KR910008229B1 - 고체윤활베어링장치 - Google Patents

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KR910008229B1
KR910008229B1 KR1019880000073A KR880000073A KR910008229B1 KR 910008229 B1 KR910008229 B1 KR 910008229B1 KR 1019880000073 A KR1019880000073 A KR 1019880000073A KR 880000073 A KR880000073 A KR 880000073A KR 910008229 B1 KR910008229 B1 KR 910008229B1
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히로시 사에끼
테루오 마루야마
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

고체윤활베어링장치
제1도는 종래의 고체윤활베어링의 모식부분 단면도.
제2도 및 제3도는 종래의 고체윤활베어링의 1개의 보올베어링의 단면도.
제4도는 종래의 크로스로울러베어링의 부분사시도.
제5도는 본 발명의 제1의 발명인 고체윤활베어링장치의 모식부분 단면도.
제6도 및 제7도는 본 발명의 제1의 실시예의 고체윤활베어링장치로서의 보올베어링의 단면도.
제8도는 본 발명의 제2의 발명인 제2의 실시예의 크로스로울러베어링의 부분사시도.
제9도 및 제10도는 크로스로울러베어링의 호울더의 단면도.
제11도는 본 발명의 제3의 실시예에 있어서의 고체윤활베어링의 모식부분 단면도.
제12도는 제11도의 평면도.
제13도는 본 발명의 제4의 실시예에 있어서의 고체윤활베어링의 모식부분 단면도.
제14도는 제13도의 평면도.
제15도는 응용예인 크로스로울러베어링의 부분사시도.
제16도는 제15도의 R사시도.
제17도는 제16도의 S-S단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
16, 22, 33, 47, 55, 63 : 전동체 17, 23, 39, 48, 56 : 탄성체
18, 27, 29, 44, 45, 49, 53, 57, 61, 67 : 고체윤활제
19, 24, 25, 34, 50, 58, 64 : 호울더
20, 35, 36, 51, 59, 65, 66 : 안내부
21, 32, 37 : 고체윤활제피막 26 : 나사
28, 40 : 안내홈 30 : 내륜
31 : 외륜 38 : 전동면
41 : 안내판 42 : 커버
43 : 고정핀 52, 60, 68 : 홈
54, 62, 69 : 경질막
본 발명은, 그리이스에 의한 윤활이나 기체, 유체의 도입을 할 수 없는 특수환경하에서 사용하는 고체윤활베어링장치에 관한 것이다.
최근, 고체윤활베어링장치는, 진공기기, 우주항공기기, 고온 또는 극저온조건하에서 사용하는 기기나 청정분위기하에서 사용하는 기기등 여러갈래에 걸쳐서 사용되고 있다. 특히 반도체제조장치 및 그 주변기기에는 금후 점점 많이 사용되는 경향에 있으며, 베어링의 신뢰성에 관한 문제점이 재연되기 시작하고 있다.
이하 도면을 참조하면서, 종래의 고체윤활베어링의 일례에 대해서 설명한다.
제1도는 종래의 고체윤활베어링의 모식부분단면도. 제2도 및 제3도는 종래의 고체윤활베어링의 1개의 보올베어링의 단면도. 제4도는 크로스로울러베어링의 부분사시도이다. 제1도에 있어서, (1)은 전동체(轉動體), (2)는 전동체(1)를 정렬배치하는 호울더, (3)는 전동체(1)의 전동면을 제공하는 안내부, (4)는 안내부(3)와 전동체(1)와의 사이에서 안내부(3)상에 밀착, 형성된 고체윤활제피막이다. 제2도 및 제3도에 있어서, (5)는 보올, (6)(7)은 호울더, (8)은 호울더(6)(7)를 체결하는 나사, (9) 및 (10)은 고체윤활제피막(4)을 부착한 내륜 및 외륜이다. 또 제4도에 있어서, (11)은 로울러, (12)는 호울더, (13)(14)는 안내부, (15)는 고체윤활제피막(4)이 부착되어 로울러(11)가 전동하는 전동면이다.
이상과 같이 구성된 고체윤활베어링에 대해서, 이하 그 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 제1도에 있어서, 전동체(1)가 A방향으로 회전하는 경우 미끄러짐이 없다고 한다면 상대적으로 안내부(3)는 B방향으로 이동한다. 그때, 전도체(1)와 안내부(3)사이의 고체윤활제피막(4)의 작용에 의해 원활한 움직임을 얻을 수 있다. 제3도 및 제4도에 도시한 고체윤활베어링에 있어서도, 이 원리가 기본이 되며, 제3도에 있어서, 내륜(9) 또는 외륜(10)은 C 또는 D방향으로 회전하고, 제4도에 있어서 안내부(13)또는 안내부(14)는 E 또는 F방향으로 직선접동한다.
