KR860001720B1 - 직선 슬라이드 베어링 - Google Patents

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히로시 데라마찌
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대라마찌 히로시
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Abstract

내용 없음.

Description

직선 슬라이드 베어링
제 1도 내지 제 20도는 본 발명에 관한 직선 슬라이드 베어링의 실시예를 나타낸 것으로서,
제 1도 직선 슬라이드 베어링의 정면도.
제 2도는 동 평면도.
제 3도는 동 측면도.
제 4도는 일방의 측개를 제거한 직선 슬라이드 베어링의 정면도.
제 5도는 제 1도 Ⅴ-Ⅴ선 사단면 측면도.
제 6도는 베어링 본체의 정면도.
제 7도는 동 평면도.
제 8도는 동 저면도.
제 9도는 동 측면도.
제10도는 레어링 레이스의 정면도.
제11도는 일방측 베어링 레이스의 중앙 횡단 측면도.
제12도는 궤도대의 중앙 종단 정면도.
제13도는 동 측면도.
제14도는 측개 외면을 나타낸 정면도.
제15도는 동 내면을 나타낸 배면도.
제16도는 동 저면도.
제17도는 제15도 ⅩⅦ-ⅩⅦ선 종단 측면도.
제18도는 제15도 ⅩⅧ-ⅩⅧ선 사단 단면도.
제19도는 레이스 압압체의 중앙 종단 정면도.
제20도는 동 평면도.
제21도는 종래의 직선 접동 베어링을 나타낸 정면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 베어링 본체 2 : 천정부
2a,2b,2c : 나사구멍 3,23 : 중공요소
4,5,24,25 : 스커트부 6,7 : 레이스 수납홈
8,9 : 스토퍼 10,11 : 무부하볼통로
12,13 : 베어링 레이스 12a,13a : 상방측면
12b,13b : 하방측면 14,15,19,20 : 부하볼홈(부하볼통로)
16 : 궤도대 21,22 : 측개
26a,26b : 볼 방향 변환홈 27,28 : 레이스 유지홈
29 : 레이스 압압체 29a,29b : 꺾쇠면
30 : 볼트 B1: 부하볼
B2 : 무부하볼 O1,O2,O3: 곡율중심
β,β' : 접촉각도 X : 베어링 본체의 중심선
Y : 교차선
본 발명은 공작 기계의 테이블 새들과 머시닝 센터의 슬라이드면, 또는 중량물을 지지하여 왕복동 하는 반송용 로봇의 슬라이드면 등에 사용하는 데 유효한, 직선 슬라이드 베어링에 관한 것이다.
종래의 직선 슬라이드 베어링에 있어서는 예를들면, 제21도에 나타낸 바와 같이 좌우 한쌍의 베어링 레이스(112), (113)을 각각 개별적으로 고정하여 있었으므로 동시 고정방식에 비하여, 장착 공정이 증가 하므로 장착 조작이 번잡하게 될 뿐 아니라, 양 베어링 레이스(112)(113)을 평형시켜서, 조정하기가 곤란 하였으므로 볼의 접촉압이 불균일하게 되기가 쉽고 볼의 원활한 정열 순환을 방해하는 요인으로 되었었다. 또 종래예에 있어는 좌우 한쌍의 베어링 레이스(112),(113)을 베어링 본체(110)에 나사로 고정하고 있었으므로 고정 개소가 많을 경우에는 그 고정 작업이 번잡하게 되는 불편이 있었다. 또한 나사에 의한 고정방식을 채용한 경우에는 나사의 체결도를 조절하기가 곤난 하므로 베어링 레이스(112),(113)의 위치 결정, 특히, 베어링 레이스(112),(113)에 형성한 볼 전주면(114),(115)의 곡율 중심 또는 베어링 레이스의 수직도를 정확한 위치나 정도로 유지할 수가 없으며, 그러므로 베어링 레이스(112), (113)과, 궤도대(116)의 볼 전주면(114),(115),(119),(120) 사이에 개재 시키는, 볼의 접촉압이 불균일하게 되어 볼의 원활한 정열 순환이 불가능하게 될 뿐 아니라, 볼전 주면(114),(115),(119),(120)에 편마모를 일으키는 등의 문제점이 생기었다. 또한 종래의 직선 슬라이드 베어링에 있어는 베어링 레이스(112),(113)이 판상의 평판으로 형성되어 있으므로 하중 작용시에 비틀림이 생기기 쉽고, 그러므로 베어링 레이스(112),(113)과 궤도대(116)의 볼전주면(114),(115),(119),(120) 사이에 있어의 평행도를 유지하지 못하므로 같이 볼의 접촉압이 불균일 하게 되는 문제점이 있었다.
