WO2011159026A2 - 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드 - Google Patents

무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드 Download PDF

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WO2011159026A2
WO2011159026A2 PCT/KR2011/003530 KR2011003530W WO2011159026A2 WO 2011159026 A2 WO2011159026 A2 WO 2011159026A2 KR 2011003530 W KR2011003530 W KR 2011003530W WO 2011159026 A2 WO2011159026 A2 WO 2011159026A2
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WO
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needle bearing
guide
retainer
stroke
endless
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WO2011159026A3 (ko
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진문영
조충래
조동현
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삼익정공 주식회사
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Publication date
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    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/068—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
    • 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
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/4605—Details of interaction of cage and race, e.g. retention or centring
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    • F16C33/4617—Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00—Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers

Definitions

  • the present invention has a lip formed at an angle to hold the needle or roller bearing in the axial direction and to keep the needle or roller smoothly while maintaining a constant gap, and the needle or roller bearing (hereinafter referred to as 'needle') Needle bearing circular retainer assembled in a polygonal structure by assembling and coupling a circular needle bearing retainer manufactured in a straight shape to a polygonal outer sleeve inner side with a connecting link connecting the ribs holding the bearings.
  • This invention relates to an infinite stroke polygon needle bearing guide designed to smoothly perform infinite linear reciprocating motion while maintaining durability, low noise, high accuracy and high rigidity by configuring a smooth circulation.
  • the guide used for the high precision linear reciprocating motion used in the semiconductor manufacturing apparatus which requires the conventional precision processing is provided with a finite scroll, but in this case, a finite stroke retainer fastened to the post to shorten the stroke, Since the length of the sleeve (out sleeve) must be long, the strength is reduced, there is a problem that the material cost increases.
  • Another prior art discloses a needle bearing retainer for a polygonal finite stroke and an out sleeve in which they are fastened to each other in Korean Patent Publication No. 10-0872499, to which the present applicant has applied for a patent. It is located between the guide post and the out sleeve so that the out sleeve can be linearly moved up and down.In contrast to the guide that adopts the needle bearing retainer for infinite stroke in its technical configuration, shape and application. There is a remarkable difference, and there is a remarkable difference in effect.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to solve the problems of the prior art by configuring a circular needle bearing retainer guide assembled in a polygonal structure for use in a semiconductor manufacturing apparatus, etc. requiring precision processing to smoothly circulate Endurance, low noise, high accuracy and high rigidity while maintaining an infinite linear reciprocating motion smoothly.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is that when using a finite stroke retainer, there is a problem in that a finite stroke retainer fastened to a post is made short or out sleeve is lengthened in order to lengthen the stroke. In order to increase the stroke of the out sleeve, the strength does not drop and the material cost does not increase.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to increase the durability by using a needle bearing, and the inside of the outer sleeve is designed to produce a polygon according to the guide post of the polygonal shape, so that the moving shaft does not rotate due to external forces, It is to enable the high precision infinite reciprocating motion.
  • Another problem to be solved by the present invention is to design and manufacture a circular needle bearing retainer for retaining needle bearings in one-piece molded with synthetic resin to increase the uniformity of the product, shortening the production time, manufacturing To reduce costs.
  • the technical solution according to the present invention holds the needle bearing in the axial direction, and the circular needle bearing retainer is circulated infinitely between the inner side and the outer side of the outer sleeve so that the needle bearing has a smooth rolling.
  • the connecting ring formed on the left and right sides of the circular needle bearing retainer is positioned on the upper surface of the guide rail, and the circular retainer holding the needle bearing smoothly circulates at both ends of the outer sleeve.
  • the needle bearing circular retainer is composed of a semicircle so that the inside of the semicircle is equipped with an R-Piece formed with a circulation groove, and an end cap is mounted on the outside. Endless straight lines while maintaining durability, low noise, high accuracy and high rigidity It is to provide a polygon needle bearing guide for infinite strokes designed to smoothly reciprocate.
  • Another technical solution according to the present invention forms a lip having a predetermined angle at both ends to be connected while circulating in the axial direction, and a lip for holding the needle bearing at regular intervals in the straight retainer,
  • the connecting rings are formed on the left and right sides of the lip to connect the lip to each other, but since the circular needle bearing retainer is made of flexible and durable synthetic resin material that is manufactured and adopted in one shape in a single shape, the product uniformity It is to provide a polygon needle guide for infinite stroke with high accuracy and high accuracy.
