WO2019013368A1 - 에어 베어링의 강성조절장치 - Google Patents

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WO2019013368A1
WO2019013368A1 PCT/KR2017/007471 KR2017007471W WO2019013368A1 WO 2019013368 A1 WO2019013368 A1 WO 2019013368A1 KR 2017007471 W KR2017007471 W KR 2017007471W WO 2019013368 A1 WO2019013368 A1 WO 2019013368A1
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air bearing
radial air
disposed
housing
elastic body
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PCT/KR2017/007471
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English (en)
French (fr)
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이동헌
육인수
유성웅
이종수
Original Assignee
주식회사 알피에스
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings

Definitions

  • the present invention relates to a stiffness adjusting device for an air bearing which can be easily applied to a spindle having a tool holder type of 80,000 rpm.
  • spindle is composed of shaft and bearing, and is used for rotary machining. It is used for grinding of semiconductor industry, PCB substrate, electronic industry and optical lens for processing small electronic parts. It is widely used in the field of optical equipment industry for processing.
  • a conventional spindle using air bearings adopts a large number of electric motors as a rotational power source.
  • the spindle device includes an electric motor on the outside, a structure that transmits rotational power using a coupling element such as a coupling, or an electric motor There is a built-in motor structure.
  • the air bearing used for the spindle means that when the compressed air is supplied through the nozzle of the journal, the inner shaft is floated by the pressure and becomes free. This state is free of friction and does not interfere with the outside, allowing very precise control (rotation and linear motion).
  • the air bearing and the housing in the radial direction are fixed without elasticity, so that when the axial load is applied to the shaft, the housing comes into contact with the air bearing, thereby damaging the parts.
  • the present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an airbag device in which an elastic body is disposed between a housing and a bush or between a bush and a radial air bearing, and an elastic body,
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an air bearing rigidity adjusting device capable of setting various stiffnesses of an air bearing.
  • an electronic apparatus comprising: a housing having an internal space formed therein; A radial air bearing disposed in the interior space and disposed around and surrounding an outer surface of the shaft; A bushing disposed in the interior space and disposed around and surrounding the periphery of the radial air bearing; A first elastic body disposed between the housing and the bush; And a second elastic body disposed between the bush and the radial air bearing.
  • the first elastic body is continuously provided along the outer periphery of the bush, and the second elastic body is continuously provided along the outer peripheral surface of the radial air bearing.
  • a plurality of first elastic members are provided at intervals in the longitudinal direction of the bush, and a plurality of second elastic members are provided at intervals along the longitudinal direction of the radial air bearings .
  • the first elastic body and the second elastic body are located on the same vertical line.
  • the first elastic member and the second elastic member are not arranged on the same vertical line but are arranged in a zigzag manner.
  • an electronic apparatus comprising: a housing having an internal space formed therein; A radial air bearing disposed in the inner space and disposed around the outer surface of the shaft and having a first seating portion formed on an outer surface thereof along a periphery of the outer surface; A bushing disposed in the interior space and disposed around and surrounding the periphery of the radial air bearing; And a third elastic body that is seated on the first seat portion and is disposed to abut the bush.
  • the first seat portion is formed continuously along the outer circumferential surface of the radial air bearing, and a plurality of the first seating portions are spaced apart from each other along the longitudinal direction of the radial air bearing .
  • a backup ring is provided in the first seat portion.
  • an elastic groove is formed on an outer surface of the radial air bearing.
  • the elastic grooves are formed continuously along the outer circumferential surface of the radial air bearing.
  • the elastic groove is formed with a penetrating portion penetrating the inner surface of the radial air bearing.
  • the present invention may further comprise a fourth elastic body having a second seating portion formed on the inner surface of the housing along the circumference thereof, the fourth elastic body being seated on the second seating portion and disposed to abut the bush.
  • the second seat portion is formed continuously along the inner surface of the housing, and a plurality of second seat portions are formed at intervals along the longitudinal direction of the housing.
  • the first seating portion and the second seating portion are located on the same vertical line.
  • an electronic device including: an outer diameter housing having a first inner space formed therein; An inner diameter housing disposed in the first inner space and having a second inner space formed therein; A radial air bearing disposed in the second inner space and disposed around the outer surface of the shaft and having an outer surface formed with a first seating portion around the outer surface; A bushing disposed in the first inner space and disposed around the outer periphery of the inner diameter housing; And a third elastic body that is seated on the first seat portion and disposed to abut the inner diameter housing.
  • an elastic groove is formed on an outer surface of the radial air bearing.
  • the inner surface of the inner diameter housing is formed with auxiliary elastic grooves which are smaller than the cross sectional area of the elastic grooves at positions where the elastic grooves abut against the elastic grooves.
  • the rigidity of the air bearings can be further varied by disposing the elastic body between the housing and the bush or between the bush and the radial air bearings and adjusting the arrangement of the elastic bodies in the bush upper and lower portions or additionally forming the elastic grooves and the penetrating portions .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a stiffness adjusting device of an air bearing according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a stiffness adjusting device of an air bearing according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a sectional view showing an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view showing an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a stiffness adjusting device of an air bearing according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a stiffness adjusting device of an air bearing according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to an eighth embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a rigidity adjusting device for an air bearing according to a first embodiment of the present invention.
