WO2019013367A1

WO2019013367A1 - 에어 베어링의 강성조절장치

Info

Publication number: WO2019013367A1
Application number: PCT/KR2017/007470
Authority: WO
Inventors: 이동헌; 육인수; 유성웅; 이종수
Original assignee: 주식회사 알피에스
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-01-17

Abstract

본 발명은 에어 베어링의 강성조절장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링; 상기 관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여, 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하며, 상기의 구성에 따르면, 압력조절수단을 이용하여 유체에 압력을 가하거나 감할 수 있으므로 탄성체의 탄력을 매우 쉽고 용이하게 조절할 수 있어, 샤프트에서 발생하는 축 방향 하중 정도에 따라 탄성체의 탄력을 적절하게 조절할 수 있음에 따라, 에어 베어링의 강성을 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

에어 베어링의 강성조절장치

본 발명은 툴 홀더형 8만 rpm급 스핀들에 용이하게 적용할 수 있는 에어 베어링의 강성조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 스핀들은 샤프트와 베어링 등으로 구성되어 회전 가공 분야에 사용되는 장치로써, 각종 공작기계 산업 분야뿐만 아니라 반도체 소자, PCB 기판, 소형전자부품의 가공을 위한 전자산업 분야나 광학렌즈 등의 연삭과 가공을 위한 광학기기산업 분야 등에 널리 이용되는 장치이다.

이러한 스핀들에는 비접촉식 구조인 에어 베어링을 이용한 스핀들이 종래에 사용되어오고 있다. 종래의 에어 베어링을 이용한 스핀들은 회전 동력원으로 전기 모터를 많이 채택하는데, 외부에 전기 모터를 구비하고 커플링 등 축이음 요소를 이용하여 회전동력을 전달하는 구조나 스핀들 장치 자체에 전기 모터를 내장한 빌트인 모터 구조가 있다.

스핀들에 사용되는 에어 베어링이란, 저널의 노즐을 통해서 압축공기를 공급하면, 내부의 샤프트는 압력에 의해서 부상이 되어 자유로운 상태가 된다. 이 상태는 마찰이 없고, 외부와 간섭을 받지 않기 때문에 매우 정밀한 제어(회전 및 직진운동)가 가능하다.

종래 '정밀 베어링 클리어런스용 스페이서부를 구비한 에어베어링 스핀들'이 대한민국 등록특허공보 제10-1673922호에 제시되어 있다.

그러나 종래의 에어 베어링을 이용한 스핀들 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.

반경방향의 에어 베어링과 하우징은 탄성 없이 고정되어 있어, 샤프트에 축 방향의 하중 발생 시 하우징이 에어 베어링과 접촉하여 부품이 손상된다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압력조절수단을 이용하여 유체에 압력을 가하거나 감할 수 있으므로 탄성체의 탄력을 매우 쉽고 용이하게 조절할 수 있어, 샤프트에서 발생하는 축 방향 하중 정도에 따라 탄성체의 탄력을 적절하게 조절할 수 있음에 따라, 에어 베어링의 강성을 쉽게 조절할 수 있는 에어 베어링의 강성조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은, 내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링; 상기 관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여, 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 관통부는, 상기 압력조절수단이 배치되는 부분의 단면적이, 상기 탄성체와 상기 유체가 배치되는 부분의 단면적보다 크도록 마련되어 있고, 상기 압력조절수단을 감싸며 실링부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 관통부는 상기 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 관통부는 상기 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련됨과 동시에, 상기 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 상기 탄성체와 맞닿는 위치에 안착부가 형성되어 있고, 상기 안착부에는 보조 탄성체가 마련되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링; 상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되는 부쉬; 상기 관통부 내에 배치되고, 상기 부쉬의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단; 상기 안착부에 마련되고, 상기 부쉬의 내면과 맞닿는 보조 탄성체;를 포함하여, 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 하우징; 상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 부쉬; 상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링; 상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 제1관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여, 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 외경 하우징; 상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 내경 하우징; 상기 외경 하우징과 상기 내경 하우징 사이에 마련되고, 상기 제1관통부와 상기 제2관통부를 서로 이어주도록 관로가 형성되어 있는 유압관; 상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링; 상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 제1관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여, 상기 관로에는 유체가 채워짐으로 인하여 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고, 상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링에 둘레를 따라 면 접촉하고, 상기 유체는 상기 탄성체에 둘레를 따라 면 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고, 상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.

한편, 본 발명은, 제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 외경 하우징; 상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 내경 하우징; 상기 외경 하우징과 상기 내경 하우징 사이에 마련되고, 상기 제1관통부와 맞닿도록 안착홈이 형성되어 있으며, 상기 안착홈과 상기 제2관통부를 서로 이어주도록 관로가 형성되어 있는 유압관; 상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링; 상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체; 상기 제1관통부와 상기 안착홈 내에 배치되는 압력조절수단; 상기 안착홈 내에 배치되고, 상기 압력조절수단을 감싸며 마련되는 실링부재;를 포함하여, 상기 관로에는 유체가 채워짐으로 인하여 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되는 부쉬;를 더 포함하여, 상기 탄성체는 상기 부쉬의 외면과 맞닿는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링; 상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 상기 관통부와 맞닿는 안착홈이 형성되어 있는 부쉬; 상기 안착부 내에 배치되고, 상기 부쉬의 내면과 맞닿는 탄성체; 상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여, 상기 안착홈과 상기 관통부의 일부분에 유체가 채워짐으로 인하여 상기 압력조절수단과 상기 부쉬의 외면 사이에는 유체가 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 유체는 상기 부쉬의 외면 둘레를 따라 면 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 에어 베어링의 강성조절장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

반경방향 에어베어링과 하우징 사이에는 탄성체가 배치되고, 탄성체와 압력조절수단 사이에 유체가 채워짐으로써, 샤프트에서 발생하는 축 방향 하중 정도에 따라 탄성체의 탄력을 적절하게 조절할 수 있다.

즉, 압력조절수단을 이용하여 유체에 압력을 가하거나 감할 수 있으므로 탄성체의 탄력을 매우 쉽고 용이하게 조절할 수 있어, 에어 베어링의 강성을 쉽게 조절할 수 있다.

나아가, 실시예에 따라 하우징 마운트의 압력을 점 접촉 방식 또는 면 접촉 방식으로 선택하여 더욱 다양하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 조절할 수 있다.

한편, 반경방향 에어 베어링의 둘레를 따라 탄성체와 유체가 면 접촉 방식으로 접촉함으로써, 압력조절수단에 의해 조절되는 유체의 압력을 더욱 높일 수 있음에 따라, 에어 베어링의 강성을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 2는 도 1에서 A-A'선을 취하여 본 단면도.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 7은 도 6에서 B-B'선을 취하여 본 단면도.