상기한 각 구성의 고체윤활베어링에서는, 기계적 접촉부분에 고체윤활제가 개재되고 있기 때문에 각 밑바탕모재끼리의 직접적인 접촉을 방지할 수 있어, 고체윤활제의 윤활작용으로 밑바탕모재의 극단적인 마모나 눌어붙음을 방지할 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 고체윤활베어링에서는, 고체윤활제피막의 마찰에 의한 박리가 발생하고, 그때, 고체윤활제의 베어링밖으로의 탈락에 의한 윤활불량이 발생하여 사용함에 따라서 밑바탕모재에 큰 마모를 발생시키고 있었다. 그 결과, 베어링정밀도의 저하, 마찰력의 증대가 발생한다고 하는 문제가 있으며, 또 수명도 통상의 베어링에 비해서 짧은 것으로 되어 있었다.
그리하여, 본 발명의 주된 목적은, 윤활성의 향상 및 그에 따른 정밀도 유지능력의 향상을 도모한 고체윤활베어링장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 고체윤활베어링장치는, 탄성체를 개재해서 압접된 고체윤활제와 접촉하는 전동체와, 상기 전동체와 접촉하는 표면에 고체윤활제피막을 형성한 안내부로 구성된 것으로서, 계속해서 고체윤활제의 접촉면에의 전이를 행할 수 있는 것이다.
또 본 발명은, 상기 구성의 고체윤활베어링에서, 전동체와 선접촉하는 안내부의 표면에, 전동체의 운동방향으로 접속하는 형상으로 고체윤활제를 충전한 홈을 갖추고, 계속되는 고체윤활제의 공급과 홈내의 고체윤활제 및 홈형상에 의해 고체윤활제의 연성(延性), 전성(展性)으로 쐐기효과를 발생하여 윤활성능의 더 한층의 향상, 정밀도향상을 도모한 것이다.
이하, 본 발명의 제1의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제5도는 본 발명의 제1의 발명의 고체윤활베어링의 모식부분단면도, 제6도 및 제7도는 본 발명의 제1의 실시예의 고체윤활베어링장치로서의 보올베어링의 단면도, 제8도는 본 발명의 제2의 실시예의 크로스로울러베어링의 부분사시도. 제9도 및 제10도는 크로스로울러베어링의 호울더의 단면도이다. 제5도에 있어서, (16)은 상대운동을 행하는 제1의 물체인 복수개의 전동체(복수개이나, 편의상 도면에는 1개의 전동체만이 도시되어 있다), (17)은 탄성체, (18)은 전동체 (16)에 탄성체(17)에 의해 압접된 고체윤활제, (19)는 전동체(16), 탄성체(17) 및 고체윤활제(18)를 수납한 호울더로서 상기 전동체(16)를 선형 또는 원형으로 수납하고 있다. (20)은 전동체(16)의 전동면을 제공하고 상대운동을 행하는 제2의 물체인 안내부, (21)은 안내부(20)와 전동체(16)사이에서 안내부(20)상에 밀착, 형성된 고체윤활제피막이다. 제6도 및 제7도에 있어서, (22)는 원형으로 배치된 전동체인 복수개의 보올, (23)은 탄성체인 판스프링, (24)(25)는 호울더, (26)은 호울더(24)(25)를 고정하는 나사, (27)은 호울더(24)(25) 및 나사(26)에 의해 고정된 고체윤활제(28)은 호울더(24)(25)로 만들어지는 안내홈, (29)는 안내홈(28)을 따라서 판스프링(23)에 의해 보울(22)에 압전된 고체윤활제, (30)(31)은 내륜 및 외륜, (32)는 고체윤활제피막이다. 제8도, 제9도 및 제10도에 있어서, (33)은 전동체인 로울러, (34)는 호울더, (35)(36)은 안내부, (37)은 고체윤활제피막, (38)은 고체윤활제피막(37)이 부착되어 로울러(33)가 전동하는 전동면, (39)는 탄성체인 판스프링, (40)은 호울더(34)의 안내홈, (41)은 안내홈(40)을 가진 안내판, (42)는 커버, (43)은 고정핀, (44)는 안내판(41)의 안내홈내에서 고정핀(43)으로 고정된 고체윤활제, (45)는 안내홈(40)을 따라서 판스프링(39)에 의해 로울러(33)에 압접된 고체윤활제, (46)은 안내판(41)과 커버(42)를 고정하는 고정나사이다.
이상과 같이 구성된 고체윤활베어링에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다.