  • the apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to the first embodiment includes a housing 100, a radial air bearing 300a, a bush 200, a first elastic body 400, and a second elastic body 500).
  • the housing 100 is preferably formed in a cylindrical shape.
  • An inner space 101 is formed in the housing 100 so that a bushing 200 and a radial air bearing 300a to be described later can be installed in the inner space 101.
  • the bushing 200 is disposed in the inner space 101 and is formed in a pipe shape so that the inner space 210 is formed in the bushing 200 and the radial air bearing
  • the bush 200 is disposed so as to surround the outer circumferential surface of the radial air bearing 300a.
  • the outer surface of the bushing 200 is in contact with the inner surface of the housing 100 and the inner surface of the bushing 200 is in contact with the outer surface of the radial air bearing 300a.
  • the radial air bearing 300a is disposed in the interior space 101 of the housing 100 and is disposed in the interior space 210 of the bushing 200 in particular.
  • the radial air bearing 300a is not shown in the drawing, but may be provided around the outer periphery of the shaft. That is, the shaft penetrates the radial air bearing 300a.
  • a motor for rotating the shaft may be provided, one end of the shaft may be disposed outside the housing 100, and one end of the shaft disposed outwardly may be equipped with an interaction tool.
  • a flow path through which air flows is formed on the outer surface of the radial air bearing 300a, and a through hole penetrating the inner surface of the radial air bearing 300a is formed on the flow path. Both sides of the through-hole are provided with a sealing member such as an O-ring capable of sealing, and are sealable.
  • This through hole includes an orifice and moves the air supplied to the flow path through the inner surface of the radial air bearing 300a to the inner surface of the radial air bearing 300a to float the shaft in the air It includes all possible means.
  • the first elastic body 400 is disposed between the housing 100 and the bushing 200.
  • the first elastic body 400 is continuously provided along the outer surface of the bushing 200.
  • the first elastic body 400 may be an O-ring.
  • first elastic bodies 400 continuously provided along the outer circumference of the bushing 200 are provided at a plurality of intervals along the longitudinal direction of the bushing 200. 1, four first elastic bodies 400 are provided at intervals in the longitudinal direction of the bushing 200. As shown in FIG.
  • the second elastic body 500 is disposed between the housing 100 and the bushing 200.
  • the second elastic body 500 is continuously provided along the outer surface of the bush 200.
  • the second elastic body 500 may be an O-ring.
  • the second elastic bodies 500 continuously provided along the outer surface of the bushing 200 are provided at a plurality of intervals along the longitudinal direction of the bushing 200. 1, four second elastic bodies 500 are provided at intervals in the longitudinal direction of the bushing 200. In this embodiment,
  • the first elastic body 400 and the second elastic body 500 are positioned on the same vertical line. That is, the first elastic body 400 and the second elastic body 500 are disposed parallel to each other with the bush 200 interposed therebetween.
  • FIG. 1 An apparatus for adjusting the rigidity of an air bearing according to a second embodiment of the present invention is shown in Fig.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the first embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the apparatus for adjusting the rigidity of an air bearing according to the second embodiment includes a housing 100, a radial air bearing 300a, a bush 200, a first elastic body 400 and a second elastic body 500).
  • the first elastic body 400 and the second elastic body 500 are arranged in a zigzag manner so as not to be located on the same vertical line but in an alternate position. That is, the second elastic body 500 is positioned between the two first elastic bodies 400 spaced apart from each other, and the first elastic body 400 is positioned between the two second elastic bodies 500 separated from each other.
  • FIG. 1 A rigidity adjusting device for an air bearing according to a third embodiment of the present invention is shown in Fig.
  • the apparatus for adjusting the rigidity of an air bearing according to the third embodiment includes a housing 100, a radial air bearing 300b, a bush 200, and a third elastic body 600. As shown in Fig.
  • the housing 100 is preferably formed in a cylindrical shape.
  • An internal space 101 is formed in the housing 100 so that a bushing 200 and a radial air bearing 300b to be described later can be installed in the internal space 101.
  • the bushing 200 is disposed in the inner space 101 and is formed in a pipe shape so that the inner space 210 is formed in the bushing 200 and the radial air bearing
  • the bush 200 is disposed so as to surround the outer circumference of the radial air bearing 300b.
  • the outer surface of the bushing 200 is in contact with the inner surface of the housing 100 and the inner surface of the bushing 200 is in contact with the outer surface of the radial air bearing 300b.
  • the radial air bearing 300b is disposed within the interior space 101 of the housing 100 and is disposed within the interior space 210 of the bush 200 in particular.
  • the radial air bearing 300b is not shown in the drawing, but may be provided around the outer circumference of the shaft. That is, the shaft penetrates the radial air bearing 300b.
  • a motor for rotating the shaft may be provided, one end of the shaft may be disposed outside the housing 100, and one end of the shaft disposed outwardly may be equipped with an interaction tool.
  • a flow path through which air flows is formed on the outer surface of the radial air bearing 300b, and a through hole penetrating the inner surface of the radial air bearing 300b is formed on the flow path.
  • Both sides of the through-hole are provided with a sealing member such as an O-ring capable of sealing, and are sealable.