그러므로 본 발명은 종래 기술의 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 이룬 것으로서 그 목적은 측개에 양단을 계지시키는 반원형의 베어링 레이스를 단일의 레이스 압압체에 의하여, 동시 압압함으로써, 베어링 레이스의 동시 고정을 가능하게 하여 베어링 레이스의 장착 조작을 간단하게 함과 동시에 그 장착 정도의 향상을 통하여 볼의 원활한 정열 순환을 기함에 있다. 다른 목적은 베어링 레이스를 반원형의 원호체로 형성함으로써, 그 비틀림 저항을 대폭으로 향상시켜서 이로써 같이 볼의 원활한 정열 순환을 보장함에 있다.
상기의 목적을 갖는, 본 발명을 도시의 실시예에 의하여 설명하면 (1)은 베어링 본체의 전체를 나타낸 것으로서, 이 베어링 본체(1)은 구형 단면의 블록체로써 되며, 그 천정부(2) 하방으로 약장방형상의 중공 요소(3)을 갖고 있음과 동시에 이 중공 요소(3)를 끼고, 그 좌우에 스커트부(4),(5)를 갖고 있다. (6),(7)은 각 스커트부(4),(5)의 내면에 좌우 대칭으로 형성되고, 상기 중공 요소(3) 측으로 개구하는 반원형의 레이스 수납홈으로서, 이 레이스 수납홈(6),(7)의 원호상 홈저의 일방단, 즉, 전기 천정부(2)로부터 떨어진 하방 원호단에는 레이스 수납홈(6),(7)의 개구부를 횡단 하도록 돌출하는 스토퍼(8),(9)가 형성되어 있다. 그리고, O1은 레이스 수납홈(6),(7)의 곡율 중심이다. (10),(11)은 스커트 부(4),(5)의 중심부에 천설된 볼과 거의 동일한 곡율을 갖고, 볼경 보다 큰 경을 갖는 원형의 무부하 볼 통로로서, 베어링 본체(1)의 전장에 걸쳐서, 축방향으로 형성되어 있다. 그리하여, 제4도와 제6도에 나타낸 바와 같이 상기의 무부하 볼 통로(10),(11)은 베어링 본체(1)의 중심선 X-X에 대하여, 각도 약 55도를 이룬 교차선 Y-Y상에 위치하고 있다. 그리고 도면 중 부호(2a),(2b),(2c)는 베어링 본체(1)의 천정부(2)로서, 길이방향 중앙에 소정의 간격을 두고 천설된 나사 구멍이다.
그리하여, 상기 구성의 베어링 본체(1)은 합성수지 등의 경량부재로써 형성되는 데, 이와같이 경량 구조로 함으로써 관성력을 작게 할 수 있으므로 고속으로 발진, 정지를 반복할 필요성이 큰, 직선 슬라이드 베어링에 가장 적합하다.
