KR19990077158A - 직선운동장치 및 이에 사용되는 윤활유 공급장치 - Google Patents

직선운동장치 및 이에 사용되는 윤활유 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 예를 들면, 직선안내장치나 볼나사, 볼 스플라인 등, 볼 또는 롤러 등의 전동체를 통하여 궤도축과 슬라이드부재가 상대적으로 이동이 자유롭게 걸어맞춰진 직선운동장치에 관하며, 상세하게는, 상기 궤도축의 표면에 대하여 윤활유를 도포하는 윤활유 공급부재를 구비한 직선운동장치의 개량에 관한 것이다. 이와 같은 직선운동장치는, 전동체의 구름면이 형성된 궤도축과, 상기 전동체를 통하여 궤도축에 걸어맞춤과 동시에 상기 궤도축과 상대적으로 이동하는 슬라이드부재와 이 슬라이드 부재에 장착됨과 동시에, 이와 같은 상대운동에 따라 상기 궤도축의 표면에 윤활유를 도포하는 윤활유 공급부재를 구비하고, 또한, 상기 윤활유 공급부재는, 상기 궤도축에 맞닿아 상기 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체와, 이 윤활유 도포체에 인접하여 설치되고, 윤활유를 흡수하여 이것을 유지하는 한편, 상기 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체와, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단으로 구성된다.

Description

직선운동장치 및 이에 사용되는 윤활유 공급장치
종래, 이와 같은 직선운동장치로서는, 공작기계나 반송장치 등의 직선안내부에 사용되어 베드 또는 새들 등의 고정부 상에서 테이블 등의 가동체를 안내하는 직선안내장치나, 이 직선안내장치와 함께 사용되어 모터의 회전량에 따른 직선운동의 스트로크를 상기 가동체에 대하여 부여하는 볼나사 등이 알려져 있다.
전자의 직선안내장치는, 상기 고정부 상에 설치됨과 동시에 길이방향을 따라 볼의 구름홈 (rolling groove) 이 형성된 궤도레일 (궤도축) 과, 다수의 볼을 통하여 상기 궤도레일의 구름홈과 대향하는 부하구름홈 (load rolling groove) 을 가지면서 이 부하구름홈을 구르는 볼의 무한순환로가 형성된 슬라이드대 (slide base;슬라이드부재) 로 이루어지고, 볼의 무한순환에 따라, 상기 가동체를 지지한 슬라이드대가 궤도레일을 따라 연속적으로 직선운동하도록 구성되어 있다. 또, 이와는 반대로, 고정된 슬라이드대에 대하여 궤도레일이 운동하도록 구성되어 있는 경우도 있다.
한편, 후자의 볼나사는, 나선상의 볼 구름홈이 소정의 리드로 형성된 나사축 (궤도축) 과, 다수의 볼을 통하여 상기 볼구름홈과 대향하는 부하구름홈을 가짐과 동시에 이 부하구름홈을 구르는 볼의 무환순환로가 형성된 너트부재 (슬라이드부재) 로 이루어지며, 이들 나사축과 너트부재와의 상대적인 회전운동에 따라 볼이 상기 무환순환로 내를 순환하여, 너트부재와 나사축이 축방향으로 상대적으로 운동하도록 구성되어 있다.
그러나, 이와 같은 직선운동장치를 사용하는데 있어서는, 볼 그자체의 마모나 이것이 구르는 궤도레일 또는 나사축의 구름홈 혹은 슬라이드대 또는 너트부재의 부하구름홈의 마모를 억제하여, 이 슬라이드부재의 정밀한 운동을 장기에 걸쳐 유지한다는 관점에서, 이와 같은 볼이나 상기 구름홈 등을 사용조건에 따라 적절하게 윤활하게 해 줄 필요가 있다.
종래, 볼이나 구름홈 등에 대한 윤활유의 공급장치를 갖는 직선운동장치로서는, 일본 공개실용신안공보 평7-23824 호 공보에 개시되는 직선안내장치가 알려져 있다. 이 직선안내장치에서는, 도 19 에 나타낸 바와 같이, 윤활유를 함유한 폴리머부재 (120) 가 궤도레일 (121) 과 대향하는 슬라이드대 (122) 의 내면에 설치되어 있고, 이 폴리머부재 (120) 로부터 서서히 스며나온 윤활유가 슬라이드대 (122) 의 왕복운동에 따라 궤도레일 (121) 의 상면 (123) 및 측면 (124) 에 도포되어, 궤도홈 (125) 이나 볼 (126) 에 윤활유가 공급되도록 되어 있다.
또, 직선운동장치의 궤도축을 윤활하게 하는 외의 윤활유 공급장치로서는, 일본 공개특허공보 평6-307442 호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이 윤활유 공급장치에서는, 도 20 에 나타낸 바와 같이, 윤활유를 함유시킨 패드 (127)를 커버프레임 (128) 내에 수용함과 동시에, 이 커버프레임 (128)을 궤도레일 (129) 에 끼워맞춰 그 내부의 패드 (127)를 궤도레일 (129) 에 맞닿게하며, 슬라이드대 (130) 의 이동과 함께 상기 패드 (127) 가 궤도레일 (129) 과 미끄러지면서 접하도록, 상기 커버프레임 (128)을 슬라이드대 (130) 이동방향의 전후에 장착되어 있다. 따라서, 슬라이드대 (130) 가 궤도레일 (129)을 따라 왕복운동을 실시하면, 상기 패드 (127) 로부터 스며나온 윤활유가 궤도레일 (129) 의 표면에 도포되어, 역시 구름홈이나 볼에 윤활유가 공급되도록 되어 있다.
그러나, 이들 윤활유 공급장치에서는, 슬라이드대에 장착된 폴리머부재 또는 패드가 윤활유를 궤도레일에 도포하는 도포체로서의 기능 외에, 윤활유 그 자체를 유지하는 흡수저장체로서의 기능도 아울러 갖고 있어, 전자의 도포체로서 최적인 재료가 반드시 후자의 흡수저장체로서 최적인 재료라고는 할 수 없는 것으로 보아, 윤활유를 궤도레일에 대하여 장기에 걸쳐 안정적으로 공급하는 것이 곤란하였다.
즉, 사용개시 초기는 상기 폴리머부재 또는 패드에 윤활유가 충분히 함침되어 있어서, 볼 구름홈이나 볼을 윤활하게 하기에는 과잉 양의 윤활유가 궤도레일에 도포되는 반면, 궤도레일에 대한 슬라이드대의 누계주행거리가 증가함에 따라, 궤도레일에 대한 윤활유의 도포량이 격감되어, 볼구름홈 및 볼을 윤활하게 하기위해 필요한 최소한의 양의 윤활제를 장기에 걸쳐 안정적으로 궤도레일에 도포하는 것이 곤란하였다.
한편, 장기에 걸쳐 충분한 양의 윤활제를 궤도레일에 도포하기 위해서는, 상기 폴리머부재 또는 패드를 대형화하여 이것에 다량의 윤활제를 유지시키면 되지만, 이와 같은 대책을 채용하여도 슬라이드대의 주행거리의 누계에 따라 윤활유의 공급량이 격변해 버리는 앞서 언급한 문제점은 해소할 수 없고, 또, 폴리머부재 또는 패드가 장착되는 슬라이드대가 대형화되어, 직선운동장치의 소형화를 도모할 수 없게 된다는 문제점도 있었다.
