KR20150050841A - 평활축 베어링 스크류 이송장치 - Google Patents

평활축 베어링 스크류 이송장치 Download PDF

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KR20150050841A KR1020130131998A KR20130131998A KR20150050841A KR 20150050841 A KR20150050841 A KR 20150050841A KR 1020130131998 A KR1020130131998 A KR 1020130131998A KR 20130131998 A KR20130131998 A KR 20130131998A KR 20150050841 A KR20150050841 A KR 20150050841A
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Abstract

본 발명은 나사를 형성하지 않은 평활축과, 너트에 결합한 레이디얼 베어링을 헬리컬 경로 또는 나선 경로상에서 밀착 결합하여, 평활축의 회전력을 너트 또는 너트에 결합된 가동블록의 트러스트 힘으로 변환시키는 평활축 베어링 스크류 이송장치에 관한 것으로, 외주면이 매끄러운 원형단면을 갖는 평활축과, 상기 평활축 표면에 외륜이 헬리컬 방향으로 배치되는 레이디얼 베어링과, 상기 평활축이 회전할 때, 상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면과 상기 평활축 표면간에 미끄럼이 일어나지 않을 정도로 조정된 힘으로 상기 레이디얼 베어링을 상기 평활축 방향으로 가압하면서 지지하는 베어링 지지체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

평활축 베어링 스크류 이송장치{ERROR COMPENSATING BEARING SCREW CONVEYING DEVICE}
본 발명은 레이디얼 베어링을 이용한 스크류 이송장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 나사를 형성하지 않은 평활축과, 너트에 결합한 레이디얼 베어링을 헬리컬 경로 또는 나선 경로상에서 밀착 결합하여, 평활축의 회전력을 너트 또는 너트에 결합된 가동블록의 트러스트 힘으로 변환시키는 평활축 베어링 스크류 이송장치에 관한 것이다.
본 발명의 발명자는 한국 특허등록 제10-0657657호, 제10-1039623호, 제10-0828235호, 제10-0919909호, 제10-0860720호, 제10-0883628호, 제10-1039623호, 제10-1084376호, 제10-1083739호, 한국 공개특허 공개번호 제10-2007-0059976호, 제10-2011-0042449호 등에 개시된 베어링 스크류 이송장치의 발명자이다. 이들 베어링 스크류 이송장치들은 모두 기존의 볼스크류 이송장치의 단점을 개선한 것들로, 스크류축과 중공블록으로 구성되고, 스크류축에는 수나사가 형성되며, 중공블록의 내측에는 스크류축에 형성된 수나사와 부합되는 헬리컬 경로 또는 나선 경로상에 베어링(특히 레이디얼 볼 베어링)이 배치되어 베어링 스크류 너트가 형성되고, 스크류축이 회전할 때 베어링의 일부분(외륜 표면 또는 내륜에 부착한 축)이 스크류축의 수나사와 접동하면서 직선 주행하도록 구성되어 있다.
그러나, 이들 발명들에 개시된 스크류 이송장치는, i)스크류 이송장치의 리드각(회전축 1회전시 진행 거리를 결정함)과 리드방향(회전축 회전시 너트의 진행 방향을 결정함)이 스크류축에 형성된 나사산에 의하여 변경이 불가능하게 제약되고, 레이디얼 베어링의 리드각과 리드 방향의 변경만으로는 스크류 이송장치의 리드각과 리드 방향을 변경할 수 없다는 점, ii)1개의 스크류축에 다수개의 너트를 결합하여 사용하고자 할 경우, 동일한 피치와 방향의 베어링 스크류 너트만 사용할 수 있다는 점, iii)중공블록의 양방향 진행을 위해서 중공블럭에 스크류축 나선의 일방향과 타방향에 접하는 레이디얼 베어링을 방향을 바꾸어 별도로 설치하여야 하므로 필요한 레이디얼 베어링이 갯수가 많다는 점, iv)중공블록의 헬리컬 경로 또는 나선 경로상에 배치되는 다수의 베어링 외륜을 스크류축의 나선 표면에 정확히 면접촉시키기 어려운 점, v)스크류축에 형성된 나사 피치와 중공블록에 형성된 베어링 스크류 피치가 정확하게 일치하도록 가공하기 어려운 점, vi)사용중 백래쉬가 발생하여 진동 및 소음이 발생하기 쉽다는 점, vii) 베어링축의 일단에는 압력이 작용하고 타단은 고정되어 베어링축이 휘기 때문에 수명이 짧은 점, viii) 스크류 축은 고하중 이송장치에는 필요하지만, 저하중 이송장치에는 불필요함에 반하여 제조 비용이 많이 소요된다는 점, ix) 의료장비나 마이크로 로봇 등의 직선 왕복 장치 등으로 사용할 수 있게 소형하기 어렵다는 점 등의 단점이 있다.
