KR101079153B1 - 리니어 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외통과 케이지의 사이에 볼이 구비되되, 케이지에 트랙 형상으로 형성된 궤적이 형성되고, 이 케이지에 형성된 궤적에 볼이 안착되며, 볼은 이 궤적을 따라 움직이도록 하여 자연스럽게 고속 정밀 움직임에 따라 유동적으로 회전함으로써, 장시간 사용에도 정밀도를 유지할 수 있도록 한 리니어 베어링에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외통과, 상기 외통의 내측에 설치되는 케이지와, 상기 케이지의 외측에 설치되는 볼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 베어링{A linear bearing}

본 발명은 리니어 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외통과 케이지의 사이에 볼이 구비되되, 케이지에 트랙 형상으로 형성된 궤적이 형성되고, 이 케이지에 형성된 궤적에 볼이 안착되며, 볼은 이 궤적을 따라 움직이도록 하여 자연스럽게 고속 정밀 움직임에 따라 유동적으로 회전함으로써, 장시간 사용에도 정밀도를 유지할 수 있도록 한 리니어 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 베어링은 좌, 우지지편 사이에 고정설치되는 샤프트를 따라 슬라이딩 작동하여 슬라이드 블럭에 연결고정되는 각종 이송기구를 직선안내하는 것으로서, 블럭 내에 갖는 볼부시(Ball Bush)는 외통과 상기 외통 내에 삽입 고정되는 케이지 및 상기 케이지의 볼수장실에 촘촘히 결합되어 통공 내측으로 일부가 돌출되는 무수한 볼(Ball)로 구성된다.

그러나, 케이지에 설치되는 볼은 갯수가 적거나 또는 볼의 갯수가 많다 하더라도 그 볼이 외통과 샤프트 사이에서 적절한 접촉이 이루어지지 못할 경우, 또는 주위의 방해로 볼의 구름작용이 원활하게 이루어지지 못할 경우, 그리고 샤프트의 직경대비 볼의 크기가 적절하지 못할 경우 슬라이딩 작동시 심한 소음이 발생하고 또는 볼의 구름작용이 원활하게 이루어질 수가 없으며 볼의 편마모로 인하여 사용수명이 단축되는 등의 문제점들이 있었다.

또한, 외통의 내측에 설치되는 케이지는 외통에 고정되는 스냅링을 이용하여 고정함으로써, 샤프트를 직선 방향으로 슬라이드 동작시키는 과정에서 케이지가 외통 내에서 회전을 하게 되어 샤프트와 볼과의 마찰 저항이 커 베어링의 부품 등이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외통의 일측부에 내측으로 절곡된 단턱이 형성되고 외통의 내측으로 수용되는 케이지의 일측을 외통의 단턱이 지지함과 동시에 타측부는 스냅링을 이용하여 케이지를 고정시킴으로써, 케이지의 조립이 용이하게 이루어짐과 동시에 견고하게 케이지가 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 외통의 단턱에 다수개의 결속홈이 형성되고, 케이지에는 이 결속홈에 끼워지는 결속돌기를 형성함으로써, 외통에 케이지가 안전하게 결속된 상태를 유지함과 동시에 결속 후 케이지가 유동하는 것을 방지하여 부품의 파손 등이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외통과, 상기 외통의 내측에 설치되는 케이지와, 상기 케이지의 외측에 설치되는 볼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외통은 원통 형상으로 형성되고, 양측부 중 어느 일측부에는 내측을 향하도록 절곡된 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 외통의 단턱에는 다수개의 결속홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 케이지는 외통의 내측에 결합되되, 일측은 외통의 단턱에 지지되고, 타측부는 외통에 결합 고정되는 스냅링에 의해 지지 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이지는 길이 방향 외주면에 트랙형상으로 다수개의 무한궤도가 형성되고, 상기 무한궤도에는 케이지의 내주면을 관통하는 통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 무한궤도의 직선면 중 통공이 형성된 타측부의 직선면은 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 케이지의 일측부에는 외통의 결속홈에 결속 고정되는 결속돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼은 케이지의 무한궤도에 다수개가 안착되되, 무한궤도의 통공을 통하여 일부가 케이지의 내측으로 돌출되게 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 외통의 일측부에 내측으로 절곡된 단턱이 형성되고 외통의 내측으로 수용되는 케이지의 일측을 외통의 단턱이 지지함과 동시에 타측부는 스냅링을 이용하여 케이지를 고정시킴으로써, 케이지의 조립이 용이하게 이루어짐과 동시에 견고하게 케이지가 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 외통의 단턱에 다수개의 결속홈이 형성되고, 케이지에는 이 결속홈에 끼워지는 결속돌기를 형성함으로써, 외통에 케이지가 안전하게 결속된 상태를 유지함과 동시에 결속 후 케이지가 유동하는 것을 방지하여 부품의 파손 등이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 분리도.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 결합상태 단면도.
도 4는 도 3 의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 리니어 베어링의 작용관계를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 리니어 베어링에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 분리도이고, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 베어링을 보인 결합상태 단면도이고, 도 4는 도 3 의 A-A선 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리니어 베어링(100)은 원통 형상으로 형성된 외통(110)이 구비된다.