  • Another technical solution according to the present invention is to increase the durability than the ball bearing by adopting the needle bearing, the number and angle of the lip holding the needle bearing to minimize the frictional force to smooth rolling and reciprocating endless stroke To provide a polygon needle guide for.
  • the unit of L is, P is the external force (external load), C is the dynamic load rating.
  • the present invention is endless while maintaining the durability, low noise, high accuracy and high rigidity by configuring the needle bearing circular needle bearing retainer guide assembled in a polygonal structure for use in a semiconductor manufacturing apparatus, etc. requiring precision processing to ensure a smooth circulation There is an advantageous effect that can smoothly achieve a straight reciprocating motion.
  • Another effect of the present invention is to make a finite stroke retainer fastened to a post to shorten the stroke or to make an out sleeve longer in order to lengthen the stroke when a finite stroke retainer is used. While the stroke of the sleeve is lengthened, the strength does not drop and the material cost does not increase.
  • Another effect of the present invention is to increase the durability by using a needle bearing, and the inner sleeve of the outer sleeve is designed to produce a polygon in accordance with the polygonal guide post, so that the movement axis is not rotated by the external force, the direction and angle set To move accurately.
  • Another effect of the present invention is to design and manufacture a circular needle bearing retainer for retaining needle bearings, which is made of a synthetic resin material having flexibility and durability in one-piece shape to increase the uniformity of the product, and the production time. To reduce maintenance time and manufacturing costs.
  • Figure 2 is the shape of both ends of the outer sleeve of the polygon needle guide for infinite stroke in accordance with the present invention
  • Figure 3 is a shape when the needle bearing retainer for infinite stroke in accordance with the present invention rotates
  • Figure 4 is a guide post fastened to the polygon needle guide for infinite stroke according to the present invention
  • 5 is a needle bearing retainer for infinite stroke employed in the present invention
  • the needle bearing is held in the axial direction, and a circular groove is formed to form an endless circulation between the inner and outer surfaces of the outer sleeve so that the needle bearing can have a smooth rolling.
  • the connecting ring formed on the left and right sides of the circular needle bearing retainer is positioned on the upper surface of the guide rail, and the circular retainer holding the needle bearing is configured in a semicircle so as to smoothly circulate at both ends of the out sleeve.
  • the inside of the semi-circle is equipped with an Al-Piece (R-Piece) formed with a circulation groove, and the end cap is mounted on the outside, so that the needle bearing circular retainer assembled in a polygonal structure can be smoothly circulated. Infinite straight reciprocating movement is achieved smoothly while maintaining durability, low noise, high accuracy and high rigidity.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the polygon needle bearing guide for infinite stroke according to the present invention.
  • the structure of the circular needle bearing retainer employed in the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention.
  • Fig. 5 is a front view of the endless needle bearing retainer (31 in Fig. 5) employed in the endless stroke polygon needle bearing guide according to the present invention.
  • Fig. 6 is a side view of the needle bearing retainer (31 in Fig. 5) for infinite stroke according to the present invention;
  • the endless circular needle bearing retainer shown in Fig. 5 holds the needle bearing (36 in Fig. 5) in the axial direction and the needle bearing 36 is inserted at regular intervals to have a smooth rolling.
  • Upper and lower lips 32, 33 in FIG. 5; ⁇ >
  • Connecting rings 41, 42 in Fig. 6) are formed to keep the ribs 32 and 33 connected at regular intervals, and the overall shape of the retainer is molded into a straight shape with a predetermined width.
  • the upper lip 32 and the lower lip 33 for holding the needle bearing 36 in FIG. 5 are referred to as ⁇ lips '' in the description below.
  • Polygonal guide circular needle bearing retainer (31 in Figure 5) according to the present invention may be configured to hold the needle bearing 36 and inserted into the outer sleeve to be infinitely circulated even if not molded integrally formed have.
  • the lips 32 and 33 holding the needle bearing 36 are smoothly rolled while minimizing frictional force without leaving the needle bearing 36 to the outside by the oppositely formed lip ( ⁇ >).
  • the endless circular needle bearing retainer 31 employed in the present invention is fixed to hold the needle bearing at the minimum curvature during circulation of the circular needle bearing retainer 31 in order to hold the needle bearing 36.