본 발명은 상술한 베어링 스크류 이송장치의 단점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 너트의 리드 각과 리드 방향을, 회전축의 변경없이, 레이디얼 베어링의 리드 각과 리드 방향의 변경만으로는 바꿀 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 1개의 회전축에 서로 다른 피치, 리드 각 및 리드 방향을 가진 너트를 다수개 결합하여 각 너트가 서로 다른 피치, 리드 각 및 리드 방향으로 진행하게 할 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 사용중 백래쉬가 발생하지 않아 리니어스케일과 함께 사용하여 정확한 위치제어를 할 수 있을을 뿐만 아니라, 이로인한 진동 및 소음이 발생하지 않아, 정숙 운전이 요구되는 정밀측정 장비 등에 사용할 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제4과제는 극소 리드각를 얻을 수 있는 너트를 만들어 나사산이 있을 경우 불가능한 정밀조정 장치를 용이하게 만들 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제5과제는 마이크로 로봇 등의 직선 왕복 장치 등으로 사용할 수 있게 소형화할 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제6과제는 너트의 피치방향 또는 리드방향을 직선운동 중에 우나사에서 좌나사로 바꿔 너트의 주행 방향을 전환시킬 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제7과제는 회전축을 일방향으로 돌리면서도 동일한 레이디얼 베어링에 의하여 너트의 양방향 왕복 주행을 구현할 수 있는 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제8과제는 적은 제조 비용으로 직선 왕복 주행 장치의 제작이 가능한 저하중 용 베어링 스크류 이송장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 제1과제 내지 제5과제는, 베어링 스크류 이송장치를, 상술한 본 발명의 과제들은, 베어링 스크류 이송장치를, 외주면이 매끄러운 원형단면을 갖는 평활축과, 상기 평활축 표면에 외륜이 헬리컬 방향으로 배치되는 레이디얼 베어링과, 상기 평활축이 회전할 때, 상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면과 상기 평활축 표면간에 미끄럼이 일어나지 않을 정도로 조정된 힘으로 상기 레이디얼 베어링을 상기 평활축 방향으로 가압하면서 지지하는 베어링 지지체을 포함하여 구성함으로써 해결된다.
상술한 본 발명의 제1과제 내지 제5과제는, 상기 레이디얼 베어링을 그 내륜과 외륜이 베어링축의 중심부에 결합하고, 외륜이 평활축 표면을 헬리컬 방향 또는 나선 방향으로 활주하도록 배치함으로써, 더 효과적으로 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1과제 내지 제5과제는, 상기 방사통공 하부에 상기 레이디얼 베어링의 베어링축 양측을 지지하는 축거치홈과, 상기 축거치홈과 직교방향으로 관통 형성되어 레이디얼 베어링의 외륜이 평활축 표면에 헬리컬 방향 또는 나선 방향으로 노출되게 삽입되는 노출공을 형성함으로써, 더 효과적으로 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1과제 내지 제5과제는, 상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면의 양측에, 평활축 표면과 면접촉할 수 있는 곡면을 형성함으로써, 더 효과적으로 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제6과제는, 상기 레이디얼 베어링과 접촉압유지캡 사이에 베어링축의 방향을 전환시킬 수 있는 레버를 마련함으로써 해결된다.
상술한 본 발명의 제6과제는, 상기 레버를, 상기 레이디얼 베어링 상부에 배치되어 하단이 상기 베어링축의 외측을 감싸는 레버 몸체와 상기 레버 몸체를 평활축 길이 방향으로 좌우 회전시킬 수 있는 레버 아암으로 구성함으로써, 더 효과적으로 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제7과제 및 제8과제는, 상기 너트몸체에 상기 레버 아암이 외부로 돌출될 수 있는 통공을 형성하고, 상기 레버 아암은 상기 통공을 통해 너트몸체 외부로 돌출시키고, 상기 레버 아암 선단은 상기 너트몸체 외부에서 평활축 방향으로 좌우 이동할 수 있는 방향전환프레임에 결합함으로써 해결된다.