  • This through hole includes an orifice and moves the air supplied to the flow path through the inner surface of the radial air bearing 300b to the inner surface of the radial air bearing 300b to float the shaft to the air hole It includes all possible means.
  • a first seating portion 310b is formed along the outer surface.
  • the first seating portion 310b is preferably formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300b.
  • the first seating portion 310b is formed as a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300b.
  • first seating portions 310b are formed at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300b.
  • four first seating portions 310b are provided at intervals along the longitudinal direction of the radial air bearing 300b.
  • the third elastic body 600 is seated on the first seat portion 310b and disposed so as to abut the bush 200.
  • the third elastic body 600 which is seated on the first seating portion 310b, And is continuously provided along the outer circumference of the bearing 300b.
  • the first elastic body 400 may be an O-ring.
  • the third elastic body 600 which is seated on the first seating portion 310b, are provided at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300b.
  • Fig. 4 shows an apparatus for adjusting the rigidity of an air bearing according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the third embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the fourth embodiment are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the apparatus for adjusting rigidity of an air bearing includes a housing 100, a radial air bearing 300b, a bush 200, and a third elastic body 600.
  • the backup ring 800 is provided in the first seat portion 310b.
  • the third elastic body 600 is mounted after the backup ring 800 is mounted in the first seat portion 310b, the third elastic body 600 can be prevented from being separated.
  • a rigidity adjusting device for an air bearing according to a fifth embodiment of the present invention is shown in Fig.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the third embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the stiffness adjusting device of the air bearing according to the fifth embodiment includes a housing 100, a radial air bearing 300c, a bush 200, and a third elastic body 600. As shown in Fig.
  • the radial air bearing 300c is disposed within the interior space 101 of the housing 100 and is disposed within the interior space 210 of the bush 200 in particular.
  • the radial air bearing 300c is not shown in the drawing, but may be provided around the outer circumference of the shaft. That is, the shaft penetrates the radial air bearing 300c.
  • a motor for rotating the shaft may be provided, one end of the shaft may be disposed outside the housing 100, and one end of the shaft disposed outwardly may be equipped with an interaction tool.
  • a flow path through which air flows is formed on the outer surface of the radial air bearing 300c, and a through hole penetrating the inner surface of the radial air bearing 300c is formed on the flow path. Accordingly, air is supplied to the flow path formed in the radial air bearing 300c through the air supply passage formed in the housing 100. The supplied air moves through the through hole to the inner surface of the radial air bearing 300c, The pressure in the bearing can lift the shaft into the air.
  • a first seating portion 310c is formed along the outer surface.
  • the first seat portion 310c is preferably formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the first seating portion 310c is formed as a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • first seating portions 310c are formed at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300c.
  • four first seating portions 310c are provided at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300c.
  • an elastic groove 330c is preferably formed on the outer surface of the radial air bearing 300c.
  • the elastic grooves 330c are preferably formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the elastic grooves 330c are formed in a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the sectional area of the elastic groove 330c is preferably larger than the sectional area of the first seating portion 310c, but is not limited thereto.
  • the elastic grooves 330c may be formed of one or more than one elastic grooves 330c.
  • the elastic grooves 330c may be formed of one or more elastic grooves 330c.
  • the elastic grooves 330c may be formed in the longitudinal direction of the radial air bearing 300c have.
  • FIG. 6 shows an apparatus for adjusting the rigidity of an air bearing according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the third embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the sixth embodiment are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the apparatus for adjusting rigidity of an air bearing includes a housing 100, a radial air bearing 300d, a bush 200, and a third elastic body 600. As shown in Fig.
  • the radial air bearing 300d is disposed within the interior space 101 of the housing 100 and is disposed within the interior space 210 of the bush 200 in particular.
  • the radial air bearing 300d is not shown in the drawing, but may be provided around the outer circumference of the shaft. That is, the shaft penetrates the radial air bearing 300d.
  • a motor for rotating the shaft may be provided, one end of the shaft may be disposed outside the housing 100, and one end of the shaft disposed outwardly may be equipped with an interaction tool.
  • a flow path through which air flows is formed on the outer surface of the radial air bearing 300d, and a through hole penetrating the inner surface of the radial air bearing 300d is formed on the flow path.
  • Both sides of the through-hole are provided with a sealing member such as an O-ring capable of sealing, and are sealable.
  • This through hole includes an orifice and moves the air supplied to the flow path through the inner surface of the radial air bearing 300d to the inner surface of the radial air bearing 300d to float the shaft in the air It includes all possible means.
  • a first seating portion 310d is formed along the outer surface.
  • the first seating portion 310d is formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300d.
  • the first seating portion 310d is formed as a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300d.
  • first seating portions 310d are formed at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300d.
  • four first seating portions 310d are provided at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300d.
  • an elastic groove 330d is preferably formed on the outer surface of the radial air bearing 300d.
  • the elastic grooves 330d are preferably formed continuously along the outer surface of the radial air bearing 300d.
  • the elastic groove 330d is formed as a rectangular groove, and the rectangular groove is continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300d.
  • the cross-sectional area of the elastic groove 330d is preferably larger than the cross-sectional area of the first seating portion 310d, but is not limited thereto.