(12),(13)은 베어링 본체(1)의 상기 레이스 수납홈(6),(7)에 장착되어, 반원형의 원효체로써된 좌우 한쌍의 베어링 레이스로서 제4도, 제10도와 제11도에 명시된 바와같이 이 베어링 레이스(12), (13)의 내주면에는 절기 베어링 본체의 무부하 볼 통로(10),(11)과 대응하여 축 방향으로 뻗는, 반원형의 부하 볼 홈(14),(15)가 형성되어 있으며, 그 곡율 중심 O2는 레이스 수납홈의 곡율 중심 O1과 일치하고 있다. 그리하여, 이 부하 볼 홈(14),(15)는 베어링 본체(1)의 중심선 X-X에 대하여 각도 약 55도를 이루는 교차선 Y-Y상에 대칭 배치되어 있다. 또, 상기 부하볼홈(14),(15)와 부하불 B1과의 접촉 각도 β가 45도로 되어 있는 결과, 하중이 걸렸을 때, 부하볼 B1의 표면과 부하 볼홈(14),(15)의 홈면과의 사이에 생기는 탄성 변형에 의한 접촉 면적이 중대하므로 접촉면상의 각 부분이 맡는 하중이 적게 되므로, 부하 능력이 증대하게 된다.
또, 상기한 부하 볼홈(14),(15)는 볼경의 약 1/2의 곡율 반경을 갖는 서큘러 아크홈에 의하여 구성되어 있으며, 이 부하볼홈(14),(15)를 서큘러 아크홈에 의하여 형성 함으로써 프리로드(예비 압축)을 걸었을 때, 또는 각방향의 하중이 가해진 상태에서도 각 부하볼 B1은 접촉 방향으로 2점 접촉 하므로 차동활을 일으키지 않고 양호한 활 운동을 한다. 또 중가중이 부하하여도 서큘러 아크홈은 2점 접촉이므로 볼은 탄성 변형하여 넓은 접촉 폭이 얻어지며, 강성이 증가한다. 또한 2열의 서큘러 아크홈에 적절한 접촉각을 부여한 이상적인 배치와 2점 접촉의 구조로서 볼의 탄성 변형의 도피할데가 있으므로 장착면의 오차가 다소 있어도 베어링 내부에서 흡수하여 무리가 없는 스므스한 운동이 얻어진다.
(16)은 전기 베어링 본체의 중공 요소(3)내에 감삽되는 궤도 대로서 볼트 등의 고정 수단을 사용하여 공작기계 등의 가동부 또는 고정부에 장착된다. 그리하여 이 궤도대는 제4도, 제12도와 제13도에 나타낸 바와같이 좌우 경사면(17),(18)에 베어링 레이스(12),(13)의 부하볼 홈(14),(15)와 대응하여 축방향으로 뻗는 반원형의 부하 볼 홈(19),(20)을 갖고 있으며, 이 부하볼(14),(15)의 곡율 중심 O3은 레이스 수납홈(6),(7)과 베어링 레이스의 부하 볼 홈(14),(15)의 곡율 중심 O1·O2와 일치하고 있다. 그리하여, 이들 양 부하볼홈(14),(15)와 (19),(20)에 의하여, 2조의 부하볼 통로가 형성된다. 또, 이 궤도대의 부하볼홈(19,(20)은 베어링 레이스(12),(13)의 부하볼홈(14),(15)와 같이 볼경의 약 1/2의 곡율 반경을 갖는 서큘러 아크홈에 의하여 구성되어 있다. 또한 당해궤도대(16)의 부하 볼홈(19),20)도, 베어링 레이스(12),(13)의 부하 볼홈(14),(15)와 같이 부하볼 B1과 이 부하볼 홈(19),(20)과의 접촉 각도 β1'을 45도로 하고 있으며, 이로써, 부하 능력을 증대 시키고 있다.
B는 전기 베어링 레이스(12), (13)과 궤도대(16) 사이에 개재시켜서 순환 이동하는 볼로서, 베어링 레이스(12),(13)과 궤도대(16)의 부하볼 통로(14),(15)와 (19),(20)내를 전동하에 부하되는 부하볼 B1, 전기베어링 본체(1)의 무부하볼 통로(10),(11)를 내를 전동하는 무부하 볼 B2를 포함하고 있다. 그리고, 무하불 B1과 무부하볼 B2의 상위는 동일한 볼이 부하영역을 전동하고 있느냐 아니면 무부하 영역을 전동하고 있느냐의 차이를 나타내고 있는 데 불과하다.