상술한 본 발명의 제7과제 및 제8과제는, 상기 방향전환프레임을, 상기 너트몸체 외측에 평활축 방향으로 배치되고 상기 레버 아암이 결합되는 레버공이 형성된 다수의 레버 밀대와, 상기 너트몸체 외측에 상기 레버 밀대와 같은 방향으로 배열된 프레임 밀대와, 상기 레버 밀대 및 프레임 밀대의 양단에 고정되어 상기 프레임 밀대가 축방향으로 움질일 경우 모든 레버 밀대가 동일한 방향으로 움직이게 하는 측프레임과, 일단은 힌지축에 의하여 상기 너트몸체(1c)에 회전 가능하게 결합되고 타단에는 이동 중 외부에 마련된 스톱퍼에 걸릴 경우 상기 힌지축을 중심으로 회전하여 진행 방향과 반대 방향으로 밀릴 수 있는 걸림부가 마련되고 몸체에는 가이드공이 형성된 래치와, 일단은 사이 프레임 밀대에 고정되고 몸체는 상기 래치의 가이드공에 삽입되어 상기 래치가 회전할 경우 상기 가이드공 내부에서 가이드공을 따라 미끄러지면서 상기 프레임 밀대가 래치의 회전 하는 방향으로 직선 이동하게 하는 밀핀을 포함하여 구성함으로써, 더 효과적으로 해결될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 너트에 레이디얼 베어링을 헬리컬 경로 또는 나선 방향를 따라 배치할 뿐, 이에 대응하는 회전축의 나선이 없으므로, 회전축과 너트간의 피치를 일치시킬 필요가 없어 제작이 매우 용이하고, 적은 제조 비용으로 제작이 가능할 뿐만 아니라, 소형화가 가능하여, 의료장비나 마이크로 로봇 등에 사용하는 스크류 이송장치와 같이 저하중 용 스크류 이송장치에 매유 유용하다. 또한, 너트의 나선과 회전축의 나선이 맞물리는 구조를 갖는 것이 아니므로, 사용중 백래쉬가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 이로인한 진동 및 소음이 발생하지 않아, 정숙 운전이 요구되는 장비에 유용하게 사용할 수 있고, 베어링축의 양단을 고정시킬 수 있으므로, 베어링축의 중심부에 하중이 작용하여 베어링축의 휨이 적고, 따라서 베어링 스크류 이송장치의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 레버와 방향전환프레임에 의하여 레이디얼베어링의 배열 방향을 바꿀 수 있으므로, 회전축을 일방향으로 돌리면서도 동일한 레이디얼 베어링에 의하여 너트의 양방향 왕복 주행을 구현할 수 있고, 적은 제조 비용으로 직선 왕복 주행 장치의 제작이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 너트몸체와 평활축이 결합된 상태를 너트몸체의 방사통공 내부가 보이는 각도에서 도시한 조립사시도이다.
도 3은 도 2에서 방사통공에 레이디얼 베어링을 거치한 상태를 도시한 조립사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 조립사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 종단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 레이디얼 베어링을 오른나사 방향으로 배열할 경우 평활축의 회전 방향과 너트의 진행 방향을 보여주는 설명도이다.
도 7은 도 4에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 레이디얼 베어링을 왼나사 방향으로 배열할 경우 평활축의 회전 방향과 너트의 진행 방향을 보여주는 설명도이다.
도 8은 도 1에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 레이디얼 베어링 몸체에 대한 다른 실시 예의 종단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 레이디얼 베어링 몸체에 대한 또 다른 실시 예의 종단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 레이디얼 베어링과 평활축을 결합한 설명도이다.
도 11는 본 발명의 제2실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 분해사시도이다..
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 조립사시도이다.
도 13는 본 발명의 제3실시 예에 따른 제3실시 예에 따른 접촉압유지캡과 레버와 레이디얼베어링이 조립된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 접촉압유지캡과 레버와 레이디얼베어링이 조립된 상태를 보여주는 측면도이다.
도 15은 본 발명의 제3실시 예에 따른 방향전환프레임의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 분해사시도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 조립사시도이다.
도 18는 도 17에서 너트몸체를 제거하고 다른 부품들간의 결합관계를 보여주는 부분 생략 사시도이다.