  • the elastic grooves 330d are formed as one piece, but they may be composed of more than one according to the embodiment. In this case, the elastic grooves 330d may be formed in the longitudinal direction of the radial air bearing 300d have.
  • a penetration portion 350d penetrating the inner surface of the radial air bearing is formed.
  • the penetration portion 350d is formed through the bottom surface of the elastic groove 330d and the inner surface of the radial air bearing, and the penetration portion 350d is preferably formed only on a part of the bottom surface of the elastic groove 330d Do.
  • FIG. 7 shows an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the third embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the seventh embodiment are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the air bearing rigidity adjusting apparatus includes a housing 110, a radial air bearing 300b, a bushing 200, a third elastic body 600, and a fourth elastic body 700).
  • the housing 110 is formed in a cylindrical shape.
  • An inner space 101 is formed in the housing 110 so that a bushing 200 and a radial air bearing can be embedded in the inner space 101.
  • a second seating portion 113 is formed along the inner surface.
  • the second seating part 113 is preferably formed continuously along the inner surface of the housing 110.
  • the second seating portion 113 is formed as a rectangular groove, and the rectangular groove is formed continuously along the inner surface of the housing 110.
  • a plurality of second seating portions 113 are formed at intervals in the longitudinal direction of the housing 110.
  • four second seating portions 113 are provided at intervals along the longitudinal direction of the housing 110.
  • the second seating portion 113 is preferably positioned on the same vertical line as the first seating portion 310b formed on the radial air bearing 300b. That is, the second seating part 113 and the first seating part 310b are arranged parallel to each other with the bush 200 interposed therebetween.
  • the fourth elastic body 700 is seated on the second seat 113 and disposed to abut the bush 200.
  • the fourth elastic body 700 which is seated on the second seating portion 113, Are continuously provided along the circumference.
  • the fourth elastic body 700 may be an O-ring.
  • a plurality of second seating portions 113 are formed at intervals in the longitudinal direction of the housing 110 so that the fourth elastic body 700 that is seated on the second seating portion 113 is inserted into the housing 110 are spaced from each other along the longitudinal direction.
  • the second seating portion 113 and the first seating portion 310b are disposed parallel to each other with the bush 200 interposed therebetween so that the fourth elastic body And a third elastic body 600 that is seated on the first seating portion 310b are disposed parallel to each other with the bush 200 interposed therebetween.
  • FIG. 8 shows an apparatus for adjusting rigidity of an air bearing according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the air bearing rigidity adjusting device according to the third embodiment among the constituent elements of the air bearing rigidity adjusting device according to the eighth embodiment are designated by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted do.
  • the air bearing rigidity adjusting apparatus includes an outer diameter housing 130, an inner diameter housing 150, a radial air bearing 300c, a bush 200, and a third elastic body 600).
  • the outer diameter housing 130 is preferably formed in a cylindrical shape.
  • a first inner space 131 is formed in the outer diameter housing 130 so that the inner diameter housing 150 and the radial air bearing 300c and the bushing 200 can be embedded in the first inner space 131 .
  • the inner diameter housing 150 which is disposed in the first inner space 131 of the outer diameter housing 130, is shown in cross section in FIG. 8, but is preferably formed in a cylindrical shape.
  • An inner space 151 is formed in the inner diameter housing 150 so that a radial air bearing 300c can be embedded in the inner space 151.
  • auxiliary elastic grooves 153 are formed on the inner surface of the inner diameter housing 150.
  • the auxiliary elastic groove 153 is preferably formed continuously along the outer surface of the inner diameter housing 150.
  • the auxiliary elastic grooves 153 are formed in a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the inner diameter housing 150.
  • the sectional area of the auxiliary elastic groove 153 is preferably smaller than the sectional area of the elastic groove 330c to be described later, and is disposed at a position where it abuts the elastic groove 330c. That is, the auxiliary elastic groove 153 is disposed to face the elastic groove 330c.
  • the auxiliary elastic grooves 153 are constituted by one but may be composed of more than one according to the embodiment.
  • the bushing 200 is disposed in the first inner space 131 and is formed in a pipe shape. Accordingly, the inner space 210 is formed in the bushing 200, and the inner diameter of the inner diameter housing The bushing 200 is disposed so as to surround the outer circumferential surface of the radial inner diameter housing 150. The outer surface of the bushing 200 is in contact with the inner surface of the outer diameter housing 130 and the inner surface of the bushing 200 is in contact with the outer surface of the inner diameter housing 150.
  • the radial air bearing 300c is disposed in the inner space 131 of the outer diameter housing 130 and is disposed in the inner space 151 of the inner diameter housing 150 in particular.
  • a first seating portion 310c is formed along the outer surface.
  • the first seat portion 310c is preferably formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the first seating portion 310c is formed as a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • first seating portions 310c are formed at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300c.
  • four first seating portions 310c are provided at intervals in the longitudinal direction of the radial air bearing 300c.
  • an elastic groove 330c is preferably formed on the outer surface of the radial air bearing 300c.
  • the elastic grooves 330c are preferably formed continuously along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the elastic grooves 330c are formed in a rectangular groove, and these rectangular grooves are continuously formed along the outer circumference of the radial air bearing 300c.