  • Connection rings (41 and 42 in FIG. 6) protruding uniformly in the width direction are formed on the left and right sides so as to connect the ribs 32 and 33 formed to face each other at an angle to maintain a constant interval.
  • the circular needle bearing retainer 31 may be shortened and used as a 'retainer'.
  • the adjacent lips 32, 33 formed opposite to each other are connected to each other in order to maintain the rigidity of the recirculating needle bearing retainer 31 when holding the needle bearing 36 at regular intervals. It is preferable to manufacture by forming a shape connected to a predetermined interval by 35), by the connecting ring (41, 42 in Fig. 6) formed to protrude in a predetermined width on the left and right sides of the circular needle bearing retainer (31). Molding and fabrication may be performed so that the lips 32 and 33 for holding these bearings 36 are supported.
  • the connecting members 34 and 35 may be manufactured by forming one or more spaces in one piece or forming one or more spaces in the middle in order to save material costs.
  • Lips holding the needle bearing 36, the shape of the lip (32, 33) to form a wide one at a predetermined angle or two or more formed at regular intervals as shown in Figure 5 configured to hold the needle bearing 36 can do.
  • the connecting rings (41 and 42 of FIG. 6) of the circular needle bearing retainer (31 of FIG. 5) are wings formed on both sides of the guide rails (12 of FIG. 1) located at an angled portion of the inner side of the out sleeve formed in a polygon. It is comprised so that it may be located in the upper surface of (13 of FIG. 1). Widths and thicknesses of the wings (13 and 14 of FIG. 1) formed on both sides of the guide rail (12 of FIG. 1) may be variously designed and manufactured.
  • the guide rails 12 are positioned at the angled portions of the polygons, and the connecting rings (41, 42 in Fig. 6) of the endless circular needle bearing retainers holding the needle bearings are formed at the portions where the respective faces are formed. It is comprised so that it may be located in the upper surface of the blade
  • the circular needle bearing retainer (31 in Figure 5) employed in the infinite stroke polygon needle bearing guide (11 in Figure 1) Circumferentially penetrates in the axial direction on the outsleeve so that it can infinitely circulate through the inner surface of the outsleeve (16 in Fig. 1).
  • An endless circular needle bearing retainer (15 in FIG. 1) passes through the inner side of the outer sleeve between the Alpis (21, 22 in FIG. 2; R-Piece) and the end cap (23, 24 in FIG. 2, End Cap). Thus, a space is formed through which the retainer can pass so as to continuously circulate through the circulation groove (16 in FIG. 1).
  • the inner half of the semicircle is configured to be bolted to the al-piece (21, 22; R-Piece) for guiding the needle bearing retainer 31 into the circulation groove 16, and the end cap 23 on the outside of the semicircle , 24; end caps are fastened by bolts, and the endless needle bearing retainer 31 is configured to smoothly circulate.
  • the position of the connecting ring (41, 42 of FIG. 6) connecting the lip (32, 33 of FIG. 5) can be located in the center, and the lip (32, 33 of FIG. 5) holding the needle bearing 36 In consideration of the bearing capacity and durability of the), it may be formed by positioning in the rotational inward direction (25 of FIG. 2) or by positioning in the rotational outward direction (26 of FIG.
  • the polygon guide circular needle bearing retainer (31 in FIG. 5) is adopted in the infinite stroke polygon needle bearing guide to form semicircles at both ends in the axial direction of the outsleeve when circulating. It is preferable to mold and manufacture a synthetic resin material having flexibility and durability so as to rotate smoothly.
  • the endless circular needle bearing retainer (31 in Fig. 5), in which the needle bearing (36 in Fig. 5) is inserted and fastened, is inserted into the inner surface of the polygonal outer sleeve and the circulation groove (16 in Fig. 1).
  • the inner surface of the out sleeve is a quadrangle
  • four circulation grooves 16 are formed to penetrate in the axial direction of the out sleeve in parallel with the respective inner surfaces, and in the case of a pentagon, five circulation grooves 16 are formed. It is formed to penetrate parallel to the axial direction of the out sleeve.
  • Figure 3 shows the shape when the needle roller retainer for infinite stroke according to the present invention is rotated
  • Figure 4 is a polygon needle for infinite stroke employing the needle bearing retainer for infinite stroke designed according to the present invention.
  • the guide posts are fastened to these guides.
  • the unit of L is, P is an external force (external load), C means a dynamic load rating. That is, as can be seen from the above equation, the life of the needle bearing is much longer than the life of the ball bearing.