도 19 및 도 20은 도 17에 도시된 평활축 베어링 스크류 이송장치의 사용상태도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 10에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치를 도시하였고, 도 11 및 도 12에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치를 도시하였고, 도 13 내지 도 20에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 자동 방향 전환 평활축 베어링 스크류 이송장치를 도시하였다.
본 발명은 외주면이 매끄러운 원형단면을 갖는 평활축(11)과, 상기 평활축 표면에 외륜이 헬리컬 방향으로 배치되는 레이디얼 베어링(21)과, 상기 평활축(11)이 회전할 때, 상기 레이디얼 베어링(21)의 외륜 표면과 상기 평활축 표면간에 미끄럼이 일어나지 않을 정도로 조정된 힘으로 상기 레이디얼 베어링을 상기 평활축 방향으로 가압하면서 지지하는 베어링 지지체를 포함한다. 상기 베어링 지지체는 도면에 도시된 바와 같이, 독립된 너트 구조를 가질 수 있다. 상기 베어링 지지체는 도면에 도시되지 않았지만, 리니어 모션 블럭에 일체로 형성할 수도 있다.
상기 베어링 지지체는, 중심부에 중공이 형성되어 상기 평활축(11)이 삽입되고 몸체에는 상기 레이디얼 베어링(21)을 수용하여 상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면을 상기 평활축의 표면에 연접시킬 수 있는 방사통공(radial through-hole)(3)이 형성된 너트몸체(1a, 1b)와, 상기 방사통공(3) 내부에서 상기 레이디얼 베어링(21)의 상부에 마련되어 상기 레이디얼 베어링(21)을 상기 평활축 표면 방향으로 가압하는 접촉압유지캡(15)을 포함하여 구성할 수 있다.
제1실시 예는 너트몸체(1a)의 단면이 다각형 구조를 가짐에 반하여, 제2실시 예는 너트몸체(1b)의 단면이 원형 구조를 가진다.
상기 베어링 지지체에는 상기 레이디얼 베어링의 배열 방향을 전환시킬 수 있는 베어링 방향 전환 수단을 마련할 수 있다. 제3실시 예는 레이디얼베어링의 방향을 자동으로 전환하여 너트의 진행 방향을 바꿀 수 있는 레버(35) 및 방향전환프레임(43)을 더 구비한 경우를 예시한 것이다.
<제1실시 예>
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치는 외주면에 나선이 형성되지 않은 평활축(11)을 사용한다. 반면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 평활축(11)이 내부에 삽입되는 중공 형상의 너트몸체(1a)는 레이디얼 베어링(21)들이 헬리컬 경로 또는 나선 방향을 따라 배치된다. 상기 평활축(11)에는 모터 등 회전 동력이 연결되고, 상기 너트몸체(1a)에는 가동블록이 연결된다. 상기 평활축(11) 길이는 필요한 길이만큼 연장된다.
본 발명에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 특징 중 하나는 상기 너트몸체 에 헬리컬 경로 또는 나선 경로를 따라 다수의 방사통공(3)을 형성하고, 이 방사통공(3)에 베어링축(27)을 중심으로 회전하는 레이디얼 베어링(21)을 설치한 데 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이 때 상기 레이디얼 베어링(21)은 그 외륜 표면이 평활축(11) 표면에 헬리컬 방향 또는 나선 방향에서 연접하도록 설치한다. 이와 같이 본 발명의 특징은 너트몸체(1a)에 마련되는 레이디얼 베어링(21)만으로 암나사를 형성하여 스크류 이송장치를 구현한 데 있다. 이와 같은 구조에서, 상기 평활축(11)의 회전 방향을 바꾸면 너트몸체(1a)가 진행 방향도 바뀐다. 상기 평활축(11)이 어느 방향으로 회전하든, 또한 상기 너트몸체(1a)가 어느 방향으로 이동하든 너트몸체(1a)에 설치된 모든 레이디얼 베어링(21)이 평활축(11)의 표면 연접되어 회전 하게 된다. 이러한 점은, 다수의 레이디얼 베어링(21) 중 절반은 평활축(11)이 시계방향으로 회전할 때만 스크류와 연접하도록 설치하고, 나머지 절반은 평활축(11)이 반시계방향으로 회전할 때만 평활축(11) 표면와 연접하도록 설치하는 종래의 스크류축 베어링 이송장치와 다른 점이다. 따라서, 동일한 하중에 사용하는 경우, 베어링 스크류 이송장치의 베어링 설치 갯수를 1/2로 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치는 이처럼 나사산과 헬리컬 경로 또는 나선 경로상의 레이디얼 베어링간의 접촉이 아니라, 평활축(11)과 헬리컬 경로 또는 나선 경로상의 레이디얼 베어링간의 접촉이므로, 백래쉬가 발생할 여지가 없으며, 이로 인한 진동 및 소음이 발생할 여지가 없다.