도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 10은 본 발명의 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제9실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제10실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

도 15 내지 도 18은 본 발명의 제11실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 일부 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 툴 홀더형 8만 rpm급 스핀들에 용이하게 적용할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제1실시예

본 발명의 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 1 및 도 2에 도시하였다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100a)과 부쉬(200a)와 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 1 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100a)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100a) 내에는 제1내부공간(110a)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110a) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200a)와 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다. 하우징(100a)의 벽면 내에는 반경방향 에어 베어링(300a)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

이러한 하우징(100a)에는 제1내부공간(110a)이 외부와 관통하도록 제1관통부(130a)가 형성되어 있다. 제1관통부(130a)는, 하우징(100a)의 외면을 관통하는 부분의 단면적이, 하우징(100a)의 내면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 제1관통부(130a)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130a)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(100a)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 2와 같이 하우징(100a)의 둘레를 따라 8개의 제1관통부(130a)가 서로 간격을 두고 방사상으로 배치되어 있다.

이렇게 하우징(100a)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 마련된 8개의 제1관통부(130a)를 1열이라고 한다면, 1열의 제1관통부(130a)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(100a)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 1과 같이 하우징(100a)의 길이방향을 따라 4열의 제1관통부(130a)가 간격을 두고 마련되어 있다.

따라서, 본 실시예에서는 하우징(100a)의 둘레를 따라 마련되는 8개의 제1관통부(130a)로 구성되는 1열의 제1관통부(130a)가, 하우징(100a)의 길이방향을 따라 4열로 마련되어 있다. 이와 같이, 하우징(100a)의 둘레를 따라 마련되는 다수 개의 제1관통부(130a)로 구성되는 1열의 제1관통부(130a)는, 하우징(100a)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있는 것이다.

부쉬(200a)는 제1내부공간(110a) 내에 배치되며, 파이프 형상으로 형성되어 있어, 부쉬(200a)에는 내부공간(210a)이 형성되어 있다. 부쉬(200a)의 외면은 하우징(100a)의 내면과 맞닿는 것이 바람직하다.

이러한 부쉬(200a)에는 부쉬(200a)에 형성된 내부공간(210a)이 하우징(100a)의 제1내부공간(110a)과 관통하도록 제2관통부(230a)가 형성되어 있다. 제2관통부(230a)는, 부쉬(200a)의 내면을 관통하는 부분의 단면적이, 부쉬(200a)의 외면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제2관통부(230a)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 제2내부공간(151d) 내에 배치되는데, 부쉬(200a)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300a)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100a) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100a) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.

도면상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면에는 에어가 이동하는 유로가 형성되어 있고, 유로 상에는 반경방향 에어 베어링(300a)의 내면과 관통하는 관통공이 형성되어 있다. 또한, 관통공의 양측에는 실링이 가능한 오링과 같은 실링재가 설치되어 있어 실링 가능하다.

이러한 관통공은 오리피스(orifice)를 포함하여, 반경방향 에어 베어링(300a)의 내면과 관통하는 형태로 유로에 공급된 에어를 반경방향 에어 베어링(300a)의 내면으로 이동시켜 샤프트를 허공에 부양시킬 수 있는 모든 수단을 포함한다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿도록 제2관통부(230a) 내에 배치된다.

본 실시예에서 제2관통부(230a)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 부쉬(200a)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분의 제2관통부(230a)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 탄성체(400)는 제2관통부(230a)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 부쉬(200a)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 탄성체(400)에 의해 부쉬(200a)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130a) 내에 배치된다. 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130a) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130a)를 통하여 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에는 유체(600)가 채워진다.

본 실시예에서 유체(600)는, 부쉬(200a)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제2관통부(230a) 상에 배치되어 있다. 이때, 부쉬(200a)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제2관통부(230a)와, 하우징(100a)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제1관통부(130a)는, 단면적이 서로 동일한 것이 유체(600)에 보다 효율적으로 가압 또는 감압할 수 있다는 측면에서 바람직하다.

유체(600)가 새는 것을 방지하기 위하여 오링과 같은 실링수단(650)이 마련될 수 있다.

본 실시예에서 실링수단은, 하우징(100a)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제1관통부(130a)와, 부쉬(200a)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제2관통부(230a) 상에 마련되어 있으나, 실링수단(650)의 위치 및 개수는 변경될 수 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제2실시예

본 발명의 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 3에 도시하였다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100b)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 부쉬(200b)와 탄성체(400)와 압력조절수단(500)과 보조 탄성체(700)와 실링부재(800)를 포함한다.

도 3 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100b)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100b) 내에는 내부공간(110b)이 형성되어 있어, 내부공간(110b) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200b)와 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다. 하우징(100b)의 벽면 내에는 반경방향 에어 베어링(300b)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

이러한 하우징(100b)에는 내부공간(110b)이 외부와 관통하도록 관통부(130b)가 형성되어 있다. 관통부(130b)는, 하우징(100b)의 외면을 관통하는 부분(131b)의 단면적이, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 부분(133b)의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 관통부(130b)의 내벽면은 2단(131b, 133b)으로 단차지게 형성되어 있다.

다시 말하면, 관통부(130b)는, 압력조절수단(500)이 배치되는 부분(131b)의 단면적이, 탄성체(400)와 유체(600)가 배치되는 부분(133b)의 단면적보다 크도록 마련되어 있다.

상기와 같이 구성되는 관통부(130b)는 하우징(100b)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 관통부(130b)는 하우징(100b)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 하우징(100b)의 둘레를 따라 마련되는 다수 개의 관통부(130b)로 구성되는 1열의 관통부(130b)는, 하우징(100b)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300b)은 내부공간(110b) 내에 배치되고, 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300b)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100b) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100b) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.

도면상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면에는 에어가 이동하는 유로가 형성되어 있고, 유로 상에는 반경방향 에어 베어링(300b)의 내면과 관통하는 관통공이 형성되어 있다. 또한, 관통공의 양측에는 실링이 가능한 오링과 같은 실링재가 설치되어 있어 실링 가능하다.

이러한 관통공은 오리피스(orifice)를 포함하여, 반경방향 에어 베어링(300b)의 내면과 관통하는 형태로 유로에 공급된 에어를 반경방향 반경방향 에어 베어링(300b)의 내면으로 이동시켜 샤프트를 허공에 부양시킬 수 있는 모든 수단을 포함한다.

이러한 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면에는 안착부(310b)가 형성되어 있다. 안착부(310b)는 하우징(100b)에 형성된 관통부(130b)가 위치하는 수직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서 안착부(310b)의 단면적은 관통부(130b)의 단면적 보다 크도록 형성되어 있다.

