KR20190106298A

KR20190106298A - 베어링 스크류 이송 장치

Info

Publication number: KR20190106298A
Application number: KR1020180027571A
Authority: KR
Inventors: 송천복
Original assignee: 주식회사 위너
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-09-18
Also published as: KR102037482B1; CN110691925A; US20200096082A1; CN110691925B; WO2019172665A1; US11111988B2

Abstract

스크류축의 회전운동을 베어링을 매개로 직선운동으로 변환하는 베어링 스크류 이송 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치는, 회전하는 스크류축의 나사골을, 제1구동베어링 및 제2구동베어링이 주행하면서, 상기 스크류축의 회전력을 상기 스크류축 상방에 배치된 가동판의 직진력으로 변환하게 하되, 상기 스크류축에는 2면(面) 나사골을 형성하고, 상기 제1구동베어링의 외륜은 상기 2면 나사골의 일면에 접하여 주행하게 하고, 상기 제2구동베어링의 외륜은 상기 나사골의 타면에 접하여 주행하게 하며, 상기 제1구동베어링과 제2구동베어링은, 상기 가동판의 전후 방향에 경사지게 대칭으로 결합하여 상기 가동판의 전후 방향에 상기 구동베어링의 외륜이 모두 노출 되게 한 것을 특징으로 한다.

Description

베어링 스크류 이송 장치{BEARING SCREW TRANSFERRING APPARATUS}

본 발명은 베어링 스크류 이송 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 스크류축의 회전운동을 베어링을 매개로 직선운동으로 변환하는 베어링 스크류 이송 장치에 관한 것이다.

본 발명의 발명자는 베어링을 이용한 스크류 이송장치를 한국 특허출원번호 10-2005-0126950로 출원하여 특허 제10-0657657호로 등록받은 이후로, 이를 꾸준히 개선하여, 에 의하여 개시한 이후로, 이를 꾸준히 개선하여, 한국공개특허공보 공개번호 제10-2007-0059976호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-0828235호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-0883628호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-0919909호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-086072호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-115034호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-1083739호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-1084376호, 한국등록특허공보 등록번호 제10-1039623호, 한국공개특허공보 공개번호 제10-2013-0013040호, 한국공개특허공보 공개번호 제10-2013-0104955호, 한국공개특허공보 공개번호 제10-2015-0050841호 등으로 개시하여 왔다.

이들 발명들은 모두 스크류축 외측에 원통 또는 원통형으로 배열된 봉을 배열하고, 이들 원통이나 봉 내측에 스크류축의 나사산 궤적을 따라 다수의 베어링을 배열하여, 원통 또는 원통형으로 배열된 봉과 이들 내측에 나사산 궤적에 따라 배치된 베어링들이 이 너트의 기능을 할 수 있도록 구성하고 있다. 원통이나 원통형으로 배열된 봉에는 캐리어나 가동블록이 부착되고, 캐리어나 가동블록에는 부하가 실린다. 스크류축이 모터에 의하여 회전할 때, 회전력은 베어링에 의하여 직진력으로 변환되고, 베어링에 결합 된 원통, 캐리어, 부하 등이 직진하게 된다.

그러나, 상술한 종래의 베어링 스크류 이송 장치들은 실제 제작하여 많은 테스트를 한 결과 다음과 같은 문제점들이 있어 실용화되지 못하고 있다.

베어링 스크류 이송 장치는 스크류축의 회전력을 나사골을 접촉하여 구름운동하는 레이디얼 베어링(본원 발명에서는 단순히 '베어링'이라고 함)을 통해 직진력으로 변환한다. 이때, 스크류축의 회전력이 베어링에 전달되기 위해서는 베어링의 외륜과 스크류축의 나사골간이, 힘 전달에 필요한 마찰력을 발생시킬 수 있는 일정한 접촉압력(이하, 이를 본 발명에서는 '예압'이라고 한다)으로 접촉이 유지되어야 한다. 이 스크류축과 베어링 외륜간의 접촉이 해제되면 힘의 전달은 발생하지 않고 스크류축만 공전하게 되며, 스크류축과 베어링간의 예압이 지나치게 크면 스크류축 구동 모터에 부하가 크게 걸려 변환 효율이 현저하게 떨어진다. 따라서, 베어링 스크류 이송 장치에서는 운전되는 모든 순간에 스크류축과 베어링간의 예압이 적절히 유지는 되는 것이 필수적인 운전 요건이다. 또한, 베어링 스크류 이송 장치의 모든 구성요소들은 운전 중에 스크류축과 베어링간의 예압이 일정하게 유지되고 예압이 적절한 정도를 벗어났을 때 이를 신속하게 자동조절하거나 수동으로 조절할 수 있게 유기적으로 결합되어야 한다.