본 발명에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치의 다른 특징은 상기 레이디얼 베어링(21)을 베어링축(27)에 연결하여 상기 너트몸체(1a)의 방사통공(3)에 설치함에 있어서, 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23)과 평활축(11)의 표면간에 접촉 압력이 유지될 수 있게 설치하는 데 있다. 따라서, 평활축(11)에 닿는 래디얼 베어링이 일정한 예압을 받으며 직선운동할 수 있도록 예압기구를 장착할 필요가 있는데, 도면에 도시된 바와 같이 일정 예압 유지를 위해 접촉압유지캡을 설치할 수 있다. 이에 접촉압유지캡과 함께 또는 접촉압유지캡을 대신하여 정예압을 가할 수 있는 판스프링을 장착할 수도 있다.
이를 위하여 본 발명에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치는 레이디얼 베어링(21)의 베어링축(27)을 평활축(11) 방향으로 가압할 수 있는 접촉압유지캡(15)을 구비한다. 상기 접촉압유지캡(15)은 평활축(11), 너트몸체(1a), 방사통공(3), 베어링축(27), 레이디얼 베어링(21) 등의 가공 정밀도가 떨어져 조립후에도 상기 레이디얼 베어링(21)이 평활축(11)에 적당한 예압으로 연접하지 못하는 경우 이를 사후적으로 보정할 때나, 스크류 이송장치의 사용에 따른 마모 등이 발생하여 상기 레이디얼 베어링(21)과 평활축(11) 표면간의 간극 및 예압을 조절이 필요할 경우 이를 교정하는 데도 사용한다.
도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이디얼 베어링(21)은 그 내륜(25)과 외륜(23)이 베어링축(27)의 중심부에 결합되고, 외륜(23)이 평활축(11) 표면을 헬리컬 방향 또는 나선 방향으로 활주한다. 또한, 레이디얼 베어링(21)의 베어링축(27)을 돌려 레이디얼 베어링(21)의 배열 방향을 바꿀 경우 평활축(11)을 동일한 방향으로 회전시키더라도 레이디얼 베어링(21) 및 이를 포함한 너트 몸체(1a)의 진행 방향을 바꿀 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 너트몸체(1a)의 방사통공(3) 하부는 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23)이 평활축(11) 표면을 헬리컬 방향 또는 나선 방향으로 활주할 수 있도록 지지하는 구조를 갖는다. 즉, 상기 방사통공(3) 하부에는 베어링축(27)의 양측을 지지하는 축거치홈(7)과, 상기 축거치홈(7)과 직교방향으로 관통 형성되어 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23)이 평활축(11) 표면에 헬리컬 방향 또는 나선 방향으로 노출되게 삽입되는 노출공(9)이 형성된다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접촉압유지캡(15)은 그 외면에 수나사가 형성되고, 상기 방사통공(3)의 내면에도 상기 접촉압유지캡(15)의 수나사가 체결되는 암나사가 형성된다. 레이디얼 베어링(21)이 상기 방사통공(3) 내에 설치되면, 상기 접촉압유지캡(15)을 체결하여 상기 레이디얼 베어링(21)의 베어링축 양단을 상기 접촉압유지캡(15)이 가압하게 한다. 이를 위하여, 상기 접촉압유지캡(15) 하부는 레이디얼 베어링의 외륜(23) 및 내륜(25)의 상부를 내부에 수용할 수 있는 중공 형상을 가져야 한다. 