부쉬(200b)는 내부공간(110b) 내에 배치되며, 반경방향 에어 베어링(300b)의 둘레를 감싸며 마련된다. 즉, 부쉬(200b)는 파이프 형상으로 형성되어 있어, 부쉬(200b)의 내면은 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면과 맞닿고, 부쉬(200b)의 외면은 하우징(100b)의 내면과 맞닿도록 배치된다.

탄성체(400)는 부쉬(200b)의 외면과 맞닿도록 관통부(130b) 내에 배치된다. 본 실시예에서 관통부(130b)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

보조 탄성체(700)는 안착부(310b)에 마련되고, 보조 탄성체(700)의 외면은 부쉬(200b)의 내면과 맞닿는다.

압력조절수단(500)은 관통부(130b) 내에 배치된다. 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다.

본 실시예에서 관통부(130b)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 하우징(100b)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분의 관통부(131b)에 압력조절수단(500)이 배치되는 것이 바람직하다.

이때, 압력조절수단(500)의 나사산이 형성된 부분의 단면적은, 하우징(100b)의 외면을 관통하는 관통부(131b)의 단면적보다 작게 형성되어 있으므로 압력조절수단(500)의 나사산이 형성된 부분을 감싸며 실링부재(800)가 마련되는 것이 바람직하다. 따라서, 실링부재(800)의 내측면에는 압력조절수단(500)의 나사산과 나사 결합하는 나사산이 형성될 수 있다.

관통부(130b) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 관통부(130b)를 통하여 하우징(100b)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 하우징(100b)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다.

본 실시예에서 유체(600)는, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b) 상에 배치되어 있다. 따라서, 하우징(100b)의 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b) 상에는 유체(600)와 탄성체(400)가 함께 배치된다.

한편, 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레에는 오링과 같은 실링재(900)가 장착될 수 있다. 본 실시예에서는 반경방향 에어 베어링(300b)이 하우징(100b)의 내면을 관통하는 관통부(133b)와 맞닿는 위치의 외측 둘레에 각각 실링재(900)가 장착되어 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제3실시예

본 발명의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 4에 도시하였다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100b)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 4 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100b)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100b) 내에는 내부공간(110b)이 형성되어 있어, 내부공간(110b) 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다. 하우징(100b)의 벽면 내에는 에어 베어링의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 내부공간(110b) 내에 배치되고, 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300a)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100b) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100b) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿도록 관통부(130b) 내에 배치된다. 본 실시예에서 관통부(130b)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다.

본 실시예에서 유체(600)는, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b) 상에 배치되어 있다. 따라서, 하우징(100b)의 단면적이 보다 작은 부분의 관통부 상(133b)에는 유체(600)와 탄성체(400)가 함께 배치된다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제4실시예

본 발명의 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 5에 도시하였다. 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100b)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 탄성체(400)와 보조 탄성체(700)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 5 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100b)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100b) 내에는 내부공간(110b)이 형성되어 있어, 내부공간(110b) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200a)와 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300b)은 내부공간(110b) 내에 배치되고, 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다.

탄성체(400)는 하기에서 설명할 보조 탄성체(700)의 외면과 맞닿도록 관통부(130b) 내에 배치된다. 본 실시예에서 관통부(130b)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 하우징(100b)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 관통부(133b)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

보조 탄성체(700)는 안착부(310b)에 마련된다. 이때, 안착부(310b)의 단면적이 하우징(100b) 내면을 관통하는 관통부(133b)의 단면적 보다 크도록 형성되어 있고, 이에 따라 탄성체(400)의 단면적 보다 보조 탄성체(700)의 단면적이 더 크도록 형성되어 있어, 보조 탄성체(700) 외면의 일부분은 탄성체(400)의 내면과 맞닿고, 보조 탄성체(700) 외면의 나머지 일부분은 하우징(100b)의 내면과 맞닿는다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다.

한편, 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레에는 오링과 같은 실링재(900)가 장착될 수 있다. 본 실시예에서는 보조 탄성체(700)의 둘레를 따라 실링재(900)가 장착되어 있으며, 특히 보조 탄성체(700)가 하우징(100b)의 내면을 관통하는 관통부(133b)와 맞닿는 위치의 외측 둘레에 각각 실링재(900)가 장착되어 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제5실시예

본 발명의 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 6 및 도 7에 도시하였다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100d)과 내경 하우징(150d)과 유압관(170d)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 6 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(100d)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(100d) 내에는 제1내부공간(110d)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110d) 내에 하기에서 설명할 내경 하우징(150d), 유압관(170d), 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 외경 하우징(100d)에는 제1내부공간(110d)이 외부와 관통하도록 제1관통부(130d)가 형성되어 있다. 제1관통부(130d)는, 외경 하우징(100d)의 외면을 관통하는 부분의 단면적이, 외경 하우징(100d)의 내면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 제1관통부(130d)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130d)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 마련된 2개의 제1관통부(130d)를 1열이라고 한다면, 도 6에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100d)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 6과 같이 외경 하우징(100d)의 길이방향을 따라 4열의 제1관통부(130d)가 간격을 두고 마련되어 있다.

따라서, 본 실시예에서는 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 마련되는 2개의 제1관통부(130d)로 구성되는 1열의 제1관통부(130d)는, 외경 하우징(100d)의 길이방향을 따라 4열로 마련되어 있다. 이와 같이, 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 마련되는 다수 개의 제1관통부(130d)로 구성되는 1열의 제1관통부(130d)는, 외경 하우징(100d)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있는 것이다.

도 6 상에서는 단면을 도시하였지만, 내경 하우징(150d)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150d) 내에는 제2내부공간(151d)이 형성되어 있어, 제2내부공간(151d) 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 내경 하우징(150d)에는 제2내부공간(151d)이 외부와 관통하도록 제2관통부(153d)가 형성되어 있다. 제2관통부(153d)는, 내경 하우징(150d)의 내면을 관통하는 부분의 단면적이, 내경 하우징(150d)의 외면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 제2관통부(153d)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제2관통부(153d)는 내경 하우징(150d)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 내경 하우징(150d)의 둘레를 따라 연속적으로 마련된 제2관통부(153d)를 1열이라고 한다면, 1열의 제2관통부(153d)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150d)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 6과 같이 내경 하우징(150d)의 길이방향을 따라 4열의 제2관통부(153d)가 간격을 두고 마련되어 있다.

이와 같이, 내경 하우징(150d)의 둘레를 따라 마련되는 1열의 제2관통부(153d)는, 내경 하우징(150d)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있다.

나아가, 내경 하우징(150d)의 제2관통부(153d)는 외경 하우징(100d)의 제1관통부(130d)가 위치하는 수직선상에 위치하지 않고, 두 개의 제1관통부(130d) 사이의 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 제2관통부(153d)와 제1관통부(130d)는 교대로 위치하도록 지그재그로 배치되는 것이 바람직하다.