한편, 종래의 베어링 스크류 이송 장치들은, 운전 전이나 운전 후에 각 베어링의 예압을 적절한 수준으로 조절하기가 어렵고, 운전 중에 예압의 변화가 심하게 발생하는 문제가 있었다.

종래의 베어링 스크류 이송 장치의 베어링들은, 스크류축 주위를 감싸는 원통 또는 캡에 결합된 원통 형상 배열의 봉에, 다수의 베어링을 스크류축의 나사골 궤적을 따라 배치한다. 따라서, 모든 베어링은 스크류축 주위를 감싸는 원통 또는 캡에 결합된 원통 형상 배열의 봉에 의하여 기계적으로 결합 되어 연동하게 되고, 하나의 베어링의 예압을 조절하면, 다른 베어링의 예압에 변화를 초래한다. 특히, 스크류축을 중심으로 반지름 방향으로 반대 지점에 마주보는 베어링들이 존재하게 되는 데, 이것은, 하나의 베어링의 예압을 조절할 경우, 스크류축을 중심으로 반지름 방향으로 반대 지점에 마주보는 베어링의 예압에 영향을 주게 됨을 의미한다. 따라서, 모든 베어링의 예압을 적절히 조절하는 것이 매우 어렵게 된다. 특히, 스크류축 나사골의 일측 동일한 연속면에 2개 이상의 베어링을 설치하여 예압을 적절히 조절하는 것은 극히 어려운 일이다. 따라서, 종래의 베어링 스크류 이송 장치에서 동력전달에 실제 기여하는 베어링은 일시에 1 또는 2개에 불과하고 나머지 베어링은 아이들 상태로 놓이게 된다.

뿐만 아니라, 베어링의 예압 조절은 베어링들을 홀딩하는 원통 등을 스크류축에 조립한 상태에서 이루어져야 하는데, 원통 등을 스크류축에 조립한 상태에서는 스크류축의 나사골이 외부에 드러나지 않기 때문에 정밀한 예압 조절이 매우 어렵다. 이는 종래의 베어링 스크류 이송 장치 사용중, 예압이 적절하지 않아 동력 변환 및 전달이 원활하지 않아도 예압 조절이 매우 어렵다는 것을 의미한다.

한편, 종래 베어링 스크류 이송 장치는 운전 전에 베어링의 예압을 적절히 조절해 놓아도, 운전 중에 끓임 없이 예압 변화가 발생한다. 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 접촉을 지속적으로 일정하게 유지하기가 매우 어렵기 때문이다. 운전 중의 예압 변화의 원인은 다양하지만 가장 큰 원인은 스크류축 처짐, 스크류축의 흐들림 등의 스크류축의 일시적 변형이다. 상술한 바와 같이, 종래 베어링 스크류 이송 장치는 운전 중에 베어링이 결합 된 원통 등 하중과, 원통 등에 결합 된 캐리어, 모션블럭 등의 하중과, 캐리어, 모션블럭 등에 결합 된 부하(負荷)의 하중이 걸린다. 가동 블록의 부하가 모두 스크류축에 지속적으로 작용하는 것이다. 따라서, 운전 중에 스크류축의 처짐, 스크류축의 흔들림 등의 스크류축의 일시적 변형이 발생하고 이에 따라 베어링과 스크류축간의 접촉 예압에 변화가 발생하게 된다. 스크류축과의 접촉이 일시 해제된 베어링은 동력전달에 전혀 기여하지 못하게 되고, 스크류축과의 접촉 압력이 부적절하게 커진 베어링은 동력전달 효율을 떨어뜨린다.

한국등록특허공보 등록번호 제10-0657657호(등록일자 : 2006.12.07) 한국공개특허공보 공개번호 제10-2007-0059976호(공개일자 : 2007.06.12) 한국등록특허공보 등록번호 제10-0828235호(등록일자 : 2008.04.30) 한국등록특허공보 등록번호 제10-0883628호(등록일자 : 2009.02.06) 한국등록특허공보 등록번호 제10-0919909호(등록일자 : 2009.09.24) 한국등록특허공보 등록번호 제10-086072호(등록일자 : 2008.09.23) 한국등록특허공보 등록번호 제10-115034호(등록일자 : 2012.05.21) 한국등록특허공보 등록번호 제10-1083739호(등록일자 : 2011.11.10) 한국등록특허공보 등록번호 제10-1084376호(등록일자 : 2011.11.10) 한국등록특허공보 등록번호 제10-1039623호(등록일자 : 2011.06.01) 한국공개특허공보 공개번호 제10-2013-0013040호(공개일자 : 2013.02.06) 한국공개특허공보 공개번호 제10-2013-0104955호(공개일자 : 2013.09.25) 한국공개특허공보 공개번호 제10-2015-0050841호(공개일자 : 2015.05.11)