먼저 제5도에 있어서, 전동체(16)가 H방향으로 회전하는 경우 미끄러짐을 발생하지 않으면 상대적으로 안내부(20)는 I방향으로 이동한다. 그때, 탄성체(17)에 의해 압접된 고체윤활제(18)가 마찰에 의해 미소량 벗겨지고 순차적으로 이 고체윤활제의 벗겨진 분말이 전동체(16)에 전이하여, 그 결과, 진동체(16)에 의한 고체윤활제피막(21)에의 고체윤활제의 재전이, 재부착이 행하여진다. 회전방향, 이동방향이 반대인 경우도 마찬가지이다.
제6도 및 제7도에 있어서, 내륜(30) 또는 외륜(31)이 J 또는 K방향으로 회전하였을 경우, 마찬가지로 판스프링(23)의 탄력에 의해 안내홈(28)을 따라서 보올(22)에 압접하는 고체윤활제(27)(29)로부터 미량의 윤활제가 계속적으로 보올(22)에 공급되어, 고체윤활제피막(32)에 재이전되어 재부착된다.
제8도∼제10도는 본 발명의 제2의 실시예의 크로스로울러베어링을 도시한 것이다.
제8도, 제9도 및 제10도에 있어서, 안내부(35) 또는 안내부(36)는 로울러(33)를 기재해서 L 또는 M방향으로 직선접동한다. 그때, 마찬가지로 판스프링(39)의 힘에 의해, 안내홈(40)을 따라서 로울러(33)에 고체윤활제(44)(45)가 압접하기 때문에, 로울러(33)를 개재해서 전동면(38)에 계속해서 윤활제의 공급이 행하여진다.
이상과 같이 상기 각 실시예에 의하면, 호울더(19)(24)(25)(41)에, 탄성체(17) 예를들면 판스프링(23)(39)에 의한, 고체윤활제(18)(27)(29)(44)(45)의 전동체(16) 예를들면 보올(22), 로울러(33)에의 압접하는 기능을 가지게 하므로서, 윤활제를 계속 공급할 수 있으며, 윤활제교환에 의한 윤활제단절의 방지, 고체윤활제피막(22)(32)(37)이 극단적 마모로부터의 보호를 할 수 있다.
다음에 본 발명의 제3의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제11도는 본 발명의 제3의 실시예의 고체윤활베어링의 모식부분단면도. 제12도는 제11도의 평면도이다. 제11도 및 제12도에 있어서, (47)은 상대운동을 행하는 제1의 물체인 복수개의 원통형전동체(복수개이나, 도면에는 1개의 원통형전동체만이 도시됨), (48)은 탄성체, (49)는 원통형전동체(47)에 탄성체(48)에 의해 압접된 고체윤활제, (50)은 원통형전동체(47), 탄성체(48), 고체윤활제(49)를 수납한 호울더, (51)은 원통형전동체(47)의 전동면을 제공하고 상대운동을 행하는 제2의 물체인 안내부, (52)는 안내부(51)와 원통형전동체(47)의 사이에서 안내부(51)상에 형성된 홈, (53)은 홈(52)에 충전된 고체윤활제, (54)는 홈이외의 면에 형성된 경질막이다.
이상과 같이 구성된 고체윤활베어링에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다.
원통형전동체(47)가 N방향으로 회전하는 경우, 미끄러짐이 발생하지 않으면 상대적으로 안내부(51)는 O방향으로 이동한다. 그때, 탄성체(48)에 의해 압접된 고체윤활체(49)가 원통형전동체(47)의 전동면과 접촉하여 이 원통형전동체(47)의 마찰에 의해 미소량 벗겨져서, 이와 같이 고체윤활제의 벗겨진 분말이 순차 원주전동체(47)에 전이하고, 그 결과, 원통형전동체(47)에 의한 고체윤활제(53) 및 경질막(54)에의 재전이가 발생한다. 여기에서, 홈(52)내에서는 과잉량의 윤활제가 원통형전동체(47)의 이동에 따라 P방향으로 밀어 붙여지고, 그 때문에 쐐기효과를 발생한다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 호울더(50)에 탄성체(48)에 의한 고체윤활제(49)의 원통형전동체(47)에 압접하는 기능을 가지게 하고, 한편 안내부(51)상의 원통형전동체(47)의 전동면에, 원통형전동체(47)의 진행방향으로 집속하는 형상으로 되는 직렬의 V자형의 홈(52)에 고체윤활제(53)를 충전하고 고체윤활제(53)의 면이외에 경질막(54)을 코우팅하므로서, 홈(52)의 쐐기효과에 의해 더욱 윤활성 향상을 도모할 수 있는 동시에, 내마모성이 풍부한 경질막(54)에 의해, 베어링 정밀도, 예를들면 제11도의 Q의 값의 장기간유지를 도모할 수 있다.