유압관(170d)은 외경 하우징(100d)과 내경 하우징(150d) 사이에 마련되어 있다. 즉, 유압관(170d)은 파이프 형상으로 형성되어, 유압관(170d)의 외면은 외경 하우징(100d)의 내면과 맞닿고, 유압관(170d)의 내면은 내경 하우징(150d)의 외면과 맞닿는다.

이러한 유압관(170d)에는 제1관통부(130d)와 제2관통부(153d)를 서로 이어주도록 관로(171d)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1관통부(130d)와 제2관통부(153d)가 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있으므로 관로(171d)의 단면은 도 6과 같이 역 '니은자' 형상이다. 또한, 본 실시예에서 관로(171d)는 제2관통부(153d)의 외측으로 개방되도록 형성되어 있어, 관로(171d)에 채워지는 유체(600)는 내경 하우징(150d)의 외면과 맞닿는다.

상기와 같이 구성되는 외경 하우징(100d)과 내경 하우징(150d)과 유압관(170d)의 벽면 내에는, 도면 상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300a)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 제2내부공간(151d) 내에 배치되는데, 내경 하우징(150d)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿도록 제2관통부(153d) 내에 배치된다. 본 실시예에서 제2관통부(153d)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 내경 하우징(150d)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분의 제2관통부(153d)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

탄성체(400)가 제2관통부(153d) 내에 배치됨으로써, 제2관통부(153d)가 내경 하우징(150d)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

이러한 탄성체(400)는 제2관통부(153d)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 내경 하우징(150d)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 탄성체(400)에 의해 내경 하우징(150d)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130d) 내에 배치된다. 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130d) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130d)를 통하여 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다. 본 실시예에서는 유압관(170d)의 관로(171d) 상에 유체(600)가 채워지며, 나아가 내경 하우징(150d)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제2관통부(153d) 상에도 유체(600)가 채워진다.

이와 같이, 제2관통부(153d) 내에도 유체(600)가 채워짐으로써, 제2관통부(153d)가 내경 하우징(150d)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 유체(600)는 탄성체(400)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

따라서, 반경방향 에어 베어링(300a)의 둘레를 따라 탄성체(400)와 유체(600)가 면 접촉 방식으로 접촉함으로써, 압력조절수단(500)에 의해 조절되는 유체(600)의 압력을 더욱 높일 수 있음에 따라, 에어 베어링의 강성을 더욱 높일 수 있다.

본 실시예에서 실링수단은, 외경 하우징(100d)의 내면을 관통하는 보다 작은 부분의 제1관통부(130d)와 관로(171d)가 접하는 부분과, 내경 하우징(150d)의 외면을 관통하는 보다 작은 부분의 제2관통부(153d)와 관로(171d)가 접하는 부분에 마련되어 있으나, 실링수단(650)의 위치 및 개수는 변경될 수 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제6실시예

본 발명의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 8에 도시하였다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100e)과 내경 하우징(150e)과 유압관(170e)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)과 실링부재(800)를 포함한다.

도 8 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(100e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(100e) 내에는 제1내부공간(110e)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110e) 내에 하기에서 설명할 내경 하우징(150e), 유압관(170e), 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 외경 하우징(100e)에는 제1내부공간(110e)이 외부와 관통하도록 제1관통부(130e)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130e)는 외경 하우징(100e)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130e)는 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 외경 하우징(100e)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 마련된 다수 개의 제1관통부(130e)를 1열이라고 한다면, 도 8에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 8과 같이 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 4열의 제1관통부(130e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

이와 같이, 외경 하우징(100e)의 둘레를 따라 마련되는 다수 개의 제1관통부(130e)로 구성되는 1열의 제1관통부(130e)는, 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있다.

도 8 상에서는 단면을 도시하였지만, 내경 하우징(150e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150e) 내에는 제2내부공간(151e)이 형성되어 있어, 제2내부공간 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 내경 하우징(150e)에는 제2내부공간(151e)이 외부와 관통하도록 제2관통부(153e)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제2관통부(153e)는 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련된 제2관통부(153e)를 1열이라고 한다면, 1열의 제2관통부(153e)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 8과 같이 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 4열의 제2관통부(153e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

이와 같이, 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 마련되는 1열의 제2관통부(153e)는, 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있다.

나아가, 내경 하우징(150e)의 제2관통부(153e)는 외경 하우징(100e)의 제1관통부(130e)가 위치하는 수직선상에 위치하지 않고, 두 개의 제1관통부(130e) 사이의 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 제2관통부(153e)와 제1관통부(130e)는 교대로 위치하도록 지그재그로 배치되는 것이 바람직하다.

유압관(170e)은 외경 하우징(100e)과 내경 하우징(150e) 사이에 마련되어 있다. 즉, 유압관(170e)은 파이프 형상으로 형성되어, 유압관(170e)의 외면은 외경 하우징(100e)의 내면과 맞닿고, 유압관(170e)의 내면은 내경 하우징(150e)의 외면과 맞닿는다.

이러한 유압관(170e)에는 외면에 제1관통부(130e)와 맞닿도록 안착홈(173e)이 형성되어 있다. 안착홈(173e)의 단면적은 제1관통부(130e)의 단면적과 동일한 것이 바람직하다.

또한, 유압관(170e)에는 안착홈(173e)과 제2관통부(153e)를 서로 이어주도록 관로(171e)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1관통부(130e)와 제2관통부(153e)가 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있으므로 관로(171e)의 단면은 도 8과 같이 역 '니은자' 형상이다. 또한, 본 실시예에서 관로(171e)는 제2관통부(153e)의 외측으로 개방되도록 형성되어 있어, 관로(171e)에 채워지는 유체(600)는 내경 하우징(150e)의 외면과 맞닿는다.

상기와 같이 구성되는 외경 하우징(100e)과 내경 하우징(150e)과 유압관(170e)의 벽면 내에는, 도면상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300a)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 제2내부공간(151e) 내에 배치되는데, 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300a)에는 샤프트가 관통한다. 외경 하우징(100e) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 외경 하우징(100e) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿도록 제2관통부(153e) 내에 배치된다. 본 실시예에서 탄성체(400)는 제2관통부(153e) 전체에 배치되지 않고, 내경 하우징(150e) 내면을 관통하는 제2관통부(153e) 측에 배치되어 있고, 나머지 제2관통부(153e) 내에는 유체(600)가 채워진다.