본 발명은 상술한 종래 베어링 스크류 이송장치의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는, 운전 중 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 접촉을 지속적으로 유지할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는, 최초 조립시 뿐만 아니라 사용 중 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 예압이 적절한 범위를 벗어났을 때 예압 조절을 용이하게 할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는, 스크류축과 결합하는 베어링 너트 자체의 부피와 하중을 줄여 사용 중 스크류축의 처짐, 스크류축의 흔들림 등의 스크류축의 일시적 변형을 최소화할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제4과제는, 직선 이송블록의 부하를 스크류축에 집중시키지 않고 분산시켜 사용 중 스크류축의 처짐, 스크류축의 흔들림 등의 스크류축의 일시적 변형을 최소화할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제5과제는, 사용 중 베어링 너트가 자동 조심 기능을 발휘하여 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 접촉을 지속적으로 유지할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제6과제는, 운전 중 스크류축의 처짐과, 피칭(pitching)과, 요잉(yawing)을 방지하여, 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 접촉을 지속적으로 유지할 수 있는 베어링 스크류 이송 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 제1과제 내지 제3과제는, 베어링 스크류 이송 장치에 있어서, 회전하는 스크류축의 나사골을, 제1구동베어링 및 제2구동베어링이 주행하면서, 상기 스크류축의 회전력을 상기 스크류축 상방에 배치된 가동판의 직진력으로 변환하게 하되, 상기 스크류축에는 2면(面) 나사골을 형성하고, 상기 제1구동베어링의 외륜은 상기 2면 나사골의 일면에 접하여 주행하게 하고, 상기 제2구동베어링의 외륜은 상기 나사골의 타면에 접하여 주행하게 하며, 상기 제1구동베어링과 제2구동베어링은, 상기 가동판의 전후 방향에 경사지게 대칭으로 결합하여 상기 가동판의 전후 방향에 상기 구동베어링의 외륜이 모두 노출 되게 함으로써 해결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제1과제 내지 제3과제는, 상기 가동판의 전방에 가동판 몸체에서 전방 상방으로 경사지게 절곡한 제1상방절곡날개를 형성하고 상기 제1상방절곡날개의 하면에는 상기 제1상방절곡날개 형상에 따라 절곡하고 제1상방절곡날개보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제1탄성판을 고정하며, 상기 가동판의 후방에는 가동판 몸체에서 후방 상방으로 경사지게 절곡한 제2상방절곡날개를 형성하고 상기 제2상방절곡날개의 하면에는 상기 제2상방절곡날개 형상에 따라 절곡하고 제2상방절곡날개보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제2탄성판을 고정하여, 상기 제1탄성판에는 상기 제1구동베어링을 설치하고, 상기 제2탄성판에는 상기 제2구동베어링을 설치함으로써, 더 효과적으로 해결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제1과제 내지 제3과제는, 상기 상방절곡날개와 상기 탄성판을 고정함에 있어서, 수평면에서만 고정하고, 각 상방절곡날개에는 관통탭을 형성하고, 상기 관통탭에는 예압조절볼트를 체결하여, 상기 예압조절볼트에 의하여 상기 탄성판의 경사를 조절할 수 있게 함으로써, 더 효과적으로 해결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제4과제는, 상기 스크류축 양측에 상기 스크류축과 나란히 진행하는 가이드블록 및 상기 가이드블록 내면에 길이 방향을 따라 일부 함몰된 환봉 형상의 가이드레일을 더 마련하고, 상기 가동판에는 상기 제1구동베어링 및 제2구동베어링이 상기 스크류축 나사골의 양면에 접하면서 주행할 때 상기 가이드레일을 따라 주행하는 가이드베어링을 더 결합함으로써 해결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제5과제는, 상기 가동판의 일측방에는 가동판 몸체에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제1이중절곡날개를 형성하고 상기 제1이중절곡날개의 상위면에는 회동가능하게 축결합한 제1상위조심판을 마련하고 상기 제1이중절곡날개의 하위면에는 회동가능하게 축결합한 제1하위조심판을 마련하며, 상기 가동판의 타측방에는 가동판 몸체에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제2이중절곡날개를 형성하고 상기 제2이중절곡날개의 상위면에는 회동가능하게 축결합한 제2상위조심판을 마련하고 상기 제2이중절곡날개의 하위면에는 회동가능하게 축결합한 제2하위조심판을 마련하여, 상기 각 조심판의 전후단에 상기 가이드베어링을 하나씩 설치함으로써 해결할 수 있다.

