이 더욱 제한되어 더욱 우수한 벤딩 특성을 보유하게 된다. 즉, 기본적으로 V자형 평판 케이지(130)를 평평한 상태에서 V자형으로 벤딩시키는 과정이 적은 힘으로도 용이하게 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 벤딩 작업시 생성되는 벤딩 중심선의 위치가 벤딩부(145) 상에서도 두께가 얇은 제한된 영역, 즉 벤딩부(145)의 폭방향 중간선 주변 영역으로 한정된다.

또한, 벤딩시 벤딩 중심선이 생성되는 중간선 주변 영역은 비록 제한된 폭을 갖지만 적어도 관통 슬롯(155)의 폭에 대응하는 정도의 폭을 갖게 됨에 따라, 여러 개의 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링(100)을 연결하여 사용할 경우에 증가하기 쉬운 직진도에 관한 누적오차를, 이상의 제한된 폭 범위 내에서 벤딩 중심선의 생성 위치 차이 또는 변화 주는 방식으로 상쇄시켜 줄 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비한 복열 직선운동 베어링(100)은, 벤딩이 용이할 뿐만 아니라, 연결 돌기(165)와 연결 홈(175)을 통해 여러 개 연결하여 사용하는 경우에도 직진도에 관한 누적오차를 상쇄시켜 줄 수 있음에 따라, 벤딩 중심선이 정확하게 일치하게 된다. 따라서, 이송테이블(5)과 본체(3) 중 하나에 장착되는 V자 만입형 궤도대(7) 및 이송테이블(5)과 본체(3) 중 다른 하나에 장착되는 V자 돌출형 궤도대(9) 사이에, V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링(100)이 배치될 때 안정적으로 조립 상태를 유지할 수 있다.

결과적으로, 의도한 바대로 편향 하중에 의한 영향이 효과적으로 차단되고 작동으로 인해 진동이 유발되는 일이 발생하지 않게 되어, 원활한 직선운동을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 공작기계에서 고도의 정밀가공이 가능하도록 높은 운동 정밀도를 얻을 수 있도록 한다.

비록 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 단열 직선운동 베어링을 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 단열 직선운동 베어링이 설치된 상태를 예시한 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 단면도,

도 5는 도 3의 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 벤딩 이전 상태에서 도시한 사시도,

도 7는 도 6의 A-A 선 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지의 다른 일 실시예를 도시한 도 6에 대응하는 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링을 도시한 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 단면도,

도 11은 본 발명에 따른 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링의 설치상태를 예시한 사시도,

도 12는 도 10의 A-A 선 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3: 본체 5: 이송테이블

7: V자 만입형 궤도대 9: V자 돌출형 궤도대

110: 니들 롤러 121: 롤러 설치홀

125: 제1판부 130: V자형 평판 케이지

135: 제2판부 145: 벤딩부

155: 관통 슬롯 165: 연결 돌기

175: 연결 홈

Claims (5)

1. V자 만입형 궤도대와 V자 돌출형 궤도대 사이에 배치되는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링에 있어서:

   다수의 니들 롤러; 및

   상기 니들 롤러들을 등간격으로 배치하기 위해 각각 다수의 롤러 설치홀을 구비하며, 평행하게 배치되는 서로 대응하는 형상의 제1판부와 제2판부, 및

   벤딩 형성되어 상기 제1판부와 상기 제2판부를 서로 사잇각을 갖도록 연결하며, 폭방향에서 상기 제1판부 및 상기 제2판부 각각으로부터 멀어질수록 점진적으로 두께가 얇아지는 벤딩부로 이루어지는 V자형 평판 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 벤딩부는 벤딩 중심선 상의 위치에서 길이방향으로 길쭉한 형상으로 관통형성되는 하나 이상의 관통 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 관통 슬롯은 길이방향으로 길쭉한 직사각형으로 형성되는 것을 특징으 로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 관통 슬롯은 길이방향으로 길쭉한 장공형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 V자형 평판 케이지는 상기 제1판부와 상기 제2판부의 길이방향 일측 단부에서 돌출하는 각각 하나 이상의 연결 돌기를 구비하고, 상기 제1판부와 상기 제2판부의 길이방향 타측 단부에 각각 상기 연결 돌기와 맞물리도록 형성되는 하나 이상의 연결 홈을 구비하되,

   상기 연결 돌기는 돌출방향을 향해 점진적으로 폭이 넓어지는 형상으로 형성되며, 상기 연결 홈은 상기 연결 돌기의 형상에 대응하도록 입구로부터 들어갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 형성되어,

   하나의 V자형 평판 케이지에 구비된 상기 연결 돌기를 다른 하나의 V자형 평판 케이지에 구비된 상기 연결 홈에 삽입하는 방식으로, 연속적으로 직렬연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 V자형 평판 케이지를 구비하는 복열 직선운동 베어링.

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