탄성체(400)가 제2관통부(153e) 내에 배치됨으로써, 제2관통부(153e)가 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

이러한 탄성체(400)는 제2관통부(153e)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 탄성체(400)에 의해 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130e)와 안착홈(173e) 내에 배치된다. 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130e)와 안착홈(173e) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130e)를 통하여 외경 하우징(100d)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 외경 하우징(100d)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

실링부재(800)는 안착홈(173e) 내에 배치된다. 즉, 안착홈(173e) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 나사산이 형성된 부분을 감싸며 실링부재(800)가 마련되는 것이 바람직하다. 따라서, 실링부재(800)의 내측면에는 압력조절수단(500)의 나사산과 나사 결합하는 나사산이 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 8에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다. 본 실시예에서는 유압관(170e)의 관로(171e) 상에 유체(600)가 채워지며, 나아가 내경 하우징(150e)의 외면을 관통하는 제2관통부(153e) 상에도 유체(600)가 채워진다.

이와 같이, 제2관통부(153e) 내에도 유체(600)가 채워짐으로써, 제2관통부(153e)가 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 유체(600)는 탄성체(400)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

본 실시예에서 실링수단은, 내경 하우징(150e)의 외면을 관통하는 제2관통부(153e)와 관로(171e)가 접하는 부분에 마련되어 있으나, 실링수단(650)의 위치 및 개수는 변경될 수 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제7실시예

본 발명의 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 9에 도시하였다. 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는

도 9에 도시한 바와 같이, 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100e)과 내경 하우징(150e)과 유압관(170e)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)과 실링부재(800)를 포함한다.

도 9 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(100e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(100e) 내에는 제1내부공간(110e)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110e) 내에 하기에서 설명할 내경 하우징(150e), 유압관(170e), 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.

이렇게 외경 하우징(100e)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 마련된 다수 개의 제1관통부(130e)를 1열이라고 한다면, 도 9에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 9와 같이 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 4열의 제1관통부(130e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

도 9 상에서는 단면을 도시하였지만, 내경 하우징(150e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150e) 내에는 제2내부공간(151e)이 형성되어 있어, 제2내부공간(151e) 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 제2관통부(153e)는 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련된 제2관통부(153e)를 1열이라고 한다면, 1열의 제2관통부(153e)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 9과 같이 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 4열의 제2관통부(153e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

이와 같이, 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 1열의 제2관통부(153e)는, 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있는 것이다.

또한, 유압관(170e)에는 안착홈(173e)과 제2관통부(153e)를 서로 이어주도록 관로(171e)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1관통부(130e)와 제2관통부(153e)가 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있으므로 관로(171e)의 단면은 도 9과 같이 역 '니은자' 형상이다. 또한, 본 실시예에서 관로(171e)는 제2관통부(153e)의 외측으로 개방되도록 형성되어 있어, 관로(171e)에 채워지는 유체(600)는 내경 하우징(150e)의 외면과 맞닿는다.

반경방향 에어 베어링(300b)은 제2내부공간(151e) 내에 배치되는데, 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300b)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다.

이러한 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면에는 안착부(310b)가 형성되어 있다. 안착부(310b)는 내경 하우징(150e)에 형성된 제2관통부(153e)가 위치하는 수직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서 안착부(310b)의 단면적은 제2관통부(153e)의 단면적 보다 크도록 형성되어 있다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면과 맞닿도록 제2관통부(153e) 내에 배치된다. 본 실시예에서 탄성체(400)는 제2관통부(153e) 전체에 배치되지 않고, 내경 하우징(150e) 내면을 관통하는 제2관통부(153e) 측에 배치되어 있고, 나머지 제2관통부(153e) 내에는 유체(600)가 채워진다.

탄성체(400)가 제2관통부(153e) 내에 배치됨으로써, 제2관통부(153e)가 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)에 보조 탄성체(700) 둘레를 따라 면 접촉한다.

이러한 탄성체(400)는 제2관통부(153e)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 탄성체(400)에 의해 내경 하우징(150e)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

보조 탄성체(700)는 안착부(310b)에 마련된다. 이때, 안착부(310b)의 단면적이 내경 하우징(150e)의 제2관통부(153e)의 단면적 보다 크도록 형성되어 있고, 이에 따라 탄성체(400)의 단면적 보다 보조 탄성체(700)의 단면적이 더 크도록 형성되어 있어, 보조 탄성체(700) 외면의 일부분만 탄성체(400)의 내면과 맞닿는다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130e)와 안착홈(173e) 내에 배치된다. 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130e)와 안착홈(173e) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130e)를 통하여 외경 하우징(100e)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 외경 하우징(100e)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 9에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다. 본 실시예에서는 유압관(170e)의 관로(171e) 상에 유체(600)가 채워지며, 나아가 내경 하우징(150e)의 외면을 관통하는 제2관통부(153e) 상에도 유체(600)가 채워진다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제8실시예

본 발명의 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 10에 도시하였다. 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100e)과 내경 하우징(150e)과 유압관(170e)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 부쉬(200b)와 탄성체(400)와 압력조절수단(500)과 실링부재(800)를 포함한다.

도 10 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(100e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(100e) 내에는 제1내부공간(110e)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110e) 내에 하기에서 설명할 내경 하우징(150e), 유압관(170e), 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130e)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100d)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 외경 하우징(100e)의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 마련된 다수 개의 제1관통부(130e)를 1열이라고 한다면, 도 10에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 10과 같이 외경 하우징(100e)의 길이방향을 따라 4열의 제1관통부(130e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

도 10 상에서는 단면을 도시하였지만, 내경 하우징(150e)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150e) 내에는 제2내부공간(151e)이 형성되어 있어, 제2내부공간(151e) 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.

이렇게 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련된 제2관통부(153e)를 1열이라고 한다면, 1열의 제2관통부(153e)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 10과 같이 내경 하우징(150e)의 길이방향을 따라 4열의 제2관통부(153e)가 간격을 두고 마련되어 있다.

또한, 유압관(170e)에는 안착홈(173e)과 제2관통부(153e)를 서로 이어주도록 관로(171e)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1관통부(130e)와 제2관통부(153e)가 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있으므로 관로(171e)의 단면은 도 10과 같이 역 '니은자' 형상이다. 또한, 본 실시예에서 관로(171e)는 제2관통부(153e)의 외측으로 개방되도록 형성되어 있어, 관로(171e)에 채워지는 유체(600)는 내경 하우징(150e)의 외면과 맞닿는다.

반경방향 에어 베어링(300b)은 제2내부공간(151e) 내에 배치되고, 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다.

부쉬(200a)는 제2내부공간(151e) 내에 배치되며, 반경방향 에어 베어링(300a)의 둘레를 감싸며 마련된다. 즉, 부쉬(200a)는 파이프 형상으로 형성되어 있어, 부쉬(200a)의 내면은 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿고, 부쉬(200a)의 외면은 내경 하우징(150e)의 내면과 맞닿도록 배치된다.