본 발명은, 예를 들면 직선안내장치나 볼나사, 볼스플라인 등, 볼 또는 롤러 등의 전동체를 통하여 궤도축과 슬라이드부재가 상대적으로 이동이 자유롭게 걸어맞춰진 직선운동장치에 관련한 것으로서, 상세하게는, 상기 궤도축의 표면에 대하여 윤활유를 도포하는 윤활유 공급장치를 구비한 직선운동장치의 개량에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명을 직선안내장치에 적용한 제 1 실시예를 나타낸 분해사시도이다.
도 2 는 제 1 실시예에 관련되는 윤활유 공급부재를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 3(a) 는 도 2 의 A-A 선의 단면도, (b) 는 도 2 의 B-B 선의 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 C-C 선 단면도이다.
도 5 는 궤도레일의 상면에도 윤활유를 도포할 수 있도록 제 1 실시예에 관련되는 윤활유 공급부재를 개량한 예를 나타낸 단면도이다.
도 6 은 윤활유 공급부재의 제 2 실시예를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 7 은 도 6 의 Ⅶ-Ⅶ 선의 단면도이다.
도 8 은 도 6 의 Ⅷ-Ⅷ 선의 단면도이다.
도 9 는 제 2 실시예에 관련되는 윤활유 공급부재의 성능시험기의 개략을 나타낸 평면도이다.
도 10 은 유량조정판에 개설한 공급구멍의 개수를 변화시킨 경우에, 궤도레일에 도포되는 윤활유의 배출량의 차이를 시험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11 은 유량조정판에 개설한 공급구멍의 내경을 변화시킨 경우에, 궤도레일에 도포되는 윤활유의 배출량의 차이를 시험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12 는 본 발명을 볼나사에 적용한 실시예를 나타낸 일부 절취 사시도이다.
도 13 은 도 12 에 나타낸 볼나사의 사용상태를 나타낸 단면도이다.
도 14 는 도 13 의 XIV-XIV 선을 화살표방향에서 본 도면이다.
도 15 는 본 발명을 볼나사에 적용한 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
도 16 은 본 발명을 볼 스플라인에 적용한 실시예를 나타낸 일부 절취 사시도이다.
도 17 은 도 16 에 나타낸 볼 스플라인의 사용상태를 나타낸 단면도이다.
도 18 은 도 17 의 XVIII선 - XVIII 선의 단면도이다.
도 19 는 종래의 직선운동장치의 일례를 나타낸 부분단면도이다.
도 20 은 종래의 직선운동장치의 다른 예를 나타낸 분해사시도 및 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 궤도레일 (궤도축) 2 : 슬라이드대 (슬라이드부재)
3 : 볼 (전동체) 4 : 윤활유 공급부재
41 : 제 1 케이싱 (케이싱) 42 : 윤활유 도포체
43 : 윤활유 흡수저장체 44 : 제 2 케이싱 (케이싱)
45 : 유량조정판 (유량제어수단)
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 전동체의 구름홈이나 전동체를 윤활하게 하는데에 필요한 최소한의 양의 윤활유를 장기에 걸쳐 안정적으로 궤도축에 도포함과 동시에, 슬라이드부재의 소형화도 도모할 수 있는 직선운동장치를 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 직선안내장치나 볼나사 장치 등의 직선운동장치에 적합한 윤활유 공급장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 직선운동장치는, 전동체의 구름면이 형성된 궤도축과, 상기 전동체를 통하여 궤도축에 걸어맞춤과 동시에 상기 궤도축과 상대적으로 이동하는 슬라이드부재와, 이 슬라이드부재에 장착됨과 동시에, 이와 같은 상대이동에 따라 상기 궤도축의 표면에 윤활유를 도포하는 윤활유 공급부재를 구비한 직선운동장치를 전제로 하고, 상기 윤활유 공급부재가, 상기 궤도축에 맞닿아 이 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체와, 이 윤활유 도포체에 인접하여 설치되고, 윤활유를 흡수하여 이것을 유지하는 한편, 상기 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체와, 상기 윤할유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 기술적수단에서, 상기 궤도레일에 대한 윤활유의 도포는 상기 슬라이드부재에 장착된 윤활유 공급부재에 의해 실시되지만, 이와 같은 윤활유 공급부재는 윤활유 도포체와 윤활유 흡수저장체를 구비하고 있어, 궤도축에 대하여 윤활유를 도포하는 기능 및 윤활유를 유지하는 기능이 이들 윤활유 도포체와 윤활유 흡수저장체로 분담되어 있다. 따라서, 이와 같은 직선운동장치에서는, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로의 공급량에 대응한 양의 윤활유가 궤도축에 대하여 도포되게 된다.
또, 이와 같은 윤활유 공급부재는 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단을 구비하고 있으므로, 전자에서 후자로의 윤활유 공급량이 시간의 경과에 따라 격변하는 일이 없이, 윤활유 도포체에 대하여 항상 안정된 양의 윤활유를 함침시키는 것이 가능해진다.
이로써, 본 발명의 직선운동장치에서는, 시간의 경과에 따라 궤도축에 대한 슬라이드부재의 누계주행거리가 증가하여도, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유의 공급을 받은 윤활유 도포체가 항상 안정된 양의 윤활유를 함침하게 되어, 이 윤활유 도포체로부터 궤도축에 대하여 항상 일정량의 윤활유를 도포하는 것이 가능해진다.
여기에서, 상기 윤활유 도포체로서는 이것에 함침되어 있는 윤활유를 균일하게 궤도축에 대하여 도포할 수 있는 재질, 예를 들면 모(wool) 혼합 폴리에스테르로 만든 펠트나 소결수지 등이 바람직한 한편, 상기 윤활유 흡수저장체로서는 윤활유를 다량으로 흡수유지할 수 있는 재질, 예를 들면 폴리에스테르로 만든 펠트나 소결수지 등이 바람직하다.
또, 상기 윤활유 공급부재를 슬라이드부재에 장착하는데 있어서는, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 드러낸채 직접 슬라이드부재에 장착하여도, 또는 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 케이싱내에 수용하여, 상기 케이싱을 슬라이드부재에 장착하도록 하여도 상관없다. 예를 들면, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 소결수지로 제작하는 경우, 이들을 비교적 용이하게 원하는 형상으로 성형할 수 있으며, 나사로 죄여 직접 슬라이드부재에 고정할 수 있다.
또, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 케이싱에 수용하는데 있어서는, 이들을 각각 개별의 케이싱에 수용하여, 2 개의 케이싱을 연결하여 윤활유 공급부재를 구성하도록 하여도 좋다.
또, 상기 유량제어수단은, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로의 윤활유의 공급량을 제한하는 것이면, 어떠한 구성의 것이어도 상관없다. 예를 들면, 윤활유 흡수저장체 및 윤활유 도포체를 형성하는 재질로서 각각 다른 것을 사용함으로써, 전자로부터 후자로의 윤활유의 이동을 어느 정도 제한할 수 있어, 윤활유 흡수저장체에 다량으로 유지된 윤활유를 일정량씩 윤활유 도포체에 대하여 공급할 수 있게 된다.