(21),(22)는 볼트 등의 고정 수단에 의하여 전기 베어링 본체(1)의 전후 단면에 피착되는 측개로서, 합성수지 재료 또는 마이카스트 합금을 사용하여, 사출 성형법 또는 다이카스트 주조법에 의하여 제작된다.
그리고 제14도 내지 제18도에 의하여, 상기 측개(21),(22)의 구성을 일방의 측개(21)에 대하여 설명하면, 단면 약구형의 개체로써된 측개(21)은 그 중앙부에 약 장방형의 중공 요소(23)을 갖고 있으며, 또 이 중공 요소(23)을 끼고, 그 좌우에 스커트부(24),(25)를 형성함으로써, 전기 베어링 본체(1)의 내주 형상과 상사한 형상으로 되어 있다. 또한 측개(21)은 개체의 내면에 개체의 외면 측으로 만곡 상으로 옴폭한 볼 방향 변환홈(26a),(26b)를 갖고 있다. 이 각 볼 방향 변환홈(26a),(26b)의 배치 관계에 대하여, 더 상술하면, 제15도에 나타낸 바와같이 베어링 본체의 중심선 X-X에 대하여, 각도 약 55도를 이룬 교차선 Y-Y상에 배치 되어 있으며, 이 교차선 Y에 따라서, 소정의 길이로 뻗어있다. 그리하여 각 볼 방향 변환홈(26a),(26b)의 사단은 베어링 레이스(12),(13)과 궤도대(16)의 부하볼 통로(14),(15),(19),(20)의 홈단과 대응하여 있으며, 또 그 종단은 베어링 본체(1)의 무부하볼 통로(10),(11)의 홈단과 대응하여 있다.
요컨데 이 각볼 방향 변환홈(26a),(26b)는 그 사단을 전기 부하볼 통로(14),(15),(19),(20)과 열통시킴과 동시에 그 종단을 절기 무부하볼 통로(10),(11)과 연통 시켜 있다. 따라서, 이 볼 방향 변환홈을 갖는 측개(21)에 의하여 상호 대응하여 관계에 있는 부하볼 통로(14),(15),(19),(20)과 무부하볼 통로(10),(11)의 전방측이 연락된다. 일방 부하볼 통로(14),(15),(19),(20)과 무부하볼 통로(10),(11)의 타방측은 전기한 일방의 측개(21)과 동일한 구성을 갖는 다른 측개(22)에 의하여 연락하면 예를들면 임의의 부하볼통로(14),(19)와 임의의 무부하볼 통로(10)에 의하여, 볼의 순환 이동통로가 형성 되게된다(제4도 참조).
(27), (28)은 측개(21)의 같이 내면에 형성된 평면 반원형의 레이스 유지홈으로서 베어링 본체(1)의 중심선 X-X에 대하여 각도 약 55도를 이룬 교차선 Y-Y상에 그 중앙부가 배치되어 있다. 그리하여 이 레이스 유지홈(27),(28)은 베어링 레이스(12),(13)의 만곡상단부를 유지 하도록 그 단면 형상은 만곡면으로 형성되어 있다.