  • the sectional area of the elastic groove 330c is preferably larger than the sectional area of the first seating portion 310c, but is not limited thereto.
  • the elastic grooves 330c are formed as one piece, but they may be composed of more than one according to the embodiment.
  • the rigidity of the air bearings can be further varied by disposing the elastic body between the housing and the bush or between the bush and the radial air bearings and adjusting the arrangement of the elastic bodies in the bush upper and lower portions or additionally forming the elastic grooves and the penetrating portions .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

본 발명은 에어 베어링의 강성조절장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 내부공간이 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 반경방향 에어 베어링; 상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬; 상기 하우징과 상기 부쉬의 사이에 배치되는 제1탄성체; 상기 부쉬와 상기 반경방향 에어 베어링의 사이에 배치되는 제2탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기의 구성에 따르면, 하우징과 부쉬 사이 또는 부쉬와 반경방향 에어 베어링 사이에 탄성체를 배치하고, 부쉬 상, 하부의 탄성체 배열을 조절하거나 탄성홈, 관통부 등을 추가적으로 형성함으로써, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 설정할 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, 하우징과 부쉬 사이 또는 부쉬와 반경방향 에어 베어링 사이에 탄성체를 배치하고, 부쉬 상, 하부의 탄성체 배열을 조절하거나 탄성홈, 관통부 등을 추가적으로 형성함으로써, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 설정할 수 있는 에어 베어링의 강성조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은, 내부공간이 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 반경방향 에어 베어링; 상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬; 상기 하우징과 상기 부쉬의 사이에 배치되는 제1탄성체; 상기 부쉬와 상기 반경방향 에어 베어링의 사이에 배치되는 제2탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1탄성체는 상기 부쉬의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있고, 상기 제2탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1탄성체는 상기 부쉬의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고, 상기 제2탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1탄성체와 상기 제2탄성체는 동일한 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1탄성체와 상기 제2탄성체는 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 내부공간이 형성되어 있는 하우징; 상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되며, 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링; 상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬; 상기 제1안착부에 안착되고, 상기 부쉬와 맞닿도록 배치되는 제3탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1안착부는, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있고, 상기 반경방향 에어 베어링의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1안착부 내에는 백업링이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성홈은 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성홈 내에는 상기 반경방향 에어 베어링의 내면을 관통하는 관통부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 하우징의 내면에는 둘레를 따라 제2안착부가 형성되어 있고, 상기 제2안착부에 안착되고, 상기 부쉬와 맞닿도록 배치되는 제4탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2안착부는, 상기 하우징의 내면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있고, 상기 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1안착부와 상기 제2안착부는 동일한 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 제1내부공간이 형성되어 있는 외경 하우징; 상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있는 내경 하우징; 상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되며, 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링; 상기 제1내부공간 내에 배치되고, 상기 내경 하우징의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬; 상기 제1안착부에 안착되고, 상기 내경 하우징과 맞닿도록 배치되는 제3탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 내경 하우징의 내면에는 상기 탄성홈과 맞닿는 위치에 상기 탄성홈의 단면적보다 작은 보조 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 에어 베어링의 강성조절장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
하우징과 부쉬 사이 또는 부쉬와 반경방향 에어 베어링 사이에 탄성체를 배치하고, 부쉬 상, 하부의 탄성체 배열을 조절하거나 탄성홈, 관통부 등을 추가적으로 형성함으로써, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도시한 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.
에어 베어링의 강성조절장치의 제1실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 1에 도시하였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 부쉬(200)와 제1탄성체(400)와 제2탄성체(500)를 포함한다.
도 1 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100) 내에는 내부공간(101)이 형성되어 있어, 내부공간(101) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200)와 반경방향 에어 베어링(300a)이 내장될 수 있다.
부쉬(200)는 내부공간(101) 내에 배치되며, 파이프 형상으로 형성되어 있다, 따라서, 부쉬(200)에는 내부공간(210)이 형성되어 있고, 이 내부공간(210) 내에 반경방향 에어 베어링(300a)이 배치됨으로써, 부쉬(200)가 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 것이다. 부쉬(200)의 외면은 하우징(100)의 내면과 맞닿고, 부쉬(200)의 내면은 반경방향 에어 베어링(300a)의 외면과 맞닿는 것이 바람직하다.
반경방향 에어 베어링(300a)은 하우징(100)의 내부공간(101) 내에 배치되는데, 특히, 부쉬(200)의 내부공간(210) 내에 배치된다.
반경방향 에어 베어링(300a)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300a)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100) 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.
제1탄성체(400)는 하우징(100)과 부쉬(200)의 사이에 배치된다.
이러한 제1탄성체(400)는 부쉬(200)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우 제1탄성체(400)는 오링(O-ring)이 될 수 있다.
이렇게 부쉬(200)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 제1탄성체(400)는 부쉬(200)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다. 본 명세서의 도 1에서는 부쉬(200)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 4개의 제1탄성체(400)가 마련되어 있다.
제2탄성체(500)는 하우징(100)과 부쉬(200)의 사이에 배치된다.
이러한 제2탄성체(500)는 부쉬(200)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우 제2탄성체(500)는 오링(O-ring)이 될 수 있다.