이 외에도 상기 유량제어수단으로서는, 윤활유를 투과시키는 유량조정막을 상기 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체와의 사이에 설치하고, 이 유량조정막을 투과한 윤활유만이 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되도록 구성하여도 된다. 이와 같은 유량조정막으로서는, 예를들면, 윤활유가 투과할 수 있는 종이를 이용할 수 있으며, 윤활유가 투과하는 면적을 조정하기 위해 상기 종이의 표면에 폴리에틸렌 등으로 라미네이트 가공을 실시하여도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 유량조정막의 재질이나 두께 등을 선정함으로써, 단위시간당 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어할 수 있어, 윤활유 도포체로부터 궤도축에 도포되는 윤활유의 양을 장기에 걸쳐 안정화시킬 수 있다.
단, 이와 같이 유량조정막을 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체와의 사이에 설치하는데 있어서는, 이와 같은 유량조정막의 둘레 가장자리와 상기 케이싱과의 사이로부터 윤활유가 새는 일이 없도록, 이들 사이를 코킹(caulking)제 등으로 완전히 밀폐할 필요가 있는데, 유량조정막은 종이 등과 같이 유연하기 때문에, 그 주위를 밀폐하는 작업은 용이하지 않다. 따라서, 이와 같은 관점에서 보면, 상기 유량제어수단은 상기 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체를 격리하는 스텐레스 박판 등의 유량조정판으로 하고, 이 유량조정판에 윤활유를 공급하기 위한 공급구멍을 개설하는 것이 바람직하다.
그리고, 이 유량조정판에서는, 이와 같은 판에 개설된 공급구멍의 내경이나 개수를 조정함으로써, 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 단위시간당으로 공급되는 윤활유의 양을 제어하고, 윤활유 도포체가 궤도축에 대하여 도포하는 윤활유의 양을 조정할 수 있게 된다.
한편, 전동체의 구름면이나 전동체 그 자체를 윤활하게 한다는 본래의 목적에서 보면, 상기 윤활유 도포체는 궤도축의 둘레면 전체에 윤활유를 도포할 필요는 없고, 전동체의 구름면에 대해서만 윤활유를 도포하면 된다.
또한, 이와 같은 직선운동장치에서는, 상기 궤도축에 부착된 먼지 등이 상기 궤도축과 슬라이드부재와의 틈새에 들어가는 것을 방지하기위해, 슬라이드부재에 밀봉(seal)부재를 장착하여 궤도축과 슬라이드부재와의 틈새를 밀봉하는 것이 일반적이다. 본 발명의 직선운동장치에서는 상기 윤활유 공급부재와 개별로 밀봉 부재를 설치하여, 이것을 슬라이드부재 또는 윤활유 공급부재에 대하여 장착하도록 하여도 되지만, 이와 같은 구성에서는 슬라이드부재에 장착하는 부품점수가 증가되어, 그 조립이 번잡해져 버린다. 따라서, 보다 간이한 구성으로 하기 위해서는, 상기궤도축의 표면에 밀착하는 밀봉 가장자리(seal lip)부를 상기 윤활유 공급부재의 케이싱에 설치하여, 윤활유 공급부재가 밀봉 부재로서의 기능을 겸비하도록 하는 것이 바람직하다.
또, 이와 같이 밀봉 가장자리부를 윤활유 공급부재의 케이싱에 설치한다면, 이와 같은 케이싱은 고무 등의 연탄성체로 형성하여, 밀봉 가장자리부와 케이싱을 사출성형 등으로 일체적으로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 이와 같이 윤활유 공급부재의 케이싱을 연탄성체로 형성하면, 상기 케이싱에 주사바늘을 꽂음으로써, 이러한 케이싱 내의 윤활유 흡수저장체에 대하여 용이하게 윤활유를 보급하는 것도 가능해진다.
또한, 본 발명에서의 직선운동장치란, 앞서 언급한 직선안내장치나 볼나사 외에, 축방향을 따라 볼구름홈이 형성된 스플라인축에 대하여 원통형상의 너트부재가 끼워맞춰진 볼 스플라인을 포함하는 개념이다.
한편, 본 발명의 윤활유 공급장치는, 전동체를 통하여 궤도축에 걸어맞추는 슬라이드부재에 장착되어, 이러한 슬라이드부재와 궤도축의 상대적인 이동에 따라 상기 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 공급장치로, 상기 궤도축에 맞닿아 상기 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체와, 이 윤활유 도포체에 인접하여 설치되어, 윤활유를 흡수하여 이것을 유지하는 한편, 상기 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체와, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 이와 같은 윤활유 공급장치에서도, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 드러낸채 직접 슬라이드부재에 장착하여도, 또는 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체를 케이싱 내에 수용하여, 상기 케이싱을 슬라이드부재에 장착하도록 하여도 상관없다.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 직선운동장치를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명을 직선안내장치에 적용한 제 1 실시예를 나타낸 분해사시도이다. 이 실시예의 직선안내장치는, 길이방향을 따라 볼의 구름면 (11) 이 형성된 궤도레일 (궤도축:1) 과, 전동체로서의 다수의 볼 (3)을 통하여 이 궤도레일에 끼워맞춤과 동시에 내부에 이 볼의 무한순환로를 구비한 슬라이드대 (슬라이드부재:2) 와, 이 슬라이드대 (2) 의 이동방향의 전후양단면에 장착되면서, 이러한 슬라이드대 (2) 의 이동에 따라 궤도레일 (1) 의 표면에 윤활유를 도포하는 1 쌍의 윤활유 공급부재 (4, 4) 로 구성되어 있고, 이와 같은 볼 (3) 의 순환에 따라 상기 슬라이드대 (2) 가 궤도레일 (1) 상을 왕복운동하도록 구성되어 있다.
또, 상기 슬라이드대 (2) 는, 테이블 등의 기계장치의 부착면 (21)을 구비함과 동시에 볼 (3)을 순환시키기 위한 볼 복귀구멍 (22)을 구비한 거의 새들형상의 블록본체 (23) 와, 이 블록본체 (23) 의 전후양단면에 고정된 1 쌍의 엔드 플레이트 (24, 24) 로 구성되어 있다. 이 엔드 플레이트 (24) 에는, 상기 궤도레일 (1) 의 볼구름면 (11) 으로부터 볼 (3)을 퍼올려 상기 블록본체 (23) 의 볼 복귀구멍 (22) 으로 보내기 위해, 이 볼 복귀구멍 (22) 으로부터 볼구름면 (11) 으로 볼 (3)을 보내는 방향전환로 (도시생략) 가 형성되어 있으며, 한편 이 엔드 플레이트 (24)를 부착볼트 (25)를 이용하여 블록본체 (23) 에 고정함으로써, 상기 슬라이드대 (2) 에 볼 (3) 의 무환순환로가 형성되도록 되어 있다.
또한, 상기 블록본체 (23) 에는 상기 무환순환로에 대하여 윤활유를 주유하기 위한 급유구 (26) 가 설치되어 있고, 이 급유구 (26) 에는 상기 윤활유 공급부재 (4) 및 엔드 플레이트 (24)를 사이에 두고 공급 니플(nipple) (27) 이 장착되도록 되어 있다.