상술한 본 발명의 제6과제는, 상기 스크류축 하방에는 상기 스크류축과 접촉하여 축 직교 방향으로 구름 운동하면서 축처짐을 방지할 수 있는 서포트베어링을 마련하되, 상기 서프트베어링은 스크류축 진행 방향에 대하여 일방향으로 편심된 제1서포트베어링과, 타방향으로 편심된 제2서포트베어링으로 구성하고, 상기 제1서포트베어링의 베어링축과 상기 제2서포트베어링의 베어링축에는 중심방향으로 상기 각 서포트베어링을 탄력적으로 밀어주는 탄성부재를 결합함으로써 해결할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 원통이나 원통형으로 배치된 봉 대신 스크류축 상부에 배치된 가동판을 구동베어링 지지수단으로 사용하고, 가동판의 전후 방향에 제1구동베어링 및 제2구동베어링을 경사지게 대칭으로 결합하여 각 구동베어링이 스크류축 나사골의 2면 중 1면만 주행하도록 설치함으로써, 각 구동베어링이 다른 구동베어링의 예압에 영향을 받지 않고 독립적으로 예압이 유지되어 운전 중 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골간의 접촉을 지속적으로 유지할 수 있고, 가동판의 전후 방향에 상기 구동베어링의 외륜이 모두 노출 되므로, 최초 조립시 뿐만 아니라 사용 중 외륜 표면과 스크류축 나사골 간의 예압이 적절한 범위를 벗어났을 때 예압 조절을 용이하게 할 수 있다. 특히, 가동판의 상방절곡날개의 관통탭에 예압조절볼트를 체결하여 예압을 조절할 수 있으므로, 예압 조절이 매우 용이하고, 일단 예압이 적절히 조절되면 제1탄성판 및 제2탄성판에 의하여 베어링 스크류 이송 장치 사용 중 예압 변동 요인을 일정 범위 내에서 모두 흡수할 수 있으므로, 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골간의 예압이 일정한 범위 내로 유지되어 원활한 동력 변환이 이루어진다.

또한, 가동판의 하중 뿐만 아니라, 여기에 걸리는 캐리어나 가동블록 또는 부하의 하중을 가동판의 이중절곡날개와 가이드베어링을 통해 가이드레일에 분산하면서 주행할 수 있으므로, 스크류축에 가해지는 하중을 줄일 수 있고, 이에 따라 축처짐이나 축의 흔들림을 예방할 수 있으며, 주행 중 스크류축과 베어링 외륜간의 예압 변동을 최소화하여 안정적이고 확실한 동력변환을 달성할 수 있게 된다. 특히, 가이드베어링을 회전축을 중심으로 자전하는 조심판에 결합함으로써, 스크류축의 변동으로 주행 중 스크류축과 가이드레일간의 평행이 일시 깨져 피칭(pitching)이 발생하는 경우에도 이에 따른 예압의 큰 변동을 조심판의 회전에 의하여 대부분 흡수할 수 있으므로 스크류축과 베어링 외륜간의 예압이 일정 범위 내에서 유지되어 안정적인 동력 변환을 얻을 수 있다.

또한, 스크류축 하방에 1쌍의 서포트베어링을 마련하고, 스크류축 중심 방향으로 탄성을 받도록 함으로써, 스크류축의 축처짐을 예방할 수 있고, 운전 중 스크류축의 요잉(yawing)이 일시적으로 발생하는 경우, 자동으로 원위치로 복원하게 함으로써, 스크류축과 베어링 외륜간의 예압이 일정 범위 내에서 유지되어 안정적인 동력 변환을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 가동판에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 탄성판에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 스크류축과 구동베어링의 배치 관계를 보여주는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 조심판에 대한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 서포트베어링 및 그 지지브라켓에 대한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 서포트베어링 및 그 지지브라켓에 대한 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 베어링 스크류 이송 장치의 측단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 베어링 스크류 이송 장치는 1조의 구동베어링(31a,31b)이 스크류축(1)의 나사골을 따라 주행하면서 스크류축(1)의 회전력을 직진력으로 동력변환한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스크류축(1)은, 채널형 프레임(67)의 내부에 이격 된 2개의 축받이(65a,65b)를 마련하여, 축받이(65a,65b)에 의하여 저널이 지지되게 설치할 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 스크류축(1)의 일단에는 모터, 기어드 모터, 감속 모터 등의 구동수단이 축 결합한다.