이렇게 부쉬(200)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되는 제2탄성체(500)는 부쉬(200)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되는 것이 바람직하다. 본 명세서의 도 1에서는 부쉬(200)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 4개의 제2탄성체(500)가 마련되어 있다.
제1실시예에서 제1탄성체(400)와 제2탄성체(500)는 동일한 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 제1탄성체(400)와 제2탄성체(500)는 부쉬(200)를 사이에 두고 평행하게 배치된다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제2실시예
본 발명의 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 2에 도시하였다. 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제1실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300a)과 부쉬(200)와 제1탄성체(400)와 제2탄성체(500)를 포함한다.
제2실시예에서는 제1탄성체(400)와 제2탄성체(500)가 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 교대로 위치하도록 지그재그로 배치되어 있다. 즉, 서로 이격한 두 개의 제1탄성체(400) 사이에 제2탄성체(500)가 위치하고, 서로 이격한 두 개의 제2탄성체(500) 사이에 제1탄성체(400)가 위치한다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제3실시예
본 발명의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 3에 도시하였다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)를 포함한다.
도 3 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(100)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100) 내에는 내부공간(101)이 형성되어 있어, 내부공간(101) 내에 하기에서 설명할 부쉬(200)와 반경방향 에어 베어링(300b)이 내장될 수 있다.
부쉬(200)는 내부공간(101) 내에 배치되며, 파이프 형상으로 형성되어 있다, 따라서, 부쉬(200)에는 내부공간(210)이 형성되어 있고, 이 내부공간(210) 내에 반경방향 에어 베어링(300b)이 배치됨으로써, 부쉬(200)가 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 것이다. 부쉬(200)의 외면은 하우징(100)의 내면과 맞닿고, 부쉬(200)의 내면은 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면과 맞닿는 것이 바람직하다.
반경방향 에어 베어링(300b)은 하우징(100)의 내부공간(101) 내에 배치되는데, 특히, 부쉬(200)의 내부공간(210) 내에 배치된다.
반경방향 에어 베어링(300b)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300b)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100) 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 에어 베어링(300b)의 내면으로 이동시켜 샤프트를 허공에 부양시킬 수 있는 모든 수단을 포함한다.
이러한 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부(310b)가 형성되어 있다.
제1안착부(310b)는 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1안착부(310b)는 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
나아가, 제1안착부(310b)는 반경방향 에어 베어링(300b)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 반경방향 에어 베어링(300b)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 네 개의 제1안착부(310b)가 마련되어 있다.
제3탄성체(600)는 제1안착부(310b)에 안착되고, 부쉬(200)와 맞닿도록 배치된다.
본 실시예에서 제1안착부(310b)가 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련됨에 따라, 제1안착부(310b)에 안착되는 제3탄성체(600)는 반경방향 에어 베어링(300b)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련된다. 이 경우 제1탄성체(400)는 오링(O-ring)이 될 수 있다.
또한, 제1안착부(310b)가 반경방향 에어 베어링(300b)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있음에 따라, 제1안착부(310b)에 안착되는 제3탄성체(600)는 반경방향 에어 베어링(300b)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련된다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제4실시예
본 발명의 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 4에 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 4에 도시한 바와 같이, 제4실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)를 포함한다.
제4실시예에서는 제1안착부(310b) 내에 백업링(800)이 마련되어 있다.
즉, 제1안착부(310b) 내에 백업링(800)이 장착된 후 제3탄성체(600)가 장착됨으로써, 제3탄성체(600)의 이탈을 방지할 수 있다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제5실시예
본 발명의 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 5에 도시하였다. 제5실시예에 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, 제5실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300c)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)를 포함한다.
반경방향 에어 베어링(300c)은 하우징(100)의 내부공간(101) 내에 배치되는데, 특히, 부쉬(200)의 내부공간(210) 내에 배치된다.
반경방향 에어 베어링(300c)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300c)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100) 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. 따라서, 반경방향 에어 베어링(300c)에 형성된 유로 상에는 하우징(100)에 형성된 에어공급유로를 통하여 에어가 공급되며, 공급된 에어는 관통공을 통하여 반경방향 에어 베어링(300c)의 내면으로 이동하여 공기의 압력으로 베어링 내에서 사프트를 허공에 부양할 수 있다.
이러한 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부(310c)가 형성되어 있다.
제1안착부(310c)는 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1안착부(310c)는 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
나아가, 제1안착부(310c)는 반경방향 에어 베어링(300c)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 반경방향 에어 베어링(300c)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 네 개의 제1안착부(310c)가 마련되어 있다.
한편, 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 탄성홈(330c)이 형성되는 것이 바람직하다.
탄성홈(330c)은 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 탄성홈(330c)은 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
이러한 탄성홈(330c)의 단면적은 제1안착부(310c)의 단면적보다 큰 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.
본 실시예에서 탄성홈(330c)은 한 개로 구성되어 있지만, 실시예에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 이 경우에는 반경방향 에어 베어링(300c)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 형성될 수 있다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제6실시예
본 발명의 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 6에 도시하였다. 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제6실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(100)과 반경방향 에어 베어링(300d)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)를 포함한다.
반경방향 에어 베어링(300d)은 하우징(100)의 내부공간(101) 내에 배치되는데, 특히, 부쉬(200)의 내부공간(210) 내에 배치된다.