한편, 상기 윤활유 공급부재 (4) 는, 상기 엔드플레이트 (24) 에 맞닿는 제 1 케이싱 (41) 과, 이 제 1 케이싱 (41) 내에 수용됨과 동시에 상기 궤도레일 (1) 에 맞닿아 상기 궤도레일 (1) 에 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체 (42) 와, 윤활유를 흡수하여 유지하는 한편 상기 윤활유 도포체 (42) 에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체 (43) 와, 이 윤활유 흡수저장체 (43)를 수용하는 제 2 케이싱 (44) 과, 상기 제 1 케이싱 (41) 및 제 2 케이싱 (44)을 접합한 때에 윤활유 도포체 (42) 와 윤활유 흡수저장체 (43)를 격리하는 유량조정판 (유량제어수단:45) 으로 구성되어 있다.
도 2 내지 도 4 에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 케이싱 (41) 은 기판 (46) 인 강판의 윤곽을 따라 띠형상 돌기 (47)를 돌출설치한 것으로, 이 띠형상 돌기 (47) 에 의해 둘러싸인 요소 (凹所;48) 는 상기 윤활유 도포체 (42) 의 수용 공간으로 되어 있다. 또, 상기 띠형상돌기 (47) 에는 궤도레일 (1) 의 구름면 (11) 과 대향하는 위치에 트인 곳 (49) 이 형성되어 있고, 이와 같은 트인 곳 (49) 으로부터는 윤활유 도포체 (42) 의 일부가 돌출되도록 되어 있다. 여기에서, 상기 띠형상 돌기 (47) 는 연탄성체인 고무재질로 형성되어 있고, 가황접착으로 상기 기판 (46) 에 접합되어 있다. 또, 상기 요소 (48) 는 부착볼트 (25) 및 공급니폴 (27) 의 관통구멍 (28, 29)을 피하도록 하여 형성되어 있고, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 전체로서는 거의 H 자형상을 이루고 있다.
또, 상기 제 2 케이싱 (43) 도 기판 (50) 인 강판의 윤곽을 따라 띠형상돌기 (51)를 돌출설치하고, 이 띠형상 돌기 (51) 로 둘러싸여진 요소 (52)를 상기 윤활유 흡수저장체 (43) 의 수용 공간으로 한 것이다. 이와 같은 띠형상 돌기 (51) 도 연탄성체인 고무재질로 형성되어 있으며, 제 1 케이싱 (41) 의 띠형상 돌기 (47) 와 맞닿도록, 상기 기판 (50) 의 제 1 케이싱 (41) 측의 면에 돌출설치되어 있다. 또, 이와 같은 기판 (50) 의 반대측의 면은 고무재질로 이루어지는 보호층 (54) 으로 피복되어 있고, 이 보호층 (54) 에는 상기 궤도레일 (1) 의 측면 및 상면에 밀착하는 밀봉 가장자리부 (55) 가 돌출설치되어 있다. 또한, 이 제 2 케이싱 (43) 의 요소 (52) 도 상기 부착볼트 (25) 및 공급니폴 (27) 의 관통구멍 (28, 29)을 피하도록 하여 형성되어 있고, 전체로서는 거의 H 자형상을 이루고 있다.
또한, 상기 윤활유 도포체 (42) 는 제 1 케이싱 (41) 의 요소 (48) 와 동일한 거의 H 자형상으로 성형됨과 동시에, 상기 궤도레일 (1) 의 구름면 (11) 에 맞닿는 돌출편 (56) 이 띠형상 돌기 (47) 에 형성한 트인 곳 (49) 의 위치에 맞춰 돌출설치되어 있다. 이 윤활유 도포체 (42) 는 함침하는 윤활유를 균일하게 궤도레일 (1) 에 도포할 수 있도록, 모세관현상에 의한 윤활유의 이동이 발생하기 쉬운 재질, 예를 들면 공극율이 낮은 펠트 등의 섬유교락체 (an entangled body of fiber) 가 적합하고, 본 실시예에서는 공극율 54% 의 양모펠트를 사용하고 있다.
또, 상기 윤활유 흡수저장체 (43) 도 제 2 케이싱 (44) 의 요소 (52) 와 동일한 거의 H 자형상으로 성형되어 있으며, 윤활유를 다량으로 흡수하여 유지할 수 있도록, 공극률이 높은 펠트 등의 섬유교락체가 적합하다. 이 실시예에서는 공극률 81 % 의 레이온 혼합양모 펠트를 사용하고 있다.
한편, 상기 유량조정판 (45) 은 상기 제 1 케이싱 (41) 의 띠형상 돌기 (47) 와 제 2 케이싱 (44) 의 띠형상돌기 (51)를 접합한 때에, 상기 윤활유 도포체 (42) 와 윤활유 흡수저장체 (43) 와의 사이에 끼워져, 이들의 사이를 격리하도록 구성되어 있으며, 이 실시예에서는 두께 0.1 ∼ 2 ㎜ 의 스텐레스 박판이 이용되고 있다. 또, 이 유량조정판 (45) 에는 복수의 공급구멍 (57) 이 개설되어 있고, 이 공급구멍 (57)을 통하여 윤활유 흡수저장체 (43) 에 함침된 윤활유가 윤활유 도포체 (42) 로 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 윤활유가 유량조정판 (45) 의 둘레 가장자리를 통하여 윤활유 흡수저장체 (43) 로부터 윤활유 도포체 (42) 로 새는 것을 방지하기 위해, 상기 제 1 케이싱 (41) 의 띠형상 돌기 (47) 에는 유량조정판 (45) 의 둘레 가장자리가 끼어들어가는 단차부 가 형성되어 있고, 제 1 케이싱 (41) 의 띠형상 돌기 (47) 와 제 2 케이싱 (44) 의 띠형상 돌기 (51)를 접합한 때에, 이 유량조정판 (45) 의 둘레 가장자리가 이들 띠형상 돌기 (47, 51) 에 끼어들어가 밀봉되도록 되어 있다.
또, 상기 윤활유 흡수저장체 (43) 로부터 윤활유 도포체 (42) 로의 윤활유의 공급을 원할하게 실시하기 위해, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 케이싱 (44) 의 띠형상 돌기 (51) 에는 공기구멍 (58) 이 개설되어 있고, 제 1 케이싱 (41) 및 제 2 케이싱 (44) 내의 압력이 항상 대기압으로 유지되도록 되어 있다. 따라서, 윤활유 흡수저장체 (43) 로부터 윤활유 도포체 (42) 로의 윤활유의 이동은, 주로 섬유교락체의 내부에서의 윤활유의 모세관현상에 의존하게 된다. 무엇보다도, 윤활유 흡수저장체 (43) 에 함침된 윤활유 중, 유량조정판 (45) 의 공급구멍 (57) 보다도 상방에 위치하는 윤활유는 중력에 의해서도 윤활유 도포체 (42) 측으로 이동하게 된다.