탄성체(400)는 부쉬(200a) 외면과 맞닿도록 제2관통부(153e) 내에 배치된다. 본 실시예에서 탄성체(400)는 제2관통부(153e) 전체에 배치되지 않고, 내경 하우징(150e) 내면을 관통하는 제2관통부(153e) 측에 배치되어 있고, 나머지 제2관통부(153e) 내에는 유체(600)가 채워진다.

탄성체(400)가 제2관통부(153e) 내에 배치됨으로써, 제2관통부(153e)가 내경 하우징(150e)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면을 감싸고 있는 부쉬(200b)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

보조 탄성체(700)는 안착부(310b)에 마련되고, 보조 탄성체(700) 외면은 부쉬(200b)의 내면과 맞닿는다. 보조 탄성체(700)의 단면적은 탄성체(400)의 단면적보다 더 크도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다. 본 실시예에서는 유압관(170e)의 관로(171e) 상에 유체(600)가 채워지며, 나아가 내경 하우징(150e)의 외면을 관통하는 제2관통부(153e) 상에도 유체(600)가 채워진다.

따라서, 반경방향 에어 베어링(300a)을 감싸고 있는 부쉬(200b)의 둘레를 따라 탄성체(400)와 유체(600)가 면 접촉 방식으로 접촉함으로써, 압력조절수단(500)에 의해 조절되는 유체(600)의 압력을 더욱 높일 수 있음에 따라, 에어 베어링의 강성을 더욱 높일 수 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제9실시예

본 발명의 제9실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 11 및 도 12에 도시하였다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제9실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100f)과 내경 하우징(150f)과 유압관(170f)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 11 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(100f)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(100f) 내에는 제1내부공간(110f)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110f) 내에 하기에서 설명할 내경 하우징(150f), 유압관(170f), 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 외경 하우징(100f)에는 제1내부공간(110f)이 외부와 관통하도록 제1관통부(130f)가 형성되어 있다. 제1관통부(130f)는, 외경 하우징(100f)의 외면을 관통하는 부분의 단면적이, 외경 하우징(100f)의 내면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 제1관통부(130f)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제1관통부(130f)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100f)의 어느 일측에만 형성되어 있다.

도 11 상에서는 단면을 도시하였지만, 내경 하우징(150f)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150f) 내에는 제2내부공간(151f)이 형성되어 있어, 제2내부공간(151f) 내에 하기에서 설명할 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.

이러한 내경 하우징(150f)에는 제2내부공간(151f)이 외부와 관통하도록 제2관통부(153f)가 형성되어 있다. 제2관통부(153f)는, 내경 하우징(150f)의 내면을 관통하는 부분의 단면적이, 내경 하우징(150f)의 외면을 관통하는 부분의 단면적보다 크도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 제2관통부(153f)의 내벽면은 2단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제2관통부(153f)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150f)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다.

이렇게 내경 하우징(150f)의 둘레를 따라 연속적으로 마련된 제2관통부(153f)를 1열이라고 한다면, 1열의 제2관통부(153f)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 내경 하우징(150f)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 열이 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 11과 같이 내경 하우징(150f)의 길이방향을 따라 4열의 제2관통부(153f)가 간격을 두고 마련되어 있다.

이와 같이, 내경 하우징(150f)의 둘레를 따라 마련되는 1열의 제2관통부(153f)는, 내경 하우징(150f)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련될 수 있다.

유압관(170f)은 외경 하우징(100f)과 내경 하우징(150f) 사이에 마련되어 있다. 즉, 유압관(170f)은 파이프 형상으로 형성되어, 유압관(170f)의 외면은 외경 하우징(100f)의 내면과 맞닿고, 유압관(170f)의 내면은 내경 하우징(150f)의 외면과 맞닿는다.

이러한 유압관(170f)에는 제1관통부(130f)와 제2관통부(153f)를 서로 이어주도록 관로(171f)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1관통부(130f)는 한 개로 마련되어 있고, 제2관통부(153f)는 내경 하우징(150f)의 길이방향을 따라 다수 열로 마련되어 있음에 따라, 관로(171f)는 다수 열의 제2관통부(153f)와 제1관통부(130f)를 이으며 형성되어 있다. 즉, 관로(171f)는 제2관통부(153f)의 외측으로 개방되도록 형성되어 있고, 어느 일측이 제1관통부(130f)으로 절곡되어 있어, 관로(171f)의 단면은 도 11과 같이 역 '니은자' 형상이다. 따라서, 관로(171f)에 채워지는 유체(600)는 내경 하우징(150f)의 외면과 맞닿는다.

상기와 같이 구성되는 외경 하우징(100f)과 내경 하우징(150f)과 유압관(170f)의 벽면 내에는, 도면 상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300a)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300a)은 제2내부공간(151f) 내에 배치되는데, 내경 하우징(150f)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿도록 제2관통부(153f) 내에 배치된다. 본 실시예에서 제2관통부(153f)는 내벽면이 2단으로 단차지게 형성되어 있음에 따라, 내경 하우징(150f)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분의 제2관통부(153f)에 탄성체(400)가 배치되는 것이 바람직하다.

탄성체(400)가 제2관통부(153f) 내에 배치됨으로써, 제2관통부(153f)가 내경 하우징(150f)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300a)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

이러한 탄성체(400)는 제2관통부(153f)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 내경 하우징(150f)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 탄성체(400)에 의해 내경 하우징(150f)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130f) 내에 배치된다. 본 실시예에서 제1관통부(130f)가, 도 12에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100f)의 어느 일측에만 형성되어 있으므로 제1관통부(130f) 내에 배치되는 압력조절수단(500)은 한 개로 구성되어 있다.

이러한 압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130f) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130f)를 통하여 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 하우징(100a)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 탄성체(400)와 압력조절수단(500) 사이에 유체(600)가 채워진다. 본 실시예에서는 유압관(170f)의 관로(171f) 상에 유체(600)가 채워지며, 나아가 내경 하우징(150f)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분의 제2관통부(153f) 상에도 유체(600)가 채워진다.

이와 같이, 제2관통부(153f) 내에도 유체(600)가 채워짐으로써, 제2관통부(153f)가 내경 하우징(150f)의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있음에 따라, 유체(600)는 탄성체(400)에 둘레를 따라 면 접촉한다.

본 실시예에서 실링수단(650)은, 외경 하우징(100f)의 내면을 관통하는 보다 작은 부분의 제1관통부(130f)와 관로(171f)가 접하는 부분과, 내경 하우징(150f)의 외면을 관통하는 보다 작은 부분의 제2관통부(153f)와 관로(171f)가 접하는 부분에 마련되어 있으나, 실링수단(650)의 위치 및 개수는 변경될 수 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제10실시예

본 발명의 제10실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 13 및 도 14에 도시하였다. 제10실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제9실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제10실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(100f)과 내경 하우징(150f)과 유압관(170f)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

제10실시예에서 제1관통부(130f)는 외경 하우징(100f)의 외면 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 제1관통부(130f)가 외경 하우징(100f)의 외면 둘레를 따라 서로 간격을 두고 두 개가 마련되어 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130f) 내에 배치된다. 본 실시예에서 제1관통부(130f)가, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 외경 하우징(100f)의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 두 개가 마련되어 있으므로 제1관통부(130f) 내에 배치되는 압력조절수단(500)은 두 개로 구성되어 있다.