(29)는 전기 베어링 본체(1)의 천정부(2)에 볼트(30)등의 고정구를 통하여 조정 자재하게 나착되는 레이스 압압체로서 이 레이스 압압체(29)는 대형 단면의 판상체에 의하여 형성되는 꺾쇠체로써 되며, 상기 천정부(2)의 각 나사 구멍(2a),(2b),(2c)에 나삽한 볼트(30)에 의하여 3점 지지되어 있다. 그러하여, 이 레이스 압압체(29)의 꺾쇠면(29a),(29b)를 베어링 본체(1)의 레이스 수납홈(6),(7)내에 장착한, 베어링 레이스(12),(13)의 길이 방향 상방측면(12a),(13a)에 당접 시키고, 나사 조작에 의하여 이와같은 상태의 레이스 압압체(29)를 상방으로 끌어 올리면, 레이스 압압체(29)는 그 꺾쇠 작용에 의하여 상호 대향하는 베어링 레이스(12),(13)의 길이 방향 상방 측면(12a),(13a) 사이에 형성되는 간격내로 압입 감합한다. 그 결과, 베어링 레이스(12),(13)은 레이스 압압체(29)에 의하여, 그 길이 방향 상방 측면(12a),(13a)로 부터 각각 회전방향으로 압압되므로 제 4도에 있어 일방의 베어링 레이스(12)는 반시계 방향으로 또 타방의 베어링 레이스(13)은 시계 방향으로 압압 회전되며, 반대측에 있는 길이 방향 하방측면(12b),(13b)는 스토퍼(8),(10)과 당접한다. 이 경우에 있어 레이스 수납홈(6),(7)의 곡율 중심 O1과 베어링 레이스(12),(13)에 형성한 부하볼홈(14),(15)의 곡율 중심 O2는 완전히 일치하고 있으므로 레이스압압체(29)에 의한 베어링 레이스(12),(13)의 장착 조작에 오차가 있어도 베어링 레이스(12),(13)에 형성한 부하볼홈(14),(15)의 곡율 중심 O2위치가 오차가 생기는 일은 없다. 이와같이 본 발명에 있어는 단일의 레이스 압압체(29)를 조작만 함으로써 좌우의 베어링 레이스(12),(13)을 고정도로 동시에 고정할 수 있다.
이상의 구성으로써 된 본 발명의 작용에 대하여, 설명하면, 예를들어 머시닝 센터(도시하지 않음)의 궤도대(16)에 본 발명의 직선 슬라이드 베어링 유닛을 조입하고 베어링 본체(1)상에 소요의 기계기구를 셋한후 베어링 유닛을 전진 후퇴 시키면, 베어링 레이스(12),(13)과 궤도대(16)의 부하볼홈(14),(15),(19),(20)에 의하여 형성되는 부하볼 통로내에서 협지된 상태에 있는 부하볼 B1은 그 하부볼 통로로 안내되면서 후방으로 주행한다. 곧 부하볼 B1은 측개(22)의 볼 방향 변환 홈(26a),(26b)에 의하여, 직선 방향으로 부터, 회전 방향으로 방향 전환되어 베어링 본체(1)의 무부하볼 통로(10),(11)내로 송입되며, 무부하볼(B2)로 된다.
연후에 무부하볼 통로(10),(11)내를 주행한 무부하볼 B2은 방대측의 측개(21)에 형성한 볼 방향 병환홈(26a),(26b)에 의하여, 직선 방향으로 부터 회전 방향으로 방향 전환되며, 다시 베어링 레이스(12),(13)과 궤도대(16)의 부하볼 통로(14),(15),(19),(20)내로 회귀하여 부하볼 B1로 된다. 이후 동일한 동작에 의하여 정열 순환을 반복하는 것이다.
이상의 구성과 작용으로써 된 본 발명의 직선 슬라이드 베어링에 있어는 부하볼홈을 갖는 베어링 레이스를 베어링 본체와 별체로 형성한 것으로서 이 부하볼 홈의 연삭 가공소입 등의 경화 처리가 용이하게 될 뿐 아니라 가공 정도의 향상, 확실한 열경화 처리 등을 달성할 수 있으므로, 볼의 장기에 걸친 원활한 정열 순환을 보장할 수 있다. 또 비틀림 저항이 큰 반원형의 원호체에 의하여, 베어링 레이스를 형성하고 있으므로, 하중의 작용시에 있어도 베어링 레이스에 비틀림이 일어나지 않으며, 그 결과 베어링 레이스에 따라서, 전동 이동하는 볼의 접촉압을 균일하게 유지할 수 있으므로 볼의 원활한 정열 순환이 가능하다.