이와 같이 구성된 윤활유 공급부재 (4) 는, 먼저, 윤활유 도포체 (42) 및 윤활유 흡수저장체 (43) 에 미리 윤활유를 충분히 함침시킨 후, 윤활유 도포체 (42) 를 제 1 케이싱 (41) 에, 윤활유 흡수저장체 (43)를 제 2 케이싱 (44) 에 수용하여, 상기 유량조정판 (45)을 끼우도록 하여 양 케이싱 (41, 44)을 가황접착으로 접합한다. 이로써, 내부에 윤활유 흡수저장체 (43) 및 윤활유 도포체 (42) 가 수용된 윤활유 공급부재 (4) 의 조립이 완료된다. 그리고, 이 윤활유 공급부재 (4) 는 부착볼트 (25) 에 의해 슬라이드대 (2) 의 전후 양단면에 장착된다.
윤활유 공급부재 (4)를 슬라이드대 (2) 에 부착한 상태에서는, 상기 제 1 케이싱 (41) 으로부터 돌출된 윤활유 도포체 (42) 의 돌출편 (56) 이 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 압접 (壓接) 하여, 슬라이드대 (2) 가 궤도레일 (1) 상을 이동하면, 상기 돌출편 (56) 으로부터 볼 구름면 (11) 에 대하여 윤활유가 도포된다. 또, 상기 제 2 케이싱 (44) 에 돌출설치된 밀봉 가장자리부 (55) 도 궤도레일 (1) 의 상면 및 측면에 미끄러지도록 접촉하여, 궤도레일 (1) 에 부착된 먼지가 상기 궤도레일 (1) 과 슬라이드대 (2) 와의 틈새에 진입하는 것을 방지한다.
이와 같이 하여 윤활유 도포체 (42) 의 돌출편 (56) 으로부터 궤도레일 (1) 에 대하여 윤활유가 도포되면, 윤활유 도포체 (42) 에 함침되어 있는 윤활유는 모세관현상으로 돌출편 (56) 으로 이동한다. 한편, 윤활유 흡수저장체 (43) 에는 다량의 윤활유가 유지되어 있다가, 윤활유 도포체 (42) 에 함침된 윤활유가 서서히 감소하게 되면, 역시 모세관현상으로, 윤활유 흡수저장체 (43) 에 함침되어 있는 윤활유가 유량조정판 (45) 의 공급구멍 (57)을 통하여 윤활유 도포체 (42) 로 공급된다.
이로써, 윤활유 도포체 (42) 에는 항상 거의 일정량의 윤활유가 함침되게 되어, 이와 같은 궤도레일 (1) 에 대하여 윤활유 도포체 (42) 로부터 도포되는 윤활유량의 안정화를 도모할 수 있게 된다. 또, 윤활유 도포체 (42) 로부터 궤도레일 (1) 에 대하여 도포되는 윤활유의 양은, 예를 들면, 돌출편 (56) 과 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 과의 접촉면적을 변화시키거나, 윤활유 도포체 (42)를 구성하는 섬유교락체의 공극율을 변화시킴으로써 임의로 조정할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 유량조정판 (45) 에 개설한 공급구멍 (57) 의 개수나 내경을 변화시킴으로써, 윤활유 도포체 (42) 로부터 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 대하여 도포되는 윤활유의 유량을 조정하는 것이 가능하다. 상기 유량조정판 (45) 에 개설된 공급구멍 (57) 의 내경이나 개수를 변화시키면, 윤활유 흡수저장체 (43) 와 윤활유 도포체 (42) 의 접촉면적의 변화에 의해, 단위시간당 윤활유 흡수저장체 (43) 로부터 윤활유 도포체 (42) 로 공급되는 윤활유의 양이 변화되어, 윤활유 도포체 (42) 에 함침되어 있는 윤활유의 양이 증감하기 때문이다. 따라서, 본 실시예의 직선운동장치에서는 다른 용도 등에 따라, 상기 유량조정판 (45) 에 개설되는 공급구멍 (57) 의 내경 및/또는 개수를 조정함으로써, 관련된 사용목적에 최적의 양의 윤활유를 궤도레일 (1) 에 대하여 도포하는 것이 가능해진다.
또, 어느정도의 사용기간이 경과하여, 윤활유 흡수저장체 (43) 에 함침된 윤활유의 대부분이 소비되어 버린 경우, 상기 윤활유 흡수저장체 (43) 에 대하여 외부로부터 윤활유를 보급해 주는 것이 필요해지는데, 이와 같은 경우에는 제 2 케이싱 (44) 에 설치된 공기구멍 (58)을 통하여 상기 케이싱 (44) 내의 윤활유 흡수저장체 (43) 에 윤활유를 공급할 수 있다. 또, 제 2 케이싱 (44) 의 띠형상 돌기 (51) 는 고무재질로 형성되어 있으므로, 주사침을 직접 띠형상 돌기 (51) 에 꽂음으로써, 상기 윤활유 흡수저장체 (43) 에 대하여 용이하게 윤활유의 보급을 실시하는 것도 가능하다.
또한, 이 실시예의 윤활유 공급부재 (4) 에서는 윤활유 도포체 (42) 가 궤도레일 (1) 의 볼구름홈 (11) 에만 윤활유를 도포하는 구성으로 했지만, 이와 같은 구성에서는 궤도레일 (1) 의 상면에 윤활유가 부착되기 어렵기 때문에, 슬라이드대 (2) 가 궤도레일 (1) 상을 고속으로 이동하면, 이 궤도레일 (1) 과 미끄러져 접하는 밀봉 가장자리부 (55) 가 파손될 우려가 있다. 따라서, 이와 같은 관점에서 보면, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 궤도레일 (1) 의 상면에 대응하는 위치에도 윤활유 도포체 (42) 의 돌출편 (56)을 형성하고, 이 돌출편 (56) 으로부터 궤도레일 (1) 의 상면에 대하여 윤활유를 도포하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
도 6 내지 도 8 은 상기 윤활유 공급부재의 제 2 실시예를 나타낸 것이다.
이 제 2 실시예의 윤활유 공급부재 (6) 는, 상기 제 1 실시예의 그것과 같이, 상기 슬라이드대 (2) 의 엔드 플레이트 (24) 에 장착되는 케이싱 (60) 과, 이 케이싱 (60) 내에 수용되는 윤활유 도포체 (61) 및 윤활유 흡수저장체 (62) 와, 이들 윤활유 도포체 (61) 와 윤활유 흡수저장체 (62) 와의 사이를 격리하는 유량조정판 (유량제어수단;63) 으로 구성되어 있다.
상기 케이싱 (60) 은, 윤활유 흡수저장체 (62) 및 윤활유 도포체 (61) 의 수용 공간이 되는 요소 (64)를 구비한 케이싱 본체 (65) 와, 이 케이싱본체 (65) 의 요소 (64)를 밀폐하는 뚜껑기판 (66) 으로 구성되어 있고, 이와 같은 케이싱 (60)을 상기 슬라이드대 (2) 의 엔드 플레이트 (24) 에 장착한 경우에는, 상기 뚜껑판 (66) 이 엔드 플레이트 (24) 에 맞닿도록 되어 있다.