반경방향 에어 베어링(300d)은 도면상에 도시하지 않았지만, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 마련될 수 있다. 즉, 반경방향 에어 베어링(300d)에는 샤프트가 관통한다. 하우징(100) 내에는 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 구비될 수 있으며, 사프트의 일단은 하우징(100) 외측으로 배치되고, 외측으로 배치된 샤프트의 일단에는 공작용 공구가 장착될 수 있다.
도면상에 도시하지 않았지만, 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면에는 에어가 이동하는 유로가 형성되어 있고, 유로 상에는 반경방향 에어 베어링(300d)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(300d)의 내면과 관통하는 형태로 유로에 공급된 에어를 반경방향 에어 베어링(300d)의 내면으로 이동시켜 샤프트를 허공에 부양시킬 수 있는 모든 수단을 포함한다.
이러한 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부(310d)가 형성되어 있다.
제1안착부(310d)는 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1안착부(310d)는 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
나아가, 제1안착부(310d)는 반경방향 에어 베어링(300d)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 반경방향 에어 베어링(300d)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 네 개의 제1안착부(310d)가 마련되어 있다.
한편, 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면에는 탄성홈(330d)이 형성되는 것이 바람직하다.
탄성홈(330d)은 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 탄성홈(330d)은 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300d)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
이러한 탄성홈(330d)의 단면적은 제1안착부(310d)의 단면적보다 큰 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.
본 실시예에서 탄성홈(330d)은 한 개로 구성되어 있지만, 실시예에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 이 경우에는 반경방향 에어 베어링(300d)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 형성될 수 있다.
탄성홈(330d) 내에는 반경방향 에어 베어링의 내면을 관통하는 관통부(350d)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 탄성홈(330d)의 바닥면과 반경방향 에어 베어링의 내면을 관통하며 관통부(350d)가 형성되어 있으며, 관통부(350d)는 탄성홈(330d)의 바닥면 일부에만 형성되는 것이 바람직하다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제7실시예
본 발명의 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 7에 도시하였다. 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제7실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 하우징(110)과 반경방향 에어 베어링(300b)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)와 제4탄성체(700)를 포함한다.
도 7 상에서는 단면을 도시하였지만, 하우징(110)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(110) 내에는 내부공간(101)이 형성되어 있어, 내부공간(101) 내에 부쉬(200)와 반경방향 에어 베어링이 내장될 수 있다.
이러한 하우징(110)의 내면에는 내면 둘레를 따라 제2안착부(113)가 형성되어 있다.
제2안착부(113)는 하우징(110)의 내면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제2안착부(113)는 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 하우징(110)의 내면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
나아가, 제2안착부(113)는 하우징(110)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 하우징(110)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 네 개의 제2안착부(113)가 마련되어 있다.
또한, 제2안착부(113)는 반경방향 에어 베어링(300b)에 형성된 제1안착부(310b)와 동일한 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 제2안착부(113)와 제1안착부(310b)는 부쉬(200)를 사이에 두고 평행하게 배치된다.
제4탄성체(700)는 제2안착부(113)에 안착되고, 부쉬(200)와 맞닿도록 배치된다.
본 실시예에서 제2안착부(113)가 하우징(110)의 내면 둘레를 따라 연속적으로 마련됨에 따라, 제2안착부(113)에 안착되는 제4탄성체(700)는 하우징(110)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련된다. 이 경우 제4탄성체(700)는 오링(O-ring)이 될 수 있다.
또한, 제2안착부(113)가 하우징(110)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있음에 따라, 제2안착부(113)에 안착되는 제4탄성체(700)는 하우징(110)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련된다.
본 실시예에서 제2안착부(113)와 제1안착부(310b)는 부쉬(200)를 사이에 두고 평행하게 배치되어 있음에 따라, 제2안착부(113)에 안착되는 제4탄성체(700)와, 제1안착부(310b)에 안착되는 제3탄성체(600)는 부쉬(200)를 사이에 두고 평행하게 배치된다.
에어 베어링의 강성조절장치의 제8실시예
본 발명의 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치를 도 8에 도시하였다. 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치의 구성요소 중에서 상기의 제3실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제8실시예에 따른 에어 베어링의 강성조절장치는 외경 하우징(130)과 내경 하우징(150)과 반경방향 에어 베어링(300c)과 부쉬(200)와 제3탄성체(600)를 포함한다.
도 8 상에서는 단면을 도시하였지만, 외경 하우징(130)은 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 외경 하우징(130) 내에는 제1내부공간(131)이 형성되어 있어, 제1내부공간(131) 내에 내경 하우징(150)과 반경방향 에어 베어링(300c)과 부쉬(200)가 내장될 수 있다.
외경 하우징(130)의 제1내부공간(131) 내에 배치되는 내경 하우징(150)은 도 8 상에서는 단면을 도시하였지만, 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 내경 하우징(150) 내에는 내부공간(151)이 형성되어 있어, 내부공간(151) 내에 반경방향 에어 베어링(300c)이 내장될 수 있다.
이러한 내경 하우징(150)의 내면에는 보조 탄성홈(153)이 형성되는 것이 바람직하다.