사용자는 도 5에 도시된 바와 같이, 최초 조립시 상기 접촉압유지캡(15)을 돌려, 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23)이, 미끄럼 없이 평활축(11) 표면을 활주할 수 있는 압력으로 평활축(11) 표면에 접촉하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 사용중 평활축(11) 표면와 레이디얼 베어링(21)간의 유격이 발생하거나 접촉 압력이 저하되었을 때, 상기 접촉압유지캡(15)을 돌려 적절한 접촉 압력이 유지되게 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23)이 평활축(11) 표면을 헬리컬 경로 또는 나선 경로를 따라 주행하기 위해서는 레이디얼 베어링(21)의 중심축(c2, c3)와 평활축(11)의 중심축(c1)은 평행하지 않고 약간 교차한다. 따라서, 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23) 표면이 평탄할 경우 평활축(11)과의 면접촉하지 못하고 선접촉하게 된다. 또한, 평활축(11)의 어느 한 방향으로 회전할 때, 레이디얼 베어링 외륜 표면의 전면적에서 선접촉이 일어나지 못하고, 그 일측면에서 평활축(11)과의 선접촉이 일어난다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 레이디얼 베어링(21)의 외륜(23) 표면에는, 평활축(11)과 면접촉할 수 있는 곡면을 외륜 표면 양측에 동일한 곡률 반경(R)으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 레이디얼 베어링(21) 외륜 표면 양측 곡면 중심부에는 돌출환부(31)를 형성하고, 상기 돌출환부(31)가 삽입될 수 있는 그루브(33)를 상기 평활축(11) 표면에 형성할 수 있다. 이는 평활축(11)과 레이디얼 베어일(21) 간의 마찰력에 의존하는 본 발명의 특성상 마찰력을 높이기 위하여 베어링 외륜의 가운데 부분을 튀어나오게 설계한 것이다. 또한, 레어디얼 베어링 외륜에 고무 등에 의한 탄성층을 형성하거나, 평활축 표면에 마찰력을 키울 수 있는 미세 홈이나 패턴을 형성하여 마찰력을 크게 할 수도 있다.
이렇게 함으로써, 평활축(11)의 회전 방향이 어느 방향이든, 레이디얼 베어링(21) 외륜(23) 표면의 일측에서 평활축(11) 표면과의 면접촉이 확실하게 이루어지면서 평활축(11) 길이 방향으로의 미끄러짐을 방지할 수 있게 된다.
<제2실시 예>
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 평활축 베어링 스크류 이송장치를 나타낸다. 제2실시 예는 너트몸체(1b)의 단면 형상이 원통형인 점을 제외하고는 제1실시 예와 같다. 제2실시 예에서처럼 너트몸체(1b)를 단면 형상을 원통형으로 할 경우, 제1실시 예에서보다 더 많은 방향(도면에는 6방향)에서 레이디얼 베어링을 설치할 수 있으므로, 고하중에 적합하다.
<제3실시 예>
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 레이디얼 베어링(21)과 접촉압유지캡(15) 사이에는 베어링축(27)의 방향을 전환시킬 수 있는 레버(35)를 더 마련할 수 있다. 이때 상기 노출공(9)의 폭과 축거치홈(7)의 폭은 레이디얼 베어링(21)의 방향을 전환할 수 있도록 적절히 넓힌다. 상기 레버(35)는, 상기 레이디얼 베어링(21) 상부에 배치되어 하단이 상기 베어링축(27)의 외측을 감싸는 레버 몸체(37)와 상기 레버 몸체(37)를 평활축(11) 길이 방향으로 좌우 회전시킬 수 있는 레버 아암(39)으로 구성될 수 있다. 접촉압유지캡(15)과 레버(35) 사이에는 볼(41)을 더 삽입하여 레버(35)의 회전이 용이하게 할 수 있다. 상기 볼(41) 대신 반구형 판스프링을 삽입할 경우 레이디얼 베어링(21)과 평활축(11)의 마찰 접촉에도 도움이 된다.