  • the endless stroke polygon needle bearing guide employs a circular needle bearing retainer, and the connecting ring formed on the left and right sides of the circular needle bearing retainer is configured to be located on the upper surface of the guide rail,
  • the retained circular needle bearing retainer is composed of a semicircle so that it can circulate smoothly at both ends of the outsleeve, and an inside of the semicircle is equipped with an R-Piece formed of a circulating groove guide, and an outer end cap (End cap) Cap) can be provided to provide a circular needle bearing retainer assembled in a polygonal structure, so the industrial applicability is high.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

본 발명은 축 방향으로 니이들 베어링을 보지하고, 니이들 베어링이 부드러운 구름을 가질 수 있도록 아웃슬리브의 내측 면과 외측 면사이에 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환하도록 순환 홈을 형성하여 조립 체결하기 위하여, 상기 니이들 베어링 리테이너의 좌우측에 형성된 연결고리가 가이드 레일의 상면에 위치하도록 구성하고, 니이들 베어링을 보지한 순환형 리테이너가 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원으로 구성되고, 반원의 내측에는 순환 홈이 형성된 알피스(R-Piece)가 장착되고, 외측에는 앤드 캡(End Cap)이 장착되어, 다각형 구조로 조립된 니이들 베어링 순환형 리테이너가 원활한 순환이 되도록 구성함으로써 내구성 및 저소음, 고정도, 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동을 부드럽게 이루어지도록 설계 제작된 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드에 관한 것이다.

Description

무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드
본 발명은 축 방향으로 니이들 또는 롤러 베어링을 보지하고 일정한 간격을 유지하면서 니이들 또는 롤러가 부드럽게 구름을 가질 수 있도록 일정 각도로 형성된 립을 구비하고, 좌우측에 니이들 또는 롤러 베어링(이하 '니이들 베어링'이라 한다)을 보지하는 립을 연결하는 연결고리가 형성되어 일자 형상으로 제작된 순환형 니이들 베어링 리테이너를 다각형 아웃슬리브 내측 면에 조립 체결시켜 다각형 구조로 조립된 니이들 베어링 순환형 리테이너가 원활한 순환이 이루어지도록 구성함으로써 내구성, 저소음, 고정도 및 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동을 부드럽게 이루어지도록 설계 제작된 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드에 관한 것이다.
종래의 정밀가공이 필요한 반도체 제조장치 등에 사용되는 고정밀 직선왕복 운동을 하는데 사용되는 가이드는 유한스크로그를 구비한 것이나, 이 경우에는 스트로크를 길게 하기 위하여 포스트에 체결되는 유한스트로크용 리테이너를 짧게 제작하거나 아웃슬리브(out sleeve) 길게 하여야 하므로 강도가 떨어지고, 재료비가 증가하는 문제점이 있다.
또 다른 종래기술은 본 발명 출원인이 특허 출원하여 등록된 등록특허공보 제10-0872499호에 다각형 유한스트로크용 니이들 베어링 리테이너와 이들이 서로 체결된 아웃슬리브에 대한 내용이 개시되어 있으나, 이는 가이드 포스트(guide post)와 아웃슬리브(out sleeve)사이에 위치하여 아웃슬리브가 상하로 직선 운동을 할 수 있도록 설계 제작된 것으로 그 기술적 구성, 형상 및 용도에서 무한스트로크용 니이들 베어링 리테이너를 채용한 가이드와는 현저한 차이가 있고, 작용효과에서도 현저한 차이가 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 정밀가공이 필요한 반도체 제조장치 등에 사용하기 위하여 다각형 구조로 조립된 순환형 니이들 베어링 리테이너 가이드가 원활하게 순환이 이루어지도록 구성함으로써 내구성, 저소음, 고정도 및 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동을 부드럽게 이룰 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 기술적 과제는 유한 스트로크용 리테이너를 사용할 경우에 스트로크를 길게 하기 위하여 포스트에 체결되는 유한스트로크용 리테이너를 짧게 제작하든지 아웃슬리브(out sleeve) 길게 하여야 하는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 아웃슬리브의 스트로크를 길게 하면서 강도가 떨어지지 아니하고, 재료비가 증가하지 않도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 기술적 과제는 니이들 베어링을 사용하여 내구성을 증가시키고, 다각형 형상의 가이드 포스트에 맞추어서 아웃슬리브의 내측을 다각형으로 설계 제작하므로 외부의 힘에 의하여 이동축이 회전하지 않고, 고정도의 무한 직선왕복운동을 할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 니이들 베어링을 보지하기 위한 순환형 니이들 베어링 리테이너를 설계 제작함에 있어서 합성수지로 일자로 일체형으로 성형 제작하여 제품의 균일성을 높이고, 제작시간을 단축하며, 제작비용을 줄이는데 있다.