도 8 은 상기 케이싱본체 (65)를 나타낸 것이다. 이와 같은 케이싱본체 (65) 는 기판 (67) 이 되는 강판의 윤곽을 따라 고무로된 측벽 (68)을 세워설치한 것으로, 이 측벽 (68)을 따라 둘러싸여진 요소 (64) 가 상기 윤활유 도포체 (61) 및 윤활유 흡수저장체 (62) 의 수용공간으로 되어 있다. 이와 같은 요소 (64) 는 상기 부착볼트 (25) 및 공급니폴 (27) 의 관통구멍 (69, 70)을 피하도록 하여 형성됨과 동시에, 궤도레일 (1) 의 좌우양측면에 대응하는 요소 (64, 64) 가 각각 독립하여 설치되어 있으며, 궤도레일 (1) 의 좌측면을 윤활하게 하는 윤활유 도포체 (61) 및 윤활유 흡수저장체 (62) 와 우측면을 윤활하게 하는 그것이 독립하여 수용되도록 되어 있다. 또한, 상기 기판 (67) 의 측벽 (68) 과 반대측의 면은 고무재질로 이루어지는 보호층 (71) 으로 피복되어 있고, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 보호층 (71) 에는 상기 궤도레일 (1) 의 측면 및 상면에 밀착하는 밀봉 가장자리부 (72) 가 돌출설치되어 있다.
한편, 상기 측벽 (68) 에는 궤도레일 (1) 의 구름면 (11) 과 대향하는 위치에 요홈 (recess groove) (73) 이 형성되어 있고, 이와 같은 요홈 (73) 으로부터는 요소 (64) 에 수용한 윤활유 도포체 (61) 의 일부가 돌출하도록 되어 있다. 또, 상기 측벽 (68) 에는 요소 (64) 의 안둘레 가장자리를 따라 단차부 (74) 가 형성되어 있고, 이 단차부 (74) 에 상기 유량조정판 (63) 이 끼워맞춰져, 윤활유 도포체 (61) 와 윤활유 흡수저장체 (62)를 격리하도록 구성되어 있다. 또한, 이 실시예에서도 상기 측벽 (68) 에는 공기구멍 (75) 을 형성하고, 윤활유 흡수저장체 (62) 로부터 윤활유 도포체 (61) 로의 윤활유 이동의 원활화를 도모하고 있다.
상기 유량조정판 (63) 은 제 1 실시예와 동일하게 스텐레스 박판으로 형성되어 있고, 윤활유 흡수저장체 (62) 에 함침된 윤활유를 윤활유 도포체 (61) 로 공급하는 공급구멍 (76) 이 1 구멍만 개설되어 있다. 이와 같은 공급구멍 (76) 의 형상은 본 실시예에서는 원형이지만, 다른 형상을 채용하여도 된다. 공급구멍 (76) 의 개설위치는 도 8 에 파선으로 나타낸 위치로, 각 윤활유 도포체 (61) 로부터 윤활유가 공급되는 2 조의 볼 구름면 (11, 11) 에 대하여 거의 균등한 거리가 되는 위치이다.
그리고, 이와 같이 구성되는 윤활유 공급부재 (6) 는, 먼저 상기 측벽 (68) 및 보호층 (71)을 가황접착으로 기판 (67) 에 접합하여 상기 케이싱 본체 (65)를 제작하고, 이 케이싱 본체 (65) 의 요소 (65) 에 윤활유를 함침한 윤활유 흡수저장체 (62)를 넣은 후, 이 윤활유 흡수저장체 (62)를 덮도록 유량조정판 (63)을 케이싱 본체 (65) 의 측벽 (68) 의 단차부 (74) 에 끼워맞춘다. 이어서, 유량조정판 (63) 상에 윤활유 도포체 (61)를 다시 올리고, 마지막으로 뚜껑기판 (66)을 가황접착으로 케이싱본체 (65) 의 측벽 (68) 과 접합한다. 이로써, 내부에 윤활유 도포체 (61) 및 윤활유 흡수저장체 (62) 가 수용된 윤활유 공급부재 (6) 가 완성된다.
이와 같이 구성된 제 2 실시예의 윤활유 공급부재 (6) 는, 제 1 실시예의 공급부재 (4) 와 동일하게, 직선안내장치의 슬라이드대 (2) 의 전후양단면에 장착되어, 슬라이드대 (2) 의 이동에 맞춰 윤활유 도포체 (61) 로부터 궤도레일 (1) 의 볼구름면 (11) 에 대하여 윤활유가 도포된다.
이 제 2 실시예의 윤활유 공급부재 (6) 가 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 대하여 안정적으로 윤활유를 도포할 수 있는지의 여부를 확인하기 위해, 본원 발명자들은 도 9 에 나타낸 시험기 (80)를 이용하여 실제로 윤활유 공급부재 (6) 로부터 배출되는 윤활유의 양을 측정하였다. 이 시험기는 모터 (81) 에 의해 회전되는 회전원판 (82)을 궤도레일 (1) 로 본 것으로, 이와 같은 회전원판 (82) 의 주위에 3 개의 윤활유 공급부재 (6)를 설치하고, 이 윤활유 공급부재 (6) 의 윤활유 도포체 (61) 로부터 회전원판 (82) 에 대하여 윤활유를 도포하도록 구성하였다. 여기에서, 회전원판 (82) 의 윤활유 공급부재 (6) 에 대한 이동속도는 300 m/min 으로 설정하였다. 또, 윤활유의 점성을 일정하게 유지하는 관점에서, 열전대에 의해 각 윤활유 공급부재 (6) 의 온도를 감시하여, 윤활유 공급부재 (6) 내에 흡수저장된 윤활유의 온도가 25 ℃ 로 유지되도록 하였다. 또한, 회전원판 (82) 상의 윤활유의 도포상태가 항상 균일해지도록, 서로 인접하는 윤활유 공급부재 (6, 6) 의 사이에는 스크레이퍼 (scraper;83)를 설치하고, 윤활유 공급부재 (6) 로부터 회전원판 (82) 에 도포된 윤활유를 긁어내도록 구성하였다.
이와 같은 시험에서, 윤활유 공급부재 (6) 의 윤활유 배출량은 이하와 같은 방법으로 산출하였다. 먼저, 전자천칭으로 윤활유를 급유하기 전의 윤활유 공급부재 (6) 의 중량을 계측한 후. 이와 같은 윤활유 공급부재 (6) 에 내장된 윤활유 흡수저장체 (62) 에 윤활유를 주입하고, 다시 전자천칭으로 윤활유 공급부재 (6) 의 중량을 계측하였다. 이로써, 급유된 윤활유의 중량이 파악된다. 다음에, 상기 시험기에 윤활유 공급부재 (6)를 세트하고, 회전원판 (82)을 회전시켜 윤활유 공급부재 (6)를 소정거리 주행시킨 후, 다시 윤활유 공급부재 (6) 의 중량을 전자천칭으로 계측하여 회전원판 (82) 의 회전 중에 배출된 윤활유의 총량을 산출하였다.
먼저, 출원인은 유량조정판 (63) 에 개설한 공급구멍 (76) 의 개수에 따라 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 대한 윤활유의 배출량이 다른지의 여부를 확인하기 위해, 직경 1 ㎜ 의 공급구멍의 개수가 1 개인 것, 3 개인 것, 6 개인 것의 각각에 대하여 윤활유의 배출량을 확인하는 시험을 행하였다. 또, 시험은 공급구멍 (76) 의 각 개수에 대하여 3 개의 시험편을 준비하여 실시하였다. 도 10(a) 에 공급구멍 1 개인 경우의, 도 10(b) 에 공급구멍 2 개인 경우의, 도 10(c) 에 공급구멍 3 개인 경우의 결과를 나타낸다.