도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 너트몸체(1c)에는 상기 레버 아암(39)이 외부로 돌출될 수 있는 통공(65)이 형성되고, 상기 레버 아암(39)은 상기 통공을 통해 너트몸체(1c) 외부로 돌출되고, 상기 레버 아암(39) 선단은 상기 너트몸체(1c) 외부에서 평활축(11) 방향으로 좌우 이동할 수 있는 방향전환프레임(43)에 결합된다. 상기 방향전환프레임(43)은, 상기 너트몸체(1c) 외측에 평활축(11) 방향으로 배치되고 상기 레버 아암(39)이 결합되는 레버공(67)이 형성된 다수의 레버 밀대(45)와, 상기 너트몸체(1c) 외측에 상기 레버 밀대(45)와 같은 방향으로 배열된 프레임 밀대(47)와, 상기 레버 밀대(45) 및 프레임 밀대(47)의 양단에 고정되어 상기 프레임 밀대(47)가 축방향으로 움질일 경우 모든 레버 밀대(45)가 동일한 방향으로 움직이게 하는 측프레임(63a, 63b)과, 일단은 힌지축(53)에 의하여 상기 너트몸체(1c)에 회전 가능하게 결합되고 타단에는 이동 중 외부에 마련된 스톱퍼(200a, 200b)에 걸릴 경우 상기 힌지축(53)을 중심으로 회전하여 진행 방향과 반대 방향으로 밀릴 수 있는 걸림부(57)가 마련되고 몸체에는 가이드공(59)이 형성된 래치(61)와, 일단은 사이 프레임 밀대(47)에 고정되고 몸체는 상기 래치(61)의 가이드공(61)에 삽입되어 상기 래치(61)가 회전할 경우 상기 가이드공(61) 내부에서 가이드공(61)을 따라 미끄러지면서 상기 프레임 밀대(47)가 상기 래치(61)의 회전 하는 방향으로 직선 이동하게 하는 밀핀(69)을 포함하여 구성할 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 래치(61)가 좌우로 움직일 경우, 방향전환프레임 전체가 좌우로 움직인다. 따라서, 레이디얼 베어링(21)의 방향이 전환되는 것이다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 평활축(21) 길이를 연장하고, 너트(100)가 왕복할 구간에 스톱퍼(200a, 200b)를 설치하면, 평활축(21)을 일방향으로 계속 돌리는 경우에도, 너트(100)가 일방향으로 이동하다가 래치(61)가 스톱퍼(200a, 200b)에 걸리면, 레이디얼 베어링(21)의 방향이 전환되어 너트(100)의 진행 방향은 자동으로 바뀌게 된다.
1a, 1b, 1c : 너트몸체 3 : 방사통공
7 : 축거치홈 9 : 노출공
11 : 평활축 13 : 슬리브
15, 15a : 접촉압유지캡 17 : 공구홈
19 : 수나사 21 : 레이디얼 베어링
23 : 외륜 25 : 내륜
27 : 베어링축 31 : 돌출환부
33 : 그루브 35 : 레버
37 : 레버 몸체 39 : 레버 아암
41 : 볼 43 : 방향전환프레임
45 : 레버 밀대 47 : 프레임 밀대
49 : 탭 51 : 축공
53 : 힌지축 55 : 몸체
57 : 걸림부 59 : 가이드공
61 : 래치 63a 63b :측프레임
65 : 통공 67 : 레버공
69 : 밀핀 100 : 너트
200a, 200b : 스톱퍼

Claims (5)

  1. 외주면이 매끄러운 원형단면을 갖는 평활축;
    상기 평활축 표면에 외륜이 헬리컬 방향으로 배치되는 레이디얼 베어링; 및
    상기 평활축이 회전할 때, 상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면과 상기 평활축 표면간에 미끄럼이 일어나지 않을 정도로 조정된 힘으로 상기 레이디얼 베어링을 상기 평활축 방향으로 가압하면서 지지하는 베어링 지지체;을 포함하는 평활축 베어링 스크류 이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 지지체는, 중심부에 중공이 형성되어 상기 평활축이 삽입되고 몸체에는 상기 레이디얼 베어링을 수용하여 상기 레이디얼 베어리의 외륜 표면을 상기 평활축의 표면에 연접시킬 수 있는 방사통공(radial through-hole)이 형성된 너트몸체와, 상기 방사통공 내부에서 상기 레이디얼 베어링의 상부에 마련되어 상기 레이디얼 베어링을 상기 평활축 표면 방향으로 가압하는 접촉압유지캡을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평활축 베어링 스크류 이송장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 지지체에는 상기 레이디얼 베어링의 배열 방향을 전환시킬 수 있는 베어링 방향 전환 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 평활축 베어링 스크류 이송장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링의 외륜 표면에는, 평활축과 면접촉할 수 있는 곡면을 외륜 표면 양측에 동일한 곡률 반경으로 형성한 것을 특징으로 하는 평활축 베어링 스크류 이송장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이디얼 베어링 외륜 표면 중심부에는 돌출환부를 형성하고, 상기 평활축 표면에는 상기 돌출환부가 삽입될 수 있는 그루브를 형성한 것을 특징으로 하는 평활축 베어링 스크류 이송장치.

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