본 발명에 따른 과제 기술적 해결 수단은 축 방향으로 니이들 베어링을 보지하고, 니이들 베어링이 부드러운 구름을 가질 수 있도록 아웃슬리브의 내측 면과 외측 면사이에 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환하도록 순환 홈을 형성하여 조립 체결하기 위하여, 상기 순환형 니이들 베어링 리테이너의 좌우측에 형성된 연결고리가 가이드 레일의 상면에 위치하도록 구성하고, 니이들 베어링을 보지한 순환형 리테이너가 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원으로 구성되고, 반원의 내측에는 순환 홈이 형성된 알피스(R-Piece)가 장착되고, 외측에는 앤드 캡(End Cap)이 장착되어, 다각형 구조로 조립된 니이들 베어링 순환형 리테이너가 원활한 순환이 되도록 구성함으로써 내구성, 저소음, 고정도 및 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동이 부드럽게 이루어지도록 설계 제작된 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 또 다른 과제 기술적 해결 수단은 축 방향으로 순환하면서 연결될 수 있도록 양 끝단에 일정각도를 가진 립을 형성하고, 일자형 리테이너에는 일정간격으로 니이들 베어링을 보지하기 위한 립을 형성하며, 형성된 립을 서로 연결하기 위하여 립의 좌우측에 연결고리를 형성하되, 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환을 할 수 있도록 유연성과 내구성을 가진 합성수지재로 일자 형상으로 일체형으로 제작 생산하여 채용하므로 제품의 균일성을 이루고 고정도를 가진 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 또 다른 과제 기술적 해결 수단은 니이들 베어링을 채용하여 볼 베어링보다 내구성을 높이고, 니이들 베어링을 보지하는 립의 개수 및 각도는 마찰력을 최소화하여 굴림이 부드러워 왕복운동이 용이한 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드를 제공하는데 있다.
상기 니이들 베어링의 수명은
Figure PCTKR2011003530-appb-I000001
이다.
L 의 단위는 이며, P 는 외력(외부의 하중)이고, C는 동정격 하중을 의미한다.
본 발명은 정밀가공이 필요한 반도체 제조장치 등에 사용하기 위하여 다각형 구조로 조립된 니이들 베어링 순환형 니이들 베어링 리테이너 가이드가 원활한 순환이 이루어지도록 구성함으로써 내구성, 저소음, 고정도 및 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동을 부드럽게 이룰 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 유한스트로크용 리테이너를 사용할 경우에 스트로크를 길게 하기 위하여 포스트에 체결되는 유한스트로크용 리테이너를 짧게 제작하가나 아웃슬리브(out sleeve) 길게 하여야 하는 문제점이 있으나, 본 발명에서는 아웃슬리브의 스트로크를 길게 하면서 강도가 떨어지지 않고, 재료비가 증가하지 않도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 니이들 베어링을 사용하여 내구성을 증가시키고, 다각형 형상의 가이드 포스트에 맞추어서 아웃슬리브의 내측을 다각형으로 설계 제작하므로 외부의 힘에 의하여 이동축이 회전하지 않고 설정된 방향과 각도로 정확하게 이동하는데 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 니이들 베어링을 보지하기 위한 순환형 니이들 베어링 리테이너를 설계 제작함에 있어서 유연성과 내구성을 가진 합성수지재로 일자 형상으로 일체형으로 성형 제작하여 제품의 균일성을 높이고, 제작시간을 단축하며, 유지보수시간 및 제작비용을 줄이는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드의 황단면
도 2는 본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드의 아웃슬리브 양 종단의 형상
도 3은 본 발명에 따른 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너가 회전할 때의 형상
도 4는 본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드에 가이드포스트가 체결된 형상
도 5는 본 발명에 채용된 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너
도 6은 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너의 측면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11: 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드
12; 가이드 레일 13, 14; 가이드 레일 날개