또한, 단일 레이스 압압체를 조정 조작만으로써 측개의 장착면에 계지시킨 좌우 한쌍의 베어링 레이스를 동시 고정할 수 있으므로 종래 예와 같은 개별 고정 방식에 비하여, 그 장착 조작이 극히 간소화되어 베어링 유닛 전체의 제작비를 저감할 수 있다. 또한 본 발명의 직선 슬라이드 베어링에 있어는 측개의 장착면에 베어링 레이스를 계지 시키는 것만으로써 그 위치 결정을 완료할 수 있으므로 사후의 고정 조작은 단일의 레이스 압압체를 조정하는 것만으로써 가능하므로 복수의 독립한 나사의 체결도를 개별적으로 조정할 필요성이 있는 종래예에 비하여, 조정의 오차가 적다. 따라서, 장착 정도의 향상을 기대할 수 있으므로, 볼의 접촉압을 균일하게 유지할 수 있으며, 이점에 있어도 볼을 원활히 정열 순환시키는 효과가 있다. 한편, 레이스 압압체에 의한 체결도에 오차가 발생했을 경우에도 레이스 수납홈과 이 레이스 수납홈에 형성한 베어링 레이스의 부하볼 홈과는 같이 그 곡율 중심을 일치시켜 있으므로 상기 부하볼홈의 곡율 중심에 착오가 생기는 일이 없으며, 따라서, 장착 오차가 생겼을 때에도 볼의 접촉압이 불균일하게 되는 일이 없는 등 여러 가지의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 중앙요소를 끼고 좌우로 스커트부를 형성한 구형 단면의 블록체로서 스커트부 내면에 중앙요소측으로 개구한 반원형의 레이스 수납홈을 형성함과 동시에 이 레이스 수납홈의 하방 원호단에, 스토퍼를 돌설하고 또한 스커트부에 각각 무부하볼 통로를 천설한 베어링 본체와 상기 베어링 본체의 레이스 수납홈 내에 장착된 반원형의 원호체로서 이 원호체의 내면 중심에 상기 레이스 수납홈의 곡율중심과 일치하는 곡율 중심을 갖는 부하볼홈을 형성한 좌우 한쌍의 베어링 레이스와 전기 베어링 본체의 천정부 내면에 조정자재하게 나착된 꺾쇠체로서 상기 각 베어링 레이스의 일방 측면에 이 꺽쇠면을 동시에 당접시킴으로써 이 각 베어링 레이스를 상기 스토퍼측으로 압압하는 레이스 압압체와 절기 베어링 본체의 중앙 요소내에 감삽되고, 전기 각 베어링 레이스의 곡율 중심과 일치하는 곡율 중심을 갖는 부하볼홈을 좌우 측면에 각각 형성하여서 된 궤도대와 전기 베어링 본체의 전후 단면에 고착되는 개체로서, 베어링 레이스와 궤도대의 부하볼 홈에 의하여 형성되는 부하볼 통로를 베어링 본체의 무부하볼 통로를 연락하는 볼 방향 변환홈과 전기 베어링 레이스의 양단을 지지하는 레이스 유지홈을 개체 내면에 각각 형성한 전후 한쌍의 측개와 상호 연락된 부하볼 통로와 무부하볼 통로내를 순환하는 볼로써 됨을 특징으로 하는 직선 슬라이드 베어링.
  2. 제 1항에 있어서, 베어링 본체는 경량의 합성수지로 형성 되었음을 특징으로 하는 직선 슬라이드 베어링.
  3. 제 1항에 있어서, 부하볼 통로와 볼의 접촉각을 대략 45도로 함을 특징으로 하는 직선 슬라이드 베어링.
  4. 제 1도는 3항중 어느항에 있어서 부하볼 통로를 형성하는 부하볼 홈을 서큘러 아크홈으로써 구성함을 특징으로 하는 직선 슬라이드 베어링.
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