이들의 그래프로부터 명확한 바와 같이, 유량조정판 (63) 에 개설된 공급구멍 (76) 의 개수가 다른 경우이더라도, 어느 정도의 거리를 주행한 후에는, 그래프의 경사가 작아져, 윤활유 공급부재 (6) 로부터 회전원판 (82) 에 대해서는 극미량의 윤활유가 안정적으로 공급되고 있는 것이 확인되었다. 단, 유량조정판 (63) 에 개설한 공급구멍 (76) 의 개수가 1 개인 경우, 3 개의 시험편 모두 거의 동량의 윤활유를 배출하고 있는 것이 추측되지만, 공급구멍 (76) 의 개수가 복수인 경우에는 3 개의 시험편에서 윤활유 배출량의 편차가 크고, 시험편이 바뀌면 윤활유 배출량이 크게 달라져 버리는 경향이 판명되었다. 따라서, 윤활유 공급부재 (6) 마다의 궤도레일 (1) 에 대하는 윤활유 도포량의 안정화를 도모한다는 관점에서 보면, 유량조정판 (63) 에 개설하는 공급구멍 (76) 의 개수는 각 윤활유 도포체 (61) 마다 1 개인 것이 바람직하다.
다음에, 출원인은 유량조정판 (63) 에 개설한 공급구멍 (76) 의 내경의 변화에 따라 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 대하는 윤활유의 배출량이 다른지의 여부를 확인하기 위해, 공급구멍 (76) 의 내경 1 ㎜, 2 ㎜, 4 ㎜, 또한 유량조정판 (63)을 장착하지 않은 것의 4 종에 대하여 윤활유의 배출량를 확인하는 시험을 행하였다. 또, 시험은 공급구멍 (76) 의 각 내경마다 3 개의 시험편을 준비하여 실시하였다. 도 11 에 그 결과를 나타낸다.
이들의 그래프로부터 명확한 바와 같이, 유량조정판 (63) 에 개설한 공급구멍 (76) 의 내경이 커질수록, 그래프의 경사가 커져, 윤활유 공급부재 (6) 로부터 회전원판 (82) 에 대하여 도포되는 윤활유의 양이 많아지는 것이 판명되었다. 이것은, 이와 같은 공급구멍 (76) 의 내경이 클수록, 윤활유 도포체 (61) 와 윤활유 흡수저장체 (62) 의 접촉면적이 증대되는 것으로 보아, 윤활유 흡수저장체 (62) 로부터 윤활유 도포체 (61) 로 이동하는 윤활유의 양이 증가하여, 윤활유 도포체 (61) 가 보다 많은 윤활유를 함침하고 있기 때문이라고 생각된다.
따라서, 미량의 윤활유를 장기에 걸쳐 궤도레일 (1) 의 볼 구름면 (11) 에 대하여 안정작으로 도포한다는 관점에서 보면, 유량조정판 (63) 에 개설하는 공급구멍 (76) 의 개수는 각 윤활유 도포체 (61) 마다에 1 개로 하고, 그 내경은 직선 슬라이드용 베어링의 사용용도 등에 따라 필요하게되는 윤활유의 양으로부터 결정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
또한, 본원 발명자들은 회전원판 (82) 에 대한 윤활유 공급부재 (6) 의 부착자세를 변화시켜 윤활유의 배출량을 계측한 바, 유량조정판 (63) 에 개설한 공급구멍 (76) 의 개수 및 내경이 동일한 경우이더라도, 각 윤활유 공급부재 (6) 로부터 회전원판 (82) 상에 배출된 윤활유의 양은 달라졌다. 이것은, 윤활유 공급부재 (6) 의 사용자세가 바뀌면, 윤활유 흡수저장체 (62) 에 함침된 윤활유 중, 유량조정판 (63) 의 공급구멍 (76) 보다도 상방에 위치하는 윤활유의 양이 변화하여, 중력의 영향에 따라 윤활유 흡수저장체 (62) 로부터 윤활유 도포체 (61) 로 이동하는 윤활유의 양이 변화하기 때문으로 생각된다.
따라서, 상기 공급구멍 (76) 을 윤활유 흡수저장체 (62) 의 중심에 일치시켜 유량조정판 (63) 에 개설하는 것이 바람직하고, 이와 같은 구성으로 하면, 윤활유 공급부재 (6) 의 사용자세에 관계없이, 중력의 영향에 따라 윤활유 흡수저장체 (62) 로부터 윤활유 도포체 (61) 로 이동하는 윤활유의 양을 거의 일정하게 할 수 있다.
도 12 내지 도 14 는 본 발명을 볼나사에 적용한 실시예를 나타낸 것이다.
동일 도면에서, 부호 (90) 는 소정의 리드로 나선형상의 볼 구름홈 (91) 이 형성된 나사축 (궤도축), 부호 (92) 는 볼 (93) 이 순환하는 무한궤도를 구비함과 동시에 상기 볼 (93)을 통하여 상기 나사축 (90) 에 나사식으로 결합한 너트부재 (슬라이드부재), 부호 (94) 는 이 너트부재 (92) 의 전후양단면에 장착된 윤활유 공급부재이다. 또한, 상기 윤활유 공급부재 (94) 가 구비하는 윤활유 도포체 (42), 윤활유 흡수저장체 (43) 및 유량조정판 (유량제어수단;45) 에 대해서는 앞서 언급한 제 1 실시예의 것과 동일하므로, 도면 중에 동일한 참조부호를 달아 그 설명은 생략한다.
여기에서, 상기 너트부재 (92) 는, 상기 너트부재 (92)를 고정하기 위한 플랜지부 (95) 가 돌출설치된 강(steel)제의 너트본체 (96) 와, 이 너트본체 (96) 의 전후양단면에 고정되는 합성수지로 만든 1 쌍의 뚜껑체 (97, 97) 로 구성되어 있다.
상기 너트본체 (96) 에는, 그 내경에 상기 나사축 (90) 의 볼구름홈 (91) 과 서로 대향하는 나선형상의 부하구름홈 (98) 이 형성되는 한편, 상기 나사축 (90) 과 평행인 볼 복귀구멍 (99) 이 돌출설치되어 있다. 또, 상기 뚜껑체 (97) 에는 너트본체 (96) 의 부하구름홈 (98)을 다 구른 볼 (93)을 상기 볼 복귀구멍 (99) 의 일단으로 안내하는 한편, 상기 볼 복귀구멍 (99) 의 타단으로부터 부하구름홈 (98) 에 볼 (93)을 안내하는 방향전환로 (100) 가 형성되어 있고, 상기 뚜껑체 (97)를 너트본체 (96) 에 고정함으로써 볼 (93) 의 무한궤도가 완성되도록 되어 있다.