상기 채널형 프레임(67)의 양측단은 수평방향으로 확장하여 그 확장면에 채널 길이 방향을 따라 가이드블록(61)을 스크류축(1)의 나사 형성 길이 만큼 설치하고, 가이드블록(61)의 내면에는 봉상의 가이드레일(63)을 압입하여 일부가 함몰되게 설치한다.

이와 같은 구성으로, 회전하는 스크류축(1)의 나사골을, 제1구동베어링(31a) 및 제2구동베어링(31b)이 주행하면서, 상기 스크류축(1)의 회전력을 상기 스크류축(1) 상방에 배치된 가동판(3)의 직진력으로 변환한다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특징 중 하나는 구동베어링(31a,31b)의 위치 유지 수단으로 원통이나 원통형으로 배치된 봉을 사용하지 않지, 스크류축(1) 상부에 배치된 판형의 가동판(3)을 사용하는 점에 있다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 특징은, 구동베어링(31a,31b)으로 1조의 베어링만을 사용한 데 있다. 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 스크류축에 대략 90°로 벌어진 2면(面) 나사골(33)을 형성하고, 상기 제1구동베어링(31a)의 외륜은 상기 2면 나사골(33)의 일면(33a)에 접하여 주행하게 하고, 상기 제2구동베어링(31b)의 외륜은 상기 나사골의 타면(33b)에 접하여 주행하게 하여 하나의 나사골 면에 하나의 구동베어링이 주행하게 한 데 있다.

도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 제1구동베어링(31a)과 제2구동베어링(31b)을 상기 가동판(3)의 전후 방향에 경사지게 대칭으로 결합하여 상기 가동판(3)의 전후 방향에 상기 구동베어링의 외륜이 모두 노출 되게 한 점에 있다. 본 발명의 또 다른 특징은 상기 제1구동베어링(31a)과 제2구동베어링(31b)이 탄성적으로 상기 스크류축(1)의 나사골(33)에 접촉하도록 설치하는 데 있다.

이를 위하여, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가동판(3)의 전방에는 가동판 몸체(9)에서 전방 상방으로 경사지게 절곡한 제1상방절곡날개(5a)를 형성하고, 상기 제1상방절곡날개(5a)의 하면에는 상기 제1상방절곡날개(5a) 형상에 따라 절곡하고 제1상방절곡날개(5a)보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제1탄성판(21a)을 고정하여 상기 제1탄성판(21a)에 상기 제1구동베어링(31a)을 설치한다. 또한, 상기 가동판(3)의 후방에는 가동판 몸체(9)에서 후방 상방으로 경사지게 절곡한 제2상방절곡날개(5b)를 형성하고 상기 제2상방절곡날개(5b)의 하면에는 상기 제2상방절곡날개(5b) 형상에 따라 절곡하고 제2상방절곡날개(5b)보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제2탄성판(21b)을 고정하여, 상기 제2탄성판(21b)에 상기 제2구동베어링(31b)을 설치한다. 이때, 제1상방절곡날개(5a)과 제2상방절곡날개(5b)는 대칭으로 경사지게 형성한다. 이때, 경사각은 대략 45°내외이고, 상방으로 갈수록 외측으로 확장되는 경사이다. 이렇게 구성함으로써, 구동베어링(31a,31b)의 주위가 모두 노출되고, 구동베어링(31a,31b)에 접촉하는 나사골(33)도 노출된다. 또한, 구동베어링(31a,31b)과 나사골(33)이 모두 노출된 상태에서 구동베어링(31a,31b)의 외륜이 탄성판(21a,21b)에 의하여 나사골(33)에 탄력적으로 접촉하게 된다. 이때, 상기 상방절곡날개(5a,5b)와 상기 탄성판(21a,21b)을 고정함에 있어서, 가동판 몸체(9)와 탄성판(21a,21b)의 수평면(23)에서만 고정하고, 각 상방절곡날개(5a,5b)에는 관통탭(7a,7b)을 형성하고, 상기 관통탭(7a,7b)에는 예압조절볼트(69)를 체결하여, 상기 예압조절볼트(69)에 의하여 상기 탄성판(21a,21b)의 경사를 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b) 외륜간의 예압을 최초 조립시에 또는 사용에 의해 예압이 정상 범위를 벗어 났을 때 용이하게 조절할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 가동판(3)의 하중뿐만 아니라, 가동판(3)에 실리는 캐리어나 가동블록, 또는 이들 캐리어나 가동블록에 실리는 부하의 하중을 스크류축(1)에 모두 부가하지 않고 스크류축(1)과 나란히 배치된 가이드레일(63)에 분산시켜 주행 중 스크류축의 처짐, 스크류축의 흐들림 등의 축 변형을 최소화하고 이를 통해 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b)의 외륜간의 접촉이 일정한 압력으로 지속적으로 유지하게 한 데 있다. 이를 위해, 상기 스크류축(1) 양측에는 상기 스크류축(1)과 나란히 진행하는 가이드블록(61) 및 상기 가이드블록(61) 내면에 길이 방향을 따라 일부 함몰된 환봉 형상의 가이드레일(63)을 마련하고, 상기 가동판(3)의 측면에는 상기 제1구동베어링(31a) 및 제2구동베어링(31b)이 상기 스크류축 나사골(33)의 양면에 접하면서 주행할 때 상기 가이드레일(63)을 따라 주행하는 가이드베어링(41)을 더 결합한다.