여기서, 상기 외통(110)은 원통 형상으로 형성된 일측부에 내측을 향하도록 절곡되게 단턱(112)이 형성되고, 이 단턱(112)이 형성된 외통의 타측 내주면에는 스냅링(120)이 결합 고정되는 고정홈(116)이 형성된다.

나아가, 상기 외통(110)의 단턱(112) 내주면에는 내측으로 개방되는 결속홈(114)이 형성되되, 이 결속홈(114)은 서로 대응되게 한 쌍 또는 여러 쌍이 형성된다.

아울러, 상기 외통(110)의 내주면에는 내측으로 돌출된 다수개의 지지돌기(118)가 형성된다.

그리고, 상기 외통(110)의 내측에 결합 고정되되, 관 형상으로 형성되어 외통(110)에 결합 고정되는 케이지(210)가 구비된다.

여기서, 상기 케이지(210)는 일측부는 외통(110)의 단턱(112)에 지지되고, 타측부는 외통(110)의 내측에 형성된 고정홈(116)에 결속되는 스냅링(120)에 의해 지지 고정된다.

나아가, 상기 케이지(210)에는 외통(110)의 단턱(112)에 형성된 결속홈(114)에 결속 고정되는 결속돌기(216)가 돌출 형성된다.

아울러, 상기 케이지(210)의 외주면에는 길이 방향으로 타원 형상, 즉 트랙형상으로 형성된 다수개의 무한궤도(212)가 형성되고, 이 무한궤도(212)에는 케이지(210)의 내측과 연결되는 통공(214)이 형성된다.

이때, 상기 통공(214)은 외통(110)의 내주면에 형성된 다수개의 지지돌기(118)에 대응되게 형성된다.

즉, 상기 무한궤도(212)는 길이 방향으로 대응되게 한 쌍의 직선면(212a)이 형성되고, 이 직선면(212a)의 양측 끝단부를 서로 연결시키는 타원면(212b)이 형성되며, 이 직선면(212a) 중 어느 일측의 직선면(212a)에는 통공(214)이 형성된다.

이때, 상기 무한궤도(212)에 형성된 한 쌍의 직선면(212a) 중 통공(214)이 형성된 직선면(212a)의 타측부에 형성된 직선면(212a)의 내측 공간이 확장되도록 경사각을 가지는 경사면(212c)이 형성된다.

한편, 상기 케이지(210)는 고온에서도 우수한 강도를 갖는 동합금으로 제작하는 것이 바람직하다.

여기서, 동합금은 황동 또는 청동등을 사용함으로써, 후속시효 처리에 의한 시효강화와 Sn의 고용 함량을 높여 강도와 내 마모성 내열성등을 증가시키고, 생산성을 향상시킬 수 있는 특성이 있다.

또한, 상기 외통(110)의 내주면에 위치되되, 케이지(210)의 무한궤도(212)에는 다수개의 볼(310)이 안착되게 설치된다.

이때, 상기 케이지(210)의 무한궤도(212)에 안착된 다수개의 볼(310) 중 일부, 즉 무한궤도(212)의 직선면(212a) 중 통공(214)이 형성된 직선면(212a)에 위치한 볼(310)은 외통(110)의 내주면에 형성된 지지돌기(118)에 의해 지지되어 통공(214)을 통하여 샤프트(102)의 외주면에 접촉할 수 있도록 케이지(210)의 내주면으로 돌출되게 구비된다.