또, 상기 윤활유 공급부재 (94) 는 상기 너트부재 (92) 의 형상에 합치한 링형상으로 형성되어 있는데, 케이싱내에 윤활유 도포체, 유량조정판 및 윤활유 흡수저장체를 내장한 점은 엎서 언급한 직선안내장치에 장착한 윤활유 공급부재 (4, 6) 와 동일하여, 여기에서는 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 이상과 같이 구성된 본 실시예의 볼나사장치에 의하면, 나사축 (90) 과 너트부재 (92) 가 상대적으로 회전하면, 볼 (93) 이 너트부재 (92) 의 부하구름홈 (98) 및 나사축 (90) 의 볼 구름홈 (91) 상을 구르고, 너트부재 (92) 는 나사축 (90) 의 주위를 공전하면서 상기 나사축 (90) 의 축방향으로 이동한다. 이 때, 너트부재 (92) 의 이동에 맞추어 윤활유 공급부재 (94) 로부터 나사축 (90) 의 볼 구름홈 (91) 에 대하여 윤활유가 도포되고, 앞서 언급한 실시예와 동일하게 하여 볼 구름홈 (91) 및 이것을 구르는 볼 (93) 의 윤활이 실시된다.
또한 도 12 내지 도 14 에 나타낸 볼 나사는 너트부재 (92)를 플랜지부 (95) 에 의해 테이블 등의 기계장치에 고정하고, 나사축 (90) 에 대하여 모터로 회전을 주어 사용하는 형태의 것이지만, 본 발명을 적용할 수 있는 볼나사는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 15 에 나타낸 바와 같이, 1 쌍의 앵귤러 콘택트 베어링 (101, 101)을 통하여 상기 너트부재 (92)를 테이블 등의 고정부에 회전이 자유롭게 지지하고, 이와 같은 너트부재 (92) 에 대하여 모터 (도시생략) 로 회전을 부여하여 사용하는 형태의 것이어도 상관없다.
다음에, 도 16 내지 도 18 에 본 발명을 볼 스플라인에 적용한 실시예를 나타낸 것이다.
동일 도면에서, 부호 (110) 는 축방향을 따라 볼 구름홈 (111) 이 형성된 스플라인축 (궤도축), 부호 (112) 는 볼 (113) 이 순환하는 무한궤도를 구비함과 동시에 상기 볼 (113)을 통하여 상기 스플라인축 (110) 에 끼워맞춘 너트부재 (슬라이드부재), 부호 (114) 는 이 너트부재 (112) 의 전후양단면에 장착된 윤활유 공급부재이다.
여기에서, 상기 너트부재 (112) 는, 상기 너트부재 (112)를 고정하기 위한 키홈 (115) 이 외주면에 형성된 강제(鋼製)의 너트본체 (116) 와, 이 너트본체 (116) 의 내경에 끼워맞춰 볼 (113) 의 무한순환로를 형성하는 합성수지로된 볼 지지기 (117) 로 구성되어 있다.
또, 상기 윤활유 공급부재 (114) 는 상기 너트부재 (112) 의 형상에 합치된 링형상으로 형성되어 있지만, 케이싱내에 윤활유 도포체, 유량조정판 및 윤활유 흡수저장체를 내장한 점은 직선 슬라이드용 베어링에 장착한 윤활유 공급부재 (4, 6) 와 동일하여, 여기에서는 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 이상과 같이 구성된 본 실시예의 볼 스플라인에 의하면, 너트부재 (112) 가 상기 스플라인축 (110)을 따라 이동하면, 이 너트부재 (112) 에 장착된 윤활유 공급부재 (114) 로부터 스플라인축 (110) 의 볼 구름홈 (111) 에 대하여 윤활유가 도포되어, 앞서 언급한 실시예와 동일한 방법으로 볼 구름홈 (111) 및 이것을 구르는 볼 (113) 의 윤활이 실시된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 직선운동장치에 의하면, 윤활유 공급부재가 궤도축에 대하여 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체 및 이 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체를 구비하고 있고, 게다가 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단을 구비하고 있는 것으로 부터, 시간의 경과에 따라 궤도축에 대한 슬라이드부재의 누계주행거리가 증가하고 있어도, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유의 공급을 받은 윤활유 도포체가 항상 안정된 양의 윤활유를 함침하게 되어, 이 윤활유 도포체로부터 궤도축에 대하여 항상 일정량의 윤활유가 도포되므로, 전동체의 구름면이나 전동체를 윤활하게 하는데에 필요한 최저한의 양의 윤활유를 장기에 걸쳐 안정적으로 궤도축에 도포할 수 있다.
또, 필요한 최저한의 양의 윤활유를 안정적으로 도포할 수 있으므로, 적은 양의 윤활유로 장기에 걸쳐 궤도축의 전동체 구름면을 윤활하게 할 수 있어, 그 만큼 윤활유 흡수저장체의 사이즈다운을 도모하여 콤팩트한 직선운동장치를 설계할 수 있다.

Claims (10)

  1. 전동체의 구름면이 형성된 궤도축과, 상기 전동체를 통하여 궤도축에 걸어맞춤과 동시에 상기 궤도축과 상대적으로 이동하는 슬라이드부재와, 이 슬라이드부재에 장착됨과 동시에, 이와 같은 상대이동에 따라 상기 궤도축의 표면에 윤활유를 도포하는 윤활유 공급부재를 구비한 직선운동장치에 있어서,
    상기 윤활유 공급부재는, 상기 궤도축에 맞닿아 이 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유도포체와, 이 윤활유 도포체에 인접하여 설치되어, 윤활유를 흡수하여 이것을 유지하는 한편, 상기 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체와, 상기 윤할유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활유 공급부재는 상기 슬라이드부재에 장착되는 케이싱을 구비하고, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체는 이 케이싱내에 수용되는 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체의 재질을 다르게 함으로써, 상기 유량제어수단을 구성한 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유량제어수단은, 상기 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체를 격리함과 동시에, 윤활유 흡수저장체측으로부터 윤활유 도포체측으로 윤활유를 투과시키는 유량조정막인 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공급량 제어수단은, 상기 윤활유 흡수저장체와 윤활유 도포체를 격리함과 동시에, 윤활유의 공급구멍이 개설된 유량조정판인 것을 특징으로 하는 직선안내장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 궤도축에 도포해야 하는 윤활유의 양에 따라, 상기 유량조정판에 개설된 공급구멍의 내경, 개수, 또는 내경 및 개수가 조정되는 것을 특징으로 하는 직선안내장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 케이싱은 궤도축의 표면에 밀착하는 밀봉 가장자리부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  8. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 케이싱은 연탄성체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직선운동장치.
  9. 전동체를 통하여 궤도축에 걸어맞추는 슬라이드부재에 장착되어, 이러한 슬라이드부재와 궤도축의 상대적인 이동에 따라 상기 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 공급장치로서,
    상기 궤도축에 맞닿아 상기 궤도축에 윤활유를 도포하는 윤활유 도포체와, 이 윤활유 도포체에 인접하게 설치되어, 윤활유를 흡수하여 이것을 유지하는 한편, 상기 윤활유 도포체에 대하여 윤활유를 공급하는 윤활유 흡수저장체와, 상기 윤활유 흡수저장체로부터 윤활유 도포체로 공급되는 윤활유의 양을 제어하는 유량제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 윤활유 도포체 및 윤활유 흡수저장체는 케이싱내에 수용됨과 동시에, 이 케이싱을 통하여 상기 슬라이드 부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 윤활유 공급장치.
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