도 1, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 특히, 스크류축(1)의 하방 처짐이나 피칭(pitching:스크류축 길이 방향의 상하 흐들림)에 의한 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b)간의 접촉 해제를 방지하기 위해, 상기 가동판(3)의 일측방에는 가동판 몸체(9)에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제1이중절곡날개(15a)를 형성하고 상기 제1이중절곡날개(15a)의 상위면(11)에는 회동가능하게 축결합한 제1상위조심판(35a)을 마련하고 상기 제1이중절곡날개(15a)의 하위면(13)에는 회동가능하게 축결합한 제1하위조심판(35b)을 마련하여, 제1상위조심판(35a)과 제1하위조심판(35b)이 중심부에서 회전축(43)을 중심으로 회전하게 하고, 제1상위조심판(35a)과 제1하위조심판(35b)의 양단에는 상기 가이드레일(63)에 접촉하여 주행하는 가이드베어링(41)을 1개씩 마련한다. 또한, 상기 가동판(3)의 타측방에도 가동판 몸체(9)에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제2이중절곡날개(15b)를 형성하고 상기 제2이중절곡날개(15b)의 상위면(11)에는 회동가능하게 축결합한 제2상위조심판(35c)을 마련하고 상기 제2이중절곡날개(15b)의 하위면(13)에는 회동가능하게 축결합한 제2하위조심판(35d)을 마련하여, 제2상위조심판(35c)과 제2하위조심판(35d)이 중심부에서 회전축(43)을 중심으로 회전하게 하고, 제1상위조심판(35c)과 제1하위조심판(35d)의 양단에는 상기 가이드레일(63)에 접촉하여 주행하는 가이드베어링(41)을 1개씩 마련한다. 따라서, 가이드베어링(41)은, 가동판 몸체(9)를 중심으로 좌우 방향에서 가이드레일(63)에 상방에서 경사지게 각2개씩 접촉하여 주행하고, 하방에서 경사지게 각2개씩 접촉하여 주행하게 된다. 운전 중 스크류축(1)의 피칭(pitching)이 발생하면, 각 조심판(35a ~ 35d)이 회전축(43)을 중심으로 회전하면서, 각 조심판의 양단에 결합된 가이드베어링(41)의 높낮이를 스크류축(1)의 피칭에 맞게 조절하여, 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b)간의 접촉을 일정한 압력으로 유지해 나가고, 이를 통해, 원활한 동력전환이 이루어지게 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 스크류축(1)의 측방 처짐이나 요잉(yawing:스크류축 길이 방향의 좌우 흔들림)을 방지하여 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b)간의 접촉 예압을 일정하게 유지하는 데 있다. 이를 위해, 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스크류축(1) 하방에는 상기 스크류축(1)과 접촉하여 축 직교 방향으로 구름 운동하면서 축처짐을 방지할 수 있는 서포트베어링(45a,45b)을 마련한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 서프트베어링(45a,45b)은 스크류축 진행 방향에 대하여 일방향으로 편심된 제1서포트베어링(45a)과, 타방향으로 편심된 제2서포트베어링(45b)으로 구성하고, 상기 제1서포트베어링(45a)의 베어링축(51a)과 상기 제2서포트베어링(45b)의 베어링축(51b)에는 중심방향으로 상기 각 서포트베어링을 탄력적으로 밀어주는 탄성부재(57a)를 결합한다. 상기 제1서포트베어링(45a)과 제2서포트베어링(45b)을 스크류축(1)에 접촉시킨 상태로 유지하기 위하여, 제1지지브라켓(47a)과 제2지지브라켓(47b)을 사용할 수 있다. 상기 각각의 지지브라켓(47a,47b)에는 상기 제1서포트베어링(45a)의 베어링축(51a)과 상기 제2서포트베어링(45b)의 베어링축(51b)의 양단을 수용하여 좌우방향으로 일정 범위 내에서 이동할 수 있도록 폭이 좁고 긴 장공(49)이 형성된다. 