에어 베어링의 강성조절장치의 제11실시예

본 발명의 제11실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 15 내지 도 17에 도시하였다.

도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 제11실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100g)과 부쉬(200g)와 반경방향 에어 베어링(300c)과 탄성체(400)와 압력조절수단(500)을 포함한다.

도 15 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100g)은 도 16과 같이 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100g) 내에는 제1내부공간(110g)이 형성되어 있어, 제1내부공간(110g) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200c)와 반경방향 에어 베어링(300c)이 내장될 수 있다. 하우징(100g)의 벽면 내에는 반경방향 에어 베어링(300c)의 유로 상에 에어를 공급할 수 있도록 에어공급유로가 형성되어 있다.

이러한 하우징(100g)에는 제1내부공간(110g)이 외부와 관통하도록 제1관통부(130g)가 형성되어 있다. 제1관통부(130g)는, 하우징(100g)의 외면을 관통하는 부분(131g)의 단면적이, 하우징(100g)의 내면을 관통하는 부분(133g)의 단면적보다 작도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제1관통부(130g)의 하우징(100g)의 외면을 관통하는 부분(131g)은 외측으로 개방된 부분의 단면적이 더 크도록 단차지게 형성되어 있다. 따라서, 제1관통부(130g)의 내벽면은 3단으로 단차지게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되어, 하우징(100g)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분(133g)의 제1관통부(130g)는, 도 16과 같이 하우징(100g)의 내면 둘레를 따라 형성되어 있고, 이와 동시에 하우징(100g)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 하우징(100g)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분(133g)의 제1관통부(130g)가 하우징(100g)의 길이방향을 따라 두 개가 마련되어 있다.

하우징(100g)의 외면을 관통하는 단면적이 보다 작은 부분(131g)의 제1관통부(130g)는, 도 16과 같이 하우징(100g)의 어느 일측에만 형성되어 있다.

한편, 하우징(100g)의 내면에는, 도 15에 도시한 바와 같이, 제2안착홈(135g)이 형성될 수 있다.

제2안착홈(135g)은 하우징(100g)의 내면에 홈 형상으로 형성될 수 있으며, 하우징(100g)의 내면 둘레를 따라 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제2안착홈(135g)은 하우징(100g)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개로 형성될 수 있다.

이러한 제2안착홈(135g)에는 유체(600)가 새는 것을 방지하기 위하여 오링과 같은 실링수단(650)이 마련될 수 있다.

본 실시예에서 제2안착홈(135g)이 하우징(100g)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 세 개가 마련되어 있음에 따라, 실링수단(650) 세 개가 마련되어 있으며, 제2안착홈(135g) 및 실링수단(650)의 개수 및 위치는 실시예에 따라 달라질 수 있다.

부쉬(200c)는 제1내부공간(110g) 내에 배치되며, 파이프 형상으로 형성되어 있어, 부쉬(200c)에는 내부공간(210c)이 형성되어 있다. 부쉬(200c)의 외면은 하우징(100g)의 내면과 맞닿는 것이 바람직하다.

이러한 부쉬(200c)의 외면에는 하우징(100g)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분(133g)의 제1관통부(130g)와 맞닿는 제1안착홈(230c)이 형성되어 있다.

본 실시예에서 하우징(100g)의 내면을 관통하는 단면적이 보다 큰 부분(133g)의 제1관통부(130g)가 하우징(100g)의 내면 둘레를 따라 형성되어 있음에 따라, 제1안착홈(230c)은 부쉬(200c)의 외면 둘레를 따라 형성되어 있다.

제1안착홈(230c)은 제1관통부(130g)과 맞닿아 공간을 형성한다. 이 공간 내에는 하기에서 설명할 유체(600)가 채워진다.

반경방향 에어 베어링(300c)은 부쉬(200c)의 내부공간(210c) 내에 배치되는데, 부쉬(200c)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 사이에는 어느 정도의 간극이 형성될 수 있다.

반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 안착부(310c)가 마련되어 있는데, 안착부(310c)는 제1관통부(130g)와 제1안착홈(230c)의 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 안착부(310c)의 단면적은 제1관통부(130g)와 제1안착홈(230c)에 의해 형성되는 공간의 단면적보다 작도록 형성되어 있다.

반경방향 에어 베어링(300c)은 샤프트의 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300c)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100g) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100g) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.

도면상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 에어가 이동하는 유로가 형성되어 있고, 유로 상에는 반경방향 에어 베어링(300c)의 내면과 관통하는 관통공이 형성되어 있다. 또한, 관통공의 양측에는 실링이 가능한 오링과 같은 실링재가 설치되어 있어 실링 가능하다.

이러한 관통공은 오리피스(orifice)를 포함하여, 반경방향 에어 베어링(300c)의 내면과 관통하는 형태로 유로에 공급된 에어를 반경방향 에어 베어링(300c)의 내면으로 이동시켜 샤프트를 허공에 부양시킬 수 있는 모든 수단을 포함한다.

탄성체(400)는 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에 마련된 안착부(310c)에 안착되며, 부쉬(200c)의 내면과 맞닿는다.

이러한 탄성체(400)는 안착부(310c)의 외측으로 돌출되면서 배치될 수 있다. 즉, 부쉬(200c)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 사이 간극 상으로 돌출되어 있어, 도 17과 같이 탄성체(400)의 탄성에 의해 부쉬(200c)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 사이 간극이 좁아지거나 넓어질 수 있다.

압력조절수단(500)은 제1관통부(130g) 내에 배치된다. 본 실시예에서는 하우징(100g)의 외면을 관통하는 보다 작은 단면적을 가지는 부분(131g)의 제1관통부(130g)에 압력조절수단(500)이 배치되어 있다.

압력조절수단(500)은 무두볼트, 압력조정나사 등이 될 수 있으며, 이와 같이 회전하여 유체(600)에 압력을 가하거나 감할 수 있는 수단일 수 있다. 제1관통부(130g) 내에 배치되는 압력조절수단(500)의 일측은 제1관통부(130g)를 통하여 하우징(100g)의 외부로 노출되어 있다. 따라서, 하우징(100g)의 외부로 노출되어 있는 압력조절수단(500)에 공구를 장착하여 압력조절수단(500)을 회전시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 에어 베어링의 강성조절장치에서, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 제1안착홈(230c)과 제1관통부(130g)의 일부분에는 유체(600)가 채워진다. 즉, 제1안착홈(230c)과 제1관통부(130g)가 맞닿아 생기는 공간 내에 유체(600)가 채워진다.