보조 탄성홈(153)은 내경 하우징(150)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 보조 탄성홈(153)은 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 내경 하우징(150)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
이러한 보조 탄성홈(153)의 단면적은 하기에서 설명할 탄성홈(330c)의 단면적보다 작은 것이 바람직하며, 탄성홈(330c)과 맞닿는 위치에 배치된다. 즉, 보조 탄성홈(153)은 탄성홈(330c)과 마주보도록 배치된다.
본 실시예에서 보조 탄성홈(153)은 한 개로 구성되어 있지만, 실시예에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있있다.
부쉬(200)는 제1내부공간(131) 내에 배치되며, 파이프 형상으로 형성되어 있다, 따라서, 부쉬(200)에는 내부공간(210)이 형성되어 있고, 이 내부공간(210) 내에 내경 하우징(150)이 배치됨으로써, 부쉬(200)가 반경방향 내경 하우징(150)의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 것이다. 부쉬(200)의 외면은 외경 하우징(130)의 내면과 맞닿고, 부쉬(200)의 내면은 내경 하우징(150)의 외면과 맞닿는 것이 바람직하다.
반경방향 에어 베어링(300c)은 외경 하우징(130)의 내부공간(131) 내에 배치되는데, 특히, 내경 하우징(150)의 내부공간(151) 내에 배치된다.
이러한 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부(310c)가 형성되어 있다.
제1안착부(310c)는 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1안착부(310c)는 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
나아가, 제1안착부(310c)는 반경방향 에어 베어링(300c)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 반경방향 에어 베어링(300c)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 네 개의 제1안착부(310c)가 마련되어 있다.
한편, 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면에는 탄성홈(330c)이 형성되는 것이 바람직하다.
탄성홈(330c)은 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 탄성홈(330c)은 사각형 형상의 홈으로 형성되어 있고, 이러한 사각형 형상의 홈이 반경방향 에어 베어링(300c)의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있다.
이러한 탄성홈(330c)의 단면적은 제1안착부(310c)의 단면적보다 큰 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.
본 실시예에서 탄성홈(330c)은 한 개로 구성되어 있지만, 실시예에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있다.
본 발명의 에어 베어링의 강성조절장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
하우징과 부쉬 사이 또는 부쉬와 반경방향 에어 베어링 사이에 탄성체를 배치하고, 부쉬 상, 하부의 탄성체 배열을 조절하거나 탄성홈, 관통부 등을 추가적으로 형성함으로써, 에어 베어링의 강성을 더욱 다양하게 설정할 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]
100 : 하우징
200 : 부쉬
300a, 300b, 300c : 반경방향 에어 베어링
400 : 제1탄성체
500 : 제2탄성체
600 : 제3탄성체
700 : 제4탄성체

Claims (17)

  1. 내부공간이 형성되어 있는 하우징;
    상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 반경방향 에어 베어링;
    상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬;
    상기 하우징과 상기 부쉬의 사이에 배치되는 제1탄성체;
    상기 부쉬와 상기 반경방향 에어 베어링의 사이에 배치되는 제2탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성체는 상기 부쉬의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있고,
    상기 제2탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성체는 상기 부쉬의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있고,
    상기 제2탄성체는 상기 반경방향 에어 베어링의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1탄성체와 상기 제2탄성체는 동일한 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1탄성체와 상기 제2탄성체는 동일한 수직선상에 위치하지 않고, 지그재그로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  6. 내부공간이 형성되어 있는 하우징;
    상기 내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되며, 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링;
    상기 내부공간 내에 배치되고, 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬;
    상기 제1안착부에 안착되고, 상기 부쉬와 맞닿도록 배치되는 제3탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1안착부는,
    상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있고,
    상기 반경방향 에어 베어링의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1안착부 내에는 백업링이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성홈은 상기 반경방향 에어 베어링의 외면 둘레를 따라 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 탄성홈 내에는 상기 반경방향 에어 베어링의 내면을 관통하는 관통부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 하우징의 내면에는 둘레를 따라 제2안착부가 형성되어 있고,
    상기 제2안착부에 안착되고, 상기 부쉬와 맞닿도록 배치되는 제4탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2안착부는,
    상기 하우징의 내면 둘레를 따라 연속적으로 형성되어 있고,
    상기 하우징의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 다수 개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1안착부와 상기 제2안착부는 동일한 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  15. 제1내부공간이 형성되어 있는 외경 하우징;
    상기 제1내부공간 내에 배치되고, 제2내부공간이 형성되어 있는 내경 하우징;
    상기 제2내부공간 내에 배치되고, 샤프트의 외면 둘레를 감싸며 배치되며, 외면에는 외면 둘레를 따라 제1안착부가 형성되어 있는 반경방향 에어 베어링;
    상기 제1내부공간 내에 배치되고, 상기 내경 하우징의 외면 둘레를 감싸며 배치되는 부쉬;
    상기 제1안착부에 안착되고, 상기 내경 하우징과 맞닿도록 배치되는 제3탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반경방향 에어 베어링의 외면에는 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 내경 하우징의 내면에는 상기 탄성홈과 맞닿는 위치에 상기 탄성홈의 단면적보다 작은 보조 탄성홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 베어링의 강성조절장치.
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