또한, 상기 상기 제1서포트베어링(45a)의 베어링축(51a)과 상기 제2서포트베어링(45b)의 베어링축(51b)에는 각각 측방향으로 확장된 말굽형상의 연결구(53a,53b)를 결합한다. 상기 지지브라켓(47a,47b)의 측벽에는 상기 연결구(53a,53b)를 향하는 관통탭(55a,55b)을 형성하고, 이 관통탭(55a,55b) 내부에 탄성부재인 코일스프링(57a,57b)을 삽입하여 무두볼트(59a,59b)에 의하여 코일스프링(57a,57b)을 상기 연결구(53a,53b) 방향으로 압착할 수 있다. 상기 코일스프링(57a,57b) 대신에 상기 지지브라켓(47a,47b)의 측벽에 상기 연결구(53a,53b)에 접하는 판스프링을 마련할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 스크류축(1) 상부에 배치된 가동판(3)을 구동베어링 지지수단으로 사용하고, 가동판(1)의 전후 방향에 제1구동베어링(31a) 및 제2구동베어링(31b)을 경사지게 대칭으로 결합하여 각 구동베어링(31a,31b)이 스크류축 나사골(33)의 2면 중 1면만 주행하도록 설치함으로써, 각 구동베어링(31a,31b)이 다른 구동베어링의 예압에 영향을 받지 않고 독립적으로 예압이 유지되어 운전 중 구동베어링(31a,31b) 외륜 표면과 스크류축 나사골(33)간의 접촉을 지속적으로 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 가동판(3)의 전후 방향에 상기 구동베어링(31a,31b)의 외륜 및 스크류축의 나사골(33)이 모두 노출 되므로, 최초 조립시 뿐만 아니라 사용 중 구동베어링(31a,31b)의 외륜 표면과 스크류축 나사골(33) 간의 예압이 적절한 범위를 벗어났을 때 예압 조절을 용이하게 할 수 있다. 특히, 가동판(3)의 상방절곡날개(5a,5b)의 관통탭(7a,7b)에 예압조절볼트(69)를 체결하여 예압을 조절할 수 있으므로, 예압 조절이 매우 용이하고, 일단 예압이 적절히 조절되면 제1탄성판(21a) 및 제2탄성판(21b)에 의하여 베어링 스크류 이송 장치 사용 중 예압 변동 요인을 일정 범위 내에서 모두 흡수할 수 있으므로, 베어링 외륜 표면과 스크류축 나사골간의 예압이 일정한 범위 내로 유지되어 원활한 동력 변환이 이루어진다. 또한, 본 발명에 의하면, 가동판(3)의 하중 뿐만 아니라, 여기에 걸리는 캐리어나 가동블록 또는 부하의 하중을 가동판(3)의 이중절곡날개(15a,15b)와 가이드베어링(41)을 통해 가이드레일(63)에 분산하면서 주행할 수 있으므로, 스크류축(1)에 가해지는 중력 방향의 하중을 크게 줄일 수 있고, 이에 따라 스크류축 처짐이나 스크류축 흔들림을 예방할 수 있으며, 주행 중 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b) 외륜간의 예압 변동을 최소화하여 안정적이고 확실한 동력변환을 달성할 수 있게 된다. 특히, 가이드베어링(41)을 회전축(43)을 중심으로 자전하는 조심판(35a ~ 35d)에 결합함으로써, 스크류축(1)의 변동으로 주행 중 스크류축(1)과 가이드레일(63)간의 평행이 일시 깨져 피칭(pitching)이 발생하는 경우에도 이에 따른 예압의 큰 변동을 조심판(35a ~ 35d)의 회전에 의하여 대부분 흡수할 수 있으므로 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b) 외륜간의 예압이 일정 범위 내에서 유지되어 안정적인 동력 변환을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 스크류축(1) 하방에 교차 방향으로 설치된 1쌍의 서포트베어링(45a,45b)을 마련하고, 서포트베어링(45a,45b)이 스크류축(1) 중심 방향으로 탄성을 받도록 함으로써, 스크류축(1)의 축처짐을 예방할 수 있고, 운전 중 스크류축(1)의 요잉(yawing)이 일시적으로 발생하는 경우, 자동으로 원위치로 복원하게 함으로써, 스크류축(1)과 구동베어링(31a,31b) 외륜간의 예압이 일정 범위 내에서 유지되어 안정적인 동력 변환을 얻을 수 있다.