따라서, 도 18에 도시한 바와 같이, 압력조절수단(500)을 회전시키면, 유체(600)에 압력을 가할 수 있고, 유체(600)가 유압 팽창함에 따라 부쉬(200c)가 반경방향 에어 베어링(300c) 측으로 볼록해진다. 이에 따라, 부쉬(200c)가 탄성체(400)를 눌러줌으로써, 탄성체(400)가 압착되면서 부쉬(200c)의 내면과 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 사이 간극이 좁아지게 된다.

상기의 실시예들에서, 제1실시예 내지 제4실시예에서는 탄성체가 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레에 점 접촉 방식의 형태로 맞닿는다. 즉, 탄성체는 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레를 따라 간격을 두고 배치되어 있어, 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레를 따라 불연속적으로 접촉하도록 마련되어 있다.

제5실시예 내지 제11실시예에서는 탄성체가 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레에 면 접촉 방식의 형태로 맞닿는다. 즉, 탄성체는 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 배치되어 있어, 반경방향 에어 베어링(또는 부쉬)의 외면 둘레를 감싸며 연속적으로 접촉하도록 마련되어 있다.

상기와 같이, 실시예에 따라 하우징 마운트의 압력을 점 접촉 방식 또는 면 접촉 방식으로 선택하여 더욱 다양하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 조절할 수 있다.

반경방향 에어베어링과 하우징 사이에는 탄성체가 배치되고, 탄성체와 압력조절수단 사이에 유체가 채워짐으로써, 샤프트에서 발생하는 축 방향 하중 정도에 따라 탄성체의 탄력을 조절할 수 있다.

즉, 압력조절수단을 이용하여 유체에 압력을 가하거나 감할 수 있으므로 탄성체의 탄력을 매우 쉽고 용이하게 조절할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

[부호의 설명]

100a, 100b : 하우징

100d, 100e : 외경 하우징

200a, 200b : 부쉬

150d, 150e : 내경 하우징

170d, 170e : 유압관

300a, 300b : 반경방향 에어 베어링

400 : 탄성체

500 : 압력조절수단

600 : 유체

700 : 보조 탄성체

800 : 실링부재

Claims

내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징;

상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링;

상기 관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체;

상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여,

상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1항에 있어서,

상기 관통부는,

상기 압력조절수단이 배치되는 부분의 단면적이, 상기 탄성체와 상기 유체가 배치되는 부분의 단면적보다 크도록 마련되어 있고,

상기 압력조절수단을 감싸며 실링부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1항에 있어서,

상기 관통부는 상기 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1항에 있어서,

상기 관통부는 상기 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련됨과 동시에, 상기 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1항에 있어서,

상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 상기 탄성체와 맞닿는 위치에 안착부가 형성되어 있고,

상기 안착부에는 보조 탄성체가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징;

상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링;

상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되는 부쉬;

상기 관통부 내에 배치되고, 상기 부쉬의 외면과 맞닿는 탄성체;

상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;

상기 안착부에 마련되고, 상기 부쉬의 내면과 맞닿는 보조 탄성체;를 포함하여,

상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제6항에 있어서,

상기 관통부는,

상기 압력조절수단이 배치되는 부분의 단면적이, 상기 탄성체와 상기 유체가 배치되는 부분의 단면적보다 크도록 마련되어 있고,

상기 압력조절수단을 감싸며 실링부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 하우징;

상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 부쉬;

상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링;

상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체;

상기 제1관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여,

상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 하우징;

상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 부쉬;

상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링;

상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체;

상기 제1관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여,

상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제9항에 있어서,

상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고,

상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제10항에 있어서,

상기 탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링에 둘레를 따라 면 접촉하고,

상기 유체는 상기 탄성체에 둘레를 따라 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제9항에 있어서,

상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고,

상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제9항에 있어서,

상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고,

상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 어느 일측에 마련되어 있으며,

상기 관로는 상기 다수의 제2관통부와 상기 제1관통부를 이어주도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제9항에 있어서,

상기 제2관통부는 상기 내경 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고,

상기 제1관통부는 상기 외경 하우징의 외면 둘레를 따라 서로 간격을 두고 다수 개로 마련되어 있으며,

상기 관로는 상기 다수의 제2관통부와 다수의 상기 제1관통부를 이어주도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제1내부공간이 형성되어 있고, 상기 제1내부공간이 외부와 관통하도록 제1관통부가 형성되어 있는 외경 하우징;

상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있으며, 상기 제2내부공간이 상기 제1내부공간과 관통하도록 제2관통부가 형성되어 있는 내경 하우징;

상기 외경 하우징과 상기 내경 하우징 사이에 마련되고, 상기 제1관통부와 맞닿도록 안착홈이 형성되어 있으며, 상기 안착홈과 상기 제2관통부를 서로 이어주도록 관로가 형성되어 있는 유압관;

상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되는 반경방향 에어 베어링;

상기 제2관통부 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면과 맞닿는 탄성체;

상기 제1관통부와 상기 안착홈 내에 배치되는 압력조절수단;

상기 안착홈 내에 배치되고, 상기 압력조절수단을 감싸며 마련되는 실링부재;를 포함하여,

상기 관로에는 유체가 채워짐으로 인하여 상기 탄성체와 상기 압력조절수단 사이에는 유체가 채워지는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제15항에 있어서,

상기 탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링에 둘레를 따라 면 접촉하고,

상기 유체는 상기 탄성체에 둘레를 따라 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제15항에 있어서,

상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 상기 탄성체와 맞닿는 위치에 안착부가 형성되어 있고,

상기 안착부에는 보조 탄성체가 마련되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제15항에 있어서,

상기 제2내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되는 부쉬;를 더 포함하여,

상기 탄성체는 상기 부쉬의 외면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
내부공간이 형성되어 있고, 상기 내부공간이 외부와 관통하도록 관통부가 형성되어 있는 하우징;

상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링;

상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 둘레를 감싸며 마련되며, 외면에는 상기 관통부와 맞닿는 안착홈이 형성되어 있는 부쉬;

상기 안착부 내에 배치되고, 상기 부쉬의 내면과 맞닿는 탄성체;

상기 관통부 내에 배치되는 압력조절수단;을 포함하여,

상기 안착홈과 상기 관통부의 일부분에 유체가 채워짐으로 인하여 상기 압력조절수단과 상기 부쉬의 외면 사이에는 유체가 배치되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
제19항에 있어서,

상기 유체는 상기 부쉬의 외면 둘레를 따라 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.