이하 본 발명의 제4의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 제13도는 본 발명의 제4의 실시예의 고체윤활베어링의 모식부분단면도, 제14도는 제13도의 평면도, 제15도는 그 응용예인 크로스로울러베어링의 부분사시도, 제16도는 제15도의 R사시도, 제17도는 제16도의 S-S단면도이다.
먼저 제13도 및 제14도에 있어서, (55)는 복수개의 원통형전동체(복수개이나. 도면에는 단지 1개의 원통형체만이 도시되어 있음). (56)은 탄성체, (57)은 원통형전동체(55)에 탄성체(56)에 의해 압접된 고체윤활제, (58)은 원통형전동체(55), 탄성체(56), 고체윤활제(57)를 수납한 호울더, (59)는 안내부, (60)은 안내부(59)상에 형성된 홈, (61)은 홈(60)내에 충전된 고체윤활제, (62)는 홈(60)이외의 면에 형성된 경질막이다. 제15도, 제16도 및 제17도에 있어서, (63)은 원통형전동체인 로울러, (64)는 본 발명의 제2의 실시예의 제9도 및 제10도와 마찬가지의 구조를 가진 호울더, (65)(66)은 안내부, (67)은 고체윤활제, (68)은 고체윤활제(67)가 충전된 홈, (69)는 경질막이다.
동작에 대해서는, 본 발명의 제1, 제2의 실시예 및 상기 제3의 실시예에서 명백하다. 단, 본 실시예에서는, 홈(68)의 형상을 마름모꼴 혹은 정방형으로 하고, 배치도 제16도와 같이한 결과, 로울러(63)는 T방향 또는 U방향으로 회전가능하며, 안내부(65)(66)도 V방향 또는 W방향으로 직선접동가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제1, 제2의 실시예의 전동체를 보올 또는 로울러로 하였으나, 침형상 로울러이어도 되며, 안내부(20)의 형상을 바꾸므로서, 원추형로울러로 해도 된다.
또 마찬가지로 제3, 제4의 실시예에 있어서는 원통형전동체로 하였으나, 안내부의 형상을 바꾸므로서 보올 또는 원추형로울러로 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1의 발명에 의하면 전동체에 탄성체에 의해 고체윤활제를 압접하므로서, 윤활제를 계속해서 공급할 수 있어서, 윤활제단절에 의한 밑바탕의 노출, 극단적 마모의 방지를 할 수 있다.
또, 본 발명의 제2의 발명에 의하면, 제1의 발명의 구성에 추가해서, 전동체와 선접촉하는 안내부의 접촉면에 운동방향으로 접속하는 형상으로 고체윤활제를 충전한 홈을 형성하므로서, 쐐기효과에 의한 가일층의 윤활성의 향상을 도모할 수 있고, 한편으로 정밀도유지능력의 향상도 할 수 있다.
따라서, 종래품에 비해서 베어링유지 기간의 연장, 고체윤활제교환으로 베어링의 반복이용이 가능하며, 정밀도도 비교적 장기간에 걸쳐서 보장된다. 특히, 진공기기의 정밀저속운동을 필요로 한모든 개소에의 적용은 가장 유효하다.

Claims (6)

  1. 선형 또는 원형으로 배치된 복수개의 전동체와, 상기 전동체의 전동면과 접촉하는 복수의 고체윤활제와, 각각의 전동체상에 상기 복수의 고체윤활제를 각각 압접하는 복수개의 탄성체와, 상기 진동체가 회전하는 적어도 하나의 전동면을 가지는 적어도 하나의 안내부재와, 상기 전동면상에 형성된 적어도 하나의 고체윤활제피막으로 이루어진 고체윤활베어링장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전동체가 보올 또는 원통형로울러인 것을 특징으로 하는 고체윤활베어링장치.
  3. 선형 또는 원형으로 배치된 복수개의 전동체와, 상기 전동체의 전동면과 접촉하는 복수의 고체윤활제와, 각각의 전동체상에 상기 복수의 고체윤활제를 압접하는 복수개의 탄성부재와, 상기 전동체가 회전하는 적어도 하나의 전동면을 가지며 상기 전동면상에 형성되어 내부에 상기 고체윤활제가 충전되어 있는 적어도 하나의 안내홈을 가지는 안내부재와, 상기 홈부의 일부를 제외한 상기 전동면상에 형성된 적어도 하나의 경질막으로 이루어진 고체윤활베어링장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전동체가 보올 또는 원통형로울러인 것을 특징으로 하는 고체윤활베어링장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전동면상에 형성된 홈이, 상기 고체윤활제가 상기 전동체의 회전에 의해 벗겨질 때, 이 고체윤활제의 벗겨진 분말을 집속하는 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체윤활베어링장치.
  6. 제3항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈이 마름모꼴 또는 장방형인 것을 특징으로 하는 고체윤활베어링장치.
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