15; 리테이너(도5에서 확대) 16; 순환 홈
17; 가이드 포스트 21, 22; 알 피스(R-피스)
23, 24; 앤드 캡 25; 내측방향
26; 외측방향 31: 순환형 니이들 베어링 리테이너
32; 상부 립 33; 하부 립
34, 35; 연결부재 36; 니이들 베어링
37; 좌측 종단 38; 우측 종단
41, 42; 연결고리
본 발명은 축 방향으로 니이들 베어링을 보지하고, 니이들 베어링이 부드러운 구름을 가질 수 있도록 아웃슬리브의 내측 면과 외측 면사이에 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환하도록 순환 홈을 형성하여 조립 체결하기 위하여, 상기 순환형 니이들 베어링 리테이너의 좌우측에 형성된 연결고리가 가이드 레일의 상면에 위치하도록 구성하고, 니이들 베어링을 보지한 순환형 리테이너가 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원으로 구성되고, 반원의 내측에는 순환 홈이 형성된 알피스(R-Piece)가 장착되고, 외측에는 앤드 캡(End Cap)이 장착되어, 다각형 구조로 조립된 니이들 베어링 순환형 리테이너가 원활한 순환이 되도록 구성함으로써 내구성, 저소음, 고정도 및 고강성을 유지하면서 무한 직선왕복운동이 부드럽게 이루어지도록 설계 제작된 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드를 구현하는데 있다.
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드의 횡단면을 도시한 것이다. 먼저 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 본 발명에 채용된 순환형 니이들 베어링 리테이너의 구조에 대하여 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드에 채용된 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)를 정면에서 본 형상이다. 도6은 본 발명에 따른 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)를 측면에서 본 형상이다.
도 5에 도시된 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)는 축 방향으로 니이들 베어링(도5의 36)을 보지하고 일정한 간격으로 니이들 베어링(36)이 삽입되어 부드러운 구름을 가질 수 있도록 일정 각도로 서로 마주하도록 상부 및 하부 립(도5의 32, 33; < >)을 형성하고, 상부 및 하부 립(도5의 32, 33)의 좌우측에 니이들 베어링(36)을 보지하는 립(32, 33)을 일정간격으로 연결 유지하도록 하는 연결고리(도6의 41, 42)가 형성되며, 리테이너의 전체적인 형상은 일정폭으로 길게 일자 형상으로 성형 제작되어 있다.
도 5에서 니이들 베어링(36)을 보지하기 위한 '상부 립(32) 및 하부 립(33)'을 후술될 설명에서는 '립'이라 한다.
본 발명에 따른 다각형 가이드 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)는 일체형으로 성형 제작하지 아니하더라도 니이들 베어링(36)을 보지하고 아웃슬리브 내측에 삽입 체결되어 무한 순환할 수 있도록 구성할 수도 있다.
도 5에서, 상기 니이들 베어링(36)을 보지하는 립(32, 33)은 마주하게 형성된 립(< >)에 의하여 니이들 베어링(36)이 외부로 이탈하지 아니하고 마찰력을 최소화하면서 굴림이 부드러워서 왕복운동을 원활할 수 있도록 하기 위하여 립(32,33) 속에 삽입된 니이들 베어링(36)의 센터를 기준으로 45내지 60 범위로 형성하여 제작하는 것이 바람직하다.
본 발명에 채용된 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너(31)는 상기 니이들 베어링(36)을 보지하기 위하여 순환형 니이들 베어링 리테이너(31) 순환 시 최소 곡율에서 니이들 베어링을 파지할 수 있도록 일정한 각도로 서로 마주하게 형성한 립(32, 33)을 연결하여 일정간격이 유지되도록 하기 위하여 좌우측에 폭 방향으로 일정하게 돌출된 연결고리(도6의 41, 42)가 길게 형성되어 있다. 본 명세서에서는 순환형 니이들 베어링 리테이너(31)를 줄여서 '리테이너'로 사용하기도 하였다.
도 5에서, 상기 서로 마주하게 형성된 인접한 립(32, 33)은 일정간격으로 니이들 베어링(36)을 보지할 때 순환형 니이들 베어링 리테이너(31)의 견고성을 유지하기 위하여 연결부재(34, 35)에 의하여 일정간격으로 연결된 형상으로 성형 제작하는 것이 바람직하며, 상기 순환형 니이들 베어링 리테이너(31)의 좌우측에 일정폭으로 돌출되어 길게 형성된 연결고리(도6의 41, 42)에 의하여 리이들 베어링(36)을 보지하기 위한 립(32, 33)이 지지되도록 성형 제작할 수도 있다. 상기 연결부재(34, 35)는 일체형으로 넓게 하나(일체)로 성형 제작하거나 재료비를 절약하기 위하여 중간에 하나 이상의 공간을 형성하여 성형 제작할 수도 있다.