따라서, 상기 케이지(210)의 통공(214)을 통하여 볼(310)의 일부가 내측으로 돌출되어 케이지(210)의 내주면에 체결되는 샤프트와 접촉되게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 베어링에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 베어링의 작용관계를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리니어 베어링(100)은 먼저, 상기 베어링(100)의 케이지(210)에 관통되게 샤프트(102)가 결합 고정되고, 샤프트(102)의 설치 방향에 따라 샤프트(102) 또는 베어링(100)이 수평으로 직선 운동이나 수직방향으로 직선 운동을 수행하게 된다.

즉, 상기 베어링(100)에 샤프트(102)가 체결된 상태에서 샤프트(102)가 직선 운동을 수행하는 경우에는 샤프트(102)의 설치방향에 따라 좌, 우 또는 상, 하로 이동하게 되면 케이지(210)의 무한궤도(212)에 구비된 볼(310)은 샤프트(102)의 이동방향을 따라 자유롭게 회동되게 되어 샤프트(102)는 원활하게 원하는 방향으로 이동할 수 있게 된다.

또한, 상기 베어링(100)이 체결되는 샤프트(102)는 고정된 상태에서 베어링(100)의 좌, 우 또는 상, 하로 이동하는 경우에는 샤프트(102)가 이동하는 동일한 방법으로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 샤프트(102) 또는 베어링(100)이 직선 방향으로 운동을 수행할 때 볼(310)은 케이지(210)의 통공(214)으로 돌출된 부분이 샤프트(102)에 접촉되어 구르면서 케이지(210)에 형성된 트랙 형상의 무한궤도(212)를 선회하면서 샤프트(102)의 이동을 안내하게 된다.

이때, 상기 볼(310)이 케이지(210)의 무한궤도(212)를 선회할 때 샤프트(102)와 접촉되는 타측부 직선면(212a)에는 경사면(212c)이 형성되어 통공(214)이 형성된 직선면(212a)보다 넓게 형성되어 다수개의 볼(310)이 무한궤도(212)를 선회할 때 볼(310)과 이웃하는 볼(310)과의 마찰이 적고, 경사면(212c)이 형성된 무한궤도(212)의 직선면(212a)에 볼(310)이 위치시 원활하게 선회동작을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 외통(110)에 단턱(112)이 형성되고, 이 단턱(112)의 내주면에는 내측으로 개방되는 결속홈(114)이 형성되어, 케이지(210)의 결속돌기(216)가 결속홈(114)에 결속되도록 하여 케이지(210)의 일측부를 고정시키고, 케이지(210)의 타측부는 스냅링(120)을 이용하여 고정시킴으로써, 베어링(100)을 제작함에 있어 케이지(210)의 조립을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 리니어 베어링에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

100 : 베이링 110 ; 외통
112 : 단턱 114 : 결속홈
116 : 고정홈 120 : 스냅링
210 : 케이지 212 : 무한궤도
212a : 직선면 212b : 타원면
212c : 경사면 214 : 통공
216 : 결속돌기 310 : 볼

Claims (8)

1. 원통 형상으로 형성되어 일측 단부에 내측을 향하도록 절곡된 단턱이 형성된 외통과,
   일측 단부가 상기 외통의 단턱에 지지되도록 하여 외통의 내측에 결합되고, 길이 방향 외주면에는 트랙형상으로 다수개의 무한궤도가 형성된 동합금 재질의 케이지와,
   상기 케이지의 외측에 설치되는 볼을 포함하여 구성되되,
   상기 외통의 타측 내주면에는 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈에는 케이지의 타측부를 고정시키기 위한 스냅링이 끼움 결합되며,
   상기 무한궤도는 길이 방향으로 대응되도록 형성된 한 쌍의 직선면과, 상기 직선면의 양측 끝단부를 서로 연결시키는 타원면으로 구성되고,
   상기 직선면 중 어느 일측에는 통공이 형성되며, 통공이 형성된 직선면의 타측부에 형성된 직선면에는 내측 공간이 확장되도록 경사각을 가지는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 베어링.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 외통의 단턱 내주면에는 내측으로 개방되는 다수 개의 결속홈이 형성되고, 상기 케이지의 일측부에는 결속홈에 결속 고정되는 결속돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 베어링.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 볼은 케이지의 무한궤도에 다수개가 안착되되, 무한궤도의 통공을 통하여 일부가 케이지의 내측으로 돌출되게 구비된 것을 특징으로 하는 리니어 베어링.

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