1 : 스크류축
3 : 가동판
5a,5b : 상방절곡날개
7a,7b : 관통탭
9 : 가동판 몸체
11 : 상위면
13 : 하위면
15a,15b : 이중절곡날개
17 : 회전축공
19 : 나사공
21a,21b : 탄성판
23 : 수평면
25 : 경사면
27 : 베어링축공
29 : 나사공
31a,31b : 구동베어링
32 : 베어링축
33 : 나사골
35a,35b.35c,35d : 조심판
37a,37b : 베어링축공
39 : 회전축공
41 : 가이드베어링
43 : 회전축
45a,45b : 서포트 베어링
47a,47b : 지지브라켓
49 : 장공
51a,51b : 베어링축
53a,53b : 연결구
55a,55b : 관통탭
57a,57b : 탄성부재
59a,59b : 무두볼트
61 : 가이드 블록
63 : 가이드 레일
65a,65b : 축받이
67 : 채널형 프레임

Claims

회전하는 스크류축의 나사골을, 제1구동베어링 및 제2구동베어링이 주행하면서, 상기 스크류축의 회전력을 상기 스크류축 상방에 배치된 가동판의 직진력으로 변환하게 하되,
상기 스크류축에는 2면(面) 나사골을 형성하고, 상기 제1구동베어링의 외륜은 상기 2면 나사골의 일면에 접하여 주행하게 하고, 상기 제2구동베어링의 외륜은 상기 나사골의 타면에 접하여 주행하게 하며, 상기 제1구동베어링과 제2구동베어링은, 상기 가동판의 전후 방향에 경사지게 대칭으로 결합하여 상기 가동판의 전후 방향에 상기 구동베어링의 외륜이 모두 노출 되게 한 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 가동판의 전방에는 가동판 몸체에서 전방 상방으로 경사지게 절곡한 제1상방절곡날개를 형성하고 상기 제1상방절곡날개의 하면에는 상기 제1상방절곡날개 형상에 따라 절곡하고 제1상방절곡날개보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제1탄성판을 고정하며, 상기 가동판의 후방에는 가동판 몸체에서 후방 상방으로 경사지게 절곡한 제2상방절곡날개를 형성하고 상기 제2상방절곡날개의 하면에는 상기 제2상방절곡날개 형상에 따라 절곡하고 제2상방절곡날개보다 경사방향 및 수평 방향으로 확장한 면적을 가진 제2탄성판을 고정하여, 상기 제1탄성판에는 상기 제1구동베어링을 설치하고, 상기 제2탄성판에는 상기 제2구동베어링을 설치한 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
제2항에 있어서,
상기 상방절곡날개와 상기 탄성판을 고정함에 있어서는, 수평면에서만 고정하고, 각 상방절곡날개에는 관통탭을 형성하고, 상기 관통탭에는 예압조절볼트를 체결하여, 상기 예압조절볼트에 의하여 상기 탄성판의 경사를 조절하는 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 스크류축 양측에는 상기 스크류축과 나란히 진행하는 가이드블록 및 상기 가이드블록 내면에 길이 방향을 따라 일부 함몰된 환봉 형상의 가이드레일을 더 마련하고, 상기 가동판에는 상기 제1구동베어링 및 제2구동베어링이 상기 스크류축 나사골의 양면에 접하면서 주행할 때 상기 가이드레일을 따라 주행하는 가이드베어링을 더 결합한 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
제4항에 있어서,
상기 가동판의 일측방에는 가동판 몸체에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제1이중절곡날개를 형성하고 상기 제1이중절곡날개의 상위면에는 회동가능하게 축결합한 제1상위조심판을 마련하고 상기 제1이중절곡날개의 하위면에는 회동가능하게 축결합한 제1하위조심판을 마련하며, 상기 가동판의 타측방에는 가동판 몸체에서 하방 외측으로 경사지게 절곡한 후 다시 하방 내측으로 절곡한 제2이중절곡날개를 형성하고 상기 제2이중절곡날개의 상위면에는 회동가능하게 축결합한 제2상위조심판을 마련하고 상기 제2이중절곡날개의 하위면에는 회동가능하게 축결합한 제2하위조심판을 마련하여, 상기 각 조심판의 전후단에 상기 가이드베어링을 하나씩 설치한 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.
제1항에 있어서,
상기 스크류축 하방에는 상기 스크류축과 접촉하여 축 직교 방향으로 구름 운동하면서 축처짐을 방지할 수 있는 서포트베어링을 마련하되, 상기 서프트베어링은 스크류축 진행 방향에 대하여 일방향으로 편심된 제1서포트베어링과, 타방향으로 편심된 제2서포트베어링으로 구성하고, 상기 제1서포트베어링의 베어링축과 상기 제2서포트베어링의 베어링축에는 중심방향으로 상기 각 서포트베어링을 탄력적으로 밀어주는 탄성부재를 결합한 것을 특징으로 하는 베어링 스크류 이송장치.