니이들 베어링(36)을 보지하는 립(32, 33)의 형상은 일정 각도로 넓게 하나로 형성하거나 도5에서와 같이 두 개 이상 일정간격으로 형성하여 니이들 베어링(36)을 보지할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)의 연결고리(도6의 41, 42)는 다각형으로 형성된 아웃슬리브의 내측의 각진 부분에 위치한 가이드레일(도1의 12)의 양측에 형성된 날개(도1의 13)의 상부 면에 위치하도록 구성되어 있다. 상기 가이드레일(도1의 12)의 양측에 형성된 날개(도1의 13, 14)의 폭 및 두께는 다양하게 변형하여 설계 제작할 수 있다.
도 1에서, 다각형의 각진 부분에는 가이드레일(12)이 위치하고, 각각의 면이 형성된 부분에는 니이들 베어링을 보지한 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너의 연결고리(도6의 41, 42)가 상기 가이드레일의 날개(13, 14)의 상면에 위치하도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 무한스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드(도1의 11)를 이루기 위하여서는 무한스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드(도1의 11)에 채용되는 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)가 아웃슬리브의 내측 면을 통과하여 무한 순환할 수 있도록 아웃슬리브 상의 축방향으로 관통하여 순환 홈(도1의 16)이 길게 형성되어 있다.
알피스(도2의 21, 22; R-Piece)와 앤드 캡(도2의 23, 24, End Cap)사이에는 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너(도1의 15)가 아웃슬리브 내측 면을 통과하여 순환 홈(도1의 16)을 거쳐서 연속적으로 순환할 수 있도록 상기 리테이너가 통과할 수 있는 공간이 형성되어 있다.
상기 아웃슬리브의 내측 면과 순환 홈(16)사이에는 니이들 베어링을 보지한 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원을 이루도록 구성되어 있다. 상기 반원의 내측에는 니이들 베어링 리테이너(31)를 순환 홈(16)으로 유도하기 위한 알피스(21, 22; R-Piece)를 볼트로 설치할 수 있도록 구성되고, 반원의 외측에는 앤드 캡(23, 24; End Cap)을 볼트로 체결하여 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너(31)가 원활하게 순환할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 립(도5의 32, 33)을 연결하는 연결고리(도6의 41, 42)의 위치는 중앙에 위치할 수 있고, 니이들 베어링(36)을 보지하는 립(도5의 32, 33)의 지지력과 내구성을 고려하여 회전 내측방향(도2의 25)으로 위치시켜 형성하거나 회전 외측방향(도2의 26)으로 위치시켜 형성할 수도 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 다각형 가이드 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)는 무한스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드에 채용되어 순환할 때 아웃슬리브의 축 방향으로 양 끝단에서 반원을 형성하여 부드럽게 회전할 수 있도록 유연성과 내구성을 구비한 합성수지재로 성형 제작하는 것이 바람직하다.
상기 니이들 베어링(도5의 36)이 삽입 체결된 무한 순환형 니이들 베어링 리테이너(도5의 31)는 다각형의 아웃슬리브의 내측 면과 순환 홈(도1의 16)에 삽입 체결되기 때문에 예를 들어 아웃슬리브의 내측 면이 사각형인 경우에는 4개의 순환 홈(16)이 각각의 내측면과 평형하게 아웃슬리브의 축 방향으로 관통하여 형성되고, 오각형의 경우에는 5개의 순환 홈(16)이 아웃슬리브의 축방향과 평행되게 관통하여 형성되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너가 회전할 때의 형상을 도시한 것이며, 도 4는 본 발명에 따라 설계 제작된 무한 스트로크용 니이들 베어링 리테이너가 채용된 무한 스트로크용 다각형 니이들 가이드에 가이드포스트가 체결된 형상을 도시한 것이다.
상기 니이들 베어링의 수명은
Figure PCTKR2011003530-appb-I000002
이며,
이와 대비되는 볼 베어링의 수명은
Figure PCTKR2011003530-appb-I000003
이다.
여기서, L 의 단위는 이며, P 는 외력(외부의 하중)이고, C는 동정격 하중을 의미한다. 즉, 상기 수식에서 알 수 있듯이 니이들 베어링의 수명이 볼베어링의 수명보다 훨씬 길다.
본 발명에 따른 무한 스트로크용 다각형 니이들 베어링 가이드에는 순환형 니이들 베어링 리테이너가 채용되고, 순환형 니이들 베어링 리테이너의 좌우측에 형성된 연결고리가 가이드레일의 상면에 위치하도록 구성되며, 니이들 베어링을 보지한 순환형 니이들 베어링 리테이너가 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원으로 구성되고, 반원의 내측에는 순환 홈 가이드로 형성된 알피스(R-Piece)가 장착되고, 외측에는 앤드 캡(End Cap)이 장착되어, 다각형 구조로 조립된 순환형 니이들 베어링 리테이너를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 높다.

Claims (8)

  1. 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드에 있어서,
    아웃슬리브 내측에 설치되어 순환형 니이들 베어링 리테이너와 체결되며, 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환을 할 수 있도록 안내하는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일 상부에 위치하여 니이들 베어링을 보지하고 무한 순환하도록 제작된 순환형 니이들 베어링 리테이너; 및
    상기 아웃슬리브의 내측 면을 통과한 순환형 니이들 베어링 리테이너가 무한 순환할 수 있도록 아웃슬리브의 축 방향으로 길게 관통하여 형성된 순환 홈을 구비한 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 니이들 베어링을 보지한 순환형 니이들 베어링 리테이너가 아웃슬리브 양 끝단에서 부드럽게 순환할 수 있도록 반원을 이루어 구성되고,
    상기 반원의 내측에 위치하여 상기 순환형 니이들 베어링 리테이너를 순환 홈으로 안내하기 위한 알피스; 및
    상기 반원의 외측에 위치하여 순환형 니이들 베어링 리테이너를 순환 홈으로 안내하기 위한 앤드 캡이 장착된 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 순환형 니이들 베어링 리테이너는 니이들 베이링을 보지하기 위하여 순환 시 최소 곡율에서 니이들 베어링을 파지할 수 있도록 일정한 각도로 서로 마주하게 형성한 립;
    서로 마주하게 형성된 립과 립을 일정간격으로 연결하기 위한 연결부재;
    니이들 베이링을 보지하기 위하여 서로 마주하게 형성된 상기 립을 서로 연결하기 위하여 니이들 베어링 리테이너의 좌우측에 설치되는 연결고리; 및
    상기 리테이너의 축 방향 양 종단에는 상기 연결부재가 절단된 면으로 구성하되,
    일정폭으로 일자 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  4. 청구항3에 있어서,
    상기 연결고리는 순환형 니이들 베어링 가이드와 체결 시에 가이드레일 상면에 위치하여 이탈하지 않도록 하기 위하여 좌우측 폭방향으로 돌출되어 길게 형성됨을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  5. 청구항3 또는 청구항4에 있어서,
    상기 연결고리는 니이들 베어링을 보지하는 립의 중앙에 위치할 수 있고, 니이들 베어링을 보지하는 립의 지지력과 내구성을 고려하여 무한 순환 시에 회전 내측방향으로 위치시켜 형성하거나 회전 외측방향으로 위치시켜 형성함을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  6. 청구항1내지 청구항4 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환형 니이들 베어링 리테이너는 니이들 베어링을 보지하기 위하여 서로 마주하는 립과 립사이를 연결하면서 가이드레일의 상면에 위치할 때 가이드레일로부터 이탈하지 않도록 하는 연결고리를 일체형으로 성형 제작함을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  7. 청구항6에 있어서,
    상기 순환형 니이들 베어링 리테이너는 무한히 순환하도록 하기 위하여 아웃슬리브의 양 끝단에서 반원으로 휘어져 이동할 수 있도록 유연성과 내구성을 구비한 합성수지재로 제작됨을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
  8. 청구항5에 있어서,
    상기 니이들 베어링을 보지하는 립은 니이들 베어링을 지지하는 지지력, 마찰력 및 립을 형성하는데 필요한 재료를 고려하여 일정 각도로 하나로 형성하거나 일정 간격으로 두 개 이상 형성함을 특징으로 하는 무한 스트로크형 다각형 니이들 베어링 가이드.
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